JP2015101180A5 - - Google Patents

Description

本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、請求項１に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１、１１ａ）、圧縮機（１１、１１ａ）から吐出された高圧冷媒と熱媒体とを熱交換させる熱媒体−冷媒熱交換器（１２）、熱媒体−冷媒熱交換器（１２）から流出した冷媒を減圧させる減圧手段（１３）、および減圧手段（１３）にて減圧された冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１４）を有するヒートポンプサイクル（１０、１０ａ）と、
熱媒体を循環させるとともに、熱媒体−冷媒熱交換器（１２）から流出した熱媒体と加熱対象流体とを熱交換させて加熱対象流体を加熱する加熱用熱交換器（２３）が配置された熱媒体循環回路（２０）と、
さらに、加熱用熱交換器（２３）から流出した熱媒体の有する熱を減圧手段（１３）出口側から圧縮機（１１、１１ａ）吸入口へ至る範囲を流通する低圧冷媒に放熱させる熱媒体放熱用熱交換器（２４、２７）と、
加熱用熱交換器（２３）から流出して熱媒体放熱用熱交換器（２４、２７）へ流入する熱媒体の流量を調整する熱媒体流量調整手段（２６ａ、２６ｂ、５０ａ、５０ｂ、５２）と、
熱媒体流量調整手段（２６ａ、２６ｂ）の作動を制御する熱媒体流量制御手段（４０ｂ）と、を備え、
熱媒体流量制御手段（４０ｂ）は、ヒートポンプサイクル（１０、１０ａ）に要求される加熱対象流体の加熱能力に基づいて、熱媒体流量調整手段（２６ａ…５２）の作動を制御するものであるヒートポンプシステムを特徴としている。

これによれば、熱媒体放熱用熱交換器（２４、２７）を備えているので、熱媒体循環回路（２０）を循環する熱媒体の有する熱を低圧冷媒に放熱させることができる。そして、熱媒体から低圧冷媒に放熱された熱によって、室外熱交換器（１４）を除霜することや、室外熱交換器（１４）の着霜を抑制することができる。

さらに、熱媒体放熱用熱交換器（２４、２７）では、加熱用熱交換器（２３）から流出した熱媒体の有する熱を低圧冷媒に放熱させるので、熱媒体−冷媒熱交換器（１２）にて加熱された熱媒体の有する熱を加熱対象流体の加熱のために優先的に利用し、その余剰の熱を室外熱交換器（１４）の除霜あるいは着霜の抑制のために利用することができる。従って、圧縮機（１１、１１ａ）の消費エネルギを増大させることなく、室外熱交換器（１４）の除霜あるいは着霜の抑制を実現することができる。
さらに、加熱用熱交換器（２３）から流出して熱媒体放熱用熱交換器（２４、２７）へ流入する熱媒体の流量を調整する熱媒体流量調整手段（２６ａ、２６ｂ、５０ａ、５０ｂ、５２）を備えている。これによれば、ヒートポンプサイクル（１０、１０ａ）に要求される加熱対象流体の加熱能力等に応じて、熱媒体から低圧冷媒に放熱される熱量を適切に調整することができる。

すなわち、本請求項に記載の発明によれば、外部熱源等から供給される熱に依存することなく、さらに、ヒートポンプサイクル（１０、１０ａ）の圧縮機（１１、１１ａ）の消費エネルギを増大させることなく、室外熱交換器（１４）の除霜あるいは着霜の抑制を実現可能なヒートポンプシステムを提供することができる。
また、請求項２に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１、１１ａ）、圧縮機（１１、１１ａ）から吐出された高圧冷媒と熱媒体とを熱交換させる熱媒体−冷媒熱交換器（１２）、熱媒体−冷媒熱交換器（１２）から流出した冷媒を減圧させる減圧手段（１３）、および減圧手段（１３）にて減圧された冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１４）を有するヒートポンプサイクル（１０、１０ａ）と、
熱媒体を循環させるとともに、熱媒体−冷媒熱交換器（１２）から流出した熱媒体と加熱対象流体とを熱交換させて加熱対象流体を加熱する加熱用熱交換器（２３）が配置された熱媒体循環回路（２０）と、
加熱用熱交換器（２３）から流出した熱媒体の有する熱を減圧手段（１３）出口側から圧縮機（１１、１１ａ）吸入口へ至る範囲を流通する低圧冷媒に放熱させる熱媒体放熱用熱交換器（２４、２７）と、
加熱用熱交換器（２３）から流出して熱媒体放熱用熱交換器（２４、２７）へ流入する熱媒体の流量を調整する熱媒体流量調整手段（２６ａ、２６ｂ、５０ａ、５０ｂ、５２）と、
熱媒体流量調整手段（２６ａ、２６ｂ）の作動を制御する熱媒体流量制御手段（４０ｂ）と、を備え、
熱媒体流量制御手段（４０ｂ）は、ヒートポンプサイクル（１０、１０ａ）による加熱対象流体の加熱の停止が要求された際に、加熱用熱交換器（２３）から流出して熱媒体放熱用熱交換器（２４、２７）へ流入する熱媒体の流量を増加させるものであるヒートポンプシステムを特徴としている。
これによれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
また、請求項３に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１、１１ａ）、圧縮機（１１、１１ａ）から吐出された高圧冷媒と熱媒体とを熱交換させる熱媒体−冷媒熱交換器（１２）、熱媒体−冷媒熱交換器（１２）から流出した冷媒を減圧させる減圧手段（１３）、および減圧手段（１３）にて減圧された冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１４）を有するヒートポンプサイクル（１０、１０ａ）と、
熱媒体を循環させるとともに、熱媒体−冷媒熱交換器（１２）から流出した熱媒体と加熱対象流体とを熱交換させて加熱対象流体を加熱する加熱用熱交換器（２３）が配置された熱媒体循環回路（２０）と、
加熱用熱交換器（２３）から流出した熱媒体の有する熱を減圧手段（１３）出口側から圧縮機（１１、１１ａ）吸入口へ至る範囲を流通する低圧冷媒に放熱させる熱媒体放熱用熱交換器（２４、２７）と、
加熱用熱交換器（２３）から流出して熱媒体放熱用熱交換器（２４、２７）へ流入する熱媒体の流量を調整する熱媒体流量調整手段（２６ａ、２６ｂ、５０ａ、５０ｂ、５２）と、
熱媒体流量調整手段（２６ａ、２６ｂ）の作動を制御する熱媒体流量制御手段（４０ｂ）と、を備え、
熱媒体循環回路（２０）には、熱媒体放熱用熱交換器（２４、２７）へ流入する熱媒体を加熱する外部熱源（Ｉｎｖ）が配置されており、熱媒体流量制御手段（４０ｂ）は、外部熱源（Ｉｎｖ）にて加熱された熱媒体の温度（Ｔｗ）が予め定めた基準熱媒体温度（ＫＴｗ）以下となった際に、加熱用熱交換器（２３）から流出して熱媒体放熱用熱交換器（２４、２７）へ流入する熱媒体の流量を増加させるものであるヒートポンプシステムを特徴としている。
これによれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

また、熱媒体放熱用熱交換器（２４）は、加熱用熱交換器（２３）から流出した熱媒体と外気とを熱交換させるものであり、室外熱交換器（１４）は、熱媒体放熱用熱交換器（２４）から流出した外気と減圧手段（１３）にて減圧された冷媒とを熱交換させるように配置されていてもよい。

また、熱媒体放熱用熱交換器（２７）は、加熱用熱交換器（２３）から流出した熱媒体と低圧冷媒とを熱交換させるものであってもよい。

これによれば、熱媒体放熱用熱交換器（２７）を流通する熱媒体の有する熱を低圧冷媒に吸熱させることができるので、室外熱交換器（１４）における冷媒蒸発温度を上昇させて、着霜の抑制を実現することができる。

Claims (7)

1. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１、１１ａ）、前記圧縮機（１１、１１ａ）から吐出された高圧冷媒と熱媒体とを熱交換させる熱媒体−冷媒熱交換器（１２）、前記熱媒体−冷媒熱交換器（１２）から流出した冷媒を減圧させる減圧手段（１３）、および前記減圧手段（１３）にて減圧された冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１４）を有するヒートポンプサイクル（１０、１０ａ）と、
   前記熱媒体を循環させるとともに、前記熱媒体−冷媒熱交換器（１２）から流出した熱媒体と加熱対象流体とを熱交換させて前記加熱対象流体を加熱する加熱用熱交換器（２３）が配置された熱媒体循環回路（２０）と、
   前記加熱用熱交換器（２３）から流出した熱媒体の有する熱を前記減圧手段（１３）出口側から前記圧縮機（１１、１１ａ）吸入口へ至る範囲を流通する低圧冷媒に放熱させる熱媒体放熱用熱交換器（２４、２７）と、
   前記加熱用熱交換器（２３）から流出して前記熱媒体放熱用熱交換器（２４、２７）へ流入する熱媒体の流量を調整する熱媒体流量調整手段（２６ａ、２６ｂ、５０ａ、５０ｂ、５２）と、
   前記熱媒体流量調整手段（２６ａ、２６ｂ）の作動を制御する熱媒体流量制御手段（４０ｂ）と、を備え、
   前記熱媒体流量制御手段（４０ｂ）は、前記ヒートポンプサイクル（１０、１０ａ）に要求される前記加熱対象流体の加熱能力に基づいて、前記熱媒体流量調整手段（２６ａ…５２）の作動を制御するものであることを特徴とするヒートポンプシステム。
2. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１、１１ａ）、前記圧縮機（１１、１１ａ）から吐出された高圧冷媒と熱媒体とを熱交換させる熱媒体−冷媒熱交換器（１２）、前記熱媒体−冷媒熱交換器（１２）から流出した冷媒を減圧させる減圧手段（１３）、および前記減圧手段（１３）にて減圧された冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１４）を有するヒートポンプサイクル（１０、１０ａ）と、
   前記熱媒体を循環させるとともに、前記熱媒体−冷媒熱交換器（１２）から流出した熱媒体と加熱対象流体とを熱交換させて前記加熱対象流体を加熱する加熱用熱交換器（２３）が配置された熱媒体循環回路（２０）と、
   前記加熱用熱交換器（２３）から流出した熱媒体の有する熱を前記減圧手段（１３）出口側から前記圧縮機（１１、１１ａ）吸入口へ至る範囲を流通する低圧冷媒に放熱させる熱媒体放熱用熱交換器（２４、２７）と、
   前記加熱用熱交換器（２３）から流出して前記熱媒体放熱用熱交換器（２４、２７）へ流入する熱媒体の流量を調整する熱媒体流量調整手段（２６ａ、２６ｂ、５０ａ、５０ｂ、５２）と、
   前記熱媒体流量調整手段（２６ａ、２６ｂ）の作動を制御する熱媒体流量制御手段（４０ｂ）と、を備え、
   前記熱媒体流量制御手段（４０ｂ）は、前記ヒートポンプサイクル（１０、１０ａ）による前記加熱対象流体の加熱の停止が要求された際に、前記加熱用熱交換器（２３）から流出して前記熱媒体放熱用熱交換器（２４、２７）へ流入する熱媒体の流量を増加させるものであることを特徴とするヒートポンプシステム。
3. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１、１１ａ）、前記圧縮機（１１、１１ａ）から吐出された高圧冷媒と熱媒体とを熱交換させる熱媒体−冷媒熱交換器（１２）、前記熱媒体−冷媒熱交換器（１２）から流出した冷媒を減圧させる減圧手段（１３）、および前記減圧手段（１３）にて減圧された冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１４）を有するヒートポンプサイクル（１０、１０ａ）と、
   前記熱媒体を循環させるとともに、前記熱媒体−冷媒熱交換器（１２）から流出した熱媒体と加熱対象流体とを熱交換させて前記加熱対象流体を加熱する加熱用熱交換器（２３）が配置された熱媒体循環回路（２０）と、
   前記加熱用熱交換器（２３）から流出した熱媒体の有する熱を前記減圧手段（１３）出口側から前記圧縮機（１１、１１ａ）吸入口へ至る範囲を流通する低圧冷媒に放熱させる熱媒体放熱用熱交換器（２４、２７）と、
   前記加熱用熱交換器（２３）から流出して前記熱媒体放熱用熱交換器（２４、２７）へ流入する熱媒体の流量を調整する熱媒体流量調整手段（２６ａ、２６ｂ、５０ａ、５０ｂ、５２）と、
   前記熱媒体流量調整手段（２６ａ、２６ｂ）の作動を制御する熱媒体流量制御手段（４０ｂ）と、を備え、
   前記熱媒体循環回路（２０）には、前記熱媒体放熱用熱交換器（２４、２７）へ流入する熱媒体を加熱する外部熱源（Ｉｎｖ）が配置されており、
   前記熱媒体流量制御手段（４０ｂ）は、前記外部熱源（Ｉｎｖ）にて加熱された熱媒体の温度（Ｔｗ）が予め定めた基準熱媒体温度（ＫＴｗ）以下となった際に、前記加熱用熱交換器（２３）から流出して前記熱媒体放熱用熱交換器（２４、２７）へ流入する熱媒体の流量を増加させるものであることを特徴とするヒートポンプシステム。
4. 車両用空調装置に適用されるヒートポンプシステムであって、
   前記外部熱源は、作動時に発熱を伴う車載機器（Ｉｎｖ）であり、
   前記加熱対象流体は、車室内へ送風される送風空気であることを特徴とする請求項３に記載のヒートポンプシステム。
5. 前記熱媒体放熱用熱交換器（２４）は、前記加熱用熱交換器（２３）から流出した熱媒体と外気とを熱交換させるものであり、
   前記熱媒体放熱用熱交換器（２４）および前記室外熱交換器（１４）は、前記熱媒体放熱用熱交換器（２４）を流通する熱媒体と前記室外熱交換器（１４）を流通する冷媒との間の熱移動を可能に一体化されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のヒートポンプシステム。
6. 前記熱媒体放熱用熱交換器（２４）は、前記加熱用熱交換器（２３）から流出した熱媒体と外気とを熱交換させるものであり、
   前記室外熱交換器（１４）は、前記熱媒体放熱用熱交換器（２４）から流出した外気と前記減圧手段（１３）にて減圧された冷媒とを熱交換させるように配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のヒートポンプシステム。
7. 前記熱媒体放熱用熱交換器（２７）は、前記加熱用熱交換器（２３）から流出した熱媒体と前記低圧冷媒とを熱交換させるものであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のヒートポンプシステム。