CN118076843A - 热泵循环装置 - Google Patents
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Abstract
热泵循环装置具备压缩机(11)、分支部(12a)、加热部(13、30)、加热部侧减压部(14c、14e)、旁通通路(21a)、旁通侧流量调节部(14d)、混合部(12f)、决定作为加热对象物的对象物温度(TAV)的目标值的目标温度(TAO)的目标温度决定部(S3)、以及决定作为制冷剂的吸入制冷剂压力(Ps)的目标值的目标低压(Ps)的目标低压决定部(S11)。并且,在对加热对象物进行加热的热气模式的执行时,当对象物温度(TAV)比目标温度(TAO)低时,执行使流入加热部(13、30)的制冷剂的排出制冷剂压力(Pd)上升的高压上升控制。
Description
相关申请的相互参照
本申请基于2021年10月25日申请的日本专利申请2021-173703号,并将其记载内容援用于此。
技术领域
本发明涉及一种使用通过压缩机的工作而产生的热对加热对象物进行加热的热泵循环装置。
背景技术
以往,专利文献1公开了一种应用于车辆用空调装置的热泵循环装置。
在专利文献1的热泵循环装置中,在室外热交换器产生结霜时,执行非霜冻模式的运转。在专利文献1的非霜冻模式下,切换为如下的制冷剂回路:使从压缩机排出的制冷剂按照排出侧的内部热交换器的高压侧制冷剂通路、散热器、膨胀阀、排出侧的内部热交换器的低压侧制冷剂通路、储液器、压缩机的吸入口的顺序进行循环。
由此,在专利文献1的热泵循环装置的非霜冻模式下,在室外热交换器产生结霜时,不通过室内热交换器使低压制冷剂蒸发,从而抑制室外热交换器的结霜的进展。进而,通过散热器,使从排出侧的内部热交换器的高压侧制冷剂通路流出的制冷剂与向车室内吹送的送风空气进行热交换,继续车室内的制热。
即,在专利文献1的热泵循环装置的非霜冻模式下,不使用从外气等吸热的热,而使用由压缩机的工作产生的热来加热作为加热对象物的送风空气。
但是,在专利文献1的热泵循环装置的非霜冻模式下,通过排出侧的内部热交换器,使从压缩机排出的排出制冷剂与被吸入压缩机的吸入制冷剂进行热交换。因此,流入散热器的制冷剂的焓下降,不能有效地利用因压缩机的工作而产生的热来加热送风空气。
与此相对,专利文献2公开了一种不使用从外气等吸热的热,而能够使用由压缩机的工作产生的热来对加热对象物进行加热的热泵循环装置,并且该热泵循环装置能够有效地利用由压缩机的工作产生的热来对加热对象物进行加热。
在专利文献2的热泵循环装置中,将从压缩机排出的制冷剂的流动分支,使分支出的一方的制冷剂流入加热部。在加热部中,使制冷剂与加热对象物进行热交换,对加热对象物进行加热。进而,使从加热部流出的制冷剂通过加热部侧减压部减压。另外,通过配置于旁通通路的旁通侧流量调节阀使分支出的另一方的制冷剂减压。然后,使由加热部侧减压部减压后的制冷剂和由旁通侧流量调节阀减压后的制冷剂混合,并吸入压缩机。
在专利文献2的热泵循环装置中,由于能够使从压缩机排出的焓较高的排出制冷剂流入加热部,因此能够有效地利用由压缩机的工作产生的热来对加热对象物进行加热。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-226979号公报
专利文献2:日本特开2021-156567号公报
但是,在专利文献2的热泵循环装置中,为了使循环的动作稳定化,必须调节排出制冷剂压力和吸入制冷剂压力的双方,以使压缩机的工作量成为用于加热对象物的适当的热量。因此,在专利文献2的热泵循环装置中,如果不能使排出制冷剂压力充分上升,则不能使加热对象物的温度上升至期望的温度,有加热对象物的温度调节范围变窄的可能性。
发明内容
本发明鉴于上述点,其目的在于提供一种能够扩大加热对象物的温度调节范围的热泵循环装置。
本发明的一方式的热泵循环装置具备:压缩机、分支部、加热部、加热部侧减压部、旁通通路、旁通侧流量调节部、混合部、目标温度决定部以及目标低压决定部。
压缩机压缩并排出制冷剂。分支部对从压缩机排出的制冷剂的流动进行分支。加热部以由分支部分支出的一方的制冷剂为热源对加热对象物进行加热。加热部侧减压部使从加热部流出的制冷剂减压。旁通通路将由分支部分支出的另一方的制冷剂导向压缩机的吸入口侧。旁通侧流量调节部调节在旁通通路流通的制冷剂的流量。混合部使从旁通侧流量调节部流出的制冷剂与从加热部侧减压部流出的制冷剂混合并向压缩机的吸入口侧流出。目标温度决定部决定作为由加热部加热后的加热对象物的对象物温度的目标值的目标温度。目标低压决定部决定作为被吸入压缩机的制冷剂的吸入制冷剂压力的目标值的目标低压。
作为对加热对象物进行加热的运转模式,具有热气模式。在热气模式下,控制压缩机、加热部侧减压部以及旁通侧流量调节部中的至少一个的动作,以使对象物温度接近目标温度,并且使吸入制冷剂压力接近目标低压。
进而,在热气模式的执行时,当所述对象物温度比所述目标温度低时,执行使流入所述加热部的所述制冷剂的排出制冷剂压力上升的高压上升控制。
由此,在热气模式的执行中,由于在对象物温度为目标温度以下时,进行高压上升控制,因此能够使排出制冷剂压力上升。因此,能够使作为由加热部对加热对象物进行加热的热源的制冷剂的排出制冷剂温度上升。其结果是,根据本发明的一方式的热泵循环装置,能够扩大加热对象物的温度调节范围。
附图说明
通过参照添附的附图并且根据下述详细的描述而使本发明的上述目的和其他目的、特征、优点更明确。
图1是第一实施方式的车辆用空调装置的示意性的整体结构图。
图2是表示第一实施方式的车辆用空调装置的电控部的框图。
图3是第一实施方式的控制程序的主程序的流程图。
图4是第一实施方式的控制程序的副程序的流程图。
图5是表示第一实施方式的热泵循环的热气制热模式时的制冷剂的流动的示意性的整体结构图。
图6是表示第一实施方式的热泵循环的热气制热模式时的制冷剂的状态的变化的莫里尔线图。
图7是表示第一实施方式的热泵循环的热气除湿制热模式时的制冷剂的流动的示意性的整体结构图。
图8是表示第一实施方式的热气除湿制热模式时的制冷剂的状态的变化的莫里尔线图。
图9是表示第二实施方式的热泵循环的热气制热模式时的制冷剂的状态的变化的莫里尔线图。
图10是第三实施方式的车辆用空调装置的示意性的整体结构图。
具体实施方式
以下,参照附图对用于实施本发明的多个实施方式进行说明。在各实施方式中,有对与在先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而省略重复的说明的情况。在各实施方式中仅说明结构的一部分的情况下,对于结构的其他部分能够应用在先说明的其他的实施方式。不仅能够进行在各实施方式中具体地指明能够组合的部分彼此的组合,只要不特别地对组合产生妨碍,即使不指明也能够将实施方式彼此部分地组合。
(第一实施方式)
使用图1~图8对本发明所涉及的热泵循环装置的第一实施方式进行说明。在本实施方式中,将本发明所涉及的热泵循环装置应用于搭载于电动汽车的车辆用空调装置1。电动汽车是从电动机获得行驶用的驱动力的车辆。车辆用空调装置1进行作为空调对象空间的车室内的空气调节,并且进行车载设备的温度调节。因此,车辆用空调装置1能够称为带车载设备温度调节功能的空调装置或带空气调节功能的车载设备温度调节装置。
在车辆用空调装置1中,作为车载设备,具体而言,进行电池70的温度调节。电池70是储蓄向通过电力来进行动作的多个车载设备供给的电力的二次电池。电池70是通过将层叠配置的多个电池单体电串联或并联连接而形成的电池组。本实施方式的电池单体为锂离子电池。
电池70在动作时(即充放电时)发热。电池70在成为低温时输出容易降低,在成为高温时劣化容易进展。因此,需要将电池70的温度维持在适当的温度范围内(在本实施方式中,为15℃以上且55℃以下)。因此,在本实施方式的电动汽车中,使用车辆用空调装置1进行电池70的温度调节。当然,作为车辆用空调装置1的温度调节对象的车载设备不限于电池70。
车辆用空调装置1具备热泵循环10、高温侧热介质回路30、低温侧热介质回路40、室内空调单元50以及控制装置60等。
首先,对热泵循环10进行说明。热泵循环10是调节向车室内吹送的送风空气、在高温侧热介质回路30循环的高温侧热介质、以及在低温侧热介质回路40循环的低温侧热介质的温度的蒸气压缩式的制冷循环。热泵循环10构成为能够根据后述的各种运转模式切换制冷剂回路,以进行车室内的空气调节及车载设备的冷却。
在热泵循环10中,采用HFO系制冷剂(具体而言,R1234yf)作为制冷剂。热泵循环10构成高压侧制冷剂的压力不超过制冷剂的临界压力的亚临界制冷循环。在制冷剂中混入用于润滑压缩机11的制冷机油。制冷机油是与液相制冷剂具有相溶性的PAG油(即,聚亚烷基二醇油)。制冷机油的一部分与制冷剂一同在热泵循环10中循环。
压缩机11在热泵循环10中吸入、压缩并排出制冷剂。压缩机11是由电动机驱动排出容量固定的固定容量型压缩机构的电动压缩机。压缩机11的转速(即,制冷剂排出能力)由从后述的控制装置60输出的控制信号控制。
压缩机11配置于形成在车室的前方侧的驱动装置室内。驱动装置室形成供用于产生、调节车辆行驶用的驱动力的设备(例如,行驶用的电动机)等的至少一部分进行配置的空间。
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具有彼此连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、或通过在金属块、树脂块设置多个制冷剂通路而形成的接头部。
进一步,如后文所述,热泵循环10具有第二三通接头12b~第六三通接头12f。第二三通接头12b~第六三通接头12f的基本结构与第一三通接头12a相同。进一步,在后述的实施方式中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用作流入口、剩余的两个用作流出口时,对制冷剂的流动进行分支。另外,在三个流入流出口中的两个用作流入口、剩余的一个用作流出口时,使制冷剂的流动合流。第一三通接头12a是对从压缩机11排出的排出制冷剂的流动进行分支的分支部。
第一三通接头12a的一方的流出口与水制冷剂热交换器13的制冷剂通路的入口侧连接。第一三通接头12a的另一方的流出口与第六三通接头12f的一方的流入口侧连接。从第一三通接头12a的另一方的流出口到第六三通接头12f的一方的流入口的制冷剂通路为旁通通路21a。在旁通通路21a配置有旁通侧流量调节阀14d。
旁通侧流量调节阀14d是在后述的热气制热模式时等使从第一三通接头12a的另一方的流出口流出的排出制冷剂(即,由第一三通接头12a分支出的另一方的排出制冷剂)减压的旁通通路侧的减压部。旁通侧流量调节阀14d是调节在旁通通路21a流通的制冷剂的流量(质量流量)的旁通侧流量调节部。
旁通侧流量调节阀14d是具有使节流开度变化的阀芯和使阀芯位移的电动致动器(具体而言为步进电动机)的电动式的可变节流机构。旁通侧流量调节阀14d的动作由从控制装置60输出的控制脉冲来控制。
旁通侧流量调节阀14d具有通过使阀开度全开而几乎不发挥制冷剂减压作用和流量调节作用而单纯作为制冷剂通路发挥功能的全开功能。旁通侧流量调节阀14d具有通过使阀开度全闭而将制冷剂通路封闭的全闭功能。
进一步,如后文所述,热泵循环10具备制热用膨胀阀14a、制冷用膨胀阀14b以及冷却用膨胀阀14c。制热用膨胀阀14a、制冷用膨胀阀14b以及冷却用膨胀阀14c的基本结构与旁通侧流量调节阀14d相同。进一步,在后述的实施方式中说明的各膨胀阀及各流量调节阀的基本结构也与旁通侧流量调节阀14d相同。
制热用膨胀阀14a、制冷用膨胀阀14b、冷却用膨胀阀14c及旁通侧流量调节阀14d通过发挥上述的全闭功能,能够切换制冷剂回路。因此,制热用膨胀阀14a、制冷用膨胀阀14b、冷却用膨胀阀14c及旁通侧流量调节阀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和对节流通路进行开闭的开闭阀组合来形成制热用膨胀阀14a、制冷用膨胀阀14b、冷却用膨胀阀14c及旁通侧流量调节阀14d。在该情况下,各个开闭阀成为制冷剂回路切换部。
水制冷剂热交换器13是使从第一三通接头12a的一方的流出口流出的排出制冷剂(即,由第一三通接头12a分支出的一方的排出制冷剂)与在高温侧热介质回路30循环的高温侧热介质进行热交换的热交换部。在水制冷剂热交换器13中,使排出制冷剂所具有的热向高温侧热介质散热,对高温侧热介质进行加热。
水制冷剂热交换器13的制冷剂通路的出口与第二三通接头12b的流入口侧连接。第二三通接头12b的一方的流出口与制热用膨胀阀14a的入口侧连接。第二三通接头12b的另一方的流出口与四通接头12x的一个流入口侧连接。从第二三通接头12b的另一方的流出口到四方接头12x的一个流入口的制冷剂通路为除湿用通路21b。
在除湿用通路21b配置有除湿用开闭阀22a。除湿用开闭阀22a是对除湿用通路21b进行开闭的开闭阀。除湿用开闭阀22a是通过从控制装置60输出的控制电压来控制其开闭动作的电磁阀。除湿用开闭阀22a能够通过开闭除湿用通路21b来切换制冷剂回路。因此,除湿用开闭阀22a为制冷剂回路切换部。
四通接头12x是具有彼此连通的四个流入流出口的接头部。作为四通接头12x,能够采用与上述的三通接头同样形成的接头部。作为四通接头12x,也可以采用组合两个三通接头而形成的结构。
制热用膨胀阀14a是在后述的制热模式时等使流入室外热交换器15的制冷剂减压的室外热交换器侧的减压部。进一步,制热用膨胀阀14a是调节流入室外热交换器15的制冷剂的流量(质量流量)的室外热交换器侧的流量调节部。
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,能够使经由格栅等流入驱动装置室内的行驶风吹到室外热交换器15。
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止回阀16a与四通接头12x的另一个流入口侧连接。第三三通接头12c的另一方的流出口与第四三通接头12d的一方的流入口侧连接。从第三三通接头12c的另一方的流出口到第四三通接头12d的一方的流入口的制冷剂通路为制热用通路21c。
在制热用通路21c配置有制热用开闭阀22b。制热用开闭阀22b是对制热用通路21c进行开闭的开闭阀。制热用开闭阀22b的基本结构与除湿用开闭阀22a相同。因此,制热用开闭阀22b为制冷剂回路切换部。此外,在后述的实施方式中说明的各开闭阀的基本结构也与除湿用开闭阀22a相同。
第一止回阀16a允许制冷剂从第三三通接头12c侧向四通接头12x侧流动,禁止制冷剂从四通接头12x侧向第三三通接头12c侧流动。
四通接头12x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是在后述的制冷模式时等使从四通接头12x的一个流出口流出的制冷剂减压的室内蒸发器侧的减压部。进一步,制冷用膨胀阀14b是调节流入室内蒸发器18的制冷剂的流量(质量流量)的室内蒸发器侧的流量调节部。
室内蒸发器18配置于后述的室内空调单元50的空调壳体51内。室内蒸发器18是使由制冷用膨胀阀14b减压后的低压侧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的制冷用蒸发部。在室内蒸发器18中,通过使低压侧制冷剂蒸发并发挥吸热作用,从而冷却送风空气。
室内蒸发器18的制冷剂出口经由蒸发压力调节阀19和第二止回阀16b与第五三通接头12e的一方的流入口侧连接。
蒸发压力调节阀19是将室内蒸发器18中的制冷剂蒸发压力维持在能够抑制室内蒸发器18的结霜的温度(在本实施方式中为1度)以上的可变节流机构。蒸发压力调节阀19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。
第二止回阀16b允许制冷剂从蒸发压力调节阀19的出口侧向第五三通接头12e侧流动,禁止制冷剂从第五三通接头12e侧向蒸发压力调节阀19侧流动。
四通接头12x的另一个流出口经由冷却用膨胀阀14c与第六三通接头12f的另一方的流入口侧连接。第六三通接头12f的流出口与冷机20的制冷剂通路的入口侧连接。
冷却用膨胀阀14c是在后述的冷却制冷模式时、热气制热模式时等使流入冷机20的制冷剂减压的冷机侧的减压部。进一步,冷却用膨胀阀14c是调节流入冷机20的制冷剂的流量(质量流量)的冷机侧的流量调节部。
冷机20是使由冷却用膨胀阀14c减压后的低压制冷剂与在低温侧热介质回路40循环的低温侧热介质进行热交换而使低压制冷剂蒸发的冷却用蒸发部。在冷机20中,通过使低压制冷剂蒸发并发挥吸热作用,从而冷却低温侧热介质。
冷机20的制冷剂通路的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的流出口与储液器23的入口侧连接。储液器23是将流入内部的制冷剂的气液分离,并储蓄循环内的剩余液相制冷剂的低压侧的气液分离器。储液器23的气相制冷剂出口与压缩机11的吸入口侧连接。
接着,对高温侧热介质回路30进行说明。高温侧热介质回路30是供高温侧热介质进行循环的热介质循环回路。在本实施方式中,作为高温侧热介质,采用乙二醇水溶液。在高温侧热介质回路30配置有水制冷剂热交换器13的热介质通路、高温侧泵31、加热器芯32等。
高温侧泵31是将从水制冷剂热交换器13的热介质通路流出的高温侧热介质向加热器芯32的热介质入口侧压送的高温侧的热介质压送部。高温侧泵31是转速(即压送能力)由从控制装置60输出的控制电压来控制的电动泵。
加热器芯32是使由水制冷剂热交换器13加热后的高温侧热介质与通过室内蒸发器18后的送风空气进行热交换而对送风空气进行加热的加热用热交换器。加热器芯32配置于室内空调单元50的空调壳体51内。加热器芯32的热介质出口与水制冷剂热交换器13的热介质通路的入口侧连接。
因此,本实施方式的水制冷剂热交换器13和高温侧热介质回路30的各构成设备是以由第一三通接头12a分支出的一方的排出制冷剂为热源,对作为加热对象物的送风空气进行加热的加热部。
接着,对低温侧热介质回路40进行说明。低温侧热介质回路40是供低温侧热介质进行循环的热介质回路。在本实施方式中,作为低温侧热介质,采用与高温侧热介质同种类的流体。低温侧热介质回路40与低温侧泵41、电池70的冷却水通路70a、冷机20的热介质通路等连接。
低温侧泵41是将从电池70的冷却水通路70a流出的低温侧热介质向冷机20的热介质通路的入口侧压送的低温侧的热介质压送部。低温侧泵41的基本结构与高温侧泵31相同。冷机20的热介质通路的出口侧与电池70的冷却水通路70a的入口侧连接。
电池70的冷却水通路70a是为了通过使由冷机20冷却后的低温侧热介质流通来冷却电池70而形成的冷却水通路。冷却水通路70a形成于电池专用壳体的内部,该电池专用壳体收容层叠配置的多个电池单体。
冷却水通路70a的通路结构是在电池专用壳体的内部并列连接多个通路的通路结构。由此,在冷却水通路70a中,能够均等地冷却所有的电池单体。冷却水通路70a的出口与低温侧泵41的吸入口侧连接。
接着,对室内空调单元50进行说明。室内空调单元50是为了将用于进行车室内的空气调节而被调节为适当的温度的送风空气向车室内的适当的部位吹出而将多个构成设备一体化的单元。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通过在形成送风空气的空气通路的空调壳体51内收容室内送风机52、室内蒸发器18、加热器芯32等而形成。空调壳体51由具有一定程度的弹性、强度也优异的树脂(例如聚丙烯)成形。
在空调壳体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向空调壳体51内切换导入内气(即,车室内空气)和外气(即,车室外空气)。内外气切换装置53的动作由从控制装置60输出的控制信号进行控制。
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是将经由内外气切换装置53吸入的空气朝向车室内吹送的送风部。室内送风机52的转速(即,送风能力)由从控制装置60输出的控制电压进行控制。
在室内送风机52的送风空气流下游侧配置有室内蒸发器18和加热器芯32。室内蒸发器18相比加热器芯32配置于送风空气流上游侧。在空调壳体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地流动的冷风旁通通路55。
在空调壳体51内的室内蒸发器18的送风空气流下游侧且加热器芯32及冷风旁通通路55的送风空气流上游侧配置有空气混合门54。
空气混合门54调节通过室内蒸发器18后的送风空气中的通过加热器芯32侧的送风空气的风量和通过冷风旁通通路55的送风空气的风量的风量比例。空气混合门54的驱动用的致动器的动作由从控制装置60输出的控制信号进行控制。
在加热器芯32和冷风旁通通路55的送风空气流下游侧配置有混合空间56。混合空间56是使由加热器芯32加热后的送风空气和通过冷风旁通通路55且未加热的送风空气混合的空间。
因此,在室内空调单元50中,通过空气混合门54的开度调节,能够调节在混合空间56中被混合并向车室内吹出的送风空气(即,空调风)的温度。本实施方式的空气混合门54是对由加热器芯32进行热交换的送风空气的流量进行调节的流量调节部。
在空调壳体51的送风空气流最下游部形成有用于将空调风向车室内的各种部位吹出的未图示的多个开口孔。在多个开口孔配置有对各个开口孔进行开闭的未图示的吹出模式门。吹出模式门的驱动用的致动器的动作由从控制装置60输出的控制信号进行控制。
因此,在室内空调单元50中,通过切换吹出模式门所开闭的开口孔,能够向车室内的适当部位吹出被调节为适当的温度的空调风。
接着,对本实施方式的电控部进行说明。控制装置60具有包括CPU、ROM以及RAM等的众所周知的微型电子计算机及其周边电路。控制装置60基于ROM内存储的控制程序进行各种运算、处理。并且,控制装置60基于运算、处理结果来控制连接于该控制装置60的输出侧的各种控制对象设备11、14a~14d、22a、22b、31、41、52、53等的动作。
如图2的框图所示,在控制装置60的输入侧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、排出制冷剂温度压力传感器62a、高压侧制冷剂温度压力传感器62b、室外器侧制冷剂温度压力传感器62c、蒸发器侧制冷剂温度压力传感器62d、冷机侧制冷剂温度压力传感器62e、吸入制冷剂温度压力传感器62f、高温侧热介质温度传感器63a、低温侧热介质温度传感器63b、电池温度传感器64、空调风温度传感器65等控制用的传感器组。
内气温度传感器61a是检测车室内温度(内气温度)Tr的内气温度检测部。外气温度传感器61b是检测车室外温度(外气温度)Tam的外气温度检测部。日照传感器61c是检测向车室内照射的日照量As的日照量检测部。
排出制冷剂温度压力传感器62a是检测从压缩机11排出的制冷剂的排出制冷剂温度Td和排出制冷剂压力Pd的排出制冷剂温度压力检测部。
高压侧制冷剂温度压力传感器62b是检测从水制冷剂热交换器13流出的制冷剂的高压侧制冷剂温度T1和高压侧制冷剂压力P1的高压侧制冷剂温度压力检测部。
室外器侧制冷剂温度压力传感器62c是检测从室外热交换器15流出的制冷剂的室外器侧制冷剂温度T2和室外器侧制冷剂压力P2的室外器侧制冷剂温度压力检测部。
蒸发器侧制冷剂温度压力传感器62d是检测从室内蒸发器18流出的制冷剂的蒸发器侧制冷剂温度Te和蒸发器侧制冷剂压力Pe的蒸发器侧制冷剂温度压力检测部。
冷机侧制冷剂温度压力传感器62e是检测从冷机20的制冷剂通路流出的制冷剂的冷机侧制冷剂温度Tc和冷机侧制冷剂压力Pc的冷机侧制冷剂温度压力检测部。
吸入制冷剂温度压力传感器62f是检测吸入压缩机11的吸入制冷剂的吸入制冷剂温度Ts和吸入制冷剂压力Ps的吸入制冷剂温度压力检测部。
另外,在本实施方式中,作为制冷剂温度压力传感器,采用压力检测部和温度检测部被一体化的检测部,当然,也可以采用分别单独构成的压力检测部和温度检测部。
高温侧热介质温度传感器63a是检测流入加热器芯32的高温侧热介质的温度即高温侧热介质温度TWH的高温侧热介质温度检测部。
低温侧热介质温度传感器63b是检测流入电池70的冷却水通路70a的低温侧热介质的温度即低温侧热介质温度TWL的低温侧热介质温度检测部。
电池温度传感器64是检测电池70的温度即电池温度TB的电池温度检测部。电池温度传感器64具有多个温度传感器,检测电池70的多个部位的温度。因此,在控制装置60中,能够检测形成电池70的各电池单体的温度差、温度分布。而且,作为电池温度TB,采用多个温度传感器的检测值的平均值。
空调风温度传感器65是检测从混合空间56向车室内吹送的送风空气温度TAV的空调风温度检测部。送风空气温度TAV是作为加热对象物的送风空气的对象物温度。
进而,如图2所示,在控制装置60的输入侧连接有配置于车室内前部的仪表盘附近的操作面板69。在控制装置60输入有来自在操作面板69设置的各种操作开关的操作信号。
作为设置于操作面板69的各种操作开关,具体而言,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1的自动控制运转的自动控制设定部。空调开关是要求在室内蒸发器18进行送风空气的冷却的冷却要求部。风量设定开关是手动设定室内送风机52的风量的风量设定部。温度设定开关是设定车室内的设定温度Tset的温度设定部。
此外,本实施方式的控制装置60是一体地构成有控制与该控制装置60的输出侧连接的各种控制对象设备的控制部的装置。因此,控制各个控制对象设备的动作的结构(硬件和软件)构成了控制各个控制对象设备的动作的控制部。
例如,控制装置60中的控制压缩机11的转速的结构构成排出能力控制部60a。控制加热部侧减压部(在本实施方式中为冷却用膨胀阀14c)的动作的结构构成加热部侧控制部60b。控制旁通侧流量调节阀14d的动作的结构构成旁通侧控制部60c。
接着,对上述结构中的本实施方式的车辆用空调装置1的动作进行说明。在本实施方式的车辆用空调装置1中,为了进行车室内的空气调节及电池70的温度调节,切换各种运转模式。通过执行预先存储于控制装置60的控制程序来进行运转模式的切换。
控制程序不仅在所谓的IG开关为接通状态(ON)、车辆系统起动时被执行,而且在从外部电源向电池70充电时等也被执行。使用图3的流程图,对控制程序的主程序进行说明。记载于图3等的流程图的各控制步骤是控制装置60所具有的各种功能实现部。
首先,在图3的步骤S1中,进行标志、计时器等的初始化,以及电动致动器的初始位置对准等的初始化。接着,在步骤S2中,读取控制用的传感器组的检测信号和操作面板69的操作信号。接着,在步骤S3中,决定目标吹出温度TAO。目标吹出温度TAO是向车室内吹出的送风空气的目标温度。因此,步骤S3是目标温度决定部。
在步骤S3中,具体而言,使用以下的数学式F1来决定目标吹出温度TAO。
TAO=Kset×Tset-Kr×Tr-Kam×Tam-Ks×As+C…(F1)
Tset是由温度设定开关设定的车室内目标温度。Tr是由内气温度传感器61a检测出的内气温度。Tam是由外气温度传感器61b检测出的外气温度。As是由日照传感器61c检测出的日照量。另外,Kset、Kr、Kam、Ks是控制增益,C是校正用的常数。
接着,在步骤S4中,使用在步骤S2中读取的检测信号和操作信号、以及在步骤S3中决定的目标吹出温度TAO,选择运转模式。接着,在步骤S5中,控制各种控制对象设备的动作,以执行在步骤S4中选择的运转模式。
接着,在步骤S6中,判定预先确定的车辆用空调装置1的结束条件是否成立。在步骤S6中判定为结束条件不成立时,返回至步骤S2。在步骤S6中判定为结束条件成立时,使程序结束。
在此,本实施方式的结束条件在没有从外部电源向电池70充电的状态下,IG开关为非接通状态(OFF)时成立。另外,本实施方式的结束条件在IG开关为非接通状态(OFF)的状态下,从外部电源向电池70的充电结束时成立。以下,对在步骤S4中选择的各运转模式的详细动作进行说明。
(a)制冷模式
制冷模式是通过向车室内吹出被冷却的送风空气来进行车室内的制冷的运转模式。在本实施方式的控制程序中,主要在如夏季那样外气温度Tam成为较高的温度(在本实施方式中为25℃以上)时,选择制冷模式。
制冷模式包含不进行电池70的冷却而进行车室内的制冷的单独制冷模式和进行电池70的冷却并进行车室内的制冷的冷却制冷模式。在本实施方式的控制程序中,在电池温度TB为预先设定的基准上限温度KTBH以上时,执行对电池70进行冷却的运转模式。
(a-1)单独制冷模式
在单独制冷模式的热泵循环10中,控制装置60将制热用膨胀阀14a设为全开状态,将制冷用膨胀阀14b设为发挥制冷剂减压作用的节流状态,将冷却用膨胀阀14c设为全闭状态,将旁通侧流量调节阀14d设为全闭状态。另外,控制装置60关闭除湿用开闭阀22a,关闭制热用开闭阀22b。
因此,在单独制冷模式的热泵循环10中,被切换为如下的制冷剂回路:从压缩机11排出的制冷剂按照水制冷剂热交换器13、成为全开状态的制热用膨胀阀14a、室外热交换器15、成为节流状态的制冷用膨胀阀14b、室内蒸发器18、蒸发压力调节阀19、储液器23、压缩机11的吸入口的顺序进行循环。
另外,在单独制冷模式的高温侧热介质回路30中,控制装置60使高温侧泵31动作,以发挥预先设定的基准压送能力。因此,在高温侧热介质回路30中,从高温侧泵31压送的高温侧热介质按照加热器芯32、水制冷剂热交换器13的热介质通路、高温侧泵31的吸入口的顺序进行循环。
另外,在单独制冷模式的室内空调单元50中,控制装置60调节空气混合门54的开度,以使由空调风温度传感器65检测出的送风空气温度TAV接近目标吹出温度TAO。
另外,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的控制映射来决定向室内送风机52输出的控制电压。在控制映射中,在目标吹出温度TAO的极低温区域(最大制冷区域)和极高温区域(最大制热区域)使室内送风机52的送风量最大,随着就靠近中间温度区域而使送风量减少。
另外,控制装置60基于目标吹出温度TAO,控制内外气切换装置53及吹出模式门的动作。另外,控制装置60适当控制其他的控制对象设备的动作。
因此,在单独制冷模式的热泵循环10中,构成使水制冷剂热交换器13和室外热交换器15作为使制冷剂散热而冷凝的冷凝器发挥功能,使室内蒸发器18作为使制冷剂蒸发的蒸发器发挥功能的蒸气压缩式的制冷循环。
在单独制冷模式的高温侧热介质回路30中,从高温侧泵31压送的高温侧热介质流入加热器芯32而与送风空气进行热交换。从加热器芯32流出的高温侧热介质流入水制冷剂热交换器13的热介质通路,与排出制冷剂进行热交换。由此,高温侧热介质被加热。由水制冷剂热交换器13加热后的高温侧热介质被吸入高温侧泵31而再次向加热器芯32压送。
在单独制冷模式的室内空调单元50中,从室内送风机52吹送的送风空气由室内蒸发器18冷却。由室内蒸发器18冷却后的送风空气根据空气混合门54的开度,以接近目标吹出温度TAO的方式通过加热器芯32与高温侧热介质进行热交换而被再加热。并且,通过将温度调节后的送风空气向车室内吹出,实现车室内的制冷。
(a-2)冷却制冷模式
在冷却制冷模式的热泵循环10中,相对于单独制冷模式,控制装置60将冷却用膨胀阀14c设为节流状态。
因此,在冷却制冷模式的热泵循环10中,从压缩机11排出的制冷剂与单独制冷模式同样地进行循环。同时,被切换为如下的制冷剂回路:从压缩机11排出的制冷剂按照水制冷剂热交换器13、成为全开状态的制热用膨胀阀14a、室外热交换器15、成为节流状态的冷却用膨胀阀14c、冷机20、储液器23、压缩机11的吸入口的顺序进行循环。即,被切换为室内蒸发器18和冷机20相对于制冷剂的流动并联地连接的制冷剂回路。
另外,在冷却制冷模式的低温侧热介质回路30中,控制装置60与单独制冷模式同样地控制高温侧泵31的动作。
另外,在冷却制冷模式的低温侧热介质回路40中,控制装置60使低温侧泵41动作,以发挥预先设定的基准压送能力。因此,在低温侧热介质回路40中,从低温侧泵41压送的低温侧热介质按照冷机20的热介质通路、电池70的冷却水通路70a、低温侧泵41的吸入口的顺序进行循环。
另外,在冷却制冷模式的室内空调单元50中,控制装置60与单独制冷模式同样地控制室内送风机52的送风能力、空气混合门54的开度、内外气切换装置53以及吹出模式门的动作。另外,控制装置60适当地控制其他的控制对象设备的动作。
因此,在冷却制冷模式的热泵循环10中,构成使水制冷剂热交换器13和室外热交换器15作为冷凝器发挥功能、使室内蒸发器18和冷机20作为蒸发器发挥功能的蒸气压缩式的制冷循环。
在冷却制冷模式的低温侧热介质回路30中,与单独制冷模式同样,由水制冷剂热交换器13加热后的高温侧热介质向加热器芯32压送。
在冷却制冷模式的低温侧热介质回路40中,从低温侧泵41压送的低温侧热介质流入冷机20而与低压制冷剂进行热交换。由此,低压制冷剂被冷却。由冷机20冷却后的低温侧热介质在电池70的冷却水通路70a流通。由此,电池70被冷却。从电池70的冷却水通路70a流出的低温侧热介质被吸入低温侧泵41而再次向冷机20压送。
在冷却制冷模式的室内空调单元50中,与单独制冷模式同样,通过将温度调节后的送风空气向车室内吹出,实现车室内的制冷。
(b)串联除湿制热模式
串联除湿制热模式是通过对被冷却并除湿的送风空气再加热并向车室内吹出来进行车室内的除湿制热的运转模式。在本实施方式的控制程序中,在外气温度Tam成为预先设定的中高温区域的温度(在本实施方式中为10℃以上且小于25℃)时,选择串联除湿制热模式。
串联除湿制热模式包含不进行电池70的冷却而进行车室内的除湿制热的单独串联除湿制热模式和进行电池70的冷却并进行车室内的除湿制热的冷却串联除湿制热模式。
(b-1)单独串联除湿制热模式
在单独串联除湿制热模式的热泵循环10中,控制装置60将制热用膨胀阀14a设为节流状态,将制冷用膨胀阀14b设为节流状态,将冷却用膨胀阀14c设为全闭状态,将旁通侧流量调节阀14d设为全闭状态。另外,控制装置60关闭除湿用开闭阀22a,关闭制热用开闭阀22b。
因此,在单独串联除湿制热模式的热泵循环10中,被切换为如下的制冷剂回路:从压缩机11排出的制冷剂按照水制冷剂热交换器13、成为节流状态的制热用膨胀阀14a、室外热交换器15、成为节流状态的制冷用膨胀阀14b、室内蒸发器18、蒸发压力调节阀19、储液器23、压缩机11的吸入口的顺序进行循环。
另外,在单独串联除湿制热模式的高温侧热介质回路30中,控制装置60与单独制冷模式同样地控制高温侧泵31的动作。
另外,在单独串联除湿制热模式的室内空调单元50中,控制装置60与单独制冷模式同样地控制室内送风机52的送风能力、空气混合门54的开度、内外气切换装置53以及吹出模式门的动作。另外,控制装置60适当地控制其他的控制对象设备的动作。
因此,在单独串联除湿制热模式的热泵循环10中,构成使水制冷剂热交换器13作为冷凝器发挥功能、使室内蒸发器18作为蒸发器发挥功能的蒸气压缩式的制冷循环。
进而,在单独串联除湿制热模式下,在室外热交换器15中的制冷剂的饱和温度比外气温度Tam高的情况下,使室外热交换器15作为冷凝器发挥功能。另外,在室外热交换器15中的制冷剂的饱和温度比外气温度Tam低的情况下,使室外热交换器15作为蒸发器发挥功能。
在单独串联除湿制热模式的高温侧热介质回路30中,与单独制冷模式同样,由水制冷剂热交换器13加热后的高温侧热介质向加热器芯32压送。
在单独串联除湿制热模式的室内空调单元50中,从室内送风机52吹送的送风空气由室内蒸发器18冷却并除湿。由室内蒸发器18冷却并除湿后的送风空气,根据空气混合门54的开度,以接近目标吹出温度TAO的方式通过加热器芯32再加热。并且,通过将温度调节后的送风空气向车室内吹出,实现车室内的除湿制热。
(b-2)冷却串联除湿制热模式
在冷却串联除湿制热模式的热泵循环10中,相对于单独串联除湿制热模式,控制装置60将冷却用膨胀阀14c设为节流状态。
因此,在冷却串联除湿制热模式的热泵循环10中,从压缩机11排出的制冷剂与单独串联除湿制热模式同样地进行循环。同时,被切换为如下的制冷剂回路:从压缩机11排出的制冷剂按照水制冷剂热交换器13、成为节流状态的制热用膨胀阀14a、室外热交换器15、成为节流状态的冷却用膨胀阀14c、冷机20、储液器23、压缩机11的吸入口的顺序进行循环。即,被切换为室内蒸发器18和冷机20相对于制冷剂的流动并联地连接的制冷剂回路。
另外,在冷却串联除湿制热模式的高温侧热介质回路30中,控制装置60与单独制冷模式同样地控制高温侧泵31的动作。
另外,在冷却串联除湿制热模式的低温侧热介质回路40中,控制装置60与冷却制冷模式同样地控制低温侧泵41的动作。
另外,在冷却串联除湿制热模式的室内空调单元50中,控制装置60与单独制冷模式同样地控制室内送风机52的送风能力、空气混合门54的开度、内外气切换装置53以及吹出模式门的动作。另外,控制装置60适当地控制其他的控制对象设备的动作。
因此,在冷却串联除湿制热模式的热泵循环10中,构成使水制冷剂热交换器13作为冷凝器发挥功能、使室内蒸发器18和冷机20作为蒸发器发挥功能的蒸气压缩式的制冷循环。
进而,在冷却串联除湿制热模式下,与单独串联除湿制热模式同样,在室外热交换器15中的制冷剂的饱和温度比外气温度Tam高的情况下,使室外热交换器15作为冷凝器发挥功能。另外,在室外热交换器15中的制冷剂的饱和温度比外气温度Tam低的情况下,使室外热交换器15作为蒸发器发挥功能。
在冷却串联除湿制热模式的高温侧热介质回路30中,与单独制冷模式同样,由水制冷剂热交换器13加热后的高温侧热介质向加热器芯32压送。
在冷却串联除湿制热模式的低温侧热介质回路40中,与冷却制冷模式同样,通过由冷机20冷却后的低温侧热介质在电池70的冷却水通路70a流通,从而冷却电池70。
在冷却串联除湿制热模式的室内空调单元50中,与单独串联除湿制热模式同样,通过将温度调节后的送风空气向车室内吹出,实现车室内的除湿制热。
(c)并联除湿制热模式
并联除湿制热模式是将被冷却并除湿后的送风空气以比串联除湿制热模式更高的加热能力再加热,向车室内吹出,从而进行车室内的除湿制热的运转模式。在本实施方式的控制程序中,在外气温度Tam成为预先设定的低中温区域的温度(在本实施方式中为0℃以上且小于10℃)时,选择并联除湿制热模式。
并联除湿制热模式包含不进行电池70的冷却而进行车室内的除湿制热的单独并联除湿制热模式和进行电池70的冷却并进行车室内的除湿制热的冷却并联除湿制热模式。
(c-1)单独并联除湿制热模式
在单独并联除湿制热模式的热泵循环10中,控制装置60将制热用膨胀阀14a设为节流状态,将制冷用膨胀阀14b设为节流状态,将冷却用膨胀阀14c设为全闭状态,将旁通侧流量调节阀14d设为全闭状态。另外,控制装置60打开除湿用开闭阀22a,打开制热用开闭阀22b。
因此,在单独并联除湿制热模式的热泵循环10中,被切换为如下的制冷剂回路:从压缩机11排出的制冷剂按照水制冷剂热交换器13、成为节流状态的制热用膨胀阀14a、室外热交换器15、制热用通路21c、储液器23、压缩机11的吸入口的顺序进行循环。同时,被切换为如下的制冷剂回路:从压缩机11排出的制冷剂按照水制冷剂热交换器13、除湿用通路21b、成为节流状态的制冷用膨胀阀14b、室内蒸发器18、蒸发压力调节阀19、储液器23、压缩机11的吸入口的顺序进行循环。即,被切换为室外热交换器15和室内蒸发器18相对于制冷剂的流动并联地连接的制冷剂回路。
另外,在单独并联除湿制热模式的高温侧热介质回路30中,控制装置60与单独制冷模式同样地控制高温侧泵31的动作。
另外,在单独并联除湿制热模式的室内空调单元50中,控制装置60与单独制冷模式同样地控制室内送风机52的送风能力、空气混合门54的开度、内外气切换装置53以及吹出模式门的动作。另外,控制装置60适当地控制其他的控制对象设备的动作。
因此,在单独并联除湿制热模式的热泵循环10中,构成使水制冷剂热交换器13作为冷凝器发挥功能、使室外热交换器15和室内蒸发器18作为蒸发器发挥功能的蒸气压缩式的制冷循环。
在单独并联除湿制热模式的高温侧热介质回路30中,与单独制冷模式同样,由水制冷剂热交换器13加热后的高温侧热介质向加热器芯32压送。
在单独并联除湿制热模式的室内空调单元50中,从室内送风机52吹送的送风空气由室内蒸发器18冷却并除湿。由室内蒸发器18冷却并除湿后的送风空气,根据空气混合门54的开度,以接近目标吹出温度TAO的方式通过加热器芯32再加热。并且,通过将温度调节后的送风空气向车室内吹出,从而实现车室内的除湿制热。
进而,在单独并联除湿制热模式的热泵循环10中,能够使制热用膨胀阀14a的节流开度相比制冷用膨胀阀14b的节流开度减少。由此,能够使室外热交换器15中的制冷剂蒸发温度降低至比室内蒸发器18中的制冷剂蒸发温度低的温度。
因此,在单独并联除湿制热模式中,与单独串联除湿制热模式相比,能够使室外热交换器15中的制冷剂从外气吸热的吸热量增加,从而能够使水制冷剂热交换器13中的制冷剂向高温侧热介质散热的散热量增加。其结果是,在单独并联除湿制热模式下,能够使加热器芯32中的送风空气的加热能力相比单独串联除湿制热模式提高。
(c-2)冷却并联除湿制热模式
在冷却并联除湿制热模式的热泵循环10中,相对于单独并联除湿制热模式,控制装置60将冷却用膨胀阀14c设为节流状态。
因此,在冷却并联除湿制热模式的热泵循环10中,从压缩机11排出的制冷剂与单独并联除湿制热模式同样地进行循环。同时,被切换为如下的制冷剂回路:从压缩机11排出的制冷剂按照水制冷剂热交换器13、除湿用通路21b、成为节流状态的冷却用膨胀阀14c、冷机20、储液器23、压缩机11的吸入口的顺序进行循环。即,被切换为室外热交换器15、室内蒸发器18以及冷机20相对于制冷剂的流动并联地连接的制冷剂回路。
另外,在冷却并联除湿制热模式的高温侧热介质回路30中,控制装置60与单独制冷模式同样地控制高温侧泵31的动作。
另外,在冷却并联除湿制热模式的低温侧热介质回路40中,控制装置60与冷却制冷模式同样地控制低温侧泵41的动作。
另外,在冷却并联除湿制热模式的室内空调单元50中,控制装置60与单独制冷模式同样地控制室内送风机52的送风能力、空气混合门54的开度、内外气切换装置53以及吹出模式门的动作。另外,控制装置60适当地控制其他的控制对象设备的动作。
因此,在冷却并联除湿制热模式的热泵循环10中,构成使水制冷剂热交换器13作为冷凝器发挥功能、使室外热交换器15、室内蒸发器18及冷机20作为蒸发器发挥功能的蒸气压缩式的制冷循环。
在冷却并联除湿制热模式的高温侧热介质回路30中,与单独制冷模式同样,由水制冷剂热交换器13加热后的高温侧热介质向加热器芯32压送。
在冷却并联除湿制热模式的低温侧热介质回路40中,与冷却制冷模式同样,通过由冷机20冷却后的低温侧热介质在电池70的冷却水通路70a流通,从而冷却电池70。
在冷却并联除湿制热模式的室内空调单元50中,与单独并联除湿制热模式同样,通过将温度调节后的送风空气向车室内吹出,实现车室内的除湿制热。
(d)并联热气除湿制热模式
并联热气除湿制热模式是在并联除湿制热模式的执行中,判定为室外热交换器15产生了结霜时,为了抑制送风空气的加热能力的降低而执行的运转模式。在本实施方式的控制程序中,在预先设定的结霜条件成立时,判定为室外热交换器15产生了结霜。
本实施方式的结霜条件在由室外器侧制冷剂温度压力传感器62c检测出的室外器侧制冷剂温度T2成为基准结霜温度KTDF(在本实施方式中为-5℃)以下的时间为基准结霜时间KTmDF(在本实施方式中为5分钟)以上时成立。
并联热气除湿制热模式包含单独并联热气除湿制热模式和冷却并联热气除湿制热模式。单独并联热气除湿制热模式在单独并联除湿制热模式的执行中结霜条件成立时执行。冷却并联热气除湿制热模式在冷却并联除湿制热模式的执行中结霜条件成立时执行。
(d-1)单独并联热气除湿制热模式
在单独并联热气除湿制热模式的热泵循环10中,相对于单独并联除湿制热模式,控制装置60将旁通侧流量调节阀14d设为节流状态,并将冷却用膨胀阀14c设为节流状态。
因此,在单独并联热气除湿制热模式的热泵循环10中,从压缩机11排出的制冷剂与冷却并联除湿制热模式同样地进行循环。同时,被切换为如下的制冷剂回路:从压缩机11排出的制冷剂的一部分按照成为节流状态的旁通侧流量调节阀14d、冷机20、储液器23、压缩机11的吸入口的顺序进行循环。
进而,控制装置60适当地控制其他的控制对象设备的动作。例如,对于压缩机11,使制冷剂排出能力相比单独并联除湿制热模式增加预先设定的规定量。另外,控制装置60控制旁通侧流量调节阀14d,以使旁通侧流量调节阀14d成为预先设定的单独并联热气除湿制热模式用的规定开度。另外,控制装置60使低温侧泵停止。对于其他的控制对象设备,与冷却并联除湿制热模式同样地进行控制。
因此,在单独并联热气除湿制热模式的热泵循环10中,构成使水制冷剂热交换器13作为冷凝器发挥功能,使室外热交换器15和室内蒸发器18作为蒸发器发挥功能的蒸气压缩式的制冷循环。但是,在单独并联热气除湿制热模式下,由于室外热交换器15产生结霜,因此流入室外热交换器15的制冷剂几乎不能从外气吸热。
在单独并联热气除湿制热模式的高温侧热介质回路30中,与单独制冷模式同样,由水制冷剂热交换器13加热后的高温侧热介质向加热器芯32压送。
在单独并联热气除湿制热模式的室内空调单元50中,由室内蒸发器18冷却并除湿后的送风空气,通过加热器芯32再加热并向车室内吹出。由此,实现车室内的除湿制热。
在单独并联热气除湿制热模式的热泵循环10中,由于室外热交换器15产生结霜,因此与单独并联除湿制热模式相比,室外热交换器15中的制冷剂从外气吸热的吸热量减少。
进而,随着室外热交换器15中的制冷剂从外气吸热的吸热量减少,有水制冷剂热交换器13中的从制冷剂向高温侧热介质散热的散热量减少的可能性。其结果是,加热器芯32中的送风空气的加热能力容易下降。
与此相对,在本实施方式的单独并联热气除湿制热模式下,旁通侧流量调节阀14d和冷却用膨胀阀14c成为节流状态。由此,能够使从旁通侧流量调节阀14d流出的焓比较高的制冷剂与从水制冷剂热交换器13流出的焓比较低的制冷剂合流。
因此,在单独并联热气除湿制热模式的热泵循环10中,通过相比并联除湿制热模式增大压缩机11的制冷剂排出能力,能够抑制水制冷剂热交换器13中的从制冷剂向高温侧热介质散热的散热量的减少。
其结果是,在单独并联热气除湿制热模式下,即使在单独并联除湿制热模式的执行中室外热交换器15产生结霜,也能够抑制送风空气的加热能力的下降。
(d-2)冷却并联热气除湿制热模式
在冷却并联热气除湿制热模式的热泵循环10中,从压缩机11排出的制冷剂与单独并联热气除湿制热模式同样地进行循环。
进而,控制装置60与单独并联热气除湿制热模式同样地适当控制其他的控制对象设备的动作。
因此,在冷却并联热气除湿制热模式的热泵循环10中,构成使水制冷剂热交换器13作为冷凝器发挥功能,使室外热交换器15、室内蒸发器18以及冷机20作为蒸发器发挥功能的蒸气压缩式的制冷循环。
在冷却并联热气除湿制热模式的高温侧热介质回路30中,与单独制冷模式同样,由水制冷剂热交换器13加热后的高温侧热介质向加热器芯32压送。
在冷却并联热气除湿制热模式的低温侧热介质回路40中,与冷却制冷模式同样,通过由冷机20冷却后的低温侧热介质在电池70的冷却水通路70a流通,从而冷却电池70。
在冷却并联热气除湿制热模式的室内空调单元50中,由室内蒸发器18冷却并除湿后的送风空气通过加热器芯32再加热并向车室内吹出。由此,实现车室内的除湿制热。
在冷却并联热气除湿制热模式下,由于室外热交换器15产生结霜,因此流入室外热交换器15的制冷剂几乎不能从外气吸热。对此,在冷却并联热气除湿制热模式下,由于旁通侧流量调节阀14d成为节流状态,因此与单独并联热气除湿制热模式同样,能够抑制送风空气的加热能力的下降。
(e)外气吸热制热模式
外气吸热制热模式是通过向车室内吹出被加热的送风空气来进行车室内的制热的运转模式。在本实施方式的控制程序中,主要在像冬季那样外气温度Tam成为较低的值(在本实施方式中为-10℃以上且小于0℃)时,选择外气吸热制热模式。
外气吸热制热模式包含不进行电池70的冷却而进行车室内的制热的单独外气吸热制热模式和进行电池70的冷却并进行车室内的制热的冷却外气吸热制热模式。
(e-1)单独外气吸热制热模式
在单独外气吸热制热模式的热泵循环10中,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,将冷却用膨胀阀14c设为全闭状态,将旁通侧流量调节阀14d设为全闭状态。另外,控制装置60关闭除湿用开闭阀22a,打开制热用开闭阀22b。
因此,在单独热气吸热制热模式的热泵循环10中,被切换为如下的制冷剂回路:从压缩机11排出的制冷剂按照水制冷剂热交换器13、成为节流状态的制热用膨胀阀14a、室外热交换器15、制热用通路21c、储液器23、压缩机11的吸入口的顺序进行循环。
另外,在单独外气吸热制热模式的高温侧热介质回路30中,控制装置60与单独制冷模式同样地控制高温侧泵31的动作。
另外,在单独外气吸热制热模式的室内空调单元50中,控制装置60与单独制冷模式同样地控制室内送风机52的送风能力、空气混合门54的开度、内外气切换装置53以及吹出模式门的动作。另外,控制装置60适当地控制其他的控制对象设备的动作。
因此,在单独外气吸热制热模式的热泵循环10中,构成使水制冷剂热交换器13作为冷凝器发挥功能、使室外热交换器15作为蒸发器发挥功能的蒸气压缩式的制冷循环。
在单独外气吸热制热模式的高温侧热介质回路30中,与单独制冷模式同样,由水制冷剂热交换器13加热后的高温侧热介质向加热器芯32压送。
在单独外气吸热制热模式的室内空调单元50中,从室内送风机52吹送的送风空气通过室内蒸发器18。通过室内蒸发器18后的送风空气,根据空气混合门54的开度,以接近目标吹出温度TAO的方式通过加热器芯32加热。并且,通过将温度调节后的送风空气向车室内吹出,从而实现车室内的制热。
(e-2)冷却外气吸热制热模式
在冷却外气吸热制热模式的热泵循环10中,相对于单独外气吸热制热模式,控制装置60将冷却用膨胀阀14c设为节流状态。另外,控制装置60打开除湿用开闭阀22a。
因此,在冷却外气吸热制热模式的热泵循环10中,从压缩机11排出的制冷剂与单独外气吸热制热模式同样地进行循环。同时,被切换为如下的制冷剂回路:从压缩机11排出的制冷剂按照水制冷剂热交换器13、除湿用通路21b、成为节流状态的冷却用膨胀阀14c、冷机20、储液器23、压缩机11的吸入口的顺序进行循环。即,被切换为室外热交换器15和冷机20相对于制冷剂的流动并联地连接的制冷剂回路。
另外,在冷却外气吸热制热模式的高温侧热介质回路30中,控制装置60与单独制冷模式同样地控制高温侧泵31的动作。
另外,在冷却外气吸热制热模式的低温侧热介质回路40中,控制装置60与冷却制冷模式同样地控制低温侧泵41的动作。
另外,在冷却外气吸热制热模式的室内空调单元50中,控制装置60与单独制冷模式同样地控制室内送风机52的送风能力、空气混合门54的开度、内外气切换装置53以及吹出模式门的动作。另外,控制装置60适当地控制其他的控制对象设备的动作。
因此,在冷却外气吸热制热模式的热泵循环10中,构成使水制冷剂热交换器13作为冷凝器发挥功能、使室外热交换器15和冷机20作为蒸发器发挥功能的蒸气压缩式的制冷循环。
在冷却外气吸热制热模式的高温侧热介质回路30中,与单独制冷模式同样,由水制冷剂热交换器13加热后的高温侧热介质向加热器芯32压送。
在冷却外气吸热制热模式的低温侧热介质回路40中,与冷却制冷模式同样,通过由冷机20冷却后的低温侧热介质在电池70的冷却水通路70a流通,从而冷却电池70。
在冷却外气吸热制热模式的室内空调单元50中,与单独外气吸热制热模式同样,通过将温度调节后的送风空气向车室内吹出,实现车室内的制热。
(f)外气吸热热气制热模式
外气吸热制热模式是在外气吸热制热模式的执行中,在判定为室外热交换器15产生了结霜时,为了抑制送风空气的加热能力的下降而执行的运转模式。在本实施方式的控制程序中,在与并联热气除湿制热模式同样的结霜条件成立时,判定为室外热交换器15产生了结霜。
外气吸热热气制热模式包含单独外气吸热热气制热模式和冷却外气吸热热气制热模式。单独外气吸热热气制热模式在单独外气吸热制热模式的执行中结霜条件成立时执行。冷却外气吸热热气制热模式在冷却外气吸热制热模式的执行中结霜条件成立时执行。
(f-1)单独外气吸热热气制热模式
在单独外气吸热热气制热模式的热泵循环10中,相对于单独外气吸热制热模式,控制装置60将旁通侧流量调节阀14d设为节流状态,并将冷却用膨胀阀14c设为节流状态。
因此,在单独外气吸热热气制热模式的热泵循环10中,从压缩机11排出的制冷剂与冷却外气吸热制热模式同样地进行循环。同时,被切换为如下的制冷剂回路:从压缩机11排出的制冷剂的一部分按照成为节流状态的旁通侧流量调节阀14d、冷机20、储液器23、压缩机11的吸入口的顺序进行循环。
进而,控制装置60适当地控制其他的控制对象设备的动作。例如,对于压缩机11,使制冷剂排出能力相比单独外气吸热制热模式增加预先设定的规定量。另外,控制装置60控制旁通侧流量调节阀14d,以使旁通侧流量调节阀14d成为预先设定的单独外气吸热热气制热模式用的规定开度。另外,控制装置60使低温侧泵停止。对于其他的控制对象设备,与冷却外气吸热制热模式同样地进行控制。
因此,在单独外气吸热热气制热模式的热泵循环10中,与冷却外气吸热制热模式同样地构成使水制冷剂热交换器13作为冷凝器发挥功能,使室外热交换器15作为蒸发器发挥功能的蒸气压缩式的制冷循环。但是,在单独外气吸热热气制热模式下,由于室外热交换器15产生结霜,因此流入室外热交换器15的制冷剂几乎不能从外气吸热。
在单独外气吸热热气制热模式的高温侧热介质回路30中,与单独制冷模式同样,由水制冷剂热交换器13加热后的高温侧热介质向加热器芯32压送。
在单独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后的送风空气通过加热器芯32加热并向车室内吹出。由此,实现车室内的制热。
在单独外气吸热热气制热模式的热泵循环10中,由于室外热交换器15产生结霜,因此与单独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热的吸热量减少。
进而,随着室外热交换器15中的制冷剂从外气吸热的吸热量减少,有水制冷剂热交换器13中的从制冷剂向高温侧热介质散热的散热量减少的可能性。其结果是,加热器芯32中的送风空气的加热能力容易下降。
与此相对,在本实施方式的单独外气吸热热气制热模式下,旁通侧流量调节阀14d和冷却用膨胀阀14c成为节流状态。由此,能够与并联热气除湿制热模式同样地使从旁通侧流量调节阀14d流出的焓比较高的制冷剂与从水制冷剂热交换器13流出的焓比较低的制冷剂合流。
因此,在单独外气吸热热气制热模式的热泵循环10中,通过与并联热气除湿制热模式同样地增大压缩机11的制冷剂排出能力,能够抑制水制冷剂热交换器13中的从制冷剂向高温侧热介质散热的散热量的减少。
其结果是,在单独外气吸热热气制热模式下,即使在单独外气吸热制热模式的执行中室外热交换器15产生结霜,也能够抑制送风空气的加热能力的下降。
(f-2)冷却外气吸热热气制热模式
在冷却外气吸热热气制热模式的热泵循环10中,制冷剂与冷却外气吸热制热模式同样地进行循环。进而,控制装置60适当地控制其他的控制对象设备的动作。
因此,在冷却外气吸热热气制热模式的热泵循环10中,构成使水制冷剂热交换器13作为冷凝器发挥功能,使室外热交换器15和冷机20作为蒸发器发挥功能的蒸气压缩式的制冷循环。
在冷却外气吸热热气制热模式的高温侧热介质回路30中,与单独制冷模式同样,由水制冷剂热交换器13加热后的高温侧热介质向加热器芯32压送。
在冷却外气吸热热气制热模式的低温侧热介质回路40中,与冷却制冷模式同样,通过由冷机20冷却后的低温侧热介质在电池70的冷却水通路70a流通,从而冷却电池70。
在冷却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后的送风空气通过加热器芯32加热并向车室内吹出。由此,实现车室内的制热。
在冷却外气吸热热气除湿制热模式下,由于室外热交换器15产生结霜,因此流入室外热交换器15的制冷剂几乎不能从外气吸热。对此,在冷却外气吸热热气制热模式下,由于旁通侧流量调节阀14d成为节流状态,因此与单独外气吸热热气制热模式同样,能够抑制送风空气的加热能力的下降。
(g)热气制热模式
热气制热模式是在外气温度Tam为极低温(在本实施方式中为小于-10℃)时,进行车室内的制热的运转模式。在本实施方式的控制程序中,在外气温度Tam成为极低温且空调开关成为非接通状态(断开)时,选择热气制热模式。
热气制热模式包含于对控制对象设备的动作进行控制以使送风空气温度TAV接近目标吹出温度TAO,并且对控制对象设备的动作进行控制以使由吸入制冷剂温度压力传感器62f检测出的吸入制冷剂压力Ps接近目标低压PSO的热气模式。
因此,在热气制热模式下,执行图4的流程图所示的热气模式的控制处理。更详细而言,图4所示的流程图是在主程序的步骤S4中选择了执行热气模式的控制处理的运转模式时,在步骤S5中作为副程序执行的控制处理。
首先,在图4的步骤S11中,根据所选择的运转模式,决定作为吸入制冷剂压力Ps的目标值的目标低压PSO。因此,步骤S11是目标低压决定部。在热气制热模式的步骤S11中,将目标低压PSO决定为预先设定的热气制热模式用的目标值。
在此,将吸入制冷剂压力Ps控制为接近恒定值,对于使压缩机11的排出流量Gr(质量流量)稳定化是有效的。更详细而言,通过使吸入制冷剂压力Ps为恒定的压力的饱和气相制冷剂,吸入制冷剂的密度成为恒定。因此,如果将吸入制冷剂压力Ps控制为接近恒定的压力,容易使相同转速时的压缩机11的排出流量Gr稳定化。
接着,在步骤S12中,决定由排出制冷剂温度压力传感器62a检测出的排出制冷剂压力Pd的目标值即目标高压PDO。因此,步骤S11是目标高压决定部。在步骤S12中,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,决定目标高压PDO。
接着,在步骤S13中,决定高低压差ΔP目标值即目标高低压差ΔPO。其是从排出制冷剂压力Pd减去吸入制冷剂压力Ps而得到的值。因此,步骤S13是目标高低压差决定部。
在此,在热气制热模式用的控制映射中,决定为随着目标吹出温度TAO的上升而使目标高压PDO增加。进而,在热气制热模式用的控制映射中,以使目标高低压差ΔPO成为预先设定的基准高低压差ΔPmin以上的值的方式决定目标高压PDO。以使压缩机11的工作量成为预先设定的基准工作量以上的方式决定基准高低压差ΔPmin。
接着,在步骤S14中,根据所选择的运转模式,控制各控制对象设备的动作。换而言之,根据所选择的运转模式,执行热气模式的通常控制。
接着,在步骤S15中,判定车辆用空调装置1发挥的加热能力是否达到能够使送风空气温度TAV上升至目标吹出温度TAO的目标加热能力。
在步骤S15中判定为加热能力达到目标加热能力时,返回至主程序。在步骤S15中判定为加热能力未达到目标加热能力时,进入步骤S16。在步骤S16中,执行高压上升控制,并返回至主程序。
在本实施方式的步骤S15中,当送风空气温度TAV比目标吹出温度TAO低,并且压缩机11的转速(即,制冷剂排出能力)为预先设定的基准转速(即,基准能力)以上时,判定为加热能力未达到目标加热能力。在本实施方式中,作为基准转速,采用根据压缩机11的耐久性能决定的最大转速。
进而,在本实施方式的步骤S15中,在送风空气温度TAV比目标吹出温度TAO低,并且旁通侧流量调节阀14d的节流开度为预先设定的基准开度以下时,判定为加热能力未达到目标加热能力。在本实施方式中,作为基准开度,采用根据从控制装置60输出的控制信号而在控制上能够实现的最小开度。
接着,对于在热气制热模式时,由步骤S14执行的通常控制进行说明。
在热气制热模式的热泵循环10中,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,将旁通侧流量调节阀14d设为节流状态。另外,控制装置60打开除湿用开闭阀22a,关闭制热用开闭阀22b。
因此,在热气制热模式的热泵循环10中,如图5的实线箭头所示,从压缩机11排出的制冷剂按照第一三通接头12a、水制冷剂热交换器13、除湿用通路21b、四通接头12x、成为节流状态的冷却用膨胀阀14c、第六三通接头12f、冷机20、储液器23、压缩机11的吸入口的顺序进行循环。同时,被切换为如下的制冷剂回路:从压缩机11排出的制冷剂按照第一三通接头12a、配置于旁通通路21a的成为节流状态的旁通侧流量调节阀14d、第六三通接头12f、冷机20、储液器23、压缩机11的吸入口的顺序进行循环。
因此,在热气制热模式下,冷却用膨胀阀14c是加热部侧减压部,第六三通接头12f是混合部。
进而,控制装置60适当地控制其他的控制对象设备的动作。具体而言,对于压缩机11,控制装置60控制压缩机11的制冷剂排出能力(即,转速),以使吸入制冷剂压力Ps接近目标低压PSO。
另外,控制装置60调节冷却用膨胀阀14c的节流开度,以使从水制冷剂热交换器13流出的制冷剂的过冷却度SC1接近第一目标过冷却度SCO1。过冷却度SC1能够根据由高压侧制冷剂温度压力传感器62b检测出的高压侧制冷剂温度T1和高压侧制冷剂压力P1求得。第一目标过冷却度SCO1参照预先存储于控制装置60的控制映射来决定。
另外,控制装置60调节旁通侧流量调节阀14d的节流开度,以使高低压差ΔP接近目标高低压差ΔPO。更具体而言,在本实施方式中,调节旁通侧流量调节阀14d的节流开度,以使高低压差ΔP成为目标高低压差ΔPO以上。
如上所述,目标高低压差ΔPO使用与目标吹出温度TAO相关的目标高压PDO来决定。因此,调节旁通侧流量调节阀14d的节流开度以使高低压差ΔP接近目标高低压差ΔPO意味着调节旁通侧流量调节阀14d的节流开度以使送风空气温度TAV接近目标吹出温度TAO。
另外,在热气制热模式的高温侧热介质回路30中,控制装置60与单独制冷模式同样地控制高温侧泵31的动作。
另外,在热气制热模式的低温侧热介质回路40中,控制装置60使低温侧泵41停止。
另外,在热气制热模式的室内空调单元50中,控制装置60与单独制冷模式同样地控制空气混合门54的开度。在热气制热模式下,控制装置60以使从室内送风机52吹送的送风空气的几乎全部风量通过加热器芯32的方式控制空气混合门54的开度的情况较多。
另外,控制装置60以向空调壳体51内导入内气的方式控制内外气切换装置53的动作。另外,控制装置60与单独制冷模式同样地控制室内送风机52的送风能力、空气混合门54的开度以及吹出模式门的动作。
因此,在热气制热模式的热泵循环10中,制冷剂的状态如图6的莫里尔线图的粗实线所示的那样发生变化。
即,从压缩机11排出的排出制冷剂(图6的ah点)的流动通过第一三通接头12a被分支。由第一三通接头12a分支出的一方的制冷剂流入水制冷剂热交换器13,向高温侧热介质散热(从图6的ah点向bh点)。由此,高温侧热介质被加热。
从水制冷剂热交换器13流出的制冷剂流入除湿用通路21b。流入除湿用通路21b后的制冷剂由于制冷用膨胀阀14b处于全闭状态,因此流入冷却用膨胀阀14c而被减压(从图6的bh点向ch点)。从冷却用膨胀阀14c流出的焓比较低的制冷剂流入第六三通接头12f的另一方的流入口。
另外,由第一三通接头12a分支出的另一方的制冷剂流入旁通通路21a。流入旁通通路21a后的制冷剂通过旁通侧流量调节阀14d被调节流量并被减压(从图6的ah点向dh点)。由旁通侧流量调节阀14d减压后的焓比较高的制冷剂流入第六三通接头12f的一方的流入口。
从旁通侧流量调节阀14d流出的制冷剂和从冷却用膨胀阀14c流出的制冷剂通过第六三通接头12f被混合。从第六三通接头12f流出的制冷剂流入冷机20。在热气制热模式下,由于低温侧泵41停止,因此流入冷机20后的制冷剂在冷机20的制冷剂通路流通时,不与低温侧热介质进行热交换,而通过冷机20均匀地混合(图6的eh点)。
从冷机20的制冷剂通路流出的制冷剂流入储液器23。由储液器23分离出的气相制冷剂被吸入压缩机11并再次被压缩。
在热气制热模式的高温侧热介质回路30中,与单独制冷模式同样地,由水制冷剂热交换器13加热后的高温侧热介质向加热器芯32压送。
在热气制热模式的室内空调单元50中,通过室内蒸发器18后的送风空气通过加热器芯32加热并向车室内吹出。由此,实现车室内的制热。
在此,热气制热模式是在外气温度Tam成为极低温时执行的运转模式。因此,如果使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,则有通过室外热交换器15使制冷剂向外气散热的可能性。并且,如果制冷剂向外气散热,则通过水制冷剂热交换器13使制冷剂向送风空气散热的散热量减少,送风空气的加热能力减少。
与此相对,在本实施方式的热气制热模式下,通过设为不使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的制冷剂回路,抑制通过室外热交换器15使制冷剂向外气散热的情况。因此,在热气制热模式下,能够有效地利用由压缩机11的工作产生的热来加热送风空气。
接着,对于在热气制热模式时,由步骤S16执行的高压上升控制进行说明。
在本实施方式的高压上升控制中,进行使从水制冷剂热交换器13的制冷剂通路流出的制冷剂的过冷却度上升的控制。更具体而言,在步骤S16中,使作为加热部侧减压部的冷却用膨胀阀14c的节流开度相比在步骤S14中决定的节流开度缩小。对于其他的控制对象设备,维持在步骤S14中决定的动作状态。
因此,在高压上升控制的热泵循环10中,制冷剂的状态如图6的莫里尔线图的粗虚线所示的那样发生变化。即,由于使冷却用膨胀阀14c的节流开度减少,因此从压缩机11排出的排出制冷剂(图6的ah6点)的压力相比通常控制时上升。
因此,由第一三通接头12a分支出的一方的制冷剂流入水制冷剂热交换器13,以比通常控制高的压力向高温侧热介质散热(从图6的ah6点向bh6点)。由此,将高温侧热介质加热至比通常控制高的温度。从水制冷剂热交换器13流出的制冷剂流入冷却用膨胀阀14c并被减压(从图6的bh6点向ch点)。
另外,由第一三通接头12a分支出的另一方的制冷剂通过旁通通路21a的旁通侧流量调节阀14d进行流量调节并被减压(从图6的ah6点向dh6点)。从旁通侧流量调节阀14d流出的制冷剂和从冷却用膨胀阀14c流出的制冷剂通过第六三通接头12f混合。
其它的动作与通常控制相同。因此,在高压上升控制中,能够使高温侧热介质的温度相比通常控制上升。由此,能够使由加热器芯32加热的送风空气的温度上升,使送风空气温度TAV接近目标吹出温度TAO。
(h)温度调节热气制热模式
温度调节热气制热模式是在热气制热模式的执行中进行电池70的温度调节的运转模式。温度调节热气制热模式包含冷却电池70的冷却热气制热模式和预热电池70的预热热气制热模式。
在本实施方式的控制程序中,在热气制热模式的执行中,当电池温度TB为基准上限温度KTBH以上,并且吸入制冷剂温度Ts比由低温侧热介质温度传感器63b检测出的低温侧热介质温度TWL低时,选择冷却热气制热模式。
另外,在本实施方式的控制程序中,在热气制热模式的执行中,当电池温度TB为基准下限温度KTBL以下,并且吸入制冷剂温度Ts比低温侧热介质温度TWL高时,选择预热热气制热模式。
温度调节热气制热模式包含于热气模式。因此,在温度调节热气制热模式下,执行热气模式的控制处理。
(h-1)冷却热气制热模式
在冷却热气制热模式的由步骤S14执行的通常控制中,相对于热气制热模式,控制装置60使低温侧泵41动作,以发挥预先设定的基准压送能力。其他的动作与热气制热模式相同。
因此,在冷却热气制热模式下,能够有效地利用由压缩机11的工作产生的热来加热送风空气。另外,在加热能力未达到目标加热能力时,与热气制热模式同样,能够通过执行高压上升控制,使送风空气温度TAV接近目标吹出温度TAO。
进而,在冷却热气制热模式的热泵循环10中,流入冷机20的制冷剂从低温侧热介质吸热。由此,低温侧热介质被冷却。在冷却热气制热模式的低温侧热介质回路40中,由冷机20冷却后的低温侧热介质在电池70的冷却水通路70a流通。由此,能够冷却电池70。
(h-2)预热热气制热模式
在由预热热气制热模式的步骤S14执行的通常控制中,相对于热气制热模式,控制装置60使低温侧泵41动作,以发挥预先设定的基准压送能力。其他的动作与热气制热模式相同。
因此,在预热热气制热模式下,能够有效地利用由压缩机11的工作产生的热来加热送风空气。另外,在加热能力未达到目标加热能力时,与热气制热模式同样,能够通过执行高压上升控制,使送风空气温度TAV接近目标吹出温度TAO。
进而,在预热热气制热模式的热泵循环10中,流入冷机20的制冷剂向低温侧热介质散热。由此,低温侧热介质被加热。在预热热气制热模式的低温侧热介质回路40中,由冷机20加热后的低温侧热介质在电池70的冷却水通路70a流通。由此,能够进行电池70的预热。
(i)热气除湿制热模式
热气除湿制热模式是在外气温度Tam成为低温时,进行车室内的除湿制热的运转模式。在本实施方式的控制程序中,在外气温度Tam成为低中温区域的温度(在本实施方式中为0℃以上且小于10℃)且空调开关成为接通状态(接通)时,选择热气除湿制热模式。
热气除湿制热模式包含于热气模式。因此,在热气除湿制热模式下,执行热气模式的控制处理。热气除湿制热模式包含不进行电池70的冷却而进行车室内的除湿制热的单独热气除湿制热模式和进行电池70的冷却并进行车室内的除湿制热的冷却热气除湿制热模式。
(i-1)单独热气除湿制热模式
首先,对单独热气除湿制热模式时由步骤S14执行的通常控制进行说明。在单独热气除湿制热模式的热泵循环10中,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设为节流状态,将冷却用膨胀阀14c设为节流状态,将旁通侧流量调节阀14d设为节流状态。另外,控制装置60打开除湿用开闭阀22a,关闭制热用开闭阀22b。
因此,在单独热气除湿制热模式的热泵循环10中,如图7的实线箭头所示,从压缩机11排出的制冷剂与热气制热模式同样地进行循环。同时,被切换为如下的制冷剂回路:从压缩机11排出的制冷剂按照第一三通接头12a、水制冷剂热交换器13、除湿用通路21b、四通接头12x、成为节流状态的制冷用膨胀阀14b、室内蒸发器18、蒸发压力调节阀19、储液器23、压缩机11的吸入口的顺序进行循环。
因此,在单独热气除湿制热模式下,冷却用膨胀阀14c是加热部侧减压部,第六三通接头12f是混合部。
进而,控制装置60适当地控制其他的控制对象设备的动作。具体而言,对于压缩机11,控制装置60控制压缩机11的制冷剂排出能力(即,转速),以使吸入制冷剂压力Ps接近目标低压PSO。在单独热气除湿制热模式的步骤S11中,参照预先存储于控制装置60的控制映射来决定目标低压PSO。
另外,控制装置60调节冷却用膨胀阀14c的节流开度,以使从水制冷剂热交换器13流出的制冷剂的过冷却度SC1接近第二目标过冷却度SCO2。第二目标过冷却度SCO2参照预先存储于控制装置60的控制映射来决定。
另外,控制装置60调节旁通侧流量调节阀14d的节流开度,以使高低压差ΔP接近目标高低压差ΔPO。更具体而言,在本实施方式中,调节旁通侧流量调节阀14d的节流开度,以使高低压差ΔP成为目标高低压差ΔPO以上。
另外,在单独热气除湿制热模式的高温侧热介质回路30中,控制装置60与单独制冷模式同样地控制高温侧泵31的动作。
另外,在单独热气除湿制热模式的低温侧热介质回路40中,控制装置60使低温侧泵41停止。
另外,在单独热气除湿制热模式的室内空调单元50中,控制装置60与单独制冷模式同样地控制空气混合门54的开度。另外,控制装置60以向空调壳体51内导入内气的方式控制内外气切换装置53的动作。另外,控制装置60与单独制冷模式同样地控制室内送风机52的送风能力、空气混合门54的开度以及吹出模式门的动作。
因此,在单独热气除湿制热模式的热泵循环10中,制冷剂的状态如图8的莫里尔线图所示的那样发生变化。
即,从压缩机11排出的排出制冷剂(图8的ah8点)的流动通过第一三通接头12a被分支。由第一三通接头12a分支出的一方的制冷剂流入水制冷剂热交换器13,向高温侧热介质散热(从图8的ah8点向bh8点)。
从水制冷剂热交换器13流出的制冷剂经由除湿用通路21b流入四通接头12x的一个流入口。
从四通接头12x的一个流出口流出的制冷剂流入制冷用膨胀阀14b而被减压(从图8的bh8点向fh8点)。由制冷用膨胀阀14b减压后的制冷剂流入室内蒸发器18。
流入室内蒸发器18的制冷剂与从室内送风机52吹送的送风空气(在本实施方式中为内气)进行热交换而蒸发(从图8的fh8点向eh8点)。由此,从室内送风机52吹送的送风空气被冷却并除湿。从室内蒸发器18流出的制冷剂经由第二止回阀16b流入第五三通接头12e。
另外,从四通接头12x的另一个流出口流出的制冷剂与热气制热模式同样地流入冷却用膨胀阀14c而被减压(从图8的bh8点向ch8点)。由冷却用膨胀阀14c减压后的制冷剂与热气制热模式同样地流入第六三通接头12f的另一方的流入口。
在此,在图8中,为了明确图示,将由冷却用膨胀阀14c减压后的制冷剂(图8的ch8点)的压力设为比由制冷用膨胀阀14b减压后的制冷剂(图8的fh8点)的压力高的值,但并不限定于此。由冷却用膨胀阀14c减压后的制冷剂的压力可以是比由制冷用膨胀阀14b减压后的制冷剂的压力低的值,也可以是与由制冷用膨胀阀14b减压后的制冷剂的压力同等的值。
另外,由第一三通接头12a分支出的另一方的制冷剂通过配置于旁通通路21a的旁通侧流量调节阀14d被流量调节并被减压(从图8的ah8点向dh8点)。由旁通侧流量调节阀14d减压后的制冷剂与热气制热模式同样地流入第六三通接头12f的一方的流入口。
从旁通侧流量调节阀14d流出的制冷剂和从冷却用膨胀阀14c流出的制冷剂与热气制热模式同样地通过第六三通接头12f混合。进而,从第六三通接头12f流入冷机20的制冷剂通过冷机20均匀地混合(图8的eh8点)。从冷机20流出的制冷剂流入第五三通接头12e。
在第五三通接头12e中,从室内蒸发器18流出的制冷剂的流动与从冷机20流出的制冷剂的流动合流。从第五三通接头12e流出的制冷剂流入储液器23。由储液器23分离出的气相制冷剂被吸入压缩机11并再次被压缩。
在单独热气除湿制热模式的高温侧热介质回路30中,与单独制冷模式同样地,由水制冷剂热交换器13加热后的高温侧热介质向加热器芯32压送。
在单独热气除湿制热模式的室内空调单元50中,由室内蒸发器18冷却并除湿后的送风空气通过加热器芯32再加热并向车室内吹出。由此,实现车室内的除湿制热。
在单独热气除湿制热模式下,与热气制热模式同样,能够有效地利用由压缩机11的工作产生的热来加热送风空气。进而,在单独热气除湿制热模式下,能够将通过室内蒸发器18使制冷剂从送风空气吸热的热利用于对送风空气进行再加热。
另外,在加热能力未达到目标加热能力时,与热气制热模式同样,能够通过执行高压上升控制,使送风空气温度TAV接近目标吹出温度TAO。
(i-2)冷却热气除湿制热模式
在冷却热气除湿制热模式的热泵循环10中,制冷剂与单独热气除湿制热模式同样地进行循环。
另外,在冷却热气除湿制热模式的高温侧热介质回路30中,控制装置60与单独制冷模式同样地控制高温侧泵31的动作。
另外,在冷却热气除湿制热模式的低温侧热介质回路40中,控制装置60使低温侧泵41停止。
另外,在冷却热气除湿制热模式的室内空调单元50中,控制装置60与单独热气除湿制热模式同样地控制室内送风机52的送风能力、空气混合门54的开度以及吹出模式门的动作。另外,控制装置60与单独热气除湿制热模式同样地适当控制其他的控制对象设备的动作。
因此,在冷却热气除湿制热模式的热泵循环10中,与单独热气除湿制热模式同样地,使水制冷剂热交换器13作为冷凝器发挥功能,使室内蒸发器18发挥功能。进而,使冷机20作为蒸发器发挥功能。
在冷却热气除湿制热模式的高温侧热介质回路30中,与单独制冷模式同样地,由水制冷剂热交换器13加热后的高温侧热介质向加热器芯32压送。
在冷却热气除湿制热模式的低温侧热介质回路40中,与冷却制冷模式同样,通过由冷机20冷却后的低温侧热介质在电池70的冷却水通路70a流通,从而冷却电池70。
在冷却热气除湿制热模式下,与单独热气除湿制热模式同样,能够有效地利用由压缩机11的工作产生的热来加热送风空气。进而,在冷却热气除湿制热模式下,能够将由室内蒸发器18使制冷剂从送风空气吸热的热利用于对送风空气进行再加热。
另外,在加热能力未达到目标加热能力时,与热气制热模式同样,能够通过执行高压上升控制,使送风空气温度TAV接近目标吹出温度TAO。
如上所述,在本实施方式的车辆用空调装置1中,通过切换运转模式,能够进行车室内的舒适的空气调节和作为车载设备的电池70的适当的温度调节。
在此,在本实施方式的车辆用空调装置1的热气制热模式、温度调节热气制热模式以及热气除湿制热模式中,主要使用由压缩机11的工作产生的热,对作为加热对象物的送风空气进行加热。因此,在热气制热模式等中,为了使循环的动作稳定化,需要适当地控制控制对象设备的动作,以使压缩机11的工作量成为用于加热送风空气的适当的热量。
其理由是,例如,如果压缩机11的工作量相对于加热送风空气所需的热量有剩余,则排出制冷剂压力Pd将持续上升,有无法使循环稳定地工作的可能性。
因此,在本实施方式的热气制热模式等中,执行热气模式的控制处理。在热气模式的控制处理中,控制压缩机11的转速,以使吸入制冷剂压力Ps接近目标低压PSO。进而,调节旁通侧流量调节阀14d的节流开度,以使高低压差ΔP接近目标高低压差ΔPO。
由此,能够调节排出制冷剂压力Pd和吸入制冷剂压力Ps,以使压缩机11的工作量成为用于加热送风空气的适当的热量。其理由是,压缩机11的工作量是由高低压差ΔP决定的。因此,通过执行热气模式的控制处理,能够使循环的动作稳定化。
另一方面,即使要使循环的动作稳定化,如果在外气温度Tam为极低温的情况下等,不能使实际的排出制冷剂压力Pd充分上升,则不能使排出制冷剂温度Td上升至期望的温度。其结果是,有无法使送风空气温度TAV上升至目标吹出温度TAO的可能性。
与此相对,在本实施方式的热气制热模式等中,当判定为车辆用空调装置1的送风空气的加热能力未达到目标加热能力时,执行高压上升控制。由此,能够使排出制冷剂压力Pd上升,使排出制冷剂温度Td上升。因此,能够扩大送风空气的温度调节范围。
另外,在本实施方式的车辆用空调装置1的高压上升控制中,与热气模式的通常控制相比,使从水制冷剂热交换器13的制冷剂通路流出的制冷剂的过冷却度上升。由此,能够使水制冷剂热交换器13中的热交换效率下降,能够可靠地使排出制冷剂压力Pd上升。
进而,在本实施方式中,通过使冷却用膨胀阀14c的节流开度减少,使从水制冷剂热交换器13的制冷剂通路流出的制冷剂的过冷却度上升。因此,不需要用于执行高压上升控制的新的结构、复杂的控制,就能够实现高压上升控制。
另外,在本实施方式的车辆用空调装置1中,当送风空气温度TAV比目标吹出温度TAO低且压缩机11的转速为最大转速以上时,判定为加热能力未达到目标加热能力。由此,在不能使压缩机11的转速增加时,能够有效地执行高压上升控制,以使送风空气温度TAV上升。
另外,在本实施方式的车辆用空调装置1中,在送风空气温度TAV比目标吹出温度TAO低且旁通侧流量调节阀14d的节流开度为最小开度以下时,判定为加热能力未达到目标加热能力。由此,在不能使旁通侧流量调节阀14d的节流开度缩小时,能够有效地执行高压上升控制,以使送风空气温度TAV上升。
另外,热气模式的控制处理也可以应用于并联热气除湿制热模式和外气吸热热气制热模式。在并联热气除湿制热模式和外气吸热热气制热模式下,由于室外热交换器15产生结霜,因此制冷剂不能通过室外热交换器15从外气吸热。即,室外热交换器15等同于制冷剂通路。
因此,在并联除湿热气制热模式和外气吸热热气制热模式时,应用了热气模式的控制处理的情况下,制热用膨胀阀14a成为加热部侧减压部,第五三通接头12e成为混合部。因此,在高压上升控制中,使制热用膨胀阀14a的节流开度相比在步骤S14中决定的节流开度缩小即可。
(第二实施方式)
在本实施方式中,对变更了第一实施方式中在图4的步骤S16中说明的高压上升控制的控制处理的例子进行说明。
在本实施方式的高压上升控制中,与热气模式的通常控制时相比,进行使流入加热部的加热对象物的流量减少的控制。更具体而言,在本实施方式的步骤S16中,将空气混合门54的开度变更为相比在步骤S14中决定的开度使通过加热器芯32的送风空气的风量减少的一侧。其他的控制对象设备的动作与第一实施方式相同。
因此,在本实施方式的热气制热模式的热泵循环10中,制冷剂的状态如图9的莫里尔线图的粗实线所示的那样发生变化。即,在热气模式的通常控制中,制冷剂的状态与第一实施方式完全相同地发生变化。
另外,在本实施方式的高压上升控制中,从加热器芯32流出并流入水制冷剂热交换器13的高温侧热介质的温度成为比通常控制高的温度。因此,水制冷剂热交换器13的负荷下降,如图9的莫里尔线图的粗虚线所示,在水制冷剂热交换器13的制冷剂通路流通的制冷剂的压力以比通常控制高的压力进行平衡(从图9的ah9点向bh9点)。
从水制冷剂热交换器13流出的制冷剂流入冷却用膨胀阀14c而被减压(从图9的ch9点向ch9点)。此时,冷却用膨胀阀14c的节流开度与通常控制同样地调节为从水制冷剂热交换器13流出的制冷剂(图9的ch9点)的过冷却度接近第一目标过冷却度SCO1。
另外,由第一三通接头12a分支出的另一方的制冷剂通过旁通通路21a的旁通侧流量调节阀14d被调节流量并被减压(从图9的ah9点向dh9点)。从旁通侧流量调节阀14d流出的制冷剂和从冷却用膨胀阀14c流出的制冷剂通过第六三通接头12f混合。
其他的动作与第一实施方式相同。在高压上升控制中,能够使高温侧热介质的温度与通常控制相比上升。由此,能够使由加热器芯32加热的送风空气的温度上升,使送风空气温度TAV接近目标吹出温度TAO。因此,即使如本实施方式那样变更高压上升控制的控制处理,也能够得到与第一实施方式同样的效果。
如本实施方式的高压上升控制那样,使流入加热部的加热对象物的流量相比热气模式的通常控制时减少的控制不限于空气混合门54的开度调节。例如,也可以使室内送风机52的转速(即,送风能力)下降。
另外,在如本实施方式的加热部那样,通过高温侧热介质回路30使高温侧热介质进行循环的结构中,作为高压上升控制,也可以采用使高温侧热介质的流量相比热气模式的通常控制时减少的控制。具体而言,通过使高压侧泵的转速(即压送能力)相比热气模式的通常控制时下降,来减少高温侧热介质的流量即可。
进而,也可以根据用户的要求,变更所执行的高压上升控制。例如,当用户通过风量设定开关设定室内送风机52的送风量时,作为高压上升控制,执行变更空气混合门54的开度的控制即可。另一方面,当用户没有通过风量设定开关设定室内送风机52的送风量时,作为高压上升控制,执行使室内送风机52的转速下降的控制即可。
(第三实施方式)
在本实施方式中,将本发明所涉及的热泵循环装置应用于车辆用空调装置1a。车辆用空调装置1a具备热泵循环10a。在热泵循环10a中,相对于第一实施方式中说明的热泵循环10废除了储液器23等,而采用集液器24等。
在热泵循环10a中,第二三通接头12b的另一方的流出口与集液器24的入口侧连接。从第二三通接头12b的另一方的流出口到集液器24的入口的制冷剂通路为入口侧通路21d。在入口侧通路21d配置有第一入口侧开闭阀22c、第七三通接头12g以及过冷却用膨胀阀14e。
集液器24是将流入内部的制冷剂的气液分离,将分离出的液相制冷剂作为循环的剩余制冷剂储蓄的高压侧的气液分离部。集液器24使分离出的液相制冷剂的一部分从液相制冷剂出口向下游侧流出。
第一入口侧开闭阀22c是开闭入口侧通路21d的开闭阀。更具体而言,第一入口侧开闭阀22c对入口侧通路21d中的从第二三通接头12b的另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。第一入口侧开闭阀22c为制冷剂回路切换部。
过冷却用膨胀阀14e是在热气制热模式的高压上升控制时等,使流入集液器24的制冷剂减压的集液器侧的减压部。进而,过冷却用膨胀阀14e是调节流入集液器24的制冷剂的流量(质量流量)的集液器侧的流量调节部。
另外,第二三通接头12b的一方的流出口与第八三通接头12h的一方的流入口侧连接。在从第二三通接头12b的一方的流出口到第八三通接头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22d。第二入口侧开闭阀22d对从第二三通接头12b的一方的流出口到第八三通接头12h的一方的流入口的制冷剂通路进行开闭。第二入口侧开闭阀22d为制冷剂回路切换部。
第八三通接头12h的流出口与制热用膨胀阀14a的入口侧连接。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,经由第一止回阀16a与配置于入口侧通路21d的第七三通接头12g的另一方的入口侧连接。
集液器24的液相制冷剂出口与第八三通接头12h的另一方的流入口侧连接。从集液器24的出口到第八三通接头12h的另一方的流入口的制冷剂通路为出口侧通路21e。在出口侧通路21e配置有第九三通接头12i和第三止回阀16c。
第三止回阀16c允许制冷剂从第九三通接头12i侧向第八三通接头12h侧流动,禁止制冷剂从第八三通接头12h侧向第九三通接头12i侧流动。
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20的制冷剂通路的入口侧连接。
进而,在热泵循环10a中,第五三通接头12e的流出口与压缩机11的吸入口侧连接。其他的车辆用空调装置1a的结构与第一实施方式中说明的车辆用空调装置1相同。
接着,对上述结构中的本实施方式的车辆用空调装置1a的动作进行说明。在本实施方式的车辆用空调装置1a中,为了进行车室内的空气调节和电池70的温度调节,与第一实施方式同样地切换各种运转模式。以下对各运转模式的详细动作进行说明。
(a-1)单独制冷模式
在单独制冷模式的热泵循环10a中,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设为节流状态,将冷却用膨胀阀14c设为全闭状态,将旁通侧流量调节阀14d设为全闭状态,将过冷却用膨胀阀14e设为全开状态。另外,控制装置60关闭制热用开闭阀22b,关闭第一入口侧开闭阀22c,打开第二入口侧开闭阀22d。
因此,在单独制冷模式的热泵循环10a中,被切换为如下的制冷剂回路:从压缩机11排出的制冷剂按照水制冷剂热交换器13、成为全开状态的制热用膨胀阀14a、室外热交换器15、成为全开状态的过冷却用膨胀阀14e、集液器24、成为节流状态的制冷用膨胀阀14b、室内蒸发器18、压缩机11的吸入口的顺序进行循环。
进而,控制装置60与第一实施方式的单独制冷模式同样地适当控制其他的控制对象设备的动作。
因此,在单独制冷模式的热泵循环10a中,构成使水制冷剂热交换器13和室外热交换器15作为冷凝器发挥功能,使室内蒸发器18作为蒸发器发挥功能的蒸气压缩式的制冷循环。另外,在高温侧热介质回路30和室内空调单元50中,与第一实施方式的单独制冷模式同样地进行动作。
其结果是,在单独制冷模式下,与第一实施方式的单独制冷模式同样地实现车室内的制冷。
(a-2)冷却制冷模式
在冷却制冷模式的热泵循环10a中,相对于单独制冷模式,控制装置60将冷却用膨胀阀14c设为节流状态。
因此,在冷却制冷模式的热泵循环10a中,从压缩机11排出的制冷剂与单独制冷模式同样地进行循环。同时,被切换为如下的制冷剂回路:从压缩机11排出的制冷剂按照水制冷剂热交换器13、成为全开状态的制热用膨胀阀14a、室外热交换器15、成为全开状态的过冷却用膨胀阀14e、集液器24、成为节流状态的冷却用膨胀阀14c、冷机20、压缩机11的吸入口的顺序进行循环。即,被切换为室内蒸发器18和冷机20相对于制冷剂的流动并联地连接的制冷剂回路。
进而,控制装置60与第一实施方式的冷却制冷模式同样地适当控制其他的控制对象设备的动作。
因此,在冷却制冷模式的热泵循环10a中,构成使水制冷剂热交换器13和室外热交换器15作为冷凝器发挥功能、使室内蒸发器18和冷机20作为蒸发器发挥功能的蒸气压缩式的制冷循环。在高温侧热介质回路30、低温侧热介质回路40以及室内空调单元50中,与第一实施方式的单独制冷模式同样地进行动作。
其结果是,在冷却制冷模式下,与第一实施方式的冷却制冷模式同样地实现电池70的冷却和车室内的制冷。
(b-1)单独串联除湿制热模式
在单独串联除湿制热模式的热泵循环10a中,控制装置60将制热用膨胀阀14a设为节流状态,将制冷用膨胀阀14b设为节流状态,将冷却用膨胀阀14c设为全闭状态,将旁通侧流量调节阀14d设为全闭状态,将过冷却用膨胀阀14e设为全开状态。另外,控制装置60关闭制热用开闭阀22b,关闭第一入口侧开闭阀22c,打开第二入口侧开闭阀22d。
因此,在单独串联除湿制热模式的热泵循环10a中,被切换为如下的制冷剂回路:从压缩机11排出的制冷剂按照水制冷剂热交换器13、成为节流状态的制热用膨胀阀14a、室外热交换器15、成为全开状态的过冷却用膨胀阀14e、集液器24、成为节流状态的制冷用膨胀阀14b、室内蒸发器18、压缩机11的吸入口的顺序进行循环。
进而,控制装置60与第一实施方式的单独串联除湿制热模式同样地适当控制其他的控制对象设备的动作。
因此,在单独串联除湿制热模式的热泵循环10a中,构成使水制冷剂热交换器13和室外热交换器15作为冷凝器发挥功能、使室内蒸发器18作为蒸发器发挥功能的蒸气压缩式的制冷循环。高温侧热介质回路30和室内空调单元50与第一实施方式的单独制冷模式同样地进行动作。
其结果是,在单独串联除湿制热模式下,与第一实施方式的单独串联除湿制热模式同样地实现车室内的除湿制热。
在此,由于热泵循环10a具有集液器24,因此单独串联除湿制热模式和冷却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比外气温度Tam高的温度范围内执行。
(b-2)冷却串联除湿制热模式
在冷却串联除湿制热模式的热泵循环10a中,相对于单独串联除湿制热模式,控制装置60将冷却用膨胀阀14c设为节流状态。
因此,在冷却串联除湿制热模式的热泵循环10a中,从压缩机11排出的制冷剂与单独串联除湿制热模式同样地进行循环。同时,被切换为如下的制冷剂回路:从压缩机11排出的制冷剂按照水制冷剂热交换器13、成为全开状态的制热用膨胀阀14a、室外热交换器15、成为全开状态的过冷却用膨胀阀14e、集液器24、成为节流状态的冷却用膨胀阀14c、冷机20、压缩机11的吸入口的顺序进行循环。即,被切换为室内蒸发器18和冷机20相对于制冷剂的流动并联地连接的制冷剂回路。
进而,控制装置60与第一实施方式的冷却串联除湿制热模式同样地适当控制其他的控制对象设备的动作。
因此,在冷却串联除湿制热模式的热泵循环10a中,构成使水制冷剂热交换器13和室外热交换器15作为冷凝器发挥功能、使室内蒸发器18和冷机20作为蒸发器发挥功能的蒸气压缩式的制冷循环。在高温侧热介质回路30、低温侧热介质回路40以及室内空调单元50中,与第一实施方式的冷却串联除湿制热模式同样地进行动作。
其结果是,在冷却串联除湿制热模式下,与第一实施方式的冷却串联除湿制热模式同样地实现电池70的冷却和车室内的除湿制热。
(c-1)单独并联除湿制热模式
在单独并联除湿制热模式的热泵循环10a中,控制装置60将制热用膨胀阀14a设为节流状态,将制冷用膨胀阀14b设为节流状态,将冷却用膨胀阀14c设为全闭状态,将旁通侧流量调节阀14d设为全闭状态,将过冷却用膨胀阀14e设为全开状态。另外,控制装置60打开制热用开闭阀22b,打开第一入口侧开闭阀22c,关闭第二入口侧开闭阀22d。
因此,在单独并联除湿制热模式的热泵循环10a中,从压缩机11排出的制冷剂按照水制冷剂热交换器13、成为全开状态的过冷却用膨胀阀14e、集液器24、成为节流状态的制热用膨胀阀14a、室外热交换器15、制热用通路21c、压缩机11的吸入口的顺序进行循环。同时,被切换为如下的制冷剂回路:从压缩机11排出的制冷剂按照水制冷剂热交换器13、成为全开状态的过冷却用膨胀阀14e、集液器24、成为节流状态的制冷用膨胀阀14b、室内蒸发器18、压缩机11的吸入口的顺序进行循环。即,被切换为室外热交换器15和室内蒸发器18相对于制冷剂的流动并联地连接的制冷剂回路。
进而,控制装置60与第一实施方式的单独并联除湿制热模式同样地适当控制其他的控制对象设备的动作。
因此,在单独并联除湿制热模式的热泵循环10a中,构成使水制冷剂热交换器13作为冷凝器发挥功能、使室内蒸发器18和室外热交换器15作为蒸发器发挥功能的蒸气压缩式的制冷循环。在高温侧热介质回路30和室内空调单元50中,与第一实施方式的单独并联除湿制热模式同样地动作。
其结果是,在单独并联除湿制热模式下,与第一实施方式的单独并联除湿制热模式同样地实现车室内的除湿制热。
(c-2)冷却并联除湿制热模式
在冷却并联除湿制热模式的热泵循环10a中,相对于单独并联除湿制热模式,控制装置60将冷却用膨胀阀14c设为节流状态。
因此,在冷却并联除湿制热模式的热泵循环10中,从压缩机11排出的制冷剂与单独并联除湿制热模式同样地进行循环。同时,被切换为如下的制冷剂回路:从压缩机11排出的制冷剂按照水制冷剂热交换器13、成为全开状态的过冷却用膨胀阀14e、集液器24、成为节流状态的冷却用膨胀阀14c、冷机20、压缩机11的吸入口的顺序进行循环。即,被切换为室外热交换器15、室内蒸发器18以及冷机20相对于制冷剂的流动并联地连接的制冷剂回路。
进而,控制装置60与第一实施方式的冷却并联除湿制热模式同样地适当控制其他的控制对象设备的动作。
因此,在冷却并联除湿制热模式的热泵循环10a中,构成使水制冷剂热交换器13作为冷凝器发挥功能、使室外热交换器15、室内蒸发器18及冷机20作为蒸发器发挥功能的蒸气压缩式的制冷循环。在高温侧热介质回路30、低温侧热介质回路40以及室内空调单元50中,与第一实施方式的冷却并联除湿制热模式同样地进行动作。
其结果是,在冷却并联除湿制热模式下,与第一实施方式的冷却并联除湿制热模式同样地实现电池70的冷却和车室内的除湿制热。
(d-1)单独并联热气除湿制热模式
在单独并联热气除湿制热模式的热泵循环10a中,相对于单独并联除湿制热模式,控制装置60将旁通侧流量调节阀14d设为节流状态,并将冷却用膨胀阀14c设为节流状态。
因此,在单独并联热气除湿制热模式的热泵循环10a中,从压缩机11排出的制冷剂与冷却并联除湿制热模式同样地进行循环。同时,被切换为如下的制冷剂回路:从压缩机11排出的制冷剂的一部分按照成为节流状态的旁通侧流量调节阀14d、冷机20、压缩机11的吸入口的顺序进行循环。
进而,控制装置60与第一实施方式的单独并联热气除湿制热模式同样地适当控制其他的控制对象设备的动作。
因此,在并联热气除湿制热模式下,与第一实施方式同样,即使在单独并联除湿制热模式的执行中室外热交换器15产生结霜,也能够抑制送风空气的加热能力的下降。
(d-2)冷却并联热气除湿制热模式
在冷却并联热气除湿制热模式的热泵循环10a中,制冷剂与单独并联热气除湿制热模式同样地进行循环。
进而,控制装置60与第一实施方式的冷却并联热气除湿制热模式同样地适当控制其他的控制对象设备的动作。
因此,在冷却并联热气除湿制热模式下,与第一实施方式同样,即使在冷却并联除湿制热模式的执行中室外热交换器15产生结霜,也能够抑制送风空气的加热能力的下降。
(e-1)单独外气吸热制热模式
在单独外气吸热制热模式的热泵循环10a中,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,将冷却用膨胀阀14c设为全闭状态,将旁通侧流量调节阀14d设为全闭状态,将过冷却用膨胀阀14e设为全开状态。另外,控制装置60打开制热用开闭阀22b,打开第一入口侧开闭阀22c,关闭第二入口侧开闭阀22d。
因此,在单独热气吸热制热模式的热泵循环10a中,被切换为如下的制冷剂回路:从压缩机11排出的制冷剂按照水制冷剂热交换器13、成为全开状态的过冷却用膨胀阀14e、集液器24、成为节流状态的制热用膨胀阀14a、室外热交换器15、制热用通路21c、压缩机11的吸入口的顺序进行循环。
进而,控制装置60与第一实施方式的单独外气吸热制热模式同样地适当控制其他的控制对象设备的动作。
因此,在单独外气吸热制热模式的热泵循环10a中,构成使水制冷剂热交换器13作为冷凝器发挥功能、使室外热交换器15作为蒸发器发挥功能的蒸气压缩式的制冷循环。在高温侧热介质回路30和室内空调单元50中,与第一实施方式的单独外气吸热制热模式同样地进行动作。
其结果是,在单独外气吸热制热模式下,与第一实施方式的单独外气吸热制热模式同样地实现车室内的制热。
(e-2)冷却外气吸热制热模式
在冷却外气吸热制热模式的热泵循环10a中,相对于单独外气吸热制热模式,控制装置60将冷却用膨胀阀14c设为节流状态。
因此,在冷却外气吸热制热模式的热泵循环10a中,从压缩机11排出的制冷剂与单独外气吸热制热模式同样地进行循环。同时,被切换为如下的制冷剂回路:从压缩机11排出的制冷剂按照水制冷剂热交换器13、成为全开状态的过冷却用膨胀阀14e、集液器24、成为节流状态的冷却用膨胀阀14c、冷机20、压缩机11的吸入口的顺序进行循环。即,被切换为室外热交换器15和冷机20相对于制冷剂的流动并联地连接的制冷剂回路。
进而,控制装置60与第一实施方式的冷却外气吸热制热模式同样地适当控制其他的控制对象设备的动作。
因此,在冷却外气吸热制热模式的热泵循环10a中,构成使水制冷剂热交换器13作为冷凝器发挥功能、使室外热交换器15和冷机20作为蒸发器发挥功能的蒸气压缩式的制冷循环。在高温侧热介质回路30、低温侧热介质回路40以及室内空调单元50中,与第一实施方式的冷却外气吸热制热模式同样地进行动作。
其结果是,在冷却外气吸热制热模式下,与第一实施方式的冷却外气吸热制热模式同样地实现电池70的冷却和车室内的制热。
(f-1)单独外气吸热热气制热模式
在单独外气吸热热气制热模式的热泵循环10a中,相对于单独外气吸热制热模式,控制装置60将旁通侧流量调节阀14d设为节流状态,并将冷却用膨胀阀14c设为节流状态。
因此,在单独外气吸热热气制热模式的热泵循环10a中,制冷剂与冷却外气吸热制热模式同样地进行循环。同时,被切换为如下的制冷剂回路:从压缩机11排出的制冷剂的一部分按照成为节流状态的旁通侧流量调节阀14d、冷机20、压缩机11的吸入口的顺序进行循环。
进而,控制装置60与第一实施方式的单独外气吸热热气制热模式同样地适当控制其他的控制对象设备的动作。
因此,在单独外气吸热热气制热模式下,与第一实施方式同样,即使在单独外气吸热制热模式的执行中室外热交换器15产生结霜,也能够抑制送风空气的加热能力的下降。
(f-2)冷却外气吸热热气制热模式
在冷却外气吸热热气制热模式的热泵循环10a中,制冷剂与单独外气吸热热气制热模式同样地进行循环。
进而,控制装置60与第一实施方式的冷却外气吸热热气制热模式同样地适当控制其他的控制对象设备的动作。
因此,在冷却外气吸热热气制热模式下,与第一实施方式同样,即使在冷却外气吸热制热模式的执行中室外热交换器15产生结霜,也能够抑制送风空气的加热能力的下降。
(g)热气制热模式
热气制热模式包含于热气模式。因此,在热气制热模式下,执行第一实施方式的使用图4的流程图说明的热气模式的控制处理。
在热气制热模式的通常控制中,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,将旁通侧流量调节阀14d设为节流状态,将过冷却用膨胀阀14e设为全开状态。另外,控制装置60关闭制热用开闭阀22b,打开第一入口侧开闭阀22c,关闭第二入口侧开闭阀22d。
因此,在热气制热模式的热泵循环10a中,从压缩机11排出的制冷剂按照第一三通接头12a、水制冷剂热交换器13成为全开状态的过冷却用膨胀阀14e、集液器24、成为节流状态的冷却用膨胀阀14c、第六三通接头12f、冷机20、压缩机11的吸入口的顺序进行循环。同时,被切换为如下的制冷剂回路:从压缩机11排出的制冷剂按照第一三通接头12a、配置于旁通通路21a的成为节流状态的旁通侧流量调节阀14d、第六三通接头12f、冷机20、压缩机11的吸入口的顺序进行循环。
因此,在本实施方式的热气制热模式下,过冷却用膨胀阀14e和冷却用膨胀阀14c是加热部侧减压部,第六三通接头12f是混合部。
进而,控制装置60与第一实施方式的热气制热模式同样地适当控制其他的控制对象设备的动作。
因此,在热气制热模式的通常控制中,与第一实施方式的热气制热模式同样,能够有效地利用由压缩机11的工作产生的热来加热送风空气,进行车室内的制热。
另外,在热气制热模式的高压上升控制中,通过缩小过冷却用膨胀阀14e的节流开度,使从水制冷剂热交换器13的制冷剂通路流出的制冷剂的过冷却度上升。其它的动作与通常控制相同。
因此,在高压上升控制中,与第一实施方式同样,能够使高温侧热介质的温度相比通常控制上升。由此,能够使由加热器芯32加热的送风空气的温度上升,使送风空气温度TAV接近目标吹出温度TAO。
(h-1)冷却热气制热模式
冷却热气制热模式包含于热气模式。因此,在冷却热气制热模式下,执行热气模式的控制处理。
在冷却热气制热模式的通常控制中,相对于热气制热模式,控制装置60使低温侧泵41动作,以发挥预先设定的基准压送能力。其他的动作与热气制热模式相同。
因此,在冷却热气制热模式下,能够有效地利用由压缩机11的工作产生的热来加热送风空气。另外,在加热能力未达到目标加热能力时,能够通过执行高压上升控制,使送风空气温度TAV接近目标吹出温度TAO。进而,与第一实施方式的冷却热气制热模式同样,能够冷却电池70。
(h-2)预热热气制热模式
预热热气制热模式包含于热气模式。因此,在预热热气制热模式下,执行热气模式的控制处理。
在预热热气制热模式的通常控制中,相对于热气制热模式,控制装置60使低温侧泵41动作,以发挥预先设定的基准压送能力。其他的动作与热气制热模式相同。
因此,在预热热气制热模式下,能够有效地利用由压缩机11的工作产生的热来加热送风空气。另外,在加热能力未达到目标加热能力时,能够通过执行高压上升控制,使送风空气温度TAV接近目标吹出温度TAO。进而,与第一实施方式的预热热气制热模式同样,能够对电池70进行预热。
(i-1)单独热气除湿制热模式
单独热气除湿制热模式包含于热气模式。因此,在单独热气除湿制热模式下,执行热气模式的控制处理。
在单独热气除湿制热模式的通常控制中,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设为节流状态,将冷却用膨胀阀14c设为节流状态,将旁通侧流量调节阀14d设为节流状态,将过冷却用膨胀阀14e设为全开状态。另外,控制装置60关闭制热用开闭阀22b,打开第一入口侧开闭阀22c,关闭第二入口侧开闭阀22d。
因此,在单独热气除湿制热模式的热泵循环10a中,从压缩机11排出的制冷剂与热气制热模式同样地进行循环。同时,被切换为如下的制冷剂回路:从压缩机11排出的制冷剂按照第一三通接头12a、水制冷剂热交换器13、成为全开状态的过冷却用膨胀阀14e、集液器24、成为节流状态的制冷用膨胀阀14b、室内蒸发器18、压缩机11的吸入口的顺序进行循环。
因此,在单独热气除湿制热模式下,过冷却用膨胀阀14e和冷却用膨胀阀14c是加热部侧减压部,第六三通接头12f是混合部。
进而,控制装置60与第一实施方式的单独热气除湿制热模式同样地适当控制其他的控制对象设备的动作。
因此,在单独热气除湿制热模式的通常控制中,与第一实施方式的热气除湿制热模式同样,能够有效地利用由压缩机11的工作产生的热来加热送风空气,进行车室内的除湿制热。进而,在单独热气除湿制热模式下,能够将通过室内蒸发器18使制冷剂从送风空气吸热的热利用于对送风空气进行再加热。
另外,在单独热气除湿制热模式的高压上升控制中,通过使作为加热部侧减压部的过冷却用膨胀阀14e的节流开度缩小,使从水制冷剂热交换器13的制冷剂通路流出的制冷剂的过冷却度上升。其它的动作与通常控制相同。
因此,在高压上升控制中,与热气制热模式同样,能够使高温侧热介质的温度相比通常控制上升。由此,能够使由加热器芯32加热的送风空气的温度上升,使送风空气温度TAV接近目标吹出温度TAO。
(i-2)冷却热气除湿制热模式
在冷却热气除湿制热模式的热泵循环10a中,制冷剂与单独热气除湿制热模式同样地进行循环。
进而,控制装置60与第一实施方式的冷却并联热气除湿制热模式同样地适当控制其他的控制对象设备的动作。
因此,在冷却热气除湿制热模式的通常控制中,与单独热气除湿制热模式同样,能够有效地利用由压缩机11的工作产生的热来加热送风空气。进而,在冷却热气除湿制热模式下,能够将通过室内蒸发器18使制冷剂从送风空气吸热的热利用于对送风空气进行再加热。
另外,在加热能力未达到目标加热能力时,与单独热气制热模式同样,能够通过执行高压上升控制,使送风空气温度TAV接近目标吹出温度TAO。
如上所述,在本实施方式的车辆用空调装置1a中,通过切换运转模式,能够进行车室内的舒适的空气调节和作为车载设备的电池70的适当的温度调节。
进而,由于本实施方式的热泵循环10a具备集液器24,因此能够将高压侧的液相制冷剂作为循环的剩余制冷剂储蓄于集液器24。
由此,在制冷模式、串联除湿制热模式、并联除湿制热模式、外气吸热制热模式等中,能够使作为蒸发器发挥功能的热交换部的出口侧的制冷剂具有过热度。因此,能够扩大从作为蒸发器发挥功能的热交换部的出口侧制冷剂的焓减去入口侧制冷剂的焓而得到的焓差。其结果是,在热泵循环10a中,能够扩大作为蒸发器发挥功能的热交换部中的制冷剂的吸热量,提高COP。
另外,在热气制热模式、温度调节热气制热模式、热气除湿制热模式等中,能够使被吸入压缩机11的吸入制冷剂接近饱和气相制冷剂。因此,能够将密度比具有过热度的制冷剂高的制冷剂吸入压缩机11。其结果是,能够使同一转速时的压缩机11的排出流量Gr稳定化,并且能够使其增加。
另一方面,在具备集液器的一般的热泵循环中,由于从作为冷凝器发挥功能的热交换部流出的制冷剂成为饱和液相制冷剂,因此难以使从作为冷凝器发挥功能的热交换部流出的制冷剂具有过冷却度。换而言之,在具有集液器的热泵循环中,难以使从加热部流出的制冷剂具有过冷却度。
与此相对,在本实施方式的热泵循环10a中,作为加热部侧减压部,具有配置于集液器24的制冷剂流上游侧的过冷却用膨胀阀14e和配置于集液器24的制冷剂流下游侧的冷却侧膨胀阀14c。并且,在高压上升控制中,使过冷却用膨胀阀14e的节流开度缩小。
由此,即使热泵循环10a具备集液器24,通过执行高压上升控制,也能够使从加热部流出的制冷剂具有过冷却度。因此,在本实施方式的车辆用空调装置1a中,也与第一实施方式同样,能够使排出制冷剂压力Pd上升,使送风空气的温度调节范围扩大。
另外,在本实施方式的车辆用空调装置1a中,也可以将热气模式的控制处理应用于并联热气除湿制热模式和外气吸热热气制热模式。在本实施方式中,在并联热气除湿制热模式和外气吸热热气制热模式下,由于室外热交换器15产生结霜,因此制冷剂不能通过室外热交换器15从外气吸热。即,室外热交换器15等同于制冷剂通路。
因此,在并联除湿热气制热模式和外气吸热热气制热模式时,应用了热气模式的控制处理的情况下,过冷却用膨胀阀14e和制热用膨胀阀14a成为加热部侧减压部,第五三通接头12e成为混合部。因此,在高压上升控制中,使过冷却用膨胀阀14e的节流开度缩小即可。
另外,对于本实施方式的车辆用空调装置1a,也可以应用在第二实施方式中说明的高压上升控制。另外,在作为高压上升控制,应用了第二实施方式中说明的高压上升控制的情况下,也可以废除过冷却用膨胀阀14e。
本发明不限于上述的实施方式,在不脱离本发明的主旨的范围内,能够如以下那样进行各种变形。
在上述的实施方式中,对于将本发明所涉及的热泵循环装置应用于空调装置的例子进行了说明,但热泵循环装置的应用对象并不限定于空调装置。例如,作为加热对象物,也可以应用于对生活用水等进行加热的热水供给装置。
另外,加热对象物不限于流体。例如,也可以是为了预热等而形成供高温侧热介质流通的热介质通路的发热设备。在该情况下,作为高压上升控制,采用使高温侧热介质的流量相比通常控制时减少的控制。
本发明所涉及的热泵循环装置的结构不限于上述的实施方式所公开的结构。
在上述的第一实施方式中,虽然对通过水制冷剂热交换器13和高温侧热介质回路30的各构成设备形成加热部的例子进行了说明,但并不限定于此。例如,作为加热部,也可以采用室内冷凝器。室内冷凝器是使通过第一三通接头12a分支出的一方的排出制冷剂和通过室内蒸发器18后的送风空气进行热交换,对送风空气进行加热的加热用的热交换部。并且,只要将室内冷凝器与加热器芯32同样地配置于室内空调单元50的空气通路内即可。
在上述的实施方式中,虽然对将作为混合部的第六三通接头12f配置于冷机20的制冷剂流上游侧的例子进行了说明,但也可以配置于冷机20的制冷剂流下游侧。该情况下的从旁通侧流量调节阀14d流出的制冷剂和从冷机20的制冷剂通路流出的制冷剂,在从储液器23或第六三通接头12f到压缩机11的吸入侧的制冷剂配管流通时均匀地混合。
在上述的实施方式中,虽然对使在旁通通路21a流通的制冷剂和由冷却用膨胀阀14c减压后的制冷剂混合的动作例进行了说明,但并不限定于此。例如,也可以是,在(d-1)单独并联热气除湿制热模式下,进行使在旁通通路21a流通的制冷剂和由制冷用膨胀阀14b减压后的制冷剂混合的动作,使冷却用膨胀阀成为全闭状态。
在上述的实施方式中,虽然对采用由机械机构构成的蒸发压力调节阀19的例子进行了说明,但当然也可以采用由电动机构构成的蒸发压力调节阀。作为电动机构构成的蒸发压力调节阀,能够采用与制热用膨胀阀14a等为相同结构的可变节流机构。另外,也可以是不采用蒸发压力调节阀19的形态。
另外,在上述的实施方式中,虽然对采用R1234yf作为热泵循环10、10a的制冷剂的例子进行了说明,但并不限定于此。例如,也可以采用R134a、R600a、R410A、R404A、R32、R407C等。或者,也可以采用混合了这些制冷剂中的多种的混合制冷剂等。进而,也可以采用二氧化碳作为制冷剂,构成高压侧制冷剂压力为制冷剂的临界压力以上的超临界制冷循环。
另外,虽然对采用乙二醇水溶液作为上述的实施方式的低温侧热介质和高温侧热介质的例子进行了说明,但不限于此。作为高温侧热介质和低温侧热介质,例如也可以采用二甲基聚硅氧烷或含有纳米流体等的溶液、含有防冻液、乙醇等的水系的液体制冷剂、含有油等的液体介质等。
本实施方式所涉及的热泵循环装置的控制方式不限定于上述的实施方式所公开的控制方式。
在上述的实施方式中,虽然对能够执行各种运转模式的车辆用空调装置1、1a进行了说明,但并不需要能够执行上述全部的运转模式。能够执行至少如(g)热气制热模式、(h)温度调节热气制热模式、(i)热气除湿制热模式等那样,热气模式的控制处理被执行的运转模式中的任一个,就能够得到扩大加热对象物的温度调节范围的效果。
另外,在上述的实施方式中,虽然对在(c)并联除湿制热模式的执行中,判定为室外热交换器15产生了结霜时,切换为(d)并联热气除湿制热模式的例子进行了说明,但不限定于此。在(c)并联除湿制热模式的执行中,判定为室外热交换器15产生了结霜时,也可以切换为(i)热气除湿制热模式。进而,也可以切换为(d)并联热气除湿制热模式,也可以在室外热交换器15的结霜进展时,切换为(i)热气除湿制热模式。
另外,在上述的实施方式中,虽然对在(e)外气吸热制热模式的执行中,判定为室外热交换器15产生了结霜时,执行(f)外气吸热制热模式的例子进行了说明,但不限定于此。也可以在(e)外气吸热制热模式的执行中,判定为室外热交换器15产生了结霜时,切换为(g)热气制热模式。也可以切换为(f)外气吸热制热模式,也可以在室外热交换器15的结霜进展时,切换为(g)热气制热模式。
另外,在上述的实施方式的热气模式的控制处理中,虽然对控制压缩机11和旁通侧流量调节阀14d的动作以使送风空气温度TAV接近目标吹出温度TAO且使吸入制冷剂压力P接近目标低压PSO的例子进行了说明,但并不限定于此。
例如,控制装置60也可以控制压缩机11的制冷剂排出能力,以使高低压差ΔP接近目标高低压差ΔPO。在该情况下,控制装置60控制旁通侧流量调节阀14d的动作以使吸入制冷剂压力Ps接近目标低压PSO即可。进而,控制冷却用膨胀阀14c的动作以使过冷却度SC1接近第一目标过冷却度SCO1即可。
例如,控制装置60也可以控制冷却用膨胀阀14c的动作以使高低压差ΔP接近目标高低压差ΔPO。在该情况下,控制装置60控制压缩机11的制冷剂排出能力以使吸入制冷剂压力Ps接近目标低压PSO即可。进而,控制旁通侧流量调节阀14d的动作以过冷却度SC1接近第一目标过冷却度SCO1即可。
本发明根据实施例进行了记述,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,各种组合、方式,乃至包含这些中仅一个要素,或包含一个要素以上亦或是多个要素以下的其他的组合、方式都在本发明的范畴与思想范围内。
Claims (6)
1.一种热泵循环装置,其特征在于,具备:
压缩机(11),该压缩机压缩并排出制冷剂;
分支部(12a),该分支部对从所述压缩机排出的所述制冷剂的流动进行分支;
加热部(13、30),该加热部以由所述分支部分支出的一方的所述制冷剂为热源对加热对象物进行加热;
加热部侧减压部(14c、14e),该加热部侧减压部使从所述加热部流出的所述制冷剂减压;
旁通通路(21a),该旁通通路将由所述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;
旁通侧流量调节部(14d),该旁通侧流量调节部调节在所述旁通通路流通的所述制冷剂的流量;
混合部(12f),该混合部使从所述旁通侧流量调节部流出的所述制冷剂与从所述加热部侧减压部流出的所述制冷剂混合并向所述压缩机的吸入口侧流出;
目标温度决定部(S3),该目标温度决定部决定作为由所述加热部加热后的所述加热对象物的对象物温度(TAV)的目标值的目标温度(TAO);以及
目标低压决定部(S11),该目标低压决定部决定作为被吸入所述压缩机的所述制冷剂的吸入制冷剂压力(Ps)的目标值的目标低压(PSO),
作为对所述加热对象物进行加热的运转模式,具有热气模式,在该热气模式下,控制所述压缩机、所述加热部侧减压部以及所述旁通侧流量调节部中的至少一个的动作,以使所述对象物温度(TAV)接近所述目标温度(TAO),并且使所述吸入制冷剂压力(Ps)接近所述目标低压(PSO),
在所述热气模式的执行时,当所述对象物温度(TAV)比所述目标温度(TAO)低时,执行使流入所述加热部的所述制冷剂的排出制冷剂压力(Pd)上升的高压上升控制。
2.根据权利要求1所述的热泵循环装置,其特征在于,
在所述高压上升控制中,使从所述加热部流出的所述制冷剂的过冷却度相比所述热气模式的通常控制时上升。
3.根据权利要求1所述的热泵循环装置,其特征在于,
所述加热对象物为流体,
在所述高压上升控制中,使流入所述加热部的所述加热对象物的流量相比所述热气模式的通常控制时减少。
4.根据权利要求1所述的热泵循环装置,其特征在于,
所述加热部具有供高温侧热介质进行循环的高温侧热介质回路(30)、使所述高温侧热介质与由所述分支部分支出的一方的所述制冷剂进行热交换的水制冷剂热交换器(13)以及使所述高温侧热介质与所述加热对象物进行热交换的加热用热交换器(32),
在所述高压上升控制中,使在所述高温侧热介质回路(30)循环的所述高温侧热介质的流量相比所述热气模式的通常控制时减少。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的热泵循环装置,其特征在于,
在所述热气模式下,至少控制所述压缩机的动作,以使所述对象物温度(TAV)接近所述目标温度(TAO),并且使所述吸入制冷剂压力(Ps)接近所述目标低压(PSO),
在所述热气模式的执行时,当所述对象物温度(TAV)比所述目标温度(TAO)低,并且所述压缩机的制冷剂排出能力为预先设定的基准能力以上时,执行所述高压上升控制。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的热泵循环装置,其特征在于,
在所述热气模式下,至少控制所述旁通侧流量调节部的动作,以使所述对象物温度(TAV)接近所述目标温度(TAO),并且使所述吸入制冷剂压力(Ps)接近所述目标低压(PSO),
在所述热气模式的执行时,当所述对象物温度(TAV)比所述目标温度(TAO)低,并且所述旁通侧流量调节部的节流开度为预先设定的基准开度以下时,执行所述高压上升控制。
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