JP2013231522A - Heat pump device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷媒サイクルによって熱を汲み上げるヒートポンプ装置に関する。 The present invention relates to a heat pump device that pumps heat by a refrigerant cycle.
特許文献1−5は、冷媒サイクルによって熱を汲み上げるヒートポンプ装置を開示している。このようなヒートポンプ装置は、非利用側の熱交換器の霜または氷による閉塞を抑制、または回避するために、除霜運転を実行している。さらに、いくつかのヒートポンプ装置は、除霜運転するサイクルと、ヒートポンプ運転するサイクルとを備える。このようなヒートポンプ装置は、除霜運転中にも熱の供給を継続することができるという利点を有する。 Patent documents 1-5 are disclosing the heat pump apparatus which pumps up heat with a refrigerant cycle. Such a heat pump device performs a defrosting operation in order to suppress or avoid blockage of the heat exchanger on the non-use side due to frost or ice. Further, some heat pump apparatuses include a cycle for performing a defrosting operation and a cycle for performing a heat pump operation. Such a heat pump device has an advantage that the supply of heat can be continued even during the defrosting operation.
従来技術はそれらが開示する側面では利点を提供している。しかし、依然として、熱の供給を望ましい状態に調節するために、さらなる改良が求められていた。例えば、装置が除霜運転を実行する場合でも、熱の供給量の変動を抑制することが求められていた。 The prior art offers advantages in the aspects they disclose. However, further improvements were sought to adjust the heat supply to the desired state. For example, even when the apparatus performs a defrosting operation, it has been required to suppress fluctuations in the heat supply amount.
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱の供給を継続しながら除霜でき、さらに、除霜を実行しても熱の供給量の変動を抑制することができるヒートポンプ装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and the object thereof is to defrost while continuing to supply heat, and to suppress fluctuations in the amount of heat supply even if defrosting is performed. It is providing the heat pump apparatus which can be performed.
本発明の他の目的は、ひとつのサイクルが除霜運転するときに、他のひとつのサイクルが熱の供給量を増加させることができるヒートポンプ装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a heat pump device in which when one cycle performs a defrosting operation, the other one cycle can increase the amount of heat supplied.
本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 The present invention employs the following technical means to achieve the above object. It should be noted that the reference numerals in parentheses described in the claims and in this section indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later as one aspect, and the technical scope of the present invention It is not limited.
開示された発明のひとつは、多段圧縮型サイクルとして運転が可能な前段圧縮機(13、23)と後段圧縮機(14、24)とを備え、ヒートポンプとして機能する複数のサイクル(10、20)と、複数のサイクルのそれぞれの運転モードを、ヒートポンプ運転と、除霜運転とに切換える制御装置(6)とを備え、制御装置(6)は、複数のサイクル(10、20)のための除霜運転の許可期間(PD1、PD2)を互いに重複することなく順に設定するスケジュール部(161、HTM1、HTM2)と、複数のサイクルにより、同時に、ヒートポンプ運転を実行するヒートポンプ運転部(176)と、スケジュール部に応答してひとつのサイクルの除霜運転を実行し、同時に、他のひとつのサイクルのヒートポンプ運転を実行する除霜運転部(180、190)とを備え、複数のサイクル(10、20)は、ヒートポンプ運転が実行されるとき、多段圧縮型サイクルとして運転されることを特徴とする。 One of the disclosed inventions includes a plurality of cycles (10, 20) each including a front-stage compressor (13, 23) and a rear-stage compressor (14, 24) that can be operated as a multistage compression type cycle and functioning as a heat pump. And a control device (6) for switching the operation mode of each of the plurality of cycles to a heat pump operation and a defrosting operation, and the control device (6) includes a controller for the plurality of cycles (10, 20). A schedule unit (161, HTM1, HTM2) that sequentially sets the permission periods (PD1, PD2) of the frost operation without overlapping each other, a heat pump operation unit (176) that simultaneously executes the heat pump operation by a plurality of cycles, A defrosting operation that performs a defrosting operation of one cycle in response to the schedule unit and simultaneously performs a heat pump operation of another cycle. And a rolling portion (180, 190), a plurality of cycles (10, 20) when the heat pump operation is performed, characterized in that it is operated as a multistage compression type cycle.
この構成によると、スケジュール部によって、複数のサイクルのための除霜運転の許可期間は、互いに重複することなく順に与えられる。ひとつのサイクルの除霜運転が実行されるとき、他のひとつのサイクルの暖房運転が実行される。よって、複数のサイクルが同時に除霜運転されることが回避される。複数のサイクルのそれぞれは、ヒートポンプ運転が実行されるときに多段圧縮型サイクルとして運転される。よって、高い熱供給能力が提供される。ひとつのサイクルの除霜運転が実行され、他のひとつのサイクルの暖房運転が実行されるときにも、他のひとつのサイクルは多段圧縮型サイクルとして運転される。よって、除霜運転に起因する熱供給能力の低下を抑制することができる。 According to this structure, the permission part of the defrost operation for a some cycle is given in order, without mutually overlapping by a schedule part. When one cycle of defrosting operation is executed, the other one cycle of heating operation is executed. Therefore, it is avoided that a plurality of cycles are defrosted at the same time. Each of the plurality of cycles is operated as a multistage compression type cycle when the heat pump operation is performed. Therefore, high heat supply capability is provided. Even when one cycle of defrosting operation is performed and another one cycle of heating operation is performed, the other one cycle is operated as a multistage compression type cycle. Therefore, the fall of the heat supply capability resulting from a defrost operation can be suppressed.
以下に、図面を参照しながら開示された発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。また、後続の実施形態においては、先行する実施形態で説明した事項に対応する部分に百以上の位だけが異なる参照符号を付することにより対応関係を示し、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。 Hereinafter, a plurality of modes for carrying out the disclosed invention will be described with reference to the drawings. In each embodiment, parts corresponding to the matters described in the preceding embodiment may be denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. When only a part of the configuration is described in each mode, the other modes described above can be applied to the other parts of the configuration. Further, in the following embodiments, the correspondence corresponding to the matters corresponding to the matters described in the preceding embodiments is indicated by adding reference numerals that differ only by one hundred or more, and redundant description may be omitted. . Not only combinations of parts that clearly show that combinations are possible in each embodiment, but also combinations of the embodiments even if they are not explicitly stated unless there is a problem with the combination. Is also possible.
(第1実施形態)
図1において、本発明の第1実施形態では、ヒートポンプ装置を備える車両用空調装置1が提供される。車両用空調装置1は、道路走行車両の室内の温度を調節する。車両用空調装置1は、バス車両に搭載されている。
(First embodiment)
In FIG. 1, in 1st Embodiment of this invention, the
車両用空調装置1は、車両の屋根上に設置された空調ユニット2を備える。空調ユニット2は、室内機部分2a、機械室部分2b、および室外機部分2cを備える。室内機部分2a、機械室部分2b、および室外機部分2cは、共通のシャーシ上に搭載され、および/または、一体感のあるカバーによって覆われることによって、ひとつのユニットとして構成されている。
The
室内機部分2aは、室内の空気と熱交換するための部品を収容する。室内機部分2aは、空調用の空気が流れるダクトを提供している。室内機部分2aは、室内から空気を導入するための吸込ダクト(IN)3aと、室内に空気を供給するための吹出ダクト(OUT)3b、3cとを備える。例えば、吹出ダクト3bは、車両の右側に設けられている。例えば、吹出ダクト3bは、車両の左側に設けられている。空調ユニット2は、吸込ダクト3aから吹出ダクト3b、3cへ空気を送る複数の室内用の送風機4a、4bを備える。送風機4aは、吸込ダクト3aから吹出ダクト3bへ空気を送る。送風機4bは、吸込ダクト3aから吹出ダクト3cへ空気を送る。
The
機械室部分2bは、後述するサイクル10、20の圧縮機を含む部品を収容する。室外機部分2cは、室外の空気と熱交換するための部品を収容する。空調ユニット2は、室外の空気を導入し、後述する熱交換器に送る室外用の送風機5a、5bを備える。室外機部分2cは、車両の走行により得られる風、および送風機5a、5bによって得られる風によって熱交換を促進する。
The
空調ユニット2は、第1サイクル(CYL1)10と、第2サイクル(CYL2)20とを備える。サイクル10、20は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置である。第1サイクル10と第2サイクル20とは、互いに同じ構成部品をもつ。サイクル10、20は、ヒートポンプとして機能することができる。サイクル10、20は、少なくとも車両の室外の空気を熱源として車両の室内を暖房する暖房用のヒートポンプサイクルを提供する。サイクル10、20は、ヒートポンプ装置を提供する。サイクル10、20は、室内の空気を加熱する暖房運転を実行可能である。サイクル10、20は、室外の空気の熱を汲み上げ、室内の空気を加熱する。サイクル10、20は、少なくとも暖房のためのヒートポンプサイクルを提供する。サイクル10、20は、追加的に、冷房のための冷凍サイクルを提供してもよい。
The
サイクル10、20は、多段圧縮型のサイクルとして運転可能に構成されている。多段圧縮型のサイクルは、室外の気温が低温のときでも高い暖房能力を提供することができる。サイクル10、20は、例えば、−20°Cにおいても室内を暖房できるように構成されている。
The
複数のサイクル10、20は、車両用空調装置1が提供する空調機能の上において並列的に配置されている。すなわち、複数のサイクル10、20は、それぞれが室内を暖房することができる。複数のサイクル10、20は共通の熱負荷である室内の暖房に利用される。具体的には、複数のサイクル10、20は、(1)第1サイクル10だけによる暖房、(2)第2サイクルだけによる暖房、および(3)第1サイクル10および第2サイクル20の両方による暖房を含む3つの暖房運転を提供することができる。
The plurality of
図1において、第1サイクル10は、室内熱交換器(IN−HEX1)11、および室外熱交換器(EX−HEX1)12を備える。室内熱交換器11は、室内機部分2aに配置されている。室内熱交換器11は、送風機4aにより送風される空気の通路上に配置されている。室外熱交換器12は、室外機部分2cに配置されている。室外熱交換器12は、送風機5aにより送風される空気の通路上に配置されている。
In FIG. 1, the
第1サイクル10は、複数の圧縮機13、14を備える。複数の圧縮機13、14は、電動モータを含む電動圧縮機である。複数の圧縮機13、14は、機械室部分2bに配置されている。第1サイクル10が多段圧縮型のサイクルとして運転されるとき、これらの圧縮機13、14は、第1サイクル10の冷媒通路上において直列的に配置される。第1サイクル10は、多段圧縮型サイクルとして運転が可能な前段圧縮機(PCMP1)13と、後段圧縮機(SCMP1)14とを備える。第1サイクル10が多段圧縮型のサイクルとして運転されるとき、冷媒は、前段圧縮機13によって圧縮された後に、さらに後段圧縮機14によって圧縮される。また、第1サイクル10が単段圧縮型のサイクルとして運転されるとき、これらの圧縮機13、14は、第1サイクル10の冷媒通路上において並列的に、または選択的に配置される。第1サイクル10は、減圧器などの他の機能部品を備える。
The
第2サイクル20は、室内熱交換器(IN−HEX2)21、および室外熱交換器(EX−HEX2)22を備える。室内熱交換器21は、室内機部分2aに配置されている。室内熱交換器21は、送風機4aにより送風される空気の通路上に配置されている。室外熱交換器22は、室外機部分2cに配置されている。室外熱交換器22は、送風機5aにより送風される空気の通路上に配置されている。
The
第2サイクル20は、複数の圧縮機23、24を備える。複数の圧縮機23、24は、電動モータを含む電動圧縮機である。複数の圧縮機23、24は、機械室部分2bに配置されている。第2サイクル20が多段圧縮型のサイクルとして運転されるとき、これらの圧縮機23、24は、第2サイクル20の冷媒通路上において直列的に配置される。第2サイクル20は、多段圧縮型サイクルとして運転が可能な前段圧縮機(PCMP2)23と、後段圧縮機(SCMP2)24とを備える。第2サイクル20が多段圧縮型のサイクルとして運転されるとき、冷媒は、前段圧縮機23によって圧縮された後に、さらに後段圧縮機24によって圧縮される。また、第2サイクル20が単段圧縮型のサイクルとして運転されるとき、これらの圧縮機23、24は、第2サイクル20の冷媒通路上において並列的に、または選択的に配置される。第2サイクル20は、減圧器などの他の機能部品を備える。
The
サイクル10、20は、室外熱交換器12、22に付着した霜または氷を減少、または除去するための除霜機能を備える。サイクル10、20は除霜運転を実行することにより、室外熱交換器12、22の霜または氷による閉塞を抑制、または回避することができる。
The
除霜機能は、サイクル10、20による熱供給機能、または電気ヒータなどの外部熱源によって提供することができる。この実施形態では、サイクル10、20自身が、室外熱交換器12、22に熱を供給する除霜運転モードを備える。サイクル10、20は、室外熱交換器12、22を放熱器として機能させる逆方向運転(冷房運転)、および室外熱交換器12、22へ熱いガス冷媒を供給するホットガス運転などの除霜運転モードを提供可能である。この実施形態では、サイクル10、20は、逆方向運転によって除霜運転モードを提供する。
The defrosting function can be provided by a heat supply function according to the
車両用空調装置1は、制御装置(CNTR)6を備える。制御装置6は、複数のサイクル10、20のそれぞれの運転モードを、ヒートポンプ運転、すなわち暖房運転と、除霜運転とに切換える。制御装置6は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納している。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクによって提供されうる。プログラムは、制御装置6によって実行されることによって、制御装置6をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される制御方法を実行するように制御装置6を機能させる。制御装置6が提供する手段は、所定の機能を達成する機能的ブロック、またはモジュールとも呼ぶことができる。
The
車両用空調装置1は、複数のセンサを備える。複数のセンサは、室内の目標温度を設定する温度設定器、および室内の温度を検出する温度センサを含むことができる。複数のセンサには、霜センサ(FRSN1)7と、霜センサ(FRSN2)8とが含まれる。霜センサ7は、室外熱交換器12の温度を検出する。霜センサ8は、室外熱交換器22の温度を検出する。霜は、室外熱交換器12、22の温度が所定の閾値温度を下回るときに付着し、成長する。よって、霜センサ7、8の検出温度が閾値温度を下回るときに霜が付着し、成長しやすいと考えることができる。具体的には、霜は、外気に十分な湿度があるときに付着し、成長する。例えば、外気温度が−5°C程度であるとき、外気には比較的多くの水蒸気が含まれる。しかも、外気温度が−5°C程度であるとき、暖房のために室外熱交換器12、22は、外気温度よりも大幅に低い温度になる。このため、外気温度が−5°Cを含む数度の範囲内にあるとき、室外熱交換器12、22には霜が付着し、成長しやすい。
The
制御装置6は、温度制御部を提供する。温度制御部は、室内の温度を目標温度に接近させ、維持するようにサイクル10、20を含む空調ユニット2を制御する。さらに、制御装置6は、除霜制御部を提供する。除霜制御部は、霜センサ7、8によって霜の付着が検出されるときに、霜を減少または消失させるようにサイクル10、20を含む空調ユニット2を制御する。除霜制御部は、複数のサイクル10、20の一部だけが除霜運転するように、複数のサイクル10、20を制御する。除霜制御部は、ひとつのサイクルが除霜運転するとき、他のひとつのサイクルが暖房運転するように制御する。除霜制御部は、複数のサイクル10、20のすべてが同時に除霜運転することがないように、運転スケジュールを設定する。除霜制御部は、ひとつのサイクルが除霜運転した後に、他のひとつのサイクルが除霜運転する場合、それらの間において、両方のサイクルが暖房運転するように、運転スケジュールを設定する。
The
図2、図3に図示されるように、サイクル10、20は、減圧器15、25、アキュムレータ16、26、2連式の四方弁17、27、および開閉弁18、28を備える。減圧器15、25は、冷媒を減圧する。アキュムレータ16、26は、ガス冷媒を圧縮機に供給するための気液分離器としての機能と、余剰冷媒を蓄えるタンクとしての機能とを備える。四方弁17、27と開閉弁18、28は、電磁的なアクチュエータによって操作可能である。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
四方弁17は、サイクル10における冷媒の流れ方向が逆転するように、サイクル10における圧縮機13、14の配置を切換える。四方弁17と開閉弁18は、サイクル10における冷媒の流れ方向を逆転させるための流路切換装置を提供する。
The four-way valve 17 switches the arrangement of the
四方弁27は、サイクル20における冷媒の流れ方向が逆転するように、サイクル20における圧縮機23、24の配置を切換える。四方弁27と開閉弁28は、サイクル20における冷媒の流れ方向を逆転させるための流路切換装置を提供する。
The four-way valve 27 switches the arrangement of the
図2、図3に図示されるように、サイクル10は、逆転運転可能なサイクルとして構成されている。図2は、暖房運転(HEAT)におけるサイクル10、20を示している。複数のサイクル10、20は、ヒートポンプ運転が実行されるとき、多段圧縮型サイクルとして運転される。暖房運転においては、四方弁17、27および開閉弁18、28は、前段圧縮機13、23と後段圧縮機14、24とを、サイクル10、20内において直列に接続する。室外熱交換器12、22において蒸発した冷媒は、アキュムレータ16、26を経由した後に、前段圧縮機13、23によって圧縮される。冷媒は、さらに後段圧縮機14、24によって圧縮される。高温高圧の冷媒は、室内熱交換器11、21に供給され、室内へ供給される空気を加熱する。これにより室内の暖房が提供される。冷媒は、減圧器15、25によって減圧され、再び室外熱交換器12、22に供給される。
As illustrated in FIGS. 2 and 3, the
暖房運転においては、四方弁17、27は、ON状態にある。暖房運転においては、開閉弁18、28は、OFF状態、具体的には閉弁状態にある。暖房運転においては、送風機4a、4bはON状態にある。送風機4a、4bの送風量は、暖房負荷に適合した適正な送風量が提供されるように可変制御される。暖房運転においては、送風機5a、5bはON状態にある。送風機5a、5bの送風量は、室外熱交換器12、22に適正量の空気が通過するように可変制御される。暖房運転においては、圧縮機13、23、14、24はON状態、すなわち運転状態にある。圧縮機13、23、14、24の回転数は、暖房負荷に釣り合う適正な暖房能力が提供されるように可変制御される。
In the heating operation, the four-way valves 17 and 27 are in the ON state. In the heating operation, the on-off valves 18 and 28 are in an OFF state, specifically, a closed state. In the heating operation, the
図3は、除霜運転(DEFROST)におけるサイクル10、20を示している。除霜運転においては、四方弁17、27および開閉弁18、28は、前段圧縮機13、23と後段圧縮機14、24とを、サイクル10、20内において並列に接続する。室内熱交換器11、21において蒸発した冷媒は、アキュムレータ16、26を経由した後に、分岐する。分岐した一方の冷媒は、前段圧縮機13、23によって圧縮される。分岐した他方の冷媒は、後段圧縮機14、24によって圧縮される。高温高圧の冷媒は、室外熱交換器12、22に供給され、室外熱交換器12、22を加熱する。これにより室外熱交換器12、22に付着した霜が融かされる。冷媒は、減圧器15、25によって減圧され、再び室内熱交換器11、21に供給される。
FIG. 3 shows
除霜運転においては、四方弁17、27は、OFF状態にある。除霜運転においては、開閉弁18、28は、ON状態、具体的には開弁状態にある。除霜運転においては、送風機4a、4bはOFF状態、または小風量状態(Lo)にある。送風機4a、4bの送風量は、室内への冷気の吹出を抑制するために、ゼロまたは小風量に制限される。除霜運転においては、送風機5a、5bはOFF状態にある。送風機5a、5bの送風量は、外気による室外熱交換器12、22の冷却を抑制するために、ゼロまたは小風量に制限される。除霜運転においては、圧縮機13、23、14、24はON状態、すなわち運転状態にある。圧縮機13、23、14、24の回転数は、室外熱交換器12、22の温度が、霜が融ける程度の温度になるように固定制御、または可変制御される。
In the defrosting operation, the four-way valves 17 and 27 are in the OFF state. In the defrosting operation, the on-off valves 18 and 28 are in an ON state, specifically, in a valve open state. In the defrosting operation, the
複数のサイクル10、20は、除霜運転が実行されるとき、単段圧縮型サイクルとして運転される。この構成によると、除霜のための過剰な温度上昇、または局所的な温度上昇を抑制して適切な除霜を実行することができる。
The plurality of
ひとつのサイクルが除霜運転し、他のひとつのサイクルが暖房運転するとき、暖房運転するサイクルの圧縮機の回転数は、室内の温度低下を抑制するように制御される。この場合、例えば、暖房運転する圧縮機の回転数は固定の回転数となるように固定制御することができる。暖房運転する圧縮機の回転数は、室内に吹出す空気の温度の過剰な低下を抑制できるように設定することができる。また、暖房運転する圧縮機の回転数は、室内の温度を目標温度に接近させ、維持するように可変制御することができる。また、暖房運転する圧縮機の回転数は、ひとつのサイクルの除霜運転に起因する暖房能力の低下を抑制するように、その除霜運転が開始される前の回転数よりも高い回転数となるように制御することができる。例えば、暖房運転する圧縮機の回転数は、最高の回転数に制御することができる。 When one cycle performs the defrosting operation and the other one cycle performs the heating operation, the rotation speed of the compressor of the cycle in which the heating operation is performed is controlled so as to suppress the temperature drop in the room. In this case, for example, it is possible to perform fixed control so that the rotation speed of the compressor that performs the heating operation becomes a fixed rotation speed. The rotation speed of the compressor that performs the heating operation can be set so as to suppress an excessive decrease in the temperature of the air blown into the room. Moreover, the rotation speed of the compressor that performs the heating operation can be variably controlled so that the indoor temperature approaches the target temperature and is maintained. Further, the rotation speed of the compressor that performs the heating operation is higher than the rotation speed before the defrosting operation is started so as to suppress the decrease in the heating capacity due to the defrosting operation of one cycle. Can be controlled. For example, the rotation speed of the compressor that performs the heating operation can be controlled to the maximum rotation speed.
図4は、第1サイクル10のための着霜判定処理140を示す。制御装置6は、着霜判定処理140において、室外熱交換器12に付着した霜が除霜を要するほどの量であるか否かを判定する。言い換えると、制御装置6は、除霜が必要であるか否かを判定する。制御装置6は、除霜を必要とする着霜が判定されると、除霜運転を要求するためのフラグをセットする。言い換えると、制御装置6は、着霜判定処理140によって除霜運転を要求する。
FIG. 4 shows the frost
ステップ141では、制御装置6は、霜センサ7の検出温度FR1が閾値温度Tthを下回るか否かを判定する。FR1<Tthの場合、すなわち肯定的結果の場合、Yに分岐する。FR1≧Tthの場合、すなわち否定的結果の場合、Nに分岐する。検出温度FR1が比較的高い場合、制御装置6は、ステップ144へ進み、タイマおよびフラグをリセットして処理を終了する。検出温度FR1が閾値温度Tthを下回る場合、ステップ142へ進む。
In
ステップ142では、制御装置6は、タイマFTM1による計時を開始する。タイマFTM1は、着霜量を推定するためのタイマである。タイマFTM1は、検出温度FR1が閾値温度Tthより低い状態が所定時間を越えて継続することを判定するために利用される。FR1<Tthが所定時間を越えて継続した場合、室外熱交換器12には、所定量を上回る霜が付着すると推定することができる。
In
ステップ143では、制御装置6は、検出温度FR1が閾値温度Tthを下回るか否かを再び判定する。FR1≧Tthの場合、制御装置6は、ステップ144へ進み、着霜タイマおよびフラグをリセットして処理を終了する。すなわち、着霜タイマFTM1の計測中に検出温度FR1が高温に戻ると、着霜判定をリセットする。ステップ143においてFR1<Tthの場合、ステップ145へ進む。
In
ステップ145では、制御装置6は、タイマFTM1が閾値時間Fthを上回るか否かを判定する。FTM1≦Fthの場合、ステップ143へ戻る。FTM1>Fthの場合、ステップ146へ進む。ステップ146では、制御装置6は、フラグFLG1をセットする。フラグFLG1は、セット状態にあるときに、除霜運転が必要であることを示す。フラグFLG2は、リセット状態にあるときに、除霜運転が不必要であることを示す。
In
図5は、第2サイクル20のための着霜判定処理150を示す。ステップ151−156は、ステップ141−146に対応する。ステップ151−156において、制御装置6は、ステップ141−146と同様の処理を、第2サイクル20のために実行する。
FIG. 5 shows the
図6は、制御タイマ処理160を示す。ステップ161では、制御タイマHTM1、HTM2による計時を開始する。制御タイマHTM1は、第1サイクル10のための除霜運転を実行可能な第1期間PD1を規定する。制御タイマHTM2は、第2サイクル20のための除霜運転を実行可能な第2期間PD2を規定する。言い換えると、制御タイマHTM1は、第1サイクル10のための除霜運転の実行を禁止する期間を規定する。制御タイマHTM2は、第2サイクル20のための除霜運転の実行を禁止する期間を規定する。第1期間PD1と第2期間PD2とは、重複しないように設定されている。制御タイマHTM1、HTM2は、暖房期間中に継続的に機能するから、暖房タイマとも呼ばれる。
FIG. 6 shows the
図7は、制御タイマHTM1、HTM2の波形を示す。制御タイマHTM1、HTM2は、所定の周期と、所定のデューティ比をもつ矩形波を出力する。 FIG. 7 shows waveforms of the control timers HTM1 and HTM2. The control timers HTM1 and HTM2 output a rectangular wave having a predetermined cycle and a predetermined duty ratio.
第1の制御タイマHTM1は、所定の周期でONとOFFとを繰り返す。第1の制御タイマHTM1は、ON期間によって第1サイクル10のための除霜運転を実行可能な第1期間PD1を規定する。
The first control timer HTM1 repeats ON and OFF at a predetermined cycle. The first control timer HTM1 defines a first period PD1 in which the defrosting operation for the
第2の制御タイマHTM2は、所定の周期でONとOFFとを繰り返す。第2の制御タイマHTM2は、ON期間によって第2サイクル20のための除霜運転を実行可能な第2期間PD2を規定する。
The second control timer HTM2 repeats ON and OFF at a predetermined cycle. The second control timer HTM2 defines the second period PD2 in which the defrosting operation for the
第1の制御タイマHTM1の周期PTと、第2の制御タイマHTM2の周期PTとは、同じである。しかし、第1の制御タイマHTM1の波形と、第2の制御タイマHTM2の波形とは、ずれている。第1の制御タイマHTM1の波形と、第2の制御タイマHTM2の波形とは、PT/2だけずれている。第1期間PD1と第2期間PD2とは、同時に発生しないように、すなわち重複しないようにずれている。第1期間PD1と第2期間PD2との間には、無効期間TDが設けられている。無効期間TDにおいては、除霜運転が許可されない。無効期間TDは、ひとつのサイクルのための除霜運転と、他のひとつのサイクルのための除霜運転との間において、すべてのサイクルによる暖房運転を実行するために利用される。 The cycle PT of the first control timer HTM1 is the same as the cycle PT of the second control timer HTM2. However, the waveform of the first control timer HTM1 is different from the waveform of the second control timer HTM2. The waveform of the first control timer HTM1 and the waveform of the second control timer HTM2 are shifted by PT / 2. The first period PD1 and the second period PD2 are shifted so as not to occur simultaneously, that is, not to overlap. An invalid period TD is provided between the first period PD1 and the second period PD2. In the invalid period TD, the defrosting operation is not permitted. The invalid period TD is used to execute the heating operation by all the cycles between the defrosting operation for one cycle and the defrosting operation for the other one cycle.
制御措置6は、スケジュール部を備える。スケジュール部は、ステップ161と、それにより提供される制御タイマHTM1、HTM2とによって提供される。スケジュール部は、複数のサイクル10、20のための除霜運転の許可期間PD1、PD2を互いに重複することなく順に設定する。スケジュール部は、第1サイクル10のための除霜運転の許可期間PD1と第2サイクル20のための除霜運転の許可期間PD2とを交互に与える。制御タイマHTM1、HTM2は、許可期間PD1、PD2を所定の周期PTで繰り返して設定する。
The
図8は、着霜判定処理140、150に応答して実行される車両用空調装置1のための運転処理170を示す。図中には、主としてサイクル10、20のための運転処理が図示されている。
FIG. 8 shows an
ステップ171では、制御装置6は、後述する除霜タイマDTMが所定の閾値時間Dthを上回っているか否かを判定する。DTM>Dthの場合、ステップ176へ進む。この処理は、閾値時間Dthを上回る長時間にわたる除霜運転を阻止する。
In
ステップ172では、制御装置6は、第1の制御タイマHTM1がONか否かを判定する。ステップ173では、制御装置6は、第2の制御タイマHTM2がONか否かを判定する。ステップ172において第1の制御タイマHTM1がONである場合、ステップ174へ進む。ステップ173において第2の制御タイマHTM2がONである場合、ステップ175へ進む。両方の制御タイマHTM1、HTM2がOFFの場合、ステップ176へ進む。
In
ステップ176では、制御装置6は、通常の暖房制御を実行する。制御装置6は、第1サイクル10が暖房運転を実行し、同時に、第2サイクル20が暖房運転を実行するように、四方弁17、27などを制御する。この結果、両方のサイクル10、20によって室内が暖房される。ステップ176により、両方のサイクル10、20が暖房運転する暖房処理177が提供される。暖房処理177は、複数のサイクル10、20により、同時に、ヒートポンプ運転を実行するヒートポンプ運転部を提供する。制御装置6は、ヒートポンプ運転部を備える。
In
ステップ174では、制御装置6は、第1サイクル10のための除霜を要求するフラグFLG1がセット状態か否かを判定する。フラグFLG1がセットされている場合、制御装置6は、第1サイクル10のための除霜暖房処理180を実行する。フラグFLG1がセットされていない場合、制御装置6は、暖房処理177を実行する。よって、制御装置6は、制御タイマHTM1によって第1サイクル10のための除霜運転が許容され、かつ、第1サイクル10のための除霜が要求されている場合に、除霜暖房処理180を実行する。
In
除霜暖房処理180は、スケジュール部HTM1に応答してひとつのサイクル10の除霜運転を実行し、同時に、他のひとつのサイクル20のヒートポンプ運転を実行する第1の除霜運転部を提供する。制御装置6は、第1の除霜運転部を備える。
The
ステップ181では、制御装置6は、除霜タイマDTMによる時間計測を開始する。除霜タイマDTMは、除霜運転の最大継続時間を規定する。ステップ182では、制御装置6は、第1サイクル10のための除霜暖房運転を実行する。制御装置6は、第1サイクル10が除霜運転を実行し、同時に、第2サイクル20が暖房運転を実行するように、四方弁17、27などを制御する。この結果、第1サイクル10を除霜しながら、第2サイクル20によって室内が暖房される。
In
ステップ183−185は、除霜暖房処理180の終期を規定する終期判定処理を提供する。ステップ183−185のいずれかにおいて終期が検出されない場合、ステップ182に戻る。
ステップ183では、制御装置6は、制御タイマHTM1がONであるか否かを判定する。制御タイマHTM1がOFFである場合、第1期間PD1が終了したことを示している。制御タイマHTM1がOFFである期間は、第1サイクル10のための除霜運転が禁止される期間である。除霜暖房処理180の間に、制御タイマHTM1がOFFになると、除霜暖房処理180を終了するためにステップ186へ進む。言い換えると、制御装置6は、第1期間PD1の終了に応答して、除霜運転を終了する。
In
ステップ184では、制御装置6は、検出温度FR1が閾値温度Tthを上回るか否かを判定する。FR1>Tthの場合、室外熱交換器12は、除霜運転が不要なほどに十分に高温になっていると考えられる。ステップ184により、過剰な温度上昇が回避される。閾値温度Tthは、除霜運転を終了するための閾値である。ステップ184における閾値温度Tthは、ステップ141、143における閾値温度Tthよりも高い温度に設定することができる。除霜暖房処理180の間に、FR1>Tthになると、除霜暖房処理180を終了するためにステップ186へ進む。言い換えると、制御装置6は、室外熱交換器12が十分に加熱されたことに応答して、除霜運転を終了する。
In
ステップ185では、制御装置6は、除霜タイマDTMが閾値時間Dthを上回るか否かを判定する。閾値時間Dthは、除霜運転の最大の継続時間を規定している。除霜暖房処理180の間に、DTM>Dthになると、除霜暖房処理180を終了するためにステップ186へ進む。言い換えると、制御装置6は、除霜運転の継続時間が所定値に到達することに応答して、除霜運転を終了する。
In
ステップ186では、制御装置6は、除霜暖房運転を終了するための終了処理を実行する。終了処理には、除霜運転された第1サイクル10を暖房運転のための状態に切換える処理、および冷媒圧力が平衡するまでの待機処理を含むことができる。除霜運転が終了した後、制御装置6は、必ずステップ176を実行する。ステップ183によって除霜運転が終了した場合、処理流れは、ステップ173からステップ176へ進む。ステップ184によって除霜運転が終了した場合、処理140によってフラグFLG1がリセットされるから、処理流れは、ステップ174からステップ176へ進む。ステップ185によって除霜運転が終了した場合、処理流れは、ステップ171からステップ176へ進む。
In
ステップ175では、制御装置6は、第2サイクル20のための除霜を要求するフラグFLG2がセット状態か否かを判定する。フラグFLG2がセットされている場合、制御装置6は、第2サイクル20のための除霜暖房処理190を実行する。フラグFLG2がセットされていない場合、制御装置6は、暖房処理177を実行する。よって、制御装置6は、制御タイマHTM2によって第2サイクル20のための除霜運転が許容され、かつ、第2サイクル20のための除霜が要求されている場合に、除霜暖房処理190を実行する。
In
ステップ191では、制御装置6は、除霜タイマDTMによる時間計測を開始する。ステップ192では、制御装置6は、第2サイクル20のための除霜暖房運転を実行する。制御装置6は、第2サイクル20が除霜運転を実行し、同時に、第1サイクル10が暖房運転を実行するように、四方弁17、27などを制御する。この結果、第2サイクル20を除霜しながら、第1サイクル10によって室内が暖房される。
In
ステップ193−195は、除霜暖房処理190の終期を規定する終期判定処理を提供する。ステップ193−195、およびステップ196は、ステップ183−185、および186に対応する。ステップ193−196において、制御装置6は、ステップ183−186と同様の処理を、第2サイクル20のために実行する。
除霜暖房処理190は、スケジュール部HTM2に応答してひとつのサイクル20の除霜運転を実行し、同時に、他のひとつのサイクル10のヒートポンプ運転を実行する第2の除霜運転部を提供する。制御装置6は、第2の除霜運転部を備える。
The
図4および図5に示す着霜判定処理140、150により、制御装置6は、第1サイクル10の除霜の要否と、第2サイクル20の除霜の要否とを、独立して判定する。着霜判定処理140、150は、複数のサイクルのそれぞれに対する除霜運転の要否を判定する判定部を提供する。よって、制御装置6は、判定部140、150を備える。
4 and FIG. 5, the
さらに、図8に示す運転処理170により、制御装置6は、暖房運転、または除霜運転を選択し、実行する。着霜判定処理140、150において除霜が要求されないとき、制御装置6は、両方のサイクル10、20によって暖房運転を実行する。
Furthermore, by the
着霜判定処理140、150において第1サイクル10のみの除霜が要求されるとき、制御装置6は、第1サイクル10のための除霜運転を実行し、同時に、第2サイクル20のための暖房運転を実行する。しかも、制御装置6は、制御タイマHTM1、HTM2によって第1サイクル10の除霜運転が許可される期間だけ、第1サイクル10のための除霜運転を実行する。
When defrosting of only the
着霜判定処理140、150において第2サイクル20のみの除霜が要求されるとき、制御装置6は、第2サイクル20のための除霜運転を実行し、同時に、第1サイクル10のための暖房運転を実行する。しかも、制御装置6は、制御タイマHTM1、HTM2によって第2サイクル20の除霜運転が許可される期間だけ、第2サイクル20のための除霜運転を実行する。
When defrosting of only the
除霜運転部180、190は、スケジュール部から与えられる許可期間PD1、PD2によって除霜運転が許可され、かつ、判定部によって除霜運転の必要性が判定されるとき、ひとつのサイクルの除霜運転を実行し、同時に、他のひとつのサイクルのヒートポンプ運転を実行する。この構成によると、ひとつのサイクルの除霜運転の必要性が判定され、かつ、そのひとつのサイクルの除霜運転の機会が与えられているときに、そのひとつのサイクルの除霜運転が実行される。よって、除霜運転の必要性に応えながら、複数のサイクルが同時に除霜運転されることを回避することができる。
The
制御タイマHTM1、HTM2は、第1サイクル10の除霜運転と、第2サイクル20の除霜運転とを同時に許可することがないように設定されている。よって、第1サイクル10の除霜と、第2サイクル20の除霜との両方が要求されても、両方のサイクル10、20が同時に除霜運転を実行することが回避される。
The control timers HTM1 and HTM2 are set so as not to permit the defrosting operation of the
さらに、制御タイマHTM1、HTM2は、ひとつのサイクルのための除霜運転の前と後との両方において、両方のサイクル10、20が暖房運転を同時に実行するように設定されている。言い換えると、スケジュール部は、許可期間PD1と許可期間PD2との間において、ヒートポンプ運転部によって複数のサイクル10、20のヒートポンプ運転が実行される期間TDを設定する。この構成によると、除霜運転と除霜運転との間にヒートポンプ運転が実行される。よって、除霜運転に起因する暖房能力の長期間にわたる継続的な不足が抑制される。
Further, the control timers HTM1 and HTM2 are set so that both the
図9は、車両用空調装置1が暖房するときの作動の一例を示す。信号PWSWは、暖房を指示するための信号である。信号PWSWは、例えば、車両の運転者によって操作されるスイッチによって与えられる。時刻t0において信号PWSWがONになる。信号PWSWがONである期間において暖房が提供される。時刻teにおいて信号PWSWがOFFになると、暖房が終了する。
FIG. 9 shows an example of the operation when the
時刻t0から時刻t1の間に示されるように、車両用空調装置1は、暖房負荷に応じて複数の異なる運転モードを提供する。車両用空調装置1は、複数のサイクル10、20のそれぞれの暖房能力を、低能力L、高能力H、または停止OFFに切換えることにより、複数の運転モードを提供する。車両用空調装置1は、第1サイクル10が低能力Lで運転され、第2サイクル20が低能力Lで運転されるモードを提供する。車両用空調装置1は、第1サイクル10が高能力Hで運転され、第2サイクル20が低能力Lで運転されるモードを提供する。車両用空調装置1は、第1サイクル10が高能力Hで運転され、第2サイクル20が高能力Hで運転されるモードを提供する。車両用空調装置1は、第1サイクル10が低能力Lで運転され、第2サイクル20が高能力Hで運転されるモードを提供する。
車両用空調装置1は、第1サイクル10が停止OFFされ、第2サイクル20が低能力Lで運転されるモードを提供する。車両用空調装置1は、第1サイクル10が低能力Lで運転され、第2サイクル20が停止OFFされるモードを提供する。
As shown between the time t0 and the time t1, the
The
車両用空調装置1は、圧縮機13、14、23、24の回転数を可変制御することにより、暖房能力を停止OFFと高能力Hとの間において段階的に、または連続的に調節することができる。
The
図中において、時刻t10の後には、除霜運転の例が示されている。図中において、DEFは、除霜運転を示す。時刻t11において制御タイマHTM1がONになる。このとき、フラグFLG1がONである。制御装置6は、制御タイマHTM1とフラグFLG1とに応答して、第1サイクル10のための除霜運転を開始する。室外熱交換器12の除霜が進行すると、室外熱交換器12の温度が上昇する。時刻t12において、検出温度FR1は閾値温度Tthを上回る。この結果、制御装置6は、除霜運転を終了する。同時に、制御装置6は、フラグFLG1をOFFにリセットする。
In the figure, an example of the defrosting operation is shown after time t10. In the figure, DEF indicates a defrosting operation. At time t11, the control timer HTM1 is turned on. At this time, the flag FLG1 is ON.
時刻t11と時刻t12との間において第1サイクル10のための除霜運転を実行する間中、制御装置6は、第2サイクル20のための暖房運転を実行する。時刻t12の後、制御装置6は、両方のサイクル10、20による暖房運転を実行する。
While performing the defrosting operation for the
次に、時刻t13においてフラグFLG2がONになる。このとき、制御タイマHTM2はONである。制御装置6は、制御タイマHTM2とフラグFLG2とに応答して、第2サイクル20のための除霜運転を開始する。時刻t14において制御タイマHTM2がOFFになる。制御装置6は、制御タイマHTM2に応答して、第2サイクル20の除霜運転を終了する。
Next, the flag FLG2 is turned ON at time t13. At this time, the control timer HTM2 is ON.
時刻t13と時刻t14との間において第2サイクル20のための除霜運転を実行する間中、制御装置6は、第1サイクル10のための暖房運転を実行する。時刻t14の後、制御装置6は、両方のサイクル10、20による暖房運転を実行する。
While the defrosting operation for the
次に、時刻t15においてフラグFLG1がONになる。このとき、制御タイマHTM1はONである。制御装置6は、制御タイマHTM1とフラグFLG1とに応答して、第1サイクル10のための除霜運転を開始する。時刻t15においては、フラグFLG2もONである。しかし、制御タイマHTM2はOFFである。よって、第2サイクル20の除霜運転は実行されない。時刻t16において制御タイマHTM1がOFFになる。制御装置6は、制御タイマHTM1に応答して、第1サイクル10のための除霜運転を終了する。
Next, at time t15, the flag FLG1 is turned ON. At this time, the control timer HTM1 is ON.
時刻t15と時刻t16との間において第1サイクル10のための除霜運転を実行する間中、制御装置6は、第2サイクル20のための暖房運転を実行する。時刻t16の後、制御装置6は、両方のサイクル10、20による暖房運転を実行する。
While the defrosting operation for the
時刻t17において制御タイマHTM2がONになる。このとき、フラグFLG2がONである。制御装置6は、制御タイマHTM2とフラグFLG2とに応答して、第2サイクル20のための除霜運転を開始する。室外熱交換器22の除霜が進行すると、室外熱交換器22の温度が上昇する。時刻t18において、検出温度FR2は閾値温度Tthを上回る。この結果、制御装置6は、除霜運転を終了する。同時に、制御装置6は、フラグFLG2をOFFにリセットする。
At time t17, the control timer HTM2 is turned on. At this time, the flag FLG2 is ON.
時刻t17と時刻t18との間において第2サイクル20のための除霜運転を実行する間中、制御装置6は、第1サイクル10のための暖房運転を実行する。時刻t18の後、制御装置6は、両方のサイクル10、20による暖房運転を実行する。
While performing the defrosting operation for the
図示されるように、制御タイマHTM1、HTM2によって、それぞれのサイクルのための除霜運転は、互いに重複することなく順に、例えば交互に、実行可能となる。しかも、ひとつのサイクルのための除霜運転が実行されるとき、他のひとつのサイクルは暖房運転を実行する。よって、除霜運転に起因する暖房能力の低下が抑制される。 As illustrated, the control timers HTM1 and HTM2 allow the defrosting operation for each cycle to be executed sequentially, for example, alternately without overlapping each other. Moreover, when the defrosting operation for one cycle is executed, the other one cycle performs the heating operation. Therefore, the fall of the heating capability resulting from a defrost operation is suppressed.
しかも、除霜運転の前と、除霜運転の後との両方において複数のサイクル10、20が同時に暖房運転を実行する。このため、室内の暖房効果の過剰な低下を抑制することができる。
Moreover, the plurality of
さらに、複数のサイクル10、20の除霜運転が継続的に要求されても、ひとつのサイクルのための除霜運転と、他のひとつのサイクルのための除霜運転とは交互に実行される。このため、複数のサイクル10、20の着霜量が平均化される。また、複数のサイクル10、20の暖房能力が平均化される。さらに、複数のサイクル10、20の累積的な運転時間が平均化される。
Furthermore, even if the defrosting operation of the plurality of
さらに、複数のサイクル10、20は暖房運転を実行するときに多段圧縮型のサイクルを構成する。このため、高い暖房能力を提供することができる。特に、外気温度が極低温にあるときにも暖房を提供することができる。また、ひとつのサイクルだけが暖房運転するときにも高い暖房能力が提供される。複数のサイクル10、20は除霜運転を実行するときに単段圧縮型のサイクルを構成する。このため、室外熱交換器12、22の温度の過剰な上昇、および局部的な上昇が抑制される。この結果、例えば、霜が付着しやすい0°Cの近傍における適切な除霜能力の提供を実現できる。
Further, the plurality of
(第2実施形態)
上記実施形態では、ひとつのサイクルが除霜運転を実行するときに、他のひとつのサイクルが暖房運転を実行した。この実施形態では、ひとつのサイクルの除霜運転に起因する暖房能力の低下を抑制するために、他のひとつのサイクルが強化された暖房運転を実行する。
(Second Embodiment)
In the above embodiment, when one cycle performs the defrosting operation, the other one cycle performs the heating operation. In this embodiment, in order to suppress a decrease in the heating capacity due to the defrosting operation of one cycle, the heating operation in which the other one cycle is strengthened is executed.
図10において、この実施形態では、制御装置6は、先行する実施形態の運転処理170に代えて、運転処理270を実行する。先行する実施形態のステップ182、192に代えて、ステップ282、292が採用されている。
In FIG. 10, in this embodiment, the
ステップ282では、制御装置6は、除霜暖房を実行する。ここでは、暖房運転される第2サイクル20の暖房能力が強化される。ここでは、制御装置6は、圧縮機23、24の回転数を最大値に設定することによって暖房能力を増加させる。
In
さらに、ステップ282では、制御装置6は、第1サイクル10が除霜運転を実行する期間を含むより長い期間にわたって第2サイクル20によって強化された暖房運転を実行するように、遅延処理を実行する。制御装置6は、第2サイクル20によって強化された暖房運転を開始してから所定の遅れ時間TLを経過したときに、第1サイクル10のための除霜運転を開始する。また、制御装置6は、第1サイクル10のための除霜運転を終了してから所定の遅れ時間TTを経過したときに、第2サイクル20による強化された暖房運転を終了する。
Furthermore, in
ステップ292では、制御装置6は、除霜暖房を実行する。ここでは、暖房運転される第1サイクル10の暖房能力が強化される。ここでは、制御装置6は、圧縮機13、14の回転数を最大値に設定することによって暖房能力を増加させる。
In
さらに、ステップ292では、制御装置6は、第2サイクル20が除霜運転を実行する期間を含むより長い期間にわたって第1サイクル10によって強化された暖房運転を実行するように、遅延処理を実行する。制御装置6は、第1サイクル10によって強化された暖房運転を開始してから所定の遅れ時間TLを経過したときに、第2サイクル20のための除霜運転を開始する。また、制御装置6は、第2サイクル20のための除霜運転を終了してから所定の遅れ時間TTを経過したときに、第1サイクル10による強化された暖房運転を終了する。
Furthermore, in
この実施形態によると、図11に図示されるように、除霜運転と強化暖房とが同時に実行されるとともに、除霜期間より長い期間にわたって強化暖房が実行される。図示の例では、第2サイクル20は、時刻t21から時刻t24にわたって強化暖房運転を実行する。第1サイクル10は、時刻t22から時刻t23にわたって除霜運転を実行する。除霜運転より長い期間にわたって強化暖房が実行されている。また、除霜運転の前の期間TLと後の期間TTとの両方にわたって強化暖房が実行されている。
According to this embodiment, as illustrated in FIG. 11, the defrosting operation and the enhanced heating are performed simultaneously, and the enhanced heating is performed over a period longer than the defrosting period. In the illustrated example, in the
この実施形態によると、先行する実施形態と同じ利点が得られる。しかも、この実施形態によると、制御装置6は、ひとつのサイクルの除霜運転を実行するとき、同時に、他のひとつのサイクルの強化されたヒートポンプ運転を実行する。よって、除霜運転に起因する暖房能力の低下を、より確実に抑制することができる。また、制御装置6は、ひとつのサイクルの除霜運転を実行する期間を含む、より長い期間にわたって、他のひとつのサイクルの強化されたヒートポンプ運転を実行する。よって、暖房能力の低下を、より確実に抑制することができる。
According to this embodiment, the same advantages as the preceding embodiments are obtained. Moreover, according to this embodiment, when executing the defrosting operation of one cycle, the
(第3実施形態)
上記実施形態では、サイクル内における冷媒の流れを逆転させることによって除霜運転を提供した。この実施形態では、高温の冷媒を室外熱交換器12、22に供給することによって除霜運転を提供する。
(Third embodiment)
In the said embodiment, the defrost operation was provided by reversing the flow of the refrigerant | coolant in a cycle. In this embodiment, a defrosting operation is provided by supplying a high-temperature refrigerant to the
図12において、サイクル10、20は、圧縮機14、24から出た高温高圧の冷媒を直接的に室外熱交換器12、22に導入するホットガスバイパス通路319a、329bを備える。ホットガスバイパス通路319a、319bには、開閉弁319b、329bが設けられている。開閉弁319b、329bは、暖房運転の時には閉じられている。開閉弁319b、329bは、除霜運転の時に開かれる。開閉弁319b、329bが開かれることにより高温の冷媒が室外熱交換器12、22に導入され、除霜が実行される。
In FIG. 12, cycles 10 and 20 include hot
この実施形態によると、サイクル10、20内における冷媒の流れ方向を逆転させることなく、暖房運転と除霜運転とを切換えることができる。
According to this embodiment, the heating operation and the defrosting operation can be switched without reversing the flow direction of the refrigerant in the
(他の実施形態)
以上、開示された発明の好ましい実施形態について説明したが、開示された発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、開示された発明の技術的範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。開示された発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
(Other embodiments)
The preferred embodiments of the disclosed invention have been described above, but the disclosed invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. The structure of the said embodiment is an illustration to the last, Comprising: The technical scope of the disclosed invention is not limited to the range of these description. The technical scope of the disclosed invention is indicated by the description of the scope of claims, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the description of the scope of claims.
例えば、制御装置が提供する手段と機能は、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置をアナログ回路によって構成してもよい。 For example, the means and functions provided by the control device can be provided by software only, hardware only, or a combination thereof. For example, the control device may be configured by an analog circuit.
また、上記実施形態では、開示された発明を空調装置に適用した例を説明した。これに代えて、開示された発明は、住宅用空調装置、ビル用空調装置、給湯装置などのヒートポンプ装置に適用することができる。また、暖房運転と呼んだヒートポンプ運転は、沸き上げ運転、または給湯運転と呼ばれることがある。また、開示された発明は、空気を熱源とするヒートポンプ装置に限らず、水、地熱などを熱源とするヒートポンプ装置に適用することができる。また、開示された発明は、3つ以上のサイクルを備えるヒートポンプ装置にも適用することができる。 In the above embodiment, an example in which the disclosed invention is applied to an air conditioner has been described. Instead, the disclosed invention can be applied to heat pump devices such as residential air conditioners, building air conditioners, and hot water supply devices. Further, the heat pump operation called the heating operation may be called a boiling operation or a hot water supply operation. The disclosed invention can be applied not only to a heat pump apparatus using air as a heat source but also to a heat pump apparatus using water, geothermal heat, or the like as a heat source. The disclosed invention can also be applied to a heat pump apparatus including three or more cycles.
また、上記実施形態では、すべてのサイクル10、20に順に除霜運転の機会を与えるために、制御タイマHTM1、HTM2を採用した。これに代えて、ひとつのサイクルのための除霜運転が実行された後の所定の禁止期間の間は、同じサイクルのための除霜運転を禁止し、他のサイクルのための除霜運転だけを許可する禁止処理部を設けてもよい。
Moreover, in the said embodiment, in order to give the opportunity of a defrost operation to all the
また、上記実施形態では、制御タイマHTM1、HTM2を制御装置6によるソフトウェア処理によって提供した。これに代えて、相補的な2つの出力を提供する種々の装置を利用することができる。例えば、相補出力をもつPWM発振回路、マルチバイブレータ回路などを利用することができる。
In the above embodiment, the control timers HTM1 and HTM2 are provided by software processing by the
また、上記実施形態では、強化暖房を提供するために、圧縮機の回転数を最大値に制御した。これに代えて、圧縮機の回転数を所定の加算値を加えた回転数に制御してもよい。例えば、暖房運転のためにフィードバック制御によって与えられる回転数に、所定の加算値を加えた回転数にて圧縮機を運転してもよい。 Moreover, in the said embodiment, in order to provide enhanced heating, the rotation speed of the compressor was controlled to the maximum value. Instead of this, the rotational speed of the compressor may be controlled to a rotational speed obtained by adding a predetermined added value. For example, the compressor may be operated at a rotational speed obtained by adding a predetermined added value to the rotational speed given by feedback control for heating operation.
1 車両用空調装置、 2 空調ユニット、
4a 送風機、 5a 送風機、
4b 送風機、 5b 送風機、
6 制御装置、 7 霜センサ、 8 霜センサ、
10 第1サイクル、 11 室内熱交換器、 12 室外熱交換器、
13 前段圧縮機、 14 後段圧縮機、
15 減圧器、 16 アキュムレータ、 17 四方弁、 18 開閉弁、
20 第2サイクル、 21 室内熱交換器、 22 室外熱交換器、
23 前段圧縮機、 24 後段圧縮機、
25 減圧器、 26 アキュムレータ、 27 四方弁、 28 開閉弁。
1 vehicle air conditioner, 2 air conditioning unit,
4a blower, 5a blower,
4b blower, 5b blower,
6 control device, 7 frost sensor, 8 frost sensor,
10 first cycle, 11 indoor heat exchanger, 12 outdoor heat exchanger,
13 First stage compressor, 14 Second stage compressor,
15 pressure reducer, 16 accumulator, 17 four-way valve, 18 on-off valve,
20 second cycle, 21 indoor heat exchanger, 22 outdoor heat exchanger,
23 First stage compressor, 24 Second stage compressor,
25 pressure reducer, 26 accumulator, 27 four-way valve, 28 on-off valve.
Claims (9)
複数の前記サイクルのそれぞれの運転モードを、ヒートポンプ運転と、除霜運転とに切換える制御装置(6)とを備え、
前記制御装置(6)は、
複数の前記サイクル(10、20)のための除霜運転の許可期間(PD1、PD2)を互いに重複することなく順に設定するスケジュール部(161、HTM1、HTM2)と、
複数の前記サイクルにより、同時に、ヒートポンプ運転を実行するヒートポンプ運転部(176)と、
前記スケジュール部に応答してひとつの前記サイクルの除霜運転を実行し、同時に、他のひとつの前記サイクルのヒートポンプ運転を実行する除霜運転部(180、190)とを備え、
複数の前記サイクル(10、20)は、前記ヒートポンプ運転が実行されるとき、前記多段圧縮型サイクルとして運転されることを特徴とするヒートポンプ装置。 A plurality of cycles (10, 20) each including a front stage compressor (13, 23) and a rear stage compressor (14, 24) capable of being operated as a multistage compression type cycle and functioning as a heat pump;
A control device (6) for switching each operation mode of the plurality of cycles to a heat pump operation and a defrosting operation;
The control device (6)
A schedule unit (161, HTM1, HTM2) for sequentially setting the permission periods (PD1, PD2) of the defrosting operation for the plurality of cycles (10, 20) without overlapping each other;
A heat pump operation section (176) for simultaneously executing a heat pump operation by a plurality of the cycles;
In response to the schedule unit, the defrosting operation of one cycle is executed, and at the same time, the defrosting operation unit (180, 190) that executes the heat pump operation of the other one cycle,
A plurality of the cycles (10, 20) are operated as the multistage compression cycle when the heat pump operation is executed.
前記除霜運転部(180、190)は、
前記スケジュール部に応答して前記第1サイクルの除霜運転を実行し、同時に、前記第2サイクルのヒートポンプ運転を実行する第1の除霜運転部(180)と、
前記スケジュール部に応答して前記第2サイクルの除霜運転を実行し、同時に、前記第1サイクルのヒートポンプ運転を実行する第2の除霜運転部(190)とを備え、
前記スケジュール部は、前記第1サイクルのための除霜運転の許可期間(PD1)と前記第2サイクルのための除霜運転の許可期間(PD2)とを交互に与えることを特徴とする請求項1に記載のヒートポンプ装置。 The plurality of cycles (10, 20) includes a first cycle (10) and a second cycle (20),
The defrosting operation unit (180, 190)
In response to the schedule unit, the first cycle defrosting operation is performed, and at the same time, the second cycle heat pump operation is performed, and a first defrosting operation unit (180),
A second defrosting operation unit (190) for executing the defrosting operation of the second cycle in response to the schedule unit and simultaneously executing the heat pump operation of the first cycle;
The schedule unit alternately gives a defrosting operation permission period (PD1) for the first cycle and a defrosting operation permission period (PD2) for the second cycle. The heat pump apparatus according to 1.
複数のサイクルのそれぞれに対する除霜運転の要否を判定する判定部(140、150)を備え、
前記除霜運転部(180、190)は、前記スケジュール部から与えられる前記許可期間によって除霜運転が許可され、かつ、前記判定部によって除霜運転の必要性が判定されるとき、ひとつの前記サイクルの除霜運転を実行し、同時に、他のひとつの前記サイクルのヒートポンプ運転を実行することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載のヒートポンプ装置。 The control device (6) further comprises:
A determination unit (140, 150) for determining whether or not a defrosting operation is required for each of the plurality of cycles;
The defrosting operation unit (180, 190) is permitted when the defrosting operation is permitted by the permission period given from the schedule unit, and the necessity of the defrosting operation is determined by the determination unit. The heat pump device according to any one of claims 1 to 4, wherein a defrosting operation of a cycle is executed and at the same time a heat pump operation of another one of the cycles is executed.
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