JP2019211197A5 - - Google Patents

Description

そこで、特許文献１の冷凍サイクル装置を用いて、バッテリの温度を調整することが考えられる。しかしながら、特許文献１の冷凍サイクル装置は、バッテリの温度を調整可能な構成になっていない。さらに、仮に、特許文献１の冷凍サイクル装置の室内蒸発器にて発揮される冷却能力によって、送風空気とともにバッテリを冷却しようとしても、送風空気およびバッテリの双方を適切に冷却することができない。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、圧縮機から吐出された吐出冷媒を熱源として、空調対象空間へ送風される送風空気を加熱する加熱部（４０、１２ａ）と、加熱部から流出した冷媒を減圧させる暖房用膨張弁（１４ａ）と、暖房用膨張弁から流出した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１６）と、室外熱交換器から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部（１３ｅ）と、分岐部にて分岐された一方の冷媒を減圧させる冷房用膨張弁（１４ｂ）と、冷房用膨張弁から流出した冷媒を蒸発させて、加熱部にて加熱される前の送風空気を冷却する室内蒸発器（１８）と、分岐部にて分岐された他方の冷媒を減圧させる冷却用膨張弁（１４ｃ）と、冷却用膨張弁から流出した冷媒を蒸発させて、冷却対象物を冷却する冷却部（５０、５２ａ、５５〜５７）と、室内蒸発器から流出した冷媒の流れと冷却部から流出した冷媒の流れとを合流させて、圧縮機の吸入口側へ流出させる合流部（１３ｆ）と、加熱部から流出した冷媒を分岐部の上流側へ導くバイパス通路（２２ａ）と、室外熱交換器から流出した冷媒を圧縮機の吸入口側へ導く暖房用通路（２２ｂ）と、冷媒回路を切り替える冷媒回路切替部（１５ａ、１５ｂ）と、空調対象空間へ送風される送風空気の目標吹出温度（ＴＡＯ）を決定する目標吹出温度決定部（Ｓ２０）と、を備え、
冷媒回路切替部は、
室内蒸発器にて冷却された送風空気を加熱部にて再加熱する直列除湿暖房モードでは、圧縮機→加熱部→暖房用膨張弁→室外熱交換器→冷房用膨張弁→室内蒸発器→圧縮機の順に冷媒を循環させる冷媒回路に切り替え、
室内蒸発器にて冷却された送風空気を加熱部にて直列除湿暖房モードよりも高い加熱能力で再加熱する並列除湿暖房モードでは、圧縮機→加熱部→暖房用膨張弁→室外熱交換器→暖房用通路→圧縮機の順に冷媒を循環させるとともに、圧縮機→加熱部→バイパス通路→冷房用膨張弁→室内蒸発器→圧縮機の順に冷媒を循環させる冷媒回路に切り替え、
冷却部にて冷却対象物を冷却するとともに、加熱部にて送風空気を加熱する暖房＋直列冷却モードでは、圧縮機→加熱部→暖房用膨張弁→室外熱交換器→冷却用膨張弁→冷却部→圧縮機の順に冷媒を循環させる冷媒回路に切り替え、
冷却部にて冷却対象物を冷却するとともに、加熱部にて暖房＋直列冷却モードよりも高い加熱能力で送風空気を加熱する暖房＋並列冷却モードでは、圧縮機→加熱部→暖房用膨張弁→室外熱交換器→暖房用通路→圧縮機の順に冷媒を循環させるとともに、圧縮機→加熱部→バイパス通路→冷却用膨張弁→冷却部→圧縮機の順に冷媒を循環させる冷媒回路に切り替え、
さらに、冷媒回路切替部は、目標吹出温度（ＴＡＯ）の上昇に伴って、暖房＋直列冷却モード→暖房＋並列冷却モードの順に切り替えるとともに、目標吹出温度（ＴＡＯ）の上昇に伴って、直列除湿暖房モード→並列除湿暖房モードの順に切り替えるものであり、
冷媒回路切替部が、直列除湿暖房モードから並列除湿暖房モードへ切り替える目標吹出温度（ＴＡＯ）を除湿用基準温度（β１）と定義し、冷媒回路切替部が、暖房＋直列冷却モードから暖房＋並列冷却モードへ切り替える目標吹出温度（ＴＡＯ）を高温側冷却基準温度（β２）と定義したときに、高温側冷却基準温度（β２）が除湿用基準温度（β１）よりも高い温度に設定されている冷凍サイクル装置である。

従って、室内蒸発器（１８）にて送風空気を冷却することなく冷却部（５０、５２ａ、５５〜５７）にて冷却対象物を冷却する運転モード時、運転モードの不必要な切り替えを招くことなく、加熱部（４０、１２ａ）にて送風空気の温度を適切に調整することができる。
また、請求項５の発明は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、圧縮機から吐出された吐出冷媒を熱源として、空調対象空間へ送風される送風空気を加熱する加熱部（４０、１２ａ）と、加熱部から流出した冷媒を減圧させる暖房用膨張弁（１４ａ）と、暖房用膨張弁から流出した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１６）と、室外熱交換器から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部（１３ｅ）と、分岐部にて分岐された一方の冷媒を減圧させる冷房用膨張弁（１４ｂ）と、冷房用膨張弁から流出した冷媒を蒸発させて、加熱部にて加熱される前の送風空気を冷却する室内蒸発器（１８）と、分岐部にて分岐された他方の冷媒を減圧させる冷却用膨張弁（１４ｃ）と、冷却用膨張弁から流出した冷媒を蒸発させて、冷却対象物を冷却する冷却部（５０、５２ａ、５５〜５７）と、室内蒸発器から流出した冷媒の流れと冷却部から流出した冷媒の流れとを合流させて、圧縮機の吸入口側へ流出させる合流部（１３ｆ）と、加熱部から流出した冷媒を分岐部の上流側へ導くバイパス通路（２２ａ）と、室外熱交換器から流出した冷媒を圧縮機の吸入口側へ導く暖房用通路（２２ｂ）と、冷媒回路を切り替える冷媒回路切替部（１５ａ、１５ｂ）と、空調対象空間へ送風される送風空気の目標吹出温度（ＴＡＯ）を決定する目標吹出温度決定部（Ｓ２０）と、を備え、
冷媒回路切替部は、
室内蒸発器にて冷却された送風空気を加熱部にて再加熱する直列除湿暖房モードでは、圧縮機→加熱部→暖房用膨張弁→室外熱交換器→冷房用膨張弁→室内蒸発器→圧縮機の順に冷媒を循環させる冷媒回路に切り替え、
室内蒸発器にて冷却された送風空気を加熱部にて直列除湿暖房モードよりも高い加熱能力で再加熱する並列除湿暖房モードでは、圧縮機→加熱部→暖房用膨張弁→室外熱交換器→暖房用通路→圧縮機の順に冷媒を循環させるとともに、圧縮機→加熱部→バイパス通路→冷房用膨張弁→室内蒸発器→圧縮機の順に冷媒を循環させる冷媒回路に切り替え、
冷却部にて冷却対象物を冷却するとともに、加熱部にて送風空気を加熱する暖房＋直列冷却モードでは、圧縮機→加熱部→暖房用膨張弁→室外熱交換器→冷却用膨張弁→冷却部→圧縮機の順に冷媒を循環させる冷媒回路に切り替え、
冷却部にて冷却対象物を冷却するとともに、加熱部にて暖房＋直列冷却モードよりも高い加熱能力で送風空気を加熱する暖房＋並列冷却モードでは、圧縮機→加熱部→暖房用膨張弁→室外熱交換器→暖房用通路→圧縮機の順に冷媒を循環させるとともに、圧縮機→加熱部→バイパス通路→冷却用膨張弁→冷却部→圧縮機の順に冷媒を循環させる冷媒回路に切り替え、
冷却部にて冷却対象物を冷却するとともに、加熱部にて暖房＋直列冷却モードよりも低い加熱能力で送風空気を加熱する暖房＋冷却モードでは、圧縮機→加熱部→暖房用膨張弁→室外熱交換器→冷却用膨張弁→冷却部→圧縮機の順に冷媒を循環させる冷媒回路に切り替え、
冷却部にて冷却対象物を冷却する冷房モードでは、圧縮機→加熱部→暖房用膨張弁→室外熱交換器→冷房用膨張弁→室内蒸発器→圧縮機の順に冷媒を循環させる冷媒回路に切り替え、
暖房＋冷却モードおよび冷房モードでは、暖房用膨張弁が全開となっており、
さらに、冷媒回路切替部は、目標吹出温度（ＴＡＯ）の上昇に伴って、暖房＋冷却モード→暖房＋直列冷却モード→暖房＋並列冷却モードの順に切り替えるとともに、目標吹出温度（ＴＡＯ）の上昇に伴って、冷房モード→直列除湿暖房モード→並列除湿暖房モードの順に切り替えるものであり、
冷媒回路切替部が、冷房モードから直列除湿暖房モードへ切り替える目標吹出温度（ＴＡＯ）を冷房用基準温度（α１）と定義し、冷媒回路切替部が、暖房＋冷却モードから暖房＋直列冷却モードへ切り替える目標吹出温度（ＴＡＯ）を低温側冷却基準温度（α２）と定義したときに、低温側冷却基準温度（α２）が冷房用基準温度（α１）よりも高い温度に設定されている冷凍サイクル装置である。
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。

低温側ラジエータ５４は、冷却用熱交換部５２から流出した低温側熱媒体と図示しない外気ファンにより送風された外気とを熱交換させて、低温側熱媒体の有する熱を外気に放熱させる熱交換器である。

低温側ラジエータ５４は、駆動装置室内の前方側に配置されている。このため、車両走行時には、低温側ラジエータ５４に走行風を当てることができる。従って、低温側ラジエータ５４は、室外熱交換器１６等と一体的に形成されていてもよい。低温側ラジエータ５４の熱媒体出口には、低温側熱媒体ポンプ５１の吸入口側が接続されている。
従って、低温側熱媒体回路５０では、低温側熱媒体ポンプ５１が、冷却用熱交換部５２へ流入する低温側熱媒体の流量を調整することによって、冷却用熱交換部５２における低温側熱媒体がバッテリ８０から奪う吸熱量を調整することができる。つまり、本実施形態では、チラー１９および低温側熱媒体回路５０の各構成機器によって、冷却用膨張弁１４ｃから流出した冷媒を蒸発させて、バッテリ８０を冷却する冷却部が構成されている。

ステップＳ６４０では、以下数式Ｆ２を用いて、エアミックスドア３４の開度ＳＷを算定する。ＳＷ＝｛ＴＡＯ−（Ｔｅｆｉｎ＋Ｃ２）｝／｛ＴＷＨ−（Ｔｅｆｉｎ＋Ｃ２）｝
…（Ｆ２）
なお、ＴＷＨは、高温側熱媒体温度センサ６６ａによって検出された高温側熱媒体温度である。Ｃ２は制御用の定数である。

ステップＳ５１０では、圧縮機１１の回転数の増減量ΔＩＶＯを決定する。暖房＋並列冷却モードでは、増減量ΔＩＶＯは、並列除湿暖房モードと同様に、目標高温側熱媒体温度ＴＷＨＯと高温側熱媒体温度ＴＷＨとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、高温側熱媒体温度ＴＷＨが目標高温側熱媒体温度ＴＷＨＯに近づくように決定される。

また、暖房＋並列冷却モードでは、図２１に示すように、開度パターンＫＰＮ２が大きくなるに伴って、暖房用膨張弁１４ａの絞り開度が小さくなり、冷却用膨張弁１４ｃの絞り開度が大きくなる。従って、開度パターンＫＰＮ２が増加すると、チラー１９の冷媒通路へ流入する冷媒流量が増加し、チラー１９の冷媒通路の出口側冷媒の過熱度ＳＨＣが低下する。

Claims (6)

1. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
   前記圧縮機から吐出された吐出冷媒を熱源として、空調対象空間へ送風される送風空気を加熱する加熱部（４０、１２ａ）と、
   前記加熱部から流出した冷媒を減圧させる暖房用膨張弁（１４ａ）と、
   前記暖房用膨張弁から流出した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１６）と、
   前記室外熱交換器から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部（１３ｅ）と、
   前記分岐部にて分岐された一方の冷媒を減圧させる冷房用膨張弁（１４ｂ）と、
   前記冷房用膨張弁から流出した冷媒を蒸発させて、前記加熱部にて加熱される前の前記送風空気を冷却する室内蒸発器（１８）と、
   前記分岐部にて分岐された他方の冷媒を減圧させる冷却用膨張弁（１４ｃ）と、
   前記冷却用膨張弁から流出した冷媒を蒸発させて、冷却対象物を冷却する冷却部（５０、５２ａ、５５〜５７）と、
   前記室内蒸発器から流出した冷媒の流れと前記冷却部から流出した冷媒の流れとを合流させて、前記圧縮機の吸入口側へ流出させる合流部（１３ｆ）と、
   前記加熱部から流出した冷媒を前記分岐部の上流側へ導くバイパス通路（２２ａ）と、
   前記室外熱交換器から流出した冷媒を前記圧縮機の吸入口側へ導く暖房用通路（２２ｂ）と、
   冷媒回路を切り替える冷媒回路切替部（１５ａ、１５ｂ）と、
   前記空調対象空間へ送風される送風空気の目標吹出温度（ＴＡＯ）を決定する目標吹出温度決定部（Ｓ２０）と、を備え、
   前記冷媒回路切替部は、
   前記室内蒸発器にて冷却された前記送風空気を前記加熱部にて再加熱する直列除湿暖房モードでは、前記圧縮機→前記加熱部→前記暖房用膨張弁→前記室外熱交換器→前記冷房用膨張弁→前記室内蒸発器→前記圧縮機の順に冷媒を循環させる冷媒回路に切り替え、
   前記室内蒸発器にて冷却された前記送風空気を前記加熱部にて前記直列除湿暖房モードよりも高い加熱能力で再加熱する並列除湿暖房モードでは、前記圧縮機→前記加熱部→前記暖房用膨張弁→前記室外熱交換器→前記暖房用通路→前記圧縮機の順に冷媒を循環させるとともに、前記圧縮機→前記加熱部→前記バイパス通路→前記冷房用膨張弁→前記室内蒸発器→前記圧縮機の順に冷媒を循環させる冷媒回路に切り替え、
   前記冷却部にて前記冷却対象物を冷却するとともに、前記加熱部にて前記送風空気を加熱する暖房＋直列冷却モードでは、前記圧縮機→前記加熱部→前記暖房用膨張弁→前記室外熱交換器→前記冷却用膨張弁→前記冷却部→前記圧縮機の順に冷媒を循環させる冷媒回路に切り替え、
   前記冷却部にて前記冷却対象物を冷却するとともに、前記加熱部にて前記暖房＋直列冷却モードよりも高い加熱能力で前記送風空気を加熱する暖房＋並列冷却モードでは、前記圧縮機→前記加熱部→前記暖房用膨張弁→前記室外熱交換器→前記暖房用通路→前記圧縮機の順に冷媒を循環させるとともに、前記圧縮機→前記加熱部→前記バイパス通路→前記冷却用膨張弁→前記冷却部→前記圧縮機の順に冷媒を循環させる冷媒回路に切り替え、
   さらに、前記冷媒回路切替部は、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）の上昇に伴って、前記暖房＋直列冷却モード→前記暖房＋並列冷却モードの順に切り替えるとともに、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）の上昇に伴って、前記直列除湿暖房モード→前記並列除湿暖房モードの順に切り替えるものであり、
   前記冷媒回路切替部が、前記直列除湿暖房モードから前記並列除湿暖房モードへ切り替える前記目標吹出温度（ＴＡＯ）を除湿用基準温度（β１）と定義し、前記冷媒回路切替部が、前記暖房＋直列冷却モードから前記暖房＋並列冷却モードへ切り替える前記目標吹出温度（ＴＡＯ）を高温側冷却基準温度（β２）と定義したときに、
   前記高温側冷却基準温度（β２）が前記除湿用基準温度（β１）よりも高い温度に設定されている冷凍サイクル装置。
2. さらに、前記冷媒回路切替部は、前記冷却部にて前記冷却対象物を冷却するとともに、前記加熱部にて前記暖房＋直列冷却モードよりも低い加熱能力で前記送風空気を加熱する暖房＋冷却モードでは、前記圧縮機→前記加熱部→前記暖房用膨張弁→前記室外熱交換器→前記冷却用膨張弁→前記冷却部→前記圧縮機の順に冷媒を循環させる冷媒回路に切り替え、
   前記暖房＋冷却モードでは、前記暖房用膨張弁が全開となっている請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記冷媒回路切替部は、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）の上昇に伴って、前記暖房＋冷却モード→前記暖房＋直列冷却モード→前記暖房＋並列冷却モードの順に切り替えるものである請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
4. さらに、前記冷媒回路切替部は、前記冷却部にて前記冷却対象物を冷却する冷房モードでは、前記圧縮機→前記加熱部→前記暖房用膨張弁→前記室外熱交換器→前記冷房用膨張弁→前記室内蒸発器→前記圧縮機の順に冷媒を循環させる冷媒回路に切り替え、
   前記冷房モードでは、前記暖房用膨張弁が全開となっており、
   前記冷媒回路切替部は、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）の上昇に伴って、前記冷房モード→前記直列除湿暖房モード→前記並列除湿暖房モードの順に切り替えるものであり、
   前記冷媒回路切替部が、前記冷房モードから前記直列除湿暖房モードへ切り替える前記目標吹出温度（ＴＡＯ）を冷房用基準温度（α１）と定義し、前記冷媒回路切替部が、前記暖房＋冷却モードから前記暖房＋直列冷却モードへ切り替える前記目標吹出温度（ＴＡＯ）を低温側冷却基準温度（α２）と定義したときに、
   前記低温側冷却基準温度（α２）が前記冷房用基準温度（α１）よりも高い温度に設定されている請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
5. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
   前記圧縮機から吐出された吐出冷媒を熱源として、空調対象空間へ送風される送風空気を加熱する加熱部（４０、１２ａ）と、
   前記加熱部から流出した冷媒を減圧させる暖房用膨張弁（１４ａ）と、
   前記暖房用膨張弁から流出した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１６）と、
   前記室外熱交換器から流出した冷媒の流れを分岐する分岐部（１３ｅ）と、
   前記分岐部にて分岐された一方の冷媒を減圧させる冷房用膨張弁（１４ｂ）と、
   前記冷房用膨張弁から流出した冷媒を蒸発させて、前記加熱部にて加熱される前の前記送風空気を冷却する室内蒸発器（１８）と、
   前記分岐部にて分岐された他方の冷媒を減圧させる冷却用膨張弁（１４ｃ）と、
   前記冷却用膨張弁から流出した冷媒を蒸発させて、冷却対象物を冷却する冷却部（５０、５２ａ、５５〜５７）と、
   前記室内蒸発器から流出した冷媒の流れと前記冷却部から流出した冷媒の流れとを合流させて、前記圧縮機の吸入口側へ流出させる合流部（１３ｆ）と、
   前記加熱部から流出した冷媒を前記分岐部の上流側へ導くバイパス通路（２２ａ）と、
   前記室外熱交換器から流出した冷媒を前記圧縮機の吸入口側へ導く暖房用通路（２２ｂ）と、
   冷媒回路を切り替える冷媒回路切替部（１５ａ、１５ｂ）と、
   前記空調対象空間へ送風される送風空気の目標吹出温度（ＴＡＯ）を決定する目標吹出温度決定部（Ｓ２０）と、を備え、
   前記冷媒回路切替部は、
   前記室内蒸発器にて冷却された前記送風空気を前記加熱部にて再加熱する直列除湿暖房モードでは、前記圧縮機→前記加熱部→前記暖房用膨張弁→前記室外熱交換器→前記冷房用膨張弁→前記室内蒸発器→前記圧縮機の順に冷媒を循環させる冷媒回路に切り替え、
   前記室内蒸発器にて冷却された前記送風空気を前記加熱部にて前記直列除湿暖房モードよりも高い加熱能力で再加熱する並列除湿暖房モードでは、前記圧縮機→前記加熱部→前記暖房用膨張弁→前記室外熱交換器→前記暖房用通路→前記圧縮機の順に冷媒を循環させるとともに、前記圧縮機→前記加熱部→前記バイパス通路→前記冷房用膨張弁→前記室内蒸発器→前記圧縮機の順に冷媒を循環させる冷媒回路に切り替え、
   前記冷却部にて前記冷却対象物を冷却するとともに、前記加熱部にて前記送風空気を加熱する暖房＋直列冷却モードでは、前記圧縮機→前記加熱部→前記暖房用膨張弁→前記室外熱交換器→前記冷却用膨張弁→前記冷却部→前記圧縮機の順に冷媒を循環させる冷媒回路に切り替え、
   前記冷却部にて前記冷却対象物を冷却するとともに、前記加熱部にて前記暖房＋直列冷却モードよりも高い加熱能力で前記送風空気を加熱する暖房＋並列冷却モードでは、前記圧縮機→前記加熱部→前記暖房用膨張弁→前記室外熱交換器→前記暖房用通路→前記圧縮機の順に冷媒を循環させるとともに、前記圧縮機→前記加熱部→前記バイパス通路→前記冷却用膨張弁→前記冷却部→前記圧縮機の順に冷媒を循環させる冷媒回路に切り替え、
   前記冷却部にて前記冷却対象物を冷却するとともに、前記加熱部にて前記暖房＋直列冷却モードよりも低い加熱能力で前記送風空気を加熱する暖房＋冷却モードでは、前記圧縮機→前記加熱部→前記暖房用膨張弁→前記室外熱交換器→前記冷却用膨張弁→前記冷却部→前記圧縮機の順に冷媒を循環させる冷媒回路に切り替え、
   前記冷却部にて前記冷却対象物を冷却する冷房モードでは、前記圧縮機→前記加熱部→前記暖房用膨張弁→前記室外熱交換器→前記冷房用膨張弁→前記室内蒸発器→前記圧縮機の順に冷媒を循環させる冷媒回路に切り替え、
   前記暖房＋冷却モードおよび前記冷房モードでは、前記暖房用膨張弁が全開となっており、
   さらに、前記冷媒回路切替部は、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）の上昇に伴って、前記暖房＋冷却モード→前記暖房＋直列冷却モード→前記暖房＋並列冷却モードの順に切り替えるとともに、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）の上昇に伴って、前記冷房モード→前記直列除湿暖房モード→前記並列除湿暖房モードの順に切り替えるものであり、
   前記冷媒回路切替部が、前記冷房モードから前記直列除湿暖房モードへ切り替える前記目標吹出温度（ＴＡＯ）を冷房用基準温度（α１）と定義し、前記冷媒回路切替部が、前記暖房＋冷却モードから前記暖房＋直列冷却モードへ切り替える前記目標吹出温度（ＴＡＯ）を低温側冷却基準温度（α２）と定義したときに、
   前記低温側冷却基準温度（α２）が前記冷房用基準温度（α１）よりも高い温度に設定されている冷凍サイクル装置。
6. 前記冷媒回路切替部は、外気温（Ｔａｍ）の低下に伴って、前記暖房＋直列冷却モード→前記暖房＋並列冷却モードの順に切り替えるものである請求項１ないし５のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。

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