WO2019058838A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

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WO2019058838A1
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heat medium
cooling water
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加藤 吉毅
直也 牧本
卓哉 布施
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株式会社デンソー
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Definitions

  • the present disclosure relates to a refrigeration cycle apparatus that heats a heat medium with a high pressure refrigerant and cools the heat medium with a low pressure refrigerant.
  • the temperature of the cooling water of the first cooling water circuit is equal to or higher than the second predetermined temperature because the cooling water absorbs heat from the outside air in the radiator of the first cooling water circuit.
  • the present disclosure is a refrigeration cycle apparatus that heats a heat medium with a high pressure refrigerant and cools the heat medium with a low pressure refrigerant, and has a simple heat exchange unit in which the heat medium cooled with the low pressure refrigerant exchanges heat.
  • the purpose is to be able to heat in a configuration.
  • a refrigeration cycle apparatus is A compressor that sucks in and discharges the refrigerant; A high temperature side heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant discharged from the compressor and the heat medium; A pressure reducing unit that reduces the pressure of the refrigerant flowing out of the high temperature side heat exchanger; A low temperature side heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and the heat medium, which are decompressed by the decompressing unit; A high temperature side heat medium circuit for circulating a heat medium to the high temperature side heat exchanger; A low temperature side heat medium circuit for circulating a heat medium to the low temperature side heat exchanger; A heat exchange unit with which the heat medium of the low temperature side heat medium circuit exchanges heat; And a heat transfer unit for transferring heat from the high temperature side heat medium circuit to the low temperature side heat medium circuit so that the heat medium dissipates heat in the heat exchange unit.
  • the heat exchange unit can radiate the heat medium, so that the heat exchange unit can be heated with a simple configuration.
  • the vehicle air conditioner 1 shown in FIGS. 1 to 4 is an air conditioner that adjusts the vehicle interior space (in other words, the air conditioning target space) to an appropriate temperature.
  • the vehicle air conditioner 1 has a refrigeration cycle apparatus 10.
  • the refrigeration cycle apparatus 10 is mounted on a hybrid vehicle that obtains driving force for vehicle traveling from an engine (in other words, an internal combustion engine) and a traveling electric motor.
  • the hybrid vehicle of the present embodiment is configured as a plug-in hybrid vehicle capable of charging a battery (in other words, an on-board battery) mounted on the vehicle with electric power supplied from an external power supply (in other words, a commercial power supply) It is done.
  • a battery in other words, an on-board battery
  • an external power supply in other words, a commercial power supply
  • a lithium ion battery can be used as the battery.
  • the driving force output from the engine is used not only for driving the vehicle but also for operating the generator.
  • the electric power generated by the generator and the electric power supplied from the external power supply can be stored in the battery, and the electric power stored in the battery constitutes the refrigerating cycle device 10 as well as the electric motor for traveling. It is supplied to various in-vehicle devices including electric component devices.
  • the refrigeration cycle apparatus 10 includes a compressor 11, a condenser 12, a receiver 40, a first expansion valve 13, an air cooling evaporator 14, a constant pressure valve 15, a second expansion valve 16, and a cooling water cooling evaporator 17. It is a compression type refrigerator.
  • a fluorocarbon-based refrigerant is used as the refrigerant, and a subcritical refrigeration cycle in which the high-pressure side refrigerant pressure does not exceed the critical pressure of the refrigerant is configured.
  • the refrigeration cycle apparatus 10 includes a series refrigerant flow path 10a, a first parallel refrigerant flow path 10b, and a second parallel refrigerant flow path 10c.
  • the series refrigerant flow path 10a, the first parallel refrigerant flow path 10b, and the second parallel refrigerant flow path 10c are flow paths through which the refrigerant flows.
  • a refrigerant circulation circuit in which the refrigerant circulates is formed by the series refrigerant flow passage 10a, the first parallel refrigerant flow passage 10b, and the second parallel refrigerant flow passage 10c.
  • the first parallel refrigerant flow passage 10 b and the second parallel refrigerant flow passage 10 c are connected to the series refrigerant flow passage 10 a so that the refrigerant flows in parallel to each other.
  • the compressor 11, the condenser 12 and the receiver 40 are arranged in series in this order in the refrigerant flow in the series refrigerant flow path 10a.
  • the first expansion valve 13 In the first parallel refrigerant flow passage 10b, the first expansion valve 13, the air cooling evaporator 14 and the constant pressure valve 15 are arranged in series in this order in the flow of the refrigerant.
  • the second expansion valve 16 and the cooling water cooling evaporator 17 are arranged in series in this order in the flow of the refrigerant.
  • the refrigerant is circulated in the order of the compressor 11, the condenser 12, the first expansion valve 13, the air cooling evaporator 14, the constant pressure valve 15, and the compressor 11 by the series refrigerant flow path 10a and the first parallel refrigerant flow path 10b.
  • a circulation circuit is formed.
  • a refrigerant circulation circuit in which the refrigerant circulates in the order of the compressor 11, the condenser 12, the second expansion valve 16, and the cooling water cooling evaporator 17 is formed by the series refrigerant flow passage 10a and the second parallel refrigerant flow passage 10c.
  • the compressor 11 is an electric compressor driven by electric power supplied from a battery, and sucks, compresses and discharges the refrigerant of the refrigeration cycle apparatus 10.
  • the compressor 11 may be a variable displacement compressor driven by a belt.
  • the condenser 12 is a high pressure side refrigerant heat medium heat exchanger that condenses the high pressure side refrigerant by heat exchange between the high pressure side refrigerant discharged from the compressor 11 and the cooling water of the high temperature cooling water circuit 20.
  • the cooling water of the high temperature cooling water circuit 20 is a fluid as a heat medium.
  • the cooling water of the high temperature cooling water circuit 20 is a high temperature heating medium.
  • a liquid containing at least ethylene glycol, dimethylpolysiloxane or a nanofluid, or an antifreeze liquid is used as the cooling water of the high temperature cooling water circuit 20.
  • the high temperature coolant circuit 20 is a high temperature side heat medium circuit in which a high temperature heat medium circulates.
  • the receiver 40 is a gas-liquid separation unit that separates the gas-liquid of the high-pressure refrigerant flowing out of the condenser 12 and causes the separated liquid-phase refrigerant to flow downstream and stores excess refrigerant of the cycle.
  • the receiver 40 may be integrally formed with the condenser 12.
  • a first on-off valve 18 is disposed in the first parallel refrigerant flow passage 10b.
  • the first on-off valve 18 is an electromagnetic valve that opens and closes the first parallel refrigerant flow passage 10 b.
  • the operation of the first on-off valve 18 is controlled by a control signal output from the controller 60.
  • the first on-off valve 18 is a mode switching unit that switches between the heating mode and the cooling mode.
  • the first expansion valve 13 is a first pressure reducing unit that reduces and expands the liquid phase refrigerant flowing out of the receiver 40.
  • the first expansion valve 13 is a mechanical temperature expansion valve.
  • the mechanical expansion valve is a thermal expansion valve that has a temperature sensing unit and drives a valve body by a mechanical mechanism such as a diaphragm.
  • the air cooling evaporator 14 is a refrigerant air heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant flowing out of the first expansion valve 13 and the air blown into the vehicle compartment to cool the air blown into the vehicle compartment. In the air cooling evaporator 14, the refrigerant absorbs heat from the air blown into the vehicle compartment.
  • the constant pressure valve 15 is a pressure adjusting unit (in other words, a pressure adjusting pressure reducing unit) that maintains the pressure of the refrigerant at the outlet side of the air cooling evaporator 14 at a predetermined value.
  • the constant pressure valve 15 is configured by a mechanical variable throttle mechanism. Specifically, when the pressure of the refrigerant at the outlet side of the air cooling evaporator 14 falls below a predetermined value, the constant pressure valve 15 reduces the passage area (i.e., the throttle opening degree) of the refrigerant passage, and the air cooling evaporator 14 When the pressure of the refrigerant at the outlet side of the valve exceeds a predetermined value, the passage area (i.e., the throttle opening) of the refrigerant passage is increased.
  • the passage area i.e., the throttle opening
  • a fixed throttle consisting of an orifice, a capillary tube or the like may be adopted.
  • a second on-off valve 19 is disposed in the second parallel refrigerant flow passage 10c.
  • the second on-off valve 19 is an electromagnetic valve that opens and closes the second parallel refrigerant flow passage 10c.
  • the operation of the second on-off valve 19 is controlled by a control signal output from the controller 60.
  • the second expansion valve 16 is a second pressure reducing portion that reduces the pressure and expands the liquid phase refrigerant flowing out of the condenser 12. Similar to the first expansion valve 13, the second expansion valve 16 is a mechanical temperature expansion valve.
  • the cooling water cooling evaporator 17 is a low pressure side refrigerant heat medium heat exchanger that evaporates the low pressure refrigerant by heat exchange between the low pressure refrigerant flowing out of the second expansion valve 16 and the cooling water of the low temperature cooling water circuit 30. .
  • the gas phase refrigerant evaporated in the cooling water cooling evaporator 17 is drawn into the compressor 11 and compressed.
  • the cooling water of the low temperature cooling water circuit 30 is a fluid as a heat medium.
  • the cooling water of the low temperature cooling water circuit 30 is a low temperature heating medium.
  • a liquid containing at least ethylene glycol, dimethylpolysiloxane or nanofluid, or an antifreeze liquid is used as the cooling water of the low temperature cooling water circuit 30.
  • the low temperature coolant circuit 30 is a low temperature side heat medium circuit in which a low temperature heat medium circulates.
  • a condenser 12 In the high temperature cooling water circuit 20, a condenser 12, a high temperature side pump 21, a heater core 22, a high temperature side radiator 23, and a high temperature side three-way valve 24 are disposed.
  • the high temperature side pump 21 is a heat medium pump that sucks in and discharges the cooling water.
  • the high temperature side pump 21 is an electric pump.
  • the high temperature side pump 21 is a high temperature side flow rate adjustment unit that adjusts the flow rate of the cooling water circulating in the high temperature cooling water circuit 20.
  • the heater core 22 is an air heating heat exchanger that heat-exchanges the cooling water of the high-temperature coolant circuit 20 with the air blown into the vehicle compartment to heat the air blown into the vehicle compartment. In the heater core 22, the cooling water dissipates heat to the air blown into the vehicle compartment.
  • the high temperature side radiator 23 is a high temperature heat medium external air heat exchanger that exchanges heat between the cooling water of the high temperature cooling water circuit 20 and the outside air.
  • the condenser 12, the high temperature side pump 21 and the heater core 22 are disposed in the high temperature side circulation flow passage 20a.
  • the high temperature side circulation flow passage 20a is a flow passage through which the high temperature side cooling water circulates.
  • the high temperature side radiator 23 is disposed in the radiator flow passage 20b.
  • the radiator flow passage 20 b is a flow passage through which the high temperature side cooling water flows in parallel to the heater core 22.
  • the high temperature side three-way valve 24 is disposed at a connection portion between the high temperature side circulation flow passage 20a and the radiator flow passage 20b.
  • the high temperature side three-way valve 24 switches between a state in which the cooling water flowing out from the high temperature side pump 21 flows through the heater core 22 and a state in which the cooling water flows out from the high temperature side pump 21 flows through the radiator flow path 20b. It is a solenoid valve that switches between the no state.
  • the operation of the high temperature side three-way valve 24 is controlled by the controller 60.
  • the high temperature side three-way valve 24 is a high temperature switching unit that switches the flow of the cooling water in the high temperature cooling water circuit 20.
  • the high temperature side three-way valve 24 may be a thermostat.
  • the thermostat is a cooling water temperature responsive valve provided with a mechanical mechanism that opens and closes the cooling water flow path by displacing the valve body by a thermowax that changes its volume depending on temperature.
  • a low temperature side pump 31 In the low temperature cooling water circuit 30, a low temperature side pump 31, a cooling water cooling evaporator 17, a low temperature side radiator 32, and a battery 33 are disposed.
  • the low temperature side pump 31 is a heat medium pump which sucks in and discharges the cooling water.
  • the low temperature side pump 31 is an electric pump.
  • the low temperature side radiator 32 is a low temperature heat medium external air heat exchanger that exchanges heat between the cooling water of the low temperature cooling water circuit 30 and the outside air.
  • the low temperature side radiator 32 is a heat exchange unit through which the cooling water of the low temperature cooling water circuit 30 exchanges heat.
  • the high temperature side radiator 23 and the low temperature side radiator 32 are disposed in series in this order in the flow direction of the outside air. Outside air is blown by the outdoor blower 41 to the high temperature side radiator 23 and the low temperature side radiator 32.
  • the outdoor blower 41 is an outside air blower that blows outside air toward the high temperature side radiator 23 and the low temperature side radiator 32.
  • the outdoor blower 41 is an electric blower which drives a fan by an electric motor.
  • the high temperature side radiator 23, the low temperature side radiator 32, and the outdoor blower 41 are disposed at the foremost part of the vehicle. Therefore, the traveling wind can be applied to the high temperature side radiator 23 and the low temperature side radiator 32 when the vehicle travels.
  • the battery 33 is a vehicle-mounted device mounted on a vehicle, and is a heat-generating device that generates heat as it operates.
  • the battery 33 is a heat exchange unit in which the cooling water of the low temperature cooling water circuit 30 exchanges heat.
  • the battery 33 dissipates the waste heat generated with the operation to the cooling water of the low temperature cooling water circuit 30. In other words, the battery 33 supplies heat to the cooling water of the low temperature cooling water circuit 30.
  • a heat generating device such as an inverter, a charger and a motor generator may be disposed in the low temperature coolant circuit 30.
  • the inverter is a power conversion unit that converts DC power supplied from the battery 33 into AC power and outputs the AC power to the motor generator.
  • the charger is a charger for charging the battery 33.
  • the motor generator generates driving power for traveling using the electric power output from the inverter, and generates regenerative electric power during deceleration or downhill.
  • the low temperature side pump 31, the cooling water cooling evaporator 17, and the battery 33 are disposed in the low temperature side circulation flow passage 30a.
  • the low temperature side circulation flow passage 30a is a flow passage through which low temperature side cooling water circulates.
  • the low temperature side radiator 32 is disposed in the low temperature side radiator flow passage 30b.
  • the low temperature side radiator flow passage 30b is a flow passage through which the low temperature side cooling water flows.
  • a low temperature side three-way valve 38 is disposed at a connection between the low temperature side circulation flow passage 30 a and the low temperature side radiator 32.
  • the low temperature side three-way valve 38 switches between a state in which the cooling water flowing out of the cooling water cooling evaporator 17 flows through the battery 33 and a state in which the cooling water does not flow. It is a solenoid valve which switches the state which flows through the flow path 30b, and the state which does not flow.
  • the operation of the low temperature side three way valve 38 is controlled by the controller 60.
  • the low temperature side three-way valve 38 is a low temperature switching unit that switches the flow of the cooling water in the low temperature cooling water circuit 30.
  • the low temperature side three-way valve 38 switches the low temperature side circulation switching to switch between a state in which the cooling water circulates between the battery 33 and the low temperature side radiator 32 and a state in which the cooling water does not circulate between the battery 33 and the low temperature side radiator 32 It is a department.
  • the high temperature coolant circuit 20 and the low temperature coolant circuit 30 communicate with each other by the upstream communication channel 45 and the downstream communication channel 46.
  • the upstream communication passage 45 and the downstream communication passage 46 are cooling water passages through which the cooling water flows.
  • the upstream communication channel 45 and the downstream communication channel 46 transfer heat from the high temperature coolant circuit 20 to the low temperature coolant circuit 30 so that the coolant dissipates heat in at least one of the battery 33 and the low temperature side radiator 32 Heat transfer unit.
  • the upstream communication passage 45 is a portion of the high temperature cooling water circuit 20 on the outlet side of the heater core 22 and the inlet side of the condenser 12 and the low temperature cooling water circuit 30 on the outlet side of the cooling water cooling evaporator 17 of the battery It is connected to the inlet side of 33.
  • the downstream communication passage 46 is a portion of the high temperature cooling water circuit 20 on the outlet side of the condenser 12 and the suction side of the high temperature pump 21, and the low temperature cooling water circuit 30 on the discharge side of the low temperature pump 31 and cooling water It is connected to a portion on the inlet side of the cooling evaporator 17.
  • An upstream three-way valve 47 is disposed at the connection between the upstream communication passage 45 and the high temperature coolant circuit 20.
  • the upstream side three-way valve 47 is an open / close unit that opens and closes the upstream communication passage 45.
  • the upstream side three-way valve 47 is an electromagnetic valve that switches between a state in which the high temperature coolant circuit 20 and the upstream communication passage 45 are connected and a state in which the high temperature coolant circuit 20 and the upstream communication path 45 are not connected. The operation of the upstream three-way valve 47 is controlled by the controller 60.
  • a downstream three-way valve 48 is disposed at the connection between the downstream communication passage 46 and the low temperature coolant circuit 30.
  • the downstream side three-way valve 48 is an open / close unit that opens and closes the downstream communication passage 46.
  • the downstream side three-way valve 48 is an electromagnetic valve that switches between a state where the low temperature coolant circuit 30 and the downstream side communication flow path 46 are connected and a state where the low temperature cooling water circuit 30 and the downstream side communication flow path 46 are not connected. The operation of the downstream side three-way valve 48 is controlled by the controller 60.
  • the upstream side three-way valve 47 and the downstream side three-way valve 48 are circuit switching units that switch the connection state between the high temperature coolant circuit 20 and the low temperature coolant circuit 30.
  • a communication pump 49 is disposed in the upstream communication channel 45.
  • the communication pump 49 is a heat medium pump that sucks in and discharges the cooling water.
  • the communication pump 49 is an electric pump.
  • the air cooling evaporator 14 and the heater core 22 are accommodated in an air conditioning casing 51 shown in FIG.
  • the air conditioning casing 51 is a casing of the indoor air conditioning unit 50.
  • the indoor air conditioning unit 50 is disposed inside the instrument panel (not shown) at the front of the passenger compartment.
  • the air conditioning casing 51 is an air passage forming member that forms an air passage.
  • the heater core 22 is disposed on the air flow downstream side of the air cooling evaporator 14 in the air passage in the air conditioning casing 51.
  • an inside / outside air switching box 52 and an indoor blower 53 are disposed in the air conditioning casing 51.
  • the inside / outside air switching box 52 is an inside / outside air switching unit that switches and introduces inside air and outside air to the air passage in the air conditioning casing 51.
  • the indoor blower 53 sucks and blows the inside air and the outside air introduced into the air passage in the air conditioning casing 51 through the inside / outside air switching box 52.
  • An air mix door 54 is disposed between the air cooling evaporator 14 and the heater core 22 in the air passage in the air conditioning casing 51.
  • the air mix door 54 adjusts the volume ratio of the cold air flowing into the heater core 22 and the cold air flowing through the cold air bypass passage 55 among the cold air having passed through the air cooling evaporator 14.
  • the cold air bypass passage 55 is an air passage through which the cold air that has passed through the air cooling evaporator 14 flows to bypass the heater core 22.
  • the air mix door 54 is a rotary door having a rotary shaft rotatably supported on the air conditioning casing 51 and a door base portion coupled to the rotary shaft. By adjusting the position of the air mix door 54, the temperature of the conditioned air blown out from the air conditioning casing 51 into the vehicle compartment can be adjusted to a desired temperature.
  • the rotation shaft of the air mix door 54 is driven by a servomotor.
  • the operation of the servomotor is controlled by the controller 60.
  • the air mix door 54 may be a slide door that slides in a direction substantially orthogonal to the air flow.
  • the sliding door may be a plate-like door formed of a rigid body. It may be a film door formed of a flexible film material.
  • the conditioned air whose temperature has been adjusted by the air mix door 54 is blown out from the air outlet 56 formed in the air conditioning casing 51 into the vehicle compartment.
  • the control device 60 shown in FIG. 3 is composed of a known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM and the like, and peripheral circuits thereof.
  • the control device 60 performs various operations and processing based on the control program stored in the ROM.
  • Various control target devices are connected to the output side of the control device 60.
  • the control device 60 is a control unit that controls the operation of various control target devices.
  • the control target devices controlled by the control device 60 include the compressor 11, the first expansion valve 13, the second expansion valve 16, the outdoor blower 41, the high temperature side pump 21, the high temperature side three way valve 24, the low temperature side pump 31, and the low temperature side It is a three-way valve 38 or the like.
  • the software and hardware for controlling the electric motor of the compressor 11 in the control device 60 are a refrigerant discharge capacity control unit.
  • the software and hardware for controlling the first expansion valve 13 in the control device 60 are a first throttle control unit.
  • the software and hardware for controlling the second expansion valve 16 in the control device 60 is a second throttle control unit.
  • Software and hardware for controlling the outdoor blower 41 in the control device 60 are an outdoor air blowing capacity control unit.
  • Software and hardware for controlling the high temperature side pump 21 in the control device 60 is a high temperature heat medium flow rate control unit.
  • the software and hardware for controlling the high temperature side three-way valve 24 in the control device 60 is a high temperature heat medium flow control unit.
  • Software and hardware for controlling the low temperature side pump 31 in the control device 60 is a low temperature heat medium flow rate control unit.
  • the software and hardware for controlling the low temperature side three-way valve 38 in the controller 60 is a low temperature heat medium flow control unit.
  • Various control sensor groups such as a temperature sensor 68 and a battery temperature sensor 69 are connected.
  • the inside air temperature sensor 61 detects a temperature Tr in the passenger compartment.
  • the outside air temperature sensor 62 detects the outside air temperature Tam.
  • the solar radiation amount sensor 63 detects the solar radiation amount Ts in the vehicle compartment.
  • the evaporator temperature sensor 64 is a temperature detection unit that detects the temperature of the cooling water cooling evaporator 17.
  • the evaporator temperature sensor 64 is, for example, a fin thermistor that detects the temperature of the heat exchange fin of the cooling water cooling evaporator 17, or a refrigerant temperature sensor that detects the temperature of the refrigerant flowing through the cooling water cooling evaporator 17. .
  • the heater core temperature sensor 65 is a temperature detection unit that detects the temperature of the heater core 22.
  • the heater core temperature sensor 65 is, for example, a fin thermistor that detects the temperature of heat exchange fins of the heater core 22, a refrigerant temperature sensor that detects the temperature of cooling water flowing through the heater core 22, and air that detects the temperature of air flowing out of the heater core 22. It is a temperature sensor or the like.
  • the refrigerant pressure sensor 66 is a refrigerant pressure detection unit that detects the pressure of the refrigerant discharged from the compressor 11. Instead of the refrigerant pressure sensor 66, a refrigerant temperature sensor may be connected to the input side of the control device 60.
  • the refrigerant temperature sensor is a refrigerant pressure detection unit that detects the temperature of the refrigerant discharged from the compressor 11.
  • the controller 60 may estimate the pressure of the refrigerant based on the temperature of the refrigerant.
  • the high temperature coolant temperature sensor 67 is a high temperature heat medium temperature detection unit that detects the temperature of the coolant in the high temperature coolant circuit 20.
  • the high temperature coolant temperature sensor 67 detects the temperature of the coolant of the condenser 12.
  • the low temperature coolant temperature sensor 68 is a low temperature heat medium temperature detection unit that detects the temperature of the coolant in the low temperature coolant circuit 30.
  • the low temperature coolant temperature sensor 68 detects the temperature of the coolant of the coolant cooling evaporator 17.
  • the battery temperature sensor 69 is a battery temperature detection unit that detects the temperature of the battery 33. For example, the battery temperature sensor 69 detects the temperature of each cell of the battery 33.
  • Various operation switches (not shown) are connected to the input side of the control device 60.
  • Various operation switches are provided on the operation panel 70 and operated by the occupant.
  • the operation panel 70 is disposed near the dashboard in the front of the vehicle compartment. Operation signals from various operation switches are input to the control device 60.
  • the various operation switches are an air conditioner switch, a temperature setting switch, and the like.
  • the air conditioner switch sets whether to cool the air in the indoor air conditioning unit 50 or not.
  • the temperature setting switch sets the set temperature of the vehicle interior.
  • the control device 60 switches the operation mode to either the cooling mode or the heating mode based on the target blowout temperature TAO or the like.
  • the target blowing temperature TAO is a target temperature of the blowing air blown out into the vehicle compartment.
  • Control device 60 calculates target blowout temperature TAO based on the following formula.
  • TAO Kset ⁇ Tset-Kr ⁇ Tr-Kam ⁇ Tam-Ks ⁇ Ts + C
  • Tset is a vehicle interior set temperature set by the temperature setting switch of the operation panel 70
  • Tr is the inside air temperature detected by the inside air temperature sensor 61
  • Tam is the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 62
  • Ts is It is a solar radiation amount detected by the solar radiation amount sensor 63.
  • Kset, Kr, Kam, and Ks are control gains
  • C is a correction constant.
  • Cooling Mode In the cooling mode, the control device 60 opens the first on-off valve 18. The controller 60 closes the upstream three-way valve 47 and the downstream three-way valve 48.
  • the control device 60 determines operation states (control signals to be output to various control devices) of various control devices connected to the control device 60 based on the target blowout temperature TAO, detection signals of the sensor group, and the like.
  • the air mix door 54 is positioned at the solid line position in FIG. 2 to close the air passage of the heater core 22 and the blown air that has passed through the air cooling evaporator 14. Is determined to flow around the air passage of the heater core 22.
  • the controller 60 operates the compressor 11 and the high temperature side pump 21.
  • the control device 60 controls the high temperature side three-way valve 24 so as to open the radiator flow passage 20b.
  • the cooling water of the high temperature cooling water circuit 20 circulates through the high temperature side radiator 23 and is radiated from the cooling water by the radiator 23 to the outside air.
  • the refrigerant flows as indicated by the broken line arrow in FIG. 1, and the state of the refrigerant circulating in the cycle changes as follows.
  • the high pressure refrigerant discharged from the compressor 11 flows into the condenser 12.
  • the refrigerant flowing into the condenser 12 releases heat to the cooling water of the high temperature cooling water circuit 20.
  • the refrigerant is cooled and condensed in the condenser 12.
  • the refrigerant flowing out of the condenser 12 flows into the first expansion valve 13 and is decompressed and expanded by the first expansion valve 13 until it becomes a low pressure refrigerant.
  • the low pressure refrigerant reduced in pressure by the first expansion valve 13 flows into the air cooling evaporator 14 and absorbs heat from the air blown into the vehicle compartment to evaporate. Thus, the air blown into the vehicle compartment is cooled.
  • the low-pressure refrigerant can absorb heat from the air by the air cooling evaporator 14 to blow out the cooled air into the vehicle compartment. Thereby, cooling of the vehicle interior can be realized.
  • control device 60 closes the second on-off valve 19 and operates the low temperature side pump 31.
  • the refrigerant flowing out of the condenser 12 flows into the second expansion valve 16 and is decompressed and expanded by the second expansion valve 16 until it becomes a low pressure refrigerant.
  • the low pressure refrigerant reduced in pressure by the second expansion valve 16 flows into the cooling water cooling evaporator 17, absorbs heat from the cooling water of the low temperature cooling water circuit 30, and is evaporated. Thereby, the cooling water of the low temperature cooling water circuit 30 is cooled.
  • the control device 60 controls the low temperature side three-way valve 38 so that the cooling water of the low temperature cooling water circuit 30 flows through the battery 33.
  • the cooling water of the low temperature cooling water circuit 30 circulates in the battery 33 and the battery 33 is cooled.
  • control device 60 closes the first on-off valve 18 and opens the second on-off valve 19.
  • the controller 60 closes the upstream three-way valve 47 and the downstream three-way valve 48.
  • the control device 60 determines operation states (control signals to be output to various control devices) of various control devices connected to the control device 60 based on the target blowout temperature TAO, detection signals of the sensor group, and the like.
  • the air mix door 54 With regard to the control signal output to the servo motor of the air mix door 54, the air mix door 54 is located at the broken line position in FIG. 2 and the air passage of the heater core 22 is fully opened and the air which has passed through the air cooling evaporator 14 Is determined to pass through the air passage of the heater core 22.
  • the control device 60 operates the compressor 11, the high temperature side pump 21, and the low temperature side pump 31.
  • the high temperature side three-way valve 24 is controlled to close the radiator flow path 20b.
  • the cooling water of the high temperature cooling water circuit 20 circulates through the heater core 22 and is dissipated from the cooling water by the heater core 22 to the air blown into the vehicle compartment.
  • the operation of the low temperature side three-way valve 38 is controlled so as to open the radiator flow passage 30b.
  • the cooling water of the low temperature cooling water circuit 30 circulates through the low temperature side radiator 32.
  • the refrigerant flows as indicated by solid arrows in FIG. 1, and the state of the refrigerant circulating in the cycle changes as follows.
  • the high pressure refrigerant discharged from the compressor 11 flows into the condenser 12, exchanges heat with the cooling water of the high temperature cooling water circuit 20, and radiates heat. Thereby, the cooling water of the high temperature cooling water circuit 20 is heated.
  • the refrigerant flowing out of the condenser 12 flows into the second expansion valve 16 and is depressurized until it becomes a low pressure refrigerant. Then, the low pressure refrigerant reduced in pressure by the second expansion valve 16 flows into the cooling water cooling evaporator 17, absorbs heat from the cooling water of the low temperature cooling water circuit 30, and evaporates.
  • the heat of the high pressure refrigerant discharged from the compressor 11 is dissipated to the cooling water of the high temperature cooling water circuit 20 by the condenser 12 and the heat of the cooling water of the high temperature cooling water circuit 20 is The heat can be released to the air by the heater core 22 and the air heated by the heater core 22 can be blown out into the vehicle interior. Thereby, heating of the vehicle interior can be realized.
  • the cooling water of the low temperature cooling water circuit 30 circulates through the low temperature side radiator 32, heat is absorbed from the outside air into the cooling water of the low temperature cooling water circuit 30, and the cooling water of the low temperature cooling water circuit 30 is used in the cooling water cooling evaporator 17.
  • the low pressure refrigerant can absorb heat. Therefore, the heat of the outside air can be used to heat the vehicle interior.
  • the waste heat of the battery 33 is absorbed into the cooling water of the low temperature cooling water circuit 30 by circulating the cooling water of the low temperature cooling water circuit 30 also to the battery 33.
  • the low-pressure refrigerant can absorb heat from the cooling water of the low-temperature cooling water circuit 30 in the cooling water cooling evaporator 17. Therefore, the waste heat of the battery 33 can be used to heat the vehicle interior.
  • Cooling Mode The control device 60 executes the cooling mode in accordance with the temperature of the battery 33 when the air conditioner switch is turned off.
  • control device 60 closes the first on-off valve 18.
  • the controller 60 closes the upstream three-way valve 47 and the downstream three-way valve 48.
  • the control device 60 determines operation states (control signals to be output to various control devices) of various control devices connected to the control device 60 based on detection signals of the sensor group and the like.
  • the controller 60 operates the compressor 11 and the high temperature side pump 21.
  • the control device 60 controls the high temperature side three-way valve 24 so as to open the radiator flow passage 20b.
  • the cooling water of the high temperature cooling water circuit 20 is circulated to the high temperature side radiator 23, and the radiator 23 radiates heat to the outside air from the cooling water.
  • the refrigerant flows as indicated by solid arrows in FIG. 1, and the state of the refrigerant circulating in the cycle changes as follows.
  • the high pressure refrigerant discharged from the compressor 11 flows into the condenser 12.
  • the refrigerant flowing into the condenser 12 releases heat to the cooling water of the high temperature cooling water circuit 20.
  • the refrigerant is cooled and condensed in the condenser 12.
  • the refrigerant flowing out of the condenser 12 flows into the second expansion valve 16 and is depressurized until it becomes a low pressure refrigerant. Then, the low pressure refrigerant reduced in pressure by the second expansion valve 16 flows into the cooling water cooling evaporator 17, absorbs heat from the cooling water of the low temperature cooling water circuit 30, and evaporates.
  • the control device 60 controls the low temperature side three-way valve 38 so that the cooling water of the low temperature cooling water circuit 30 flows through the battery 33.
  • the cooling water of the low temperature cooling water circuit 30 circulates in the battery 33 and the battery 33 is cooled.
  • the low-pressure refrigerant can absorb heat from the cooling water in the air cooling evaporator 14, and the cooled cooling water can be circulated to the battery 33. Thereby, cooling of the battery 33 can be realized.
  • the controller 60 executes the battery heating mode to heat the battery 33 when it is desired to heat the battery 33 because the battery 33 is lower than the lower limit temperature, for example, at the start of a vehicle.
  • control device 60 closes the first on-off valve 18 and opens the second on-off valve 19.
  • the controller 60 opens the upstream side three-way valve 47 and the downstream side three-way valve 48.
  • the control device 60 determines operation states (control signals to be output to various control devices) of various control devices connected to the control device 60 based on detection signals of the sensor group and the like.
  • the controller 60 operates the compressor 11 and the communication pump 49.
  • the refrigerant flows as indicated by solid arrows in FIG. 4, and the state of the refrigerant circulating in the cycle changes as follows.
  • the high pressure refrigerant discharged from the compressor 11 flows into the condenser 12.
  • the refrigerant flowing into the condenser 12 releases heat to the cooling water of the high temperature cooling water circuit 20.
  • the refrigerant is cooled and condensed in the condenser 12.
  • the refrigerant flowing out of the condenser 12 flows into the second expansion valve 16 and is depressurized until it becomes a low pressure refrigerant. Then, the low pressure refrigerant reduced in pressure by the second expansion valve 16 flows into the cooling water cooling evaporator 17, absorbs heat from the cooling water of the low temperature cooling water circuit 30, and evaporates.
  • the cooling water of the high temperature coolant circuit 20 circulates through the low temperature coolant circuit 30 via the upstream communication channel 45 and the downstream communication channel 46.
  • the control device 60 controls the low temperature side three-way valve 38 so that the cooling water of the high temperature cooling water circuit 20 does not flow through the radiator flow passage 20b.
  • the control device 60 controls the low temperature side three-way valve 38 so that the cooling water of the low temperature cooling water circuit 30 flows through the battery 33.
  • the cooling water of the high-temperature cooling water circuit 20 flows through the battery 33 and is dissipated by the battery 33. Therefore, the battery 33 is heated.
  • the high-temperature coolant can release heat from the high-pressure refrigerant to the cooling water in the high-temperature cooling water circuit 20, and the heated cooling water can be circulated to the battery 33. Thereby, heating of the battery 33 can be realized.
  • the cooling water of the high temperature cooling water circuit 20 is supplied to the heater core 22 and the air mix door 54 opens the air passage of the heater core 22 to heat the battery 33 while heating it.
  • control device 60 closes the first on-off valve 18 and opens the second on-off valve 19.
  • the controller 60 opens the upstream side three-way valve 47 and the downstream side three-way valve 48.
  • the control device 60 determines operation states (control signals to be output to various control devices) of various control devices connected to the control device 60 based on detection signals of the sensor group and the like.
  • the controller 60 operates the compressor 11 and the communication pump 49.
  • the refrigerant flows as indicated by solid arrows in FIG. 4, and the state of the refrigerant circulating in the cycle changes as follows.
  • the high pressure refrigerant discharged from the compressor 11 flows into the condenser 12.
  • the refrigerant flowing into the condenser 12 releases heat to the cooling water of the high temperature cooling water circuit 20.
  • the refrigerant is cooled and condensed in the condenser 12.
  • the refrigerant flowing out of the condenser 12 flows into the second expansion valve 16 and is depressurized until it becomes a low pressure refrigerant. Then, the low pressure refrigerant reduced in pressure by the second expansion valve 16 flows into the cooling water cooling evaporator 17, absorbs heat from the cooling water of the low temperature cooling water circuit 30, and evaporates.
  • the cooling water of the high temperature coolant circuit 20 circulates through the low temperature coolant circuit 30 via the upstream communication channel 45 and the downstream communication channel 46.
  • the control device 60 controls the low temperature side three-way valve 38 so that the cooling water of the high temperature cooling water circuit 20 does not flow through the radiator flow passage 20b.
  • the controller 60 controls the low temperature side three-way valve 38 so that the cooling water of the low temperature cooling water circuit 30 flows through the low temperature side radiator 32.
  • the cooling water of the high temperature cooling water circuit 20 flows through the low temperature side radiator 32 and radiates heat at the low temperature side radiator 32. Thereby, the low temperature side radiator 32 is defrosted.
  • the high-pressure coolant can release heat from the high-pressure refrigerant to the cooling water in the high-temperature cooling water circuit 20, and the heated cooling water can be circulated to the low temperature side radiator 32. Thereby, defrosting of the low temperature side radiator 32 can be realized.
  • the cooling water of the high temperature cooling water circuit 20 is supplied to the heater core 22, and the air mixing door 54 opens the air passage of the heater core 22, whereby the low temperature side radiator 32 can be heated while being defrosted.
  • the upstream side communication flow path 45 and the downstream side communication flow path 46 are the low temperature cooling water from the high temperature cooling water circuit 20 so that the cooling water dissipates in at least one of the battery 32 and the low temperature side radiator 33 The heat is transferred to the circuit 30.
  • the cooling water can be dissipated by the battery 32 and the low temperature side radiator 33 by providing the upstream side communication flow channel 45 and the downstream side communication flow channel 46, the battery 32 and the low temperature side radiator 33 are simple. Can be heated.
  • the battery 32 and the low temperature side radiator 33 are heated by the normal refrigeration cycle operation instead of the hot gas operation, the heating capacity can be easily improved, and the battery 32 and the low temperature side radiator 33 can be heated efficiently.
  • At least a portion of the cooling water that has flowed from the high temperature cooling water circuit 20 into the low temperature cooling water circuit 30 via the upstream communication passage 45 does not go through the low temperature heat exchanger 17 and the battery 32 and low temperature. It flows through at least one of the side radiators 33.
  • the cooling water can be efficiently dissipated by the battery 32 and the low temperature side radiator 33.
  • the control device 60 opens the upstream communication passage 45 and the downstream communication passage 46 upstream.
  • the three-way valve 47 and the downstream three-way valve 48 are controlled.
  • the temperature difference between the high temperature cooling water circuit 20 and the low temperature cooling water circuit 30 is expanded and the high and low pressure difference of the refrigeration cycle is Since the expansion can be performed, the power of the compressor 11 can be increased. As a result, the heating capacity of the battery 32 and the low temperature side radiator 33 can be improved.
  • control device 60 controls the low temperature side three-way valve 38 so as to circulate the cooling water between the low temperature side heat exchanger 17 and the low temperature side outdoor unit 32, and It is preferable to control the upstream three-way valve 47 and the downstream three-way valve 48 so as to open the downstream communication passage 46.
  • control device 60 controls the low temperature side three-way valve 38 so as to circulate the cooling water between at least one of the battery 32 and the low temperature side radiator 33 and the low temperature side outdoor unit 32. It is preferable to control the upstream three-way valve 47 and the downstream three-way valve 48 so as to open the communication passage 45 and the downstream communication passage 46.
  • the receiver 40 since the receiver 40 is provided to separate the gas-liquid of the refrigerant flowing out from the high temperature side heat exchanger 12 and cause the refrigerant of the liquid phase to flow out to the second expansion valve 16 side, Cooling performance can be improved.
  • the first on-off valve 18, the second on-off valve 19, the high temperature side three-way valve 24 and the low temperature side three-way valve 38 switch between the cooling mode, the heating mode and the cooling mode.
  • the cooling mode is an operation mode in which the evaporator 14 absorbs heat from the air to the refrigerant, and the high temperature side outdoor unit 23 radiates heat from the refrigerant to the outside air.
  • the heating mode is an operation mode in which the heat is dissipated from the cooling water to the air by the heater core 22 and the heat is absorbed from the outside air to the refrigerant by the low temperature side outdoor unit 32.
  • the cooling mode is an operation mode in which the cooling water absorbs heat in the battery 32 and the low temperature side radiator 33.
  • cooling water flows parallel to each other in the battery 33 and the cooling water cooling evaporator 17 in the battery heating mode, but in the present embodiment, as shown by the solid arrow in FIG. Cooling water flows in series between the battery 33 and the cooling water cooling evaporator 17.
  • the battery 33 is disposed at a portion of the low temperature side circulation flow passage 30 a of the low temperature cooling water circuit 30 between the connection portion with the upstream communication flow passage 45 and the cooling water cooling evaporator 17. ing.
  • the cooling water flowing from the high temperature cooling water circuit 20 into the low temperature cooling water circuit 30 via the upstream communication flow passage 45 flows in series in the order of the battery 33 and the cooling water cooling evaporator . Therefore, the battery 33 can be heated efficiently.
  • heat is transferred from the high temperature coolant circuit 20 to the low temperature coolant circuit 30 by connecting the high temperature coolant circuit 20 and the low temperature coolant circuit 30 with the upstream communication channel 45 and the downstream communication channel 46.
  • the high temperature side cooling water circuit from the high temperature cooling water circuit 20 is joined by joining the high temperature side radiator 23 and the low temperature side radiator 32 to each other by the common fins 39. Transfer heat to 30.
  • the common fins 39 are heat exchange promoting members that promote heat exchange between the cooling water and the air.
  • the common fins 39 are members made of metal (for example, made of aluminum).
  • the common fin 39 is a joint that transfers heat from the high temperature side radiator 23 to the low temperature side radiator 32 by connecting the high temperature side radiator 23 and the low temperature side radiator 32 with metal.
  • the defrosting after heating mode can be performed.
  • the cooling water of the low temperature cooling water circuit 30 absorbs heat from the outside air in the low temperature side radiator 32, frost formation occurs on the low temperature side radiator 32. Then, the low temperature side radiator 32 is defrosted using the heat which remained in the cooling water of the high temperature cooling water circuit 20 at the time of a stop after performing heating mode.
  • the high temperature side radiator 23 and the low temperature side radiator 32 are connected so as to be able to thermally transfer to each other by the common fins 39, the heat of the cooling water of the high temperature cooling water circuit 20 is transmitted from the high temperature side radiator 23 to the low temperature side radiator 32.
  • the temperature of the low temperature side radiator 32 is increased, and the frost adhering to the surface of the low temperature side radiator 32 can be melted.
  • the fins 39 transfer heat from the high temperature side outdoor unit 23 to the low temperature side outdoor unit 32 by joining the high temperature side outdoor unit 23 and the low temperature side outdoor unit 32 with metal.
  • the heat quantity transferred from the high temperature side outdoor unit 23 to the low temperature side outdoor unit 32 is determined according to the high and low pressure difference of the refrigeration cycle, when the high and low pressure difference of the refrigeration cycle is small, the high temperature side outdoor unit 23 to the low temperature side outdoor unit Excessive heat transfer to 32 can be suppressed.
  • cooling water is used as a heat carrier
  • various media such as oil, may be used as a heat carrier.
  • Nano fluid may be used as a heat carrier.
  • the nanofluid is a fluid in which nanoparticles having a particle size of nanometer order are mixed.
  • the following effects can be obtained by mixing the nanoparticles in the heat medium.
  • the effect of improving the thermal conductivity in a specific temperature zone the effect of increasing the heat capacity of the heat medium, the effect of preventing corrosion of metal piping and the deterioration of rubber piping, and the heat medium at extremely low temperature
  • Such effects vary depending on the particle configuration of the nanoparticles, the particle shape, the blending ratio, and the additive substance.
  • the thermal conductivity can be improved, it is possible to obtain the same cooling efficiency even with a small amount of heat medium as compared with the cooling water using ethylene glycol.
  • the heat capacity of the heat medium can be increased, the amount of stored heat due to the sensible heat of the heat medium itself can be increased.
  • the aspect ratio of the nanoparticles is preferably 50 or more. It is because sufficient thermal conductivity can be obtained.
  • the aspect ratio is a shape index that represents the ratio of length x width of the nanoparticles.
  • nanoparticles those containing any of Au, Ag, Cu and C can be used. Specifically, Au nanoparticles, Ag nanowires, CNTs, graphene, graphite core-shell nanoparticles, Au nanoparticle-containing CNTs, and the like can be used as constituent atoms of the nanoparticles.
  • CNTs are carbon nanotubes.
  • the graphite core-shell type nanoparticles are particles in which a structure such as a carbon nanotube is present so as to surround the atoms.
  • a fluorocarbon refrigerant is used as the refrigerant, but the type of refrigerant is not limited to this, and a natural refrigerant such as carbon dioxide, a hydrocarbon refrigerant, etc. You may use.
  • the refrigeration cycle apparatus 10 of the above embodiment constitutes a subcritical refrigeration cycle in which the high pressure side refrigerant pressure does not exceed the critical pressure of the refrigerant, but a supercritical refrigeration cycle in which the high pressure side refrigerant pressure exceeds the critical pressure of the refrigerant May be configured.
  • the high temperature side radiator 23 and the low temperature side radiator 32 are separate radiators, and the high temperature side radiator 23 and the low temperature side radiator 32 are mutually joined by a common fin 39
  • the high temperature side radiator 23 and the low temperature side radiator 32 may be configured by one radiator.
  • the high temperature side radiator 23 and the low temperature side radiator 32 may be configured by one radiator.
  • a subcooler may be provided on the refrigerant outlet side of the receiver 40.
  • the subcooler is a heat exchanger for supercooling which performs heat exchange between the liquid phase refrigerant flowing out of the receiver 40 and the cooling water of the high temperature cooling water circuit 20 to subcool the liquid phase refrigerant.
  • the receiver 40 and the subcooler may be integrally formed with the condenser 12.
  • the first expansion valve 13 and the second expansion valve 16 are mechanical temperature expansion valves, but the first expansion valve 13 may be an electric variable throttle mechanism.
  • the electric variable throttle mechanism has a valve body and an electric actuator.
  • the valve body is configured to be capable of changing the passage opening degree of the refrigerant passage (in other words, the throttle opening degree).
  • the electric actuator has a stepping motor that changes the throttle opening of the valve body.
  • the operation of the first expansion valve 13 and the second expansion valve 16 may be controlled by a control signal output from the control device 60.
  • first expansion valve 13 and the second expansion valve 16 may be configured by a variable throttle mechanism with a fully closing function that fully closes the refrigerant passage.
  • the first expansion valve 13 and the second expansion valve 16 can shut off the flow of the refrigerant by fully closing the refrigerant passage.

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Abstract

冷凍サイクル装置は、圧縮機(11)から吐出された冷媒と冷却水とを熱交換させる高温側熱交換器(12)と、高温側熱交換器(12)から流出した冷媒を減圧させる膨張弁(16)と、膨張弁(16)で減圧された冷媒と冷却水とを熱交換させる低温側熱交換器(17)と、高温側熱交換器(12)に冷却水を循環させるための高温冷却水回路(20)と、低温側熱交換器(17)に冷却水を循環させるための低温冷却水回路(30)と、低温冷却水回路(30)の冷却水と熱交換する電池(32)および低温側ラジエータ(33)と、電池(32)および低温側ラジエータ(33)で冷却水が放熱するように、高温冷却水回路(20)から低温冷却水回路(30)へ熱を移動させる熱移動部(45、46、39)とを備える。

Description

冷凍サイクル装置 関連出願の相互参照
 本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、2017年9月21日に出願された日本特許出願2017-181630号を基にしている。
 本開示は、高圧冷媒で熱媒体を加熱し、低圧冷媒で熱媒体を冷却する冷凍サイクル装置に関する。
 従来、特許文献1には、第1冷却水回路の冷却水を冷凍サイクルの低圧冷媒で冷却し、第2冷却水回路の冷却水を冷凍サイクルの高圧冷媒で加熱する車両用熱管理装置が記載されている。
 この従来技術では、第1冷却水回路の冷却水の温度が第1所定温度を下回っている場合、第1冷却水回路と第2冷却水回路とが連結される連結モードに切り替え、第1冷却水回路の冷却水の温度が第2所定温度以上である場合、第1冷却水回路と第2冷却水回路とが連結されない非連結モードに切り替えるようになっている。
 これにより、第1冷却水回路の冷却水の温度が必要以上に低下して、冷却水が凝固したり冷却水の粘度が上昇して冷却水ポンプの効率が悪化したりすることを防止できる。
特開2014-234094号公報
 本開示の発明者の検討によると、上記従来技術では、第1冷却水回路のラジエータで冷却水が外気から吸熱させるために、第1冷却水回路の冷却水の温度が第2所定温度以上にならないようにしている。そのため、上記従来技術の第1冷却水回路に電池が配置された場合、電池を冷却することができるものの、車両の始動時等に電池を加熱する必要が生じても電池を加熱することができないという問題がある。また、ラジエータに着霜が生じても除霜することができない場合がある。
 例えば、電池の加熱やラジエータの除霜を、冷凍サイクルのホットガス運転で対応することが考えられるが、ホットガス運転を実施可能にした場合、冷凍サイクルが複雑化して搭載性が悪化したり、アキュムレータが必要になって冷房性能が低下したりする。
 本開示は上記点に鑑みて、高圧冷媒で熱媒体を加熱し、低圧冷媒で熱媒体を冷却する冷凍サイクル装置において、低圧冷媒で冷却された熱媒体が熱交換する熱交換部を、簡素な構成で加熱できるようにすることを目的とする。
本開示の一つの特徴例による冷凍サイクル装置は、
 冷媒を吸入して吐出する圧縮機と、
 圧縮機から吐出された冷媒と熱媒体とを熱交換させる高温側熱交換器と、
 高温側熱交換器から流出した冷媒を減圧させる減圧部と、
 減圧部で減圧された冷媒と熱媒体とを熱交換させる低温側熱交換器と、
 高温側熱交換器に熱媒体を循環させるための高温側熱媒体回路と、
 低温側熱交換器に熱媒体を循環させるための低温側熱媒体回路と、
 低温側熱媒体回路の熱媒体が熱交換する熱交換部と、
 熱交換部で熱媒体が放熱するように、高温側熱媒体回路から低温側熱媒体回路へ熱を移動させる熱移動部とを備える。
 これによると、熱移動部を備えることで、熱交換部で熱媒体を放熱させることができるので、簡素な構成で熱交換部を加熱できる。
第1実施形態における冷凍サイクル装置の全体構成図である。 第1実施形態における室内空調ユニットの全体構成図である。 第1実施形態における空調装置の電気制御部を示すブロック図である。 第1実施形態における電池加熱モード時および除霜モード時の冷却水流れを示す構成図である。 第2実施形態における冷凍サイクル装置の全体構成図である。 第3実施形態における冷凍サイクル装置の全体構成図である。
 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、図中、同一符号を付してある。
 (第1実施形態)
 以下、実施形態について図に基づいて説明する。図1~4に示す車両用空調装置1は、車室内空間(換言すれば、空調対象空間)を適切な温度に調整する空調装置である。車両用空調装置1は、冷凍サイクル装置10を有している。本実施形態では、冷凍サイクル装置10を、エンジン(換言すれば内燃機関)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自動車に搭載されている。
 本実施形態のハイブリッド自動車は、車両停車時に外部電源(換言すれば商用電源)から供給された電力を、車両に搭載された電池(換言すれば車載バッテリ)に充電可能なプラグインハイブリッド自動車として構成されている。電池としては、例えばリチウムイオン電池を用いることができる。
 エンジンから出力される駆動力は、車両走行用として用いられるのみならず、発電機を作動させるためにも用いられる。そして、発電機にて発電された電力および外部電源から供給された電力を電池に蓄わえることができ、電池に蓄えられた電力は、走行用電動モータのみならず、冷凍サイクル装置10を構成する電動式構成機器をはじめとする各種車載機器に供給される。
 冷凍サイクル装置10は、圧縮機11、凝縮器12、レシーバ40、第1膨張弁13、空気冷却用蒸発器14、定圧弁15、第2膨張弁16および冷却水冷却用蒸発器17を備える蒸気圧縮式冷凍機である。本実施形態の冷凍サイクル装置10では、冷媒としてフロン系冷媒を用いており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。
 冷凍サイクル装置10は、直列冷媒流路10a、第1並列冷媒流路10bおよび第2並列冷媒流路10cを備える。直列冷媒流路10a、第1並列冷媒流路10bおよび第2並列冷媒流路10cは、冷媒が流れる流路である。
 直列冷媒流路10a、第1並列冷媒流路10bおよび第2並列冷媒流路10cによって、冷媒が循環する冷媒循環回路が形成されている。第1並列冷媒流路10bおよび第2並列冷媒流路10cは、冷媒が互いに並列に流れるように直列冷媒流路10aに接続されている。
 直列冷媒流路10aには、圧縮機11、凝縮器12およびレシーバ40が、冷媒の流れにおいてこの順番で互いに直列に配置されている。
 第1並列冷媒流路10bには、第1膨張弁13、空気冷却用蒸発器14および定圧弁15が、冷媒の流れにおいてこの順番で互いに直列に配置されている。
 第2並列冷媒流路10cには、第2膨張弁16および冷却水冷却用蒸発器17が、冷媒の流れにおいてこの順番で互いに直列に配置されている。
 直列冷媒流路10aおよび第1並列冷媒流路10bによって、冷媒が圧縮機11、凝縮器12、第1膨張弁13、空気冷却用蒸発器14、定圧弁15、圧縮機11の順に循環する冷媒循環回路が形成される。
 直列冷媒流路10aおよび第2並列冷媒流路10cによって、冷媒が圧縮機11、凝縮器12、第2膨張弁16、冷却水冷却用蒸発器17の順に循環する冷媒循環回路が形成される。
 圧縮機11は、電池から供給される電力によって駆動される電動圧縮機であり、冷凍サイクル装置10の冷媒を吸入して圧縮して吐出する。圧縮機11は、ベルトによって駆動される可変容量圧縮機であってもよい。
 凝縮器12は、圧縮機11から吐出された高圧側冷媒と高温冷却水回路20の冷却水とを熱交換させることによって高圧側冷媒を凝縮させる高圧側冷媒熱媒体熱交換器である。
 高温冷却水回路20の冷却水は、熱媒体としての流体である。高温冷却水回路20の冷却水は高温熱媒体である。本実施形態では、高温冷却水回路20の冷却水として、少なくともエチレングリコール、ジメチルポリシロキサンもしくはナノ流体を含む液体、または不凍液体が用いられている。高温冷却水回路20は、高温の熱媒体が循環する高温側熱媒体回路である。
 レシーバ40は、凝縮器12から流出した高圧冷媒の気液を分離して、分離された液相冷媒を下流側へ流出させるとともに、サイクルの余剰冷媒を貯える気液分離部である。レシーバ40は、凝縮器12と一体的に形成されていてもよい。
 第1並列冷媒流路10bには第1開閉弁18が配置されている。第1開閉弁18は、第1並列冷媒流路10bを開閉する電磁弁である。第1開閉弁18の作動は、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。第1開閉弁18は、暖房モードと冷房モードとを切り替えるモード切替部である。
 第1膨張弁13は、レシーバ40から流出した液相冷媒を減圧膨張させる第1減圧部である。第1膨張弁13は、機械式の温度式膨張弁である。機械式膨張弁は、感温部を有し、ダイヤフラム等の機械的機構によって弁体を駆動する温度式膨張弁である。
 空気冷却用蒸発器14は、第1膨張弁13から流出した冷媒と車室内へ送風される空気とを熱交換させて車室内へ送風される空気を冷却する冷媒空気熱交換器である。空気冷却用蒸発器14では、冷媒が車室内へ送風される空気から吸熱する。
 定圧弁15は、空気冷却用蒸発器14の出口側における冷媒の圧力を所定値に維持する圧力調整部(換言すれば圧力調整用減圧部)である。
 定圧弁15は、機械式の可変絞り機構で構成されている。具体的には、定圧弁15は、空気冷却用蒸発器14の出口側における冷媒の圧力が所定値を下回ると冷媒通路の通路面積(すなわち絞り開度)を減少させ、空気冷却用蒸発器14の出口側における冷媒の圧力が所定値を超えると冷媒通路の通路面積(すなわち絞り開度)を増加させる。
 サイクルを循環する循環冷媒流量の変動が少ない場合等には、定圧弁15に代えて、オリフィス、キャピラリチューブ等からなる固定絞りを採用してもよい。
 第2並列冷媒流路10cには第2開閉弁19が配置されている。第2開閉弁19は、第2並列冷媒流路10cを開閉する電磁弁である。第2開閉弁19の作動は、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。
 第2膨張弁16は、凝縮器12から流出した液相冷媒を減圧膨張させる第2減圧部である。第2膨張弁16は、第1膨張弁13と同様に機械式の温度式膨張弁である。
 冷却水冷却用蒸発器17は、第2膨張弁16を流出した低圧冷媒と低温冷却水回路30の冷却水とを熱交換させることによって低圧冷媒を蒸発させる低圧側冷媒熱媒体熱交換器である。冷却水冷却用蒸発器17で蒸発した気相冷媒は圧縮機11に吸入されて圧縮される。
 低温冷却水回路30の冷却水は、熱媒体としての流体である。低温冷却水回路30の冷却水は低温熱媒体である。本実施形態では、低温冷却水回路30の冷却水として、少なくともエチレングリコール、ジメチルポリシロキサンもしくはナノ流体を含む液体、または不凍液体が用いられている。低温冷却水回路30は、低温の熱媒体が循環する低温側熱媒体回路である。
 高温冷却水回路20には、凝縮器12、高温側ポンプ21、ヒータコア22、高温側ラジエータ23および高温側三方弁24が配置されている。
 高温側ポンプ21は、冷却水を吸入して吐出する熱媒体ポンプである。高温側ポンプ21は電動式のポンプである。高温側ポンプ21は、高温冷却水回路20を循環する冷却水の流量を調整する高温側流量調整部である。
 ヒータコア22は、高温冷却水回路20の冷却水と車室内へ送風される空気とを熱交換させて車室内へ送風される空気を加熱する空気加熱用熱交換器である。ヒータコア22では、冷却水が車室内へ送風される空気に放熱する。高温側ラジエータ23は、高温冷却水回路20の冷却水と外気とを熱交換させる高温熱媒体外気熱交換器である。
 凝縮器12、高温側ポンプ21およびヒータコア22は、高温側循環流路20aに配置されている。高温側循環流路20aは、高温側冷却水が循環する流路である。
 高温側ラジエータ23は、ラジエータ流路20bに配置されている。ラジエータ流路20bは、高温側冷却水がヒータコア22に対して並列に流れる流路である。
 高温側三方弁24は、高温側循環流路20aとラジエータ流路20bとの接続部に配置されている。高温側三方弁24は、高温側ポンプ21から流出した冷却水がヒータコア22を流れる状態と流れない状態とを切り替えるとともに、高温側ポンプ21から流出した冷却水がラジエータ流路20bを流れる状態と流れない状態とを切り替える電磁弁である。高温側三方弁24の作動は、制御装置60によって制御される。高温側三方弁24は、高温冷却水回路20における冷却水の流れを切り替える高温切替部である。
 高温側三方弁24は、サーモスタットであってもよい。サーモスタットは、温度によって体積変化するサーモワックスによって弁体を変位させて冷却水流路を開閉する機械的機構を備える冷却水温度応動弁である。
 低温冷却水回路30には、低温側ポンプ31、冷却水冷却用蒸発器17、低温側ラジエータ32および電池33が配置されている。
 低温側ポンプ31は、冷却水を吸入して吐出する熱媒体ポンプである。低温側ポンプ31は電動式のポンプである。低温側ラジエータ32は、低温冷却水回路30の冷却水と外気とを熱交換させる低温熱媒体外気熱交換器である。低温側ラジエータ32は、低温冷却水回路30の冷却水が熱交換する熱交換部である。
 高温側ラジエータ23および低温側ラジエータ32は、外気の流れ方向において、この順番に直列に配置されている。高温側ラジエータ23および低温側ラジエータ32には、室外送風機41によって外気が送風される。
 室外送風機41は、高温側ラジエータ23および低温側ラジエータ32へ向けて外気を送風する外気送風部である。室外送風機41は、ファンを電動モータにて駆動する電動送風機である。高温側ラジエータ23、低温側ラジエータ32および室外送風機41は、車両の最前部に配置されている。従って、車両の走行時には高温側ラジエータ23および低温側ラジエータ32に走行風を当てることができるようになっている。
 電池33は、車両に搭載された車載機器であり、作動に伴って発熱する発熱機器である。電池33は、低温冷却水回路30の冷却水が熱交換する熱交換部である。電池33は、作動に伴って発生する廃熱を低温冷却水回路30の冷却水に放熱する。換言すれば、電池33は、低温冷却水回路30の冷却水に熱を供給する。
 電池33のみならず、インバータ、チャージャおよびモータジェネレータ等の発熱機器が低温冷却水回路30に配置されていてもよい。
 インバータは、電池33から供給された直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータに出力する電力変換部である。チャージャは、電池33を充電する充電器である。モータジェネレータは、インバータから出力された電力を利用して走行用駆動力を発生するとともに、減速中や降坂中に回生電力を発生させる。
 低温側ポンプ31、冷却水冷却用蒸発器17および電池33は、低温側循環流路30aに配置されている。低温側循環流路30aは、低温側冷却水が循環する流路である。
 低温側ラジエータ32は、低温側ラジエータ流路30bに配置されている。低温側ラジエータ流路30bは、低温側冷却水が流れる流路である。
 低温側循環流路30aと低温側ラジエータ32との接続部には、低温側三方弁38が配置されている。低温側三方弁38は、冷却水冷却用蒸発器17から流出した冷却水が電池33を流れる状態と流れない状態とを切り替えるとともに、冷却水冷却用蒸発器17から流出した冷却水が低温側ラジエータ流路30bを流れる状態と流れない状態とを切り替える電磁弁である。低温側三方弁38の作動は、制御装置60によって制御される。
 低温側三方弁38は、低温冷却水回路30における冷却水の流れを切り替える低温切替部である。低温側三方弁38は、電池33と低温側ラジエータ32との間で冷却水が循環する状態と、電池33と低温側ラジエータ32との間で冷却水が循環しない状態とを切り替える低温側循環切替部である。
 高温冷却水回路20および低温冷却水回路30は、上流側連通流路45および下流側連通流路46によって互いに連通されている。上流側連通流路45および下流側連通流路46は、冷却水が流れる冷却水流路である。上流側連通流路45および下流側連通流路46は、電池33および低温側ラジエータ32のうち少なくとも一方で冷却水が放熱するように、高温冷却水回路20から低温冷却水回路30へ熱を移動させる熱移動部である。
 上流側連通流路45は、高温冷却水回路20のうちヒータコア22の出口側かつ凝縮器12の入口側の部位と、低温冷却水回路30のうち冷却水冷却用蒸発器17の出口側かつ電池33の入口側の部位とを接続している。
 下流側連通流路46は、高温冷却水回路20のうち凝縮器12の出口側かつ高温側ポンプ21の吸入側の部位と、低温冷却水回路30のうち低温側ポンプ31の吐出側かつ冷却水冷却用蒸発器17の入口側の部位とを接続している。
 上流側連通流路45と高温冷却水回路20との接続部には、上流側三方弁47が配置されている。上流側三方弁47は、上流側連通流路45を開閉する開閉部である。上流側三方弁47は、高温冷却水回路20と上流側連通流路45とが接続される状態と接続されない状態とを切り替える電磁弁である。上流側三方弁47の作動は、制御装置60によって制御される。
 下流側連通流路46と低温冷却水回路30との接続部には、下流側三方弁48が配置されている。下流側三方弁48は、下流側連通流路46を開閉する開閉部である。下流側三方弁48は、低温冷却水回路30と下流側連通流路46とが接続される状態と接続されない状態とを切り替える電磁弁である。下流側三方弁48の作動は、制御装置60によって制御される。
 上流側三方弁47および下流側三方弁48は、高温冷却水回路20と低温冷却水回路30との接続状態を切り替える回路切替部である。
 上流側連通流路45には、連通ポンプ49が配置されている。連通ポンプ49は、冷却水を吸入して吐出する熱媒体ポンプである。連通ポンプ49は電動式のポンプである。
 空気冷却用蒸発器14およびヒータコア22は、図2に示す空調ケーシング51に収容されている。空調ケーシング51は、室内空調ユニット50のケーシングである。室内空調ユニット50は、車室内前部の図示しない計器盤の内側に配置されている。空調ケーシング51は、空気通路を形成する空気通路形成部材である。
 ヒータコア22は、空調ケーシング51内の空気通路において、空気冷却用蒸発器14の空気流れ下流側に配置されている。空調ケーシング51には、内外気切替箱52と室内送風機53とが配置されている。内外気切替箱52は、空調ケーシング51内の空気通路に内気と外気とを切替導入する内外気切替部である。室内送風機53は、内外気切替箱52を通して空調ケーシング51内の空気通路に導入された内気および外気を吸入して送風する。
 空調ケーシング51内の空気通路において空気冷却用蒸発器14とヒータコア22との間には、エアミックスドア54が配置されている。エアミックスドア54は、空気冷却用蒸発器14を通過した冷風のうちヒータコア22に流入する冷風と冷風バイパス通路55を流れる冷風との風量割合を調整する。
 冷風バイパス通路55は、空気冷却用蒸発器14を通過した冷風がヒータコア22をバイスして流れる空気通路である。
 エアミックスドア54は、空調ケーシング51に対して回転可能に支持された回転軸と、回転軸に結合されたドア基板部とを有する回転式ドアである。エアミックスドア54の開度位置を調整することによって、空調ケーシング51から車室内に吹き出される空調風の温度を所望温度に調整できる。
 エアミックスドア54の回転軸は、サーボモータによって駆動される。サーボモータの作動は、制御装置60によって制御される。
 エアミックスドア54は、空気流れと略直交する方向にスライド移動するスライドドアであってもよい。スライドドアは、剛体で形成された板状のドアであってもよいし。可撓性を有するフィルム材で形成されたフィルムドアであってもよい。
 エアミックスドア54によって温度調整された空調風は、空調ケーシング51に形成された吹出口56から車室内へ吹き出される。
 図3に示す制御装置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。制御装置60は、ROM内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行う。制御装置60の出力側には各種制御対象機器が接続されている。制御装置60は、各種制御対象機器の作動を制御する制御部である。
 制御装置60によって制御される制御対象機器は、圧縮機11、第1膨張弁13、第2膨張弁16、室外送風機41、高温側ポンプ21、高温側三方弁24、低温側ポンプ31および低温側三方弁38等である。
 制御装置60のうち圧縮機11の電動モータを制御するソフトウェアおよびハードウェアは、冷媒吐出能力制御部である。制御装置60のうち第1膨張弁13を制御するソフトウェアおよびハードウェアは、第1絞り制御部である。制御装置60のうち第2膨張弁16を制御するソフトウェアおよびハードウェアは、第2絞り制御部である。
 制御装置60のうち室外送風機41を制御するソフトウェアおよびハードウェアは、外気送風能力制御部である。
 制御装置60のうち高温側ポンプ21を制御するソフトウェアおよびハードウェアは、高温熱媒体流量制御部である。制御装置60のうち高温側三方弁24を制御するソフトウェアおよびハードウェアは、高温熱媒体流れ制御部である。
 制御装置60のうち低温側ポンプ31を制御するソフトウェアおよびハードウェアは、低温熱媒体流量制御部である。制御装置60のうち低温側三方弁38を制御するソフトウェアおよびハードウェアは、低温熱媒体流れ制御部である。
 制御装置60の入力側には、内気温度センサ61、外気温度センサ62、日射量センサ63、蒸発器温度センサ64、ヒータコア温度センサ65、冷媒圧力センサ66、高温冷却水温度センサ67、低温冷却水温度センサ68、電池温度センサ69等の種々の制御用センサ群が接続されている。
 内気温度センサ61は車室内温度Trを検出する。外気温度センサ62は外気温Tamを検出する。日射量センサ63は車室内の日射量Tsを検出する。
 蒸発器温度センサ64は、冷却水冷却用蒸発器17の温度を検出する温度検出部である。蒸発器温度センサ64は、例えば、冷却水冷却用蒸発器17の熱交換フィンの温度を検出するフィンサーミスタや、冷却水冷却用蒸発器17を流れる冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ等である。
 ヒータコア温度センサ65は、ヒータコア22の温度を検出する温度検出部である。ヒータコア温度センサ65は、例えば、ヒータコア22の熱交換フィンの温度を検出するフィンサーミスタや、ヒータコア22を流れる冷却水の温度を検出する冷媒温度センサ、ヒータコア22から流出した空気の温度を検出する空気温度センサ等である。
 冷媒圧力センサ66は、圧縮機11から吐出された冷媒の圧力を検出する冷媒圧力検出部である。冷媒圧力センサ66の代わりに冷媒温度センサが制御装置60の入力側に接続されていてもよい。冷媒温度センサは、圧縮機11から吐出された冷媒の温度を検出する冷媒圧力検出部である。制御装置60は、冷媒の温度に基づいて冷媒の圧力を推定してもよい。
 高温冷却水温度センサ67は、高温冷却水回路20の冷却水の温度を検出する高温熱媒体温度検出部である。例えば、高温冷却水温度センサ67は、凝縮器12の冷却水の温度を検出する。
 低温冷却水温度センサ68は、低温冷却水回路30の冷却水の温度を検出する低温熱媒体温度検出部である。例えば、低温冷却水温度センサ68は、冷却水冷却用蒸発器17の冷却水の温度を検出する。
 電池温度センサ69は、電池33の温度を検出する電池温度検出部である。例えば、電池温度センサ69は、電池33の各セルの温度を検出する。
 制御装置60の入力側には、図示しない各種操作スイッチが接続されている。各種操作スイッチは操作パネル70に設けられており、乗員によって操作される。操作パネル70は車室内前部の計器盤付近に配置されている。制御装置60には、各種操作スイッチからの操作信号が入力される。
 各種操作スイッチは、エアコンスイッチ、温度設定スイッチ等である。エアコンスイッチは、室内空調ユニット50にて空気の冷却を行うか否かを設定する。温度設定スイッチは、車室内の設定温度を設定する。
 次に、上記構成における作動を説明する。制御装置60は、エアコンスイッチがオンされている場合、目標吹出温度TAO等に基づいて運転モードを、冷房モードおよび暖房モードのいずれかに切り替える。
 目標吹出温度TAOは、車室内へ吹き出す吹出空気の目標温度である。制御装置60は、目標吹出温度TAOを以下の数式に基づいて算出する。
 TAO=Kset×Tset-Kr×Tr-Kam×Tam-Ks×Ts+C
 この数式において、Tsetは操作パネル70の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は内気温度センサ61によって検出された内気温、Tamは外気温度センサ62によって検出された外気温、Tsは日射量センサ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。
 次に、冷房モードおよび暖房モードにおける作動について説明する。
 (1)冷房モード
 冷房モードでは、制御装置60は、第1開閉弁18を開弁状態とする。制御装置60は、上流側三方弁47および下流側三方弁48を閉弁状態とする。
 制御装置60は、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60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。
 エアミックスドア54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54が図2の実線位置に位置してヒータコア22の空気通路を閉塞し、空気冷却用蒸発器14を通過した送風空気の全流量がヒータコア22の空気通路を迂回して流れるように決定される。
 冷房モードでは、制御装置60は、圧縮機11および高温側ポンプ21を作動させる。冷房モードでは、制御装置60は、ラジエータ流路20bを開けるように高温側三方弁24を制御する。これにより、図1の破線矢印に示すように、高温側ラジエータ23に高温冷却水回路20の冷却水が循環してラジエータ23で冷却水から外気に放熱される。
 このとき、エアミックスドア54がヒータコア22の空気通路を閉塞しているので、ヒータコア22では冷却水から空気への放熱が殆ど行われない。
 冷房モード時の冷凍サイクル装置10では、図1の破線矢印のように冷媒が流れ、サイクルを循環する冷媒の状態については、以下のように変化する。
 すなわち、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、高温冷却水回路20の冷却水に放熱する。これにより、凝縮器12で冷媒が冷却されて凝縮する。
 凝縮器12から流出した冷媒は、第1膨張弁13へ流入して、第1膨張弁13にて低圧冷媒となるまで減圧膨張される。第1膨張弁13にて減圧された低圧冷媒は、空気冷却用蒸発器14に流入し、車室内へ送風される空気から吸熱して蒸発する。これにより、車室内へ送風される空気が冷却される。
 そして、空気冷却用蒸発器14から流出した冷媒は、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。
 以上の如く、冷房モードでは、空気冷却用蒸発器14にて低圧冷媒に空気から吸熱させて、冷却された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。
 冷房モードにおいて電池33を冷却する必要がある場合、制御装置60は、第2開閉弁19を閉弁状態とするとともに低温側ポンプ31を作動させる。
 これにより、図1の実線矢印に示すように、凝縮器12から流出した冷媒は、第2膨張弁16へ流入して、第2膨張弁16にて低圧冷媒となるまで減圧膨張される。第2膨張弁16にて減圧された低圧冷媒は、冷却水冷却用蒸発器17に流入し、低温冷却水回路30の冷却水から吸熱して蒸発する。これにより、低温冷却水回路30の冷却水が冷却される。
 電池33を冷却する必要がある場合、制御装置60は、低温冷却水回路30の冷却水が電池33を流れるように低温側三方弁38を制御する。これにより、図1の二点鎖線矢印に示すように、電池33に低温冷却水回路30の冷却水が循環して電池33が冷却される。
 (2)暖房モード
 暖房モードでは、制御装置60は、第1開閉弁18を閉弁状態とし、第2開閉弁19を開弁状態とする。制御装置60は、上流側三方弁47および下流側三方弁48を閉弁状態とする。
 制御装置60は、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60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。
 エアミックスドア54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54が図2の破線位置に位置してヒータコア22の空気通路を全開し、空気冷却用蒸発器14を通過した送風空気の全流量がヒータコア22の空気通路を通過するように決定される。
 暖房モードでは、制御装置60は、圧縮機11、高温側ポンプ21、低温側ポンプ31を作動させる。暖房モードでは、ラジエータ流路20bを閉じるように高温側三方弁24を制御する。これにより、図1の実線矢印に示すように、ヒータコア22に高温冷却水回路20の冷却水が循環してヒータコア22で冷却水から、車室内へ送風される空気に放熱される。
 暖房モードでは、ラジエータ流路30bを開けるように低温側三方弁38の作動を制御する。これにより、図1の実線矢印に示すように、低温側ラジエータ32に低温冷却水回路30の冷却水が循環する。
 暖房モードの冷凍サイクル装置10では、図1の実線矢印のように冷媒が流れ、サイクルを循環する冷媒の状態については、次のように変化する。
 すなわち、圧縮機11から吐出された高圧冷媒は、凝縮器12へ流入して、高温冷却水回路20の冷却水と熱交換して放熱する。これにより、高温冷却水回路20の冷却水が加熱される。
 凝縮器12から流出した冷媒は、第2膨張弁16に流入し、低圧冷媒となるまで減圧される。そして、第2膨張弁16にて減圧された低圧冷媒は、冷却水冷却用蒸発器17に流入して、低温冷却水回路30の冷却水から吸熱して蒸発する。
 そして、冷却水冷却用蒸発器17から流出した冷媒は、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。
 以上の如く、暖房モードでは、圧縮機11から吐出された高圧冷媒の有する熱を凝縮器12にて高温冷却水回路20の冷却水に放熱させ、高温冷却水回路20の冷却水が有する熱をヒータコア22にて空気に放熱させ、ヒータコア22で加熱された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。
 低温冷却水回路30の冷却水が低温側ラジエータ32を循環するので、外気から低温冷却水回路30の冷却水に吸熱させ、冷却水冷却用蒸発器17にて低温冷却水回路30の冷却水から低圧冷媒に吸熱させることができる。したがって、外気の熱を車室内の暖房に利用できる。
 暖房モードでは、図1の二点鎖線矢印に示すように、低温冷却水回路30の冷却水を電池33にも循環させることによって、電池33の廃熱を低温冷却水回路30の冷却水に吸熱させ、冷却水冷却用蒸発器17にて低温冷却水回路30の冷却水から低圧冷媒に吸熱させることができる。したがって、電池33の廃熱を車室内の暖房に利用できる。
 (3)冷却モード
 制御装置60は、エアコンスイッチがオフされている場合、電池33の温度に応じて冷却モードを実行する。
 冷却モードでは、制御装置60は、第1開閉弁18を閉弁状態とする。制御装置60は、上流側三方弁47および下流側三方弁48を閉弁状態とする。
 制御装置60は、センサ群の検出信号等に基づいて、制御装置60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。
 冷却モードでは、制御装置60は、圧縮機11および高温側ポンプ21を作動させる。冷房モードでは、制御装置60は、ラジエータ流路20bを開けるように高温側三方弁24を制御する。これにより、図1の実線矢印に示すように、高温側ラジエータ23に高温冷却水回路20の冷却水が循環してラジエータ23で冷却水から外気に放熱される。
 冷却モード時の冷凍サイクル装置10では、図1の実線矢印のように冷媒が流れ、サイクルを循環する冷媒の状態については、以下のように変化する。
 すなわち、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、高温冷却水回路20の冷却水に放熱する。これにより、凝縮器12で冷媒が冷却されて凝縮する。
 凝縮器12から流出した冷媒は、第2膨張弁16に流入し、低圧冷媒となるまで減圧される。そして、第2膨張弁16にて減圧された低圧冷媒は、冷却水冷却用蒸発器17に流入して、低温冷却水回路30の冷却水から吸熱して蒸発する。
 そして、冷却水冷却用蒸発器17から流出した冷媒は、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。
 冷却モード時には、制御装置60は、低温冷却水回路30の冷却水が電池33を流れるように低温側三方弁38を制御する。これにより、図1の二点鎖線矢印に示すように、電池33に低温冷却水回路30の冷却水が循環して電池33が冷却される。
 以上の如く、冷却モードでは、空気冷却用蒸発器14にて低圧冷媒に冷却水から吸熱させて、冷却された冷却水を電池33に循環させることができる。これにより、電池33の冷却を実現することができる。
 (4)電池加熱モード
 制御装置60は、車両の始動時等、電池33が下限温度よりも低いために電池33を加熱したい場合、電池加熱モードを実行して電池33を加熱する。
 電池加熱モードでは、制御装置60は、第1開閉弁18を閉弁状態とし、第2開閉弁19を開弁状態とする。制御装置60は、上流側三方弁47および下流側三方弁48を開弁状態にする。
 制御装置60は、センサ群の検出信号等に基づいて、制御装置60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。
 電池加熱モードでは、制御装置60は、圧縮機11および連通ポンプ49を作動させる。
 電池加熱モード時の冷凍サイクル装置10では、図4の実線矢印のように冷媒が流れ、サイクルを循環する冷媒の状態については、以下のように変化する。
 すなわち、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、高温冷却水回路20の冷却水に放熱する。これにより、凝縮器12で冷媒が冷却されて凝縮する。
 凝縮器12から流出した冷媒は、第2膨張弁16に流入し、低圧冷媒となるまで減圧される。そして、第2膨張弁16にて減圧された低圧冷媒は、冷却水冷却用蒸発器17に流入して、低温冷却水回路30の冷却水から吸熱して蒸発する。
 そして、冷却水冷却用蒸発器17から流出した冷媒は、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。
 電池加熱モード時には、高温冷却水回路20の冷却水が、上流側連通流路45および下流側連通流路46を介して低温冷却水回路30を循環する。
 電池加熱モード時には、制御装置60は、高温冷却水回路20の冷却水がラジエータ流路20bを流れないように低温側三方弁38を制御する。電池加熱モード時には、制御装置60は、低温冷却水回路30の冷却水が電池33を流れるように低温側三方弁38を制御する。これにより、図4の実線矢印に示すように、高温冷却水回路20の冷却水が電池33を流れて電池33で放熱する。したがって、電池33が加熱される。
 以上の如く、電池加熱モードでは、高温冷却水回路20にて高圧冷媒から冷却水に放熱させて、加熱された冷却水を電池33に循環させることができる。これにより、電池33の加熱を実現することができる。
 電池加熱モードにおいて、高温冷却水回路20の冷却水をヒータコア22に流し、エアミックスドア54がヒータコア22の空気通路を開けることによって、電池33の加熱を加熱しつつ暖房することができる。
 (5)除霜モード
 制御装置60は、低温側ラジエータ32が着霜した場合、除霜モードを実行して低温側ラジエータ32を除霜する。
 除霜モードでは、制御装置60は、第1開閉弁18を閉弁状態とし、第2開閉弁19を開弁状態とする。制御装置60は、上流側三方弁47および下流側三方弁48を開弁状態にする。
 制御装置60は、センサ群の検出信号等に基づいて、制御装置60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。
 除霜モードでは、制御装置60は、圧縮機11および連通ポンプ49を作動させる。
 除霜時の冷凍サイクル装置10では、図4の実線矢印のように冷媒が流れ、サイクルを循環する冷媒の状態については、以下のように変化する。
 すなわち、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、高温冷却水回路20の冷却水に放熱する。これにより、凝縮器12で冷媒が冷却されて凝縮する。
 凝縮器12から流出した冷媒は、第2膨張弁16に流入し、低圧冷媒となるまで減圧される。そして、第2膨張弁16にて減圧された低圧冷媒は、冷却水冷却用蒸発器17に流入して、低温冷却水回路30の冷却水から吸熱して蒸発する。
 そして、冷却水冷却用蒸発器17から流出した冷媒は、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。
 除霜モード時には、高温冷却水回路20の冷却水が、上流側連通流路45および下流側連通流路46を介して低温冷却水回路30を循環する。
 除霜モード時には、制御装置60は、高温冷却水回路20の冷却水がラジエータ流路20bを流れないように低温側三方弁38を制御する。除霜モード時には、制御装置60は、低温冷却水回路30の冷却水が低温側ラジエータ32を流れるように低温側三方弁38を制御する。これにより、図4の破線矢印に示すように、高温冷却水回路20の冷却水が低温側ラジエータ32を流れて低温側ラジエータ32で放熱する。これにより、低温側ラジエータ32が除霜される。
 以上の如く、除霜モードでは、高温冷却水回路20にて高圧冷媒から冷却水に放熱させて、加熱された冷却水を低温側ラジエータ32に循環させることができる。これにより、低温側ラジエータ32の除霜を実現することができる。
 除霜モードにおいて、高温冷却水回路20の冷却水をヒータコア22に流し、エアミックスドア54がヒータコア22の空気通路を開けることによって、低温側ラジエータ32を除霜しつつ暖房することができる。
 電池加熱モードと除霜モードとを同時に実行することも可能である。
 本実施形態では、上流側連通流路45および下流側連通流路46は、電池32および低温側ラジエータ33のうち少なくとも1つで冷却水が放熱するように、高温冷却水回路20から低温冷却水回路30へ熱を移動させる。
 これによると、上流側連通流路45および下流側連通流路46を備えることで電池32および低温側ラジエータ33で冷却水を放熱させることができるので、簡素な構成で電池32および低温側ラジエータ33を加熱できる。
 従来のホットガス運転では、圧縮機吸入側の冷媒圧力(換言すれば冷媒密度)のみに依存するため、圧縮機の回転数を増加させる以外に加熱能力を向上させる術がないという問題がある。
 しかしながら、本実施形態では、ホットガス運転ではなく、通常の冷凍サイクルの運転によって電池32および低温側ラジエータ33を加熱するので、加熱能力を容易に向上させることができるとともに、電池32および低温側ラジエータ33を効率良く加熱できる。
 本実施形態では、高温冷却水回路20から上流側連通流路45を介して低温冷却水回路30に流入した冷却水の少なくとも一部は、低温側熱交換器17を経ることなく電池32および低温側ラジエータ33のうち少なくとも一方を流れる。
 これにより、電池32および低温側ラジエータ33で冷却水を効率良く放熱させることができる。
 本実施形態では、制御装置60は、高温冷却水回路20の冷却水の温度または圧力が所定値以上に上昇した後、上流側連通流路45および下流側連通流路46を開くように上流側三方弁47および下流側三方弁48を制御するのが好ましい。
 これによると、高温冷却水回路20と低温冷却水回路30との間で熱を移動させるときに、高温冷却水回路20と低温冷却水回路30の温度差を拡大させて冷凍サイクルの高低圧差を拡大させることができるので、圧縮機11の動力を大きくさせることができる。その結果、電池32および低温側ラジエータ33の加熱能力を向上させることができる。
 本実施形態では、制御装置60は、低温側熱交換器17と低温側室外器32との間で冷却水を循環させるように低温側三方弁38を制御した後、上流側連通流路45および下流側連通流路46を開くように上流側三方弁47および下流側三方弁48を制御するのが好ましい。
 これによると、外気から吸熱して低温側熱交換器17の温度を上昇させた後、高温冷却水回路20と低温冷却水回路30との間で熱を移動させることができる。
 本実施形態では、制御装置60は、電池32および低温側ラジエータ33のうち少なくとも一方と低温側室外器32との間で冷却水を循環させるように低温側三方弁38を制御した後、上流側連通流路45および下流側連通流路46を開くように上流側三方弁47および下流側三方弁48を制御するのが好ましい。
 これによると、低温側熱交換器17で冷却された冷却水によって電池32および低温側ラジエータ33のうち少なくとも一方とが外気温度よりも低くなっている場合、電池32および低温側ラジエータ33のうち少なくとも一方とを外気温度と同等の温度に上昇させた後、高温冷却水回路20と低温冷却水回路30との間で熱を移動させることができる。
 したがって、低温側熱交換器17の温度を上昇させた後、高温冷却水回路20と低温冷却水回路30との間で熱を移動させることができる。
 本実施形態では、高温側熱交換器12から流出した冷媒の気液を分離して液相の冷媒を第2膨張弁16側へ流出させるレシーバ40を備えるので、冷凍サイクルをレシーバサイクル化して、冷却性能を向上できる。
 本実施形態では、第1開閉弁18、第2開閉弁19、高温側三方弁24および低温側三方弁38は、冷房モードと暖房モードと冷却モードとを切り替える。
 冷房モードは、蒸発器14で空気から冷媒に吸熱し、高温側室外器23で冷媒から外気放熱する運転モードである。暖房モードは、ヒータコア22で冷却水から空気に放熱し、低温側室外器32で外気から冷媒に吸熱する運転モードである。冷却モードは、電池32および低温側ラジエータ33で冷却水が吸熱する運転モードである。
 これにより、車室内の冷暖房と、電池32および低温側ラジエータ33の冷却とを、適宜行うことができる。
 (第2実施形態)
 上記実施形態では、電池加熱モード時に、電池33と冷却水冷却用蒸発器17とに冷却水が互いに並列に流れるが、本実施形態では、図5の実線矢印に示すように、電池加熱モード時に、電池33と冷却水冷却用蒸発器17とに冷却水が互いに直列に流れる。
 具体的には、電池33は、低温冷却水回路30の低温側循環流路30aのうち、上流側連通流路45との接続部と冷却水冷却用蒸発器17との間の部位に配置されている。
 これにより、電池加熱モード時に、高温冷却水回路20から上流側連通流路45を介して低温冷却水回路30に流入した冷却水が、電池33、冷却水冷却用蒸発器17の順に直列に流れる。したがって、電池33を効率良く加熱できる。
 (第3実施形態)
 上記実施形態では、高温冷却水回路20と低温冷却水回路30とを上流側連通流路45および下流側連通流路46で連通させることによって、高温冷却水回路20から低温冷却水回路30へ熱を移動させるが、本実施形態では、図6に示すように、高温側ラジエータ23と低温側ラジエータ32とを、共通のフィン39によって互いに接合させることによって、高温冷却水回路20から低温冷却水回路30へ熱を移動させる。
 共通のフィン39は、冷却水と空気との熱交換を促進する熱交換促進部材である。共通のフィン39は、金属製(例えばアルミニウム製)の部材である。
 共通のフィン39は、高温側ラジエータ23と低温側ラジエータ32とを金属で結合することによって、高温側ラジエータ23から低温側ラジエータ32へ熱を移動させる結合部である。
 これにより、暖房モード後の除霜を行うことができる。暖房モードでは、低温側ラジエータ32で低温冷却水回路30の冷却水が外気から吸熱するので、低温側ラジエータ32に着霜が生じる。そこで、暖房モードを実行した後の停車時に、高温冷却水回路20の冷却水に残った熱を利用して低温側ラジエータ32を除霜する。
 すなわち、高温側ラジエータ23および低温側ラジエータ32は、共通のフィン39によって互いに熱移動可能に接続されているので、高温冷却水回路20の冷却水の熱が、高温側ラジエータ23から低温側ラジエータ32に移動する。
 これにより、低温側ラジエータ32の温度が上昇して、低温側ラジエータ32の表面に付着した霜を融かすことができる。
 本実施形態では、フィン39は、高温側室外器23と低温側室外器32とを金属で結合することによって、高温側室外器23から低温側室外器32へ熱を移動させる。
 これによると、高温側室外器23から低温側室外器32へ移動する熱量が冷凍サイクルの高低圧差に応じて決まるので、冷凍サイクルの高低圧差が小さいときに高温側室外器23から低温側室外器32への熱移動が過剰になることを抑制できる。
 そのため、高温冷却水回路20と低温冷却水回路30の温度差を拡大させて冷凍サイクルの高低圧差を拡大させることが容易であるので、圧縮機11の動力を大きくさせることが容易である。その結果、電池32および低温側ラジエータ33の加熱能力を向上させることが容易である。
 (他の実施形態)
 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。
 (1)上記実施形態では、熱媒体として冷却水を用いているが、油などの各種媒体を熱媒体として用いてもよい。
 熱媒体として、ナノ流体を用いてもよい。ナノ流体とは、粒子径がナノメートルオーダーのナノ粒子が混入された流体のことである。ナノ粒子を熱媒体に混入させることで、エチレングリコールを用いた冷却水のように凝固点を低下させて不凍液にする作用効果に加えて、次のような作用効果を得ることができる。
 すなわち、特定の温度帯での熱伝導率を向上させる作用効果、熱媒体の熱容量を増加させる作用効果、金属配管の防食効果やゴム配管の劣化を防止する作用効果、および極低温での熱媒体の流動性を高める作用効果を得ることができる。
 このような作用効果は、ナノ粒子の粒子構成、粒子形状、配合比率、付加物質によって様々に変化する。
 これによると、熱伝導率を向上させることができるので、エチレングリコールを用いた冷却水と比較して少ない量の熱媒体であっても同等の冷却効率を得ることが可能になる。
 また、熱媒体の熱容量を増加させることができるので、熱媒体自体の顕熱による蓄冷熱量を増加させることができる。
 蓄冷熱量を増加させることにより、圧縮機11を作動させない状態であっても、ある程度の時間は蓄冷熱を利用した機器の冷却、加熱の温調が実施できるため、冷凍サイクル装置10の省動力化が可能になる。
 ナノ粒子のアスペクト比は50以上であるのが好ましい。十分な熱伝導率を得ることができるからである。なお、アスペクト比は、ナノ粒子の縦×横の比率を表す形状指標である。
 ナノ粒子としては、Au、Ag、CuおよびCのいずれかを含むものを用いることができる。具体的には、ナノ粒子の構成原子として、Auナノ粒子、Agナノワイヤー、CNT、グラフェン、グラファイトコアシェル型ナノ粒子、およびAuナノ粒子含有CNTなどを用いることができる。
 CNTはカーボンナノチューブである。グラファイトコアシェル型ナノ粒子は、上記原子を囲むようにカーボンナノチューブ等の構造体があるような粒子体である。
 (2)上記実施形態の冷凍サイクル装置10では、冷媒としてフロン系冷媒を用いているが、冷媒の種類はこれに限定されるものではなく、二酸化炭素等の自然冷媒や炭化水素系冷媒等を用いてもよい。
 また、上記実施形態の冷凍サイクル装置10は、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成しているが、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超える超臨界冷凍サイクルを構成していてもよい。
 (3)上記第3実施形態では、高温側ラジエータ23と低温側ラジエータ32とが別々のラジエータになっていて、高温側ラジエータ23と低温側ラジエータ32とが共通のフィン39によって互いに接合されているが、高温側ラジエータ23と低温側ラジエータ32とが1つのラジエータで構成されていてもよい。
 例えば、高温側ラジエータ23のタンクと低温側ラジエータ32のタンクとが互いに一体化されていることによって、高温側ラジエータ23と低温側ラジエータ32とが1つのラジエータで構成されていてもよい。
 (4)上記実施形態において、レシーバ40の冷媒出口側に過冷却器が設けられていてもよい。過冷却器は、レシーバ40から流出した液相冷媒と高温冷却水回路20の冷却水とを熱交換させて液相冷媒を過冷却する過冷却用熱交換器である。
 レシーバ40および過冷却器は、凝縮器12と一体的に形成されていてもよい。
 (5)上記実施形態では、第1膨張弁13および第2膨張弁16は、機械式の温度式膨張弁であるが、第1膨張弁13は、電気式の可変絞り機構であってもよい。電気式の可変絞り機構は、弁体と電動アクチュエータとを有している。弁体は、冷媒通路の通路開度(換言すれば絞り開度)を変更可能に構成されている。電動アクチュエータは、弁体の絞り開度を変化させるステッピングモータを有している。
 第1膨張弁13および第2膨張弁16の作動は、制御装置60から出力される制御信号によって制御されればよい。
 より具体的には、第1膨張弁13および第2膨張弁16は、冷媒通路を全閉する全閉機能付きの可変絞り機構で構成されていてもよい。全閉機能付きの可変絞り機構は、第1膨張弁13および第2膨張弁16は、冷媒通路を全閉にすることで冷媒の流れを遮断することができる。

Claims (11)

  1.  冷媒を吸入して吐出する圧縮機(11)と、
     前記圧縮機から吐出された冷媒と熱媒体とを熱交換させる高温側熱交換器(12)と、
     前記高温側熱交換器から流出した前記冷媒を減圧させる減圧部(16)と、
     前記減圧部で減圧された前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる低温側熱交換器(17)と、
     前記高温側熱交換器に前記熱媒体を循環させるための高温側熱媒体回路(20)と、
     前記低温側熱交換器に前記熱媒体を循環させるための低温側熱媒体回路(30)と、
     前記低温側熱媒体回路の前記熱媒体が熱交換する熱交換部(32、33)と、
     前記熱交換部で前記熱媒体が放熱するように、前記高温側熱媒体回路から前記低温側熱媒体回路へ熱を移動させる熱移動部(45、46、39)とを備える冷凍サイクル装置。
  2.  前記熱移動部は、前記高温側熱媒体回路と前記低温側熱媒体回路との間で前記熱媒体が循環するように前記高温側熱媒体回路と前記低温側熱媒体回路とを連通させる連通流路(45、46)を有しており、
     前記高温側熱媒体回路から前記連通流路を介して前記低温側熱媒体回路に流入した前記熱媒体の少なくとも一部は、前記低温側熱交換器を経ることなく前記熱交換部を流れる請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
  3.  前記低温側熱媒体回路の前記熱媒体と外気とを熱交換させる低温側室外器(32)と、
     前記高温側熱媒体回路の前記熱媒体と外気とを熱交換させる高温側室外器(23)とを備え、
     前記熱移動部は、前記高温側室外器と前記低温側室外器とを金属で結合することによって、前記高温側室外器から前記低温側室外器へ熱を移動させる結合部(39)を有している請求項1または2に記載の冷凍サイクル装置。
  4.  前記高温側熱媒体回路の前記熱媒体と外気とを熱交換させる高温側室外器(23)を備え、
     前記熱交換部は、前記低温側熱媒体回路の前記熱媒体と外気とを熱交換させる低温側室外器(32)であり、
     前記高温側室外器と前記低温側室外器とを金属で結合することによって、前記高温側室外器から前記低温側室外器へ熱を移動させる結合部(39)とを備える請求項1または2に記載の冷凍サイクル装置。
  5.  前記連通流路を開閉する開閉部(47、48)と、
     前記高温側熱媒体回路の前記熱媒体の温度または圧力が所定値以上に上昇した後、前記連通流路を開くように前記開閉部を制御する制御装置(60)とを備える請求項1または2に記載の冷凍サイクル装置。
  6.  前記低温側熱媒体回路の前記熱媒体と外気とを熱交換させる低温側室外器(32)と、
     前記低温側熱交換器と前記低温側室外器との間で前記熱媒体が循環する状態と、前記低温側熱交換器と前記低温側室外器との間で前記熱媒体が循環しない状態とを切り替える低温側循環切替部(38)と、
     前記低温側熱交換器と前記低温側室外器との間で前記熱媒体を循環させるように前記低温側循環切替部を制御した後、前記連通流路を開くように前記開閉部を制御する制御装置(60)とを備える請求項1または2に記載の冷凍サイクル装置。
  7.  前記低温側熱媒体回路の前記熱媒体と外気とを熱交換させる低温側室外器(32)と、
     前記熱交換部と前記低温側室外器との間で前記熱媒体が循環する状態と、前記熱交換部と前記低温側室外器との間で前記熱媒体が循環しない状態とを切り替える低温側循環切替部(38)とを備え、
     前記熱交換部と前記低温側室外器との間で前記熱媒体を循環させるように前記低温側循環切替部を制御した後、前記連通流路を開くように前記開閉部を制御する制御装置(60)を備える請求項1または2に記載の冷凍サイクル装置。
  8.  前記熱交換部は、車両に搭載された電池(33)である請求項1、2、5、6、7のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。
  9.  前記熱交換部は、前記低温側熱媒体回路の前記熱媒体と外気とを熱交換させる低温側室外器(32)である請求項1、2、5のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。
  10.  前記高温側熱交換器から流出した前記冷媒の気液を分離して液相の前記冷媒を前記減圧部側へ流出させる気液分離部(40)を備える請求項1ないし9のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。
  11.  前記減圧部で減圧された前記冷媒と空調対象空間へ送風される空気とを熱交換させる蒸発器(14)と、
     前記高温側熱媒体回路の前記熱媒体と外気とを熱交換させる高温側室外器(23)と、
     前記高温側熱媒体回路の前記熱媒体と前記空気とを熱交換させるヒータコア(22)と、
     前記低温側熱媒体回路の前記熱媒体と外気とを熱交換させる低温側室外器(32)と、
     前記蒸発器で前記空気から前記冷媒に吸熱し、前記高温側室外器で前記冷媒から前記外気放熱する冷房モードと、前記ヒータコア(22)で前記熱媒体から前記空気に放熱し、前記低温側室外器で前記外気から前記冷媒に吸熱する暖房モードと、前記熱交換部で前記熱媒体が吸熱する冷却モードとを切り替えるモード切替部(18、19、24、38)とを備える請求項1、2、5、10のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。

     
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