HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wärmekreissystem, geeignet zur Verwendung zum Leiten der Wärme eines Wärmepumpenkreises zu zum Beispiel warmem Wasser zum Einstellen der Temperatur eines Fahrzeugmotors und Nutzen desselben als eine Wärmequelle für Heizzwecke, sowie eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren davon.The present invention relates to a thermal cycle system suitable for use in conducting the heat of a heat pump cycle to, for example, warm water for adjusting the temperature of a vehicle engine and utilizing the same as a heat source for heating purposes, and a control device and a control method thereof.
Beschreibung anderer BauformenDescription of other designs
Im Stand der Technik war als ein Klimasystem für ein Fahrzeug ein Fahrzeugwärmepumpen-Klimasystem bekannt, wie es beispielsweise in dem japanischen Patent Nr. 3105707 gezeigt ist. In diesem Klimasystem wird ein im Wärmepumpenkreis vorgesehenes Vierwegeventil betätigt, um die Strömungsrichtung eines Kältemittels zur wahlweisen Verwendung eines Innenwärmetauschers als einen Wärmestrahler oder einen Wärmeabsorber zu schalten und dadurch die Abwicklung von Kühl- und Heizanforderungen zu ermöglichen.In the prior art, as an air conditioning system for a vehicle, a vehicle heat pump air conditioning system has been known, as shown in, for example, US Pat Japanese Patent No. 3105707 is shown. In this air conditioning system, a four-way valve provided in the heat pump cycle is actuated to switch the flow direction of a refrigerant for selectively using an indoor heat exchanger as a heat radiator or a heat absorber, thereby enabling the execution of cooling and heating requirements.
Weiter wird beim Entfrosten eines Außenwärmetauschers während des Heizens, falls die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs unter eine vorbestimmte Geschwindigkeit fällt oder das Fahrzeug steht oder falls die Einlassströmungsrate des Außenwärmetauschers unter eine vorbestimmte Strömungsrate fällt, ein Entfrostungsbetrieb zum Umkehren der Strömungsrichtung des Kältemittels durchgeführt, um den Außenwärmetauscher als einen Wärmestrahler arbeiten zu lassen und den Innenwärmetauscher als einen Wärmeabsorber arbeiten zu lassen. Dies ermöglicht ein effektives Entfrosten.Further, in defrosting an outdoor heat exchanger during heating, if the running speed of the vehicle falls below a predetermined speed or the vehicle is stationary or if the inlet flow rate of the outdoor heat exchanger falls below a predetermined flow rate, a defrosting operation for reversing the flow direction of the refrigerant is performed to use the outdoor heat exchanger to operate a radiant heater and to let the indoor heat exchanger work as a heat absorber. This allows for effective defrosting.
Im Stand der Technik erforderte das Entfrosten (Schalten vom Heizbetrieb zum Entfrostungsbetrieb) jedoch den Betrieb des Vierwegeventils, um die Strömungsrichtung des Kältemittels zu schalten. Das Schalten erforderte Zeit. Es gab deshalb das Problem, dass, falls die Zeit für die Fahrgeschwindigkeit, den Ruhezustand, die Einlassströmungsrate oder andere zu erfüllende Bedingungen kurz war, ein ausreichendes Entfrosten nicht möglich war. Insbesondere endete zum Beispiel bei der Annahme des Entfrostens, wenn das Fahrzeug steht (beim Warten auf einen Ampelwechsel während des normalen Fahrens) selbst beim Schalten des Wärmepumpenkreises vom Heizbetrieb zum Entfrostungsbetrieb der Ruhezustand häufig, bevor sich der Kreis stabilisierte, sodass ein ausreichendes Entfrosten nicht möglich war.In the prior art, however, the defrosting (switching from heating operation to defrosting operation) required the operation of the four-way valve to switch the flow direction of the refrigerant. Switching took time. Therefore, there was a problem that if the time for the vehicle speed, the resting state, the intake flow rate or other conditions to be met was short, sufficient defrosting was not possible. In particular, assuming defrosting, for example, when the vehicle is stationary (waiting for a traffic light change during normal driving), even when switching the heat pump cycle from the heating operation to the defrosting operation, the resting state ends before the cycle stabilized, so that sufficient defrosting is not possible was.
DE 101 23 830 A1 offenbart ein Wärmekreissystem für Heizbetrieb, in welchem beginnend von einer Abgabeseite eines Kompressors ein Steuerventil, ein Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher und ein Innenwärmetauscher in dieser Reihenfolge angeordnet sind. Das Wärmekreissystem nach dieser bekannten Technik veranlasst den Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher zur Wärmeabstrahlung, das Steuerventil zur Druckreduzierung und den Innenwärmetauscher zur Wärmeabsorption, wenn ein Heizbetrieb durchgeführt werden soll. Insbesondere ist dieses System dahingehend gestaltet, dass ein Außenwärmetauscher während des Heizbetriebs im Bypass umgangen wird. Daher kann dieses Wärmekreissystem den Außenwärmetauscher nicht entfrosten. DE 101 23 830 A1 discloses a heat cycle system for heating operation in which, starting from a discharge side of a compressor, a control valve, a water / refrigerant heat exchanger and an indoor heat exchanger are arranged in this order. The thermal cycle system according to this prior art technique causes the water / refrigerant heat exchanger for heat radiation, the pressure reduction control valve, and the indoor heat exchanger for heat absorption when a heating operation is to be performed. In particular, this system is designed so that an outdoor heat exchanger is bypassed during the heating operation in the bypass. Therefore, this heat cycle system can not defrost the outdoor heat exchanger.
DE 103 09 779 A1 offenbart ein Wärmekreissystem für Heizbetrieb, in welchem ausgehend von einer Abgabeseite eines Kompressors ein Innenwärmetauscher, ein Steuerventil und ein Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher in dieser Reihenfolge angeordnet sind. Während des Heizbetriebs veranlasst dieses bekannte System den Innenwärmetauscher zur Wärmeabstrahlung, das Steuerventil zur Druckreduzierung und den Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher zur Wärmeabsorption. Auch bei diesem System ist vorgesehen, dass ein Außenwärmetauscher während des Heizbetriebs im Bypass umgangen wird. Daher kann auch dieses Wärmekreissystem den Außenwärmetauscher nicht entfrosten. DE 103 09 779 A1 discloses a heat cycle system for heating operation in which, starting from a discharge side of a compressor, an indoor heat exchanger, a control valve and a water / refrigerant heat exchanger are arranged in this order. During the heating operation, this known system causes the indoor heat exchanger for heat radiation, the pressure reducing control valve and the water / refrigerant heat exchanger for heat absorption. Also in this system, it is provided that an outdoor heat exchanger is bypassed during the heating operation in the bypass. Therefore, even this heat cycle system can not defrost the outdoor heat exchanger.
DE 2002 001 233 A1 ist eine frühere Anmeldung der Anmelderin und offenbart ein Wärmekreissystem für Heizbetrieb, in welchem ausgehend von einer Abgabeseite eines Kompressors ein Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher, ein Steuerventil, ein Innenwärmetauscher und ein Außenwärmetauscher in dieser Reihenfolge angeordnet sind. Während eines Heizbetriebs veranlasst dieses System den Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher zur Wärmeabstrahlung, das Steuerventil zur Druckreduzierung, den Innenwärmetauscher zur Abstrahlung oder zur Absorption von Wärme und den Außenwärmetauscher zur Absorption von Wärme. Diese frühere Technik bezieht sich speziell auf ein Entfeuchtungs-Wärmesystem. Dabei wird in Abhängigkeit von der Klimatisierungslast der Innenwärmetauscher als Wärmeabsorber oder als Wärmeradiator betrieben. DE 2002 001 233 A1 is a prior application of the applicant and discloses a heat cycle system for heating operation in which, starting from a discharge side of a compressor, a water / refrigerant heat exchanger, a control valve, an indoor heat exchanger and an outdoor heat exchanger are arranged in this order. During a heating operation, this system causes the water / refrigerant heat exchanger for heat dissipation, the pressure reducing control valve, the indoor heat exchanger for radiating or absorbing heat, and the outdoor heat exchanger for absorbing heat. This earlier technique specifically refers to a dehumidifying heating system. In this case, depending on the air conditioning load, the indoor heat exchanger is operated as a heat absorber or as a heat radiator.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Es ist deshalb unter Berücksichtigung des obigen Problems eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Wärmekreissystem, das augenblicklich zu einem Entfrostungsbetrieb schalten kann, wenn ein Entfrosten während eines Heizbetriebs erforderlich ist, sowie eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren dafür vorzusehen.It is therefore an object of the present invention, in view of the above problem, to provide a thermal cycle system which can instantly switch to a defrosting operation when defrosting is required during a heating operation, and a control apparatus and a control method therefor.
Um die obige Aufgabe zu lösen, verwendet die vorliegende Erfindung die folgenden technischen Maßnahmen: In order to achieve the above object, the present invention uses the following technical measures:
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Wärmepumpenkreissystem vorgesehen, mit einem Kompressor (111), der ein auf eine hohe Temperatur und einen hohen Druck komprimiertes Kältemittel ausgibt, einem Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher (112), der Wärme zwischen dem vom Kompressor (111) ausgegebenen Kältemittel und einem zum Einstellen der Temperatur einer Wärmeabgabevorrichtung (10) benutzten und als Wärmequelle einer Heizvorrichtung (122) benutzten warmen Wasser austauscht, einem Druckverminderungsventil (113), dessen Öffnungsgrad geändert werden kann und das den Druck des vom Wasser/ Kältemittel-Wärmetauscher (112) ausgegebenen Kältemittels reduzieren kann, einem Außenwärmetauscher (114), der Wärme zwischen dem aus dem Druckverminderungsventil (113) ausströmenden Kältemittel und der Außenluft austauscht und das Kältemittel zur Seite des Kompressors (111) zurückführt, und einer Steuervorrichtung (130) zum Ausführen eines eines ersten Betriebsmodus zum Steuern des Öffnungsgrades auf einen vorbestimmten Öffnungsgrad, um den Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher (112) Wärme vom Kältemittel an das warme Wasser abstrahlen zu lassen, eines zweiten Betriebsmodus zum Steuern des Öffnungsgrades derart, dass eine Temperatur des vom Kompressor (111) ausgegebenen Kältemittels im Wesentlichen gleich einer Temperatur des warmen Wassers am Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher (112) wird, um den Außenwärmetauscher (114) Wärme vom Kältemittel an die Außenluft abstrahlen zu lassen, und eines dritten Betriebsmodus, um den Öffnungsgrad größer als im zweiten Betriebsmodus zu machen, um so den Druck des vom Kompressor (111) ausgegebenen Kältemittels zu senken, um die Temperatur des Kältemittels niedriger als die Temperatur des warmen Wassers zu machen und dadurch den Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher (112) dazu zu bringen, das Kältemittel Wärme von dem warmen Wasser absorbieren zu lassen, und den Außenwärmetauscher (114) dazu zu bringen, das Kältemittel Wärme an die Außenluft abstrahlen zu lassen.According to a first aspect of the present invention, there is provided a heat pump cycle system comprising a compressor ( 111 ), which outputs a refrigerant compressed to a high temperature and a high pressure, a water / refrigerant heat exchanger ( 112 ), the heat between the compressor ( 111 ) discharged refrigerant and a temperature for adjusting a heat output device ( 10 ) and as the heat source of a heating device ( 122 ) exchanged warm water, a pressure reducing valve ( 113 ) whose degree of opening can be changed and which is the pressure of the water / refrigerant heat exchanger ( 112 ) can reduce a spent refrigerant, an outdoor heat exchanger ( 114 ), the heat between the pressure reducing valve ( 113 ) exchanged refrigerant and the outside air and the refrigerant to the side of the compressor ( 111 ), and a control device ( 130 ) for executing a first operation mode for controlling the opening degree to a predetermined opening degree to the water / refrigerant heat exchanger ( 112 ) Radiate heat from the refrigerant to the warm water, a second mode of operation for controlling the degree of opening such that a temperature of the compressor ( 111 ) discharged refrigerant substantially equal to a temperature of the warm water at the water / refrigerant heat exchanger ( 112 ) to the outdoor heat exchanger ( 114 ) To radiate heat from the refrigerant to the outside air, and a third mode of operation to make the opening degree larger than in the second mode of operation, so as to reduce the pressure of the compressor ( 111 ) to lower the temperature of the refrigerant lower than the temperature of the warm water and thereby the water / refrigerant heat exchanger ( 112 ) to cause the refrigerant to absorb heat from the warm water, and the outdoor heat exchanger ( 114 ) to cause the refrigerant to radiate heat to the outside air.
Hierdurch wird es durch Ausführen des ersten Betriebsmodus möglich, das warme Wasser zu heizen, um ein Heizen an der Heizvorrichtung (122) möglich zu machen oder das Heizvermögen zu steigern. In diesem Heizbetrieb kann die Niedertemperatur-Außenluft den Außenwärmetauscher (114) frosten lassen. Deshalb kann durch Ausführen des zweiten Betriebsmodus zum Ausführen des ersten Betriebsmodus die Wärme der Kompressionsarbeit am Kompressor (111) am Außenwärmetauscher (114) ohne Beeinflussen der Temperatur des warmen Wassers an die Außenluft freigesetzt werden, sodass ein Heizen der Außenluftseite möglich wird. Das heißt, ein Frosten am Außenwärmetauscher (114) kann von einer frühen Stufe an verhindert werden. Weiter können durch Ausführen des dritten Betriebsmodus die Wärme der Kompressionsarbeit am Kompressor (111) und die vom warmen Wasser absorbierte Wärme am Außenwärmetauscher (114) an die Außenluft freigesetzt werden, sodass die Menge der abgestrahlten Wärme erhöht werden kann und der Außenwärmetauscher (114) entfrostet werden kann. Ferner kann ein Schalten zum zweiten Betriebsmodus und dritten Betriebsmodus durch einfaches Ändern des Öffnungsgrades des Druckverminderungsventils (113) zur größeren Seite durchgeführt werden, ohne die Strömungsrichtung des Kältemittels zu ändern, sodass ein augenblickliches Entfrosten möglich wird.As a result, by performing the first operation mode, it becomes possible to heat the warm water to heat the heater (FIG. 122 ) or to increase the heating capacity. In this heating mode, the low-temperature outside air can heat the outdoor heat exchanger ( 114 ). Therefore, by executing the second operation mode for executing the first operation mode, the heat of the compression work on the compressor (FIG. 111 ) on the outdoor heat exchanger ( 114 ) are released to the outside air without affecting the temperature of the warm water, so that heating of the outside air side becomes possible. That is, a frost on the outdoor heat exchanger ( 114 ) can be prevented from an early stage. Further, by executing the third operation mode, the heat of the compression work on the compressor ( 111 ) and the heat absorbed by the warm water at the outdoor heat exchanger ( 114 ) are released to the outside air, so that the amount of radiated heat can be increased and the outdoor heat exchanger ( 114 ) can be defrosted. Further, switching to the second operation mode and the third operation mode can be made by simply changing the opening degree of the depressurizing valve (FIG. 113 ) to the larger side without changing the flow direction of the refrigerant, so that instantaneous defrosting becomes possible.
Vorzugsweise macht die Steuervorrichtung (130) den Öffnungsgrad bei der Ausführung des dritten Betriebsmodus ganz auf.Preferably, the control device ( 130 ) fully open the opening degree when executing the third operation mode.
Hierdurch kann der die Ausgabeseite des Kompressors (111) bildende hochdruckseitige Druck maximal abgesenkt werden und die Menge der aus dem warmen Wasser absorbierten Wärme kann erhöht werden, sodass es möglich ist, die Menge der am Außenwärmetauscher (114) abgestrahlten Wärmemenge zu vergrößern und die Entfrostungswirkung weiter zu verbessern.This allows the output side of the compressor ( 111 ) can be maximally lowered and the amount of heat absorbed from the warm water can be increased, so that it is possible to increase the amount of heat exchanger on the outdoor heat exchanger ( 114 ) to increase radiated heat and to further improve the defrosting effect.
Bevorzugter macht die Steuervorrichtung (130) eine Ausgabemenge des Kompressors (111) bei Ausführung des dritten Betriebsmodus maximal.More preferably, the control device ( 130 ) an output quantity of the compressor ( 111 ) at execution of the third operation mode maximum.
Hierdurch ist es möglich, die Menge der am Außenwärmetauscher (114) abgestrahlten Wärme zu erhöhen, sodass die Entfrostungswirkung weiter verbessert werden kann.This makes it possible, the amount of heat exchanger on the outdoor ( 114 ), so that the defrosting effect can be further improved.
Bevorzugter schaltet die Steuervorrichtung (130) vom ersten Betriebsmodus zum zweiten Betriebsmodus oder zum dritten Betriebsmodus und schaltet vom zweiten Betriebsmodus zum dritten Betriebsmodus durch Ändern des Öffnungsgrades in der Öffnungsrichtung, während der Kompressor (111) in Betrieb ist.More preferably, the control device ( 130 ) from the first operating mode to the second operating mode or to the third operating mode and switches from the second operating mode to the third operating mode by changing the opening degree in the opening direction, while the compressor ( 111 ) is in operation.
Hierdurch kann zum zweiten Betriebsmodus oder zum dritten Betriebsmodus ohne die zum Anhalten und Neustarten des Kompressors (111) erforderliche Zeit und die Zeit, bis sich der Kreisdruck stabilisiert, geschaltet werden, sodass ein Entfrosten in einer kurzen Zeit (augenblicklich) durchgeführt werden kann.This allows the second mode of operation or the third mode of operation without stopping and restarting the compressor ( 111 ) and the time until the circular pressure stabilizes are switched, so that defrosting can be performed in a short time (instantaneously).
Bevorzugter ist das System an einem Fahrzeug montiert und die Steuervorrichtung (130) führt den zweiten Betriebsmodus aus, wenn eine Strömungsrate der in den Außenwärmetauscher (114) strömenden Außenluft oder eine mit der Strömungsrate zusammenhängende physikalische Größe einen ersten vorbestimmten Wert übersteigt oder das Fahrzeug in Bewegung ist.More preferably, the system is mounted on a vehicle and the control device ( 130 ) performs the second mode of operation when a flow rate into the outdoor heat exchanger ( 114 ) flowing outside air or one with the Flow rate related physical quantity exceeds a first predetermined value or the vehicle is in motion.
Hierdurch werden, wenn die Strömungsrate der in den Außenwärmetauscher (114) strömenden Außenluft oder eine mit dieser Strömungsrate zusammenhängende physikalische Größe einen ersten vorbestimmten Wert überschreitet, die Bedingungen für das Kühlen des Außenwärmetauschers (114) durch die Außenluft förderlicher. Deshalb wird in diesem Fall der die Temperatur des warmen Wassers nicht beeinflussende zweite Betriebsmodus bevorzugt ausgeführt.As a result, when the flow rate of the into the outdoor heat exchanger ( 114 ) outside air or a physical quantity related to this flow rate exceeds a first predetermined value, the conditions for cooling the outdoor heat exchanger ( 114 ) by the outside air conducive. Therefore, in this case, the second operating mode not affecting the temperature of the warm water is preferably carried out.
Bevorzugter ist das System an einem Fahrzeug montiert und die Steuervorrichtung (130) führt den dritten Betriebsmodus aus, wenn eine Strömungsrate der in den Außenwärmetauscher (114) strömenden Außenluft oder eine mit der Strömungsrate zusammenhängende physikalische Größe ein zweiter vorbestimmter Wert oder kleiner ist oder das Fahrzeug steht.More preferably, the system is mounted on a vehicle and the control device ( 130 ) performs the third mode of operation when a flow rate into the outdoor heat exchanger ( 114 ) outside air or a physical quantity related to the flow rate is a second predetermined value or smaller or the vehicle is stationary.
Hierdurch werden, falls die Strömungsrate der in den Außenwärmetauscher (114) strömenden Außenluft oder eine mit dieser Strömungsrate zusammenhängende physikalische Größe ein zweiter vorbestimmter Wert oder kleiner ist, die Bedingungen für das Kühlen des Außenwärmetauschers (114) durch die Außenluft ungünstiger, sodass bevorzugt das Entfrosten durch den dritten Betriebsmodus durchgeführt wird.As a result, if the flow rate into the outdoor heat exchanger ( 114 ) or a physical quantity related to this flow rate is a second predetermined value or less, the conditions for cooling the outdoor heat exchanger ( 114 ) by the outside air unfavorable, so preferably the defrosting is performed by the third mode of operation.
Vorzugsweise ist der erste vorbestimmte Wert auf einen Wert des vorbestimmten Werts oder größer eingestellt. Hierdurch werden keine Widersprüche in der Steuerung herausgefordert.Preferably, the first predetermined value is set to a value of the predetermined value or greater. As a result, no contradictions in the control are challenged.
Vorzugsweise ist das System an einem Fahrzeug montiert und die Steuervorrichtung (130) stoppt den Betrieb des Kompressors (111), wenn eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs eine vorbestimmte Geschwindigkeit oder größer ist.Preferably, the system is mounted on a vehicle and the control device ( 130 ) stops the operation of the compressor ( 111 ) when a traveling speed of the vehicle is a predetermined speed or greater.
Hierdurch ist, da die Warmwassertemperatur, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, durch die vom Motor (10) selbst abgegebene Wärme erhöht wird und das Heizvermögen der Heizvorrichtung (122) gewährleistet ist, eine Ausführung des ersten Betriebsmodus nicht erforderlich und die für den Betrieb des Kompressors (111) benutzte Energie kann reduziert werden. Ferner kann auch im zweiten Betriebsmodus der Kompressor (111) einmal gestoppt werden, um die Energie für den Betrieb des Kompressors (111) zu reduzieren. In this way, since the hot water temperature, when the vehicle speed is high, by that of the engine ( 10 ) self-emitted heat is increased and the heating capacity of the heater ( 122 ), an execution of the first operating mode is not required and for the operation of the compressor ( 111 ) used energy can be reduced. Furthermore, even in the second operating mode, the compressor ( 111 ) to stop the energy for the operation of the compressor ( 111 ) to reduce.
Vorzugsweise führt die Steuervorrichtung (130) den dritten Betriebsmodus aus, wenn die Temperatur des warmen Wassers eine erste vorbestimmte Temperatur oder mehr ist.Preferably, the control device ( 130 ), the third operation mode when the temperature of the warm water is a first predetermined temperature or more.
Hierdurch kann Wärme aus dem warmen Wasser aufgenommen werden, sodass die Entfrostungswirkung durch die Ausführung des dritten Betriebsmodus zuverlässig erreicht werden kann.As a result, heat can be absorbed from the warm water, so that the defrosting effect can be reliably achieved by the execution of the third operation mode.
Vorzugsweise stoppt die Steuervorrichtung (130) den dritten Betriebsmodus, wenn die Temperatur des warmen Wassers die erste vorbestimmte Temperatur oder mehr ist.Preferably, the control device stops ( 130 ) the third operation mode when the temperature of the warm water is the first predetermined temperature or more.
Hierdurch kann Wärme aus dem warmen Wasser ausreichend aufgenommen werden, sodass der dritte Betriebsmodus gestoppt wird.As a result, heat from the warm water can be sufficiently absorbed, so that the third operation mode is stopped.
Vorzugsweise stoppt die Steuervorrichtung (130) den Betrieb des Kompressors (111), wenn die Temperatur des warmen Wassers eine zweite vorbestimmte Temperatur, die größer als die erste vorbestimmte Temperatur eingestellt ist, oder größer ist.Preferably, the control device stops ( 130 ) the operation of the compressor ( 111 ) when the temperature of the warm water is a second predetermined temperature set greater than the first predetermined temperature or greater.
Hierdurch wird die Temperatur des warmen Wassers ausreichend erhöht, sodass es kein Problem gibt, selbst wenn die Wärme des warmen Wassers durch den ersten Betriebsmodus gestoppt wird und der Betrieb des Kompressors (111) gestoppt wird.This sufficiently raises the temperature of the warm water, so that there is no problem even if the warm water is stopped by the first operation mode and the operation of the compressor ( 111 ) is stopped.
Vorzugsweise ist die Heizvorrichtung (122) mit einer Luftstromschaltklappe (123a) versehen, die die Menge der der Heizvorrichtung (122) zugeführten Heizluft durch Vergrößern ihres eigenen Öffnungsgrades erhöht, und die Steuervorrichtung (130) führt den dritten Betriebsmodus aus, wenn der Öffnungsgrad ein vorbestimmter Öffnungsgrad oder kleiner ist, und stoppt den dritten Betriebsmodus, wenn er über dem vorbestimmten Öffnungsgrad liegt.Preferably, the heating device ( 122 ) with an airflow switching flap ( 123a) provided that the amount of the heater ( 122 ) is increased by increasing its own opening degree, and the control device ( 130 ) executes the third operation mode when the opening degree is a predetermined opening degree or less, and stops the third operation mode when it is over the predetermined opening degree.
Hierdurch ist, wenn der Öffnungsgrad der Luftstromschaltklappe (123) ein vorbestimmter Öffnungsgrad oder kleiner ist, keine so hohe Temperatur der durch die Heizvorrichtung (122) geheizten Klimaluft erforderlich, sodass der dritte Betriebsmodus bevorzugt ausgeführt wird. Ferner ist über dem vorbestimmten Öffnungsgrad eine hohe Temperatur der Klimaluft aus der Heizvorrichtung (122) erforderlich, sodass der dritte Betriebsmodus gestoppt wird, sodass Wärme nicht länger aus dem warmen Wasser aufgenommen wird und die Heiztemperatur gesichert werden kann.As a result, when the opening degree of the air flow switching flap ( 123 ) is a predetermined degree of opening or smaller, not so high a temperature of the heating device ( 122 ) heated climatic air required, so that the third operating mode is preferably carried out. Further, above the predetermined opening degree, a high temperature of the air-conditioning air from the heater (FIG. 122 ), so that the third mode of operation is stopped, so that heat can no longer be absorbed from the warm water and the heating temperature can be secured.
Vorzugsweise beurteilt die Steuervorrichtung (130) eine Möglichkeit des Ausführens des zweiten Betriebsmodus oder des dritten Betriebsmodus basierend auf einer Betriebszeit des ersten Betriebsmodus oder basierend auf einem Temperaturunterschied der Temperatur der Außenluft und wenigstens einer der Kältemitteltemperatur am Außenwärmetauscher (114) einschließlich Rohrleitungsteilen des Kältemittels oder seiner Oberflächentemperatur oder der Temperatur der Außenluft nach Durchströmen des Außenwärmetauschers (114).Preferably, the control device judges ( 130 ) a possibility of executing the second operation mode or the third operation mode based on an operation time of the first operation mode or based on a temperature difference of the temperature of the outside air and at least one of the refrigerant temperature am Outdoor heat exchanger ( 114 ) including pipeline parts of the refrigerant or its surface temperature or the temperature of the outside air after flowing through the external heat exchanger ( 114 ).
Hierdurch wird die Notwendigkeit zum Entfrosten durch Ausführen des zweiten Betriebsmodus oder des dritten Betriebsmodus klar und ein effektives Entfrosten wird möglich.Thereby, the necessity for defrosting by executing the second operation mode or the third operation mode becomes clear and effective defrosting becomes possible.
Vorzugsweise stoppt die Steuervorrichtung (130) die Ausführung des zweiten Betriebsmodus oder des dritten Betriebsmodus, wenn die Kältemitteltemperatur am Außenwärmetaucher (114) einschließlich Rohrleitungsteilen des Kältemittels oder seine Oberflächentemperatur eine dritte vorbestimmte Temperatur oder größer ist.Preferably, the control device stops ( 130 ) the execution of the second operating mode or the third operating mode when the refrigerant temperature at the outdoor heat exchanger ( 114 ) including piping parts of the refrigerant or its surface temperature is a third predetermined temperature or more.
Hierdurch kann der Zustand des Beseitigens des Frostzustands im Außenwärmetauscher (114) geklärt und das minimal erforderliche Ausmaß des zweiten Betriebsmodus oder des dritten Betriebsmodus ausgeführt werden.Thereby, the state of eliminating the frost condition in the outdoor heat exchanger ( 114 ), and the minimum required amount of the second operation mode or the third operation mode is executed.
Vorzugsweise ist das Kältemittel Kohlendioxid.Preferably, the refrigerant is carbon dioxide.
Hierdurch können bei der Verwendung von Kohlendioxid für das Kältemittel die Strömungsrate und das Gewicht im Kreislauf im Vergleich zu einem gewöhnlichen Kältemittel wie beispielsweise einem CFC erhöht werden, sodass eine effektive Wärmeübertragung durch das Kohlendioxid-Kältemittel möglich wird. Insbesondere wird es möglich, ein Entfrosten durch den zweiten und den dritten Betriebsmodus in einer kurzen Zeit durchzuführen.Hereby, with the use of carbon dioxide for the refrigerant, the flow rate and the weight in the cycle can be increased as compared with an ordinary refrigerant such as CFC, so that effective heat transfer by the carbon dioxide refrigerant becomes possible. In particular, it becomes possible to perform defrosting by the second and third operation modes in a short time.
Weiter ist gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Steuervorrichtung für ein Wärmekreissystem vorgesehen. Die technische Bedeutung ist im Wesentlichen gleich jener des Wärmekreissystems des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung.Further, according to a second aspect of the present invention, there is provided a control apparatus for a thermal cycle system. The technical meaning is substantially the same as that of the thermal cycle system of the first aspect of the present invention.
Ferner ist gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Steuerverfahren für ein Wärmekreissystem vorgesehen. Die technische Bedeutung ist im Wesentlichen gleich jener der Steuervorrichtung des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung.Further, according to a third aspect of the present invention, there is provided a control method for a thermal cycle system. The technical meaning is substantially the same as that of the control device of the second aspect of the present invention.
Man beachte, dass die Ziffern in Klammern nach den obigen Einrichtungen die Korrespondenz zu speziellen Einrichtungen zeigen, die in den später genannten Ausführungsbeispielen beschrieben sind.Note that the numbers in parentheses after the above devices show the correspondence to specific devices described in the later-mentioned embodiments.
Figurenlistelist of figures
Diese und weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen klarer. Darin zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaus eines Wärmekreissystems in einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 2A bis 2C Darstellungen zum Erläutern des Betriebszustandes zur Zeit eines Heizvorgangs (Warmwasser-Heizmodus);
- 3 einen ersten Teil eines Ablaufdiagramms der durch die Steuervorrichtung ausgeführten Steuerung im ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 4 einen zweiten Teil eines Ablaufdiagramms der durch die Steuervorrichtung ausgeführten Steuerung im ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 5 eine schematische Darstellung des Betriebszustandes zur Zeit eines Entfrostungsvorgangs (Entfrostungsmodus 2);
- 6 einen ersten Teil eines Ablaufdiagramms der durch die Steuervorrichtung ausgeführten Steuerung in einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 7 einen ersten Teil eines Ablaufdiagramms der durch die Steuervorrichtung ausgeführten Steuerung in einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
- 8 eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaus eines Wärmekreissystems in einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
These and other objects and features of the present invention will become more apparent from the following description of the preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. Show: - 1 a schematic representation of the overall structure of a heat cycle system in a first embodiment of the present invention;
- 2A to 2C Representations for explaining the operating state at the time of a heating process (hot water heating mode);
- 3 a first part of a flowchart of the executed by the controller control in the first embodiment of the present invention;
- 4 a second part of a flowchart of the executed by the controller control in the first embodiment of the present invention;
- 5 a schematic representation of the operating state at the time of a defrosting operation (defrosting mode 2 );
- 6 a first part of a flowchart of the executed by the control device controller in a second embodiment of the present invention;
- 7 a first part of a flowchart of the executed by the controller control in a third embodiment of the present invention; and
- 8th a schematic representation of the overall structure of a heat cycle system in a fourth embodiment of the present invention.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die anhängenden Figuren im Detail beschrieben.Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the attached drawings.
(Erstes Ausführungsbeispiel)(First embodiment)
Es wird nun ein Wärmekreissystem 100 eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung Bezug nehmend auf 1 bis 5 erläutert. 1 ist eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaus des Wärmekreissystems 100, 2A bis 2C sind Darstellungen zum Erläutern des Betriebszustandes zur Zeit eines Heizvorgangs (Warmwasser-Heizmodus), 3 und 4 sind Teile eines Ablaufdiagramms der durch eine Steuervorrichtung 130 ausgeführten Steuerung, und 5 ist eine schematische Darstellung des Betriebszustands zur Zeit eines Entfrostungsvorgangs (Entfrostungsmodus 2).It is now a thermal cycle system 100 a first embodiment of the present invention with reference to 1 to 5 explained. 1 is a schematic representation of the overall structure of the heat cycle system 100 . 2A to 2C Figs. 10 are diagrams for explaining the operation state at the time of a heating operation (hot water heating mode), 3 and 4 are parts of a flowchart by a control device 130 running control, and 5 is a schematic representation of the operating state at the time of a defrosting operation (defrosting mode 2 ).
Wie in 1 dargestellt, ist das Wärmekreissystem 100 in einem Fahrzeug mit einem Motor 10 als Antriebsquelle zum Betrieb vorgesehen und kann nicht nur für seinen inhärenten Heizbetrieb, sondern auch für einen Kühlbetrieb verwendet werden. Es besteht hauptsächlich aus einem Wärmepumpenkreis 110, einem, Innengerät 120 mit einem Heizkern 122, einer Steuervorrichtung 130, usw. Hierbei ist das zum Zirkulieren durch den Wärmepumpenkreis 110 benutzte Kältemittel Kohlendioxid (CO2). Das System wird manchmal in einem Zustand benutzt, bei dem der hochdruckseitige Druck höher als ein kritischer Druck ist. As in 1 pictured is the heat cycle system 100 in a vehicle with a motor 10 is provided as a drive source for operation and can be used not only for its inherent heating operation but also for a cooling operation. It mainly consists of a heat pump circuit 110 , one, indoor unit 120 with a heating core 122 , a control device 130 , etc. This is for circulating through the heat pump cycle 110 used refrigerant carbon dioxide (CO 2 ). The system is sometimes used in a state where the high-pressure side pressure is higher than a critical pressure.
Der Motor (entspricht der Wärmeabgabevorrichtung in der vorliegenden Erfindung) 10 ist mit einem Kühlkreis 11 versehen. Dieser Kühlkreis 11 ist mit einem Kühler 11a versehen. Eine nicht dargestellte Wasserpumpe wird benutzt, um Kühlwasser (warmes Wasser) zur Motorkühlung durchs Innere des Kühlkreises 11 zu zirkulieren. Der Kühler 11a wird benutzt, um die Temperatur des Kühlwassers auf einen vorbestimmten Temperaturbereich (zum Beispiel 90 bis 110°C) einzustellen (zu regeln). Weiter ist der Motor 10 mit einem Warmwasserkreis 12 versehen. Eine nicht dargestellte Wasserpumpe wird benutzt, um das obige Kühlwasser (warmes Wasser) darin zu zirkulieren. Der Warmwasserkreis 12 (hier der Auslass des Motors 10) ist mit einem Wassertemperatursensor 12a zum Erfassen der Temperatur des durch ihn zirkulierenden warmen Wassers versehen. Ein vom Wassertemperatursensor 12a ausgegebenes Wassertemperatursignal wird einer später erläuterten Steuervorrichtung 130 eingegeben.The engine (corresponding to the heat dissipation device in the present invention) 10 is provided with a refrigeration cycle 11 Provided. This cooling circuit 11 is with a radiator 11a Provided. A water pump, not shown, is used for cooling water (warm water) for engine cooling through the interior of the cooling circuit 11 to circulate. The cooler 11a is used to adjust (regulate) the temperature of the cooling water to a predetermined temperature range (for example, 90 to 110 ° C). Next is the engine 10 with a hot water circuit 12 Provided. An unillustrated water pump is used to circulate the above cooling water (warm water) therein. The hot water circuit 12 (here the outlet of the engine 10 ) is with a water temperature sensor 12a for detecting the temperature of the circulating through it warm water. One from the water temperature sensor 12a output water temperature signal is a control device explained later 130 entered.
Der Wärmepumpenkreis 110 ist durch einen Kompressor 111, einen Wasser/ Kältemittel-Wärmetauscher 112, ein Heiznutzungs-Expansionsventil (entspricht dem Druckverminderungsventil in der vorliegenden Erfindung) 113, einem Außengerät (entspricht dem Außenwärmetauscher in der vorliegenden Erfindung) 114, ein Kanalschaltventil 115, ein Expansionsventil 116, ein Innengerät 117 und einen Speicher 118, die nacheinander in einer Ringform verbunden sind, sowie einen vom Kanalschaltventil 115 abgezweigten und mit einer Einströmseite des Speichers 118 verbundenen Zweigkanal 115a gebildet.The heat pump cycle 110 is through a compressor 111 , a water / refrigerant heat exchanger 112 a heating-use expansion valve (corresponds to the pressure-reducing valve in the present invention) 113 an outdoor unit (corresponds to the outdoor heat exchanger in the present invention) 114 , a channel switching valve 115 , an expansion valve 116 , an indoor unit 117 and a memory 118 , which are connected in succession in a ring shape, and one of the channel switching valve 115 branched off and with an inflow side of the memory 118 connected branch channel 115a educated.
Weiter ist ein Innenwärmetauscher 119 zum Wärmeaustausch zwischen dem hochdruckseitigen Kältemittel, das zwischen dem Kanalschaltventil 115 und dem Expansionsventil 116 strömt (Hochtemperatur-Kältemittel) und dem niederdruckseitigen Kältemittel, das zwischen dem Speicher 118 und dem Kompressor 111 strömt (Niedertemperatur-Kältemittel), vorgesehen.Next is an indoor heat exchanger 119 for heat exchange between the high-pressure side refrigerant, the between the channel switching valve 115 and the expansion valve 116 flows (high-temperature refrigerant) and the low-pressure refrigerant flowing between the memory 118 and the compressor 111 flows (low-temperature refrigerant), provided.
Von den den Wärmepumpenkreis 110 bildenden Geräten 111 bis 119 sind das Expansionsventil 116 und das Innengerät 117 als Komponenten der später erläuterten Inneneinheit 120 innerhalb des Fahrgastraums (innerhalb der Instrumententafel) angeordnet, während die anderen Vorrichtungen (111-115, 118 und 119) innerhalb des Motorraums des Fahrzeugs angeordnet sind.From the heat pump cycle 110 forming devices 111 to 119 are the expansion valve 116 and the indoor unit 117 as components of the indoor unit explained later 120 within the passenger compartment (inside the instrument panel) while the other devices ( 111 - 115 . 118 and 119 ) are arranged within the engine compartment of the vehicle.
Der Kompressor 111 ist eine Fluidmaschine, die durch einen nicht dargestellten Elektromotor angetrieben wird und das auf eine hohe Temperatur und einen hohen Druck komprimierte Kältemittel ausgibt. Er kann die Ausgaberate des Kältemittels durch die Betriebsgeschwindigkeit variieren. Der Kompressor 111 wird durch die später erläuterte Steuervorrichtung 130 im Betrieb und in der Ausgaberate des Kältemittels gesteuert. Weiter ist die Ausgabeseite des Kompressors 111 (zwischen dem Kompressor 111 und dem Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112) mit einem Temperatursensor 111a zum Erfassen der Temperatur des ausgegebenen Kältemittels sowie einem Drucksensor 111b zum Erfassen des Drucks des Kältemittels versehen. Das Temperatursignal und das Drucksignal, die von den Sensoren 111a und 111b ausgegeben werden, sind so konstruiert, dass sie der später erläuterten Steuervorrichtung 130 eingegeben werden. Weiter kann der Kompressor 111 von dem obigen elektrischen in einen motorbetriebenen, der einen Verstellmechanismus aufweist und vom Motor 10 durch Verbindung eines Kupplungsmechanismus angetrieben wird, abgewandelt werden.The compressor 111 is a fluid machine, which is driven by an electric motor, not shown, and outputs the compressed to a high temperature and high pressure refrigerant. It can vary the output rate of the refrigerant by the operating speed. The compressor 111 will be explained later by the control device 130 controlled during operation and in the output rate of the refrigerant. Next is the output side of the compressor 111 (between the compressor 111 and the water / refrigerant heat exchanger 112 ) with a temperature sensor 111 for detecting the temperature of the discharged refrigerant and a pressure sensor 111b provided for detecting the pressure of the refrigerant. The temperature signal and the pressure signal from the sensors 111 and 111b are outputted so as to be explained later 130 be entered. Next, the compressor 111 from the above electrical to a motorized one having an adjustment mechanism and from the engine 10 is driven by connecting a clutch mechanism, be modified.
Der Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112 ist ein Wärmetauscher, der innen mit einem Kältemittelkanal und einem Warmwasserkanal ausgebildet ist, die einander zugewandt sind. Der Kältemittelkanal transportiert das vom Kompressor 111 ausgegebene Kältemittel, während der Warmwasserkanal das warme Wasser des Warmwasserkreises 12 transportiert. Der Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112 tauscht Wärme zwischen dem Kältemittel und dem warmen Wasser aus.The water / refrigerant heat exchanger 112 is a heat exchanger formed inside with a refrigerant passage and a hot water passage facing each other. The refrigerant channel transports this from the compressor 111 discharged refrigerant, while the hot water channel, the warm water of the hot water circuit 12 transported. The water / refrigerant heat exchanger 112 exchanges heat between the refrigerant and the warm water.
Das Heiznutzungs-Expansionsventil 113 ist eine Druckverminderungseinrichtung zum Reduzieren des Drucks (Senken der Temperatur und Senken des Drucks) des vom Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112 ausströmenden Kältemittels. Die später erläuterte Steuervorrichtung 130 wird verwendet, um seinen Öffnungsgrad zu verändern und das Maß der Druckverminderung einzustellen. Ferner wird, wenn der Ventilöffnungsgrad von klein zu groß geändert wird, das Maß der Druckverminderung des Kältemittels kleiner. Am maximalen Ventilöffnungsgrad ist es möglich, keine Druckverminderungsfunktion einzustellen.The heating utilization expansion valve 113 is a pressure reducing means for reducing the pressure (lowering the temperature and lowering the pressure) of the water / refrigerant heat exchanger 112 outflowing refrigerant. The later explained control device 130 is used to change its opening degree and adjust the degree of pressure reduction. Further, when the valve opening degree is changed from small to large, the amount of pressure reduction of the refrigerant becomes smaller. At the maximum valve opening degree, it is possible to set no depressurization function.
Das Außengerät 114 ist ein Wärmetauscher, der vor dem Motorraum des Fahrzeugs (zum Beispiel hinter dem Kühlergrill) angeordnet ist und Wärme zwischen dem aus dem Heiznutzungs-Expansionsventil 113 ausströmenden Kältemittel und der in den Motorraum strömenden Außenluft austauscht. Die Kältemittelausströmseite des Außengeräts 114 (zwischen dem Außengerät 113 und dem Kanalschaltventil 115) ist mit einem Temperatursensor 114a zum Erfassen der Temperatur des aus dem Außengerät 114 ausströmenden Kältemittels versehen. Das vom Temperatursensor 114a ausgegebene Temperatursignal wird der später erläuterten Steuervorrichtung 130 eingegeben.The outdoor unit 114 is a heat exchanger, which is located in front of the engine compartment of the vehicle (for example, behind the grille) and heat between the heating use expansion valve 113 escaping refrigerant and the outside air flowing into the engine compartment. The refrigerant outflow side of the outdoor unit 114 (between the outdoor unit 113 and the channel switching valve 115 ) is with a temperature sensor 114a for detecting the temperature of the outdoor unit 114 provided outflowing refrigerant. That of the temperature sensor 114a output temperature signal will be explained later control device 130 entered.
Das Kanalschaltventil 115 ist ein Dreiwegeventil zum Schalten des aus dem Außengerät 114 ausströmenden Kältemittelstroms zur Seite des Zweigkanals 115a (d.h. des Speichers 118) oder zur Seite des Innen Wärmetauschers 119 (d.h. des Expansionsventils 116). Es wird durch die später erläuterte Steuervorrichtung 130 im Kanalschaltvorgang gesteuert.The channel switching valve 115 is a three-way valve for switching the outdoor unit 114 outflowing refrigerant flow to the side of the branch channel 115a (ie the memory 118 ) or to the side of the indoor heat exchanger 119 (ie the expansion valve 116 ). It will be explained later by the control device 130 controlled in the channel switching process.
Das Expansionsventil 116 ist eine Druckverminderungseinrichtung zum Reduzieren des Drucks (Senken der Temperatur und Senken des Drucks) des aus dem Außengerät 114 ausströmenden Kältemittels, wenn das Kanalschaltventil 115 zum Innenwärmetauscher 119 geschaltet wird. Dieses Expansionsventil 116 hat ein Temperaturmessteil 116a und eine mit ihm verbundene Kapillare 116b und ist ein Expansionsventil des mechanischen Typs, dessen Öffnungsgrad entsprechend der Temperatur des aus dem Außengerät 114 ausströmenden Kältemittels eingestellt wird. Insbesondere wird, wenn die Kältemitteltemperatur am Temperaturmessteil 116a hoch ist, der Öffnungsgrad zur kleineren Seite geändert, sodass der Kältemitteldruck am Außengerät 114 auf der hohen Seite gehalten wird, während, wenn dagegen die Kältemitteltemperatur am Temperaturmessteil 116a niedrig wird, der Öffnungsgrad zur größeren Seite geändert wird, sodass der Kältemitteldruck am Außengerät 114 auf der niedrigen Seite gehalten wird.The expansion valve 116 is a pressure reducer for reducing the pressure (lowering the temperature and lowering the pressure) of the outdoor unit 114 outflowing refrigerant when the channel switching valve 115 to the indoor heat exchanger 119 is switched. This expansion valve 116 has a temperature measuring part 116a and a capillary connected to it 116b and is an expansion valve of the mechanical type whose opening degree corresponds to the temperature of the outdoor unit 114 outflowing refrigerant is adjusted. In particular, when the refrigerant temperature at the temperature measuring part 116a is high, the opening degree to the smaller side changed so that the refrigerant pressure on the outdoor unit 114 is held on the high side while, on the other hand, when the refrigerant temperature at the temperature measuring part 116a is low, the opening degree is changed to the larger side, so that the refrigerant pressure on the outdoor unit 114 is held on the low side.
Das Innengerät 117 ist ein Wärmetauscher, der so angeordnet ist, dass er den gesamten Kanal innerhalb des Klimagehäuses 121 der Inneneinheit 120 kreuzt und Wärme zwischen dem am Expansionsventil 116 im Druck verminderten Kältemittel und der durch das Klimagehäuse 121 zirkulierenden Klimaluft austauscht, um so die Klimaluft zu kühlen. Die klimaluftstromabwärtige Seite des Innengeräts 117 ist mit einem Temperatursensor 117a zum Erfassen der Temperatur der gekühlten Luft versehen. Das durch diesen Temperatursensor 117a erfasste Temperatursignal wird der später erläuterten Steuervorrichtung 130 eingegeben.The indoor unit 117 is a heat exchanger that is arranged so that it covers the entire channel inside the air conditioning case 121 the indoor unit 120 crosses and heat between the expansion valve 116 in the pressure reduced refrigerant and the through the air conditioning case 121 exchanges circulating air to cool the climatic air. The air-conditioning downstream side of the indoor unit 117 is with a temperature sensor 117a provided for detecting the temperature of the cooled air. That through this temperature sensor 117a detected temperature signal will be explained later control device 130 entered.
Der Speicher 118 empfängt das aus dem Innengerät 117 ausströmende Kältemittel, trennt die Dampf- und die Flüssigkeitsphase des Kältemittels, speichert das flüssige Kältemittel und schickt das gasförmige Kältemittel und eine kleine Menge des flüssigen Kältemittels nahe am Boden (in dem Öl gelöst ist) durch den Innenwärmetauscher 119 zur Seite des Kompressors 111.The memory 118 receives this from the indoor unit 117 refrigerant leakage, separates the vapor and liquid phases of the refrigerant, stores the liquid refrigerant, and sends the gaseous refrigerant and a small amount of the liquid refrigerant near the bottom (in which oil is dissolved) through the indoor heat exchanger 119 to the side of the compressor 111 ,
Weiter ist der Innenwärmetauscher 119 zur Zeit eines Kühlvorgangs ein Wärmetauscher hauptsächlich zum Unterkühlen des aus dem Außengerät 114 ausströmenden Kältemittels und zum Überhitzen des aus dem Innengerät 117 (Speicher 118) ausströmenden Kältemittels, um die Enthalpie im Innengerät 117 zu erhöhen und die Kühlfähigkeit zu verbessern.Next is the indoor heat exchanger 119 at the time of cooling, a heat exchanger mainly for undercooling the outdoor unit 114 escaping refrigerant and overheating of the indoor unit 117 (Storage 118 ) flowing refrigerant to the enthalpy in the indoor unit 117 increase and improve the cooling ability.
Das Klimagehäuse 121 der Inneneinheit 120 ist zusätzlich zu dem obigen Innengerät 117 mit einem als Heizvorrichtung dienenden Heizkern 122 versehen. Der Heizkern 122 ist klimaluftstromab des Innengeräts 117 angeordnet. Der Heizkern 122 ist ein mit dem Warmwasserkreis 12 verbundener Wärmetauscher, um so in ihm zirkulierendes warmes Wasser zu haben und das warme Wasser als Heizquelle zum Heizen der durch ihn zirkulierenden Klimaluft zu nutzen. Ferner ist zwischen dem Heizkern 122 und dem Klimagehäuse 121 ein Bypasskanal 124 zur Zirkulation der Klimaluft an dem Heizkern 122 vorbei ausgebildet.The climate housing 121 the indoor unit 120 is in addition to the above indoor unit 117 with a heating core serving as a heater 122 Provided. The heating core 122 is klimaluftstromab the indoor unit 117 arranged. The heating core 122 is one with the hot water circuit 12 connected heat exchanger so as to have circulating in it warm water and to use the warm water as a heating source for heating the circulating through him climatic air. Furthermore, between the heater core 122 and the air conditioning case 121 a bypass channel 124 for the circulation of the climatic air at the heating core 122 trained by.
Der Heizkern 122 und der Bypasskanal 124 sind mit Luftmischklappen (entsprechen den Luftstromschaltklappen in der vorliegenden Erfindung) 123a und 123b zum Einstellen der Mengen der durch sie strömenden Klimaluft versehen. Die Luftmischklappe 123a ist eine Schwenkklappe, welche den Klimaluftdurchgang des Heizkerns 122 öffnet und schließt, während die Luftmischklappe 123b eine Schwenkklappe ist, die den Bypasskanal 124 öffnet und schließt. Entsprechend den Öffnungsgraden der Klappen 123a und 123b wird das Verhältnis der Strömungsraten der durch den Heizkern 122 zirkulierenden Heizluft und der durch den Bypasskanal 124 zirkulierenden Kühlluft eingestellt, und die Temperatur der Klimaluft stromab des Heizkerns 122 wird eingestellt. Falls zum Beispiel die Luftmischklappe 123a ganz offen und die Luftmischklappe 123b ganz geschlossen ist, ist das Ergebnis der maximale Heizmodus (Maxhot) des Heizkerns 122, während, falls dagegen die Luftmischklappe 123a ganz geschlossen und die Luftmischklappe 123b ganz offen ist, das Ergebnis der maximale Kühlmodus (Maxcool) des Innengeräts 117 ist. Die Öffnungsgrade der zwei Klappen 123a und 123b werden durch die später erläuterte Steuervorrichtung 130 gesteuert. Ferner sind die zwei Klappen 123a und 123b nicht auf Schwenktypen beschränkt und können auch Drehtypen oder Schiebetypen, usw. sein.The heating core 122 and the bypass channel 124 are with air mixing flaps (correspond to the airflow switching flaps in the present invention) 123a and 123b for adjusting the amounts of air conditioning air flowing through them. The air mix door 123a is a pivoting flap, which is the climatic air passage of the heater core 122 opens and closes while the air mix door 123b a swing flap is the bypass channel 124 opens and closes. According to the opening degrees of the flaps 123a and 123b is the ratio of the flow rates through the heater core 122 circulating hot air and through the bypass channel 124 circulating cooling air set, and the temperature of the air conditioning air downstream of the heater core 122 is set. If, for example, the air mix door 123a completely open and the air mix door 123b is completely closed, the result is the maximum heating mode (Maxhot) of the heater core 122 , while if the air mix door 123a completely closed and the air mix door 123b completely open, the result is the maximum cooling mode (Maxcool) of the indoor unit 117 is. The opening degrees of the two flaps 123a and 123b be through the later explained control device 130 controlled. Further, the two flaps 123a and 123b not limited to swing types and may also be rotary types or shift types, etc.
Die stromabwärtige Seite des Heizkerns 122 in der Inneneinheit 120 ist mit mehreren Lüftungsöffnungen im Fahrgastraum verbunden. Die durch die Luftmischklappen 123a und 123b in der Temperatur eingestellte Klimaluft wird aus den ausgewählten Lüftungsöffnungen in den Fahrgastraum ausgeblasen.The downstream side of the heater core 122 in the indoor unit 120 is connected to several vents in the passenger compartment. The by the Air mixing doors 123a and 123b Climatic air set in the temperature is blown out of the selected ventilation openings in the passenger compartment.
Eine als Steuereinrichtung dienenden Steuervorrichtung (nachfolgen die ECU) 130 besteht aus einem Mikrocomputer und seinen Peripherieschaltungen. Sie verarbeitet die verschiedenen Arten von Signalen vom Wassertemperatursensor 12a, vom Temperatursensor 111a, vom Drucksensor 111b, vom Temperatursensor 114a, vom Temperatursensor 117a, von einem nicht dargestellten Fahrzeuggeschwindigkeitssensor und einem nicht dargestellten Außenlufttemperatursensor entsprechend einem voreingestellten Programm und steuert den Betrieb und die Ausgabemenge des Kompressors 111, steuert den Öffnungsgrad des Heiznutzungs-Expansionsventils 113, schaltet die Kanäle des Kanalschaltventils 115 und steuert die Öffnungsgrade der Luftmischklappen 123a und 123b für den Kühlvorgang, den Heizvorgang und den Entfrostungsvorgang zur Zeit des Heizvorgangs, die nachfolgend erläutert werden.A control device serving as a controller (follow the ECU) 130 consists of a microcomputer and its peripheral circuits. It processes the different types of signals from the water temperature sensor 12a , from the temperature sensor 111 , from the pressure sensor 111b , from the temperature sensor 114a , from the temperature sensor 117a , from an unillustrated vehicle speed sensor and an unillustrated outside air temperature sensor according to a preset program, and controls the operation and the discharge amount of the compressor 111 , controls the opening degree of the heating use expansion valve 113 , switches the channels of the channel switching valve 115 and controls the opening degrees of the air mixing valves 123a and 123b for the cooling operation, the heating operation and the defrosting operation at the time of the heating operation, which will be explained below.
Ferner ist der Wärmepumpenkreis 110 mit zwei Ventilen zum Kältemitteleinfüllen oder Kältemittelausgeben versehen. Das heißt, ein Hochdruckventil 119a ist zwischen dem hochdruckseitigen Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112 und dem Heiznutzungs-Expansionsventil 113 angeordnet, während ein Niederdruckventil 119b zwischen dem niederdruckseitigen Innengerät 117 und dem Speicher 118 angeordnet ist. Insbesondere wird hinsichtlich der Position des Hochdruckventils 119a das Sichern der Zuverlässigkeit der Dichtungselemente für das Ventil (Gummielemente), usw. berücksichtigt, und es wird eine Position, wo das Kältemittel aus dem Kompressor 111 durch den Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112 in der Temperatur reduziert ist und die Temperaturbedingungen erleichtert werden, ausgewählt.Furthermore, the heat pump cycle 110 equipped with two valves for refrigerant charging or refrigerant discharge. That is, a high pressure valve 119a is between the high-pressure side water / refrigerant heat exchanger 112 and the heating utilization expansion valve 113 arranged while a low pressure valve 119b between the low-pressure side indoor unit 117 and the memory 118 is arranged. In particular, as regards the position of the high pressure valve 119a taking into account the reliability of the seal members for the valve (rubber members), etc., and it becomes a position where the refrigerant is discharged from the compressor 111 through the water / refrigerant heat exchanger 112 is reduced in temperature and the temperature conditions are facilitated selected.
Als nächstes wird die Funktionsweise basierend auf dem obigen Aufbau erläutert.Next, the operation will be explained based on the above construction.
Kühlvorgangcooling process
Die ECU 130 öffnet das Heiznutzungs-Expansionsventil 113 vollständig und öffnet das Kanalschaltventil 115 zur Seite des Innenwärmetauschers 119, um den Kompressor 111 zu betreiben. Hierdurch zirkuliert das vom Kompressor 111 ausgegebene Kältemittel durch den Weg des Wasser/Kältemittel-Wärmetauschers 112 → des Heiznutzungs-Expansionsventils 113 → des Außengeräts 114 → des Kanalschaltventils 115 → des Innenwärmetauschers 119 → des Expansionsventils 116 → des Innengeräts 117 → des Speichers 118 → des Innenwärmetauschers 119 → des Kompressors 111.The ECU 130 opens the heating utilization expansion valve 113 completely and opens the channel switching valve 115 to the side of the indoor heat exchanger 119 to the compressor 111 to operate. This will circulate from the compressor 111 discharged refrigerant through the path of the water / refrigerant heat exchanger 112 → the heating utilization expansion valve 113 → of the outdoor unit 114 → of the channel switching valve 115 → of the indoor heat exchanger 119 → of the expansion valve 116 → of the indoor unit 117 → of the memory 118 → of the indoor heat exchanger 119 → of the compressor 111 ,
Da sich hierbei das Heiznutzungs-Expansionsventil 113 im ganz offenen Zustand befindet, wird die Druckverminderungsfunktion des Heiznutzungs-Expansionsventils 113 nicht gezeigt, und das vom Kompressor 111 ausgegebene Hochtemperatur/ Hochdruck-Kältemittel strahlt am Innenwärmetauscher 119 Wärme an das warme Wasser des Warmwasserkreises 12 ab, um dadurch gekühlt zu werden. Weiter wird das gekühlte Kältemittel am Expansionsventil 116, dessen Öffnungsgrad durch das Temperaturmessteil 116a und die Kapillare 116b eingestellt ist, im Druck vermindert, strömt in das Innengerät 117, wird durch die Klimaluft verdampft und kühlt zu dieser Zeit die Klimaluft durch die Verdampfungswärme. Die ECU 130 steuert die Ausgabemenge des Kompressors 111 und die Öffnungsgrade der Luftmischklappen 123a und 123b (hauptsächlich mit der Klappe 123a vollständig geschlossen und der Klappe 123b vollständig geöffnet), sodass die durch den Temperatursensor 117a erfasste Temperatur der Klimaluft zu der durch den Fahrgast eingestellten Solltemperatur wird.Since this is the heating utilization expansion valve 113 is in the fully open state, the pressure reduction function of the heating use expansion valve 113 not shown, and that of the compressor 111 discharged high temperature / high pressure refrigerant radiates on the indoor heat exchanger 119 Heat to the warm water of the hot water circuit 12 to be cooled thereby. Next, the cooled refrigerant at the expansion valve 116 , Its degree of opening by the temperature measuring part 116a and the capillary 116b is set, reduced in pressure, flows into the indoor unit 117 , is evaporated by the climatic air and cools the climate air at this time by the heat of evaporation. The ECU 130 controls the output quantity of the compressor 111 and the degrees of opening of the air mixing valves 123a and 123b (mainly with the flap 123a completely closed and the flap 123b fully open), so that through the temperature sensor 117a detected temperature of the climatic air to the target temperature set by the passenger becomes.
Heizvorgangheating
Die ECU 120 öffnet das Kanalschaltventil 115 zum Zweigkanal 115a, betätigt den Kompressor 111 und steuert den Öffnungsgrad des Heiznutzungs-Expansionsventils 113 auf einen vorbestimmten Öffnungsgrad (kleiner Öffnungsgrad). Hierdurch zirkuliert das vom Kompressor 111 ausgegebene Kältemittel durch den Weg des Wasser/Kältemittel-Wärmetauschers 112 → des Heiznutzungs-Expansionsventils 113 → des Außengeräts 114 → des Kanalschaltventils 115 → des Zweigkanals 115a → des Speichers 118 → des Innenwärmetauschers 119 → des Kompressors 111.The ECU 120 opens the channel switching valve 115 to the branch channel 115a , operates the compressor 111 and controls the opening degree of the heating-use expansion valve 113 to a predetermined opening degree (small opening degree). This will circulate from the compressor 111 discharged refrigerant through the path of the water / refrigerant heat exchanger 112 → the heating utilization expansion valve 113 → of the outdoor unit 114 → of the channel switching valve 115 → of the branch channel 115a → of the memory 118 → of the indoor heat exchanger 119 → of the compressor 111 ,
Hierbei strahlt das vom Kompressor 111 ausgegeben Hochtemperatur/Hochdruck-Kältemittel am Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112 Wärme an das warme Wasser des Warmwasserkreises 12 ab und heizt das warme Wasser. Weiter strahlt das geheizte warme Wasser am Heizkern 122 Wärme an die Klimaluft ab, um die Klimaluft zu heizen. Die ECU 130 steuert die Ausgabemenge des Kompressors 111 und die Öffnungsgrade der Luftmischklappen 123a und 123b (hauptsächlich mit der Klappe 123a vollständig geöffnet und der Klappe 123b vollständig geschlossen), um die Temperatur der Klimaluft einzustellen.This radiates from the compressor 111 spent high temperature / high pressure refrigerant on the water / refrigerant heat exchanger 112 Heat to the warm water of the hot water circuit 12 and heats the warm water. Next radiates the heated warm water at the heater core 122 Heat to the climatic air to heat the climate air. The ECU 130 controls the output quantity of the compressor 111 and the degrees of opening of the air mixing valves 123a and 123b (mainly with the flap 123a completely open and the flap 123b completely closed) to adjust the temperature of the climatic air.
Ferner wird das aus dem Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112 ausströmende Kältemittel durch das Heiznutzungs-Expansionsventil 113 im Druck vermindert und strömt in das Außengerät 114. Hierbei erhält man am Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112, wie in 2A dargestellt, an einer Stufe, wo die Temperatur des warmen Wassers so niedrig wie zur Anfangsperiode des Startens des Motors 10 ist (zum Beispiel -20°C), eine große Menge abgestrahlter Wärme, der Druck wird auf den Dampf/Flüssigkeit-Zweiphasenbereich reduziert, und das Kältemittel absorbiert Wärme aus der Außenluft im Außengerät 114 und kehrt zum Kompressor 111 zurück. Ferner werden, wie in 2B dargestellt, mit dem Anstieg der Temperatur des warmen Wassers mit Verstreichen der Zeit (zum Beispiel 35 °C) die Menge der abgestrahlten Wärme am Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112 und die Menge am Außengerät 114 absorbierter Wärme kleiner. Wie in 2C dargestellt, wird, wenn man eine ausreichende Temperatur des warmen Wassers erzielt (zum Beispiel 70°C), das Kältemittel nach dem Abstrahlen der Wärme am Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112 im überhitzten Gasbereich im Druck vermindert und Wärme wird vom Kältemittel an die Außenluft im Außengerät 114 abgestrahlt. Ferner entspricht der Betriebsmodus von 2A bis 2C dem ersten Betriebsmodus in der vorliegenden Erfindung. Insbesondere wird der Betriebsmodus von 2C, nachdem die Temperatur des warmen Wassers steigt, nachfolgend als „Warmwasser-Heizmodus“ bezeichnet.Furthermore, this is from the water / refrigerant heat exchanger 112 escaping refrigerant through the heating use expansion valve 113 reduced in pressure and flows into the outdoor unit 114 , This is obtained at the water / refrigerant heat exchanger 112 , as in 2A shown at a stage where the temperature of the warm water is as low as the initial period of starting the engine 10 is (For example, -20 ° C), a large amount of radiated heat, the pressure is reduced to the steam / liquid two-phase range, and the refrigerant absorbs heat from the outside air in the outdoor unit 114 and returns to the compressor 111 back. Further, as in 2 B shown, with the increase in the temperature of the warm water with the passage of time (for example, 35 ° C), the amount of radiated heat at the water / refrigerant heat exchanger 112 and the amount on the outdoor unit 114 absorbed heat smaller. As in 2C As shown, if one obtains a sufficient temperature of the warm water (for example, 70 ° C), the refrigerant after radiating the heat at the water / refrigerant heat exchanger 112 Reduced in pressure in the superheated gas area and heat is transferred from the refrigerant to the outside air in the outdoor unit 114 radiated. Furthermore, the operating mode corresponds to 2A to 2C the first mode of operation in the present invention. In particular, the operating mode of 2C after the temperature of the warm water rises, hereinafter referred to as "hot water heating mode".
Entfrostungsvorgangdefrosting
In der Anfangsstufe zur Zeit des obigen Heizvorgangs (2A und 2B) lässt die Wärmeabsorption aus der Außenluft durch das Kältemittel am Außengerät 114 die Oberfläche des Außengeräts 114 gefrieren, sodass ein Entfrostungsvorgang notwendig wird. Basierend auf dem in 3 und 4 dargestellten Ablaufdiagramm der Steuerung führt die Ecu .130 einen Entfrostungsvorgang (Schritte S160 und S180) entsprechend verschiedenen Bedingungen durch, während ein Heizvorgang (Schritt S190) durchgeführt wird.In the initial stage at the time of the above heating process ( 2A and 2 B) allows heat to be absorbed from the outside air by the refrigerant on the outdoor unit 114 the surface of the outdoor unit 114 freeze, so that a defrosting process is necessary. Based on the in 3 and 4 As shown in the flow chart of the control, the ECU .130 performs a defrosting operation (steps S160 and S180 ) according to various conditions during a heating process (step S190 ) is carried out.
Zuerst startet in Schritt S50 die ECU 130 den Zähler eines Timers zum Zähen der Betriebszeit des Wärmepumpenkreises 110 (Heizbetriebszeit). Als nächstes liest sie in Schritt S100 die Außenlufttemperatur TAM vom Außenluftsensor, die Kältemitteltemperatur Tgcout an der Ausströmseite des Außengeräts 114 (nachfolgend als die „Außengeräte-Kältemitteltemperatur“ bezeichnet) vom Temperatursensor 114a, die Fahrzeuggeschwindigkeit vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, die Warmwassertemperatur TW vom Warmwassersensor 112a und die Kältemitteltemperatur TD an der Ausgabeseite des Kompressors 111 (nachfolgend als die „Ausgabekältemitteltemperatur“ bezeichnet) vom Temperatursensor 111a.First starts in step S50 the ECU 130 the counter of a timer for tying the operating time of the heat pump cycle 110 (Heating operation). Next she reads in step S100 the outside air temperature TAM from the outside air sensor, the refrigerant temperature Tgcout at the downstream side of the outdoor unit 114 (hereinafter referred to as the "outdoor unit refrigerant temperature") from the temperature sensor 114a , the vehicle speed from the vehicle speed sensor, the hot water temperature TW from the hot water sensor 112a and the refrigerant temperature TD at the discharge side of the compressor 111 (hereinafter referred to as the "discharge refrigerant temperature") from the temperature sensor 111 ,
In Schritt S110 wird als eine erste Entfrostungsbeurteilung durch den Timer beurteilt, ob auf dem Außengerät 113 Frost gebildet ist oder nicht. Das heißt, wenn die verstrichene Betriebszeit des Wärmepumpenkreises 110 nicht eine voreingestellte vorbestimmte Zeit oder mehr (zum Beispiel 2 Stunden) ist, wird keine Frostbildung beurteilt und die Routine geht weiter zu Schritt S120, während, wenn die vorbestimmte Zeit oder mehr verstrichen ist, wird eine Frostbildung beurteilt und die Routine geht weiter zu Schritt S130.In step S110 is judged as a first defrosting judgment by the timer, whether on the outdoor unit 113 Frost is formed or not. That is, when the elapsed operating time of the heat pump cycle 110 is not a preset predetermined time or more (for example, 2 hours), no frost formation is judged, and the routine goes to step S120 while, when the predetermined time or more has elapsed, frost formation is judged, and the routine goes to step S130 ,
Als nächstes wird in Schritt S120 eine zweite Frostbeurteilung durchgeführt. Hierbei wird beurteilt, ob ein durch die Außenlufttemperatur TAM minus die Außengeräte-Kältemitteltemperatur Tgcout berechnete Temperaturdifferenz ein vorbestimmter Wert oder größer ist. Das heißt, eine Frostbildung findet statt, wenn die Außengeräte-Kältemitteltemperatur Tgcout niedriger als die Außenlufttemperatur TAM ist. Falls eine Frostbildung fortschreitet, sinkt die Außengeräte-Kältemitteltemperatur Tgcout allmählich, sodass, wenn die Temperaturdifferenz mit der Außenlufttemperatur TAM größer als ein vorbestimmter Wert wird, eine Frostbildung beurteilt wird. Wenn eine Frostbildung beurteilt wird, geht die Routine weiter zu Schritt S130. Wenn keine Frostbildung beurteilt wird, geht die Routine weiter zu Schritt S170.Next will be in step S120 carried out a second frost assessment. Here, it is judged whether a temperature difference calculated by the outside air temperature TAM minus the outdoor unit refrigerant temperature Tgcout is a predetermined value or more. That is, frost formation takes place when the outdoor device refrigerant temperature Tgcout is lower than the outdoor air temperature TAM. If frost formation progresses, the outdoor unit refrigerant temperature Tgcout gradually decreases, so that when the temperature difference with the outdoor air temperature TAM becomes larger than a predetermined value, frost formation is judged. If frost formation is judged, the routine continues to step S130 , If no frost formation is judged, the routine continues to step S170 ,
Als nächstes wird in Schritt S130 beurteilt, ob zu einem Entfrostungsvorgang verschoben werden sollte (Entfrostungsvorgang-Möglichkeitsbeurteilung). Hierbei wird, wenn die Warmwassertemperatur TW auf eine erste vorbestimmte Temperatur (zum Beispiel 60°C) oder mehr steigt, d.h., wie später erläutert, wenn die Wärme durch das Kältemittel vom warmen Wasser am Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112 absorbiert wird und diese Wärme am Außengerät 114 an die Außenluft abgestrahlt wird, der Entfrostungsvorgang als möglich beurteilt und die Routine geht weiter zu Schritt S150.Next will be in step S130 judges whether should be postponed to a defrosting operation (defrosting process possibility judgment). This is when the hot water temperature TW increases to a first predetermined temperature (for example, 60 ° C) or more, that is, as explained later, when the heat by the refrigerant from the warm water at the water / refrigerant heat exchanger 112 is absorbed and this heat on the outdoor unit 114 is radiated to the outside air, the defrosting process judged possible, and the routine proceeds to step S150 ,
Weiter kann, wenn die Warmwassertemperatur TW nicht auf die erste vorbestimmte Temperatur gestiegen ist, Wärme nicht aus dem warmen Wasser absorbiert werden, oder falls Wärme aus dem warmen Wasser absorbiert wird, würde dies zu einer unzureichenden Kapazität zur Zeit eines Heizvorgangs (Heizfähigkeit am Heizkern 122) führen, sodass eine Entfrostung im Wärmekreissystem 100 nicht möglich wäre. Deshalb wird in Schritt S140 der Kompressor 111 einmal abgeschaltet, um den Wärmepumpenkreis 110 selbst zu stoppen und die Wärmeabsorptionswirkung durch das Kältemittel am Außengerät 114 zu beseitigen, um so eine Frostbildung zu vermeiden. Ferner kehrt die Routine danach zu Schritt S100 zurück, wo die Steuerung wiederholt wird.Next, if the hot water temperature TW is not increased to the first predetermined temperature, heat is not absorbed from the warm water, or if heat is absorbed from the warm water, this would result in insufficient capacity at the time of heating (heater core heating capacity 122 ), causing a defrost in the heat cycle system 100 would not be possible. Therefore, in step S140 the compressor 111 once shut off to the heat pump cycle 110 to stop itself and the heat absorption effect by the refrigerant on the outdoor unit 114 to eliminate, so as to avoid frost formation. Further, the routine then returns to step S100 back where the control is repeated.
Nach der Beurteilung in Schritt S130, dass zum Entfrostungsvorgang verschoben werden sollte, wird in Schritt S150 aus der Fahrzeuggeschwindigkeit beurteilt, welcher der später erläuterten zwei Entfrostungsmodi zum Durchführen benutzt werden sollte (Entfrostungsmodusbeurteilung). Das heißt, es wird beurteilt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit ist (entspricht einem vorbestimmten Wert, wenn erster vorbestimmter Wert = zweiter vorbestimmter Wert in der vorliegenden Erfindung). Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht größer als die vorbestimmte Geschwindigkeit ist, geht die Routine weiter zur Steuerung des Entfrostungsmodus 2 von Schritt S160, während die Routine zur Steuerung des Entfrostungsmodus 1 von Schritt S180 fortschreitet, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit die vorbestimmte Geschwindigkeit überschreitet.After the assessment in step S130 that should be moved to the defrosting process, in step S150 judges from the vehicle speed which of the two defrosting modes explained later should be used for performing (defrosting mode judgment). That is, it is judged whether the vehicle speed is a predetermined vehicle speed ( corresponds to a predetermined value when first predetermined value = second predetermined value in the present invention). If the vehicle speed is not greater than the predetermined speed, the routine proceeds to control the defrosting mode 2 from step S160 while the routine for controlling the defrosting mode 1 from step S180 progresses when the vehicle speed exceeds the predetermined speed.
Hierbei wird die für die Beurteilung verwendete Fahrzeuggeschwindigkeit als eine mit der Strömungsrate der in das Außengerät 114 strömenden Außenluft zusammenhängende physikalische Größe bestimmt. Falls die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist und die Strömungsrate der Außenluft hoch ist, wird die Frostbildung am Außengerät 114 erschwert, während, falls die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist und die Strömungsrate der Außenluft niedrig ist, ein Entfrosten am Außengerät 114 einfacher wird. Deshalb wird der Entfrostungsmodus unter Berücksichtigung der Fahrzeuggeschwindigkeit, d.h. der Strömungsrate der Außenluft ausgewählt.Here, the vehicle speed used for the judgment is considered to be one with the flow rate of the in the outdoor unit 114 flowing outside air contiguous physical size determined. If the vehicle speed is high and the outside air flow rate is high, frost builds on the outdoor unit 114 difficult, while if the vehicle speed is low and the flow rate of the outside air is low, defrosting on the outdoor unit 114 gets easier. Therefore, the defrosting mode is selected in consideration of the vehicle speed, ie, the flow rate of the outside air.
Im Entfrostungsmodus 2 von Schritt S160 (entspricht dem dritten Betriebsmodus in der vorliegenden Erfindung) wird in der gleichen Weise wie zur Zeit des obigen Heizvorgangs das Kanalschaltventil 115 zur Seite des Zweigkanals 115a offen gelassen oder der Kompressor 111 wird in Betrieb gelassen und der Öffnungsgrad des Heiznutzungs-Expansionsventils 113 wird zur vollständig geöffneten Seite vergrößert oder ist in der Steuerung vollständig offen (Öffnungsgrad groß).In defrost mode 2 from step S160 (corresponds to the third mode of operation in the present invention), in the same manner as at the time of the above heating operation, the channel switching valve 115 to the side of the branch channel 115a left open or the compressor 111 is put into operation and the opening degree of the heating use expansion valve 113 is increased to the fully opened side or is fully open in the control (opening degree large).
Wenn dies der Fall ist, wird, wie durch die Figur in Schritt S160 von 5 dargestellt, der ausgabeseitige Druck des Kompressors 111 reduziert. Gleichzeitig wird die Ausgabekältemitteltemperatur TD niedriger als die Warmwassertemperatur TW gehalten und das Kältemittel absorbiert am Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112 Wärme aus dem warmen Wasser. Das Wärme aus dem warmen Wasser absorbierende Kältemittel wird durch das Heiznutzungs-Expansionsventil 113 im Druck reduziert, aber der Ventilöffnungsgrad ist groß, sodass das Maß der Druckverminderung ebenfalls klein ist und das Kältemittel in das Außengerät 114 strömt, um mit einer relativ hohen Temperatur entfrostet zu werden. Da ferner der Ventilöffnungsgrad groß ist, wird auch der niederdruckseitige Druck höher, die Dichte des in den Kompressor 111 gesaugten Kältemittels wird höher und die Strömungsrate des zirkulierenden Kältemittels wird ebenfalls größer. Deshalb kann das Hochtemperatur-Kältemittel mit einer großen Strömungsrate in das Außengerät 114 strömen. Wärme wird in einer Weise an die Außenluft abgestrahlt, dass die Menge der abgestrahlten Wärme im Vergleich zum Warmwasser-Heizmodus zur Zeit des Heizvorgangs vergrößert ist, sodass der Entfrostungsvorgang auf einmal durchgeführt werden kann.If this is the case, as shown by the figure in step S160 from 5 shown, the discharge side pressure of the compressor 111 reduced. At the same time, the discharge refrigerant temperature TD is kept lower than the hot water temperature TW, and the refrigerant is absorbed at the water / refrigerant heat exchanger 112 Heat from the warm water. The heat from the warm water-absorbing refrigerant is passed through the heating-use expansion valve 113 reduced in pressure, but the valve opening degree is large, so that the degree of pressure reduction is also small and the refrigerant in the outdoor unit 114 flows to be defrosted at a relatively high temperature. Further, since the valve opening degree is large, the low-pressure side pressure becomes higher, the density of the in the compressor 111 sucked refrigerant is higher and the flow rate of the circulating refrigerant is also larger. Therefore, the high-temperature refrigerant with a large flow rate into the outdoor unit 114 stream. Heat is radiated to the outside air in such a manner that the amount of radiated heat is increased as compared with the hot water heating mode at the time of heating, so that the defrosting operation can be performed at once.
Im Entfrostungsmodus 1 von Schritt S180 (entspricht dem zweiten Betriebsmodus in der vorliegenden Erfindung) wird in der gleichen Weise wie beim obigen Heizvorgang das Kanalschaltventil 115 zur Seite des Zweigkanals 115a offen gelassen oder der Kompressor 111 wird in Betrieb gelassen und der Öffnungsgrad des Heiznutzungs-Expansionsventils 113 wird eingestellt (Öffnungsgrad mittel), um den Druck des aus dem Kompressor 111 ausgegebenen Kältemittels (Wert des Drucksensors 111b) zu steuern und dadurch die Ausgabekältemitteltemperatur TD zu steuern, um sie im Wesentlichen auf der gleichen Temperatur wie die Warmwassertemperatur TW zu halten. Aufgrund dessen wird die Menge der zwischen dem warmen Wasser und dem Kältemittel am Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112 ausgetauschten Wärme klein gehalten, um so die Warmwassertemperatur TW zu halten, die Heizfähigkeit am Heizkern 122 durch die Warmwassertemperatur TW zu sichern und den Komfort im Fahrgastraum zu halten. Weiter wird die Kompressionsarbeit des Kompressors auf dem minimal notwendigen Maß gehalten.In defrost mode 1 from step S180 (corresponds to the second mode of operation in the present invention), in the same manner as the above heating, the channel switching valve 115 to the side of the branch channel 115a left open or the compressor 111 is put into operation and the opening degree of the heating use expansion valve 113 is set (opening degree medium) to the pressure of the compressor 111 discharged refrigerant (value of the pressure sensor 111b) and thereby control the discharge refrigerant temperature TD to maintain them at substantially the same temperature as the hot water temperature TW. Because of this, the amount of water between the warm water and the refrigerant at the water / refrigerant heat exchanger 112 exchanged heat kept small, so as to maintain the hot water temperature TW, the heating capacity at the heater core 122 secure by the DHW temperature TW and to keep the comfort in the passenger compartment. Further, the compression work of the compressor is kept to the minimum necessary degree.
Ferner strömt das durch das Heiznutzungs-Expansionsventil 113 im Druck reduzierte Kältemittel in einem Zustand höher als die Außenlufttemperatur TAM in das Außengerät 114, das Heiznutzungs-Expansionsventil 113 selbst, die das Heiznutzungs-Expansionsventil 113 mit dem Außengerät 114 verbindende Kältemittelrohrleitung und die Teile nahe dem Kältemitteleinlass des Außengeräts 114 werden auf warmer Temperatur gehalten, und nahe dem Kältemitteleinlass des Außengeräts 114 abgelagerter Frost wird im Voraus als ein Entfrostungsmodus 1 geschmolzen.Further, this flows through the heating-use expansion valve 113 in the pressure reduced refrigerant in a state higher than the outside air temperature TAM in the outdoor unit 114 , the heating use expansion valve 113 itself, the heating-use expansion valve 113 with the outdoor unit 114 connecting refrigerant piping and the parts near the refrigerant inlet of the outdoor unit 114 are kept at a warm temperature and close to the refrigerant inlet of the outdoor unit 114 Frost deposited will be considered in advance as a defrosting mode 1 melted.
Deshalb müssen durch Erhöhen der Temperatur der Spanne vom Heiznutzungs-Expansionsventil 113 zum Kältemitteleinlass des Außengeräts 114 im Voraus beim Nutzen einer großen Kapazität in Schritt S160 zum Entfrosten diese Stellen nicht länger erwärmt werden. Weiter wird der Frost nahe dem Kältemitteleinlass des Außengeräts 114 schon geschmolzen. Deshalb wird ein Entfrosten in einer kurzen Zeit möglich.Therefore, by raising the temperature of the span from the heating-use expansion valve 113 to the refrigerant inlet of the outdoor unit 114 in advance while taking advantage of a large capacity in step S160 to defrost these places are no longer heated. Further, the frost near the refrigerant inlet of the outdoor unit 114 already melted. Therefore defrosting becomes possible in a short time.
Andererseits wird in Schritt S170, wenn die Beurteilung in Schritt S120 negativ ist, aus der Warmwassertemperatur TW beurteilt, ob ein Heizvorgang erforderlich ist, und entweder die Ausführung oder der Schwebezustand des Warmwasser-Heizmodus wird ausgewählt. Das heißt, wenn die Warmwassertemperatur TW auf eine zweite vorbestimmte Temperatur (Temperatur höher eingestellt als die erste vorbestimmte Temperatur, zum Beispiel 80°C) oder mehr gestiegen ist, wird in Schritt S140 der Kompressor 111 abgeschaltet und der Wärmepumpenkreis 110 selbst wird gestoppt. Ferner geht die Routine, wenn die Warmwassertemperatur TW nicht die zweite vorbestimmte Temperatur erreicht, weiter zur Steuerung des Warmwasser-Heizmodus von Schritt S190 (bereits im Abschnitt über den Heizvorgang oben erläutert).On the other hand, in step S170 if the assessment in step S120 is negative, from the hot water temperature TW judges whether a heating operation is required, and either the execution or the floating state of the hot water heating mode is selected. That is, when the hot water temperature TW has risen to a second predetermined temperature (temperature set higher than the first predetermined temperature, for example 80 ° C) or more, in step S140 the compressor 111 switched off and the heat pump cycle 110 itself is stopped. Further, the routine goes when the hot water temperature TW does not reach the second predetermined temperature, continue to control the hot water heating mode of step S190 (already explained in the section on the heating process above).
Das heißt, falls die Warmwassertemperatur TW ausreichend gestiegen ist und zur zweiten vorbestimmten Temperatur oder mehr geworden ist, kann das Heizen der Klimaluft am Heizkern 122 durch die Wärmemenge vom Motor 10 erfüllt werden. Das Heizen des warmen Wassers durch den Warmwasser-Heizmodus ist nicht erforderlich. Deshalb geht die Routine weiter zu Schritt S140, wo der Kompressor 111 abgeschaltet wird. Falls dagegen die Warmwassertemperatur TW nicht ausreichend gestiegen ist und nicht die zweite vorbestimmte Temperatur erreicht hat, wird das Heizen des warmen Wassers durch den Warmwasser-Heizmodus gefördert und die Heizfähigkeit der Klimaluft am Heizkern 122 wird durch Fortschreiten zur Steuerung des Warmwasser-Heizmodus von Schritt S190 gesichert. Nach der Steuerung von Schritt S190 kehrt die Routine zu Schritt S50 zurück.That is, if the hot water temperature TW has increased sufficiently and has become the second predetermined temperature or more, the heating of the climatic air at the heater core 122 by the amount of heat from the engine 10 be fulfilled. The heating of the warm water by the hot water heating mode is not required. Therefore, the routine continues to step S140 where the compressor 111 is switched off. If, however, the hot water temperature TW has not sufficiently increased and has not reached the second predetermined temperature, the heating of the warm water is promoted by the hot water heating mode and the heating ability of the air conditioning air at the heater core 122 is progressed to control the hot water heating mode of step S190 secured. After the control of step S190 the routine returns to step S50 back.
Ferner wird nach Schritt S160 und Schritt S180 in Schritt S200 beurteilt, ob die Entfrostung abgeschlossen worden ist. Hierbei wird die Entfrostung als abgeschlossen beurteilt, wenn die Außengeräte-Kältemitteltemperatur Tgcout zur vorbestimmten Temperatur (entspricht der dritten vorbestimmten Temperatur in der vorliegenden Erfindung) oder größer geworden ist. Falls die Entfrostung als abgeschlossen beurteilt wird, wird in Schritt S210 die Betriebszeit (Timer) des Wärmepumpenkreises 110 zurückgesetzt und die Routine geht weiter zu Schritt S50. Weiter geht die Routine, falls die Beurteilung in Schritt S200 negativ ist, weiter zu Schritt S100, wo die obige Steuerung wiederholt wird.Further, after step S160 and step S180 in step S200 judges whether the defrosting has been completed. Here, the defrosting is judged complete when the outdoor unit refrigerant temperature Tgcout has become the predetermined temperature (corresponding to the third predetermined temperature in the present invention) or greater. If the defrosting is judged to be complete, in step S210 the operating time (timer) of the heat pump cycle 110 reset and the routine continues to move S50 , The routine continues if the judgment in step S200 is negative, move on to step S100 where the above control is repeated.
Wie oben erläutert, ermöglicht im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Schalten des Kältemittelstroms durch das Kanalschaltventil 115 einen Kühlvorgang zusätzlich zu einem Heizvorgang. Im Kühlvorgang durch den Kompressor 111, den Wasser/ Kältemittel-Wärmetauscher 112, das Außengerät 114, das Expansionsventil 116 und das Innengerät 117 wird in der Anfangsstufe des Startens des Motors 10 warmes Wasser positiv durch den Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112 geheizt, das Aufwärmen des Motors 10 wird beschleunigt, und eine Wirkung der Verbesserung der Kraftstoffeffizienz wird erzielt. Weiter wird durch Abstrahlen von Wärme in das warme Wasser durch den Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112, bevor das Kältemittel in das Außengerät 114 strömt, eine Wärmestrahlwirkung kombiniert mit dem Außengerät 114 erzielt und die Kältemitteltemperatur am Auslass des Außengeräts 114 kann gesenkt werden, sodass als ein Ergebnis die Kühlleistung verbessert werden kann.As explained above, in the present embodiment, the switching of the refrigerant flow through the passage switching valve allows 115 a cooling process in addition to a heating process. In the cooling process by the compressor 111 , the water / refrigerant heat exchanger 112 , the outdoor unit 114 , the expansion valve 116 and the indoor unit 117 is in the initial stage of starting the engine 10 warm water positive through the water / refrigerant heat exchanger 112 heated, warming up the engine 10 is accelerated, and an effect of improving fuel efficiency is achieved. Continue by blasting heat into the warm water through the water / refrigerant heat exchanger 112 before the refrigerant enters the outdoor unit 114 flows, a heat radiation effect combined with the outdoor unit 114 and the refrigerant temperature at the outlet of the outdoor unit 114 can be lowered, as a result, the cooling performance can be improved.
Ferner wird im Heizvorgang durch den Kompressor 111, den Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112, das Heiznutzungs-Expansionsventil 113, das Außengerät 114 und den Heizkern 122 (Warmwasser-Heizmodus) sowie durch Heizen des warmen Wassers in der Anfangsstufe des Startens des Motors 10 das Aufwärmen beschleunigt und eine Wirkung der Verbesserung der Kraftstoffeffizienz wird erzielt. Ferner ermöglicht der frühere Anstieg der Warmwassertemperatur auch eine Verbesserung der Wärmestrahlleistung am Heizkern 122 und ermöglicht eine Verbesserung der Heizleistung.Further, in the heating process by the compressor 111 , the water / refrigerant heat exchanger 112 , the heating use expansion valve 113 , the outdoor unit 114 and the heater core 122 (Warm water heating mode) and by heating the warm water in the initial stage of starting the engine 10 the warm-up accelerates and an effect of improving the fuel efficiency is achieved. Furthermore, the earlier increase in the hot water temperature also allows an improvement in the heat radiation power at the heater core 122 and allows an improvement of the heating power.
Ferner wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel im obigen Heizvorgang (Warmwasser-Heizmodus) ein Entfrostungsvorgang zum Entfrosten des Außengeräts 114 (Entfrostungsmodus 1 und Entfrostungsmodus 2) durch den Kompressor 111, den Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112, das Heiznutzungs-Expansionsventil 113 und das Außengerät 114 möglich gemacht.Further, in the present embodiment, in the above heating operation (hot water heating mode), a defrosting operation for defrosting the outdoor unit 114 (defrost 1 and defrost mode 2 ) through the compressor 111 , the water / refrigerant heat exchanger 112 , the heating use expansion valve 113 and the outdoor unit 114 made possible.
Durch Ausführen des Entfrostungsmodus 1 zum Ausführen des Warmwasser-Heizmodus kann die Wärme der Kompressionsarbeit des Kompressors 111 am Außengerät 114 an die Außenluft freigesetzt werden, ohne die Temperatur des warmen Wassers zu beeinflussen, sodass ein Heizen der Außenluftseite möglich wird. Das heißt, eine Frostbildung am Außengerät 114 kann von einer frühen Stufe an verhindert werden. Weiter können durch Ausführen des Entfrostungsmodus 2 die Wärme der Kompressionsarbeit am Kompressor 111 und die aus dem warmen Wasser absorbierte Wärme am Außengerät 114 an die Außenluft freigesetzt werden, sodass die Menge der abgestrahlten Wärme erhöht werden kann und das Außengerät 114 entfrostet werden kann. Weiter kann das Schalten zum Entfrostungsmodus 1 und Entfrostungsmodus 2 allein durch Verändern des Öffnungsgrades des Heiznutzungs-Expansionsventils 113 zur größeren Seite durchgeführt werden, ohne die Strömungsrichtung des Kältemittels zu verändern, sodass ein augenblickliches Entfrosten möglich wird.By executing the defrosting mode 1 To perform the hot water heating mode, the heat of the compression work of the compressor 111 on the outdoor unit 114 be released to the outside air, without affecting the temperature of the warm water, so that heating of the outside air side is possible. That is, a frost formation on the outdoor unit 114 can be prevented from an early stage. You can continue by running the defrost mode 2 the heat of the compression work on the compressor 111 and the heat absorbed from the warm water on the outdoor unit 114 be released to the outside air, so that the amount of radiated heat can be increased and the outdoor unit 114 can be defrosted. Next, the switch to the defrosting mode 1 and defrost mode 2 solely by changing the opening degree of the heating use expansion valve 113 be carried out to the larger side, without changing the flow direction of the refrigerant, so that an instant defrosting is possible.
Ferner wird es beim Ausführen des Entfrostungsmodus 2, in dem der Öffnungsgrad des Heiznutzungs-Expansionsventils 113 vollständig geöffnet wird, möglich, den hochdruckseitigen Druck, der zur Ausgabeseite am Kompressor 111 wird, maximal zu reduzieren und die Menge der aus dem warmen Wasser absorbierten Wärme zu erhöhen, sodass es möglich ist, die Menge der am Außengerät 114 abgestrahlten Wärme zu erhöhen und die Entfrostungswirkung zu verbessern.Further, it becomes when executing the defrosting mode 2 in which the degree of opening of the heating-use expansion valve 113 fully open, possible, the high-pressure side, to the output side on the compressor 111 is to maximally reduce and increase the amount of heat absorbed from the warm water, so that it is possible the amount of the outdoor unit 114 increase radiated heat and improve the defrosting effect.
Weiter kann das Schalten vom Warmwasser-Heizmodus zum Entfrostungsmodus 1 oder zum Entfrostungsmodus 2 oder das Schalten vom Entfrostungsmodus 1 und zum Entfrostungsmodus 2 allein durch Verändern des Öffnungsgrades des Heiznutzungs-Expansionsventils 113 zur Öffnungsrichtung durchgeführt werden, während der Kompressor 111 noch in Betrieb ist, sodass ein Schalten zum Entfrostungsmodus 1 oder Entfrostungsmodus 2 keine Zeit zum Abschalten und Neustarten des Kompressors 111 benötigt und die Zeit, bis sich der Druck im Wärmepumpenkreis 110 stabilisiert, nicht erfordert und deshalb ein Entfrosten in einer kurzen Zeit (augenblicklich) möglich wird. Further, the switching from the hot water heating mode to the defrosting mode 1 or to defrost mode 2 or switching from defrosting mode 1 and the defrost mode 2 solely by changing the opening degree of the heating use expansion valve 113 to the opening direction, while the compressor 111 is still in operation, allowing a switch to defrost mode 1 or defrost mode 2 no time to shut down and restart the compressor 111 needed and the time until the pressure in the heat pump cycle 110 stabilized, not required and therefore a defrosting in a short time (instantaneous) is possible.
Ferner wird, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (d.h. der mit der Strömungsrate der in das Außengerät 114 strömenden Außenluft zusammenhängende Wert) eine vorbestimmte Geschwindigkeit übersteigt, der Entfrostungsmodus 1 ausgeführt. Hierdurch werden, wenn die Strömungsrate der in das Außengerät 114 strömenden Außenluft einen vorbestimmten Wert übersteigt, die Bedingungen zum Kühlen des Außengeräts 114 durch die Außenluft förderlicher. Deshalb wird in diesem Fall bevorzugt der die Temperatur des warmen Wassers nicht beeinflussende Entfrostungsmodus 1 ausgeführt.Further, when the speed of the vehicle (ie, with the flow rate of the in the outdoor unit 114 flowing outside air coherent value) exceeds a predetermined speed, the defrosting mode 1 executed. This will cause when the flow rate of the in the outdoor unit 114 flowing outside air exceeds a predetermined value, the conditions for cooling the outdoor unit 114 more conducive to the outside air. Therefore, in this case, the defrosting mode not affecting the temperature of the warm water is preferable 1 executed.
Wenn andererseits die Geschwindigkeit des Fahrzeugs die vorbestimmte Geschwindigkeit oder kleiner ist, wird der Entfrostungsmodus 2 ausgeführt. Hierdurch werden, falls die Strömungsrate der in das Außengerät 114 strömenden Außenluft ein vorbestimmter Wert oder kleiner ist, die Bedingungen zum Kühlen des Außengeräts 114 durch die Außenluft erschwert, sodass bevorzugt ein Entfrosten durch den Entfrostungsmodus 2 durchgeführt wird.On the other hand, when the speed of the vehicle is the predetermined speed or less, the defrosting mode becomes 2 executed. This will, if the flow rate of the in the outdoor unit 114 flowing outside air is a predetermined value or smaller, the conditions for cooling the outdoor unit 114 Difficult by the outside air, so preferably a defrosting by the defrosting mode 2 is carried out.
Ferner wird, wenn die Warmwassertemperatur TW eine erste vorbestimmte Temperatur (zum Beispiel 60°C) oder mehr ist, der Entfrostungsmodus 2 ausgeführt, sodass Wärme aus dem warmen Wasser absorbiert werden kann, die absorbierte Wärme am Außengerät 114 abgestrahlt werden kann und die Entfrostungswirkung zuverlässig gesichert werden kann.Further, when the hot water temperature TW a first predetermined temperature (for example, 60 ° C) or more, the defrosting mode 2 designed so that heat can be absorbed from the warm water, the absorbed heat on the outdoor unit 114 can be radiated and the defrosting effect can be reliably secured.
Wenn dagegen die Warmwassertemperatur TW niedriger als die erste vorbestimmte Temperatur ist, kann Wärme nicht ausreichend aus dem warmen Wasser absorbiert werden, sodass der Entfrostungsmodus 2 bevorzugt gestoppt wird (der Kompressor 11 wird in Schritt S1 40 abgeschaltet).If, however, the hot water temperature TW is lower than the first predetermined temperature, heat can not be absorbed sufficiently from the warm water, so the defrosting mode 2 is preferably stopped (the compressor 11 will be in step S1 40 off).
Weiter wird, wenn die Warmwassertemperatur TW eine zweite vorbestimmte Temperatur, die größer als die erste vorbestimmte Temperatur eingestellt ist oder größer ist, die Warmwassertemperatur TW ausreichend erhöht, sodass es kein Problem gibt, selbst wenn das Heizen des warmen Wassers durch den Warmwasser-Heizmodus gestoppt wird, und der Kompressor 111 vorzugsweise abgeschaltet wird.Next, when the hot water temperature TW a second predetermined temperature set greater than or greater than the first predetermined temperature is the hot water temperature TW sufficiently increased so that there is no problem even if the heating of the warm water is stopped by the hot water heating mode, and the compressor 111 is preferably switched off.
Ferner wird als Entfrostungsbeurteilung basierend auf der Betriebszeit im Warmwasser-Heizmodus (Wärmepumpenkreis 110) oder basierend auf dem Temperaturunterschied zwischen der Außenlufttemperatur TAM und der Außengeräte-Kältemitteltemperatur Tgcout beurteilt, ob der Entfrostungsmodus 1 oder der Entfrostungsmodus 2 ausgeführt werden kann, sodass der Bedarf zum Entrosten durch Ausführung des Entfrostungsmodus 1 oder Entfrostungsmodus 2 klar wird und ein effektives Entfrosten möglich wird.Further, as the defrosting judgment based on the operation time in the hot water heating mode (heat pump cycle 110 ) or based on the temperature difference between the outside air temperature TAM and the outdoor unit refrigerant temperature Tgcout judges whether the defrosting mode 1 or the defrosting mode 2 can be executed, so that the need for rust removal by execution of the defrosting mode 1 or defrost mode 2 becomes clear and effective defrosting becomes possible.
Weiter wird, wenn die Außengeräte-Kältemitteltemperatur Tgcout eine vorbestimmte Temperatur (dritte vorbestimmte Temperatur) oder größer ist, die Ausführung des Entfrostungsmodus 1 oder des Entfrostungsmodus 2 gestoppt, sodass der Zustand der Beseitigung des Frostzustandes im Außengerät 114 geklärt werden kann und das minimal erforderliche Maß des Entfrostungsmodus 1 oder des Entfrostungsmodus 2 ausgeführt werden kann.Further, when the outdoor device refrigerant temperature Tgcout is a predetermined temperature (third predetermined temperature) or more, the execution of the defrosting mode 1 or the defrosting mode 2 stopped, so that the condition of the elimination of the frost condition in the outdoor unit 114 can be clarified and the minimum required degree of defrosting mode 1 or the defrosting mode 2 can be executed.
Ferner wird Kohlendioxid als Kältemittel im Wärmepumpenkreis 110 verwendet. Wenn das Kältemittel Kohlendioxid ist, können die Strömungsrate und das Gewicht in dem Umlauf im Vergleich zu einem gewöhnlichen Kältemittel wie beispielsweise einem CFC vergrößert werden, sodass eine effektive Wärmeübertragung durch das Kohlendioxid-Kältemittel möglich wird. Insbesondere wird es möglich, ein Entfrosten durch den Entfrostungsmodus 1 und den Entfrostungsmodus 2 in einer kurzen Zeit durchzuführen.Furthermore, carbon dioxide is used as refrigerant in the heat pump cycle 110 used. When the refrigerant is carbon dioxide, the flow rate and the weight in the circulation can be increased as compared with a common refrigerant such as CFC, so that effective heat transfer by the carbon dioxide refrigerant becomes possible. In particular, it becomes possible to defrost by the defrosting mode 1 and the defrosting mode 2 in a short time.
(Zweites Ausführungsbeispiel)Second Embodiment
Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in 6 dargestellt. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel darin, dass vor der Entfrostungsvorgang-Möglichkeitsbeurteilung von Schritt S130 ein Schritt S130A als eine erste Entfrostungsvorgang-Möglichkeitsbeurteilung hinzugefügt wird (Schritt S130 ist zur zweiten Entfrostungsvorgang-Möglichkeitsbeurteilung gemacht), Schritt S150 zu einer ersten Entfrostungsmodusbeurteilung gemacht ist und ein nächster Schritt S150 als eine zweite Entfrostungsmodusbeurteilung vorgesehen ist.A second embodiment of the present invention is in 6 shown. The second embodiment differs from the first embodiment in that before the defrosting process possibility judgment of step S130 a step S130A is added as a first defrosting process possibility judgment (step S130 is made to the second defrosting process possibility judgment), step S150 is made to a first defrosting mode judgment and a next step S150 is provided as a second defrosting mode judgment.
Das heißt, nach Schritt S110 führt die ECU 130 als die erste Entfrostungsvorgang-Möglichkeitsbeurteilung in Schritt S130A eine Beurteilung durch, ob der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 123a auf der Seite des Heizkerns 122 ein erster vorbestimmter Öffnungsgrad oder kleiner ist. Falls er der erste vorbestimmte Öffnungsgrad oder kleiner ist, geht es weiter zu Schritt S130, wo sie basierend auf der Warmwassertemperatur TW die zweite Entfrostungsvorgang-Möglichkeitsbeurteilung durchführt. Hierbei gibt der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 123a als erster vorbestimmter Öffnungsgrad oder kleiner den Fall an, dass die Temperatur der durch den Heizkern 122 geheizten Luft nicht so hoch sein muss. Falls die Beurteilung in Schritt S130 negativ ist, geht die ECU 130 ferner weiter zu Schritt S140, wo sie den Kompressor 111 abschaltet.That is, after step S110 leads the ECU 130 as the first defrosting process possibility judgment in step S130A an assessment by whether the opening degree of the air mix door 123a on the side of the heater core 122 a first predetermined opening degree or less. If it is the first predetermined opening degree or less, it goes to step S130 where she based on the Hot water temperature TW performs the second defrosting process possibility judgment. Here, the opening degree of the air mix door 123a as the first predetermined opening degree or less, the case that the temperature of the heater core 122 heated air does not have to be that high. If the assessment in step S130 is negative, the ECU goes 130 continue to step S140 where they are the compressor 111 off.
Weiter beurteilt die ECU 130, wenn die Beurteilung in der ersten Entfrostungsmodusbeurteilung von Schritt S150 bestätigend ist, als die zweite Entfrostungsmodusbeurteilung in Schritt S150A, ob der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 123a auf der Seite des Heizkerns 122 ein zweiter vorbestimmter Öffnungsgrad oder größer ist. Bei negativer Beurteilung geht sie weiter zu Schritt S160, wo sie den Entfrostungsmodus 2 ausführt. Bei positiver Beurteilung in Schritt S150A geht sie weiter zu Schritt S180, wo sie den Entfrostungsmodus 1 ausführt. Auch hier zeigt in der gleichen Weise wie oben der nicht den zweiten vorbestimmten Öffnungsgrad erreichende Öffnungsgrad der Luftmischklappe 123a den Fall an, dass die Temperatur der durch den Heizkern 122 geheizten Klimaluft nicht so hoch sein muss (jedoch erster vorbestimmter Öffnungsgrad ≤ zweiter vorbestimmter Öffnungsgrad).Next, the ECU assesses 130 if the judgment in the first defrosting mode judgment of step S150 is affirmative, as the second defrosting mode judgment in step S150A , whether the opening degree of the air mix door 123a on the side of the heater core 122 a second predetermined opening degree or larger. If negative, she continues to move S160 where they are the defrost mode 2 performs. If positive in step S150A she goes on to step S180 where they are the defrost mode 1 performs. Again, in the same manner as above, the degree of opening of the air mix door not attaining the second predetermined opening degree is shown 123a the case that the temperature is passing through the heater core 122 heated climatic air does not have to be so high (but first predetermined opening degree ≤ second predetermined degree of opening).
Hierdurch wird, wenn die zur Zeit des Heizens erforderliche Temperatur der Klimaluft nicht so hoch sein muss, der Entfrostungsmodus 2 ausgeführt, sodass eine effektive Entfrostungsnutzung der Wärme des warmen Wassers möglich wird. Wenn dagegen die zur Zeit des Heizens erforderliche Temperatur der Klimaluft hoch ist, wird der Kompressor 111 abgeschaltet (Schritt S140) oder der Entfrostungsmodus 1 wird ausgeführt, sodass die Heiztemperatur ohne Absorption von Wärme aus dem warmen Wasser sichergestellt werden kann.As a result, when the temperature of the air conditioning air required at the time of heating does not have to be so high, the defrosting mode becomes 2 carried out so that an effective defrosting the heat of the warm water is possible. On the other hand, when the temperature of the climatic air required at the time of heating is high, the compressor becomes high 111 switched off (step S140 ) or the defrosting mode 1 is carried out so that the heating temperature can be ensured without absorbing heat from the warm water.
(Drittes Ausführungsbeispiel)(Third Embodiment)
Ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in 7 dargestellt. Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel darin, dass ein Schritt S145 zum Lesen der Warmwassertemperatur TW zur Zeit des Beginns des Entfrostens nach dem Schritt S130 hinzugefügt ist. Ferner ist Schritt S150 zu einer ersten Entfrostungsmodusbeurteilung gemacht, und ein nächster Schritt S150B ist als eine zweite Entfrostungsmodusbeurteilung vorgesehen.A third embodiment of the present invention is in 7 shown. The third embodiment differs from the first embodiment in that a step S145 for reading the hot water temperature TW at the time of the start of defrosting after the step S130 is added. Further, step S150 to a first defrosting mode judgment, and a next step S150B is provided as a second defrost mode judgment.
Die ECU 130 beurteilt als die zweite Entfrostungsmodusbeurteilung in Schritt S150B, ob ΔTW ein vorbestimmter Wert oder größer ist. Hierbei ist ΔTW die Warmwassertemperatur TWs zur Zeit des Beginns des Entfrostens, die in Schritt S145 gelesen wird, minus der Warmwassertemperatur TWn zum vorliegenden Zeitpunkt. Je größer ΔTW, umso größer ist der angezeigte Abfall der Warmwassertemperatur TW. Deshalb ist, falls ΔTW einen vorbestimmten Wert nicht übersteigt, der Abfall der Warmwassertemperatur TW klein und die ECU 130 geht weiter zu Schritt S160, wo sie den Entfrostungsmodus 2 ausführt. Weiter ist, falls ΔTW der vorbestimmte Wert oder größer ist, der Abfall der Warmwassertemperatur TW groß. Um eine Absorption von Wärme aus dem warmen Wasser zu vermeiden, geht die ECU 130 weiter zu Schritt S180, wo sie den Entfrostungsmodus 1 ausführt.The ECU 130 judged as the second defrosting mode judgment in step S150B , if △ TW is a predetermined value or larger. Here, ΔTW is the hot water temperature TWs at the time of the beginning of the defrosting, in step S145 is read, minus the hot water temperature TWn at the present time. The bigger △ TW the greater the indicated drop in hot water temperature TW , That's why, if △ TW does not exceed a predetermined value, the drop in the hot water temperature TW small and the ECU 130 keep going S160 where they are the defrost mode 2 performs. Next is, if △ TW the predetermined value or greater, the drop in the hot water temperature TW large. To avoid absorption of heat from the warm water, the ECU goes 130 continue to step S180 where they are the defrost mode 1 performs.
Hierdurch ist es möglich, zuverlässig zu verhindern, dass die Warmwassertemperatur TW zusammen mit der Ausführung des Entfrostungsmodus 2 stark abfällt, sodass es möglich ist, eine nachteilige Wirkung auf die Heizleistung zu verhindern.This makes it possible to reliably prevent the hot water temperature TW along with the execution of the defrosting mode 2 falls sharply, so that it is possible to prevent an adverse effect on the heating power.
(Viertes Ausführungsbeispiel)(Fourth Embodiment)
Ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in 8 dargestellt. Das vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel darin, dass der Aufbau des Wärmepumpenkreises 110 zum Wärmepumpenkreis 110A geändert ist. Das heißt, der Wasser/Kältemittel-Wärmetauscher 112 ist stromab des Heizkerns 122 angeordnet und das Kanalschaltventil 115 ist zwischen dem Innenwärmetauscher 119 und dem Expansionsventil 116A angeordnet. Weiter ist das Expansionsventil 116A ein Ventil mit fester Öffnung, das kein Temperaturmessteil 116a und keine Kapillare 116b erfordert. Ferner ist die Niederdruckpumpe 119b zwischen dem Speicher 118 und dem Innenwärmetauscher 119 angeordnet.A fourth embodiment of the present invention is disclosed in 8th shown. The fourth embodiment differs from the first embodiment in that the structure of the heat pump cycle 110 to the heat pump circuit 110A is changed. That is, the water / refrigerant heat exchanger 112 is downstream of the heater core 122 arranged and the channel switching valve 115 is between the indoor heat exchanger 119 and the expansion valve 116A arranged. Next is the expansion valve 116A a valve with a fixed opening, which is not a temperature measuring part 116a and no capillary 116b requires. Furthermore, the low pressure pump 119b between the memory 118 and the indoor heat exchanger 119 arranged.
Aufgrund dessen zeigt der Wärmepumpenkreis 110A Wirkungen und Effekte ähnlich jenen des ersten Ausführungsbeispiels.Due to this, the heat pump cycle shows 110A Effects and effects similar to those of the first embodiment.
Man beachte, dass der Innenwärmetauscher 119 abhängig von der Kühlfähigkeit des Außengeräts 117 im Kühlvorgang weggelassen werden kann. Ferner kann das Kanalschaltventil anstelle eines Dreiwegeventils ein Solenoidventil sein.Note that the indoor heat exchanger 119 depending on the cooling capacity of the outdoor unit 117 can be omitted in the cooling process. Further, the channel switching valve may be a solenoid valve instead of a three-way valve.
(Weitere Ausführungsbeispiele)(Further embodiments)
Bei der Ausführung des Entfrostungsmodus 2 von Schritt S160 im ersten Ausführungsbeispiel kann die Ausgabemenge des Kompressors 111 maximal gemacht werden. Hierdurch ist es möglich, die Menge der am Außengerät 114 abgestrahlten Wärme zu erhöhen, sodass es möglich ist, den Entfrostungseffekt weiter zu verbessern.When executing the defrosting mode 2 from step S160 In the first embodiment, the discharge amount of the compressor 111 be made maximum. This makes it possible, the amount of the outdoor unit 114 radiated heat, so that it is possible to further improve the defrosting effect.
Ferner wurde bei der Beurteilung in Schritt S150 die Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet, aber die Fahrzeuggeschwindigkeit kann auch durch die Drehzahl des Motors 10, die Anzahl Umdrehungen der Räder des Fahrzeugs, die Strömungsrate der in das Außengerät 114 strömenden Außenluft direkt, ein Fahrzeuganhaltesignal (oder Fahrzeugstartsignal), usw. ersetzt werden.Further, in the judgment in step S150 The vehicle speed used, but the vehicle speed can also be determined by the speed of the engine 10 , the number of revolutions of the wheels of the vehicle, the flow rate of the in the outdoor unit 114 flowing outside air directly, a vehicle stop signal (or vehicle start signal), etc. be replaced.
Weiter ist es in Schritt S150 für die Beurteilung der Größe der Fahrzeuggeschwindigkeit auch möglich, eine erste vorbestimmte Geschwindigkeit (entspricht dem ersten vorbestimmten Wert in der vorliegenden Erfindung) und eine zweite vorbestimmte Geschwindigkeit kleiner als die erste vorbestimmte Geschwindigkeit (entspricht einem zweiten vorbestimmten Wert in der vorliegenden Erfindung) vorzusehen, negativ zu beurteilen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit die erste vorbestimmte Geschwindigkeit überschreitet, und bestätigend zu beurteilen, wenn sie die zweite vorbestimmte Geschwindigkeit oder weniger ist.Next it is in step S150 for judging the size of the vehicle speed, it is also possible to provide a first predetermined speed (corresponding to the first predetermined value in the present invention) and a second predetermined speed smaller than the first predetermined speed (corresponding to a second predetermined value in the present invention), negative judging when the vehicle speed exceeds the first predetermined speed, and affirmatively judging when it is the second predetermined speed or less.
Ferner ist es bei der Beurteilung der Fahrzeuggeschwindigkeit in Schritt S150 auch möglich, den Kompressor 111 abzuschalten, falls die beurteilte Fahrzeuggeschwindigkeit eine vorbestimmte Geschwindigkeit oder größer ist. Hierdurch ist, da die Warmwassertemperatur TW, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, durch die vom Motor 10 selbst abgegebene Wärme erhöht ist und die Heizfähigkeit des Heizkerns 122 gesichert ist, eine Ausführung des Warmwasser-Heizmodus nicht erforderlich und die für den Betrieb des Kompressors 111 benutzte Energie kann reduziert werden. Ferner kann auch im Entfrostungsmodus 1 der Kompressor 111 einmal abgeschaltet werden, um die Energie für den Betrieb des Kompressors 111 zu reduzieren.Further, it is in the judgment of the vehicle speed in step S150 also possible the compressor 111 turn off if the judged vehicle speed is a predetermined speed or greater. This is because the hot water temperature TW when the vehicle speed is high, by the engine 10 even emitted heat is increased and the heating capacity of the heater core 122 is secured, an execution of the hot water heating mode is not required and for the operation of the compressor 111 used energy can be reduced. Furthermore, even in defrosting mode 1 the compressor 111 once shut off to the energy for the operation of the compressor 111 to reduce.
Bei der Steuerung zum Abschalten des Kompressors 111 durch die obige Beurteilung der Fahrzeuggeschwindigkeit kann die Beurteilung basierend auf der Drehzahl des Motors 10 und der Betriebszeit durchgeführt werden. Das heißt, es ist auch möglich, den Betrieb des Kompressors 111 in der Steuerung zu stoppen, wenn die Drehzahl des Motors 10 eine vorbestimmte Geschwindigkeit für eine vorbestimmte Zeit überschreitet.In the control for switching off the compressor 111 By the above judgment of the vehicle speed, the judgment may be based on the rotational speed of the engine 10 and operating time. That is, it is also possible to operate the compressor 111 in the controller to stop when the speed of the motor 10 exceeds a predetermined speed for a predetermined time.
Ferner wurde hinsichtlich der zweiten Frostbeurteilung von Schritt S120 die Beurteilung mittels des durch die Außenlufttemperatur TAM minus Außengeräte-Kältemitteltemperatur Tgcout berechneten Temperaturdifferenz beurteilt, aber die Außengeräte-Kältemitteltemperatur Tgcout kann auch durch die Oberflächentemperatur des Außengeräts 114 einschließlich der Rohrleitungsteile oder die Außenlufttemperatur nach Durchströmen des Außengeräts 114 ersetzt werden.Further, regarding the second frost judgment of step S120 the assessment by means of the outside air temperature TAM minus outdoor unit refrigerant temperature Tgcout calculated temperature difference, but the outdoor unit refrigerant temperature Tgcout may also be affected by the surface temperature of the outdoor unit 114 including the piping parts or outside air temperature after flowing through the outdoor unit 114 be replaced.
Ferner wurde hinsichtlich des Entfrostungsabschlussbeurteilung von Schritt S200 die Beurteilung mittels des Werts der Außengeräte-Kältemitteltemperatur Tgcout durchgeführt, aber es ist auch möglich, die Oberflächentemperatur des Außengeräts 114 einschließlich der Rohrleitungsteile zu benutzen.Further, regarding the defrost completion judgment of step S200 the judgment is made by means of the value of the outdoor unit refrigerant temperature Tgcout, but it is also possible to control the surface temperature of the outdoor unit 114 including the piping parts.
Weiter ist das für den Wärmepumpenkreis 110 verwendete Kältemittel nicht auf CO2 beschränkt. Ein übliches Kältemittel auf CFC-Basis kann ebenfalls verwendet werden.Next is the heat pump cycle 110 used refrigerants not limited to CO 2 . A common CFC based refrigerant can also be used.
Ferner wurde der Heizkern 122 als einer erläutert, der von dem Motor 10 zirkuliertes warmes Wasser als eine Wärmequelle nutzt, aber die Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Es ist auch möglich, das warme Wasser von einer Brennstoffzelle in einem Brennstoffzellenfahrzeug als Wärmequelle zu verwenden. Weiter ist das Wärmekreissystem 100 nicht auf eine Fahrzeugnutzung beschränkt und kann auch zum Hausgebrauch verwendet werden.Furthermore, the heater core 122 as one explained by the engine 10 uses circulated warm water as a heat source, but the invention is not limited thereto. It is also possible to use the warm water from a fuel cell in a fuel cell vehicle as a heat source. Next is the heat cycle system 100 not limited to a vehicle use and can also be used for home use.
Während die Erfindung unter Bezug auf spezielle Ausführungsbeispiele zu Veranschaulichungszwecken beschrieben worden ist, sollte es offensichtlich sein, dass zahlreiche Modifikationen daran durch den Fachmann vorgenommen werden können, ohne das Grundkonzept und den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.While the invention has been described by reference to specific embodiments for purposes of illustration, it should be apparent that numerous modifications can be made thereto by those skilled in the art without departing from the basic concept and scope of the invention.
