HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
1. Gebiet der Erfindung1. Field of the invention
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Wärmekreissystem, geeignet zur
Verwendung zum Leiten der Wärme
eines Wärmepumpenkreises
zu zum Beispiel warmem Wasser zum Einstellen der Temperatur eines
Fahrzeugmotors und Nutzen desselben als eine Wärmequelle für Heizzwecke, sowie eine Steuervorrichtung
und ein Steuerverfahren davon.The
The present invention relates to a thermal cycle system suitable for
Use for conducting the heat
a heat pump cycle
for example, warm water to adjust the temperature of a
Vehicle engine and use thereof as a heat source for heating purposes, as well as a control device
and a control method thereof.
2. Beschreibung anderer
Bauformen2. Description of others
designs
Im
Stand der Technik war als ein Klimasystem für ein Fahrzeug ein Fahrzeugwärmepumpen-Klimasystem
bekannt, wie es beispielsweise in dem japanischen Patent Nr. 3105707
gezeigt ist. In diesem Klimasystem wird ein im Wärmepumpenkreis vorgesehenes
Vierwegeventil betätigt,
um die Strömungsrichtung
eines Kältemittels
zur wahlweisen Verwendung eines Innenwärmetauschers als einen Wärmestrahler
oder einen Wärmeabsorber
zu schalten und dadurch die Abwicklung von Kühl- und Heizanforderungen zu
ermöglichen.in the
Prior art has been as a climate system for a vehicle a vehicle heat pump air conditioning system
known, for example, in Japanese Patent No. 3105707
is shown. In this air conditioning system is provided in the heat pump cycle
Four-way valve actuated,
around the flow direction
a refrigerant
for selectively using an indoor heat exchanger as a heat radiator
or a heat absorber
to switch and thereby the settlement of cooling and heating requirements
enable.
Weiter
wird beim Entfrosten eines Außenwärmetauschers
während
des Heizens, falls die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs unter eine
vorbestimmte Geschwindigkeit fällt
oder das Fahrzeug steht oder falls die Einlassströmungsrate
des Außenwärmetauschers
unter eine vorbestimmte Strömungsrate
fällt,
ein Entfrostungsbetrieb zum Umkehren der Strömungsrichtung des Kältemittels
durchgeführt,
um den Außenwärmetauscher
als einen Wärmestrahler
arbeiten zu lassen und den Innenwärmetauscher als einen Wärmeabsorber
arbeiten zu lassen. Dies ermöglicht
ein effektives Entfrosten.Further
is when defrosting an outdoor heat exchanger
while
of heating, if the driving speed of the vehicle is below a
predetermined speed drops
or the vehicle is stationary or if the inlet flow rate
of the outdoor heat exchanger
below a predetermined flow rate
falls
a defrosting operation for reversing the flow direction of the refrigerant
carried out,
around the outdoor heat exchanger
as a heat radiator
work and the indoor heat exchanger as a heat absorber
to work. this makes possible
an effective defrosting.
Im
Stand der Technik erforderte das Entfrosten (Schalten vom Heizbetrieb
zum Entfrostungsbetrieb) jedoch den Betrieb des Vierwegeventils,
um die Strömungsrichtung
des Kältemittels
zu schalten. Das Schalten erforderte Zeit. Es gab deshalb das Problem,
dass, falls die Zeit für
die Fahrgeschwindigkeit, den Ruhezustand, die Einlassströmungsrate
oder andere zu erfüllende
Bedingungen kurz war, ein ausreichendes Entfrosten nicht möglich war.
Insbesondere endete zum Beispiel bei der Annahme des Entfrostens,
wenn das Fahrzeug steht (beim Warten auf einen Ampelwechsel während des
normalen Fahrens) selbst beim Schalten des Wärmepumpenkreises vom Heizbetrieb
zum Entfrostungsbetrieb der Ruhezustand häufig, bevor sich der Kreis
stabilisierte, sodass ein ausreichendes Entfrosten nicht möglich war.in the
The prior art required defrosting (switching from heating operation
the defrosting operation) but the operation of the four-way valve,
around the flow direction
of the refrigerant
to switch. Switching took time. There was therefore the problem
if that's the time for
the vehicle speed, the idle state, the intake flow rate
or others to be fulfilled
Conditions were short, adequate defrosting was not possible.
In particular, when assuming defrosting, for example,
when the vehicle is stationary (while waiting for a traffic light change during the
normal driving) even when switching the heat pump cycle from heating mode
For defrosting the hibernation frequently, before the circle
stabilized so that adequate defrosting was not possible.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Es
ist deshalb unter Berücksichtigung
des obigen Problems eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Wärmekreissystem,
das augenblicklich zu einem Entfrostungsbetrieb schalten kann, wenn ein
Entfrosten während
eines Heizbetriebs erforderlich ist, sowie eine Steuervorrichtung
und ein Steuerverfahren dafür
vorzusehen.It
is therefore under consideration
of the above problem, an object of the present invention
Heat cycle system,
that can instantly switch to a defrosting mode, if one
Defrosting while
a heating operation is required, as well as a control device
and a control method therefor
provided.
Um
die obige Aufgabe zu lösen,
verwendet die vorliegende Erfindung die folgenden technischen Maßnahmen:
Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Wärmepumpenkreissystem
vorgesehen, mit einem Kompressor (111), der ein auf eine
hohe Temperatur und einen hohen Druck komprimiertes Kältemittel
ausgibt, einem Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher (112),
der Wärme
zwischen dem vom Kompressor (111) ausgegebenen Kältemittel
und einem zum Einstellen der Temperatur einer Wärmeabgabevorrichtung (10)
benutzten und als Wärmequelle einer
Heizvorrichtung (122) benutzten warmen Wasser austauscht,
einem Druckverminderungsventil (113), dessen Öffnungsgrad
geändert
werden kann und das den Druck des vom Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher (112)
ausgegebenen Kältemittels
reduzieren kann, einem Außenwärmetauscher
(114), der Wärme
zwischen dem aus dem Druckverminderungsventil (113) ausströmenden Kältemittel
und der Außenluft
austauscht und das Kältemittel
zur Seite des Kompressors (111) zurückführt, und einer Steuervorrichtung
(130) zum Ausführen
eines eines ersten Betriebsmodus zum Steuern des Öffnungsgrades auf
einen vorbestimmten Öffnungsgrad,
um den Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher (112)
Wärme vom
Kältemittel
an das warme Wasser abstrahlen zu lassen, eines zweiten Betriebsmodus
zum Steuern des Öffnungsgrades
derart, dass eine Temperatur des vom Kompressor (111) ausgegebenen
Kältemittels
im Wesentlichen gleich einer Temperatur des warmen Wassers am Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher
(112) wird, um den Außenwärmetauscher
(114) Wärme
vom Kältemittel
an die Außenluft
abstrahlen zu lassen, und eines dritten Betriebsmodus, um den Öffnungsgrad
größer als
im zweiten Betriebsmodus zu machen, um so den Druck des vom Kompressor (111)
ausgegebenen Kältemittels
zu senken, um die Temperatur des Kältemittels niedriger als die
Temperatur des warmen Wassers zu machen und dadurch den Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher
(112) dazu zu bringen, das Kältemittel Wärme von dem warmen Wasser absorbieren
zu lassen, und den Außenwärmetauscher
(114) dazu zu bringen, das Kältemittel Wärme an die Außenluft
abstrahlen zu lassen.In order to achieve the above object, the present invention uses the following technical measures:
According to a first aspect of the present invention, there is provided a heat pump cycle system comprising a compressor ( 111 ), which outputs a refrigerant compressed to a high temperature and a high pressure, a water / refrigerant heat exchanger ( 112 ), the heat between the compressor ( 111 ) discharged refrigerant and a temperature for adjusting a heat output device ( 10 ) and as the heat source of a heating device ( 122 ) exchanged warm water, a pressure reducing valve ( 113 ) whose degree of opening can be changed and which is the pressure of the water / refrigerant heat exchanger ( 112 ) can reduce a spent refrigerant, an outdoor heat exchanger ( 114 ), the heat between the pressure reducing valve ( 113 ) exchanged refrigerant and the outside air and the refrigerant to the side of the compressor ( 111 ), and a control device ( 130 ) for executing a first operation mode for controlling the opening degree to a predetermined opening degree to the water / refrigerant heat exchanger ( 112 ) Radiate heat from the refrigerant to the warm water, a second mode of operation for controlling the degree of opening such that a temperature of the compressor ( 111 ) discharged refrigerant substantially equal to a temperature of the warm water at the water / refrigerant heat exchanger ( 112 ) to the outdoor heat exchanger ( 114 ) To radiate heat from the refrigerant to the outside air, and a third mode of operation to make the opening degree larger than in the second mode of operation, so as to reduce the pressure of the compressor ( 111 ) to lower the temperature of the refrigerant lower than the temperature of the warm water and thereby the water / refrigerant heat exchanger ( 112 ) to cause the refrigerant to absorb heat from the warm water, and the outdoor heat exchanger ( 114 ) to cause the refrigerant to radiate heat to the outside air.
Hierdurch
wird es durch Ausführen
des ersten Betriebsmodus möglich,
das warme Wasser zu heizen, um ein Heizen an der Heizvorrichtung
(122) möglich
zu machen oder das Heizvermögen
zu steigern. In diesem Heizbetrieb kann die Niedertemperatur-Außenluft
den Außenwärmetauscher
(114) frosten lassen. Deshalb kann durch Ausführen des
zweiten Betriebsmodus zum Ausführen
des ersten Betriebsmodus die Wärme
der Kompressionsarbeit am Kompressor (111) am Außenwärmetauscher
(114) ohne Beeinflussen der Temperatur des warmen Wassers
an die Außenluft
freigesetzt werden, sodass ein Heizen der Außenluftseite möglich wird.
Das heißt, ein
Frosten am Außenwärmetauscher
(114) kann von einer frühen
Stufe an verhindert werden. Weiter können durch Ausführen des
dritten Betriebsmodus die Wärme
der Kompressionsarbeit am Kompressor (111) und die vom
warmen Wasser absorbierte Wärme
am Außenwärmetauscher
(114) an die Außenluft freigesetzt
werden, sodass die Menge der abgestrahlten Wärme erhöht werden kann und der Außenwärmetauscher
(114) entfrostet werden kann. Ferner kann ein Schalten
zum zweiten Betriebsmodus und dritten Betriebsmodus durch einfaches Ändern des Öffnungsgrades
des Druckverminderungsventils (113) zur größeren Seite
durchgeführt
werden, ohne die Strömungsrichtung
des Kältemittels
zu ändern, sodass
ein augenblickliches Entfrosten möglich wird.This makes it possible by performing the first operation mode, the warm water heat to heat on the heater ( 122 ) or to increase the heating capacity. In this heating mode, the low-temperature outside air can heat the outdoor heat exchanger ( 114 ). Therefore, by executing the second operation mode for executing the first operation mode, the heat of the compression work on the compressor (FIG. 111 ) on the outdoor heat exchanger ( 114 ) are released to the outside air without affecting the temperature of the warm water, so that heating of the outside air side becomes possible. That is, a frost on the outdoor heat exchanger ( 114 ) can be prevented from an early stage. Further, by executing the third operation mode, the heat of the compression work on the compressor ( 111 ) and the heat absorbed by the warm water at the outdoor heat exchanger ( 114 ) are released to the outside air, so that the amount of radiated heat can be increased and the outdoor heat exchanger ( 114 ) can be defrosted. Further, switching to the second operation mode and the third operation mode can be made by simply changing the opening degree of the depressurizing valve (FIG. 113 ) to the larger side without changing the flow direction of the refrigerant, so that instantaneous defrosting becomes possible.
Vorzugsweise
macht die Steuervorrichtung (130) den Öffnungsgrad bei der Ausführung des
dritten Betriebsmodus ganz auf.Preferably, the control device ( 130 ) fully open the opening degree when executing the third operation mode.
Hierdurch
kann der die Ausgabeseite des Kompressors (111) bildende
hochdruckseitige Druck maximal abgesenkt werden und die Menge der
aus dem warmen Wasser absorbierten Wärme kann erhöht werden,
sodass es möglich
ist, die Menge der am Außenwärmetauscher
(114) abgestrahlten Wärmemenge
zu vergrößern und
die Entfrostungswirkung weiter zu verbessern.This allows the output side of the compressor ( 111 ) can be maximally lowered and the amount of heat absorbed from the warm water can be increased, so that it is possible to increase the amount of heat exchanger on the outdoor heat exchanger ( 114 ) to increase radiated heat and to further improve the defrosting effect.
Bevorzugter
macht die Steuervorrichtung (130) eine Ausgabemenge des
Kompressors (111) bei Ausführung des dritten Betriebsmodus
maximal.More preferably, the control device ( 130 ) an output quantity of the compressor ( 111 ) at execution of the third operation mode maximum.
Hierdurch
ist es möglich,
die Menge der am Außenwärmetauscher
(114) abgestrahlten Wärme
zu erhöhen,
sodass die Entfrostungswirkung weiter verbessert werden kann.This makes it possible, the amount of heat exchanger on the outdoor ( 114 ), so that the defrosting effect can be further improved.
Bevorzugter
schaltet die Steuervorrichtung (130) vom ersten Betriebsmodus
zum zweiten Betriebsmodus oder zum dritten Betriebsmodus und schaltet
vom zweiten Betriebsmodus zum dritten Betriebsmodus durch Ändern des Öffnungsgrades
in der Öffnungsrichtung,
während
der Kompressor (111) in Betrieb ist.More preferably, the control device ( 130 ) from the first operating mode to the second operating mode or to the third operating mode and switches from the second operating mode to the third operating mode by changing the opening degree in the opening direction, while the compressor ( 111 ) is in operation.
Hierdurch
kann zum zweiten Betriebsmodus oder zum dritten Betriebsmodus ohne
die zum Anhalten und Neustarten des Kompressors (111) erforderliche
Zeit und die Zeit, bis sich der Kreisdruck stabilisiert, geschaltet
werden, sodass ein Entfrosten in einer kurzen Zeit (augenblicklich)
durchgeführt
werden kann.This allows the second mode of operation or the third mode of operation without stopping and restarting the compressor ( 111 ) and the time until the circular pressure stabilizes are switched, so that defrosting can be performed in a short time (instantaneously).
Bevorzugter
ist das System an einem Fahrzeug montiert und die Steuervorrichtung
(130) führt den
zweiten Betriebsmodus aus, wenn eine Strömungsrate der in den Außenwärmetauscher
(114) strömenden
Außenluft
oder eine mit der Strömungsrate
zusammenhängende
physikalische Größe einen ersten
vorbestimmten Wert übersteigt
oder das Fahrzeug in Bewegung ist.More preferably, the system is mounted on a vehicle and the control device ( 130 ) performs the second mode of operation when a flow rate into the outdoor heat exchanger ( 114 ) outside air or a physical quantity related to the flow rate exceeds a first predetermined value or the vehicle is in motion.
Hierdurch
werden, wenn die Strömungsrate der
in den Außenwärmetauscher
(114) strömenden Außenluft
oder eine mit dieser Strömungsrate
zusammenhängende
physikalische Größe einen
ersten vorbestimmten Wert überschreitet,
die Bedingungen für
das Kühlen
des Außenwärmetauschers
(114) durch die Außenluft förderlicher.
Deshalb wird in diesem Fall der die Temperatur des warmen Wassers nicht
beeinflussende zweite Betriebsmodus bevorzugt ausgeführt.As a result, when the flow rate of the into the outdoor heat exchanger ( 114 ) outside air or a physical quantity related to this flow rate exceeds a first predetermined value, the conditions for cooling the outdoor heat exchanger ( 114 ) by the outside air conducive. Therefore, in this case, the second operating mode not affecting the temperature of the warm water is preferably carried out.
Bevorzugter
ist das System an einem Fahrzeug montiert und die Steuervorrichtung
(130) führt den
dritten Betriebsmodus aus, wenn eine Strömungsrate der in den Außenwärmetauscher
(114) strömenden
Außenluft
oder eine mit der Strömungsrate
zusammenhängende
physikalische Größe ein zweiter
vorbestimmter Wert oder kleiner ist oder das Fahrzeug steht.More preferably, the system is mounted on a vehicle and the control device ( 130 ) performs the third mode of operation when a flow rate into the outdoor heat exchanger ( 114 ) outside air or a physical quantity related to the flow rate is a second predetermined value or smaller or the vehicle is stationary.
Hierdurch
werden, falls die Strömungsrate der
in den Außenwärmetauscher
(114) strömenden Außenluft
oder eine mit dieser Strömungsrate
zusammenhängende
physikalische Größe ein zweiter vorbestimmter
Wert oder kleiner ist, die Bedingungen für das Kühlen des Außenwärmetauschers (114) durch
die Außenluft
ungünstiger,
sodass bevorzugt das Entfrosten durch den dritten Betriebsmodus durchgeführt wird.As a result, if the flow rate into the outdoor heat exchanger ( 114 ) or a physical quantity related to this flow rate is a second predetermined value or less, the conditions for cooling the outdoor heat exchanger ( 114 ) by the outside air unfavorable, so preferably the defrosting is performed by the third mode of operation.
Vorzugsweise
ist der erste vorbestimmte Wert auf einen Wert des vorbestimmten
Werts oder größer eingestellt.
Hierdurch werden keine Widersprüche
in der Steuerung herausgefordert.Preferably
the first predetermined value is a value of the predetermined one
Value or greater.
This will not be contradictions
challenged in the control.
Vorzugsweise
ist das System an einem Fahrzeug montiert und die Steuervorrichtung
(130) stoppt den Betrieb des Kompressors (111),
wenn eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs eine vorbestimmte Geschwindigkeit
oder größer ist.Preferably, the system is mounted on a vehicle and the control device ( 130 ) stops the operation of the compressor ( 111 ) when a traveling speed of the vehicle is a predetermined speed or greater.
Hierdurch
ist, da die Warmwassertemperatur, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
hoch ist, durch die vom Motor (10) selbst abgegebene Wärme erhöht wird
und das Heizvermögen
der Heizvorrichtung (122) gewährleistet ist, eine Ausführung des
ersten Betriebsmodus nicht erforderlich und die für den Betrieb
des Kompressors (111) benutzte Energie kann reduziert werden.
Ferner kann auch im zweiten Betriebsmodus der Kompressor (111)
einmal gestoppt werden, um die Energie für den Betrieb des Kompressors
(111) zu reduzieren.In this way, since the hot water temperature, when the vehicle speed is high, by that of the engine ( 10 ) self-emitted heat is increased and the heating capacity of the heater ( 122 ), an execution of the ers operating mode is not required and that for the operation of the compressor ( 111 ) used energy can be reduced. Furthermore, even in the second operating mode, the compressor ( 111 ) to stop the energy for the operation of the compressor ( 111 ) to reduce.
Vorzugsweise
führt die
Steuervorrichtung (130) den dritten Betriebsmodus aus,
wenn die Temperatur des warmen Wassers eine erste vorbestimmte Temperatur
oder mehr ist.Preferably, the control device ( 130 ), the third operation mode when the temperature of the warm water is a first predetermined temperature or more.
Hierdurch
kann Wärme
aus dem warmen Wasser aufgenommen werden, sodass die Entfrostungswirkung
durch die Ausführung
des dritten Betriebsmodus zuverlässig
erreicht werden kann.hereby
can heat
be absorbed from the warm water, so that the defrosting effect
through the execution
the third mode of operation reliable
can be achieved.
Vorzugsweise
stoppt die Steuervorrichtung (1301 den dritten Betriebsmodus,
wenn die Temperatur des warmen Wassers die erste vorbestimmte Temperatur
oder mehr ist.Preferably, the control device stops ( 1301 the third mode of operation when the temperature of the warm water is the first predetermined temperature or more.
Hierdurch
kann Wärme
aus dem warmen Wasser ausreichend aufgenommen werden, sodass der
dritte Betriebsmodus gestoppt wird.hereby
can heat
be absorbed sufficiently from the warm water, so that the
third operating mode is stopped.
Vorzugsweise
stoppt die Steuervorrichtung (130) den Betrieb des Kompressors
(111), wenn die Temperatur des warmen Wassers eine zweite
vorbestimmte Temperatur, die größer als
die erste vorbestimmte Temperatur eingestellt ist, oder größer ist.Preferably, the control device stops ( 130 ) the operation of the compressor ( 111 ) when the temperature of the warm water is a second predetermined temperature set greater than the first predetermined temperature or greater.
Hierdurch
wird die Temperatur des warmen Wassers ausreichend erhöht, sodass
es kein Problem gibt, selbst wenn die Wärme des warmen Wassers durch
den ersten Betriebsmodus gestoppt wird und der Betrieb des Kompressors
(111) gestoppt wird.This sufficiently raises the temperature of the warm water, so that there is no problem even if the warm water is stopped by the first operation mode and the operation of the compressor ( 111 ) is stopped.
Vorzugsweise
ist die Heizvorrichtung (122) mit einer Luftstromschaltklappe
(123a) versehen, die die Menge der der Heizvorrichtung
(122) zugeführten Heizluft
durch Vergrößern ihres
eigenen Öffnungsgrades
erhöht,
und die Steuervorrichtung (130) führt den dritten Betriebsmodus
aus, wenn der Öffnungsgrad
ein vorbestimmter Öffnungsgrad
oder kleiner ist, und stoppt den dritten Betriebsmodus, wenn er über dem
vorbestimmten Öffnungsgrad
liegt.Preferably, the heating device ( 122 ) with an airflow switching flap ( 123a ), which determines the quantity of the heater ( 122 ) is increased by increasing its own opening degree, and the control device ( 130 ) executes the third operation mode when the opening degree is a predetermined opening degree or less, and stops the third operation mode when it is over the predetermined opening degree.
Hierdurch
ist, wenn der Öffnungsgrad
der Luftstromschaltklappe (123) ein vorbestimmter Öffnungsgrad
oder kleiner ist, keine so hohe Temperatur der durch die Heizvorrichtung
(122) geheizten Klimaluft erforderlich, sodass der dritte
Betriebs modus bevorzugt ausgeführt
wird. Ferner ist über
dem vorbestimmten Öffnungsgrad
eine hohe Temperatur der Klimaluft aus der Heizvorrichtung (122)
erforderlich, sodass der dritte Betriebsmodus gestoppt wird, sodass
Wärme nicht
länger
aus dem warmen Wasser aufgenommen wird und die Heiztemperatur gesichert werden
kann.As a result, when the opening degree of the air flow switching flap ( 123 ) is a predetermined degree of opening or smaller, not so high a temperature of the heating device ( 122 ) heated air conditioning required, so that the third mode of operation is preferably carried out. Further, above the predetermined opening degree, a high temperature of the air-conditioning air from the heater (FIG. 122 ), so that the third mode of operation is stopped, so that heat can no longer be absorbed from the warm water and the heating temperature can be secured.
Vorzugsweise
beurteilt die Steuervorrichtung (130) eine Möglichkeit
des Ausführens
des zweiten Betriebsmodus oder des dritten Betriebsmodus basierend
auf einer Betriebszeit des ersten Betriebsmodus oder basierend auf
einem Temperaturunterschied der Temperatur der Außenluft
und wenigstens einer der Kältemitteltemperatur
am Außenwärmetauscher
(114) einschließlich
Rohrleitungsteilen des Kältemittels
oder seiner Oberflächentemperatur
oder der Temperatur der Außenluft
nach Durchströmen
des Außenwärmetauschers
(114).Preferably, the control device judges ( 130 ) a possibility of executing the second operating mode or the third operating mode based on an operating time of the first operating mode or based on a temperature difference of the temperature of the outside air and at least one of the refrigerant temperature at the outdoor heat exchanger ( 114 ) including pipeline parts of the refrigerant or its surface temperature or the temperature of the outside air after flowing through the external heat exchanger ( 114 ).
Hierdurch
wird die Notwendigkeit zum Entfrosten durch Ausführen des zweiten Betriebsmodus oder
des dritten Betriebsmodus klar und ein effektives Entfrosten wird
möglich.hereby
the need for defrosting by performing the second mode of operation or
the third mode of operation becomes clear and effective defrosting
possible.
Vorzugsweise
stoppt die Steuervorrichtung (130) die Ausführung des
zweiten Betriebsmodus oder des dritten Betriebsmodus, wenn die Kältemitteltemperatur
am Außenwärmetaucher
(114) einschließlich
Rohrleitungsteilen des Kältemittels
oder seine Oberflächentemperatur
eine dritte vorbestimmte Temperatur oder größer ist.Preferably, the control device stops ( 130 ) the execution of the second operating mode or the third operating mode when the refrigerant temperature at the outdoor heat exchanger ( 114 ) including piping parts of the refrigerant or its surface temperature is a third predetermined temperature or more.
Hierdurch
kann der Zustand des Beseitigens des Frostzustands im Außenwärmetauscher
(114) geklärt
und das minimal erforderliche Ausmaß des zweiten Betriebsmodus
oder des dritten Betriebsmodus ausgeführt werden.Thereby, the state of eliminating the frost condition in the outdoor heat exchanger ( 114 ), and the minimum required amount of the second operation mode or the third operation mode is executed.
Vorzugsweise
ist das Kältemittel
Kohlendioxid.Preferably
is the refrigerant
Carbon dioxide.
Hierdurch
können
bei der Verwendung von Kohlendioxid für das Kältemittel die Strömungsrate und
das Gewicht im Kreislauf im Vergleich zu einem gewöhnlichen
Kältemittel
wie beispielsweise einem CFC erhöht
werden, sodass eine effektive Wärmeübertragung
durch das Kohlendioxid-Kältemittel
möglich
wird. Insbesondere wird es möglich,
ein Entfrosten durch den zweiten und den dritten Betriebsmodus in
einer kurzen Zeit durchzuführen.hereby
can
when using carbon dioxide for the refrigerant flow rate and
the weight in the circulation compared to an ordinary one
refrigerant
such as a CFC increases
so that an effective heat transfer
through the carbon dioxide refrigerant
possible
becomes. In particular, it will be possible
defrosting through the second and third operating modes in
a short time.
Weiter
ist gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Steuervorrichtung
für ein
Wärmekreissystem
vorgesehen. Die technische Bedeutung ist im Wesentlichen gleich
jener des Wärmekreissystems
des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung.Further
is according to one
Second aspect of the present invention, a control device
for a
Heat circuit system
intended. The technical meaning is essentially the same
that of the heat cycle system
of the first aspect of the present invention.
Ferner
ist gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Steuerverfahren für ein Wärmekreissystem
vorgesehen. Die technische Bedeutung ist im Wesentlichen gleich
jener der Steuervorrichtung des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung.Further
is according to one
Third aspect of the present invention, a control method for a thermal cycle system
intended. The technical meaning is essentially the same
that of the control device of the second aspect of the present invention.
Man
beachte, dass die Ziffern in Klammern nach den obigen Einrichtungen
die Korrespondenz zu speziellen Einrichtungen zeigen, die in den
später genannten
Ausführungsbeispielen
beschrieben sind.you
Note that the numbers in brackets after the above facilities
show the correspondence to special institutions in the
later mentioned
embodiments
are described.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Diese
und weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden
aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen klarer. Darin zeigen:These
and other objects and features of the present invention
from the following description of the preferred embodiments
with reference to the accompanying drawings. Show:
1 eine
schematische Darstellung des Gesamtaufbaus eines Wärmekreissystems
in einem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; 1 a schematic representation of the overall structure of a heat cycle system in a first embodiment of the present invention;
2A bis 2C Darstellungen
zum Erläutern
des Betriebszustandes zur Zeit eines Heizvorgangs (Warmwasser-Heizmodus); 2A to 2C Representations for explaining the operating state at the time of a heating process (hot water heating mode);
3 einen
ersten Teil eines Ablaufdiagramms der durch die Steuervorrichtung
ausgeführten
Steuerung im ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; 3 a first part of a flowchart of the executed by the controller control in the first embodiment of the present invention;
4 einen
zweiten Teil eines Ablaufdiagramms der durch die Steuervorrichtung
ausgeführten
Steuerung im ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; 4 a second part of a flowchart of the executed by the controller control in the first embodiment of the present invention;
5 eine
schematische Darstellung des Betriebszustandes zur Zeit eines Entfrostungsvorgangs
(Entfrostungsmodus 2); 5 a schematic representation of the operating state at the time of a defrosting operation (defrosting mode 2);
6 einen
ersten Teil eines Ablaufdiagramms der durch die Steuervorrichtung
ausgeführten
Steuerung in einem zweiten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung; 6 a first part of a flowchart of the executed by the control device controller in a second embodiment of the present invention;
7 einen
ersten Teil eines Ablaufdiagramms der durch die Steuervorrichtung
ausgeführten
Steuerung in einem dritten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung; und 7 a first part of a flowchart of the executed by the controller control in a third embodiment of the present invention; and
8 eine
schematische Darstellung des Gesamtaufbaus eines Wärmekreissystems
in einem vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. 8th a schematic representation of the overall structure of a heat cycle system in a fourth embodiment of the present invention.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDESCRIPTION OF THE PREFERRED
EMBODIMENTS
Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die
anhängenden
Figuren im Detail beschrieben.preferred
embodiments
The present invention will be described below with reference to FIGS
pendant
Figures described in detail.
(Erstes Ausführungsbeispiel)(First embodiment)
Es
wird nun ein Wärmekreissystem 100 eines
ersten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung Bezug nehmend auf 1 bis 5 erläutert. 1 ist
eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaus des Wärmekreissystems 100, 2A bis 2C sind
Darstellungen zum Erläutern
des Betriebszustandes zur Zeit eines Heizvorgangs (Warmwasser-Heizmodus), 3 und 4 sind
Teile eines Ablaufdiagramms der durch eine Steuervorrichtung 130 ausgeführten Steuerung,
und 5 ist eine schematische Darstellung des Betriebszustands
zur Zeit eines Entfrostungsvorgangs (Entfrostungsmodus 2).It is now a thermal cycle system 100 a first embodiment of the present invention with reference to 1 to 5 explained. 1 is a schematic representation of the overall structure of the heat cycle system 100 . 2A to 2C Figs. 10 are diagrams for explaining the operation state at the time of a heating operation (hot water heating mode), 3 and 4 are parts of a flowchart by a control device 130 running control, and 5 is a schematic representation of the operating state at the time of a defrosting operation (defrosting mode 2).
Wie
in 1 dargestellt, ist das Wärmekreissystem 100 in
einem Fahrzeug mit einem Motor 10 als Antriebsquelle zum
Betrieb vorgesehen und kann nicht nur für seinen inhärenten Heizbetrieb,
sondern auch für
einen Kühlbetrieb
verwendet werden. Es besteht hauptsächlich aus einem Wärmepumpenkreis 110,
einem, Innengerät 120 mit
einem Heizkern 122, einer Steuervorrichtung 130,
usw. Hierbei ist das zum Zirkulieren durch den Wärmepumpenkreis 110 benutzte
Kältemittel Kohlendioxid
(CO2). Das System wird manchmal in einem
Zustand benutzt, bei dem der hochdruckseitige Druck höher als
ein kritischer Druck ist.As in 1 pictured is the heat cycle system 100 in a vehicle with a motor 10 is provided as a drive source for operation and can be used not only for its inherent heating operation but also for a cooling operation. It mainly consists of a heat pump circuit 110 , one, indoor unit 120 with a heating core 122 , a control device 130 , etc. This is for circulating through the heat pump cycle 110 used refrigerant carbon dioxide (CO 2 ). The system is sometimes used in a state where the high-pressure side pressure is higher than a critical pressure.
Der
Motor (entspricht der Wärmeabgabevorrichtung
in der vorliegenden Erfindung) 10 ist mit einem Kühlkreis 11 versehen.
Dieser Kühlkreis 11 ist mit
einem Kühler 11a versehen.
Eine nicht dargestellte Wasserpumpe wird benutzt, um Kühlwasser
(warmes Wasser) zur Motorkühlung
durchs Innere des Kühlkreises 11 zu
zirkulieren. Der Kühler 11a wird
benutzt, um die Temperatur des Kühlwassers
auf einen vorbestimmten Temperaturbereich (zum Beispiel 90 bis 110°C) einzustellen
(zu regeln). Weiter ist der Motor 10 mit einem Warmwasserkreis 12 versehen.
Eine nicht dargestellte Wasserpumpe wird benutzt, um das obige Kühlwasser
(warmes Wasser) darin zu zirkulieren. Der Warmwasserkreis 12 (hier
der Auslass des Motors 10) ist mit einem Wassertemperatursensor 12a zum
Erfassen der Temperatur des durch ihn zirkulierenden warmen Wassers
versehen. Ein vom Wassertemperatursensor 12a ausgegebenes
Wassertemperatursignal wird einer später erläuterten Steuervorrichtung 130 eingegeben.The engine (corresponds to the heat dissipation device in the present invention) 10 is with a cooling circuit 11 Mistake. This cooling circuit 11 is with a radiator 11a Mistake. A water pump, not shown, is used for cooling water (warm water) for engine cooling through the interior of the cooling circuit 11 to circulate. The cooler 11a is used to adjust (regulate) the temperature of the cooling water to a predetermined temperature range (for example, 90 to 110 ° C). Next is the engine 10 with a hot water circuit 12 Mistake. An unillustrated water pump is used to circulate the above cooling water (warm water) therein. The hot water circuit 12 (here the outlet of the engine 10 ) is with a water temperature sensor 12a for detecting the temperature of the circulating through it warm water. One from the water temperature sensor 12a output water temperature signal is a control device explained later 130 entered.
Der
Wärmepumpenkreis 110 ist
durch einen Kompressor 111, einen Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112,
ein Heiznutzungs-Expansionsventil (entspricht dem Druckverminderungsventil
in der vorliegenden Erfindung) 113, einem Außengerät (entspricht
dem Außenwärmetauscher
in der vorliegenden Erfindung) 114, ein Kanalschaltventil 115,
ein Expansionsventil 116, ein Innengerät 117 und einen Speicher 118,
die nacheinander in einer Ringform verbunden sind, sowie einen vom
Kanalschaltventil 115 abgezweigten und mit einer Einströmseite des Speichers 118 verbundenen
Zweigkanal 115a gebildet.The heat pump cycle 110 is through a compressor 111 , a water / refrigerant heat exchanger 112 a heating-use expansion valve (corresponds to the pressure-reducing valve in the present invention) 113 an outdoor unit (corresponds to the outdoor heat exchanger in the present invention) 114 , a channel switching valve 115 , an expansion valve 116 , an indoor unit 117 and a memory 118 , one after another in a ring shape are connected, and one of the channel switching valve 115 branched off and with an inflow side of the memory 118 connected branch channel 115a educated.
Weiter
ist ein Innenwärmetauscher 119 zum Wärmeaustausch
zwischen dem hochdruckseitigen Kältemittel,
das zwischen dem Kanalschaltventil 115 und dem Expansionsventil 116 strömt (Hochtemperatur-Kältemittel)
und dem niederdruckseitigen Kältemittel,
das zwischen dem. Speicher 118 und dem Kompressor 111 strömt (Niedertemperatur-Kältemittel),
vorgesehen.Next is an indoor heat exchanger 119 for heat exchange between the high-pressure side refrigerant, the between the channel switching valve 115 and the expansion valve 116 flows (high-temperature refrigerant) and the low-pressure side refrigerant between the. Storage 118 and the compressor 111 flows (low-temperature refrigerant), provided.
Von
den den Wärmepumpenkreis 110 bildenden
Geräten 111 bis 119 sind
das Expansionsventil 116 und das Innengerät 117 als
Komponenten der später
er läuterten
Inneneinheit 120 innerhalb des Fahrgastraums (innerhalb
der Instrumententafel) angeordnet, während die anderen Vorrichtungen (111-115, 118 und 119)
innerhalb des Motorraums des Fahrzeugs angeordnet sind.From the heat pump cycle 110 forming devices 111 to 119 are the expansion valve 116 and the indoor unit 117 as components of the later he läuterten indoor unit 120 within the passenger compartment (inside the instrument panel) while the other devices ( 111 - 115 . 118 and 119 ) are arranged within the engine compartment of the vehicle.
Der
Kompressor 111 ist eine Fluidmaschine, die durch einen
nicht dargestellten Elektromotor angetrieben wird und das auf eine
hohe Temperatur und einen hohen Druck komprimierte Kältemittel
ausgibt. Er kann die Ausgaberate des Kältemittels durch die Betriebsgeschwindigkeit
variieren. Der Kompressor 111 wird durch die später erläuterte Steuervorrichtung 130 im
Betrieb und in der Ausgaberate des Kältemittels gesteuert. Weiter
ist die Ausgabeseite des Kompressors 111 (zwischen dem
Kompressor 111 und dem Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112) mit
einem Temperatursensor 111a zum Erfassen der Temperatur
des ausgegebenen Kältemittels
sowie einem Drucksensor 111b zum Erfassen des Drucks des
Kältemittels
versehen. Das Temperatursignal und das Drucksignal, die von den
Sensoren 111a und 111b ausgegeben werden, sind
so konstruiert, dass sie der später
erläuterten
Steuervorrichtung 130 eingegeben werden. Weiter kann der
Kompressor 111 von dem obigen elektrischen in einen motorbetriebenen,
der einen Verstellmechanismus aufweist und vom Motor 10 durch
Verbindung eines Kupplungsmechanismus angetrieben wird, abgewandelt
werden.The compressor 111 is a fluid machine, which is driven by an electric motor, not shown, and outputs the compressed to a high temperature and high pressure refrigerant. It can vary the output rate of the refrigerant by the operating speed. The compressor 111 will be explained later by the control device 130 controlled during operation and in the output rate of the refrigerant. Next is the output side of the compressor 111 (between the compressor 111 and the water / refrigerant heat exchanger 112 ) with a temperature sensor 111 for detecting the temperature of the discharged refrigerant and a pressure sensor 111b provided for detecting the pressure of the refrigerant. The temperature signal and the pressure signal from the sensors 111 and 111b are outputted so as to be explained later 130 be entered. Next, the compressor 111 from the above electrical to a motorized one having an adjustment mechanism and from the engine 10 is driven by connecting a clutch mechanism, be modified.
Der
Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112 ist
ein Wärmetauscher,
der innen mit einem Kältemittelkanal
und einem Warmwasserkanal ausgebildet ist, die einander zugewandt
sind. Der Kältemittelkanal
transportiert das vom Kompressor 111 ausgegebene Kältemittel,
während
der Warmwasserkanal das warme Wasser des Warmwasserkreises 12 transportiert.
Der Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112 tauscht
Wärme zwischen
dem Kältemittel und
dem warmen Wasser aus.The water / refrigerant heat exchanger 112 is a heat exchanger formed inside with a refrigerant passage and a hot water passage facing each other. The refrigerant channel transports this from the compressor 111 discharged refrigerant, while the hot water channel, the warm water of the hot water circuit 12 transported. The water / refrigerant heat exchanger 112 exchanges heat between the refrigerant and the warm water.
Das
Heiznutzungs-Expansionsventil 113 ist eine Druckverminderungseinrichtung
zum Reduzieren des Drucks (Senken der Temperatur und Senken des
Drucks) des vom Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112 ausströmenden Kältemittels.
Die später
erläuterte
Steuervorrichtung 130 wird verwendet, um seinen Öffnungsgrad
zu verändern
und das Maß der Druckverminderung
einzustellen. Ferner wird, wenn der Ventilöffnungsgrad von klein zu groß geändert wird,
das Maß der
Druckver minderung des Kältemittels
kleiner. Am maximalen Ventilöffnungsgrad
ist es möglich,
keine Druckverminderungsfunktion einzustellen.The heating utilization expansion valve 113 is a pressure reducing means for reducing the pressure (lowering the temperature and lowering the pressure) of the water / refrigerant heat exchanger 112 outflowing refrigerant. The later explained control device 130 is used to change its opening degree and adjust the degree of pressure reduction. Further, when the valve opening degree is changed from small to large, the amount of Druckver reduction of the refrigerant is smaller. At the maximum valve opening degree, it is possible to set no depressurization function.
Das
Außengerät 114 ist
ein Wärmetauscher, der
vor dem Motorraum des Fahrzeugs (zum Beispiel hinter dem Kühlergrill)
angeordnet ist und Wärme zwischen
dem aus dem Heiznutzungs-Expansionsventil 113 ausströmenden Kältemittel
und der in den Motorraum strömenden
Außenluft
austauscht. Die Kältemittelausströmseite des
Außengeräts 114 (zwischen
dem Außengerät 113 und
dem Kanalschaltventil 115) ist mit einem Temperatursensor 114a zum Erfassen
der Temperatur des aus dem Außengerät 114 ausströmenden Kältemittels
versehen. Das vom Temperatursensor 114a ausgegebene Temperatursignal
wird der später
erläuterten
Steuervorrichtung 130 eingegeben.The outdoor unit 114 is a heat exchanger, which is located in front of the engine compartment of the vehicle (for example, behind the grille) and heat between that from the heating use expansion valve 113 escaping refrigerant and the outside air flowing into the engine compartment. The refrigerant outflow side of the outdoor unit 114 (between the outdoor unit 113 and the channel switching valve 115 ) is with a temperature sensor 114a for detecting the temperature of the outdoor unit 114 provided outflowing refrigerant. That of the temperature sensor 114a output temperature signal will be explained later control device 130 entered.
Das
Kanalschaltventil 115 ist ein Dreiwegeventil zum Schalten
des aus dem Außengerät 114 ausströmenden Kältemittelstroms
zur Seite des Zweigkanals 115a (d.h. des Speichers 118)
oder zur Seite des Innenwärmetauschers 119 (d.h.
des Expansionsventils 116). Es wird durch die später erläuterte Steuervorrichtung 130 im
Kanalschaltvorgang gesteuert.The channel switching valve 115 is a three-way valve for switching the outdoor unit 114 outflowing refrigerant flow to the side of the branch channel 115a (ie the memory 118 ) or to the side of the indoor heat exchanger 119 (ie the expansion valve 116 ). It will be explained later by the control device 130 controlled in the channel switching process.
Das
Expansionsventil 116 ist eine Druckverminderungseinrichtung
zum Reduzieren des Drucks (Senken der Temperatur und Senken des
Drucks) des aus dem Außengerät 114 ausströmenden Kältemittels,
wenn das Kanalschaltventil 115 zum Innenwärmetauscher 119 geschaltet
wird. Dieses Expansionsventil 116 hat ein Temperaturmessteil 116a und eine
mit ihm verbundene Kapillare 116b und ist ein Expansionsventil
des mechanischen Typs, dessen Öffnungsgrad
entsprechend der Temperatur des aus dem Außengerät 114 ausströmenden Kältemittels eingestellt
wird. Insbesondere wird, wenn die Kältemitteltemperatur am Temperaturmessteil 116a hoch ist,
der Öffnungsgrad
zur kleineren Seite geändert, sodass
der Kältemitteldruck
am Außengerät 114 auf der
hohen Seite gehalten wird, während,
wenn dagegen die Kältemitteltemperatur
am Temperaturmessteil 116a niedrig wird, der Öffnungsgrad
zur größeren Seite
geändert
wird, sodass der Kältemitteldruck
am Außengerät 114 auf
der niedrigen Seite gehalten wird.The expansion valve 116 is a pressure reducer for reducing the pressure (lowering the temperature and lowering the pressure) of the outdoor unit 114 outflowing refrigerant when the channel switching valve 115 to the indoor heat exchanger 119 is switched. This expansion valve 116 has a temperature measuring part 116a and a capillary connected to it 116b and is an expansion valve of the mechanical type whose opening degree corresponds to the temperature of the outdoor unit 114 outflowing refrigerant is adjusted. In particular, when the refrigerant temperature at the temperature measuring part 116a is high, the opening degree to the smaller side changed so that the refrigerant pressure on the outdoor unit 114 is held on the high side while, on the other hand, when the refrigerant temperature at the temperature measuring part 116a is low, the opening degree is changed to the larger side, so that the refrigerant pressure on the outdoor unit 114 is held on the low side.
Das
Innengerät 117 ist
ein Wärmetauscher, der
so angeordnet ist, dass er den gesamten Kanal innerhalb des Klimagehäuses 121 der
Inneneinheit 120 kreuzt und Wärme zwischen dem am Expansionsventil 116 im
Druck verminderten Kältemittel
und der durch das Klimagehäuse 121 zirkulierenden
Klimaluft austauscht, um so die Klimaluft zu kühlen. Die klimaluftstromabwärtige Seite
des Innengeräts 117 ist
mit einem Temperatursensor 117a zum Erfassen der Temperatur
der gekühlten
Luft versehen. Das durch diesen Temperatursensor 117a erfasste
Temperatursignal wird der später
erläuterten
Steuervorrichtung 130 eingegeben.The indoor unit 117 is a heat exchanger that is arranged so that it covers the entire channel inside the climate house 121 the indoor unit 120 crosses and heat between the expansion valve 116 in the pressure reduced refrigerant and the through the air conditioning case 121 exchanges circulating air to cool the climatic air. The air-conditioning downstream side of the indoor unit 117 is with a temperature sensor 117a provided for detecting the temperature of the cooled air. That through this temperature sensor 117a detected temperature signal will be explained later control device 130 entered.
Der
Speicher 118 empfängt
das aus dem Innengerät 117 ausströmende Kältemittel,
trennt die Dampf- und die Flüssigkeitsphase
des Kältemittels, speichert
das flüssige
Kältemittel
und schickt das gasförmige
Kältemittel
und eine kleine Menge des flüssigen
Kältemittels
nahe am Boden (in dem Öl
gelöst
ist) durch den Innenwärmetauscher 119 zur
Seite des Kompressors 111.The memory 118 receives this from the indoor unit 117 refrigerant leakage, separates the vapor and liquid phases of the refrigerant, stores the liquid refrigerant, and sends the gaseous refrigerant and a small amount of the liquid refrigerant near the bottom (in which oil is dissolved) through the indoor heat exchanger 119 to the side of the compressor 111 ,
Weiter
ist der Innenwärmetauscher 119 zur Zeit
eines Kühlvorgangs
ein Wärmetauscher
hauptsächlich
zum Unterkühlen
des aus dem Außengerät 114 ausströmenden Kältemittels
und zum Überhitzen des
aus dem Innengerät 117 (Speicher 118)
ausströmenden
Kältemittels,
um die Enthalpie im Innengerät 117 zu
erhöhen
und die Kühlfähigkeit
zu verbessern.Next is the indoor heat exchanger 119 at the time of cooling, a heat exchanger mainly for undercooling the outdoor unit 114 escaping refrigerant and overheating of the indoor unit 117 (Storage 118 ) flowing refrigerant to the enthalpy in the indoor unit 117 increase and improve the cooling ability.
Das
Klimagehäuse 121 der
Inneneinheit 120 ist zusätzlich zu dem obigen Innengerät 117 mit
einem als Heizvorrichtung dienenden Heizkern 122 versehen.
Der Heizkern 122 ist klimaluftstromab des Innengeräts 117 angeordnet.
Der Heizkern 122 ist ein mit dem Warmwasserkreis 12 verbundener
Wärmetauscher,
um so in ihm zirkulierendes warmes Wasser zu haben und das warme
Wasser als Heizquelle zum Heizen der durch ihn zirkulierenden Klimaluft
zu nutzen. Ferner ist zwischen dem Heizkern 122 und dem
Klimagehäuse 121 ein
Bypasskanal 124 zur Zirkulation der Klimaluft an dem Heizkern 122 vorbei ausgebildet.The climate housing 121 the indoor unit 120 is in addition to the above indoor unit 117 with a heating core serving as a heater 122 Mistake. The heating core 122 is klimaluftstromab the indoor unit 117 arranged. The heating core 122 is one with the hot water circuit 12 connected heat exchanger so as to have circulating in it warm water and to use the warm water as a heating source for heating the circulating through him climatic air. Furthermore, between the heater core 122 and the air conditioning case 121 a bypass channel 124 for the circulation of the climatic air at the heating core 122 trained by.
Der
Heizkern 122 und der Bypasskanal 124 sind mit
Luftmischklappen (entsprechen den Luftstromschaltklappen in der
vorliegenden Erfindung) 123a und 123b zum Einstellen
der Mengen der durch sie strömenden
Klimaluft versehen. Die Luftmischklappe 123a ist eine Schwenkklappe,
welche den Klimaluftdurchgang des Heizkerns 122 öffnet und schließt, während die
Luftmischklappe 123b eine Schwenkklappe ist, die den Bypasskanal 124 öffnet und
schließt.
Entsprechend den Öffnungsgraden
der Klappen 123a und 123b wird das Verhältnis der
Strömungsraten
der durch den Heizkern 122 zirkulierenden Heizluft und
der durch den Bypasskanal 124 zirkulierenden Kühlluft eingestellt,
und die Temperatur der Klimaluft stromab des Heizkerns 122 wird
eingestellt. Falls zum Beispiel die Luftmischklappe 123a ganz
offen und die Luftmischklappe 123b ganz geschlossen ist,
ist das Ergebnis der maximale Heizmodus (Maxhot) des Heizkerns 122,
während,
falls dagegen die Luftmischklappe 123a ganz geschlossen und
die Luftmischklappe 123b ganz offen ist, das Ergebnis der
maximale Kühlmodus
(Maxcool) des Innengeräts 117 ist.
Die Öffnungsgrade
der zwei Klappen 123a und 123b werden durch die
später
erläuterte
Steuervorrichtung 130 gesteuert. Ferner sind die zwei Klappen 123a und 123b nicht
auf Schwenktypen beschränkt
und können
auch Drehtypen oder Schiebetypen, usw. sein.The heating core 122 and the bypass channel 124 are with air mixing flaps (correspond to the airflow switching flaps in the present invention) 123a and 123b for adjusting the amounts of air conditioning air flowing through them. The air mix door 123a is a pivoting flap, which is the climatic air passage of the heater core 122 opens and closes while the air mix door 123b a swing flap is the bypass channel 124 opens and closes. According to the opening degrees of the flaps 123a and 123b is the ratio of the flow rates through the heater core 122 circulating hot air and through the bypass channel 124 circulating cooling air set, and the temperature of the air conditioning air downstream of the heater core 122 is set. If, for example, the air mix door 123a completely open and the air mix door 123b is completely closed, the result is the maximum heating mode (Maxhot) of the heater core 122 , while if the air mix door 123a completely closed and the air mix door 123b completely open, the result is the maximum cooling mode (Maxcool) of the indoor unit 117 is. The opening degrees of the two flaps 123a and 123b be through the later explained control device 130 controlled. Further, the two flaps 123a and 123b not limited to swing types and may also be rotary types or shift types, etc.
Die
stromabwärtige
Seite des Heizkerns 122 in der Inneneinheit 120 ist
mit mehreren Lüftungsöffnungen
im Fahrgastraum verbunden. Die durch die Luftmischklappen 123a und 123b in
der Temperatur eingestellte Klimaluft wird aus den ausgewählten Lüftungsöffnungen
in den Fahrgastraum ausgeblasen.The downstream side of the heater core 122 in the indoor unit 120 is connected to several vents in the passenger compartment. The through the air mixing valves 123a and 123b Climatic air set in the temperature is blown out of the selected ventilation openings in the passenger compartment.
Eine
als Steuereinrichtung dienenden Steuervorrichtung (nachfolgen die
ECU) 130 besteht aus einem Mikrocomputer und seinen Peripherieschaltungen.
Sie verarbeitet die verschiedenen Arten von Signalen vom Wassertemperatursensor 12a,
vom Temperatursensor 111a, vom Drucksensor 111b, vom
Temperatursensor 114a, vom Temperatursensor 117a,
von einem nicht dargestellten Fahrzeuggeschwindigkeitssensor und
einem nicht dargestellten Außenlufttemperatursensor
entsprechend einem voreingestellten Programm und steuert den Betrieb
und die Ausgabemenge des Kompressors 111, steuert den Öffnungsgrad
des Heiznutzungs-Expansionsventils 113, schaltet die Kanäle des Kanalschaltventils 115 und
steuert die Öffnungsgrade
der Luftmischklappen 123a und 123b für den Kühlvorgang,
den Heizvorgang und den Entfrostungsvorgang zur Zeit des Heizvorgangs,
die nachfolgend erläutert
werden.A control device serving as a controller (follow the ECU) 130 consists of a microcomputer and its peripheral circuits. It processes the different types of signals from the water temperature sensor 12a , from the temperature sensor 111 , from the pressure sensor 111b , from the temperature sensor 114a , from the temperature sensor 117a , from an unillustrated vehicle speed sensor and an unillustrated outside air temperature sensor according to a preset program, and controls the operation and the discharge amount of the compressor 111 , controls the opening degree of the heating use expansion valve 113 , switches the channels of the channel switching valve 115 and controls the opening degrees of the air mixing valves 123a and 123b for the cooling operation, the heating operation and the defrosting operation at the time of the heating operation, which will be explained below.
Ferner
ist der Wärmepumpenkreis 110 mit zwei
Ventilen zum Kältemitteleinfüllen oder
Kältemittelausgeben
versehen. Das heißt,
ein Hochdruckventil 119a ist zwischen dem hochdruckseitigen
Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112 und
dem Heiznutzungs-Expansionsventil 113 angeordnet, während ein
Niederdruckventil 119b zwischen dem niederdruckseitigen
Innengerät 117 und
dem Speicher 118 angeordnet ist. Insbesondere wird hinsichtlich der
Position des Hochdruckventils 119a das Sichern der Zuverlässigkeit
der Dichtungselemente für
das Ventil (Gummielemente), usw. berücksichtigt, und es wird eine
Position, wo das Kältemittel
aus dem Kompressor 111 durch den Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112 in
der Temperatur reduziert ist und die Temperaturbedingungen erleichtert
werden, ausgewählt.Furthermore, the heat pump cycle 110 equipped with two valves for refrigerant charging or refrigerant discharge. That is, a high pressure valve 119a is between the high-pressure side water / refrigerant heat exchanger 112 and the heating utilization expansion valve 113 arranged while a low pressure valve 119b between the low-pressure side indoor unit 117 and the memory 118 is arranged. In particular, as regards the position of the high pressure valve 119a taking into account the reliability of the seal members for the valve (rubber members), etc., and it becomes a position where the refrigerant is discharged from the compressor 111 through the water / refrigerant heat exchanger 112 is reduced in temperature and the temperature conditions are facilitated selected.
Als
nächstes
wird die Funktionsweise basierend auf dem obigen Aufbau erläutert.When
next
the operation will be explained based on the above construction.
1. Kühlvorgang1st cooling process
Die
ECU 130 öffnet
das Heiznutzungs-Expansionsventil 113 vollständig und öffnet das
Kanalschaltventil 115 zur Seite des Innenwärmetauschers 119,
um den Kompressor 111 zu betreiben. Hierdurch zirkuliert
das vom Kompressor 111 ausgegebene Kältemittel durch den Weg des
Wasser/Kältemittel-Wärmetauschers 112 → des Heiznutzungs-Expansionsventils 113 → des Außengeräts 114 → des Kanalschaltventils 115 → des Innenwärmetauschers 119 → des Expansionsventils 116 → des Innengeräts 117 → des Speichers 118 → des Innenwärmetauschers 119 → des Kompressors 111.The ECU 130 opens the heating utilization expansion valve 113 completely and opens the channel switching valve 115 to the side of the indoor heat exchanger 119 to the compressor 111 to operate. This will circulate from the compressor 111 discharged refrigerant through the path of the water / refrigerant heat exchanger 112 → the heating utilization expansion valve 113 → of the outdoor unit 114 → of the channel switching valve 115 → of the indoor heat exchanger 119 → of the expansion valve 116 → of the indoor unit 117 → of the memory 118 → of the indoor heat exchanger 119 → of the compressor 111 ,
Da
sich hierbei das Heiznutzungs-Expansionsventil 113 im ganz
offenen Zustand befindet, wird die Druckverminderungsfunktion des
Heiznutzungs-Expansionsventils 113 nicht gezeigt, und das vom
Kompressor 111 ausgegebene Hochtemperatur/Hochdruck-Kältemittel
strahlt am Innenwärmetauscher 119 Wärme an das
warme Wasser des Warmwasserkreises 12ab, um dadurch gekühlt zu werden. Weiter
wird das gekühlte
Kältemittel
am Expansionsventil 116, dessen Öffnungsgrad durch das Temperaturmessteil 116a und
die Kapillare 116b eingestellt ist, im Druck vermindert,
strömt
in das Innengerät 117,
wird durch die Klimaluft verdampft und kühlt zu dieser Zeit die Klimaluft
durch die Verdampfungswärme.
Die ECU 130 steuert die Ausgabemenge des Kompressors 111 und
die Öffnungsgrade
der Luftmischklappen 123a und 123b (hauptsächlich mit
der Klappe 123a vollständig
geschlossen und der Klappe 123b vollständig geöffnet), sodass die durch den Temperatursensor 117a erfasste
Temperatur der Klimaluft zu der durch den Fahrgast eingestellten
Solltemperatur wird.Since this is the heating utilization expansion valve 113 is in the fully open state, the pressure reduction function of the heating use expansion valve 113 not shown, and that of the compressor 111 discharged high temperature / high pressure refrigerant radiates on the indoor heat exchanger 119 Heat to the warm water of the hot water circuit 12ab to be cooled thereby. Next, the cooled refrigerant at the expansion valve 116 , Its degree of opening by the temperature measuring part 116a and the capillary 116b is set, reduced in pressure, flows into the indoor unit 117 , is evaporated by the climatic air and cools the climate air at this time by the heat of evaporation. The ECU 130 controls the output quantity of the compressor 111 and the degrees of opening of the air mixing valves 123a and 123b (mainly with the flap 123a completely closed and the flap 123b fully open), so that through the temperature sensor 117a detected temperature of the climatic air to the target temperature set by the passenger becomes.
2. Heizvorgang2nd heating process
Die
ECU 120 öffnet
das Kanalschaltventil 115 zum Zweigkanal 115a,
betätigt
den Kompressor 111 und steuert den Öffnungsgrad des Heiznutzungs-Expansionsventils 113 auf
einen vorbestimmten Öffnungsgrad
(kleiner Öffnungsgrad).
Hierdurch zirkuliert das vom Kompressor 111 ausgegebene Kältemittel
durch den Weg des Wasser/Kältemittel-Wärmetauschers 112 → des Heiznutzungs-Expansionsventils 113 → des Außengeräts 114 → des Kanalschaltventils 115 → des Zweigkanals 115a → des Speichers 118 → des Innenwärmetauschers 119 → des Kompressors 111.The ECU 120 opens the channel switching valve 115 to the branch channel 115a , operates the compressor 111 and controls the opening degree of the heating-use expansion valve 113 to a predetermined opening degree (small opening degree). This will circulate from the compressor 111 discharged refrigerant through the path of the water / refrigerant heat exchanger 112 → the heating utilization expansion valve 113 → of the outdoor unit 114 → of the channel switching valve 115 → of the branch channel 115a → of the memory 118 → of the indoor heat exchanger 119 → of the compressor 111 ,
Hierbei
strahlt das vom Kompressor 111 ausgegeben Hochtemperatur/Hochdruck-Kältemittel am Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112 Wärme an das
warme Wasser des Warmwasserkreises 12 ab und heizt das
warme Wasser. Weiter strahlt das geheizte warme Wasser am Heizkern 122 Wärme an die
Klimaluft ab, um die Klimaluft zu heizen. Die ECU 130 steuert
die Ausgabemenge des Kompressors 111 und die Öffnungsgrade
der Luftmischklappen 123a und 123b (hauptsächlich mit
der Klappe 123a vollständig
geöffnet
und der Klappe 123b vollständig geschlossen), um die Temperatur
der Klimaluft einzustellen.This radiates from the compressor 111 spent high temperature / high pressure refrigerant on the water / refrigerant heat exchanger 112 Heat to the warm water of the hot water circuit 12 and heats the warm water. Next radiates the heated warm water at the heater core 122 Heat to the climatic air to heat the climate air. The ECU 130 controls the output quantity of the compressor 111 and the degrees of opening of the air mixing valves 123a and 123b (mainly with the flap 123a completely open and the flap 123b completely closed) to adjust the temperature of the climatic air.
Ferner
wird das aus dem Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112 ausströmende Kältemittel durch
das Heiznutzungs-Expansionsventil 113 im Druck vermindert
und strömt
in das Außengerät 114. Hierbei
erhält
man am Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112,
wie in 2A dargestellt, an einer Stufe,
wo die Temperatur des warmen Wassers so niedrig wie zur Anfangsperiode
des Startens des Motors 10 ist (zum Beispiel –20°C), eine
große
Menge abgestrahlter Wärme,
der Druck wird auf den Dampf/Flüssigkeit-Zweiphasenbereich
reduziert, und das Kältemittel
absorbiert Wärme
aus der Außenluft
im Außengerät 114 und
kehrt zum Kompressor 111 zurück. Ferner werden, wie in 2B dargestellt,
mit dem Anstieg der Temperatur des warmen Wassers mit Verstreichen
der Zeit (zum Beispiel 35°C)
die Menge der abgestrahlten Wärme
am Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112 und
die Menge am Außengerät 114 absorbierter
Wärme kleiner.
Wie in 2C dargestellt, wird, wenn man
eine ausreichende Temperatur des warmen Wassers erzielt (zum Beispiel 70°C), das Kältemittel
nach dem Abstrahlen der Wärme
am Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112 im überhitzten
Gasbereich im Druck vermindert und Wärme wird vom Kältemittel
an die Außenluft
im Außengerät 114 abgestrahlt.
Ferner entspricht der Betriebsmodus von 2A bis 2C dem
ersten Betriebsmodus in der vorliegenden Erfindung. Insbesondere
wird der Betriebsmodus von 2C, nachdem
die Temperatur des warmen Wassers steigt, nachfolgend als „Warmwasser-Heizmodus" bezeichnet.Furthermore, this is from the water / refrigerant heat exchanger 112 escaping refrigerant through the heating use expansion valve 113 reduced in pressure and flows into the outdoor unit 114 , This is obtained at the water / refrigerant heat exchanger 112 , as in 2A shown at a stage where the temperature of the warm water is as low as the initial period of starting the engine 10 is (for example -20 ° C), a large amount of radiated heat, the pressure is reduced to the steam / liquid two-phase range, and the refrigerant absorbs heat from the outside air in the outdoor unit 114 and returns to the compressor 111 back. Further, as in 2 B shown, with the increase in the temperature of the warm water with the passage of time (for example, 35 ° C), the amount of radiated heat at the water / refrigerant heat exchanger 112 and the amount on the outdoor unit 114 absorbed heat smaller. As in 2C As shown, if one obtains a sufficient temperature of the warm water (for example, 70 ° C), the refrigerant after radiating the heat at the water / refrigerant heat exchanger 112 Reduced in pressure in the superheated gas area and heat is transferred from the refrigerant to the outside air in the outdoor unit 114 radiated. Furthermore, the operating mode corresponds to 2A to 2C the first mode of operation in the present invention. In particular, the operating mode of 2C after the temperature of the warm water rises, hereinafter referred to as "hot water heating mode".
3. Entfrostungsvorgang3. defrosting process
In
der Anfangsstufe zur Zeit des obigen Heizvorgangs (2A und 2B)
lässt die
Wärmeabsorption
aus der Außenluft
durch das Kältemittel
am Außengerät 114 die
Oberfläche
des Außengeräts 114 gefrieren,
sodass ein Entfrostungsvorgang notwendig wird. Basierend auf dem
in 3 und 4 dargestellten Ablaufdiagramm
der Steuerung führt die
Ecu 130 einen Entfrostungsvorgang (Schritte S160 und S180)
entsprechend verschiedenen Bedingungen durch, während ein Heizvorgang (Schritt S190)
durchgeführt
wird.In the initial stage at the time of the above heating process ( 2A and 2 B ) allows heat to be absorbed from outside air by the refrigerant on the outdoor unit 114 the surface of the outdoor unit 114 freeze, so that a defrosting process is necessary. Based on the in 3 and 4 The flowchart of the controller shows the ecu 130 a defrosting process (steps S160 and S180) according to various conditions while a heating operation (step S190) is performed.
Zuerst
startet in Schritt S50 die ECU 130 den Zähler eines
Timers zum Zähen
der Betriebszeit des Wärmepumpenkreises 110 (Heizbetriebszeit).
Als nächstes
liest sie in Schritt S100 die Außenlufttemperatur TAM vom Außenluftsensor,
die Kältemitteltemperatur
Tgcout an der Ausströmseite
des Außengeräts 114 (nachfolgend
als die „Außengeräte-Kältemitteltemperatur" bezeichnet) vom
Temperatursensor 114a, die Fahrzeuggeschwindigkeit vom
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, die Warmwassertemperatur TW vom
Warmwassersensor 112a und die Kältemitteltemperatur TD an der
Ausgabeseite des Kompressors 111 (nachfolgend als die „Ausgabekältemitteltemperatur" bezeichnet) vom
Temperatursensor 111a.First, in step S50, the ECU starts 130 the counter of a timer for tying the operating time of the heat pump cycle 110 (Heating operation). Next, in step S100, it reads the outside air temperature TAM from the outside air sensor, the refrigerant temperature Tgcout at the outflow side of the outside Raets 114 (hereinafter referred to as the "outdoor unit refrigerant temperature") from the temperature sensor 114a , the vehicle speed from the vehicle speed sensor, the hot water temperature TW from the hot water sensor 112a and the refrigerant temperature TD at the discharge side of the compressor 111 (hereinafter referred to as the "discharge refrigerant temperature") from the temperature sensor 111 ,
In
Schritt S110 wird als eine erste Entfrostungsbeurteilung durch den
Timer beurteilt, ob auf dem Außengerät 113 Frost
gebildet ist oder nicht. Das heißt, wenn die verstrichene Betriebszeit
des Wärmepumpenkreises 110 nicht
eine voreingestellte vorbestimmte Zeit oder mehr (zum Beispiel 2
Stunden) ist, wird keine Frostbildung beurteilt und die Routine
geht weiter zu Schritt S120, während,
wenn die vor bestimmte Zeit oder mehr verstrichen ist, wird eine
Frostbildung beurteilt und die Routine geht weiter zu Schritt S130.In step S110, it is judged as a first defrosting judgment by the timer whether on the outdoor unit 113 Frost is formed or not. That is, when the elapsed operating time of the heat pump cycle 110 is not a preset predetermined time or more (for example, 2 hours), no frost formation is judged, and the routine proceeds to step S120, while if the predetermined time or more has elapsed, frost formation is judged and the routine continues to increase Step S130.
Als
nächstes
wird in Schritt S120 eine zweite Frostbeurteilung durchgeführt. Hierbei
wird beurteilt, ob ein durch die Außenlufttemperatur TAM minus
die Außengeräte-Kältemitteltemperatur Tgcout
berechnete Temperaturdifferenz ein vorbestimmter Wert oder größer ist.
Das heißt,
eine Frostbildung findet statt, wenn die Außengeräte-Kältemitteltemperatur Tgcout
niedriger als die Außenlufttemperatur
TAM ist. Falls eine Frostbildung fortschreitet, sinkt die Außengeräte-Kältemitteltemperatur
Tgcout allmählich,
sodass, wenn die Temperaturdifferenz mit der Außenlufttemperatur TAM größer als
ein vorbestimmter Wert wird, eine Frostbildung beurteilt wird. Wenn
eine Frostbildung beurteilt wird, geht die Routine weiter zu Schritt
S130. Wenn keine Frostbildung beurteilt wird, geht die Routine weiter
zu Schritt S170.When
next
In step S120, a second frost judgment is performed. in this connection
is judged whether a by the outside air temperature TAM minus
the outdoor unit refrigerant temperature Tgcout
calculated temperature difference is a predetermined value or greater.
This means,
Frosting takes place when the outdoor unit refrigerant temperature Tgcout
lower than the outside air temperature
TAM is. If frost builds up, the outdoor unit refrigerant temperature will drop
Tgcout gradually,
so if the temperature difference with the outside air temperature TAM is greater than
becomes a predetermined value, a frost formation is judged. If
If a frost formation is judged, the routine proceeds to step
S130. If no frost formation is judged, the routine continues
to step S170.
Als
nächstes
wird in Schritt S130 beurteilt, ob zu einem Entfrostungsvorgang
verschoben werden sollte (Entfrostungsvorgang-Möglichkeitsbeurteilung). Hierbei
wird, wenn die Warmwassertemperatur TW auf eine erste vorbestimmte
Temperatur (zum Beispiel 60°C)
oder mehr steigt, d.h., wie später
erläutert,
wenn die Wärme
durch das Kältemittel
vom warmen Wasser am Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112 absorbiert
wird und diese Wärme
am Außengerät 114 an
die Außenluft
abgestrahlt wird, der Entfrostungsvorgang als möglich beurteilt und die Routine
geht weiter zu Schritt S150.Next, in step S130, it is judged whether should be shifted to a defrosting operation (defrosting process possibility judgment). Here, when the hot water temperature TW rises to a first predetermined temperature (for example, 60 ° C) or more, that is, as explained later, when the heat by the refrigerant from the warm water at the water / refrigerant heat exchanger 112 is absorbed and this heat on the outdoor unit 114 is judged possible, and the routine proceeds to step S150.
Weiter
kann, wenn die Warmwassertemperatur TW nicht auf die erste vorbestimmte
Temperatur gestiegen ist, Wärme
nicht aus dem warmen Wasser absorbiert werden, oder falls Wärme aus
dem warmen Wasser absorbiert wird, würde dies zu einer unzureichenden
Kapazität
zur Zeit eines Heizvorgangs (Heizfähigkeit am Heizkern 122)
führen,
sodass eine Entfrostung im Wärmekreissystem 100 nicht
möglich wäre. Deshalb
wird in Schritt S140 der Kompressor 111 einmal abgeschaltet,
um den Wärmepumpenkreis 110 selbst
zu stoppen und die Wärmeabsorptionswirkung
durch das Kältemittel
am Außengerät 114 zu
beseitigen, um so eine Frostbildung zu vermeiden. Ferner kehrt die
Routine danach zu Schritt S100 zurück, wo die Steuerung wiederholt
wird.Further, if the hot water temperature TW has not risen to the first predetermined temperature, heat may not be absorbed from the warm water, or if heat is absorbed from the warm water, this would result in insufficient capacity at the time of heating (heater core heating capacity 122 ), causing a defrost in the heat cycle system 100 would not be possible. Therefore, in step S140, the compressor 111 once shut off to the heat pump cycle 110 to stop itself and the heat absorption effect by the refrigerant on the outdoor unit 114 to eliminate, so as to avoid frost formation. Further, the routine thereafter returns to step S100 where the control is repeated.
Nach
der Beurteilung in Schritt S130, dass zum Entfrostungsvorgang verschoben
werden sollte, wird in Schritt S150 aus der Fahrzeuggeschwindigkeit
beurteilt, welcher der später
erläuterten
zwei Entfrostungsmodi zum Durchführen
benutzt werden sollte (Entfrostungsmodusbeurteilung). Das heißt, es wird
beurteilt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit
ist (entspricht einem vorbestimmten Wert, wenn erster vorbestimmter
Wert = zweiter vorbestimmter Wert in der vorliegenden Erfindung).
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht größer als die vorbestimmte Geschwindigkeit
ist, geht die Routine weiter zur Steuerung des Entfrostungsmodus
2 von Schritt S160, während
die Routine zur Steuerung des Entfrostungsmodus 1 von Schritt S180
fortschreitet, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit die vorbestimmte
Geschwindigkeit überschreitet.To
judgment in step S130 that postponed the defrosting process
should be, is in step S150 from the vehicle speed
judged which of the later
explained
two defrosting modes to perform
should be used (defrost mode assessment). That is, it will
judges whether the vehicle speed is a predetermined vehicle speed
is (corresponds to a predetermined value when the first predetermined
Value = second predetermined value in the present invention).
When the vehicle speed is not greater than the predetermined speed
is the routine continues to control the defrosting mode
2 of step S160 while
the defrosting mode control routine 1 of step S180
progresses when the vehicle speed is the predetermined
Speed exceeds.
Hierbei
wird die für
die Beurteilung verwendete Fahrzeuggeschwindigkeit als eine mit
der Strömungsrate
der in das Außengerät 114 strömenden Außenluft
zusammenhängende
physikalische Größe bestimmt.
Falls die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist und die Strömungsrate
der Außenluft
hoch ist, wird die Frostbildung am Außengerät 114 erschwert, während, falls
die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist und die Strömungsrate
der Außenluft
niedrig ist, ein Entfrosten am Außengerät 114 einfacher wird.
Deshalb wird der Entfrostungsmodus unter Berücksichtigung der Fahrzeuggeschwindigkeit,
d.h. der Strömungsrate
der Außenluft
ausgewählt.Here, the vehicle speed used for the judgment is considered to be one with the flow rate of the in the outdoor unit 114 flowing outside air contiguous physical size determined. If the vehicle speed is high and the outside air flow rate is high, frost builds on the outdoor unit 114 difficult, while if the vehicle speed is low and the flow rate of the outside air is low, defrosting on the outdoor unit 114 gets easier. Therefore, the defrosting mode is selected in consideration of the vehicle speed, ie, the flow rate of the outside air.
Im
Entfrostungsmodus 2 von Schritt S160 (entspricht dem dritten Betriebsmodus
in der vorliegenden Erfindung) wird in der gleichen Weise wie zur Zeit
des obigen Heizvorgangs das Kanalschaltventil 115 zur Seite
des Zweigkanals 115a offen gelassen oder der Kompressor 111 wird
in Betrieb gelassen und der Öffnungsgrad
des Heiznutzungs-Expansionsventils 113 wird zur vollständig geöffneten
Seite vergrößert oder
ist in der Steuerung vollständig
offen (Öffnungsgrad
groß).In the defrosting mode 2 of step S160 (corresponding to the third operation mode in the present invention), in the same manner as at the time of the above heating operation, the passage switching valve becomes 115 to the side of the branch channel 115a left open or the compressor 111 is put into operation and the opening degree of the heating use expansion valve 113 is increased to the fully opened side or is fully open in the control (opening degree large).
Wenn
dies der Fall ist, wird, wie durch die Figur in Schritt S160 von 5 dargestellt,
der ausgabeseitige Druck des Kompressors 111 reduziert. Gleichzeitig
wird die Ausgabekältemitteltemperatur TD
niedriger als die Warmwassertemperatur TW gehalten und das Kältemittel
absorbiert am Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112 Wärme aus
dem warmen Wasser. Das Wärme
aus dem warmen Wasser ab sorbierende Kältemittel wird durch das Heiznutzungs-Expansionsventil 113 im
Druck reduziert, aber der Ventilöffnungsgrad
ist groß,
sodass das Maß der Druckverminderung
ebenfalls klein ist und das Kältemittel
in das Außengerät 114 strömt, um mit
einer relativ hohen Temperatur entfrostet zu werden. Da ferner der
Ventilöffnungsgrad
groß ist,
wird auch der niederdruckseitige Druck höher, die Dichte des in den Kompressor 111 gesaugten
Kältemittels
wird höher und
die Strömungsrate
des zirkulierenden Kältemittels
wird ebenfalls größer. Deshalb
kann das Hochtemperatur-Kältemittel
mit einer großen
Strömungsrate
in das Außengerät 114 strömen. Wärme wird
in einer Weise an die Außenluft
abgestrahlt, dass die Menge der abgestrahlten Wärme im Vergleich zum Warmwasser-Heizmodus
zur Zeit des Heizvorgangs vergrößert ist,
sodass der Entfrostungsvorgang auf einmal durchgeführt werden
kann.If so, as indicated by the figure in step S160 of FIG 5 shown, the discharge side pressure of the compressor 111 reduced. At the same time, the discharge refrigerant temperature TD is kept lower than the hot water temperature TW, and the refrigerant is absorbed at the water / refrigerant heat exchanger 112 Heat from the warm water. The heat from the warm water From sorbing refrigerant is through the heating use expansion valve 113 reduced in pressure, but the valve opening degree is large, so that the degree of pressure reduction is also small and the refrigerant in the outdoor unit 114 flows to be defrosted at a relatively high temperature. Further, since the valve opening degree is large, the low-pressure side pressure becomes higher, the density of the in the compressor 111 sucked refrigerant is higher and the flow rate of the circulating refrigerant is also larger. Therefore, the high-temperature refrigerant with a large flow rate into the outdoor unit 114 stream. Heat is radiated to the outside air in such a manner that the amount of radiated heat is increased as compared with the hot water heating mode at the time of heating, so that the defrosting operation can be performed at once.
Im
Entfrostungsmodus 1 von Schritt S180 (entspricht dem zweiten Betriebsmodus
in der vorliegenden Erfindung) wird in der gleichen Weise wie beim
obigen Heizvorgang das Kanalschaltventil 115 zur Seite
des Zweigkanals 115a offen gelassen oder der Kompressor 111 wird
in Betrieb gelassen und der Öffnungsgrad
des Heiznutzungs-Expansionsventils 113 wird eingestellt
(Öffnungsgrad
mittel), um den Druck des aus dem Kompressor 111 ausgegebenen Kältemittels
(Wert des Drucksensors 111b) zu steuern und dadurch die
Ausgabekältemitteltemperatur TD
zu steuern, um sie im Wesentlichen auf der gleichen Temperatur wie
die Warmwassertemperatur TW zu haften. Aufgrund dessen wird die
Menge der zwischen dem warmen Wasser und dem Kältemittel am Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112 ausgetauschten
Wärme klein
gehalten, um so die Warmwassertemperatur TW zu halten, die Heizfähigkeit am
Heizkern 122 durch die Warmwassertemperatur TW zu sichern
und den Komfort im Fahrgastraum zu halten. Weiter wird die Kompressionsarbeit
des Kompressors auf dem minimal notwendigen Maß gehalten.In the defrosting mode 1 of step S180 (corresponding to the second operating mode in the present invention), in the same manner as the above heating operation, the passage switching valve 115 to the side of the branch channel 115a left open or the compressor 111 is put into operation and the opening degree of the heating use expansion valve 113 is set (opening degree medium) to the pressure of the compressor 111 discharged refrigerant (value of the pressure sensor 111b ) and thereby control the discharge refrigerant temperature TD to be substantially at the same temperature as the hot water temperature TW. Because of this, the amount of water between the warm water and the refrigerant at the water / refrigerant heat exchanger 112 exchanged heat kept small, so as to maintain the hot water temperature TW, the heating capacity at the heater core 122 secure by the DHW temperature TW and to keep the comfort in the passenger compartment. Further, the compression work of the compressor is kept to the minimum necessary degree.
Ferner
strömt
das durch das Heiznutzungs-Expansionsventil 113 im Druck
reduzierte Kältemittel
in einem Zustand höher
als die Außenlufttemperatur
TAM in das Außengerät 114,
das Heiznutzungs-Expansionsventil 113 selbst, die das Heiznutzungs-Expansionsventil 113 mit
dem Außengerät 114 verbindende
Kältemittelrohrleitung
und die Teile nahe dem Kältemitteleinlass
des Außengeräts 114 werden
auf warmer Temperatur gehalten, und nahe dem Kältemitteleinlass des Außengeräts 114 abgelagerter
Frost wird im Voraus als ein Entfrostungsmodus 1 geschmolzen.Further, this flows through the heating-use expansion valve 113 in the pressure reduced refrigerant in a state higher than the outside air temperature TAM in the outdoor unit 114 , the heating use expansion valve 113 itself, the heating-use expansion valve 113 with the outdoor unit 114 connecting refrigerant piping and the parts near the refrigerant inlet of the outdoor unit 114 are kept at a warm temperature and close to the refrigerant inlet of the outdoor unit 114 Deposited frost is melted in advance as a defrosting mode 1.
Deshalb
müssen
durch Erhöhen
der Temperatur der Spanne vom Heiznutzungs-Expansionsventil 113 zum Kältemitteleinlass
des Außengeräts 114 im
Voraus beim Nutzen einer großen
Kapazität
in Schritt S160 zum Entfrosten diese Stellen nicht länger erwärmt werden.
Weiter wird der Frost nahe dem Kältemitteleinlass
des Außengeräts 114 schon
geschmolzen. Deshalb wird ein Entfrosten in einer kurzen Zeit möglich.Therefore, by raising the temperature of the span from the heating-use expansion valve 113 to the refrigerant inlet of the outdoor unit 114 in advance, when utilizing a large capacity in step S160 for defrosting, these locations are no longer heated. Further, the frost near the refrigerant inlet of the outdoor unit 114 already melted. Therefore defrosting becomes possible in a short time.
Andererseits
wird in Schritt S170, wenn die Beurteilung in Schritt S120 negativ
ist, aus der Warmwassertemperatur TW beurteilt, ob ein Heizvorgang erforderlich
ist, und entweder die Ausführung
oder der Schwebezustand des Warmwasser-Heizmodus wird ausgewählt. Das
heißt,
wenn die Warmwassertemperatur TW auf eine zweite vorbestimmte Temperatur
(Temperatur höher
eingestellt als die erste vorbestimmte Temperatur, zum Beispiel
80°C) oder mehr
gestiegen ist, wird in Schritt S140 der Kompressor 111 abgeschaltet
und der Wärmepumpenkreis 110 selbst
wird gestoppt. Ferner geht die Routine, wenn die Warmwassertemperatur
TW nicht die zweite vorbestimmte Temperatur erreicht, weiter zur
Steuerung des Warmwasser-Heizmodus von Schritt S190 (bereits im
Abschnitt über
den Heizvorgang oben erläutert).On the other hand, in step S170, if the judgment in step S120 is negative, it is judged from the hot water temperature TW whether a heating operation is required, and either the execution or the floating state of the hot water heating mode is selected. That is, when the hot water temperature TW has risen to a second predetermined temperature (temperature set higher than the first predetermined temperature, for example, 80 ° C) or more, in step S140, the compressor 111 switched off and the heat pump cycle 110 itself is stopped. Further, when the hot water temperature TW does not reach the second predetermined temperature, the routine proceeds to control the hot water heating mode of step S190 (already explained in the section on the heating operation above).
Das
heißt,
falls die Warmwassertemperatur TW ausreichend gestiegen ist und
zur zweiten vorbestimmten Temperatur oder mehr geworden ist, kann das
Heizen der Klimaluft am Heizkern 122 durch die Wärmemenge
vom Motor 10 erfüllt
werden. Das Heizen des warmen Wassers durch den Warmwasser-Heizmodus
ist nicht erforderlich. Deshalb geht die Routine weiter zu Schritt
S140, wo der Kompressor 111 abgeschaltet wird. Falls dagegen
die Warmwassertemperatur TW nicht ausreichend gestiegen ist und
nicht die zweite vorbestimmte Temperatur erreicht hat, wird das
Heizen des warmen Wassers durch den Warmwasser-Heizmodus gefördert und die
Heizfähigkeit
der Klimaluft am Heizkern 122 wird durch Fortschreiten
zur Steuerung des Warmwasser-Heizmodus von Schritt S190 gesichert.
Nach der Steuerung von Schritt S190 kehrt die Routine zu Schritt
S50 zurück.That is, if the hot water temperature TW has sufficiently increased and become the second predetermined temperature or more, heating of the air conditioning air at the heater core may be performed 122 by the amount of heat from the engine 10 be fulfilled. The heating of the warm water by the hot water heating mode is not required. Therefore, the routine proceeds to step S140 where the compressor 111 is switched off. In contrast, if the hot water temperature TW has not increased sufficiently and has not reached the second predetermined temperature, the heating of the warm water is promoted by the hot water heating mode and the heating ability of the air conditioning air to the heater core 122 is saved by proceeding to the control of the hot water heating mode of step S190. After the control of step S190, the routine returns to step S50.
Ferner
wird nach Schritt S160 und Schritt S180 in Schritt S200 beurteilt,
ob die Entfrostung abgeschlossen worden ist. Hierbei wird die Entfrostung als
abgeschlossen beurteilt, wenn die Außengeräte-Kältemitteltemperatur Tgcout
zur vorbestimmten Temperatur (entspricht der dritten vorbestimmten Temperatur
in der vorliegenden Erfindung) oder größer geworden ist. Falls die
Entfrostung als abgeschlossen beurteilt wird, wird in Schritt S210
die Betriebszeit (Timer) des Wärmepumpenkreises 110 zurückgesetzt
und die Routine geht weiter zu Schritt S50. Weiter geht die Routine,
falls die Beurteilung in Schritt S200 negativ ist, weiter zu Schritt
S100, wo die obige Steuerung wiederholt wird.Further, after step S160 and step S180, it is judged in step S200 whether the defrosting has been completed. Here, the defrosting is judged complete when the outdoor unit refrigerant temperature Tgcout has become the predetermined temperature (corresponding to the third predetermined temperature in the present invention) or greater. If the defrosting is judged complete, the operation time (timer) of the heat pump cycle is determined in step S210 110 reset and the routine proceeds to step S50. Further, if the judgment in step S200 is negative, the routine proceeds to step S100 where the above control is repeated.
Wie
oben erläutert,
ermöglicht
im vorliegenden Ausführungsbeispiel
das Schalten des Kältemittelstroms
durch das Kanalschaltventil 115 einen Kühlvorgang zusätzlich zu
einem Heizvorgang. Im Kühlvorgang
durch den Kompressor 111, den Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112, das
Außengerät 114,
das Expansionsventil 116 und das Innengerät 117 wird
in der Anfangsstufe des Startens des Motors 10 warmes Wasser
positiv durch den Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112 geheizt,
das Aufwärmen des
Motors 10 wird beschleunigt, und eine Wirkung der Verbesserung
der Kraftstoffeffizienz wird erzielt. Weiter wird durch Abstrahlen
von Wärme
in das warme Wasser durch den Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112, bevor
das Kältemittel
in das Außengerät 114 strömt, eine
Wärmestrahlwirkung
kombiniert mit dem Außengerät 114 erzielt
und die Kältemitteltemperatur
am Auslass des Außengeräts 114 kann gesenkt
werden, sodass als ein Ergebnis die Kühlleistung verbessert werden
kann.As explained above, in the present embodiment, switching of the refrigerant enables telstroms through the channel switching valve 115 a cooling process in addition to a heating process. In the cooling process by the compressor 111 , the water / refrigerant heat exchanger 112 , the outdoor unit 114 , the expansion valve 116 and the indoor unit 117 is in the initial stage of starting the engine 10 warm water positive through the water / refrigerant heat exchanger 112 heated, warming up the engine 10 is accelerated, and an effect of improving fuel efficiency is achieved. Continue by blasting heat into the warm water through the water / refrigerant heat exchanger 112 before the refrigerant enters the outdoor unit 114 flows, a heat radiation effect combined with the outdoor unit 114 and the refrigerant temperature at the outlet of the outdoor unit 114 can be lowered, as a result, the cooling performance can be improved.
Ferner
wird im Heizvorgang durch den Kompressor 111, den Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112, das
Heiznutzungs-Expansionsventil 113, das Außengerät 114 und
den Heizkern 122 (Warmwasser-Heizmodus) sowie durch Heizen
des warmen Wassers in der Anfangsstufe des Startens des Motors 10 das
Aufwärmen
beschleunigt und eine Wirkung der Verbesserung der Kraftstoffeffizienz
wird erzielt. Ferner ermöglicht
der frühere
Anstieg der Warmwassertemperatur auch eine Verbesserung der Wärmestrahlleistung
am Heizkern 122 und ermöglicht
eine Verbesserung der Heizleistung.Further, in the heating process by the compressor 111 , the water / refrigerant heat exchanger 112 , the heating use expansion valve 113 , the outdoor unit 114 and the heater core 122 (Warm water heating mode) and by heating the warm water in the initial stage of starting the engine 10 the warm-up accelerates and an effect of improving the fuel efficiency is achieved. Furthermore, the earlier increase in the hot water temperature also allows an improvement in the heat radiation power at the heater core 122 and allows an improvement of the heating power.
Ferner
wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel
im obigen Heizvorgang (Warmwasser-Heizmodus) ein Entfrostungsvorgang
zum Entfrosten des Außengeräts 114 (Entfrostungsmodus
1 und Entfrostungsmodus 2) durch den Kompressor 111, den
Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112,
das Heiznutzungs-Expansionsventil 113 und das Außengerät 114 möglich gemacht.Further, in the present embodiment, in the above heating operation (hot water heating mode), a defrosting operation for defrosting the outdoor unit 114 (Defrosting mode 1 and defrosting mode 2) through the compressor 111 , the water / refrigerant heat exchanger 112 , the heating use expansion valve 113 and the outdoor unit 114 made possible.
Durch
Ausführen
des Entfrostungsmodus 1 zum Ausführen
des Warmwasser-Heizmodus kann die Wärme der Kompressionsarbeit
des Kompressors 111 am Außengerät 114 an die Außenluft
freigesetzt werden, ohne die Temperatur des warmen Wassers zu beeinflussen,
sodass ein Heizen der Außenluftseite
möglich
wird. Das heißt,
eine Frostbildung am Außengerät 114 kann
von einer frühen
Stufe an verhindert werden. Weiter können durch Ausführen des
Entfrostungsmodus 2 die Wärme
der Kompressionsarbeit am Kompressor 111 und die aus dem
warmen Wasser absorbierte Wärme
am Außengerät 114 an
die Außenluft
freigesetzt werden, sodass die Menge der abgestrahlten Wärme erhöht werden
kann und das Außengerät 114 entfrostet
werden kann. Weiter kann das Schalten zum Entfrostungsmodus 1 und Entfrostungsmodus
2 allein durch Verändern
des Öffnungsgrades
des Heiznutzungs-Expansionsventils 113 zur größeren Seite
durchgeführt
werden, ohne die Strömungsrichtung
des Kältemittels
zu verändern,
sodass ein augenblickliches Entfrosten möglich wird.By executing the defrosting mode 1 for executing the hot water heating mode, the heat of the compression work of the compressor can 111 on the outdoor unit 114 be released to the outside air, without affecting the temperature of the warm water, so that heating of the outside air side is possible. That is, a frost formation on the outdoor unit 114 can be prevented from an early stage. Further, by executing the defrosting mode 2, the heat of the compression work on the compressor 111 and the heat absorbed from the warm water on the outdoor unit 114 be released to the outside air, so that the amount of radiated heat can be increased and the outdoor unit 114 can be defrosted. Further, the switching to the defrosting mode 1 and the defrosting mode 2 can be done solely by changing the opening degree of the heating-use expansion valve 113 be carried out to the larger side, without changing the flow direction of the refrigerant, so that an instant defrosting is possible.
Ferner
wird es beim Ausführen
des Entfrostungsmodus 2, in dem der Öffnungsgrad des Heiznutzungs-Expansionsventils 113 vollständig geöffnet wird,
möglich,
den hochdruckseitigen Druck, der zur Ausgabeseite am Kompressor 111 wird,
maximal zu reduzieren und die Menge der aus dem warmen Wasser absorbierten
Wärme zu
erhöhen,
sodass es möglich
ist, die Menge der am Außengerät 114 abgestrahlten
Wärme zu
erhöhen
und die Entfrostungswirkung zu verbessern.Further, when executing the defrosting mode 2, it becomes the opening degree of the heating-use expansion valve 113 fully open, possible, the high-pressure side, to the output side on the compressor 111 is to maximally reduce and increase the amount of heat absorbed from the warm water, so that it is possible the amount of the outdoor unit 114 increase radiated heat and improve the defrosting effect.
Weiter
kann das Schalten vom Warmwasser-Heizmodus zum Entfrostungsmodus
1 oder zum Entfrostungsmodus 2 oder das Schalten vom Entfrostungsmodus
1 und zum Entfrostungsmodus 2 allein durch Verändern des Öffnungsgrades des Heiznutzungs-Expansionsventils 113 zur Öffnungsrichtung
durchgeführt
werden, während
der Kompressor 111 noch in Betrieb ist, sodass ein Schalten
zum Entfrostungsmodus 1 oder Entfrostungsmodus 2 keine Zeit zum
Abschalten und Neu starten des Kompressors 111 benötigt und
die Zeit, bis sich der Druck im Wärmepumpenkreis 110 stabilisiert,
nicht erfordert und deshalb ein Entfrosten in einer kurzen Zeit
(augenblicklich) möglich
wird.Further, the switching from the hot water heating mode to the defrosting mode 1 or the defrosting mode 2 or the switching from the defrosting mode 1 and the defrosting mode 2 may be performed solely by changing the opening degree of the heating-use expansion valve 113 to the opening direction, while the compressor 111 is still in operation, so switching to defrosting mode 1 or defrosting mode 2 does not allow any time to shut down and restart the compressor 111 needed and the time until the pressure in the heat pump cycle 110 stabilized, not required and therefore a defrosting in a short time (instantaneous) is possible.
Ferner
wird, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (d.h. der mit der Strömungsrate
der in das Außengerät 114 strömenden Außenluft
zusammenhängende
Wert) eine vorbestimmte Geschwindigkeit übersteigt, der Entfrostungsmodus
1 ausgeführt. Hierdurch
werden, wenn die Strömungsrate
der in das Außengerät 114 strömenden Außenluft
einen vorbestimmten Wert übersteigt,
die Bedingungen zum Kühlen
des Außengeräts 114 durch
die Außenluft
förderlicher.
Deshalb wird in diesem Fall bevorzugt der die Temperatur des warmen
Wassers nicht beeinflussende Entfrostungsmodus 1 ausgeführt.Further, when the speed of the vehicle (ie, with the flow rate of the in the outdoor unit 114 flowing outside air related value) exceeds a predetermined speed, the defrosting mode 1 is executed. This will cause when the flow rate of the in the outdoor unit 114 flowing outside air exceeds a predetermined value, the conditions for cooling the outdoor unit 114 more conducive to the outside air. Therefore, in this case, the defrosting mode 1 not affecting the temperature of the warm water is preferably performed.
Wenn
andererseits die Geschwindigkeit des Fahrzeugs die vorbestimmte
Geschwindigkeit oder kleiner ist, wird der Entfrostungsmodus 2 ausgeführt. Hierdurch
werden, falls die Strömungsrate
der in das Außengerät 114 strömenden Außenluft
ein vorbestimmter Wert oder kleiner ist, die Bedingungen zum Kühlen des
Außengeräts 114 durch
die Außenluft
erschwert, sodass bevorzugt ein Entfrosten durch den Entfrostungsmodus
2 durchgeführt
wird.On the other hand, when the speed of the vehicle is the predetermined speed or less, the defrosting mode 2 is executed. This will, if the flow rate of the in the outdoor unit 114 flowing outside air is a predetermined value or smaller, the conditions for cooling the outdoor unit 114 Difficult by the outside air, so preferably a defrosting by the defrosting mode 2 is performed.
Ferner
wird, wenn die Warmwassertemperatur TW eine erste vorbestimmte Temperatur
(zum Beispiel 60°C)
oder mehr ist, der Entfrostungsmodus 2 ausgeführt, sodass Wärme aus
dem warmen Wasser absorbiert werden kann, die absorbierte Wärme am Außengerät 114 abgestrahlt
werden kann und die Entfrostungswirkung zuverlässig gesichert werden kann.Further, when the hot water temperature TW is a first predetermined temperature (for example, 60 ° C) or more, the defrosting mode 2 is performed so that heat from the warm water can be absorbed, the absorbed heat at the outdoor unit 114 can be radiated and the defrosting be reliably secured can.
Wenn
dagegen die Warmwassertemperatur TW niedriger als die erste vorbestimmte
Temperatur ist, kann Wärme
nicht ausreichend aus dem warmen Wasser absorbiert werden, sodass
der Entfrostungsmodus 2 bevorzugt gestoppt wird (der Kompressor 11 wird
in Schritt S140 abgeschaltet).On the other hand, when the hot water temperature TW is lower than the first predetermined temperature, heat can not be sufficiently absorbed from the warm water, so that the defrosting mode 2 is preferably stopped (the compressor 11 is turned off in step S140).
Weiter
wird, wenn die Warmwassertemperatur TW eine zweite vorbestimmte
Temperatur, die größer als
die erste vorbestimmte Temperatur eingestellt ist oder größer ist,
die Warmwassertemperatur TW ausreichend erhöht, sodass es kein Problem
gibt, selbst wenn das Heizen des warmen Wassers durch den Warmwasser-Heizmodus gestoppt
wird, und der Kompressor 111 vorzugsweise abgeschaltet
wird.Further, when the hot water temperature TW is set to a second predetermined temperature greater than the first predetermined temperature or higher, the hot water temperature TW is sufficiently increased so that there is no problem even if the heating of the warm water by the hot water heating mode is stopped will, and the compressor 111 is preferably switched off.
Ferner
wird als Entfrostungsbeurteilung basierend auf der Betriebszeit
im Warmwasser-Heizmodus (Wärmepumpenkreis 110)
oder basierend auf dem Temperaturunterschied zwischen der Außenlufttemperatur
TAM und der Außengeräte-Kältemitteltemperatur
Tgcout beurteilt, ob der Entfrostungsmodus 1 oder der Entfrostungsmodus
2 ausgeführt
werden kann, sodass der Bedarf zum Entrosten durch Ausführung des
Entfrostungsmodus 1 oder Entfrostungsmodus 2 klar wird und ein effektives
Entfrosten möglich
wird.Further, as the defrosting judgment based on the operation time in the hot water heating mode (heat pump cycle 110 ) or based on the temperature difference between the outside air temperature TAM and the outdoor unit refrigerant temperature Tgcout judges whether the defrosting mode 1 or the defrosting mode 2 can be performed so that the need for defrosting by executing the defrosting mode 1 or defrosting mode 2 becomes clear and effective defrosting becomes possible becomes.
Weiter
wird, wenn die Außengeräte-Kältemitteltemperatur
Tgcout eine vorbestimmte Temperatur (dritte vorbestimmte Temperatur)
oder größer ist,
die Ausführung
des Entfrostungsmodus 1 oder des Entfrostungsmodus 2 gestoppt, sodass
der Zustand der Beseitigung des Frostzustandes im Außengerät 114 geklärt werden
kann und das minimal erforderliche Maß des Entfrostungsmodus 1 oder
des Entfrostungsmodus 2 ausgeführt
werden kann.Further, when the outdoor device refrigerant temperature Tgcout is a predetermined temperature (third predetermined temperature) or more, the execution of the defrosting mode 1 or the defrosting mode 2 is stopped, so that the state of removing the frost condition in the outdoor unit 114 can be clarified and the minimum required degree of defrosting mode 1 or the defrosting mode 2 can be performed.
Ferner
wird Kohlendioxid als Kältemittel
im Wärmepumpenkreis 110 verwendet.
Wenn das Kältemittel
Kohlendioxid ist, können
die Strömungsrate und
das Gewicht in dem Umlauf im Vergleich zu einem gewöhnlichen
Kältemittel
wie beispielsweise einem CFC vergrößert werden, sodass eine effektive Wärmeübertragung
durch das Kohlendioxid-Kältemittel
möglich
wird. Insbesondere wird es möglich, ein
Entfrosten durch den Entfrostungsmodus 1 und den Entfrostungsmodus
2 in einer kurzen Zeit durchzuführen.Furthermore, carbon dioxide is used as refrigerant in the heat pump cycle 110 used. When the refrigerant is carbon dioxide, the flow rate and the weight in the circulation can be increased as compared with a common refrigerant such as CFC, so that effective heat transfer by the carbon dioxide refrigerant becomes possible. In particular, it becomes possible to perform defrosting by the defrosting mode 1 and the defrosting mode 2 in a short time.
(Zweites Ausführungsbeispiel)Second Embodiment
Ein
zweites Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist in 6 dargestellt.
Das zweite Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel darin, dass
vor der Entfrostungsvorgang-Möglichkeitsbeurteilung
von Schritt S130 ein Schritt S130A als eine erste Entfrostungsvorgang-Möglichkeitsbeurteilung
hinzugefügt
wird (Schritt S130 ist zur zweiten Entfrostungsvorgang-Möglichkeitsbeurteilung
gemacht), Schritt S150 zu einer ersten Entfrostungsmodusbeurteilung gemacht
ist und ein nächster
Schritt S150 als eine zweite Entfrostungsmodusbeurteilung vorgesehen
ist.A second embodiment of the present invention is in 6 shown. The second embodiment differs from the first embodiment in that before the defrosting process possibility judgment of step S130, a step S130A is added as a first defrosting operation possibility judgment (step S130 is made to the second defrosting operation possibility judgment), step S150 is made to a first defrosting mode judgment and a next step S150 is provided as a second defrosting mode judgment.
Das
heißt,
nach Schritt S110 führt
die ECU 130 als die erste Entfrostungsvorgang-Möglichkeitsbeurteilung in Schritt
S130A eine Beurteilung durch, ob der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 123a auf der
Seite des Heizkerns 122 ein erster vorbestimmter Öffnungsgrad
oder kleiner ist. Falls er der erste vorbestimmte Öffnungsgrad
oder kleiner ist, geht es weiter zu Schritt S130, wo sie basierend
auf der Warmwassertemperatur TW die zweite Entfrostungsvorgang-Möglichkeitsbeurteilung
durchführt.
Hierbei gibt der Öffnungsgrad
der Luftmischklappe 123a als erster vorbestimmter Öffnungsgrad
oder kleiner den Fall an, dass die Temperatur der durch den Heizkern 122 geheizten
Luft nicht so hoch sein muss. Falls die Beurteilung in Schritt S130
negativ ist, geht die ECU 130 ferner weiter zu Schritt
S140, wo sie den Kompressor 111 abschaltet.That is, after step S110, the ECU performs 130 as the first defrosting process possibility judgment in step S130A, a judgment is made as to whether the opening degree of the air mix door 123a on the side of the heater core 122 a first predetermined opening degree or less. If it is the first predetermined opening degree or less, it proceeds to step S130, where it performs the second defrosting operation possibility judgment based on the hot water temperature TW. Here, the opening degree of the air mix door 123a as the first predetermined opening degree or less, the case that the temperature of the heater core 122 heated air does not have to be that high. If the judgment in step S130 is negative, the ECU goes 130 Further, to step S140, where it the compressor 111 off.
Weiter
beurteilt die ECU 130, wenn die Beurteilung in der ersten
Entfrostungsmodusbeurteilung von Schritt S150 bestätigend ist,
als die zweite Entfrostungsmodusbeurteilung in Schritt S150A, ob
der Öffnungsgrad
der Luftmischklappe 123a auf der Seite des Heizkerns 122 ein
zweiter vorbestimmter Öffnungsgrad
oder größer ist.
Bei negativer Beurteilung geht sie weiter zu Schritt S160, wo sie
den Entfrostungsmodus 2 ausführt.
Bei positiver Beurteilung in Schritt S150A geht sie weiter zu Schritt
S180, wo sie den Entfrostungsmodus 1 ausführt. Auch hier zeigt in der
gleichen Weise wie oben der nicht den zweiten vorbestimmten Öffnungsgrad
erreichende Öffnungsgrad
der Luftmischklappe 123a den Fall an, dass die Temperatur
der durch den Heizkern 122 geheizten Klimaluft nicht so
hoch sein muss (jedoch erster vorbestimmter Öffnungsgrad ≤ zweiter vorbestimmter Öffnungsgrad).Next, the ECU assesses 130 if the judgment in the first defrosting mode judgment of step S150 is affirmative, as the second defrosting mode judgment in step S150A, if the opening degree of the air mix door 123a on the side of the heater core 122 a second predetermined opening degree or larger. If negative, it proceeds to step S160, where it executes the defrosting mode 2. *** " If affirmative in step S150A, it proceeds to step S180, where it executes the defrosting mode 1. *** " Again, in the same manner as above, the degree of opening of the air mix door not attaining the second predetermined opening degree is shown 123a the case that the temperature is passing through the heater core 122 heated climatic air does not have to be so high (but first predetermined opening degree ≤ second predetermined degree of opening).
Hierdurch
wird, wenn die zur Zeit des Heizens erforderliche Temperatur der
Klimaluft nicht so hoch sein muss, der Entfrostungsmodus 2 ausgeführt, sodass
eine effektive Entfrostungsnutzung der Wärme des warmen Wassers möglich wird.
Wenn dagegen die zur Zeit des Heizens erforderliche Temperatur der
Klimaluft hoch ist, wird der Kompressor 111 abgeschaltet
(Schritt S140) oder der Entfrostungsmodus 1 wird ausgeführt, sodass
die Heiztemperatur ohne Absorption von Wärme aus dem warmen Wasser sichergestellt
werden kann.As a result, when the temperature of the air conditioning air required at the time of heating does not have to be so high, the defrosting mode 2 is executed so that effective defrosting use of the warm water heat becomes possible. On the other hand, when the temperature of the climatic air required at the time of heating is high, the compressor becomes high 111 is turned off (step S140) or the defrosting mode 1 is performed so that the heating temperature can be ensured without absorbing heat from the warm water.
(Drittes Ausführungsbeispiel)(Third Embodiment)
Ein
drittes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist in 7 dargestellt.
Das dritte Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel darin, dass
ein Schritt S145 zum Lesen der Warmwassertemperatur TW zur Zeit des
Beginns des Entfrostens nach dem Schritt S130 hinzugefügt ist.
Ferner ist Schritt S150 zu einer ersten Entfrostungsmodusbeurteilung
gemacht, und ein nächster
Schritt S150B ist als eine zweite Entfrostungsmodusbeurteilung vorgesehen.A third embodiment of the present invention is in 7 shown. The third Embodiment differs from the first embodiment in that a step S145 is added for reading the hot water temperature TW at the time of the start of the defrosting after the step S130. Further, step S150 is made to a first defrosting mode judgment, and a next step S150B is provided as a second defrosting mode judgment.
Die
ECU 130 beurteilt als die zweite Entfrostungsmodusbeurteilung
in Schritt S150B, ob ΔTW
ein vorbestimmter Wert oder größer ist.
Hierbei ist ΔTW die
Warmwassertemperatur TWs zur Zeit des Beginns des Entfrostens, die
in Schritt S145 gelesen wird, minus der Warmwassertemperatur TWn
zum vorliegenden Zeitpunkt. Je größer ΔTW, umso größer ist der angezeigte Abfall
der Warmwassertemperatur TW. Deshalb ist, falls ΔTW einen vorbestimmten Wert
nicht übersteigt,
der Abfall der Warmwassertemperatur TW klein und die ECU 130 geht
weiter zu Schritt S160, wo sie den Entfrostungsmodus 2 ausführt. Weiter
ist, falls ΔTW
der vorbestimmte Wert oder größer ist,
der Abfall der Warmwassertemperatur TW groß. Um eine Absorption von Wärme aus dem
warmen Wasser zu vermeiden, geht die ECU 130 weiter zu
Schritt S180, wo sie den Entfrostungsmodus 1 ausführt.The ECU 130 judges, as the second defrosting mode judgment in step S150B, whether ΔTW is a predetermined value or more. Here, ΔTW is the hot water temperature TWs at the time of the start of the defrosting read in step S145 minus the hot water temperature TWn at the present time. The larger the ΔTW, the greater the indicated drop in the DHW temperature TW. Therefore, if ΔTW does not exceed a predetermined value, the drop in the hot water temperature TW is small and the ECU 130 proceeds to step S160 where it executes the defrosting mode 2. Further, if ΔTW is the predetermined value or more, the drop in the hot water temperature TW is large. To avoid absorption of heat from the warm water, the ECU goes 130 proceed to step S180 where it executes the defrosting mode 1.
Hierdurch
ist es möglich,
zuverlässig
zu verhindern, dass die Warmwassertemperatur TW zusammen mit der
Ausführung
des Entfrostungsmodus 2 stark abfällt, sodass es möglich ist,
eine nachteilige Wirkung auf die Heizleistung zu verhindern.hereby
Is it possible,
reliable
to prevent the DHW temperature TW together with the
execution
of defrosting mode 2 drops sharply so that it is possible
to prevent an adverse effect on the heating power.
(Viertes Ausführungsbeispiel)(Fourth Embodiment)
Ein
viertes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist in 8 dargestellt.
Das vierte Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel darin, dass
der Aufbau des Wärmepumpenkreises 110 zum
Wärmepumpenkreis 110A geändert ist.
Das heißt,
der Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112 ist
stromab des Heizkerns 122 angeordnet und das Kanalschaltventil 115 ist zwischen
dem Innenwärmetauscher 119 und
dem Expansionsventil 116A angeordnet. Weiter ist das Expansionsventil 116A ein
Ventil mit fester Öffnung, das
kein Temperatur messteil 116a und keine Kapillare 116b erfordert.
Ferner ist die Niederdruckpumpe 119b zwischen dem Speicher 118 und
dem Innenwärmetauscher 119 angeordnet.A fourth embodiment of the present invention is disclosed in 8th shown. The fourth embodiment differs from the first embodiment in that the structure of the heat pump cycle 110 to the heat pump circuit 110A is changed. That is, the water / refrigerant heat exchanger 112 is downstream of the heater core 122 arranged and the channel switching valve 115 is between the indoor heat exchanger 119 and the expansion valve 116A arranged. Next is the expansion valve 116A a valve with a fixed opening that does not have a temperature measuring part 116a and no capillary 116b requires. Furthermore, the low pressure pump 119b between the memory 118 and the indoor heat exchanger 119 arranged.
Aufgrund
dessen zeigt der Wärmepumpenkreis 110A Wirkungen
und Effekte ähnlich
jenen des ersten Ausführungsbeispiels.Due to this, the heat pump cycle shows 110A Effects and effects similar to those of the first embodiment.
Man
beachte, dass der Innenwärmetauscher 119 abhängig von
der Kühlfähigkeit
des Außengeräts 117 im
Kühlvorgang
weggelassen werden kann. Ferner kann das Kanalschaltventil anstelle
eines Dreiwegeventils ein Solenoidventil sein.Note that the indoor heat exchanger 119 depending on the cooling capacity of the outdoor unit 117 can be omitted in the cooling process. Further, the channel switching valve may be a solenoid valve instead of a three-way valve.
(Weitere Ausführungsbeispiele)(Further embodiments)
Bei
der Ausführung
des Entfrostungsmodus 2 von Schritt S160 im ersten Ausführungsbeispiel kann
die Ausgabemenge des Kompressors 111 maximal gemacht werden.
Hierdurch ist es möglich,
die Menge der am Außengerät 114 abgestrahlten
Wärme zu
erhöhen,
sodass es möglich
ist, den Entfrostungseffekt weiter zu verbessern.In the execution of the defrosting mode 2 of step S160 in the first embodiment, the discharge amount of the compressor 111 be made maximum. This makes it possible, the amount of the outdoor unit 114 radiated heat, so that it is possible to further improve the defrosting effect.
Ferner
wurde bei der Beurteilung in Schritt S150 die Fahrzeuggeschwindigkeit
verwendet, aber die Fahrzeuggeschwindigkeit kann auch durch die Drehzahl
des Motors 10, die Anzahl Umdrehungen der Räder des
Fahrzeugs, die Strömungsrate
der in das Außengerät 114 strömenden Außenluft
direkt, ein Fahrzeuganhaltesignal (oder Fahrzeugstartsignal), usw.
ersetzt werden.Further, in the judgment in step S150, the vehicle speed has been used, but the vehicle speed may also be determined by the rotational speed of the engine 10 , the number of revolutions of the wheels of the vehicle, the flow rate of the in the outdoor unit 114 flowing outside air directly, a vehicle stop signal (or vehicle start signal), etc. be replaced.
Weiter
ist es in Schritt S150 für
die Beurteilung der Größe der Fahrzeuggeschwindigkeit
auch möglich,
eine erste vorbestimmte Geschwindigkeit (entspricht dem ersten vorbestimmten
Wert in der vorliegenden Erfindung) und eine zweite vorbestimmte
Geschwindigkeit kleiner als die erste vorbestimmte Geschwindigkeit
(entspricht einem zweiten vorbestimmten Wert in der vorliegenden
Erfindung) vorzusehen, negativ zu beurteilen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
die erste vorbestimmte Geschwindigkeit überschreitet, und bestätigend zu
beurteilen, wenn sie die zweite vorbestimmte Geschwindigkeit oder
weniger ist.Further
it is in step S150 for
the assessment of the size of the vehicle speed
also possible,
a first predetermined speed (corresponding to the first predetermined speed
Value in the present invention) and a second predetermined one
Speed less than the first predetermined speed
(corresponds to a second predetermined value in the present
Invention) to assess negatively when the vehicle speed
exceeds the first predetermined speed, and affirmative
judge if it is the second predetermined speed or
less is.
Ferner
ist es bei der Beurteilung der Fahrzeuggeschwindigkeit in Schritt
S150 auch möglich, den
Kompressor 111 abzuschalten, falls die beurteilte Fahrzeug geschwindigkeit
eine vorbestimmte Geschwindigkeit oder größer ist. Hierdurch ist, da
die Warmwassertemperatur TW, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch
ist, durch die vom Motor 10 selbst abgegebene Wärme erhöht ist und
die Heizfähigkeit des
Heizkerns 122 gesichert ist, eine Ausführung des Warmwasser-Heizmodus
nicht erforderlich und die für
den Betrieb des Kompressors 111 benutzte Energie kann reduziert
werden. Ferner kann auch im Entfrostungsmodus 1 der Kompressor 111 einmal
abgeschaltet werden, um die Energie für den Betrieb des Kompressors 111 zu
reduzieren.Further, in the judgment of the vehicle speed in step S150, it is also possible to use the compressor 111 shut off if the assessed vehicle speed is a predetermined speed or greater. Hereby, since the hot water temperature TW is high, when the vehicle speed is high, that of the engine 10 even emitted heat is increased and the heating capacity of the heater core 122 is secured, an execution of the hot water heating mode is not required and for the operation of the compressor 111 used energy can be reduced. Furthermore, even in the defrosting mode 1, the compressor 111 once shut off to the energy for the operation of the compressor 111 to reduce.
Bei
der Steuerung zum Abschalten des Kompressors 111 durch
die obige Beurteilung der Fahrzeuggeschwindigkeit kann die Beurteilung
basierend auf der Drehzahl des Motors 10 und der Betriebszeit durchgeführt werden.
Das heißt,
es ist auch möglich, den
Betrieb des Kompressors 111 in der Steuerung zu stoppen,
wenn die Drehzahl des Motors 10 eine vorbestimmte Geschwindigkeit
für eine
vorbestimmte Zeit überschreitet.In the control for switching off the compressor 111 By the above judgment of the vehicle speed, the judgment may be based on the rotational speed of the engine 10 and operating time. That is, it is also possible to operate the compressor 111 in the controller to stop when the speed of the motor 10 exceeds a predetermined speed for a predetermined time.
Ferner
wurde hinsichtlich der zweiten Frostbeurteilung von Schritt S120
die Beurteilung mittels des durch die Außenlufttemperatur TAM minus
Außengeräte-Kältemitteltemperatur
Tgcout berechneten Temperaturdifferenz beurteilt, aber die Außengeräte-Kältemitteltemperatur
Tgcout kann auch durch die Oberflächentemperatur des Außengeräts 114 einschließlich der
Rohrleitungsteile oder die Außenlufttemperatur
nach Durchströmen
des Außengeräts 114 ersetzt
werden.Further, with regard to the second frost judgment of step S120, the judgment was judged by the temperature difference calculated by the outside air temperature TAM minus the outdoor unit refrigerant temperature Tgcout, but the outdoor unit refrigerant temperature Tgcout can also be determined by the surface temperature of the outdoor unit 114 including the piping parts or outside air temperature after flowing through the outdoor unit 114 be replaced.
Ferner
wurde hinsichtlich des Entfrostungsabschlussbeurteilung von Schritt
S200 die Beurteilung mittels des Werts der Außengeräte-Kältemitteltemperatur Tgcout
durchgeführt,
aber es ist auch möglich,
die Oberflächentemperatur
des Außengeräts 114 einschließlich der
Rohrleitungsteile zu benutzen.Further, with regard to the defrosting completion judgment of step S200, the judgment has been made by means of the value of the outdoor unit refrigerant temperature Tgcout, but it is also possible to determine the surface temperature of the outdoor unit 114 including the piping parts.
Weiter
ist das für
den Wärmepumpenkreis 110 verwendete
Kältemittel
nicht auf CO2 beschränkt. Ein übliches Kältemittel auf CFC-Basis kann
ebenfalls verwendet werden.Next is the heat pump cycle 110 used refrigerants not limited to CO 2 . A common CFC based refrigerant can also be used.
Ferner
wurde der Heizkern 122 als einer erläutert, der von dem Motor 10 zirkuliertes
warmes Wasser als eine Wärmequelle
nutzt, aber die Erfindung ist nicht hierauf be schränkt. Es
ist auch möglich,
das warme Wasser von einer Brennstoffzelle in einem Brennstoffzellenfahrzeug
als Wärmequelle
zu verwenden. Weiter ist das Wärmekreissystem 100 nicht
auf eine Fahrzeugnutzung beschränkt
und kann auch zum Hausgebrauch verwendet werden.Furthermore, the heater core 122 as one explained by the engine 10 uses circulated warm water as a heat source, but the invention is not limited thereto. It is also possible to use the warm water from a fuel cell in a fuel cell vehicle as a heat source. Next is the heat cycle system 100 not limited to a vehicle use and can also be used for home use.
Während die
Erfindung unter Bezug auf spezielle Ausführungsbeispiele zu Veranschaulichungszwecken
beschrieben worden ist, sollte es offensichtlich sein, dass zahlreiche
Modifikationen daran durch den Fachmann vorgenommen werden können, ohne das
Grundkonzept und den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.While the
Invention with reference to specific embodiments for illustrative purposes
it should be obvious that many
Modifications thereto may be made by those skilled in the art without that
Basic concept and to leave the scope of the invention.