JP2006010136A - 超臨界式ヒートポンプサイクル装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 電気式膨張弁13は、暖房運転の空調制御を行なうときに、その運転時における室内ガスクーラ12で熱交換された吹出空気の吹出温度が予め設定した目標吹出温度TAOとなる高圧圧力を目標制御高圧として求めて、室内ガスクーラ12内の冷媒の圧力が目標制御高圧となるように開度を制御する。これにより、快適な吹出空気温度が得られる。
【選択図】 図2
Description
減圧手段(13)は、暖房運転の空調制御を行なうときに、その運転時における冷媒放熱器(12)で熱交換された流体の加熱後流体温度が予め設定した目標吹出温度(TAO)となる高圧圧力を目標制御高圧として求めて、冷媒放熱器(12)内の冷媒の圧力が目標制御高圧となるように開度を制御することを特徴としている。請求項1に記載の発明によれば、吹出空気温度を所望する目標吹出温度(TAO)に近づかせることができることで吹出空気温度の高い暖房を得ることができる。
減圧手段(13)は、暖房運転の空調制御を行なうときに、その運転時における冷媒回路内の少なくとも低圧圧力に応じて冷媒放熱器(12)が最大暖房能力となる高圧圧力を目標制御高圧として求めて、冷媒放熱器(12)内の冷媒の圧力が目標制御高圧となるように開度を制御することを特徴としている。
以下、本発明の第1実施形態における超臨界式ヒートポンプサイクル装置を図1ないし図5に基づいて説明する。図1は本発明を車両用空調装置に適用した超臨界式ヒートポンプサイクル装置の全体構成を示す模式図である。
以上の第1実施形態では、本発明を冷媒放熱器である室内ガスクーラ12を車室内に設置して暖房専用として超臨界式のヒートポンプサイクルに適用させたが、これに限らず、四方弁を用いて、冷房および暖房運転を切り替える超臨界式のヒートポンプサイクルに適用しても良い。
以上の第1実施形態では、低圧圧力を外気温度から推定するように構成したが、これに限らず、図8に示すように、室外熱交換器14で熱交換された冷媒の出口側温度を検出する第2冷媒温度検出手段である第2出口温度センサ22を設けても良い。これによれば、外気温度を用いて運転中の低圧圧力を推定するときに、出口側冷媒温度によれば外気温度よりもさらに正確に低圧圧力を算出することができる。さらに、図8に示すように、低圧側に低圧圧力を検出する第2圧力検出手段である第2圧力センサ23を設けても良い。これによれば、運転中の低圧圧力を容易に検出できる。
12…室内ガスクーラ(冷媒放熱器)
13…電気式膨張弁(減圧手段)
14…室外熱交換器(冷媒蒸発器)
15…アキュームレータ
21…外気温度センサ(外気温度検出手段)
22…第2出口温度センサ(第2冷媒温検出手段)
23…第2圧力センサ(第2圧力検出手段)
Claims (15)
- 圧縮機(11)、内部の圧力が冷媒の臨界圧力を超える冷媒放熱器(12)、減圧手段(13)、冷媒蒸発器(14)およびアキュームレータ(15)を順に環状に冷媒回路で接続し、前記冷媒放熱器(12)内の冷媒と流体とを熱交換させて暖房能力を出力する超臨界式ヒートポンプサイクル装置において、
前記減圧手段(13)は、暖房運転の空調制御を行なうときに、その運転時における前記冷媒放熱器(12)で熱交換された流体の加熱後流体温度が予め設定した目標吹出温度(TAO)となる高圧圧力を目標制御高圧として求めて、前記冷媒放熱器(12)内の冷媒の圧力が前記目標制御高圧となるように開度を制御することを特徴とする超臨界式ヒートポンプサイクル装置。 - 前記目標制御高圧は、前記冷媒放熱器(12)が最大暖房能力となる高圧圧力を上限として規制することを特徴とする請求項1に記載の超臨界式ヒートポンプサイクル装置。
- 圧縮機(11)、内部の圧力が冷媒の臨界圧力を超える冷媒放熱器(12)、減圧手段(13)、冷媒蒸発器(14)およびアキュームレータ(15)を順に環状に冷媒回路で接続し、前記冷媒放熱器(12)内の冷媒と流体とを熱交換させて暖房能力を出力する超臨界式ヒートポンプサイクル装置において、
前記減圧手段(13)は、暖房運転の空調制御を行なうときに、その運転時における冷媒回路内の少なくとも低圧圧力に応じて前記冷媒放熱器(12)が最大暖房能力となる高圧圧力を目標制御高圧として求めて、前記冷媒放熱器(12)内の冷媒の圧力が前記目標制御高圧となるように開度を制御することを特徴とする超臨界式ヒートポンプサイクル装置。 - 前記目標制御高圧は、前記圧縮機(11)の許容吐出温度以下となるように上限が規制されることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の超臨界式ヒートポンプサイクル装置。
- 前記圧縮機(11)は、冷媒吐出容量を可変する可変容量式の圧縮機であって、前記圧縮機(11)を用いるときは、冷媒吐出容量を前記冷媒放熱器(12)で熱交換された流体の加熱後流体温度と前記冷媒放熱器(12)で熱交換された冷媒の出口側冷媒温度との温度差が予め設定された目標温度差となるように制御することを特徴とする請求項1または請求項3に記載の超臨界式ヒートポンプサイクル装置。
- 前記圧縮機(11)は、冷媒吐出容量を可変する可変容量式の圧縮機であって、前記圧縮機(11)を用いるときは、冷媒吐出容量を前記冷媒放熱器(12)内の圧力に対して、予め設定されたヒートポンプ成績効率(COP)が最大となる目標出口側冷媒温度と運転中の前記冷媒放熱器(12)で熱交換された冷媒の出口側冷媒温度とが一致するように制御することを特徴とする請求項1または請求項3に記載の超臨界式ヒートポンプサイクル装置。
- 前記圧縮機(11)は、冷媒吐出容量を可変する可変容量式の圧縮機であって、前記圧縮機(11)を用いるときは、冷媒吐出容量を前記冷媒放熱器(12)内の圧力に対して、予め設定された目標出口側冷媒温度と運転中の前記冷媒放熱器(12)で熱交換された冷媒の出口側冷媒温度とが一致するように制御することを特徴とする請求項1または請求項3に記載の超臨界式ヒートポンプサイクル装置。
- 前記圧縮機(11)は、冷媒吐出容量を可変する可変容量式の圧縮機であって、前記圧縮機(11)を用いるときは、前記冷媒放熱器(12)に流れる冷媒流量が所定値以下のときに、前記冷媒吐出容量を100%に固定した状態で使用することを特徴とする請求項1または請求項3に記載の超臨界式ヒートポンプサイクル装置。
- 前記冷媒流量は、外気温度と前記圧縮機(11)の回転数とに基づいて推定値を求めることを特徴とする請求項8に記載の超臨界式ヒートポンプサイクル装置。
- 前記圧縮機(11)は、外気温度が所定温度以下のときに、前記冷媒吐出容量を100%に固定した状態で使用することを特徴とする請求項1または請求項3に記載の超臨界式ヒートポンプサイクル装置。
- 前記冷媒蒸発器(14)の入口側または出口側冷媒温度を検出する第2冷媒温度検出手段(22)、もしくは外気温度を検出する外気温度検出手段(21)が設けられ、
前記外気温度は、前記第2冷媒温度検出手段(22)により検出された前記冷媒蒸発器(14)の冷媒温度に基づいて推定値を求めるか、または前記外気温度検出手段(21)により検出された外気温度を用いるかのいずれか一方であることを特徴とする請求項9または請求項10に記載の超臨界式ヒートポンプサイクル装置。 - 前記低圧圧力は、外気温度に基づいて推定値を求めることを特徴とする請求項3に記載の超臨界式ヒートポンプサイクル装置。
- 前記冷媒蒸発器(14)の入口側または出口側冷媒温度を検出する第2冷媒温度検出手段(22)が設けられ、
前記外気温度は、前記第2冷媒温度検出手段(22)により検出された前記冷媒蒸発器(14)の冷媒温度に基づいて推定値を求めることを特徴とする請求項12に記載の超臨界式ヒートポンプサイクル装置。 - 外気温度を検出する外気温度検出手段(21)が設けられ、
前記外気温度は、前記外気温度検出手段(21)により検出された外気温度を用いることを特徴とする請求項12に記載の超臨界式ヒートポンプサイクル装置。 - 前記冷媒回路には、低圧圧力を検出する第2圧力検出手段(23)が設けられ、
前記低圧圧力は、前記第2圧力検出手段(23)により検出された低圧圧力を用いることを特徴とする請求項3に記載の超臨界式ヒートポンプサイクル装置。
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