DE112021004336T5 - refrigeration cycle device - Google Patents

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Abstract

Eine Kältekreisvorrichtung weist eine Heizungseinheit (12, 121, 50), eine erste Entspannungseinheit (13), eine Außen-Wärmeaustauscheinheit (14), eine zweite Entspannungseinheit (16) und eine Innen-Verdampfungseinheit (17) auf. Die Heizungseinheit (12, 121, 50) erwärmt eine Lüftungsluft. Die erste Entspannungseinheit (13) entspannt ein Kältemittel, das aus der Heizungseinheit (12, 121, 50) ausströmt. Die Außen-Wärmeaustauscheinheit (14) tauscht Wärme zwischen dem Kältemittel, das aus der ersten Entspannungseinheit (13) ausströmt, und einer Außenluft aus. Die zweite Entspannungseinheit (16) entspannt das Kältemittel, das aus der Außen-Wärmeaustauscheinheit (14) ausströmt. Die Innen-Verdampfungseinheit (17) kühlt die Lüftungsluft, bevor sie in der Heizungseinheit (12, 121, 50) erwärmt wird. Die erste Entspannungs-Steuerungseinheit (40b) steuert einen Betrieb der ersten Entspannungseinheit (13) so, dass ein Unterkühlungsgrad (SC1) des Kältemittels, das in die erste Entspannungseinheit (13) strömt, gleich oder niedriger als ein Soll-Unterkühlungsgrad (SCO) ist.A refrigeration cycle device has a heating unit (12, 121, 50), a first expansion unit (13), an outdoor heat exchanging unit (14), a second expansion unit (16), and an indoor evaporating unit (17). The heating unit (12, 121, 50) heats a ventilation air. The first expansion unit (13) expands a refrigerant that flows out of the heating unit (12, 121, 50). The outdoor heat exchange unit (14) exchanges heat between the refrigerant flowing out of the first expansion unit (13) and an outside air. The second expansion unit (16) expands the refrigerant flowing out of the outdoor heat exchange unit (14). The indoor evaporating unit (17) cools the ventilation air before it is heated in the heating unit (12, 121, 50). The first expansion control unit (40b) controls an operation of the first expansion unit (13) so that a supercooling degree (SC1) of refrigerant flowing into the first expansion unit (13) is equal to or lower than a target supercooling degree (SCO). .

Description

Querverweis auf verwandte AnmeldungCross reference to related application

Die Anmeldung beruht auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-139066 , die am 20. August 2020 eingereicht wurde, deren Inhalt hierin durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit einbezogen ist.The registration is based on Japanese Patent Application No. 2020-139066 , filed August 20, 2020, the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety.

Gebiet der Erfindungfield of invention

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Kältekreisvorrichtung und ist geeignet zur Verwendung in einer Klimaanlage, die einen zu klimatisierenden Raum entfeuchtet und erwärmt.The present disclosure relates to a refrigeration cycle device and is suitable for use in an air conditioner that dehumidifies and heats a space to be air-conditioned.

Stand der TechnikState of the art

Herkömmlich offenbart Patentliteratur 1 eine Kältekreisvorrichtung, die auf eine Fahrzeugklimaanlage angewendet wird, die konfiguriert ist, die Innenseite einer Fahrzeugkabine, die ein zu klimatisierender Raum ist, zu entfeuchten und zu erwärmen.Conventionally, Patent Literature 1 discloses a refrigeration cycle device applied to a vehicle air conditioner configured to dehumidify and heat the inside of a vehicle cabin, which is a space to be air-conditioned.

Die Kältekreisvorrichtung von Patentliteratur 1 weist eine Vielzahl von Wärmeaustauscheinheiten wie etwa einen Innen-Kondensator, einen Außen-Wärmeaustauscher und einen Innen-Verdampfer auf. Der Innen-Kondensator ist eine Heizungseinheit, die Lüftungsluft erwärmt, die in die Fahrzeugkabine zu blasen ist, indem ein abgegebenes Kältemittel, das von einem Verdichter abgegeben wird, als eine Wärmequelle verwendet wird. Die Kältekreisvorrichtung, die in Patentliteratur 1 offenbart ist, weist ferner eine erste Entspannungseinheit, die das Kältemittel entspannt, das aus dem Innen-Kondensator ausströmt, und eine zweite Entspannungseinheit auf, die das Kältemittel entspannt, das aus dem Außen-Wärmeaustauscher ausströmt.The refrigeration cycle device of Patent Literature 1 includes a plurality of heat exchange units such as an indoor condenser, an outdoor heat exchanger, and an indoor evaporator. The indoor condenser is a heater unit that heats ventilation air to be blown into the vehicle cabin by using discharged refrigerant discharged from a compressor as a heat source. The refrigeration cycle device disclosed in Patent Literature 1 further includes a first expansion unit that expands the refrigerant that flows out of the indoor condenser, and a second expansion unit that expands the refrigerant that flows out of the outdoor heat exchanger.

Bei der Kältekreisvorrichtung von Patentliteratur 1 wird in einem Entfeuchtungs-und-Heizungsmodus zum Entfeuchten und Erwärmen der Innenseite der Fahrzeugkabine ein Kältemittelkreislauf umgeschaltet, in welchem die drei Wärmeaustauscheinheiten in der folgenden Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite einer Kältemittelströmung seriell verbunden sind: der Innen-Kondensator, der Außen-Wärmeaustauscher und der Innen-Verdampfer. Bei der Fahrzeugklimaanlage von Patentliteratur 1 wird die Lüftungsluft, die in dem Innen-Verdampfer gekühlt und entfeuchtet wird, in dem Innen-Kondensator wiedererwärmt und in die Fahrzeugkabine geblasen, wodurch die Entfeuchtung und Erwärmung der Innenseite der Fahrzeugkabine erzielt wird.In the refrigeration cycle device of Patent Literature 1, in a dehumidification-and-heating mode for dehumidifying and heating the inside of the vehicle cabin, a refrigerant cycle in which the three heat exchange units are serially connected in the following order from the upstream side of a refrigerant flow is switched: the indoor condenser, the outdoor heat exchanger and the indoor evaporator. In the vehicle air conditioner of Patent Literature 1, the ventilation air cooled and dehumidified in the indoor evaporator is reheated in the indoor condenser and blown into the vehicle cabin, thereby achieving the dehumidification and heating of the inside of the vehicle cabin.

Ferner wird bei der Kältekreisvorrichtung von Patentliteratur 1 eine Erwärmungskapazität der Lüftungsluft in dem Innen-Kondensator in dem Entfeuchtungs-und-Heizungsmodus angepasst, indem ein Drosselöffnungsgrad der ersten Entspannungseinheit und ein Drosselöffnungsgrad der zweiten Entspannungseinheit geändert werden.Further, in the refrigeration cycle device of Patent Literature 1, a heating capacity of ventilation air in the indoor condenser in the dehumidification-and-heating mode is adjusted by changing a throttle opening degree of the first expansion unit and a throttle opening degree of the second expansion unit.

Zitierungslistecitation list

Patentliteraturpatent literature

Patentliteratur 1: JP-Patent Nr. 5585549 Patent Literature 1: JP Patent No. 5585549

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the Invention

Bei der Kältekreisvorrichtung von Patentliteratur 1 wird der Drosselöffnungsgrad der ersten Entspannungseinheit geändert, um die Erwärmungskapazität der Lüftungsluft in dem Innen-Kondensator in dem Entfeuchtungs-und-Heizungsmodus anzupassen. Wenn beispielsweise die Erwärmungskapazität der Lüftungsluft in dem Innen-Kondensator erhöht wird, wird der Drosselöffnungsgrad der ersten Entspannungseinheit verringert. Daher nimmt ein Unterkühlungsgrad des Kältemittels auf einer Auslassseite des Innen-Kondensators beim Erhöhen der Erwärmungskapazität der Lüftungsluft in dem Innen-Kondensator leichter zu.In the refrigeration cycle device of Patent Literature 1, the throttle opening degree of the first expansion unit is changed to adjust the heating capacity of the ventilation air in the indoor condenser in the dehumidification-and-heating mode. For example, when the heating capacity of the ventilation air in the indoor condenser is increased, the throttle opening degree of the first expansion unit is decreased. Therefore, a degree of supercooling of the refrigerant on an outlet side of the indoor condenser increases more easily with increasing the heating capacity of the ventilation air in the indoor condenser.

Falls jedoch der Unterkühlungsgrad des Kältemittels auf der Auslassseite des Innen-Kondensators unnötig groß wird, tritt bei der Lüftungsluft, die in dem Innen-Kondensator erwärmt wird, eine Temperaturungleichmäßigkeit auf und es ist unmöglich, eine behagliche Entfeuchtung und Erwärmung der Innenseite der Fahrzeugkabine zu erzielen. Falls der Unterkühlungsgrad des Kältemittels auf der Auslassseite des Innen-Kondensators unnötig groß wird, gibt es eine Möglichkeit, dass ein Leistungskoeffizient (das heißt, ein COP) des Kreises abnimmt.However, if the degree of supercooling of the refrigerant on the outlet side of the indoor condenser becomes unnecessarily large, temperature non-uniformity occurs in ventilation air heated in the indoor condenser, and it is impossible to achieve comfortable dehumidification and warming of the inside of the vehicle cabin . If the degree of subcooling of the refrigerant on the outlet side of the indoor condenser becomes unnecessarily large, there is a possibility that a coefficient of performance (ie, a COP) of the cycle decreases.

Im Hinblick auf das Obige ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Kältekreisvorrichtung vorzusehen, die in der Lage ist, einen Unterkühlungsgrad eines Kältemittels auf einer Auslassseite einer Heizungseinheit angemessen anzupassen.In view of the above, an object of the present disclosure is to provide a refrigeration cycle device capable of appropriately adjusting a degree of supercooling of refrigerant on an outlet side of a heating unit.

Um die obige Aufgabe zu lösen, weist eine Kältekreisvorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung einen Verdichter, eine Heizungseinheit, eine erste Entspannungseinheit, eine Außen-Wärmeaustauscheinheit, eine zweite Entspannungseinheit, eine Innen-Verdampfungseinheit, eine Soll-Unterkühlungsgrad-Bestimmungseinheit, eine Unterkühlungsgrad-Schätzeinheit und eine erste Entspannungs-Steuerungseinheit auf.To achieve the above object, a refrigeration cycle device according to a first aspect of the present disclosure includes a compressor, a heater unit, a first expansion unit, an outdoor heat exchange unit, a second expansion unit, an indoor evaporation unit, a target supercooling degree determination unit, a supercooling degree - Estimation unit and a first relaxation control unit.

Der Verdichter ist konfiguriert, ein Kältemittel zu verdichten und abzugeben. Die Heizungseinheit ist konfiguriert, Lüftungsluft zu erwärmen, die in einen zu klimatisierenden Raum zu blasen ist, indem das Kältemittel, das von dem Verdichter abgegeben wird, als eine Wärmequelle verwendet wird. Die erste Entspannungseinheit ist konfiguriert, das Kältemittel zu entspannen, das aus der Heizungseinheit ausströmt. Die Außen-Wärmeaustauscheinheit ist konfiguriert, Wärme zwischen dem Kältemittel, das aus der ersten Entspannungseinheit ausströmt, und Außenluft auszutauschen. Die zweite Entspannungseinheit ist konfiguriert, das Kältemittel, das aus der Außen-Wärmeaustauscheinheit ausströmt, zu entspannen. Die Innen-Verdampfungseinheit ist konfiguriert, das Kältemittel zu verdampfen, das in der zweiten Entspannungseinheit entspannt wird, um die Lüftungsluft zu kühlen, bevor sie in der Heizungseinheit erwärmt wird. Die Soll-Unterkühlungsgrad-Bestimmungseinheit ist konfiguriert, einen Soll-Unterkühlungsgrad des Kältemittels zu bestimmen, das in die erste Entspannungseinheit strömt. Die Unterkühlungsgrad-Schätzeinheit ist konfiguriert, einen Unterkühlungsgrad des Kältemittels zu schätzen, das in die erste Entspannungseinheit strömt. Die erste Entspannungs-Steuerungseinheit ist konfiguriert, einen Betrieb der ersten Entspannungseinheit zu steuern.The compressor is configured to compress and discharge refrigerant. The heating unit is configured to heat ventilation air to be blown into a space to be air-conditioned by using the refrigerant discharged from the compressor as a heat source. The first expansion unit is configured to expand the refrigerant that flows out of the heater unit. The outdoor heat exchange unit is configured to exchange heat between the refrigerant flowing out of the first expansion unit and outside air. The second expansion unit is configured to expand the refrigerant that flows out of the outdoor heat exchange unit. The indoor evaporating unit is configured to evaporate the refrigerant expanded in the second expansion unit to cool the ventilation air before it is heated in the heating unit. The target supercooling degree determination unit is configured to determine a target supercooling degree of refrigerant flowing into the first expansion unit. The supercooling degree estimating unit is configured to estimate a supercooling degree of the refrigerant flowing into the first expansion unit. The first relaxation control unit is configured to control an operation of the first relaxation unit.

Darüber hinaus steuert die erste Entspannungs-Steuerungseinheit den Betrieb der ersten Entspannungseinheit so, dass der Unterkühlungsgrad, der durch die Unterkühlungsgrad-Schätzeinheit geschätzt wird, gleich oder niedriger als der Soll-Unterkühlungsgrad ist.Furthermore, the first relaxation control unit controls the operation of the first relaxation unit so that the degree of supercooling estimated by the degree of supercooling estimating unit is equal to or lower than the target degree of supercooling.

Gemäß der vorliegenden Offenbarung steuert die erste Entspannungs-Steuerungseinheit einen Betrieb einer ersten Entspannungseinheit so, dass der Unterkühlungsgrad gleich oder niedriger als der Soll-Unterkühlungsgrad ist. Daher ist es möglich, eine unnötige Erhöhung des Unterkühlungsgrads des Kältemittels zu unterdrücken, das aus der Heizungseinheit ausströmt und in die erste Entspannungseinheit strömt.According to the present disclosure, the first relaxation control unit controls an operation of a first relaxation unit so that the supercooling degree is equal to or lower than the target supercooling degree. Therefore, it is possible to suppress an unnecessary increase in the degree of supercooling of the refrigerant that flows out of the heating unit and flows into the first expansion unit.

Im Ergebnis ist die Kältekreisvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt in der Lage, den Unterkühlungsgrad des Kältemittels auf der Auslassseite der Heizungseinheit angemessen anzupassen.As a result, the refrigeration cycle device according to the first aspect is able to appropriately adjust the degree of supercooling of the refrigerant on the outlet side of the heater unit.

Eine Kältekreisvorrichtung gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist einen Verdichter, eine Heizungseinheit, eine erste Entspannungseinheit, eine Außen-Wärmeaustauscheinheit, eine zweite Entspannungseinheit, eine Innen-Verdampfungseinheit, eine Soll-Unterkühlungsgrad-Bestimmungseinheit, eine Untere-Grenzfläche-Berechnungseinheit und eine erste Entspannungs-Steuerungseinheit auf.A refrigeration cycle device according to a second aspect of the present disclosure includes a compressor, a heater unit, a first expansion unit, an outdoor heat exchange unit, a second expansion unit, an indoor evaporation unit, a target supercooling degree determination unit, a lower interface calculation unit, and a first relaxation control unit.

Der Verdichter ist konfiguriert, das Kältemittel zu verdichten und abzugeben. Die Heizungseinheit ist konfiguriert, Lüftungsluft zu erwärmen, die in einen zu klimatisierenden Raum zu blasen ist, indem das Kältemittel, das von dem Verdichter abgegeben wird, als eine Wärmequelle verwendet wird. Die erste Entspannungseinheit ist konfiguriert, das Kältemittel zu entspannen, das aus der Heizungseinheit ausströmt. Die Außen-Wärmeaustauscheinheit ist konfiguriert, Wärme zwischen dem Kältemittel, das aus der ersten Entspannungseinheit ausströmt, und Außenluft auszutauschen. Die zweite Entspannungseinheit ist konfiguriert, das Kältemittel zu entspannen, das aus der Außen-Wärmeaustauscheinheit ausströmt. Die Innen-Verdampfungseinheit ist konfiguriert, das Kältemittel zu verdampfen, das in der zweiten Entspannungseinheit entspannt wird, um die Lüftungsluft zu kühlen, bevor sie in der Heizungseinheit erwärmt wird. Die Soll-Unterkühlungsgrad-Bestimmungseinheit ist konfiguriert, einen Soll-Unterkühlungsgrad des Kältemittels zu bestimmen, das in die erste Entspannungseinheit strömt. Die Untere-Grenzfläche-Berechnungseinheit ist konfiguriert, eine untere Grenze einer Drosseldurchgangsfläche der ersten Entspannungseinheit so zu berechnen, dass ein Unterkühlungsgrad des Kältemittels, das in die erste Entspannungseinheit strömt, gleich dem Soll-Unterkühlungsgrad wird. Die erste Entspannungs-Steuerungseinheit ist konfiguriert, einen Betrieb der ersten Entspannungseinheit zu steuern.The compressor is configured to compress and discharge the refrigerant. The heater unit is configured to heat ventilation air to be blown into a space to be air-conditioned by using the refrigerant discharged from the compressor as a heat source. The first expansion unit is configured to expand the refrigerant that flows out of the heater unit. The outdoor heat exchange unit is configured to exchange heat between the refrigerant flowing out of the first expansion unit and outside air. The second expansion unit is configured to expand the refrigerant that flows out of the outdoor heat exchange unit. The indoor evaporating unit is configured to evaporate the refrigerant expanded in the second expansion unit to cool the ventilation air before it is heated in the heating unit. The target supercooling degree determination unit is configured to determine a target supercooling degree of refrigerant flowing into the first expansion unit. The lower limit area calculation unit is configured to calculate a lower limit of a throttle passage area of the first expansion unit so that a degree of supercooling of the refrigerant flowing into the first expansion unit becomes equal to the target degree of supercooling. The first relaxation control unit is configured to control an operation of the first relaxation unit.

Die erste Entspannungs-Steuerungseinheit steuert den Betrieb der ersten Entspannungseinheit so, dass eine Drosseldurchgangsfläche der ersten Entspannungseinheit gleich oder größer als die untere Grenze einer Drosseldurchgangsfläche ist.The first relaxation control unit controls the operation of the first relaxation unit so that a throttle passage area of the first relaxation unit is equal to or larger than the lower limit of a throttle passage area.

Gemäß der vorliegenden Offenbarung steuert die erste Entspannungs-Steuerungseinheit den Betrieb der ersten Entspannungseinheit so, dass die Drosseldurchgangsfläche der ersten Entspannungseinheit gleich oder größer als die untere Grenze einer Drosseldurchgangsfläche ist. Somit kann der Unterkühlungsgrad des Kältemittels, das in die erste Entspannungseinheit strömt, gleich oder niedriger als der Soll-Unterkühlungsgrad eingestellt werden. Daher ist es möglich, eine unnötige Erhöhung des Unterkühlungsgrads des Kältemittels zu unterdrücken, das aus der Heizungseinheit ausströmt und in die erste Entspannungseinheit strömt.According to the present disclosure, the first relaxation control unit controls the operation of the first relaxation unit so that the throttle passage area of the first relaxation unit is equal to or larger than the lower limit of a throttle passage area. Thus, the degree of supercooling of the refrigerant flowing into the first expansion unit can be set equal to or lower than the target degree of supercooling. Therefore, it is possible to suppress an unnecessary increase in the degree of supercooling of the refrigerant that flows out of the heating unit and flows into the first expansion unit.

Im Ergebnis ist die Kältekreisvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt in der Lage, den Unterkühlungsgrad des Kältemittels auf der Auslassseite der Heizungseinheit angemessen anzupassen.As a result, the refrigeration cycle device according to the second aspect is able to appropriately adjust the degree of supercooling of the refrigerant on the outlet side of the heater unit.

Figurenlistecharacter list

  • 1 ist ein Gesamtkonfigurationsschaubild einer Fahrzeugklimaanlage gemäß einer ersten Ausführungsform. 1 14 is an overall configuration diagram of a vehicle air conditioner according to a first embodiment.
  • 2 ist ein Blockschaltbild, das eine elektrische Steuerungseinheit der Fahrzeugklimaanlage der ersten Ausführungsform darstellt. 2 Fig. 12 is a block diagram showing an electric control unit of the vehicle air conditioner of the first embodiment.
  • 3 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Teil eines Steuerungsablaufs der Fahrzeugklimaanlage der ersten Ausführungsform zeigt. 3 Fig. 12 is a flow chart showing part of a control procedure of the vehicle air conditioner of the first embodiment.
  • 4 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einem Unterkühlungsgrad und einer Dichte eines Kältemittels zeigt. 4 FIG. 14 is a graph showing a relationship between a degree of supercooling and a density of a refrigerant.
  • 5 ist ein Mollierdiagramm, das eine Zustandsänderung eines Kältemittels in einem Entfeuchtungs-und-Heizungsmodus einer Kältekreisvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. 5 14 is a Mollier chart showing a state change of refrigerant in a dehumidifying-and-heating mode of a refrigeration cycle device according to the first embodiment.
  • 6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Teil eines Steuerungsablaufs einer Fahrzeugklimaanlage einer zweiten Ausführungsform zeigt. 6 Fig. 14 is a flowchart showing part of a control flow of a vehicle air conditioner of a second embodiment.
  • 7 ist ein Gesamtkonfigurationsschaubild einer Fahrzeugklimaanlage gemäß einer dritten Ausführungsform. 7 14 is an overall configuration diagram of a vehicle air conditioner according to a third embodiment.
  • 8 ist ein Gesamtkonfigurationsschaubild einer Fahrzeugklimaanlage gemäß einer vierten Ausführungsform. 8th 14 is an overall configuration diagram of a vehicle air conditioner according to a fourth embodiment.
  • 9 ist ein Graph, der Temperaturänderungen eines Kältemittels und eines Wärmemediums in einem Medium/Kältemittel-Wärmetauscher zeigt. 9 FIG. 14 is a graph showing temperature changes of a refrigerant and a heat medium in a medium/refrigerant heat exchanger.

Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments

Nachfolgend werden eine Vielzahl von Ausführungsformen zum Ausführen der vorliegenden Offenbarung in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In jeder Ausführungsform sind Teile, die Gegenständen entsprechen, die in der vorherigen Ausführungsform beschrieben sind, durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet und eine redundante Beschreibung kann weggelassen sein. In jeder Ausführungsform können in einem Fall, in dem nur ein Teil der Konfiguration beschrieben ist, vorher beschriebene andere Ausführungsformen auf den anderen Teil der Konfiguration angewendet werden. Es ist möglich, nicht nur Teile zu kombinieren, die in jeder Ausführungsform ausdrücklich als kombinierbar angegeben sind, sondern auch Ausführungsformen teilweise zu kombinieren, die nicht ausdrücklich als kombinierbar bezeichnet sind, solange es beim Kombinieren kein Problem gibt.Hereinafter, a variety of embodiments for carrying out the present disclosure will be described with reference to the drawings. In each embodiment, parts that correspond to items described in the previous embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. In each embodiment, in a case where only part of the configuration is described, previously described other embodiments can be applied to the other part of the configuration. It is possible to combine not only parts expressly stated to be combinable in each embodiment but also partially to combine embodiments not expressly stated to be combinable as long as there is no problem in combining.

(Erste Ausführungsform)(First embodiment)

In Bezug auf 1 bis 5 wird eine Kältekreisvorrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Die Kältekreisvorrichtung 10 wird auf eine Fahrzeugklimaanlage 1 angewendet, die in dem Gesamtkonfigurationsschaubild von 1 dargestellt ist. Bei der Fahrzeugklimaanlage 1 passt die Kältekreisvorrichtung 10 eine Temperatur einer Lüftungsluft an, die in die Innenseite einer Fahrzeugkabine zu blasen ist, die ein zu klimatisierender Raum ist. Die Fahrzeugklimaanlage 1 weist die Kältekreisvorrichtung 10, eine Innen-Klimatisierungseinheit 30, eine Steuerungsvorrichtung 40 und Ähnliches auf.In relation to 1 until 5 A refrigeration cycle device 10 according to a first embodiment of the present disclosure will be described. The refrigeration cycle device 10 is applied to a vehicle air conditioner 1 shown in the overall configuration diagram of FIG 1 is shown. In the vehicle air conditioner 1, the refrigeration cycle device 10 adjusts a temperature of ventilation air to be blown into the inside of a vehicle cabin, which is a space to be air-conditioned. The vehicle air conditioner 1 includes the refrigeration cycle device 10, an indoor air conditioning unit 30, a control device 40, and the like.

Die Kältekreisvorrichtung 10 verwendet ein HFO-basiertes Kältemittel (insbesondere R1234yf) als ein Kältemittel. Die Kältekreisvorrichtung 10 bildet einen unterkritischen Dampfkompressionskältekreis, in welchem ein Druck eines Hochdruck-Kältemittels, das von einem Verdichter 11 abgegeben wird, einen kritischen Druck des Kältemittels nicht überschreitet. Das Kältemittel ist mit einem Kältemaschinenöl (insbesondere einem PAG-Öl) gemischt, um den Verdichter 11 zu schmieren. Ein Teil des Kältemaschinenöls zirkuliert zusammen mit dem Kältemittel in dem Kreis.The refrigeration cycle device 10 uses an HFO-based refrigerant (specifically, R1234yf) as a refrigerant. The refrigeration cycle device 10 forms a subcritical vapor compression refrigeration cycle in which a pressure of high-pressure refrigerant discharged from a compressor 11 does not exceed a critical pressure of the refrigerant. The refrigerant is mixed with a refrigerating machine oil (particularly, a PAG oil) to lubricate the compressor 11 . A part of the refrigerating machine oil circulates in the circuit together with the refrigerant.

Der Verdichter 11 saugt, verdichtet und gibt das Kältemittel in der Kältekreisvorrichtung 10 ab. Der Verdichter 11 ist bei der Innenseite einer Fahrzeughaube auf der Vorderseite der Fahrzeugkabine angeordnet, welche eine Hilfsmaschinenkammer ist. Der Verdichter 11 ist ein Elektroverdichter, der einen Verdichtungsmechanismus der Bauart eines feststehenden Hubs mit einer feststehenden Abgabekapazität durch einen Elektromotor rotationsmäßig antreibt. Eine Drehzahl des Verdichters 11 (das heißt, eine Kältemittelabgabekapazität) wird durch ein Steuerungssignal gesteuert, das von der Steuerungsvorrichtung 40 ausgegeben wird, die später beschrieben wird.The compressor 11 sucks, compresses, and discharges the refrigerant in the refrigeration cycle device 10 . The compressor 11 is arranged at the inside of a vehicle hood on the front side of the vehicle cabin, which is an auxiliary machine room. The compressor 11 is an electric compressor that rotationally drives a fixed stroke type compression mechanism with a fixed discharge capacity by an electric motor. A rotational speed of the compressor 11 (that is, a refrigerant discharge capacity) is controlled by a control signal output from the control device 40, which will be described later.

Eine Kältemitteleinlassseite des Innen-Kondensators 12 ist mit einem Abgabeanschluss des Verdichters 11 verbunden. Der Innen-Kondensator 12 ist in einem Gehäuse 31 einer Innen-Klimatisierungseinheit 30 angeordnet, die später beschrieben wird. Der Innen-Kondensator 12 ist eine Wärmeaustauscheinheit, die Wärme zwischen dem Hochdruck-Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, und der Lüftungsluft austauscht, um Wärme des Hochdruck-Kältemittels zu der Lüftungsluft abzuleiten. Der Innen-Kondensator 12 ist ferner eine Heizungseinheit, die die Lüftungsluft erwärmt, indem ein abgegebenes Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, als eine Wärmequelle verwendet wird.A refrigerant inlet side of the indoor condenser 12 is connected to a discharge port of the compressor 11 . The indoor condenser 12 is arranged in a case 31 of an indoor air conditioning unit 30, which will be described later. The indoor condenser 12 is a heat exchange unit that exchanges heat between the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 11 and the ventilation air to dissipate heat of the high-pressure refrigerant to the ventilation air. Furthermore, the indoor condenser 12 is a heating unit that heats the ventilation air by using a discharged high-temperature, high-pressure refrigerant discharged from the compressor 11 as a heat source.

Eine Einlassseite des Heizungs-Expansionsventils 13 ist mit einem Kältemittelauslass des Innen-Kondensators 12 verbunden. Das Heizungs-Expansionsventil 13 ist eine erste Entspannungseinheit, die das Kältemittel entspannt, das aus dem Innen-Kondensator 12 ausströmt.An inlet side of the heater expansion valve 13 is connected to a refrigerant outlet of the indoor condenser 12 . The heater expansion valve 13 is a first expansion unit that expands refrigerant flowing out of the indoor condenser 12 .

Das Heizungs-Expansionsventil 13 ist ein elektrischer variabler Drosselmechanismus, der einen Ventilkörperabschnitt, der einen Öffnungsgrad eines Drosseldurchgangs (das heißt, einen Ventilöffnungsgrad) ändert, und ein elektrisches Stellglied (insbesondere einen Schrittmotor) aufweist, der den Ventilkörperabschnitt verlagert. Ein Betrieb des Heizungs-Expansionsventils 13 wird durch ein Steuerungssignal (insbesondere einen Steuerungspuls) gesteuert, das/der von der Steuerungsvorrichtung 40 ausgegeben wird.The heater expansion valve 13 is an electric variable throttle mechanism that includes a valve body portion that changes an opening degree of a throttle passage (that is, a valve opening degree) and an electric actuator (specifically, a stepping motor) that displaces the valve body portion. An operation of the heater expansion valve 13 is controlled by a control signal (specifically, a control pulse) output from the control device 40 .

Das Heizungs-Expansionsventil 13 hat eine vollständig offene Funktion. Bei der vollständig offenen Funktion stellt der Ventilkörperabschnitt den Ventilöffnungsgrad zu einem vollständig offenen Grad ein und das Heizungs-Expansionsventil 13 fungiert daher lediglich als ein Kältemitteldurchgang, annähernd ohne eine Strömungsratenanpassungsaktion oder eine Kältemittel-Druckverringerungsaktion auszuüben.The heater expansion valve 13 has a full open function. In the full-open function, the valve body portion adjusts the valve opening degree to a full-open degree, and the heater expansion valve 13 therefore functions only as a refrigerant passage almost without exerting any flow rate adjustment action or refrigerant pressure reducing action.

Eine Kältemitteleinlassseite eines Außen-Wärmetauschers 14 ist mit einem Auslass des Heizungs-Expansionsventils 13 verbunden. Der Außen-Wärmetauscher 14 ist eine Außen-Wärmeaustauscheinheit, die Wärme zwischen dem Kältemittel, das von dem Heizungs-Expansionsventil 13 ausströmt, und Außenluft austauscht, die von einem Außenluftlüfter (nicht gezeigt) geblasen wird. Der Außen-Wärmetauscher 14 ist auf der Vorderseite bei der Fahrzeughaube angeordnet. Wenn daher das Fahrzeug läuft, kann ein Fahrtwind, der durch einen Grill in die Fahrzeughaube strömt, gegen den Außen-Wärmetauscher 14 geblasen werden.A refrigerant inlet side of an outdoor heat exchanger 14 is connected to an outlet of the heater expansion valve 13 . The outdoor heat exchanger 14 is an outdoor heat exchange unit that exchanges heat between the refrigerant flowing out from the heater expansion valve 13 and outdoor air blown by an outdoor air fan (not shown). The outdoor heat exchanger 14 is arranged on the front side at the vehicle hood. Therefore, when the vehicle is running, a running wind flowing into the vehicle hood through a grille can be blown against the outdoor heat exchanger 14 .

Eine Einlassseite eines Sammlers 15 ist mit einem Kältemittelauslass des Außen-Wärmetauschers 14 verbunden. Der Sammler 15 ist ein Flüssigkeitsreservoir auf einer Hochdruckseite, der eine Gas/Flüssigkeit-Trennungsfunktion hat. Der Sammler 15 trennt ein Gas und eine Flüssigkeit des Kältemittels, das aus der Wärmeaustauscheinheit ausströmt, die als ein Kondensator zum Kondensieren des Kältemittels in der Kältekreisvorrichtung 10 fungiert. Der Sammler 15 veranlasst ferner einen Teil des getrennten flüssigphasigen Kältemittels, zu der stromabwärtigen Seite auszuströmen, und speichert ein verbleibendes flüssigphasiges Kältemittel als ein überschüssiges Kältemittel des Kreises.An inlet side of a header 15 is connected to a refrigerant outlet of the outdoor heat exchanger 14 . The accumulator 15 is a liquid reservoir on a high-pressure side that has a gas-liquid separating function. The accumulator 15 separates a gas and a liquid of the refrigerant that flows out of the heat exchange unit that functions as a condenser for condensing the refrigerant in the refrigeration cycle device 10 . The accumulator 15 further causes a part of the separated liquid-phase refrigerant to flow out to the downstream side, and stores a remaining liquid-phase refrigerant as a surplus refrigerant of the cycle.

Eine Einlassseite eines Kühlungs-Expansionsventils 16 ist mit einem Auslass des Sammlers 15 verbunden. Das Kühlungs-Expansionsventil 16 ist eine zweite Entspannungseinheit, die das Kältemittel entspannt, das aus dem Sammler 15 ausströmt. Das Kühlungs-Expansionsventil 16 hat eine Basiskonfiguration, die ähnlich zu jener des Heizungs-Expansionsventils 13 ist.An inlet side of a refrigeration expansion valve 16 is connected to an outlet of the accumulator 15 . The refrigeration expansion valve 16 is a second expansion unit that expands the refrigerant flowing out of the accumulator 15 . The cooling expansion valve 16 has a basic configuration similar to that of the heating expansion valve 13 .

Eine Kältemitteleinlassseite eines Innen-Verdampfers 17 ist mit einem Auslass des Kühlungs-Expansionsventils 16 verbunden. Der Innen-Verdampfer 17 ist in dem Gehäuse 31 der Innen-Klimatisierungseinheit 30 angeordnet. Der Innen-Verdampfer 17 ist eine Wärmeaustauscheinheit, die Wärme zwischen einem Niederdruck-Kältemittel, das durch das Kühlungs-Expansionsventil 16 entspannt wird, und der Lüftungsluft austauscht, die von dem Innen-Gebläse 32 zugeführt wird, um das Kältemittel zu verdampfen. Der Innen-Verdampfer 17 ist ferner eine Innen-Verdampfungseinheit, die die Lüftungsluft kühlt, indem das Niederdruck-Kältemittel verdampft wird, um eine Wärmeaufnahmeaktion auszuüben. Eine Sauganschlussseite des Verdichters 11 ist mit einem Kältemittelauslass des Innen-Verdampfers 17 verbunden.A refrigerant inlet side of an indoor evaporator 17 is connected to an outlet of the refrigeration expansion valve 16 . The indoor evaporator 17 is arranged in the case 31 of the indoor air conditioning unit 30 . The indoor evaporator 17 is a heat exchange unit that exchanges heat between a low-pressure refrigerant expanded by the refrigeration expansion valve 16 and the ventilation air supplied from the indoor fan 32 to evaporate the refrigerant. Furthermore, the indoor evaporator 17 is an indoor evaporating unit that cools the ventilation air by evaporating the low-pressure refrigerant to exert a heat absorbing action. A suction port side of the compressor 11 is connected to a refrigerant outlet of the indoor evaporator 17 .

Als nächstes wird die Innen-Klimatisierungseinheit 30 beschrieben. Die Innen-Klimatisierungseinheit 30 ist eine Einheit, in welcher verschiedene teilbildende Vorrichtungen in der Fahrzeugklimaanlage 1 integriert sind, um die Lüftungsluft, deren Temperatur angemessen angepasst worden ist, zu einer angemessenen Position in der Fahrzeugkabine zu blasen. Die Innen-Klimatisierungseinheit 30 ist innerhalb eines Armaturenbretts (das heißt, der Instrumententafel) ganz vorne in der Fahrzeugkabine angeordnet.Next, the indoor air conditioning unit 30 will be described. The indoor air conditioning unit 30 is a unit in which various constituent devices are integrated in the vehicle air conditioner 1 to blow the ventilation air whose temperature has been appropriately adjusted to an appropriate position in the vehicle cabin. The indoor air conditioning unit 30 is arranged inside an instrument panel (that is, the instrument panel) at the very front of the vehicle cabin.

Die Innen-Klimatisierungseinheit 30 weist das Gehäuse 31 auf, das einen Luftdurchgang für die Lüftungsluft ausbildet. Das Innen-Gebläse 32, der Innen-Verdampfer 17, der Innen-Kondensator 12 und Ähnliche sind in dem Luftdurchgang angeordnet, der in dem Gehäuse 31 ausgebildet ist. Das Gehäuse 31 ist aus einem Harz (beispielsweise Polypropylen) gemacht, das einen gewissen Elastizitätsgrad und eine hervorragende Festigkeit hat.The indoor air conditioning unit 30 includes the case 31 forming an air passage for the ventilation air. The indoor fan 32, the indoor evaporator 17, the indoor condenser 12 and the like are arranged in the air passage formed in the case 31. As shown in FIG. The case 31 is made of a resin (e.g. polypropylene) which has a certain degree of elasticity and excellent strength.

Eine Innenluft-und-Außenluft-Umschaltvorrichtung 33 ist auf der stromaufwärtigsten Seite des Gehäuses 31 in einer Lüftungsluftströmungsrichtung angeordnet. Die Innenluft-und-Außenluft-Umschaltvorrichtung 33 leitet Innenluft (das heißt, Luft innerhalb der Fahrzeugkabine) oder Außenluft (das heißt, Luft außerhalb der Fahrzeugkabine) in das Gehäuse 31 ein, indem dazwischen umgeschaltet wird. Ein Betrieb eines elektrischen Stellglieds zum Antreiben der Innenluft-und-Außenluft-Umschaltvorrichtung 33 wird durch ein Steuerungssignal gesteuert, das von der Steuerungsvorrichtung 40 ausgegeben wird.An inside air and outside air switching device 33 is arranged on the most upstream side of the case 31 in a ventilation air flow direction. The inside air and outside air switching device 33 introduces inside air (that is, air inside the vehicle cabin) or outside air (that is, air outside the vehicle cabin) into the case 31 by switching therebetween. An operation of an electric actuator for driving the inside and outside air switching device 33 is controlled by a control signal output from the control device 40 .

Ein Innen-Gebläse 32 ist auf der stromabwärtigen Seite der Innenluft-und-Außenluft-Umschaltvorrichtung 33 bezüglich der Lüftungsluftströmung angeordnet. Das Innen-Gebläse 32 ist eine Luftgebläseeinheit, die Luft, die durch die Innenluft-und-Außenluft-Umschaltvorrichtung 33 gesaugt wird, zu der Innenseite der Fahrzeugkabine bläst. Das Innen-Gebläse 32 ist ein elektrisches Gebläse, in welchem ein Mehrschaufel-Zentrifugallüfter durch einen Elektromotor angetrieben wird. Eine Drehzahl des Innen-Gebläses 32 (das heißt, eine Luftblaskapazität) wird durch eine Steuerungsspannung gesteuert, die von der Steuerungsvorrichtung 40 ausgegeben wird.An indoor fan 32 is arranged on the downstream side of the indoor air and outdoor air switching device 33 with respect to the ventilation air flow. The indoor blower 32 is an air blower unit that blows air drawn by the inside and outside air switching device 33 toward the inside of the vehicle cabin. The indoor fan 32 is an electric fan in which a multi-blade centrifugal fan is driven by an electric motor. A rotation speed of the indoor blower 32 (that is, an air blowing capacity) is controlled by a control voltage output from the control device 40 .

Auf der stromabwärtigen Seite des Innen-Gebläses 32 bezüglich der Lüftungsluftströmung sind der Innen-Verdampfer 17 und der Innen-Kondensator 12 in einer Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite bezüglich der Lüftungsluftströmung angeordnet. In anderen Worten ist der Innen-Verdampfer 17 auf der stromaufwärtigen Seite des Innen-Kondensators 12 bezüglich der Lüftungsluftströmung angeordnet. In dem Gehäuse 31, ist ein Kaltluft-Bypassdurchgang 35 ausgebildet, der der Lüftungsluft ermöglicht, die durch den Innen-Verdampfer 17 gegangen ist, zu der stromabwärtigen Seite zu strömen, während der Innen-Kondensator 12 umgangen wird.On the downstream side of the indoor fan 32 with respect to the ventilation air flow, the indoor evaporator 17 and the indoor condenser 12 are arranged in order from the upstream side with respect to the ventilation air flow. In other words, the indoor evaporator 17 is arranged on the upstream side of the indoor condenser 12 with respect to the ventilation air flow. In the casing 31, a cold air bypass passage 35 is formed, which allows the ventilation air that has passed through the indoor evaporator 17 to flow to the downstream side while the indoor condenser 12 is bypassed.

Eine Luftmischklappe 34 ist auf der stromabwärtigen Seite des Innen-Verdampfers 17 bezüglich der Lüftungsluftströmung und auf einer stromaufwärtigen Seite des Innen-Kondensators 12 bezüglich der Lüftungsluftströmung angeordnet. Die Luftmischklappe 34 passt ein Luftvolumenverhältnis zwischen einem Luftvolumen der Lüftungsluft, die durch den Innen-Kondensator 12 geht, und einem Luftvolumen der Lüftungsluft an, die durch den Kaltluft-Bypassdurchgang 35 geht. Ein Betrieb eines elektrischen Stellglieds zum Antreiben der Luftmischklappe 34 wird durch ein Steuerungssignal gesteuert, das von der Steuerungsvorrichtung 40 ausgegeben wird.An air mix door 34 is arranged on the downstream side of the indoor evaporator 17 with respect to the ventilation air flow and on an upstream side of the indoor condenser 12 with respect to the ventilation air flow. The air mix door 34 adjusts an air volume ratio between an air volume of the ventilation air passing through the indoor condenser 12 and an air volume of the ventilation air passing through the cold air bypass passage 35 . An operation of an electric actuator for driving the air mix door 34 is controlled by a control signal output from the controller 40 .

Auf der stromabwärtigen Seite des Innen-Kondensators 12 bezüglich der Lüftungsluftströmung ist ein Mischraum 36 zum Mischen der Lüftungsluft, die in dem Innen-Kondensator 12 erwärmt wird, und der Lüftungsluft, die durch den Kaltluft-Bypassdurchgang 35 gegangen ist und nicht in dem Innen-Kondensator 12 erwärmt wird, vorgesehen. In dem stromabwärtigsten Teil des Gehäuses 31 in der Lüftungsluftströmung sind ferner Öffnungslöcher (nicht gezeigt) vorgesehen, durch welche die Lüftungsluft (eine Klimatisierungsluft), die in dem Mischraum 36 gemischt wird, in die Fahrzeugkabine geblasen wird.On the downstream side of the indoor condenser 12 with respect to the ventilation air flow, there is a mixing space 36 for mixing the ventilation air heated in the indoor condenser 12 and the ventilation air that has passed through the cold air bypass passage 35 and not in the indoor Capacitor 12 is heated, provided. Further, in the most downstream part of the case 31 in the ventilation air flow, opening holes (not shown) through which the ventilation air (an air conditioning air) mixed in the mixing space 36 is blown into the vehicle cabin are provided.

Daher kann eine Temperatur der Klimatisierungsluft, die in dem Mischraum 36 gemischt wird, angepasst werden, indem das Luftvolumenverhältnis zwischen dem Volumen der Luft, die von der Luftmischklappe 34 veranlasst wird, durch den Innen-Kondensator 12 zu gehen, und dem Volumen der Luft, die von der Luftmischklappe 34 veranlasst wird, durch den Kaltluft-Bypass-Durchgang 35 zu gehen, angepasst wird. Somit kann die Temperatur der Lüftungsluft, die aus den Öffnungslöchern in die Fahrzeugkabine geblasen wird, angepasst werden.Therefore, a temperature of the conditioning air mixed in the mixing space 36 can be adjusted by adjusting the air volume ratio between the volume of air caused by the air mix door 34 to pass through the indoor condenser 12 and the volume of air caused by the air mix door 34 to pass through the cold air bypass passage 35 is adjusted. Thus, the temperature of ventilation air blown into the vehicle cabin from the opening holes can be adjusted.

Als die Öffnungslöcher sind ein Gesicht-Öffnungsloch, ein Fuß-Öffnungsloch und eine Defrost-Öffnungsloch (alle nicht dargestellt) vorgesehen. Das Gesicht-Öffnungsloch ist ein Öffnungsloch zum Blasen der Klimatisierungsluft zu einem Oberkörper eines Insassen in der Fahrzeugkabine. Das Fuß-Öffnungsloch ist ein Öffnungsloch zum Blasen der Klimatisierungsluft zu den Füßen des Insassen. Das Defrost-Öffnungsloch ist ein Öffnungsloch, durch welches Klimatisierungsluft zu einer Innenfläche einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs geblasen wird.As the opening holes, a face opening hole, a foot opening hole, and a defrost opening hole (all not shown) are provided. The face opening hole is an opening hole for blowing the conditioning air toward an occupant's upper body in the vehicle cabin. The foot opening hole is an opening hole for blowing the conditioning air to the occupant's feet. The defrost opening hole is an opening hole through which air conditioning air is blown to an inner surface of a windshield of the vehicle.

Auf stromaufwärtigen Seiten der Öffnungslöcher sind Blasmodus-Umschaltklappen (nicht dargestellt) angeordnet. Indem die entsprechenden Öffnungslöcher geöffnet und geschlossen werden, schalten die Blasmodus-Umschaltklappen die Öffnungslöcher um, durch welche Klimatisierungsluft ausgeblasen wird. Ein Betrieb von elektrischen Stellgliedern zum Antreiben der Blasmodus-Umschaltklappen wird durch ein Steuerungssignal gesteuert, das von der Steuerungsvorrichtung 40 ausgegeben wird.Blowing mode switching doors (not shown) are arranged on upstream sides of the opening holes. By opening and closing the respective opening holes, the blow mode switching doors switch the opening holes through which conditioning air is blown out. An operation of electric actuators for driving the blow mode switching doors is controlled by a control signal output from the controller 40 .

Als nächstes wird ein Überblick über die elektrische Steuerungseinheit der Fahrzeugklimaanlage 1 in Bezug auf 2 beschrieben. Die Steuerungsvorrichtung 40 ist mit Folgendem konfiguriert: einem bekannten Mikrocomputer, der eine CPU, einen ROM, einen RAM und Ähnliches aufweist; und einem umliegenden Schaltkreis des Mikrocomputers. Die Steuerungsvorrichtung 40 führt verschiedene Berechnungen und Verarbeitungen auf der Grundlage eines Steuerungsprogramms aus, das in dem ROM gespeichert ist, und steuert den Betrieb der verschiedenen Steuerungszielvorrichtungen 11, 13, 16, 32, 33, 34 und Ähnliche, die mit einer Ausgabeseite der Steuerungsvorrichtung 40 verbunden sind.Next, an overview of the electric control unit of the vehicle air conditioner 1 will be given with reference to FIG 2 described. The control device 40 is configured with: a known microcomputer having a CPU, ROM, RAM and the like; and a surrounding circuit of the microcomputer. The control device 40 performs various calculations and processing based on a control program stored in the ROM, and controls the operation of the various control target devices 11, 13, 16, 32, 33, 34 and the like associated with an output side of the control device 40 are connected.

Wie in 2 dargestellt ist, sind verschiedene Sensoren, die für eine Klimatisierungssteuerung verwendet werden, mit einer Eingabeseite der Steuerungsvorrichtung 40 verbunden. Die verschiedenen Sensoren weisen einen Innenluft-Temperatursensor 41a, einen Außenluft-Temperatursensor 41b, einen Solarstrahlungsbetragssensor 41c, einen Hochdruck-Temperatursensor 41d, einen Hochdruck-Sensor 41e, einen Niederdruck-Temperatursensor 41f, einen Niederdruck-Sensor 41g und einen Klimatisierungsluft-Temperatursensor 41h auf.As in 2 As illustrated, various sensors used for air conditioning control are connected to an input side of the control device 40 . The various sensors include an inside air temperature sensor 41a, an outside air temperature sensor 41b, a solar radiation amount sensor 41c, a high pressure temperature sensor 41d, a high pressure sensor 41e, a low pressure temperature sensor 41f, a low pressure sensor 41g and a conditioning air temperature sensor 41h.

Der Innenluft-Temperatursensor 41a ist eine Innenluft-Temperaturerfassungseinrichtung, die eine Innenlufttemperatur Tr erfasst, die eine Temperatur in der Fahrzeugkabine ist. Der Außenluft-Temperatursensor 41b ist eine Außenluft-Temperaturerfassungseinrichtung, die eine AußenluftTemperatur Tam erfasst, die eine Temperatur außerhalb der Fahrzeugkabine ist. Der Solarstrahlungsbetragssensor 41c ist eine Solarstrahlungsbetrag-Erfassungseinrichtung, die einen Betrag As einer Solarstrahlung erfasst, mit welcher die Innenseite der Fahrzeugkabine bestrahlt wird.The inside air temperature sensor 41a is an inside air temperature detector that detects an inside air temperature Tr, which is a temperature in the vehicle cabin. The outside air temperature sensor 41b is an outside air temperature detector that detects an outside air temperature Tam, which is a temperature outside the vehicle cabin. The solar radiation amount sensor 41c is solar radiation amount detection means that detects an amount As of solar radiation irradiated to the inside of the vehicle cabin.

Der Hochdruck-Temperatursensor 41d ist eine Hochdruck-Temperaturerfassungseinrichtung, die eine Abgabetemperatur Td des abgegebenen Kältemittels erfasst, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird. Der Hochdruck-Sensor 41e ist eine Hochdruck-Erfassungseinrichtung, die einen Abgabedruck Pd des abgegebenen Kältemittels erfasst, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird.The high-pressure temperature sensor 41 d is a high-pressure temperature detector that detects a discharge temperature Td of the discharged refrigerant discharged from the compressor 11 . The high pressure sensor 41 e is high pressure detection means that detects a discharge pressure Pd of the discharged refrigerant discharged from the compressor 11 .

Der Hochdruck-Temperatursensor 41d und der Hochdruck-Sensor 41e werden zudem verwendet, um eine abnormale Erhöhung der Abgabetemperatur Td oder des Abgabedrucks Pd zu erfassen. Beim Erfassen einer abnormalen Erhöhung der Abgabetemperatur Td oder des Abgabedrucks Pd führt die Steuerungsvorrichtung 40 eine Verdichterschutzsteuerung zum Schützen des Verdichters 11 aus, indem der Verdichter 11 gestoppt wird.The high-pressure temperature sensor 41d and the high-pressure sensor 41e are also used to detect an abnormal increase in the discharge temperature Td or the discharge pressure Pd. Upon detecting an abnormal increase in the discharge temperature Td or the discharge pressure Pd, the control device 40 performs compressor protection control for protecting the compressor 11 by stopping the compressor 11 .

Ein Niederdruck-Temperatursensor 41f ist eine Niederdruck-Temperaturerfassungseinrichtung, die eine Saugtemperatur Ts des angesaugten Kältemittels erfasst, das in den Verdichter 11 zu saugen ist. Der Niederdruck-Sensor 41g ist eine Niederdruck-Erfassungseinrichtung, die einen Saugdruck Ps des angesaugten Kältemittels erfasst, das in den Verdichter 11 zu saugen ist. A low-pressure temperature sensor 41 f is a low-pressure temperature detector that detects a suction temperature Ts of the suction refrigerant to be sucked into the compressor 11 . The low-pressure sensor 41 g is low-pressure detection means that detects a suction pressure Ps of the suction refrigerant to be sucked into the compressor 11 .

Insbesondere erfasst der Niederdruck-Temperatursensor 41f der vorliegenden Ausführungsform eine Temperatur einer Außenfläche eines Kältemittelrohrs, das sich von dem Kältemittelauslass des Innen-Verdampfers 17 zu dem Sauganschluss des Verdichters 11 erstreckt. Als der Niederdruck-Temperatursensor kann eine Verdampfer-Temperaturerfassungseinrichtung eingesetzt werden, um eine Verdampfertemperatur Tefin zu erfassen, die eine Temperatur einer Wärmeaustauschrippe des Innen-Verdampfers 17 ist.Specifically, the low-pressure temperature sensor 41 f of the present embodiment detects a temperature of an outer surface of a refrigerant pipe extending from the refrigerant outlet of the indoor evaporator 17 to the suction port of the compressor 11 . As the low-pressure temperature sensor, an evaporator temperature detector to detect an evaporator temperature Tefin, which is a temperature of a heat exchange fin of the indoor evaporator 17, may be employed.

Der Klimatisierungsluft-Temperatursensor 41h ist eine Klimatisierungsluft-Temperaturerfassungseinrichtung, die eine Blaslufttemperatur TAV einer Blasluft erfasst, die aus dem Mischraum 36 in die Fahrzeugkabine geblasen wird.The conditioning air temperature sensor 41h is conditioning air temperature detection means that detects a blown air temperature TAV of blown air blown from the mixing space 36 into the vehicle cabin.

Ferner ist mit der Eingabeseite der Steuerungsvorrichtung 40 eine Schalttafel 42 verbunden, die in der Nähe des Armaturenbretts ganz vorne auf der Innenseite der Fahrzeugkabine angeordnet ist, und Betriebssignale von verschiedenen Betriebsschaltern, die an der Schalttafel 42 vorgesehen sind, werden zu der Steuerungsvorrichtung 40 eingegeben. Spezifische Beispiele der verschiedenen Betriebsschalter, die an der Schalttafel 42 vorgesehen sind, weisen einen Automatikschalter, einen Klimaanlagenschalter, einen Luftvolumen-Einstellungsschalter und einen Temperatur-Einstellungsschalter auf.Further, to the input side of the control device 40, a control panel 42 is connected, which is arranged near the instrument panel at the very front on the inside of the vehicle cabin, and operation signals from various operation switches provided on the control panel 42 are input to the control device 40. Specific examples of the various operation switches provided on the control panel 42 include an auto switch, an air conditioner switch, an air volume adjustment switch, and a temperature adjustment switch.

Der Automatikschalter ist eine Automatiksteuerungsanforderungseinheit für einen Insassen, um anzufordern, dass ein automatischer Steuerungsbetrieb der Fahrzeugklimaanlage 1 eingestellt oder aufgehoben wird. Der Klimatisierungsschalter ist eine Kühlungsanforderungseinheit für den Insassen, um anzufordern, dass der Innen-Verdampfer 17 die Lüftungsluft kühlt. Der Luftvolumen-Einstellungsschalter ist eine Luftvolumen-Einstellungseinheit für den Insassen, um ein Luftvolumen des Innen-Gebläses 32 manuell einzustellen. Der Temperatur-Einstellungsschalter ist eine Temperatur-Einstellungseinheit für den Insassen, um eine Soll-Temperatur Tset in der Fahrzeugkabine einzustellen.The automatic switch is an automatic control requesting unit for an occupant to request that an automatic control operation of the vehicle air conditioner 1 be set or released. The air conditioning switch is a cooling request unit for the occupant to request the indoor evaporator 17 to cool the ventilation air. The air volume adjustment switch is an air volume adjustment unit for the occupant to adjust an air volume of the indoor blower 32 manually. The temperature setting switch is a temperature setting unit for the occupant to set a target temperature Tset in the vehicle cabin.

Darüber hinaus ist die Steuerungsvorrichtung 40 der vorliegenden Ausführungsform einstückig mit einer Steuerungseinheit konfiguriert, die verschiedene Steuerungszielvorrichtungen steuert, die mit der Ausgabeseite der Steuerungsvorrichtung 40 verbunden sind. Daher bildet eine Konfiguration zum Steuern des Betriebs einer jeden Steuerungszielvorrichtung (das heißt, eine Hardware und eine Software) eine Steuerungseinheit zum Steuern des Betriebs einer jeden Steuerungszielvorrichtung.Moreover, the control device 40 of the present embodiment is configured integrally with a control unit that controls various control target devices connected to the output side of the control device 40 . Therefore, a configuration for controlling the operation of each control target device (that is, hardware and software) constitutes a control unit for controlling the operation of each control target device.

Beispielsweise ist bei der Steuerungsvorrichtung 40 eine Konfiguration, die die Drehzahl des Verdichters 11 steuert, eine Verdichter-Steuerungseinheit 40a. Bei der Steuerungsvorrichtung 40 ist eine Konfiguration, die den Betrieb des Heizungs-Expansionsventils 13 steuert, eine erste Entspannungs-Steuerungseinheit 40b. Bei der Steuerungsvorrichtung 40 ist eine Konfiguration, die den Betrieb des Kühlungs-Expansionsventils 16 steuert, eine zweite Entspannungs-Steuerungseinheit 40c.For example, in the control device 40, a configuration that controls the rotation speed of the compressor 11 is a compressor control unit 40a. In the control device 40, a configuration that controls the operation of the heater expansion valve 13 is a first expansion control unit 40b. In the control device 40, a configuration that controls the operation of the refrigeration expansion valve 16 is a second expansion control unit 40c.

Als nächstes wird eine Beschreibung über einen Betrieb der Fahrzeugklimaanlage 1 der vorliegenden Ausführungsform mit der obigen Konfiguration gegeben. Bei der Fahrzeugklimaanlage 1 wird ein Betriebsmodus zum angemessenen Klimatisieren in der Fahrzeugkabine umgeschaltet. Insbesondere kann die Fahrzeugklimaanlage 1 zwischen einem Kühlungsmodus und dem Entfeuchtungs-und-Heizungsmodus umgeschaltet werden. Ein Umschalten des Betriebsmodus wird ausgeführt, indem ein Steuerungsprogramm abgearbeitet wird, das in der Steuerungsvorrichtung 40 gespeichert ist.Next, a description will be given about an operation of the vehicle air conditioner 1 of the present embodiment having the above configuration. In the vehicle air conditioner 1, an operation mode for appropriately air-conditioning the vehicle cabin is switched. in particular Alternatively, the vehicle air conditioner 1 can be switched between a cooling mode and the dehumidifying-and-heating mode. Operation mode switching is performed by executing a control program stored in the control device 40 .

Das Steuerungsprogramm startet, um abgearbeitet zu werden, wenn der Automatikschalter in einem Zustand eingeschaltet wird, in dem der Klimaanlagenschalter an der Schalttafel 42 eingeschaltet ist. In dem Steuerungsprogramm wird der Betriebsmodus auf der Grundlage einer Soll-Ausblastemperatur TAO, von Erfassungssignalen der verschiedenen Sensoren und eines Betriebssignals der Schalttafel 42 bestimmt. Die Soll-Ausblastemperatur TAO ist eine Soll-Temperatur der Lüftungsluft, die in die Fahrzeugkabine geblasen wird.The control program starts to be executed when the automatic switch is turned on in a state where the air conditioner switch on the control panel 42 is turned on. In the control program, the operation mode is determined based on a target blowout temperature TAO, detection signals from the various sensors, and an operation signal from the control panel 42 . The target blow-out temperature TAO is a target temperature of ventilation air that is blown into the vehicle cabin.

Die Soll-Ausblastemperatur TAO wird durch die folgende Formel F1 berechnet. TAO = Kset × Tset Kr × Tr Kam × Tam Ks × As + C

Figure DE112021004336T5_0001
The target blowout temperature TAO is calculated by the following formula F1. TAO = cheese × Tset kr × Tr Came × tam Ks × ace + C
Figure DE112021004336T5_0001

Tset ist eine Einstellungstemperatur innerhalb der Fahrzeugkabine, die durch den Temperatur-Einstellungsschalter eingestellt ist. Tr ist eine Fahrzeugkabineninnentemperatur, die durch den Innenluftsensor erfasst wird. Tam ist die Temperatur außerhalb der Fahrzeugkabine, die durch den Außenluftsensor erfasst wird. As ist der Solarstrahlungsbetrag, der durch den Solarstrahlungssensor erfasst wird. Kset, Kr, Kam und Ks sind Steuerungsverstärkungen und C ist eine Korrekturkonstante.Tset is a setting temperature inside the vehicle cabin set by the temperature setting switch. Tr is a vehicle cabin inside temperature detected by the inside air sensor. Tam is the temperature outside the vehicle cabin detected by the outside air sensor. As is the amount of solar radiation detected by the solar radiation sensor. Kset, Kr, Kam and Ks are control gains and C is a correction constant.

Ferner werden bei dem Steuerungsprogramm Steuerungszustände der verschiedenen Steuerungszielvorrichtungen in Übereinstimmung mit dem bestimmten Betriebsmodus bestimmt. Dann gibt die Steuerungsvorrichtung 40 Steuerungssignale oder Steuerungsspannungen an die verschiedenen Steuerungszielvorrichtungen aus, um den Steuerungszustand zu erzielen, der durch das Steuerungsprogramm bestimmt wird.Further, in the control program, control states of the various control target devices are determined in accordance with the determined operation mode. Then, the control device 40 outputs control signals or control voltages to the various control target devices to achieve the control state determined by the control program.

In jedem vorbestimmten Steuerungskreis, bis die Fahrzeugklimaanlage 1 angefordert wird, zu stoppen, wiederholt das Steuerungsprogramm eine Steuerungsroutine, die Folgendes aufweist: Auslesen von Erfassungssignalen und Betriebssignalen; Berechnen der Soll-Ausblastemperatur TAO; Bestimmen der Steuerungszustände der verschiedenen Steuerungszielvorrichtungen; Ausgeben von Steuerungssignalen an die verschiedenen Steuerungszielvorrichtungen; und Ähnliches. Nachfolgend wird jeder Betriebsmodus beschrieben.In every predetermined control cycle, until the vehicle air conditioner 1 is requested to stop, the control program repeats a control routine including: reading out detection signals and operation signals; calculating the target outlet temperature TAO; determining the control states of the various control target devices; outputting control signals to the various control target devices; and similar. Each operating mode is described below.

(a) Kühlungsmodus(a) Cooling mode

In dem Kühlungsmodus werden die Steuerungszustände der verschiedenen Steuerungszielvorrichtungen bestimmt, wie unten beschrieben ist. Die Kältemittelabgabekapazität des Verdichters 11 wird so bestimmt, dass die Saugtemperatur Ts, die durch den Niederdruck-Temperatursensor 41f erfasst wird, nahe zu der Soll-Verdampfertemperatur TEO wird. Die Soll-Verdampfertemperatur TEO wird auf der Grundlage der Soll-Ausblastemperatur TAO in Bezug auf ein Steuerungskennfeld bestimmt, das vorab in der Steuerungsvorrichtung 40 gespeichert ist.In the cooling mode, the control states of the various control target devices are determined as described below. The refrigerant discharge capacity of the compressor 11 is determined so that the suction temperature Ts detected by the low-pressure temperature sensor 41f becomes close to the target evaporator temperature TEO. The target evaporator temperature TEO is determined based on the target blowout temperature TAO with reference to a control map stored in the control device 40 in advance.

Gemäß dem Steuerungskennfeld wird die Soll-Verdampfertemperatur TEO beim Verringern der Soll-Ausblastemperatur TAO verringert. Die Soll-Verdampfertemperatur TEO wird bestimmt, um ein Wert innerhalb eines solchen Bereichs zu sein, dass der Innen-Verdampfer 17 nicht vereist.According to the control map, the target evaporator temperature TEO is decreased as the target blowout temperature TAO is decreased. The target evaporator temperature TEO is determined to be a value within such a range that the indoor evaporator 17 does not freeze.

Für das Heizungs-Expansionsventil 13 wird der Steuerungszustand so bestimmt, dass das Heizungs-Expansionsventil 13 in einem vollständig geöffneten Zustand ist. Für das Kühlungs-Expansionsventil 16 wird der Drosselöffnungsgrad so bestimmt, dass ein Überhitzungsgrad SH des Kältemittels auf der Auslassseite des Innen-Verdampfers 17 nahe zu einem vorbestimmten Referenz-Überhitzungsgrad KSH (in der vorliegenden Ausführungsform 3° C) wird. Der Überhitzungsgrad SH wird berechnet, indem die Saugtemperatur Ts, die durch den Niederdruck-Temperatursensor 41f erfasst wird, und der Saugdruck Ps verwendet werden, der durch den Niederdruck-Sensor 41g erfasst wird.For the heater expansion valve 13, the control state is determined so that the heater expansion valve 13 is in a fully open state. For the refrigeration expansion valve 16, the throttle opening degree is determined so that a superheat degree SH of the refrigerant on the outlet side of the indoor evaporator 17 becomes close to a predetermined reference superheat degree KSH (3°C in the present embodiment). The degree of superheat SH is calculated using the suction temperature Ts detected by the low-pressure temperature sensor 41f and the suction pressure Ps detected by the low-pressure sensor 41g.

Für das Innen-Gebläse 32 wird die Blaskapazität davon auf der Grundlage der Soll-Ausblastemperatur TAO in Bezug auf ein Steuerungskennfeld bestimmt, das vorab in der Steuerungsvorrichtung 40 gespeichert ist. Gemäß dem Steuerungskennfeld wird die Luftblaskapazität so bestimmt, dass dann, wenn die Soll-Ausblastemperatur TAO in einem extrem niedrigen Temperaturbereich oder einem extrem hohen Temperaturbereich ist, der Luftblasbetrag bei seinem Maximum ist, sodass dann, wenn die Soll-Ausblastemperatur TAO näher zu einem mittleren Temperaturbereich wird, der Luftblasbetrag allmählich kleiner wird.For the indoor blower 32, the blowing capacity thereof is determined based on the target blow-out temperature TAO with reference to a control map stored in the control device 40 in advance. According to the control map, the air-blowing capacity is determined such that when the target blow-out temperature TAO is in an extremely low temperature range or an extremely high temperature range, the air-blowing amount is at its maximum, so that when the target blow-out temperature TAO is closer to a middle one temperature range becomes, the air blowing amount becomes gradually smaller.

Für das elektrische Stellglied für die Luftmischklappe wird der Steuerungszustand so bestimmt, dass ein Luftdurchgang auf der Seite des Innen-Kondensators 12 vollständig geschlossen ist und der Kaltluft-Bypassdurchgang 35 vollständig geöffnet ist. In dem Kühlungsmodus kann der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 34 so bestimmt werden, dass die Blaslufttemperatur TAV, die durch den Klimatisierungsluft-Temperatursensor 41h erfasst wird, nahe zu der Soll-Ausblastemperatur TAO wird.For the electric actuator for the air mix door, the control state is determined such that an air passage on the indoor condenser 12 side is fully closed and the cold air bypass passage 35 is fully opened. In the cooling mode, the opening degree of the air mix door 34 can be determined so that the blown air temperature TAV by the Conditioning air temperature sensor 41h becomes close to the target blowout temperature TAO.

Daher strömt bei der Kältekreisvorrichtung 10 in dem Kühlungsmodus das abgegebene Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, in den Innen-Kondensator 12. Da in dem Kühlungsmodus die Luftmischklappe 34 den Luftdurchgang auf der Seite des Innen-Kondensators 12 geschlossen hat, strömt das Kältemittel, das in den Innen-Kondensator 12 geströmt ist, aus dem Innen-Kondensator 12 aus, annähernd ohne Wärme mit der Lüftungsluft auszutauschen.Therefore, in the refrigeration cycle device 10 in the cooling mode, the discharged refrigerant discharged from the compressor 11 flows into the indoor condenser 12. In the cooling mode, since the air mix door 34 has closed the air passage on the indoor condenser 12 side, it flows Refrigerant that has flowed into the indoor condenser 12 out of the indoor condenser 12 almost without exchanging heat with the ventilation air.

Das Kältemittel, das aus dem Innen-Kondensator 12 ausströmt, strömt in den Außen-Wärmetauscher 14 über das vollständig geöffnete Heizungs-Expansionsventil 13. Das Kältemittel, das in den Außen-Wärmetauscher 14 geströmt ist, leitet Wärme zu der Außenluft ab und kondensiert dadurch. Das Kältemittel, das aus dem Außen-Wärmetauscher 14 ausströmt, strömt in den Sammler 15 und wird in ein Gas und eine Flüssigkeit getrennt.The refrigerant that has flowed out of the indoor condenser 12 flows into the outdoor heat exchanger 14 via the fully opened heating expansion valve 13. The refrigerant that has flowed into the outdoor heat exchanger 14 dissipates heat to the outdoor air and thereby condenses . The refrigerant flowing out of the outdoor heat exchanger 14 flows into the receiver 15 and is separated into a gas and a liquid.

Ein flüssigphasiges Kältemittel, das aus dem Sammler 15 ausströmt, strömt in das Kühlungs-Expansionsventil 16 und wird entspannt. Zu dieser Zeit wird der Drosselöffnungsgrad des Kühlungs-Expansionsventils 16 so bestimmt, dass der Überhitzungsgrad SH des Kältemittels an der Auslassseite des Innen-Verdampfers 17 nahe zu dem Referenz-Überhitzungsgrad KSH wird. Das Kältemittel, das durch das Kühlungs-Expansionsventil 16 entspannt wird, strömt in den Innen-Verdampfer 17.A liquid-phase refrigerant flowing out of the accumulator 15 flows into the refrigeration expansion valve 16 and is expanded. At this time, the throttle opening degree of the refrigeration expansion valve 16 is determined so that the superheat degree SH of the refrigerant on the outlet side of the indoor evaporator 17 becomes close to the reference superheat degree KSH. The refrigerant expanded by the refrigeration expansion valve 16 flows into the indoor evaporator 17.

Das Kältemittel, das in den Innen-Verdampfer 17 geströmt ist, nimmt Wärme von der Lüftungsluft auf und verdampft dadurch. Somit wird die Lüftungsluft gekühlt. Das Kältemittel, das aus dem Innen-Verdampfer 17 ausströmt, wird in den Verdichter 11 gesaugt und nochmals verdichtet.The refrigerant that has flowed into the indoor evaporator 17 absorbs heat from the ventilation air and thereby evaporates. The ventilation air is thus cooled. The refrigerant flowing out of the indoor evaporator 17 is drawn into the compressor 11 and compressed again.

Bei der Innen-Klimatisierungseinheit 30 in dem Kühlungsmodus wird die Lüftungsluft, die durch den Innen-Verdampfer 17 gekühlt wird, in die Fahrzeugkabine geblasen. Im Ergebnis wird ein Kühlen der Fahrzeugkabine erzielt.With the indoor air conditioning unit 30 in the cooling mode, the ventilation air cooled by the indoor evaporator 17 is blown into the vehicle cabin. As a result, cooling of the vehicle cabin is achieved.

(b) Entfeuchtungs-und-Heizungsmodus(b) dehumidification-and-heating mode

In dem Entfeuchtungs-und-Heizungsmodus werden Steuerungszustände verschiedener Steuerungszielvorrichtungen wie folgt bestimmt. Für den Verdichter 11 und das Innen-Gebläse 32 werden die Steuerungszustände auf eine ähnliche Weise wie bei dem Kühlungsmodus bestimmt.In the dehumidification-and-heating mode, control states of various control target devices are determined as follows. For the compressor 11 and the indoor fan 32, the control states are determined in a manner similar to the cooling mode.

Der Drosselöffnungsgrad des Heizungs-Expansionsventils 13 wird bestimmt, indem ein Steuerungsablauf, der in 3 dargestellt ist, ausgeführt wird. Der Steuerungsablauf, der in 3 dargestellt ist, wird als eine Unterroutine einer Hauptroutine des Steuerungsprogramms ausgeführt. Die Steuerungsschritte, die in den Ablaufdiagrammen von 3 und Ähnlichem dargestellt sind, sind jeweils eine Funktionsimplementierungseinheit, die in der Steuerungsvorrichtung 40 enthalten ist.The throttle opening degree of the heater expansion valve 13 is determined by following a control flow shown in FIG 3 shown is executed. The control flow that 3 is executed as a subroutine of a main routine of the control program. The control steps shown in the flowcharts of 3 and the like are each a function implementation unit included in the control device 40 .

Als erstes wird bei Schritt S1 von 3 der Soll-Unterkühlungsgrad SCO des Kältemittels, das aus dem Innen-Kondensator 12 ausströmt und in das Heizungs-Expansionsventil 13 strömt, das heißt, der Soll-Unterkühlungsgrad SCO des Kältemittels auf der Auslassseite des Innen-Kondensators 13, bestimmt. Daher ist Schritt S1 eine Soll-Unterkühlungsgrad-Bestimmungseinheit.First, at step S1 of 3 the target subcooling degree SCO of the refrigerant flowing out of the indoor condenser 12 and flowing into the heater expansion valve 13, that is, the target subcooling degree SCO of the refrigerant on the outlet side of the indoor condenser 13 is determined. Therefore, step S1 is a target supercooling degree determination unit.

Insbesondere wird bei Schritt S1 der Soll-Unterkühlungsgrad SCO in Bezug auf das Steuerungskennfeld, das vorab in der Steuerungsvorrichtung 40 gespeichert ist, auf der Grundlage eines einlassseitigen Drucks P1 des Kältemittels, das in das Heizungs-Expansionsventil 13 strömt, bestimmt. Gemäß dem Steuerungskennfeld wird der Soll-Unterkühlungsgrad SCO so bestimmt, dass ein Leistungskoeffizient (das heißt, ein COP) des Kreises ein Maximalwert ist.Specifically, at step S<b>1 , the target supercooling degree SCO is determined with reference to the control map previously stored in the control device 40 based on an inlet-side pressure P<b>1 of refrigerant flowing into the heater expansion valve 13 . According to the control map, the target supercooling degree SCO is determined so that a coefficient of performance (ie, a COP) of the cycle is a maximum value.

Als der einlassseitige Druck P1 kann ein Wert verwendet werden, der erhalten wird, indem ein Druckverlust, der erzeugt wird, wenn das Kältemittel durch den Innen-Kondensator 12 geht, von dem Abgabedruck Pd subtrahiert wird, der durch den Hochdruck-Sensor 41e erfasst wird. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Abgabedruck Pd als der einlassseitige Druck P1 eingesetzt, da ein Verhältnis des Druckverlusts zu dem Abgabedruck Pd vergleichsweise klein ist.As the inlet-side pressure P1, a value obtained by subtracting a pressure loss generated when the refrigerant passes through the indoor condenser 12 from the discharge pressure Pd detected by the high-pressure sensor 41e can be used . In the present embodiment, since a ratio of the pressure loss to the discharge pressure Pd is comparatively small, the discharge pressure Pd is employed as the inlet-side pressure P1.

Als nächstes wird bei Schritt S2 ein Unterkühlungsgrad SC1 des Kältemittels, das aus dem Innen-Kondensator 12 ausströmt und in das Heizungs-Expansionsventil 13 strömt, geschätzt. Daher ist Schritt S2 eine Unterkühlungsgrad-Schätzeinheit. Bei Schritt S2 wird der Unterkühlungsgrad SC1 geschätzt, indem eine Kältemittelabgabeströmungsrate Gr (Massenströmungsrate) des Verdichters 11, die Drosseldurchgangsfläche A des Heizungs-Expansionsventils 13, der Abgabedruck Pd und die Außenlufttemperatur Tam verwendet werden.Next, at step S2, a degree of supercooling SC1 of refrigerant flowing out of the indoor condenser 12 and flowing into the heater expansion valve 13 is estimated. Therefore, step S2 is a supercooling degree estimating unit. At step S2, the degree of supercooling SC1 is estimated using a refrigerant discharge flow rate Gr (mass flow rate) of the compressor 11, the throttle passage area A of the heater expansion valve 13, the discharge pressure Pd, and the outside air temperature Tam.

Die Kältemittelabgabeströmungsrate Gr des Verdichters 11 kann aus einer Ansaugdichte pcin eines angesaugten Kältemittels, das in den Verdichter 11 zu saugen ist, der Drehzahl des Verdichters 11, der Abgabekapazität des Verdichters 11 und der volumetrischen Effizienz des Verdichters 11 berechnet werden.The refrigerant discharge flow rate Gr of the compressor 11 can be calculated from a suction density pcin of a suction refrigerant to be sucked into the compressor 11, the rotational speed of the compressor 11, the discharge capacity of the compressor 11, and the volumetric efficiency of the compressor 11.

Die Ansaugdichte pcin kann aus der Saugtemperatur Ts und dem Saugdruck Ps auf der Grundlage der physikalischen Eigenschaften des Kältemittels bestimmt werden. Die Drehzahl des Verdichters 11 kann aus einem Steuerungssignal bestimmt werden, das von der Steuerungsvorrichtung 40 zu dem Verdichter 11 ausgegeben wird. Eine Abgabekapazität des Verdichters 11 und eine volumetrische Effizienz des Verdichters 11 können aus einer Spezifikation des Verdichters 11, Testdaten und Ähnlichem erlangt werden.The suction density pcin can be determined from the suction temperature Ts and the suction pressure Ps based on the physical properties of the refrigerant. The rotational speed of the compressor 11 can be determined from a control signal that is output from the controller 40 to the compressor 11 . A discharge capacity of the compressor 11 and a volumetric efficiency of the compressor 11 can be obtained from a specification of the compressor 11, test data, and the like.

Die Drosseldurchgangsfläche A des Heizungs-Expansionsventils 13 kann auf der Grundlage einer Spezifikation des Heizungs-Expansionsventils 13 und eines Steuerungssignals (insbesondere eines Steuerungspulses) bestimmt werden, das/der von der Steuerungsvorrichtung 40 zu dem Heizungs-Expansionsventil 13 ausgegeben wird.The orifice area A of the heater expansion valve 13 can be determined based on a specification of the heater expansion valve 13 and a control signal (specifically, a control pulse) that is output from the control device 40 to the heater expansion valve 13 .

Der Abgabedruck Pd wird verwendet, um den einlassseitigen Druck P1 auf eine ähnliche Weise zu der Soll-Unterkühlungsgrad-Bestimmungseinheit zu bestimmen.The discharge pressure Pd is used to determine the inlet-side pressure P1 in a similar manner to the target supercooling degree determination unit.

Die Außenlufttemperatur Tam wird verwendet, um den auslassseitigen Druck P2 des Kältemittels zu bestimmen, das aus dem Heizungs-Expansionsventil 13 ausströmt. Der auslassseitige Druck P2 ist gleich einem Sättigungsdruck des Kältemittels in dem Außen-Wärmetauscher 14, der mit der Auslassseite des Heizungs-Expansionsventils 13 verbunden ist, und die Temperatur des Kältemittels in dem Außen-Wärmetauscher 14 ist im Wesentlichen gleich der Außenlufttemperatur Tam. Daher kann der Sättigungsdruck des Kältemittels bei der Außenlufttemperatur Tam als der auslassseitige Druck P2 eingesetzt werden.The outside air temperature Tam is used to determine the outlet-side pressure P2 of the refrigerant that flows out of the heater expansion valve 13 . The outlet-side pressure P2 is equal to a saturation pressure of the refrigerant in the outdoor heat exchanger 14 connected to the outlet side of the heating expansion valve 13, and the temperature of the refrigerant in the outdoor heat exchanger 14 is substantially equal to the outside air temperature Tam the saturation pressure of the refrigerant at the outside air temperature Tam can be substituted as the outlet-side pressure P2.

Bei Schritt S2 wird eine einlassseitige Dichte pin des Kältemittels, das in das Heizungs-Expansionsventil 13 strömt, berechnet, indem die folgende Formel F2 verwendet wird. ρ in = G r 2 / ( 2 × ( P 1 P 2 ) × A 2 )

Figure DE112021004336T5_0002
At step S2, an inlet-side density pin of the refrigerant flowing into the heater expansion valve 13 is calculated using the following formula F2. ρ in = G right 2 / ( 2 × ( P 1 P 2 ) × A 2 )
Figure DE112021004336T5_0002

Die einlassseitige Dichte pin und der Unterkühlungsgrad SC1 haben eine Korrelation, wie in 4 dargestellt ist. Daher kann der Unterkühlungsgrad SC1 geschätzt werden, indem die einlassseitige Dichte pin durch die Formel F2 berechnet wird.The inlet side density pin and the degree of supercooling SC1 have a correlation as in 4 is shown. Therefore, the degree of supercooling SC1 can be estimated by calculating the inlet-side density pin by the formula F2.

Als nächstes wird bei Schritt S3 bestimmt, ob der Unterkühlungsgrad SC1, der bei Schritt S2 geschätzt wird, größer als der Soll-Unterkühlungsgrad SCO ist, der bei Schritt S1 bestimmt wird. Daher ist Schritt S3 eine Unterkühlungsgrad-Bestimmungseinheit, die bestimmt, ob der Unterkühlungsgrad SC1 größer als der Soll-Unterkühlungsgrad SCO ist.Next, at step S3, it is determined whether the supercooling degree SC1 estimated at step S2 is larger than the target supercooling degree SCO determined at step S1. Therefore, step S3 is a supercooling degree determination unit that determines whether the supercooling degree SC1 is larger than the target supercooling degree SCO.

Falls bei Schritt S3 bestimmt wird, dass der Unterkühlungsgrad SC1 nicht größer als der Soll-Unterkühlungsgrad SCO ist, das heißt, falls der Unterkühlungsgrad SC1 gleich oder kleiner als der Soll-Unterkühlungsgrad SCO ist, geht der Vorgang weiter zu Schritt S4. Falls andererseits bei Schritt S3 bestimmt wird, dass der Unterkühlungsgrad SC1 größer als der Soll-Unterkühlungsgrad SCO ist, geht der Vorgang weiter zu Schritt S5.If it is determined in step S3 that the supercooling degree SC1 is not greater than the target supercooling degree SCO, that is, if the supercooling degree SC1 is equal to or smaller than the target supercooling degree SCO, the process proceeds to step S4. On the other hand, if it is determined in step S3 that the supercooling degree SC1 is greater than the target supercooling degree SCO, the process proceeds to step S5.

Bei Schritt S4 wird eine Ausblastemperatursteuerung ausgeführt und der Vorgang geht zu der Hauptroutine zurück. Bei der Ausblastemperatursteuerung wird der Drosselöffnungsgrad des Heizungs-Expansionsventils 13 so gesteuert, dass die Blaslufttemperatur TAV nahe zu der Soll-Ausblastemperatur TAO wird. At step S4, blow-out temperature control is performed and the process returns to the main routine. In the blowout temperature control, the throttle opening degree of the heater expansion valve 13 is controlled so that the blown air temperature TAV becomes close to the target blowout temperature TAO.

Insbesondere wenn die Blaslufttemperatur TAV niedriger als die Soll-Ausblastemperatur TAO ist, wird der Drosselöffnungsgrad des Heizungs-Expansionsventils 13 in einem solchen Bereich verringert, dass die Temperatur des Kältemittels, das in den Außen-Wärmetauscher 14 strömt, höher als die Außenlufttemperatur Tam ist. Wenn die Blaslufttemperatur TAV höher als die Soll-Ausblastemperatur TAO ist, wird der Drosselöffnungsgrad des Heizungs-Expansionsventils 13 erhöht.Specifically, when the blown air temperature TAV is lower than the target blow-out temperature TAO, the throttle opening degree of the heater expansion valve 13 is reduced in such a range that the temperature of refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger 14 is higher than the outdoor air temperature Tam. When the blown air temperature TAV is higher than the target blow-out temperature TAO, the throttle opening degree of the heater expansion valve 13 is increased.

Im Ergebnis ist es bei der Ausblastemperatursteuerung möglich, einen Betrag einer Wärmeableitung von dem Kältemittel zu der Lüftungsluft in dem Innen-Kondensator 12 anzupassen, das heißt, die Erwärmungskapazität der Lüftungsluft in dem Innen-Kondensator 12 anzupassen, indem ein Betrag eines Wärmeaustauschs zwischen dem Kältemittel und der Außenluft in dem Außen-Wärmetauscher 14 angepasst wird.As a result, in the blowout temperature control, it is possible to adjust an amount of heat dissipation from the refrigerant to the ventilation air in the indoor condenser 12, that is, to adjust the heating capacity of the ventilation air in the indoor condenser 12 by adjusting an amount of heat exchange between the refrigerant and the outdoor air in the outdoor heat exchanger 14 is adjusted.

Bei Schritt S5 wird der Drosselöffnungsgrad des Heizungs-Expansionsventils 13 durch einen vorbestimmten Betrag erhöht und der Vorgang geht zu der Hauptroutine zurück. Der Unterkühlungsgrad SC1 des Kältemittels, das aus dem Innen-Kondensator 12 ausströmt und in das Heizungs-Expansionsventil 13 strömt, das heißt, der Unterkühlungsgrad SC1 des Kältemittels auf der Auslassseite des Innen-Kondensators 12, wird gesenkt.At step S5, the throttle opening degree of the heater expansion valve 13 is increased by a predetermined amount, and the process returns to the main routine. The degree of supercooling SC1 of the refrigerant flowing out of the indoor condenser 12 and flowing into the heater expansion valve 13, that is, the degree of supercooling SC1 of the refrigerant on the outlet side of the indoor condenser 12 is lowered.

In dem Entfeuchtungs-und-Heizungsmodus wird der Drosselöffnungsgrad des Kühlungs-Expansionsventils 16 auf eine ähnliche Weise wie in dem Kühlungsmodus gesteuert. In dem Entfeuchtungs-und-Heizungsmodus ist der Drosselöffnungsgrad des Kühlungs-Expansionsventils 16 größer als in dem Kühlungsmodus, da das Heizungs-Expansionsventil 13 in einem solchen Drosselzustand ist, dass eine Kältemittelentspannungsaktion ausgeübt wird.In the dehumidification-and-heating mode, the throttle opening degree of the cooling expansion valve 16 is controlled in a manner similar to that in the cooling mode. In the dehumidification-and-heating mode, the throttle opening degree of the cooling expansion valve 16 is larger than that in the cooling mode because the heating expansion valve 13 is in such a throttling state that a refrigerant expansion action is exerted.

In dem Entfeuchtungs-und-Heizungsmodus wird für das elektrische Stellglied für die Luftmischklappe der Steuerungszustand so bestimmt, dass der Luftdurchgang auf der Seite des Innen-Kondensators 12 vollständig geöffnet ist und der Kaltluft-Bypassdurchgang 35 vollständig geschlossen ist. Für den Öffnungsgrad der Luftmischklappe 34 kann auf eine ähnliche Weise wie in dem Kühlungsmodus der Steuerungszustand so bestimmt werden, dass die Blaslufttemperatur TAV nahe zu der Soll-Ausblastemperatur TAO wird.In the dehumidification-and-heating mode, for the air mix door electric actuator, the control state is determined such that the air passage on the indoor condenser 12 side is fully opened and the cold air bypass passage 35 is fully closed. For the opening degree of the air mix door 34, in a manner similar to that in the cooling mode, the control state can be determined so that the blown air temperature TAV becomes close to the target blowout temperature TAO.

Daher strömt bei der Kältekreisvorrichtung 10, wie in dem Mollierdiagramm in 5 dargestellt ist, das abgegebene Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird (Punkt a5 in 5) in den Innen-Kondensator 12. In dem Entfeuchtungs-und-Heizungsmodus leitet das Kältemittel, das in den Innen-Kondensator 12 geströmt ist, Wärme an die Lüftungsluft ab, die durch den Innen-Verdampfer 17 gegangen ist und kondensiert dadurch (von Punkt a5 zu Punkt b5 in 5), da der Luftdurchgang auf der Seite des Innen-Kondensators 12 durch die Luftmischklappe 34 geöffnet ist. Im Ergebnis wird die Lüftungsluft erwärmt, die durch den Innen-Verdampfer 17 gegangen ist.Therefore, in the refrigeration cycle device 10, as shown in the Mollier diagram in FIG 5 shown, the discharged refrigerant discharged from the compressor 11 (point a5 in 5 ) into the indoor condenser 12. In the dehumidifying-and-heating mode, the refrigerant that has flowed into the indoor condenser 12 dissipates heat to the ventilation air that has passed through the indoor evaporator 17 and thereby condenses (from point a5 to point b5 in 5 ) since the air passage on the indoor condenser 12 side is opened by the air mix door 34 . As a result, the ventilation air that has passed through the indoor evaporator 17 is heated.

Das Kältemittel, das aus dem Innen-Kondensator 12 ausströmt, strömt in das Heizungs-Expansionsventil 13 und wird entspannt (von Punkt b5 zu Punkt c5 in 5). Zu dieser Zeit wird der Drosselöffnungsgrad des Heizungs-Expansionsventils 13 so angepasst, dass mindestens der Unterkühlungsgrad SC1 des Kältemittels, das aus dem Innen-Kondensator 12 ausströmt und in das Heizungs-Expansionsventil 13 strömt (Punkt b5 in 5) gleich oder niedriger als der Soll-Unterkühlungsgrad SCO ist.The refrigerant that flows out of the indoor condenser 12 flows into the heater expansion valve 13 and is expanded (from point b5 to point c5 in 5 ). At this time, the throttle opening degree of the heater expansion valve 13 is adjusted so that at least the supercooling degree SC1 of the refrigerant that flows out of the indoor condenser 12 and flows into the heater expansion valve 13 (point b5 in Fig 5 ) is equal to or lower than the target subcooling degree SCO.

Der Drosselöffnungsgrad des Heizungs-Expansionsventils 13 wird ferner so angepasst, dass in einem Bereich, in welchem der Unterkühlungsgrad SC1 des Kältemittels, das aus dem Innen-Kondensator 12 ausströmt und in das Heizungs-Expansionsventil 13 strömt, gleich oder niedriger als der Soll-Unterkühlungsgrad SCO ist, die Blaslufttemperatur TAV nahe zu der Soll-Ausblastemperatur TAO wird. Das Kältemittel, das durch das Heizungs-Expansionsventil 13 entspannt wird, strömt in den Außen-Wärmetauscher 14. Das Kältemittel, das in den Außen-Wärmetauscher 14 geströmt ist, leitet Wärme zu der Außenluft ab und kondensiert dadurch (von Punkt c5 zu Punkt d5 in 5).The throttle opening degree of the heater expansion valve 13 is further adjusted so that in a range in which the supercooling degree SC1 of the refrigerant flowing out of the indoor condenser 12 and flowing into the heater expansion valve 13 is equal to or lower than the target supercooling degree SCO, the blown air temperature TAV becomes close to the target blown air temperature TAO. The refrigerant expanded by the heater expansion valve 13 flows into the outdoor heat exchanger 14. The refrigerant that has flowed into the outdoor heat exchanger 14 dissipates heat to the outdoor air and thereby condenses (from point c5 to point d5 in 5 ).

Das Kältemittel, das aus dem Außen-Wärmetauscher 14 ausströmt, strömt in den Sammler 15 und wird in ein Gas und eine Flüssigkeit getrennt. Das flüssigphasige Kältemittel, das aus dem Sammler 15 ausströmt (Punkt d5 in 5) strömt in das Kühlungs-Expansionsventil 16 und wird entspannt (von Punkt d5 zu Punkt e5 in 5). Zu dieser Zeit wird der Drosselöffnungsgrad des Kühlungs-Expansionsventils 16 so bestimmt, dass der Überhitzungsgrad SH des Kältemittels (Punkt f5 in 5) bei der Auslassseite des Innen-Verdampfers 17 nahe zu dem Referenz-Überhitzungsgrad KSH wird. Das Kältemittel, das durch das Kühlungs-Expansionsventil 16 entspannt wird, strömt in den Innen-Verdampfer 17.The refrigerant flowing out of the outdoor heat exchanger 14 flows into the receiver 15 and is separated into a gas and a liquid. The liquid-phase refrigerant flowing out of the receiver 15 (point d5 in 5 ) flows into the refrigeration expansion valve 16 and is expanded (from point d5 to point e5 in 5 ). At this time, the throttle opening degree of the refrigeration expansion valve 16 is determined so that the superheat degree SH of the refrigerant (point f5 in 5 ) at the outlet side of the indoor evaporator 17 becomes close to the reference superheat degree KSH. The refrigerant expanded by the refrigeration expansion valve 16 flows into the indoor evaporator 17.

Das Kältemittel, das in den Innen-Verdampfer 17 geströmt ist, nimmt Wärme von der Lüftungsluft auf und verdampft dadurch (von Punkt e5 zu Punkt f5 in 5). Im Ergebnis wird die Lüftungsluft gekühlt und entfeuchtet. Das Kältemittel, das aus dem Innen-Verdampfer 17 ausströmt, wird in den Verdichter 11 gesaugt und nochmals verdichtet (von Punkt f5 zu Punkt a5 in 5).The refrigerant that has flowed into the indoor evaporator 17 absorbs heat from the ventilation air and thereby evaporates (from point e5 to point f5 in 5 ). As a result, the ventilation air is cooled and dehumidified. The refrigerant flowing out of the indoor evaporator 17 is sucked into the compressor 11 and compressed again (from point f5 to point a5 in 5 ).

Bei der Innen-Klimatisierungseinheit 30 in dem Entfeuchtungs-und-Heizungsmodus wird die Lüftungsluft, die in dem Innen-Verdampfer 17 gekühlt und entfeuchtet wird, in dem Innen-Kondensator 12 wiedererwärmt und in die Fahrzeugkabine geblasen. Im Ergebnis wird ein Entfeuchten und Erwärmen der Innenseite der Fahrzeugkabine erzielt.With the indoor air conditioning unit 30 in the dehumidification-and-heating mode, the ventilation air cooled and dehumidified in the indoor evaporator 17 is reheated in the indoor condenser 12 and blown into the vehicle cabin. As a result, dehumidifying and heating of the inside of the vehicle cabin is achieved.

Wie oben beschrieben ist, kann die Fahrzeugklimaanlage 1 der vorliegenden Ausführungsform ein Kühlen und darüber hinaus ein Entfeuchten und Erwärmen der Innenseite der Fahrzeugkabine erzielen.As described above, the vehicle air conditioner 1 of the present embodiment can achieve cooling and moreover dehumidification and heating of the inside of the vehicle cabin.

In dem Entfeuchtungs-und-Heizungsmodus führt die Kältekreisvorrichtung 10 eine Ausblastemperatursteuerung aus, in welcher der Drosselöffnungsgrad des Heizungs-Expansionsventils 13 geändert wird, um die Erwärmungskapazität der Lüftungsluft in dem Innen-Kondensator 12 anzupassen. Bei der Ausblastemperatursteuerung wird der Drosselöffnungsgrad des Heizungs-Expansionsventils 13 verringert, um die Erwärmungskapazität der Lüftungsluft in dem Innen-Kondensator 12 zu erhöhen. Wenn daher das Erwärmungsvermögen des Innen-Kondensators 12 erhöht wird, nimmt zudem der Unterkühlungsgrad SC1 entsprechend leicht zu.In the dehumidification-and-heating mode, the refrigeration cycle device 10 performs blow-out temperature control in which the throttle opening degree of the heating expansion valve 13 is changed to adjust the heating capacity of the ventilation air in the indoor condenser 12 . In the blowout temperature control, the throttle opening degree of the heater expansion valve 13 is decreased to increase the heating capacity of the ventilation air in the indoor condenser 12 . In addition, when the heating ability of the indoor condenser 12 is increased, the degree of supercooling SC1 easily increases correspondingly.

Falls jedoch der Unterkühlungsgrad SC1 unnötig erhöht wird, tritt bei der Lüftungsluft, die in dem Innen-Kondensator 12 erwärmt wird, eine Temperaturungleichmäßigkeit auf und es wird manchmal unmöglich, ein behagliches Entfeuchten und Erwärmen der Innenseite der Fahrzeugkabine zu erzielen. Falls ferner der Unterkühlungsgrad SC1 in großem Maße dem Soll-Unterkühlungsgrad SCO überschreitet, nimmt entsprechend der COP ab.However, if the degree of supercooling SC1 is unnecessarily increased, temperature non-uniformity occurs in the ventilation air heated in the indoor condenser 12, and it sometimes becomes impossible to achieve comfortable dehumidification and heating of the inside of the vehicle cabin. Further, if the supercooling degree SC1 greatly exceeds the target supercooling degree SCO, the COP decreases accordingly.

Andererseits wird bei der Kältekreisvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform in dem Entfeuchtungs-und-Heizungsmodus der Drosselöffnungsgrad des Heizungs-Expansionsventils 13 so gesteuert, dass der Unterkühlungsgrad SC1, der bei Schritt S2 geschätzt wird, gleich oder niedriger als der Soll-Unterkühlungsgrad SCO ist, der bei Schritt S1 bestimmt wird. Daher ist es möglich, eine unnötige Erhöhung des Unterkühlungsgrads SC1 des Kältemittels zu unterdrücken, das aus dem Innen-Kondensator 12 ausströmt und in das Heizungs-Expansionsventil 13 strömt.On the other hand, in the refrigeration cycle device 10 of the present embodiment, in the dehumidification-and-heating mode, the throttle opening The degree of cooling of the heating expansion valve 13 is controlled so that the degree of supercooling SC1 estimated at step S2 is equal to or lower than the target degree of supercooling SCO determined at step S1. Therefore, it is possible to suppress an unnecessary increase in the supercooling degree SC<b>1 of the refrigerant that flows out of the indoor condenser 12 and flows into the heater expansion valve 13 .

Das heißt, mit der Kältekreisvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, den Unterkühlungsgrad SC1 des Kältemittels auf der Auslassseite des Innen-Kondensators 12, welcher die Heizungseinheit ist, angemessen anzupassen. Im Ergebnis kann eine behagliche Entfeuchtung und Erwärmung der Innenseite der Fahrzeugkabine erzielt werden und eine Verringerung des COPs kann unterdrückt werden.That is, with the refrigeration cycle device 10 of the present embodiment, it is possible to appropriately adjust the supercooling degree SC1 of the refrigerant on the outlet side of the indoor condenser 12, which is the heating unit. As a result, comfortable dehumidification and warming of the inside of the vehicle cabin can be achieved, and a decrease in COP can be suppressed.

Die Unterkühlungsgrad-Schätzeinheit gemäß der vorliegenden Ausführungsform schätzt den Unterkühlungsgrad SC1, indem die Kältemittelabgabeströmungsrate Gr des Verdichters 11, die Drosseldurchgangsfläche A des Heizungs-Expansionsventils 13, der einlassseitige Druck P1 und die Außenlufttemperatur Tam verwendet werden. Daher kann der Unterkühlungsgrad SC1 genau bestimmt werden, wie in Bezug auf die Formel F2 beschrieben ist.The supercooling degree estimating unit according to the present embodiment estimates the supercooling degree SC1 using the refrigerant discharge flow rate Gr of the compressor 11, the throttle passage area A of the heater expansion valve 13, the inlet-side pressure P1, and the outside air temperature Tam. Therefore, the degree of supercooling SC1 can be accurately determined as described in relation to Formula F2.

Ferner können die Parameter, die verwendet werden, um den Unterkühlungsgrad SC1 zu schätzen, durch Erfassungseinrichtungen erfasst werden, die für die Ausblastemperatursteuerung und die Verdichter-Schutzsteuerung wesentlich sind. Daher gibt es bei der Unterkühlungsgrad-Schätzeinheit der vorliegenden Ausführungsform keinen Bedarf, eine neue Erfassungseinrichtung hinzuzufügen, um den Unterkühlungsgrad SC1 zu schätzen.Furthermore, the parameters used to estimate the degree of supercooling SC1 can be detected by detectors essential to the blowout temperature control and the compressor protection control. Therefore, in the supercooling degree estimating unit of the present embodiment, there is no need to add a new detector to estimate the supercooling degree SC1.

Ferner wird bei der Unterkühlungsgrad-Schätzeinheit der vorliegenden Ausführungsform der Unterkühlungsgrad SC1 geschätzt; daher kann sogar dann, wenn das Kältemittel, das tatsächlich in das Heizungs-Expansionsventil 13 strömt, in einem zweiphasigen Gas/Flüssigkeit-Zustand ist, der einen Trockenheitsgrad hat, der Betrieb in dem Entfeuchtungs-und-Heizungsmodus fortgeführt werden.Further, in the supercooling degree estimating unit of the present embodiment, the supercooling degree SC1 is estimated; therefore, even when the refrigerant that actually flows into the heating expansion valve 13 is in a gas-liquid two-phase state having a degree of dryness, the operation in the dehumidifying-and-heating mode can be continued.

(Zweite Ausführungsform)(Second embodiment)

In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Beschreibung anhand eines Beispiels gegeben, in welchem eine Steuerungsform des Heizungs-Expansionsventils 13 in dem Entfeuchtungs-und-Heizungsmodus gegenüber jener in der ersten Ausführungsform modifiziert ist, wie in dem Ablaufdiagramm von 6 dargestellt ist.In the present embodiment, a description will be given on an example in which a control form of the heating expansion valve 13 in the dehumidifying-and-heating mode is modified from that in the first embodiment as shown in the flowchart of FIG 6 is shown.

Insbesondere wird bei Schritt S11 von 6 der Soll-Unterkühlungsgrad SCO auf eine ähnliche Weise wie bei der ersten Ausführungsform bestimmt. Daher ist Schritt S11 eine Soll-Unterkühlungsgrad-Bestimmungseinheit.Specifically, at step S11 of 6 the target supercooling degree SCO is determined in a manner similar to the first embodiment. Therefore, step S11 is a target supercooling degree determination unit.

Als nächstes wird bei Schritt S12 die untere Grenze einer Drosseldurchgangsfläche Amin des Heizungs-Expansionsventils 13 berechnet. Die untere Grenze der Drosseldurchgangsfläche Amin ist eine solche Drosseldurchgangsfläche des Heizungs-Expansionsventils 13, dass der Unterkühlungsgrad SC1 des Kältemittels, das in das Heizungs-Expansionsventil 13 strömt, gleich dem Soll-Unterkühlungsgrad SCO ist. Daher ist Schritt S12 eine Untere-Grenzfläche-Berechnungseinheit.Next, at step S12, the lower limit of a throttle passage area Amin of the heater expansion valve 13 is calculated. The lower limit of the orifice passage area Amin is such an orifice passage area of the heater expansion valve 13 that the supercooling degree SC1 of the refrigerant flowing into the heater expansion valve 13 is equal to the target supercooling degree SCO. Therefore, step S12 is a lower boundary surface calculation unit.

Insbesondere wird bei Schritt S12 bei einer Berechnung der unteren Grenze einer Drosseldurchgangsfläche Amin die minimale Drosseldurchgangsfläche Amin berechnet, indem der Soll-Unterkühlungsgrad SCO, die Kältemittelabgabeströmungsrate Gr des Verdichters 11, der Abgabedruck Pd und die Außenlufttemperatur Tam verwendet werden. Die Kältemittelabgabeströmungsrate Gr des Verdichters 11 kann auf eine ähnliche Weise wie bei der ersten Ausführungsform erhalten werden. Der Abgabedruck Pd wird verwendet, um den einlassseitigen Druck P1 auf eine ähnliche Weise wie bei der ersten Ausführungsform zu bestimmen. Die Außenlufttemperatur Tam wird verwendet, um den auslassseitigen Druck P2 auf eine ähnliche Weise wie bei der ersten Ausführungsform zu bestimmen.Specifically, at step S12, in a lower limit throttle passage area Amin calculation, the minimum throttle passage area Amin is calculated using the target supercooling degree SCO, the refrigerant discharge flow rate Gr of the compressor 11, the discharge pressure Pd, and the outside air temperature Tam. The refrigerant discharge flow rate Gr of the compressor 11 can be obtained in a manner similar to the first embodiment. The discharge pressure Pd is used to determine the inlet-side pressure P1 in a manner similar to the first embodiment. The outside air temperature Tam is used to determine the outlet-side pressure P2 in a manner similar to the first embodiment.

Bei Schritt S12 wird die untere Grenze einer Drosseldurchgangsfläche Amin durch die folgende Formel F3 berechnet. Amin = Gr / ρ max × ( ρ max / ( 2 × ( P 1 P 2 ) ) ) 1 / 2

Figure DE112021004336T5_0003
At step S12, the lower limit of a throttle passage area Amin is calculated by the following formula F3. amine = size / ρ Max × ( ρ Max / ( 2 × ( P 1 P 2 ) ) ) 1 / 2
Figure DE112021004336T5_0003

Es ist anzumerken, dass pmax eine einlassseitige Dichte des Kältemittels, das in das Heizungs-Expansionsventil 13 strömt, bei dem Soll-Überhitzungsgrad SCO ist. pmax kann bestimmt werden, indem 4 verwendet wird, die in der ersten Ausführungsform beschrieben ist.Note that pmax is an inlet-side density of the refrigerant flowing into the heater expansion valve 13 at the target superheat degree SCO. pmax can be determined by 4 is used, which is described in the first embodiment.

Es ist anzumerken, dass die Formel F3 eine Formel ist, die erhalten wird, indem die Formel F2 modifiziert wird, die in der ersten Ausführungsform beschrieben ist. Das heißt, die Untere-Grenzfläche-Berechnungseinheit berechnet die untere Grenze einer Drosseldurchgangsfläche Amin, indem eine Formel verwendet wird, die äquivalent zu der Formel ist, die in der Unterkühlungsgrad-Bestimmungseinheit der ersten Ausführungsform verwendet wird.Note that Formula F3 is a formula obtained by modifying Formula F2 described in the first embodiment. That is, the lower limit area calculation unit calculates the lower limit of an orifice passage area Amin by using a formula that is equivalent to the formula used in the supercooling degree determination unit of the first embodiment.

Als nächstes wird bei Schritt S13 bestimmt, ob die tatsächliche Drosseldurchgangsfläche A des Heizungs-Expansionsventils 13 kleiner als die untere Grenze einer Drosseldurchgangsfläche Amin ist, die bei Schritt S12 bestimmt wird. Daher ist Schritt S13 eine Drosseldurchgangsflächen-Bestimmungseinheit, die bestimmt, ob die Drosseldurchgangsfläche A kleiner als die untere Grenze einer Drosseldurchgangsfläche Amin ist.Next, at step S13, it is determined whether the actual throttle passage area A of the heater expansion valve 13 is smaller than the lower limit of a throttle passage area Amin determined at step S12. Therefore, step S13 is a throttle passage area determination unit that determines whether the throttle passage area A is smaller than the lower limit of a throttle passage area Amin.

Falls bei Schritt S13 bestimmt wird, dass die Drosseldurchgangsfläche A nicht kleiner als die untere Grenze einer Drosseldurchgangsfläche Amin ist, das heißt, falls bestimmt wird, dass die Drosseldurchgangsfläche A gleich oder größer als die untere Grenze einer Drosseldurchgangsfläche Amin ist, geht der Vorgang weiter zu Schritt S14. Falls andererseits bei Schritt S13 bestimmt wird, dass die Drosseldurchgangsfläche A kleiner als die untere Grenze einer Drosseldurchgangsfläche Amin ist, geht der Vorgang weiter zu Schritt S15.If it is determined at step S13 that the throttle passage area A is not smaller than the lower limit of a throttle passage area Amin, that is, if it is determined that the throttle passage area A is equal to or larger than the lower limit of a throttle passage area Amin, the process proceeds to Step S14. On the other hand, if it is determined at step S13 that the throttle passage area A is smaller than the lower limit of a throttle passage area Amin, the process proceeds to step S15.

Bei Schritt S14 wird auf eine ähnliche Weise wie bei Schritt S4 der ersten Ausführungsform die Ausblastemperatursteuerung abgearbeitet und der Vorgang geht zurück zu der Hauptroutine. Bei Schritt S15 wird auf eine ähnliche Weise wie bei Schritt S5 der ersten Ausführungsform der Drosselöffnungsgrad des Heizungs-Expansionsventils 13 durch einen vorbestimmten Betrag erhöht und der Vorgang geht zurück zu der Hauptroutine.At step S14, in a manner similar to step S4 of the first embodiment, the blowout temperature control is processed and the process returns to the main routine. At step S15, in a manner similar to step S5 of the first embodiment, the throttle opening degree of the heater expansion valve 13 is increased by a predetermined amount and the process returns to the main routine.

Die anderen Konfigurationen und der Betrieb der Kältekreisvorrichtung 10 und der Fahrzeugklimaanlage 1 sind ähnlich zu jenen der ersten Ausführungsform. Daher kann die Fahrzeugklimaanlage 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform auch ein Kühlen und ein Entfeuchten und Erwärmen der Innenseite der Fahrzeugkabine auf eine ähnliche Weise wie bei der ersten Ausführungsform erzielen.The other configurations and operations of the refrigeration cycle device 10 and the vehicle air conditioner 1 are similar to those of the first embodiment. Therefore, the vehicle air conditioner 1 according to the present embodiment can also achieve cooling and dehumidification and heating of the inside of the vehicle cabin in a manner similar to the first embodiment.

Bei der Kältekreisvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Drosselöffnungsgrad des Heizungs-Expansionsventils 13 so gesteuert, dass die Drosseldurchgangsfläche A gleich oder größer als die untere Grenze einer Drosseldurchgangsfläche Amin bei dem Entfeuchtungs-und-Heizungsmodus ist. Diese Steuerung ermöglicht, dass der Unterkühlungsgrad SC1 gleich oder niedriger als der Soll-Unterkühlungsgrad SCO ist. Daher ist es möglich, die gleichen Wirkungen wie bei der ersten Ausführungsform zu erzielen.In the refrigeration cycle device 10 according to the present embodiment, the throttle opening degree of the heater-expansion valve 13 is controlled so that the throttle passage area A is equal to or larger than the lower limit of a throttle passage area Amin in the dehumidification-and-heating mode. This control allows the supercooling degree SC1 to be equal to or lower than the target supercooling degree SCO. Therefore, it is possible to obtain the same effects as the first embodiment.

Das heißt, auch bei der Kältekreisvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, den Unterkühlungsgrad SC1 und des Kältemittels auf der Auslassseite des Innen-Kondensators 12, welcher die Heizungseinheit ist, angemessen anzupassen.That is, also in the refrigeration cycle device 10 of the present embodiment, it is possible to appropriately adjust the degree of supercooling SC1 and the refrigerant on the outlet side of the indoor condenser 12, which is the heating unit.

(Dritte Ausführungsform)(Third embodiment)

Bei der Fahrzeugklimaanlage 1 der vorliegenden Ausführungsform ist im Vergleich zu der ersten Ausführungsform eine elektrische Heizung 37 auf einer stromabwärtigen Seite des Innen-Kondensators 12 in der Innen-Klimatisierungseinheit 30 bezüglich der Lüftungsluftströmung angeordnet, wie in dem Gesamtkonfigurationsschaubild von 7 dargestellt ist.In the vehicle air conditioner 1 of the present embodiment, compared to the first embodiment, an electric heater 37 is arranged on a downstream side of the indoor condenser 12 in the indoor air conditioning unit 30 with respect to the ventilation air flow as in the overall configuration diagram of FIG 7 is shown.

Die elektrische Heizung 37 ist eine Hilfs-Heizungseinheit, die die Lüftungsluft hilfsweise erwärmt, wenn die Blaslufttemperatur TAV der Lüftungsluft nicht alleine durch die Erwärmungskapazität der Kältekreisvorrichtung 10 in dem Entfeuchtungs-und-Heizungsmodus zu der Soll-Ausblastemperatur TAO angehoben werden kann. Als die elektrische Heizung 37 ist es möglich, eine Heizung eines positiven Temperaturkoeffizienten (PTC) oder Ähnliches einzusetzen, die Wärme erzeugt, indem sie mit Strom versorgt wird. Ein kalorischer Wert der elektrischen Heizung 37 wird durch eine Steuerungsspannung gesteuert, die von der Steuerungsvorrichtung 40 ausgegeben wird.The electric heater 37 is an auxiliary heating unit that auxiliaryly heats the ventilation air when the blown air temperature TAV of the ventilation air cannot be raised to the target blowout temperature TAO solely by the heating capacity of the refrigeration cycle device 10 in the dehumidifying-and-heating mode. As the electric heater 37, it is possible to employ a positive temperature coefficient (PTC) heater or the like that generates heat by being energized. A calorific value of the electric heater 37 is controlled by a control voltage output from the control device 40 .

Ferner ist ein Saugtemperatursensor 41i als ein Sensor, der für eine Klimatisierungssteuerung verwendet wird, mit der Eingabeseite der Steuerungsvorrichtung 40 der vorliegenden Ausführungsform verbunden. Der Saugtemperatursensor 41i ist eine Saugtemperatur-Erfassungseinrichtung, die eine Sauglufttemperatur Tein einer Saugluft erfasst, die über die Innenluft-und-Außenluft-Umschaltvorrichtung 33 in den Innen-Verdampfer 17 strömt.Further, a suction temperature sensor 41i as a sensor used for air conditioning control is connected to the input side of the control device 40 of the present embodiment. The suction temperature sensor 41i is suction temperature detection means that detects a suction air temperature Tin of suction air flowing into the indoor evaporator 17 via the inside and outside air switching device 33 .

Die Unterkühlungsgrad-Schätzeinheit der vorliegenden Ausführungsform schätzt den Unterkühlungsgrad SC1, indem die Kältemittelabgabeströmungsrate Gr des Verdichters 11, die Abgabetemperatur Td, der Abgabedruck Pd, ein Luftblasbetrag Airf (eine Massenströmungsrate) des Innen-Gebläses 32, die Sauglufttemperatur Tein und ein Erwärmungsbetrag Qh der elektrischen Heizung 37 verwendet werden.The supercooling degree estimating unit of the present embodiment estimates the supercooling degree SC1 by using the refrigerant discharge flow rate Gr of the compressor 11, the discharge temperature Td, the discharge pressure Pd, an air blowing amount Airf (a mass flow rate) of the indoor fan 32, the suction air temperature Tein and a heating amount Qh of the electric Heater 37 can be used.

Die Kältemittelabgabeströmungsrate Gr des Verdichters 11 kann auf eine ähnliche Weise wie bei der ersten Ausführungsform berechnet werden. Der Luftblasbetrag Airf des Innen-Gebläses 32 kann aus einer Spezifikation des Innen-Gebläses 32 und einer Steuerungsspannung bestimmt werden, die von der Steuerungsvorrichtung 40 zu dem Innen-Gebläse 32 ausgegeben wird. Der Erwärmungsbetrag Qh der elektrischen Heizung 37 kann auf der Grundlage einer Spezifikation der elektrischen Heizung 37 und eines Strombetrags bestimmt werden, der von der Steuerungsvorrichtung 40 zu der elektrischen Heizung 37 zugeführt wird.The refrigerant discharge flow rate Gr of the compressor 11 can be calculated in a manner similar to the first embodiment. The air-blowing amount Airf of the indoor fan 32 can be determined from a specification of the indoor fan 32 and a control voltage that is output from the control device 40 to the indoor fan 32 . The amount of heating Qh of the electric heater 37 can be determined based on a specification of the electric heater 37 and an amount of current supplied from the control device 40 to the electric heater 37 .

Die Unterkühlungsgrad-Schätzeinheit der vorliegenden Ausführungsform berechnet eine auslassseitige Enthalpie Hcout des Kältemittels auf der Auslassseite des Innen-Kondensators 12 auf der Grundlage der folgenden Formeln F4 bis F6. Qc = Qex + Qh

Figure DE112021004336T5_0004
Qc = ρ ain × Airfc × Cair × ( TAV Tein )
Figure DE112021004336T5_0005
Qex = Gr × ( Hcin Hcout )
Figure DE112021004336T5_0006
Hier ist Qc ein gesamter Erwärmungsbetrag (das heißt, der gesamte Wärmeaufnahmebetrag der Lüftungsluft) der Lüftungsluft. Qex ist ein Betrag einer Wärmeableitung von dem Kältemittel, das in dem Innen-Kondensator 12 kondensiert wird, zu der Lüftungsluft.The supercooling degree estimating unit of the present embodiment calculates a discharge-side enthalpy Hcout of the refrigerant on the outlet side of the indoor condenser 12 based on the following formulas F4 to F6. qc = Qex + uh
Figure DE112021004336T5_0004
qc = ρ no × Airfc × cair × ( TAV thein )
Figure DE112021004336T5_0005
Qex = size × ( Hcin hcout )
Figure DE112021004336T5_0006
Here, Qc is a total heating amount (that is, total heat absorption amount of ventilation air) of ventilation air. Qex is an amount of heat dissipation from the refrigerant condensed in the indoor condenser 12 to the ventilation air.

pair ist die Dichte der Saugluft. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Dichte von Luft in einem vorbestimmten Referenzzustand (beispielsweise, 25°C, 101,3 kPa) als die Dichte der Saugluft eingesetzt. Ferner ist Cair eine spezifische Wärme der Luft in dem Referenzzustand.pair is the density of the suction air. In the present embodiment, a density of air in a predetermined reference condition (for example, 25°C, 101.3 kPa) is employed as the density of suction air. Furthermore, Cair is a specific heat of the air in the reference state.

Airfc ist ein Innen-kondensatorseitiges Luftvolumen der Lüftungsluft, die durch den Innen-Kondensator 12 geht. In dem Entfeuchtungs-und-Heizungsmodus der vorliegenden Ausführungsform ist das Innen-kondensatorseitige Luftvolumen Airfc gleich dem Luftblasbetrag Airf, da die Luftmischklappe 34 den Kaltluft-Bypassdurchgang 35 vollständig schließt. Wenn der Kaltluft-Bypassdurchgang 35 durch die Luftmischklappe 34 geöffnet wird, kann das Innen-kondensatorseitige Luftvolumen Airfc in Übereinstimmung mit einem Öffnungsverhältnis zwischen dem Öffnungsgrad eines Luftdurchgangs auf der Seite des Innen-Kondensators 12 und dem Öffnungsgrad des Kaltluft-Bypassdurchgangs 35 bestimmt werden.Airfc is an indoor condenser-side air volume of ventilation air passing through the indoor condenser 12 . In the dehumidification-and-heating mode of the present embodiment, since the air mix door 34 completely closes the cold air bypass passage 35, the indoor condenser-side air volume Airfc is equal to the air-blowing amount Airf. When the cool air bypass passage 35 is opened by the air mix door 34 , the indoor condenser-side air volume Airfc can be determined in accordance with an opening ratio between the opening degree of an air passage on the indoor condenser 12 side and the opening degree of the cool air bypass passage 35 .

Hcin ist eine einlassseitige Enthalpie des Kältemittels auf der Einlassseite des Innen-Kondensators 12. Die einlassseitige Enthalpie Hcin kann aus der Abgabetemperatur Td und dem Abgabedruck Pd auf der Grundlage von physikalischen Eigenschaften des Kältemittels bestimmt werden.Hcin is an inlet-side enthalpy of the refrigerant on the inlet side of the indoor condenser 12. The inlet-side enthalpy Hcin can be determined from the discharge temperature Td and the discharge pressure Pd based on physical properties of the refrigerant.

Daher kann die Unterkühlungsgrad-Schätzeinheit der vorliegenden Ausführungsform die auslassseitige Enthalpie Hcout berechnen, indem die Formeln F4 bis F6 verwendet werden. Ferner ist es möglich, den Unterkühlungsgrad SC1 des Kältemittels, das aus dem Innen-Kondensator 12 ausströmt und in das Heizungs-Expansionsventil 13 strömt, auf der Grundlage der auslassseitigen Enthalpie Hcout und des Abgabedrucks Pd zu schätzen. Selbstverständlich kann der Trockenheitsgrad zudem geschätzt werden, falls das Kältemittel, das aus dem Innen-Kondensator 12 ausströmt und in das Heizungs-Expansionsventil 13 strömt, in einem zweiphasigen Gas/Flüssigkeit-Zustand ist.Therefore, the supercooling degree estimating unit of the present embodiment can calculate the outlet-side enthalpy Hcout by using the formulas F4 to F6. Further, it is possible to estimate the degree of supercooling SC1 of the refrigerant flowing out of the indoor condenser 12 and flowing into the heater expansion valve 13 based on the outlet-side enthalpy Hcout and the discharge pressure Pd. Of course, the degree of dryness can also be estimated if the refrigerant that flows out of the indoor condenser 12 and flows into the heater expansion valve 13 is in a gas-liquid two-phase state.

Die anderen Konfigurationen und der Betrieb der Kältekreisvorrichtung 10 und der Fahrzeugklimaanlage 1 sind ähnlich wie jene der ersten Ausführungsform. Daher kann die Fahrzeugklimaanlage 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform auch ein Kühlen und ein Entfeuchten und Erwärmen der Innenseite der Fahrzeugkabine auf eine ähnliche Weise wie bei der ersten Ausführungsform erzielen. Die Kältekreisvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform kann zudem Wirkungen erzielen, die ähnlich zu jenen der ersten Ausführungsform sind.The other configurations and operations of the refrigeration cycle device 10 and the vehicle air conditioner 1 are similar to those of the first embodiment. Therefore, the vehicle air conditioner 1 according to the present embodiment can also achieve cooling and dehumidification and heating of the inside of the vehicle cabin in a manner similar to the first embodiment. In addition, the refrigeration cycle device 10 of the present embodiment can obtain effects similar to those of the first embodiment.

Das heißt, auch bei der Kältekreisvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, den Unterkühlungsgrad SC1 des Kältemittels auf der Auslassseite des Innen-Kondensators 12, welcher die Heizungseinheit ist, angemessen anzupassen.That is, also in the refrigeration cycle device 10 of the present embodiment, it is possible to appropriately adjust the supercooling degree SC1 of the refrigerant on the outlet side of the indoor condenser 12, which is the heating unit.

Die Fahrzeugklimaanlage 1 der vorliegenden Ausführungsform weist als die Hilfs-Heizungseinheit die elektrische Heizung 37 auf, die die Lüftungsluft erwärmt. Mit dieser Konfiguration kann die Lüftungsluft durch die elektrische Heizung 37 erwärmt werden, wenn der Drosselöffnungsgrad des Heizungs-Expansionsventils 13 nicht verringert werden kann, um den Unterkühlungsgrad SC1 anzupassen, um gleich oder niedriger als der Soll-Unterkühlungsgrad SCO zu sein. Im Ergebnis wird die Blaslufttemperatur TAV erhöht, um die Soll-Ausblastemperatur TAO zu erreichen, sodass ein behagliches Entfeuchten und Erwärmen erzielt werden kann.The vehicle air conditioner 1 of the present embodiment has, as the auxiliary heating unit, the electric heater 37 that heats the ventilation air. With this configuration, the ventilation air can be heated by the electric heater 37 when the throttle opening degree of the heater expansion valve 13 cannot be reduced to adjust the supercooling degree SC1 to be equal to or lower than the target supercooling degree SCO. As a result, the blown air temperature TAV is increased to reach the target blowout temperature TAO, so that comfortable dehumidification and heating can be achieved.

Die Unterkühlungsgrad-Schätzeinheit der vorliegenden Ausführungsform schätzt den Unterkühlungsgrad SC1, indem die Kältemittelabgabeströmungsrate Gr des Verdichters 11, die Abgabetemperatur Td, der Abgabedruck Pd, ein Luftblasbetrag Airf des Innen-Gebläses 32, die Sauglufttemperatur Tein und ein Erwärmungsbetrag Qh der elektrischen Heizung 37 verwendet werden. Daher kann der Unterkühlungsgrad SC1 nur durch ein Hinzuzufügen des Saugtemperatursensors 41i genau geschätzt werden, wie in Bezug auf die Formeln F4 bis F6 beschrieben ist.The supercooling degree estimation unit of the present embodiment estimates the supercooling degree SC1 by using the refrigerant discharge flow rate Gr of the compressor 11, the discharge temperature Td, the discharge pressure Pd, an air blowing amount Airf of the indoor fan 32, the suction air temperature Tein and a heating amount Qh of the electric heater 37 . Therefore, the degree of supercooling SC1 can be accurately estimated only by adding the suction temperature sensor 41i as described in relation to the formulas F4 to F6.

Die Unterkühlungsgrad-Schätzeinheit der vorliegenden Ausführungsform ist zudem wirksam, wenn sie auf die Kältekreisvorrichtung 10 angewendet wird, die die elektrische Heizung 37 nicht aufweist. In jenem Fall kann der Erwärmungsbetrag Qh der elektrischen Heizung 37 zu 0 eingestellt sein.The supercooling degree estimating unit of the present embodiment is also effective when applied to the refrigeration cycle device 10 that does not have the electric heater 37 . In that case, the heating amount Qh of the electric heater 37 may be set to 0.

(Vierte Ausführungsform)(Fourth embodiment)

In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Beschreibung anhand einer Kältekreisvorrichtung 10a gegeben, die in 8 dargestellt ist, in welcher eine Konfiguration der Heizungseinheit gegenüber der Kältekreisvorrichtung 10 modifiziert ist, die in der ersten Ausführungsform beschrieben ist. Die Kältekreisvorrichtung 10a wird auf eine Fahrzeugklimaanlage 1 angewendet, die ähnlich wie jene der ersten Ausführungsform ist. Die Heizungseinheit der Kältekreisvorrichtung 10a weist einen Medium/Kältemittel-Wärmetauscher 121, einen Heizungskern 53, der in einem Wärmemediumkreislauf 50 angeordnet ist, und Ähnliches auf.In the present embodiment, a description will be given using a refrigeration cycle device tion 10a given in 8th 12 is illustrated, in which a configuration of the heater unit is modified from the refrigeration cycle device 10 described in the first embodiment. The refrigeration cycle device 10a is applied to a vehicle air conditioner 1 similar to that of the first embodiment. The heater unit of the refrigeration cycle device 10a includes a medium/refrigerant heat exchanger 121, a heater core 53 arranged in a heat medium circuit 50, and the like.

Der Wärmemediumkreislauf 50 ist ein Wärmemedium-Zirkulationskreislauf, der ein Wärmemedium zirkuliert. In dem Wärmemediumkreislauf 50 wird eine wässrige Ethylenglycollösung als das Wärmemedium eingesetzt. In dem Wärmemediumkreislauf 50 sind ein Wasserdurchgang des Medium/Kältemittel-Wärmetauschers 121, eine Wärmemediumpumpe 51, eine elektrische Heizung 52, ein Heizungskern 53 und Ähnliches angeordnet.The heat medium circuit 50 is a heat medium circulation circuit that circulates a heat medium. In the heat medium circuit 50, an ethylene glycol aqueous solution is used as the heat medium. In the heat medium circuit 50, a water passage of the medium/refrigerant heat exchanger 121, a heat medium pump 51, an electric heater 52, a heater core 53 and the like are arranged.

Der Medium/Kältemittel-Wärmetauscher 121 ist eine Wärmeableitungseinheit, die Wärme zwischen dem Hochdruck-Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, und dem Wärmemedium austauscht, um Wärme des Hochdruck-Kältemittels zu der Lüftungsluft abzuleiten. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein sogenannter Gegenstromwärmetauscher als der Medium/Kältemittel-Wärmetauscher 121 eingesetzt. Bei dem Gegenstromwärmetauscher sind die Strömungsrichtung des Kältemittels, das durch den Kältemitteldurchgang strömt, und die Strömungsrichtung des Wärmemediums, das durch den Wärmemediumdurchgang strömt, entgegengesetzt zueinander.The medium/refrigerant heat exchanger 121 is a heat dissipation unit that exchanges heat between the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 11 and the heat medium to dissipate heat of the high-pressure refrigerant to the ventilation air. In the present embodiment, a so-called counterflow heat exchanger is employed as the medium/refrigerant heat exchanger 121 . In the counterflow heat exchanger, the flow direction of the refrigerant flowing through the refrigerant passage and the flow direction of the heat medium flowing through the heat medium passage are opposite to each other.

Die Wärmemediumpumpe 51 ist eine Wärmemedium-Druckfördereinheit, die das Wärmemedium, das aus dem Heizungskern 53 ausströmt, unter einem Druck zu dem Medium/Kältemittel-Wärmetauscher 121 fördert. Die Wärmemediumpumpe 51 ist eine elektrische Wasserpumpe, die ein Schaufelrad (das heißt, ein Laufrad) durch einen Elektromotor rotationsmäßig antreibt. Eine Drehzahl (das heißt, eine Druckförderkapazität) der Wärmemediumpumpe 51 wird durch eine Steuerungsspannung gesteuert, die von der Steuerungsvorrichtung 40 ausgegeben wird.The heat medium pump 51 is a heat medium pressure-feed unit that pressure-feeds the heat medium flowing out of the heater core 53 to the medium/refrigerant heat exchanger 121 . The heat medium pump 51 is an electric water pump that rotates an impeller (ie, an impeller) by an electric motor. A rotational speed (that is, a pressure delivery capacity) of the heat medium pump 51 is controlled by a control voltage that is output from the control device 40 .

Die elektrische Heizung 52 erwärmt das Wärmemedium, das aus dem Medium/Kältemittel-Wärmetauscher 121 ausströmt. Die elektrische Heizung 52 ist eine Hilfs-Heizungseinheit, die die Lüftungsluft hilfsweise über das Wärmemedium erwärmt, wenn die Blaslufttemperatur TAV der Lüftungsluft nicht alleine durch die Erwärmungskapazität der Kältekreisvorrichtung 10 in dem Entfeuchtungs-und-Heizungsmodus zu der Soll-Ausblastemperatur TAO angehoben werden kann. Als die elektrische Heizung 52 ist es möglich, eine PTC-Heizung, die eine ähnliche Konfiguration zu der elektrischen Heizung 37 für die Lüftungsluft hat, oder eine Heizung einer anderen Bauart einzusetzen.The electric heater 52 heats the heat medium that flows out of the medium/refrigerant heat exchanger 121 . The electric heater 52 is an auxiliary heating unit that auxiliaryly heats the ventilation air via the heating medium when the blown air temperature TAV of the ventilation air cannot be raised to the target blowing temperature TAO solely by the heating capacity of the refrigeration cycle device 10 in the dehumidification-and-heating mode. As the electric heater 52, it is possible to use a PTC heater having a configuration similar to that of the electric heater 37 for ventilation air, or a different type heater.

Der Heizungskern 53 ist eine Wärmeaustauscheinheit zum Erwärmen, die die Lüftungsluft erwärmt, indem Wärme zwischen dem Wärmemedium, das aus dem Medium/Kältemittel-Wärmetauscher 121 ausströmt, und der Lüftungsluft ausgetauscht wird. Der Heizungskern 53 ist in der Innen-Klimatisierungseinheit 30 auf eine ähnliche Weise wie der Innen-Kondensator 12 angeordnet.The heater core 53 is a heat exchange unit for heating that heats the ventilation air by exchanging heat between the heating medium flowing out of the medium/refrigerant heat exchanger 121 and the ventilation air. The heater core 53 is arranged in the indoor air conditioning unit 30 in a manner similar to the indoor condenser 12 .

Ferner ist ein Wärmemedium-Temperatursensor 41j als ein Sensor, der für eine Klimatisierungssteuerung verwendet wird, mit der Eingabeseite der Steuerungsvorrichtung 40 der vorliegenden Ausführungsform verbunden. Der Wärmemedium-Temperatursensor 41j ist eine einlassseitige Wärmemedium-Temperaturerfassungseinrichtung, die eine heizungskerneinlassseitige Wärmemediumtemperatur Twin des Wärmemediums erfasst, das in den Heizungskern 53 strömt.Further, a heat medium temperature sensor 41j as a sensor used for air conditioning control is connected to the input side of the control device 40 of the present embodiment. The heat-medium temperature sensor 41 j is inlet-side heat-medium temperature detection means that detects a heater-core inlet-side heat-medium temperature Twin of the heat medium flowing into the heater core 53 .

Die Unterkühlungsgrad-Schätzeinheit der vorliegenden Ausführungsform schätzt den Unterkühlungsgrad SC1, indem die Kältemittelabgabeströmungsrate Gr des Verdichters 11, die Abgabetemperatur Td, der Abgabedruck Pd, eine Wärmemediumströmungsrate LQf (eine Massenströmungsrate) des Wärmemediums, das unter einem Druck von der Wärmemediumpumpe 51 gefördert wird, die heizungskerneinlassseitige Wärmemediumtemperatur Twin, der Luftblasbetrag Airf des Innen-Gebläses 32, die Saugtemperatur Ts und der Erwärmungsbetrag Qh2 der elektrischen Heizung 52 verwendet werden.The supercooling degree estimating unit of the present embodiment estimates the supercooling degree SC1 by using the refrigerant discharge flow rate Gr of the compressor 11, the discharge temperature Td, the discharge pressure Pd, a heat medium flow rate LQf (a mass flow rate) of the heat medium that is discharged under pressure from the heat medium pump 51, the heater core inlet-side heat medium temperature Twin, the air-blowing amount Airf of the indoor fan 32, the suction temperature Ts, and the heating amount Qh2 of the electric heater 52 are used.

Der Unterkühlungsgrad SC1 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Unterkühlungsgrad des Kältemittels, das aus dem Medium/Kältemittel-Wärmetauscher 121 ausströmt, der die Heizungseinheit ausbildet, und in das Heizungs-Expansionsventil 13 strömt.The degree of supercooling SC<b>1 of the present embodiment is a degree of supercooling of the refrigerant that flows out of the medium/refrigerant heat exchanger 121 forming the heater unit and flows into the heater expansion valve 13 .

Die Kältemittelabgabeströmungsrate Gr des Verdichters 11 kann auf eine ähnliche Weise wie bei der ersten Ausführungsform berechnet werden. Die Abgabetemperatur Td und der Abgabedruck Pd werden verwendet, um eine einlassseitige Enthalpie Hwcin des Kältemittels auf der Einlassseite des Medium/Kältemittel-Wärmetauschers 121 auf eine ähnliche Weise wie bei der dritten Ausführungsform zu bestimmen. Die Wärmemediumströmungsrate LQf der Wärmemediumpumpe 51 kann aus einer Spezifikation der Wärmemediumpumpe 51 und einer Steuerungsspannung bestimmt werden, die von der Steuerungsvorrichtung 40 zu der Wärmemediumpumpe 51 ausgegeben wird.The refrigerant discharge flow rate Gr of the compressor 11 can be calculated in a manner similar to the first embodiment. The discharge temperature Td and the discharge pressure Pd are used to determine an inlet-side enthalpy Hwcin of the refrigerant on the inlet side of the medium-refrigerant heat exchanger 121 in a manner similar to the third embodiment. The heat-medium flow rate LQf of the heat-medium pump 51 can be determined from a specification of the heat-medium pump 51 and a control voltage that the control device 40 outputs to the heat-medium pump 51 .

Der Luftblasbetrag Airf des Innen-Gebläses 32 kann auf eine ähnliche Weise wie bei der dritten Ausführungsform bestimmt werden. Die Saugtemperatur Ts wird verwendet, um eine Kühllufttemperatur Tae einer Kühlungsluft zu bestimmen, die in dem Innen-Verdampfer 17 gekühlt wird und in den Heizungskern 53 strömt. Insbesondere kann die Kühllufttemperatur Tae zu einem Wert eingestellt sein, der erhalten wird, indem ein Überhitzungsgrad (in der vorliegenden Ausführungsform 3°C) des Kältemittels auf der Auslassseite des Innen-Verdampfers 17 von der Saugtemperatur Ts subtrahiert wird.The air blowing amount Airf of the indoor fan 32 can be determined in a manner similar to the third embodiment. The suction temperature Ts is used to determine a cooling air temperature Tae of cooling air that is cooled in the indoor evaporator 17 and flows into the heater core 53 . Specifically, the cool air temperature Tae may be set to a value obtained by subtracting a superheat degree (3°C in the present embodiment) of the refrigerant on the outlet side of the indoor evaporator 17 from the suction temperature Ts.

Der Erwärmungsbetrag Qh2 der elektrischen Heizung 52 kann auf der Grundlage einer Spezifikation der elektrischen Heizung 52 und des Strombetrags bestimmt werden, der von der Steuerungsvorrichtung 40 zu der elektrischen Heizung 52 ausgegeben wird.The heating amount Qh2 of the electric heater 52 can be determined based on a specification of the electric heater 52 and the amount of current that the control device 40 outputs to the electric heater 52 .

Die Unterkühlungsgrad-Schätzeinheit der vorliegenden Ausführungsform berechnet eine auslassseitige Enthalpie Hwcout des Kältemittels auf der Auslassseite des Medium/Kältemittel-Wärmetauschers 121 auf der Grundlage der folgenden Formeln F7 bis F9. Qwr = Qwex + Qh 2

Figure DE112021004336T5_0007
Qwr = f ( LQf , Twin , Airfh , Tae )
Figure DE112021004336T5_0008
Qwex = Gr × ( Hwcin Hwcout )
Figure DE112021004336T5_0009
Hier ist Qwr eine Wärmemenge, die von dem Wärmemedium in dem Heizungskern 53 an die Lüftungsluft abgeleitet wird. Qwex ist ein Betrag einer Wärmeableitung von dem Kältemittel, das in dem Medium/Kältemittel-Wärmetauscher 121 kondensiert wird, an das Wärmemedium.The supercooling degree estimating unit of the present embodiment calculates an outlet-side enthalpy Hwcout of the refrigerant on the outlet side of the medium-refrigerant heat exchanger 121 based on the following formulas F7 to F9. Qwr = Qwex + uh 2
Figure DE112021004336T5_0007
Qwr = f ( LQf , twins , Airfh , tae )
Figure DE112021004336T5_0008
Qwex = size × ( Hwcin Hwcout )
Figure DE112021004336T5_0009
Here, Qwr is an amount of heat dissipated from the heat medium in the heater core 53 to the ventilation air. Qwex is an amount of heat dissipation from the refrigerant condensed in the medium/refrigerant heat exchanger 121 to the heat medium.

Airfh ist ein heizungskernseitiges Luftvolumen der Lüftungsluft, die durch den Heizungskern 53 geht. In dem Entfeuchtungs-und-Heizungsmodus der vorliegenden Ausführungsform ist das heizungskernseitige Luftvolumen Airfh gleich dem Luftblasbetrag Airf, da die Luftmischklappe 34 den Kaltluft-Bypassdurchgang 35 vollständig schließt. Wenn der Kaltluft-Bypassdurchgang 35 durch die Luftmischklappe 34 geöffnet wird, kann das heizungskernseitige Luftvolumen Airfh in Übereinstimmung mit einem Öffnungsverhältnis zwischen dem Öffnungsgrad eines Luftdurchgangs auf der Seite des Heizungskerns 53 und dem Öffnungsgrad des Kaltluft-Bypassdurchgangs 35 bestimmt werden.Airfh is a heater core side air volume of the ventilation air passing through the heater core 53 . In the dehumidification-and-heating mode of the present embodiment, since the air mix door 34 completely closes the cold air bypass passage 35 , the heater core side air volume Airfh is equal to the air blowing amount Airf. When the cool air bypass passage 35 is opened by the air mix door 34 , the heater core side air volume Airfh can be determined in accordance with an opening ratio between the opening degree of an air passage on the heater core 53 side and the opening degree of the cool air bypass passage 35 .

Die Formel F8 gibt an, dass Qwr auf der Grundlage der Wärmemediumströmungsrate LQf, der heizungskerneinlassseitigen Wärmemediumtemperatur Twin, des heizungskernseitigen Luftvolumens Airfh und der Kühllufttemperatur Tae bestimmt wird. Das heißt, der Betrag eines Wärmeaustauschs zwischen dem Kältemittel und dem Wärmemedium in dem Heizungskern 53 kann auf der Grundlage der Temperatur und des Luftvolumens des Kältemittels, das in den Heizungskern 53 strömt, der Temperatur und des Luftvolumens des Wärmemediums, das in den Heizungskern 53 strömt, und einer Wärmeaustauschleistung des Heizungskerns 53 bestimmt werden.The formula F8 indicates that Qwr is determined based on the heat medium flow rate LQf, the heater core inlet side heat medium temperature Twin, the heater core side air volume Airfh, and the cooling air temperature Tae. That is, the amount of heat exchange between the refrigerant and the heating medium in the heater core 53 can be determined based on the temperature and the air volume of the refrigerant flowing into the heater core 53, the temperature and the air volume of the heating medium flowing into the heater core 53 , and a heat exchange performance of the heater core 53 can be determined.

Daher wird in der vorliegenden Ausführungsform der Betrag einer Wärmeableitung von dem Kältemittel, das in dem Medium/Kältemittel-Wärmetauscher 121 kondensiert wird, zu dem Wärmemedium auf der Grundlage der Wärmemediumströmungsrate LQf in Bezug auf ein vorab gespeichertes Steuerungskennfeld, die heizungskerneinlassseitige Wärmemediumtemperatur Twin, das heizungskernseitige Luftvolumen Airfh und die Kühllufttemperatur Tae bestimmt. Die Wärmeaustauschleistung des Heizungskerns 53 kann aus einer Spezifikation des Heizungskerns 53, Testdaten und Ähnlichem erlangt werden.Therefore, in the present embodiment, the amount of heat dissipation from the refrigerant condensed in the medium/refrigerant heat exchanger 121 to the heat medium based on the heat medium flow rate LQf with respect to a previously stored control map, the heater core inlet side heat medium temperature Twin, the heater core side Air volume Airfh and the cooling air temperature Tae are determined. The heat exchange performance of the heater core 53 can be obtained from a specification of the heater core 53, test data, and the like.

Daher kann in der vorliegenden Ausführungsform die auslassseitige Enthalpie Hwcout berechnet werden, indem die Formeln F7 bis F9 verwendet werden. Ferner ist es möglich, den Unterkühlungsgrad SC1 des Kältemittels, das aus dem Heizungskern 53 ausströmt und in das Heizungs-Expansionsventil 13 strömt, auf der Grundlage der auslassseitigen Enthalpie Hwcout und des Abgabedrucks Pd zu schätzen. Selbstverständlich kann der Trockenheitsgrad zudem geschätzt werden, falls das Kältemittel, das aus dem Heizungskern 53 ausströmt und in das Heizungs-Expansionsventil 13 strömt, in einem zweiphasigen Gas/Flüssigkeit-Zustand ist.Therefore, in the present embodiment, the outlet-side enthalpy Hwcout can be calculated using Formulas F7 to F9. Further, it is possible to estimate the supercooling degree SC1 of the refrigerant that flows out of the heater core 53 and flows into the heater expansion valve 13 based on the outlet-side enthalpy Hwcout and the discharge pressure Pd. Of course, the degree of dryness can also be estimated if the refrigerant that flows out of the heater core 53 and flows into the heater expansion valve 13 is in a gas-liquid two-phase state.

Andere Konfigurationen und ein Betrieb der Kältekreisvorrichtung 10a sind ähnlich zu jenen der Kältekreisvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform. Daher kann die Fahrzeugklimaanlage 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform auch ein Kühlen und ein Entfeuchten und Erwärmen der Innenseite der Fahrzeugkabine auf eine ähnliche Weise wie bei der ersten Ausführungsform erzielen. Die Kältekreisvorrichtung 10a der vorliegenden Ausführungsform kann zudem Wirkungen erzielen, die ähnlich zu jenen der ersten Ausführungsform sind.Other configurations and an operation of the refrigeration cycle device 10a are similar to those of the refrigeration cycle device 10 of the first embodiment. Therefore, the vehicle air conditioner 1 according to the present embodiment can also achieve cooling and dehumidification and heating of the inside of the vehicle cabin in a manner similar to the first embodiment. In addition, the refrigeration cycle device 10a of the present embodiment can obtain effects similar to those of the first embodiment.

Das heißt, auch bei der Kältekreisvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, den Unterkühlungsgrad SC1 des Kältemittels auf der Auslassseite des Medium/Kältemittel-Wärmetauschers 121, welcher die Heizungseinheit bildet, angemessen anzupassen. Im Ergebnis kann eine Verringerung des COPs der Kältekreisvorrichtung 10 unterdrückt werden.That is, also in the refrigeration cycle device 10 of the present embodiment, it is possible to appropriately adjust the supercooling degree SC1 of the refrigerant on the outlet side of the medium-refrigerant heat exchanger 121 constituting the heating unit. As a result, a reduction in the COP of the refrigeration cycle device 10 can be suppressed.

Die Fahrzeugklimaanlage 1 der vorliegenden Ausführungsform weist als die Hilfs-Heizungseinheit die elektrische Heizung 52 auf, die das Wärmemedium erwärmt. Wenn daher der Drosselöffnungsgrad des Heizungs-Expansionsventils 13 nicht verringert werden kann, um den Unterkühlungsgrad SC1 anzupassen, um gleich oder niedriger als der Soll-Unterkühlungsgrad SCO zu sein, kann das Wärmemedium durch die elektrische Heizung 52 erwärmt werden. Im Ergebnis wird die Blaslufttemperatur TAV erhöht, um die Soll-Ausblastemperatur TAO zu erreichen, sodass eine behagliche Entfeuchtung und Erwärmung erzielt werden kann.The vehicle air conditioner 1 of the present embodiment includes, as the auxiliary heating unit, the electric heater 52 that heats the heat medium. Therefore, when the throttle opening degree of the heater expansion valve 13 cannot be reduced to adjust the supercooling degree SC<b>1 to be equal to or lower than the target supercooling degree SCO, the heating medium can be heated by the electric heater 52 . As a result, the blown air temperature TAV is increased to reach the target blowout temperature TAO, so that comfortable dehumidification and heating can be achieved.

Die Unterkühlungsgrad-Schätzeinheit der vorliegenden Ausführungsform schätzt den Unterkühlungsgrad SC1, indem die Kältemittelabgabeströmungsrate Gr des Verdichters 11, die Abgabetemperatur Td, der Abgabedruck Pd, eine Wärmemediumströmungsrate LQf der Wärmemediumpumpe 51, die heizungskerneinlassseitige Wärmemediumtemperatur Twin, der Luftblasbetrag Airf des Innen-Gebläses 32, die Saugtemperatur Ts und der Erwärmungsbetrag Qh2 der elektrischen Heizung 52 verwendet werden. Daher kann der Unterkühlungsgrad SC1 nur durch Hinzufügen des Wärmemedium-Temperatursensors 41j genau geschätzt werden, wie in Bezug auf die Formeln F7 bis F9 beschrieben ist.The supercooling degree estimation unit of the present embodiment estimates the supercooling degree SC1 by using the refrigerant discharge flow rate Gr of the compressor 11, the discharge temperature Td, the discharge pressure Pd, a heat medium flow rate LQf of the heat medium pump 51, the heater core inlet-side heat medium temperature Twin, the air blowing amount Airf of the indoor fan 32, the suction temperature Ts and the heating amount Qh2 of the electric heater 52 can be used. Therefore, the degree of supercooling SC1 can be accurately estimated only by adding the heat medium temperature sensor 41j as described in relation to the formulas F7 to F9.

Die Unterkühlungsgrad-Schätzeinheit der vorliegenden Ausführungsform ist zudem wirksam, wenn sie auf die Kältekreisvorrichtung 10a angewendet wird, die nicht die elektrische Heizung 52 aufweist. In jenem Fall kann der Erwärmungsbetrag Qh2 der elektrischen Heizung 52 zu 0 eingestellt sein.The supercooling degree estimating unit of the present embodiment is also effective when applied to the refrigeration cycle device 10 a that does not have the electric heater 52 . In that case, the heating amount Qh2 of the electric heater 52 may be set to zero.

(Fünfte Ausführungsform)(Fifth embodiment)

In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Beschreibung anhand eines Beispiels gegeben, in welchem eine Schätzungsform des Unterkühlungsgrads SC1 bei der Unterkühlungsgrad-Schätzeinheit gegenüber jener in der vierten Ausführungsform modifiziert ist.In the present embodiment, a description will be given by way of an example in which an estimation form of the degree of supercooling SC1 in the degree of supercooling estimating unit is modified from that in the fourth embodiment.

Wie in der vierten Ausführungsform beschrieben ist, wird bei der Kältekreisvorrichtung 10a ein Gegenstromwärmetauscher als der Medium/Kältemittel-Wärmetauscher 121 eingesetzt. Bei dem Gegenstromwärmetauscher sind die Strömungsrichtung des Kältemittels, das durch den Kältemitteldurchgang strömt, und die Strömungsrichtung des Wärmemediums, das durch den Wärmemediumdurchgang strömt, entgegengesetzt zueinander. Daher ändern sich die Temperaturen des Kältemittels und des Wärmemediums, wie in 9 dargestellt ist. In 9 repräsentiert die dicke durchgezogene Linie eine Temperaturänderung des Kältemittels und die dicke gestrichelte Linie repräsentiert eine Temperaturänderung des Wärmemediums.As described in the fourth embodiment, the refrigeration cycle device 10 a employs a counterflow heat exchanger as the medium/refrigerant heat exchanger 121 . In the counterflow heat exchanger, the flow direction of the refrigerant flowing through the refrigerant passage and the flow direction of the heat medium flowing through the heat medium passage are opposite to each other. Therefore, the temperatures of the refrigerant and the heating medium change, as in 9 is shown. In 9 the thick solid line represents a temperature change of the refrigerant, and the thick broken line represents a temperature change of the heating medium.

Dementsprechend hat bei dem Medium/Kältemittel-Wärmetauscher 121 eine heizungskernauslassseitige Wärmemediumtemperatur Twout des Wärmemediums, das aus dem Heizungskern 53 ausströmt und in den Wärmemediumdurchgang strömt, einen Wert, der vergleichsweise nahe an einer Wasser/Kältemittel-auslassseitigen Kältemitteltemperatur Tdout des Kältemittels ist, das aus dem Kältemitteldurchgang ausströmt. Darüber hinaus hat die heizungskernauslassseitige Wärmemediumtemperatur Twout einen niedrigeren Wert als die Wasser/Kältemittel-auslassseitige Kältemitteltemperatur Tdout.Accordingly, in the medium/refrigerant heat exchanger 121, a heater core outlet-side thermal medium temperature Twout of the thermal medium that flows out of the heater core 53 and flows into the thermal medium passage has a value that is comparatively close to a water/refrigerant outlet-side refrigerant temperature Tdout of the refrigerant that is discharged flows out of the refrigerant passage. In addition, the heater core outlet-side heat medium temperature Twout has a lower value than the water/refrigerant outlet-side refrigerant temperature Tdout.

Daher ist es unter der Annahme, dass die heizungskernauslassseitige Wärmemediumtemperatur Twout die Wasser/Kältemittel-auslassseitige Kältemitteltemperatur Tdout ist, möglich, den Unterkühlungsgrad SC1 zu schätzen, der einen Wert hat, der größer als der tatsächliche Wert ist, das heißt, es ist möglich, einen schlechtesten Unterkühlungsgrad SCO1 auf der kreuzenden Seite zu schätzen.Therefore, assuming that the heater core outlet-side heat medium temperature Twout is the water/refrigerant outlet-side refrigerant temperature Tdout, it is possible to estimate the supercooling degree SC1 having a value larger than the actual value, that is, it is possible estimate a worst case subcooling degree SCO1 on the crossing side.

Daher schätzt die Unterkühlungsgrad-Schätzeinheit der vorliegenden Ausführungsform den Unterkühlungsgrad SC1, indem der Abgabedruck Pd, die Wärmemediumströmungsrate LQf, die von der Wärmemediumpumpe 51 unter einem Druck gefördert wird, die heizungskerneinlassseitige Wärmemediumtemperatur Twin, der Luftblasbetrag Airf des Innen-Gebläses 32 und die Saugtemperatur Ts verwendet werden. Der Luftblasbetrag Airf wird verwendet, um das heizungskernseitige Luftvolumen Airfh auf eine ähnliche Weise wie bei der vierten Ausführungsform zu bestimmen. Die Saugtemperatur Ts wird verwendet, um die Kühllufttemperatur Tae auf eine ähnliche Weise wie bei der vierten Ausführungsform zu bestimmen.Therefore, the supercooling degree estimating unit of the present embodiment estimates the supercooling degree SC1 by using the discharge pressure Pd, the heat medium flow rate LQf pumped by the heat medium pump 51 under pressure, the heater core inlet-side heat medium temperature Twin, the air blowing amount Airf of the indoor fan 32, and the suction temperature Ts be used. The air-blowing amount Airf is used to determine the heater-core-side air volume Airfh in a manner similar to the fourth embodiment. The suction temperature Ts is used to determine the cooling air temperature Tae in a manner similar to the fourth embodiment.

Dann wird auf eine ähnliche Weise wie in der Formel F8 der vierten Ausführungsform die heizungskernauslassseitige Wärmemediumtemperatur Twout in Bezug auf ein vorab gespeichertes Steuerungskennfeld auf der Grundlage der Wärmemediumströmungsrate LQf, der heizungskerneinlassseitigen Wärmemediumtemperatur Twin, des heizungskernseitigen Luftvolumens Airfh und der Kühllufttemperatur Tae bestimmt. Ferner wird der Unterkühlungsgrad SC1 des Kältemittels, das aus dem Medium/Kältemittel-Wärmetauscher 121 ausströmt und in das Heizungs-Expansionsventil 13 strömt, auf der Grundlage der heizungskernauslassseitigen Wärmemediumtemperatur Twout und des Abgabedrucks Pd geschätzt.Then, in a manner similar to Formula F8 of the fourth embodiment, the heater core outlet side heat medium temperature Twout is determined with reference to a pre-stored control map based on the heat medium flow rate LQf, the heater core inlet side heat medium temperature Twin, the heater core side air volume Airfh, and the cooling air temperature Tae. Further, the supercooling degree SC1 of the refrigerant that flows out of the medium-refrigerant heat exchanger 121 and flows into the heater expansion valve 13 is estimated based on the heater core outlet-side thermal medium temperature Twout and the discharge pressure Pd.

Die anderen Konfigurationen und der Betrieb der Kältekreisvorrichtung 10a sind ähnlich zu jenen der vierten Ausführungsform. Daher kann die Fahrzeugklimaanlage 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform auch ein Kühlen und ein Entfeuchten und Erwärmen der Innenseite der Fahrzeugkabine auf eine ähnliche Weise wie bei der vierten Ausführungsform erzielen. Die Kältekreisvorrichtung 10a der vorliegenden Ausführungsform kann zudem Wirkungen erzielen, die ähnlich zu jenen der vierten Ausführungsform sind.The other configurations and the operation of the refrigeration cycle device 10a are similar to those of the fourth embodiment. Therefore, the vehicle air conditioner 1 according to the present embodiment can also achieve cooling and dehumidification and heating of the inside of the vehicle cabin in a manner similar to the fourth embodiment. In addition, the refrigeration cycle device 10a of the present embodiment can obtain effects similar to those of the fourth embodiment.

Das heißt, auch bei der Kältekreisvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, den Unterkühlungsgrad SC1 des Kältemittels auf der Auslassseite des Medium/Kältemittel-Wärmetauschers 121, welcher die Heizungseinheit bildet, angemessen anzupassen.That is, also in the refrigeration cycle device 10 of the present embodiment, it is possible to appropriately adjust the supercooling degree SC1 of the refrigerant on the outlet side of the medium-refrigerant heat exchanger 121 constituting the heating unit.

Für die Unterkühlungsgrad-Schätzeinheit der vorliegenden Ausführungsform ist ein Beispiel beschrieben worden, in welchem die heizungskernauslassseitige Wärmemediumtemperatur Twout als die Wasser/Kältemittel-auslassseitige Kältemitteltemperatur Tdout verwendet wird; die vorliegende Ausführungsform ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise ist es möglich, einen Wert, der erhalten wird, indem ein vorbestimmter Wert zu der heizungskernauslassseitigen Wärmemediumtemperatur Twout addiert wird, als die Wasser/Kältemittelauslassseitige Kältemitteltemperatur Tdout zu verwenden.For the supercooling degree estimating unit of the present embodiment, an example in which the heater core outlet-side heating medium temperature Twout is used as the water/refrigerant outlet-side refrigerant temperature Tdout has been described; however, the present embodiment is not limited to this. For example, it is possible to use a value obtained by adding a predetermined value to the heater core outlet-side heat medium temperature Twout as the water/refrigerant outlet-side refrigerant temperature Tdout.

Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann wie folgt verschiedenartig modifiziert werden, ohne sich vom Kern der vorliegenden Offenbarung zu entfernen.The present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified as follows without departing from the gist of the present disclosure.

Die Kreislaufkonfiguration der Kältekreisvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist nicht auf die Konfigurationen der Kältekreisvorrichtungen 10 und 10a beschränkt, die in den oben beschriebenen Ausführungsformen offenbart sind.The cycle configuration of the refrigeration cycle device according to the present disclosure is not limited to the configurations of the refrigeration cycle devices 10 and 10a disclosed in the above-described embodiments.

Beispielsweise kann die Kältekreisvorrichtung wie folgt konfiguriert sein. Der Kältemittelkreislauf der Kältekreisvorrichtung kann umgeschaltet werden und in einem vorbestimmten Betriebsmodus ist ein Kältemittelkreislauf ausgebildet, der ähnlich zu jenen in den oben beschriebenen Ausführungsformen ist. Wenn der Kältemittelkreislauf zu dem Kältemittelkreislauf umgeschaltet ist, der ähnlich zu jenen in den oben beschriebenen Ausführungsformen ist, wird die gleiche Steuerung wie jene der oben beschriebenen Ausführungsformen ausgeführt, wodurch die gleichen Wirkungen wie jene der oben beschriebenen Ausführungsformen erhalten werden können.For example, the refrigeration cycle device may be configured as follows. The refrigerant cycle of the refrigeration cycle device can be switched, and in a predetermined operation mode, a refrigerant cycle similar to those in the above-described embodiments is formed. When the refrigerant cycle is switched to the refrigerant cycle similar to those in the above-described embodiments, the same control as that of the above-described embodiments is performed, whereby the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained.

In den oben beschriebenen Ausführungsformen sind Beispiele beschrieben worden, in welchen der Sammler 15 mit dem Kältemittelauslass des Außen-Wärmetauschers 14 verbunden ist; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann bei der Kältekreisvorrichtung, die die Unterkühlungsgrad-Schätzeinheiten aufweist, die in der dritten bis zu der fünften Ausführungsform beschrieben sind, der Sammler 15 beseitigt werden und ein Akkumulator kann an dem Kältemittelströmungsdurchgang von dem Kältemittelauslass des Innen-Verdampfers 17 zu dem Sauganschluss des Verdichters 11 vorgesehen sein.In the above-described embodiments, examples have been described in which the header 15 is connected to the refrigerant outlet of the outdoor heat exchanger 14; however, the present invention is not limited thereto. For example, in the refrigeration cycle device having the supercooling degree estimation units described in the third to fifth embodiments, the accumulator 15 can be eliminated and an accumulator can be attached to the refrigerant flow passage from the refrigerant outlet of the indoor evaporator 17 to the suction port of the compressor 11 be provided.

Der Akkumulator ist ein Niederdruck-Flüssigkeitsreservoir, das das Kältemittel, das aus dem Innen-Verdampfer 17 ausströmt, in ein Gas und eine Flüssigkeit trennt, das getrennte gasphasige Kältemittel veranlasst, zu der Sauganschlussseite des Verdichters 11 auszuströmen, während das getrennte flüssigphasige Kältemittel als ein überschüssiges Kältemittel des Kreises gespeichert wird. Bei der Kältekreisvorrichtung, die den Akkumulator aufweist, kann der Außen-Wärmetauscher 14 gemacht sein, um als ein Verdampfer zu fungieren, der das Kältemittel zur Zeit der Ausblastemperatursteuerung in dem Entfeuchtungs-und-Heizungsmodus verdampft.The accumulator is a low-pressure liquid reservoir that separates the refrigerant flowing out of the indoor evaporator 17 into a gas and a liquid, causing the separated gas-phase refrigerants to flow out to the suction port side of the compressor 11 while the separated liquid-phase refrigerant as a excess refrigerant of the circuit is stored. In the refrigeration cycle device including the accumulator, the outdoor heat exchanger 14 can be made to function as an evaporator that evaporates the refrigerant at the time of the blow-out temperature control in the dehumidification-and-heating mode.

Die teilbildenden Vorrichtungen der Kältekreisvorrichtungen 10 und 10a sind nicht auf die teilbildenden Vorrichtungen beschränkt, die in den oben beschriebenen Ausführungsformen offenbart sind.The constituent devices of the refrigeration cycle devices 10 and 10a are not limited to the constituent devices disclosed in the above-described embodiments.

Beispielsweise ist es möglich, als den Verdichter 11 einen kraftmaschinengetriebenen Verdichter einzusetzen, der durch eine Drehantriebskraft angetrieben wird, die von einer Brennkraftmaschine (das heißt einer Kraftmaschine) übertragen wird. Bei dem kraftmaschinengetriebenen Verdichter kann die Kältemittelabgabeströmungsrate Gr unter Berücksichtigung der Drehzahl der Kraftmaschine, der Abgabekapazität, der Betriebsrate oder Ähnlichem berechnet werden.For example, as the compressor 11, it is possible to employ an engine-driven compressor that is driven by a rotational driving force transmitted from an internal combustion engine (ie, an engine). In the engine-driven compressor, the refrigerant discharge flow rate Gr can be calculated considering the engine speed, the discharge capacity, the operation rate, or the like.

Ferner ist in jeder der oben beschriebenen dritten bis zur fünften Ausführungsform ein Beispiel beschrieben worden, in welchem eine minimale Anzahl von Erfassungseinrichtungen zu den Erfassungseinrichtungen hinzugefügt wird, die wesentlich für die Ausblastemperatursteuerung und die Verdichterschutzsteuerung sind, aber das Hinzufügen der Erfassungseinrichtung ist nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann ein Strömungsratensensor als eine Strömungsraten-Erfassungseinrichtung hinzugefügt werden, um die Kältemittelabgabeströmungsrate Gr (eine Massenströmungsrate) des Verdichters 11 direkt zu erfassen.Further, in each of the third to fifth embodiments described above, an example has been described in which a minimum number of detectors are added to the detectors essential to the blowout temperature control and the compressor protection control, but the addition of the detector is not limited to this. For example, a flow rate sensor can be added as flow rate detection means to directly detect the refrigerant discharge flow rate Gr (a mass flow rate) of the compressor 11 .

In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen ist ein Beispiel beschrieben worden, in welchem R1234yf als das Kältemittel für die Kältekreisvorrichtungen 10 und 10a eingesetzt wird, aber das Kältemittel ist nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können R134a, R600a, R410A, R404A, R32, R407C und Ähnliche eingesetzt werden. Alternativ kann ein gemischtes Kältemittel eingesetzt werden, das erhalten wird, indem eine Vielzahl dieser Kältemittel oder ein anderes Kältemittel gemischt werden.In each of the above-described embodiments, an example in which R1234yf is used as the refrigerant for the refrigeration cycle devices 10 and 10a has been described, but the refrigerant is not limited to this. For example, R134a, R600a, R410A, R404A, R32, R407C and the like can be used. Alternatively, a mixed refrigerant obtained by mixing a plurality of these refrigerants or another refrigerant may be used.

In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen ist ein Beispiel beschrieben worden, in welchem eine wässrige Ethylenglycollösung als das Wärmemedium eingesetzt wird, aber das Wärmemedium ist nicht darauf beschränkt. Beispielsweise ist es möglich, die folgenden Medien einzusetzen: eine Lösung, die Dimethylpolysiloxan, ein Nanofluid oder Ähnliches enthält; eine Frostschutzflüssigkeit; ein wässriges Flüssigkeitsmedium, das Alkohol oder Ähnliches enthält; und ein Flüssigkeitsmedium, das Öl oder Ähnliches enthält.In each of the above-described embodiments, an example in which an ethylene glycol aqueous solution is used as the heating medium has been described, but the heating medium is not limited to this. For example, it is possible to use the following media: a solution containing dimethylpolysiloxane, a nanofluid, or the like; an antifreeze liquid; an aqueous liquid medium containing alcohol or the like; and a liquid medium containing oil or the like.

Die Steuerungsmodi der Kältekreisvorrichtungen 10 und 10a sind nicht auf die Steuerungsformen beschränkt, die in den oben beschriebenen Ausführungsformen offenbart sind.The control modes of the refrigeration cycle devices 10 and 10a are not limited to the control forms disclosed in the above-described embodiments.

Beispielsweise können die Soll-Unterkühlungsgrad-Bestimmungseinheiten der ersten bis zur dritten Ausführungsform einen solchen Soll-Unterkühlungsgrad SCO bestimmen, der die Temperaturungleichmäßigkeit unterdrücken kann, die in der Lüftungsluft erzeugt wird. Insbesondere kann der Soll-Unterkühlungsgrad SCO auf eine solche Weise bestimmt werden, dass die Temperaturdifferenz, die erhalten wird, indem die minimale Temperatur der Lüftungsluft, nachdem sie durch den Innen-Kondensator 12 oder den Heizungskern 53 gegangen ist, von der maximalen Temperatur subtrahiert wird, gleich oder niedriger als eine vorbestimmte Referenz-Temperaturdifferenz ist.For example, the target supercooling degree determining units of the first to third embodiments can determine such a target supercooling degree SCO that can suppress the temperature unevenness generated in the ventilation air. Specifically, the target supercooling degree SCO can be determined in such a manner that the temperature difference obtained by subtracting the minimum temperature of the ventilation air after passing through the indoor condenser 12 or the heater core 53 from the maximum temperature , is equal to or lower than a predetermined reference temperature difference.

Die Mittel, die in jeder der obigen Ausführungsformen offenbart sind, können innerhalb eines ausführbaren Bereichs angemessen kombiniert werden.The means disclosed in each of the above embodiments can be appropriately combined within an operable range.

Beispielsweise ist es möglich, als die Heizungseinheit der Kältekreisvorrichtung 10, die in der ersten und der zweiten Ausführungsform beschrieben ist, verschiedene teilbildende Vorrichtungen einzusetzen, die in dem Medium/Kältemittel-Wärmetauscher 121 und dem Wärmemediumkreislauf 50 angeordnet sind, die in der vierten Ausführungsform beschrieben sind. In anderen Worten ist es möglich, auf die Kältekreisvorrichtung 10a, die in der vierten Ausführungsform beschrieben ist, die Unterkühlungsgrad-Schätzeinheit, die in der ersten Ausführungsform beschrieben ist, oder die Untere-Grenzfläche-Berechnungseinheit anzuwenden, die in der zweiten Ausführungsform beschrieben ist.For example, as the heating unit of the refrigeration cycle device 10 described in the first and second embodiments, it is possible to employ various dividing devices arranged in the medium/refrigerant heat exchanger 121 and the heating medium circuit 50 described in the fourth embodiment are. In other words, it is possible to apply to the refrigeration cycle device 10a described in the fourth embodiment the supercooling degree estimation unit described in the first embodiment or the lower interface calculation unit described in the second embodiment.

Obwohl die vorliegende Offenbarung in Übereinstimmung mit Beispielen beschrieben worden ist, wird verstanden, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die Beispiele oder die Strukturen beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung weist zudem verschiedene modifizierte Beispiele und Modifikationen innerhalb eines Äquivalenzbereichs auf. Darüber hinaus ist auch das Folgende innerhalb des Umfangs und des Gedankens der vorliegenden Erfindung: verschiedene Kombinationen und Formen; und andere Kombinationen und Formen, in welchen nur ein Element, mehrere Elemente oder weniger Elemente in den verschiedenen Kombinationen und Formen enthalten sind.Although the present disclosure has been described in accordance with examples, it should be understood that the present disclosure is not limited to the examples or the structures. The present disclosure also includes various modified examples and modifications within an equivalent range. In addition, the following are also within the scope and spirit of the present invention: various combinations and forms; and other combinations and forms in which only one element, multiple elements, or fewer elements are included in the various combinations and forms.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • JP 2020139066 [0001]JP 2020139066 [0001]
  • JP 5585549 [0007]JP 5585549 [0007]

Claims (9)

Kältekreisvorrichtung mit: einem Verdichter (11), der konfiguriert ist, ein Kältemittel zu verdichten und abzugeben; einer Heizungseinheit (12, 121, 50), die konfiguriert ist, Lüftungsluft zu erwärmen, die in einen zu klimatisierenden Raum zu blasen ist, indem das Kältemittel, das von dem Verdichter (11) abgegeben wird, als eine Wärmequelle verwendet wird; einer ersten Entspannungseinheit (13), die konfiguriert ist, das Kältemittel zu entspannen, das aus der Heizungseinheit ausströmt; einer Außen-Wärmeaustauscheinheit (14), die konfiguriert ist, Wärme zwischen dem Kältemittel, das aus der ersten Entspannungseinheit ausströmt, und Außenluft auszutauschen; einer zweiten Entspannungseinheit (16), die konfiguriert ist, das Kältemittel zu entspannen, das aus der Außen-Wärmeaustauscheinheit ausströmt; einer Innen-Verdampfungseinheit (17), die konfiguriert ist, das Kältemittel zu verdampfen, das in der zweiten Entspannungseinheit entspannt wird, um die Lüftungsluft zu kühlen, bevor sie in der Heizungseinheit erwärmt wird; einer Soll-Unterkühlungsgrad-Bestimmungseinheit (S1), die konfiguriert ist, einen Soll-Unterkühlungsgrad (SCO) des Kältemittels zu bestimmen, das in die erste Entspannungseinheit strömt; einer Unterkühlungsgrad-Schätzeinheit (S2), die konfiguriert ist, einen Unterkühlungsgrad (SC1) des Kältemittels zu schätzen, das in die erste Entspannungseinheit strömt; und eine erste Entspannungs-Steuerungseinheit (40b), die konfiguriert ist, einen Betrieb der ersten Entspannungseinheit zu steuern, wobei die erste Entspannungs-Steuerungseinheit den Betrieb der ersten Entspannungseinheit so steuert, dass der Unterkühlungsgrad (SC1), der durch die Unterkühlungsgrad-Schätzeinheit geschätzt wird, gleich oder niedriger als der Soll-Unterkühlungsgrad (SCO) ist. Refrigeration circuit device with: a compressor (11) configured to compress and discharge a refrigerant; a heater unit (12, 121, 50) configured to heat ventilation air to be blown into a space to be air-conditioned by using the refrigerant discharged from the compressor (11) as a heat source; a first expansion unit (13) configured to expand the refrigerant flowing out of the heating unit; an outdoor heat exchange unit (14) configured to exchange heat between the refrigerant flowing out of the first expansion unit and outdoor air; a second expansion unit (16) configured to expand the refrigerant flowing out of the outdoor heat exchange unit; an indoor evaporation unit (17) configured to evaporate the refrigerant expanded in the second expansion unit to cool the ventilation air before it is heated in the heating unit; a target supercooling degree determining unit (S1) configured to determine a target supercooling degree (SCO) of the refrigerant flowing into the first expansion unit; a supercooling degree estimating unit (S2) configured to estimate a supercooling degree (SC1) of the refrigerant flowing into the first expansion unit; and a first relaxation control unit (40b) configured to control an operation of the first relaxation unit, wherein the first relaxation control unit controls the operation of the first relaxation unit so that the supercooling degree (SC1) estimated by the supercooling degree estimating unit is equal to or lower than the target supercooling degree (SCO). Kältekreisvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Unterkühlungsgrad-Schätzeinheit den Unterkühlungsgrad (SC1) schätzt, indem eine Kältemittelabgabeströmungsrate (Gr) des Verdichters, ein Öffnungsgrad (A) der ersten Entspannungseinheit, ein Abgabedruck (Pd) des Kältemittels, das von dem Verdichter abgegeben wird, und eine Außenlufttemperatur (Tam) verwendet werden.refrigeration cycle device claim 1 , wherein the degree of supercooling estimating unit estimates the degree of supercooling (SC1) by using a refrigerant discharge flow rate (Gr) of the compressor, an opening degree (A) of the first expansion unit, a discharge pressure (Pd) of the refrigerant discharged from the compressor, and an outside air temperature ( Tam) are used. Kältekreisvorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit einer Gebläseeinheit (32), die konfiguriert ist, die Lüftungsluft zu blasen, wobei die Heizungseinheit einen Innen-Kondensator (12) aufweist, der Wärme zwischen dem Kältemittel, das von dem Verdichter abgegeben wird, und der Lüftungsluft austauscht, und die Unterkühlungsgrad-Schätzeinheit den Unterkühlungsgrad (SC1) schätzt, indem eine Kältemittelabgabeströmungsrate (Gr) des Verdichters, eine Abgabetemperatur (Td) des Kältemittels, das von dem Verdichter abgegeben wird, ein Abgabedruck (Pd) des Kältemittels, das von dem Verdichter abgegeben wird, ein Luftblasbetrag (Airf) der Gebläseeinheit und eine Sauglufttemperatur (Tein) der Lüftungsluft, die in die Innen-Verdampfungseinheit strömt, verwendet werden.refrigeration cycle device claim 1 , further comprising a blower unit (32) configured to blow the ventilation air, the heating unit having an indoor condenser (12) that exchanges heat between the refrigerant discharged from the compressor and the ventilation air, and the Subcool degree estimation unit estimates the degree of supercooling (SC1) by using a refrigerant discharge flow rate (Gr) of the compressor, a discharge temperature (Td) of the refrigerant discharged from the compressor, a discharge pressure (Pd) of the refrigerant discharged from the compressor Air blowing amount (Airf) of the blower unit and a suction air temperature (Tein) of the ventilation air flowing into the indoor evaporative unit are used. Kältekreisvorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit einer Gebläseeinheit (32), die konfiguriert ist, die Lüftungsluft zu blasen, wobei die Heizungseinheit Folgendes aufweist: einen Medium/Kältemittel-Wärmetauscher (121), der Wärme zwischen dem Kältemittel, das von dem Verdichter abgegeben wird, und einem Wärmemedium austauscht; einen Heizungskern (53), der Wärme zwischen dem Wärmemedium, das in dem Medium/Kältemittel-Wärmetauscher erwärmt wird, und der Lüftungsluft austauscht; und eine Wärmemedium-Druckfördereinheit (51), die das Wärmemedium, das in dem Medium/Kältemittel-Wärmetauscher (121) erwärmt wird, unter einem Druck zu dem Heizungskern (53) fördert, und die Unterkühlungsgrad-Schätzeinheit den Unterkühlungsgrad (SC1) schätzt, indem eine Kältemittelabgabeströmungsrate (Gr) des Verdichters, eine Abgabetemperatur (Td) des Kältemittels, das von dem Verdichter abgegeben wird, ein Abgabedruck (Pd) des Kältemittels, das von dem Verdichter abgegeben wird, eine Wärmemediumströmungsrate (LQf) der Wärmemedium-Druckfördereinheit, eine heizungskerneinlassseitige Wärmemediumtemperatur (Twin) des Wärmemediums, das in den Heizungskern strömt, ein Luftblasbetrag (Airf) der Gebläseeinheit und eine Saugtemperatur (Ts) des in den Verdichter zu saugenden Kältemittels verwendet werden.refrigeration cycle device claim 1 , further comprising a blower unit (32) configured to blow the ventilation air, the heater unit comprising: a medium/refrigerant heat exchanger (121) that heats between the refrigerant discharged from the compressor and a heating medium exchanges a heater core (53) that exchanges heat between the heating medium heated in the medium/refrigerant heat exchanger and the ventilation air; and a heat medium pressure feeding unit (51) that feeds the heat medium heated in the medium/refrigerant heat exchanger (121) to the heater core (53) under a pressure, and the supercooling degree estimating unit estimates the supercooling degree (SC1), by a refrigerant discharge flow rate (Gr) of the compressor, a discharge temperature (Td) of the refrigerant discharged from the compressor, a discharge pressure (Pd) of the refrigerant discharged from the compressor, a heat-medium flow rate (LQf) of the heat-medium pressure feed unit, a heater core inlet side heat medium temperature (Twin) of the heat medium flowing into the heater core, an air blowing amount (Airf) of the blower unit, and a suction temperature (Ts) of the refrigerant to be sucked into the compressor. Kältekreisvorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit einer Gebläseeinheit (32), die die Lüftungsluft bläst, wobei die Heizungseinheit Folgendes aufweist: einen Medium/Kältemittel-Wärmetauscher (121), der Wärme zwischen dem Kältemittel, das von dem Verdichter abgegeben wird, und einem Wärmemedium austauscht; einen Heizungskern (53), der Wärme zwischen dem Wärmemedium, das in dem Medium/Kältemittel-Wärmetauscher erwärmt wird, und der Lüftungsluft austauscht; und eine Wärmemedium-Druckfördereinheit (51), die das Wärmemedium, das in dem Medium/Kältemittel-Wärmetauscher (121) erwärmt wird, unter einem Druck zu dem Heizungskern fördert, der Medium/Kältemittel-Wärmetauscher ein Gegenstromwärmetauscher ist, in welchem eine Strömungsrichtung des Kältemittels, das durch einen Kältemitteldurchgang strömt, und eine Strömungsrichtung des Wärmemediums, das durch einen Wärmemediumdurchgang strömt, entgegengesetzt zueinander sind, und die Unterkühlungsgrad-Schätzeinheit den Unterkühlungsgrad (SC1) schätzt, indem ein Abgabedruck (Pd) des Kältemittels, das von dem Verdichter abgegeben wird, eine Wärmemediumströmungsrate (LQf) der Wärmemedium-Druckfördereinheit, eine heizungskerneinlassseitige Wärmemediumtemperatur (Twin) des Wärmemediums, das in den Heizungskern strömt, ein Luftblasbetrag (Airf) der Gebläseeinheit und eine Saugtemperatur (Ts) des in den Verdichter zu saugenden Kältemittels verwendet werden.refrigeration cycle device claim 1 further comprising a blower unit (32) that blows the ventilation air, the heater unit comprising: a medium/refrigerant heat exchanger (121) that exchanges heat between the refrigerant discharged from the compressor and a heat medium; a heater core (53) that exchanges heat between the heating medium heated in the medium/refrigerant heat exchanger and the ventilation air; and a heat-medium pressure-supply unit (51) which pressure-supplies the heat medium heated in the medium/refrigerant heat exchanger (121) to the heater core, the medium/refrigerant heat exchanger being a counterflow type heat exchanger in which a flow direction of the Refrigerant through a refrigerant passage flows, and a flow direction of the heat medium flowing through a heat medium passage are opposite to each other, and the degree of subcooling estimating unit estimates the degree of supercooling (SC1) by comparing a discharge pressure (Pd) of the refrigerant discharged from the compressor with a heat medium flow rate ( LQf) of the heat medium pressure feed unit, a heater core inlet side heat medium temperature (Twin) of the heat medium flowing into the heater core, an air blowing amount (Airf) of the blower unit, and a suction temperature (Ts) of the refrigerant to be sucked into the compressor. Kältekreisvorrichtung mit: einem Verdichter (11), der konfiguriert ist, das Kältemittel zu verdichten und abzugeben; einer Heizungseinheit (12, 121, 50), die konfiguriert ist, Lüftungsluft zu erwärmen, die in einen zu klimatisierenden Raum zu blasen ist, indem das Kältemittel, das von dem Verdichter abgegeben wird, als eine Wärmequelle verwendet wird; einer ersten Entspannungseinheit (13), die konfiguriert ist, das Kältemittel zu entspannen, das aus der Heizungseinheit ausströmt; einer Außen-Wärmeaustauscheinheit (14), die konfiguriert ist, Wärme zwischen dem Kältemittel, das aus der ersten Entspannungseinheit ausströmt, und Außenluft auszutauschen; einer zweiten Entspannungseinheit (16), die konfiguriert ist, das Kältemittel zu entspannen, das aus der Außen-Wärmeaustauscheinheit ausströmt; einer Innen-Verdampfungseinheit (17), die konfiguriert ist, das Kältemittel zu verdampfen, das in der zweiten Entspannungseinheit entspannt wird, um die Lüftungsluft zu kühlen, bevor sie in der Heizungseinheit erwärmt wird; einer Soll-Unterkühlungsgrad-Bestimmungseinheit (S11), die konfiguriert ist, einen Soll-Unterkühlungsgrad (SCO) des Kältemittels zu bestimmen, das in die erste Entspannungseinheit strömt; einer Untere-Grenzfläche-Berechnungseinheit (S12), die konfiguriert ist, eine untere Grenze einer Drosseldurchgangsfläche (Amin) der ersten Entspannungseinheit so zu berechnen, dass ein Unterkühlungsgrad (SC1) des Kältemittels, das in die erste Entspannungseinheit strömt, gleich dem Soll-Unterkühlungsgrad (SCO) wird; und einer ersten Entspannungs-Steuerungseinheit (40b), die konfiguriert ist, einen Betrieb der ersten Entspannungseinheit zu steuern, wobei die erste Entspannungs-Steuerungseinheit den Betrieb der ersten Entspannungseinheit so steuert, dass eine Drosseldurchgangsfläche (A) der ersten Entspannungseinheit gleich oder größer als die untere Grenze einer Drosseldurchgangsfläche (Amin) ist.Refrigeration circuit device with: a compressor (11) configured to compress and discharge the refrigerant; a heater unit (12, 121, 50) configured to heat ventilation air to be blown into a space to be air-conditioned by using the refrigerant discharged from the compressor as a heat source; a first expansion unit (13) configured to expand the refrigerant flowing out of the heating unit; an outdoor heat exchange unit (14) configured to exchange heat between the refrigerant flowing out of the first expansion unit and outdoor air; a second expansion unit (16) configured to expand the refrigerant flowing out of the outdoor heat exchange unit; an indoor evaporation unit (17) configured to evaporate the refrigerant expanded in the second expansion unit to cool the ventilation air before it is heated in the heating unit; a target supercooling degree determining unit (S11) configured to determine a target supercooling degree (SCO) of the refrigerant flowing into the first expansion unit; a lower limit area calculation unit (S12) configured to calculate a lower limit of a throttle passage area (Amin) of the first expansion unit so that a supercooling degree (SC1) of the refrigerant flowing into the first expansion unit is equal to the target supercooling degree (SCO) becomes; and a first relaxation control unit (40b) configured to control an operation of the first relaxation unit, wherein the first relaxation control unit controls the operation of the first relaxation unit so that a throttle passage area (A) of the first relaxation unit is equal to or larger than the lower limit of a throttle passage area (Amin). Kältekreisvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Untere-Grenzfläche-Berechnungseinheit die untere Grenze einer Drosseldurchgangsfläche (Amin) berechnet, indem der Soll-Unterkühlungsgrad (SCO), eine Kältemittelabgabeströmungsrate (Gr) des Verdichters, ein einlassseitiger Druck (P1) des Kältemittels, das in die erste Entspannungseinheit strömt, und ein auslassseitiger Druck (P2) des Kältemittels, das aus der ersten Entspannungseinheit ausströmt, verwendet werden.refrigeration cycle device claim 6 , wherein the lower limit area calculation unit calculates the lower limit of a throttle passage area (Amin) by using the target supercooling degree (SCO), a refrigerant discharge flow rate (Gr) of the compressor, an inlet-side pressure (P1) of the refrigerant flowing into the first expansion unit , and a downstream pressure (P2) of the refrigerant flowing out of the first expansion unit can be used. Kältekreisvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Untere-Grenzfläche-Berechnungseinheit als den einlassseitigen Druck (P1) des Kältemittels, das in die erste Entspannungseinheit strömt, einen Abgabedruck (Pd) des Kältemittels verwendet, das von dem Verdichter abgegeben wird.refrigeration cycle device claim 7 wherein the lower interface calculation unit uses, as the inlet-side pressure (P1) of the refrigerant flowing into the first expansion unit, a discharge pressure (Pd) of the refrigerant discharged from the compressor. Kältekreisvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Untere-Grenzfläche-Berechnungseinheit als den auslassseitigen Druck (P2) des Kältemittels, das aus der ersten Entspannungseinheit ausströmt, einen Wert verwendet, der bestimmt wird, indem eine Außenlufttemperatur (Tam) verwendet wird.refrigeration cycle device claim 7 or 8th , wherein the lower interface calculation unit uses, as the outlet-side pressure (P2) of the refrigerant flowing out of the first expansion unit, a value determined using an outside air temperature (Tam).
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