JP2007024470A - 暖房サイクル装置、その制御装置およびその制御方法 - Google Patents
暖房サイクル装置、その制御装置およびその制御方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 暖房サイクル装置において、弁開度を所定弁開度に制御して、水冷媒熱交換器112によって冷媒から温水に放熱する第1運転モード、あるいは、圧縮機111から吐出される冷媒の温度が水冷媒熱交換器112における温水の温度とほぼ等しくなるように弁開度を制御し、室外熱交換器114によって冷媒から外気に放熱する第2運転モード、あるいは、第2運転モードにおける弁開度をより大きくして圧縮機111から吐出される冷媒の圧力を下げることで、冷媒の温度を温水の温度より低くなるようにして、水冷媒熱交換器112によって温水から冷媒に吸熱させると共に、室外熱交換器114によって冷媒から外気に放熱する第3運転モードを実行する制御装置130を設ける。
【選択図】 図1
Description
以下、本発明の第1実施形態における暖房サイクル装置100について、図1〜図5を用いて説明する。尚、図1は暖房サイクル装置100の全体構成を示す模式図、図2は暖房運転(温水加熱モード)時の作動状態を示す説明図、図3、図4は制御装置130が実行する制御フローチャート、図5は除霜運転(除霜モード2)時の作動状態を示す説明図である。
ECU130は、暖房用膨張弁113を全開状態とし、流路切替え弁115を内部熱交換器119側に開き、圧縮機111を作動させる。すると圧縮機111から吐出された冷媒は、水冷媒熱交換器112→暖房用膨張弁113→室外器114→流路切替え弁115→内部熱交換器119→膨張弁116→室内器117→アキュムレータ118→内部熱交換器119→圧縮機111の順に循環する。
ECU130は、流路切替え弁115を分岐流路115a側に開き、圧縮機111を作動させ、暖房用膨張弁113の弁開度を所定開度(弁開度小)に制御する。すると圧縮機111から吐出された冷媒は水冷媒熱交換器112→暖房用膨張弁113→室外器114→流路切替え弁115→分岐流路115a→アキュムレータ118→内部熱交換器119→圧縮機111の順に循環する。
上記暖房運転時の初期段階(図2(a)、(b))においては、室外器114で冷媒が外気から吸熱することにより室外器114の表面に着霜が生ずるため、除霜運転が必要になる。ECU130は、図3、図4に示す制御フローチャートに基づき、暖房運転(ステップS190)を行う中で各種条件に応じて除霜運転(ステップS160、ステップS180)を行うようにしている。
本発明の第2実施形態を図6に示す。第2実施形態は上記第1実施形態に対して、ステップS130の除霜運転可否判定の前に、第1の除霜運転可否判定としてステップS130Aを追加し(ステップS130を第2の除霜運転可否判定とする)、また、ステップS150を第1の除霜モード判定として、その次に第2の除霜判定モードとしてのステップS150Aを設けている。
本発明の第3実施形態を図7に示す。第3実施形態は上記第1実施形態に対して、ステップS130の次に除霜開始時の温水温度TWsを読込むステップS145を追加している。そして、ステップS150を第1の除霜モード判定として、その次に第2の除霜判定モードとしてのステップS150Bを設けている。
本発明の第2実施形態を図8に示す。第4実施形態は、上記第1実施形態でのヒートポンプサイクル110の構成を変更して、ヒートポンプサイクル110Aとしている。即ち、水冷媒熱交換器112をヒータコア122の下流側に配設し、また、流路切替え弁115を内部熱交換器119と膨張弁116Aとの間に配設している。尚、膨張弁116Aは感温部116a、キャピラリ116bを不要とする固定絞り弁としている。また、低圧用バルブ119bは、アキュムレータ118と内部熱交換器119との間に配設している。
上記第1実施形態におけるステップS160の除霜モード2の実行においては、圧縮機111の吐出量を最大にすると良く、これにより、室外器114における放熱量を増加させることができるので、更に除霜効果を高めることができる。
100 暖房サイクル装置
111 圧縮機
112 水冷媒熱交換器
113 暖房用膨張機(減圧弁)
114 室外器(室外熱交換器)
122 ヒータコア(暖房器)
123a エアミックスドア(空気量切替えドア)
123b エアミックスドア(空気量切替えドア)
130 制御装置
Claims (45)
- 冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する圧縮機(111)と、
前記圧縮機(111)から吐出された冷媒と発熱機器(10)の温調用であり暖房器(122)の加熱源として使用される温水との間で熱交換する水冷媒熱交換器(112)と、
自身の弁開度を可変可能として、前記水冷媒熱交換器(112)から流出される冷媒を減圧する減圧弁(113)と、
前記減圧弁(113)から流出される冷媒と外気との間で熱交換し、前記冷媒を前記圧縮機(111)側に戻す室外熱交換器(114)と、
前記弁開度を所定弁開度に制御して、前記水冷媒熱交換器(112)によって前記冷媒から前記温水に放熱する第1運転モード、
あるいは、前記圧縮機(111)から吐出される前記冷媒の温度が前記水冷媒熱交換器(112)における前記温水の温度とほぼ等しくなるように前記弁開度を制御し、前記室外熱交換器(114)によって前記冷媒から前記外気に放熱する第2運転モード、
あるいは、前記第2運転モードにおける前記弁開度をより大きくして前記圧縮機(111)から吐出される前記冷媒の圧力を下げることで、前記冷媒の温度を前記温水の温度より低くなるようにして、前記水冷媒熱交換器(112)によって前記温水から前記冷媒に吸熱させると共に、前記室外熱交換器(114)によって前記冷媒から前記外気に放熱する第3運転モードを実行する制御装置(130)とを有することを特徴とする暖房サイクル装置。 - 前記制御装置(130)は、前記第3運転モードの実行において、前記弁開度を全開とすることを特徴とする請求項1に記載の暖房サイクル装置。
- 前記制御装置(130)は、前記第3運転モードの実行において、前記圧縮機(111)の吐出量を最大とすることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の暖房サイクル装置。
- 前記制御装置(130)は、前記第1運転モードから前記第2運転モードまたは前記第3運転モードへの切替えを、あるいは前記第2運転モードから前記第3運転モードへの切替えを、前記圧縮機(111)を運転状態のまま前記弁開度を開方向に可変することで行うことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の暖房サイクル装置。
- 車両に搭載されるものであって、
前記制御装置(130)は、前記室外熱交換器(114)に流入する前記外気の風速、あるいはこの風速に相関する物理量が第1所定値を超える場合に、あるいは前記車両が走行状態にある場合に、前記第2運転モードを実行することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の暖房サイクル装置。 - 車両に搭載されるものであって、
前記制御装置(130)は、前記室外熱交換器(114)に流入する前記外気の風速、あるいはこの風速に相関する物理量が第2所定値以下の場合に、あるいは前記車両が停止状態にある場合に、前記第3運転モードを実行することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1つに記載の暖房サイクル装置。 - 前記第1所定値は、前記第2所定値以上の値に設定されたことを特徴とする請求項6に記載の暖房サイクル装置。
- 車両に搭載されるものであって、
前記制御装置(130)は、前記車両の走行速度が所定速度以上の場合に、前記圧縮機(111)の運転を停止させることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1つに記載の暖房サイクル装置。 - 前記制御装置(130)は、前記温水の温度が第1所定温度以上の場合に、前記第3運転モードを実行することを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1つに記載の暖房サイクル装置。
- 前記制御装置(130)は、前記温水の温度が前記第1所定温度より低い場合に、前記第3運転モードを停止することを特徴とする請求項9に記載の暖房サイクル装置。
- 前記制御装置(130)は、前記温水の温度が前記第1所定温度より大きく設定された第2所定温度以上の場合に、前記圧縮機(111)の運転を停止させることを特徴とする請求項9または請求項10に記載の暖房サイクル装置。
- 前記暖房器(122)には、自身の開度を大きくすることで前記暖房器(122)に供給される暖房用空気量を増加させる空気量切替えドア(123a)が設けられており、
前記制御装置(130)は、前記開度が所定開度以下の場合に前記第3運転モードを実行し、前記所定開度を超える場合に前記第3運転モードを停止することを特徴とする請求項1〜請求項11のいずれか1つに記載の暖房サイクル装置。 - 前記制御装置(130)は、前記第1運転モードの運転時間に基づいて、あるいは、
前記外気の温度と、前記冷媒の配管部を含む前記室外熱交換器(114)における前記冷媒温度、またはその表面温度、または前記室外熱交換器(114)通過後の前記外気の温度のうちいずれか1つとの温度差に基づいて前記第2運転モードあるいは前記第3運転モードの実行可否判定を行うことを特徴とする請求項1〜請求項12のいずれか1つに記載の暖房サイクル装置。 - 前記制御装置(130)は、前記冷媒の配管部を含む前記室外熱交換器(114)における前記冷媒温度、またはその表面温度が第3所定温度以上の場合に、前記第2運転モードあるいは前記第3運転モードの実行を停止することを特徴とする請求項1〜請求項13のいずれか1つに記載の暖房サイクル装置。
- 前記冷媒は、二酸化炭素であることを特徴とする請求項1〜請求項14のいずれか1つに記載の暖房サイクル装置。
- 冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する圧縮機(111)と、前記圧縮機(111)から吐出された冷媒と発熱機器(10)の温調用であり暖房器(122)の加熱源として使用される温水との間で熱交換する水冷媒熱交換器(112)と、自身の弁開度を可変可能として、前記水冷媒熱交換器(112)から流出される冷媒を減圧する減圧弁(113)と、前記減圧弁(113)から流出される冷媒と外気との間で熱交換し、前記冷媒を前記圧縮機(111)側に戻す室外熱交換器(114)とを有する暖房サイクル装置の制御装置であって、
前記弁開度を所定弁開度に制御して、前記水冷媒熱交換器(112)によって前記冷媒から前記温水に放熱する第1運転モード、
あるいは、前記圧縮機(111)から吐出される前記冷媒の温度が前記水冷媒熱交換器(112)における前記温水の温度とほぼ等しくなるように前記弁開度を制御し、前記室外熱交換器(114)によって前記冷媒から前記外気に放熱する第2運転モード、
あるいは、前記第2運転モードにおける前記弁開度をより大きくして前記圧縮機(111)から吐出される前記冷媒の圧力を下げることで、前記冷媒の温度を前記温水の温度より低くなるようにして、前記水冷媒熱交換器(112)によって前記温水から前記冷媒に吸熱させると共に、前記室外熱交換器(114)によって前記冷媒から前記外気に放熱する第3運転モードを実行することを特徴とする暖房サイクル装置の制御装置。 - 前記第3運転モードの実行において、前記弁開度を全開とすることを特徴とする請求項16に記載の暖房サイクル装置の制御装置。
- 前記第3運転モードの実行において、前記圧縮機(111)の吐出量を最大とすることを特徴とする請求項16または請求項17に記載の暖房サイクル装置の制御装置。
- 前記第1運転モードから前記第2運転モードまたは前記第3運転モードへの切替えを、あるいは前記第2運転モードから前記第3運転モードへの切替えを、前記圧縮機(111)を運転状態のまま前記弁開度を開方向に可変することで行うことを特徴とする請求項16〜請求項18のいずれか1つに記載の暖房サイクル装置の制御装置。
- 車両に搭載されるものであって、
前記室外熱交換器(114)に流入する前記外気の風速、あるいはこの風速に相関する物理量が第1所定値を超える場合に、あるいは前記車両が走行状態にある場合に、前記第2運転モードを実行することを特徴とする請求項16〜請求項19のいずれか1つに記載の暖房サイクル装置の制御装置。 - 車両に搭載されるものであって、
前記室外熱交換器(114)に流入する前記外気の風速、あるいはこの風速に相関する物理量が第2所定値以下の場合に、あるいは前記車両が停止状態にある場合に、前記第3運転モードを実行することを特徴とする請求項16〜請求項20のいずれか1つに記載の暖房サイクル装置の制御装置。 - 前記第1所定値は、前記第2所定値以上の値に設定されたことを特徴とする請求項21に記載の暖房サイクル装置の制御装置。
- 車両に搭載されるものであって、
前記車両の走行速度が所定速度以上の場合に、前記圧縮機(111)の運転を停止させることを特徴とする請求項16〜請求項22のいずれか1つに記載の暖房サイクル装置の制御装置。 - 前記温水の温度が第1所定温度以上の場合に、前記第3運転モードを実行することを特徴とする請求項16〜請求項23のいずれか1つに記載の暖房サイクル装置の制御装置。
- 前記温水の温度が前記第1所定温度より低い場合に、前記第3運転モードを停止することを特徴とする請求項24に記載の暖房サイクル装置の制御装置。
- 前記温水の温度が前記第1所定温度より大きく設定された第2所定温度以上の場合に、前記圧縮機(111)の運転を停止させることを特徴とする請求項24または請求項25に記載の暖房サイクル装置の制御装置。
- 前記暖房器(122)には、自身の開度を大きくすることで前記暖房器(122)に供給される暖房用空気量を増加させる空気量切替えドア(123a)が設けられており、
前記開度が第1所定開度以下の場合に前記第3運転モードを実行し、前記第1所定開度より小さく設定された第2所定開度に至ると前記第3運転モードを停止することを特徴とする請求項16〜請求項26のいずれか1つに記載の暖房サイクル装置の制御装置。 - 前記第1運転モードの運転時間に基づいて、あるいは、
前記外気の温度と、前記冷媒の配管部を含む前記室外熱交換器(114)における前記冷媒温度、またはその表面温度、または前記室外熱交換器(114)通過後の前記外気の温度のうちいずれか1つとの温度差に基づいて前記第2運転モードあるいは前記第3運転モードの実行可否判定を行うことを特徴とする請求項16〜請求項27のいずれか1つに記載の暖房サイクル装置の制御装置。 - 前記冷媒の配管部を含む前記室外熱交換器(114)における前記冷媒温度、またはその表面温度が第3所定温度以上の場合に、前記第2運転モードあるいは前記第3運転モードの実行を停止することを特徴とする請求項16〜請求項28のいずれか1つに記載の暖房サイクル装置の制御装置。
- 前記冷媒は、二酸化炭素であることを特徴とする請求項16〜請求項29のいずれか1つに記載の暖房サイクル装置の制御装置。
- 冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する圧縮機(111)と、前記圧縮機(111)から吐出された冷媒と発熱機器(10)の温調用であり暖房器(122)の加熱源として使用される温水との間で熱交換する水冷媒熱交換器(112)と、自身の弁開度を可変可能として、前記水冷媒熱交換器(112)から流出される冷媒を減圧する減圧弁(113)と、前記減圧弁(113)から流出される冷媒と外気との間で熱交換し、前記冷媒を前記圧縮機(111)側に戻す室外熱交換器(114)とを有する暖房サイクル装置の制御方法であって、
前記弁開度を所定弁開度に制御して、前記水冷媒熱交換器(112)によって前記冷媒から前記温水に放熱する第1運転モード、
あるいは、前記圧縮機(111)から吐出される前記冷媒の温度が前記水冷媒熱交換器(112)における前記温水の温度とほぼ等しくなるように前記弁開度を制御し、前記室外熱交換器(114)によって前記冷媒から前記外気に放熱する第2運転モード、
あるいは、前記第2運転モードにおける前記弁開度をより大きくして前記圧縮機(111)から吐出される前記冷媒の圧力を下げることで、前記冷媒の温度を前記温水の温度より低くなるようにして、前記水冷媒熱交換器(112)によって前記温水から前記冷媒に吸熱させると共に、前記室外熱交換器(114)によって前記冷媒から前記外気に放熱する第3運転モードを実行することを特徴とする暖房サイクル装置の制御方法。 - 前記第3運転モードの実行において、前記弁開度を全開とすることを特徴とする請求項31に記載の暖房サイクル装置の制御方法。
- 前記第3運転モードの実行において、前記圧縮機(111)の吐出量を最大とすることを特徴とする請求項31または請求項32に記載の暖房サイクル装置の制御方法。
- 前記第1運転モードから前記第2運転モードまたは前記第3運転モードへの切替えを、あるいは前記第2運転モードから前記第3運転モードへの切替えを、前記圧縮機(111)を運転状態のまま前記弁開度を開方向に可変することで行うことを特徴とする請求項31〜請求項33のいずれか1つに記載の暖房サイクル装置の制御方法。
- 車両に搭載されるものであって、
前記室外熱交換器(114)に流入する前記外気の風速、あるいはこの風速に相関する物理量が第1所定値を超える場合に、あるいは前記車両が走行状態にある場合に、前記第2運転モードを実行することを特徴とする請求項31〜請求項34のいずれか1つに記載の暖房サイクル装置の制御方法。 - 車両に搭載されるものであって、
前記室外熱交換器(114)に流入する前記外気の風速、あるいはこの風速に相関する物理量が第2所定値以下の場合に、あるいは前記車両が停止状態にある場合に、前記第3運転モードを実行することを特徴とする請求項31〜請求項35のいずれか1つに記載の暖房サイクル装置の制御方法。 - 前記第1所定値は、前記第2所定値以上の値に設定されたことを特徴とする請求項36に記載の暖房サイクル装置の制御方法。
- 車両に搭載されるものであって、
前記車両の走行速度が所定速度以上の場合に、前記圧縮機(111)の運転を停止させることを特徴とする請求項31〜請求項37のいずれか1つに記載の暖房サイクル装置の制御方法。 - 前記温水の温度が第1所定温度以上の場合に、前記第3運転モードを実行することを特徴とする請求項31〜請求項38のいずれか1つに記載の暖房サイクル装置の制御方法。
- 前記温水の温度が前記第1所定温度より低い場合に、前記第3運転モードを停止することを特徴とする請求項39に記載の暖房サイクル装置の制御方法。
- 前記温水の温度が前記第1所定温度より大きく設定された第2所定温度以上の場合に、前記圧縮機(111)の運転を停止させることを特徴とする請求項39または請求項40に記載の暖房サイクル装置の制御方法。
- 前記暖房器(122)には、自身の開度を大きくすることで前記暖房器(122)に供給される暖房用空気量を増加させる空気量切替えドア(123a)が設けられており、
前記開度が第1所定開度以下の場合に前記第3運転モードを実行し、前記第1所定開度より小さく設定された第2所定開度に至ると前記第3運転モードを停止することを特徴とする請求項31〜請求項41のいずれか1つに記載の暖房サイクル装置の制御装置。 - 前記第1運転モードの運転時間に基づいて、あるいは、
前記外気の温度と、前記冷媒の配管部を含む前記室外熱交換器(114)における前記冷媒温度、またはその表面温度、または前記室外熱交換器(114)通過後の前記外気の温度のうちいずれか1つとの温度差に基づいて前記第2運転モードあるいは前記第3運転モードの実行可否判定を行うことを特徴とする請求項31〜請求項42のいずれか1つに記載の暖房サイクル装置の制御方法。 - 前記冷媒の配管部を含む前記室外熱交換器(114)における前記冷媒温度、またはその表面温度が第3所定温度以上の場合に、前記第2運転モードあるいは前記第3運転モードの実行を停止することを特徴とする請求項31〜請求項43のいずれか1つに記載の暖房サイクル装置の制御方法。
- 前記冷媒は、二酸化炭素であることを特徴とする請求項31〜請求項44のいずれか1つに記載の暖房サイクル装置の制御方法。
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