JP2022056869A - Refrigeration cycle device - Google Patents

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Abstract

To maximize heating efficiency to the extent possible.SOLUTION: A refrigeration cycle device comprises: heat radiation sections 12, 40, 42, 27 which cause a refrigerant discharged from a compressor 11 to radiate heat to the air to be blown into an air-conditioning object space; and a heating section 43 which heats the air or a human body in the air-conditioning object space using a heat source different from the refrigerant. A first change rate, which is a rate of a change in heat radiation capacity at the heat radiation sections to consumption energy of the compressor per unit time is characterized by being: larger than a second change rate, which is a rate of the change in heating capacity at the heating section to the consumption energy of the heating section per unit time, when the consumption energy of the compressor per unit time is lower than an upper limit value Pe_limit; and lower than the second change rate when the consumption energy of the compressor per unit time is larger than the upper limit value. A control section 60 controls the compressor so that the consumption energy per unit time thereof is equal to or less than an optimal value.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、ヒートポンプサイクルによる暖房を行うことのできる冷凍サイクル装置に関する。 The present invention relates to a refrigeration cycle device capable of heating by a heat pump cycle.

従来、特許文献1には、ヒートポンプサイクルによる暖房を行う車両用空調装置が記載されている。この従来技術では、ヒートポンプサイクルによる暖房運転時の暖房用熱交換器目標温度が目標吹出温度になるよう、コンプレッサを制御すると共に、目標吹出温度が制限値より高い時は、暖房用熱交換器目標温度を、目標吹出温度より低くなるよう設定して、コンプレッサ制御する。 Conventionally, Patent Document 1 describes a vehicle air conditioner for heating by a heat pump cycle. In this conventional technique, the compressor is controlled so that the target temperature of the heat exchanger for heating during the heating operation by the heat pump cycle becomes the target outlet temperature, and when the target outlet temperature is higher than the limit value, the heat exchanger for heating is targeted. The temperature is set to be lower than the target blowout temperature, and the compressor is controlled.

これにより、ユーザーの誤操作などにより目標吹出温度が高くなりすぎているときに省電力運転が行われる。 As a result, power saving operation is performed when the target blowing temperature is too high due to an erroneous operation by the user.

特開2011-012939号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-012939

上記従来技術では、サイクルの低圧圧力が変化するとサイクル効率が変化するが、サイクルの低圧圧力に応じた制御の仕方について何ら言及されていないので、サイクル効率の向上に限界がある。 In the above-mentioned prior art, the cycle efficiency changes when the low pressure of the cycle changes, but since there is no mention of a control method according to the low pressure of the cycle, there is a limit to the improvement of the cycle efficiency.

本発明は、上記点に鑑みて、暖房効率を極力最大化することを目的とする。 In view of the above points, it is an object of the present invention to maximize the heating efficiency as much as possible.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の冷凍サイクル装置は、
冷媒を吸入して圧縮し吐出する圧縮機(11)と、
圧縮機から吐出された冷媒を空調対象空間に送風される空気に放熱させる放熱部(12、40、42、27)と、
放熱部で放熱された冷媒を減圧させる減圧部(14a、14c)と、
減圧部で減圧された冷媒に吸熱させて冷媒を蒸発させる蒸発部(16)と、
空気または空調対象空間内の人体を、冷媒とは異なる熱源を利用して加熱する加熱部(43)と、
圧縮機を制御する制御部(60)とを備え、
圧縮機の単位時間当たりの消費エネルギーに対する放熱部での放熱能力の変化の割合である第1変化割合と、加熱部の単位時間当たりの消費エネルギーに対する加熱部での加熱能力の変化の割合である第2変化割合とを同一の単位時間当たりの消費エネルギーで比較したとき、第1変化割合は、単位時間当たりの消費エネルギーが上限値(Pe_limit)を下回っているとき第2変化割合を上回り、単位時間当たりの消費エネルギーが上限値を上回っているとき第2変化割合を下回るという特性を有しており、
制御部は、圧縮機の単位時間当たりの消費エネルギーが最適値以下となるように圧縮機を制御する。
In order to achieve the above object, the refrigeration cycle apparatus according to claim 1 is used.
A compressor (11) that sucks in the refrigerant, compresses it, and discharges it.
A heat dissipation unit (12, 40, 42, 27) that dissipates the refrigerant discharged from the compressor to the air blown into the air-conditioned space, and
The decompression unit (14a, 14c) that decompresses the refrigerant dissipated by the heat dissipation unit, and
The evaporating unit (16), which evaporates the refrigerant by absorbing heat from the decompressed refrigerant in the depressurizing unit,
A heating unit (43) that heats the human body in the air or air-conditioned space using a heat source different from the refrigerant, and
It is equipped with a control unit (60) that controls the compressor.
The first change rate, which is the rate of change in the heat dissipation capacity in the heat dissipation section with respect to the energy consumption per unit time of the compressor, and the rate of change in the heating capacity in the heating section with respect to the energy consumption per unit time of the heating section. When comparing the second change rate with the energy consumption per unit time, the first change rate exceeds the second change rate when the energy consumption per unit time is below the upper limit (Pe_limit), and the unit is It has the characteristic that when the energy consumption per hour exceeds the upper limit, it falls below the second rate of change.
The control unit controls the compressor so that the energy consumption per unit time of the compressor is equal to or less than the optimum value.

これによると、放熱部の放熱効率を加熱部での加熱効率以上にできるので、暖房効率を極力最大化できる。 According to this, since the heat dissipation efficiency of the heat dissipation part can be made higher than the heating efficiency of the heating part, the heating efficiency can be maximized as much as possible.

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、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る。 The reference numerals in parentheses of each means described in this column and the scope of claims indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later.

第1実施形態における冷凍サイクル装置の全体構成を示す図であり、冷房モードの作動状態を示している。It is a figure which shows the whole structure of the refrigerating cycle apparatus in 1st Embodiment, and shows the operating state of a cooling mode. 第1実施形態における冷凍サイクル装置の電気制御部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric control part of the refrigeration cycle apparatus in 1st Embodiment. 第1実施形態における圧縮機の上限消費電力を説明するグラフである。It is a graph explaining the upper limit power consumption of the compressor in 1st Embodiment. 第1実施形態における上限流量を算出するための特性図である。It is a characteristic figure for calculating the upper limit flow rate in 1st Embodiment. 第1実施形態において吸入冷媒密度を算出するために用いられる特性図である。It is a characteristic diagram used for calculating the intake refrigerant density in 1st Embodiment. 第1実施形態における冷凍サイクル装置の全体構成を示す図であり、暖房モードの作動状態を示している。It is a figure which shows the whole structure of the refrigerating cycle apparatus in 1st Embodiment, and shows the operating state of a heating mode. 第1実施形態において廃熱回収量を算出するために用いられる特性図である。It is a characteristic diagram used for calculating the waste heat recovery amount in 1st Embodiment. 第1実施形態における冷凍サイクル装置の全体構成を示す図であり、廃熱回収暖房モードの作動状態を示している。It is a figure which shows the whole structure of the refrigerating cycle apparatus in 1st Embodiment, and shows the operating state of the waste heat recovery heating mode. 第1実施形態の冷凍サイクル装置の暖房モードにおける冷媒の状態の変化を示すモリエル線図である。It is a Moriel diagram which shows the change of the state of the refrigerant in the heating mode of the refrigeration cycle apparatus of 1st Embodiment. 第2実施形態において上限温度を算出するために用いられる特性図である。It is a characteristic diagram used for calculating the upper limit temperature in 2nd Embodiment. 第2実施形態において吐出冷媒温度と吐出冷媒流量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the discharged refrigerant temperature and the discharged refrigerant flow rate in the second embodiment. 第3実施形態において上限電力を算出するために用いられる特性図である。It is a characteristic diagram used for calculating the upper limit power in 3rd Embodiment. 第3実施形態において圧縮機の消費電力と吐出冷媒流量との関係を示すグラフである。3 is a graph showing the relationship between the power consumption of the compressor and the flow rate of the discharged refrigerant in the third embodiment. 第4実施形態における冷凍サイクル装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the refrigerating cycle apparatus in 4th Embodiment. 第5実施形態における冷凍サイクル装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the refrigerating cycle apparatus in 5th Embodiment.

(第1実施形態)
図1~図9を用いて、第1実施形態を説明する。冷凍サイクル装置10は、電動モータから走行用の駆動力を得る電気自動車に搭載された車両用空調装置1に適用されている。車両用空調装置1は、バッテリ温度調整機能付きの空調装置である。車両用空調装置1は、空調対象空間である車室内の空調を行うとともに、バッテリ80の温度を調整する。
(First Embodiment)
The first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 9. The refrigeration cycle device 10 is applied to a vehicle air conditioner 1 mounted on an electric vehicle that obtains a driving force for traveling from an electric motor. The vehicle air conditioner 1 is an air conditioner with a battery temperature adjusting function. The vehicle air conditioner 1 air-conditions the interior of the vehicle, which is the space to be air-conditioned, and adjusts the temperature of the battery 80.

バッテリ80は、電動モータ等の車載機器へ供給される電力を蓄える二次電池である。本実施形態のバッテリ80は、リチウムイオン電池である。バッテリ80は、複数の電池セルを積層配置し、これらの電池セルを電気的に直列あるいは並列に接続することによって形成された、いわゆる組電池である。バッテリ80は、作動に伴って廃熱を発生する廃熱発生機器である。 The battery 80 is a secondary battery that stores electric power supplied to an in-vehicle device such as an electric motor. The battery 80 of this embodiment is a lithium ion battery. The battery 80 is a so-called assembled battery formed by stacking a plurality of battery cells and electrically connecting these battery cells in series or in parallel. The battery 80 is a waste heat generating device that generates waste heat as it operates.

この種のバッテリは、低温になると出力が低下しやすく、高温になると劣化が進行しやすい。このため、バッテリの温度は、バッテリの充放電容量を充分に活用することができる適切な温度範囲内(本実施形態では、15℃以上、かつ、55℃以下)に維持されている必要がある。 The output of this type of battery tends to decrease at low temperatures, and deterioration tends to progress at high temperatures. Therefore, the temperature of the battery needs to be maintained within an appropriate temperature range (in this embodiment, 15 ° C. or higher and 55 ° C. or lower) in which the charge / discharge capacity of the battery can be fully utilized. ..

そこで、車両用空調装置1では、冷凍サイクル装置10によって生成された冷熱によってバッテリ80を冷却することができるようになっている。本実施形態の冷凍サイクル装置10における冷却対象物は、空気およびバッテリ80である。 Therefore, in the vehicle air conditioner 1, the battery 80 can be cooled by the cooling heat generated by the refrigerating cycle device 10. The objects to be cooled in the refrigeration cycle device 10 of the present embodiment are air and a battery 80.

車両用空調装置1は、図1の全体構成図に示すように、冷凍サイクル装置10、室内空調ユニット30、高温側熱媒体回路40、低温側熱媒体回路50等を備えている。 As shown in the overall configuration diagram of FIG. 1, the vehicle air conditioner 1 includes a refrigerating cycle device 10, an indoor air conditioner unit 30, a high temperature side heat medium circuit 40, a low temperature side heat medium circuit 50, and the like.

冷凍サイクル装置10は、車室内の空調を行うために、車室内へ送風される空気を冷却し、高温側熱媒体回路40を循環する高温側熱媒体を加熱する。冷凍サイクル装置10は、バッテリ80を冷却するために、低温側熱媒体回路50を循環する低温側熱媒体を冷却する。 The refrigerating cycle device 10 cools the air blown into the vehicle interior and heats the high-temperature side heat medium circulating in the high-temperature side heat medium circuit 40 in order to air-condition the vehicle interior. The refrigeration cycle device 10 cools the low temperature side heat medium circulating in the low temperature side heat medium circuit 50 in order to cool the battery 80.

冷凍サイクル装置10は、車室内の空調を行うために、様々な運転モード用の冷媒回路を切替可能である。例えば、冷房モードの冷媒回路、暖房モードの冷媒回路等を切替可能である。冷凍サイクル装置10は、空調用の各運転モードにおいて、バッテリ80を冷却する運転モードとバッテリ80の冷却を行わない運転モードとを切替可能である。 The refrigerating cycle device 10 can switch the refrigerant circuits for various operation modes in order to perform air conditioning in the vehicle interior. For example, the cooling mode refrigerant circuit, the heating mode refrigerant circuit, and the like can be switched. The refrigeration cycle device 10 can switch between an operation mode in which the battery 80 is cooled and an operation mode in which the battery 80 is not cooled in each operation mode for air conditioning.

冷凍サイクル装置10では、冷媒としてHFO系冷媒(具体的には、R1234yf)を採用しており、圧縮機11から吐出された吐出冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力を超えない蒸気圧縮式の亜臨界冷凍サイクルを構成している。冷媒には圧縮機11を潤滑するための冷凍機油が混入されている。冷凍機油の一部は、冷媒とともにサイクルを循環している。 The refrigeration cycle apparatus 10 employs an HFO-based refrigerant (specifically, R1234yf) as the refrigerant, and the pressure of the discharged refrigerant discharged from the compressor 11 does not exceed the critical pressure of the refrigerant, which is a steam compression type subcritical. It constitutes a refrigeration cycle. Refrigerant oil for lubricating the compressor 11 is mixed in the refrigerant. Some of the refrigerating machine oil circulates in the cycle together with the refrigerant.

冷凍サイクル装置10の構成機器のうち、圧縮機11は、冷凍サイクル装置10において冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。圧縮機11は、車室の前方に区画された駆動装置室内に配置されている。駆動装置室には、車両走行用の電動モータ等が収容されている。 Among the constituent devices of the refrigerating cycle device 10, the compressor 11 sucks the refrigerant in the refrigerating cycle device 10, compresses it, and discharges it. The compressor 11 is arranged in the drive unit room partitioned in front of the vehicle room. An electric motor for traveling the vehicle and the like are housed in the drive unit room.

圧縮機11は、吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構を電動モータにて回転駆動する電動圧縮機である。圧縮機11は、図2に示す制御装置60から出力される制御信号によって、回転数(すなわち、冷媒吐出能力)が制御される。 The compressor 11 is an electric compressor that rotationally drives a fixed-capacity compression mechanism having a fixed discharge capacity by an electric motor. The number of revolutions (that is, the refrigerant discharge capacity) of the compressor 11 is controlled by the control signal output from the control device 60 shown in FIG.

図1に示すように、圧縮機11の吐出口には、冷媒熱媒体熱交換器12の冷媒通路の入口側が接続されている。冷媒熱媒体熱交換器12は、圧縮機11から吐出された高圧冷媒を流通させる冷媒通路と、高温側熱媒体回路40を循環する高温側熱媒体を流通させる熱媒体通路とを有している。冷媒熱媒体熱交換器12は、冷媒通路を流通する高圧冷媒と、熱媒体通路を流通する高温側熱媒体とを熱交換させて、高温側熱媒体を加熱する加熱用の熱交換器である。 As shown in FIG. 1, the inlet side of the refrigerant passage of the refrigerant heat medium heat exchanger 12 is connected to the discharge port of the compressor 11. The refrigerant heat medium heat exchanger 12 has a refrigerant passage for circulating the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 11 and a heat medium passage for circulating the high-temperature side heat medium circulating in the high-temperature side heat medium circuit 40. .. The refrigerant heat medium heat exchanger 12 is a heat exchanger for heating that heats the high temperature side heat medium by exchanging heat between the high pressure refrigerant flowing through the refrigerant passage and the high temperature side heat medium flowing through the heat medium passage. ..

冷媒熱媒体熱交換器12の冷媒通路の出口には、互いに連通する3つの流入出口を有する第1三方継手13aの流入口側が接続されている。このような三方継手としては、複数の配管を接合して形成されたものや、金属ブロックや樹脂ブロックに複数の冷媒通路を設けることによって形成されたものを採用することができる。 The inlet side of the first three-way joint 13a having three inflow outlets communicating with each other is connected to the outlet of the refrigerant passage of the refrigerant heat medium heat exchanger 12. As such a three-way joint, one formed by joining a plurality of pipes or one formed by providing a plurality of refrigerant passages in a metal block or a resin block can be adopted.

冷凍サイクル装置10は、第2~第8三方継手13b~13hを備えている。これらの第2~第8三方継手13b~13hの基本的構成は、第1三方継手13aと同様である。 The refrigeration cycle device 10 includes second to eighth three-way joints 13b to 13h. The basic configuration of these second to eighth three-way joints 13b to 13h is the same as that of the first three-way joint 13a.

第1三方継手13aの一方の流出口には、バイパス通路22aを介して、第2三方継手13bの一方の流入口側が接続されている。バイパス通路22aには、除湿用開閉弁15aおよび第1固定絞り26aが配置されている。 One inflow port side of the second three-way joint 13b is connected to one outflow port of the first three-way joint 13a via a bypass passage 22a. A dehumidifying on-off valve 15a and a first fixed throttle 26a are arranged in the bypass passage 22a.

除湿用開閉弁15aは、バイパス通路22aを開閉する電磁弁である。冷凍サイクル装置10は、暖房用開閉弁15bおよび冷房用開閉弁15dを備えている。暖房用開閉弁15bおよび冷房用開閉弁15dの基本的構成は、除湿用開閉弁15aと同様である。 The dehumidifying on-off valve 15a is a solenoid valve that opens and closes the bypass passage 22a. The refrigeration cycle device 10 includes a heating on-off valve 15b and a cooling on-off valve 15d. The basic configuration of the heating on-off valve 15b and the cooling on-off valve 15d is the same as that of the dehumidifying on-off valve 15a.

除湿用開閉弁15a、暖房用開閉弁15bおよび冷房用開閉弁15dは、冷媒通路を開閉することで、各運転モードの冷媒回路を切り替えることができる。除湿用開閉弁15a、暖房用開閉弁15bおよび冷房用開閉弁15dは、サイクルの冷媒回路を切り替える冷媒回路切替部である。除湿用開閉弁15a、暖房用開閉弁15bおよび冷房用開閉弁15dは、制御装置60から出力される制御電圧によって制御される。 The dehumidifying on-off valve 15a, the heating on-off valve 15b, and the cooling on-off valve 15d can switch the refrigerant circuit in each operation mode by opening and closing the refrigerant passage. The dehumidifying on-off valve 15a, the heating on-off valve 15b, and the cooling on-off valve 15d are refrigerant circuit switching units for switching the refrigerant circuit of the cycle. The dehumidifying on-off valve 15a, the heating on-off valve 15b, and the cooling on-off valve 15d are controlled by the control voltage output from the control device 60.

第1固定絞り26aは、冷媒を減圧させる減圧部であり、具体的には、オリフィスやキャピラリーチューブ等である。 The first fixed throttle 26a is a pressure reducing portion for reducing the pressure of the refrigerant, and specifically, an orifice, a capillary tube, or the like.

第1三方継手13aの他方の流出口には、冷房用開閉弁15dを介して、第7三方継手13gの一方の流入口側が接続されている。第7三方継手13gの流出口には、暖房用膨張弁14aの入口側が接続されている。 One inflow port side of the 7th three-way joint 13g is connected to the other outflow port of the first three-way joint 13a via a cooling on-off valve 15d. The inlet side of the heating expansion valve 14a is connected to the outlet of the 7th three-way joint 13g.

暖房用膨張弁14aは、少なくとも車室内の暖房を行う運転モード時に、冷媒熱媒体熱交換器12の冷媒通路から流出した高圧冷媒を減圧させるとともに、下流側へ流出させる冷媒の流量(質量流量)を調整する暖房用減圧部である。暖房用膨張弁14aは、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の開度を変化させる電動アクチュエータ(換言すれば電気的機構)とを有して構成される電気式の可変絞り機構(換言すれば、電気式膨張弁)である。 The heating expansion valve 14a reduces the pressure of the high-pressure refrigerant flowing out from the refrigerant passage of the refrigerant heat medium heat exchanger 12 at least in the operation mode of heating the vehicle interior, and the flow rate (mass flow rate) of the refrigerant flowing out to the downstream side. It is a decompression unit for heating that adjusts. The heating expansion valve 14a is an electric type having a valve body configured to change the throttle opening degree and an electric actuator (in other words, an electric mechanism) for changing the opening degree of the valve body. Variable throttle mechanism (in other words, an electric expansion valve).

冷凍サイクル装置10は、冷房用膨張弁14bおよび冷却用膨張弁14cを備えている。冷房用膨張弁14bおよび冷却用膨張弁14cの基本的構成は、暖房用膨張弁14aと同様である。 The refrigeration cycle device 10 includes a cooling expansion valve 14b and a cooling expansion valve 14c. The basic configuration of the cooling expansion valve 14b and the cooling expansion valve 14c is the same as that of the heating expansion valve 14a.

暖房用膨張弁14a、冷房用膨張弁14bおよび冷却用膨張弁14cは、弁開度を全開にすることで流量調整作用および冷媒減圧作用を殆ど発揮することなく単なる冷媒通路として機能する全開機能、および弁開度を全閉にすることで冷媒通路を閉塞する全閉機能を有している。 The expansion valve 14a for heating, the expansion valve 14b for cooling, and the expansion valve 14c for cooling have a fully open function that functions as a mere refrigerant passage without exerting a flow rate adjusting action and a refrigerant depressurizing action by fully opening the valve opening. It also has a fully closed function that closes the refrigerant passage by fully closing the valve opening.

この全開機能および全閉機能によって、暖房用膨張弁14a、冷房用膨張弁14bおよび冷却用膨張弁14cは、各運転モードの冷媒回路を切り替えることができる。暖房用膨張弁14a、冷房用膨張弁14bおよび冷却用膨張弁14cは、冷媒回路切替部として機能する。暖房用膨張弁14a、冷房用膨張弁14bおよび冷却用膨張弁14cは、制御装置60から出力される制御信号(制御パルス)によって制御される。 With the fully open function and the fully closed function, the heating expansion valve 14a, the cooling expansion valve 14b, and the cooling expansion valve 14c can switch the refrigerant circuit in each operation mode. The heating expansion valve 14a, the cooling expansion valve 14b, and the cooling expansion valve 14c function as a refrigerant circuit switching unit. The heating expansion valve 14a, the cooling expansion valve 14b, and the cooling expansion valve 14c are controlled by a control signal (control pulse) output from the control device 60.

暖房用膨張弁14aの出口には、室外熱交換器16の冷媒入口側が接続されている。室外熱交換器16は、暖房用膨張弁14aから流出した冷媒と図示しない冷却ファンにより送風された外気とを熱交換させる熱交換器である。室外熱交換器16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、室外熱交換器16に走行風を当てることができる。 The refrigerant inlet side of the outdoor heat exchanger 16 is connected to the outlet of the heating expansion valve 14a. The outdoor heat exchanger 16 is a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant flowing out from the heating expansion valve 14a and the outside air blown by a cooling fan (not shown). The outdoor heat exchanger 16 is arranged on the front side in the drive unit room. Therefore, when the vehicle is running, the running wind can be applied to the outdoor heat exchanger 16.

室外熱交換器16の冷媒出口には、第3三方継手13cの流入口側が接続されている。第3三方継手13cの一方の流出口には、暖房用通路22bを介して、第4三方継手13dの一方の流入口側が接続されている。暖房用通路22bには、この冷媒通路を開閉する暖房用開閉弁15bが配置されている。 The inlet side of the third three-way joint 13c is connected to the refrigerant outlet of the outdoor heat exchanger 16. One inflow port side of the fourth three-way joint 13d is connected to one outflow port of the third three-way joint 13c via a heating passage 22b. A heating on-off valve 15b for opening and closing the refrigerant passage is arranged in the heating passage 22b.

暖房用通路22bにおいて、暖房用開閉弁15bと第4三方継手13dとの間には、第1逆止弁17aが配置されている。第1逆止弁17aは、暖房用開閉弁15b側から第4三方継手13d側へ冷媒が流れることを許容し、第4三方継手13d側から暖房用開閉弁15b側へ冷媒が流れることを禁止する。 In the heating passage 22b, a first check valve 17a is arranged between the heating on-off valve 15b and the fourth three-way joint 13d. The first check valve 17a allows the refrigerant to flow from the heating on-off valve 15b side to the fourth three-way joint 13d side, and prohibits the refrigerant from flowing from the fourth three-way joint 13d side to the heating on-off valve 15b side. do.

第3三方継手13cの他方の流出口には、第2三方継手13bの他方の流入口側が接続されている。第3三方継手13cの他方の流出口側と第2三方継手13bの他方の流入口側とを接続する冷媒通路には、第2逆止弁17bが配置されている。第2逆止弁17bは、第3三方継手13c側から第2三方継手13b側へ冷媒が流れることを許容し、第2三方継手13b側から第3三方継手13c側へ冷媒が流れることを禁止する。 The other inlet side of the second three-way joint 13b is connected to the other outlet of the third three-way joint 13c. A second check valve 17b is arranged in a refrigerant passage connecting the other outlet side of the third three-way joint 13c and the other inlet side of the second three-way joint 13b. The second check valve 17b allows the refrigerant to flow from the third three-way joint 13c side to the second three-way joint 13b side, and prohibits the refrigerant from flowing from the second three-way joint 13b side to the third three-way joint 13c side. do.

第3三方継手13cの他方の流出口側と第2三方継手13bの他方の流入口側とを接続する冷媒通路において、第2逆止弁17bと第2三方継手13bの他方の流入口との間には、第2固定絞り26bが配置されている。第2固定絞り26bは、冷媒を減圧させる減圧部であり、具体的には、オリフィスやキャピラリーチューブ等である。 In the refrigerant passage connecting the other outlet side of the third three-way joint 13c and the other inlet side of the second three-way joint 13b, the second check valve 17b and the other inlet of the second three-way joint 13b A second fixed diaphragm 26b is arranged between them. The second fixed throttle 26b is a pressure reducing portion for reducing the pressure of the refrigerant, and specifically, an orifice, a capillary tube, or the like.

第2三方継手13bの流出口には、レシーバ25の入口側が接続されている。レシーバ25は、気液分離機能を有する貯液部である。レシーバ25は、冷媒熱媒体熱交換器12または室外熱交換器16(すなわち、冷凍サイクル装置10において冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する熱交換部)から流出した冷媒の気液を分離する。レシーバ25は、分離された液相冷媒の一部を下流側に流出させ、残余の液相冷媒をサイクル内の余剰冷媒として貯える。 The inlet side of the receiver 25 is connected to the outlet of the second three-way joint 13b. The receiver 25 is a liquid storage unit having a gas-liquid separation function. The receiver 25 separates the air and liquid of the refrigerant flowing out from the refrigerant heat medium heat exchanger 12 or the outdoor heat exchanger 16 (that is, the heat exchanger functioning as a condenser that condenses the refrigerant in the refrigeration cycle device 10). The receiver 25 causes a part of the separated liquid-phase refrigerant to flow out to the downstream side, and stores the remaining liquid-phase refrigerant as the surplus refrigerant in the cycle.

レシーバ25の冷媒出口には、第8三方継手13hの流入口側が接続されている。第6三方継手13fの一方の流出口には、出口側通路22dを介して第7三方継手13gの他方の流入口側が接続されている。出口側通路22dには、第3逆止弁17cが配置されている。第3逆止弁17cは、第8三方継手13h側から第7三方継手13g側へ冷媒が流れることを許容し、第7三方継手13g側から第8三方継手13h側へ冷媒が流れることを禁止する。 The inlet side of the eighth three-way joint 13h is connected to the refrigerant outlet of the receiver 25. The other inflow port side of the 7th three-way joint 13g is connected to one outflow port of the sixth three-way joint 13f via the outlet side passage 22d. A third check valve 17c is arranged in the outlet side passage 22d. The third check valve 17c allows the refrigerant to flow from the 8th three-way joint 13h side to the 7th three-way joint 13g side, and prohibits the refrigerant from flowing from the 7th three-way joint 13g side to the 8th three-way joint 13h side. do.

第8三方継手13hの他方の流出口には、第5三方継手13eの流入口側が接続されている。第5三方継手13eの一方の流出口には、冷房用膨張弁14bの入口側が接続されている。第5三方継手13eの他方の流出口には、冷却用膨張弁14cの入口側が接続されている。 The inlet side of the fifth three-way joint 13e is connected to the other outlet of the eighth three-way joint 13h. The inlet side of the cooling expansion valve 14b is connected to one of the outlets of the fifth three-way joint 13e. The inlet side of the cooling expansion valve 14c is connected to the other outlet of the fifth three-way joint 13e.

冷房用膨張弁14bは、少なくとも車室内の冷房を行う運転モード時に、室外熱交換器16から流出した冷媒を減圧させるとともに、下流側へ流出させる冷媒の流量を調整する空調用減圧部である。冷房用膨張弁14bは第1減圧部である。 The cooling expansion valve 14b is an air-conditioning decompression unit that reduces the pressure of the refrigerant flowing out from the outdoor heat exchanger 16 and adjusts the flow rate of the refrigerant flowing out to the downstream side at least in the operation mode for cooling the vehicle interior. The cooling expansion valve 14b is the first pressure reducing unit.

冷房用膨張弁14bの出口には、室内蒸発器18の冷媒入口側が接続されている。室内蒸発器18は、室内空調ユニット30の空調ケース31内に配置されている。室内蒸発器18は、冷房用膨張弁14bにて減圧された低圧冷媒と送風機32から送風された空気とを熱交換させて低圧冷媒を蒸発させ、低圧冷媒に吸熱作用を発揮させることによって空気を冷却する空調用蒸発部である。室内蒸発器18は第1蒸発部である。室内蒸発器18の冷媒出口には、蒸発圧力調整弁20の入口側が接続されている。 The refrigerant inlet side of the indoor evaporator 18 is connected to the outlet of the cooling expansion valve 14b. The indoor evaporator 18 is arranged in the air conditioning case 31 of the indoor air conditioning unit 30. The indoor evaporator 18 exchanges heat between the low-pressure refrigerant decompressed by the cooling expansion valve 14b and the air blown from the blower 32 to evaporate the low-pressure refrigerant, and causes the low-pressure refrigerant to exert a heat absorbing action to absorb air. It is an air conditioning evaporative unit that cools. The indoor evaporator 18 is the first evaporation unit. The inlet side of the evaporation pressure adjusting valve 20 is connected to the refrigerant outlet of the indoor evaporator 18.

蒸発圧力調整弁20は、室内蒸発器18の着霜を抑制するために、室内蒸発器18における冷媒蒸発圧力を、予め定めた基準圧力以上に維持する。蒸発圧力調整弁20は、室内蒸発器18の出口側冷媒の圧力の上昇に伴って、弁開度を増加させる機械式の可変絞り機構である。これにより、蒸発圧力調整弁20は、室内蒸発器18における冷媒蒸発温度を、室内蒸発器18の着霜を抑制可能な着霜抑制温度(本実施形態では、1℃)以上に維持している。蒸発圧力調整弁20の出口には、第6三方継手13fの一方の流入口側が接続されている。 The evaporation pressure adjusting valve 20 maintains the refrigerant evaporation pressure in the indoor evaporator 18 at a predetermined reference pressure or higher in order to suppress frost formation in the indoor evaporator 18. The evaporation pressure adjusting valve 20 is a mechanical variable throttle mechanism that increases the valve opening degree as the pressure of the refrigerant on the outlet side of the indoor evaporator 18 increases. As a result, the evaporation pressure adjusting valve 20 maintains the refrigerant evaporation temperature in the indoor evaporator 18 at a frost formation suppression temperature (1 ° C. in the present embodiment) that can suppress frost formation in the indoor evaporator 18. .. One inflow port side of the sixth three-way joint 13f is connected to the outlet of the evaporation pressure adjusting valve 20.

冷却用膨張弁14cは、少なくともバッテリ80の冷却を行う運転モード時に、室外熱交換器16から流出した冷媒を減圧させるとともに、下流側へ流出させる冷媒の流量を調整する電池用減圧部である。 The cooling expansion valve 14c is a battery decompression unit that depressurizes the refrigerant flowing out from the outdoor heat exchanger 16 and adjusts the flow rate of the refrigerant flowing out to the downstream side at least in the operation mode for cooling the battery 80.

冷却用膨張弁14cの出口には、チラー19の冷媒通路の入口側が接続されている。チラー19は、冷却用膨張弁14cにて減圧された低圧冷媒を流通させる冷媒通路と、低温側熱媒体回路50を循環する低温側熱媒体を流通させる熱媒体通路とを有している。チラー19は、冷媒通路を流通する低圧冷媒と、熱媒体通路を流通する低温側熱媒体とを熱交換させて、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる第2蒸発部である。 The inlet side of the refrigerant passage of the chiller 19 is connected to the outlet of the cooling expansion valve 14c. The chiller 19 has a refrigerant passage for circulating a low-pressure refrigerant decompressed by a cooling expansion valve 14c, and a heat medium passage for circulating a low-temperature side heat medium circulating in the low-temperature side heat medium circuit 50. The chiller 19 is a second evaporation unit that exchanges heat between the low-pressure refrigerant flowing through the refrigerant passage and the low-temperature side heat medium flowing through the heat medium passage to evaporate the low-pressure refrigerant and exert a heat absorbing action.

チラー19の冷媒通路の出口には、第6三方継手13fの他方の流入口側が接続されている。第6三方継手13fの流出口には、第4三方継手13dの他方の流入口側が接続されている。第4三方継手13dの流出口には、圧縮機11の吸入口側が接続されている。 The other inlet side of the sixth three-way joint 13f is connected to the outlet of the refrigerant passage of the chiller 19. The other inlet side of the fourth three-way joint 13d is connected to the outlet of the sixth three-way joint 13f. The suction port side of the compressor 11 is connected to the outlet of the fourth three-way joint 13d.

室内蒸発器18およびチラー19は、冷媒流れに対して互いに並列的に接続されている。バイパス通路22aは、冷媒熱媒体熱交換器12の冷媒通路から流出した冷媒を、レシーバ25の上流側へ導いている。暖房用通路22bは、室外熱交換器16から流出した冷媒を、圧縮機11の吸入口側へ導いている。 The indoor evaporator 18 and the chiller 19 are connected in parallel to each other with respect to the refrigerant flow. The bypass passage 22a guides the refrigerant flowing out of the refrigerant passage of the refrigerant heat medium heat exchanger 12 to the upstream side of the receiver 25. The heating passage 22b guides the refrigerant flowing out of the outdoor heat exchanger 16 to the suction port side of the compressor 11.

高温側熱媒体回路40は、高温側熱媒体を循環させる熱媒体循環回路である。高温側熱媒体としては、エチレングリコール、ジメチルポリシロキサン、あるいはナノ流体等を含む溶液、不凍液等を採用することができる。高温側熱媒体回路40には、冷媒熱媒体熱交換器12の熱媒体通路、高温側熱媒体ポンプ41、ヒータコア42等が配置されている。 The high temperature side heat medium circuit 40 is a heat medium circulation circuit that circulates the high temperature side heat medium. As the high temperature side heat medium, a solution containing ethylene glycol, dimethylpolysiloxane, a nanofluid, or the like, an antifreeze solution, or the like can be adopted. In the high temperature side heat medium circuit 40, a heat medium passage of the refrigerant heat medium heat exchanger 12, a high temperature side heat medium pump 41, a heater core 42, and the like are arranged.

高温側熱媒体ポンプ41は、高温側熱媒体を冷媒熱媒体熱交換器12の熱媒体通路の入口側へ圧送する水ポンプである。高温側熱媒体ポンプ41は、制御装置60から出力される制御電圧によって、回転数(すなわち、圧送能力)が制御される電動ポンプである。 The high temperature side heat medium pump 41 is a water pump that pumps the high temperature side heat medium to the inlet side of the heat medium passage of the refrigerant heat medium heat exchanger 12. The high temperature side heat medium pump 41 is an electric pump whose rotation speed (that is, pumping capacity) is controlled by a control voltage output from the control device 60.

冷媒熱媒体熱交換器12の熱媒体通路の出口には、ヒータコア42の熱媒体入口側が接続されている。ヒータコア42は、冷媒熱媒体熱交換器12にて加熱された高温側熱媒体と室内蒸発器18を通過した空気とを熱交換させて、空気を加熱する熱交換器である。ヒータコア42は、室内空調ユニット30の空調ケース31内に配置されている。ヒータコア42の熱媒体出口には、高温側熱媒体ポンプ41の吸入口側が接続されている。 The heat medium inlet side of the heater core 42 is connected to the outlet of the heat medium passage of the refrigerant heat medium heat exchanger 12. The heater core 42 is a heat exchanger that heats the air by exchanging heat between the high temperature side heat medium heated by the refrigerant heat medium heat exchanger 12 and the air that has passed through the indoor evaporator 18. The heater core 42 is arranged in the air conditioning case 31 of the indoor air conditioning unit 30. The suction port side of the high temperature side heat medium pump 41 is connected to the heat medium outlet of the heater core 42.

従って、高温側熱媒体回路40では、高温側熱媒体ポンプ41が、ヒータコア42へ流入する高温側熱媒体の流量を調整することによって、ヒータコア42における高温側熱媒体の空気への放熱量(すなわち、ヒータコア42における空気の加熱量)を調整することができる。 Therefore, in the high temperature side heat medium circuit 40, the high temperature side heat medium pump 41 adjusts the flow rate of the high temperature side heat medium flowing into the heater core 42 to dissipate heat of the high temperature side heat medium in the heater core 42 to the air (that is, that is). , The amount of heat of air in the heater core 42) can be adjusted.

冷媒熱媒体熱交換器12および高温側熱媒体回路40の各構成機器は、圧縮機11から吐出された冷媒を熱源として、空気に放熱する放熱部である。 Each component of the refrigerant heat medium heat exchanger 12 and the high temperature side heat medium circuit 40 is a heat radiating unit that dissipates heat to the air using the refrigerant discharged from the compressor 11 as a heat source.

低温側熱媒体回路50は、低温側熱媒体を循環させる熱媒体循環回路である。低温側熱媒体としては、高温側熱媒体と同様の流体を採用することができる。低温側熱媒体回路50には、チラー19の熱媒体通路、低温側熱媒体ポンプ51、冷却用熱交換部52等が配置されている。 The low temperature side heat medium circuit 50 is a heat medium circulation circuit that circulates the low temperature side heat medium. As the low temperature side heat medium, the same fluid as the high temperature side heat medium can be adopted. In the low temperature side heat medium circuit 50, a heat medium passage of the chiller 19, a low temperature side heat medium pump 51, a cooling heat exchange section 52, and the like are arranged.

低温側熱媒体ポンプ51は、低温側熱媒体をチラー19の熱媒体通路の入口側へ圧送する水ポンプである。低温側熱媒体ポンプ51の基本的構成は、高温側熱媒体ポンプ41と同様である。 The low temperature side heat medium pump 51 is a water pump that pumps the low temperature side heat medium to the inlet side of the heat medium passage of the chiller 19. The basic configuration of the low temperature side heat medium pump 51 is the same as that of the high temperature side heat medium pump 41.

チラー19の熱媒体通路の出口には、冷却用熱交換部52の入口側が接続されている。冷却用熱交換部52は、バッテリ80の複数の電池セルに接触するように配置された金属製の複数の熱媒体流路を有している。冷却用熱交換部52は、熱媒体流路を流通する低温側熱媒体と電池セルとを熱交換させることによって、バッテリ80を冷却する熱交換部である。 The inlet side of the cooling heat exchange unit 52 is connected to the outlet of the heat medium passage of the chiller 19. The cooling heat exchange unit 52 has a plurality of metal heat medium flow paths arranged so as to be in contact with the plurality of battery cells of the battery 80. The cooling heat exchange unit 52 is a heat exchange unit that cools the battery 80 by exchanging heat between the battery cell and the low temperature side heat medium flowing through the heat medium flow path.

冷却用熱交換部52は、積層配置された電池セル同士の間に熱媒体流路を配置することによって形成されている。冷却用熱交換部52は、バッテリ80に一体的に形成されていてもよい。例えば、積層配置された電池セルを収容する専用ケースに熱媒体流路を設けることによって、バッテリ80に一体的に形成されていてもよい。冷却用熱交換部52の出口には、低温側熱媒体ポンプ51の吸入口側が接続されている。 The cooling heat exchange unit 52 is formed by arranging a heat medium flow path between the battery cells arranged in a laminated manner. The cooling heat exchange unit 52 may be integrally formed with the battery 80. For example, the battery 80 may be integrally formed by providing a heat medium flow path in a dedicated case for accommodating the stacked battery cells. The suction port side of the low temperature side heat medium pump 51 is connected to the outlet of the cooling heat exchange unit 52.

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。チラー19および低温側熱媒体回路50の各構成機器は、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を冷却する電池冷却部である。 In the low temperature side heat medium circuit 50, the low temperature side heat medium pump 51 adjusts the flow rate of the low temperature side heat medium flowing into the cooling heat exchange unit 52, so that the low temperature side heat medium in the cooling heat exchange unit 52 becomes a battery. The amount of heat absorbed from 80 can be adjusted. Each component of the chiller 19 and the low temperature side heat medium circuit 50 is a battery cooling unit that cools the battery 80 by evaporating the refrigerant flowing out from the cooling expansion valve 14c.

室内空調ユニット30は、冷凍サイクル装置10によって温度調整された空気を車室内へ吹き出すためのものである。室内空調ユニット30は、車室内最前部の計器盤(インストルメントパネル)の内側に配置されている。 The indoor air-conditioning unit 30 is for blowing out air whose temperature has been adjusted by the refrigeration cycle device 10 into the vehicle interior. The indoor air conditioning unit 30 is arranged inside the instrument panel (instrument panel) at the front of the vehicle interior.

室内空調ユニット30は、その外殻を形成する空調ケース31内に形成された空気通路内に送風機32、室内蒸発器18、ヒータコア42等を収容したものである。空調ケース31は、車室内に送風される空気の空気通路を形成している。空調ケース31は、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂(例えば、ポリプロピレン)にて成形されている。 The indoor air conditioning unit 30 accommodates a blower 32, an indoor evaporator 18, a heater core 42, and the like in an air passage formed in an air conditioning case 31 forming an outer shell thereof. The air conditioning case 31 forms an air passage for air to be blown into the vehicle interior. The air-conditioning case 31 is made of a resin (for example, polypropylene) having a certain degree of elasticity and excellent strength.

空調ケース31の空気流れ最上流側には、内外気切替装置33が配置されている。内外気切替装置33は、空調ケース31内へ内気(すなわち車室内空気)と外気(すなわち車室外空気)とを切替導入するものである。 An inside / outside air switching device 33 is arranged on the most upstream side of the air flow of the air conditioning case 31. The inside / outside air switching device 33 switches and introduces the inside air (that is, the vehicle interior air) and the outside air (that is, the vehicle interior outside air) into the air conditioning case 31.

内外気切替装置33は、空調ケース31内へ内気を導入させる内気導入口および外気を導入させる外気導入口の開口面積を、内外気切替ドアによって連続的に調整して、内気の導入風量と外気の導入風量との導入割合を変化させる。内外気切替ドアは、内外気切替ドア用の電動アクチュエータによって駆動される。内外気切替ドア用の電動アクチュエータは、制御装置60から出力される制御信号によって制御される。 The inside / outside air switching device 33 continuously adjusts the opening areas of the inside air introduction port for introducing the inside air into the air conditioning case 31 and the outside air introduction port for introducing the outside air by the inside / outside air switching door, and the introduction air volume of the inside air and the outside air. Change the introduction ratio with the introduction air volume. The inside / outside air switching door is driven by an electric actuator for the inside / outside air switching door. The electric actuator for the inside / outside air switching door is controlled by a control signal output from the control device 60.

内外気切替装置33の空気流れ下流側には、送風機32が配置されている。送風機32は、内外気切替装置33を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する。送風機32は、遠心多翼ファンを電動モータにて駆動する電動送風機である。送風機32は、制御装置60から出力される制御電圧によって、回転数(すなわち、送風能力)が制御される。 A blower 32 is arranged on the downstream side of the air flow of the inside / outside air switching device 33. The blower 32 blows the air sucked through the inside / outside air switching device 33 toward the vehicle interior. The blower 32 is an electric blower that drives a centrifugal multi-blade fan with an electric motor. The rotation speed (that is, the blowing capacity) of the blower 32 is controlled by the control voltage output from the control device 60.

送風機32の空気流れ下流側には、室内蒸発器18、ヒータコア42および電気ヒータ43が、空気流れに対して、この順に配置されている。室内蒸発器18は、ヒータコア42よりも、空気流れ上流側に配置されている。ヒータコア42は、電気ヒータ43よりも、空気流れ上流側に配置されている。 On the downstream side of the air flow of the blower 32, the indoor evaporator 18, the heater core 42, and the electric heater 43 are arranged in this order with respect to the air flow. The indoor evaporator 18 is arranged on the upstream side of the air flow with respect to the heater core 42. The heater core 42 is arranged on the upstream side of the air flow with respect to the electric heater 43.

電気ヒータ43は、空気を補助的に加熱する補助加熱部である。電気ヒータ43は、例えば、PTC素子(即ち、正特性サーミスタ)を有するPTCヒータである。電気ヒータ43は、制御装置60から出力される制御電圧によって、空気を加熱するための熱量を任意に調整することができる。電気ヒータ43は、空気を、冷媒とは異なる熱源を利用して加熱する加熱部である。 The electric heater 43 is an auxiliary heating unit that auxiliaryly heats the air. The electric heater 43 is, for example, a PTC heater having a PTC element (that is, a positive characteristic thermistor). The electric heater 43 can arbitrarily adjust the amount of heat for heating the air by the control voltage output from the control device 60. The electric heater 43 is a heating unit that heats air by using a heat source different from that of the refrigerant.

空調ケース31内には、室内蒸発器18通過後の空気を、ヒータコア42および電気ヒータ43を迂回して流す冷風バイパス通路35が設けられている。空調ケース31内の室内蒸発器18の空気流れ下流側、かつヒータコア42の空気流れ上流側には、エアミックスドア34が配置されている。 The air-conditioning case 31 is provided with a cold air bypass passage 35 that allows air after passing through the indoor evaporator 18 to bypass the heater core 42 and the electric heater 43. An air mix door 34 is arranged on the downstream side of the air flow of the indoor evaporator 18 in the air conditioning case 31 and on the upstream side of the air flow of the heater core 42.

エアミックスドア34は、室内蒸発器18通過後の空気のうち、ヒータコア42および電気ヒータ43側を通過する空気の風量と冷風バイパス通路35を通過させる空気の風量との風量割合を調整する風量割合調整部である。エアミックスドア34は、エアミックスドア用の電動アクチュエータによって駆動される。この電動アクチュエータは、制御装置60から出力される制御信号によって制御される。 The air mix door 34 adjusts the air volume ratio of the air after passing through the indoor evaporator 18 to the air volume of the air passing through the heater core 42 and the electric heater 43 side and the air volume of the air passing through the cold air bypass passage 35. It is an adjustment part. The air mix door 34 is driven by an electric actuator for the air mix door. This electric actuator is controlled by a control signal output from the control device 60.

空調ケース31内のヒータコア42、電気ヒータ43および冷風バイパス通路35の空気流れ下流側には、混合空間が配置されている。混合空間は、ヒータコア42および電気ヒータ43にて加熱された空気と冷風バイパス通路35を通過して加熱されていない空気とを混合させる空間である。 A mixing space is arranged on the downstream side of the air flow of the heater core 42, the electric heater 43, and the cold air bypass passage 35 in the air conditioning case 31. The mixing space is a space in which the air heated by the heater core 42 and the electric heater 43 and the unheated air passing through the cold air bypass passage 35 are mixed.

空調ケース31の空気流れ下流部には、混合空間にて混合された空気(すなわち、空調風)を、空調対象空間である車室内へ吹き出すための開口穴が配置されている。 In the downstream portion of the air flow of the air conditioning case 31, an opening hole for blowing out the air mixed in the mixing space (that is, the air conditioning air) into the vehicle interior, which is the air conditioning target space, is arranged.

この開口穴としては、フェイス開口穴、フット開口穴、およびデフロスタ開口穴(いずれも図示せず)が設けられている。フェイス開口穴は、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すための開口穴である。フット開口穴は、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すための開口穴である。デフロスタ開口穴は、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すための開口穴である。 As the opening hole, a face opening hole, a foot opening hole, and a defroster opening hole (none of which are shown) are provided. The face opening hole is an opening hole for blowing air-conditioned air toward the upper body of the occupant in the vehicle interior. The foot opening hole is an opening hole for blowing air-conditioned air toward the feet of the occupant. The defroster opening hole is an opening hole for blowing air-conditioned air toward the inner side surface of the front window glass of the vehicle.

これらのフェイス開口穴、フット開口穴、およびデフロスタ開口穴は、それぞれ空気通路を形成するダクトを介して、車室内に設けられたフェイス吹出口、フット吹出口およびデフロスタ吹出口(いずれも図示せず)に接続されている。 These face opening holes, foot opening holes, and defroster opening holes are the face outlets, foot outlets, and defroster outlets (none of which are shown) provided in the vehicle interior via ducts forming air passages, respectively. )It is connected to the.

エアミックスドア34が、ヒータコア42および電気ヒータ43を通過させる風量と冷風バイパス通路35を通過させる風量との風量割合を調整することによって、混合空間にて混合される空調風の温度が調整される。これにより、各吹出口から車室内へ吹き出される空気(空調風)の温度が調整される。 The temperature of the conditioned air mixed in the mixing space is adjusted by adjusting the air volume ratio between the air volume passing through the heater core 42 and the electric heater 43 and the air volume passing through the cold air bypass passage 35 by the air mix door 34. .. As a result, the temperature of the air (air-conditioned air) blown from each outlet into the vehicle interior is adjusted.

フェイス開口穴、フット開口穴、およびデフロスタ開口穴の空気流れ上流側には、それぞれ、フェイスドア、フットドア、およびデフロスタドア(いずれも図示せず)が配置されている。フェイスドアは、フェイス開口穴の開口面積を調整するものである。フットドアは、フット開口穴の開口面積を調整するものである。デフロスタドアは、デフロスタ開口穴の開口面積を調整するものである。 A face door, a foot door, and a defroster door (none of which are shown) are arranged on the upstream side of the air flow of the face opening hole, the foot opening hole, and the defroster opening hole, respectively. The face door adjusts the opening area of the face opening hole. The foot door adjusts the opening area of the foot opening hole. The defroster door adjusts the opening area of the defroster opening hole.

これらのフェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、吹出口モードを切り替える吹出口モード切替装置を構成するものである。これらのドアは、リンク機構等を介して、吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータに連結されて連動して回転操作される。この電動アクチュエータも、制御装置60から出力される制御信号によって、その作動が制御される。 These face doors, foot doors, and defroster doors constitute an outlet mode switching device for switching the outlet mode. These doors are connected to an electric actuator for driving the outlet mode door via a link mechanism or the like, and are rotated in conjunction with each other. The operation of this electric actuator is also controlled by a control signal output from the control device 60.

吹出口モード切替装置によって切り替えられる吹出口モードとしては、具体的に、フェイスモード、バイレベルモード、フットモード等がある。 Specific examples of the outlet mode that can be switched by the outlet mode switching device include a face mode, a bi-level mode, and a foot mode.

フェイスモードは、フェイス吹出口を全開としてフェイス吹出口から車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出す吹出口モードである。バイレベルモードは、フェイス吹出口とフット吹出口の両方を開口して車室内乗員の上半身と足元に向けて空気を吹き出す吹出口モードである。フットモードは、フット吹出口を全開とするとともにデフロスタ吹出口を小開度だけ開口して、フット吹出口から主に空気を吹き出す吹出口モードである。 The face mode is an outlet mode in which the face outlet is fully opened and air is blown from the face outlet toward the upper body of the passenger in the passenger compartment. The bi-level mode is an outlet mode in which both the face outlet and the foot outlet are opened to blow air toward the upper body and feet of the passengers in the passenger compartment. The foot mode is an outlet mode in which the foot outlet is fully opened and the defroster outlet is opened by a small opening, and air is mainly blown out from the foot outlet.

乗員が、図2に示す操作パネル70に設けられた吹出モード切替スイッチをマニュアル操作することによって、デフロスタモードに切り替えることもできる。デフロスタモードは、デフロスタ吹出口を全開としてデフロスタ吹出口からフロント窓ガラス内面に空気を吹き出す吹出口モードである。 The occupant can also switch to the defroster mode by manually operating the blowout mode changeover switch provided on the operation panel 70 shown in FIG. 2. The defroster mode is an outlet mode in which the defroster outlet is fully opened and air is blown from the defroster outlet to the inner surface of the front window glass.

次に、本実施形態の電気制御部の概要について説明する。制御装置60は、CPU、ROMおよびRAM等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。そして、そのROM内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、その出力側に接続された各種制御対象機器11、14a~14c、15a、15b、15d、32、41、51等の作動を制御する。 Next, the outline of the electric control unit of this embodiment will be described. The control device 60 includes a well-known microcomputer including a CPU, ROM, RAM, and the like, and peripheral circuits thereof. Then, various operations and processes are performed based on the control program stored in the ROM, and various controlled devices 11, 14a to 14c, 15a, 15b, 15d, 32, 41, 51, etc. connected to the output side thereof, etc. Control the operation of.

制御装置60の入力側には、図2のブロック図に示すように、内気温センサ61、外気温センサ62、日射センサ63、第1~第5冷媒温度センサ64a~64e、蒸発器温度センサ64f、第1~第3冷媒圧力センサ65a~65c、高温側熱媒体温度センサ66a、低温側熱媒体温度センサ67a、空調風温度センサ68、バッテリ温度センサ69等が接続されている。そして、制御装置60には、これらのセンサ群の検出信号が入力される。 On the input side of the control device 60, as shown in the block diagram of FIG. 2, the inside temperature sensor 61, the outside temperature sensor 62, the solar radiation sensor 63, the first to fifth refrigerant temperature sensors 64a to 64e, and the evaporator temperature sensor 64f , 1st to 3rd refrigerant pressure sensors 65a to 65c, high temperature side heat medium temperature sensor 66a, low temperature side heat medium temperature sensor 67a, air conditioning air temperature sensor 68, battery temperature sensor 69 and the like are connected. Then, the detection signals of these sensor groups are input to the control device 60.

内気温センサ61は、内気温Tr(すなわち車室内温度)を検出する内気温検出部である。外気温センサ62は、外気温Tam(すなわち車室外温度)を検出する外気温検出部である。日射センサ63は、車室内へ照射される日射量Asを検出する日射量検出部である。 The internal air temperature sensor 61 is an internal air temperature detection unit that detects the internal air temperature Tr (that is, the vehicle interior temperature). The outside air temperature sensor 62 is an outside air temperature detection unit that detects the outside air temperature Tam (that is, the outside air temperature of the vehicle interior). The solar radiation sensor 63 is a solar radiation amount detection unit that detects the solar radiation amount As irradiated to the vehicle interior.

第1冷媒温度センサ64aは、圧縮機11から吐出された冷媒の温度T1を検出する吐出冷媒温度検出部である。第2冷媒温度センサ64bは、冷媒熱媒体熱交換器12の冷媒通路から流出した冷媒の温度T2を検出する第2冷媒温度検出部である。第3冷媒温度センサ64cは、室外熱交換器16から流出した冷媒の温度T3を検出する第3冷媒温度検出部である。 The first refrigerant temperature sensor 64a is a discharge refrigerant temperature detection unit that detects the temperature T1 of the refrigerant discharged from the compressor 11. The second refrigerant temperature sensor 64b is a second refrigerant temperature detecting unit that detects the temperature T2 of the refrigerant flowing out from the refrigerant passage of the refrigerant heat medium heat exchanger 12. The third refrigerant temperature sensor 64c is a third refrigerant temperature detecting unit that detects the temperature T3 of the refrigerant flowing out from the outdoor heat exchanger 16.

第4冷媒温度センサ64dは、室内蒸発器18から流出した冷媒の温度T4を検出する第4冷媒温度検出部である。第5冷媒温度センサ64eは、チラー19の冷媒通路から流出した冷媒の温度T5を検出する第5冷媒温度検出部である。 The fourth refrigerant temperature sensor 64d is a fourth refrigerant temperature detecting unit that detects the temperature T4 of the refrigerant flowing out of the indoor evaporator 18. The fifth refrigerant temperature sensor 64e is a fifth refrigerant temperature detecting unit that detects the temperature T5 of the refrigerant flowing out from the refrigerant passage of the chiller 19.

蒸発器温度センサ64fは、室内蒸発器18における冷媒蒸発温度である蒸発器温度Tefinを検出する蒸発器温度検出部である。本実施形態の蒸発器温度センサ64fは、室内蒸発器18の熱交換フィン温度を検出している。 The evaporator temperature sensor 64f is an evaporator temperature detection unit that detects the evaporator temperature Tefin, which is the refrigerant evaporation temperature in the indoor evaporator 18. The evaporator temperature sensor 64f of the present embodiment detects the heat exchange fin temperature of the indoor evaporator 18.

第1冷媒圧力センサ65aは、冷媒熱媒体熱交換器12の冷媒通路から流出した冷媒の圧力P1を検出する第1冷媒圧力検出部である。第2冷媒圧力センサ65bは、チラー19の冷媒通路から流出した冷媒の圧力P2を検出する第2冷媒圧力検出部である。第3冷媒圧力センサ65cは、暖房用通路22bの冷媒の圧力P3を検出する第3冷媒圧力検出部である。 The first refrigerant pressure sensor 65a is a first refrigerant pressure detecting unit that detects the pressure P1 of the refrigerant flowing out from the refrigerant passage of the refrigerant heat medium heat exchanger 12. The second refrigerant pressure sensor 65b is a second refrigerant pressure detecting unit that detects the pressure P2 of the refrigerant flowing out from the refrigerant passage of the chiller 19. The third refrigerant pressure sensor 65c is a third refrigerant pressure detecting unit that detects the pressure P3 of the refrigerant in the heating passage 22b.

高温側熱媒体温度センサ66aは、冷媒熱媒体熱交換器12の熱媒体通路から流出した高温側熱媒体の温度である高温側熱媒体温度TWHを検出する高温側熱媒体温度検出部である。低温側熱媒体温度センサ67aは、チラー19の熱媒体通路における低温側熱媒体の温度である低温側熱媒体温度TWLを検出する低温側熱媒体温度検出部である。 The high temperature side heat medium temperature sensor 66a is a high temperature side heat medium temperature detection unit that detects the high temperature side heat medium temperature TWH, which is the temperature of the high temperature side heat medium flowing out from the heat medium passage of the refrigerant heat medium heat exchanger 12. The low temperature side heat medium temperature sensor 67a is a low temperature side heat medium temperature detection unit that detects the low temperature side heat medium temperature TWL, which is the temperature of the low temperature side heat medium in the heat medium passage of the chiller 19.

空調風温度センサ68は、混合空間から車室内へ送風される空気温度TAVを検出する空調風温度検出部である。 The conditioned air temperature sensor 68 is an conditioned air temperature detecting unit that detects the air temperature TAV blown from the mixed space to the vehicle interior.

バッテリ温度センサ69は、バッテリ温度TB(すなわち、バッテリ80の温度)を検出するバッテリ温度検出部である。本実施形態のバッテリ温度センサ69は、複数の温度センサを有し、バッテリ80の複数の箇所の温度を検出している。このため、制御装置60では、バッテリ80の各部の温度差を検出することもできる。バッテリ温度TBとしては、複数の温度センサの検出値の平均値を採用している。 The battery temperature sensor 69 is a battery temperature detection unit that detects the battery temperature TB (that is, the temperature of the battery 80). The battery temperature sensor 69 of the present embodiment has a plurality of temperature sensors and detects the temperature of a plurality of points of the battery 80. Therefore, the control device 60 can also detect the temperature difference of each part of the battery 80. As the battery temperature TB, the average value of the detected values of a plurality of temperature sensors is adopted.

図2に示すように、制御装置60の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された操作パネル70が接続され、この操作パネル70に設けられた各種操作スイッチからの操作信号が入力される。 As shown in FIG. 2, an operation panel 70 arranged near the instrument panel in the front part of the vehicle interior is connected to the input side of the control device 60, and operation signals from various operation switches provided on the operation panel 70 are connected. Is entered.

操作パネル70に設けられた各種操作スイッチとしては、具体的に、車両用空調装置の自動制御運転を設定あるいは解除するオートスイッチ、室内蒸発器18で空気の冷却を行うことを要求する前席側エアコンスイッチ、送風機32の風量をマニュアル設定する風量設定スイッチ、車室内の目標温度Tsetを設定する温度設定スイッチ、吹出モードをマニュアル設定する吹出モード切替スイッチ等がある。 As various operation switches provided on the operation panel 70, specifically, an auto switch that sets or cancels the automatic control operation of the vehicle air conditioner, and a front seat side that requires the indoor evaporator 18 to cool the air. There are an air conditioner switch, an air volume setting switch for manually setting the air volume of the blower 32, a temperature setting switch for setting the target temperature Tset in the vehicle interior, a blowout mode changeover switch for manually setting the blowout mode, and the like.

本実施形態の制御装置60は、その出力側に接続された各種制御対象機器を制御する制御部が一体に構成されたものである。制御装置60のうちそれぞれの制御対象機器の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)は、それぞれの制御対象機器の作動を制御する制御部である。 The control device 60 of the present embodiment is integrally configured with a control unit that controls various controlled devices connected to the output side of the control device 60. The configuration (hardware and software) that controls the operation of each of the control target devices in the control device 60 is a control unit that controls the operation of each control target device.

例えば、制御装置60のうち、圧縮機11の冷媒吐出能力(具体的には、圧縮機11の回転数)を制御する構成は、圧縮機制御部60aである。また、暖房用膨張弁14a、冷房用膨張弁14bおよび冷却用膨張弁14cの作動を制御する構成は、膨張弁制御部60bである。除湿用開閉弁15a、暖房用開閉弁15bおよび冷房用開閉弁15dの作動を制御する構成は、冷媒回路切替制御部60cである。 For example, in the control device 60, the configuration for controlling the refrigerant discharge capacity of the compressor 11 (specifically, the rotation speed of the compressor 11) is the compressor control unit 60a. Further, the configuration for controlling the operation of the heating expansion valve 14a, the cooling expansion valve 14b, and the cooling expansion valve 14c is the expansion valve control unit 60b. The configuration that controls the operation of the dehumidifying on-off valve 15a, the heating on-off valve 15b, and the cooling on-off valve 15d is the refrigerant circuit switching control unit 60c.

高温側熱媒体ポンプ41の高温側熱媒体の圧送能力を制御する構成は、高温側熱媒体ポンプ制御部60dである。低温側熱媒体ポンプ51の低温側熱媒体の圧送能力を制御する構成は、低温側熱媒体ポンプ制御部60eである。 The configuration for controlling the pumping capacity of the high temperature side heat medium of the high temperature side heat medium pump 41 is the high temperature side heat medium pump control unit 60d. The configuration for controlling the pumping capacity of the low temperature side heat medium of the low temperature side heat medium pump 51 is the low temperature side heat medium pump control unit 60e.

次に、上記構成における本実施形態の作動について説明する。本実施形態の車両用空調装置1は、車室内の空調を行うとともに、バッテリ80の温度を調整する。冷凍サイクル装置10では、冷媒回路を切り替えて、複数の運転モードでの運転を行うことができる。複数の運転モードとしては、例えば以下の3種類の運転モードがある。 Next, the operation of the present embodiment in the above configuration will be described. The vehicle air conditioner 1 of the present embodiment air-conditions the interior of the vehicle and adjusts the temperature of the battery 80. In the refrigerating cycle device 10, the refrigerant circuit can be switched to operate in a plurality of operation modes. As the plurality of operation modes, for example, there are the following three types of operation modes.

(1)冷房モード:冷房モードは、バッテリ80の冷却を行うことなく、空気を冷却して車室内へ吹き出すことによって車室内の冷房を行う運転モードである。 (1) Cooling mode: The cooling mode is an operation mode in which the interior of the vehicle is cooled by cooling the air and blowing it into the interior of the vehicle without cooling the battery 80.

(2)暖房モード:暖房モードは、バッテリ80の冷却を行うことなく、空気を加熱して車室内へ吹き出すことによって車室内の暖房を行う運転モードである。 (2) Heating mode: The heating mode is an operation mode in which the interior of the vehicle is heated by heating the air and blowing it into the vehicle interior without cooling the battery 80.

(3)廃熱回収暖房モード:廃熱回収暖房モードは、バッテリ80の廃熱を回収しながら、空気を加熱して車室内へ吹き出すことによって車室内の暖房を行う運転モードである。 (3) Waste heat recovery heating mode: The waste heat recovery heating mode is an operation mode in which the inside of the vehicle is heated by heating the air and blowing it into the vehicle interior while recovering the waste heat of the battery 80.

冷房モードと暖房モードの切り替えは、操作パネル70に設けられた各種操作スイッチが乗員による操作されることによって行われる。冷房モードと暖房モードの切り替えは、制御プログラムが実行されることによっても行われる。暖房モードと廃熱回収暖房モードの切り替えは、制御プログラムが実行されることによって行われる。 Switching between the cooling mode and the heating mode is performed by operating various operation switches provided on the operation panel 70 by an occupant. Switching between cooling mode and heating mode is also performed by executing a control program. Switching between the heating mode and the waste heat recovery heating mode is performed by executing the control program.

例えば、目標吹出温度TAOが、予め定められた冷房基準温度を下回っていると判定された場合、冷房モードが選択される。 For example, if it is determined that the target outlet temperature TAO is below a predetermined cooling reference temperature, the cooling mode is selected.

目標吹出温度TAOは、車室内空間へ送風される空気の目標温度である。具体的には、目標吹出温度TAOは、以下数式F1によって算出される。
TAO=Kset×Tset-Kr×Tr-Kam×Tam-Ks×As+C…(F1)
この数式において、Tsetは温度設定スイッチによって設定された車室内設定温度である。Trは内気温センサ61によって検出された車室内温度である。Tamは外気温センサ62によって検出された車室外温度である。Asは日射センサ63によって検出された日射量である。Kset、Kr、Kam、Ksは制御ゲインであり、Cは補正用の定数である。
The target blowout temperature TAO is the target temperature of the air blown into the vehicle interior space. Specifically, the target blowout temperature TAO is calculated by the following mathematical formula F1.
TAO = Kset x Tset-Kr x Tr-Kam x Tam-Ks x As + C ... (F1)
In this formula, Tset is the vehicle interior set temperature set by the temperature setting switch. Tr is the vehicle interior temperature detected by the internal air temperature sensor 61. Tam is the outside temperature of the vehicle interior detected by the outside air temperature sensor 62. As is the amount of solar radiation detected by the solar radiation sensor 63. Kset, Kr, Kam, and Ks are control gains, and C is a correction constant.

例えば、目標吹出温度TAOが、予め定められた暖房基準温度を上回っており且つバッテリ80の冷却が必要でないと判定された場合、暖房モードが選択される。例えば、目標吹出温度TAOが、予め定められた暖房基準温度を上回っており且つバッテリ80の冷却が必要であると判定された場合、廃熱回収暖房モードが選択される。 For example, if it is determined that the target outlet temperature TAO is above a predetermined heating reference temperature and the battery 80 does not need to be cooled, the heating mode is selected. For example, if it is determined that the target outlet temperature TAO is above a predetermined heating reference temperature and the battery 80 needs to be cooled, the waste heat recovery heating mode is selected.

制御装置60は、上述した冷凍サイクル装置10の運転モードによらず、予め定めた各運転モード毎の基準圧送能力を発揮するように、高温側熱媒体ポンプ41の作動を制御する。 The control device 60 controls the operation of the high-temperature side heat medium pump 41 so as to exert the reference pumping capacity for each predetermined operation mode regardless of the operation mode of the refrigeration cycle device 10 described above.

従って、高温側熱媒体回路40では、冷媒熱媒体熱交換器12の熱媒体通路にて、高温側熱媒体が加熱されると、加熱された高温側熱媒体がヒータコア42へ圧送される。ヒータコア42へ流入した高温側熱媒体は、空気と熱交換する。これにより、空気が加熱される。ヒータコア42から流出した高温側熱媒体は、高温側熱媒体ポンプ41に吸入されて、冷媒熱媒体熱交換器12へ圧送される。 Therefore, in the high temperature side heat medium circuit 40, when the high temperature side heat medium is heated in the heat medium passage of the refrigerant heat medium heat exchanger 12, the heated high temperature side heat medium is pressure-fed to the heater core 42. The high temperature side heat medium flowing into the heater core 42 exchanges heat with air. This heats the air. The high temperature side heat medium flowing out of the heater core 42 is sucked into the high temperature side heat medium pump 41 and pressure-fed to the refrigerant heat medium heat exchanger 12.

制御装置60は、上述した冷凍サイクル装置10の運転モードによらず、予め定めた各運転モード毎の基準圧送能力を発揮するように、低温側熱媒体ポンプ51の作動を制御する。 The control device 60 controls the operation of the low temperature side heat medium pump 51 so as to exert the reference pumping capacity for each predetermined operation mode regardless of the operation mode of the refrigeration cycle device 10 described above.

従って、低温側熱媒体回路50では、チラー19の熱媒体通路にて、低温側熱媒体が冷却されると、冷却された低温側熱媒体が冷却用熱交換部52へ圧送される。冷却用熱交換部52へ流入した低温側熱媒体は、バッテリ80から吸熱する。これにより、バッテリ80が冷却される。冷却用熱交換部52から流出した低温側熱媒体は、低温側熱媒体ポンプ51に吸入されて、チラー19へ圧送される。 Therefore, in the low temperature side heat medium circuit 50, when the low temperature side heat medium is cooled in the heat medium passage of the chiller 19, the cooled low temperature side heat medium is pressure-fed to the cooling heat exchange unit 52. The low temperature side heat medium flowing into the cooling heat exchange unit 52 absorbs heat from the battery 80. This cools the battery 80. The low temperature side heat medium flowing out of the cooling heat exchange unit 52 is sucked into the low temperature side heat medium pump 51 and pumped to the chiller 19.

以下に、各運転モードにおける車両用空調装置1の作動について説明する。各運転モードでは、制御装置60が、各運転モードの制御フローを実行する。 The operation of the vehicle air conditioner 1 in each operation mode will be described below. In each operation mode, the control device 60 executes the control flow of each operation mode.

(1)冷房モード
冷房モードの制御フローでは、最初のステップで目標蒸発器温度TEOを決定する。目標蒸発器温度TEOは、目標吹出温度TAOに基づいて、制御装置60に記憶された制御マップを参照して決定される。本実施形態の制御マップでは、目標吹出温度TAOの上昇に伴って、目標蒸発器温度TEOが上昇するように決定される。
(1) Cooling mode In the control flow of the cooling mode, the target evaporator temperature TEO is determined in the first step. The target evaporator temperature TEO is determined based on the target blowout temperature TAO with reference to the control map stored in the control device 60. In the control map of the present embodiment, it is determined that the target evaporator temperature TEO increases as the target blowout temperature TAO increases.

次のステップでは、圧縮機11の回転数の増減量ΔIVOを決定する。増減量ΔIVOは、目標蒸発器温度TEOと蒸発器温度センサ64fによって検出された蒸発器温度Tefinとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、蒸発器温度Tefinが目標蒸発器温度TEOに近づくように決定される。 In the next step, the amount of increase / decrease ΔIVO in the rotation speed of the compressor 11 is determined. The increase / decrease amount ΔIVO is set so that the evaporator temperature Tefin approaches the target evaporator temperature TEO by the feedback control method based on the deviation between the target evaporator temperature TEO and the evaporator temperature Tefin detected by the evaporator temperature sensor 64f. It is determined.

次のステップでは、室内蒸発器18の出口側冷媒の目標過熱度SHEOを決定する。目標過熱度SHEOとしては、予め定めた定数(本実施形態では、5℃)を採用することができる。 In the next step, the target superheat degree SHEO of the outlet side refrigerant of the indoor evaporator 18 is determined. As the target superheat degree SHEO, a predetermined constant (5 ° C. in this embodiment) can be adopted.

次のステップでは、冷房用膨張弁14bの絞り開度の増減量ΔEVCを決定する。増減量ΔEVCは、目標過熱度SHEOと室内蒸発器18の出口側冷媒の過熱度SHEとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、室内蒸発器18の出口側冷媒の過熱度SHEが目標過熱度SHEOに近づくように決定される。 In the next step, the amount of increase / decrease ΔEVC in the throttle opening of the cooling expansion valve 14b is determined. The increase / decrease amount ΔEVC is based on the deviation between the target superheat degree SHEO and the superheat degree SH of the outlet side refrigerant of the indoor evaporator 18, and the superheat degree SH of the outlet side refrigerant of the indoor evaporator 18 is the target superheat degree by the feedback control method. Determined to approach SHEO.

室内蒸発器18の出口側冷媒の過熱度SHEは、第4冷媒温度センサ64dによって検出された温度T4および蒸発器温度Tefinに基づいて算出される。 The degree of superheat SHE of the outlet-side refrigerant of the indoor evaporator 18 is calculated based on the temperature T4 and the evaporator temperature Tefin detected by the fourth refrigerant temperature sensor 64d.

次のステップでは、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)
この数式において、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。
In the next step, the opening SW of the air mix door 34 is calculated using the following formula F2.
SW = {TAO- (Tefin + C2)} / {TWH- (Tefin + C2)} ... (F2)
In this formula, TWH is the high temperature side heat medium temperature detected by the high temperature side heat medium temperature sensor 66a. C2 is a constant for control.

次のステップでは、冷凍サイクル装置10を冷房モードの冷媒回路に切り替えるために、除湿用開閉弁15aおよび暖房用開閉弁15bを閉じ、冷房用開閉弁15dを開き、暖房用膨張弁14aを全開状態とし、冷房用膨張弁14bを絞り状態とする。さらに、上述のステップで決定された制御状態が得られるように、各制御対象機器に対して制御信号あるいは制御電圧を出力して、最初のステップへ戻る。 In the next step, in order to switch the refrigerating cycle device 10 to the cooling mode refrigerant circuit, the dehumidifying on-off valve 15a and the heating on-off valve 15b are closed, the cooling on-off valve 15d is opened, and the heating expansion valve 14a is fully opened. Then, the cooling expansion valve 14b is set to the throttled state. Further, a control signal or a control voltage is output to each controlled device so that the control state determined in the above step can be obtained, and the process returns to the first step.

従って、冷房モードの冷凍サイクル装置10では、図1の太実線に示すように、圧縮機11から吐出された冷媒が、冷媒熱媒体熱交換器12、暖房用膨張弁14a、室外熱交換器16、第2固定絞り26b、レシーバ25、冷房用膨張弁14b、室内蒸発器18、圧縮機11の吸入口の順に循環する。 Therefore, in the refrigerating cycle device 10 in the cooling mode, as shown by the thick solid line in FIG. 1, the refrigerant discharged from the compressor 11 is the refrigerant heat medium heat exchanger 12, the heating expansion valve 14a, and the outdoor heat exchanger 16. , The second fixed throttle 26b, the receiver 25, the expansion valve 14b for cooling, the indoor evaporator 18, and the suction port of the compressor 11 circulate in this order.

つまり、冷房モードの冷凍サイクル装置10では、冷媒熱媒体熱交換器12および室外熱交換器16が圧縮機11から吐出された冷媒を放熱させる放熱部として機能し、冷房用膨張弁14bが冷媒を減圧させる減圧部として機能し、室内蒸発器18が蒸発器として機能する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。 That is, in the refrigerating cycle device 10 in the cooling mode, the refrigerant heat medium heat exchanger 12 and the outdoor heat exchanger 16 function as a heat radiating unit for dissipating the refrigerant discharged from the compressor 11, and the cooling expansion valve 14b dissipates the refrigerant. A steam compression type refrigeration cycle is configured which functions as a decompression unit for depressurizing and the indoor evaporator 18 functions as an evaporator.

これによれば、室内蒸発器18にて、空気を冷却することができるとともに、冷媒熱媒体熱交換器12にて、高温側熱媒体を加熱することができる。 According to this, the air can be cooled by the indoor evaporator 18, and the high temperature side heat medium can be heated by the refrigerant heat medium heat exchanger 12.

従って、冷房モードの車両用空調装置1では、エアミックスドア34の開度調整によって、室内蒸発器18にて冷却された空気の一部をヒータコア42にて再加熱し、目標吹出温度TAOに近づくように温度調整された空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の冷房を行うことができる。 Therefore, in the vehicle air conditioner 1 in the cooling mode, a part of the air cooled by the indoor evaporator 18 is reheated by the heater core 42 by adjusting the opening degree of the air mix door 34, and approaches the target blowout temperature TAO. By blowing out the air whose temperature has been adjusted so as to be blown into the vehicle interior, the vehicle interior can be cooled.

冷房モードにおいてバッテリ80を冷却する必要が生じた場合は、冷却用膨張弁14cを絞り状態とする。これにより、レシーバ25から流出した冷媒が冷却用膨張弁14cで減圧されてチラー19に流入するので、チラー19が蒸発器として機能してチラー19にて低圧側熱媒体を冷却することができる。そして、チラー19にて冷却された低温側熱媒体が冷却用熱交換部52に流入することによって、バッテリ80の冷却を行うことができる。 When it becomes necessary to cool the battery 80 in the cooling mode, the cooling expansion valve 14c is set to the throttled state. As a result, the refrigerant flowing out of the receiver 25 is decompressed by the cooling expansion valve 14c and flows into the chiller 19, so that the chiller 19 functions as an evaporator and the low-pressure side heat medium can be cooled by the chiller 19. Then, the low temperature side heat medium cooled by the chiller 19 flows into the cooling heat exchange unit 52, so that the battery 80 can be cooled.

(2)暖房モード
暖房モードの制御フローの最初のステップでは、圧縮機11の回転数の増減量ΔIVOを決定する。暖房モードでは、増減量ΔIVOは、目標吹出温度TAOと空調風温度センサ68が検出した空気温度TAVとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、空気温度TAVが目標吹出温度TAOに近づくように決定される。
(2) Heating mode In the first step of the control flow of the heating mode, the increase / decrease amount ΔIVO of the rotation speed of the compressor 11 is determined. In the heating mode, the increase / decrease amount ΔIVO is determined so that the air temperature TAV approaches the target air temperature TAO by the feedback control method based on the deviation between the target air temperature TAO and the air temperature TAV detected by the air conditioning air temperature sensor 68. Will be done.

ただし、増減量ΔIVOで増減させた圧縮機11の回転数が上限回転数Nc_limitを上回る場合、圧縮機11の回転数は上限回転数Nc_limitに決定される。すなわち、圧縮機11の回転数は上限回転数Nc_limit以下で制御される。 However, when the rotation speed of the compressor 11 increased or decreased by the increase / decrease amount ΔIVO exceeds the upper limit rotation speed Nc_limit, the rotation speed of the compressor 11 is determined to be the upper limit rotation speed Nc_limit. That is, the rotation speed of the compressor 11 is controlled to be equal to or less than the upper limit rotation speed Nc_limit.

上限回転数Nc_limitは、圧縮機11から吐出される冷媒の流量(以下、吐出冷媒流量と言う。)が上限流量Gr_limitとなるような圧縮機11の回転数である。 The upper limit rotation speed Nc_limit is the rotation speed of the compressor 11 such that the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor 11 (hereinafter referred to as the discharge refrigerant flow rate) becomes the upper limit flow rate Gr_limit.

図3に示すように、上限流量Gr_limitは、圧縮機11の消費電力が上限電力Pe_limitであるときの圧縮機11の吐出冷媒流量である。図3は、所定の条件下において、圧縮機11の消費電力に対するヒートポンプ暖房能力(換言すれば、冷媒熱媒体熱交換器12での放熱能力)と、電気ヒータ43の消費電力に対する暖房能力(換言すれば、電気ヒータ43の加熱能力)とを比較した例を示すグラフである。 As shown in FIG. 3, the upper limit flow rate Gr_limit is the discharge refrigerant flow rate of the compressor 11 when the power consumption of the compressor 11 is the upper limit power Pe_limit. FIG. 3 shows a heat pump heating capacity (in other words, a heat dissipation capacity in the refrigerant heat medium heat exchanger 12) with respect to the power consumption of the compressor 11 and a heating capacity (in other words) with respect to the power consumption of the electric heater 43 under predetermined conditions. If so, it is a graph showing an example of comparison with the heating capacity of the electric heater 43).

圧縮機11の消費電力に対するヒートポンプ暖房能力の変化割合を第1変化割合とし、電気ヒータ43の消費電力に対する暖房能力の変化割合を第2変化割合とする。すなわち、第1変化割合は、図3のグラフにおけるヒートポンプ暖房能力の傾きであり、第2変化割合は、図3のグラフにおける電気ヒータ暖房能力の傾きである。 The rate of change in the heat pump heating capacity with respect to the power consumption of the compressor 11 is defined as the first rate of change, and the rate of change in the heating capacity with respect to the power consumption of the electric heater 43 is defined as the second rate of change. That is, the first rate of change is the slope of the heat pump heating capacity in the graph of FIG. 3, and the second rate of change is the slope of the electric heater heating capacity in the graph of FIG.

図3からわかるように、第1変化割合は、消費電力が大きくなるほど小さくなる特性を有している。第2変化割合は、消費電力に拘わらず一定となる特性を有している。 As can be seen from FIG. 3, the first rate of change has a characteristic that it becomes smaller as the power consumption increases. The second rate of change has a characteristic of being constant regardless of power consumption.

図3に示す上限電力Pe_limitは、第1変化割合と第2変化割合とが一致するときの消費電力である。すなわち、上限電力Pe_limitは、図3のグラフにおいて、ヒートポンプ暖房能力の傾きと電気ヒータ暖房能力の傾きとが一致するときの消費電力である。換言すれば、第1変化割合と第2変化割合との大小関係は、上限電力Pe_limitを境にして逆転する。 The upper limit power Pe_limit shown in FIG. 3 is the power consumption when the first change rate and the second change rate match. That is, the upper limit power Pe_limit is the power consumption when the slope of the heat pump heating capacity and the slope of the electric heater heating capacity match in the graph of FIG. In other words, the magnitude relationship between the first change rate and the second change rate is reversed with the upper limit power Pe_limit as the boundary.

上限流量Gr_limitは、冷凍サイクルの低圧圧力Psと相関関係があり、冷凍サイクルの低圧圧力Psに対してほぼ一定となる。そこで、上限流量Gr_limitは、冷凍サイクルの低圧圧力Psに基づいて、図4に示すマップを用いて算出される。 The upper limit flow rate Gr_limit has a correlation with the low pressure pressure Ps of the refrigeration cycle, and is substantially constant with respect to the low pressure pressure Ps of the refrigeration cycle. Therefore, the upper limit flow rate Gr_limit is calculated using the map shown in FIG. 4 based on the low pressure pressure Ps of the refrigeration cycle.

暖房モードでは、冷凍サイクルの低圧圧力Psは、外気温センサ62が検出した外気温Tamに基づいて、予め実験的に取得された制御マップを用いて算出される。この制御マップは、低圧圧力Psが外気温Tamにほぼ比例する制御マップであり、室外熱交換器16の特性により異なる。 In the heating mode, the low pressure Ps of the refrigeration cycle is calculated using a control map experimentally acquired in advance based on the outside air temperature Tam detected by the outside air temperature sensor 62. This control map is a control map in which the low pressure pressure Ps is substantially proportional to the outside air temperature Tam, and differs depending on the characteristics of the outdoor heat exchanger 16.

すなわち、暖房モードでは、室外熱交換器16で外気と熱交換して蒸発した冷媒が圧縮機11に吸入されるので、冷凍サイクルの低圧圧力Psは室外熱交換器16の出口側冷媒の飽和温度に比例する。室外熱交換器16の出口側冷媒の飽和温度は外気温Tamとほぼ同じであるので、冷凍サイクルの低圧圧力Psは外気温Tamにほぼ比例することとなる。したがって、冷凍サイクルの低圧圧力Psを外気温Tamに基づいて算出できる。 That is, in the heating mode, the refrigerant that has been heat exchanged with the outside air in the outdoor heat exchanger 16 and evaporated is sucked into the compressor 11, so that the low pressure pressure Ps in the refrigeration cycle is the saturation temperature of the refrigerant on the outlet side of the outdoor heat exchanger 16. Is proportional to. Since the saturation temperature of the refrigerant on the outlet side of the outdoor heat exchanger 16 is substantially the same as the outside air temperature Tam, the low pressure Ps in the refrigeration cycle is substantially proportional to the outside air temperature Tam. Therefore, the low pressure Ps of the refrigeration cycle can be calculated based on the outside air temperature Tam.

上限回転数Nc_limitは、上限流量Gr_limitに基づいて以下の数式F3を用いて決定される。
Nc_limit=Gr_limit/(ρ×ηv×Vc×60)…(F3)
ρは圧縮機11に吸入される冷媒の密度(以下、吸入冷媒密度と言う。)であり、冷凍サイクルの低圧圧力Psに基づいて、図5に示すマップを用いて算出される。ηvは圧縮機11の体積効率、Vcは圧縮機11の容量である。
The upper limit rotation speed Nc_limit is determined using the following formula F3 based on the upper limit flow rate Gr_limit.
Nc_limit = Gr_limit / (ρ × ηv × Vc × 60)… (F3)
ρ is the density of the refrigerant sucked into the compressor 11 (hereinafter referred to as the suction refrigerant density), and is calculated using the map shown in FIG. 5 based on the low pressure pressure Ps of the refrigeration cycle. ηv is the volumetric efficiency of the compressor 11, and Vc is the capacity of the compressor 11.

図5からわかるように、吸入冷媒密度ρは冷凍サイクルの低圧圧力Psが低いほど小さい値となる。したがって、上限回転数Nc_limitは、同一の上限流量Gr_limitで比較したとき、冷凍サイクルの低圧圧力Psが低いほど大きくなる。 As can be seen from FIG. 5, the intake refrigerant density ρ becomes smaller as the low pressure pressure Ps in the refrigeration cycle becomes lower. Therefore, the upper limit rotation speed Nc_limit becomes larger as the low pressure pressure Ps in the refrigeration cycle is lower when compared at the same upper limit flow rate Gr_limit.

圧縮機11の回転数が上限回転数Nc_limitに決定された場合、制御装置60は電気ヒータ43を作動させる。電気ヒータ43の出力は、目標吹出温度TAOと空調風温度センサ68が検出した空気温度TAVとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、空気温度TAVが目標吹出温度TAOに近づくように決定される。 When the rotation speed of the compressor 11 is determined to be the upper limit rotation speed Nc_limit, the control device 60 operates the electric heater 43. The output of the electric heater 43 is determined so that the air temperature TAV approaches the target air temperature TAO by the feedback control method based on the deviation between the target air temperature TAO and the air temperature TAV detected by the air conditioning air temperature sensor 68. ..

次のステップでは、室外熱交換器16から流出した冷媒の目標過熱度SHDOを決定する。室外熱交換器16から流出した冷媒の目標過熱度SHDOとしては、予め定めた定数(本実施形態では、5℃)を採用することができる。 In the next step, the target superheat degree SHDO of the refrigerant flowing out from the outdoor heat exchanger 16 is determined. As the target superheat degree SHDO of the refrigerant flowing out from the outdoor heat exchanger 16, a predetermined constant (5 ° C. in this embodiment) can be adopted.

次のステップでは、暖房用膨張弁14aの絞り開度の増減量ΔEVHを決定する。増減量ΔEVHは、目標過熱度SHDOと室外熱交換器16から流出した冷媒の過熱度SHDとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、室外熱交換器16から流出した冷媒の過熱度SHDが目標過熱度SHDOに近づくように決定される。 In the next step, the amount of increase / decrease ΔEVH in the throttle opening of the heating expansion valve 14a is determined. The increase / decrease amount ΔEVH is the target superheat degree SHD of the refrigerant flowing out from the outdoor heat exchanger 16 by the feedback control method based on the deviation between the target superheat degree SHDO and the superheat degree SHD of the refrigerant flowing out from the outdoor heat exchanger 16. The degree of superheat is determined to be close to SHDO.

室外熱交換器16から流出した冷媒の過熱度SHDは、第3冷媒温度センサ64cによって検出された温度T3および第1冷媒圧力センサ65aによって検出された圧力P1に基づいて算出される。 The degree of superheat SHD of the refrigerant flowing out of the outdoor heat exchanger 16 is calculated based on the temperature T3 detected by the third refrigerant temperature sensor 64c and the pressure P1 detected by the first refrigerant pressure sensor 65a.

次のステップでは、冷房モードと同様に、エアミックスドア34の開度SWを算定する。ここで、暖房モードでは、冷房モードよりも目標吹出温度TAOが高くなるので、エアミックスドア34の開度SWが100%に近づく。このため、暖房モードでは、室内蒸発器18通過後の空気のほぼ全流量がヒータコア42を通過するように、エアミックスドア34の開度が決定される。 In the next step, the opening SW of the air mix door 34 is calculated in the same manner as in the cooling mode. Here, in the heating mode, the target outlet temperature TAO is higher than in the cooling mode, so that the opening SW of the air mix door 34 approaches 100%. Therefore, in the heating mode, the opening degree of the air mix door 34 is determined so that substantially the entire flow rate of the air after passing through the indoor evaporator 18 passes through the heater core 42.

次のステップでは、冷凍サイクル装置10を暖房モードの冷媒回路に切り替えるために、除湿用開閉弁15aおよび暖房用開閉弁15bを開き、冷房用開閉弁15dを閉じ、暖房用膨張弁14aを絞り状態とし、冷房用膨張弁14bおよび冷却用膨張弁14cを全閉状態とする。さらに、上述のステップで決定された制御状態が得られるように、各制御対象機器に対して制御信号あるいは制御電圧を出力して、最初のステップへ戻る。 In the next step, in order to switch the refrigerating cycle device 10 to the refrigerant circuit in the heating mode, the dehumidifying on-off valve 15a and the heating on-off valve 15b are opened, the cooling on-off valve 15d is closed, and the heating expansion valve 14a is throttled. The cooling expansion valve 14b and the cooling expansion valve 14c are fully closed. Further, a control signal or a control voltage is output to each controlled device so that the control state determined in the above step can be obtained, and the process returns to the first step.

これにより、暖房モードの冷凍サイクル装置10では、図6の太実線に示すように、圧縮機11から吐出された冷媒が、冷媒熱媒体熱交換器12、第1固定絞り26a、レシーバ25、暖房用膨張弁14a、室外熱交換器16、圧縮機11の吸入口の順に循環する。 As a result, in the refrigerating cycle device 10 in the heating mode, as shown by the thick solid line in FIG. 6, the refrigerant discharged from the compressor 11 is the refrigerant heat medium heat exchanger 12, the first fixed throttle 26a, the receiver 25, and the heating. The expansion valve 14a, the outdoor heat exchanger 16, and the suction port of the compressor 11 circulate in this order.

つまり、暖房モードの冷凍サイクル装置10では、冷媒熱媒体熱交換器12が圧縮機11から吐出された冷媒を放熱させる放熱部として機能し、暖房用膨張弁14aが減圧部として機能し、室外熱交換器16が蒸発部として機能する冷凍サイクルが構成される。 That is, in the refrigerating cycle device 10 in the heating mode, the refrigerant heat medium heat exchanger 12 functions as a heat dissipation unit that dissipates heat from the refrigerant discharged from the compressor 11, and the heating expansion valve 14a functions as a pressure reducing unit, and outdoor heat is generated. A refrigeration cycle is configured in which the exchanger 16 functions as an evaporative unit.

これによれば、室外熱交換器16にて外気から吸熱し、冷媒熱媒体熱交換器12にて高温側熱媒体を加熱することができる。従って、暖房モードの車両用空調装置1では、ヒータコア42にて加熱された空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の暖房を行うことができる。 According to this, heat can be absorbed from the outside air by the outdoor heat exchanger 16 and the high temperature side heat medium can be heated by the refrigerant heat medium heat exchanger 12. Therefore, in the vehicle air conditioner 1 in the heating mode, the interior of the vehicle can be heated by blowing out the air heated by the heater core 42 into the interior of the vehicle.

(3)廃熱回収暖房モード
廃熱回収暖房モードの制御フローの最初のステップでは、暖房モードと同様に、高温側熱媒体の目標高温側熱媒体温度TWHO、圧縮機11の回転数の増減量ΔIVO、および暖房用膨張弁14aの絞り開度の増減量ΔEVHを決定する。
(3) Waste heat recovery heating mode In the first step of the control flow of the waste heat recovery heating mode, as in the heating mode, the target high temperature side heat medium temperature TWHO and the amount of increase / decrease in the rotation speed of the compressor 11 are the same as in the heating mode. ΔIVO and the amount of increase / decrease in the throttle opening of the heating expansion valve 14a ΔEVH are determined.

暖房モードと同様に、増減量ΔIVOで増減させた圧縮機11の回転数が上限回転数Nc_limitを上回る場合、圧縮機11の回転数は上限回転数Nc_limitに決定される。 Similar to the heating mode, when the rotation speed of the compressor 11 increased / decreased by the increase / decrease amount ΔIVO exceeds the upper limit rotation speed Nc_limit, the rotation speed of the compressor 11 is determined to be the upper limit rotation speed Nc_limit.

上限回転数Nc_limitは、暖房モードと同様に、上限流量Gr_limitに基づいて決定される。ただし、廃熱回収暖房モードでは、上限流量Gr_limitが、暖房モードに対して、チラー19での廃熱の吸熱量Qw(以下、廃熱回収量Qwと言う。)に応じて引き上げられる。 The upper limit rotation speed Nc_limit is determined based on the upper limit flow rate Gr_limit as in the heating mode. However, in the waste heat recovery heating mode, the upper limit flow rate Gr_limit is increased according to the waste heat absorption amount Qw (hereinafter referred to as waste heat recovery amount Qw) in the chiller 19 with respect to the heating mode.

すなわち、廃熱回収暖房モード時は、上限流量Gr_limitが以下の数式F4を用いて決定される。
Gr_limit=Gr_limit0×(1+α×Qw)…(F4)
Gr_limit0は、暖房モード時の上限流量(すなわち、図4に示すマップを用いて算出された上限流量)である。
That is, in the waste heat recovery heating mode, the upper limit flow rate Gr_limit is determined using the following mathematical formula F4.
Gr_limit = Gr_limit0 × (1 + α × Qw) ... (F4)
Gr_limit0 is the upper limit flow rate in the heating mode (that is, the upper limit flow rate calculated using the map shown in FIG. 4).

αは、実験的に決定された定数である。チラー19での廃熱回収量Qwは、チラー19における低温側熱媒体の温度TWLとチラー19の出口側冷媒の飽和温度Tsとの差に基づいて、図7に示すマップを用いて算出される。 α is an experimentally determined constant. The waste heat recovery amount Qw in the chiller 19 is calculated using the map shown in FIG. 7 based on the difference between the temperature TWL of the low temperature side heat medium in the chiller 19 and the saturation temperature Ts of the outlet side refrigerant of the chiller 19. ..

チラー19に流入する低温側熱媒体の温度TWLは、低温側熱媒体温度センサ67aによって検出された低温側熱媒体の温度である。チラー19の出口側冷媒の飽和温度Tsは、第2冷媒圧力センサ65bによって検出された冷媒の圧力P2に基づいて算出される。 The temperature TWL of the low temperature side heat medium flowing into the chiller 19 is the temperature of the low temperature side heat medium detected by the low temperature side heat medium temperature sensor 67a. The saturation temperature Ts of the outlet-side refrigerant of the chiller 19 is calculated based on the refrigerant pressure P2 detected by the second refrigerant pressure sensor 65b.

このように、廃熱回収暖房モードでは、暖房モードに対して、上限流量Gr_limitが廃熱回収量Qwに比例して引き上げられる。数式F4からわかるように、廃熱回収暖房モード時の上限流量Gr_limitと暖房モード時の上限流量Gr_limit0との差は、廃熱回収量Qwが多いほど大きくなる。 As described above, in the waste heat recovery heating mode, the upper limit flow rate Gr_limit is increased in proportion to the waste heat recovery amount Qw with respect to the heating mode. As can be seen from the equation F4, the difference between the upper limit flow rate Gr_limit in the waste heat recovery heating mode and the upper limit flow rate Gr_limit0 in the heating mode increases as the waste heat recovery amount Qw increases.

廃熱回収暖房モードでは、冷凍サイクルの低圧圧力Psは、外気温センサ62が検出した外気温Tamおよびチラー19での廃熱回収量Qwに基づいて、以下の数式F5を用いて算出される。
Ps=Ps0+ΔPs…(F5)
Ps0は、ベース低圧圧力であり、暖房モード時と同様の算出の仕方で算出された低圧圧力である。すなわち、ベース低圧圧力Ps0は、外気温Tamに基づいて、外気温Tamにほぼ比例する制御マップを用いて算出された低圧圧力である。
In the waste heat recovery heating mode, the low pressure pressure Ps of the refrigeration cycle is calculated using the following formula F5 based on the outside air temperature Tam detected by the outside air temperature sensor 62 and the waste heat recovery amount Qw in the chiller 19.
Ps = Ps0 + ΔPs ... (F5)
Ps0 is the base low pressure, which is the low pressure calculated by the same calculation method as in the heating mode. That is, the base low-pressure pressure Ps0 is a low-pressure pressure calculated based on the outside air temperature Tam using a control map that is substantially proportional to the outside air temperature Tam.

ΔPsは、チラー19での廃熱回収量Qwに基づくベース低圧圧力Ps0の補正量である。補正量ΔPsは、チラー19での廃熱回収量Qwに基づいて、予め実験的に取得された制御マップを用いて算出される。この制御マップは、補正量ΔPsが廃熱回収量Qwにほぼ比例する制御マップであり、室外熱交換器16の特性により異なる。 ΔPs is a correction amount of the base low pressure pressure Ps0 based on the waste heat recovery amount Qw in the chiller 19. The correction amount ΔPs is calculated using a control map experimentally acquired in advance based on the waste heat recovery amount Qw in the chiller 19. This control map is a control map in which the correction amount ΔPs is substantially proportional to the waste heat recovery amount Qw, and differs depending on the characteristics of the outdoor heat exchanger 16.

補正量ΔPsがこのように算出される理由を説明する。廃熱回収暖房モードでは、暖房モードと比べて、回収した廃熱の分、室外熱交換器16での吸熱量が減少することとなる。廃熱回収量Qwに比例して冷凍サイクルの低圧が上がってくるので、外気温Tamと室外熱交換器16での冷媒温度との差が小さくなるからである。したがって、暖房モード時の低圧圧力に相当するベース低圧圧力Ps0を、廃熱回収量Qwに応じた補正量ΔPsで補正することによって、廃熱回収暖房モード時の冷凍サイクルの低圧圧力Psを算出できる。 The reason why the correction amount ΔPs is calculated in this way will be described. In the waste heat recovery heating mode, the amount of heat absorbed by the outdoor heat exchanger 16 is reduced by the amount of the recovered waste heat as compared with the heating mode. This is because the low pressure of the refrigeration cycle rises in proportion to the waste heat recovery amount Qw, so that the difference between the outside air temperature Tam and the refrigerant temperature in the outdoor heat exchanger 16 becomes small. Therefore, the low pressure pressure Ps of the refrigeration cycle in the waste heat recovery heating mode can be calculated by correcting the base low pressure pressure Ps0 corresponding to the low pressure in the heating mode with the correction amount ΔPs corresponding to the waste heat recovery amount Qw. ..

次のステップでは、チラー19から流出した冷媒の目標過熱度SHCOを決定する。チラー19から流出した冷媒の目標過熱度SHCOとしては、予め定めた定数(本実施形態では、5℃)を採用することができる。 In the next step, the target superheat degree SHCO of the refrigerant flowing out of the chiller 19 is determined. As the target superheat degree SHCO of the refrigerant flowing out of the chiller 19, a predetermined constant (5 ° C. in the present embodiment) can be adopted.

次のステップでは、冷却用膨張弁14cの絞り開度の増減量ΔEVBを決定する。増減量ΔEVBは、目標過熱度SHCOとチラー19から流出した冷媒の過熱度SHCとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、チラー19から流出した冷媒の過熱度SHCが目標過熱度SHCOに近づくように決定される。チラー19から流出した冷媒の過熱度SHCは、第5冷媒温度センサ64eによって検出された温度T5および第2冷媒圧力センサ65bによって検出された圧力P2に基づいて算出される。 In the next step, the amount of increase / decrease ΔEVB in the throttle opening of the cooling expansion valve 14c is determined. The increase / decrease amount ΔEVB is such that the superheat degree SHCO of the refrigerant flowing out of the chiller 19 approaches the target superheat degree SHCO by the feedback control method based on the deviation between the target superheat degree SHCO and the superheat degree SHCO of the refrigerant flowing out from the chiller 19. Will be decided. The degree of superheat SHC of the refrigerant flowing out of the chiller 19 is calculated based on the temperature T5 detected by the fifth refrigerant temperature sensor 64e and the pressure P2 detected by the second refrigerant pressure sensor 65b.

次のステップでは、冷房モードと同様に、エアミックスドア34の開度SWを算定する。ここで、廃熱回収暖房モードでは、冷房モードよりも目標吹出温度TAOが高くなるので、エアミックスドア34の開度SWが100%に近づく。このため、暖房モードでは、室内蒸発器18通過後の空気のほぼ全流量がヒータコア42を通過するように、エアミックスドア34の開度が決定される。 In the next step, the opening SW of the air mix door 34 is calculated in the same manner as in the cooling mode. Here, in the waste heat recovery heating mode, the target blowing temperature TAO is higher than in the cooling mode, so that the opening SW of the air mix door 34 approaches 100%. Therefore, in the heating mode, the opening degree of the air mix door 34 is determined so that substantially the entire flow rate of the air after passing through the indoor evaporator 18 passes through the heater core 42.

次のステップでは、冷凍サイクル装置10を廃熱回収暖房モードの冷媒回路に切り替えるために、除湿用開閉弁15aおよび暖房用開閉弁15bを開き、冷房用開閉弁15dを閉じ、暖房用膨張弁14aおよび冷却用膨張弁14cを絞り状態として、冷房用膨張弁14bを全閉状態とする。さらに、上述のステップで決定された制御状態が得られるように、各制御対象機器に対して制御信号あるいは制御電圧を出力して、最初のステップへ戻る。 In the next step, in order to switch the refrigerating cycle device 10 to the refrigerant circuit in the waste heat recovery heating mode, the dehumidifying on-off valve 15a and the heating on-off valve 15b are opened, the cooling on-off valve 15d is closed, and the heating on-off valve 14a is closed. The cooling expansion valve 14c is set to the throttled state, and the cooling expansion valve 14b is set to the fully closed state. Further, a control signal or a control voltage is output to each controlled device so that the control state determined in the above step can be obtained, and the process returns to the first step.

これにより、廃熱回収暖房モードの冷凍サイクル装置10では、図8の太実線に示すように、圧縮機11から吐出された冷媒が、冷媒熱媒体熱交換器12、第1固定絞り26a、レシーバ25、暖房用膨張弁14a、室外熱交換器16、圧縮機11の吸入口の順に循環するとともに、冷媒熱媒体熱交換器12、第1固定絞り26a、レシーバ25、冷却用膨張弁14c、チラー19、圧縮機11の吸入口の順に循環する。 As a result, in the refrigeration cycle device 10 in the waste heat recovery heating mode, as shown by the thick solid line in FIG. 8, the refrigerant discharged from the compressor 11 is the refrigerant heat medium heat exchanger 12, the first fixed throttle 26a, and the receiver. 25, heating expansion valve 14a, outdoor heat exchanger 16, compressor 11, suction port, refrigerant heat medium heat exchanger 12, first fixed throttle 26a, receiver 25, cooling expansion valve 14c, chiller It circulates in the order of 19 and the suction port of the compressor 11.

つまり、廃熱回収暖房モードの冷凍サイクル装置10では、冷媒熱媒体熱交換器12が圧縮機11から吐出された冷媒を放熱させる放熱部として機能し、暖房用膨張弁14aおよび冷却用膨張弁14cが減圧部として機能し、室外熱交換器16およびチラー19が蒸発部として機能する冷凍サイクルが構成される。 That is, in the refrigerating cycle device 10 in the waste heat recovery heating mode, the refrigerant heat medium heat exchanger 12 functions as a heat radiating unit for dissipating the refrigerant discharged from the compressor 11, and the heating expansion valve 14a and the cooling expansion valve 14c. Functions as a decompression unit, and a refrigeration cycle in which the outdoor heat exchanger 16 and the chiller 19 function as an evaporation unit is configured.

これによれば、室外熱交換器16にて外気から吸熱するとともにチラー19にて低温側熱媒体から吸熱し、冷媒熱媒体熱交換器12にて高温側熱媒体を加熱することができる。従って、廃熱回収暖房モードの車両用空調装置1では、ヒータコア42にて加熱された空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の暖房を行うことができる。 According to this, the outdoor heat exchanger 16 can absorb heat from the outside air, the chiller 19 can absorb heat from the low temperature side heat medium, and the refrigerant heat medium heat exchanger 12 can heat the high temperature side heat medium. Therefore, in the vehicle air conditioner 1 in the waste heat recovery heating mode, the vehicle interior can be heated by blowing out the air heated by the heater core 42 into the vehicle interior.

以上の如く、本実施形態の冷凍サイクル装置10では、各種運転モードを切り替えることができる。これにより、車両用空調装置1では、バッテリ80の温度を適切に調整しつつ、車室内の快適な空調を実現することができる。 As described above, in the refrigerating cycle apparatus 10 of the present embodiment, various operation modes can be switched. As a result, the vehicle air conditioner 1 can realize comfortable air conditioning in the vehicle interior while appropriately adjusting the temperature of the battery 80.

暖房モード時および廃熱回収暖房モード時には、圧縮機11の回転数が上限回転数Nc_limit以下で制御されるので、圧縮機11の吐出冷媒流量が上限流量Gr_limitを上回ることがない。そのため、圧縮機11を極力、上限電力Pe_limitで効率良く運転させることができる。圧縮機11を上限電力Pe_limitで運転させた場合に不足する暖房能力を電気ヒータ43で効率良く補うので、冷凍サイクル装置10および電気ヒータ43を効率良く連携させて暖房することができる。 In the heating mode and the waste heat recovery heating mode, the rotation speed of the compressor 11 is controlled to be equal to or lower than the upper limit rotation speed Nc_limit, so that the discharge refrigerant flow rate of the compressor 11 does not exceed the upper limit flow rate Gr_limit. Therefore, the compressor 11 can be operated efficiently with the upper limit power Pe_limit as much as possible. Since the electric heater 43 efficiently compensates for the insufficient heating capacity when the compressor 11 is operated with the upper limit power Pe_limit, the refrigerating cycle device 10 and the electric heater 43 can be efficiently linked and heated.

さらに、本実施形態の冷凍サイクル装置10では、第1固定絞り26aおよび第2固定絞り26bを備えているので、サイクルの成績係数を向上させることができる。 Further, since the refrigeration cycle apparatus 10 of the present embodiment includes the first fixed throttle 26a and the second fixed throttle 26b, the coefficient of performance of the cycle can be improved.

このことを図9を用いて説明する。図9は、暖房モード時の冷凍サイクル装置10における冷媒の状態を示すモリエル線図である。なお、暖房モードでは、冷媒熱媒体熱交換器12が、冷媒を凝縮させる熱交換部となる。さらに、室外熱交換器16が、冷媒を蒸発させる熱交換部となる。 This will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a Moriel diagram showing the state of the refrigerant in the refrigeration cycle device 10 in the heating mode. In the heating mode, the refrigerant heat medium heat exchanger 12 serves as a heat exchange unit for condensing the refrigerant. Further, the outdoor heat exchanger 16 serves as a heat exchange unit for evaporating the refrigerant.

図9では、第1固定絞り26aを備える本実施形態の冷凍サイクル装置10における冷媒の状態の変化を太実線で示している。さらに、第1固定絞り26aを備えていない比較例の冷凍サイクル装置における冷媒の状態の変化を細破線で示している。 In FIG. 9, the change in the state of the refrigerant in the refrigerating cycle apparatus 10 of the present embodiment provided with the first fixed throttle 26a is shown by a thick solid line. Further, the change in the state of the refrigerant in the refrigeration cycle apparatus of the comparative example not provided with the first fixed throttle 26a is shown by a broken line.

図9では、本実施形態の冷凍サイクル装置10におけるレシーバ25内の冷媒の状態を点Lq1で示している。さらに、図9では、比較例の冷凍サイクル装置におけるレシーバ25内の冷媒の状態を点Lqexで示している。 In FIG. 9, the state of the refrigerant in the receiver 25 in the refrigeration cycle apparatus 10 of the present embodiment is shown by the point Lq1. Further, in FIG. 9, the state of the refrigerant in the receiver 25 in the refrigeration cycle device of the comparative example is shown by a point Lqex.

本実施形態の冷凍サイクル装置10では、第1固定絞り26aを備えているので、レシーバ25内の冷媒の圧力が冷媒を凝縮させる熱交換部における高圧冷媒の圧力よりも低くなる。このため、図9に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置10の点Lq1の冷媒の圧力は、比較例の冷凍サイクル装置の点Lqexの冷媒の圧力よりも低い圧力となる。 Since the refrigerating cycle device 10 of the present embodiment includes the first fixed throttle 26a, the pressure of the refrigerant in the receiver 25 is lower than the pressure of the high-pressure refrigerant in the heat exchange section that condenses the refrigerant. Therefore, as shown in FIG. 9, the pressure of the refrigerant at the point Lq1 of the refrigeration cycle apparatus 10 of the present embodiment is lower than the pressure of the refrigerant at the point Lqex of the refrigeration cycle apparatus of the comparative example.

モリエル線図の飽和液線の傾きに沿って、本実施形態の冷凍サイクル装置10の点Lq1の冷媒のエンタルピは、比較例の冷凍サイクル装置の点Lqexの冷媒のエンタルピよりも低い値となる。このため、本実施形態の冷凍サイクル装置10では、冷媒を凝縮させる熱交換部の出口側の冷媒が過冷却液相冷媒SC1となる。 Along the slope of the saturated liquid line in the Moriel diagram, the enthalpy of the refrigerant at the point Lq1 of the refrigeration cycle apparatus 10 of the present embodiment is lower than the enthalpy of the refrigerant at the point Lqex of the refrigeration cycle apparatus of the comparative example. Therefore, in the refrigerating cycle apparatus 10 of the present embodiment, the refrigerant on the outlet side of the heat exchange unit that condenses the refrigerant is the supercooled liquid phase refrigerant SC1.

従って、本実施形態の冷凍サイクル装置10では、比較例の冷凍サイクル装置10よりも冷媒を蒸発させる熱交換部へ流入する冷媒のエンタルピを低下させることができる。その結果、冷媒を蒸発させる熱交換部における冷媒の吸熱量を増大させて、成績係数を向上させることができる。この効果は、他の運転モードでも得ることができる。すなわち、第1固定絞り26aおよび第2固定絞り26bは、冷媒に過冷却度をもたせる過冷却用減圧部である。 Therefore, in the refrigerating cycle device 10 of the present embodiment, the enthalpy of the refrigerant flowing into the heat exchange unit that evaporates the refrigerant can be lowered as compared with the refrigerating cycle device 10 of the comparative example. As a result, the amount of heat absorbed by the refrigerant in the heat exchange unit that evaporates the refrigerant can be increased, and the coefficient of performance can be improved. This effect can also be obtained in other operating modes. That is, the first fixed throttle 26a and the second fixed throttle 26b are supercooling decompression portions that give the refrigerant a degree of supercooling.

第1固定絞り26aおよび第2固定絞り26bは、冷媒流量に応じて選定される必要がある。すなわち、第1固定絞り26aおよび第2固定絞り26bとしては、冷媒流量が大きいほど大開口の固定絞りが必要とされ、冷媒流量が小さいほど小開口の固定絞りが必要とされる。冷凍サイクル装置10の冷媒流量の変化の幅が大きい場合、第1固定絞り26aおよび第2固定絞り26bとして適切な固定絞りを選定することが困難となる。 The first fixed throttle 26a and the second fixed throttle 26b need to be selected according to the flow rate of the refrigerant. That is, as the first fixed throttle 26a and the second fixed throttle 26b, a fixed throttle having a large opening is required as the refrigerant flow rate is large, and a fixed throttle having a small opening is required as the refrigerant flow rate is small. When the range of change in the refrigerant flow rate of the refrigeration cycle device 10 is large, it becomes difficult to select an appropriate fixed throttle as the first fixed throttle 26a and the second fixed throttle 26b.

その点、本実施形態では、圧縮機11の吐出冷媒流量が上限流量Gr_limit以下に制限されるので、冷凍サイクル装置10の冷媒流量の変化の幅が比較的小さくなる。その結果、第1固定絞り26aおよび第2固定絞り26bとして適切な固定絞りを選定することが容易となる。 In that respect, in the present embodiment, since the discharge refrigerant flow rate of the compressor 11 is limited to the upper limit flow rate Gr_limit or less, the range of change in the refrigerant flow rate of the refrigeration cycle device 10 is relatively small. As a result, it becomes easy to select an appropriate fixed diaphragm as the first fixed diaphragm 26a and the second fixed diaphragm 26b.

本実施形態では、制御装置60は、暖房モードおよび廃熱回収暖房モードでは、圧縮機11の消費電力が上限電力Pe_limit以下となるように圧縮機11を制御する。これによると、冷媒熱媒体熱交換器12の放熱効率を電気ヒータ43での加熱効率以上にできるので、暖房効率を極力最大化できる。 In the present embodiment, the control device 60 controls the compressor 11 so that the power consumption of the compressor 11 is equal to or less than the upper limit power Pe_limit in the heating mode and the waste heat recovery heating mode. According to this, since the heat dissipation efficiency of the refrigerant heat medium heat exchanger 12 can be made higher than the heating efficiency of the electric heater 43, the heating efficiency can be maximized as much as possible.

本実施形態では、制御装置60は、暖房モードおよび廃熱回収暖房モードでは、圧縮機11が吐出する冷媒の流量が上限流量Gr_limit以下となるように圧縮機11を制御することによって、圧縮機11の消費電力を上限電力Pe_limit以下とする。これにより、圧縮機11の消費電力を確実に上限電力Pe_limit以下にできる。 In the present embodiment, the control device 60 controls the compressor 11 so that the flow rate of the refrigerant discharged by the compressor 11 is equal to or less than the upper limit flow rate Gr_limit in the heating mode and the waste heat recovery heating mode. The power consumption of is set to be equal to or less than the upper limit power Pe_limit. As a result, the power consumption of the compressor 11 can be surely reduced to the upper limit power Pe_limit or less.

本実施形態では、制御装置60は、廃熱回収暖房モードでは、暖房モードよりも上限流量Gr_limitを大きくする。これによると、暖房モードのみならず廃熱回収暖房モードにおいても圧縮機11の消費電力を適切に上限電力Pe_limit以下にできる。 In the present embodiment, the control device 60 increases the upper limit flow rate Gr_limit in the waste heat recovery heating mode as compared with the heating mode. According to this, the power consumption of the compressor 11 can be appropriately reduced to the upper limit power Pe_limit or less not only in the heating mode but also in the waste heat recovery heating mode.

本実施形態では、制御装置60は、廃熱回収暖房モードにおいて暖房モードよりも上限流量Gr_limitを大きくする量ΔGr_limitを、チラー19での廃熱回収量Qwが大きいほど大きくする。これによると、廃熱回収暖房モードにおいて圧縮機11の消費電力を一層適切に上限電力Pe_limit以下にできる。 In the present embodiment, the control device 60 increases the amount ΔGr_limit that increases the upper limit flow rate Gr_limit in the waste heat recovery heating mode as compared with the heating mode, as the waste heat recovery amount Qw in the chiller 19 increases. According to this, the power consumption of the compressor 11 can be more appropriately reduced to the upper limit power Pe_limit or less in the waste heat recovery heating mode.

本実施形態では、制御装置60は、圧縮機11の回転数が上限回転数Nc_limit以下となるように圧縮機11を制御することによって、圧縮機11が吐出する冷媒の流量を上限流量Gr_limit以下とし、上限回転数Nc_limitを、圧縮機11が吸入する冷媒の圧力に基づいて決定する。これによると、圧縮機11が吐出する冷媒の流量を簡易な手法で上限流量Gr_limit以下にできる。 In the present embodiment, the control device 60 controls the compressor 11 so that the rotation speed of the compressor 11 is equal to or less than the upper limit rotation speed Nc_limit, so that the flow rate of the refrigerant discharged by the compressor 11 is set to the upper limit flow rate Gr_limit or less. The upper limit rotation rate Nc_limit is determined based on the pressure of the refrigerant sucked by the compressor 11. According to this, the flow rate of the refrigerant discharged by the compressor 11 can be set to the upper limit flow rate Gr_limit or less by a simple method.

本実施形態では、制御装置60は、廃熱回収暖房モードでは、圧縮機11が吸入する冷媒の圧力Psを、外気の温度Tamとチラー19での廃熱回収量Qwとに基づいて算出する。これにより、圧縮機11が吸入する冷媒の圧力Ps(すなわち、冷凍サイクルの低圧圧力)を圧力センサを用いることなく取得できる。 In the present embodiment, in the waste heat recovery heating mode, the control device 60 calculates the pressure Ps of the refrigerant sucked by the compressor 11 based on the temperature Tam of the outside air and the waste heat recovery amount Qw in the chiller 19. As a result, the pressure Ps of the refrigerant sucked by the compressor 11 (that is, the low pressure in the refrigeration cycle) can be obtained without using the pressure sensor.

本実施形態では、制御装置60は、チラー19における低温側熱媒体の温度TWLと冷媒の飽和温度Tsとの差に基づいて、チラー19での廃熱回収量Qwを算出する。これにより、チラー19での廃熱回収量Qwを簡便に取得できる。 In the present embodiment, the control device 60 calculates the waste heat recovery amount Qw in the chiller 19 based on the difference between the temperature TWL of the low temperature side heat medium in the chiller 19 and the saturation temperature Ts of the refrigerant. Thereby, the waste heat recovery amount Qw in the chiller 19 can be easily obtained.

本実施形態では、暖房モードおよび廃熱回収暖房モードにおける冷媒熱媒体熱交換器12の冷媒流れ下流側かつレシーバ25の冷媒流れ上流側に第1固定絞り26aが配置されており、第1固定絞り26aは、冷媒を減圧させて冷媒に過冷却度をもたせる。これによると、冷媒に過冷却度をもたせることによってサイクル成績係数を向上できる。固定絞りを用いて冷媒を減圧させるので、簡素な構成で冷媒に過冷却度をもたせることができる。 In the present embodiment, the first fixed throttle 26a is arranged on the downstream side of the refrigerant flow of the refrigerant heat medium heat exchanger 12 and the upstream side of the refrigerant flow of the receiver 25 in the heating mode and the waste heat recovery heating mode, and the first fixed throttle 26a is arranged. In 26a, the pressure of the refrigerant is reduced to give the refrigerant a degree of supercooling. According to this, the cycle coefficient of performance can be improved by giving the refrigerant a degree of supercooling. Since the refrigerant is depressurized using a fixed throttle, the refrigerant can be supercooled with a simple configuration.

(第2実施形態)
上述の第1実施形態では、暖房モード時および廃熱回収暖房モード時に圧縮機11の回転数が上限回転数Nc_limit以下に制限されることによって圧縮機11の吐出冷媒流量が上限流量Gr_limit以下に制限される。これに対して、本実施形態では、暖房モード時および廃熱回収暖房モード時に冷媒熱媒体熱交換器12による加熱温度(換言すれば、ヒートポンプ加熱温度)が上限温度TAO_HP以下に制限されることによって圧縮機11の吐出冷媒流量が上限流量Gr_limit以下に制限される。
(Second Embodiment)
In the first embodiment described above, the discharge refrigerant flow rate of the compressor 11 is limited to the upper limit flow rate Gr_limit or less by limiting the rotation speed of the compressor 11 to the upper limit rotation speed Nc_limit or less in the heating mode and the waste heat recovery heating mode. Will be done. On the other hand, in the present embodiment, the heating temperature (in other words, the heat pump heating temperature) by the refrigerant heat medium heat exchanger 12 is limited to the upper limit temperature TAO_HP or less in the heating mode and the waste heat recovery heating mode. The discharge refrigerant flow rate of the compressor 11 is limited to the upper limit flow rate Gr_limit or less.

本実施形態では、上述の第1実施形態と同様に目標吹出温度TAOが算出される。暖房モードおよび廃熱回収暖房モードでは、上限温度TAO_HPが、冷凍サイクルの低圧圧力Psに基づいて、図10に示すマップを用いて算出される。上限温度TAO_HPは、圧縮機11からの吐出冷媒流量が上限流量Gr_limitとなるような冷媒熱媒体熱交換器12による加熱温度(換言すれば、圧縮機11から吐出された冷媒の温度T1)の値である。 In the present embodiment, the target blowout temperature TAO is calculated in the same manner as in the first embodiment described above. In the heating mode and the waste heat recovery heating mode, the upper limit temperature TAO_HP is calculated using the map shown in FIG. 10 based on the low pressure Ps of the refrigeration cycle. The upper limit temperature TAO_HP is a value of the heating temperature (in other words, the temperature T1 of the refrigerant discharged from the compressor 11) by the refrigerant heat medium heat exchanger 12 such that the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor 11 becomes the upper limit flow rate Gr_limit. Is.

圧縮機11から吐出された冷媒の温度T1と吐出冷媒流量Grは、図11のグラフに示す関係を有している。上限温度TAO_HPは、吐出冷媒流量Grが一定の時、冷凍サイクルの低圧圧力Psが低いほど小さな値となる。したがって、上限温度TAO_HPを冷凍サイクルの低圧圧力Psに基づいて算出できる。 The temperature T1 of the refrigerant discharged from the compressor 11 and the discharged refrigerant flow rate Gr have the relationship shown in the graph of FIG. The upper limit temperature TAO_HP becomes a smaller value as the low pressure pressure Ps in the refrigeration cycle becomes lower when the discharge refrigerant flow rate Gr is constant. Therefore, the upper limit temperature TAO_HP can be calculated based on the low pressure pressure Ps of the refrigeration cycle.

上限温度TAO_HPが目標吹出温度TAOよりも小さい場合、圧縮機11の回転数は、上限温度TAO_HPと吐出冷媒温度T1との偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、吐出冷媒温度T1が上限温度TAO_HPに近づくように決定される。 When the upper limit temperature TAO_HP is smaller than the target blowout temperature TAO, the rotation speed of the compressor 11 is such that the discharge refrigerant temperature T1 becomes the upper limit temperature TAO_HP by the feedback control method based on the deviation between the upper limit temperature TAO_HP and the discharge refrigerant temperature T1. Determined to approach.

上限温度TAO_HPが目標吹出温度TAOよりも小さい場合、電気ヒータ43を作動させる。 When the upper limit temperature TAO_HP is smaller than the target blowout temperature TAO, the electric heater 43 is operated.

電気ヒータ43の出力は、目標吹出温度TAOと空調風温度センサ68が検出した空気温度TAVとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、空気温度TAVが目標吹出温度TAOに近づくように決定される。 The output of the electric heater 43 is determined so that the air temperature TAV approaches the target air temperature TAO by the feedback control method based on the deviation between the target air temperature TAO and the air temperature TAV detected by the air conditioning air temperature sensor 68. ..

本実施形態においても、上述の第1実施形態と同様に、暖房モード時および廃熱回収暖房モード時には、圧縮機11の吐出冷媒流量が上限流量Gr_limitを上回ることがないので冷凍サイクル装置10を極力、上限電力Pe_limitで効率良く運転させることができる。そして、冷凍サイクル装置10を上限電力Pe_limitで運転させた場合に不足する暖房能力を電気ヒータ43で効率良く補うので、冷凍サイクル装置10および電気ヒータ43を効率良く連携させて暖房することができる。 Also in this embodiment, as in the first embodiment described above, in the heating mode and the waste heat recovery heating mode, the flow rate of the discharged refrigerant of the compressor 11 does not exceed the upper limit flow rate Gr_limit, so that the refrigeration cycle device 10 is used as much as possible. , It can be operated efficiently with the upper limit power Pe_limit. Then, since the electric heater 43 efficiently compensates for the insufficient heating capacity when the refrigerating cycle device 10 is operated with the upper limit power Pe_limit, the refrigerating cycle device 10 and the electric heater 43 can be efficiently linked and heated.

本実施形態では、制御装置60は、冷媒熱媒体熱交換器12で加熱された空気の温度が上限温度TAO_HP以下となるように圧縮機11を制御することによって、圧縮機11が吐出する冷媒の流量を上限流量Gr_limit以下とし、上限温度TAO_HPを、圧縮機11が吸入する冷媒の圧力P3に基づいて決定する。 In the present embodiment, the control device 60 controls the compressor 11 so that the temperature of the air heated by the refrigerant heat medium heat exchanger 12 is equal to or lower than the upper limit temperature TAO_HP, so that the refrigerant discharged by the compressor 11 is discharged. The flow rate is set to the upper limit flow rate Gr_limit or less, and the upper limit temperature TAO_HP is determined based on the pressure P3 of the refrigerant sucked by the compressor 11.

これによると、圧縮機11が吐出する冷媒の流量を簡易な手法で上限流量Gr_limit以下にできる。 According to this, the flow rate of the refrigerant discharged by the compressor 11 can be set to the upper limit flow rate Gr_limit or less by a simple method.

(第3実施形態)
上述の第1実施形態では、暖房モード時および廃熱回収暖房モード時に圧縮機11の回転数が上限回転数Nc_limit以下に制限されることによって圧縮機11の吐出冷媒流量が上限流量Gr_limit以下に制限される。これに対して、本実施形態では、暖房モード時および廃熱回収暖房モード時に圧縮機11の消費電力が上限電力Pe_limit以下に制限されることによって圧縮機11の吐出冷媒流量が上限流量Gr_limit以下に制限される。
(Third Embodiment)
In the first embodiment described above, the discharge refrigerant flow rate of the compressor 11 is limited to the upper limit flow rate Gr_limit or less by limiting the rotation speed of the compressor 11 to the upper limit rotation speed Nc_limit or less in the heating mode and the waste heat recovery heating mode. Will be done. On the other hand, in the present embodiment, the power consumption of the compressor 11 is limited to the upper limit power Pe_limit or less in the heating mode and the waste heat recovery heating mode, so that the discharge refrigerant flow rate of the compressor 11 becomes the upper limit flow Gr_limit or less. Be restricted.

本実施形態では、上述の第1実施形態と同様に、圧縮機11の回転数の増減量ΔIVOが、目標吹出温度TAOと空調風温度センサ68が検出した空気温度TAVとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、空気温度TAVが目標吹出温度TAOに近づくように決定される。 In the present embodiment, as in the first embodiment described above, the increase / decrease amount ΔIVO of the number of revolutions of the compressor 11 is based on the deviation between the target blowing temperature TAO and the air temperature TAV detected by the air conditioning air temperature sensor 68. The feedback control method determines that the air temperature TAV approaches the target outlet temperature TAO.

暖房モードおよび廃熱回収暖房モードでは、上限電力Pe_limitが、冷凍サイクルの低圧圧力Psに基づいて、図12に示すマップを用いて算出される。上限電力Pe_limitは、圧縮機11からの吐出冷媒流量が上限流量Gr_limitとなるような圧縮機11の消費電力の値である。 In the heating mode and the waste heat recovery heating mode, the upper limit power Pe_limit is calculated using the map shown in FIG. 12 based on the low pressure Ps of the refrigeration cycle. The upper limit power Pe_limit is a value of the power consumption of the compressor 11 such that the flow rate of the discharged refrigerant from the compressor 11 becomes the upper limit flow rate Gr_limit.

圧縮機11の消費電力Pe_compと吐出冷媒流量Grは、図13のグラフに示す関係を有している。図13のグラフは、冷凍0サイクルの低圧圧力Psが特定の値であるときの一例を示しているが、冷凍サイクルの低圧圧力Psの値にかかわらず圧縮機11の消費電力Pe_compと吐出冷媒流量Grとの関係は、概ね図13のグラフに示すような傾向となる。したがって、図12に示すように、上限電力Pe_limitは、冷凍サイクルの低圧圧力Psに対して概ね一定の値となる。 The power consumption Pe_comp of the compressor 11 and the discharged refrigerant flow rate Gr have the relationship shown in the graph of FIG. The graph of FIG. 13 shows an example when the low pressure pressure Ps of the refrigeration 0 cycle is a specific value, but the power consumption Pe_comp and the discharge refrigerant flow rate of the compressor 11 regardless of the value of the low pressure pressure Ps of the refrigeration cycle. The relationship with Gr generally tends to be as shown in the graph of FIG. Therefore, as shown in FIG. 12, the upper limit power Pe_limit becomes a substantially constant value with respect to the low pressure pressure Ps of the refrigeration cycle.

暖房モードおよび廃熱回収暖房モードにおいて、圧縮機11の消費電力が上限電力Pe_limit以上となる場合、圧縮機11の消費電力が上限電力Pe_limitとなるように圧縮機11が制御される。すなわち、圧縮機11の回転数は上限回転数Nc_limit以下で制御される。 In the heating mode and the waste heat recovery heating mode, when the power consumption of the compressor 11 becomes the upper limit power Pe_limit or more, the compressor 11 is controlled so that the power consumption of the compressor 11 becomes the upper limit power Pe_limit. That is, the rotation speed of the compressor 11 is controlled to be equal to or less than the upper limit rotation speed Nc_limit.

例えば、圧縮機11の消費電力は、圧縮機11における電圧値および電流値に基づいて取得できる。 For example, the power consumption of the compressor 11 can be acquired based on the voltage value and the current value in the compressor 11.

電気ヒータ43の出力は、目標吹出温度TAOと空調風温度センサ68が検出した空気温度TAVとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、空気温度TAVが目標吹出温度TAOに近づくように決定される。 The output of the electric heater 43 is determined so that the air temperature TAV approaches the target air temperature TAO by the feedback control method based on the deviation between the target air temperature TAO and the air temperature TAV detected by the air conditioning air temperature sensor 68. ..

本実施形態においても、上述の第1実施形態と同様に、暖房モード時および廃熱回収暖房モード時には、圧縮機11の吐出冷媒流量が上限流量Gr_limitを上回ることがないので冷凍サイクル装置10を極力、上限電力Pe_limitで効率良く運転させることができる。そして、冷凍サイクル装置10を上限電力Pe_limitで運転させた場合に不足する暖房能力を電気ヒータ43で効率良く補うので、冷凍サイクル装置10および電気ヒータ43を効率良く連携させて暖房することができる。 Also in this embodiment, as in the first embodiment described above, in the heating mode and the waste heat recovery heating mode, the flow rate of the discharged refrigerant of the compressor 11 does not exceed the upper limit flow rate Gr_limit, so that the refrigeration cycle device 10 is used as much as possible. , It can be operated efficiently with the upper limit power Pe_limit. Then, since the electric heater 43 efficiently compensates for the insufficient heating capacity when the refrigerating cycle device 10 is operated with the upper limit power Pe_limit, the refrigerating cycle device 10 and the electric heater 43 can be efficiently linked and heated.

(第4実施形態)
上述の実施形態では、冷凍サイクル装置10が冷媒熱媒体熱交換器12を備え、室内空調ユニット30がヒータコア42を備えているが、本実施形態では、図14に示すように、冷媒熱媒体熱交換器12およびヒータコア42の代わりに室内凝縮器27を備えている。
(Fourth Embodiment)
In the above-described embodiment, the refrigerating cycle device 10 includes the refrigerant heat medium heat exchanger 12 and the indoor air conditioning unit 30 includes the heater core 42. However, in the present embodiment, as shown in FIG. 14, the refrigerant heat medium heat is provided. An indoor condenser 27 is provided in place of the exchanger 12 and the heater core 42.

室内凝縮器27は、圧縮機11から吐出された高圧冷媒と、室内蒸発器18を通過した空気とを熱交換させて、空気を加熱する熱交換器である。 The indoor condenser 27 is a heat exchanger that heats the air by exchanging heat between the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 11 and the air that has passed through the indoor evaporator 18.

本実施形態においても、上述の第1実施形態と同様に、冷房モード、暖房モードおよび廃熱回収暖房モードでの運転を行うことができる。したがって、本実施形態においても、上述の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。 Also in this embodiment, the operation in the cooling mode, the heating mode, and the waste heat recovery heating mode can be performed as in the first embodiment described above. Therefore, also in this embodiment, the same action and effect as those in the above-described embodiment can be obtained.

(第5実施形態)
上述の実施形態では、廃熱回収暖房モード時に室外熱交換器16とチラー19とに冷媒が並列に流れるが、本実施形態では、廃熱回収暖房モード時に室外熱交換器16とチラー19とに冷媒が直列に流れる。
(Fifth Embodiment)
In the above embodiment, the refrigerant flows in parallel to the outdoor heat exchanger 16 and the chiller 19 in the waste heat recovery heating mode, but in the present embodiment, the outdoor heat exchanger 16 and the chiller 19 flow in the waste heat recovery heating mode. The refrigerant flows in series.

具体的には、図15に示すように、冷却用膨張弁14cおよびチラー19が、暖房用通路22bに配置されている。 Specifically, as shown in FIG. 15, the cooling expansion valve 14c and the chiller 19 are arranged in the heating passage 22b.

本実施形態では、暖房モード時に冷却用膨張弁14cを全開状態にする。これにより、暖房モード時に冷却用膨張弁14cおよびチラー19に冷媒が流れることとなるが、チラー19で熱交換が殆ど行われなくなる。 In the present embodiment, the cooling expansion valve 14c is fully opened in the heating mode. As a result, the refrigerant flows through the cooling expansion valve 14c and the chiller 19 in the heating mode, but heat exchange is hardly performed in the chiller 19.

本実施形態においても、上述の実施形態と同様に、冷房モード、暖房モードおよび廃熱回収暖房モードでの運転を行うことができる。したがって、本実施形態においても、上述の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。 Also in this embodiment, the operation in the cooling mode, the heating mode, and the waste heat recovery heating mode can be performed in the same manner as in the above-described embodiment. Therefore, also in this embodiment, the same action and effect as those in the above-described embodiment can be obtained.

(他の実施形態)
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。また、上記各実施形態に開示された手段は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified as follows without departing from the spirit of the present invention. In addition, the means disclosed in each of the above embodiments may be appropriately combined to the extent feasible.

(a)上述の実施形態では、複数の運転モードに切り替え可能な冷凍サイクル装置10について説明したが、冷凍サイクル装置10の運転モードの切り替えはこれに限定されない。少なくとも暖房モードまたは廃熱回収暖房モードを実行可能であればよい。 (A) In the above-described embodiment, the refrigeration cycle device 10 capable of switching to a plurality of operation modes has been described, but the switching of the operation mode of the refrigeration cycle device 10 is not limited to this. It suffices if at least the heating mode or the waste heat recovery heating mode can be executed.

(b)冷凍サイクル装置の構成機器は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。上述した効果を発揮できるように、複数のサイクル構成機器を一体化等を行ってもよい。例えば、第2三方継手13bと第5三方継手13eとを一体化させた四方継手構造のものを採用してもよい。また、冷房用膨張弁14bおよび冷却用膨張弁14cとして、全閉機能を有しない電気式膨張弁と開閉弁とを直接的に接続したものを採用してもよい。 (B) The components of the refrigeration cycle apparatus are not limited to those disclosed in the above-described embodiment. A plurality of cycle components may be integrated so that the above-mentioned effects can be exhibited. For example, a four-way joint structure in which the second three-way joint 13b and the fifth three-way joint 13e are integrated may be adopted. Further, as the cooling expansion valve 14b and the cooling expansion valve 14c, those in which the electric expansion valve having no fully closed function and the on-off valve are directly connected may be adopted.

また、上述の実施形態では、冷媒としてR1234yfを採用した例を説明したが、冷媒はこれに限定されない。例えば、R134a、R600a、R410A、R404A、R32、R407C、等を採用してもよい。または、これらの冷媒のうち複数種を混合させた混合冷媒等を採用してもよい。さらに、冷媒として二酸化炭素を採用して、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルを構成してもよい。 Further, in the above-described embodiment, an example in which R1234yf is adopted as the refrigerant has been described, but the refrigerant is not limited to this. For example, R134a, R600a, R410A, R404A, R32, R407C, etc. may be adopted. Alternatively, a mixed refrigerant or the like in which a plurality of types of these refrigerants are mixed may be adopted. Further, carbon dioxide may be adopted as the refrigerant to form a supercritical refrigeration cycle in which the pressure of the refrigerant on the high pressure side is equal to or higher than the critical pressure of the refrigerant.

(c)加熱部の構成は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。例えば、ハイブリッド車両のように内燃機関(エンジン)を備える車両では、高温側熱媒体回路40にエンジン冷却水を循環させるようにしてもよい。 (C) The configuration of the heating unit is not limited to that disclosed in the above-described embodiment. For example, in a vehicle equipped with an internal combustion engine (engine) such as a hybrid vehicle, engine cooling water may be circulated in the high temperature side heat medium circuit 40.

(d)電池冷却部の構成は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。例えば、電池冷却部として、第1実施形態で説明した低温側熱媒体回路50のチラー19を凝縮部とし、冷却用熱交換部52を蒸発部として機能させるサーモサイフォンを採用してもよい。これによれば、低温側熱媒体ポンプ51を廃止することができる。 (D) The configuration of the battery cooling unit is not limited to that disclosed in the above-described embodiment. For example, as the battery cooling unit, a thermosiphon may be adopted in which the chiller 19 of the low temperature side heat medium circuit 50 described in the first embodiment is used as a condensing unit and the cooling heat exchange unit 52 functions as an evaporating unit. According to this, the low temperature side heat medium pump 51 can be abolished.

サーモサイフォンは、冷媒を蒸発させる蒸発部と冷媒を凝縮させる凝縮部とを有し、蒸発部と凝縮部とを閉ループ状に(すなわち、環状に)接続することによって構成されている。そして、蒸発部における冷媒の温度と凝縮部における冷媒の温度との温度差によって回路内の冷媒に比重差を生じさせ、重力の作用によって冷媒を自然循環させて、冷媒とともに熱を輸送する熱輸送回路である。 The thermosiphon has an evaporating part for evaporating the refrigerant and a condensing part for condensing the refrigerant, and is configured by connecting the evaporating part and the condensing part in a closed loop shape (that is, in a ring shape). Then, the temperature difference between the temperature of the refrigerant in the evaporating part and the temperature of the refrigerant in the condensing part causes a difference in specific gravity in the refrigerant in the circuit, and the action of gravity naturally circulates the refrigerant to transport heat together with the refrigerant. It is a circuit.

また、上述の実施形態では、電池冷却部にて冷却される冷却対象物がバッテリ80である例を説明したが、冷却対象物はこれに限定されない。直流電流と交流電流とを変換するインバータ、バッテリ80に電力を充電する充電器、電力を供給されることによって走行用の駆動力を出力するとともに、減速時等には回生電力を発生させるモータジェネレータのように作動時に発熱を伴う電気機器であってもよい。 Further, in the above-described embodiment, the example in which the cooling target to be cooled by the battery cooling unit is the battery 80 has been described, but the cooling target is not limited to this. An inverter that converts direct current and alternating current, a charger that charges the battery 80 with electric power, and a motor generator that outputs driving force for driving by supplying electric power and generates regenerative electric power during deceleration. It may be an electric device that generates heat during operation.

(e)上述の第1実施形態では、暖房モードおよび廃熱回収暖房モード時に、目標吹出温度TAOと空気温度TAVとの偏差に基づいて圧縮機11の回転数が決定されるが、目標吹出温度TAOと第1冷媒温度センサ64aが検出した冷媒の温度T1(すなわち、圧縮機11から吐出された冷媒の温度)との偏差に基づいて圧縮機11の回転数が決定されてもよい。 (E) In the above-mentioned first embodiment, the number of revolutions of the compressor 11 is determined based on the deviation between the target outlet temperature TAO and the air temperature TAV in the heating mode and the waste heat recovery heating mode, but the target outlet temperature is determined. The rotation speed of the compressor 11 may be determined based on the deviation between the TAO and the temperature T1 of the refrigerant detected by the first refrigerant temperature sensor 64a (that is, the temperature of the refrigerant discharged from the compressor 11).

(f)上述の第2実施形態では、暖房モードおよび廃熱回収暖房モード時に上限温度TAO_HPが目標吹出温度TAOよりも小さい場合、上限温度TAO_HPと吐出冷媒温度T1(第1冷媒温度センサ64aが検出した冷媒の温度T1)との偏差に基づいて圧縮機11の回転数が決定される。 (F) In the above-mentioned second embodiment, when the upper limit temperature TAO_HP is smaller than the target outlet temperature TAO in the heating mode and the waste heat recovery heating mode, the upper limit temperature TAO_HP and the discharge refrigerant temperature T1 (detected by the first refrigerant temperature sensor 64a). The rotation speed of the compressor 11 is determined based on the deviation from the temperature T1) of the refrigerant.

これに対して、上限温度TAO_HPと高温側熱媒体温度センサ66aが検出した高温側熱媒体温度TWH(すなわち、ヒータコア42で加熱された空気の温度)との偏差に基づいて圧縮機11の回転数が決定されてもよい。上限温度TAO_HPとヒータコア42で加熱された空気の温度との偏差に基づいて圧縮機11の回転数が決定されてもよい。 On the other hand, the rotation speed of the compressor 11 is based on the deviation between the upper limit temperature TAO_HP and the high temperature side heat medium temperature TWH (that is, the temperature of the air heated by the heater core 42) detected by the high temperature side heat medium temperature sensor 66a. May be determined. The rotation speed of the compressor 11 may be determined based on the deviation between the upper limit temperature TAO_HP and the temperature of the air heated by the heater core 42.

(g)上述の各実施形態では、冷凍サイクル装置10は、凝縮した冷媒に過冷却度をもたせる過冷却度生成部として第1固定絞り26aおよび第2固定絞り26bを備えるが、過冷却度生成部として、第1固定絞り26aおよび第2固定絞り26bの代わりに、絞り開度を変化させることが可能な可変絞りが配置されていてもよい。 (G) In each of the above-described embodiments, the refrigerating cycle apparatus 10 includes a first fixed throttle 26a and a second fixed throttle 26b as a supercooling degree generating unit for giving a supercooling degree to the condensed refrigerant, but the supercooling degree generation. As a unit, instead of the first fixed diaphragm 26a and the second fixed diaphragm 26b, a variable diaphragm capable of changing the diaphragm opening degree may be arranged.

この構成では、制御装置60が、可変絞りの冷媒流れ下流側かつレシーバ25の冷媒流れ上流側における冷媒の温度に基づいて可変絞りの絞り開度を制御することによって、冷媒に適切な過冷却度をもたせてサイクル成績係数を確実に向上できる。 In this configuration, the control device 60 controls the throttle opening of the variable throttle based on the temperature of the refrigerant on the downstream side of the refrigerant flow of the variable throttle and on the upstream side of the refrigerant flow of the receiver 25, whereby the degree of supercooling appropriate for the refrigerant is controlled. It is possible to surely improve the cycle coefficient of performance.

(h)上述の各実施形態では、圧縮機11が電動圧縮機であるが、圧縮機11がエンジンの動力で駆動される圧縮機であってもよい。 (H) In each of the above-described embodiments, the compressor 11 is an electric compressor, but the compressor 11 may be a compressor driven by the power of an engine.

上述の各実施形態では、空気を補助的に加熱する補助加熱部が電気ヒータ43であるが、補助加熱部が、エンジンの廃熱を熱源とするヒータコアであってもよい。 In each of the above-described embodiments, the auxiliary heating unit for auxiliary heating the air is the electric heater 43, but the auxiliary heating unit may be a heater core using the waste heat of the engine as a heat source.

このように圧縮機11の動力源や補助加熱部の熱源が電力以外である場合、上限流量Gr_limitは、圧縮機11の単位時間当たりの消費エネルギーが上限値であるときの圧縮機11の吐出冷媒流量である。上限値は、圧縮機11の単位時間当たりの消費エネルギーに対する暖房能力の変化割合と電気ヒータ43の単位時間当たりの消費エネルギーに対する暖房能力の変化割合との大小関係が逆転するときの単位時間当たりの消費エネルギーの値である。 When the power source of the compressor 11 and the heat source of the auxiliary heating unit are other than electric power, the upper limit flow rate Gr_limit is the discharge refrigerant of the compressor 11 when the energy consumption per unit time of the compressor 11 is the upper limit value. The flow rate. The upper limit is the per-unit time when the magnitude relationship between the rate of change in the heating capacity with respect to the energy consumption of the compressor 11 per unit time and the rate of change in the heating capacity with respect to the energy consumption of the electric heater 43 is reversed. It is the value of energy consumption.

補助加熱部としての電気ヒータは、乗員が着座する座席の表面を加熱するシートヒータであってもよい。補助加熱部は、乗員を加熱する輻射式電気ヒータであってもよい。すなわち、補助加熱部は、空気または空調対象空間内の人体を、冷媒とは異なる熱源を利用して熱伝導または輻射によって加熱する加熱部である。 The electric heater as the auxiliary heating unit may be a seat heater that heats the surface of the seat on which the occupant sits. The auxiliary heating unit may be a radiant electric heater that heats the occupant. That is, the auxiliary heating unit is a heating unit that heats the human body in the air or the air-conditioned space by heat conduction or radiation using a heat source different from the refrigerant.

(i)上述の各実施形態では、本発明に係る冷凍サイクル装置10を車両用空調装置1に適用したが、冷凍サイクル装置10の適用はこれに限定されない。例えば、据置型バッテリの温度を適切に調整しつつ、室内の空調を行うバッテリ冷却機能付きの空調装置等に適用してもよい。 (I) In each of the above-described embodiments, the refrigeration cycle device 10 according to the present invention is applied to the vehicle air conditioner 1, but the application of the refrigeration cycle device 10 is not limited to this. For example, it may be applied to an air conditioner having a battery cooling function that air-conditions a room while appropriately adjusting the temperature of a stationary battery.

11 圧縮機
12 冷媒熱媒体熱交換器(放熱部)
14a 暖房用膨張弁(減圧部)
14c 冷却用膨張弁(減圧部)
16 室外熱交換器(蒸発部、第1蒸発部)
18 室内蒸発器(第1蒸発部)
19 チラー(第2蒸発部)
40 高温側熱媒体回路(放熱部)
42 ヒータコア(放熱部)
43 電気ヒータ(加熱部)
60 制御装置(制御部)
11 Compressor 12 Refrigerant heat medium heat exchanger (heat dissipation part)
14a Expansion valve for heating (pressure reducing part)
14c Cooling expansion valve (pressure reducing part)
16 Outdoor heat exchanger (evaporation part, first evaporation part)
18 Indoor evaporator (1st evaporator)
19 Chiller (2nd evaporation part)
40 High temperature side heat medium circuit (heat dissipation part)
42 Heater core (heat dissipation part)
43 Electric heater (heating part)
60 Control device (control unit)

Claims (15)

冷媒を吸入して圧縮し吐出する圧縮機(11)と、
前記圧縮機から吐出された前記冷媒を空調対象空間に送風される空気に放熱させる放熱部(12、40、42、27)と、
前記放熱部で放熱された前記冷媒を減圧させる減圧部(14a、14c)と、
前記減圧部で減圧された前記冷媒に吸熱させて前記冷媒を蒸発させる蒸発部(16)と、
前記空気または前記空調対象空間内の人体を、前記冷媒とは異なる熱源を利用して加熱する加熱部(43)と、
前記圧縮機を制御する制御部(60)とを備え、
前記圧縮機の単位時間当たりの消費エネルギーに対する前記放熱部での放熱能力の変化の割合である第1変化割合と、前記加熱部の単位時間当たりの消費エネルギーに対する前記加熱部での加熱能力の変化の割合である第2変化割合とを同一の単位時間当たりの消費エネルギーで比較したとき、前記第1変化割合は、単位時間当たりの消費エネルギーが上限値(Pe_limit)を下回っているとき前記第2変化割合を上回り、単位時間当たりの消費エネルギーが前記上限値を上回っているとき前記第2変化割合を下回るという特性を有しており、
前記制御部は、前記圧縮機の単位時間当たりの消費エネルギーが前記上限値以下となるように前記圧縮機を制御する冷凍サイクル装置。
A compressor (11) that sucks in the refrigerant, compresses it, and discharges it.
A heat radiating unit (12, 40, 42, 27) that dissipates the refrigerant discharged from the compressor to the air blown into the air-conditioned space, and
The decompression unit (14a, 14c) that decompresses the refrigerant dissipated by the heat dissipation unit, and the decompression unit.
The evaporating unit (16), which evaporates the refrigerant by absorbing heat from the refrigerant decompressed by the depressurizing unit,
A heating unit (43) that heats the air or the human body in the air-conditioned space by using a heat source different from that of the refrigerant.
A control unit (60) for controlling the compressor is provided.
The first change rate, which is the ratio of the change in the heat dissipation capacity in the heat dissipation unit to the energy consumption per unit time of the compressor, and the change in the heating capacity in the heating unit with respect to the energy consumption per unit time of the heating unit. When the second change rate, which is the rate of, is compared with the energy consumption per unit time, the first change rate is the second change rate when the energy consumption per unit time is below the upper limit (Pe_limit). It has the characteristic that it exceeds the rate of change and falls below the second rate of change when the energy consumption per unit time exceeds the upper limit.
The control unit is a refrigeration cycle device that controls the compressor so that the energy consumption per unit time of the compressor is equal to or less than the upper limit value.
前記制御部は、前記圧縮機が吐出する前記冷媒の流量が上限流量(Gr_limit)以下となるように前記圧縮機を制御することによって、前記圧縮機の単位時間当たりの消費エネルギーを前記上限値以下とする請求項1に記載の冷凍サイクル装置。 The control unit controls the compressor so that the flow rate of the refrigerant discharged by the compressor is equal to or less than the upper limit flow rate (Gr_limit), whereby the energy consumption per unit time of the compressor is equal to or less than the upper limit value. The refrigeration cycle apparatus according to claim 1. 前記蒸発部は、外気から前記冷媒に吸熱させる第1蒸発部であり、
さらに、廃熱発生機器(80)が発生する廃熱を前記減圧部で減圧された前記冷媒に吸熱させて前記冷媒を蒸発させる第2蒸発部(19)と、
前記第2蒸発部に前記冷媒が流れる廃熱回収暖房モードと、前記第2蒸発部に前記冷媒が流れない暖房モードとを切り替える切替部(14c、15b)とを備え、
前記制御部は、前記廃熱回収暖房モードでは、前記暖房モードよりも前記上限流量を大きくする請求項2に記載の冷凍サイクル装置。
The evaporation unit is a first evaporation unit that absorbs heat from the outside air to the refrigerant.
Further, a second evaporation unit (19) for evaporating the refrigerant by absorbing the waste heat generated by the waste heat generator (80) into the refrigerant decompressed by the decompression unit.
A switching unit (14c, 15b) for switching between a waste heat recovery heating mode in which the refrigerant flows in the second evaporation unit and a heating mode in which the refrigerant does not flow in the second evaporation unit is provided.
The refrigeration cycle device according to claim 2, wherein the control unit increases the upper limit flow rate in the waste heat recovery heating mode as compared with the heating mode.
前記制御部は、前記廃熱回収暖房モードにおいて前記暖房モードよりも前記上限流量を大きくする量(ΔGr_limit)を、前記第2蒸発部での前記廃熱の吸熱量(Qw)が大きいほど大きくする請求項3に記載の冷凍サイクル装置。 The control unit increases the amount (ΔGr_limit) of increasing the upper limit flow rate in the waste heat recovery heating mode as compared with the heating mode, as the amount of heat absorption (Qw) of the waste heat in the second evaporation unit increases. The refrigeration cycle apparatus according to claim 3. 前記制御部は、
前記圧縮機の回転数が上限回転数(Nc_limit)以下となるように前記圧縮機を制御することによって、前記圧縮機が吐出する前記冷媒の流量を前記上限流量以下とし、
前記上限回転数を、前記圧縮機が吸入する前記冷媒の圧力(Ps)に基づいて決定する請求項3または4に記載の冷凍サイクル装置。
The control unit
By controlling the compressor so that the rotation speed of the compressor is equal to or less than the upper limit rotation speed (Nc_limit), the flow rate of the refrigerant discharged by the compressor is set to be equal to or less than the upper limit flow rate.
The refrigerating cycle apparatus according to claim 3 or 4, wherein the upper limit rotation speed is determined based on the pressure (Ps) of the refrigerant sucked by the compressor.
前記制御部は、
前記放熱部で加熱された前記空気の温度が上限温度(TAO_HP)以下となるように前記圧縮機を制御することによって、前記圧縮機が吐出する前記冷媒の流量を前記上限流量以下とし、
前記上限温度を、前記圧縮機が吸入する前記冷媒の圧力(Ps)に基づいて決定する請求項3または4に記載の冷凍サイクル装置。
The control unit
By controlling the compressor so that the temperature of the air heated by the heat radiating unit is equal to or lower than the upper limit temperature (TAO_HP), the flow rate of the refrigerant discharged by the compressor is set to be equal to or lower than the upper limit flow rate.
The refrigerating cycle apparatus according to claim 3 or 4, wherein the upper limit temperature is determined based on the pressure (Ps) of the refrigerant sucked by the compressor.
前記制御部は、前記廃熱回収暖房モードでは、前記圧縮機が吸入する前記冷媒の圧力を、外気の温度(Tam)と前記第2蒸発部での前記廃熱の吸熱量とに基づいて算出する請求項5または6に記載の冷凍サイクル装置。 In the waste heat recovery heating mode, the control unit calculates the pressure of the refrigerant sucked by the compressor based on the temperature of the outside air (Tam) and the heat absorption amount of the waste heat in the second evaporation unit. The refrigeration cycle apparatus according to claim 5 or 6. 前記第2蒸発部は、前記廃熱を熱媒体を介して前記冷媒に吸熱させるようになっており、
前記制御部は、前記第2蒸発部における前記熱媒体の温度(TWL)と前記冷媒の飽和温度(Ts)との差に基づいて、前記第2蒸発部での前記廃熱の吸熱量を算出する請求項4または7に記載の冷凍サイクル装置。
The second evaporation unit absorbs the waste heat to the refrigerant via a heat medium.
The control unit calculates the amount of waste heat absorbed by the second evaporation unit based on the difference between the temperature of the heat medium (TWL) and the saturation temperature (Ts) of the refrigerant in the second evaporation unit. The refrigeration cycle apparatus according to claim 4 or 7.
前記放熱部の冷媒流れ下流側かつ前記減圧部の冷媒流れ上流側に配置され、余剰の前記冷媒を貯える貯液部(25)と、
前記放熱部の冷媒流れ下流側かつ前記貯液部の冷媒流れ上流側に配置され、前記冷媒を減圧させて前記冷媒に過冷却度をもたせる過冷却用減圧部(26a、26b)とを備える請求項2ないし8のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。
A liquid storage unit (25) arranged on the downstream side of the refrigerant flow of the heat dissipation unit and upstream of the refrigerant flow of the decompression unit and storing the excess refrigerant.
A claim including a supercooling decompression unit (26a, 26b) arranged on the downstream side of the refrigerant flow of the heat dissipation unit and on the upstream side of the refrigerant flow of the liquid storage unit, and decompressing the refrigerant to give the refrigerant a degree of supercooling. Item 6. The refrigerating cycle apparatus according to any one of Items 2 to 8.
前記過冷却用減圧部は、絞り開度が固定された固定絞りである請求項9に記載の冷凍サイクル装置。 The refrigeration cycle device according to claim 9, wherein the supercooling decompression unit is a fixed throttle having a fixed throttle opening. 前記過冷却用減圧部は、絞り開度を変化させることが可能な可変絞りであり、
前記制御部は、前記過冷却用減圧部の冷媒流れ下流側かつ前記貯液部の冷媒流れ上流側における前記冷媒の温度に基づいて前記過冷却用減圧部の絞り開度を制御する請求項9に記載の冷凍サイクル装置。
The supercooling decompression unit is a variable throttle capable of changing the throttle opening.
9. The control unit controls the throttle opening of the supercooling decompression unit based on the temperature of the refrigerant on the downstream side of the refrigerant flow of the supercooling decompression unit and on the upstream side of the refrigerant flow of the liquid storage unit. The refrigeration cycle device described in.
前記圧縮機は、電力を供給されることによって前記冷媒を吸入して圧縮し吐出し、
前記加熱部は、電力を供給されることによって前記空気または前記空調対象空間内の人体を加熱し、
前記第1変化割合は、前記圧縮機の消費電力に対する前記放熱部での放熱能力の変化の割合であり、
前記第2変化割合は、前記加熱部の消費電力に対する前記加熱部での加熱能力の変化の割合である請求項1ないし11のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。
The compressor sucks, compresses, and discharges the refrigerant by being supplied with electric power.
The heating unit heats the air or the human body in the air-conditioned space by being supplied with electric power.
The first change rate is the rate of change in the heat dissipation capacity of the heat dissipation unit with respect to the power consumption of the compressor.
The refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 1 to 11, wherein the second change rate is the rate of change in the heating capacity in the heating section with respect to the power consumption of the heating section.
前記制御部は、
前記圧縮機の消費電力が上限電力(Pe_limit)以下となるように前記圧縮機を制御することによって、前記圧縮機の単位時間当たりの消費エネルギーを前記上限値以下とする請求項12に記載の冷凍サイクル装置。
The control unit
The refrigeration according to claim 12, wherein the energy consumption per unit time of the compressor is set to be equal to or lower than the upper limit by controlling the compressor so that the power consumption of the compressor is equal to or less than the upper limit power (Pe_limit). Cycle device.
前記加熱部は、前記放熱部で加熱された前記空気を加熱する請求項12または13に記載の冷凍サイクル装置。 The refrigeration cycle apparatus according to claim 12, wherein the heating unit heats the air heated by the heat radiation unit. 前記加熱部は、前記空調対象空間内の人体を熱伝導または輻射によって加熱する請求項12または13に記載の冷凍サイクル装置。 The refrigerating cycle device according to claim 12 or 13, wherein the heating unit heats a human body in the air-conditioned space by heat conduction or radiation.
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