JPH1035270A - 空気調和装置およびその制御方法 - Google Patents

空気調和装置およびその制御方法

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JPH1035270A
JPH1035270A JP19102796A JP19102796A JPH1035270A JP H1035270 A JPH1035270 A JP H1035270A JP 19102796 A JP19102796 A JP 19102796A JP 19102796 A JP19102796 A JP 19102796A JP H1035270 A JPH1035270 A JP H1035270A
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JP
Japan
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refrigerant
condenser
air conditioner
temperature
auxiliary condenser
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Pending
Application number
JP19102796A
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English (en)
Inventor
Yasutaka Negishi
康隆 根岸
Tatsuo Nakatani
多津男 中谷
Takashi Osawa
隆司 大沢
Akihiko Takano
明彦 高野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bosch Corp
Original Assignee
Zexel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 省動力化を図りつつ冷房能力を向上させるこ
とのできる空気調和装置およびその制御方法を提供する
ことを解決すべき課題とする。 【解決手段】 冷媒を圧縮するコンプレッサ11と、こ
のコンプレッサによって圧縮された高圧冷媒を凝縮する
凝縮器12と、この凝縮器によって凝縮された冷媒の減
圧膨張を行なう膨張器13と、この減圧膨張させられた
冷媒の蒸発を行なう蒸発器14とを備え、かつ、前記凝
縮器と膨張器との間に、補助凝縮器15が設けられてい
るとともに、この補助凝縮器が、ペルチェ素子からなる
温度制御手段16を備えていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は空気調和装置および
その制御方法に係わり、特に、自動車等に好適に用いら
れる空気調和装置およびその制御方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、たとえば、自動車等に搭載される
空気調和装置として、図8に示す構造のものが知られて
いる。この図において符号1で示す空気調和装置は、冷
媒を圧縮するコンプレッサ2と、このコンプレッサ2に
よって圧縮された高圧冷媒を凝縮する凝縮器3と、この
凝縮器3によって凝縮された冷媒の減圧膨張を行なう膨
張器4と、この減圧膨張させられた冷媒の蒸発を行なう
蒸発器5とを備えた構成となっており、前記蒸発器にお
いて蒸発させられる冷媒が、前記蒸発器5に接触させら
れる被調和空気から気化熱を奪うことにより、前記被調
和空気の冷却を行なうことにより、車内の空気調和を行
なうようになっている。また、この空気調和装置1にお
いては、前記凝縮器3に空冷式の補助凝縮器6を併設し
て、図9に示すモリエル線図のように、冷媒の過冷却を
行なうようにしている。ここで、実線で示すモリエル線
図が補助凝縮器6のない空気調和装置に関するもので、
破線で示すモリエル線図が補助凝縮器6を備えた空気調
和装置に関するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の空気調和装置においては、補助凝縮器6を設
けることにより、h4>h2として冷却能力の向上を図る
ことができるものの、コンプレッサ2の入口側圧力と出
口側圧力との差が大きくなってh3>h1となり、必要動
力も大きくなってしまうといった問題点がある。また、
さらに、能力アップを図ろうとした場合、補助凝縮器6
へ送り込む風量を増加させる方法や、補助凝縮器6の熱
交換面積を大きくする方法等が考えられるが、前者の方
法においては消費電力の増加を招き、また、後者の方法
においては、装置の大型化を招いて、自動車等への搭載
が制限されてしまうといった問題点が生じる。本発明
は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、
省動力化を図りつつ冷房能力を向上させることのできる
空気調和装置およびその制御方法を提供することを解決
すべき課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
の空気調和装置は、前述した課題を解決するために冷媒
を圧縮するコンプレッサと、このコンプレッサによって
圧縮された高圧冷媒を凝縮する凝縮器と、この凝縮器に
よって凝縮された冷媒の減圧膨張を行なう膨張器と、こ
の減圧膨張させられた冷媒の蒸発を行なう蒸発器とを備
え、かつ、前記凝縮器と膨張器との間に、補助凝縮器が
設けられているとともに、この補助凝縮器が、ペルチェ
素子からなる温度制御手段を備えていることを特徴とし
ている。
【0005】本発明の請求項2に記載の空気調和装置の
制御方法は、冷媒を圧縮するコンプレッサと、このコン
プレッサによって圧縮された高圧冷媒を凝縮する凝縮器
と、この凝縮器によって凝縮された冷媒の減圧膨張を行
なう膨張器と、この減圧膨張させられた冷媒の蒸発を行
なう蒸発器とを備え、かつ、前記凝縮器と膨張器との間
に、補助凝縮器が設けられているとともに、この補助凝
縮器が、ペルチェ素子からなる温度制御手段を備えた空
気調和装置に適用されて、前記補助凝縮器と膨張器との
間の冷媒温度および冷媒圧力に基づき前記ペルチェ素子
への印加電圧を設定することを特徴としている。
【0006】また、本発明の請求項3に記載の空気調和
装置の制御方法は、冷媒を圧縮するコンプレッサと、こ
のコンプレッサによって圧縮された高圧冷媒を凝縮する
凝縮器と、この凝縮器によって凝縮された冷媒の減圧膨
張を行なう膨張器と、この減圧膨張させられた冷媒の蒸
発を行なう蒸発器とを備え、かつ、前記凝縮器と膨張器
との間に、補助凝縮器が設けられているとともに、この
補助凝縮器が、ペルチェ素子からなる温度制御手段を備
えた空気調和装置に適用されて、前記蒸発器の入り口側
冷媒温度と出口側冷媒温度との温度差に基づき前記ペル
チェ素子への印加電圧を設定することを特徴としてい
る。
【0007】さらに、本発明の請求項4に記載の空気調
和装置の制御方法は、冷媒を圧縮するコンプレッサと、
このコンプレッサによって圧縮された高圧冷媒を凝縮す
る凝縮器と、この凝縮器によって凝縮された冷媒の減圧
膨張を行なう膨張器と、この減圧膨張させられた冷媒の
蒸発を行なう蒸発器とを備え、かつ、前記凝縮器と膨張
器との間に、補助凝縮器が設けられているとともに、こ
の補助凝縮器が、ペルチェ素子からなる温度制御手段を
備えた空気調和装置に適用されて、前記蒸発器の出口側
冷媒温度と冷媒圧力に基づき前記ペルチェ素子への印加
電圧を設定することを特徴としている。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図1ないし図3に基づき説明する。図1において符
号10で示す本実施形態に係わる空気調和装置は、冷媒
を圧縮するコンプレッサ11と、このコンプレッサ11
によって圧縮された高圧冷媒を凝縮する凝縮器12と、
この凝縮器12によって凝縮された冷媒の減圧膨張を行
なう膨張器13と、この減圧膨張させられた冷媒の蒸発
を行なう蒸発器14とを備え、かつ、前記凝縮器12と
膨張器13との間に、補助凝縮器15が設けられている
とともに、この補助凝縮器15が、ペルチェ素子からな
る温度制御手段16を備えた概略構成となっている。
【0009】詳述すれば、前記凝縮器12と補助凝縮器
15との間には、気液分離器17が設けられており、前
記凝縮器12によって凝縮された気液混合冷媒から気冷
媒を分離して、液冷媒のみを補助凝縮器15へ送り込む
ようになっている。
【0010】また、冷媒配管Pの、前記補助凝縮器15
と膨張器13との間には、冷媒配管P内を流れる冷媒の
温度を検出する温度センサ18と、前記冷媒の圧力を検
出する圧力センサ19とが設けられており、検出された
温度ならびに圧力の検出信号をコントロールユニット2
0へ出力するようになっている。
【0011】そして、前記コントロールユニット20
は、前記温度センサ17および圧力センサ18からの検
出信号に基づき、前記温度制御手段16のペルチェ素子
へ印加する電圧Vpを設定するとともに、この電圧をペ
ルチェ素子へ印加するようになっている。
【0012】ついで、このように構成された本実施形態
に係わる空気調和装置10の作用について、請求項2に
係わる制御方法とともに、図2に示す処理フローに基づ
き説明する。運転が開始されると、図示しない温度設定
器によって設定された温度に基づき、補助凝縮器15に
おける過冷却度SCoが設定される(ステップS1)。
ついで、温度センサ18によって検出される冷媒温度
と、圧力センサ19によって検出される冷媒圧力とから
コントロールユニット20において現在の過冷却度SC
1が算出される(ステップS2)。
【0013】このようにして算出された現在の過冷却度
SC1と前記設定された過冷却度SCoとの差△Tが算
出された後に(ステップS3)、ステップS4におい
て、前記過冷却度SC1と前記設定された過冷却度SC
oとの差△Tに基づきPI制御に基づく目標温度Kが演
算され、この目標温度Kと予め設定されている係数αと
により、ペルチェ素子に印加すべき電圧Vが演算される
(ステップS5)。
【0014】ついで、前記ステップS5において演算さ
れた電圧Vがコントロールユニット20においてペルチ
ェ素子へ印加される制御用の電圧Vpとして書き換えら
れた後に(ステップS6)、この制御用電圧Vpに基づ
きペルチェ素子能力の制御が行なわれて温度制御手段1
6の制御が行なわれ(ステップS7)、これによって、
補助凝縮器15における冷媒の過冷却が制御される。
【0015】このような温度制御手段16の制御に基づ
く本実施形態の空気調和装置10の効率は、図3に破線
で示すモリエル線図で示すように、実線で示す補助凝縮
器15のない空気調和装置と比べて、h1=h3となって
動力が同一であり、かつ、h2<h3となって高い過冷却
度が得られる。
【0016】したがって、本実施形態においては、必要
動力を大きくすることなく高い過冷却度が実現され、ま
た、補助凝縮器15の熱交換面積を大きくすることなく
高い冷却度が実現され、この結果、コンパクトな空気調
和装置10が得られる。さらに、ペルチェ素子への印加
電圧Vpを調整することによってきめ細かな過冷却度の
制御が可能であり、これに伴って、空気調和の制御が安
定し、かつ、精度の高い制御が可能となる。
【0017】ついで、本発明の請求項3に係わる、空気
調和装置10の他の制御方法について図4および図5に
基づき説明する。本例においては、図4に示すように、
蒸発器14の入口側と出口側のそれぞれに温度センサ2
1,22を設けておき、蒸発器14の入口側の温度と出
口側の温度との差に基づき、前記温度制御手段16の制
御を行なうようにしたものである。
【0018】さらに、図5の制御フロー図に基づき詳述
すれば、運転が開始されると、図示しない温度設定器に
よって設定された温度に基づき、蒸発器14における出
口目標加熱度SHoが設定される(ステップS10)。
ついで、出口側温度センサ22によって検出される冷媒
温度Tsと、入口側温度センサ21によって検出される
冷媒温度Tintとからその温度差SH1、すなわち、
現在の蒸発器14における加熱度が算出される(ステッ
プS11)。
【0019】このようにして算出された現在の加熱度S
H1と前記目標加熱度SHoとの差Tが算出された後に
(ステップS12)、ステップS13において、前記加
熱度SH1と前記設定された目標加熱度SHoとの差△
Tに基づきPI制御に基づく目標温度Kが演算され、こ
の目標温度Kと予め設定されている係数αとにより、ペ
ルチェ素子に印加すべき電圧Vが演算される(ステップ
S14)。
【0020】ついで、前記ステップS5において演算さ
れた電圧Vがコントロールユニット20においてペルチ
ェ素子へ印加される制御用の電圧Vpとして書き換えら
れた後に(ステップS15)、この制御用電圧Vpに基
づきペルチェ素子能力の制御が行なわれて温度制御手段
16の制御が行なわれ(ステップS16)、これによっ
て、補助凝縮器15における冷媒の過冷却が制御され
る。
【0021】このような制御によって、前述した制御と
同様に補助凝縮器15による作用効果とともに、実際に
被調和空気と熱交換される熱量の制御が行なわれ、効率
のよい制御が可能となる。
【0022】なお、前述した各実施形態は一例であっ
て、設計要求等に基づき種々変更可能である。たとえ
ば、図6に示すように、蒸発器14の出口側に温度セン
サ23と圧力センサ24とを設けておき、これらの温度
センサ23と圧力センサ24によって検出される出口側
の冷媒温度と冷媒圧力に基づいて、前記ペルチェ素子へ
の印加電圧を制御するようにしてもよい。
【0023】また、図7に示すように、凝縮器12をバ
イパスしてコンプレッサ11と補助凝縮器15とを接続
するバイパス管25を設けるとともに、前記バイパス管
25と凝縮器12の入口側とに電磁弁26,27を、ま
た、凝縮器12の出口側に逆止弁28を設けておき、電
磁弁26を閉止して電磁弁27を開放し、かつ、前記補
助凝縮器15に冷却用の電圧を印加することにより冷房
運転を行ない、また、電磁弁27を閉止して電磁弁26
を開放し、かつ、補助凝縮器15に加熱用の電圧を印加
することにより、暖房運転を行なうようにすることも可
能である。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる空
気調和装置およびその制御方法によれば、補助凝縮器に
おける過冷却度をペリチェ素子を用いて行なうことによ
り、必要動力を大きくすることなく高い過冷却度を得る
ことができ、また、補助凝縮器の熱交換面積を大きくす
ることなく高い冷却度を実現することができ、この結
果、コンパクトな空気調和装置を得ることができる。さ
らに、ペルチェ素子への印加電圧を調整することによっ
てきめ細かな過冷却度の制御が可能であり、これに伴っ
て、空気調和の制御が安定し、かつ、精度の高い制御を
行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す空気調和装置のシス
テム構成図である。
【図2】本発明の一実施形態を示す空気調和装置の制御
フロー図である。
【図3】本発明の一実施形態を示す空気調和装置に係わ
るモリエル線図である。
【図4】本発明の他の実施形態を示す空気調和装置のシ
ステム構成図である。
【図5】本発明の他の実施形態を示す空気調和装置の制
御フロー図である。
【図6】本発明の変形例を示すシステム構成図である。
【図7】本発明の他の変形例を示すシステム構成図であ
る。
【図8】従来の空気調和装置を示すシステム構成図であ
る。
【図9】従来の空気調和装置に係わるモリエル線図であ
る。
【符号の説明】
10 空気調和装置 11 コンプレッサ 12 凝縮器 13 膨張器 14 蒸発器 15 補助凝縮器 16 温度制御手段 18,21,22 温度センサ 19,24 圧力センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高野 明彦 埼玉県大里郡江南町大字千代字東原39番地 株式会社ゼクセル江南工場内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷媒を圧縮するコンプレッサと、このコ
    ンプレッサによって圧縮された高圧冷媒を凝縮する凝縮
    器と、この凝縮器によって凝縮された冷媒の減圧膨張を
    行なう膨張器と、この減圧膨張させられた冷媒の蒸発を
    行なう蒸発器とを備え、かつ、前記凝縮器と膨張器との
    間に、補助凝縮器が設けられているとともに、この補助
    凝縮器が、ペルチェ素子からなる温度制御手段を備えて
    いることを特徴とする空気調和装置。
  2. 【請求項2】 冷媒を圧縮するコンプレッサと、このコ
    ンプレッサによって圧縮された高圧冷媒を凝縮する凝縮
    器と、この凝縮器によって凝縮された冷媒の減圧膨張を
    行なう膨張器と、この減圧膨張させられた冷媒の蒸発を
    行なう蒸発器とを備え、かつ、前記凝縮器と膨張器との
    間に、補助凝縮器が設けられているとともに、この補助
    凝縮器が、ペルチェ素子からなる温度制御手段を備えた
    空気調和装置に適用されて、前記補助凝縮器と膨張器と
    の間の冷媒温度および冷媒圧力に基づき前記ペルチェ素
    子への印加電圧を設定することを特徴とする空気調和装
    置の制御方法。
  3. 【請求項3】 冷媒を圧縮するコンプレッサと、このコ
    ンプレッサによって圧縮された高圧冷媒を凝縮する凝縮
    器と、この凝縮器によって凝縮された冷媒の減圧膨張を
    行なう膨張器と、この減圧膨張させられた冷媒の蒸発を
    行なう蒸発器とを備え、かつ、前記凝縮器と膨張器との
    間に、補助凝縮器が設けられているとともに、この補助
    凝縮器が、ペルチェ素子からなる温度制御手段を備えた
    空気調和装置に適用されて、前記蒸発器の入り口側冷媒
    温度と出口側冷媒温度との温度差に基づき前記ペルチェ
    素子への印加電圧を設定することを特徴とする空気調和
    装置の制御方法。
  4. 【請求項4】 冷媒を圧縮するコンプレッサと、このコ
    ンプレッサによって圧縮された高圧冷媒を凝縮する凝縮
    器と、この凝縮器によって凝縮された冷媒の減圧膨張を
    行なう膨張器と、この減圧膨張させられた冷媒の蒸発を
    行なう蒸発器とを備え、かつ、前記凝縮器と膨張器との
    間に、補助凝縮器が設けられているとともに、この補助
    凝縮器が、ペルチェ素子からなる温度制御手段を備えた
    空気調和装置に適用されて、前記蒸発器の出口側冷媒温
    度と冷媒圧力に基づき前記ペルチェ素子への印加電圧を
    設定することを特徴とする空気調和装置の制御方法。
JP19102796A 1996-07-19 1996-07-19 空気調和装置およびその制御方法 Pending JPH1035270A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1669697A1 (en) * 2004-12-09 2006-06-14 Delphi Technologies, Inc. Thermoelectrically enhanced CO2 cycle
WO2020026374A1 (ja) * 2018-08-01 2020-02-06 三菱電機株式会社 空気調和装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1669697A1 (en) * 2004-12-09 2006-06-14 Delphi Technologies, Inc. Thermoelectrically enhanced CO2 cycle
WO2020026374A1 (ja) * 2018-08-01 2020-02-06 三菱電機株式会社 空気調和装置
JPWO2020026374A1 (ja) * 2018-08-01 2021-04-30 三菱電機株式会社 空気調和装置

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