JP7458205B2 - 車両用空調装置 - Google Patents
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Description
本開示に係る車両用空調装置1の第1実施形態について、図を用いて説明する。車両用空調装置1は、電動モータから走行用の駆動力を得る車両である電気自動車に搭載されている。本実施形態の車両用空調装置1は、電気自動車において、空調対象空間である車室内の空調を行うと共に、車載機器であるバッテリ75を冷却する車載機器冷却機能付きの空調装置である。
第1実施形態におけるステップS10では、ドライ除霜の完了を図20に示す方法で判定していたが、別の方法でドライ除霜の完了を判定しても良い。第1変形例に係るドライ除霜モードにおいては、ドライ除霜における圧縮機11の冷媒吐出能力は、予め定められた所定値(例えば、目標回転数NcO)で一定であるものとする。
又、ドライ除霜の完了判定に関して、第1実施形態及び第1変形例とは異なる方法を採用することも可能である。第2変形例に係るドライ除霜モードでは、圧縮機11の冷媒吐出能力(例えば、回転数)は、外気温により定められる目標凝縮圧力PcOに応じて調整されるものとする。
更に、ドライ除霜の完了判定に関して、第1実施形態、第1変形例及び第2変形例とは異なる方法を採用することも可能である。第3変形例では、ドライ除霜モードの融解除霜を開始する前に、室外熱交換器22に付着している着霜量を推定する。例えば、暖房運転の継続時間、暖房運転時における外気温度等から、融解除霜の開始時点における室外熱交換器22の着霜量を推定する。
図23に示すように、本実施形態では、第1実施形態とは異なる構成に適用した車両用空調装置1について説明する。尚、図23では、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。このことは、以下の図面でも同様である。
は、第6接続部14fの他方の流入口側が接続されている。
図27に示すように、本実施形態では、上述した実施形態とは異なる構成に適用した車両用空調装置1について説明する。尚、図27では、上述した実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。
図29に示すように、本実施形態では、上述した実施形態とは異なる構成に適用した車両用空調装置1について説明する。尚、図29では、上述した実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。
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。
11 圧縮機
12 水冷媒熱交換器
22 室外熱交換器
22a 外気ファン
29 複合型熱交換器
29X 外気用熱交換部
30 高温側熱媒体回路
70 制御装置
Claims (22)
- 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)と、
空調対象空間を暖房する暖房運転に際して、前記圧縮機から吐出された高圧冷媒を凝縮させる暖房用熱交換器(12)を有し、高圧冷媒を熱源として前記空調対象空間に送風される送風空気を加熱する加熱部(12、30)と、
前記暖房運転に際して外気から吸熱する外気用熱交換器(22、29)を有する外気用熱交換部(29X)と、
前記外気用熱交換器に対して供給される空気の風速を調整する風速調整部(22a)と、
前記外気用熱交換器の除霜を行う除霜運転として、前記外気が低温である状態で前記外気用熱交換器に付着した霜を蒸発除去させる為のドライ除霜モードを実行する制御部(70)と、を有し、
前記制御部は、前記ドライ除霜モードにおいて、霜の蒸発除去を促進する為に定められた範囲の風速で、前記風速調整部によって前記外気用熱交換器に対して空気を供給する車両用空調装置。 - 前記制御部(70)は、前記ドライ除霜モードにおいて、0.12m/s~1.2m/sの範囲内で定められた目標風速になるように前記風速調整部(22a)で調整された空気を前記外気用熱交換器(22、29)に供給する請求項1に記載の車両用空調装置。
- 前記制御部(70)は、外気温度が低い程、0.12m/s~1.2m/sの範囲内で定められる前記目標風速を低く定める請求項2に記載の車両用空調装置。
- 前記制御部(70)は、外気温度が予め定められた低温側基準温度よりも低い場合には、前記目標風速を0.12m/s以下に定める請求項3に記載の車両用空調装置。
- 前記制御部(70)は、外気湿度が高い程、0.12m/s~1.2m/sの範囲内で定められる前記目標風速を低く定める請求項2ないし4の何れか1つに記載の車両用空調装置。
- 前記制御部(70)は、前記ドライ除霜モードにおいて、更に、前記外気用熱交換器(22、29)を流通する冷媒又は熱媒体の温度を調整し、
前記外気用熱交換器に対して供給される空気の風速に対して、前記外気用熱交換器(22、29)を流通する冷媒又は熱媒体の温度を乗算して求められる除霜条件係数(DCC)が1.8~35の範囲内となるように制御する請求項1ないし5の何れか1つに記載の車両用空調装置。 - 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)と、
空調対象空間を暖房する暖房運転に際して、前記圧縮機から吐出された高圧冷媒を凝縮させる暖房用熱交換器(12)を有し、高圧冷媒を熱源として前記空調対象空間に送風される送風空気を加熱する加熱部(12、30)と、
前記暖房運転に際して外気から吸熱する外気用熱交換器(22、29)を有する外気用熱交換部(29X)と、
前記外気用熱交換器に対して供給される空気の風速を調整する風速調整部(22a)と、
前記外気用熱交換器の除霜を行う除霜運転として、前記外気が低温である状態で前記外気用熱交換器に付着した霜を蒸発除去させる為のドライ除霜モードを実行する制御部(70)と、を有し、
前記制御部は、前記ドライ除霜モードにおいて、前記風速調整部による前記外気用熱交換器に対する空気の供給と、前記外気用熱交換器を流通する冷媒又は熱媒体の温度調整の少なくとも一方を行い、
前記外気用熱交換器に対して供給される空気の風速に対して、前記外気用熱交換器(22、29)を流通する冷媒又は熱媒体の温度を乗算して求められる除霜条件係数(DCC)が1.8~35の範囲内となるように制御する車両用空調装置。 - 前記制御部(70)は、前記ドライ除霜モードにおいて、前記外気用熱交換器(22、29)を流通する冷媒又は熱媒体の温度が15℃~70℃の範囲内で定められた目標温度に近づくように調整して、前記除霜条件係数を制御する請求項6又は7に記載の車両用空調装置。
- 前記制御部(70)は、外気温度が低い程、15℃~70℃の範囲内で定められる前記目標温度を低く定める請求項8に記載の車両用空調装置。
- 前記制御部(70)は、外気湿度が高い程、15℃~70℃の範囲内で定められる前記目標温度を低く定める請求項8又は9に記載の車両用空調装置。
- 前記制御部(70)は、前記外気用熱交換器(22、29)に付着した霜が融解したか否かを判定する融解判定部(70b)を有しており、
前記ドライ除霜モードの除霜運転を開始する際に、前記風速調整部(22a)によって、前記外気用熱交換器に供給される空気の風速を0.12m/s以下に制限し、
前記融解判定部によって前記外気用熱交換器に付着した霜が融解したと判定された場合に、前記風速調整部によって予め定められた0.12m/s~1.2m/sの範囲内の風速になるように調整する請求項1ないし10の何れか1つに記載の車両用空調装置。 - 前記除霜運転に際して、前記圧縮機(11)から吐出され、前記暖房用熱交換器(12)及び前記外気用熱交換器(22、29)を通過した高圧冷媒を減圧させる減圧部(20b、20c)と、
前記除霜運転に際して、前記減圧部にて減圧された冷媒に吸熱させて冷媒を蒸発させる少なくとも1つ以上の蒸発器(23、24)と、を有し、
前記制御部(70)は、前記除霜運転に際して、前記冷媒を、前記圧縮機、前記暖房用熱交換器、前記外気用熱交換器、前記減圧部、少なくとも1つ以上の前記蒸発器の順に流れるように循環させる凝縮熱除霜モードを有する請求項1ないし11の何れか1つに記載の車両用空調装置。 - 前記蒸発器(23、24)における少なくとも一つは、低温側熱媒体回路(40)を循環する低温側熱媒体と前記冷媒を熱交換させるチラー(24)であり、
前記低温側熱媒体回路は、
前記低温側熱媒体に対して放熱可能に配置された熱源(44)と、
バッテリ(75)と前記低温側熱媒体とを熱交換させるバッテリ用熱交換部(43)と、
前記低温側熱媒体を循環させる低温側ポンプ(42)と、を有している請求項12に記載の車両用空調装置。 - 前記制御部(70)は、前記バッテリ(75)の充電中に前記凝縮熱除霜モードで前記除霜運転を実行し、
前記低温側熱媒体の温度が前記バッテリの充電効率から定められる低温側熱媒体温度範囲内になるように、前記熱源(44)から前記低温側熱媒体に供給される熱量を調整する請求項13に記載の車両用空調装置。 - 前記蒸発器には、前記チラー(24)と、前記チラーと並列に接続され、前記送風空気から吸熱する空調用蒸発器(23)とが含まれており、
前記制御部(70)は、前記凝縮熱除霜モードでの前記除霜運転に際して、前記低温側熱媒体の温度が予め定められた基準低温側熱媒体温度以上である場合には、前記減圧部(20b、20c)で減圧された低圧冷媒を前記チラーへ流入させ、
前記低温側熱媒体の温度が前記基準低温側熱媒体温度よりも低い場合には、前記減圧部で減圧された低圧冷媒を前記空調用蒸発器へ流入させる請求項13又は14に記載の車両用空調装置。 - 前記外気用熱交換器(22、29)の冷媒流出口から分岐して、前記圧縮機(11)の吸入口に接続される冷媒流路(28b)と、
前記冷媒流路に配置され、前記冷媒を貯液する貯液部(26)と、を有し、
前記制御部(70)は、前記除霜運転の運転態様として、ホットガス除霜モードを有し、
前記ホットガス除霜モードでは、前記圧縮機から吐出され、前記暖房用熱交換器(12)及び前記外気用熱交換器を通過した高圧冷媒を、前記冷媒流路を介して、前記貯液部へ流入させ前記圧縮機の吸入口へ導く請求項13ないし15の何れか1つに記載の車両用空調装置。 - 前記制御部(70)は、前記除霜運転に際して、前記低温側熱媒体が有する熱量が予め定められた基準熱量以上であるか否かを判定する熱量判定部(70c)を有し、
前記熱量判定部により前記低温側熱媒体が有する熱量が前記基準熱量以上であると判定された場合には、前記凝縮熱除霜モードによる前記除霜運転を実行し、
前記低温側熱媒体が有する熱量が前記基準熱量よりも小さいと判定された場合には、前記ホットガス除霜モードによる前記除霜運転を実行する請求項16に記載の車両用空調装置。 - 前記制御部(70)は、前記外気用熱交換器(22、29)に付着した霜の融解を完了するまでに要した投入エネルギ量を特定し、
前記投入エネルギ量を用いて、霜の融解に伴って生じた残留水分の蒸発に必要な必要エネルギ量を算出し、
前記残留水分を蒸発除去させる為に投入したドライ投入エネルギ量が前記必要エネルギ量以上になった場合に、前記外気用熱交換器における霜の蒸発除去を完了して、前記除霜運転の前記ドライ除霜モードを終了する請求項1ないし17の何れか1つに記載の車両用空調装置。 - 前記制御部(70)は、前記ドライ除霜モードにおける前記圧縮機(11)の冷媒吐出能力が一定である状態において、前記外気用熱交換器(22、29)における冷媒圧力が予め定められた基準圧力を超えた場合、前記外気用熱交換器における霜の蒸発除去を完了して、前記除霜運転の前記ドライ除霜モードを終了する請求項1ないし17の何れか1つに記載の車両用空調装置。
- 前記制御部(70)は、前記ドライ除霜モードにおける前記圧縮機(11)の冷媒吐出能力が外気温度により定められる目標凝縮温度に応じて調整される状態において、前記圧縮機の冷媒吐出能力が予め定められた基準吐出能力に低下した場合、前記外気用熱交換器(22、29)における霜の蒸発除去を完了して、前記除霜運転の前記ドライ除霜モードを終了する請求項1ないし17の何れか1つに記載の車両用空調装置。
- 前記制御部(70)は、
前記ドライ除霜モードにおいて、前記外気用熱交換器(22、29)に付着している霜の融解を開始する際に、前記外気用熱交換器に付着している着霜量を推定する着霜量推定部(70d)と、
前記着霜量推定部によって推定された着霜量の霜を蒸発除去させる為に必要な所要時間を推定する所要時間推定部(70e)と、を有し、
前記ドライ除霜モードの開始時点からの経過時間が、前記所要時間推定部で推定された所要時間を経過した場合、前記外気用熱交換器における霜の蒸発除去を完了して、前記除霜運転の前記ドライ除霜モードを終了する請求項1ないし17の何れか1つに記載の車両用空調装置。 - 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)と、
空調対象空間を暖房する暖房運転に際して、前記圧縮機から吐出された高圧冷媒を凝縮させる暖房用熱交換器(12)を有し、高圧冷媒を熱源として前記空調対象空間に送風される送風空気を加熱する加熱部(12、30)と、
前記暖房運転に際して外気から吸熱する外気用熱交換器(22、29)を有する外気用熱交換部(29X)と、
前記外気用熱交換器に対して供給される空気の風速を調整する風速調整部(22a)と、
前記外気用熱交換器の除霜を行う除霜運転として、前記外気が低温である状態で前記外気用熱交換器に付着した霜を蒸発除去させる為のドライ除霜モードを実行する制御部(70)と、を有し、
前記制御部は、ドライ除霜モードにおいて、前記風速調整部による前記外気用熱交換器に対する空気の供給と、前記外気用熱交換器を流通する冷媒又は熱媒体の温度調整の少なくとも一方を行い、
湿り空気線図における外気温度の飽和点(P)にて、飽和線(Lsa)に対する接線(Ltan)を引いた場合に、前記外気用熱交換器における空気出口側の空気の状態が、前記湿り空気線図における前記接線の下方の領域(Aa)に位置するように、前記ドライ除霜モードを実行する車両用空調装置。
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