CN107208941B - 热泵循环 - Google Patents
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Abstract
热泵循环具有:压缩机(11);第一室内热交换器(12),对送风空气进行加热;分离器(14),将从压缩机排出的制冷剂分离成去除了润滑油的气相制冷剂和余下的制冷剂;室外热交换器(20),在从分离器流出的余下的制冷剂与外气之间进行热交换;第二室内热交换器(23),冷却空气流;控制阀(13);储液器(24);第一旁通通路(25),绕过第二室内热交换器而与储液器的入口侧连接。在热泵循环中,在将从分离器流出的气相制冷剂储存在第二室内热交换器中且使制冷剂在包含压缩机、第一室内热交换器、控制阀、分离器、室外热交换器、第一旁通通路、储液器的制冷剂回路中循环的状态下,通过控制阀对第一室内热交换器的出口和分离器的入口之间的制冷剂流路的开度进行控制以使制冷剂减压,从而在第一室内热交换器中对空气流进行加热。
Description
关联申请的相互参照
本申请以在2015年2月9日申请的日本专利申请2015-23217号为基础,这里通过参照将该记载内容编入本申请。
技术领域
本发明涉及热泵循环。
背景技术
以往,在车载空调装置用的热泵循环中,具有压缩机、加热用室内热交换器、冷却用室内热交换器、第一膨胀阀、第二膨胀阀、室外热交换器、第一电磁阀、第二电磁阀、第一旁通通路、第二旁通通路、以及储液器(例如,参照专利文献1)。
在该热泵循环中,加热用室内热交换器通过从压缩机排出的高压制冷剂对车室内空气进行加热。第一膨胀阀对加热用室内热交换器的出口和室外热交换器的入口之间的制冷剂流路的开度进行控制。室外热交换器在通过了第一膨胀阀的制冷剂和外气之间进行热交换。
第二膨胀阀对室外热交换器的出口和冷却用室内热交换器的入口之间的制冷剂流路的开度进行控制。冷却用室内热交换器通过由第二膨胀阀减压后的制冷剂对车室内空气进行冷却。
储液器将通过了冷却用室内热交换器的制冷剂分离成气相制冷剂和液相制冷剂而将液相制冷剂储存为剩余制冷剂,并且将气相制冷剂供给到压缩机的入口。剩余制冷剂是在运行制冷模式、制热模式等时并不必要的制冷剂。
第一旁通通路绕过冷却用室内热交换器和第二膨胀阀而将室外热交换器的出口与储液器的入口之间连接起来。第一电磁阀对第一旁通通路进行开闭。第二旁通通路绕过第一膨胀阀和室外热交换器而将加热用室内热交换器的出口和第二膨胀阀的入口之间连接起来。第二电磁阀对第二旁通通路进行开闭。
在制冷模式中,对第一膨胀阀进行开阀而设为不会由第一膨胀阀对制冷剂产生减压作用的状态,分别对第一电磁阀、第二电磁阀进行闭阀。此外,使第二膨胀阀成为对制冷剂产生减压作用的节流开度。因此,构成使从压缩机排出的制冷剂依次流经加热用室内热交换器、第一膨胀阀、室外热交换器、第二膨胀阀、冷却用室内热交换器、储液器、压缩机的制冷剂回路。
在制热模式中,使第一膨胀阀成为产生减压作用的节流开度,分别对第一电磁阀、第二电磁阀进行开阀,使第二膨胀阀成为闭阀状态。因此,构成使从压缩机排出的制冷剂依次流经加热用室内热交换器、第一膨胀阀、室外热交换器、第一旁通通路、第一电磁阀、储液器、压缩机的制冷剂回路。因此,在制热模式中,制冷剂不会通过冷却用室内热交换器。因此,制热模式的制冷剂回路与制冷模式的制冷剂回路相比,供制冷剂流通的流路的容量变小。因此,制热模式时的剩余制冷剂量比制冷模式时的剩余制冷剂量多。
因此,在制热模式中,为了减少储存在储液器中的剩余制冷剂量,而使通过了加热用室内热交换器的制冷剂的一部分通过第二电磁阀而流动到第二旁通通路。由此,在制热模式中,能够在第二旁通通路中储存剩余制冷剂。因此,在制热模式中,能够减少储存在储液器中的剩余制冷剂量,因此能够实现储液器的体格的小型化。
专利文献1:日本特开2012-254670号公报
通常,考虑到制冷剂的泄漏,作为封入到上述热泵循环的制冷剂量,采用相对于在使热泵循环发挥最大制冷能力时需要在制冷剂回路中循环的最大循环流量添加了预定的剩余量而得到的量。因此,在制热模式以外的制冷模式等中,也需要在储液器中储存规定量的剩余制冷剂,成为储液器的体格的小型化的妨碍。
此外,在上述热泵循环中,为了实现储液器的小型化,虽然能够在制热模式的实施中在第二旁通通路中储存剩余制冷剂,但储存在第二旁通通路中的制冷剂包含润滑油。因此,在制热模式的实施中,有可能因供给到压缩机的润滑油不足而导致压缩机无法顺畅地工作。
发明内容
本发明鉴于上述点而完成的,其目的在于,提供如下的热泵循环:实现储液器的小型化,并且抑制供给到压缩机的润滑油不足的情况。
在用于达成上述目的的本发明的一个观点中,热泵循环具有:
压缩机,该压缩机吸入包含润滑油的制冷剂,并且将该吸入的制冷剂压缩而作为高压制冷剂排出;
第一室内热交换器,该第一室内热交换器通过高压制冷剂对朝向室内吹送的空气流进行加热;
分离器,该分离器将从压缩机排出的制冷剂分离成去除了润滑油的气相制冷剂和除气相制冷剂以外的余下的制冷剂;
室外热交换器,该室外热交换器在从分离器流出的余下的制冷剂与外气之间进行热交换;
第二室内热交换器,该第二室内热交换器利用通过了室外热交换器的制冷剂对空气流进行冷却;
第一控制阀,该第一控制阀对第一室内热交换器的出口和分离器的入口之间的制冷剂流路的开度进行控制;
第二控制阀,该第二控制阀对室外热交换器的出口和第二室内热交换器的入口之间的制冷剂流路的开度进行控制;
储液器,该储液器将从第二室内热交换器流出的制冷剂分离成液相制冷剂和气相制冷剂,并储存液相制冷剂,且将气相制冷剂供给到压缩机;
第一旁通通路,该第一旁通通路绕过第二室内热交换器和第二控制阀而将储液器的入口和室外热交换器的出口之间连接起来;以及
控制部,在将从分离器流出的气相制冷剂储存在第二室内热交换器中,且使制冷剂在包含压缩机、第一室内热交换器、第一控制阀、分离器、室外热交换器、第一旁通通路、储液器的制冷剂回路中循环的状态下,该控制部通过第一控制阀对第一室内热交换器的出口和分离器的入口之间的制冷剂流路的开度进行控制以使制冷剂减压,从而在第一室内热交换器中对空气流进行加热。
根据该观点,能够将从分离器分出的气相制冷剂储存在第二室内热交换器中。因此,能够减小在储液器中储存制冷剂的容量。由此,能够实现储液器的体格的小型化。
除此之外,储存在第二室内热交换器中的气相制冷剂是在分离器中去除了润滑油的制冷剂。因此,能够将包含润滑油的余下的制冷剂供给到压缩机。由此,能够抑制供给到压缩机的润滑油不足的情况。
由上,能够提供如下的热泵循环:实现储液器的小型化,并且抑制供给到压缩机的润滑油不足的情况。
在本发明的另一观点中,热泵循环具有:
压缩机,该压缩机吸入包含润滑油的制冷剂,并且将该吸入的制冷剂压缩而作为高压制冷剂排出;
第一室内热交换器,该第一室内热交换器通过高压制冷剂对朝向室内吹送的空气流进行加热;
分离器,该分离器将从压缩机排出的制冷剂分离成去除了润滑油的气相制冷剂和除气相制冷剂以外的余下的制冷剂;
室外热交换器,该室外热交换器在从分离器流出的余下的制冷剂与外气之间进行热交换;
第二室内热交换器,该第二室内热交换器利用通过了室外热交换器的制冷剂对空气流进行冷却;
第一控制阀,该第一控制阀对第一室内热交换器的出口和分离器的入口之间的制冷剂流路的开度进行控制;
第二控制阀,该第二控制阀对室外热交换器的出口和第二室内热交换器的入口之间的制冷剂流路的开度进行控制;
储液器,该储液器将从第二室内热交换器流出的制冷剂分离成液相制冷剂和气相制冷剂,并储存液相制冷剂,且将气相制冷剂供给到压缩机;以及
第二控制部,在将从分离器流出的气相制冷剂储存在第一室内热交换器中,且使制冷剂在包含压缩机、分离器、室外热交换器、第二控制阀、第二室内热交换器、储液器的制冷剂回路中循环的状态下,该第二控制部通过第二控制阀对室外热交换器的出口和第二室内热交换器的入口之间的制冷剂流路的开度进行控制以使制冷剂减压,从而在第二室内热交换器中对空气流进行冷却。
根据该观点,能够将从分离器排出的气相制冷剂储存在第一室内热交换器中。因此,能够减小在储液器中储存制冷剂的容量。由此,能够实现储液器的体格的小型化。
除此之外,储存在第一室内热交换器中的气相制冷剂是在分离器中去除了润滑油的制冷剂。因此,能够将包含润滑油的余下的制冷剂供给到压缩机。由此,能够抑制供给到压缩机的润滑油不足的情况。
由上,能够提供如下的热泵循环:实现储液器的小型化,并且抑制供给到压缩机的润滑油不足的情况。
在本发明的又一观点中,热泵循环具有:
压缩机,该压缩机吸入包含润滑油的制冷剂,并且将该吸入的制冷剂进行压缩而作为高压制冷剂排出;
第一室内热交换器,该第一室内热交换器通过高压制冷剂对朝向室内吹送的空气流进行加热;
分离器,该分离器将从压缩机排出的制冷剂分离成去除了润滑油的气相制冷剂和除气相制冷剂以外的余下的制冷剂;
室外热交换器,该室外热交换器在从分离器流出的余下的制冷剂与外气之间进行热交换;
第二室内热交换器,该第二室内热交换器利用通过了室外热交换器的制冷剂对空气流进行冷却;
第一控制阀,该第一控制阀对第一室内热交换器的出口和分离器的入口之间的制冷剂流路的开度进行控制;
第二控制阀,该第二控制阀对室外热交换器的出口和第二室内热交换器的入口之间的制冷剂流路的开度进行控制;
储液器,该储液器将从第二室内热交换器流出的制冷剂分离成液相制冷剂和气相制冷剂,并储存液相制冷剂,且将气相制冷剂供给到压缩机;
第一旁通通路,该第一旁通通路绕过第二室内热交换器和第二控制阀而将储液器的入口和室外热交换器的出口之间连接起来;
空调模式判定部,该空调模式判定部判定应该实施对室内进行制热的制热模式以及对室内进行制冷的制冷模式中的哪个空调模式;
第一控制部,在空调模式判定部判定为应该实施制热模式时,在将从分离器流出的气相制冷剂储存在第二室内热交换器中,且使制冷剂在包含压缩机、第一室内热交换器、第一控制阀、分离器、室外热交换器、第一旁通通路、储液器的第一制冷剂回路中循环的状态下,该第一控制部通过第一控制阀对第一室内热交换器的出口和分离器的入口之间的制冷剂流路的开度进行控制以使制冷剂减压,从而在第一室内热交换器中对空气流进行加热;以及
第二控制部,在空调模式判定部判定为应该实施制冷模式时,在将从分离器流出的气相制冷剂储存在第一室内热交换器中,且使制冷剂在包含压缩机、分离器、室外热交换器、第二控制阀、第二室内热交换器、储液器的第二制冷剂回路中循环的状态下,该第二控制部通过第二控制阀对室外热交换器的出口和第二室内热交换器的入口之间的制冷剂流路的开度进行控制以使制冷剂减压,从而在第二室内热交换器中对空气流进行冷却。
根据该观点,在空调模式判定部判定为应该实施制热模式时,能够将从分离器排出的气相制冷剂储存在第二室内热交换器中。因此,能够减小在储液器中储存制冷剂的容量。储存在第二室内热交换器中的气相制冷剂是在分离器中去除了润滑油的制冷剂。因此,能够将包含润滑油的余下的制冷剂供给到压缩机。由此,能够抑制供给到压缩机的润滑油不足的情况。
另一方面,在空调模式判定部判定为应该实施制冷模式时,能够将从分离器排出的气相制冷剂储存在第一室内热交换器中。因此,能够减小在储液器中储存制冷剂的容量。储存在第一室内热交换器中的气相制冷剂是在分离器中去除了润滑油的制冷剂。因此,能够将包含润滑油的余下的制冷剂供给到压缩机。由此,能够抑制供给到压缩机的润滑油不足的情况。
由上,能够提供如下的热泵循环:实现储液器的小型化,并且抑制供给到压缩机的润滑油不足的情况。
附图说明
图1是示出第一实施方式的热泵循环的整体结构的图,是示出制热模式的制冷剂的流动的图。
图2是示出图1的热泵循环的电气结构的图。
图3是示出图2的电子控制装置的控制处理的流程图。
图4是示出图1的致动器的工作状态的图。
图5是示出第一实施方式的热泵循环的整体结构的图,是示出制冷模式/除湿模式的制冷剂的流动的图。
图6是示出第二实施方式的热泵循环的整体结构的图,是示出制冷模式/除湿模式的制冷剂的流动的图。
图7是示出图7的电子控制装置的控制处理的流程图。
图8是示出在第二实施方式中制冷模式时的致动器的工作状态的图。
图9是示出第二实施方式中的热泵循环的整体结构的图,是示出制热模式的制冷剂的流动的图。
图10是示出在第二实施方式中制冷模式时的致动器的工作状态的图。
图11是示出图7的电子控制装置的除湿模式的详细情况的流程图。
图12是示出在第二实施方式中除湿模式时的致动器的工作状态的图。
具体实施方式
以下,根据附图对本发明的实施方式进行说明。另外,在以下的各实施方式彼此之间,为了实现说明的简化,在图中对彼此相同或者等同的部分标注同一符号。
(第一实施方式)
通过图1~图5,对本发明的第一实施方式进行说明。在本实施方式中,将本发明的热泵循环10应用于从行驶用电动机得到车辆行驶用的驱动力的电动车、混合动力车的车辆用空调装置1。该热泵循环10在车辆用空调装置1中实现对吹送到作为本发明的室内的车室内的车室内送风空气进行冷却或者加热的功能。
因此,本实施方式的热泵循环10构成为能够切换对车室内进行制热的制热模式的制冷剂回路(参照图1)、对车室内进行制冷的制冷模式的制冷剂回路(参照图5)、或者在车室内一边除湿,一边制热的除湿模式的制冷剂回路(参照图5)。后述的通常制热模式的制冷剂回路与第一制冷剂回路对应,通常制冷模式的制冷剂回路与第二制冷剂回路对应。
此外,在该热泵循环10中,如后所述,能够在制热模式的实施时执行将去除了润滑油的制冷剂储存在室内蒸发器23中的存液模式(参照图1),当制热模式的实施时制冷剂回路内的制冷剂量不足时执行从室内蒸发器23向制冷剂回路提供制冷剂的制冷剂不足模式(参照图1)。另外,在图1、图5、图6、图9中,用极粗箭头、带阴影斜线的箭头、白色箭头、实线箭头来表示各个运转模式中的制冷剂的流动。
并且,在热泵循环10中,作为制冷剂采用HFC系制冷剂(具体而言,R134a),构成高压侧制冷剂压力不超过制冷剂的临界压力的蒸气压缩式的亚临界制冷循环。当然,也可以采用HFO系制冷剂(例如,R1234yf)等。在该制冷剂中混入了润滑油,该润滑油是用于润滑压缩机11的压缩机构、轴承等构件的制冷机油,润滑油与制冷剂一同在制冷剂回路中循环。
另外,关于制冷剂的封入量,采用相对于在使热泵循环10发挥最大制冷能力的高负荷运转时需要在循环中循环的最大循环流量添加了预定的剩余量而得到的量。该剩余量是考虑了如下的情况而决定的:因常年使用而被封入循环中的制冷剂经由将热泵循环10的各构成设备彼此连接的橡胶软管或者其他的连接部而向外部泄漏的情况。
热泵循环10的结构设备中,压缩机11被配置在车辆的发动机罩内,在热泵循环10中吸入制冷剂,进行压缩并排出。该压缩机11是在形成其外壳的壳体的内部收纳有低级侧压缩机构和高级侧压缩机构这两个压缩机构以及驱动双方的压缩机构旋转的电动机而构成的二级升压式的电动压缩机,该低级侧压缩机构和高级侧压缩机构由固定容量型的压缩机构构成。
在压缩机11的壳体中设置有从壳体的外部向低级侧压缩机构吸入低压制冷剂的吸入端口11a、使中间压制冷剂从壳体的外部向壳体的内部流入而与压缩过程的制冷剂合流的中间压端口11b以及使从高级侧压缩机构排出的高压制冷剂向壳体的外部排出的排出端口11c。这里,中间压端口11b与低级侧压缩机构的制冷剂排出端口侧(即,高级侧压缩机构的制冷剂吸入端口侧)连接。
换言之,压缩机11将经由吸入端口11a吸入的制冷剂压缩到比高压制冷剂低的中间压的制冷剂(即,压缩过程的制冷剂),使该压缩后的制冷剂与经由中间压端口11b吸入的制冷剂合流并压缩成高压制冷剂。
另外,低级侧压缩机构和高级侧压缩机可以采用涡旋型压缩机构、滑片型压缩机构、滚动活塞型压缩机构等各种形式的机构。
电动机的工作(即转速)也可以基于从后述的电子控制装置40输出的控制信号来控制,例如可以采用交流同步型电动机。并且,基于该转速控制来变更压缩机11的制冷剂排出容量。
另外,在本实施方式中,采用将两个压缩机构收纳在一个壳体内的压缩机11,但压缩机的形式不限于此。即,如果能够使中间压制冷剂从中间压端口11b流入而与压缩过程的制冷剂合流,则也可以是在壳体的内部收纳一个固定容量型的压缩机构和驱动该压缩机构旋转的电动机而构成的电动压缩机。
压缩机11的排出端口11c与室内冷凝器12的入口12a侧连接。室内冷凝器12被配置在后述的车辆用空调装置1的室内空调单元30的空调壳体31内。室内冷凝器12是使从压缩机11的高级侧压缩机构排出的高压制冷剂散热而对通过了后述的室内蒸发器23的车室内送风空气进行加热的散热器。
室内冷凝器12的出口12b侧与高级侧膨胀阀13的入口侧连接,该高级侧膨胀阀13是能够将从室内冷凝器12流出的高压制冷剂减压到中间压制冷剂的高级侧减压单元。
该高级侧膨胀阀13是构成为具有阀芯和致动器的电气式的可变节流机构,其中,该阀芯构成为能够变更节流开度,该致动器由使该阀芯的节流开度改变的步进电动机构成。节流开度是指室内冷凝器12的出口和气液分离器14的入口之间的制冷剂流路的开度。
高级侧膨胀阀13构成为能够设定成发挥制冷剂的减压作用的节流状态和不发挥制冷剂的减压作用的全开状态。并且,高级侧膨胀阀13也可以使节流开度为全闭而使从室外热交换器20到室内蒸发器23的制冷剂流路关闭。另外,基于从电子控制装置40输出的控制信号对高级侧膨胀阀13的工作进行控制。
高级侧膨胀阀13的出口侧与气液分离器14的制冷剂流入端口连接,该气液分离器14是对从室内冷凝器12流出而由高级侧膨胀阀13减压后的中间压制冷剂的气液进行分离的分离器。
本实施方式的气液分离器14是通过离心力的作用将从制冷剂流入端口吸入的制冷剂分离成“去除了润滑油的气相制冷剂”和“包含润滑油的剩余的制冷剂”的离心分离方式的结构。另外,作为气液分离器14也可以使用离心分离方式以外的类型的结构。
这里,在气液分离器14中设置有使去除了润滑油的气相制冷剂流出的气相制冷剂流出端口14a。如图1所示,气相制冷剂流出端口14a经由中间压制冷剂通路15与压缩机11的中间压端口11b连接。在该中间压制冷剂通路15中配置有中间压侧开闭阀16a。该中间压侧开闭阀16a是对中间压制冷剂通路15进行开闭的电磁阀,基于从电子控制装置40输出的控制信号对该中间压侧开闭阀16a的工作进行控制。
另外,中间压侧开闭阀16a兼具有作为止回阀的功能,该止回阀在打开中间压制冷剂通路15时仅允许制冷剂从气液分离器14的气相制冷剂流出端口14a向压缩机11的中间压端口11b侧流动。由此,防止在中间压侧开闭阀16a打开中间压制冷剂通路15时制冷剂从压缩机11侧回流到气液分离器14。中间压侧开闭阀16a通过对中间压制冷剂通路15进行开闭而实现切换循环结构(即制冷剂流路)的功能。
另一方面,在气液分离器14中设置有使包含上述润滑油的余下的制冷剂液相制冷剂流出的液相制冷剂流出端口14c。气液分离器14的液相制冷剂流出端口14c与能够对包含上述润滑油的余下的液相制冷剂进行减压的低级侧减压部的入口侧连接,低级侧减压部的出口侧与室外热交换器20的入口侧连接。
本实施方式的低级侧减压部构成为具有低级侧固定节流器17、固定节流迂回用通路18以及低压侧开闭阀16b。低级侧固定节流器17使从气液分离器14的液相制冷剂流出端口14c流出的制冷剂减压成低压制冷剂。固定节流迂回用通路18使从气液分离器14的液相制冷剂流出端口14c流出的制冷剂绕过低级侧固定节流器17而将其引导到室外热交换器20侧。低压侧开闭阀16b是对固定节流迂回用通路18进行开闭的通路开闭阀。
另外,低压侧开闭阀16b的基本结构与中间压侧开闭阀16a同等,是基于从电子控制装置40输出的控制电压对其开闭工作进行控制的电磁阀。
这里,制冷剂通过低压侧开闭阀16b时所产生的压力损失相对于通过低级侧固定节流器17时产生的压力损失极其小。因此,从室内冷凝器12流出的制冷剂在低压侧开闭阀16b打开的情况下经由固定节流迂回用通路18侧流入到室外热交换器20,在低压侧开闭阀16b关闭的情况下经由低级侧固定节流器17流入到室外热交换器20。
由此,低级侧减压部能够基于低压侧开闭阀16b的开闭而变更成发挥减压作用的节流状态和不发挥减压作用的全开状态。
另外,作为低压侧开闭阀16b也可以采用电气式的三通阀等。该三通阀切换将气液分离器14的液相制冷剂流出端口14c出口侧和低级侧固定节流器17入口侧连接的制冷剂回路以及将液相制冷剂流出端口14c出口侧和固定节流迂回用通路18入口侧连接的制冷剂回路。
图1的室外热交换器20被配置在发动机罩内,使在内部流通的低压制冷剂与从送风风扇21吹送的外气进行热交换。该室外热交换器20在后述的制热模式的实施时作为使低压制冷剂蒸发而发挥从外气吸热的吸热作用的蒸发器发挥功能,在制冷模式中作为使高压制冷剂向外气散热的散热器发挥功能的热交换器。此外,室外热交换器20在除湿模式中作为使高压制冷剂向外气散热的散热器、或者作为使制冷剂从外气吸热的吸热器发挥功能。
室外热交换器20的出口侧与制冷用膨胀阀22的入口侧连接。在制冷模式的实施时,制冷用膨胀阀22使从室外热交换器20的出口流入到室内蒸发器23的入口的制冷剂减压。该制冷用膨胀阀22是与高级侧膨胀阀13同样地构成的电气式的可变节流机构。制冷用膨胀阀22构成为能够设定成发挥制冷剂的减压作用的节流状态、不发挥制冷剂的减压作用的全开状态、以及将节流开度设为全闭的全闭状态。节流开度是指室外热交换器20的出口和室内蒸发器23的入口之间的制冷剂流路的开度。基于从电子控制装置40输出的控制信号对制冷用膨胀阀22的工作进行控制。
制冷用膨胀阀22的出口侧与室内蒸发器23的入口23a侧连接。室内蒸发器23被配置在室内空调单元30的空调壳体31内的室内冷凝器12的车室内送风空气流动上游侧。室内蒸发器23是在制冷模式时、除湿模式等通过使在其内部流通的制冷剂蒸发而发挥吸热作用从而对车室内送风空气进行冷却的蒸发器。
室内蒸发器23的出口23b侧经由制冷剂流路51而与储液器24的入口侧连接。储液器24将流入到其内部的制冷剂分离成气相制冷剂和液相制冷剂而将液相制冷剂作为剩余制冷剂而积蓄。此外,储液器24的气相制冷剂出口与压缩机11的吸入端口11a连接。因此,储液器24被连接为使气相制冷剂向压缩机11的吸入端口11a侧流出。
此外,室外热交换器20的出口侧与膨胀阀迂回用通路25连接,该膨胀阀迂回用通路25使从室外热交换器20流出的制冷剂绕过制冷用膨胀阀22和室内蒸发器23而被引导到储液器24的入口侧。膨胀阀迂回用通路25的出口25a与制冷剂流路51连接。在膨胀阀迂回用通路25中配置有对膨胀阀迂回用通路25进行开闭的制冷用开闭阀16c。制冷剂流路51是将室内蒸发器23的出口23b和储液器24的入口之间连接起来的制冷剂流路。
制冷用开闭阀16c的基本结构与中间压侧开闭阀16a同等,是基于从电子控制装置40输出的控制电压对其开闭工作进行控制的电磁阀。并且,制冷剂在通过制冷用开闭阀16c时产生的压力损失相对于通过制冷用膨胀阀22时产生的压力损失极其小。因此,从室外热交换器20流出的制冷剂在制冷用开闭阀16c打开的情况下经由膨胀阀迂回用通路25流入到储液器24。
在本实施方式中,设置有旁通通路50,该旁通通路50绕过低级侧固定节流器17、固定节流迂回用通路18、低压侧开闭阀16b、室外热交换器20、制冷用膨胀阀22而将中间压制冷剂通路15和室内蒸发器23的出口23b之间连接起来。具体而言,旁通通路50的入口50a连接在中间压制冷剂通路15中的中间压侧开闭阀16a的出口和压缩机11的中间压端口11b之间。旁通通路50的出口50b连接在制冷剂流路51中的室内蒸发器23的出口23b和霜防止用膨胀阀61的入口之间。
在旁通通路50中的入口50a和出口50b之间配置有制冷剂储存用开闭阀60。该制冷剂储存用开闭阀60是对旁通通路50进行开闭的电磁阀,基于从电子控制装置40输出的控制信号对该制冷剂储存用开闭阀60的工作进行控制。
在制冷剂流路51中的旁通通路50的出口50b侧与膨胀阀迂回用通路25的出口25a侧之间连接有霜防止用膨胀阀61。
霜防止用膨胀阀61是与高级侧膨胀阀13、制冷用膨胀阀22同样地构成的电气式的可变节流机构。霜防止用膨胀阀61构成为能够设定成发挥制冷剂的减压作用的节流状态、不发挥制冷剂的减压作用的全开状态以及将节流开度全闭的全闭状态。
节流开度是指室内蒸发器23的出口23b和储液器24的入口之间的制冷剂流路的开度。基于从电子控制装置40输出的控制信号对霜防止用膨胀阀61的工作进行控制。
接着,参照图1对室内空调单元30进行说明。
首先,室内空调单元30被配置在车室内最前部的仪表盘(即仪表板)的内侧,而形成室内空调单元30的外壳。室内空调单元30具有空调壳体31。在空调壳体31的内部形成向车室内吹送的车室内送风空气的空气通路。并且,在该空气通路中收纳有送风机32、上述的室内冷凝器12、室内蒸发器23等。
在空调壳体31的空气流动最上游侧配置有内外气切换装置33。内外气切换装置33具有:将车室内空气导入到空调壳体31内的内气导入口33a、将外气导入到空调壳体31内的外气导入口33b、对导入口33a、33b进行开闭的内外气切换门33c。该内外气切换装置33是通过内外气切换门33c而连续地调整内气导入口33a的开口面积和外气导入口33b的开口面积从而连续地改变内气的风量与外气的风量的风量比例的装置。
在内外气切换装置33的空气流动下游侧配置有送风机32,该送风机32朝向车室内像箭头K那样吹送经由内外气切换装置33吸入的空气。该送风机32是利用电动机对离心多翼风扇(即西洛克风扇)进行驱动的电动送风机,基于从电子控制装置40输出的控制电压对转速(即送风量)进行控制。
在送风机32的空气流动下游侧,相对于车室内送风空气的流动依次配置有上述的室内蒸发器23和室内冷凝器12。换言之,室内蒸发器23相对于室内冷凝器12被配置在空气流动上游侧。
并且,在空调壳体31内设置有旁通通路35,该旁通通路35使通过了室内蒸发器23后的送风空气绕过室内冷凝器12地流动。在室内蒸发器23的空气流动下游侧且在室内冷凝器12的空气流动上游侧配置有空气混合门34。
该空气混合门34对通过了室内蒸发器23后的送风空气中的通过室内冷凝器12的风量与通过旁通通路35的风量的风量比例进行调整,从而对室内冷凝器12的热交换能力进行调整。另外,空气混合门34由未图示的伺服电动机驱动,该伺服电动机的工作是由从电子控制装置40输出的控制信号来控制的。
并且,在室内冷凝器12和旁通通路35的空气流动下游侧设置有合流空间36,该合流空间36供在室内冷凝器12中与制冷剂进行热交换而被加热后的车室内送风空气与通过旁通通路35而未被加热的车室内送风空气合流。
在空调壳体31的空气流动最下游部配置有开口部,该开口部供在合流空间36中合流后的送风空气吹出到作为空调对象空间的车室内。具体而言,作为该开口部,设置有朝向车辆前窗玻璃内侧面吹出空调风的除霜开口部37a、朝向车室内的乘员的上半身吹出空调风的面部开口部37b、以及朝向乘员的脚边吹出空调风的脚部开口部37c。
因此,空气混合门34通过对通过室内冷凝器12的风量与通过旁通通路的风量的风量比例进行调整,而调整合流空间36内的送风空气的温度。
此外,在除霜开口部37a、面部开口部37b以及脚部开口部37c的空气流动上游侧分别配置有对除霜开口部37a的开口面积进行调整的除霜门38a、对面部开口部37b的开口面积进行调整的面部门38b、以及对脚部开口部37c的开口面积进行调整的脚部门38c。
该除霜门38a、面部门38b以及脚部门38c构成对开口部模式进行切换的开口部模式切换部,经由连杆机构等由未图示的伺服电动机驱动,该伺服电动机的工作是基于从电子控制装置40输出的控制信号来控制的。
并且,除霜开口部37a、面部开口部37b以及脚部开口部37c的空气流动下游侧分别经由形成空气通路的管道与设置在车室内的除霜吹出口、面部吹出口以及脚部吹出口连接。
接着,参照图2对本实施方式的电控制部进行说明。
电子控制装置40由包含CPU、ROM以及RAM等的公知的微型计算机及其周边电路构成。电子控制装置40基于存储在其ROM内的空调控制程序来进行各种运算、处理,对与输出侧连接的各种空调控制设备的工作进行控制。作为控制对象的各种空调控制设备,具有压缩机11、高级侧膨胀阀13、中间压侧开闭阀16a、低压侧开闭阀16b、制冷用开闭阀16c、制冷用膨胀阀22、制冷剂储存用开闭阀60、霜防止用膨胀阀61、送风机32等。
并且,电子控制装置40的输入侧与空调控制用的传感器组41连接。传感器组41由内气传感器41a、外气传感器41b、日照传感器41c、蒸发器温度传感器41d、热交换器温度传感器41e、排出压传感器41f、制冷剂温度传感器41g、41i、41n以及制冷剂压力传感器41h、41j、41m、液面传感器41p、过热度传感器41r以及热交换器温度传感器41s等构成。
内气传感器41a对车室内温度进行检测。外气传感器41b对外气温度进行检测。日照传感器41c对车室内的日照量进行检测。蒸发器温度传感器41d对从室内蒸发器23吹出的空气温度进行检测。热交换器温度传感器41e对从室外热交换器20吹出的空气温度进行检测。排出压传感器41f对从压缩机11排出的高压制冷剂压力进行检测。
制冷剂温度传感器41g对室外热交换器20的出口侧制冷剂的温度进行检测。制冷剂压力传感器41h对室外热交换器20的出口侧制冷剂的压力进行检测。本实施方式的室外热交换器20的出口侧制冷剂是在室外热交换器20的出口和制冷用开闭阀16c的入口之间流动的制冷剂。
制冷剂温度传感器41i对室内冷凝器12的出口侧制冷剂的温度进行检测。制冷剂压力传感器41j对室内冷凝器12的出口侧制冷剂的压力进行检测。本实施方式的室内冷凝器12的出口侧制冷剂是在室内冷凝器12的出口和高级侧膨胀阀13的入口之间的制冷剂。
制冷剂温度传感器41n对室内蒸发器23的出口侧制冷剂的温度进行检测。制冷剂压力传感器41m对室内蒸发器23的出口侧制冷剂的压力进行检测。本实施方式的室内蒸发器23的出口侧制冷剂是在室内蒸发器23的出口和储液器24的入口之间的制冷剂。液面传感器41p对储液器24内的液相制冷剂的液面高度进行检测。过热度传感器41r对压缩机11的排出制冷剂的过热度进行检测。热交换器温度传感器41s对从室内冷凝器12吹出的吹出空气温度进行检测。
此外,电子控制装置40的输入侧与配置在车室内前部的仪表盘附近的未图示的操作面板连接,被输入来自设置于该操作面板的各种空调操作开关的操作信号。作为设置于操作面板上的各种空调操作开关,具体而言设置有车辆用空调装置1的启动开关、车室内温度设定开关、运转选择开关等。车室内温度设定开关设定作为车室内温度的目标温度的设定温度Tset。运转选择开关选择制冷模式、制热模式、除湿模式等。
另外,电子控制装置40是将控制与其输出侧连接的各种空调控制设备的工作的控制部一体地构成而得到的装置。并且,控制各个控制对象设备的工作的结构(即,硬件和软件)构成控制各个控制对象设备的工作的控制部。
例如,在本实施方式中,控制压缩机11的电动机的工作的结构(即硬件和软件)构成排出能力控制部。并且,控制制冷剂流路切换单元16a~16c的工作的结构(即硬件和软件)构成制冷剂流路控制部。当然,也可以将排出能力控制部和制冷剂流路控制部构成为相对于电子控制装置40分体的控制装置。
接着,对上述结构的本实施方式的车辆用空调装置1的工作进行说明。图3是示出电子控制装置40的空调控制处理的流程图。
电子控制装置40根据图3的流程图来执行空调控制处理。
首先,在步骤S100中,基于外气传感器41b的检测温度、设定温度Tset来决定制冷模式、制热模式以及除湿模式中的应执行的运转模式。
例如,在外气温度为规定的温度以上且设定温度Tset被设定为比外气温度低的温度时决定为制冷模式。在外气温度为规定的温度以上且设定温度Tset被设定为比外气温度高的温度时决定为除湿模式。此外,在外气温度小于规定的温度时决定为制热模式。或者,根据使用者对运转选择开关的操作来决定制冷模式、制热模式以及除湿模式中的应执行的运转模式。
例如,在步骤S100中,若作为应执行的运转模式决定为制冷模式,则在步骤S110中执行制冷模式。在步骤S100中,若作为应执行的运转模式决定为除湿模式,则在步骤S120中执行除湿模式。
另一方面,在步骤S100中,若作为应执行的运转模式决定为制热模式,则在步骤S130中像如下那样执行制热模式。首先,在步骤S131中对计数器的计数值T进行复位而成为计数值T=0。计数器是对持续地执行后述的储液模式的时间进行计数的计数器。
接着,在步骤S132中,判定计数器的计数值T是否达到阈值。阈值是对应于在室内蒸发器23中储存规定量的剩余制冷剂所需的规定时间的值,是预先基于实验等而决定的。
此时,若计数器的计数值T未达到阈值而在步骤S132中判定为“否”,则在步骤S133中实施储液模式,增加计数器的计数值T。储液模式是在室内蒸发器23内储存去除了润滑油的气相制冷剂并且通过室内冷凝器12对车室内送风空气进行加热的模式。在储液模式中,室内蒸发器23内的气相制冷剂由车室内送风空气冷却和冷凝而成为液相制冷剂,该液相制冷剂被储存在室内蒸发器23内。
然后,返回步骤S132。因此,重复进行步骤S132的“否”判定、储液模式的执行以及步骤S133的计数器的计数值T的增加直到计数器的计数值T达到阈值为止。然后,若储液模式的执行时间为上述规定时间以上且计数器的计数值T为阈值以上,则在步骤S132中判定为“是”。
由此,在执行通常制热模式之前,在规定期间持续地实施储液模式。因此,在执行通常制热模式之前,在室内蒸发器23内储存规定量的液相制冷剂。
然后,在步骤S134中执行通常制热模式。通常制热模式是在室内蒸发器23内储存了规定量的制冷剂的状态下,通过室内冷凝器12对车室内送风空气进行加热的模式。
这里,在通常制热模式中,室外热交换器20作为通过制冷剂和外气之间的热交换而使制冷剂蒸发的蒸发器发挥功能。例如,若通常制热模式的制冷剂回路内的制冷剂量不足,则室外热交换器20中,存在气相制冷剂的气相区域增加。因此,室外热交换器20无法作为使制冷剂蒸发的蒸发器而发挥充分的功能。
因此,在步骤S135中,判定通常制热模式的制冷剂回路内的制冷剂量是否为必要制冷剂量以上。必要制冷剂量是指当实施通常制热模式时,在室内冷凝器12中发挥充分的制热能力时所需的制冷剂量。换言之,必要制冷剂量是指当使制冷剂在第一制冷剂回路中循环而在第一室内热交换器12中加热空气流时需要存在于第一制冷剂回路内的制冷剂量。
具体而言,基于制冷剂压力传感器41h的检测压力和制冷剂温度传感器41g的检测温度来计算室外热交换器20的出口侧的制冷剂的过热度。然后,判定室外热交换器20的出口侧的制冷剂的过热度是否为正。换言之,判定室外热交换器20的出口侧的制冷剂是否处于具有正的过热度的过热状态。即,判定室外热交换器20的出口侧的制冷剂是否并非气液二层而是处于气相状态。室外热交换器20的出口侧的制冷剂是指室外热交换器20的出口与制冷用开闭阀16c的入口之间的制冷剂。
在室外热交换器20的出口侧的制冷剂处于具有正的过热度的过热状态时,在步骤S135中判定为“是”。即,判定为通常制热模式的制冷剂回路内的制冷剂量小于必要制冷剂量。随之,在步骤S136中,执行用于使制冷剂从室内冷凝器12内返回到通常制热模式的制冷剂回路内的制冷剂不足模式。
随之,返回步骤S135,判定通常制热模式的制冷剂回路内的制冷剂量是否为必要制冷剂量以上。因此,重复进行步骤S135的“是”判定和制冷剂不足模式(步骤S136),直到通常制热模式的制冷剂回路内的制冷剂量为必要制冷剂量以上为止。
然后,制冷剂回路内的制冷剂量成为必要制冷剂量以上。于是,室外热交换器20的出口侧的制冷剂成为并非处于具有正的过热度的过热状态而是处于气液二层状态的制冷剂。因此,在步骤S135中判定为“否”。随之,返回步骤S134,实施通常制热模式。
之后,若通常制热模式的制冷剂回路内的制冷剂量为必要制冷剂量以上,则执行通常制热模式,另一方面,若通常制热模式的制冷剂回路内的制冷剂量小于必要制冷剂量,则执行制冷剂不足模式。以下,分别说明制冷模式、除湿模式、通常制热模式、储液模式以及制冷剂不足模式。
(制冷模式)
在制冷模式中,电子控制装置40使霜防止用膨胀阀61为开阀状态,使高级侧膨胀阀13为不发挥减压作用的全开状态,使制冷用膨胀阀22为发挥减压作用的节流状态,使制冷用开闭阀16c为闭阀状态。
此外,使低压侧开闭阀16b为开阀状态且使低级侧减压单元为不发挥减压作用的全开状态,与低压侧开闭阀16b的状态连动地使中间压侧开闭阀16a为闭阀状态。由此,热泵循环10被切换成供制冷剂像图5的极粗箭头所示那样流动的制冷剂流路。
按照该制冷剂流路的结构,电子控制装置40读入上述的传感器41a、41b、41c的检测信号和操作面板的操作信号。然后,基于检测信号和操作信号的值来计算作为吹出到车室内的吹出空气的目标温度的目标吹出温度TAO。目标吹出温度TAO是如下的温度:作为从开口部37a、37b、37c吹出到车室内的空气温度,使内气传感器41a的检测温度维持设定温度Tset所需的温度。此外,基于目标吹出温度TAO和传感器组的检测信号来决定与电子控制装置40的输出侧连接的各种空调控制设备的工作状态。
例如,关于控制压缩机11的制冷剂排出容量、即压缩机11的电动机的转速的控制信号像以下那样决定。首先,基于目标吹出温度TAO,参照预先存储在电子控制装置40中的控制图来决定室内蒸发器23的目标蒸发器吹出温度TEO。
然后,基于该目标蒸发器吹出温度TEO与由蒸发器温度传感器41d检测出的来自室内蒸发器23的吹出空气温度的偏差来决定控制信号,该控制信号通过反馈控制来控制压缩机11的电动机,以使得来自室内蒸发器23的吹出空气温度接近目标蒸发器吹出温度TEO。
这里,制冷用膨胀阀22的节流开度被决定为使向制冷用膨胀阀22流入的制冷剂的过冷却度接近目标过冷却度,该目标过冷却度被预先决定为使COP即Coefficient ofPerformance(性能系数)大致接近最大值。由此,在室内蒸发器23中能够发挥使制冷剂冷却车室内送风空气的制冷能力。过冷却度是基于制冷剂温度传感器41g的检测温度和制冷剂压力传感器41h的检测压力而计算出的。
为了避免室内蒸发器23产生霜而将霜防止用膨胀阀61的节流开度设定成使室内蒸发器23的温度在阈值以上。霜防止用膨胀阀61的节流开度是基于蒸发器温度传感器41d的检测温度而设定的。
控制空气混合门34的伺服电动机的控制信号被决定为使空气混合门34关闭室内冷凝器12的空气通路,使通过了室内蒸发器23后的送风空气的全流量通过旁通通路35。
然后,将像上述那样决定的控制信号等输出给各种空调控制设备。然后,在每个规定的控制周期,依次重复进行上述的检测信号和操作信号的读入、目标吹出温度TAO的算出、各种空调控制设备的工作状态的决定、控制电压以及控制信号的输出这样的控制程序直到通过操作面板要求车辆用空调装置的工作停止为止。另外,在其他的运转模式时也同样地进行这样的控制程序的重复。
因此,在制冷模式的热泵循环10中,从压缩机11的排出端口11c排出的高压制冷剂向室内冷凝器12流入。此时,由于空气混合门34将室内冷凝器12的空气通路关闭,因此流入到室内冷凝器12的制冷剂几乎不会向车室内送风空气散热而从室内冷凝器12流出。
从室内冷凝器12流出的制冷剂以高级侧膨胀阀13、气液分离器14、低压侧开闭阀16b的顺序依次流动而向室外热交换器20流入。更详细而言,由于高级侧膨胀阀13成为全开状态,因此从室内冷凝器12流出的制冷剂几乎不会被高级侧膨胀阀13减压地流出,从气液分离器14的制冷剂流入端口向气液分离器14内流入。
因此,向气液分离器14流入的制冷剂成为具有过热度的气相状态。因此,在气液分离器14中制冷剂不会被分离成气相制冷剂和液相制冷剂,而作为气相制冷剂从液相制冷剂流出端口14c流出。此外,由于中间压侧开闭阀16a成为闭阀状态,因此气相制冷剂不会从气相制冷剂流出端口流出。
由于低级侧减压单元成为全开状态,因此从液相制冷剂流出端口14c流出的气相制冷剂几乎不会被低级侧减压单元减压地流出,向室外热交换器20流入。即,在低级侧减压单元中,由于低压侧开闭阀16b处于开阀状态,因此不会向低级侧固定节流器17侧流入而经由固定节流迂回用通路18向室外热交换器20流入。流入到室外热交换器20的气相制冷剂与从送风风扇21吹送的外气进行热交换而散热。
由于制冷用开闭阀16c成为闭阀状态,因此从室外热交换器20流出的制冷剂向制冷用膨胀阀22流入。因此,从室外热交换器20流出的制冷剂被制冷用膨胀阀22等焓地减压膨胀直到成为低压制冷剂。然后,由制冷用膨胀阀22减压后的低压制冷剂向室内蒸发器23流入,从由送风机32吹送来的室内送风空气吸热而蒸发。由此,对车室内送风空气进行冷却。
从室内蒸发器23流出的制冷剂通过霜防止用膨胀阀61向储液器24流入而被储液器24分离成气相制冷剂和液相制冷剂。然后,分离出的气相制冷剂从压缩机11的吸入端口11a被吸入,而依次在低级侧压缩机构、高级侧压缩机构中再次被压缩。另一方面,分离出的液相制冷剂作为不需要发挥要求循环的冷冻能力的剩余制冷剂而被积蓄在储液器24内。
另外,若室内蒸发器23的温度小于阈值,则电子控制装置40减小霜防止用膨胀阀61的节流开度,提高室内蒸发器23内的制冷剂压力而使室内蒸发器23的温度上升。
如上所述,在制冷模式中,由于通过空气混合门34将室内冷凝器12的空气通路关闭,因此能够将由室内蒸发器23冷却后的送风空气吹出到车室内。由此,能够实现车室内的制冷。
并且,根据上述的说明可知,在制冷模式中,使从室内冷凝器12流出的制冷剂以全开状态的高级侧膨胀阀13、气液分离器14、固定节流迂回用通路18、低压侧开闭阀16b、室外热交换器20、制冷用膨胀阀22、室内蒸发器23、霜防止用膨胀阀61、储液器24、压缩机11、室内冷凝器12的顺序依次流动。
(除湿模式)
接着,对除湿模式进行说明。
电子控制装置40在执行除湿模式时,使霜防止用膨胀阀61为开阀状态,使高级侧膨胀阀13为全开状态或者节流状态,使制冷用膨胀阀22为全开状态或者节流状态,使制冷用开闭阀16c为闭阀状态。此外,使低压侧开闭阀16b为开阀状态而使低级侧减压单元为不发挥减压作用的全开状态,与低压侧开闭阀16b的状态连动地使中间压侧开闭阀16a为闭阀状态。由此,热泵循环10被切换成供制冷剂像与制冷模式相同的图1的极粗箭头所示那样流动的制冷剂流路。为了避免室内蒸发器23产生霜而将霜防止用膨胀阀61的节流开度设定成使室内蒸发器23的温度在阈值以上。
并且,关于向空气混合门34的伺服电动机输出的控制信号被决定为使空气混合门34关闭旁通通路35,使通过了室内蒸发器23后的送风空气的全流量通过室内冷凝器12。
此外,在本实施方式的除湿模式中,基于设定温度与外气温度的温度差而改变高级侧膨胀阀13和制冷用膨胀阀22的节流开度。具体而言,伴随着上述的目标吹出温度TAO的上升而减少高级侧膨胀阀13的节流开度,并增加制冷用膨胀阀22的节流开度,由此执行以下所示的从第一除湿模式到第四除湿模式的四个阶段的除湿模式。
在第一除湿模式中,使高级侧膨胀阀13成为全开状态,使制冷用膨胀阀22成为节流状态。因此,关于循环结构(即制冷剂流路),虽然与制冷模式完全相同,但是空气混合门34使室内冷凝器12的空气通路全开。
因此,从压缩机11的排出端口11c排出的高压制冷剂向室内冷凝器12流入,与由室内蒸发器23冷却且除湿后的车室内送风空气进行热交换而散热。由此,对车室内送风空气进行加热。
与制冷模式同样,从室内冷凝器12流出的制冷剂以高级侧膨胀阀13、气液分离器14、低级侧减压单元的低压侧开闭阀16b的顺序依次流动而向室外热交换器20流入。然后,流入到室外热交换器20的低压制冷剂与从送风风扇21吹送来的外气进行热交换而散热。之后的工作与通常制冷模式相同。
如上所述,在第一除湿模式时,能够使由室内蒸发器23冷却且除湿后的车室内送风空气在室内冷凝器12中加热而向车室内吹出。由此,能够实现车室内的除湿制热。
另外,在第一除湿模式的执行中,在目标吹出温度TAO比预定的第一基准温度高时,执行第二除湿模式。在第二除湿模式的执行中,在目标吹出温度TAO比预定的第二基准温度高时,执行第三除湿模式。在第三除湿模式的执行中,在目标吹出温度TAO比预定的第三基准温度高时,执行第四除湿模式。由于第二除湿模式、第三除湿模式、第四除湿模式与上述专利文献1中记载的技术内容相同,因此省略第二除湿模式、第三除湿模式、第四除湿模式的说明。
(通常制热模式)
接着,参照图1、图4对通常制热模式进行说明。
电子控制装置40基于目标吹出温度TAO来控制压缩机11的电动机的转速(即,压缩机11的制冷剂排出容量)。例如,基于偏差来决定控制信号,控制信号通过反馈控制来控制压缩机11的电动机,以使得来自室内冷凝器12的吹出空气温度接近目标吹出温度TAO。该偏差是目标吹出温度TAO与由热交换器温度传感器41s检测出的来自室内冷凝器12的吹出空气温度的偏差。
电子控制装置40在高级侧膨胀阀13中对节流开度进行控制而使高级侧膨胀阀13成为发挥制冷剂的减压作用的节流状态。高级侧膨胀阀13的节流开度被决定为使从室内冷凝器12向高级侧膨胀阀13流入的制冷剂的过冷却度接近目标过冷却度,该目标过冷却度被预先决定为使COP接近大致最大值。由此,在室内冷凝器12中能够发挥制冷剂加热车室内送风空气的制热能力。这里,过冷却度是基于制冷剂温度传感器41i的检测温度和制冷剂压力传感器41j的检测压力而计算出的。
电子控制装置40使霜防止用膨胀阀61和制冷用膨胀阀22分别为全闭状态,使制冷用开闭阀16c为开阀状态,使低压侧开闭阀16b为闭阀状态而使低级侧减压单元为发挥减压作用的节流状态。
电子控制装置40使中间压侧开闭阀16a与低压侧开闭阀16b的状态连动地为开阀状态。电子控制装置40对制冷剂储存用开闭阀60进行控制而将旁通通路50关闭。由此,热泵循环10被切换成供制冷剂像图1的极粗箭头所示那样流动的制冷剂流路。
并且,控制空气混合门34的伺服电动机的控制信号被决定为使空气混合门34将旁通通路35关闭,使通过了室内蒸发器23后的送风空气的全流量通过室内冷凝器12。
因此,在通常制热模式的热泵循环10中,从压缩机11的排出端口11c排出的高压制冷剂向室内冷凝器12流入。流入到室内冷凝器12的制冷剂与从送风机32吹送出并通过了室内蒸发器23的车室内送风空气进行热交换而散热。由此,对车室内送风空气进行加热。
这里,通过处于节流状态的高级侧膨胀阀13而将从室内冷凝器12流出的制冷剂等焓地减压膨胀至成为中间压制冷剂。然后,由高级侧膨胀阀13减压后的中间压制冷剂在气液分离器14中被分离成去除了润滑油的气相制冷剂和包含润滑油的液相制冷剂。
由于中间压侧开闭阀16a处于开阀状态,因此由气液分离器14分离出的气相制冷剂(即,去除了润滑油的气相制冷剂)经由中间压制冷剂通路15向压缩机11的中间压端口11b流入,并与低级侧压缩机构排出制冷剂合流,而被吸入高级侧压缩机构。
另一方面,由于低级侧减压单元处于节流状态,因此由气液分离器14分离出的包含所述润滑油的液相制冷剂在低级侧减压单元中被减压至成为低压制冷剂而流出,向室外热交换器20流入。即,在低级侧减压单元中,由于低压侧开闭阀16b处于闭阀状态,因此向低级侧固定节流器17流入而被等焓地减压膨胀至成为低压制冷剂。从低级侧固定节流器17流出的制冷剂向室外热交换器20流入,与从送风风扇21吹送来的外气进行热交换而吸热。
由于制冷用开闭阀16c处于开阀状态,因此从室外热交换器20流出的制冷剂经由膨胀阀迂回用通路25向储液器24流入而被气液分离。并且,分离出的气相制冷剂从压缩机11的吸入端口11a被吸入而被再次压缩。另一方面,分离出的液相制冷剂作为不需要发挥要求循环的制冷能力的剩余制冷剂而被积蓄在储液器24内。
如上所述,在通常制热模式中,能够在室内冷凝器12中使从压缩机11排出的制冷剂所具有的热量向车室内送风空气散热,使加热后的室内送风空气吹出到车室内。由此,能够实现车室内的制热。
此外,在通常制热模式中,能够使由低级侧固定节流器17减压后的低压制冷剂从压缩机11的吸入端口11a吸入,使由高级侧膨胀阀13减压后的中间压制冷剂向中间压端口11b流入而与升压过程的制冷剂合流。即,能够构成气体喷射循环(即节能式制冷循环)。
因此,通过使高级侧压缩机构吸入温度较低的混合制冷剂,能够提高高级侧压缩机构的压缩效率,并且能够缩小低级侧压缩机构和高级侧压缩机构这双方的吸入制冷剂压力与排出制冷剂压力的压力差,从而提高双方的压缩机构的压缩效率。其结果为,能够提高作为热泵循环10整体的COP。
并且,根据上述的说明可知,在通常制热模式中,构成使从室内冷凝器12流出的制冷剂以处于节流状态的高级侧膨胀阀13、气液分离器14、处于节流状态的低级侧减压单元、室外热交换器20、制冷用开闭阀16c、储液器24、压缩机11、室内冷凝器12的顺序依次流动的制冷剂回路。在制冷剂回路中,使由气液分离器14分离出的气相制冷剂向中间压制冷剂通路15、压缩机11的中间压端口11b流入。
(储液模式)
接着,参照图1、图4对储液模式进行说明。
在储液模式中,与通常制热模式同样,电子控制装置40分别对高级侧膨胀阀13、制冷用膨胀阀22、制冷用开闭阀16c、低压侧开闭阀16b、中间压侧开闭阀16a、霜防止用膨胀阀61进行控制。
因此,高级侧膨胀阀13成为节流状态,制冷用膨胀阀22成为全闭状态,制冷用开闭阀16c成为开阀状态。此外,低压侧开闭阀16b成为闭阀状态,低级侧减压单元成为发挥减压作用的节流状态,中间压侧开闭阀16a与低压侧开闭阀16b的闭阀状态连动而成为开阀状态。霜防止用膨胀阀61成为全闭状态。
由此,在热泵循环10中,使从室内冷凝器12流出的制冷剂像图1的极粗箭头所示那样以处于节流状态的高级侧膨胀阀13、气液分离器14、处于节流状态的低级侧减压单元、室外热交换器20、制冷用开闭阀16c、储液器24的顺序依次流动。与此相伴,在热泵循环10中,使由气液分离器14分离出的气相制冷剂像图1的极粗箭头所示那样向中间压制冷剂通路15、中间压侧开闭阀16a、压缩机11的中间压端口11b流入。
除此之外,电子控制装置40使制冷剂储存用开闭阀60成为开阀状态。这里,室内蒸发器23的温度与车室内送风空气的温度同等,室内蒸发器23内的压力比中间压制冷剂通路15内的制冷剂压力低。因此,通过了中间压侧开闭阀16a的气相制冷剂中的一部分的制冷剂向压缩机11的中间压端口11b流动,但是余下的气相制冷剂通过旁通通路50、制冷剂储存用开闭阀60以及室内蒸发器23的出口23b而向室内蒸发器23内流动。在室内蒸发器23内,气相制冷剂由车室内送风空气冷却而成为液相制冷剂。因此,剩余制冷剂作为液相制冷剂被储存在室内蒸发器23内。
由上,在储液模式中,在室内冷凝器12中通过制冷剂对车室内送风空气进行加热,并且剩余制冷剂作为液相制冷剂被储存在室内蒸发器23内。
(制冷剂不足模式)
接着,参照图1、图4对制冷剂不足模式进行说明。
在制冷剂不足模式中,与通常制热模式同样,电子控制装置40分别对高级侧膨胀阀13、制冷用膨胀阀22、制冷用开闭阀16c、低压侧开闭阀16b、中间压侧开闭阀16a以及制冷剂储存用开闭阀60进行控制。因此,高级侧膨胀阀13成为节流状态,制冷用膨胀阀22成为全闭状态,制冷用开闭阀16c成为开阀状态。
此外,低压侧开闭阀16b成为闭阀状态,低级侧减压单元成为发挥减压作用的节流状态,中间压侧开闭阀16a与低压侧开闭阀16b的闭阀状态连动地成为开阀状态,制冷剂储存用开闭阀60成为闭阀状态。
由此,在热泵循环10中,使从室内冷凝器12流出的制冷剂像图1的极粗箭头所示那样以处于节流状态的高级侧膨胀阀13、气液分离器14、处于节流状态的低级侧减压单元、室外热交换器20、制冷用开闭阀16c、储液器24、压缩机11、室内冷凝器12的顺序依次流动。随之,在热泵循环10中,使由气液分离器14分离出的气相制冷剂像图1的极粗箭头所示那样向中间压制冷剂通路15、中间压侧开闭阀16a、压缩机11的中间压端口11b流入。
除此之外,电子控制装置40使霜防止用膨胀阀61的节流开度成为规定的开度。因此,室内蒸发器23内的液相制冷剂像带阴影的箭头那样通过室内蒸发器23的出口23b、霜防止用膨胀阀61以及制冷剂流路51而流动到储液器24。由此,能够增加制热模式的制冷剂回路内的制冷剂量。
由上,在制冷剂不足模式中,在室内冷凝器12中通过制冷剂对车室内送风空气进行加热,并且增加制冷剂回路内的制冷剂量。
以上说明的本实施方式的车辆用空调装置1的热泵循环10具有压缩机11、室内冷凝器12、气液分离器14、室外热交换器20、高级侧膨胀阀13、制冷用膨胀阀22以及储液器24。压缩机11对从吸入端口11a吸入的低压制冷剂进行压缩而作为高压制冷剂排出。室内冷凝器12通过高压制冷剂对朝向车室内吹送的空气流进行加热。气液分离器14对高压制冷剂中的去除了润滑油的气相制冷剂和该气相制冷剂以外的余下的制冷剂进行分离。室外热交换器20在从气液分离器14流出的余下的制冷剂与外气之间进行热交换。室内蒸发器23利用通过了室外热交换器20的制冷剂对空气流进行冷却。高级侧膨胀阀13对室内冷凝器12的出口和气液分离器14的入口之间的制冷剂流路的节流开度进行控制。制冷用膨胀阀22对室外热交换器20的出口和室内蒸发器23的入口之间的制冷剂流路的节流开度进行控制。储液器24储存从室内蒸发器23排出的制冷剂中的液相制冷剂,并将包含润滑油的气相制冷剂供给到压缩机11。
电子控制装置40在将来自气液分离器14的气相制冷剂储存在室内蒸发器23中并且使制冷剂在制冷剂回路中循环的状态下,为了使室内冷凝器12发挥制热能力而控制节流开度,以在高级侧膨胀阀13中使制冷剂减压。制冷剂回路是包含压缩机11、室内冷凝器12、高级侧膨胀阀13、气液分离器14、低级侧固定节流器17、室外热交换器20、制冷用膨胀阀22、室内蒸发器23、霜防止用膨胀阀61以及储液器24的制冷剂回路。
由上,在使室内冷凝器12发挥制热能力的状态下,能够将从气液分离器14排出的气相制冷剂储存在室内蒸发器23中。因此,能够减小在储液器24中储存制冷剂的容量。由此,能够实现储液器24的体格的小型化。
除此之外,从气液分离器14供给到室内蒸发器23的气相制冷剂是在气液分离器14中高压制冷剂中的去除了润滑油的制冷剂。因此,能够将包含润滑油的余下的制冷剂供给到压缩机11。由此,能够抑制供给到压缩机11的润滑油不足的情况。
由上,能够提供如下的热泵循环10:实现储液器24的小型化,并且抑制供给到压缩机11的润滑油不足的情况。
在本实施方式中,在制热模式时,由于比气氛压力高的中间压的制冷剂被供给到室内蒸发器23,因此能够在室内蒸发器23内短时间地储存规定量的制冷剂。所述气氛压力是指基于室内蒸发器23的周围温度而确定的室内蒸发器23内的压力。
在本实施方式中,当在步骤S100中判定为应该实施制热模式时,步骤S133的储液模式在一定的期间中实施。因此,能够可靠地将剩余制冷剂储存在室内蒸发器23中。
在本实施方式中,当判定为通常制热模式的制冷剂回路内的制冷剂量小于必要制冷剂量时,在步骤S136中实施制冷剂不足模式而能够使制冷剂从室内蒸发器23返回到储液器24。因此,能够正常地实施通常制热模式。
(第二实施方式)
在上述第一实施方式中,关于当在室内蒸发器23中储存制冷剂的状态下执行使制冷剂在制冷剂回路中循环的制热模式的例子进行了说明,除此之外,在该第二实施方式中,关于当在室内冷凝器12中储存液相制冷剂的状态下执行制冷模式的例子进行说明。在本实施方式中,通常制热模式的制冷剂回路与第一制冷剂回路对应,通常制冷模式的制冷剂回路与第二制冷剂回路对应。
图6是示出该第二实施方式的热泵循环10的整体结构的图。在图6中,与图1相同的符号表示相同的内容。
本实施方式的热泵循环10在上述第一实施方式的热泵循环10中增加了三通阀70、71。三通阀70具有入口70a和出口70b、70c。三通阀70具有:将出口70b、70c中的任意一方的出口与入口70a之间连接并且将另一方的出口与入口70a之间断开的阀芯;以及对该阀芯进行驱动的步进电动机等致动器。
入口70a与压缩机11的排出端口11c连接。出口70b与室内冷凝器12的入口12a连接。出口70c连接在高级侧膨胀阀13的出口和气液分离器14的制冷剂流入端口之间。
三通阀71具有入口71a、出入口71b以及出入口71c。三通阀71具有阀芯和对该阀芯进行驱动的步进电动机等致动器。阀芯将出入口71b、出入口71c中的一方与入口71a之间连接起来,并且将另一方与入口71a之间断开。或者,在将出入口71b和入口71a之间断开,并且将出入口71c和入口71a之间断开的状态下,阀芯将出入口71b和出入口71c之间连接起来。
入口71a与制冷剂储存用开闭阀60的出口连接。出入口71b连接在室内蒸发器23的出口23b和霜防止用膨胀阀61的入口之间。出入口71c与室内冷凝器12的入口12a连接。构成本实施方式的三通阀70的致动器以及构成三通阀71的致动器由电子控制装置40控制。
另外,在本实施方式中,旁通通路50的入口50a与中间压制冷剂通路15中的中间压侧开闭阀16a的入口侧连接。旁通通路50经由三通阀71而将室内冷凝器12的入口12a和室内蒸发器23的出口23b之间连接起来。因此,旁通通路50构成第四旁通通路,该第四旁通通路绕过气液分离器14、室外热交换器20、室内蒸发器23而将室内冷凝器12的入口12a与储液器24的入口之间连接起来。
接着,关于上述结构的本实施方式的车辆用空调装置1的工作进行说明。图7是示出电子控制装置40的空调控制处理的流程图。在图7中,与图3相同的符号表示相同的内容。
电子控制装置40基于图7的流程图来执行空调控制处理。
首先,在步骤S100中,若作为应执行的运转模式决定制热模式,则在步骤S130A中执行制热模式。在步骤S130A中,与图3的步骤S130同样地执行步骤S131、S132、S133、S134、S135、S136。
在步骤S100中,若作为应执行的运转模式决定为除湿模式,则在步骤S120A中执行除湿模式。另一方面,若作为应执行的运转模式决定为制冷模式,则在下面的步骤S110A中执行制冷模式。
具体而言,在步骤S111中,对计数器的计数值T进行复位而成为计数值T=0。计数器是对持续地执行后述的步骤S113的储液模式的时间进行计数的计数器。
接着,在步骤S112中,判定计数器的计数值T是否达到阈值。阈值是对应于在室内冷凝器12中储存规定量的剩余制冷剂所需的规定时间的值,是预先基于实验等而决定的。
此时,若计数器的计数值T未达到阈值而在步骤S112中判定为“否”,则在步骤S113中开始进行储液模式而增加计数器的计数值T。储液模式是使制冷剂流入室内冷凝器12内,并通过室内蒸发器23对车室内送风空气进行冷却的模式。
然后,返回步骤S112。因此,重复进行步骤S112的“否”判定、储液模式的执行以及步骤S113中的计数器的计数值T的增加直到计数器的计数值T达到阈值为止。然后,若储液模式的执行时间为上述规定时间以上,且计数器的计数值T为阈值以上,则在步骤S112中判定为“是”。
然后,在步骤S114中执行通常制冷模式。通常制冷模式是在室内冷凝器12内储存制冷剂的状态下通过室内蒸发器23对车室内送风空气进行冷却的模式。
这里,在通常制冷模式中,室内蒸发器23作为通过制冷剂和室内送风空气之间的热交换而使制冷剂蒸发的蒸发器发挥功能。例如,若通常制冷模式的制冷剂回路内的制冷剂量不足,则室内蒸发器23中的存在气相制冷剂的气相区域增加。因此,室内蒸发器23无法作为使制冷剂蒸发的蒸发器发挥充分的功能。
因此,在步骤S115中,判定通常制冷模式的制冷剂回路内的制冷剂量是否在必要制冷剂量以上。必要制冷剂量是指,在实施通常制冷模式时使室内蒸发器23发挥充分的制冷能力所需的制冷剂量。换言之,必要制冷剂量是指,当使制冷剂在第二制冷剂回路中循环而在第二室内热交换器23中使空气流冷却时,需要在第二制冷剂回路内存在的制冷剂量。
具体而言,判定室内蒸发器23的出口侧的制冷剂是否处于具有正的过热度的过热状态。即,判定室内蒸发器23的出口侧的制冷剂是否并非处于气液二层状态而是处于气相状态。制冷剂的过热度是基于制冷剂温度传感器41n的检测温度和制冷剂压力传感器41m的检测压力而计算出的。
这里,在室内蒸发器23的出口侧的制冷剂并非处于气液二层状态而是处于气相状态时,作为室内蒸发器23的出口侧的制冷剂的过热度为正而在步骤S115中判定为“是”。此时,判定为通常制冷模式的制冷剂回路内的制冷剂量小于必要制冷剂量。随之,在步骤S116中,执行制冷剂不足模式,用于使制冷剂从室内冷凝器12内返回到通常制冷模式的制冷剂回路内。
接着,返回步骤S115,判定通常制冷模式的制冷剂回路内的制冷剂量是否在必要制冷剂量以上。因此,只要在通常制冷模式的制冷剂回路内的制冷剂量小于必要制冷剂量的情况下,就重复进行步骤S115的“是”判定和制冷剂不足模式(步骤S116)。
然后,若室外热交换器20的出口侧的制冷剂并非处于具有正的过热度的过热状态而是处于气液二层状态的制冷剂,则在步骤S115中判定为“否”。随之,返回到步骤S114。
之后,若通常制冷模式的制冷剂回路内的制冷剂量在必要制冷剂量以上,则执行通常制冷模式,另一方面,若通常制冷模式的制冷剂回路内的制冷剂量小于必要制冷剂量,则执行制冷剂不足模式。
以下,关于步骤S110A的制冷模式、步骤S120A的除湿模式以及步骤S130A的制热模式分别进行说明。首先,参照图6和图8对步骤S110A的制冷模式中的通常制冷模式、储液模式以及制冷剂不足模式进行说明。
(通常制冷模式)
在通常制冷模式中,电子控制装置40对三通阀70进行控制而将出口70c与入口70a之间连接起来,且将出口70b与入口70a之间断开,并且将出口70b、70c之间断开。因此,在三通阀70中形成使制冷剂从入口70a向出口70c流通的图6的流路2。
电子控制装置40对三通阀71进行控制而将出入口71c与入口71a之间连接,且将出入口71b与入口71a之间断开,并且将出入口71c、71b之间断开。因此,在三通阀71中形成使制冷剂从入口71a向出入口71c流通的图6的流路2。电子控制装置40使高级侧膨胀阀13为闭阀状态。与上述第一实施方式的制冷模式同样,电子控制装置40对制冷用开闭阀16c、低压侧开闭阀16b、中间压侧开闭阀16a、制冷用膨胀阀22、制冷剂储存用开闭阀60以及霜防止用膨胀阀61进行控制。
由此,热泵循环10形成使制冷剂像图6的极粗箭头所示那样流动的制冷剂流路。
具体而言,从压缩机11排出的高压制冷剂依次经过三通阀70的出口70c和入口70a之间、气液分离器14的制冷剂流入端口和液相制冷剂流出端口14c之间、固定节流迂回用通路18、低压侧开闭阀16b而流动到室外热交换器20。在室外热交换器20中,高压制冷剂由从送风风扇21吹送的外气冷却。
从室外热交换器20流出的高压制冷剂向制冷用膨胀阀22流动。在制冷用膨胀阀22中,高压制冷剂被减压而成为低压制冷剂。低压制冷剂依次经过室内蒸发器23、霜防止用膨胀阀61、储液器24而流动到压缩机11的吸入端口11a。在室内蒸发器23中,制冷剂对室内送风空气进行冷却。
由上,在通常制冷模式中,在剩余制冷剂作为液相制冷剂储存在室内冷凝器12内的状态下,在室内冷凝器12中能够通过制冷剂对车室内送风空气进行冷却。
(储液模式)
在储液模式中,与上述通常制冷模式同样,电子控制装置40分别对三通阀70、71、高级侧膨胀阀13、制冷用膨胀阀22、中间压侧开闭阀16a、制冷用开闭阀16c、低压侧开闭阀16b以及霜防止用膨胀阀61进行控制。
由此,在热泵循环10中,从压缩机11排出的高压制冷剂像图6的极粗箭头所示那样以三通阀70的流路2、气液分离器14的制冷剂流入端口和液相制冷剂流出端口14c之间、固定节流迂回用通路18、低压侧开闭阀16b、室外热交换器20、制冷用膨胀阀22、室内蒸发器23、霜防止用膨胀阀61、储液器24、压缩机11的吸入端口11a的顺序依次流动。
除此之外,电子控制装置40使制冷剂储存用开闭阀60成为开阀状态。此时,在三通阀71中,形成使制冷剂从入口71a向出入口71c流通的流路2。
这里,制冷剂绕过室内冷凝器12而从压缩机11向气液分离器14流入。从压缩机11通过三通阀70而向气液分离器14流入的制冷剂是气相制冷剂。因此,在气液分离器14中,从压缩机11通过三通阀70而流入的气相制冷剂分离成去除了润滑油的气相制冷剂和该气相制冷剂以外的余下的制冷剂。
因此,去除了上述润滑油的气相制冷剂从气液分离器14的气相制冷剂流出端口向旁通通路50流动。该气相制冷剂以旁通通路50、制冷剂储存用开闭阀60、三通阀71的流路2的入口71a和出入口71c之间、室内冷凝器12的入口12a的顺序依次流动。在室内冷凝器12中,气相制冷剂由车室内送风空气冷却而成为液相制冷剂。因此,剩余制冷剂作为液相制冷剂被储存在室内冷凝器12中。
由上,在储液模式中,在室内冷凝器12中能够通过制冷剂对车室内送风空气进行冷却,并且在室内冷凝器12内储存气相制冷剂。
(制冷剂不足模式)
在制冷剂不足模式中,与上述通常制冷模式同样,电子控制装置40分别对三通阀70、制冷用膨胀阀22、中间压侧开闭阀16a、制冷用开闭阀16c、低压侧开闭阀16b、制冷剂储存用开闭阀60以及霜防止用膨胀阀61进行控制。
此外,电子控制装置40对三通阀71进行控制而将出入口71c与出入口71b之间连接起来,且将出入口71c与入口71a之间断开,并且将入口71a与出入口71b之间断开。因此,在三通阀71中形成使制冷剂从出入口71c向出入口71b流通的图6的流路3。
由此,在热泵循环10中,从压缩机11排出的高压制冷剂像图6的极粗箭头所示那样以三通阀70的流路2、气液分离器14的制冷剂流入端口和液相制冷剂流出端口14c之间、固定节流迂回用通路18、低压侧开闭阀16b、室外热交换器20、制冷用膨胀阀22、室内蒸发器23、霜防止用膨胀阀61、储液器24、压缩机11的吸入端口11a的顺序依次流动。
除此之外,从室内冷凝器12的入口12a排出的制冷剂依次流入到旁通通路50、三通阀71的出入口71c和出入口71b之间、霜防止用膨胀阀61、储液器24。由此,能够增加制冷模式的制冷剂回路内的制冷剂量。
由上,在制冷剂不足模式中,在室内蒸发器23中通过制冷剂对车室内送风空气进行冷却,并且增加制冷剂回路内的制冷剂量。
(制热模式)
接着,参照图9、图10对本实施方式的制热模式中的通常制热模式、储液模式、制冷剂不足模式进行说明。
(通常制热模式)
与上述第一实施方式的通常制热模式同样,电子控制装置40分别对压缩机11、高级侧膨胀阀13、制冷用膨胀阀22、中间压侧开闭阀16a、低压侧开闭阀16b、制冷用开闭阀16c、制冷剂储存用开闭阀60以及霜防止用膨胀阀61进行控制。
电子控制装置40对三通阀70进行控制而将出口70b与入口70a之间连接起来,且将出口70c与入口70a之间断开,并且将出口70b、70c之间断开。因此,在三通阀70中形成使制冷剂从入口70a向出口70b流通的图9所示的流路1。
电子控制装置40对三通阀71进行控制而将出入口71b与入口71a之间连接起来,且将出入口71c与入口71a之间断开,并且将出入口71b、71c之间断开。因此,在三通阀71中形成使制冷剂从入口71a向出入口71b流通的图9所示的流路1。
因此,使从压缩机11的排出端口11c排出的高压制冷剂以三通阀70的流路1的入口70a和出口70b之间、室内冷凝器12、高级侧膨胀阀13、气液分离器14、低级侧固定节流器17、室外热交换器20、制冷用开闭阀16c、储液器24、压缩机11的吸入端口11a的顺序依次流动。随之,使由气液分离器14分离出的气相制冷剂依次流入到中间压制冷剂通路15、中间压侧开闭阀16a、压缩机11的中间压端口11b。
由上,与上述第一实施方式的通常制热模式同样地工作。
(储液模式)
与上述第二实施方式的通常制热模式同样,电子控制装置40分别对压缩机11、三通阀70、71、高级侧膨胀阀13、制冷用膨胀阀22、中间压侧开闭阀16a、低压侧开闭阀16b、制冷用开闭阀16c以及霜防止用膨胀阀61进行控制。
除此之外,电子控制装置40使制冷剂储存用开闭阀60成为开阀状态。因此,从气液分离器14的气相制冷剂流出端口14a通过了中间压侧开闭阀16a后的气相制冷剂中的一部分的制冷剂经过中间压侧开闭阀16a而向压缩机11的中间压端口11b流动,但是余下的气相制冷剂通过旁通通路50、制冷剂储存用开闭阀60以及室内蒸发器23的出口23b而向室内蒸发器23内流动。
这里,由气液分离器14而去除了润滑油的气相制冷剂从气液分离器14的气相制冷剂流出端口14a向中间压制冷剂通路15流出。因此,去除了所述润滑油的气相制冷剂被储存在室内蒸发器23内。在室内蒸发器23内,气相制冷剂由车室内送风空气冷却而成为液相制冷剂。剩余制冷剂作为液相制冷剂被储存在室内蒸发器23内。
由上,在储液模式中,与上述第一实施方式的制热模式的储液模式同样,在室内冷凝器12中通过制冷剂对车室内送风空气进行加热,并且作为剩余制冷剂的制冷剂被储存在室内蒸发器23内。
(制冷剂不足模式)
与上述第一实施方式的制热模式的制冷剂不足模式同样,电子控制装置40分别对压缩机11、高级侧膨胀阀13、制冷用膨胀阀22、中间压侧开闭阀16a、低压侧开闭阀16b、制冷用开闭阀16c、制冷剂储存用开闭阀60以及霜防止用膨胀阀61进行控制。
除此之外,与上述通常制热模式同样,电子控制装置40对三通阀70、71进行控制。
从压缩机11排出的高压制冷剂以三通阀70的流路1、室内冷凝器12、高级侧膨胀阀13、低级侧固定节流器17、室外热交换器20、制冷用开闭阀16c、储液器24、压缩机11的吸入端口11a的顺序依次流动。随之,使由气液分离器14分离出的气相制冷剂依次流入到中间压制冷剂通路15、中间压侧开闭阀16a、压缩机11的中间压端口11b。
除此之外,电子控制装置40使霜防止用膨胀阀61的节流开度成为规定的开度。因此,室内蒸发器23内的液相制冷剂像带阴影的箭头那样通过室内蒸发器23的出口23b、霜防止用膨胀阀61以及制冷剂流路51而向储液器24流动。由此,能够增加制热模式的制冷剂回路内的制冷剂量。
由上,在制冷剂不足模式中,与上述第一实施方式的制热模式的制冷剂不足模式同样,在室内冷凝器12中通过制冷剂对车室内送风空气进行加热,并且增加制冷剂回路内的制冷剂量。
(除湿模式)
接着,参照图7、图9、图11、图12对本实施方式的除湿模式进行说明。
图11是示出图7中步骤S120A的除湿模式的详细情况的流程图。
首先,若在图7中的步骤S100中作为应执行的运转模式决定为除湿模式,则在图11的步骤S120A中执行除湿模式。首先,在步骤S121中,对计数器的计数值T进行复位而成为计数值T=0。计数器是对持续地执行后述的步骤S122a、S128的储液模式的时间进行计数的计数器。
接着,在步骤S122中,判定计数器的计数值T是否达到阈值。阈值是对应于在室外热交换器20中储存规定量的剩余制冷剂所需的规定时间的值,是预先由实验等而决定的。
此时,若计数器的计数值T未达到阈值而在步骤S122中判定为“否”,则在步骤S122a中,实施储液模式而增加计数器的计数值T。储液模式是在室外热交换器20内储存制冷剂的模式。
然后,返回步骤S122。因此,重复进行步骤S122的“否”判定、储液模式的执行以及步骤S122a中的计数器的计数值T的增加直到计数器的计数值T达到阈值为止。然后,若储液模式的执行时间为上述规定时间以上且计数器的计数值T为阈值以上,则在步骤S122中判定为“是”。
由此,在执行通常除湿模式之前,在规定期间持续地实施储液模式。因此,在执行通常除湿模式之前,在室外热交换器20内储存了规定量的制冷剂。
然后,在步骤S123中执行通常除湿模式。通常除湿模式是当在室外热交换器20内储存了规定量的制冷剂的状态下,通过室内冷凝器12对车室内送风空气进行加热,并通过室内蒸发器23对车室内送风空气进行冷却的模式。
这里,在通常除湿模式中,室外热交换器20作为通过制冷剂和外气之间的热交换使制冷剂冷却和冷凝的冷凝器、或者使制冷剂从外气吸热的吸热器发挥功能。例如,若通常除湿模式的制冷剂回路内的制冷剂量不足,则室内蒸发器23中的存在气相制冷剂的气相区域增加。因此,室内蒸发器23无法作为使制冷剂蒸发的蒸发器发挥充分的功能。
因此,在步骤S124中,判定通常除湿模式的制冷剂回路内的制冷剂量是否在必要制冷剂量以上。
必要制冷剂量是指,在实施通常除湿模式时使室内冷凝器12发挥充分的制热能力所需的制冷剂量。具体而言,判定室内蒸发器23的出口侧的制冷剂是否处于具有正的过热度的过热状态。即,判定室内蒸发器23的出口侧的制冷剂是否并非处于气液二层状态而是处于气相状态。制冷剂的过热度是基于制冷剂温度传感器41n的检测温度和制冷剂压力传感器41m的检测压力而计算出的。
这里,在室内蒸发器23的出口侧的制冷剂并非处于气液二层状态而是处于气相状态时,室内蒸发器23的出口侧的制冷剂的过热度为正而在步骤S124中判定为“是”。此时,通常制冷模式的制冷剂回路内的制冷剂量小于必要制冷剂量,判定为制冷剂不足。随之,在步骤S124a中,执行制冷剂不足模式,用于使制冷剂从室外热交换器20内返回到通常除湿模式的制冷剂回路内。
随之,返回步骤S124,判定通常除湿模式的制冷剂回路内的制冷剂量是否在必要制冷剂量以上。因此,重复进行步骤S124的“是”判定和步骤S124a的制冷剂不足模式直到通常除湿模式的制冷剂回路内的制冷剂量在必要制冷剂量以上。
然后,若室内蒸发器23的出口侧的制冷剂的过热度并非是正的,而是气液二层状态的制冷剂,则在步骤S124中判定为“否”。随之,转移到步骤S1125,对计数器的计数值T进行复位而成为计数值T=0。
接着,在步骤S126中,基于溢流检测单元的检测来判定是否产生液相制冷剂从储液器24溢出的溢流。
在本实施方式中,作为溢流检测单元,可以使用对储液器24内的液相制冷剂的液面高度进行检测的液面传感器41p、或者对压缩机11的排出制冷剂的过热度进行检测的过热度传感器41r。
例如,基于液面传感器41p的检测值来判定储液器24内的液相制冷剂的液面高度是否在规定的值以上,由此判定是否产生液相制冷剂从储液器24溢出的溢流。在储液器24内的液相制冷剂的液面高度为规定的值以上时,判定为产生液相制冷剂从储液器24溢出的溢流。
例如,基于过热度传感器41r来判定从压缩机11排出的排出制冷剂的过热度是否为规定的值以下,由此判定是否产生液相制冷剂从储液器24溢出的溢流。在压缩机11的排出制冷剂的过热度为规定的值以下时,判定为产生液相制冷剂从储液器24溢出的溢流。过热度传感器41r像上述那样是基于压缩机11的排出制冷剂的温度、排出制冷剂的压力等而求出排出制冷剂的过热度的部件。
若像这样产生液相制冷剂从储液器24溢出的溢流而在步骤S126中判定为“是”,则在步骤S127中对计数器的计数值T进行复位而成为计数值T=0。
接着,在步骤S128中,实施储液模式而增加计数器的计数值T。储液模式与上述步骤S122a的储液模式同样,是在室外热交换器20内储存制冷剂的模式。然后,在步骤S129中,判定计数器的计数值T是否达到阈值。阈值是对应于在室外热交换器20中储存规定量的剩余制冷剂所需的规定时间的值,是预先通过实验等而决定的。
此时,若计数器的计数值T未达到阈值而在步骤S129中判定为“否”,则返回步骤S128,实施储液模式。因此,重复进行步骤S129的“否”判定和步骤S128的储液模式直到计数器的计数值T达到阈值为止。然后,若计数器的计数值T达到阈值,则在步骤S129中判定为“是”而结束储液模式。
随之,转移到步骤S126,若未产生储液器24的液相制冷剂的溢流而判定为“否”,则返回步骤S123。因此,若持续着未产生储液器24的液相制冷剂的溢流且制冷剂并没有不足的状态,则重复进行步骤S123的通常除湿模式、步骤S124的制冷剂不足判定中的“否”判定、步骤S125中的计数值T的复位处理、步骤S126的溢流判定中的“否”判定,直到在步骤S126中判定为“是”为止。
以下,对步骤S123的通常除湿模式、步骤S124a的制冷剂不足模式以及步骤S122a、S128中的储液模式进行说明。
首先,对步骤S123的通常除湿模式进行说明。
在通常除湿模式中,电子控制装置40对三通阀70进行控制而将出口70b与入口70a之间连接起来,且将出口70c与入口70a之间断开,并且将出口70b、70c之间断开。因此,在三通阀70中形成使制冷剂从入口70a向出口70b流通的图9所示的流路1。
电子控制装置40对三通阀71进行控制而将出入口71b与入口71a之间连接起来,且将出入口71c与入口71a之间断开,并且将出入口71b、71c之间断开。因此,在三通阀70中形成使制冷剂从入口70a向出口70b流通的图9所示的流路1。
或者,电子控制装置40对三通阀71进行控制而将出入口71c与入口71a之间连接起来,且将出入口71b与入口71a之间断开,并且将出入口71b、71c之间断开。因此,在三通阀71中形成使制冷剂从入口71a向出入口71c流通的流路2(参照图9)。
电子控制装置40在高级侧膨胀阀13中对节流开度进行控制,而使高级侧膨胀阀13成为发挥制冷剂的减压作用的节流状态。
电子控制装置40在制冷用膨胀阀22中对节流开度进行控制,而使制冷用膨胀阀22成为发挥制冷剂的减压作用的节流状态。
高级侧膨胀阀13的节流开度与制冷用膨胀阀22的节流开度被决定为使从室内冷凝器12向高级侧膨胀阀13流入的制冷剂的过冷却度接近目标过冷却度,该目标过冷却度被预先决定为使COP接近大致最大值。或者,高级侧膨胀阀13的节流开度与制冷用膨胀阀22的节流开度被决定为使从室外热交换器20向制冷用膨胀阀22流入的制冷剂的过冷却度接近目标过冷却度,该目标过冷却度被预先决定为使COP接近大致最大值。由此,在室内冷凝器12中能够发挥使制冷剂加热车室内送风空气的制热能力。
电子控制装置40使低压侧开闭阀16b为开阀状态而使低级侧减压部为不发挥减压作用的全开状态,使中间压侧开闭阀16a与低压侧开闭阀16b的状态连动而成为闭阀状态。使制冷剂储存用开闭阀60为闭阀状态,使制冷用开闭阀16c为闭阀状态,为了避免在室内蒸发器23中产生霜,而将霜防止用膨胀阀61的节流开度设定成使室内蒸发器23的温度为阈值以上。霜防止用膨胀阀61的节流开度是基于蒸发器温度传感器41d的检测温度而设定的。
由上,热泵循环10形成为供制冷剂像图9的实线箭头所示那样流动的制冷剂流路。
具体而言,从压缩机11排出的高压制冷剂从三通阀70的入口70a和出口70b之间向室内冷凝器12流动。因此,在室内冷凝器12中制冷剂能够对车室内送风空气进行加热。通过了室内冷凝器12的高压制冷剂由高级侧膨胀阀13减压。该减压后的制冷剂依次经过气液分离器14的制冷剂流入端口和液相制冷剂流出端口14c之间、固定节流迂回用通路18、低压侧开闭阀16b而向室外热交换器20流动。在室外热交换器20中,高压制冷剂由从送风风扇21吹送来的外气冷却。
从室外热交换器20流动的制冷剂向制冷用膨胀阀22流动。在制冷用膨胀阀22中,制冷剂被减压而成为低压制冷剂。低压制冷剂依次经过室内蒸发器23、霜防止用膨胀阀61、储液器24而向压缩机11的吸入端口11a流动。在室内蒸发器23中,制冷剂对室内送风空气进行冷却。
由上,当在室外热交换器20内储存了气液二层状态的剩余制冷剂的状态下,在室内冷凝器12中制冷剂对车室内送风空气进行加热,并且在室内蒸发器23中制冷剂对室内送风空气进行冷却。
接着,对本实施方式的步骤S122a、S128的储液模式进行说明。
在储液模式中,与通常除湿模式相比,电子控制装置40使制冷用膨胀阀22的节流开度变小。此外,与上述步骤S123的通常除湿模式同样,电子控制装置40对三通阀70、71、霜防止用膨胀阀61、制冷剂储存用开闭阀60、低压侧开闭阀16b、中间压侧开闭阀16a以及制冷用开闭阀16c进行控制。因此,与上述步骤S123的通常除湿模式同样,在室外热交换器20内储存气液二层状态的剩余制冷剂,且从压缩机11排出的制冷剂依次经过三通阀70、室内冷凝器12、高级侧膨胀阀13、气液分离器14、固定节流迂回用通路18、低压侧开闭阀16b、室外热交换器20、制冷用膨胀阀22、室内蒸发器23、霜防止用膨胀阀61、储液器24而向压缩机11的吸入端口11a流动。因此,能够减少在通常除湿模式的制冷剂回路中循环的制冷剂量。
并且,当在步骤S123中实施通常除湿模式时,在室内冷凝器12的制热能力不足的情况下,也可以将中间压侧开闭阀16a开阀。由此,能够使来自气液分离器14的气相制冷剂流出端口14a的气相制冷剂通过中间压侧开闭阀16a和中间压端口11b而提供到压缩机11。由此,能够构成气体喷射循环。
接着,对本实施方式的步骤S124a的制冷剂不足模式进行说明。
在制冷剂不足模式中,与储液模式相比,电子控制装置40能够使制冷用膨胀阀22的节流开度变大。此外,与上述步骤S123的通常除湿模式同样,电子控制装置40对三通阀70、71、霜防止用膨胀阀61、制冷剂储存用开闭阀60、低压侧开闭阀16b、中间压侧开闭阀16a以及制冷用开闭阀16c进行控制。
因此,增加从室外热交换器20内向制冷用膨胀阀22流动的剩余制冷剂的流量,并且与上述步骤S123的通常除湿模式同样,从压缩机11排出的制冷剂依次经过三通阀70、室内冷凝器12、高级侧膨胀阀13、气液分离器14、固定节流迂回用通路18、低压侧开闭阀16b、室外热交换器20、制冷用膨胀阀22、室内蒸发器23、霜防止用膨胀阀61、储液器24而向压缩机11的吸入端口11a流动。因此,能够增加在通常除湿模式的制冷剂回路中循环的制冷剂量。
根据以上说明的本实施方式,在制冷模式时,当将由气液分离器14去除了润滑油的气相制冷剂储存在室内冷凝器12,且使制冷剂在制冷剂回路中循环的状态下,为了使室内蒸发器23发挥制冷能力,电子控制装置40在制冷用膨胀阀22中对节流开度进行控制以使制冷剂减压。
在制热模式时,当将由气液分离器14去除了润滑油的气相制冷剂储存在室内蒸发器23,且使制冷剂在制冷剂回路中循环的状态下,为了使室内冷凝器12发挥制热能力,电子控制装置40在高级侧膨胀阀13中对节流开度进行控制以使制冷剂减压。
由上,在制冷模式时,在使室内蒸发器23发挥制冷能力的状态下,能够将由气液分离器14去除了润滑油的气相制冷剂作为剩余制冷剂而储存在室内冷凝器12中。在制热模式时,在使室内冷凝器12发挥制热能力的状态下,能够将由气液分离器14去除了润滑油的气相制冷剂作为剩余制冷剂而储存在室内蒸发器23中。因此,能够减小在储液器24中储存剩余制冷剂的容量。由此,能够实现储液器24的小型化。
除此之外,从气液分离器14供给到室内冷凝器12、室内蒸发器23的气相制冷剂是在气液分离器14中高压制冷剂中的去除了润滑油的制冷剂。因此,能够将包含润滑油的余下的制冷剂供给到压缩机11。由此,能够抑制供给到压缩机11的润滑油不足的情况。
由上,能够提供如下的热泵循环10:实现储液器24的小型化,并且抑制供给到压缩机11的润滑油不足的情况。
在本实施方式中,与上述第一实施方式同样,在制热模式时,由于将中间压力的制冷剂供给到室内蒸发器23,因此能够在室内蒸发器23内短时间地储存规定量的制冷剂。
在本实施方式中,在制冷模式时,由于将比气氛压力高的高压制冷剂供给到室内冷凝器12,因此能够在室内冷凝器12内短时间地储存规定量的制冷剂。所述气氛压力是指,根据室内冷凝器12的周围温度而确定的室内冷凝器12内的压力。
在本实施方式中,当在步骤S100中判定为应该实施制冷模式时,在一定期间的范围中实施步骤S113的储液模式。因此,能够可靠地将剩余制冷剂储存在室内冷凝器12中。
在本实施方式中,在判定为通常制冷模式的制冷剂回路内的制冷剂量小于必要制冷剂量时,能够实施步骤S116的制冷剂不足模式而使制冷剂从室内冷凝器12返回到储液器24。因此,能够正常地实施通常制冷模式。
(其他的实施方式)
在上述第一、第二实施方式中,关于基于制冷剂温度传感器41g的检测温度和制冷剂压力传感器41h的检测压力而算出从室外热交换器20流出的制冷剂的过热度的例子进行了说明,但也可以取而代之像如下那样。即,也可以基于制冷剂压力传感器41h的检测温度和外气传感器41b的检测温度算出制冷剂的过热度。
在上述第一、第二实施方式中,关于基于制冷剂温度传感器41n的检测温度和制冷剂压力传感器41m的检测压力算出从室内蒸发器23流出的制冷剂的过热度的例子进行了说明,但也可以取而代之像如下那样。即,也可以基于制冷剂温度传感器41n的检测温度和外气传感器41b的检测温度算出过冷热度。
在上述第一实施方式中,关于将旁通通路50的入口50a连接在中间压侧开闭阀16a的出口和压缩机11的中间压端口11b之间的例子进行了说明,但也可以取而代之,将旁通通路50的入口50a连接在中间压侧开闭阀16a的入口和气液分离器14的气相制冷剂流出端口14a之间。
在上述第二实施方式中,关于将旁通通路50的入口50a连接在中间压侧开闭阀16a的入口和气液分离器14的气相制冷剂流出端口14a之间的例子进行了说明,但也可以取而代之,将旁通通路50的入口50a连接在中间压侧开闭阀16a的出口和压缩机11的中间压端口11b之间。
在上述第一、第二实施方式中,关于将本发明的热泵循环10应用于车辆用空调装置1的例子进行了说明,但也可以取而代之,将本发明的热泵循环10应用于对住宅、大厦等的室内进行空气调节的设置型的空调装置。
在上述第一、第二实施方式中,关于将高级侧膨胀阀13作为电气式的可变节流机构的例子进行了说明,但也可以取而代之像如下那样。也可以将高级侧膨胀阀13作为将膨胀阀与对制冷剂流路进行开闭的电磁阀组合得到的可变节流机构。同样,也可以将制冷用膨胀阀22和霜防止用膨胀阀61作为将膨胀阀与对制冷剂流路进行开闭的电磁阀组合得到的可变节流机构。
在上述第一、第二实施方式中,关于使本发明的切换阀是作为一个阀装置的三通阀70或者三通阀71的例子进行了说明,但也可以取而代之,使组合两个电磁阀来构成本发明的切换阀。
在上述第一、第二实施方式中,关于作为本发明的压缩机11使用了具有吸入端口11a、中间压端口11b以及排出端口11c的压缩机的例子进行了说明,但也可以取而代之像如下那样。即,也可以将不具有中间压端口11b而不吸入来自气相制冷剂流出端口14a的气相制冷剂的压缩机作为本发明的压缩机11。
在上述第一、第二实施方式中,关于在制热模式的储液模式中对中间压侧开闭阀16a进行开阀的例子进行了说明,但也可以取而代之,在制热模式的储液模式中对中间压侧开闭阀16a进行闭阀。
在上述第一实施方式中,关于使制冷剂储存用开闭阀60的出口与室内蒸发器23的出口23b连接的例子进行了说明,但也可以取而代之,使制冷剂储存用开闭阀60的出口与室内蒸发器23的入口23a连接。
在上述第二实施方式中,关于使三通阀71的出入口71b与室内蒸发器23的出口23b连接的例子进行了说明,但也可以取而代之,使三通阀71的出入口71b与室内蒸发器23的入口23a连接。
在上述第二实施方式中,关于在制冷模式的储液模式中使三通阀71的出入口71c与室内冷凝器12的入口12a连接的例子进行了说明,但也可以取而代之,使三通阀71的出入口71c与室内冷凝器12的出口12b连接。
在上述第二实施方式中,关于在通常除湿模式中,当在室外热交换器20内储存剩余制冷剂的状态下,在室内冷凝器12中制冷剂对车室内送风空气进行加热,并且在室内蒸发器23中制冷剂对室内送风空气进行冷却的例子进行了说明,但也可以取而代之像如下那样。
即,也可以在通常除湿模式中,当在室外热交换器20内未储存剩余制冷剂的状态下,在室内冷凝器12中制冷剂对车室内送风空气进行加热,并且在室内蒸发器23中制冷剂对室内送风空气进行冷却。
另外,本发明不限于上述的实施方式,能够适当地变更。并且,上述各实施方式并非相互没有关系,除了明确地不能组合的情况之外,可以适当地组合。并且,在上述各实施方式中,显然,构成实施方式的要素除了特别指明是必须的情况和在原理上明确地认为是必须的情况等之外,并非是必须的。并且,在上述各实施方式中,在提及实施方式的结构要素的个数、数值、量、范围等数值的情况下,除了特别指明是必须的情况和在原理上明确地限定为特定的数的情况等之外,并不限于该特定的数。并且,在上述各实施方式中,在提及结构要素等的形状、位置关系等时,除了特别指明的情况和在原理上限定为特定的形状、位置关系等的情况等之外,并不限于该形状、位置关系等。
接着,对上述的实施方式的结构要素和本发明的各要素的对应关系进行说明。
室内冷凝器12与第一室内热交换器对应,气液分离器14与分离器对应,室内蒸发器23与第二室内热交换器对应。高级侧膨胀阀13与第一控制阀对应,制冷用膨胀阀22与第二控制阀对应。膨胀阀迂回用通路25与第一旁通通路对应,步骤S133与第一控制部对应。旁通通路50与第二旁通通路对应,制冷剂储存用开闭阀60与开闭阀对应,步骤S133与制冷剂储存部对应,步骤S132与实施部对应。步骤S134与加热部对应,步骤S135与制冷剂量判定部对应,霜防止用膨胀阀61与第三控制阀对应。步骤S136与制冷剂供给部对应,步骤S113与第二控制部、制冷剂储存部对应,第三旁通通路与旁通通路50对应,第一旁通开闭阀构成制冷剂储存用开闭阀60和三通阀71。制冷剂储存部与步骤S113对应,步骤S114与冷却部对应,第四旁通通路与绕过分离器14、室外热交换器20以及第二室内热交换器23而将第一室内热交换器12与储液器24之间连接起来的通路对应,第二旁通开闭阀与三通阀71对应,步骤S115与制冷剂量判定部对应。步骤S112与实施部对应。步骤S116与制冷剂供给部对应。空调模式判定部与步骤S100对应,三通阀71与第一切换阀对应,三通阀70与第二切换阀对应。步骤S133与第一切换控制部对应,步骤S113与第二切换控制部对应。
Claims (14)
1.一种热泵循环,其特征在于,该热泵循环具有:
压缩机(11),该压缩机(11)吸入包含润滑油的制冷剂,并且将该吸入的制冷剂压缩而作为高压制冷剂排出;
第一室内热交换器(12),该第一室内热交换器(12)通过所述高压制冷剂对朝向室内吹送的空气流进行加热;
分离器(14),该分离器(14)将从所述压缩机排出的制冷剂分离成去除了所述润滑油的气相制冷剂和除所述气相制冷剂以外的余下的制冷剂;
室外热交换器(20),该室外热交换器(20)在从所述分离器流出的所述余下的制冷剂与外气之间进行热交换;
第二室内热交换器(23),该第二室内热交换器(23)利用通过了所述室外热交换器的制冷剂对所述空气流进行冷却;
第一控制阀(13),该第一控制阀(13)对所述第一室内热交换器的出口和所述分离器的入口之间的制冷剂流路的开度进行控制;
第二控制阀(22),该第二控制阀(22)对所述室外热交换器的出口和所述第二室内热交换器的入口之间的制冷剂流路的开度进行控制;
储液器(24),该储液器(24)将从所述第二室内热交换器流出的制冷剂分离成液相制冷剂和气相制冷剂,并储存所述液相制冷剂,且将所述气相制冷剂供给到所述压缩机;
第一旁通通路(25),该第一旁通通路(25)绕过所述第二室内热交换器和所述第二控制阀而将所述储液器的入口和所述室外热交换器的出口之间连接起来;以及
控制部,在将从所述分离器流出的所述气相制冷剂储存在所述第二室内热交换器中,且使所述制冷剂在包含所述压缩机、所述第一室内热交换器、所述第一控制阀、所述分离器、所述室外热交换器、所述第一旁通通路、所述储液器的制冷剂回路中循环的状态下,该控制部通过所述第一控制阀对所述第一室内热交换器的出口和所述分离器的入口之间的制冷剂流路的开度进行控制以使所述制冷剂减压,从而在所述第一室内热交换器中对所述空气流进行加热。
2.根据权利要求1所述的热泵循环,其特征在于,该热泵循环具有:
气相流出端口(14a),该气相流出端口(14a)设置于所述分离器,并供去除了所述润滑油的气相制冷剂流出;
第二旁通通路(50),该第二旁通通路(50)绕过所述室外热交换器和所述第二控制阀而将所述气相流出端口和所述第二室内热交换器之间连接起来;
开闭阀(60),该开闭阀(60)对所述第二旁通通路进行开闭;以及
制冷剂储存部,在所述控制部通过所述第一控制阀对所述第一室内热交换器的出口和所述分离器的入口之间的制冷剂流路的开度进行控制以使所述制冷剂减压时,该制冷剂储存部进行如下的控制:对所述开闭阀进行控制而打开所述第二旁通通路,从而使从所述分离器的所述气相流出端口流出的所述气相制冷剂通过所述开闭阀和所述第二旁通通路而流动到所述第二室内热交换器,从而将所述气相制冷剂储存在所述第二室内热交换器中。
3.根据权利要求2所述的热泵循环,其特征在于,具有:
实施部,该实施部在规定期间持续地实施由所述控制部对所述第一控制阀进行的控制。
4.根据权利要求2或3所述的热泵循环,其特征在于,具有:
加热部,在所述控制部对所述第一控制阀进行了控制之后,该加热部进行如下的控制:对所述开闭阀进行控制而关闭所述第二旁通通路,从而使所述制冷剂在所述制冷剂回路中循环,并且在所述第一控制阀中对所述第一室内热交换器的出口和所述分离器的入口之间的制冷剂流路的开度进行控制以使所述制冷剂减压,从而在所述第一室内热交换器中对所述空气流进行加热。
5.根据权利要求4所述的热泵循环,其特征在于,具有:
制冷剂量判定部,在所述加热部对所述第一控制阀进行控制时,该制冷剂量判定部判定所述制冷剂回路内的制冷剂量是否小于必要制冷剂量;
第三控制阀(61),该第三控制阀(61)对所述第二室内热交换器的出口和所述储液器的入口之间进行开闭;以及
制冷剂供给部,在所述制冷剂量判定部判定为所述制冷剂回路内的制冷剂量小于必要制冷剂量时,该制冷剂供给部进行如下的控制:对所述第三控制阀进行控制而将所述第二室内热交换器的出口和所述储液器的入口之间打开,从而使来自所述第二室内热交换器的制冷剂通过所述第三控制阀而供给到所述储液器,从而增加所述制冷剂回路内的制冷剂量。
6.根据权利要求5所述的热泵循环,其特征在于,
所述制冷剂量判定部通过判定从所述室外热交换器流出的制冷剂是否处于具有正的过热度的过热状态,从而判定所述制冷剂回路内的制冷剂量是否小于所述必要制冷剂量。
7.一种热泵循环,其特征在于,该热泵循环具有:
压缩机(11),该压缩机(11)吸入包含润滑油的制冷剂,并且将该吸入的制冷剂压缩而作为高压制冷剂排出;
第一室内热交换器(12),该第一室内热交换器(12)通过所述高压制冷剂对朝向室内吹送的空气流进行加热;
分离器(14),该分离器(14)将从所述压缩机排出的制冷剂分离成去除了所述润滑油的气相制冷剂和除所述气相制冷剂以外的余下的制冷剂;
室外热交换器(20),该室外热交换器(20)在从所述分离器流出的所述余下的制冷剂与外气之间进行热交换;
第二室内热交换器(23),该第二室内热交换器(23)利用通过了所述室外热交换器的制冷剂对所述空气流进行冷却;
第一控制阀(13),该第一控制阀(13)对所述第一室内热交换器的出口和所述分离器的入口之间的制冷剂流路的开度进行控制;
第二控制阀(22),该第二控制阀(22)对所述室外热交换器的出口和所述第二室内热交换器的入口之间的制冷剂流路的开度进行控制;
储液器(24),该储液器(24)将从所述第二室内热交换器流出的制冷剂分离成液相制冷剂和气相制冷剂,并储存所述液相制冷剂,且将所述气相制冷剂供给到所述压缩机;以及
控制部,在将从所述分离器流出的所述气相制冷剂储存在所述第一室内热交换器中,且使所述制冷剂在包含所述压缩机、所述分离器、所述室外热交换器、所述第二控制阀、所述第二室内热交换器、所述储液器的制冷剂回路中循环的状态下,该控制部通过所述第二控制阀对所述室外热交换器的出口和所述第二室内热交换器的入口之间的制冷剂流路的开度进行控制以使所述制冷剂减压,从而在所述第二室内热交换器中对所述空气流进行冷却。
8.根据权利要求7所述的热泵循环,其特征在于,具有:
气相流出端口(14a),该气相流出端口(14a)设置于所述分离器,并供去除了所述润滑油的气相制冷剂流出;
第三旁通通路,该第三旁通通路绕过所述第一控制阀而将所述气相流出端口和所述第一室内热交换器之间连接起来;
第一旁通开闭阀,该第一旁通开闭阀对所述第三旁通通路进行开闭;以及
制冷剂储存部,该制冷剂储存部进行如下的控制:对所述第一旁通开闭阀进行控制而打开所述第三旁通通路,从而使从所述分离器流出的所述气相制冷剂通过所述第一旁通开闭阀和所述第三旁通通路而流动到所述第一室内热交换器,从而将所述气相制冷剂储存在所述第一室内热交换器中。
9.根据权利要求8所述的热泵循环,其特征在于,具有:
实施部,该实施部在规定期间持续地实施由所述控制部对所述第二控制阀进行的控制。
10.根据权利要求9所述的热泵循环,其特征在于,具有:
冷却部,在所述控制部对所述第二控制阀进行了控制之后,该冷却部进行如下的控制:对所述第一旁通开闭阀进行控制而关闭所述第三旁通通路,从而使所述制冷剂在所述制冷剂回路中循环,并且在所述第二控制阀中对所述室外热交换器的出口和所述第二室内热交换器的入口之间的制冷剂流路的开度进行控制以使所述制冷剂减压,从而在所述第二室内热交换器中对所述空气流进行冷却。
11.根据权利要求10所述的热泵循环,其特征在于,该热泵循环具有:
制冷剂量判定部,在所述冷却部对所述第二控制阀进行控制时,该制冷剂量判定部判定所述制冷剂回路内的制冷剂量是否小于必要制冷剂量;
第四旁通通路,该第四旁通通路绕过所述分离器、所述室外热交换器以及所述第二室内热交换器而将所述第一室内热交换器与所述储液器之间连接起来;
第二旁通开闭阀,该第二旁通开闭阀对所述第四旁通通路进行开闭;以及
制冷剂供给部,在所述制冷剂量判定部判定为所述制冷剂回路内的制冷剂量小于必要制冷剂量时,该制冷剂供给部进行如下的控制:对所述第二旁通开闭阀进行控制而打开所述第一室内热交换器的出口和所述储液器之间的制冷剂流路,从而使来自所述第一室内热交换器的制冷剂通过所述第二旁通开闭阀而供给到所述储液器,由此增加所述制冷剂回路内的制冷剂量。
12.根据权利要求11所述的热泵循环,其特征在于,
所述制冷剂量判定部通过判定从所述第二室内热交换器流出的制冷剂是否处于具有正的过热度的过热状态,从而判定所述制冷剂回路内的所述制冷剂量是否小于必要制冷剂量。
13.一种热泵循环,其特征在于,该热泵循环具有:
压缩机(11),该压缩机(11)吸入包含润滑油的制冷剂,并且将该吸入的制冷剂压缩而作为高压制冷剂排出;
第一室内热交换器(12),该第一室内热交换器(12)通过所述高压制冷剂对朝向室内吹送的空气流进行加热;
分离器(14),该分离器(14)将从所述压缩机排出的制冷剂分离成去除了所述润滑油的气相制冷剂和除所述气相制冷剂以外的余下的制冷剂;
室外热交换器(20),该室外热交换器(20)在从所述分离器流出的所述余下的制冷剂与外气之间进行热交换;
第二室内热交换器(23),该第二室内热交换器(23)利用通过了所述室外热交换器的制冷剂对所述空气流进行冷却;
第一控制阀(13),该第一控制阀(13)对所述第一室内热交换器的出口和所述分离器的入口之间的制冷剂流路的开度进行控制;
第二控制阀(22),该第二控制阀(22)对所述室外热交换器的出口和所述第二室内热交换器的入口之间的制冷剂流路的开度进行控制;
储液器(24),该储液器(24)将从所述第二室内热交换器流出的制冷剂分离成液相制冷剂和气相制冷剂,并储存所述液相制冷剂,且将所述气相制冷剂供给到所述压缩机;
第一旁通通路(25),该第一旁通通路(25)绕过所述第二室内热交换器和所述第二控制阀而将所述储液器的入口和所述室外热交换器的出口之间连接起来;
空调模式判定部,该空调模式判定部判定应该实施对所述室内进行制热的制热模式以及对所述室内进行制冷的制冷模式中的哪个空调模式;
第一控制部,在所述空调模式判定部判定为应该实施所述制热模式时,在将从所述分离器流出的所述气相制冷剂储存在所述第二室内热交换器中,且使所述制冷剂在包含所述压缩机、所述第一室内热交换器、所述第一控制阀、所述分离器、所述室外热交换器、所述第一旁通通路、所述储液器的第一制冷剂回路中循环的状态下,该第一控制部通过所述第一控制阀对所述第一室内热交换器的出口和所述分离器的入口之间的制冷剂流路的开度进行控制以使所述制冷剂减压,从而在所述第一室内热交换器中对所述空气流进行加热;以及
第二控制部,在所述空调模式判定部判定为应该实施所述制冷模式时,在将从所述分离器流出的所述气相制冷剂储存在所述第一室内热交换器中,且使所述制冷剂在包含所述压缩机、所述分离器、所述室外热交换器、所述第二控制阀、所述第二室内热交换器、所述储液器的第二制冷剂回路中循环的状态下,该第二控制部通过所述第二控制阀对所述室外热交换器的出口和所述第二室内热交换器的入口之间的制冷剂流路的开度进行控制以使所述制冷剂减压,从而在所述第二室内热交换器中对所述空气流进行冷却。
14.根据权利要求13所述的热泵循环,其特征在于,具有:
气相流出端口(14a),该气相流出端口(14a)设置于所述分离器,并供去除了所述润滑油的气相制冷剂流出;
第一切换阀(71),该第一切换阀(71)将所述第一室内热交换器和所述第二室内热交换器中的一方的室内热交换器与所述气相流出端口之间连接起来,并且将另一方的室内热交换器与所述气相流出端口之间断开;
第二切换阀(70),该第二切换阀(70)将所述第一室内热交换器和所述分离器中的一方的设备的入口与所述压缩机的出口连接起来,将所述第一室内热交换器和所述分离器中的除了所述一方的设备之外的另一方的设备的入口和所述压缩机的出口断开;
第一切换控制部,在所述空调模式判定部判定为应该实施所述制热模式时,该第一切换控制部控制所述第一切换阀而将所述气相流出端口和所述第二室内热交换器之间连接起来,并且控制所述第二切换阀而将所述压缩机的出口和所述第一室内热交换器的入口连接起来,由此使从所述压缩机排出的制冷剂通过所述第二切换阀而供给到所述第一室内热交换器,并且使来自所述分离器的所述气相流出端口的所述气相制冷剂通过所述第一切换阀而供给到所述第二室内热交换器;以及
第二切换控制部,在所述空调模式判定部判定为应该实施所述制冷模式时,该第二切换控制部控制所述第一切换阀而将所述气相流出端口和所述第一室内热交换器之间连接起来,并且控制所述第二切换阀而将所述压缩机的出口和所述分离器的入口连接起来,由此使从所述压缩机排出的制冷剂通过所述第二切换阀而供给到所述分离器,并且使来自所述分离器的所述气相流出端口的所述气相制冷剂通过所述第一切换阀而供给到所述第一室内热交换器。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57134666A (en) * | 1981-02-13 | 1982-08-19 | Hitachi Ltd | Refrigeration cycle |
JP2000179958A (ja) * | 1998-12-16 | 2000-06-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 空気調和装置 |
JP2012254670A (ja) * | 2011-06-07 | 2012-12-27 | Denso Corp | 空調装置 |
CN103348198A (zh) * | 2011-02-11 | 2013-10-09 | 株式会社电装 | 热泵循环装置 |
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---|---|---|---|---|
JP3985384B2 (ja) * | 1998-09-24 | 2007-10-03 | 株式会社デンソー | 冷凍サイクル装置 |
JP3932955B2 (ja) * | 2002-04-04 | 2007-06-20 | 三菱電機株式会社 | 空気調和機 |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57134666A (en) * | 1981-02-13 | 1982-08-19 | Hitachi Ltd | Refrigeration cycle |
JP2000179958A (ja) * | 1998-12-16 | 2000-06-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 空気調和装置 |
CN103348198A (zh) * | 2011-02-11 | 2013-10-09 | 株式会社电装 | 热泵循环装置 |
JP2012254670A (ja) * | 2011-06-07 | 2012-12-27 | Denso Corp | 空調装置 |
CN104169111A (zh) * | 2012-03-16 | 2014-11-26 | 丰田自动车株式会社 | 冷却*** |
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