CN117136145A - 汽车用冷冻循环装置 - Google Patents
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Abstract
提供能够有效利用因使用非共沸混合制冷剂而产生的热交换器的不同温度区域的汽车用冷冻循环装置。包括制冷剂回路(10),其具有包括第一室内热交换器(16)及第二室内热交换器(17)的室内热交换器(18),且供非共沸混合制冷剂循环,第一室内热交换器(16)和第二室内热交换器(17)在制冷剂回路(10)中的制冷剂的流动中彼此串联地配置,在使第一室内热交换器(16)及第二室内热交换器(17)作为制冷剂的蒸发器起作用的情况下的制冷剂流动方向上,第一室内热交换器(16)位于第二室内热交换器(17)的上游侧。
Description
技术领域
涉及一种汽车用冷冻循环装置。
背景技术
以往,存在一种汽车用冷冻循环装置,通过进行冷冻循环,来进行汽车的车室内即空调对象空间的空气调节。
例如,专利文献1(日本特开2016-124474号公报)记载的冷冻循环装置中,提出采用饱和温度随着干度增大而上升的非共沸混合制冷剂作为制冷剂。
发明内容
发明所要解决的技术问题
上述专利文献1记载的冷冻循环装置中,由于使用了非共沸混合制冷剂,因此,例如在室内蒸发器中,蒸发温度在制冷剂的流动的上游侧和下游侧不同。此外,例如在室内冷凝器中,冷凝温度在制冷剂的流动的上游侧和下游侧不同。
解决技术问题所采用的技术方案
第一观点的汽车用冷冻循环装置包括制冷剂回路。制冷剂回路具有利用热交换器。利用热交换器包括第一热交换部及第二热交换部。非共沸混合制冷剂在制冷剂回路中循环。第一热交换部和第二热交换部在制冷剂回路中的制冷剂的流动中彼此串联地配置。在使利用热交换器作为制冷剂的蒸发器起作用的情况下的制冷剂的流动方向上,第一热交换部位于第二热交换部的上游侧。
在该汽车用冷冻循环装置中,在使利用热交换器作为制冷剂的蒸发器起作用的情况下,因非共沸混合制冷剂的蒸发而产生温度滑移,因此,第一热交换部和第二热交换部中制冷剂的蒸发温度不同。因此,能够分别对利用热交换器中的不同蒸发温度的区域进行有效利用。
第二观点的汽车用冷冻循环装置是在第一观点的汽车用冷冻循环装置的基础上,在使利用热交换器作为制冷剂的蒸发器起作用的情况下,能够以使第一热交换部中的制冷剂的蒸发温度比第二热交换部中的制冷剂的蒸发温度低的方式进行控制。
另外,在该汽车用冷冻循环装置中,也可以是,通过具有处理器等的控制部,以使第一热交换部中的制冷剂的蒸发温度成为第一目标蒸发温度的方式进行控制,以使第二热交换部中的制冷剂的蒸发温度成为比第一目标蒸发温度高的第二目标蒸发温度的方式进行控制。
另外,作为第一热交换部中的制冷剂的蒸发温度,可以是在第一热交换部中的制冷剂的流动方向上流经入口的制冷剂的温度,也可以是流经出口的制冷剂的温度,也可以是流经入口至出口之间的预定的特定部位的制冷剂的温度,也可以是流经从入口到出口的流路的中间位置的制冷剂的温度。此外,作为第二热交换部中的制冷剂的蒸发温度,可以是在第二热交换部中的制冷剂的流动方向上流经入口的制冷剂的温度,也可以是流经出口的制冷剂的温度,也可以是流经入口至出口之间的预定的特定部位的制冷剂的温度,也可以是流经从入口到出口的流路的中间位置的制冷剂的温度。这里,在使用流经第一热交换部的出口的制冷剂的温度作为第一热交换部中的制冷剂的蒸发温度的情况下,第二热交换部中的制冷剂的蒸发温度宜为上述中的流经第二热交换部中制冷剂的流动方向上的入口以外的部位的制冷剂的温度。
在该汽车用冷冻循环装置中,能够进行使用了第一热交换部中的相对较低温度区域的热负载的处理、以及使用了第二热交换部中的相对较高温度区域的热负载的处理。
第三观点的汽车用冷冻循环装置包括制冷剂回路。制冷剂回路具有利用热交换器。利用热交换器包括第一热交换部及第二热交换部。非共沸混合制冷剂在制冷剂回路中循环。第一热交换部和第二热交换部在制冷剂回路中的制冷剂的流动中彼此串联地配置。在使利用热交换器作为制冷剂的冷凝器起作用的情况下的制冷剂的流动方向上,第一热交换部位于第二热交换部的上游侧。
在该汽车用冷冻循环装置中,在使利用热交换器作为制冷剂的冷凝器起作用的情况下,因非共沸混合制冷剂的冷凝而产生温度滑移,因此,第一热交换部和第二热交换部中制冷剂的冷凝温度不同。因此,能够分别对利用热交换器中的不同冷凝温度的区域进行有效利用。
第四观点的汽车用冷冻循环装置是在第三观点的汽车用冷冻循环装置的基础上,在使利用热交换器作为制冷剂的冷凝器起作用的情况下,能够以使第一热交换部中的制冷剂的冷凝温度比第二热交换部中的制冷剂的冷凝温度高的方式进行控制。
另外,在该汽车用冷冻循环装置中,也可以是,通过具有处理器等的控制部,以使第一热交换部中的制冷剂的冷凝温度成为第一目标冷凝温度的方式进行控制,以使第二热交换部中的制冷剂的冷凝温度成为比第一目标冷凝温度低的第二目标冷凝温度的方式进行控制。
另外,作为第一热交换部中的制冷剂的冷凝温度,可以是在第一热交换部中的制冷剂的流动方向上流经入口的制冷剂的温度,也可以是流经出口的制冷剂的温度,也可以是流经入口至出口之间的预定的特定部位的制冷剂的温度,也可以是流经从入口到出口的流路的中间位置的制冷剂的温度。此外,作为第二热交换部中的制冷剂的冷凝温度,可以是在第二热交换部中的制冷剂的流动方向上流经入口的制冷剂的温度,也可以是流经出口的制冷剂的温度,也可以是流经入口至出口之间的预定的特定部位的制冷剂的温度,也可以是流经从入口到出口的流路的中间位置的制冷剂的温度。这里,在使用流经第一热交换部的出口的制冷剂的温度作为第一热交换部中的制冷剂的冷凝温度的情况下,第二热交换部中的制冷剂的冷凝温度宜为上述中的流经第二热交换部中制冷剂的流动方向上的入口以外的部位的制冷剂的温度。
在该汽车用冷冻循环装置中,能够进行使用了第一热交换部中的相对较高温度区域的热负载的处理、以及使用了第二热交换部中的相对较低温度区域的热负载的处理。
第五观点的汽车用冷冻循环装置是在第一观点至第四观点中的任一观点的汽车用冷冻循环装置的基础上,第一热交换部和第二热交换部中的被要求处理的热负载大的一方位于制冷剂的流动的上游侧。
另外,经过的空气等流体的温度的变更幅度越大、经过的空气等流体的流量越多,热负载越大。
该汽车用冷冻循环装置中,能够与被要求处理的热负载的大小对应地发挥能力。
第六观点的汽车用冷冻循环装置包括制冷剂回路。制冷剂回路具有利用热交换器和切换机构。利用热交换器包括第一热交换部及第二热交换部。切换机构将制冷剂回路切换成第一状态和第二状态。非共沸混合制冷剂在制冷剂回路中循环。在第一状态下,第一热交换部位于制冷剂的流动中的第二热交换部的上游侧。在第二状态下,第二热交换部位于制冷剂的流动中的第一热交换部的上游侧。
该汽车用冷冻循环装置中,由于使用非共沸混合制冷剂作为制冷剂,因此,在利用热交换器中流动的制冷剂产生温度滑移,利用热交换器中产生相对高温的热交换部和相对低温的热交换部。并且,通过切换机构对第一状态和第二状态进行切换,能够改变第一热交换部和第二热交换部的温度关系,对利用热交换器进行有效利用。
第七观点的汽车用冷冻循环装置是在第六观点的汽车用冷冻循环装置的基础上,在使利用热交换器作为制冷剂的蒸发器起作用且以使第一热交换部中的制冷剂的蒸发温度比第二热交换部中的制冷剂的蒸发温度低的方式进行控制的情况下,切换机构切换为第一状态。
另外,在该汽车用冷冻循环装置中,也可以是,通过具有处理器等的控制部,以使第一热交换部中的制冷剂的蒸发温度成为第一目标蒸发温度的方式进行控制,以使第二热交换部中的制冷剂的蒸发温度成为比第一目标蒸发温度高的第二目标蒸发温度的方式进行控制。
另外,作为第一热交换部中的制冷剂的蒸发温度,可以是在第一热交换部中的制冷剂的流动方向上流经入口的制冷剂的温度,也可以是流经出口的制冷剂的温度,也可以是流经入口至出口之间的预定的特定部位的制冷剂的温度,也可以是流经从入口到出口的流路的中间位置的制冷剂的温度。此外,作为第二热交换部中的制冷剂的蒸发温度,可以是在第二热交换部中的制冷剂的流动方向上流经入口的制冷剂的温度,也可以是流经出口的制冷剂的温度,也可以是流经入口至出口之间的预定的特定部位的制冷剂的温度,也可以是流经从入口到出口的流路的中间位置的制冷剂的温度。这里,在使用流经第一热交换部的出口的制冷剂的温度作为第一热交换部中的制冷剂的蒸发温度的情况下,第二热交换部中的制冷剂的蒸发温度宜为上述中的流经第二热交换部中制冷剂的流动方向上的入口以外的部位的制冷剂的温度。
在该汽车用冷冻循环装置中,能够进行使用了第一热交换部中的相对较低温度区域的热负载的处理、以及使用了第二热交换部中的相对较高温度区域的热负载的处理。
第八观点的汽车用冷冻循环装置是在第六观点或第七观点的汽车用冷冻循环装置的基础上,在使利用热交换器作为制冷剂的冷凝器起作用且以使第一热交换部中的制冷剂的冷凝温度比第二热交换部中的制冷剂的冷凝温度高的方式进行控制的情况下,切换机构切换为第一状态。
另外,在该汽车用冷冻循环装置中,也可以是,通过具有处理器等的控制部,以使第一热交换部中的制冷剂的冷凝温度成为第一目标冷凝温度的方式进行控制,以使第二热交换部中的制冷剂的冷凝温度成为比第一目标冷凝温度低的第二目标冷凝温度的方式进行控制。
另外,作为第一热交换部中的制冷剂的冷凝温度,可以是在第一热交换部中的制冷剂的流动方向上流经入口的制冷剂的温度,也可以是流经出口的制冷剂的温度,也可以是流经入口至出口之间的预定的特定部位的制冷剂的温度,也可以是流经从入口到出口的流路的中间位置的制冷剂的温度。此外,作为第二热交换部中的制冷剂的冷凝温度,可以是在第二热交换部中的制冷剂的流动方向上流经入口的制冷剂的温度,也可以是流经出口的制冷剂的温度,也可以是流经入口至出口之间的预定的特定部位的制冷剂的温度,也可以是流经从入口到出口的流路的中间位置的制冷剂的温度。这里,在使用流经第一热交换部的出口的制冷剂的温度作为第一热交换部中的制冷剂的冷凝温度的情况下,第二热交换部中的制冷剂的冷凝温度宜为上述中的流经第二热交换部中制冷剂的流动方向上的入口以外的部位的制冷剂的温度。
在该汽车用冷冻循环装置中,能够进行使用了第一热交换部中的相对较高温度区域的热负载的处理、以及使用了第二热交换部中的相对较低温度区域的热负载的处理。
第九观点的汽车用冷冻循环装置是在第六观点至第八观点中的任一观点的汽车用冷冻循环装置的基础上,能够以使第一热交换部和第二热交换部中的被要求处理的热负载大的一方位于制冷剂的流动的上游侧的方式对切换机构进行切换。
另外,经过的空气等流体的温度的变更幅度越大、经过的空气等流体的流量越多,热负载越大。
该汽车用冷冻循环装置中,能够与被要求处理的热负载的大小对应地发挥能力。
第十观点的汽车用冷冻循环装置是在第五观点或第九观点的汽车用冷冻循环装置的基础上,能够在第一热交换部和第二热交换部中的被要求处理的热负载大的一方中,进行从车外引入车内的空气与制冷剂的热交换,在被要求处理的热负载小的一方中,进行在车内循环的空气与制冷剂的热交换。
该汽车用冷冻循环装置中,即便在车外的温度是比车内的温度不舒服的状况下将车外的空气引入车内的情况下,也易于将车内的温度环境维持得舒适。
第十一观点的汽车用冷冻循环装置是在第一观点至第十观点中的任一观点的汽车用冷冻循环装置的基础上,第一热交换部和第二热交换部中的一方用于车内的空调,第一热交换部和第二热交换部中的另一方用于电池的温度调节用。
该汽车用冷冻循环装置中,能够与在车内的空调用和汽车的电池的温度调节用中不同的热负载对应地使用利用热交换器。
另外,例如,优选的是,将第一热交换部中的制冷剂的蒸发温度和第二热交换部中的蒸发温度中的、与最适合汽车的电池的温度接近的一方用于汽车的电池的温度调节用。
第十二观点的汽车用冷冻循环装置是在第一观点至第十观点中的任一观点的汽车用冷冻循环装置的基础上,第一热交换部和第二热交换部中的一方用于车内的前座的空调,第一热交换部和第二热交换部中的另一方用于车内的后座的空调。
该汽车用冷冻循环装置中,能够与在车内的前座和后座不同的热负载对应地使用利用热交换器。
另外,优选的是,在与车内的后者相比车内的前座的热负载大的情况下,以使第一热交换部和第二热交换部中的位于制冷剂的流动的上游侧的热交换部与车内的前座对应,第一热交换部和第二热交换部中的位于制冷剂的流动的下游侧的热交换部与车内的后座对应的方式进行配置。
第十三观点的汽车用冷冻循环装置是在第一观点至第十二观点中的任一观点的汽车用冷冻循环装置的基础上,非共沸混合制冷剂是至少包含HFO1132的混合制冷剂。
第十四观点的汽车用冷冻循环装置是在第一观点至第十二观点中的任一观点的汽车用冷冻循环装置的基础上,非共沸混合制冷剂是至少包含HFO1123的混合制冷剂。
第十五观点的汽车用冷冻循环装置是在第一观点至第十二观点中的任一观点的汽车用冷冻循环装置的基础上,非共沸混合制冷剂是至少包含HFO类制冷剂和HFC类制冷剂的混合制冷剂。
附图说明
图1是第一实施方式的汽车用冷冻循环装置的整体结构图。
图2是第一实施方式的汽车用冷冻循环装置的功能结构框图。
图3是第一实施方式的变形例1A的汽车用冷冻循环装置的整体结构图。
图4是第一实施方式的变形例1B的汽车用冷冻循环装置的整体结构图。
图5是第二实施方式的汽车用冷冻循环装置的整体结构图。
图6是第二实施方式的变形例2A的汽车用冷冻循环装置的整体结构图。
具体实施方式
以下叙述的各实施方式的汽车用冷冻循环装置中,使用非共沸混合制冷剂作为工作介质。
作为非共沸混合制冷剂,优选为(a)至少包含HFO1132的混合制冷剂、(b)至少包含HFO1123的混合制冷剂、(c)至少包含HFO类制冷剂和HFC类制冷剂的混合制冷剂中的任一种。
作为(a)至少包含HFO1132的混合制冷剂,优选为包含反式-1,2-二氟乙烯(HFO-1132(E))以及2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)的工作介质。作为该工作介质,优选的是,相对于HFO-1132(E)和HFO-1234yf的总质量,HFO-1132(E)的含有比例为12.1~72.0质量%,HFO-1234yf的含有比例为87.9~28.0质量%的工作介质。
作为(b)至少包含HFO1123的混合制冷剂,优选为包含三氟乙烯(HFO-1123)以及2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)的工作介质。其中,尤其以下例b1~例b14所示的工作介质更为优选。
例b1的工作介质包括介质b1-1及介质b1-2。介质b1-1中,HFO-1123和HFO-1234yf的合计量相对于介质b1-1总量的比例为70~100质量%,HFO-1123相对于HFO-1123和HFO-1234yf的合计量的比例为35~95质量%。此外,介质b1-1中,相对于介质b1-1总量,包含0~30质量%的从饱和氢氟烃和具有碳-碳双键的氢氟烃(但除了HFO-1123及HFO-1234yf)中选择的至少一种。介质b1-2是由二氧化碳、烃、氯氟烯烃(CFO)、氢氯氟烯烃(HCFO)构成的组中的至少一种。
例b2的工作介质是在例b1的工作介质的基础上,HFO-1123和HFO-1234yf的合计相对于介质b1-1总量的比例为80~100质量%。
例b3的工作介质是在例b1或例b2的工作介质的基础上,HFO-1123相对于HFO-1123和HFO-1234yf的合计量的比例为40~95质量%。
例b4的工作介质是在例b1、例b2、例b3中的任一工作介质的基础上,HFO-1123相对于介质b1-1总量的比例为70摩尔%以下。
例b5的工作介质是在例b1、例b2、例b3、例b4中的任一工作介质的基础上,具有碳-碳双键的氢氟烃是从由1,2-二氟乙烯、2-氟丙烯、1,1,2-三氟丙烯、反式-1,2,3,3,3-五氟丙烯、顺式-1,2,3,3,3-五氟丙烯、反式-1,3,3,3-四氟丙烯、顺式-1,3,3,3-四氟丙烯以及3,3,3-三氟丙烯构成的组中选择的至少一种。
例b6的工作介质是在例b1、例b2、例b3、例b4、例b5中的任一工作介质的基础上,具有碳-碳双键的氢氟烃是反式-1,3,3,3-四氟丙烯。
例b7的工作介质是在例b1、例b2、例b3、例b4、例b5、例b6中的任一工作介质的基础上,饱和氢氟烃是从由二氟甲烷、1,1-二氟乙烷、1,1,1-三氟乙烷、1,1,2,2-四氟乙烷、1,1,1,2-四氟乙烷以及五氟乙烷构成的组中选择的至少一种。
例b8的工作介质是在例b1、例b2、例b3、例b4、例b5、例b6、例b7中的任一工作介质的基础上,饱和氢氟烃是从由二氟甲烷、1,1,1,2-四氟乙烷以及五氟乙烷构成的组中选择的至少一种。
例b9的工作介质是在例b8的工作介质的基础上,饱和氢氟烃是二氟甲烷,相对于HFO-1123、HFO-1234yf和二氟甲烷的合计量的HFO-1123的比例为30~80质量%,HFO-1234yf的比例为40质量%以下,且二氟甲烷的比例为30质量%以下,HFO-1123相对于介质b1-1总量的比例为70摩尔%以下。
例b10的工作介质是包含HFO-1123、二氟甲烷(R32)和1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze)的工作介质,HFO-1123、R32和HFO-1234ze的合计量相对于例b10的工作介质总量的比例超过90质量%且为100质量%以下,相对于HFO-1123、R32和HFO-1234ze的合计量的、HFO-1123的比例超过0质量%且为50质量%以下,R32的比例超过0质量%且为40质量%以下,且HFO-1234ze的比例为40质量%以上且90质量%以下。
例b11的工作介质是在例b10的工作介质的基础上,相对于HFO-1123、R32和HFO-1234ze的合计量的、HFO-1123的比例超过0质量%且为20质量%以下,R32的比例超过0质量%且为20质量%以下,且HFO-1234ze的比例为65质量%以上且90质量%以下。
例b12的工作介质是在例b10或例b11的工作介质的基础上,HFO-1234ze包含60质量%以上的反式-1,3,3,3-四氟丙烯。
例b13的工作介质是在例b10、例b11、例b12中的任一工作介质的基础上,包含HFO-1234yf。
例b14的工作介质是在例b10、例b11、例b12中的任一工作介质的基础上,由HFO-1123、R32和HFO-1234ze构成。
(c)至少包含HFO类制冷剂和HFC类制冷剂的混合制冷剂优选为R454C。R454C是包含二氟甲烷(R32)和2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)的工作介质,相对于工作介质总量的R32的比例为21.5%,HFO-1234yf的比例为78.5%。
另外,优选的是,以下叙述的汽车用冷冻循环装置装设于电动汽车以使用。
(1)第一实施方式
图1示出了第一实施方式的汽车用冷冻循环装置1的概略结构图。图2示出了第一实施方式的汽车用冷冻循环装置1的功能结构框图。
汽车用冷冻循环装置1是通过进行蒸气压缩式的冷冻循环运转以用于汽车的车内的空气调节的装置。
汽车用冷冻循环装置1主要具有制冷剂回路10、室外风扇21、第一室内风扇22、第二室内风扇23、第一空气流路16a、第二空气流路17a以及控制器7。
制冷剂回路10中填充有上述非共沸混合制冷剂。制冷剂回路10具有压缩机11、室外热交换器14、膨胀阀15、包括第一室内热交换器16和第二室内热交换器17的室内热交换器18以及储罐13。制冷剂回路10中,压缩机11、室外热交换器14、膨胀阀15、第一室内热交换器16、第二室内热交换器17、储罐13以该顺序连接,制冷剂在内部循环。
压缩机11是由压缩机用马达驱动的容积式压缩机。压缩机用马达通过逆变器装置接收电力的供给而被驱动。压缩机11能够通过使压缩机用马达的转速即驱动频率可变来改变运转容量。压缩机11的排出侧与室外热交换器14连接,压缩机11的吸入侧与储罐13连接。压缩机11收纳于发动机罩下方的装载有电动汽车的马达的发动机舱。
室外热交换器14构成为具有:设置有多个内部流路且呈扁平形状的众多传热管;以及与众多传热管接合的众多翅片。在本实施方式中,室外热交换器14配置于发动机舱。室外热交换器14作为使经过的制冷剂散热并冷凝的冷凝器起作用。
室外风扇21产生用于对配置于发动机舱的室外热交换器14供给室外的空气的空气流动。由此,室外热交换器14中制冷剂与空气进行热交换。
膨胀阀15由能够调节阀开度的电子膨胀阀构成。膨胀阀15在制冷剂回路10中设置于室外热交换器14与第一室内热交换器16之间。
第一室内热交换器16例如构成为具有:设置有多个内部流路且呈扁平形状的众多传热管;以及与众多传热管接合的众多翅片。在本实施方式中,第一室内热交换器16设置于用于将车外的空气引入车内以对车内进行换气的第一空气流路16a。第一室内风扇22设置于第一空气流路16a。通过驱动第一室内风扇22,在第一空气流路16a形成从车外朝向车内的空气流动。第一室内热交换器16作为使经过第一空气流路16a的车外的空气且引入车内前的空气与制冷剂进行热交换的制冷剂的蒸发器起作用。由此,能够将冷却后的车外的新鲜空气引入车内。
与第一室内热交换器16同样,第二室内热交换器17例如构成为具有:设置有多个内部流路且呈扁平形状的众多传热管;以及与众多传热管接合的众多翅片。在本实施方式中,第二室内热交换器17在制冷剂回路10中相对于第一室内热交换器16在制冷剂的流动的下游侧串联地连接。在本实施方式中,第二室内热交换器17设置于第二空气流路17a,第二空气流路17a是用于使车内的空气循环的流路且入口、出口均与车内连通。第二室内风扇23设置于第二空气流路17a。通过驱动第二室内风扇23,在第二空气流路17a形成使车内的空气循环的空气流动。第二室内热交换器17作为使经过第二空气流路17a的空气与制冷剂进行热交换的制冷剂的蒸发器起作用。由此,能够对车内的空气进行冷却。
储罐13是与压缩机11的吸入侧连接的制冷剂容器。
控制器7对构成制冷剂回路10的各设备的动作进行控制。具体而言,控制器7具有为了进行控制而设置的作为CPU的处理器和存储器等。
在以上的制冷剂回路10中,控制器7控制各设备而执行冷冻循环,由此进行制冷运转。另外,可以使用未图示的电加热器进行制热运转。
制冷运转中,从压缩机11排出的制冷剂流入室外热交换器14。另外,在本实施方式中,以能够处理第一室内热交换器16和第二室内热交换器17这两者的热负载的方式,控制压缩机11的驱动频率。流入室外热交换器14的制冷剂使制冷剂的热量散热,进行冷凝。另外,由于使用非共沸混合制冷剂作为制冷剂,因此,室外热交换器14中也产生制冷剂温度随着向制冷剂流动方向前进而降低的温度滑移。在室外热交换器14中冷凝后的制冷剂在经过阀开度被控制了的膨胀阀15时减压。另外,在本实施方式中,以使吸入压缩机11的制冷剂的过热度满足规定条件的方式控制膨胀阀15的开度。经过膨胀阀15后的制冷剂的一部分在第一室内热交换器16中蒸发。经过第一室内热交换器16后的制冷剂在第二室内热交换器17中进一步蒸发。另外,由于使用非共沸混合制冷剂作为制冷剂,因此,第一室内热交换器16中也产生制冷剂温度随着向制冷剂流动方向前进而上升的温度滑移,第二室内热交换器17中也产生制冷剂温度随着向制冷剂流动方向前进而进一步上升的温度滑移。第一室内热交换器16配置于比第二室内热交换器17靠制冷剂的流动的上游侧处,因此,第一室内热交换器16中制冷剂蒸发的温度比第二室内热交换器17中制冷剂蒸发的温度低。更详细而言,作为蒸发器起作用的第一室内热交换器16的下游侧端部的上游侧的制冷剂温度低于作为蒸发器起作用的第二室内热交换器17的上游侧端部的下游侧的制冷剂温度。经过第二室内热交换器17后的制冷剂经由储罐13再次被压缩机11吸入。
以上的第一实施方式的汽车用冷冻循环装置1中,能够有效利用蒸发温度相对低的第一室内热交换器16与蒸发温度相对高的第二室内热交换器17的温度的不同。具体而言,对热负载容易较高的来自车外的换气用空气的冷却使用蒸发温度更低的第一室内热交换器16,对热负载容易比较小的车内循环用空气的冷却使用蒸发温度更高的第二室内热交换器17,由此,易于进行使能力充分发挥的热负载处理,能够有效利用各区域。
(1-1)第一实施方式的变形例1A
图3示出了第一实施方式的变形例1A的汽车用冷冻循环装置1a的概略结构图。
汽车用冷冻循环装置1a在上述汽车用冷冻循环装置1的制冷剂回路10的基础上,进一步具有设有利用侧切换部19的制冷剂回路即制冷剂回路10a。
利用侧切换部19是在制冷剂回路10a的制冷剂流动方向中切换第一利用状态和第二利用状态的切换机构,上述第一利用状态中第一室内热交换器16位于比第二室内热交换器17靠上游侧的位置,上述第二利用状态中第一室内热交换器16位于比第二室内热交换器17靠下游侧的位置。具体而言,利用侧切换部19具有四个连接端口即第一~第四连接端口,由能够切换连接端口彼此的连接状态的四通切换阀构成。利用侧切换部19中,第一连接端口经由储罐13与压缩机11的吸入侧连接,第二连接端口与膨胀阀15连接,第三连接端口连接于第一室内热交换器16中的与第二室内热交换器17侧的端部相反侧的端部,第四连接端口连接于第二室内热交换器17中的与第一室内热交换器16侧的端部相反侧的端部。
另外,汽车用冷冻循环装置1a中,在第一利用状态下,如图3中实线所示那样连接,从而,在第一室内热交换器16中蒸发了一部分的制冷剂在第二室内热交换器17中进一步蒸发。此外,在第二利用状态下,如图3中虚线所示那样连接,从而,在第二室内热交换器17中蒸发了一部分的制冷剂在第一室内热交换器16中进一步蒸发。
由此,在第一利用状态下,能使第一室内热交换器16中的蒸发温度相对较低,使第二室内热交换器17中的蒸发温度相对较高,在第二利用状态下,能使第一室内热交换器16中的蒸发温度相对较高,使第二室内热交换器17中的蒸发温度相对较低。由此,能够改变第一室内热交换器16和第二室内热交换器17的温度关系而有效利用室内热交换器18。
例如,将车内设为使用制冷时,在车内的气温比车外高的状况下,与车外的空气相比车内的循环空气的热负载大。在该情况下,通过以将利用侧切换部19切换至第二利用状态的方式进行控制,能够使用蒸发温度相对较低的第二室内热交换器17使车内的高温空气的冷却充分地冷却。而且,之后,在车内的气温降低,车内的气温变得比车外低,从而与车外的空气相比车内的循环空气的热负载小的情况下,以将利用侧切换部19切换至第一利用状态的方式进行控制即可。由此,能够利用蒸发温度相对较低的第一室内热交换器16使车外的空气的冷却充分地冷却。
另外,对于车内的气温,如图3所示,可以使用车内温度传感器41检测,对于车外的气温,可以利用外部气体温度传感器42检测。车内温度传感器41例如能够配置于第二空气流路17a中的第二室内热交换器17的空气流动方向的上游侧。此外,外部气体温度传感器42能够配置于室外热交换器14的空气流动方向的上游侧。
(1-2)第一实施方式的变形例1B
图4示出了第一实施方式的变形例1B的汽车用冷冻循环装置1b的概略结构图。
汽车用冷冻循环装置1b在上述汽车用冷冻循环装置1a的制冷剂回路10的基础上,代替由四通切换阀构成的利用侧切换部19,而具有设有两个三通阀19a、19b的制冷剂回路即制冷剂回路10b。
三通阀19a切换至将膨胀阀15和第一室内热交换器16中的与第二室内热交换器17侧的端部相反侧的端部连接的状态以及将膨胀阀15和第二室内热交换器17中的与第一室内热交换器16侧的端部相反侧的端部连接的状态。
三通阀19b切换至经由储罐13将压缩机11的吸入侧和第一室内热交换器16中的与第二室内热交换器17侧的端部相反侧的端部连接的状态以及经由储罐13将压缩机11的吸入侧和第二室内热交换器17中的与第一室内热交换器16侧的端部相反侧的端部连接的状态。
如此,在代替由四通切换阀构成的利用侧切换部19而使用两个三通阀19a、19b的情况下,也能与变形例1A同样地以如下方式进行冷冻循环:切换至第一室内热交换器16与比第二室内热交换器17靠上游侧的位置连接的第一利用状态(参照三通阀19a、19b的实线)以及第一室内热交换器16与比第二室内热交换器17靠下游侧的位置连接的第二利用状态(参照三通阀19a、19b的虚线)。
(1-3)第一实施方式的变形例1B
上述第一实施方式、变形例1A、1B中,以包括使室内热交换器18作为制冷剂的蒸发器起作用的制冷剂回路10、10a、10b的汽车用冷冻循环装置1、1a、1b为例进行了说明。
对此,作为汽车用冷冻循环装置1、1a、1b,例如,也可以包括使室内热交换器18作为制冷剂的冷凝器起作用的制冷剂回路。具体而言,在汽车用冷冻循环装置1、1a、1b的基础上,通过将制冷剂回路10、10a、10b中的压缩机11及储罐13的位置与膨胀阀15的位置调换,来形成能够使室内热交换器18作为制冷剂的冷凝器起作用的装置。
在该情况下,通过使室内热交换器18作为制冷剂的冷凝器起作用,能够对车内进行制热。
另外,在制热运转中,从压缩机11排出的制冷剂送至室内热交换器18。这里,在制热运转中,以能够处理第一室内热交换器16和第二室内热交换器17这两者的热负载的方式,控制压缩机11的驱动频率。另外,由于使用非共沸混合制冷剂作为制冷剂,因此,在第一室内热交换器16和第二室内热交换器17中流动的制冷剂产生制冷剂温度随着向制冷剂流动方向前进而降低的温度滑移。第一室内热交换器16和第二室内热交换器17中的配置于制冷剂的流动的上游侧的热交换器中制冷剂冷凝的温度高于配置于制冷剂的流动的下游侧的热交换器中制冷剂冷凝的温度。更详细而言,位于制冷剂的流动的上游侧的作为冷凝器起作用的热交换器的下游侧端部的上游侧的制冷剂温度比位于制冷剂的流动的上游侧的作为冷凝器起作用的热交换器的上游侧端部的下游侧的制冷剂温度高。如此一来,在室内热交换器18中冷凝后的制冷剂在经过阀开度被控制了的膨胀阀15时减压。另外,在本实施方式中,以使吸入压缩机11的制冷剂的过热度满足规定条件的方式控制膨胀阀15的开度。经过膨胀阀15后的制冷剂在室外热交换器14中蒸发。另外,由于使用非共沸混合制冷剂作为制冷剂,因此,室外热交换器14中也产生制冷剂温度随着向制冷剂流动方向前进而上升的温度滑移。经过室外热交换器14后的制冷剂经由储罐13再次被压缩机11吸入。
如此,第一室内热交换器16和第二室内热交换器17中制冷剂冷凝的温度不同,因此,例如,通过利用位于上游侧的热交换器来处理大的制热负载,利用位于下游侧的热交换器来处理小的制热负载,能够有效利用冷凝温度的差。
此外,在能够通过利用侧切换部19、三通阀19a、19b切换作为冷凝器起作用的第一室内热交换器16和第二室内热交换器17的上下游的配置关系的情况下,能够与经过第一空气流路16a的空气的热负载和经过第二空气流路17a的空气的热负载的关系对应地进行负载处理。
(2)第二实施方式
图5示出了第二实施方式的汽车用冷冻循环装置1c的概略结构图。
汽车用冷冻循环装置1c是通过进行蒸气压缩式的冷冻循环运转以用于汽车的车内的空气调节的装置。
汽车用冷冻循环装置1c主要具有制冷剂回路10c、室外风扇21、第一室内风扇25、第二室内风扇27、第一空气流路26、第二空气流路28以及控制器7。
制冷剂回路10c中填充有上述非共沸混合制冷剂。制冷剂回路10c具有压缩机11、第一膨胀阀15a、第二膨胀阀15b、室外热交换器14、第一切换部61、第二切换部62、第三切换部63以及由第一蒸发器51、第二蒸发器52、第一冷凝器31和第二冷凝器32构成的室内热交换器18。
另外,本实施方式中标注与第一实施方式相同的构件编号而说明的构件,除了设备彼此的连接关系以外,具体结构是相同的,因此有时省略说明。
第一切换部61与压缩机11的排出侧连接。
第一冷凝器31和第二冷凝器32在制冷剂回路10c的制冷剂流动方向上相互直接连接。第一冷凝器31和第二冷凝器32中,使制冷剂的热量散热,使制冷剂冷凝。
第一切换部61是对第一冷凝器31和第二冷凝器32在制冷剂流动方向上的位置关系进行切换的切换机构。具体而言,第一切换部61在制冷剂回路10c中的制冷剂流动方向上切换第一冷凝器31位于比第二冷凝器32靠上游侧的位置的第一冷凝器连接状态和第一冷凝器31位于比第二冷凝器32靠下游侧的位置的第二冷凝器连接状态。在本实施方式中,第一切换部61具有四个连接端口即第一~第四连接端口,由能够切换连接端口彼此的连接状态的四通切换阀构成。第一切换部61中,第一连接端口与压缩机11的排出侧连接,第二连接端口与第一膨胀阀15a连接,第三连接端口连接于第一冷凝器31中的与第二冷凝器32侧的端部相反侧的端部,第四连接端口连接于第二冷凝器32中的与第一冷凝器31侧的端部相反侧的端部。
第一膨胀阀15a设置于将第一切换部61和室外热交换器14相连的制冷剂流路的中途。第一膨胀阀15a由能够调节阀开度的电子膨胀阀构成。
室外热交换器14设置于第一膨胀阀15a和第三切换部63之间,根据运转状况,存在作为使制冷剂散热而冷凝的冷凝器起作用的情况以及作为使制冷剂蒸发的蒸发器起作用的情况。另外,室外风扇21产生的室外空气的空气流动经过室外热交换器14。
第三切换部63相对于室外热交换器14设置于制冷剂的流动的下游侧。第三切换部63是对将从室外热交换器14流出的制冷剂引导至第二膨胀阀15b的连接状态和将从室外热交换器14流出的制冷剂引导至储罐13的连接状态进行切换的三通阀。
第二膨胀阀15b设置于将第二切换部62和第三切换部63相连的制冷剂流路且未与储罐13连接的制冷剂流路的中途。第二膨胀阀15b由能够调节阀开度的电子膨胀阀构成。
第一蒸发器51和第二蒸发器52在制冷剂回路10c的制冷剂流动方向上相互直接连接。第一蒸发器51和第二蒸发器52中,使制冷剂蒸发。
第二切换部62是对第一蒸发器51和第二蒸发器52在制冷剂流动方向上的位置关系进行切换的切换机构。具体而言,第二切换部62在制冷剂回路10c中的制冷剂流动方向上切换第一蒸发器51位于比第二蒸发器52靠上游侧的位置的第一蒸发器连接状态和第一蒸发器51位于比第二蒸发器52靠下游侧的位置的第二蒸发器连接状态。在本实施方式中,第二切换部62具有四个连接端口即第一~第四连接端口,由能够切换连接端口彼此的连接状态的四通切换阀构成。第二切换部62中,第一连接端口与从第二膨胀阀15b延伸的制冷剂配管连接,第二连接端口与从将第三切换部63和储罐13相连的制冷剂流路的中途分岔并延伸的制冷剂配管连接。此外,第二切换部62中,第三连接端口连接于第一蒸发器51中的与第二蒸发器52侧的端部相反侧的端部,第四连接端口连接于第二蒸发器52中的与第一蒸发器51侧的端部相反侧的端部。
第一空气流路26是第一冷凝器31和第一蒸发器51在空气流动方向上并联地配置的流路。通过第一室内风扇25形成第一空气流路26的空气流动。本实施方式中,第一蒸发器51以覆盖流路整体的方式相对于第一冷凝器31配置于空气流动方向上游侧,第一冷凝器31以覆盖流路的一部分的方式相对于第一蒸发器51配置于空气流动方向下游侧。第一空气流路26的出口向车内开放。另外,在本实施方式中,经过第一空气流路26的出口的空气的至少一部分以沿着汽车的挡风玻璃的内表面的方式输送。第一空气流路26的入口通向车外。由此,第一空气流路26能够将车外的新鲜空气引入车内,对车内进行换气。第一断流切换部33对如下状态进行切换:通过移动至在空气流动方向观察时与第一冷凝器31重叠的位置来覆盖第一冷凝器31的空气流动方向上游侧以对空气流动与第一冷凝器31接触进行断流的状态;和通过移动至在空气流动方向观察时不与第一冷凝器31重叠的位置来在不覆盖第一冷凝器31的情况下使空气经过第一冷凝器31的状态。
第二空气流路28是第二冷凝器32和第二蒸发器52在空气流动方向上并联地配置的流路。通过第二室内风扇27形成第二空气流路28的空气流动。本实施方式中,第二蒸发器52以覆盖流路整体的方式相对于第二冷凝器32配置于空气流动方向上游侧,第二冷凝器32以覆盖流路的一部分的方式相对于第二蒸发器52配置于空气流动方向下游侧。第二空气流路28的出口向车内开放。第二空气流路28的入口通向与出口不同的车内。由此,第二空气流路28能够使车内的空气循环。第二断流切换部34对如下状态进行切换:通过移动至在空气流动方向观察时与第二冷凝器32重叠的位置来覆盖第二冷凝器32的空气流动方向上游侧以对空气流动与第二冷凝器32接触进行断流的状态;和通过移动至在空气流动方向观察时不与第二冷凝器32重叠的位置来在不覆盖第二冷凝器32的情况下使空气经过第二冷凝器32的状态。
控制器7控制作为构成制冷剂回路10c的各设备的压缩机11、第一膨胀阀15a、第二膨胀阀15b、第一切换部61、第二切换部62、第三切换部63、室外风扇21、第一室内风扇25、第二室内风扇27、第一断流切换部33、第二断流切换部34的状态。此外,控制器7与车内温度传感器41及外部气体温度传感器42连接,掌握各传感器中的检测温度。另外,控制器7具有为了进行控制而设置的作为CPU的处理器和存储器等。
在以上的制冷剂回路10c中,控制器7控制各设备而执行冷冻循环,由此进行制冷运转、制热运转、除湿制热运转。
(制冷运转)
控制器7将第一膨胀阀15a控制成全开状态,驱动室外风扇21、第一室内风扇25、第二室内风扇27,将第一断流切换部33切换至封堵第一冷凝器31的位置,将第二断流切换部34切换至封堵第二冷凝器32的位置,将第三切换部63切换至室外热交换器14与第二膨胀阀15b连接的状态,由此进行制冷运转。
在以上的状态下,从压缩机11排出的制冷剂送至第一切换部61。另外,在本实施方式中,以能够处理第一蒸发器51和第二蒸发器52这两者的热负载的方式,控制压缩机11的驱动频率。经过第一切换部61后的制冷剂以与第一切换部61的切换状态相应的顺序经过第一冷凝器31和第二冷凝器32。本实施方式中,第一切换部61就那样维持即将开始制冷运转前的切换状态。另外,第一冷凝器31被第一断流切换部33覆盖,第二冷凝器32被第二断流切换部34覆盖,因此,能抑制制冷剂的散热或冷凝。经过第一冷凝器31和第二冷凝器32后的制冷剂再次经过第一切换部61后,经过控制成全开状态的第一膨胀阀15a而输送至室外热交换器14。在室外热交换器14中,与从室外风扇21供给的车外的空气进行热交换,由此,制冷剂散热并冷凝。接着,经过第三切换部63后的制冷剂在第二膨胀阀15b中减压。在本实施方式中,以使吸入压缩机11的制冷剂的过热度满足规定条件的方式控制第二膨胀阀15b的阀开度。在第二膨胀阀15b中减压后的制冷剂输送至第二切换部62。经过第二切换部62后的制冷剂以与第二切换部62的切换状态相应的顺序经过第一蒸发器51和第二蒸发器52。本实施方式中,第二切换部62切换成送至第一蒸发器51的车外空气的制冷负载与送至第二蒸发器52的车内循环空气的制冷负载中的、负载大的一方位于制冷剂流动方向的上游侧。例如,在与车内相比车外的气温高的情况下,对车外的空气进行冷却的第一蒸发器51的制冷负载大,因此,第二切换部62切换成第一蒸发器51位于第二蒸发器52的上游侧。此外,在像放置于炎热天气下的室外的汽车那样与车外相比车内的气温高的情况下,对车内的空气进行冷却的第二蒸发器52的制冷负载大,因此,第二切换部62切换成第二蒸发器52位于第一蒸发器51的上游侧。另外,车外的气温作为外部气体温度传感器42的检测值而被掌握,车内的温度作为车内温度传感器41的检测值而被掌握。通过以上的第二切换部62的控制,能够使要求更多制冷能力的蒸发器中的制冷剂的蒸发温度相对较低,能够与要求处理的负载对应。
在第一蒸发器51和第二蒸发器52中蒸发的制冷剂经由第二切换部62和储罐13再次被压缩机11吸入。
(制热运转)
控制器7驱动室外风扇21、第一室内风扇25、第二室内风扇27,将第一断流切换部33切换至不封堵第一冷凝器31的位置,将第二断流切换部34切换至不封堵第二冷凝器32的位置,将第三切换部63切换至室外热交换器14与储罐13连接的状态,由此进行制热运转。
在以上的状态下,从压缩机11排出的制冷剂送至第一切换部61。另外,在本实施方式中,以能够处理第一冷凝器31和第二冷凝器32这两者的热负载的方式,控制压缩机11的驱动频率。经过第一切换部61后的制冷剂以与第一切换部61的切换状态相应的顺序经过第一冷凝器31和第二冷凝器32。制热运转时,第一冷凝器31不会被第一断流切换部33覆盖,第二冷凝器32不会被第二断流切换部34覆盖,经过第一冷凝器31、第二冷凝器32的制冷剂能够与空气进行热交换,制冷剂被冷凝。第一切换部61切换成送至第一冷凝器31的车外空气的制热负载与送至第二冷凝器32的车内循环空气的制热负载中的、负载大的一方位于制冷剂流动方向的上游侧。例如,在与车内相比车外的气温低的情况下,对车外的空气进行加热的第一冷凝器31的制热负载大,因此,第一切换部61切换成第一冷凝器31位于第二冷凝器32的上游侧。此外,在与车外相比车内的气温低的情况下,对车内的空气进行加热的第二冷凝器32的制热负载大,因此,第一切换部61切换成第二冷凝器32位于第一冷凝器31的上游侧。另外,车外的气温作为外部气体温度传感器42的检测值而被掌握,车内的温度作为车内温度传感器41的检测值而被掌握。通过以上的第一切换部61的控制,能够使要求更多制热能力的冷凝器中的制冷剂的冷凝温度相对较高,能够与要求处理的负载对应。在第一冷凝器31和第二冷凝器32中冷凝后的制冷剂经由第一切换部61输送至第一膨胀阀15a并被减压。以使压缩机11吸入的制冷剂的过热度满足规定条件的方式控制第一膨胀阀15a的阀开度。在第一膨胀阀15a中减压后的制冷剂在室外热交换器14中与由室外风扇21供给的车外的空气进行热交换从而蒸发。在室外热交换器14中与蒸发后的制冷剂经由第三切换部63和储罐13,再次被压缩机11吸入。另外,制热运转时,第一蒸发器51和第二蒸发器52中制冷剂不流动。
(除湿制热运转)
控制器7驱动室外风扇21、第一室内风扇25、第二室内风扇27,将第一断流切换部33切换至不封堵第一冷凝器31的位置,将第二断流切换部34切换至不封堵第二冷凝器32的位置,将第三切换部63切换至室外热交换器14与第二膨胀阀15b连接的状态,将第二膨胀阀15b控制成全开状态,由此进行除湿制热运转。
在以上的状态下,从压缩机11排出的制冷剂送至第一切换部61。另外,压缩机11与第一切换部61的控制与上述制热运转同样。在第一冷凝器31和第二冷凝器32中冷凝后的制冷剂经由第一切换部61输送至第一膨胀阀15a并被减压。以使压缩机11吸入的制冷剂的过热度满足规定条件的方式控制第一膨胀阀15a的阀开度。在第一膨胀阀15a中减压后的制冷剂在室外热交换器14中与由室外风扇21供给的车外的空气进行热交换从而蒸发。在室外热交换器14中蒸发后的制冷剂经过第三切换部63和控制成全开状态的第二膨胀阀15b,输送至第二切换部62。以第一蒸发器51配置于比第二蒸发器52靠上游侧处的方式切换第二切换部62的连接状态。由此,能够使第一蒸发器51中的制冷剂的蒸发温度比第二蒸发器52中的制冷剂的蒸发温度低,能够使经过第一蒸发器51的从车外引入的空气的湿度下降。如此,因经过第一蒸发器51而湿度降低的空气的至少一部分在第一冷凝器31中被加热后,以沿着车内的汽车的挡风玻璃的内表面的方式输送。由此,能够一边对车内制热,一边抑制挡风玻璃变模糊。在第一蒸发器51和第二蒸发器52中蒸发的制冷剂经过第二切换部62和储罐13,再次被压缩机11吸入。
(2-1)第二实施方式的变形例2A
图6示出了第二实施方式的变形例2A的汽车用冷冻循环装置1d的概略结构图。
汽车用冷冻循环装置1d在第二实施方式的汽车用冷冻循环装置1c的制冷剂回路10c的基础上,省略第一切换部61和第三切换部63,包括使第一冷凝器31和第二冷凝器32一体化成冷凝器30的制冷剂回路10d。
本变形例2A的汽车用冷冻循环装置1d中,虽然不能在多个冷凝器中改变制冷剂的流动顺序、改变多个蒸发器中的制冷剂的流动顺序,但与第二实施方式同样地,能够进行制冷运转、制热运转和除湿制热运转,能够有效利用蒸发温度区域不同的多个热交换器。
(3)其它实施方式
(3-1)其它实施方式3A
在上述各实施方式和变形例中,如第一室内热交换器16和第二室内热交换器17、第一冷凝器31和第二冷凝器32、或是第一蒸发器51和第二蒸发器52那样,以不同的热交换器、蒸发器、冷凝器经由制冷剂配管相互连接的情况为例进行了说明。
对此,作为这些热交换器、蒸发器、冷凝器的组合,也可以是,构成为在不经由制冷剂配管的情况下包括共用的传热翅片。例如,第一室内热交换器16和第二室内热交换器17也可以具有共用地使用的多个传热翅片,第一冷凝器31和第二冷凝器32也可以具有共用地使用的多个传热翅片,第一蒸发器51和第二蒸发器52也可以具有共用地使用的多个传热翅片。各热交换器、蒸发器、冷凝器的传热管可以是具有多个制冷剂流路的扁平多孔管。在该情况下,扁平多孔管的上游侧的部分构成第一室内热交换器16和第二室内热交换器17中的任一方、第一冷凝器31和第二冷凝器32中的任一方、或是第一蒸发器51和第二蒸发器52中的任一方,扁平多孔管的下游侧的部分构成第一室内热交换器16和第二室内热交换器17中的另一方、第一冷凝器31和第二冷凝器32中的另一方、或是第一蒸发器51和第二蒸发器52中的另一方。
(3-2)其它实施方式3B
上述各实施方式和变形例中的第一室内热交换器16和第二室内热交换器17、第一冷凝器31和第二冷凝器32、或是第一蒸发器51和第二蒸发器52也可以具有:沿与在内部流动的制冷剂进行热交换的空气等流体的流动方向排列的多个传热管。在该情况下,在这些热交换器、蒸发器、冷凝器中,也可以设置成制冷剂流动方向和空气等流体的流动方向并行,也可以设置成制冷剂流动方向和空气等流体的流动方向相对,也可以设置成并行的结构和相对的结构并存。在使制冷剂和空气等流体并行地流动的情况下,易于确保制冷剂和空气等流体的温度差较大,因此能够提高在该热交换器、蒸发器、冷凝器中发挥的能力。此外,在使制冷剂和空气等流体相对地流动的情况下,能够提高冷冻循环装置中的热交换器整体上的运转效率。
此外,通过切换汽车用冷冻循环装置1a的利用侧切换部19、汽车用冷冻循环装置1b的三通阀19a及三通阀19b、汽车用冷冻循环装置1c的第一切换部61及第二切换部62的连接状态,对于制冷剂流动方向和空气等流体的流动方向的关系,能够切换并行流动和逆流流动。例如,在坐到汽车中开始运转后短期内,将使车内的温度环境迅速舒适化设为优先而以成为并行流动的方式切换连接状态,在车内的温度环境接近设定温度的情况下、从运转开始起经过了规定时间的情况下,将运转效率设为优先而以成为逆流流动的方式切换连接状态。
(3-3)其它实施方式3C
上述各实施方式和变形例中,关于第一室内热交换器16和第二室内热交换器17、第一冷凝器31和第二冷凝器32、第一蒸发器51和第二蒸发器52,分别设置成以从车外引入车内的空气为对象进行热交换的设备和以车内的循环空气为对象进行热交换的设备的组而举例说明。
对此,第一室内热交换器16和第二室内热交换器17、第一冷凝器31和第二冷凝器32、第一蒸发器51和第二蒸发器52可以均以车内的循环空气为对象,也可以均以从车外引入车内的空气为对象。有时在车内的各区域中要求处理的热负载的大小不同,通过将热负载不同的车内的不同区域分配为供给热交换后的空气的供给目的地,能够进行与该热负载的不同对应的处理。例如,在车内的前座的区域,由于挡风玻璃大等,接收较多太阳光而温度容易上升,存在制冷负载大的倾向,相对于此,在车内的后座的区域,存在制冷负载相对较小的倾向。在上述情况下,使与热负载处理能力高的上游侧连接的热交换器、蒸发器、冷凝器配置于与该热负载高的区域对应的流路,由此,能够有效利用各热交换器、蒸发器、冷凝器的上游侧的区域。
(3-4)其它实施方式3D
也可以是,上述各实施方式和变形例中的第一室内热交换器16和第二室内热交换器17、第一冷凝器31和第二冷凝器32、或是第一蒸发器51和第二蒸发器52以车内的特定的区为对象进行空气调节。
具体而言,也可以是,各热交换器、蒸发器、冷凝器中的一方和另一方配置于不同的流路,各流路的出口朝向车内的不同的区。
例如,可以将上述各实施方式和变形例中的第一空气流路16a的出口设为车内的前座并将第二空气流路17a的出口设为车内的后座,也可以将第一空气流路26的出口设为车内的前座并将第二空气流路28的出口设为车内的后座。在上述情况下,也可以是,以如下方式进行切换控制:比较根据车外的空气温度与在车内的供给对象区要求的设定温度之间的温度差而掌握的热负载、和根据车内的空气温度与在车内的供给对象区要求的设定温度之间的温度差而掌握的热负载,通过将热负载大的一方配置于下游侧的热交换器、蒸发器、冷凝器,来进行热负载处理。
(3-5)其它实施方式3E
上述各实施方式和变形例中,关于第一室内热交换器16和第二室内热交换器17、第一冷凝器31和第二冷凝器32、第一蒸发器51和第二蒸发器52,均以用于车内的空气调节的情况为例进行了说明。
对此,也可以是,将第一室内热交换器16和第二室内热交换器17中的任一方用于电动汽车所使用的电池的温度调节,将另一方用于车内的空气调节。
在该情况下,优选的是,作为用于电池的温度调节的热交换器,使用配置于上游侧和下游侧的设备中的、处于与适合电池的温度区域接近的制冷剂温度的设备。
(附记)
以上,对本公开的实施方式进行了说明,但应当理解的是,能够在不脱离权利要求书记载的本公开的主旨以及范围的情况下进行形态、细节的多种变更。
(符号说明)
1、1a、1b、1c、1d冷冻循环装置;
10、10a、10b、10c、10d制冷剂回路;
16第一室内热交换器(第一热交换部);
17第二室内热交换器(第二热交换部);
18室内热交换器(利用热交换器);
19利用侧切换部(切换机构);
19a三通阀(切换机构);
19b三通阀(切换机构);
31第一冷凝器(第一热交换部);
32第二冷凝器(第二热交换部);
51第一蒸发器(第一热交换部);
52第二蒸发器(第二热交换部);
61第一切换部(切换机构);
62第二切换部(切换机构);
63第三切换部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-124474号公报。
Claims (15)
1.一种汽车用冷冻循环装置(1、1d),其特征在于,
包括制冷剂回路(10、10d),所述制冷剂回路具有包括第一热交换部(16、51)及第二热交换部(17、52)的利用热交换器(18),且供非共沸混合制冷剂循环,
所述第一热交换部和所述第二热交换部在所述制冷剂回路中的所述制冷剂的流动方向上彼此串联地配置,
在使所述利用热交换器作为所述制冷剂的蒸发器起作用的情况下的所述制冷剂的流动方向上,所述第一热交换部位于所述第二热交换部的上游侧。
2.根据权利要求1所述的汽车用冷冻循环装置,其特征在于,
在使所述利用热交换器作为所述制冷剂的蒸发器起作用的情况下,能够以使所述第一热交换部中的所述制冷剂的蒸发温度比所述第二热交换部中的所述制冷剂的蒸发温度低的方式进行控制。
3.一种汽车用冷冻循环装置(1c),其特征在于,
包括制冷剂回路(10c),所述制冷剂回路具有包括第一热交换部(31)及第二热交换部(32)的利用热交换器(18),且供非共沸混合制冷剂循环,
所述第一热交换部和所述第二热交换部在所述制冷剂回路中的所述制冷剂的流动中彼此串联地配置,
在使所述利用热交换器作为所述制冷剂的冷凝器起作用的情况下的所述制冷剂的流动方向上,所述第一热交换部位于所述第二热交换部的上游侧。
4.根据权利要求3所述的汽车用冷冻循环装置,其特征在于,
在使所述利用热交换器作为所述制冷剂的冷凝器起作用的情况下,能够以使所述第一热交换部中的所述制冷剂的冷凝温度比所述第二热交换部中的所述制冷剂的冷凝温度高的方式进行控制。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的汽车用冷冻循环装置,其特征在于,
所述第一热交换部和所述第二热交换部中的被要求处理的热负载大的一方位于所述制冷剂的流动的上游侧。
6.一种汽车用冷冻循环装置(1a、1b、1c),其特征在于,
包括制冷剂回路(10a、10b、10c),所述制冷剂回路具有利用热交换器(18)和切换机构(19、19a、19b、61、62),所述利用热交换器包括第一热交换部(16、31、51)及第二热交换部(17、32、52),所述切换机构对第一状态和第二状态进行切换,且所述制冷剂回路供非共沸混合制冷剂循环,
在所述第一状态下,所述第一热交换部位于所述制冷剂的流动中的所述第二热交换部的上游侧,
在所述第二状态下,所述第二热交换部位于所述制冷剂的流动中的所述第一热交换部的上游侧。
7.根据权利要求6所述的汽车用冷冻循环装置,其特征在于,
在使所述利用热交换器作为所述制冷剂的蒸发器起作用且以使所述第一热交换部中的所述制冷剂的蒸发温度比所述第二热交换部中的所述制冷剂的蒸发温度低的方式进行控制的情况下,所述切换机构切换为所述第一状态。
8.根据权利要求6或7所述的汽车用冷冻循环装置,其特征在于,
在使所述利用热交换器作为所述制冷剂的冷凝器起作用且以使所述第一热交换部中的所述制冷剂的冷凝温度比所述第二热交换部中的所述制冷剂的冷凝温度高的方式进行控制的情况下,所述切换机构切换为所述第一状态。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的汽车用冷冻循环装置,其特征在于,
能够以使所述第一热交换部和所述第二热交换部中的被要求处理的热负载大的一方位于所述制冷剂的流动的上游侧的方式对所述切换机构进行切换。
10.根据权利要求5或9所述的汽车用冷冻循环装置,其特征在于,
能够在所述第一热交换部和所述第二热交换部中的被要求处理的热负载大的一方中,进行从车外引入车内的空气与所述制冷剂的热交换,在被要求处理的热负载小的一方中,进行在车内循环的空气与所述制冷剂的热交换。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的汽车用冷冻循环装置,其特征在于,
所述第一热交换部和所述第二热交换部中的一方用于车内的空调,所述第一热交换部和所述第二热交换部中的另一方用于电池的温度调节用。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的汽车用冷冻循环装置,其特征在于,
所述第一热交换部和所述第二热交换部中的一方用于车内的前座的空调,所述第一热交换部和所述第二热交换部中的另一方用于车内的后座的空调。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的汽车用冷冻循环装置,其特征在于,
所述非共沸混合制冷剂是至少包含HFO1132的混合制冷剂。
14.根据权利要求1至12中任一项所述的汽车用冷冻循环装置,其特征在于,
所述非共沸混合制冷剂是至少包含HFO1123的混合制冷剂。
15.根据权利要求1至12中任一项所述的汽车用冷冻循环装置,其特征在于,
所述非共沸混合制冷剂是至少包含HFO类制冷剂和HFC类制冷剂的混合制冷剂。
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