JP2023125350A - 定温輸送用システム及び車両、並びに制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加温能力の低下を抑制することのできる定温輸送用システム及び車両、並びに制御方法を提供する。【解決手段】定温輸送用システムは、冷媒を圧縮する圧縮機２１と、圧縮機２１の下流側に接続された庫外熱交換器２４と、庫外熱交換器２４の下流側に接続された庫内熱交換器２９と、圧縮機２１の吐出側に接続され、庫外熱交換器２４をバイパスして庫内熱交換器２９へ冷媒を供給するホットガスバイパス経路３３と、ホットガスバイパス経路３３に設けられた膨張弁３４と、庫内熱交換器２９に係る空気の温度を検出する温度検出部３５と、庫内熱交換器２９の出口側の冷媒の圧力を検出する圧力検出部３６と、庫内熱交換器２９の出口側において、圧力に対応した飽和温度が温度よりも所定温度低くなるように膨張弁３４を制御する制御部とを備える。【選択図】図１

Description

本開示は、定温輸送用システム及び車両、並びに制御方法に関するものである。

冷媒回路は、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器とを接続して構成される。そして、冷媒を循環させて温度調節を行う（特許文献１）。

国際公開第２０１７／０２２０７６号

圧縮機で圧縮した冷媒を熱交換器へ供給してこの熱交換器によって空気を加温する場合、運転条件によって加温能力が十分に発揮できない場合がある。例えば、ホットガスバイパス方式では循環経路において冷媒が意図せず凝縮すると加温能力が低下する場合がある。例えばヒートポンプ方式では外気温度が低いと熱量が下がるため加温能力が低下する場合がある。このように運転条件によって加温能力が低下する場合があり、加温能力の低下を抑制することが望まれている。

本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、加温能力の低下を抑制することのできる定温輸送用システム及び車両、並びに制御方法を提供することを目的とする。

本開示の第１態様は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機の下流側に接続された庫外熱交換器と、前記庫外熱交換器の下流側に接続された庫内熱交換器と、前記圧縮機の吐出側に接続され、前記庫外熱交換器をバイパスして前記庫内熱交換器へ冷媒を供給するホットガスバイパス経路と、前記ホットガスバイパス経路に設けられた膨張弁と、前記庫内熱交換器に係る空気の温度を検出する温度検出部と、前記庫内熱交換器の出口側の冷媒の圧力を検出する圧力検出部と、前記庫内熱交換器の出口側において、前記圧力に対応した飽和温度が前記温度よりも所定温度低くなるように前記膨張弁を制御する制御部と、を備える定温輸送用システムである。

本開示の第２態様は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機の下流側に接続された庫外熱交換器と、前記庫外熱交換器の下流側に接続された庫内熱交換器と、前記圧縮機の吐出側に接続され、前記庫外熱交換器をバイパスして前記庫内熱交換器へ冷媒を供給するホットガスバイパス経路と、前記ホットガスバイパス経路に設けられた膨張弁と、前記庫内熱交換器に係る空気の温度を検出する温度検出部と、前記庫内熱交換器の出口側の冷媒の圧力を検出する圧力検出部と、を備える定温輸送用システムの制御方法であって、前記庫内熱交換器の出口側において、前記圧力に対応した飽和温度が前記温度よりも所定温度低くなるように前記膨張弁を制御する制御方法である。

本開示によれば、加温能力の低下を抑制することができるという効果を奏する。

本開示の第１実施形態に係る定温輸送用システムの冷媒回路の一例を示す図である。 本開示の第１実施形態に係る定温輸送用システムが備える制御に関する機能を示した機能ブロック図である。 本開示の第１実施形態に係る圧力と温度との関係を示した図である。 本開示の第１実施形態に係る高圧下げ制御の一例を示した図である。 本開示の第１実施形態に係る低圧側制御処理の手順の一例を示すフローチャートである。 本開示の第１実施形態に係る高圧側制御の高圧下げ処理の手順の一例を示すフローチャートである。 本開示の第１実施形態に係る高圧側制御の高圧上げ処理の手順の一例を示すフローチャートである。 参考例に係る加温能力を説明するモリエル線図である。 本開示の第１実施形態に係る低圧制御を行った場合の加温能力を説明するモリエル線図である。 本開示の第１実施形態に係る高圧制御を行った場合の加温能力を説明するモリエル線図である。 本開示の第１実施形態に係る制御システムのハードウェア構成の一例を示した図である。 本開示の第２実施形態に係る冷媒回路を示す図である。 本開示の第２実施形態に係る加温能力を説明するモリエル線図である。 本開示の第２実施形態に係る冷媒回路を示す図である。 本開示の第３実施形態に係る冷媒回路を示す図である。 本開示の第３実施形態に係る加温能力を説明するモリエル線図である。

〔第１実施形態〕
以下に、本開示に係る定温輸送用システム及び車両、並びに制御方法の第１実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、定温輸送用システムの冷媒回路の一例を示す図である。図１に示すように、定温輸送用システムは、ホットガス加温機能を備えている。また、定温輸送用システムは車両に搭載される。車両は荷物を輸送するために荷室が設けられておりこの荷室内（庫内）を定温に調整されている。

圧縮機２１は、冷媒を圧縮する。圧縮機２１は、例えば定温輸送用システムを備える車両のエンジンにより駆動される。すなわち圧縮機２１の回転数は車両のエンジンの回転数に連動する。圧縮機２１の下流側には庫外熱交換器２４が接続されている。庫外熱交換器２４は、凝縮器（コンデンサ）である。庫外熱交換器２４は荷室外に設けられている。圧縮機２１で圧縮された冷媒は、庫外熱交換器２４へ送られる。圧縮機２１の出口側には、例えば吐出温度センサ２２や吐出圧力センサ２３が設けられている。圧縮された高温高圧の冷媒は、庫外熱交換器２４でファンにより導入される空気と熱交換して凝縮する。そして、冷媒は、出口電磁弁２５を介してレシーバ２６へ送られる。そして、冷媒は、液ライン電磁弁２７を介して膨張弁２８で膨張（減圧）し、庫内熱交換器２９へ送られる。庫内熱交換器２９は、蒸発器（エバポレータ）である。このように、庫内熱交換器２９は、庫外熱交換器２４の下流側に接続されている。庫外熱交換器２４は荷室内に設けられておりこの熱交換によって荷室内を所定温度に調整する。庫内熱交換器２９において、冷媒はファンにより導入される空気と熱交換して蒸発する。そして冷媒は、アキュムレータ３０を介して、圧縮機２１へ循環する。圧縮機２１の入口側では、例えば吸入圧力センサ３１が設けられている。また、レシーバ２６から圧縮機２１の入口側（アキュムレータの出口側）の液バイパス経路に液バイパス電磁弁３２を設け、冷媒のバイパスが可能としても良い。

圧縮機２１の出口側（庫外熱交換器２４の入口側）には、ホットガスバイパス経路３３が設けられている。ホットガスバイパス経路３３は、圧縮機２１の出口側から、庫外熱交換器２４をバイパスして、庫内熱交換器２９の入口側へ冷媒をバイパスする経路である。ホットガスバイパス経路３３には、ホットガス電磁弁３７が設けられてバイパスが制御される。

ホットガスバイパス経路３３には、膨張弁３４が設けられている。膨張弁３４は、例えば温度式自動膨張弁である。なお、膨張弁３４については、温度式自動膨張弁に限定されずその他の方式を用いることとしてもよい。

庫内熱交換器２９に対して、温度検出部３５が設けられている。温度検出部３５は、庫内熱交換器２９に係る空気の温度を検出する。空気の温度とは庫内の空気温度である。具体的には、温度検出部３５は、庫内熱交換器２９に対してファンによる空気流れの下流側に設けられている。このため、温度検出器は、庫内熱交換器２９で熱交換がされた空気の温度を検出する。なお、温度検出部３５は庫内熱交換器２９に対してファンによる空気流れの上流側に設けることとしてもよい。温度検出部３５は、例えば感音筒である。なお、温度検出部３５については、感音筒に限定されず、温度センサなど、その他の方式を用いることとしてもよい。

庫内熱交換器２９の出口側には、圧力検出部３６が設けられている。圧力検出部３６は、庫内熱交換器２９の出口側の冷媒の圧力を検出する。圧力検出部３６は、例えば均圧管である。なお、圧力検出部３６については、均圧管に限定されず、圧力センサなど、その他の方式を用いることとしてもよい。

庫内を冷却する場合（冷却運転）には、ホットガス電磁弁３７は閉、液ライン電磁弁２７は開、出口電磁弁２５は開、液バイパス電磁弁３２は閉とする。これによって、圧縮した冷媒が、庫外熱交換器２４、レシーバ２６、膨張弁２８を介して庫内熱交換器２９へ導入され、庫内を冷却する。

庫内を加温する場合（加温運転）には、ホットガス電磁弁３７は開、液ライン電磁弁２７は閉、出口電磁弁２５は閉、液バイパス電磁弁３２は閉とする。これによって、圧縮機２１で圧縮された高温高圧の冷媒が、庫外熱交換器２４をバイパスして庫内熱交換器２９へ導入され庫内を加温する。

図２は、定温輸送用システムが備える制御に関する機能を示した機能ブロック図である。図２に示されるように、定温輸送用システムの制御システム８０は、制御部８１と、吐出側制御部８２と、設定部８３とを備えている。本実施形態では、膨張弁３４を温度式自動膨張弁としているため、制御部８１の機能は温度式自動膨張弁に機械的に組み込まれる。例えば、膨張弁２８についても機械式としてもよい。

制御部８１は、加温運転を行っている場合に膨張弁３４を制御する（低圧側制御）。具体的には、制御部８１は、庫内熱交換器２９の出口側において、検出した圧力に対応した飽和温度が検出した温度よりも所定温度低くなるように膨張弁３４を制御する。

制御部８１は、温度検出部３５から空気の温度を取得し、圧力検出部３６から庫内熱交換器２９の出口側の冷媒の圧力を取得する。そして、冷媒の圧力に対応した庫内熱交換器２９の出口側の冷媒の飽和温度が、空気の温度よりも所定温度低くなるように、膨張弁３４を制御する。すなわち、庫内熱交換器２９の出口側を調整点として、この調整点の圧力（飽和温度）を膨張弁３４により制御する。庫内熱交換器２９の出口側の冷媒の飽和温度が空気の温度よりも所定温度低くなることによって、庫内熱交換器２９において冷媒の凝縮が抑制される。

所定温度は、５℃以上に設定されることが好ましい。さらには、所定温度は、５℃以上１０℃以下の範囲で設定されることが好ましい。例えば所定温度を１０℃に設定した場合には、空気の温度が２０℃の場合には、調整点での冷媒は飽和温度が１０℃（２０℃－１０℃）となるように圧力が調整される。

図３は、圧力と温度との関係を示した図である。図３ではＬ１を示しており、特定の種類の冷媒がＬ１よりも左側の領域で液相となり、Ｌ１よりも右側の領域で気相となる。すなわち冷媒が凝縮しないためにはＬ１よりも右側で冷媒の状態を維持する必要がある。ここで、Ｌ２は、膨張弁３４により圧力が制御された場合の冷媒の状態を示している。このように、膨張弁３４により冷媒の圧力が調整され、Ｌ１よりも右側の領域で運転がされるため、冷媒の凝縮が抑制される。

制御部８１は、上記のように庫内熱交換器２９の出口側の圧力を制御している。すなわち、制御部８１は、圧縮機２１の吸入側の冷媒の圧力を制御しており、吸入側制御部とも言える。また、圧縮機２１の吸入側は低圧側のため、低圧側制御部とも言える。

吐出側制御部８２は、圧縮機２１の吐出側の冷媒の圧力を制御する（高圧側制御）。圧縮機２１の吐出側は高圧側のため、吐出側制御部８２は、高圧側制御部とも言える。

吐出側制御部８２は、圧縮機２１の吐出側の冷媒が、上限値及び下限値の間の範囲で圧力が維持されるように制御を行う。

吐出側制御部８２は、圧縮機２１の吐出側の冷媒の圧力が上限値以上となる場合に、冷媒圧力を低下させる制御を行う。具体的には、加温運転において圧縮機２１の吐出側（高圧側）の圧力を低下させる場合（高圧下げ制御）は、ホットガス電磁弁３７は開、液ライン電磁弁２７は閉、出口電磁弁２５は開、液バイパス電磁弁３２は閉とする。すなわち、出口電磁弁を開けて、ホットガスバイパス経路３３を流通する冷媒（すなわち循環経路の冷媒）の一部を、レシーバ２６へ貯留することで、循環する冷媒量が減り、圧縮機２１の吐出側の冷媒圧力を低下させる。

上限値は、予め設定される。例えば、機器の定格圧力等に基づいて、システムが安全に運転できる圧力の上限値として予め設定される。圧縮機２１の使用制限に基づいても良い。上限値は、例えば圧縮機２１の吐出側の冷媒温度の上限値としても良い。

図４は、高圧下げ制御の一例を示した図である。図４に示すように、車両のエンジンに連動して圧縮機２１の回転数が成り行きで変化した場合、これに応じて高圧も変動する。この変動により高圧が上限値を超えるような場合にはシステムの安全運転のために高圧下げ制御が行われ、上限値よりも圧力が高くなることが抑制される。

吐出側制御部８２は、圧縮機２１の吐出側の冷媒の圧力が下限値以下となる場合に、冷媒圧力を増加させる制御を行う。具体的には、加温運転において圧縮機２１の出口側（高圧側）の圧力を増加させる場合（高圧上げ制御）は、ホットガス電磁弁３７は開、液ライン電磁弁２７は閉、出口電磁弁２５は閉、液バイパス電磁弁３２は開とする。すなわち、液バイパス電磁弁を開けてレシーバ２６の冷媒を循環経路（ホットガスバイパス経路３３を流通する冷媒）に合流させることで、循環する冷媒量が増え、圧縮機２１の吐出側の冷媒圧力を増加させる。

下限値は、後述する設定部８３において設定される。

図４は、高圧上げ制御の一例についても示している。図４に示すように、車両のエンジンに連動して圧縮機２１の回転数が成り行きで変化した場合、これに応じて高圧（圧縮機２１の吐出側の圧力）も変動する。この変動により高圧が下限値を下回るような場合には加温能力の低下を抑制のために高圧上げ制御が行われ、下限値よりも圧力が低くなることが抑制される。

設定部８３は、高圧上げ制御に係る下限値を設定する。例えば、吐出側の圧力を上限値付近にキープできるように下限値を高い値とすることが好ましいが、上限値と下限値との幅が狭すぎると上げ下げ制御が頻繁に入り、圧力変動による能力ロスにより加温能力が低下する可能性があるため、上げ下げ制御が頻発しない程度に下限値が高い値に設定されることが好ましい。低圧側制御により運定点が変動する可能性があるが、吐出側が下限値を下回れば高圧上げ制御が実施される。

このように、高圧側は、高圧下げ制御と高圧上げ制御とによって圧力の過度な増加及び圧力の過度な低下が抑制される。

次に、上述の定温輸送用システムによる低圧側制御処理の一例について図５を参照して説明する。図５は、本実施形態に係る低圧側制御処理の手順の一例を示すフローチャートである。

まず、温度検出部３５から空気の温度を取得する（Ｓ１０１）。そして、圧力検出部３６から庫内熱交換器２９の出口側の冷媒の圧力を取得する（Ｓ１０２）。Ｓ１０１とＳ１０２とは処理の順番は限定されない。そして、圧力に対応した庫内熱交換器２９の出口側の冷媒の飽和温度が、空気の温度よりも所定温度低くなるように、膨張弁３４を制御する（Ｓ１０３）。

次に、上述の定温輸送用システムによる高圧側制御の高圧下げ処理の一例について図６を参照して説明する。図６は、本実施形態に係る高圧側制御の高圧下げ処理の手順の一例を示すフローチャートである。

まず、圧縮機２１の吐出側の冷媒の圧力を取得する（Ｓ２０１）。そして、圧力が上限値以上であるか否かを判定する（Ｓ２０２）。圧力が上限値以上である場合（Ｓ２０２のＹＥＳ判定）には、高圧側の圧力を低下させる（Ｓ２０３）。圧力が上限値以上でない場合（Ｓ２０２のＮＯ判定）には、処理を終了する。

次に、上述の定温輸送用システムによる高圧側制御の高圧上げ処理の一例について図７を参照して説明する。図７は、本実施形態に係る高圧側制御の高圧上げ処理の手順の一例を示すフローチャートである。

まず、圧縮機２１の吐出側の冷媒の圧力を取得する（Ｓ３０１）。そして、圧力が下限値以下であるか否かを判定する（Ｓ３０２）。圧力が下限値以下である場合（Ｓ３０２のＹＥＳ判定）には、高圧側の圧力を増加させる（Ｓ３０３）。圧力が下限値以下でない場合（Ｓ３０２のＮＯ判定）には、処理を終了する。

次に、上述の制御による効果について説明する。

まず、参考例における加温能力について説明する。参考例とは、膨張弁３４による制御を行わず固定絞りとする場合の例である。図８は、参考例に係る加温能力を説明するモリエル線図である。図８では、固定絞りが少ない場合（Ｐ１）を示している。Ｐ１では、加温運転を行う場合の循環経路に対応する状態遷移を示している。Ｐ１に示すように、固定絞りが少ない場合には、圧縮機２１の吸入圧力が高く、圧縮機２１の許容動力をオーバーする可能性がある。また、圧縮機２１の許容動力や圧力をオーバーし、圧縮機２１の許容範囲を逸脱するリスクがある。このように、固定絞りでは、冷媒圧力は圧縮機２１の回転数（すなわち車両エンジンの回転数）に依存するため、庫内温度や圧縮機２１回転数等の各条件で最適な運転ができず、条件によっては加温能力が低下してしまい、安定した加温能力が出せない。なお、固定絞り多い場合（過大の場合）には、エンタルピ差は大きく取れるものの、圧縮機吸入ガス密度が下がり、加温能力が低下する。

次に、本実施形態における加温能力について説明する。図９は、低圧制御を行った場合の加温能力を説明するモリエル線図である。Ｐ２では、加温運転において低圧制御を行う場合の循環経路に対応する状態遷移を示している。図９に示すように、膨張弁３４が制御されることで、圧縮機２１の回転数が変動した場合でも凝縮を抑制して加温能力が低下することを抑制する。すなわち、加温能力を安定化することが可能となる。

次に、本実施形態における加温能力について説明する。図１０は、高圧制御を行った場合の加温能力を説明するモリエル線図である。Ｐ３では、加温運転において高圧制御を行う場合の循環経路に対応する状態遷移を示している。なお、高圧制御では、高圧下げ制御及び高圧上げ制御が行われる。そして、高圧目標値を使用制限内の上限値（高圧下げ制御の上限値）として制御されることがより好ましい。図１０に示すように、膨張弁３４については低圧制御と同様に制御される。これによって、圧縮機２１の回転数が変動した場合でも加温能力が低下することを抑制し、加温能力を安定化することが可能となる。また、運転を安全化することができる。

次に、定温輸送用システムが備える制御システム８０のハードウェア構成図について説明する。
なお、前述のように本実施形態では制御部８１の機能を温度式自動膨張弁に機械的に組み込むこととしているが、電子膨張弁でプログラム処理することとしてもよい。

図１１は、本実施形態に係る制御システム８０のハードウェア構成の一例を示した図である。
図１１に示すように、制御システム８０は、コンピュータシステム（計算機システム）であり、例えば、ＣＰＵ１１と、ＣＰＵ１１が実行するプログラム等を記憶するためのＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２と、各プログラム実行時のワーク領域として機能するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１３と、大容量記憶装置としてのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１４と、ネットワーク等に接続するための通信部１５とを備えている。なお、大容量記憶装置としては、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）を用いることとしてもよい。これら各部は、バス１８を介して接続されている。また、キーボードやマウス等からなる入力部や、データを表示する液晶表示装置等からなる表示部などを備えていてもよい。なお、ＣＰＵ１１が実行するプログラム等を記憶するための記憶媒体は、ＲＯＭ１２に限られない。例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等の他の補助記憶装置であってもよい。各種機能を実現するための一連の処理の過程は、プログラムの形式でハードディスクドライブ１４等に記録されており、このプログラムをＣＰＵ１１がＲＡＭ１３等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、後述の各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭ１２やその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等である。

以上説明したように、本実施形態に係る定温輸送用システム及び車両、並びに制御方法によれば、圧縮機２１で圧縮した冷媒をホットガスバイパス経路３３を介して庫内熱交換器２９へ導入して庫内を加温する場合に、庫内熱交換器２９の出口側の冷媒の圧力に対応した飽和温度が、庫内熱交換器２９の空気の温度よりも所定温度低くなるように膨張弁３４を制御するため、循環経路内で冷媒が凝縮することと過大に絞られることによる加温能力の低下が抑制される。このため、圧縮機の安全な運転範囲内で加温能力の低下を抑制することができる。

〔第２実施形態〕
次に、本開示の第２実施形態に係る定温輸送用システム及び車両、並びに制御方法について説明する。
本実施形態では、ガスインジェクションを用いる場合について説明する。以下、本実施形態に係る定温輸送用システム及び車両、並びに制御方法について、第１実施形態と異なる点について主に説明する。

図１２は、冷媒回路を示す図である。図１２に示すように、本実施形態では、インジェクション経路４１が設けられている。インジェクション経路４１は、ホットガスバイパス経路３３における膨張弁３４の上流側から、圧縮機２１の中間圧力ポートへ冷媒を供給する経路である。圧縮機２１の中間圧力ポートとは、圧縮機２１の圧力過程における中間段階で冷媒の吸入が可能なポートである。

インジェクション経路４１には、減圧部４２が設けられている。減圧部４２は、冷媒を減圧する部である。減圧部４２は、例えば固定絞りや膨張弁（温度式自動膨張弁や電子膨張弁）である。

そして、インジェクション経路４１の減圧部４２の下流側には庫内熱交換器４３が設けられている。すなわち、庫内熱交換器２９が第１庫内熱交換器であり、庫内熱交換器４３が第２庫内熱交換器となる。庫内熱交換器２９と庫内熱交換器４３は、空気流れに対して直列で配置されてもよいし、並列で配置されてもよい。特に、庫内熱交換器４３は、冷媒温度が庫内熱交換器２９よりも高いため、庫内熱交換器２９に対して直列で配置し空気流れの下流に接続されることが好ましい。直列に配置することで、圧縮機２１の運転範囲から逸脱するリスクが低減する。

以上説明したように、本実施形態に係る定温輸送用システム及び車両、並びに制御方法によれば、ホットガスバイパス経路３３における膨張弁の上流側から、圧縮機２１の中間圧力ポートへ冷媒を供給するインジェクション経路４１を設け、減圧部４２と庫内熱交換器４３とを設けることで、加温能力を向上することができる。

図１３は、インジェクション経路４１を設けた場合の加温能力を説明するモリエル線図である。Ｐ４では、インジェクション経路４１を設けて加温運転を行う場合の循環経路に対応する状態遷移を示している。図１３に示すように、庫内熱交換器２９と庫内熱交換器２９と両方で庫内加温を行うことができるため、加温能力を向上させることが可能となる。

本実施形態では、第１実施形態における膨張弁３４の制御に加えてインジェクション経路４１を設ける場合について説明したが、膨張弁３４の制御を省略することとしても良い。
具体的には、図１４に示すように、図１２と同様にインジェクション経路４１や減圧部（第２減圧部）４２、庫内熱交換器４３を設けるとともに、図１２の膨張弁３４については減圧部（第１減圧部）４４とする（膨張弁に限らない）。減圧部４４は、例えば固定絞りである。なお減圧部４４は膨張弁（機械式膨張弁や電子膨張弁）としてもよい。このように、第１実施形態における膨張弁３４による庫内熱交換器２９の出口側の圧力制御は行わないこととしても良い。

〔第３実施形態〕
次に、本開示の第３実施形態に係る定温輸送用システム及び車両、並びに制御方法について説明する。
第２実施形態では、ホットガスバイパス経路３３を備える冷媒回路においてインジェクション経路４１を設ける場合について説明したが、ヒートポンプにより加温を行う冷媒回路においてインジェクション経路７９を設ける場合について説明する。以下、本実施形態に係る定温輸送用システム及び車両、並びに制御方法について、第１実施形態及び第２実施形態と異なる点について主に説明する。

図１５は、冷媒回路を示す図である。圧縮機６１は、冷媒を圧縮する。圧縮機６１は、例えば定温輸送用システムを備える車両のエンジンにより駆動される。すなわち圧縮機６１の回転数は車両のエンジンの回転数に連動する。圧縮機６１は、庫外ホットガス電磁弁６４を介して庫外熱交換器６５が接続されている。圧縮機６１の出口側には、例えば吐出温度センサ６２や吐出圧力センサ６３が設けられている。庫外熱交換器６５は荷室外に設けられている。庫外熱交換器６５は、逆流防止部６６を介してレシーバ７４に接続されている。逆流防止部６６に対して並列に電磁弁６８と膨張弁６７とが設けられている。また、圧縮機６１は、庫内ホットガス電磁弁６９を介して第１庫内熱交換器７０が接続されている。第１庫内熱交換器７０は荷室内に設けられている。第１庫内熱交換器７０は、逆流防止部７１を介してレシーバ７４に接続されている。逆流防止部７１に対して並列に電磁弁７３と膨張弁７２とが設けられている。そして、庫外熱交換器６５と庫外ホットガス電磁弁６４との間は、電磁弁７５を介してアキュムレータ７７に接続されている。第１庫内熱交換器７０と庫内ホットガス電磁弁６９との間は、電磁弁７６を介してアキュムレータ７７に接続されている。そして、アキュムレータ７７は圧縮機６１の入口側に接続されている。圧縮機６１の入口側では、例えば吸入圧力センサ７８が設けられている。

このような回路において、庫内を加温する場合には、図１５に示すように、圧縮機６１、庫内ホットガス電磁弁６９、第１庫内熱交換器７０、レシーバ７４、庫外熱交換器６５、アキュムレータ７７の順に冷媒が流通する。

そして、冷媒回路には、インジェクション経路７９が設けられている。インジェクション経路７９は、第１庫内熱交換器７０の上流側から、圧縮機６１の中間圧力ポートへ冷媒を供給する経路である。インジェクション経路７９には、減圧部８４が設けられている。減圧部８４は、冷媒を減圧する部である。減圧部８４は、例えば固定絞りや膨張弁（機械式膨張弁や電子膨張弁）である。

そして、インジェクション経路７９の減圧部８４の下流側には第２庫内熱交換器８５が設けられている。第１庫内熱交換器７０と第２庫内熱交換器８５は、空気流れに対して直列で配置されてもよいし、並列で配置されてもよい。特に、第２庫内熱交換器８５は、第１庫内熱交換器７０に対して空気流れの下流側（直列下流）に接続されることが好ましい。加温運転を行う場合に、圧縮機６１、第１庫内熱交換器７０、膨張弁６７、及び庫外熱交換器６５の順に冷媒が流れ、圧縮機６１から吐出された冷媒の一部が第２庫内熱交換器８５に流通する。

図１６は、インジェクション経路７９を設けた場合の加温能力を説明するモリエル線図である。Ｐ５では、インジェクション経路７９を設けて加温運転を行う場合の循環経路に対応する状態遷移を示している。図１６に示すように、第１庫内熱交換器７０と第２庫内熱交換器８５と両方で庫内加温を行うことができるため、加温能力を向上させることが可能となる。

以上説明したように、本実施形態に係る定温輸送用システム及び車両、並びに制御方法によれば、インジェクション経路７９により加温能力を向上することができる。

本開示は、上述の実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施が可能である。なお、各実施形態を組み合わせることも可能である。すなわち、上記の第１実施形態、第２実施形態、及び第３実施形態については、それぞれ組み合わせることも可能である。

以上説明した各実施形態に記載の定温輸送用システム及び車両、並びに制御方法は例えば以下のように把握される。
本開示に係る定温輸送用システムは、冷媒を圧縮する圧縮機（２１）と、前記圧縮機の下流側に接続された庫外熱交換器（２４）と、前記庫外熱交換器の下流側に接続された庫内熱交換器（２９）と、前記圧縮機の吐出側に接続され、前記庫外熱交換器をバイパスして前記庫内熱交換器へ冷媒を供給するホットガスバイパス経路（３３）と、前記ホットガスバイパス経路に設けられた膨張弁（３４）と、前記庫内熱交換器に係る空気の温度を検出する温度検出部（３５）と、前記庫内熱交換器の出口側の冷媒の圧力を検出する圧力検出部（３６）と、前記庫内熱交換器の出口側において、前記圧力に対応した飽和温度が前記温度よりも所定温度低くなるように前記膨張弁を制御する制御部（８１）と、を備える。

本開示に係る定温輸送用システムによれば、圧縮機で圧縮した冷媒をホットガスバイパス経路を介して庫内熱交換器へ導入して庫内を加温する場合に、庫内熱交換器の出口側の冷媒の圧力に対応した飽和温度が、庫内熱交換器の空気の温度よりも所定温度低くなるように膨張弁を制御するため、循環経路内で冷媒が凝縮することと過大に絞られることが抑制される。このため、圧縮機の安全な運転範囲内で加温能力の低下を抑制することができる。

本開示に係る定温輸送用システムは、前記庫外熱交換器は凝縮器であり、前記庫内熱交換器は蒸発器であることとしてもよい。

本開示に係る定温輸送用システムによれば、ホットガスバイパス経路を介して圧縮した冷媒を蒸発器へ導入して庫内加温を行う場合に加温能力の低下を抑制することができる。

本開示に係る定温輸送用システムは、前記所定温度は、５℃以上に設定されることとしてもよい。

本開示に係る定温輸送用システムによれば、所定温度が５℃以上に設定されることで、循環経路内で冷媒が凝縮することが効果的に抑制される。

本開示に係る定温輸送用システムは、前記所定温度は、５℃以上１０℃以下の範囲で予め設定されることとしてもよい。

本開示に係る定温輸送用システムによれば、所定温度が５℃以上１０℃以下の範囲で設定されることで、適切に循環経路内で冷媒が凝縮することが抑制される。

本開示に係る定温輸送用システムは、前記圧縮機の吐出側の冷媒圧力が所定の下限値以下となる場合に、前記圧縮機の吐出側の冷媒圧力を増加させる吐出側制御部（８２）を備えることとしてもよい。

本開示に係る定温輸送用システムによれば、圧縮機の吐出側の冷媒圧力が下限値以下となる場合に冷媒圧力を増加させることで、加温能力の低下を抑制することができる。

本開示に係る定温輸送用システムは、前記庫外熱交換器と前記庫内熱交換器の間に設けられたレシーバ内の冷媒を、前記ホットガスバイパス経路を流通する冷媒に合流させ、前記圧縮機の吐出側の冷媒圧力を増加させることとしてもよい。

本開示に係る定温輸送用システムによれば、庫外熱交換器と庫内熱交換器の間に設けられたレシーバ内の冷媒を、ホットガスバイパス経路を流通する冷媒に合流させ、圧縮機の吐出側の冷媒圧力を増加させることができる。

本開示に係る定温輸送用システムは、前記ホットガスバイパス経路を流通する冷媒の一部を、前記庫外熱交換器と前記庫内熱交換器の間に設けられたレシーバ（２６）へ貯留することで、前記圧縮機の吐出側の冷媒圧力を低下させる吐出側制御部を備えることとしてもよい。

本開示に係る定温輸送用システムによれば、ホットガスバイパス経路を流通する冷媒の一部を、庫外熱交換器と庫内熱交換器の間に設けられたレシーバへ貯留することで、圧縮機の吐出側の冷媒圧力を低下させることができる。

本開示に係る定温輸送用システムは、前記庫内熱交換器を第１庫内熱交換器として、前記ホットガスバイパス経路における前記膨張弁の上流側から、前記圧縮機の中間圧力ポートへ冷媒を供給するインジェクション経路（４１）と、前記インジェクション経路に設けられた減圧部（４２）と、前記インジェクション経路の前記減圧部の下流側に設けられた第２庫内熱交換器（４３）と、を備えることとしてもよい。

本開示に係る定温輸送用システムによれば、ホットガスバイパス経路における膨張弁の上流側から、圧縮機の中間圧力ポートへ冷媒を供給するインジェクション経路を設け、減圧部と第２庫内熱交換器とを設けることで、加温能力を向上することができる。

本開示に係る定温輸送用システムは、冷媒を圧縮する圧縮機（２１）と、前記圧縮機の下流側に接続された庫外熱交換器（２４）と、前記庫外熱交換器の下流側に接続された第１庫内熱交換器（２９）と、前記圧縮機の吐出側に接続され、前記庫外熱交換器をバイパスして前記第１庫内熱交換器へ冷媒を供給するホットガスバイパス経路（３３）と、前記ホットガスバイパス経路に設けられた第１減圧部（３４、４４）と、前記ホットガスバイパス経路における前記第１減圧部の上流側から、前記圧縮機の中間圧力ポートへ冷媒を供給するインジェクション経路（４１）と、前記インジェクション経路に設けられた第２減圧部（４２）と、前記インジェクション経路の前記第２減圧部の下流側に設けられた第２庫内熱交換器（４３）と、を備える。

本開示に係る定温輸送用システムによれば、ホットガスバイパス経路における膨張弁の上流側から、圧縮機の中間圧力ポートへ冷媒を供給するインジェクション経路を設け、減圧部と第２庫内熱交換器とを設けることで、加温能力を向上することができる。

本開示に係る定温輸送用システムは、冷媒を圧縮する圧縮機（６１）と、庫外熱交換器（６５）と、第１庫内熱交換器（７０）と、膨張弁（６７）と、前記第１庫内熱交換器と前記圧縮機の間から、前記圧縮機の中間圧力ポートへ冷媒を供給するインジェクション経路（７９）と、前記インジェクション経路に設けられた減圧部（８４）と、前記インジェクション経路の減圧部の下流側に設けられた第２庫内熱交換器（８５）と、を備え、加温運転を行う場合に、前記圧縮機、前記第１庫内熱交換器、前記膨張弁、及び前記庫外熱交換器の順に冷媒が流れ、前記圧縮機から吐出された冷媒の一部が前記第２庫内熱交換器に流通する。

本開示に係る定温輸送用システムによれば、インジェクション経路により加温能力を向上することができる。

本開示に係る車両は、上記の定温輸送用システムを備える。

本開示に係る制御方法は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機の下流側に接続された庫外熱交換器と、前記庫外熱交換器の下流側に接続された庫内熱交換器と、前記圧縮機の吐出側に接続され、前記庫外熱交換器をバイパスして前記庫内熱交換器へ冷媒を供給するホットガスバイパス経路と、前記ホットガスバイパス経路に設けられた膨張弁と、前記庫内熱交換器に係る空気の温度を検出する温度検出部と、前記庫内熱交換器の出口側の冷媒の圧力を検出する圧力検出部と、を備える定温輸送用システムの制御方法であって、
前記庫内熱交換器の出口側において、前記圧力に対応した飽和温度が前記温度よりも所定温度低くなるように前記膨張弁を制御する。

１１ ：ＣＰＵ
１２ ：ＲＯＭ
１３ ：ＲＡＭ
１４ ：ハードディスクドライブ
１５ ：通信部
１８ ：バス
２１ ：圧縮機
２２ ：吐出温度センサ
２３ ：吐出圧力センサ
２４ ：庫外熱交換器
２５ ：出口電磁弁
２６ ：レシーバ
２７ ：液ライン電磁弁
２８ ：膨張弁
２９ ：庫内熱交換器
３０ ：アキュムレータ
３１ ：吸入圧力センサ
３２ ：液バイパス電磁弁
３３ ：ホットガスバイパス経路
３４ ：膨張弁
３５ ：温度検出部
３６ ：圧力検出部
３７ ：ホットガス電磁弁
４１ ：インジェクション経路
４２ ：減圧部
４３ ：庫内熱交換器
４４ ：減圧部
６１ ：圧縮機
６４ ：庫外ホットガス電磁弁
６５ ：庫外熱交換器
６６ ：逆流防止部
６７ ：膨張弁
６８ ：電磁弁
６９ ：庫内ホットガス電磁弁
７０ ：第１庫内熱交換器
７１ ：逆流防止部
７２ ：膨張弁
７３ ：電磁弁
７４ ：レシーバ
７５ ：電磁弁
７６ ：電磁弁
７７ ：アキュムレータ
７８ ：吸入圧力センサ
７９ ：インジェクション経路
８０ ：制御システム
８１ ：制御部
８２ ：吐出側制御部
８３ ：設定部
８４ ：減圧部
８５ ：第２庫内熱交換器

Claims (12)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
   前記圧縮機の下流側に接続された庫外熱交換器と、
   前記庫外熱交換器の下流側に接続された庫内熱交換器と、
   前記圧縮機の吐出側に接続され、前記庫外熱交換器をバイパスして前記庫内熱交換器へ冷媒を供給するホットガスバイパス経路と、
   前記ホットガスバイパス経路に設けられた膨張弁と、
   前記庫内熱交換器に係る空気の温度を検出する温度検出部と、
   前記庫内熱交換器の出口側の冷媒の圧力を検出する圧力検出部と、
   前記庫内熱交換器の出口側において、前記圧力に対応した飽和温度が前記温度よりも所定温度低くなるように前記膨張弁を制御する制御部と、
   を備える定温輸送用システム。
2. 前記庫外熱交換器は凝縮器であり、前記庫内熱交換器は蒸発器である請求項１に記載の定温輸送用システム。
3. 前記所定温度は、５℃以上に設定される請求項１または２に記載の定温輸送用システム。
4. 前記所定温度は、５℃以上１０℃以下の範囲で予め設定される請求項１から３のいずれか１項に記載の定温輸送用システム。
5. 前記圧縮機の吐出側の冷媒圧力が所定の下限値以下となる場合に、前記圧縮機の吐出側の冷媒圧力を増加させる吐出側制御部を備える請求項１から４のいずれか１項に記載の定温輸送用システム。
6. 前記庫外熱交換器と前記庫内熱交換器の間に設けられたレシーバ内の冷媒を、前記ホットガスバイパス経路を流通する冷媒に合流させ、前記圧縮機の吐出側の冷媒圧力を増加させる請求項５に記載の定温輸送用システム。
7. 前記ホットガスバイパス経路を流通する冷媒の一部を、前記庫外熱交換器と前記庫内熱交換器の間に設けられたレシーバへ貯留することで、前記圧縮機の吐出側の冷媒圧力を低下させる吐出側制御部を備える請求項１から４のいずれか１項に記載の定温輸送用システム。
8. 前記庫内熱交換器を第１庫内熱交換器として、
   前記ホットガスバイパス経路における前記膨張弁の上流側から、前記圧縮機の中間圧力ポートへ冷媒を供給するインジェクション経路と、
   前記インジェクション経路に設けられた減圧部と、
   前記インジェクション経路の前記減圧部の下流側に設けられた第２庫内熱交換器と、
   を備える請求項１に記載の定温輸送用システム。
9. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
   前記圧縮機の下流側に接続された庫外熱交換器と、
   前記庫外熱交換器の下流側に接続された第１庫内熱交換器と、
   前記圧縮機の吐出側に接続され、前記庫外熱交換器をバイパスして前記第１庫内熱交換器へ冷媒を供給するホットガスバイパス経路と、
   前記ホットガスバイパス経路に設けられた第１減圧部と、
   前記ホットガスバイパス経路における前記第１減圧部の上流側から、前記圧縮機の中間圧力ポートへ冷媒を供給するインジェクション経路と、
   前記インジェクション経路に設けられた第２減圧部と、
   前記インジェクション経路の前記第２減圧部の下流側に設けられた第２庫内熱交換器と、
   を備える定温輸送用システム。
10. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
    庫外熱交換器と、
    第１庫内熱交換器と、
    膨張弁と、
    前記第１庫内熱交換器と前記圧縮機の間から、前記圧縮機の中間圧力ポートへ冷媒を供給するインジェクション経路と、
    前記インジェクション経路に設けられた減圧部と、
    前記インジェクション経路の減圧部の下流側に設けられた第２庫内熱交換器と、
    を備え、
    加温運転を行う場合に、前記圧縮機、前記第１庫内熱交換器、前記膨張弁、及び前記庫外熱交換器の順に冷媒が流れ、前記圧縮機から吐出された冷媒の一部が前記第２庫内熱交換器に流通する定温輸送用システム。
11. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の定温輸送用システムを備える車両。
12. 冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機の下流側に接続された庫外熱交換器と、前記庫外熱交換器の下流側に接続された庫内熱交換器と、前記圧縮機の吐出側に接続され、前記庫外熱交換器をバイパスして前記庫内熱交換器へ冷媒を供給するホットガスバイパス経路と、前記ホットガスバイパス経路に設けられた膨張弁と、前記庫内熱交換器に係る空気の温度を検出する温度検出部と、前記庫内熱交換器の出口側の冷媒の圧力を検出する圧力検出部と、を備える定温輸送用システムの制御方法であって、
    前記庫内熱交換器の出口側において、前記圧力に対応した飽和温度が前記温度よりも所定温度低くなるように前記膨張弁を制御する制御方法。