JP5935714B2 - Refrigeration cycle equipment - Google Patents
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本発明は、空調対象空間に送風する送風空気を冷却して除湿し、除湿した送風空気を加熱する空調装置に適用される冷凍サイクル装置に関する。 The present invention relates to a refrigeration cycle apparatus applied to an air conditioner that cools and dehumidifies blown air blown into an air-conditioning target space and heats the dehumidified blown air.
従来、特許文献1には、除湿暖房モードの冷媒循環回路に切替可能に構成された冷凍サイクルが記載されている。除湿暖房モードの冷媒循環回路では、圧縮機より吐出された冷媒を第1室内熱交換器・第1可変絞り弁・室外熱交換器・第2可変絞り弁・第2室内熱交換器・圧縮機の経路で循環させる。
Conventionally,
さらに、除湿暖房モードでは、第1可変絞り弁の絞り開度が大きくされるとともに第2可変絞り弁の絞り開度が小さくされることによって、室外熱交換器において冷媒が外気に放熱するとともに第2室内熱交換器において冷媒が吸熱する。 Further, in the dehumidifying heating mode, the throttle opening degree of the first variable throttle valve is increased and the throttle opening degree of the second variable throttle valve is reduced, whereby the refrigerant radiates heat to the outside air in the outdoor heat exchanger. The refrigerant absorbs heat in the two indoor heat exchanger.
しかしながら、上記従来技術によると、除湿暖房モードにおいてより高い吹出温度を得るために第2可変絞り弁の絞り開度を大きくするが、第2室内熱交換器における冷媒蒸発温度がフロスト限界温度(氷点)以下となってフロスト(着霜)が生じることを防止するために冷媒流量(圧縮器の回転数)を制限する必要があり、結果として吹出温度が制限される。 However, according to the above prior art, the throttle opening of the second variable throttle valve is increased in order to obtain a higher blowing temperature in the dehumidifying heating mode, but the refrigerant evaporation temperature in the second indoor heat exchanger is the frost limit temperature (freezing point). ) In order to prevent the occurrence of frost (frost formation) in the following, it is necessary to limit the flow rate of refrigerant (the number of rotations of the compressor), and as a result, the discharge temperature is limited.
本発明は上記点に鑑みて、除湿暖房モードにおいて、より高い吹出温度を得ることのできる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the refrigerating-cycle apparatus which can obtain higher blowing temperature in dehumidification heating mode in view of the said point.
上記目的を達成するため、請求項1、2に記載の発明では、
冷媒を吸入して吐出する圧縮機(11)と、
冷媒が持つ熱を空調対象空間への送風空気に放熱させる放熱器(12)と、
絞り開度を変更可能に構成され、冷媒を減圧させる第1減圧手段(13)および第2減圧手段(18)と、
冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器(15)と、
冷媒と送風空気とを熱交換させて冷媒を蒸発させる蒸発器(16)と、
圧縮機(11)、放熱器(12)、第1減圧手段(13)、室外熱交換器(15)、第2減圧手段(18)、蒸発器(16)、圧縮機(11)の順に冷媒が流れる第1除湿暖房モードの冷媒回路と、
圧縮機(11)、放熱器(12)、第1減圧手段(13)、蒸発器(16)、第2減圧手段(18)、室外熱交換器(15)、圧縮機(11)の順に冷媒が流れる第2除湿暖房モードの冷媒回路とを切り替える切替手段(14、50)とを備え、
第1減圧手段(13)および第2減圧手段(18)は、第1除湿暖房モードおよび第2除湿暖房モードにおいて、室外熱交換器(15)および蒸発器(16)で冷媒が吸熱するように絞り開度を調整することを特徴とする。
請求項1に記載の発明では、
切替手段(14、50)は、
第1除湿暖房モードにおいて、室外熱交換器(15)における冷媒温度(TO)から蒸発器(16)における冷媒温度(TE)を減じた温度差(TO−TE)が第1の値(β1)を下回り、かつ目標吹出温度(TAO)から吹出空気温度(TAV)を減
じた温度差(TAO−TAV)が第2の値(γ1)を上回った場合、第2除湿暖房モードに切り替え、
第2除湿暖房モードにおいて、蒸発器(16)における冷媒温度(TE)から室外熱交換器(15)における冷媒温度(TO)を減じた温度差(TE−TO)が第3の値(β2)を下回り、かつ吹出空気温度(TAV)から目標吹出温度(TAO)を減
じた温度差(TAV−TAO)が第4の値(γ2)を上回った場合、第1除湿暖房モードに切り替えることを特徴とする。
請求項2に記載の発明では、
切替手段(14、50)は、
第1除湿暖房モードにおいて、第2減圧手段(18)の絞り開度(EVC)が第1の値(δ1)を上回り、かつ目標吹出温度(TAO)から吹出空気温度(TAV)を
減じた温度差(TAO−TAV)が第2の値(γ1)を上回った場合、第2除湿暖房モードに切り替え、
第2除湿暖房モードにおいて、第2減圧手段(18)の絞り開度(EVC)が第3の値(δ2)を上回り、かつ吹出空気温度(TAV)から目標吹出温度(TAO)を
減じた温度差(TAV−TAO)が第4の値(γ2)を上回った場合、第1除湿暖房モードに切り替えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
A compressor (11) for sucking and discharging refrigerant;
A radiator (12) that radiates heat of the refrigerant to the air blown to the air-conditioning target space;
A first depressurizing means (13) and a second depressurizing means (18) configured to change the throttle opening and depressurizing the refrigerant;
An outdoor heat exchanger (15) for exchanging heat between the refrigerant and the outside air;
An evaporator (16) for evaporating the refrigerant by exchanging heat between the refrigerant and the blown air;
Refrigerant in the order of the compressor (11), the radiator (12), the first pressure reducing means (13), the outdoor heat exchanger (15), the second pressure reducing means (18), the evaporator (16), and the compressor (11). A refrigerant circuit in the first dehumidifying and heating mode through which the air flows,
Refrigerant in the order of compressor (11), radiator (12), first decompression means (13), evaporator (16), second decompression means (18), outdoor heat exchanger (15), compressor (11) Switching means (14, 50) for switching between the refrigerant circuit in the second dehumidifying and heating mode in which the
In the first dehumidifying and heating mode and the second dehumidifying and heating mode, the first pressure reducing means (13) and the second pressure reducing means (18) are configured so that the refrigerant absorbs heat in the outdoor heat exchanger (15) and the evaporator (16). The throttle opening is adjusted.
In the invention according to
The switching means (14, 50)
In the first dehumidifying and heating mode, the temperature difference (TO-TE) obtained by subtracting the refrigerant temperature (TE) in the evaporator (16) from the refrigerant temperature (TO) in the outdoor heat exchanger (15) is the first value (β1). The air temperature (TAV) is reduced from the target air temperature (TAO).
When the closed temperature difference (TAO-TAV) exceeds the second value (γ1), switch to the second dehumidifying heating mode,
In the second dehumidifying heating mode, a temperature difference (TE-TO) obtained by subtracting the refrigerant temperature (TO) in the outdoor heat exchanger (15) from the refrigerant temperature (TE) in the evaporator (16) is the third value (β2). The target air temperature (TAO) is reduced from the air temperature (TAV).
When the closed temperature difference (TAV−TAO) exceeds the fourth value (γ2), the mode is switched to the first dehumidifying heating mode.
In the invention according to
The switching means (14, 50)
In the first dehumidifying and heating mode, the throttle opening degree (EVC) of the second pressure reducing means (18) exceeds the first value (δ1), and the blown air temperature (TAV) is set from the target blown temperature (TAO).
When the reduced temperature difference (TAO-TAV) exceeds the second value (γ1), switch to the second dehumidifying heating mode,
In the second dehumidifying and heating mode, the throttle opening (EVC) of the second decompression means (18) exceeds the third value (δ2), and the target blowing temperature (TAO) is calculated from the blowing air temperature (TAV).
When the reduced temperature difference (TAV−TAO) exceeds the fourth value (γ2), the first dehumidifying heating mode is switched .
これによると、第1除湿暖房モードおよび第2除湿暖房モードにおいて、室外熱交換器(15)および蒸発器(16)で冷媒が吸熱するので、室外熱交換器(15)で冷媒が吸熱せず外気に放熱する場合と比較して、放熱器(12、34)から吹き出される吹出空気の温度(吹出温度)を上昇させることができる。 According to this, since the refrigerant absorbs heat in the outdoor heat exchanger (15) and the evaporator (16) in the first dehumidifying heating mode and the second dehumidifying heating mode, the refrigerant does not absorb heat in the outdoor heat exchanger (15). Compared with the case where heat is radiated to the outside air, the temperature of the blown-out air blown out from the radiator (12, 34) (blowing temperature) can be increased.
さらに、第1除湿暖房モードでは、室外熱交換器(15)、第2減圧手段(18)、蒸発器(16)の順に冷媒が流れるのに対し、第2除湿暖房モードでは、第1除湿暖房モードとは逆に、蒸発器(16)、第2減圧手段(18)、室外熱交換器(15)の順に冷媒が流れる。 Further, in the first dehumidifying and heating mode, the refrigerant flows in the order of the outdoor heat exchanger (15), the second decompression means (18), and the evaporator (16), whereas in the second dehumidifying and heating mode, the first dehumidifying and heating mode is performed. Contrary to the mode, the refrigerant flows in the order of the evaporator (16), the second decompression means (18), and the outdoor heat exchanger (15).
このため、第2除湿暖房モードでは、蒸発器(16)における冷媒蒸発温度がフロスト限界温度以上となるように第1減圧手段(13)の絞り開度を調整するとともに、第2減圧手段(18)の絞り開度を小さくして室外熱交換器(15)での吸熱量を多くすることができるので、蒸発器(16)における着霜を防止しつつ、第1除湿暖房モードよりも高い吹出温度を得ることができる。 For this reason, in the second dehumidifying heating mode, the throttle opening degree of the first pressure reducing means (13) is adjusted so that the refrigerant evaporation temperature in the evaporator (16) is equal to or higher than the frost limit temperature, and the second pressure reducing means (18 ) Can be reduced to increase the amount of heat absorbed by the outdoor heat exchanger (15), so that the frosting in the evaporator (16) can be prevented and the blowout higher than that in the first dehumidifying heating mode can be achieved. The temperature can be obtained.
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。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、実施形態について図に基づいて説明する。以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are given the same reference numerals.
(第1実施形態)
第1実施形態について図1〜図8に基づいて説明する。図1は、本実施形態に係る車両用空調装置1の概略構成図である。
(First embodiment)
A first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
本実施形態では、本発明の冷凍サイクル装置10を内燃機関(エンジン)および走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド車両の車両用空調装置1に適用している。この冷凍サイクル装置10は、車両用空調装置1において、空調対象空間である車室内へ送風される車室内送風空気を冷却あるいは加熱する機能を果たす。
In this embodiment, the
このため、冷凍サイクル装置10は、車室内を冷房する冷房モード(冷房運転)の冷媒流路、車室内を除湿しながら暖房する除湿暖房モード(除湿運転)の冷媒流路、車室内を暖房する暖房モード(暖房運転)の冷媒流路を切替可能に構成されている。
For this reason, the
さらに、この冷凍サイクル装置10では、除湿暖房モードとして、通常時に実行される第1除湿暖房モード、および外気温が極低温時等に実行される第2除湿暖房モードの冷媒流路を切替可能に構成されている。
Further, in the
本実施形態の冷凍サイクル装置10では、冷媒として通常のフロン系冷媒を採用しており、高圧冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力を越えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。この冷媒には、圧縮機11を潤滑するための冷凍機油が混入されており、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。
In the
圧縮機11は、車両のエンジンルーム内に配置されて、冷凍サイクル装置10において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するもので、吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構11aを電動モータ11bにて駆動する電動圧縮機である。圧縮機構11aとしては、具体的に、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用することができる。
The
電動モータ11bは、制御装置50から出力される制御信号によって、その作動(回転数)が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれの形式を採用してもよい。そして、この回転数制御によって、圧縮機構11aの冷媒吐出能力が変更される。従って、本実施形態では、電動モータ11bが圧縮機構11aの吐出能力変更手段を構成する。
The operation (rotation speed) of the
圧縮機11の吐出口側には、凝縮器12の入口側が接続されている。凝縮器12は、室内空調ユニット30のケーシング31内に配置されて、圧縮機11から吐出された吐出冷媒(高圧冷媒)を放熱させて、蒸発器16を通過した車室内送風空気を加熱する放熱器である。
The inlet side of the
凝縮器12の出口側には第1膨張弁13(第1減圧手段)の入口側が接続されている。第1膨張弁13は、冷媒を減圧させる減圧手段であり、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体を変位させて絞り開度を変化させるステッピングモータからなる電動アクチュエータとを有して構成される電気式の可変絞り機構である。
The inlet side of the first expansion valve 13 (first decompression means) is connected to the outlet side of the
第1膨張弁13は、絞り開度を全開する全開機能付きの可変絞り機構で構成されている。つまり、第1膨張弁13は、絞り開度を全開することで冷媒の減圧作用を発揮させないようにすることができる。第1膨張弁13は、制御装置50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。
The
第1膨張弁13の出口側には、四方弁14の第1出入口が接続されている。四方弁14は、制御装置から出力される制御電圧によって、その作動が制御される電気式四方弁である。
A first inlet / outlet port of the four-
四方弁14の第2出入口には、室外熱交換器15の一方の出入口側が接続されている。四方弁14の第3出入口には、蒸発器16の一方の出入口側が接続されている。四方弁14の第4出入口には、アキュムレータ17の入口側が接続されている。
One entrance / exit side of the
四方弁14は、第1膨張弁13の出口側と室外熱交換器15の一方の出入口側と接続すると同時に蒸発器16の一方の出入口側とアキュムレータ17の入口側とを接続する冷媒流路、および第1膨張弁13の出口側と蒸発器16の一方の出入口側とを接続すると同時に室外熱交換器15の一方の出入口側とアキュムレータ17の入口側とを接続する冷媒流路を切り替える機能を果たす。
The four-
従って、四方弁14は、サイクルを循環する冷媒の冷媒流路を切り替える切替手段(冷媒流路切替手段)を構成している。
Therefore, the four-
室外熱交換器15は、その内部を流通する冷媒と送風ファン(図示略)から送風された外気とを熱交換させるものである。この室外熱交換器15は、暖房モード時等には、冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる蒸発器として機能し、冷房モード時等には、冷媒を放熱させる放熱器として機能する。
The
室外熱交換器15の他方の出入口側には、第2膨張弁18(第2減圧手段)の一方の出入口側が接続されている。第2膨張弁18は、冷媒を減圧させる減圧手段であり、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体を変位させて絞り開度を変化させるステッピングモータからなる電動アクチュエータとを有して構成される電気式の可変絞り機構である。
One inlet / outlet side of the second expansion valve 18 (second decompression means) is connected to the other inlet / outlet side of the
第2膨張弁18は、絞り開度を全開する全開機能付きの可変絞り機構で構成されている。つまり、第2膨張弁18は、絞り開度を全開することで冷媒の減圧作用を発揮させないようにすることができる。第2膨張弁18は、制御装置50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。
The
第2膨張弁18の他方の出入口側には、蒸発器16の他方の出入口側が接続されている。蒸発器16は、室内空調ユニット30のケーシング31内のうち、凝縮器12の車室内送風空気流れ上流側に配置され、冷房モード時および除湿暖房モード時等にその内部を流通する冷媒を、凝縮器12通過前の車室内送風空気と熱交換させて蒸発させ、吸熱作用を発揮させることにより車室内送風空気を冷却する蒸発器である。
The other inlet / outlet side of the
室外熱交換器15の他方の出入口側と第2膨張弁18との間には、三方弁19が接続されている。三方弁19は、室外熱交換器15の他方の出入口側と第2膨張弁18とを接続する冷媒流路と、室外熱交換器15の他方の出入口側と四方弁14の第3出入口(蒸発器16側の出入口)とを接続する冷媒流路とを切り替える電磁弁であり、制御装置から出力される制御信号により、その作動が制御される。
A three-
アキュムレータ17は、その内部に流入した冷媒の気液を分離して、サイクル内の余剰冷媒を蓄える気液分離器である。アキュムレータ17の気相冷媒出口には、圧縮機11の吸入口側が接続されている。従って、アキュムレータ17は、圧縮機11に液相冷媒が吸入されることを抑制し、圧縮機11における液圧縮を防止する機能を果たす。
The
次に、室内空調ユニット30について説明する。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、その外殻を形成するケーシング31内に送風機32、凝縮器12および蒸発器16等を収容したものである。
Next, the indoor
ケーシング31は、車室内送風空気の空気通路を形成しており、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。ケーシング31内の送風空気流れ最上流側には、車室内空気(内気)と外気とを切替導入する内外気切替装置33が配置されている。
The
内外気切替装置33には、ケーシング31内に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が形成されている。さらに、内外気切替装置33の内部には、内気導入口および外気導入口の開口面積を連続的に調整して、内気の風量と外気の風量との風量割合を変化させる内外気切替ドアが配置されている。
The inside / outside
内外気切替装置33の空気流れ下流側には、内外気切替装置33を介して導入された空気を車室内に向けて送風する送風機32が配置されている。この送風機32は、遠心多翼ファン(シロッコファン)32aを電動モータ32bにて駆動する電動送風機であって、制御装置50から出力される制御信号(制御電圧)によって回転数(送風量)が制御される。なお、遠心式多翼ファン32aは、車室内へ空気を送風する送風手段としての機能を果たす。
A
送風機32の空気流れ下流側には、蒸発器16、ヒータコア34および凝縮器12が、車室内送風空気の流れに対して、この順に配置されている。換言すると、蒸発器16は、凝縮器12およびヒータコア34に対して、車室内送風空気の流れ方向上流側に配置されている。
On the downstream side of the air flow of the
ここで、ヒータコア34は、車両走行用の駆動力を出力するエンジンの冷却水と車室内送風空気とを熱交換させる加熱用熱交換器(冷却水空気熱交換器)である。なお、本実施形態のヒータコア34は、凝縮器12に対して車室内送風空気の流れ方向上流側に配置されている。
Here, the
ケーシング31内には、蒸発器16を通過した空気を、凝縮器12およびヒータコア34を迂回させて流す冷風バイパス通路35が形成されている。
In the
蒸発器16の空気流れ下流側かつ凝縮器12およびヒータコア34の空気流れ上流側には、蒸発器16通過後の空気のうち、凝縮器12を通過させる空気と冷風バイパス通路35を通過させる空気との風量割合を調整するエアミックスドア36が配置されている。
On the downstream side of the air flow of the
凝縮器12および冷風バイパス通路35の空気流れ下流側には、凝縮器12を通過した空気と冷風バイパス通路35を通過した空気とを混合させる混合空間が設けられている。
A mixing space for mixing the air that has passed through the
ケーシング31の送風空気流れ最下流側には、混合空間にて混合された空調風を、空調対象空間である車室内へ吹き出す吹出口(図示略)が配置されている。具体的には、吹出口としては、車室内の乗員の上半身へ空調風を吹き出すフェイス吹出口、乗員の足元へ空調風を吹き出すフット吹出口、および車両前面窓ガラス内側面へ空調風を吹き出すデフロスタ吹出口が設けられている。
A blower outlet (not shown) that blows the conditioned air mixed in the mixing space into the passenger compartment that is the air-conditioning target space is disposed on the most downstream side of the blast air flow in the
従って、エアミックスドア36が凝縮器12およびヒータコア34を通過させる空気と冷風バイパス通路35を通過させる空気との風量割合を調整することで、混合空間にて混合された空調風の温度が調整され、各吹出口から吹き出される空調風の温度が調整される。なお、エアミックスドア36は、制御装置50から出力される制御信号によって作動するサーボモータ(図示略)によって駆動される。
Therefore, the temperature of the conditioned air mixed in the mixing space is adjusted by adjusting the air volume ratio between the air passing through the
フェイス吹出口、フット吹出口、およびデフロスタ吹出口の送風空気流れ上流側には、フェイス吹出口の開口面積を調整するフェイスドア(図示略)、フット吹出口の開口面積を調整するフットドア(図示略)、およびデフロスタ吹出口の開口面積を調整するデフロスタドア(図示略)が配置されている。 A face door (not shown) for adjusting the opening area of the face outlet and a foot door (not shown) for adjusting the opening area of the foot outlet are provided on the upstream side of the air flow of the face outlet, the foot outlet, and the defroster outlet. ) And a defroster door (not shown) for adjusting the opening area of the defroster outlet.
これらのフェイスドア、フットドア、およびデフロスタドアは、吹出口モードを切り替える吹出口モード切替手段を構成するものであって、リンク機構等を介して、制御装置50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サーボモータ(図示略)によって駆動される。
These face doors, foot doors, and defroster doors constitute the outlet mode switching means for switching the outlet mode, and the operation thereof is performed by a control signal output from the
次に、本実施形態の電気制御部について説明する。制御装置50は、CPU、ROM、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、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、出力側に接続された各種制御機器の作動を制御する。
Next, the electric control unit of this embodiment will be described. The
制御装置50の入力側には、車室内温度Trを検出する内気センサ、外気温Tamを検出する外気センサ、車室内の日射量Tsを検出する日射センサ、室外熱交換器15における冷媒温度(室外熱交換器温度)TOを検出する室外熱交換器冷媒温度検出手段としての室外熱交換器温度センサ51、蒸発器16における冷媒温度(蒸発器温度)TEを検出する蒸発器冷媒温度検出手段としての蒸発器温度センサ52、圧縮機11から吐出された冷媒の温度を検出する吐出温度センサTd、車室内へ吹き出す吹出空気温度(車室内吹出空気温度)TAVを検出する吹出温度検出手段としての吹出空気温度センサ等の種々の空調制御用のセンサ群が接続されている。
On the input side of the
図1の例では、室外熱交換器温度センサ51として、室外熱交換器15出口側冷媒の温度を検出する温度センサが設けられ、蒸発器温度センサ52として、蒸発器16の表面温度(フィン温度)を検出する温度センサが設けられている。
In the example of FIG. 1, a temperature sensor that detects the temperature of the refrigerant on the outlet side of the
室外熱交換器温度センサ51として、室外熱交換器15の表面温度(フィン温度)を検出する温度センサが設けられていてもよい。蒸発器温度センサ52として、蒸発器16出口側冷媒の温度を検出する温度センサが設けられていてもよい。
As the outdoor heat
制御装置50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(図示略)が接続され、操作パネル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。この操作パネルに設けられた各種操作スイッチとしては、具体的に、室内空調ユニット30にて車室内送風空気の冷却を行うか否かを設定するエアコンスイッチ(A/Cスイッチ)、車室内の設定温度を設定する温度設定スイッチ等が設けられている。
An operation panel (not shown) disposed near the instrument panel in the front part of the vehicle interior is connected to the input side of the
制御装置50は、その出力側に接続された各種制御機器の作動を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、それぞれ制御機器の作動を制御する構成(ソフトウェアおよびハードウェア)が、それぞれの制御機器の作動を制御する制御手段を構成している。
The
例えば、圧縮機11の電動モータを制御する構成が吐出能力制御手段を構成し、第1膨張弁13を制御する構成が第1絞り制御手段を構成し、第2膨張弁18を制御する構成が第2絞り制御手段を構成し、四方弁14を制御する構成が流路切替制御手段を構成している。
For example, the configuration for controlling the electric motor of the
制御装置50のうち四方弁14を制御する構成は、四方弁14とともに、サイクルを循環する冷媒の冷媒流路を切り替える切替手段(冷媒流路切替手段)を構成している。
The configuration for controlling the four-
次に、上記構成における本実施形態の車両用空調装置1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では、車室内を冷房する冷房モード、車室内を暖房する暖房モード、車室内を除湿しながら暖房する除湿暖房モードに切り替えることができる。
Next, the operation of the
各運転モードの切替制御処理について図2に基づいて説明する。図2は、本実施形態の車両用空調装置1の制御装置50が実行する制御処理の流れを示すフローチャートである。なお、図2のフローチャートは図示しない空調制御のメインルーチンのサブルーチンとして実行される。また、図2の各制御ステップは、制御装置50が有する各種の機能実現手段を構成している。
Switching control processing for each operation mode will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing a flow of control processing executed by the
まず、制御装置50が上述のセンサ群の検出信号および操作パネルの操作信号を読み込み(S10)、読み込んだ検出信号および操作信号の値に基づいて車室内へ吹き出す吹出空気の目標温度である目標吹出温度TAOを、以下の数式F1に基づいて算出する(S20)。従って、本実施形態の制御ステップS20は、目標吹出温度決定手段を構成している。
TAO=Kset×Tset−Kr×Tr−Kam×Tam−Ks×Ts+C…(F1)
なお、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、Trは内気センサによって検出された車室内温度(内気温)、Tamは外気センサによって検出された外気温、Tsは日射センサ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。
First, the
TAO = Kset × Tset−Kr × Tr−Kam × Tam−Ks × Ts + C (F1)
Note that Tset is the vehicle interior set temperature set by the temperature setting switch, Tr is the vehicle interior temperature (inside air temperature) detected by the inside air sensor, Tam is the outside air temperature detected by the outside air sensor, and Ts is detected by the solar radiation sensor. The amount of solar radiation. Kset, Kr, Kam, Ks are control gains, and C is a correction constant.
次に、操作パネルのA/Cスイッチがオンされているか否かを判定する(S30)。その結果、A/Cスイッチがオフと判定された場合(S30:NO)には、運転モードを、室内空調ユニット30にて車室内送風空気を冷却しない暖房モード(非冷却モード)に決定し(S40)、A/Cスイッチがオンと判定された場合(S30:YES)には、運転モードを、室内空調ユニット30にて車室内送風空気を冷却する冷房モードおよび除湿暖房モードのいずれか(冷却モード)に決定すべくステップS50へ移行する。 Next, it is determined whether or not the A / C switch of the operation panel is turned on (S30). As a result, when it is determined that the A / C switch is off (S30: NO), the operation mode is determined to be a heating mode (non-cooling mode) in which the vehicle interior air is not cooled by the indoor air conditioning unit 30 ( S40) When it is determined that the A / C switch is on (S30: YES), the operation mode is either the cooling mode for cooling the air blown into the vehicle interior or the dehumidifying heating mode (cooling). Step S50 is entered to determine the mode.
ステップS50では、目標吹出温度TAOが予め定められた冷房基準温度αより小さいか否かを判定する。この結果、目標吹出温度TAOが冷房基準温度αよりも低いと判定された場合(S50:YES)には、車室内の冷房を実行するために、運転モードを冷房モードに決定し(S60)、目標吹出温度TAOが冷房基準温度α以上であると判定された場合(S50:YES)には、ステップS70へ移行する。 In step S50, it is determined whether or not the target outlet temperature TAO is lower than a predetermined cooling reference temperature α. As a result, when it is determined that the target outlet temperature TAO is lower than the cooling reference temperature α (S50: YES), the operation mode is determined to be the cooling mode in order to perform cooling of the passenger compartment (S60), When it is determined that the target outlet temperature TAO is equal to or higher than the cooling reference temperature α (S50: YES), the process proceeds to step S70.
ステップS70では、室外熱交換器温度センサの検出値(室外熱交換器温度TO)から蒸発器温度センサの検出値(蒸発器温度TE)を減じた温度差(=TO−TE)が予め定めた基準値β1(以下、閾値β1という。)を下回っているか否かを判定する。この結果、室外熱交換器温度TOと蒸発器温度TEとの温度差が閾値β1以上と判定された場合(S70:NO)には、車室内への吹出空気の温度調整可能範囲が低温域から高温域の広範囲となる通常時の除湿暖房モードである第1除湿暖房モードに決定し(S80)、室外熱交換器温度TOと蒸発器温度TEとの温度差が閾値β1を下回っていると判定された場合(S70:YES)には、ステップS90へ移行する。 In step S70, a temperature difference (= TO−TE) obtained by subtracting the detected value of the evaporator temperature sensor (evaporator temperature TE) from the detected value of the outdoor heat exchanger temperature sensor (outdoor heat exchanger temperature TO) is predetermined. It is determined whether it is below a reference value β1 (hereinafter referred to as a threshold value β1). As a result, when the temperature difference between the outdoor heat exchanger temperature TO and the evaporator temperature TE is determined to be greater than or equal to the threshold value β1 (S70: NO), the temperature adjustable range of the blown air into the vehicle compartment is from the low temperature range. The first dehumidifying and heating mode, which is a normal dehumidifying and heating mode that is a wide range of the high temperature range, is determined (S80), and it is determined that the temperature difference between the outdoor heat exchanger temperature TO and the evaporator temperature TE is below the threshold value β1. If yes (S70: YES), the process proceeds to step S90.
ステップS90では、目標吹出温度TAOから吹出空気温度センサの検出値(車室内吹出空気温度TAV)を減じた温度差(=TAO−TAV)が予め定めた基準値γ1(以下、閾値γ1という。)を上回っているか否かを判定する。 In step S90, a reference value γ1 (hereinafter referred to as a threshold value γ1) determined in advance is a temperature difference (= TAO−TAV) obtained by subtracting the detected value of the blown air temperature sensor (the vehicle cabin blown air temperature TAV) from the target blown temperature TAO. It is determined whether or not it exceeds.
ステップS90の判定処理の結果、目標吹出温度TAOと車室内吹出空気温度TAVとの温度差が閾値γ1以下と判定された場合(S90:NO)には、第1除湿暖房モードに決定し(S80)、目標吹出温度TAOと車室内吹出空気温度TAVとの温度差が閾値γ1を上回っていると判定された場合(S90:YES)には、ステップS100へ移行する。 As a result of the determination process in step S90, when it is determined that the temperature difference between the target blowing temperature TAO and the vehicle interior blowing air temperature TAV is equal to or less than the threshold γ1 (S90: NO), the first dehumidifying heating mode is determined (S80). ), When it is determined that the temperature difference between the target blowing temperature TAO and the vehicle cabin blowing air temperature TAV exceeds the threshold value γ1 (S90: YES), the process proceeds to step S100.
ステップS100では、蒸発器温度TEから室外熱交換器温度TOを減じた温度差(=TE−TO)が予め定めた基準値β2(以下、閾値β2という。)を下回っているか否かを判定する。この結果、室外熱交換器温度TOと蒸発器温度TEとの温度差が閾値β2以上と判定された場合(S100:NO)には、車室内への吹出空気の温度調整可能範囲が第1除湿暖房モードに比べて高温域となる第2除湿暖房モードに決定し(S110)、室外熱交換器温度TOと蒸発器温度TEとの温度差が閾値β2を下回っていると判定された場合(S100:YES)には、ステップS120へ移行する。 In step S100, it is determined whether or not a temperature difference (= TE−TO) obtained by subtracting the outdoor heat exchanger temperature TO from the evaporator temperature TE is lower than a predetermined reference value β2 (hereinafter referred to as a threshold value β2). . As a result, when it is determined that the temperature difference between the outdoor heat exchanger temperature TO and the evaporator temperature TE is equal to or greater than the threshold value β2 (S100: NO), the temperature adjustable range of the air blown into the vehicle interior is the first dehumidifying range. When it is determined that the second dehumidifying heating mode is higher than that in the heating mode (S110), and it is determined that the temperature difference between the outdoor heat exchanger temperature TO and the evaporator temperature TE is below the threshold β2 (S100) : YES), the process proceeds to step S120.
ステップS120では、車室内吹出空気温度TAVから目標吹出温度TAOを減じた温度差(=TAV−TAO)が予め定めた基準値γ2(以下、閾値γ2という。)を上回っているか否かを判定する。 In step S120, it is determined whether or not a temperature difference (= TAV−TAO) obtained by subtracting the target blowing temperature TAO from the vehicle cabin blowing air temperature TAV exceeds a predetermined reference value γ2 (hereinafter referred to as a threshold value γ2). .
ステップS120の判定処理の結果、車室内吹出空気温度TAVと目標吹出温度TAOとの温度差が閾値γ2を上回っていると判定された場合(S120:YES)には、第1除湿暖房モードに決定し(S80)、車室内吹出空気温度TAVと目標吹出温度TAOとの温度差が閾値γ2以下と判定された場合(S120:NO)には、第2除湿暖房モードに決定する(S110)。 As a result of the determination processing in step S120, when it is determined that the temperature difference between the vehicle interior blown air temperature TAV and the target blowout temperature TAO exceeds the threshold γ2 (S120: YES), the first dehumidifying heating mode is determined. If it is determined that the temperature difference between the vehicle interior blown air temperature TAV and the target blowout temperature TAO is equal to or smaller than the threshold γ2 (S120: NO), the second dehumidifying heating mode is determined (S110).
このようにして、各運転モードを、車両用空調装置1の運転環境に応じて、暖房モード、冷房モード、第1除湿暖房モードおよび第2除湿暖房モードを適切に切り替えることができる。
In this way, each operation mode can be appropriately switched between the heating mode, the cooling mode, the first dehumidifying heating mode, and the second dehumidifying heating mode according to the operating environment of the
次に、冷房モード、暖房モード、第1除湿暖房モードおよび第2除湿暖房モードにおける作動について説明する。 Next, operations in the cooling mode, the heating mode, the first dehumidifying heating mode, and the second dehumidifying heating mode will be described.
(A)暖房モード
暖房モードでは、制御装置50が、四方弁14にて第1膨張弁13の出口側と室外熱交換器15の一方の出入口側と接続すると同時に蒸発器16の一方の出入口側とアキュムレータ17の入口側とを接続する。さらに、制御装置50が、三方弁19にて室外熱交換器15の他方の出入口側と四方弁14の第3出入口(蒸発器16側の出入口)とを接続する。これにより、冷凍サイクル装置10では、図1の白抜斜線矢印で示すように冷媒が流れる冷媒回路に切り替えられる。
(A) Heating Mode In the heating mode, the
この冷媒回路の構成で、制御装置50が、目標吹出温度TAO、センサ群の検出信号等に基づいて、制御装置50に接続された各種制御機器の作動状態(各種制御機器へ出力する制御信号)を決定する。
With the configuration of the refrigerant circuit, the
例えば、圧縮機11の冷媒吐出能力、すなわち圧縮機11の電動モータ11bに出力される制御信号については、以下のように決定される。まず、目標吹出温度TAOに基づいて、予め制御装置50に記憶された制御マップを参照して、凝縮器12の目標凝縮器温度TCOを決定する。
For example, the refrigerant discharge capacity of the
そして、この目標凝縮器温度TCOと吐出温度センサの検出値との偏差に基づいて、フィードバック制御手法を用いて、車室内へ吹き出される吹出空気温度が目標吹出温度TAOに近づくように圧縮機11の電動モータ11bに出力される制御信号が決定される。
Then, based on the deviation between the target condenser temperature TCO and the detected value of the discharge temperature sensor, the
第1膨張弁13へ出力される制御信号については、第1膨張弁13へ流入する冷媒の過冷却度が、サイクルの成績係数(COP)を最大値に近づけるように予め定められた目標過冷却度に近づくように決定される。
With respect to the control signal output to the
エアミックスドア36のサーボモータへ出力される制御信号については、エアミックスドア36が冷風バイパス通路35を閉塞し、蒸発器16を通過後の送風空気の全流量がヒータコア34および凝縮器12の空気通路を通過するように決定される。
Regarding the control signal output to the servo motor of the
そして、上記の如く決定された制御信号等を各種制御機器へ出力する。その後、操作パネルによって車両用空調装置1の作動停止が要求されるまで、所定の周期毎に運転モードの決定処理→各種制御機器の作動状態の決定→制御信号等の出力といった制御ルーチンが繰り返される。なお、このような制御ルーチンの繰り返しは、他の運転モード時にも同様に行われる。
Then, the control signal determined as described above is output to various control devices. Thereafter, until the operation stop of the
従って、暖房モード時の冷凍サイクル装置10では、圧縮機11から吐出された高圧冷媒が凝縮器12に流入する。凝縮器12に流入した冷媒は、送風機32から送風されて蒸発器16を通過した車室内送風空気と熱交換して放熱する。これにより、車室内送風空気が加熱される。
Therefore, in the
凝縮器12から流出した冷媒は、第1膨張弁13に流入し、第1膨張弁13にて低圧冷媒となるまで減圧膨張される。そして、第1膨張弁13にて減圧された低圧冷媒は、室外熱交換器15に流入して、送風ファンから送風された外気から吸熱する。室外熱交換器15から流出した冷媒は、第2膨張弁18および蒸発器16をバイパスして、アキュムレータ17へ流入して気液分離される。
The refrigerant flowing out of the
そして、アキュムレータ17にて分離された気相冷媒が圧縮機11の吸入側から吸入されて再び圧縮機11にて圧縮される。なお、アキュムレータ17にて分離された液相冷媒は、サイクルが要求されている冷凍能力を発揮するために必要としていない余剰冷媒としてアキュムレータ17の内部に蓄えられる。
The vapor phase refrigerant separated by the
以上の如く、暖房モードでは、凝縮器12にて圧縮機11から吐出された高圧冷媒の有する熱を車室内送風空気に放熱させるとともに、ヒータコア34にて冷却水が有する熱を車室内送風空気に放熱させて、加熱された車室内送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の暖房を実現することができる。
As described above, in the heating mode, the heat of the high-pressure refrigerant discharged from the
(B)冷房モード
冷房モードでは、制御装置50が、四方弁14にて第1膨張弁13の出口側と室外熱交換器15の一方の出入口側と接続すると同時に蒸発器16の一方の出入口側とアキュムレータ17の入口側とを接続する。そして、制御装置50が、三方弁19にて室外熱交換器15の他方の出入口側と第2膨張弁18とを接続する。さらに、第1膨張弁13の絞り開度を全開状態とする。これにより、冷凍サイクル装置10は、図1の白抜矢印で示すように冷媒が流れる冷媒回路に切り替えられる。
(B) Cooling Mode In the cooling mode, the
この冷媒回路の構成で、制御装置50が、目標吹出温度TAO、センサ群の検出信号等に基づいて、制御装置50に接続された各種制御機器の作動状態(各種制御機器へ出力する制御信号)を決定する。
With the configuration of the refrigerant circuit, the
例えば、圧縮機11の冷媒吐出能力、すなわち圧縮機11の電動モータ11bに出力される制御信号については、以下のように決定される。まず、目標吹出温度TAOに基づいて、予め制御装置50に記憶された制御マップを参照して、蒸発器16から吹き出される送風空気の目標蒸発器吹出温度TEOを決定する。
For example, the refrigerant discharge capacity of the
そして、この目標蒸発器吹出温度TEOと蒸発器温度センサの検出値との偏差に基づいて、フィードバック制御手法を用いて蒸発器16を通過した空気の温度が、目標吹出温度TAOに近づくように圧縮機11の電動モータ11bに出力される制御信号が決定される。
Based on the deviation between the target evaporator outlet temperature TEO and the detected value of the evaporator temperature sensor, the feedback control method is used to compress the temperature of the air that has passed through the
第2膨張弁18へ出力される制御信号については、第2膨張弁18へ流入する冷媒の過冷却度が、サイクルの成績係数(COP)を最大値に近づくように予め定められた目標過冷却度に近づくように決定される。
With respect to the control signal output to the
エアミックスドア36のサーボモータへ出力される制御信号については、エアミックスドア36がヒータコア34および凝縮器12の空気通路を閉塞し、蒸発器16を通過後の送風空気の全流量が冷風バイパス通路35を通過するように決定される。
Regarding the control signal output to the servo motor of the
従って、冷房モード時の冷凍サイクル装置10では、圧縮機11から吐出された高圧冷媒が凝縮器12に流入する。この際、エアミックスドア36がヒータコア34および凝縮器12の空気通路を閉塞しているので、凝縮器12に流入した冷媒は、殆ど車室内送風空気と熱交換することなく、凝縮器12から流出する。
Therefore, in the
凝縮器12から流出した冷媒は、第1膨張弁13に流入する。この際、第1膨張弁13の絞り開度を全開状態としているので、凝縮器12から流出した冷媒は、第1膨張弁13にて減圧されることなく、室外熱交換器15に流入する。そして、室外熱交換器15に流入した冷媒は、室外熱交換器15にて送風ファンから送風された外気へ放熱する。
The refrigerant that has flowed out of the
室外熱交換器15から流出した冷媒は、第2膨張弁18へ流入して、第2膨張弁18にて低圧冷媒となるまで減圧膨張される。第2膨張弁18にて減圧された低圧冷媒は、蒸発器16に流入し、送風機32から送風された車室内送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、車室内送風空気が冷却される。
The refrigerant flowing out of the
蒸発器16から流出した冷媒は、アキュムレータ17へ流入して気液分離される。そして、アキュムレータ17にて分離された気相冷媒が圧縮機11の吸入側から吸入されて再び圧縮機11にて圧縮される。なお、アキュムレータ17にて分離された液相冷媒は、サイクルが要求されている冷凍能力を発揮するために必要としていない余剰冷媒としてアキュムレータ17の内部に蓄えられる。
The refrigerant flowing out of the
以上の如く、冷房モードでは、エアミックスドア36にてヒータコア34および凝縮器12の空気通路を閉塞しているので、蒸発器16にて冷却された車室内送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の冷房を実現することができる。
As described above, in the cooling mode, the
(C)第1除湿暖房モード
第1除湿暖房モードでは、制御装置50が四方弁14にて第1膨張弁13の出口側と室外熱交換器15の一方の出入口側と接続すると同時に蒸発器16の一方の出入口側とアキュムレータ17の入口側とを接続する。そして、制御装置50が、三方弁19にて室外熱交換器15の他方の出入口側と第2膨張弁18とを接続する。さらに、第1、第2膨張弁13、18を絞り状態または全開状態とする。これにより、冷凍サイクル装置10は、冷房モードと同様に、図1の白抜矢印に示すように冷媒が流れる冷媒回路に切り替えられる。なお、第1除湿暖房モード(第1冷媒流路)では、室外熱交換器15、第2膨張弁18、蒸発器16の順に冷媒が流れることとなる。
(C) First Dehumidifying Heating Mode In the first dehumidifying heating mode, the
この冷媒回路の構成で、制御装置50が、目標吹出温度TAO、センサ群の検出信号等に基づいて、制御装置50に接続された各種制御機器の作動状態(各種制御機器へ出力する制御信号)を決定する。
With the configuration of the refrigerant circuit, the
例えば、圧縮機11の電動モータ11bに出力される制御信号については、冷房モードと同様に決定される。また、エアミックスドア36のサーボモータへ出力される制御信号については、エアミックスドア36が冷風バイパス通路35を閉塞し、蒸発器16を通過後の送風空気の全流量がヒータコア34および凝縮器12の空気通路を通過するように決定される。
For example, the control signal output to the
また、第1膨張弁13および第2膨張弁18については、車室内へ吹き出す吹出空気の目標温度である目標吹出温度TAOに応じて変更している。具体的には、制御装置50は、車室内へ吹き出す吹出空気の目標温度である目標吹出温度TAOの上昇に伴って、第1膨張弁13の絞り開度を減少させるとともに、第2膨張弁18の絞り開度を増大させる。これにより、第1除湿暖房モードでは、第1モードから第4モードの4段階のモードを実行する。
Further, the
(C−1)第1モード
第1モードは、第1除湿暖房モード時に、目標吹出温度TAOが冷房基準温度α以上、かつ予め定めた第1基準温度以下となった場合に実行される。
(C-1) 1st mode 1st mode is performed when the target blowing temperature TAO becomes more than the cooling reference temperature (alpha) and below the predetermined 1st reference temperature at the time of 1st dehumidification heating mode.
第1モードでは、第1膨張弁13の絞り開度を全開状態とし、第2膨張弁18を絞り状態とする。従って、サイクル構成(冷媒流路)については、冷房モードと全く同じ冷媒流路となるものの、エアミックスドア36が凝縮器12およびヒータコア34側の空気通路を全開状態としているので、サイクルを循環する冷媒の状態については、図3のモリエル線図に示すように変化する。
In the first mode, the throttle opening of the
すなわち、図3に示すように、圧縮機11から吐出された高圧冷媒(a1点)は、凝縮器12へ流入して、蒸発器16にて冷却されて除湿された車室内送風空気と熱交換して放熱する(図3のa1点→a2点)。これにより、車室内送風空気が加熱される。
That is, as shown in FIG. 3, the high-pressure refrigerant (point a1) discharged from the
凝縮器12から流出した冷媒は、第1膨張弁13に流入する。この際、第1膨張弁13の絞り開度を全開状態としているので、凝縮器12から流出した冷媒は、第1膨張弁13にて減圧されることなく、室外熱交換器15に流入する。そして、室外熱交換器15に流入した冷媒は、室外熱交換器15にて送風ファンから送風された外気へ放熱する(図3のa2点→a3点)。
The refrigerant that has flowed out of the
室外熱交換器15から流出した冷媒は、第2膨張弁18へ流入して、第2膨張弁18にて低圧冷媒となるまで減圧膨張される(図3のa3点→a4点)。第2膨張弁18にて減圧された低圧冷媒は、蒸発器16に流入し、送風機32から送風された車室内送風空気から吸熱して蒸発する(図3のa4点→a5点)。これにより、車室内送風空気が冷却される。そして、蒸発器16から流出した冷媒は、冷房モードと同様に、アキュムレータ17→圧縮機11の吸入側へと流れて再び圧縮機11にて圧縮される。
The refrigerant that has flowed out of the
以上の如く、第1除湿暖房モードの第1モード時には、蒸発器16にて冷却され除湿された車室内送風空気を、ヒータコア34および凝縮器12にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。
As described above, in the first mode of the first dehumidifying and heating mode, the vehicle interior air cooled and dehumidified by the
なお、図3中、圧力P1は、蒸発器16における冷媒蒸発温度がフロスト限界温度になるときの蒸発器16における冷媒圧力(フロスト限界圧力)である。第1モードでは、蒸発器16における冷媒圧力がフロスト限界圧力P1を下回らないように圧縮機11の回転数が決定される。
In FIG. 3, the pressure P <b> 1 is the refrigerant pressure (frost limit pressure) in the
(C−2)第2モード
第2モードは、第1除湿暖房モード時に、目標吹出温度TAOが第1基準温度より高く、かつ予め定めた第2基準温度以下となった場合に実行される。第2モードでは、第1膨張弁13を絞り状態とし、第2膨張弁18の絞り開度を第1モード時よりも増加させた絞り状態とする。従って、第2モードでは、サイクルを循環する冷媒の状態については、図4のモリエル線図に示すように変化する。
(C-2) Second Mode The second mode is executed when the target outlet temperature TAO is higher than the first reference temperature and lower than or equal to a predetermined second reference temperature in the first dehumidifying and heating mode. In the second mode, the
すなわち、図4に示すように、圧縮機11から吐出された高圧冷媒(b1点)は、凝縮器12へ流入して、蒸発器16にて冷却されて除湿された車室内送風空気と熱交換して放熱する(図4のb1点→b2点)。これにより、車室内送風空気が加熱される。
That is, as shown in FIG. 4, the high-pressure refrigerant (point b1) discharged from the
凝縮器12から流出した冷媒は、第1膨張弁13に流入し、中間圧冷媒となるまで減圧される(図4のb2点→b3点)。そして、第1膨張弁13にて減圧された中間圧冷媒は、室外熱交換器15に流入して、送風ファンから送風された外気へ放熱する(図4のb3点→b4点)。
The refrigerant flowing out of the
室外熱交換器15から流出した冷媒は、第2膨張弁18へ流入して、第2膨張弁18にて低圧冷媒となるまで減圧膨張される(図4のb4点→b5点)。第2膨張弁18にて減圧された低圧冷媒は、蒸発器16に流入し、送風機32から送風された車室内送風空気から吸熱して蒸発する(図4のb5点→b6点)。これにより、車室内送風空気が冷却される。そして、蒸発器16から流出した冷媒は、冷房モードと同様に、アキュムレータ17→圧縮機11の吸入側へと流れて再び圧縮機11にて圧縮される。
The refrigerant that has flowed out of the
以上の如く、第1除湿暖房モードの第2モード時には、第1モードと同様に、蒸発器16にて冷却され除湿された車室内送風空気を、凝縮器12にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。
As described above, during the second mode of the first dehumidifying and heating mode, the vehicle interior air cooled and dehumidified by the
この際、第2モードでは、第1膨張弁13を絞り状態としているので、第1モードに対して、室外熱交換器15へ流入する冷媒の温度を低下させることができる。従って、室外熱交換器15における冷媒の温度と外気温との温度差を縮小して、室外熱交換器15における冷媒の放熱量を減少させることができる。
At this time, in the second mode, since the
この結果、第1モード時に対して、凝縮器12における冷媒の放熱量を増加させることができ、第1モードよりも凝縮器12から吹き出される吹出空気の温度を上昇させることができる。
As a result, the heat release amount of the refrigerant in the
なお、第2モードでは、蒸発器16における冷媒圧力がフロスト限界圧力P1を下回らないように圧縮機11の回転数が決定される。
In the second mode, the rotation speed of the
(C−3)第3モード
第3モードは、第1除湿暖房モード時に、目標吹出温度TAOが第2基準温度より高く、かつ予め定めた第3基準温度以下となった場合に実行される。第3モードでは、第1膨張弁13の絞り開度を第2モード時よりも減少させた絞り状態とし、第2膨張弁18の絞り開度を第2モード時よりも増加させた絞り状態とする。従って、第3モードでは、サイクルを循環する冷媒の状態については、図5のモリエル線図に示すように変化する。
(C-3) Third Mode The third mode is executed when the target blowing temperature TAO is higher than the second reference temperature and lower than or equal to a predetermined third reference temperature in the first dehumidifying heating mode. In the third mode, a throttle state in which the throttle opening of the
すなわち、図5に示すように、圧縮機11から吐出された高圧冷媒(c1点)は、凝縮器12へ流入して、蒸発器16にて冷却されて除湿された車室内送風空気と熱交換して放熱する(図5のc1点→c2点)。これにより、車室内送風空気が加熱される。
That is, as shown in FIG. 5, the high-pressure refrigerant (point c1) discharged from the
凝縮器12から流出した冷媒は、第1膨張弁13に流入し、外気温よりも温度の低い中間圧冷媒となるまで減圧される(図5のc2点→c3点)。そして、第1膨張弁13にて減圧された中間圧冷媒は、室外熱交換器15に流入して、送風ファンから送風された外気から吸熱する(図5のc3点→c4点)。
The refrigerant flowing out of the
室外熱交換器15から流出した冷媒は、第2膨張弁18へ流入して、第2膨張弁18にて低圧冷媒となるまで減圧膨張される(図5のc4点→c5点)。第2膨張弁18にて減圧された低圧冷媒は、蒸発器16に流入し、送風機32から送風された車室内送風空気から吸熱して蒸発する(図5のc5点→c6点)。これにより、車室内送風空気が冷却される。そして、蒸発器16から流出した冷媒は、冷房モードと同様に、アキュムレータ17→圧縮機11の吸入側へと流れて再び圧縮機11にて圧縮される。
The refrigerant that has flowed out of the
以上の如く、第1除湿暖房モードの第3モード時には、第1、第2モードと同様に、蒸発器16にて冷却され除湿された車室内送風空気を、凝縮器12にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。
As described above, in the third mode of the first dehumidifying and heating mode, the vehicle interior air cooled and dehumidified by the
この際、第3モードでは、第2膨張弁18の絞り開度を増加させることによって、室外熱交換器15を吸熱器(蒸発器)として機能させているので、第2モードよりも凝縮器12から吹き出される温度を上昇させることができる。
At this time, in the third mode, the
この結果、第2モードに対して、凝縮器12における冷媒の放熱量を増加させることができ、第2モードよりも凝縮器12から吹き出される吹出空気の温度を上昇させることができる。
As a result, the heat release amount of the refrigerant in the
なお、第3モードでは、蒸発器16における冷媒圧力がフロスト限界圧力P1を下回らないように圧縮機11の回転数が決定される。
In the third mode, the rotation speed of the
(C−4)第4モード
第4モードは、第1除湿暖房モード時に、目標吹出温度TAOが第3基準温度より高くなった場合に実行される。第4モードでは、第1膨張弁13の絞り開度を第3モード時よりも減少させた絞り状態とし、第2膨張弁18の絞り開度を全開状態とする。従って、第4モードでは、サイクルを循環する冷媒の状態については、図6のモリエル線図に示すように変化する。
(C-4) 4th mode 4th mode is performed when the target blowing temperature TAO becomes higher than 3rd reference temperature at the time of 1st dehumidification heating mode. In the fourth mode, the throttle opening of the
すなわち、図6に示すように、圧縮機11から吐出された高圧冷媒(d1点)は、凝縮器12へ流入して、蒸発器16にて冷却されて除湿された車室内送風空気と熱交換して放熱する(図6のd1点→d2点)。これにより、車室内送風空気が加熱される。
That is, as shown in FIG. 6, the high-pressure refrigerant (point d1) discharged from the
凝縮器12から流出した冷媒は、第1膨張弁13に流入し、低圧冷媒となるまで減圧される(図6のd2点→d3点)。そして、第1膨張弁13にて減圧された低圧冷媒は、室外熱交換器15に流入して、送風ファンから送風された外気から吸熱する(図6のd3点→d4点)。
The refrigerant flowing out of the
室外熱交換器15から流出した冷媒は、第2膨張弁18へ流入する。この際、第2膨張弁18の絞り開度を全開状態としているので、室外熱交換器15から流出した冷媒は、第2膨張弁18にて減圧されることなく、蒸発器16に流入する。
The refrigerant that has flowed out of the
蒸発器16に流入した低圧冷媒は、送風機32から送風された車室内送風空気から吸熱して蒸発する(図6のd4点→d5点)。これにより、車室内送風空気が冷却される。そして、蒸発器16から流出した冷媒は、冷房モードと同様に、アキュムレータ17→圧縮機11の吸入側へと流れて再び圧縮機11にて圧縮される。
The low-pressure refrigerant that has flowed into the
以上の如く、第1除湿暖房モードの第4モード時には、第1〜第3モードと同様に、蒸発器16にて冷却され除湿された車室内送風空気を、凝縮器12にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。
As described above, in the fourth mode of the first dehumidifying and heating mode, the vehicle interior air cooled and dehumidified by the
この際、第4モードでは、第3モードと同様に、室外熱交換器15を吸熱器(蒸発器)として機能させることができるとともに、第3モードよりも第2膨張弁18の絞り開度を増加(全開状態)させているので、室外熱交換器15における冷媒蒸発温度を低下させることができる。従って、第3モードよりも室外熱交換器15における冷媒の温度と外気温との温度差を拡大させて、室外熱交換器15における冷媒の吸熱量を増加させることができる。
At this time, in the fourth mode, as in the third mode, the
この結果、第3モードに対して、凝縮器12における冷媒の放熱量を増加させることができ、第3モードよりも凝縮器12から吹き出される吹出空気の温度を上昇させることができる。
As a result, the heat release amount of the refrigerant in the
なお、第4モードでは、蒸発器16における冷媒圧力がフロスト限界圧力P1を下回らないように圧縮機11の回転数が決定される。
In the fourth mode, the rotation speed of the
このように、第1除湿暖房モードの第1〜第4モードでは、目標吹出温度TAOに応じて第1膨張弁13、第2膨張弁18の絞り開度を変更することで、車室内へ吹き出す吹出空気の温度を低温域から高温域までの広範囲に亘って調整することができる。
As described above, in the first to fourth modes of the first dehumidifying and heating mode, the throttle opening degree of the
換言すると、第1除湿暖房モードでは、室外熱交換器15を、冷媒を放熱させる放熱器として機能させる状態から冷媒に吸熱させる蒸発器として機能させる状態へ切り替えながら、室外熱交換器15における冷媒の放熱量あるいは吸熱量を調整することができる。
In other words, in the first dehumidifying and heating mode, while switching the
従って、室外熱交換器15を放熱器あるいは蒸発器のいずれか一方として機能させるサイクル構成よりも、凝縮器12における冷媒の放熱量を幅広い範囲で調整することができ、除湿運転時に空調対象空間へ吹き出される吹出空気の温度調整範囲を拡大させることができる。
Therefore, the heat radiation amount of the refrigerant in the
(D)第2除湿暖房モード
第2除湿暖房モードでは、制御装置50が四方弁14にて第1膨張弁13の出口側と蒸発器16の一方の出入口側とを接続すると同時に室外熱交換器15の一方の出入口側とアキュムレータ17の入口側とを接続する。そして、制御装置50が、三方弁19にて室外熱交換器15の他方の出入口側と第2膨張弁18とを接続する。さらに、第1、第2膨張弁13、18を絞り状態または全開状態とする。従って、冷凍サイクル装置10は、図1の黒塗矢印に示すように冷媒が流れる第2冷媒流路に切り替えられる。なお、第2除湿暖房モード(第2冷媒流路)では、第1除湿暖房モード(第1冷媒流路)とは逆に、蒸発器16、第2膨張弁18、室外熱交換器15の順に冷媒が流れることとなる。
(D) Second Dehumidifying Heating Mode In the second dehumidifying heating mode, the
この冷媒流路の構成で、制御装置50が、目標吹出温度TAO、センサ群の検出信号等に基づいて、制御装置50に接続された各種制御機器の作動状態(各種制御機器へ出力する制御信号)を決定する。
With this refrigerant flow path configuration, the
例えば、圧縮機11の電動モータ11bに出力される制御信号については、冷房モードと同様に決定される。また、エアミックスドア36のサーボモータへ出力される制御信号については、エアミックスドア36が冷風バイパス通路35を閉塞し、蒸発器16を通過後の送風空気の全流量がヒータコア34および凝縮器12の空気通路を通過するように決定される。
For example, the control signal output to the
また、第1膨張弁13および第2膨張弁18については、車室内へ吹き出す吹出空気の目標温度である目標吹出温度TAOに応じて変更している。具体的には、制御装置50は、車室内へ吹き出す吹出空気の目標温度である目標吹出温度TAOの上昇に伴って、第1膨張弁13の絞り開度を増大させるとともに、第2膨張弁18の絞り開度を減少させる。これにより、第2除湿暖房モードでは、第1モードから第2モードの2段階のモードを実行する。
Further, the
(D−1)第1モード
第1モードは、第2除湿暖房モード時に、目標吹出温度TAOが第4基準温度より高くなった場合に実行される。第1モードでは、第1膨張弁13の絞り開度を第1除湿暖房モードの第4モード時と同じとし、第2膨張弁18の絞り開度を全開状態とする。従って、第1モードでは、サイクルを循環する冷媒の状態については、図6のモリエル線図に示すように変化する。
(D-1) 1st mode 1st mode is performed when the target blowing temperature TAO becomes higher than 4th reference temperature at the time of 2nd dehumidification heating mode. In the first mode, the throttle opening of the
すなわち、図6に示すように、圧縮機11から吐出された高圧冷媒(d1点)は、凝縮器12へ流入して、蒸発器16にて冷却されて除湿された車室内送風空気と熱交換して放熱する(図6のd1点→d2点)。これにより、車室内送風空気が加熱される。
That is, as shown in FIG. 6, the high-pressure refrigerant (point d1) discharged from the
凝縮器12から流出した冷媒は、第1膨張弁13に流入し、低圧冷媒となるまで減圧される(図6のd2点→d3点)。そして、第1膨張弁13にて減圧された低圧冷媒は、蒸発器16に流入して、送風機32から送風された車室内送風空気から吸熱して蒸発する(図6のd3点→d4点)。これにより、車室内送風空気が冷却される。
The refrigerant flowing out of the
蒸発器16から流出した冷媒は、第2膨張弁18へ流入する。この際、第2膨張弁18の絞り開度を全開状態としているので、蒸発器16から流出した冷媒は、第2膨張弁18にて減圧されることなく、室外熱交換器15に流入する。
The refrigerant that has flowed out of the
室外熱交換器15に流入した低圧冷媒は、送風ファンから送風された外気から吸熱する(図6のd4点→d5点)。そして、室外熱交換器15から流出した冷媒は、冷房モードと同様に、アキュムレータ17→圧縮機11の吸入側へと流れて再び圧縮機11にて圧縮される。
The low-pressure refrigerant flowing into the
以上の如く、第2除湿暖房モードの第1モード時には、第1除湿暖房モードと同様に、蒸発器16にて冷却され除湿された車室内送風空気を、ヒータコア34および凝縮器12にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。
As described above, in the first mode of the second dehumidifying and heating mode, the vehicle interior blown air cooled and dehumidified by the
この際、第1モードでは、第1除湿暖房モードの第4モードと同様に、室外熱交換器15を吸熱器(蒸発器)として機能させることができるとともに、第1除湿暖房モードの第3モードよりも第1膨張弁13の絞り開度を縮小させているので、室外熱交換器15における冷媒蒸発温度を低下させることができる。従って、第1除湿暖房モードの第3モードよりも室外熱交換器15における冷媒の温度と外気温との温度差を拡大させて、室外熱交換器15における冷媒の吸熱量を増加させることができる。
At this time, in the first mode, the
この結果、第1除湿暖房モードの第3モードに対して、凝縮器12における冷媒の放熱量を増加させることができ、第1除湿暖房モードの第3モードよりも凝縮器12から吹き出される吹出空気の温度を上昇させることができる。すなわち、第1除湿暖房モードの第4モードと同等に、凝縮器12から吹き出される吹出空気の温度を上昇させることができる。
As a result, compared with the third mode of the first dehumidifying and heating mode, the heat release amount of the refrigerant in the
なお、第1モードでは、蒸発器16における冷媒圧力がフロスト限界圧力P1を下回らないように圧縮機11の回転数が決定される。
In the first mode, the rotation speed of the
(D−2)第2モード
第2モードは、第2除湿暖房モード時に、目標吹出温度TAOが第5基準温度より高くなった場合に実行される。第2モードでは、第1膨張弁13の絞り開度を第1モード時と比較して同等あるいは増加させ、第2膨張弁18を絞り状態とする。従って、第2モードでは、サイクルを循環する冷媒の状態については、図7のモリエル線図に示すように変化する。
(D-2) 2nd mode 2nd mode is performed when the target blowing temperature TAO becomes higher than 5th reference temperature at the time of 2nd dehumidification heating mode. In the second mode, the throttle opening of the
すなわち、図7に示すように、圧縮機11から吐出された高圧冷媒(e1点)は、凝縮器12へ流入して、蒸発器16にて冷却されて除湿された車室内送風空気と熱交換して放熱する(図7のe1点→e2点)。これにより、車室内送風空気が加熱される。
That is, as shown in FIG. 7, the high-pressure refrigerant (point e1) discharged from the
凝縮器12から流出した冷媒は、第1膨張弁13に流入し、送風機32から送風された車室内送風空気よりも温度の低い中間圧冷媒となるまで減圧される(図7のe2点→e3点)。そして、第1膨張弁13にて減圧された中間圧冷媒は、蒸発器16に流入して、送風機32から送風された車室内送風空気から吸熱して蒸発する(図7のe3点→e4点)。これにより、車室内送風空気が冷却される。
The refrigerant that has flowed out of the
蒸発器16から流出した冷媒は、第2膨張弁18へ流入して、第2膨張弁18にて低圧冷媒となるまで減圧膨張される(図7のe4点→e5点)。第2膨張弁18にて減圧された低圧冷媒は、室外熱交換器15に流入し、送風ファンから送風された外気から吸熱して蒸発する(図7のe5点→e6点)
そして、蒸発器16から流出した冷媒は、冷房モードと同様に、アキュムレータ17→圧縮機11の吸入側へと流れて再び圧縮機11にて圧縮される。
The refrigerant that has flowed out of the
Then, the refrigerant that has flowed out of the
以上の如く、第2除湿暖房モードの第2モード時には、第1モードと同様に、蒸発器16にて冷却され除湿された車室内送風空気を、ヒータコア34および凝縮器12にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。
As described above, in the second mode of the second dehumidifying and heating mode, the vehicle interior blown air cooled and dehumidified by the
この際、第2モードでは、第1モードと同様に、室外熱交換器15を吸熱器(蒸発器)として機能させることができるとともに、第1モードよりも第2膨張弁18の絞り開度を縮小させているので、室外熱交換器15における冷媒蒸発温度を低下させることができる。従って、第1モードよりも室外熱交換器15における冷媒の温度と外気温との温度差を拡大させて、室外熱交換器15における冷媒の吸熱量を増加させることができる。
At this time, in the second mode, as in the first mode, the
この結果、第1モードに対して、凝縮器12における冷媒の放熱量を増加させることができ、第1モードよりも凝縮器12から吹き出される吹出空気の温度を上昇させることができる。
As a result, the heat radiation amount of the refrigerant in the
なお、第2モードでは、蒸発器16における冷媒圧力がフロスト限界圧力P1を下回らないように圧縮機11の回転数が決定される。
In the second mode, the rotation speed of the
このように、第2除湿暖房モード時には、第1除湿暖房モード時とは逆に、室外熱交換器15が蒸発器16よりも冷媒流れ下流側になるので、蒸発器16における冷媒蒸発温度をフロスト限界温度以上に維持しつつ、室外熱交換器15における冷媒蒸発温度をフロスト限界温度以下に低下させることができる。
As described above, in the second dehumidifying and heating mode, the
このため、蒸発器16におけるフロスト(着霜)の発生を防止しつつ、第1除湿暖房モードよりも室外熱交換器15における冷媒の吸熱量を増加させることができ、ひいては凝縮器12から吹き出される吹出空気の温度を上昇させることができる。
For this reason, it is possible to increase the heat absorption amount of the refrigerant in the
以上説明した本実施形態の車両用空調装置1では、上記の如く、冷凍サイクル装置10の冷媒流路を切り替えることによって、車室内の適切な冷房、暖房および除湿暖房を実行することで、車室内の快適な空調を実現することができる。
In the
特に、本実施形態の車両用空調装置1では、除湿暖房モードとして、室外熱交換器15における熱交換能力(放熱能力および吸熱能力)を調整して車室内へ吹き出す吹出空気を低温域から高温域に亘る広範囲で温度調整可能な第1除湿暖房モードと、第1除湿暖房モードよりも車室内へ吹き出す吹出空気を高温域で温度調整可能な第2除湿暖房モードとを切り替えることできる。
In particular, in the
従って、空調対象空間である車室内への吹出空気の温度調整可能範囲を拡大させることができる。 Therefore, the temperature adjustable range of the air blown into the passenger compartment, which is the air conditioning target space, can be expanded.
本実施形態によると、第1除湿暖房モードの第3、第4モードおよび第2除湿暖房モードの第1、第2モードにおいて、室外熱交換器15および蒸発器16で冷媒が吸熱するので、第1除湿暖房モードの第1、第2モードのように室外熱交換器15で冷媒が吸熱せず外気に放熱する場合と比較して、凝縮器12から吹き出される吹出空気の温度を上昇させることができる。
According to the present embodiment, the refrigerant absorbs heat in the
しかも、第1除湿暖房モードでは、室外熱交換器15、第2膨張弁18、蒸発器16の順に冷媒が流れるのに対し、第2除湿暖房モードでは、第1モードとは逆に、蒸発器16、第2膨張弁18、室外熱交換器15の順に冷媒が流れる。
Moreover, in the first dehumidifying and heating mode, the refrigerant flows in the order of the
このため、第2除湿暖房モードでは、蒸発器16における冷媒蒸発温度がフロスト限界温度以上となるように第1膨張弁13の絞り開度を調整するとともに、第2膨張弁18の絞り開度を小さくして室外熱交換器15での吸熱量を多くすることができるので、蒸発器16における着霜を防止しつつ、第1除湿暖房モードよりも高い吹出温度を得ることができる。
Therefore, in the second dehumidifying and heating mode, the throttle opening of the
本実施形態によると、ステップS70、S100で説明したように、室外熱交換器温度TOと蒸発器温度TEとの温度差に基づいて第1除湿暖房モードと第2除湿暖房モードとを切り替える。換言すれば、室外熱交換器15における冷媒圧力と蒸発器16における冷媒圧力との圧力差に基づいて第1除湿暖房モードと第2除湿暖房モードとを切り替える。このため、吹出空気温度の連続性を極力保つことができる。
According to the present embodiment, as described in steps S70 and S100, the first dehumidifying heating mode and the second dehumidifying heating mode are switched based on the temperature difference between the outdoor heat exchanger temperature TO and the evaporator temperature TE. In other words, the first dehumidifying heating mode and the second dehumidifying heating mode are switched based on the pressure difference between the refrigerant pressure in the
以下、その理由を説明する。冷凍サイクルにおける暖房能力は、以下の数式F2で表される。
室外熱交換器の暖房能力=室内蒸発器の吸熱能力(除湿能力)+圧縮動力+室外熱交換器の熱交換量…(F2)
そうすると、必要な除湿能力を維持させたとき、所望の暖房能力に制御させるためには室外熱交換器の熱交換量を調整する必要がある。
The reason will be described below. The heating capacity in the refrigeration cycle is represented by the following formula F2.
Heating capacity of outdoor heat exchanger = heat absorption capacity (dehumidification capacity) of indoor evaporator + compression power + heat exchange amount of outdoor heat exchanger (F2)
Then, when the necessary dehumidifying capacity is maintained, it is necessary to adjust the heat exchange amount of the outdoor heat exchanger in order to control the desired heating capacity.
図8は、必要な除湿能力を維持させたときの第1除湿暖房モードおよび第2除湿暖房モードの吹出温度(すなわち暖房能力)の制御可能領域を示すグラフである。 FIG. 8 is a graph showing a controllable region of the blowing temperature (that is, the heating capacity) in the first dehumidifying and heating mode and the second dehumidifying and heating mode when the necessary dehumidifying capacity is maintained.
蒸発器16における冷媒蒸発温度をフロスト限界温度(例えば1℃)に制御した場合、第1除湿暖房モードのうち暖房能力が最も高い第4モードと、第2除湿暖房モードのうち暖房能力が最も低い第1モードとでは、室外熱交換器15における冷媒圧力が同じになるので、吹出温度も同じになる。
When the refrigerant evaporation temperature in the
したがって、第1除湿暖房モードの吹出温度上限および第2除湿暖房モードの吹出下限温度となる限界線LLが存在する。 Accordingly, there is a limit line LL that is the upper limit of the blowing temperature in the first dehumidifying and heating mode and the lower limit temperature of blowing in the second dehumidifying and heating mode.
一方、第1除湿暖房モードの第4モードでは、第2膨張弁18の絞り開度を全開状態とするので、室外熱交換器15における冷媒圧力と蒸発器16における冷媒圧力とが同じになり、第2除湿暖房モードの第1モードでも、第2膨張弁18の絞り開度を全開状態とするので、室外熱交換器15における冷媒圧力と蒸発器16における冷媒圧力とが同じになる。
On the other hand, in the fourth mode of the first dehumidifying and heating mode, the throttle opening of the
そのため、室外熱交換器15における冷媒圧力と蒸発器16における冷媒圧力との圧力差が小さい場合に第1除湿暖房モードと第2除湿暖房モードとを切り替えることによって、限界線LLに近い制御状態のときに第1除湿暖房モードと第2除湿暖房モードとを切り替えることができ、ひいては第1除湿暖房モードと第2除湿暖房モードとの切り替え時に吹出空気温度が急変することを抑制することができる。
Therefore, when the pressure difference between the refrigerant pressure in the
さらに、本実施形態によると、ステップS80、S110で説明したように、目標吹出温度TAOと車室内吹出空気温度TAVとの温度差、すなわち暖房負荷に対する暖房能力の過不足量に基づいて、第1除湿暖房モードと、第1除湿暖房モードよりも暖房能力の高い第2除湿暖房モードとを切り替えるので、暖房負荷に応じて暖房能力を調整して、車室内の快適な除湿暖房を実現することができる。 Furthermore, according to the present embodiment, as described in steps S80 and S110, the first difference is based on the temperature difference between the target blowing temperature TAO and the vehicle cabin blowing air temperature TAV, that is, the excess or deficiency of the heating capacity with respect to the heating load. and dehumidification and heating mode, since than the first dehumidification and heating mode switching between the high second dehumidification and heating modes of heating capacity, to adjust the heating capacity in accordance with the heating load, to achieve a comfortable dehumidifying and heating the passenger compartment be able to.
また、四方弁14といった簡易な構成によって、第1除湿暖房モードおよび第2除湿暖房モードを切り替えることができるので、車室内への吹出空気の温度調整可能範囲を拡大させる構成を容易に実現することができる。
In addition, since the first dehumidifying and heating mode and the second dehumidifying and heating mode can be switched with a simple configuration such as the four-
(第2実施形態)
本第2実施形態では、図9に示すように、上記第1実施形態のステップS70、S100を、ステップS71、S101に変更している。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, as shown in FIG. 9, steps S70 and S100 of the first embodiment are changed to steps S71 and S101.
ステップS71では、第2膨張弁18の絞り開度が予め定めた基準値δ1(以下、閾値δ1という。)を上回っているか否かを判定する。この結果、第2膨張弁18の絞り開度が閾値δ1以下と判定された場合(S71:NO)には、車室内への吹出空気の温度調整可能範囲が低温域から高温域の広範囲となる通常時の除湿暖房モードである第1除湿暖房モードに決定し(S80)、第2膨張弁18の絞り開度が閾値δ1を上回っていると判定された場合(S71:YES)には、ステップS90へ移行する。
In step S71, it is determined whether or not the throttle opening degree of the
ステップS101では、第2膨張弁18の絞り開度が予め定めた基準値δ2(以下、閾値δ2という。)を上回っているか否かを判定する。この結果、第2膨張弁18の絞り開度が閾値δ2以下と判定された場合(S101:NO)には、車室内への吹出空気の温度調整可能範囲が第1除湿暖房モードに比べて高温域となる第2除湿暖房モードに決定し(S110)、第2膨張弁18の絞り開度が閾値δ2を上回っていると判定された場合(S101:YES)には、ステップS120へ移行する。
In step S101, it is determined whether or not the throttle opening of the
本実施形態によると、第2膨張弁18の絞り開度に基づいて第1除湿暖房モードと第2除湿暖房モードとを切り替える。換言すれば、室外熱交換器15における冷媒圧力と蒸発器16における冷媒圧力との圧力差に基づいて第1除湿暖房モードと第2除湿暖房モードとを切り替える。このため、上記第1実施形態と同様に吹出空気温度の連続性を極力保つことができる。
According to the present embodiment, the first dehumidifying heating mode and the second dehumidifying heating mode are switched based on the throttle opening of the
(第3実施形態)
上記実施形態では、凝縮器12は、圧縮機11から吐出された吐出冷媒(高圧冷媒)と、蒸発器16を通過した車室内送風空気とを熱交換することによって車室内送風空気を加熱する冷媒空気熱交換器であるが、本第3実施形態では、図10に示すように、凝縮器12は、圧縮機11から吐出された吐出冷媒(高圧冷媒)と、車両走行用の駆動力を出力するエンジンの冷却水(熱媒体)とを熱交換することによって冷却水を加熱する冷媒冷却水熱交換器(冷媒熱媒体熱交換器)である。
(Third embodiment)
In the above embodiment, the
さらに、凝縮器12で加熱された冷却水は、ヒータコア34(冷却水熱媒体熱交換器)を循環するようになっている。これにより、ヒータコア34において、凝縮器12で加熱された冷却水と蒸発器16を通過した車室内送風空気とが熱交換されることによって車室内送風空気が加熱されるようになっている。
Furthermore, the cooling water heated by the
本実施形態においても、上記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 same operational effects as those in the above embodiment can be obtained.
(他の実施形態)
上記実施形態を適宜組み合わせることができる。上記実施形態を、例えば以下のように種々変形可能である。
(Other embodiments)
The above embodiments can be combined as appropriate. The above embodiment can be variously modified as follows, for example.
(1)上記実施形態では、冷房モードおよび除湿暖房モード(冷却モード)と、暖房モード(非冷却モード)とをA/Cスイッチの操作信号によって切り替える例について説明したが、これに限定されない。例えば、操作パネルに各運転モードを設定する運転モード設定スイッチを設け、当該運転モード設定スイッチの操作信号に応じて、暖房モードと冷房モードおよび除湿暖房モードを切り替えるようにしてもよい。 (1) In the above embodiment, an example in which the cooling mode, the dehumidifying heating mode (cooling mode), and the heating mode (non-cooling mode) are switched by the operation signal of the A / C switch has been described, but the present invention is not limited to this. For example, an operation mode setting switch for setting each operation mode may be provided on the operation panel, and the heating mode, the cooling mode, and the dehumidifying heating mode may be switched according to an operation signal of the operation mode setting switch.
(2)上記実施形態では、暖房モード、冷房モードおよび除湿暖房モードの各運転モード時に、制御装置50が、室内凝縮器12およびヒータコア34の空気通路、および冷風バイパス通路35のいずれか一方を閉塞するようにエアミックスドア36を作動させる例について説明したが、エアミックスドア36の作動はこれに限定されない。
(2) In the above embodiment, the
例えば、エアミックスドア36が室内凝縮器12およびヒータコア34の空気通路、ならびに冷風バイパス通路35の双方を開放するようにしてもよい。そして、室内凝縮器12およびヒータコア34の空気通路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で、車室内への吹出空気の温度を調整するようにしてもよい。このような、温度調整は、車室内送風空気の温度を微調整し易い点で有効である。
For example, the
(3)上記第1、第2実施形態では、室内空調ユニット30の内部にヒータコア34を配置する構成としているが、エンジン等の外部熱源が不足するような場合には、ヒータコア34を廃止したり、ヒータコア34を電気ヒータ等へ置き換えたりしてもよい。
(3) In the first and second embodiments, the
(4)上記実施形態では、ヒータコア34は、エンジンの冷却水と車室内送風空気とを熱交換させるようになっているが、ヒータコア34は、走行用電動モータやインバータ等の発熱機器の冷却水と車室内送風空気とを熱交換させるようになっていてもよい。
(4) In the above embodiment, the
(5)上述の各実施形態では、車両用空調装置1に冷凍サイクル装置10を適用する例を説明したが、これに限定されず、例えば、冷凍サイクル装置10を据え置き型の空調装置等に適用してもよい。
(5) In each of the above-described embodiments, the example in which the
11 圧縮機
12 凝縮器(放熱器)
13 第1膨張弁(第1減圧手段)
14 第2膨張弁(第2減圧手段)
15 室外熱交換器
16 蒸発器
14 四方弁(切替手段)
50 制御装置(切替手段)
11
13 First expansion valve (first decompression means)
14 Second expansion valve (second decompression means)
15
50 Control device (switching means)
Claims (5)
前記冷媒が持つ熱を空調対象空間への送風空気に放熱させる放熱器(12、34)と、
絞り開度を変更可能に構成され、前記冷媒を減圧させる第1減圧手段(13)および第2減圧手段(18)と、
前記冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器(15)と、
前記冷媒と前記送風空気とを熱交換させて前記冷媒を蒸発させる蒸発器(16)と、
前記圧縮機(11)、前記放熱器(12)、前記第1減圧手段(13)、前記室外熱交換器(15)、前記第2減圧手段(18)、前記蒸発器(16)、前記圧縮機(11)の順に前記冷媒が流れる第1除湿暖房モードの冷媒回路と、
前記圧縮機(11)、前記放熱器(12)、前記第1減圧手段(13)、前記蒸発器(16)、前記第2減圧手段(18)、前記室外熱交換器(15)、前記圧縮機(11)の順に前記冷媒が流れる第2除湿暖房モードの冷媒回路とを切り替える切替手段(14、50)とを備え、
前記第1減圧手段(13)および前記第2減圧手段(18)は、前記第1除湿暖房モードおよび前記第2除湿暖房モードにおいて、前記室外熱交換器(15)および前記蒸発器(16)で前記冷媒が吸熱するように前記絞り開度を調整し、
前記切替手段(14、50)は、
前記第1除湿暖房モードにおいて、前記室外熱交換器(15)における冷媒温度(TO)から前記蒸発器(16)における冷媒温度(TE)を減じた温度差(TO−TE)が第1の値(β1)を下回り、かつ目標吹出温度(TAO)から吹出空気温度(TAV)を減
じた温度差(TAO−TAV)が第2の値(γ1)を上回った場合、前記第2除湿暖房モードに切り替え、
前記第2除湿暖房モードにおいて、前記蒸発器(16)における冷媒温度(TE)から前記室外熱交換器(15)における冷媒温度(TO)を減じた温度差(TE−TO)が第3の値(β2)を下回り、かつ吹出空気温度(TAV)から目標吹出温度(TAO)を減
じた温度差(TAV−TAO)が第4の値(γ2)を上回った場合、前記第1除湿暖房モードに切り替えることを特徴とする冷凍サイクル装置。 A compressor (11) for sucking and discharging refrigerant;
Radiators (12, 34) for radiating heat of the refrigerant to the air blown into the air-conditioning target space;
A first depressurizing means (13) and a second depressurizing means (18) configured to change the throttle opening, and depressurizing the refrigerant;
An outdoor heat exchanger (15) for exchanging heat between the refrigerant and outside air;
An evaporator (16) for exchanging heat between the refrigerant and the blown air to evaporate the refrigerant;
The compressor (11), the radiator (12), the first decompression means (13), the outdoor heat exchanger (15), the second decompression means (18), the evaporator (16), the compression A refrigerant circuit in a first dehumidifying and heating mode in which the refrigerant flows in the order of the machine (11);
The compressor (11), the radiator (12), the first decompression means (13), the evaporator (16), the second decompression means (18), the outdoor heat exchanger (15), the compression Switching means (14, 50) for switching the refrigerant circuit in the second dehumidifying and heating mode in which the refrigerant flows in the order of the machine (11),
The first pressure reducing means (13) and the second pressure reducing means (18) are respectively connected to the outdoor heat exchanger (15) and the evaporator (16) in the first dehumidifying heating mode and the second dehumidifying heating mode. Adjust the throttle opening so that the refrigerant absorbs heat ,
The switching means (14, 50)
In the first dehumidifying and heating mode, a temperature difference (TO-TE) obtained by subtracting the refrigerant temperature (TE) in the evaporator (16) from the refrigerant temperature (TO) in the outdoor heat exchanger (15) is a first value. The air temperature (TAV) is decreased from the target air temperature (TAO) below (β1).
When the closed temperature difference (TAO-TAV) exceeds the second value (γ1), switch to the second dehumidifying heating mode,
In the second dehumidifying heating mode, a temperature difference (TE-TO) obtained by subtracting the refrigerant temperature (TO) in the outdoor heat exchanger (15) from the refrigerant temperature (TE) in the evaporator (16) is a third value. The target blowing temperature (TAO) is decreased from (β2) and from the blowing air temperature (TAV).
When the temperature difference (TAV−TAO) that has passed exceeds the fourth value (γ2), the refrigeration cycle apparatus is switched to the first dehumidifying and heating mode .
前記冷媒が持つ熱を空調対象空間への送風空気に放熱させる放熱器(12、34)と、
絞り開度を変更可能に構成され、前記冷媒を減圧させる第1減圧手段(13)および第2減圧手段(18)と、
前記冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器(15)と、
前記冷媒と前記送風空気とを熱交換させて前記冷媒を蒸発させる蒸発器(16)と、
前記圧縮機(11)、前記放熱器(12)、前記第1減圧手段(13)、前記室外熱交換器(15)、前記第2減圧手段(18)、前記蒸発器(16)、前記圧縮機(11)の順に前記冷媒が流れる第1除湿暖房モードの冷媒回路と、
前記圧縮機(11)、前記放熱器(12)、前記第1減圧手段(13)、前記蒸発器(16)、前記第2減圧手段(18)、前記室外熱交換器(15)、前記圧縮機(11)の順に前記冷媒が流れる第2除湿暖房モードの冷媒回路とを切り替える切替手段(14、50)とを備え、
前記第1減圧手段(13)および前記第2減圧手段(18)は、前記第1除湿暖房モードおよび前記第2除湿暖房モードにおいて、前記室外熱交換器(15)および前記蒸発器(16)で前記冷媒が吸熱するように前記絞り開度を調整し、
前記切替手段(14、50)は、
前記第1除湿暖房モードにおいて、前記第2減圧手段(18)の絞り開度(EVC)が第1の値(δ1)を上回り、かつ目標吹出温度(TAO)から吹出空気温度(TAV)を
減じた温度差(TAO−TAV)が第2の値(γ1)を上回った場合、前記第2除湿暖房モードに切り替え、
前記第2除湿暖房モードにおいて、前記第2減圧手段(18)の絞り開度(EVC)が第3の値(δ2)を上回り、かつ吹出空気温度(TAV)から目標吹出温度(TAO)を
減じた温度差(TAV−TAO)が第4の値(γ2)を上回った場合、前記第1除湿暖房モードに切り替えることを特徴とする冷凍サイクル装置。 A compressor (11) for sucking and discharging refrigerant;
Radiators (12, 34) for radiating heat of the refrigerant to the air blown into the air-conditioning target space;
A first depressurizing means (13) and a second depressurizing means (18) configured to change the throttle opening, and depressurizing the refrigerant;
An outdoor heat exchanger (15) for exchanging heat between the refrigerant and outside air;
An evaporator (16) for exchanging heat between the refrigerant and the blown air to evaporate the refrigerant;
The compressor (11), the radiator (12), the first decompression means (13), the outdoor heat exchanger (15), the second decompression means (18), the evaporator (16), the compression A refrigerant circuit in a first dehumidifying and heating mode in which the refrigerant flows in the order of the machine (11);
The compressor (11), the radiator (12), the first decompression means (13), the evaporator (16), the second decompression means (18), the outdoor heat exchanger (15), the compression Switching means (14, 50) for switching the refrigerant circuit in the second dehumidifying and heating mode in which the refrigerant flows in the order of the machine (11),
The first pressure reducing means (13) and the second pressure reducing means (18) are respectively connected to the outdoor heat exchanger (15) and the evaporator (16) in the first dehumidifying heating mode and the second dehumidifying heating mode. Adjust the throttle opening so that the refrigerant absorbs heat ,
The switching means (14, 50)
In the first dehumidifying and heating mode, the throttle opening (EVC) of the second decompression means (18) exceeds the first value (δ1) and the blown air temperature (TAV) from the target blown temperature (TAO).
When the reduced temperature difference (TAO-TAV) exceeds the second value (γ1), switch to the second dehumidifying heating mode,
In the second dehumidifying and heating mode, the throttle opening (EVC) of the second decompression means (18) exceeds the third value (δ2), and the target air temperature (TAO) is set from the air temperature (TAV).
When the reduced temperature difference (TAV−TAO) exceeds the fourth value (γ2), the refrigeration cycle apparatus is switched to the first dehumidifying and heating mode .
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