Querverweis auf verwandte AnmeldungCross-reference to related application
Die Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-008373 , eingereicht am 21. Januar 2014, deren Inhalte hier in ihrer Gesamtheit per Referenz eingebunden sind.The registration is based on the Japanese Patent Application No. 2014-008373 , submitted on January 21, 2014, the contents of which are hereby incorporated by reference in their entirety.
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Wärmepumpenkreislaufvorrichtung, die fähig ist, durch Umschalten eines Kältemittelkreises einen Gaseinspritzkreislauf aufzubauen.The present disclosure relates to a heat pump cycle device capable of establishing a gas injection cycle by switching a refrigerant circuit.
HintergrundtechnikBackground Art
Herkömmlicherweise ist eine Wärmepumpenkreislaufvorrichtung (Dampfkompressionskältekreislauf) dafür bekannt, dass sie die Temperatur von Lüftungsluft, die in das Innere eines Fahrzeugs geblasen wird, einstellt, wenn sie auf eine Fahrzeugklimaanlage angewendet wird.Conventionally, a heat pump cycle apparatus (vapor compression refrigeration cycle) has been known to adjust the temperature of ventilating air blown into the interior of a vehicle when applied to a vehicle air conditioner.
Zum Beispiel offenbart das Patentdokument 1 eine Wärmepumpenkreislaufvorrichtung, die aufgebaut ist, um das Umschalten zwischen einer Luftkühlbetriebsart zum Kühlten der Lüftungsluft, einer Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart zum Kühlen, Entfeuchten und dann erneuten Heizen der Lüftungsluft und einer Luftheizbetriebsart zum Heizen der Lüftungsluft durch Umschalten des Kältemittelkreises zu ermöglichen.For example, Patent Document 1 discloses a heat pump cycle device configured to switch between an air cooling mode for cooling the ventilation air, a dehumidifying and air heating mode for cooling, dehumidifying, and then reheating the ventilation air and an air heating mode for heating the ventilation air by switching the refrigerant circuit to enable.
Die in dem Patentdokument 1 beschriebene Wärmepumpenkreislaufvorrichtung ist konzipiert, um auf den Kältemittelkreis, der den sogenannten Gaseinspritzkreislauf (Sparkältekreislauf) in der Luftheizbetriebsart aufbaut, zu schalten, wodurch der Leistungskoeffizient (COP) des Kreislaufs während eines Luftheizbetriebs verbessert wird. In dem Gaseinspritzkreislauf wird ein Kältemittel, das von einem Kompressor komprimiert wird, mit einem gasphasigen Zwischendruckkältemittel vereinigt, das innerhalb des Kreislaufs erzeugt wird.The heat pump cycle apparatus described in Patent Literature 1 is designed to switch to the refrigerant circuit constituting the so-called gas injection circuit (spark cycle) in the air heating mode, thereby improving the cycle coefficient of performance (COP) during air heating operation. In the gas injection cycle, a refrigerant compressed by a compressor is combined with a gas-phase intermediate pressure refrigerant generated within the cycle.
Ferner beschreibt das Patentdokument 1 beispielhaft die Verwendung eines Differenzdruckregelungsventils als einen Kältemittelkreisschalter, der konzipiert ist, um den Kältemittelkreis durch Öffnen und Schließen eines Zwischendruckkältemitteldurchgangs, der das gasphasige Zwischendruckkältemittel zu einer Zwischendrucköffnung des Kompressors leitet, umzuschalten. Das Differenzdruckregelungsventil ist konzipiert, um sich aufgrund einer Druckdifferenz zwischen dem Kältemitteldruck auf der Auslassseite eines hochstufenseitigen Expansionsventils und dem Kältemitteldruck auf der Einlassseite eines Außenwärmetauschers zu öffnen und zu schließen.Further, Patent Document 1 exemplifies the use of a differential pressure regulating valve as a refrigerant cycle switch designed to switch the refrigerant cycle by opening and closing an intermediate-pressure refrigerant passage guiding the intermediate-pressure gas-phase refrigerant to an intermediate pressure port of the compressor. The differential pressure regulating valve is designed to open and close due to a pressure difference between the refrigerant pressure on the outlet side of a high-stage side expansion valve and the refrigerant pressure on the inlet side of an outdoor heat exchanger.
Die in dem Patentdokument 1 beschriebene Wärmepumpenkreislaufvorrichtung ist dafür gedacht, den Kältemittelkreis mit einer einfachen Struktur unter Verwendung eines derartigen Differenzdruckregelungsventils umzuschalten. Die spezifische Struktur dieser Art von Differenzdruckregelungsventil ist auch in dem Patentdokument 2 offenbart.The heat pump cycle device described in Patent Document 1 is intended to switch the refrigerant circuit with a simple structure using such a differential pressure regulating valve. The specific structure of this type of differential pressure regulating valve is also disclosed in Patent Document 2.
Dokumente der verwandten TechnikDocuments of the related art
PatentdokumentePatent documents
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Patendokument 1: japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2012-181005 Patent document 1: Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2012-181005
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Patendokument 2: japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2013-92355 Patent document 2: Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2013-92355
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Wenn beabsichtigt ist, das Kältemittel in die Wärmepumpenkreislaufvorrichtung zu füllen, wird das Innere des Kreislaufs evakuiert, und dann wird das Kältemittel eingefüllt. In einer allgemeinen Wärmepumpenkreislaufvorrichtung sind Füllöffnungen auf einer Kältemittelroute, die von einer Abgabeöffnung des Kompressors zu einer Dekompressionsvorrichtung (zum Beispiel das in dem Patentdokument 1 beschriebene hochstufenseitige Expansionsventil) führt, und eine Kältemittelroute, die von einem Wärmetauscher, der als ein Verdampfer wirkt, zu einer Ansaugöffnung des Kompressors führen, bereitgestellt. Die Füllöffnungen werden verwendet, um dass Innere des Kreislaufs zu evakuieren und das Kältemittel hinein zu füllen.When it is intended to fill the refrigerant in the heat pump cycle device, the inside of the cycle is evacuated, and then the refrigerant is filled. In a general heat pump cycle device, filling ports on a refrigerant route leading from a discharge port of the compressor to a decompression device (for example, the high-stage-side expansion valve described in Patent Document 1) and a refrigerant route leading from a heat exchanger acting as an evaporator to one Lead intake of the compressor, provided. The fill ports are used to evacuate the interior of the circuit and to fill the refrigerant.
Selbst wenn die Erfinder der vorliegenden Anmeldung jedoch beabsichtigen, das Kältemittel durch Bereitstellen der Füllöffnung in der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung bereitzustellen, die konzipiert ist, um den Kältemittelkreis unter Verwendung des in dem Patentdokument 1 beschriebenen Differenzdruckregelungsventils auf die gleiche Weise wie in der allgemeinen Wärmepumpenkreislaufvorrichtung zu füllen, ist die geeignete Evakuierung des Inneren nicht verfügbar oder das Differenzdruckregelungsventil arbeitet in manchen Fällen nicht nach dem Füllen des Kältemittels. Das heißt, das Kältemittel wird häufig nicht richtig in die Wärmepumpenkreislaufvorrichtung gefüllt.However, even if the inventors of the present application intend to provide the refrigerant by providing the filling port in the heat pump cycle device designed to fill the refrigerant circuit using the differential pressure regulating valve described in Patent Document 1 in the same manner as in the general heat pump cycle device the appropriate evacuation of the interior is not available or the differential pressure control valve does not work in some cases after filling the refrigerant. That is, the refrigerant is often not properly filled in the heat pump cycle device.
Somit haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung die Ursachen dieser Angelegenheiten untersucht und haben herausgefunden, dass die Ursachen in der in dem Patentdokument 1 beschriebenen Wärmepumpenkreislaufvorrichtung sind, dass ein Zwischendruckkältemitteldurchgang, der von dem Differenzdruckregelungsventil zu der Zwischendrucköffnung führt, nicht evakuiert werden kann und dass das Kältemittel nicht in den Zwischendruckkältemitteldurchgang gefüllt werden kann.Thus, the inventors of the present application studied the causes of these matters and found that the causes in the heat pump cycle apparatus described in Patent Document 1 are that an intermediate pressure refrigerant passage leading from the differential pressure control valve to the intermediate pressure port can not be evacuated and that the refrigerant can not be filled in the intermediate pressure refrigerant passage.
Insbesondere, wenn die Wärmepumpenkreislaufvorrichtung des Patentdokuments 1 evakuiert wird, tritt keine Druckdifferenz zwischen dem Kältemitteldruck auf der Auslassseite des hochstufenseitigen Expansionsventils und dem auf der Einlassseite des Außenwärmetauschers auf, was bewirkt, dass das Differenzdruckregelungsventil durch die Kraft einer Feder, die in der Schließrichtung des Ventils drückt, geschlossen wird. Somit kann der Zwischendruckkältemitteldurchgang nicht von der strömungsaufwärtigen Seite des Differenzdruckregelungsventils evakuiert werden.In particular, when the heat pump cycle device of Patent Document 1 is evacuated, no pressure difference occurs between the refrigerant pressure on the outlet side of the high-stage side expansion valve and the inlet side of the outdoor heat exchanger, causing the differential pressure control valve to be urged by the force of a spring in the closing direction of the valve presses, closed. Thus, the intermediate pressure refrigerant passage can not be evacuated from the upstream side of the differential pressure control valve.
Wenn ferner zum Beispiel ein Spiralkompressor als der Kompressor verwendet wird und eine bewegliche Spiral in eine Position verschoben wird, welche die Zwischendrucköffnung verschließt, kann die Evakuierung des Zwischendruckkältemitteldurchgangs nicht von der Kompressorseite durchgeführt werden, wodurch der Zwischendruckkältemitteldurchgang von keiner der Füllöffnungen evakuiert werden kann.Further, for example, when a scroll compressor is used as the compressor and a movable scroll is shifted to a position closing the intermediate pressure port, the evacuation of the intermediate pressure refrigerant passage can not be performed from the compressor side, whereby the intermediate pressure refrigerant passage can not be evacuated from any of the filling ports.
Selbst wenn der Zwischendruckkältemitteldurchgang evakuiert werden kann, wird das Differenzdruckregelungsventil auf die gleiche Weise wie bei der Evakuierung der Kreislaufvorrichtung durch die Kraft der Feder geschlossen, wenn beabsichtigt ist, das Kältemittel von der Füllöffnung zu füllen, womit es nicht gelingt, das Kältemittel von der strömungsaufwärtigen Seite des Differenzdruckregelungsventils in den Zwischendruckkältemitteldurchgang zu füllen.Even if the intermediate pressure refrigerant passage can be evacuated, the differential pressure regulating valve is closed by the force of the spring in the same manner as in the evacuation of the cycle device, when it is intended to fill the refrigerant from the filling port, failing to remove the refrigerant from the upstream Side of the differential pressure control valve to fill in the intermediate pressure refrigerant passage.
Der Kompressor, der auf den Gaseinspritzkreislauf angewendet wird, ist im Allgemeinen mit einem Rückschlagventil versehen, um die Rückströmung von Kältemittel von der Zwischendrucköffnung zu der Zwischendruckkältemitteldurchgangsseite zu verhindern. Folglich kann das Kältemittel nicht von der Kompressorseite in den Zwischendruckkältemitteldurchgang gefüllt werden, wobei von keiner Füllöffnung ein Kältemittel in den Zwischendruckkältemitteldurchgang gefüllt werden kann.The compressor that is applied to the gas injection circuit is generally provided with a check valve to prevent the reverse flow of refrigerant from the intermediate pressure port to the intermediate pressure refrigerant passage side. Consequently, the refrigerant can not be filled from the compressor side into the intermediate-pressure refrigerant passage, and no refrigerant can be filled in the intermediate-pressure refrigerant passage from any filling port.
Wenn der Kreislauf mit dem evakuierten Zwischendruckkältemitteldurchgang betrieben wird, kann das Differenzdruckregelungsventil nur durch eine Kraft, die aufgrund einer Differenz des Kältemitteldrucks zwischen der Auslassseite des hochstufenseitigen Expansionsventils und der Einlassseite des Außenwärmetauschers auf das Ventil wirkt, geöffnet werden. Als ein Ergebnis kann das Kältemittel in der in dem Patentdokument 1 beschriebenen Kreislaufstruktur häuft nicht geeignet in die Wärmepumpenkreislaufvorrichtung gefüllt werden.When the circuit is operated with the evacuated intermediate-pressure refrigerant passage, the differential-pressure control valve can be opened only by a force acting on the valve due to a difference in the refrigerant pressure between the outlet side of the high-stage expansion valve and the inlet side of the outdoor heat exchanger. As a result, the refrigerant accumulated in the loop structure described in Patent Document 1 can not be properly filled in the heat pump cycle device.
Die vorliegende Offenbarung wurde angesichts der vorangehenden Angelegenheit gemacht und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, das Kältemittel durch Umschalten eines Kältekreislaufs geeignet in einen Wärmepumpenkreislauf, der einen Gaseinspritzkreislauf bildet, zu füllen.The present disclosure has been made in view of the foregoing matter, and it is an object of the present disclosure to properly fill the refrigerant by switching a refrigeration cycle into a heat pump cycle constituting a gas injection cycle.
Eine Wärmepumpenkreislaufvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst einen Kompressor, der ein Niederdruckkältemittel, das von einer Ansaugöffnung angesaugt wird, zu einem Hochdruckkältemittel komprimiert und das komprimierte Kältemittel von einer Abgabeöffnung abgibt, wobei der Kompressor eine Zwischendrucköffnung hat, die zulässt, dass ein Zwischendruckkältemittel in einem Kreislauf in den Kompressor strömt und das Zwischendruckkältemittel mit dem Kältemittel in einer Kompressionsstufe vereinigt; einen Strahler, der Wärme zwischen dem von der Abgabeöffnung abgegebenen Hochdruckkältemittel und einem Fluid, das Wärme austauschen soll, austauscht; eine erste Dekompressionsvorrichtung, die das aus dem Strahler strömende Hochdruckkältemittel dekomprimiert; einen Gas-Flüssigkeitsabscheider, der das von der ersten Dekompressionsvorrichtung dekomprimierte Zwischendruckkältemittel in gas- und flüssigphasige Kältemittel abscheidet; einen Zwischendruckkältemitteldurchgang, der das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider abgeschiedene gasphasige Kältemittel zu einer Seite der Zwischendrucköffnung leitet; eine zweite Dekompressionsvorrichtung, die das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel dekomprimiert; einen hochdruckseitigen Umleitungsdurchgang, der zulässt, dass das aus dem Strahler strömende Hochdruckkältemittel strömt, während es die erste Dekompressionsvorrichtung, den Gas-Flüssigkeitsabscheider und die zweite Dekompressionsvorrichtung umgeht; eine dritte Dekompressionsvorrichtung, die das Hochdruckkältemittel, das durch den hochdruckseitigen Umleitungsdurchgang strömt, dekomprimiert; einen Außenwärmetauscher, der zulässt, dass das von der zweiten Dekompressionsvorrichtung dekomprimierte Kältemittel oder das von der dritten Dekompressionsvorrichtung dekomprimierte Kältemittel Wärme mit Außenluft austauscht und in Richtung der strömungsaufwärtigen Seite der Ansaugöffnung ausströmt; und eine Füllöffnung, durch die das Kältemittel in den Kreislauf gefüllt wird. Außerdem sind die erste Dekompressionsvorrichtung und die dritte Dekompressionsvorrichtung derart bereitgestellt, dass sie fähig sind, einen Kältemitteldurchgang zu schließen.A heat pump cycle device according to one aspect of the present disclosure includes a compressor that compresses a low-pressure refrigerant sucked from a suction port to a high-pressure refrigerant and discharges the compressed refrigerant from a discharge port, the compressor having an intermediate-pressure port that allows an intermediate-pressure refrigerant to flow into a circuit flows in the compressor and the intermediate pressure refrigerant combined with the refrigerant in a compression stage; a radiator that exchanges heat between the high-pressure refrigerant discharged from the discharge port and a fluid that is to exchange heat; a first decompression device that decompresses the high pressure refrigerant flowing from the radiator; a gas-liquid separator that deposits the intermediate-pressure refrigerant decompressed by the first decompression device into gas-phase and liquid-phase refrigerants; an intermediate-pressure refrigerant passage that guides the gas-phase refrigerant separated from the gas-liquid separator to a side of the intermediate-pressure opening; a second decompression device that decompresses the liquid-phase refrigerant separated from the gas-liquid separator; a high-pressure side bypass passage that allows the high-pressure refrigerant flowing out of the radiator to flow while bypassing the first decompressing device, the gas-liquid separator, and the second decompressing device; a third decompressing device that decompresses the high-pressure refrigerant flowing through the high-pressure-side bypass passage; an outdoor heat exchanger that allows the refrigerant decompressed by the second decompressing device or the refrigerant decompressed by the third decompressing device to exchange heat with outside air and to flow out toward the upstream side of the suction port; and a filling port through which the refrigerant is filled in the circuit. In addition, the first decompressing device and the third decompressing device are provided so as to be able to close a refrigerant passage.
In diesem Fall wird eine der ersten Dekompressionsvorrichtung und der dritten Kompressionsvorrichtung in den Drosselzustand, in dem sie die Dekompressionswirkung zeigt, gebracht, und die Andere wird vollständig geschlossen, wodurch das Umschalten des Kältemittelkreises in dem Kreislauf ermöglicht wird.In this case, one of the first decompression device and the third compression device is brought into the throttle state in which it shows the decompression effect, and the other is completely closed, whereby the Switching the refrigerant circuit in the circuit is made possible.
Zum Beispiel kann in der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung ein Gaseinspritzkreislauf aufgebaut werden, indem die erste Dekompressionsvorrichtung in den Drosselzustand gebracht wird und die dritte Dekompressionsvorrichtung vollständig geschlossen wird. In dem Gaseinspritzkreislauf zirkuliert das Kältemittel in dieser Reihenfolge von der Abgabeöffnung des Kompressors zu dem Strahler, der ersten Dekompressionsvorrichtung, dem Gas-Flüssigkeitsabscheider, der zweiten Dekompressionsvorrichtung, dem Außenwärmetauscher und der Ansaugöffnung des Kompressors. Gleichzeitig strömt das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider abgeschiedene gasphasige Zwischendruckkältemittel in die Zwischendrucköffnung des Kompressors, um mit dem Kältemittel, das gerade komprimiert wird, vereinigt zu werden.For example, in the heat pump cycle device, a gas injection circuit may be constructed by bringing the first decompression device into the throttle state and completely closing the third decompression device. In the gas injection cycle, the refrigerant circulates in this order from the discharge port of the compressor to the radiator, the first decompressing device, the gas-liquid separator, the second decompressing device, the outdoor heat exchanger and the suction port of the compressor. At the same time, the gas-phase intermediate pressure refrigerant separated from the gas-liquid separator flows into the intermediate pressure port of the compressor to be united with the refrigerant being compressed.
Andererseits kann der Kältekreislauf aufgebaut werden, indem die erste Dekompressionsvorrichtung vollständig geschlossen wird und die dritte Dekompressionsvorrichtung in den Drosselzustand gebracht wird, um zuzulassen, dass das Kältemittel von der Abgabeöffnung des Kompressors in dieser Reihenfolge zu dem Strahler, der dritten Dekompressionsvorrichtung, dem Außenwärmetauscher und der Ansaugöffnung des Kompressors strömt.On the other hand, the refrigeration cycle can be established by fully closing the first decompressing device and bringing the third decompressing device into the throttling state to allow the refrigerant from the discharge port of the compressor to flow in this order to the radiator, the third decompressing device, the outdoor heat exchanger, and the outside Intake port of the compressor flows.
Da außerdem das Differenzdruckregelungsventil im Gegensatz zu der verwandten Technik nicht wesentlich ist, werden sowohl die erste Dekompressionsvorrichtung als auch die dritte Dekompressionsvorrichtung geöffnet, wodurch die Füllöffnung, selbst wenn die Füllöffnung in einem beliebigen Teil der Kältemittelroute zwischen den Komponenten positioniert ist, mit dem gesamten Bereich des Kreislaufs in Verbindung stehen kann.In addition, since the differential pressure regulating valve is not essential, unlike the related art, both the first decompressing device and the third decompressing device are opened, whereby the filling port, even if the filling port is positioned in any part of the refrigerant route between the components, with the entire area of the circulation.
Selbst wenn die Füllöffnung in einer beliebigen Position bereitgestellt ist, kann somit das Kältemittel nach der Evakuierung des gesamten Bereichs des Kreislaufs in diesen gefüllt werden. Das heißt, das Kältemittel kann durch Umschalten des Kältemittelkreises geeignet in den Wärmepumpenkreislauf gefüllt werden, der den Gaseinspritzkreislauf aufbaut.Thus, even if the filling port is provided in an arbitrary position, the refrigerant can be filled therein after the evacuation of the entire area of the circuit. That is, the refrigerant can be properly filled by switching the refrigerant circuit in the heat pump cycle, which builds up the gas injection circuit.
Zum Beispiel kann in der ersten Heizbetriebsart zum Heizen des Fluids, das in der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung Wärme austauschen soll, die erste Dekompressionsvorrichtung in den Drosselzustand gebracht werden und die dritte Dekompressionsvorrichtung kann vollständig geschlossen werden. In der zweiten Heizbetriebsart zum Heizen des Fluids, das mit einer anderen Heizkapazität als der in der ersten Heizbetriebsart Wärme austauschen soll, kann die erste Dekompressionsvorrichtung vollständig geschlossen werden und die dritte Dekompressionsvorrichtung kann in den Drosselzustand, in dem sie die Dekompressionswirkung zeigt, gebracht werden.For example, in the first heating mode for heating the fluid to exchange heat in the heat pump cycle device, the first decompressing device may be brought into the throttle state, and the third decompressing device may be completely closed. In the second heating mode for heating the fluid to exchange heat with a heating capacity different from that in the first heating mode, the first decompressing device can be completely closed and the third decompressing device can be brought into the throttling state in which it shows the decompression effect.
Ferner kann die Wärmepumpenkreislaufvorrichtung umfassen: eine vierte Dekompressionsvorrichtung, die das aus dem Außenwärmetauscher strömende Kältemittel dekomprimiert; einen Verdampfer, der Wärme zwischen dem von der vierten Dekompressionsvorrichtung dekomprimierten Kältemittel und dem Fluid, das Wärme austauschen soll, austauscht, um zuzulassen, dass das Kältemittel zu der strömungsaufwärtigen Seite der Ansaugöffnung strömt; einen niederdruckseitigen Umleitungsdurchgang, der das aus dem Außenwärmetauscher strömende Kältemittel zu der strömungsaufwärtigen Seite der Ansaugöffnung leitet, während es die vierte Dekompressionsvorrichtung und den Verdampfer umgeht; und einen niederdruckseitigen Öffnungs-/Schließabschnitt, der den niederdruckseitigen Umleitungsdurchgang öffnet und schließt.Further, the heat pump cycle device may include: a fourth decompression device that decompresses the refrigerant flowing out of the outdoor heat exchanger; an evaporator that exchanges heat between the refrigerant decompressed by the fourth decompression device and the fluid that is to exchange heat to allow the refrigerant to flow to the upstream side of the suction port; a low-pressure side bypass passage that guides the refrigerant flowing out of the outdoor heat exchanger to the upstream side of the suction port while bypassing the fourth decompressing device and the evaporator; and a low-pressure side opening / closing section that opens and closes the low-pressure-side bypass passage.
In der ersten und zweiten Heizbetriebsart kann der niederdruckseitige Öffnungs-/Schließabschnitt den niederdruckseitigen Umleitungsdurchgang öffnen, und in der Kühlbetriebsart zum Kühlen des Fluids, das Wärme austauschen soll, kann die erste Dekompressionsvorrichtung vollständig geschlossen werden, die dritte Dekompressionsvorrichtung kann vollständig geöffnet werden und der niederdruckseitige Öffnungs-/Schließabschnitt kann den niederdruckseitigen Umleitungsdurchgang schließen.In the first and second heating modes, the low pressure side opening / closing portion may open the low pressure side bypass passage, and in the cooling mode for cooling the fluid to exchange heat, the first decompressing device may be completely closed, the third decompressing device may be fully opened, and the low pressure side Opening / closing section may close the low-pressure side bypass passage.
Somit kann das Fluid, das Wärme austauschen soll, nicht nur geheizt, sondern auch gekühlt werden. Außerdem wird die Lüftungsluft, die in den zu klimatisierenden Raum geblasen werden soll, als das Fluid, das Wärme austauschen soll, festgelegt, und die von dem Verdampfer gekühlte und entfeuchtete Lüftungsluft wird von dem Strahler erneut geheizt, so dass neben dem Luftheizen und dem Luftkühlen des zu klimatisierenden Raums die Entfeuchtung und Luftheizung durchgeführt werden kann.Thus, the fluid that is to exchange heat, not only heated, but also cooled. In addition, the ventilation air to be blown into the room to be air-conditioned is set as the fluid to exchange heat, and the ventilation air cooled and dehumidified by the evaporator is reheated by the radiator, so that besides air heating and air cooling the dehumidification and air heating can be carried out in the room to be conditioned.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
1 ist ein Gesamtaufbaudiagramm, das die Strömung eines Kältemittels in einer Luftkühlbetriebsart und in einer Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart einer Wärmepumpenkreislaufvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt. 1 FIG. 10 is an entire configuration diagram showing the flow of a refrigerant in an air cooling mode and in a dehumidifying and air heating mode of a heat pump cycle device according to a first embodiment. FIG.
2 ist ein Gesamtaufbaudiagramm, das die Strömung des Kältemittels in einer ersten Luftheizbetriebsart der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung in der ersten Ausführungsform zeigt. 2 is an overall construction diagram showing the flow of the refrigerant in a first Air heating mode of the heat pump cycle device in the first embodiment shows.
3 ist ein Gesamtaufbaudiagramm, das die Strömung des Kältemittels in einer zweiten Luftheizbetriebsart der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung in der ersten Ausführungsform zeigt. 3 FIG. 15 is an entire configuration diagram showing the flow of the refrigerant in a second air heating mode of the heat pump cycle device in the first embodiment. FIG.
4 ist ein Mollierdiagramm, das den Zustand des Kältemittels in der Luftkühlbetriebsart der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung in der ersten Ausführungsform zeigt. 4 Fig. 10 is a Mollier chart showing the state of the refrigerant in the air cooling mode of the heat pump cycle device in the first embodiment.
5 ist ein Mollierdiagramm, das den Zustand des Kältemittels in einer ersten Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung in der ersten Ausführungsform zeigt. 5 FIG. 12 is a Mollier chart showing the state of the refrigerant in a first dehumidifying and air heating mode of the heat pump cycle device in the first embodiment.
6 ist ein Mollierdiagramm, das den Zustand des Kältemittels in einer zweiten Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung in der ersten Ausführungsform zeigt. 6 FIG. 12 is a Mollier chart showing the state of the refrigerant in a second dehumidifying and air heating mode of the heat pump cycle device in the first embodiment. FIG.
7 ist ein Mollierdiagramm, das den Zustand des Kältemittels in der ersten Luftheizbetriebsart der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung in der ersten Ausführungsform zeigt. 7 FIG. 12 is a Mollier chart showing the state of the refrigerant in the first air heating mode of the heat pump cycle device in the first embodiment. FIG.
8 ist ein Mollierdiagramm, das den Zustand des Kältemittels in einer zweiten Luftheizbetriebsart der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung in der ersten Ausführungsform zeigt. 8th Fig. 10 is a Mollier chart showing the state of the refrigerant in a second air heating mode of the heat pump cycle device in the first embodiment.
9 ist ein Gesamtaufbaudiagramm einer Wärmepumpenkreislaufvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform. 9 FIG. 10 is an entire configuration diagram of a heat pump cycle device according to a second embodiment. FIG.
10 ist eine schematische Querschnittansicht eines integrierten Ventils in der zweiten Ausführungsform. 10 is a schematic cross-sectional view of an integrated valve in the second embodiment.
11 ist eine schematische Querschnittansicht eines integrierten Ventils gemäß einer dritten Ausführungsform. 11 is a schematic cross-sectional view of an integrated valve according to a third embodiment.
12 ist ein Erläuterungsdiagramm zum Erklären des Betriebszustands des integrierten Ventils in der dritten Ausführungsform. 12 FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining the operation state of the integrated valve in the third embodiment. FIG.
13 ist ein Gesamtaufbaudiagramm einer Wärmepumpenkreislaufvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform. 13 FIG. 10 is an entire configuration diagram of a heat pump cycle device according to a fourth embodiment. FIG.
14 ist eine Teilquerschnittansicht eines Wärmetauschers mit integriertem Gas-Flüssigkeltsabscheider in der vierten Ausführungsform. 14 is a partial cross-sectional view of a heat exchanger with integrated Gas-Flüssigkeltsabscheider in the fourth embodiment.
15 ist ein Gesamtaufbaudiagramm einer Wärmepumpenkreislaufvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform. 15 FIG. 10 is an entire configuration diagram of a heat pump cycle device according to another embodiment. FIG.
Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments
(Erste Ausführungsform)First Embodiment
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nachstehend unter Bezug auf 1 bis 8 beschrieben. In dieser Ausführungsform wird eine Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung auf eine Fahrzeugklimaanlage 1 für ein Elektrofahrzeug angewendet, das eine Antriebskraft zum Fahren von einem elektrischen Fahrmotor erhält. Die Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 in der Fahrzeugklimaanlage 1 dient dazu, die Lüftungsluft, die in ein Fahrzeuginneres als einen Raum, der klimatisiert werden soll, geblasen werden soll, zu heizen oder zu kühlen. Folglich ist ein Fluid, das Wärme austauschen soll, in dieser Ausführungsform die Lüftungsluft.A first embodiment of the present disclosure will be described below with reference to FIG 1 to 8th described. In this embodiment, a heat pump cycle device 10 according to the present disclosure, to a vehicle air conditioner 1 applied to an electric vehicle that receives a driving force for driving an electric traction motor. The heat pump cycle device 10 in the vehicle air conditioner 1 serves to heat or cool the ventilation air to be blown into a vehicle interior as a room to be air-conditioned. Consequently, a fluid that is to exchange heat, in this embodiment, the ventilation air.
Wie in den Gesamtaufbaudiagrammen von 1 bis 3 gezeigt, ist die Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 in dieser Ausführungsform aufgebaut, um das Umschalten zwischen einem Kältemittelkreis für eine Luftkühlbetriebsart, einem Kältemittelkreis für eine Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart und Kältemittelkreisen für erste und zweite Luftheizbetriebsarten zu ermöglichen. In der Luftkühlbetriebsart wird das Fahrzeuginnere durch Kühlen der Lüftungsluft einer Luftkühlung unterzogen. In der Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart wird das Fahrzeuginnere der Entfeuchtung und dem Luftheizen unterzogen, indem die gekühlte und entfeuchtete Lüftungsluft erneut geheizt wird. In den ersten und zweiten Luftheizbetriebsarten wird das Fahrzeuginnere dem Luftheizen unterzogen, indem jeweils die Lüftungsluft geheizt wird.As in the total construction charts of 1 to 3 is shown, the heat pump cycle device 10 in this embodiment, to enable the switching between a refrigerant circuit for an air cooling mode, a refrigerant circuit for a dehumidifying and air heating mode, and refrigerant circuits for first and second air heating modes. In the air cooling mode, the vehicle interior is subjected to air cooling by cooling the ventilation air. In the dehumidification and air heating modes, the vehicle interior is subjected to dehumidification and air heating by re-heating the cooled and dehumidified ventilation air. In the first and second Luftheizbetriebsarten the vehicle interior is subjected to the air heating by each of the ventilation air is heated.
Insbesondere ist die erste Luftheizbetriebsart eine Betriebsart, die durchgeführt wird, wenn die Außenlufttemperatur auf einer äußerst niedrigen Temperatur (zum Beispiel 0°C oder weniger) ist, während die zweite Luftheizbetriebsart eine Betriebsart ist, die durchgeführt wird, wenn das normale Luftheizen durchgeführt wird. Das heißt, die zweite Luftheizbetriebsart ist die Betriebsart zum Heizen der Lüftungsluft mit einer niedrigeren Heizkapazität als der in der ersten Luftheizbetriebsart. Beachten Sie, dass 1 die Strömungen des Kältemittels in der Luftkühlbetriebsart und in der Entfeuchtungs- und Luftheizbetriesart durch durchgezogene Pfeile anzeigt; 2 die Strömung des Kältemittels in der ersten Luftheizbetriebsart durch durchgezogene Pfeile anzeigt, und 3 die Strömung des Kältemittels in der zweiten Luftheizbetriebsart durch durchgezogene Pfeile anzeigt.Specifically, the first air heating mode is a mode that is performed when the outside air temperature is at an extremely low temperature (for example, 0 ° C. or less), while the second air heating mode is a mode that is performed when the normal air heating is performed. That is, the second air heating mode is the mode for heating the ventilation air having a lower heating capacity than that in the first air heating mode. Note that 1 indicates the flows of the refrigerant in the air cooling mode and in the dehumidification and air heating mode by solid arrows; 2 indicates the flow of the refrigerant in the first Luftheizbetriebsart by solid arrows, and 3 indicates the flow of the refrigerant in the second Luftheizbetriebsart by solid arrows.
Die Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 bildet einen unterkritischen Dampfkompressionskältekreislauf, in dem ein Kältemittel auf Basis eines teilhalogenierten Fluorkohlenwasserstoffs (HFC) (z. B. R134a) als das Kältemittel verwendet wird und ein hochdruckseitiger Kältemitteldruck den kritischen Druck des Kältemittels nicht überschreitet. Offensichtlich kann ein Kältemittel Hydrofluoroolefin-(HFO-)Basis oder ähnliches als das Kältemittel verwendet werden. Ferner wird Kältemaschinenöl zum Schmieren eines Kompressors 11 in das Kältemittel gemischt, und ein Teil des Kältemaschinenöls zirkuliert zusammen mit dem Kältemittel durch den Kreislauf.The heat pump cycle device 10 Forms a subcritical vapor compression refrigeration cycle in which a refrigerant based on a hydrofluorocarbon (HFC) (z. B. R134a) is used as the refrigerant and a high-pressure side refrigerant pressure does not exceed the critical pressure of the refrigerant. Obviously, a refrigerant hydrofluoroolefin (HFO) base or the like can be used as the refrigerant. Further, refrigerator oil is used to lubricate a compressor 11 mixed into the refrigerant, and a part of the refrigerator oil circulates through the circuit together with the refrigerant.
Von den Komponenten der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 ist der Kompressor 11 in einer Motorhaube des Fahrzeugs angeordnet und geeignet, das Kältemittel in der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 anzusaugen, zu komprimieren und abzugeben. Insbesondere ist der Kompressor 11 ein zweistufiger elektrischer Druckerhöhungskompressor, der in einem Gehäuse, das seine Außenhülle bildet, zwei Kompressionsmechanismen aufnimmt, die aus einem niederstufenseitigen Kompressionsmechanismus und einem hochstufenseitigen Kompressionsmechanismus bestehen, die aus einem Kompressionsmechanismus mit fester Verdrängung und einem Elektromotor zum drehenden Antreiben der beiden Kompressionsmechanismen ausgebildet sind.From the components of the heat pump cycle device 10 is the compressor 11 disposed in an engine hood of the vehicle and adapted to the refrigerant in the heat pump cycle device 10 suck in, compress and deliver. In particular, the compressor 11 a two-stage electric pressure-increasing compressor incorporating in a housing forming its outer shell two compression mechanisms consisting of a low-stage compression mechanism and a high-stage compression mechanism formed of a fixed-displacement compression mechanism and an electric motor for rotationally driving the two compression mechanisms.
Das Gehäuse des Kompressors 11 ist versehen mit: einer Ansaugöffnung 11a, die ein Niederdruckkältemittel von außerhalb des Gehäuses in den niederstufenseitigen Kompressionsmechanismus saugt, einer Zwischendrucköffnung 11b, die zulässt, dass ein Zwischendruckkältemittel von außerhalb davon in das Gehäuse strömt und dann das Kältemittel darin mit einem Kältemittel, das gerade komprimiert wird, vereinigt, und einer Abgabeöffnung 11c, die ein Hochdruckkältemittel aus dem hochstufenseitigen Kompressionsmechanismus in Richtung der Außenseite des Gehäuses abgibt.The housing of the compressor 11 is provided with: a suction port 11a , which sucks a low-pressure refrigerant from outside the housing in the low-stage side compression mechanism, an intermediate pressure port 11b that allows an intermediate-pressure refrigerant to flow into the case from outside thereof and then to combine the refrigerant therein with a refrigerant being compressed, and a discharge port 11c which discharges a high-pressure refrigerant from the high-stage side compression mechanism toward the outside of the housing.
Insbesondere steht die Zwischendrucköffnung 11b mit der Kältemittelabgabeöffnungsseite des niederdruckseitigen Kompressionsmechanismus (das heißt, der Kältemittelansaugöffnungsseite des hochstufenseitigen Kompressionsmechanismus) in Verbindung. Verschiedene Arten von Kompressionsmechanismen einschließlich eines Spiralkompressionsmechanismus, eines Drehschieberkompressionsmechanismus und eines Wälzkolbenmechanismus, können als der niederstufenseitige Kompressionsmechanismus und der hochstufenseitige Kompressionsmechanismus verwendet werden.In particular, the intermediate pressure port is 11b to the refrigerant discharge port side of the low-pressure side compression mechanism (that is, the refrigerant suction port side of the high-stage side compression mechanism). Various types of compression mechanisms including a scroll compression mechanism, a rotary valve compression mechanism and a Wälzkolbenmechanismus can be used as the lower stage side compression mechanism and the high-stage compression mechanism.
Der Betrieb des Elektromotors (die Drehzahl) wird von einem Steuersignal gesteuert, das von einer Klimatisierungssteuerung 40, die später beschrieben werden soll, ausgegeben wird. Der Elektromotor kann entweder einen Wechselstrommotor oder einen Gleichstrommotor verwenden. Die Kältemittelabgabekapazität des Kompressors 11 wird durch Steuern seiner Drehzahl gesteuert. Folglich dient der Elektromotor in dieser Ausführungsform als ein Abgabekapazitätsänderungsabschnitt für den Kompressor 11.The operation of the electric motor (the speed) is controlled by a control signal supplied by an air conditioning controller 40 to be described later. The electric motor can use either an AC motor or a DC motor. The refrigerant discharge capacity of the compressor 11 is controlled by controlling its speed. Thus, in this embodiment, the electric motor serves as a discharge capacity changing portion for the compressor 11 ,
Wenngleich diese Ausführungsform den Kompressor 11 verwendet, der die zwei Kompressionsmechanismen in einem Gehäuse aufnimmt, ist die Art des Kompressors nicht darauf beschränkt. Das heißt, der Kompressor 11 kann ein elektrischer Kompressor sein, der in einem Gehäuse einen Kompressionsmechanismus mit fester Verdrängung und einen Elektromotor zum drehenden Antreiben des Kompressionsmechanismus aufnimmt, solange das Zwischendruckkältemittel von der Zwischendrucköffnung 11b in den Kompressor strömen kann, um mit einem anderen Kältemittel vereinigt zu werden, das von dem niedrigen Druck auf den hohen Druck komprimiert wird.Although this embodiment, the compressor 11 is used, which receives the two compression mechanisms in a housing, the nature of the compressor is not limited thereto. That is, the compressor 11 may be an electric compressor which accommodates in a housing a compression mechanism with fixed displacement and an electric motor for rotationally driving the compression mechanism, as long as the intermediate pressure refrigerant from the intermediate pressure port 11b may flow into the compressor to be combined with another refrigerant which is compressed from the low pressure to the high pressure.
Ferner kann ein zweistufiger Druckerhöhungskompressor durch zwei Kompressoren, nämlich einen niederstufenseitigen Kompressor und einen hochstufenseitigen Kompressor ausgebildet sein. In einem derartigen Druckerhöhungskompressor sind die zwei Kompressoren hintereinander geschaltet; eine Ansaugöffnung des niederstufenseitigen Kompressors, der auf der niederstufenseitigen Seite angeordnet ist, wirkt als die Ansaugöffnung 11a für den gesamten zweistufigen Druckerhöhungskompressor; eine Abgabeöffnung des hochstufenseitigen Kompressors, die auf der hochstufenseitigen Seite angeordnet ist, dient als die Abgabeöffnung 11c für den gesamten zweistufigen Druckerhöhungskompressor; und die Zwischendrucköffnung 11b ist an einem Verbindungsteil zum Verbinden der Abgabeöffnung des niederstufenseitigen Kompressors mit der Ansaugöffnung des hochstufenseitigen Kompressors bereitgestellt.Further, a two-stage pressure-increasing compressor may be formed by two compressors, namely, a low-stage side compressor and a high-stage side compressor. In such a booster compressor, the two compressors are connected in series; an intake port of the low-stage side compressor disposed on the lower-stage side acts as the intake port 11a for the entire two-stage pressure boosting compressor; a discharge port of the high-stage side compressor disposed on the high-stage side serves as the discharge port 11c for the entire two-stage pressure boosting compressor; and the intermediate pressure port 11b is provided at a connection part for connecting the discharge port of the low-stage side compressor to the suction port of the high-stage side compressor.
Die Abgabeöffnung 11c des Kompressors 11 ist mit der Kältemitteleinlassseite eines Innenkondensators 12 gekoppelt. Der Innenkondensator 12 ist in einem Klimaanlagengehäuse 31 einer Innenklimatisierungseinheit 30 in der Fahrzeugklimaanlage 1, die später beschrieben werden soll, angeordnet. Der Innenkondensator 12 ist ein Strahler, der die Lüftungsluft durch Austauschen von Wärme zwischen einem Abgabekältemittel (Hochdruckkältemittel), das von dem Kompressor 11 (insbesondere dem hochstufenseitigen Kompressionsmechanismus) abgegeben wird, und der Lüftungsluft, die den Innenverdampfer 22, der später beschrieben werden soll, durchläuft, heizt.The discharge opening 11c of the compressor 11 is with the refrigerant inlet side of an inner condenser 12 coupled. The inner condenser 12 is in an air conditioner housing 31 an interior air conditioning unit 30 in the vehicle air conditioner 1 , which will be described later, arranged. The inner condenser 12 is a radiator that removes the ventilation air by exchanging heat between a discharge refrigerant (high pressure refrigerant) coming from the compressor 11 (In particular, the high-stage compression mechanism) is discharged, and the ventilation air, the indoor evaporator 22 to be described later goes through heats.
Die Kältemittelauslassseite des Innenkondensators 12 ist mit einer Kältemittelzuströmungs-/Ausströmungsöffnung einer Dreiwegeverbindung 13a gekoppelt, welche die Strömung von Kältemittel, das aus dem Innenkondensator 12 strömt, in der Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart verzweigt. Eine derartige Dreiwegeverbindung kann durch Verbindung von Rohrleitungen mit verschiedenen Durchmessern oder durch Bereitstellen von mehreren Kältemitteldurchgängen in einem Metall- oder Harzblock ausgebildet werden. Beachten Sie, dass die zweiten bis vierten Dreiwegeverbindungen 13b bis 13d, die später beschrieben werden sollen, im Wesentlichen die gleiche grundlegende Struktur wie die der ersten Dreiwegeverbindung 13a haben.The refrigerant outlet side of the inner condenser 12 is with a refrigerant inflow / outflow opening of a three-way connection 13a coupled to the flow of refrigerant coming out of the inner condenser 12 flows branching in the dehumidifying and air heating mode. Such a three-way joint may be formed by connecting pipes of different diameters or by providing a plurality of refrigerant passages in a metal or resin block. Note that the second to fourth three-way connections 13b to 13d which will be described later have substantially the same basic structure as that of the first three-way connection 13a to have.
Eine andere Kältemittelzuströmungs-/Ausströmungsöffnung der ersten Dreiwegeverbindung 13a ist mit einem Durchgang 14a auf der Seite des Gas-Flüssigkeitsabscheiders gekoppelt, der das aus dem Innenkondensator 12 strömende Kältemittel zu einer Einlassseite eines Gas-Flüssigkeitsabscheiders 16 leitet. Ferner ist in dem Durchgang 14a auf der Seite des Gas-Flüssigkeitsabscheiders ein erstes Luftheizexpansionsventil 15 als eine erste Dekompressionsvorrichtung angeordnet, die das Hochdruckkältemittel, das aus dem Innenkondensator 12 strömt, in einer ersten Luftheizbetriebsart dekomprimiert.Another refrigerant inflow / outflow port of the first three-way connection 13a is with a passage 14a coupled on the side of the gas-liquid separator, which from the inner condenser 12 flowing refrigerant to an inlet side of a gas-liquid separator 16 passes. Further, in the passage 14a on the side of the gas-liquid separator, a first Luftheizexpansionsventil 15 arranged as a first decompression device, which contains the high-pressure refrigerant that flows out of the inner condenser 12 flows decompressed in a first air heating mode.
Das erste Luftheizexpansionsventil 15 ist ein variabler Drosselmechanismus, der einen Ventilkörper, der mit seinem variablen Drosselöffnungsgrad aufgebaut ist, und einen elektrischen Aktuator umfasst, der durch einen Schrittmotor ausgebildet ist, der geeignet ist, den Drosselöffnungsgrad des Ventilkörpers zu variieren.The first air heating expansion valve 15 is a variable throttle mechanism that includes a valve body configured with its variable throttle opening degree and an electric actuator formed by a stepping motor that is capable of varying the throttle opening degree of the valve body.
Das erste Luftheizexpansionsventil 15 hat eine vollständige Öffnungsfunktion, in der es lediglich als ein Kältemitteldurchgang dient, indem sein Drosselöffnungsgradvollständig geöffnet wird, ohne irgendeine Kältemitteldekompressionswirkung zu zeigen, ebenso wie eine vollständige Schließfunktion, in welcher der Kältemitteldurchgang durch vollständiges Schließen des Drosselöffnungsgrads geschlossen wird. Beachten Sie, dass der Betrieb des ersten Luftheizexpansionsventils 15 durch ein Steuersignal (einen Steuerimpuls) gesteuert wird, der von der Klimatisierungssteuerung 40 ausgegeben wird.The first air heating expansion valve 15 has a full opening function in which it merely serves as a refrigerant passage by fully opening its throttle opening degree without showing any refrigerant decompression effect, as well as a full closing function in which the refrigerant passage is closed by closing the throttle opening degree completely. Note that the operation of the first air heating expansion valve 15 is controlled by a control signal (a control pulse) supplied by the air conditioning controller 40 is issued.
Der Gas-Flüssigkeitsabscheider 16 ist ein Gas-Flüssigkeitsabscheider, der das Kältemittel, das von dem ersten Luftheizexpansionsventil 15 auf einen Zwischendruck dekomprimiert wird, in der ersten Luftheizbetriebsart in gas- und flüssigphasige Kältemittel abscheidet.The gas-liquid separator 16 is a gas-liquid separator that contains the refrigerant from the first air-heating expansion valve 15 is decompressed to an intermediate pressure, separates in the first Luftheizbetriebsart in gas and liquid-phase refrigerant.
Diese Ausführungsform verwendet als den Gas-Flüssigkeitsabscheider 16 einen Zentrifugalabscheider, der das Kältemittel durch eine Zentrifugalkraft, die durch Wirbeln von Kältemittel, das in den Innenraum eines zylindrischen Hauptkörpers des Abscheiders strömt, in gas- und flüssigphasige Kältemittel abscheidet. Ferner wird das innere Fassungsvermögen des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 16 auf eine Höhe festgelegt, die im Wesentlichen kein überschüssiges Kältemittel zurückhalten kann, selbst wenn der Durchsatz von Kältemittel, das durch den Kreislauf zirkuliert, aufgrund von Schwankungen der Last des Kreislaufs variiert.This embodiment uses as the gas-liquid separator 16 a centrifugal separator that separates the refrigerant into gas and liquid-phase refrigerants by a centrifugal force generated by vortexing refrigerant flowing into the interior of a cylindrical main body of the separator. Further, the internal capacity of the gas-liquid separator 16 is set to a level that can substantially retain no excess refrigerant even if the flow rate of refrigerant circulating through the circuit varies due to variations in the load of the cycle.
Die Ausströmungsöffnung für gasphasiges Kältemittel des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 16 ist über einen Zwischendruckkältemitteldurchgang 14b mit der Zwischendrucköffnung 11b des Kompressors 11 verbunden. Die Zwischendrucköffnung 11b des Kompressors 11 ist in dieser Ausführungsform mit einem (nicht gezeigten) Rückschlagventil versehen, das nur zulässt, dass das Kältemittel von der Seite des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 16 zu dem Kompressor 11 strömt.The outflow opening for gas-phase refrigerant of the gas-liquid separator 16 is via an intermediate pressure refrigerant passage 14b with the intermediate pressure opening 11b of the compressor 11 connected. The intermediate pressure opening 11b of the compressor 11 is provided in this embodiment with a (not shown) check valve, which only allows the refrigerant from the side of the gas-liquid separator 16 to the compressor 11 flows.
Im Gegensatz dazu ist die Ausströmungsöffnung für flüssigphasiges Kältemittel des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 16 mit der Einlassseite einer festen Zwischendruckdrossel 17 verbunden, die als eine zweite Dekompressionsvorrichtung zum Dekomprimieren des von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 16 abgeschiedenen flüssigphasigen Kältemittels dient. Eine derartige feste Zwischendruckdrossel 17, die für die Verwendung geeignet ist, kann eine Düse, deren Öffnungsgrad fest ist, eine Mündung, ein Kapillarrohr und ähnliches umfassen.In contrast, the liquid-phase refrigerant outflow port is the gas-liquid separator 16 with the inlet side of a fixed intermediate pressure throttle 17 connected as a second decompression device for decompressing the gas-liquid separator 16 deposited liquid phase refrigerant is used. Such a fixed intermediate pressure throttle 17 , which is suitable for use, may include a nozzle whose degree of opening is fixed, an orifice, a capillary tube and the like.
Die Auslassseite der festen Zwischendruckdrossel 17 ist mit der Einlassseite eines Luftheizrückschlagventils 18 verbunden. Die Auslassseite des Luftheizrückschlagventils 18 ist über die zweite Dreiwegeverbindung 13b mit der Kältemitteleinlassseite eines Außenwärmetauschers 20 verbunden. Das Luftheizrückschlagventil 18 lässt nur eine Kältemittelströmung von einer Seite der festen Zwischendruckdrossel 17 zu einer Seite der zweiten Dreiwegeverbindung 13b zu.The outlet side of the fixed intermediate pressure throttle 17 is with the inlet side of a Luftheizrückschlagventils 18 connected. The outlet side of the air check valve 18 is about the second three way connection 13b with the refrigerant inlet side of an outdoor heat exchanger 20 connected. The air heating check valve 18 leaves only one refrigerant flow from one side of the fixed intermediate pressure throttle 17 to one side of the second three way connection 13b to.
Eine andere Kältemittelzuströmungs-/Ausströmungsöffnung der vorstehend erwähnten ersten Dreiwegeverbindung 13a ist mit der Einlassseite eines Umleitungsdurchgangs 14c (hochdruckseitiger Umleitungsdurchgang) gekoppelt, der zulässt, dass das aus dem Innenkondensator 12 strömende Kältemittel das erste Luftheizexpansionsventil 15, den Gas-Flüssigkeitsabscheider 16, die feste Zwischendruckdrossel 17 und das Luftheizrückschlagventil 18 umgeht. Die Auslassseite des Umleitungsdurchgangs 14c ist mit einer anderen Kältemittelzuströmungs-/Ausströmungsöffnung der zweiten Dreiwegeverbindung 13b gekoppelt.Another refrigerant inflow / outflow port of the aforementioned first three-way connection 13a is at the inlet side of a bypass passage 14c (High pressure side bypass passage) coupled, which allows that from the inner condenser 12 flowing refrigerant the first air heating expansion valve 15 , the gas-liquid separator 16 , the fixed intermediate pressure throttle 17 and the air heating check valve 18 bypasses. The outlet side of the bypass passage 14c is with another refrigerant inflow / outflow port of the second three-way connection 13b coupled.
Ferner ist in dem Umleitungsdurchgang 14c ein zweites Luftheizexpansionsventil 19 als eine dritte Dekompressionsvorrichtung angeordnet, die das aus dem Innenkondensator 12 strömende Hochdruckkältemittel wenigstens in einer zweiten Luftheizbetriebsart dekomprimiert. Das zweite Luftheizexpansionsventil 19 hat im Wesentlichen die gleiche grundlegende Struktur wie die des ersten Luftheizexpansionsventils 15. Folglich hat das zweite Luftheizexpansionsventil 19 auch die vollständige Öffnungsfunktion und die vollständige Schließfunktion.Further, in the bypass passage 14c a second air heating expansion valve 19 arranged as a third decompression device, which from the inner condenser 12 flowing high-pressure refrigerant decompressed at least in a second Luftheizbetriebsart. The second Luftheizexpansionsventil 19 has essentially the same basic structure as that of the first air heating expansion valve 15 , As a result, the second air heating expansion valve has 19 also the complete opening function and the complete closing function.
Eine andere Kältemittelzuströmungs-/Ausströmungsöffnung der zweiten Dreiwegeverbindung 13b ist mit der Kältemitteleinlassseite des Außenwärmetauschers 20 verbunden. Der Außenwärmetauscher 20 ist ein Wärmetauscher, der auf der Vorderseite der Fahrzeugmotorhaube angeordnet ist und geeignet ist, Wärme zwischen dem Kältemittel, das durch das Innere des Wärmetauschers zirkuliert, und einer Fahrzeugaußenluft (Außenluft), die von einem (nicht gezeigten) Gebläseventilator geblasen wird, auszutauschen. Der Gebläseventilator ist ein elektrisches Gebläse, dessen Drehzahl (Blaskapazität) durch eine Steuerspannung gesteuert wird, die von der Klimatisierungssteuerung 40 ausgegeben wird.Another refrigerant inflow / outflow port of the second three-way connection 13b is with the refrigerant inlet side of the outdoor heat exchanger 20 connected. The outdoor heat exchanger 20 is a heat exchanger that is disposed on the front of the vehicle engine hood and is adapted to heat between the refrigerant that circulates through the interior of the heat exchanger, and a vehicle outside air (outside air), which is blown by a (not shown) blower fan to exchange. The blower fan is an electric blower whose speed (blowing capacity) is controlled by a control voltage supplied by the air conditioning control 40 is issued.
Die Kältemittelauslassseite des Außenwärmetauschers 20 ist mit einer Kältemittelzuströmungs-/Ausströmungsöffnung der dritten Dreiwegeverbindung 13c gekoppelt. Eine andere Kältemittelzuströmungs-/Ausströmungsöffnung der dritten Dreiwegeverbindung 13c ist mit einem Luftkühlkältemitteldurchgang 14d verbunden, der das aus dem Außenwärmetauscher 20 strömende Kältemittel zu einer Kältemitteleinlassseite des Innenverdampfers 22 leitet.The refrigerant outlet side of the outdoor heat exchanger 20 is with a refrigerant inflow / outflow port of the third three-way connection 13c coupled. Another refrigerant inflow / outflow port of the third three-way connection 13c is with an air cooling refrigerant passage 14d connected to that from the outdoor heat exchanger 20 flowing refrigerant to a refrigerant inlet side of the interior evaporator 22 passes.
In dem Luftkühlkältemitteldurchgang 14d ist ein Luftkühlexpansionsventil 21 als eine vierte Dekompressionsvorrichtung angeordnet, die in der Luftkühlbetriebsart und der Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart das Kältemittel dekomprimiert, das von dem Außenwärmetauscher 20 in den Innenverdampfer 22 strömt. Das Luftkühlexpansionsventil 21 hat im Wesentlichen die gleiche grundlegende Struktur wie jedes der ersten und zweiten Luftheizexpansionsventile 15 und 19.In the air cooling refrigerant passage 14d is an air cooling expansion valve 21 is disposed as a fourth decompression device that decompresses the refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger in the air cooling mode and the dehumidifying and air heating mode 20 in the interior evaporator 22 flows. The air cooling expansion valve 21 has essentially the same basic structure as each of the first and second air heating expansion valves 15 and 19 ,
Die Auslassseite des Luftkühlexpansionsventils 21 ist mit der Kältemitteleinlassseite des Innenverdampfers 22 gekoppelt. Der Innenverdampfer 22 ist in dem Klimaanlagengehäuse 31a der Innenklimatisierungseinheit 30 auf der strömungsaufwärtigen Seite der Lüftungsluftströmung von dem Innenkondensator 12 angeordnet. Der Innenverdampfer 22 ist ein Verdampfer, der die Lüftungsluft durch Verdampfen des durch ihn zirkulierenden Kältemittels kühlt, um in der Luftkühlbetriebsart, der Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart und ähnlichen die Wärmeaufnahmewirkung zu zeigen.The outlet side of the air cooling expansion valve 21 is with the refrigerant inlet side of the indoor evaporator 22 coupled. The interior evaporator 22 is in the air conditioning case 31a the indoor air conditioning unit 30 on the upstream side of the ventilation air flow from the inner condenser 12 arranged. The interior evaporator 22 is an evaporator that cools the ventilation air by vaporizing the refrigerant circulating through it to show the heat absorption effect in the air cooling mode, the dehumidifying and air heating modes, and the like.
Die Kältemittelauslassseite des Innenverdampfers 22 ist über die vierte Dreiwegeverbindung 13d mit der Einlassseite eines Akkumulators 23 verbunden. Der Akkumulator 23 ist ein niederdruckseitiger Gas-Flüssigkeitsabscheider, der das in ihn strömende Kältemittel in gas- und flüssigphasige Kältemittel abscheidet, um das überschüssige Kältemittel darin zu lagern. Der Auslass für gasphasiges Kältemittel des Akkumulators 23 ist mit der Ansaugöffnung 11a des Kompressors 11 verbunden. Somit dient der Akkumulator 23 dazu, das Ansaugen des flüssigphasigen Kältemittels in den Kompressor 11 zu unterdrücken und die Flüssigkeitskompression durch den Kompressor 11 zu verhindern.The refrigerant outlet side of the indoor evaporator 22 is about the fourth three way connection 13d with the inlet side of a rechargeable battery 23 connected. The accumulator 23 is a low-pressure side gas-liquid separator, which deposits the refrigerant flowing into it into gas and liquid-phase refrigerants to store the excess refrigerant therein. The outlet for gas-phase refrigerant of the accumulator 23 is with the intake opening 11a of the compressor 11 connected. Thus, the accumulator serves 23 to, the suction of the liquid-phase refrigerant in the compressor 11 to suppress and liquid compression by the compressor 11 to prevent.
Eine andere Kältemittelzuströmungs-/Ausströmungsöffnung der vorstehend erwähnten Dreiwegeverbindung 13c ist mit einem niederdruckseitigen Umleitungsdurchgang 14e verbunden, der das aus dem Außenwärmetauscher 20 strömende Kältemittel zu der Einlassseite des Akkumulators 23 (insbesondere eine Kältemittelzuströmungs-/Ausströmungsöffnung der vierten Dreiwegeverbindung 13d) leitet, während es das Luftkühlexpansionsventil 21 und den Innenverdampfer 22 umgeht.Another refrigerant inflow / outflow port of the above-mentioned three-way connection 13c is with a low pressure side bypass passage 14e connected to that from the outdoor heat exchanger 20 flowing refrigerant to the inlet side of the accumulator 23 (Specifically, a refrigerant inflow / outflow port of the fourth three-way connection 13d ) while it heats the air cooling expansion valve 21 and the interior evaporator 22 bypasses.
In dem niederdruckseitigen Umleitungsdurchgang 14e ist ein niederdruckseitiges Ein-Aus-Ventil 24 als ein niederdruckseitiger Öffnungs-/Schließabschnitt angeordnet, der den niederdruckseitigen Umleitungsdurchgang 14e öffnet/schließt. Das niederdruckseitige Ein-Aus-Ventil 24 ist ein elektromagnetisches Ventil, dessen Öffnungs-/Schließbetrieb durch eine Steuerspannung gesteuert wird, die von der Klimatisierungssteuerung 40 ausgegeben wird. Das niederdruckseitige Ein-Aus-Ventil 24 dient als ein Kältemittelkreisschalter zum Umschalten des Kältemittelkreises für das Kältemittel, das durch den Kreislauf zirkuliert.In the low pressure side bypass passage 14e is a low-pressure side on-off valve 24 disposed as a low-pressure side opening / closing portion, which is the low-pressure side bypass passage 14e opens / closes. The low-pressure side on-off valve 24 is an electromagnetic valve whose opening / closing operation is controlled by a control voltage supplied from the air conditioning controller 40 is issued. The low-pressure side on-off valve 24 serves as a refrigerant cycle switch for switching the refrigerant circuit for the refrigerant circulating through the cycle.
Hier hat jedes der ersten und zweiten Luftheizexpansionsventile 15 und 19 und des Luftkühlexpansionsventils 21 in dieser Ausführungsform die vollständige Schließfunktion, so dass der Kältemittelkreis durch Schließen des entsprechenden Kältedurchgangs darin umgeschaltet wird. Folglich dienen die ersten und zweiten Luftheizexpansionsventile 15 und 19 und das Luftkühlexpansionsventil 21 als die Funktion der Kältemitteldekompressionsvorrichtung und auch als die Funktion des Kältemittelkreisschalters.Here is one of the first and second air heating expansion valves 15 and 19 and the air cooling expansion valve 21 in this embodiment, the full closing function so that the refrigerant circuit is switched by closing the corresponding refrigerant passage therein. Consequently, the first and second air heating expansion valves serve 15 and 19 and the air cooling expansion valve 21 as the function of the refrigerant decompression device and also as the function of the refrigerant cycle switch.
In der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 dieser Ausführungsform sind die zwei Füllöffnungen jeweils auf der Hochdruckseite und der Niederdruckseite bereitgestellt, um das Innere des Kreislaufs zu evakuieren und das Kältemittel in den Kreislauf zu füllen.In the heat pump cycle device 10 In this embodiment, the two fill ports are provided on the high pressure side and the low pressure side, respectively, to evacuate the inside of the circuit and to fill the refrigerant in the cycle.
Insbesondere ist die hochdruckseitige Füllöffnung CP1 in einer Kältemittelroute bereitgestellt, die von der Auslassseite des Innenkondensators 12 zu der ersten Dreiwegeverbindung 13a führt (das heißt, eine Kältemittelrohrleitung, die den Innenkondensator 12 und das erste Dreiwegeventil 13a verbindet), während die niederdruckseitige Füllöffnung CP2 in einer Kältemittelroute bereitgestellt ist, die von der Auslassseite des Akkumulators 23 zu der Ansaugöffnung 11a des Kompressors 11 (das heißt, eine Kältemittelrohrleitung, die den Akkumulator 23 und den Kompressor 11 verbindet) führt.Specifically, the high-pressure side filling port CP <b> 1 is provided in a refrigerant route from the outlet side of the inner condenser 12 to the first three way connection 13a leads (that is, a refrigerant pipe, the indoor condenser 12 and the first three-way valve 13a connects), while the low-pressure side filling port CP2 is provided in a refrigerant route from the outlet side of the accumulator 23 to the suction port 11a of the compressor 11 (that is, a refrigerant piping containing the accumulator 23 and the compressor 11 connects).
Die hochdruckseitige Füllöffnung CP1 ist eine Füllöffnung, die geeignet ist, um das verflüssigte Kältemittel, dessen Druck vorher erhöht wurde, nach der Evakuierung des Kreislaufs zu füllen, während die niederdruckseitige Füllöffnung CP2 eine Füllöffnung ist, die geeignet ist, um das Niederdruckkältemittel einzufüllen, während der Kompressor 11 nach der Evakuierung betrieben wird.The high-pressure side filling port CP <b> 1 is a filling port capable of filling the liquefied refrigerant whose pressure has been previously increased after the evacuation of the circuit, while the low-pressure side filling port CP <b> 2 is a filling port suitable for filling the low-pressure refrigerant the compressor 11 operated after the evacuation.
Als nächstes wird die Innenklimatisierungseinheit 30 beschrieben. Die Innenklimatisierungseinheit 30 dient zum Blasen der Lüftungsluft, deren Temperatur durch die Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 eingestellt wird, in das Fahrzeuginnere und ist im Inneren eines Armaturenbretts (einer Instrumententafel) an der Vorderseite des Fahrzeuginneren angeordnet. Die Innenklimatisierungseinheit 30 nimmt in dem Gehäuse 31, das eine Außenhülle bildet, ein Gebläse 32, den Innenverdampfer 22, den Innenkondensator 12 und ähnliche auf.Next, the indoor air conditioning unit 30 described. The interior air conditioning unit 30 Used to blow the ventilation air, its temperature through the heat pump cycle device 10 is set in the vehicle interior and is disposed inside a dashboard (instrument panel) at the front of the vehicle interior. The interior air conditioning unit 30 takes in the case 31 which forms an outer shell, a blower 32 , the indoor evaporator 22 , the inner condenser 12 and similar ones.
Das Gehäuse 31 bildet einen Luftdurchgang für die Lüftungsluft, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll. Das Gehäuse 31 ist aus Harz (zum Beispiel Polypropylen) mit etwas Elastizität und hervorragender Festigkeit ausgebildet. Ein Innen-/Außenluftumschalter 33 ist auf der strömungsaufwärtigsten Seite der Lüftungsluftströmung in dem Gehäuse 31 als der Innen-/Außenluftumschaltabschnitt zum Umschalten zwischen der Innenluft (der Luft in dem Fahrzeugraum) und der Außenluft (der Luft außerhalb des Fahrzeugraums) und zum Leiten der ausgewählten Luft in das Gehäuse 31 angeordnet.The housing 31 forms an air passage for the ventilation air to be blown into the vehicle interior. The housing 31 is made of resin (for example, polypropylene) with some elasticity and excellent strength. An indoor / outdoor air switch 33 is on the most upstream side of the ventilation air flow in the housing 31 as the inside / outside air switching section for switching between the inside air (the air in the vehicle compartment) and the outside air (the air outside the vehicle compartment) and for guiding the selected air into the housing 31 arranged.
Der Innen-/Außenluftumschalter 33 stellt die Öffnungsflächen einer Innenlufteinleitungsöffnung zum Einleiten der Innenluft in das Gehäuse 31 und einer Außenlufteinleitungsöffnung zum Einleiten der Außenluft in es mit Hilfe der Innen-/Außenluftumschaltklappe ein, wodurch das Verhältnis des Volumens der Innenluft zu dem der Außenluft kontinuierlich geändert wird. Eine Innen-/Außenluftumschaltklappe wird durch den elektrischen Aktuator für die Innen-/Außenluftumschaltklappe angetrieben, und der Betrieb des elektrischen Aktuators wird durch ein Steuersignal gesteuert, das von der Klimatisierungssteuerung 40 ausgegeben wird.The indoor / outdoor air switch 33 represents the opening areas of an inside air introduction port for introducing the inside air into the housing 31 and an outside air introduction port for introducing the outside air into it by means of the inside / outside air switching door, whereby the ratio of the volume of the inside air to the outside air is continuously changed. An inside / outside air switching door is driven by the electric actuator for the inside / outside air switching door, and the operation of the electric actuator is controlled by a control signal supplied from the air conditioning controller 40 is issued.
Der Ventilator (das Gebläse) 32 ist auf der strömungsabwärtigen Seite der Lüftungsluftströmung des Innen-/Außenluftumschalters 33 angeordnet, um die über den Innen-/Außenluftumschalter 33 angesaugte Luft in Richtung des Fahrzeuginneren zu blasen. Das Gebläse 32 ist ein elektrisches Gebläse, das einen Vielflügel-Zentrifugalventilator (Sirocco-Ventilator) durch den Elektromotor antreibt, und seine Drehzahl (das Blasvolumen) wird durch das Steuersignal gesteuert, das von der Klimatisierungssteuerung 40 ausgegeben wird.The fan (the blower) 32 is on the downstream side of the ventilation air flow of the inside / outside air switch 33 arranged to the via the inside / outside air switch 33 sucked air to blow in the direction of the vehicle interior. The fan 32 is an electric blower that drives a multi-blade centrifugal fan (sirocco fan) by the electric motor, and its speed (blow volume) is controlled by the control signal supplied by the air conditioning controller 40 is issued.
Der Innenverdampfer 22 und der Innenkondensator 12 sind in dieser Reihenfolge auf der strömungsabwärtigen Seite der Lüftungsluftströmung von dem Gebläse 32 entlang der Lüftungsluftströmung angeordnet. Mit anderen Worten ist der Innenverdampfer 22 in Bezug auf den Innenkondensator 12 auf der strömungsaufwärtigen Seite der Lüftungsluftströmung angeordnet. Ein Kaltluftumleitungsdurchgang 35 ist innerhalb des Gehäuses 31 ausgebildet, um zuzulassen, dass die Lüftungsluft, die den Innenverdampfer 22 durchläuft, strömungsabwärtig strömt, während sie den Innenkondensator 12 umgeht.The interior evaporator 22 and the inner condenser 12 are in this order on the downstream side of the ventilation air flow from the fan 32 arranged along the ventilation air flow. In other words, the interior evaporator 22 in relation to the inner condenser 12 arranged on the upstream side of the ventilation air flow. A cold air bypass passage 35 is inside the case 31 designed to allow the ventilation air to enter the indoor evaporator 22 passes through, flows downstream, while the inner condenser 12 bypasses.
Eine Luftmischklappe 34 zum Einstellen des Volumenanteils von Luft, die den Innenkondensator 12 durchläuft, in der Lüftungsluft, die den Innenverdampfer 22 durchlaufen hat, ist auf der strömungsabwärtigen Seite der Lüftungsluftströmung in dem Innenverdampfer 22 und auf der strömungsaufwärtigen Seite der Lüftungsluftströmung in dem Innenkondensator 12 angeordnet.An air mix door 34 for adjusting the volume fraction of air that the inner condenser 12 passes through, in the ventilation air, the interior evaporator 22 is on the downstream side of the ventilation air flow in the interior evaporator 22 and on the upstream side of the ventilation air flow in the inner condenser 12 arranged.
Ein Mischraum ist auf der strömungsabwärtigen Seite der Lüftungsluftströmung des Innenkondensators 12 angeordnet, um die Lüftungsluft, die von dem Innenkondensator 12 geheizt wird, mit der Lüftungsluft, die den Kaltluftumleitungsdurchgang 35 durchläuft und nicht von dem Innenkondensator 12 geheizt wird, zu mischen. Ferner sind auf der strömungsabwärtigsten Seite der Lüftungsluftströmung in dem Gehäuse 31 Öffnungen bereitgestellt, um die Lüftungsluft (klimatisierte Luft), die in dem Mischraum vermischt wird, in das Fahrzeuginnere als einen Raum, der klimatisiert werden soll, zu blasen.A mixing space is on the downstream side of the ventilation airflow of the interior condenser 12 arranged to remove the ventilation air from the indoor condenser 12 is heated, with the ventilation air, the cold air bypass passage 35 passes through and not from the inner condenser 12 is heated, to mix. Further, on the most downstream side, the ventilation air flow in the housing 31 Openings are provided to blow the ventilation air (conditioned air) mixed in the mixing room into the vehicle interior as a space to be air-conditioned.
Insbesondere umfassen die Öffnungen eine Gesichtsöffnung zum Blasen der klimatisierten Luft in Richtung des Oberkörpers eines Insassen in dem Fahrzeuginneren, eine Fußöffnung zum Blasen der klimatisierten Luft in Richtung der Füße des Insassen und eine Entfrosteröffnung (keine der Öffnungen ist gezeigt) zum Blasen der klimatisierten Luft in Richtung der Innenoberfläche einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs. Die strömungsabwärtigen Seiten der Lüftungsluftströmungen der Gesichtsöffnung, der Fußöffnung und der Entfrosteröffnung sind jeweils über Kanäle, die jeweilige Luftdurchgänge bilden, mit einem Gesichtsluftauslass, einem Fußluftauslass und einem Entfrosterluftauslass (keiner der Luftauslässe ist gezeigt), die in dem Fahrzeugraum bereitgestellt sind, verbunden.Specifically, the openings include a face opening for blowing the conditioned air toward the upper body of an occupant in the vehicle interior, a foot opening for blowing the conditioned air toward the feet of the occupant, and a defroster opening (none of the openings is shown) for blowing the conditioned air into Direction of the inner surface of a windshield of the vehicle. The downstream sides of the ventilation airflows of the face opening, the foot opening and the defroster opening are respectively connected via ducts forming respective air passages with a face air outlet, a foot air outlet and a defroster air outlet (none of the air outlets is shown) provided in the vehicle compartment.
Auf diese Weise stellt die Luftmischklappe 34 das Verhältnis des Volumens der Luft, die den Innenkondensator 12 durchläuft, zu dem der Luft, die den Kaltluftumleitungsdurchgang 35 durchläuft ein, wodurch die Temperatur der klimatisierten Luft, die in dem Mischraum gemischt werden soll, reguliert wird. Auf diese Weise wird die Temperatur der Lüftungsluft (klimatisierte Luft), die aus den jeweiligen Luftauslässen in das Fahrzeuginnere geblasen wird, gesteuert. In this way, the air mix door 34 the ratio of the volume of air that the inner condenser 12 goes through, to the air, the cold air bypass passage 35 passes through, whereby the temperature of the conditioned air to be mixed in the mixing space, is regulated. In this way, the temperature of the ventilation air (conditioned air) blown from the respective air outlets into the vehicle interior is controlled.
Das heißt, die Luftmischklappe 34 dient als eine Temperatureinstelleinrichtung zum Einstellen der Temperatur von klimatisierter Luft, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll. Die Luftmischklappe 34 wird von einem elektrischen Aktuator zum Antreiben der Luftmischklappe angetrieben. Der Betrieb des elektrischen Aktuators wird durch ein Steuersignal gesteuert, das von der Klimatisierungssteuerung 40 ausgegeben wird.That is, the air mix door 34 serves as a temperature adjuster for adjusting the temperature of conditioned air to be blown into the vehicle interior. The air mix door 34 is driven by an electric actuator for driving the air mix door. The operation of the electric actuator is controlled by a control signal provided by the air conditioning controller 40 is issued.
Eine Gesichtsklappe zum Einstellen einer Öffnungsfläche der Gesichtsöffnung, eine Fußklappe zum Einstellen einer Öffnungsfläche der Fußöffnung und eine Entfrosterklappe (keine der Klappen ist gezeigt) zum Einstellen einer Öffnungsfläche der Entfrosteröffnung sind jeweils auf den strömungsaufwärtigen Seiten der Lüftungsluft der Gesichtsöffnung, der Fußöffnung und der Entfrosteröffnung gezeigt.A face flap for adjusting an opening area of the face opening, a foot flap for adjusting an opening area of the foot opening and a defroster flap (none of the flaps is shown) for adjusting an opening area of the defroster opening are respectively shown on the upstream sides of the ventilation air of the face opening, the foot opening and the defroster opening ,
Die Gesichtsklappe, die Fußklappe und die Entfrosterklappe dienen als ein Öffnungsbetriebsartschalter zum Umschalten der Betriebsart der Öffnung und sind über einen Verbindungsmechanismus und ähnliches mit elektrischen Aktuatoren zum Antreiben der Luftauslassbetriebsartklappen gekoppelt, um zusammenwirkend mit den Aktuatoren gedreht zu werden. Beachten Sie, dass die Betriebe der elektrischen Aktuatoren durch Steuersignale gesteuert werden, die von der Klimatisierungssteuerung 40 ausgegeben werden.The face flap, the foot flap and the defroster flap serve as an opening mode switch for switching the operation mode of the opening and are coupled via a link mechanism and the like to electric actuators for driving the air outlet mode flaps to be rotated in cooperation with the actuators. Note that the operations of the electric actuators are controlled by control signals provided by the air conditioning control 40 be issued.
Insbesondere umfassen die Luftauslassbetriebsarten, die von dem Luftauslassbetriebsartumschaltabschnitt umgeschaltet werden, eine Gesichtsbetriebsart, eine Zweihöhenbetriebsart, eine Fußbetriebsart und eine Fußentfrosterbetriebsart. In der Gesichtsbetriebsart wird der Gesichtsluftauslass vollständig geöffnet, um die Luft aus dem Gesichtsluftauslass in Richtung des Oberkörpers des Insassen in dem Fahrzeugraum zu blasen. In der Zweihöhenbetriebsart werden sowohl der Gesichtsluftauslass als auch der Fußluftauslass geöffnet, um Luft in Richtung des Oberkörpers und der Füße des Insassen in dem Fahrzeugraum zu blasen. In der Fußbetriebsart wird der Fußluftauslass vollständig geöffnet, wobei der Entfrosterluftauslass nur um einen kleinen Öffnungsgrad geöffnet wird, um die Luft hauptsächlich aus dem Fußluftauslass zu blasen. In der Fuß-Entfrosterbetriebsart werden der Fußluftauslass und der Entfrosterluftauslass im Wesentlichen in dem gleichen Grad geöffnet, um die Luft sowohl aus dem Fußluftauslass als auch dem Entfrosterluftauslass zu blasen.Specifically, the air outlet modes that are switched by the air outlet mode switching section include a face mode, a bi-level mode, a foot mode, and a foot defroster mode. In the face mode, the face air outlet is fully opened to blow the air from the face air outlet toward the upper body of the occupant in the vehicle compartment. In the two-height mode, both the face air outlet and the foot air outlet are opened to blow air toward the upper body and the feet of the occupant in the vehicle compartment. In the foot mode, the foot air outlet is fully opened with the defroster air outlet being opened only a small degree of opening to blow the air mainly from the foot air outlet. In the foot defroster mode, the foot air outlet and the defroster air outlet are opened to substantially the same degree to blow the air from both the foot air outlet and the defroster air outlet.
Ein Blasbetriebsartauswahlschalter, der auf einem Bedienfeld installiert ist, wird von dem Insassen manuell bedient, wodurch der Entfrosterluftauslass vollständig geöffnet wird, um die Luftauslassbetriebsart in eine Entfrosterbetriebsart zum Ausblasen der Luft aus dem Entfrosterluftauslass in Richtung der Innenoberfläche der Windschutzscheibe des Fahrzeugs festzulegen.A blowing mode selection switch installed on a panel is manually operated by the occupant, thereby fully opening the defroster air outlet to set the air outlet mode in a defroster mode for blowing the air out of the defroster air outlet toward the inside surface of the vehicle windshield.
Als nächstes wird eine elektrische Steuerung in dieser Ausführungsform beschrieben. Die Klimatisierungssteuerung 40 umfasst die bekannten Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM und einem RAM und deren periphere Schaltung. Die Klimatisierungssteuerung führt verschiedene Berechnungen und Verarbeitungen basierend auf in dem ROM gespeicherten Klimatisierungssteuerprogrammen durch, um dadurch die Betriebe verschiedener Klimatisierungssteuervorrichtungen (Kompressor 11, erste und zweite Luftheizexpansionsventile 15 und 19, Luftkühlexpansionsventil 21, niederdruckseitiges Ein-Aus-Ventil 24, Gebläse 32 und ähnliche), die mit ihrer Ausgangsseite verbunden sind, zu steuern.Next, an electric control in this embodiment will be described. The air conditioning control 40 includes the known microcomputer with a CPU, a ROM and a RAM and their peripheral circuit. The air conditioning controller performs various calculations and processes based on air conditioning control programs stored in the ROM, to thereby control the operations of various air conditioning control devices (compressor 11 , first and second air heating expansion valves 15 and 19 , Air cooling expansion valve 21 , low-pressure side on-off valve 24 , Blower 32 and the like) connected to their output side.
Eine Gruppe von Sensoren für die Klimatisierungssteuerung ist mit der Eingangsseite der Klimatisierungssteuerung 40 verbunden, und Erfassungssignale von der Sensorgruppe werden in sie eingespeist. Die Sensorgruppe umfasst einen Innenluftsensor, einen Außenluftsensor, einen Sonnenstrahlungssensor, einen hochdruckseitigen Drucksensor, einen Verdampfertemperatursensor und einen Lüftungslufttemperatursensor. Der Innenluftsensor ist eine Innenlufttemperaturerfassungseinrichtung, die eine Fahrzeuginnentemperatur (Innenlufttemperatur) Tr erfasst. Der Außenluftsensor ist eine Außenlufttemperaturerfassungseinrichtung, die eine Fahrzeugaußentemperatur (Außenlufttemperatur) Tam erfasst. Der Sonnenstrahlungssensor ist eine Sonnenstrahlungsmengenerfassungseinrichtung, die die Sonnenstrahlungsmenge As, die auf das Fahrzeuginnere angewendet wird, erfasst. Der hochdruckseitige Drucksensor erfasst einen Kältemitteldruck (hochdruckseitiger Kältemitteldruck) Pd auf der Auslassseite des Innenkondensators 12. Der Verdampfertemperatursensor erfasst eine Kältemittelverdampfungstemperatur (Verdampfertemperatur) Tefin in dem Innenverdampfer 22. Der Lüftungslufttemperatursensor erfasst eine Lüftungslufttemperatur TAV der Luft, die von dem Mischraum in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll.One group of sensors for the air conditioning control is with the input side of the air conditioning controller 40 connected, and detection signals from the sensor group are fed into it. The sensor group includes an inside air sensor, an outside air sensor, a solar radiation sensor, a high pressure side pressure sensor, an evaporator temperature sensor, and a ventilation air temperature sensor. The inside air sensor is an inside air temperature detecting device that detects a vehicle interior temperature (inside air temperature) Tr. The outside air sensor is an outside air temperature detector that detects a vehicle outside temperature (outside air temperature) Tam. The solar radiation sensor is a solar radiation amount detecting device that detects the solar radiation amount As applied to the vehicle interior. The high-pressure side pressure sensor detects a refrigerant pressure (high-pressure side refrigerant pressure) Pd on the outlet side of the inner condenser 12 , The evaporator temperature sensor detects a refrigerant evaporation temperature (evaporator temperature) Tefin in the indoor evaporator 22 , The ventilation air temperature sensor detects a ventilation air temperature TAV of the air to be blown from the mixing room into the vehicle interior.
Das (nicht gezeigte) Bedienfeld ist in der Nähe der Instrumententafel auf der Vorderseite des Fahrzeugraums angeordnet und mit der Eingangsseite der Klimatisierungssteuerung 40 gekoppelt. Bediensignale von verschiedenen Arten von Klimatisierungsbedienschaltern, die auf dem Bedienfeld bereitgestellt sind, werden in die Klimatisierungssteuerung eingespeist. Insbesondere umfassen verschiedene Klimatisierungsbedienschalter, die auf dem Bedienfeld bereitgestellt sind, einen Bedienschalter für die Fahrzeugklimaanlage 1, einen Fahrzeuginnentemperaturfestlegungsschalter zum Festlegen einer vorgegebenen Temperatur Tsoll des Fahrzeuginneren, einen Betriebsartauswahlschalter zum Auswählen der Luftkühlbetriebsart und der Luftheizbetriebsart und ähnliche.The control panel (not shown) is disposed near the instrument panel on the front of the vehicle compartment and with the input side of the air conditioning controller 40 coupled. Operational signals from various types of air conditioning control switches provided on the control panel are input to the air conditioning controller. In particular, various air conditioning operation switches provided on the operation panel include an operation switch for the vehicle air conditioner 1 a vehicle interior temperature setting switch for setting a predetermined temperature Tsoll of the vehicle interior, a mode selection switch for selecting the air cooling mode and the air heating mode, and the like.
Die Klimatisierungssteuerung 40 ist integral mit einer Steuereinheit zum Steuern des Betriebs jeder von verschiedenen Klimatisierungssteuervorrichtungen, die mit der Ausgangsseite der Steuerung verbunden sind, strukturiert. In der Steuerung baut eine Struktur (Hardware und Software), die geeignet ist, den Betrieb jeder der Steuerzielvorrichtungen zu steuern, die Steuereinheit zum Steuern jeder Steuerzielvorrichtung auf.The air conditioning control 40 is integrally structured with a control unit for controlling the operation of each of various air conditioning control devices connected to the output side of the controller. In the control, a structure (hardware and software) capable of controlling the operation of each of the control target devices constructs the control unit for controlling each control target device.
Zum Beispiel baut in dieser Ausführungsform die Struktur (Hardware und Software) zum Steuern des Betriebs des Elektromotors des Kompressors 11 eine Abgabekapazitätssteuereinheit auf; und die Struktur zum Steuern des Betriebs des Kältemittelkreisumschalters (erste und zweite Luftheizexpansionsventile 15 und 19, Luftkühlexpansionsventil 21 und niederdruckseitiges Ein-Aus-Ventil 24) baut die Kältemittelkreissteuereinheit auf. Offensichtlich können die Abgabekapazitätssteuereinheit und ähnliche als eine von der Klimatisierungsteuerung 40 getrennte Steuerung aufgebaut sein.For example, in this embodiment, the structure (hardware and software) for controlling the operation of the electric motor of the compressor 11 a discharge capacity control unit; and the structure for controlling the operation of the refrigerant cycle switch (first and second air heating expansion valves 15 and 19 , Air cooling expansion valve 21 and low pressure side on-off valve 24 ) builds up the refrigerant circuit control unit. Obviously, the discharge capacity control unit and the like may be one of the air conditioning controller 40 be constructed separate control.
Als nächstes wird nachstehend der Betrieb der Fahrzeugklimaanlage 1 mit der vorstehend erwähnten Struktur in dieser Ausführungsform beschrieben. Wie vorstehend erwähnt, kann die Fahrzeugklimaanlage 1 dieser Ausführungsform auf die Luftkühlbetriebsart zum Durchführen der Luftkühlung des Fahrzeuginneren, die Luftheizbetriebsart zum Durchführen des Luftheizens des Fahrzeuginneren und die Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart zum Durchführen der Luftheizung während des Entfeuchtens des Fahrzeuginneren umschalten. Der Betrieb in jeder Betriebsart wird nachstehend beschrieben.Next, the operation of the vehicle air conditioner will be described below 1 having the above-mentioned structure in this embodiment. As mentioned above, the vehicle air conditioner 1 This embodiment switch to the air cooling mode for performing the air cooling of the vehicle interior, the Luftheizbetriebsart for performing the air heating of the vehicle interior and the dehumidifying and Luftheizbetriebsart for performing the air heating during the dehumidification of the vehicle interior. The operation in each mode will be described below.
(a) Luftkühlbetriebsart(a) air cooling mode
Die Luftkühlbetriebsart wird durchgeführt, wenn sie von dem Auswahlschalter ausgewählt wird, wobei der Bedienschalter auf dem Bedienfeld eingeschaltet ist (EIN). In der Luftkühlbetriebsart schließt die Klimatisierungssteuerung 40 das erste Luftheizexpansionsventil 15 vollständig, öffnet das zweite Luftheizexpansionsventil 19 vollständig, bringt das Luftkühlexpansionsventil 21 in einen Drosselzustand, in dem die Dekompressionswirkung gezeigt wird, und schließt das niederdruckseitige Ein-Aus-Ventil 24. Die Luftkühlbetriebsart ist eine Betriebsart, die einer in den Patentansprüchen beschriebenen Kühlbetriebsart entspricht.The air cooling mode is performed when selected by the selection switch with the operation switch on the operation panel turned ON. In the air cooling mode, the air conditioning control closes 40 the first air heating expansion valve 15 completely, the second air heating expansion valve opens 19 complete, brings the air cooling expansion valve 21 in a throttle state in which the decompression effect is shown, and closes the low-pressure side on-off valve 24 , The air cooling mode is a mode corresponding to a cooling mode described in the claims.
Auf diese Weise wird der Kältekreislauf in der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 der Luftkühlbetriebsart, wie durch durchgezogene Pfeile in 1 angezeigt, aufgebaut, um zuzulassen, dass das Kältemittel von der Abgabeöffnung 11c des Kompressors 11 in dieser Reihenfolge zu dem Innenkondensator 12, (dem zweiten Luftheizexpansionsventil 19), dem Außenwärmetauscher 20, dem Luftkühlexpansionsventil 21, dem Innenverdampfer 22, dem Akkumulator 23 und der Ansaugöffnung 11a des Kompressors 11 zirkuliert.In this way, the refrigeration cycle in the heat pump cycle device 10 the air cooling mode, as indicated by solid arrows in 1 displayed, configured to allow the refrigerant from the discharge port 11c of the compressor 11 in this order to the inner condenser 12 , (the second air heating expansion valve 19 ), the outdoor heat exchanger 20 , the air cooling expansion valve 21 , the interior evaporator 22 , the accumulator 23 and the suction port 11a of the compressor 11 circulated.
In dem Kältemittelkreis der Luftkühlbetriebsart strömt das Kältemittel nicht in den Gas-Flüssigkeitsabscheider 16. Somit wird das Zwischendruckkältemittel nicht von der Zwischendrucköffnung 11b des Kompressors 11 angesaugt, wodurch der Kompressor 11 als ein einstufiger Druckerhöhungskompressor dient. Das Gleiche gilt für die Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart und die zweite Luftheizbetriebsart, die später beschrieben werden sollen.In the refrigerant cycle of the air cooling mode, the refrigerant does not flow into the gas-liquid separator 16 , Thus, the intermediate-pressure refrigerant does not become the intermediate-pressure opening 11b of the compressor 11 sucked, causing the compressor 11 as a single-stage pressure-increasing compressor. The same applies to the dehumidifying and air heating modes and the second air heating modes to be described later.
In der Kältemittelkreisstruktur liest die Klimatisierungssteuerung 40 das Erfassungssignal von der vorstehend erwähnten Sensorgruppe für die Klimatisierungssteuerung und das Bediensignal von dem Bedienfeld. Eine Zielausblastemperatur TAO, die eine Zieltemperatur von Luft ist, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll, wird basierend auf den Werten des Erfassungssignals und des Bediensignals berechnet.In the refrigerant cycle structure, the air conditioning controller reads 40 the detection signal from the above-mentioned sensor group for the air conditioning control and the operation signal from the control panel. A target blowout temperature TAO, which is a target temperature of air to be blown into the vehicle interior, is calculated based on the values of the detection signal and the operation signal.
Insbesondere wird die Zielluftauslasstemperatur TAO durch die folgende Formel F1 berechnet: TAO = Ksoll × Tsoll – Kr × Tr – Kam × Tam – Ks × As + C (F1) wobei Tsoll eine Fahrzeuginnensolltemperatur ist, die von dem Temperaturfestlegungsschalter auf dem Bedienfeld festgelegt wird, Tr die Fahrzeuginnentemperatur (Innenlufttemperatur) ist, die von dem Innenluftsensor erfasst wird, Tam die Außenlufttemperatur ist, die von dem Außenluftsensor erfasst wird, As die Menge an Sonnenstrahlung ist, die von dem Sonnenstrahlungssensor erfasst wird, Ksoll, Kr, Kam und Ks Steuerverstärkungen sind und C eine Korrekturkonstante ist.Specifically, the target air outlet temperature TAO is calculated by the following formula F1: TAO = Ksoll × Tsoll - Kr × Tr - Kam × Tam - Ks × As + C (F1) wherein Tsoll is a vehicle target internal temperature set by the temperature setting switch on the control panel, Tr is the vehicle interior temperature (inside air temperature) detected by the inside air sensor, Tam is the outside air temperature detected by the outside air sensor, As is the amount of solar radiation, which is detected by the solar radiation sensor, Ksoll, Kr, Kam and Ks are control gains, and C is a correction constant.
Ferner wird der Betriebszustand jeder der Klimatisierungssteuervorrichtungen, die mit der Ausgangsseite der Klimatisierungssteuerung 40 verbunden sind, basierend auf der berechneten Zielluftauslasstemperatur TAO und dem Erfassungssignal von der Sensorgruppe bestimmt.Further, the operating state of each of the air conditioning control devices connected to the output side of the air conditioning controller becomes 40 are determined based on the calculated target air outlet temperature TAO and the detection signal from the sensor group.
Zum Beispiel wird die Kältemittelausstoßkapazität des Kompressors 11, das heißt, das Steuersignal, das an den Elektromotor des Kompressors 11 ausgegeben wird, auf die folgende Weise bestimmt. Zuerst wird eine Zielverdampferauslasstemperatur TEO des Innenverdampfers 22 basierend auf der Zielluftauslasstemperatur TAO unter Bezug auf ein Steuerkennfeld bestimmt, das in der Klimatisierungssteuerung 40 vorgespeichert ist. For example, the refrigerant discharge capacity of the compressor becomes 11 that is, the control signal sent to the electric motor of the compressor 11 is issued, determined in the following manner. First, a target evaporator outlet temperature TEO of the indoor evaporator becomes 22 based on the target air outlet temperature TAO with reference to a control map determined in the air conditioning control 40 is prestored.
Ein Steuersignal, das an den Elektromotor des Kompressors 11 ausgegeben werden soll, wird unter Verwendung eines Rückkopplungssteuerverfahrens basierend auf einer Abweichung zwischen der Zielverdampferauslasstemperatur TEO und der von dem Verdampfertemperatursensor bestimmten Verdampfertemperatur Tefin, derart bestimmt, dass die Verdampfertemperatur Tefin sich der Zielverdampferauslasstemperatur TEO nähert.A control signal sent to the electric motor of the compressor 11 is to be outputted, is determined using a feedback control method based on a deviation between the target evaporator outlet temperature TEO and the evaporator temperature Tefin determined by the evaporator temperature sensor such that the evaporator temperature Tefin approaches the target evaporator outlet temperature TEO.
Ein Steuersignal, das an das Luftkühlexpansionsventil 21 ausgegeben wird, wird derart bestimmt, dass der Unterkühlungsgrad des Kältemittels, das in das Luftkühlexpansionsventil) 21 strömt, sich einem Zielunterkühlungsgrad nähert, der bestimmt wird, um den COP des Kreislaufs im Wesentlichen näher an den Maximalwert zu bringen.A control signal to the air cooling expansion valve 21 is determined is determined such that the supercooling degree of the refrigerant entering the air-cooling expansion valve) 21 is approaching a target supercooling degree, which is determined to bring the COP of the circuit substantially closer to the maximum value.
Ein Steuersignal, das an den Servomotor der Luftmischklappe 34 ausgegeben werden soll, wird derart bestimmt, dass die Luftmischklappe 34 den Luftdurchgang in dem Innenkondensator 12 schließt und dass die gesamte Lüftungsluft, die den Innenverdampfer 22 durchlaufen hat, den Umleitungsdurchgang 35 durchläuft.A control signal to the servomotor of the air mix door 34 is to be output, is determined such that the air mix door 34 the passage of air in the inner condenser 12 closes and that the entire ventilation air, which is the indoor evaporator 22 has passed through the bypass passage 35 passes.
Die Steuersignale und ähnliche, die auf die vorstehend beschriebene Weise bestimmt werden, werden an verschiedene Klimatisierungssteuervorrichtungen ausgegeben. Bis von dem Bedienfeld der Stoppbetrieb der Fahrzeugklimaanlage angefordert wird, wird eine Steuerroutine in einem vorgegebenen Steuerzyklus wiederholt. Die Steuerroutine bedingt in dieser Reihenfolge das Lesen des vorstehend erwähnten Erfassungssignals und Bediensignals, das Berechnen der Zielluftauslasstemperatur TAO, das Bestimmen der Bedienzustände der jeweiligen Klimatisierungssteuervorrichtungen und das Ausgeben der Steuerspannung und des Steuersignals. Beachten Sie, dass in einer anderen Betriebsart die Wiederholung einer derartigen Steuerroutine auf die gleiche Weise durchgeführt werden kann.The control signals and the like determined in the above-described manner are output to various air conditioning control devices. Until the stop request of the vehicle air conditioner is requested from the control panel, a control routine is repeated in a predetermined control cycle. The control routine causes, in this order, the reading of the above-mentioned detection signal and the operation signal, the calculation of the target air outlet temperature TAO, the determination of the operating conditions of the respective air-conditioning control devices, and the outputting of the control voltage and the control signal. Note that in another mode, the repetition of such a control routine can be performed in the same way.
Somit ändert sich in der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 der Luftkühlbetriebsart der Zustand des Kältemittels, wie in dem Mollierdiagramm von 4 dargestellt. Das heißt, ein Hochdruckkältemittel (an einem Punkt a4 in 4), das von der Abgabeöffnung 11c des Kompressors 11 abgegeben wird, strömt in den Innenkondensator 12. Zu dieser Zeit schließt die Luftmischklappe 34 den Luftdurchgang auf der Seite des Innenkondensators 12, wodurch das Kältemittel, das in den Innenkondensator 12 eintritt, fast ohne Wärme in die Lüftungsluft abzuführen, aus dem Innenkondensator 12 strömt.Thus, changes in the heat pump cycle device 10 the air cooling mode, the state of the refrigerant, as in the Mollierdiagramm of 4 shown. That is, a high-pressure refrigerant (at a point a4 in FIG 4 ) coming from the discharge opening 11c of the compressor 11 is discharged, flows into the inner condenser 12 , At this time closes the air mix door 34 the air passage on the side of the inner condenser 12 , causing the refrigerant to enter the inner condenser 12 enters, almost without dissipating heat into the ventilation air, from the inner condenser 12 flows.
Das Kältemittel, das aus dem Innenkondensator 12 strömt, tritt in das zweite Luftheizexpansionsventil 19 ein, da das erste Luftheizexpansionsventil 15 vollständig geschlossen ist. Da zu dieser Zeit das zweite Luftheizexpansionsventil 19 vollständig geöffnet ist, strömt das Kältemittel, das in das zweite Luftheizexpansionsventil 19 eintritt, fast ohne dekomprimiert zu werden, aus dem zweiten Luftheizexpansionsventil 19 und strömt dann über die zweite Dreiwegeverbindung 13b in den Luftheizwärmetauscher 20.The refrigerant coming out of the inner condenser 12 flows, enters the second Luftheizexpansionsventil 19 a, because the first air heating expansion valve 15 is completely closed. Since at this time the second air heating expansion valve 19 When fully opened, the refrigerant flowing into the second air heating expansion valve flows 19 enters the second air heating expansion valve, almost without being decompressed 19 and then flows over the second three-way connection 13b in the air heating heat exchanger 20 ,
Das Kältemittel, das in den Außenwärmetauscher 20 eintritt, tauscht Wärme mit der von dem Gebläseventilator geblasenen Außenluft aus, um Wärme davon abzuführen (Wie von dem Punkt a4 zu einem Punkt d4 in 4 angezeigt). Da das niederdruckseitige Ein-Aus-Ventil 24 geschlossen ist, wird das aus dem Außenwärmetauscher 20 strömende Kältemittel 20 isenthalp dekomprimiert, bis es in das Drosselluftkühlexpansionsventil 21 strömt, um auf ein Niederdruckkältemittel reduziert zu werden (wie von dem Punkt d4 zu einem Punkt e4 in 4 angezeigt).The refrigerant that is in the outdoor heat exchanger 20 occurs, exchanges heat with the outside air blown from the blower fan to dissipate heat therefrom (as from the point a4 to a point d4 in FIG 4 displayed). Since the low-pressure side on-off valve 24 is closed, that is from the outdoor heat exchanger 20 flowing refrigerant 20 isenthalp decompresses until it enters the throttle air cooling expansion valve 21 flows to be reduced to a low-pressure refrigerant (as from the point d4 to a point e4 in FIG 4 displayed).
Das von dem Luftkühlexpansionsventil 21 dekomprimierte Niederdruckkältemittel tritt in den Innenverdampfer 22 ein und nimmt Wärme aus der von dem Gebläse 32 geblasenen Luft auf, um zu verdampfen (wie von dem Punkt e4 zu einem Punkt f4 in 4 angezeigt). Auf diese Weise wird die Lüftungsluft gekühlt.That of the air cooling expansion valve 21 Decompressed low pressure refrigerant enters the interior evaporator 22 and takes heat from the blower 32 blown air to evaporate (as from point e4 to point f4 in FIG 4 displayed). In this way, the ventilation air is cooled.
Das aus dem Innenverdampfer 22 strömende Kältemittel tritt in den Akkumulator 23 ein, um in gas- und flüssigphasige Kältemittel abgeschieden zu werden. Das abgeschiedene gasphasige Kältemittel wird von der Ansaugöffnung 11a des Kompressors 11 angesaugt (an einem Punkt g4 in 4), um durch den niederstufenseitigen Kompressionsmechanismus und den hochstufenseitigen Kompressionsmechanismus erneut komprimiert zu werden (wie von dem Punkt g4 zu einem Punkt a'4 und einem Punkt a4 in dieser Reihenfolge, wie in 4 gezeigt). Andererseits wird das abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel als ein überschüssiges Kältemittel, das für den Kreislauf nicht benötigt wird, um dessen Kältekapazität zu zeigen, in dem Akkumulator 23 gelagert.That from the interior evaporator 22 flowing refrigerant enters the accumulator 23 to be separated into gas and liquid phase refrigerant. The separated gas-phase refrigerant is from the suction port 11a of the compressor 11 sucked in (at a point g4 in 4 ) to be re-compressed by the lower-stage side compression mechanism and the upper-stage side compression mechanism (as from the point g4 to a point a'4 and a point a4 in this order, as in FIG 4 shown). On the other hand, the separated liquid-phase refrigerant as an excess refrigerant, which is not needed for the cycle to show its refrigeration capacity, in the accumulator 23 stored.
Der Grund, warum der Punkt f4 sich von dem Punkt g4 in 4 unterscheidet, ist, dass das gasphasige Kältemittel, das durch eine Kältemittelrohrleitung zirkuliert, die von dem Akkumulator 23 zu der Ansaugöffnung 11a des Kompressors 11 führt, seinen Druck verliert. Somit fällt in dem idealen Kreislauf der Punkt f4 wünschenswerterweise mit dem Punkt g4 zusammen. Das Gleiche gilt für das Mollierdiagramm, das nachstehend beschrieben werden soll.The reason why the point f4 differs from the point g4 in 4 differs, is that the gas-phase refrigerant that circulates through a refrigerant pipe, that of the accumulator 23 to the suction port 11a of the compressor 11 leads, loses its pressure. Thus, in the ideal cycle, the point f4 desirably falls with the dot g4 together. The same applies to the Mollier diagram, which will be described below.
Wie vorstehend erwähnt, kann in der Luftkühlbetriebsart das Luftkühlen des Fahrzeuginneren durch Blasen der von dem Innenverdampfer 22 gekühlten Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere durchgeführt werden.As mentioned above, in the air cooling mode, the air-cooling of the vehicle interior can be performed by blowing the air from the inside evaporator 22 cooled ventilation air to be carried into the vehicle interior.
(b) Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart(b) dehumidifying and air heating mode
Als nächstes wird die Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart beschrieben. Die Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart wird durchgeführt, wenn die vorgegebene Temperatur Tsoll, die von dem Fahrzeuginnentemperatur-Festlegungsschalter festgelegt wird, in der Luftkühlbetriebsart höher als die Außenlufttemperatur Tam ist.Next, the dehumidifying and air heating modes will be described. The dehumidifying and air heating mode is performed when the predetermined temperature Tsoll set by the vehicle interior temperature setting switch is higher than the outside air temperature Tam in the air cooling mode.
In der Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart schließt die Klimatisierungssteuerung 40 das erste Luftheizexpansionsventil 15, öffnet das zweite Luftheizexpansionsventil 19 vollständig oder bringt das Expansionsventil 19 in einen Drosselzustand, bringt das Luftkühlexpansionsventil 21 in einen Drosselzustand oder öffnet das Expansionsventil 21 vollständig und schließt das niederdruckseitige Ein-Aus-Ventil 24. Daher ist die Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart eine Betriebsart, die einer in den Patentansprüchen beschriebenen Kühlbetriebsart entspricht.In the dehumidifying and air heating mode, the air conditioning control closes 40 the first air heating expansion valve 15 , opens the second air heating expansion valve 19 completely or bring the expansion valve 19 in a throttle state, brings the air cooling expansion valve 21 in a throttle state or opens the expansion valve 21 completely and closes the low-pressure side on-off valve 24 , Therefore, the dehumidifying and air heating mode is a mode corresponding to a cooling mode described in the claims.
Folglich wird der Kältekreislauf in der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 in der Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart aufgebaut, um zuzulassen, dass das Kältemittel, wie durch durchgezogene Pfeile von 1 angezeigt, in der gleichen Reihenfolge wie der in der Luftkühlbetriebsart zirkuliert. In der Kältemittelkreisstruktur liest die Klimatisierungssteuerung 40 das Erfassungssignal von der Sensorgruppe für die vorstehende Klimatisierungssteuerung ebenso wie das Bediensignal von dem Bedienfeld und bestimmt die Betriebszustände der jeweiligen Klimatisierungssteuervorrichtungen basierend auf den Erfassungssignalen von der Sensorgruppe und der Zielluftauslasstemperatur TAO, die auf die gleiche Weise wie die in der Luftkühlbetriebsart berechnet wird.Consequently, the refrigeration cycle in the heat pump cycle device becomes 10 in the dehumidifying and air heating mode to allow the refrigerant to flow as indicated by solid arrows of FIG 1 displayed, in the same order as that circulated in the air cooling mode. In the refrigerant cycle structure, the air conditioning controller reads 40 the detection signal from the sensor group for the above air conditioning control as well as the operation signal from the control panel and determines the operating conditions of the respective air conditioning control devices based on the detection signals from the sensor group and the target air outlet temperature TAO calculated in the same manner as that in the air cooling mode.
Zum Beispiel wird das Steuersignal, das an den Elektromotor des Kompressors 11 ausgegeben werden soll, auf die gleiche Weise wie die in der Luftkühlbetriebsart bestimmt. Das Steuersignal, das an den Servomotor der Luftmischklappe 34 ausgegeben werden soll, wird derart bestimmt, dass die Luftmischklappe 34 den Umleitungsdurchgang 35 schließt und dass die gesamte Lüftungsluft, die den Innenverdampfer 22 durchlaufen hat, die Seite des Innenkondensators 12 durchläuft.For example, the control signal is sent to the electric motor of the compressor 11 is to be output in the same manner as that determined in the air cooling mode. The control signal to the servomotor of the air mix door 34 is to be output, is determined such that the air mix door 34 the bypass passage 35 closes and that the entire ventilation air, which is the indoor evaporator 22 has passed through, the side of the inner condenser 12 passes.
Die Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart dieser Ausführungsform ändert die Betriebszustände des zweiten Luftheizexpansionsventils 19 und des Luftkühlexpansionsventils 21 abhängig von der Zielluftauslasstemperatur TAO, um dadurch zwischen der ersten Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart und der zweiten Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart umzuschalten.The dehumidifying and air heating mode of this embodiment changes the operating conditions of the second air heating expansion valve 19 and the air cooling expansion valve 21 depending on the target air outlet temperature TAO to thereby switch between the first dehumidifying and air heating modes and the second dehumidifying and air heating modes.
(b-1) Erste Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart(b-1) First dehumidification and air heating mode
Die erste Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart wird durchgeführt, wenn die Zielluftauslasstemperatur TAO kleiner oder gleich einer vorgegebenen Referenzentfeuchtungsluftheiztemperatur ist. In der ersten Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart wird das zweite Luftheizexpansionsventil 19 vollständig geöffnet und das Luftkühlexpansionsventil 21 wird in den Drosselzustand gebracht. Ein Drosselöffnungsgrad des Luftkühlexpansionsventils 21 wird derart bestimmt, dass der Unterkühlungsgrad des Kältemittels, das in das Luftkühlexpansionsventil 21 strömt, sich dem Zielunterkühlungsgrad nähert, der bestimmt wird, um den COP des Kreislaufs näher an den im Wesentlichen maximalen Wert zu bringen.The first dehumidifying and air heating mode is performed when the target air outlet temperature TAO is less than or equal to a predetermined reference dehumidifying air heating temperature. In the first dehumidifying and air heating mode, the second air heating expansion valve becomes 19 fully open and the air cooling expansion valve 21 is brought into the throttle state. A throttle opening degree of the air cooling expansion valve 21 is determined such that the degree of supercooling of the refrigerant entering the air cooling expansion valve 21 is approaching the target supercooling degree, which is determined to bring the COP of the circuit closer to the substantially maximum value.
Somit ändert sich in der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 der ersten Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart der Zustand des Kältemittels wie in dem Mollierdiagramm von 5 dargestellt. Beachten Sie, dass bezüglich Bezugszeichen in dem Mollierdiagramm von 5 die gleichen Alphabete wie die, die in dem Mollierdiagramm von 4 für die Beschreibung der Luftkühlbetriebsart verwendet wurden, verwendet werden, um die äquivalenten Kältemittelzustände in den jeweiligen Kreislaufaufbauten anzuzeigen, und nur numerische Indizes geändert werden. Das Gleiche gilt für die folgenden Mollierdiagramme.Thus, changes in the heat pump cycle device 10 the first dehumidifying and Luftheizbetriebsart the state of the refrigerant as in the Mollierdiagramm of 5 shown. Note that regarding reference numerals in the Mollier diagram of FIG 5 the same alphabets as the ones in the Mollier diagram of 4 used for the description of the air cooling mode, can be used to indicate the equivalent refrigerant conditions in the respective circuit structures, and only numeric indexes are changed. The same applies to the following Mollier diagrams.
Insbesondere, wenn in der ersten Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart die Luftmischklappe 34 den Luftdurchgang auf der Seite des Innenkondensators 12 vollständig öffnet, strömt ein Hochdruckkältemittel (an einem Punkt a5 in 5), das von der Abgabeöffnung 11c des Kompressors 11 abgegeben wird, in den Innenkondensator 12 und tauscht dann Wärme mit der Lüftungsluft aus, die von dem Innenverdampfer 22 gekühlt und entfeuchtet wird, wobei auf diese Weise Wärme davon abgeführt wird (wie von einem Punkt a5 zu einem Punkt b5 in 5 angezeigt). Auf diese Weise wird die entfeuchtete Lüftungsluft geheizt.In particular, if in the first dehumidifying and Luftheizbetriebsart the air mix door 34 the air passage on the side of the inner condenser 12 completely opens, flows high pressure refrigerant (at a point a5 in 5 ) coming from the discharge opening 11c of the compressor 11 is discharged into the inner condenser 12 and then exchanges heat with the ventilation air coming from the interior evaporator 22 is cooled and dehumidified, thereby dissipating heat therefrom (as from a point a5 to a point b5 in FIG 5 displayed). In this way, the dehumidified ventilation air is heated.
Das Kältemittel, das aus dem Innenkondensator 12 strömt, strömt in das zweite Luftheizexpansionsventil 19, wenn das erste Luftheizexpansionsventil 15 vollständig geschlossen ist. Da zu dieser Zeit das zweite Luftheizexpansionsventil 19 vollständig geöffnet ist, strömt das Kältemittel, das in das zweite Luftexpansionsventil 10 strömt, fast ohne dekomprimiert zu werden, aus dem zweiten Luftheizexpansionsventil 19 und strömt dann über die zweite Dreiwegeverbindung 13b in den Außenwärmetauscher 20.The refrigerant coming out of the inner condenser 12 flows, flows into the second Luftheizexpansionsventil 19 when the first air heating expansion valve 15 is completely closed. Since at this time the second air heating expansion valve 19 is completely open, the refrigerant that flows into the second air expansion valve 10 flows out of the second air heating expansion valve, almost without being decompressed 19 and then flows over the second three-way connection 13b in the outdoor heat exchanger 20 ,
Das Kältemittel, das in den Außenwärmetauscher 20 eintritt, tauscht Wärme mit der von dem Gebläseventilator geblasenen Außenluft aus, um Wärme davon abzuführen (wie von dem Punkt b5 zu einem Punkt d5 in 5 angezeigt). Wenn das niederdruckseitige Ein-Aus-Ventil 24 geschlossen ist, wird das aus dem Außenwärmetauscher 20 strömende Kältemittel isenthalp dekomprimiert, bis es in das Drosselluftkühlexpansionsventil 21 strömt, um auf ein Niederdruckkältemittel reduziert zu werden (wie von dem Punkt d5 zu einem Punkt e5 in 5 angezeigt).The refrigerant that is in the outdoor heat exchanger 20 occurs, exchanges heat with the outside air blown from the blower fan to dissipate heat therefrom (as from the point b5 to a point d5 in FIG 5 displayed). When the low-pressure side on-off valve 24 is closed, that is from the outdoor heat exchanger 20 flowing refrigerant isenthalp decompressed until it enters the throttle air cooling expansion valve 21 flows to be reduced to a low-pressure refrigerant (as from the point d5 to a point e5 in FIG 5 displayed).
Das von dem Luftkühlexpansionsventil 21 dekomprimierte Niederdruckkältemittel strömt in den Innenverdampfer 22 und nimmt Wärme aus der von dem Gebläse 32 geblasenen Lüftungsluft auf, um zu verdampfen (wie von dem Punkt e5 zu einem Punkt f5 in 5 angezeigt). Auf diese Weise wird die Lüftungsluft gekühlt und entfeuchtet. Der folgende Betrieb ist der gleiche wie der in der Luftkühlbetriebsart.That of the air cooling expansion valve 21 decompressed low-pressure refrigerant flows into the interior evaporator 22 and takes heat from the blower 32 blown ventilation air to evaporate (as from the point e5 to a point f5 in 5 displayed). In this way, the ventilation air is cooled and dehumidified. The following operation is the same as that in the air cooling mode.
Wie vorstehend erwähnt, wird in einer ersten Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart die von dem Innenverdampfer 22 gekühlte und entfeuchtete Lüftungsluft von dem Innenkondensator 12 erneut gekühlt und entfeuchtet und in das Fahrzeuginnere ausgeblasen, wodurch die Entfeuchtung und Luftheizung des Fahrzeuginneren ermöglicht wird.As mentioned above, in a first dehumidifying and air heating mode, that of the interior evaporator 22 cooled and dehumidified ventilation air from the inner condenser 12 again cooled and dehumidified and blown into the vehicle interior, whereby the dehumidification and air heating of the vehicle interior is made possible.
(b-2) Zweite Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart(b-2) Second dehumidifying and air heating mode
Die erste Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart wird durchgeführt, wenn die Zielluftauslasstemperatur TAO höher als die vorgegebene Referenzentfeuchtungsluftheiztemperatur ist. In der zweiten Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart wird das zweite Luftheizexpansionsventil 19 in den Drosselzustand gebracht und das Luftkühlexpansionsventil 21 wird vollständig geöffnet. Ein Drosselöffnungsgrad des zweiten Luftheizexpansionsventils 19 wird derart bestimmt, dass der Unterkühlungsgrad des in das zweite Luftheizexpansionsventil 19 strömenden Kältemittels sich dem Zielunterkühlungsgrad nähert, der bestimmt wird, um den COP des Kreislaufs näher an den im Wesentlichen maximalen Wert zu bringen.The first dehumidifying and air heating mode is performed when the target air outlet temperature TAO is higher than the predetermined reference dehumidifying air heating temperature. In the second dehumidifying and air heating mode, the second air heating expansion valve becomes 19 placed in the throttle state and the air cooling expansion valve 21 will be fully opened. A throttle opening degree of the second air heating expansion valve 19 is determined such that the degree of supercooling of the second air heating expansion valve 19 flowing refrigerant approaches the target supercooling degree, which is determined to bring the COP of the circuit closer to the substantially maximum value.
Somit ändert sich in der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 der zweiten Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart der Zustand des Kältemittels wie in dem Mollierdiagramm von 6 dargestellt.Thus, changes in the heat pump cycle device 10 the second dehumidifying and Luftheizbetriebsart the state of the refrigerant as in the Mollierdiagramm of 6 shown.
Insbesondere, wenn die Luftmischklappe 34 in der zweiten Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart den Durchgang auf der Seite des Innenkondensators 12 vollständig öffnet, strömt ein Hochdruckkältemittel (an einem Punkt a6 in 6), das von der Abgabeöffnung 11c des Kompressors 11 abgegeben wird, in den Innenkondensator 12 und tauscht dann Wärme mit der Lüftungsluft aus, die von dem Innenverdampfer 22 gekühlt und entfeuchtet wird, wobei Wärme davon abgeführt wird (wie von einem Punkt a6 zu einem Punkt b6 in 6 angezeigt). Auf diese Weise wird die entfeuchtete Lüftungsluft geheizt.In particular, if the air mix door 34 in the second dehumidifying and air heating mode, the passage on the side of the inner condenser 12 completely opens, flows high pressure refrigerant (at a point a6 in 6 ) coming from the discharge opening 11c of the compressor 11 is discharged into the inner condenser 12 and then exchanges heat with the ventilation air coming from the interior evaporator 22 is cooled and dehumidified, with heat being dissipated therefrom (as from a point a6 to a point b6 in FIG 6 displayed). In this way, the dehumidified ventilation air is heated.
Da das erste Luftheizexpansionsventil 15 vollständig geschlossen ist, wird das aus dem Innenkondensator 12 strömende Kältemittel isenthalp dekomprimiert, bis es in das zweite Drosselluftheizexpansionsventil 19 strömt, um auf ein Niederdruckkältemittel reduziert zu werden (wie von dem Punkt b6 zu einem Punkt c6 in 6 angezeigt). Das von dem zweiten Luftheizexpansionsventil 19 dekomprimierte Kältemittel strömt in den Außenwärmetauscher 20.As the first air heating expansion valve 15 is completely closed, that is from the inner condenser 12 flowing refrigerant is decompressed isenthalp until it enters the second choke air expansion valve 19 flows to be reduced to a low-pressure refrigerant (as from the point b6 to a point c6 in FIG 6 displayed). That of the second air heating expansion valve 19 decompressed refrigerant flows into the outdoor heat exchanger 20 ,
Das in den Außenwärmetauscher 20 strömende Kältemittel nimmt Wärme aus der von dem Gebläseventilator geblasenen Außenluft auf, um zu verdampfen (wie von dem Punkt c6 zu einem Punkt d6 in 6 angezeigt). Da das niederdruckseitige Ein-Aus-Ventil 24 geschlossen ist, tritt das aus dem Außenwärmetauscher 20 strömende Kältemittel über das vollständig geöffnete Luftkühlexpansionsventil 21 in den Innenverdampfer 22 ein.That in the outdoor heat exchanger 20 flowing refrigerant absorbs heat from the outside air blown by the blower fan to evaporate (as from the point c6 to a point d6 in FIG 6 displayed). Since the low-pressure side on-off valve 24 is closed, that comes from the outdoor heat exchanger 20 flowing refrigerant through the fully opened air cooling expansion valve 21 in the interior evaporator 22 one.
Das Kältemittel, das in den Innenverdampfer 22 strömt, nimmt Wärme aus der von dem Gebläse 32 geblasenen Lüftungsluft auf, um zu verdampfen (wie von dem Punkt d6 zu einem Punkt f6 in 6 angezeigt). Auf diese Weise wird die Lüftungsluft gekühlt und entfeuchtet. Der folgende Betrieb ist der Gleiche wie der in der Luftkühlbetriebsart.The refrigerant that enters the interior evaporator 22 flows, takes heat from the blower 32 blown ventilation air to evaporate (as from point d6 to point f6 in FIG 6 displayed). In this way, the ventilation air is cooled and dehumidified. The following operation is the same as that in the air cooling mode.
Wie vorstehend erwähnt, wird in einer zweiten Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart die von dem Innenverdampfer 22 gekühlte und entfeuchtete Lüftungsluft von dem Innenkondensator 12 erneut geheizt und in das Fahrzeuginnere geblasen, wodurch die Entfeuchtung und Luftheizung des Fahrzeuginneren ermöglicht wird.As mentioned above, in a second dehumidifying and air heating mode, that of the interior evaporator 22 cooled and dehumidified ventilation air from the inner condenser 12 heated again and blown into the vehicle interior, whereby the dehumidification and air heating of the vehicle interior is made possible.
Ferner wirkt der Außenwärmetauscher in der zweiten Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart als der Verdampfer, während das zweite Luftheizexpansionsventil 19 in einen Drosselzustand gebracht wird, so dass das Kältemittel auch in dem Außenwärmetauscher 20 Wärme aus der Außenluft aufnehmen kann.Further, in the second dehumidifying and air heating mode, the outdoor heat exchanger functions as the evaporator, while the second air heating expansion valve 19 is brought into a throttle state, so that the refrigerant in the outdoor heat exchanger 20 Heat from the outside air can absorb.
Daher kann die Dichte des in den Kompressor 11 gesaugten Kältemittels im Vergleich zu der ersten Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart erhöht werden, und der Kältemitteldruck in dem Innenkondensator 12 kann erhöht werden, ohne die Drehzahl des Kompressors 11 zu erhöhen. Als ein Ergebnis kann die zweite Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart die Temperatur der von dem Innenkondensator 12 geblasenen Lüftungsluft im Vergleich zu der ersten Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart erhöhen.Therefore, the density of the compressor in the 11 sucked refrigerant can be increased compared to the first dehumidifying and Luftheizbetriebsart, and the refrigerant pressure in the inner condenser 12 can be increased without the speed of the compressor 11 to increase. As a result For example, the second dehumidifying and air heating mode may be the temperature of the indoor condenser 12 increase blown ventilation air compared to the first dehumidification and Luftheizbetriebsart.
(c) Luftheizbetriebsart(c) Air heating mode
Als nächstes wird die Luftheizbetriebsart beschrieben. Die Luftheizbetriebsart wird durchgeführt, wenn sie von dem Auswahlschalter ausgewählt wird, wobei der Bedienschalter auf dem Bedienfeld eingeschaltet (Ein) ist.Next, the air heating mode will be described. The air heating mode is performed when selected by the selection switch with the operation switch on the operation panel turned on (on).
In der Luftheizbetriebsart bestimmt die Klimatisierungssteuerung 40 die Kältemittelabgabekapazität (die Drehzahl des Kompressors 11) des Kompressors 11 basierend auf den Erfassungssignalen von der Sensorgruppe und der Zielluftauslasstemperatur TAO, die auf die gleiche Weise wie die in der Luftkühlbetriebsart berechnet wird. Insbesondere wird zuallererst ein Zielkondensationsdruck PCO in dem Innenkondensator 12 basierend auf der Zielluftauslasstemperatur TAO unter Bezug auf das vorab in der Klimatisierungssteuerung 40 gespeicherte Steuerkennfeld bestimmt.In the air heating mode, the air conditioning controller determines 40 the refrigerant discharge capacity (the speed of the compressor 11 ) of the compressor 11 based on the detection signals from the sensor group and the target air outlet temperature TAO, which is calculated in the same manner as that in the air cooling mode. In particular, first of all, a target condensation pressure PCO in the inner condenser 12 based on the target air outlet temperature TAO with respect to that in advance in the air conditioning control 40 stored control map determined.
Die Drehzahl des Kompressors 11 (ein Steuersignal, das an den Elektromotor des Kompressors 11) ausgegeben werden soll, wird durch das Rückkopplungssteuerverfahren basierend auf einer Abweichung zwischen dem Zielkondensationsdruck PCO und dem von dem hochdruckseitigen Drucksensor erfassten hochdruckseitigen Kältemitteldruck Pd bestimmt, so dass der hochdruckseitige Kältemitteldruck Pd sich dem Zielkondensationsdruck PCO nähert. Gemäß der bestimmten Drehzahl wird die erste Luftheizbetriebsart oder die zweite Luftheizbetriebsart durchgeführt.The speed of the compressor 11 (A control signal to the electric motor of the compressor 11 ) is determined by the feedback control method based on a deviation between the target condensation pressure PCO and the high-pressure side refrigerant pressure Pd detected by the high-pressure-side pressure sensor, so that the high-pressure side refrigerant pressure Pd approaches the target condensation pressure PCO. According to the determined rotational speed, the first air heating mode or the second air heating mode is performed.
(c-1) Erste Luftheizbetriebsart(c-1) First air heating mode
In der ersten Luftheizbetriebsart bringt die Klimatisierungssteuerung 40 das erste Luftheizexpansionsventil 15 in den Drosselzustand, schließt das zweite Luftheizexpansionsventil 19 vollständig, schließt das Luftkühlexpansionsventil 21 vollständig und öffnet das niederdruckseitige Ein-Aus-Ventil 24. Daher ist die erste Luftheizbetriebsart eine Betriebsart, die einer in den Patenansprüchen beschriebenen ersten Heizbetriebsart entspricht.In the first air heating mode brings the air conditioning control 40 the first air heating expansion valve 15 in the throttle state, closes the second air heating expansion valve 19 completely, the air-cooled expansion valve closes 21 completely and opens the low-pressure side on-off valve 24 , Therefore, the first air heating mode is a mode corresponding to a first heating mode described in the claims.
Auf diese Weise wird in der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 der ersten Luftheizbetriebsart der Gaseinspritzkreislauf, wie durch durchgezogene Pfeile von 2 angezeigt, aufgebaut. Insbesondere wird zugelassen, dass das Kältemittel von der Abgabeöffnung 11c des Kompressors 11 in dieser Reihenfolge zu dem Innenkondensator 12, dem ersten Luftheizexpansionsventil 15, dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 16, der festen Zwischendruckdrossel 17, (dem Luftheizrückschlagventil 18), dem Außenwärmetauscher 20, dem Akkumulator 23 und der Ansaugöffnung 11a des Kompressors 11 zirkuliert. Gleichzeitig wird zugelassen, dass das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 16 abgeschiedene gasphasige Kältemittel in die Zwischendrucköffnung 11b des Kompressors 11 strömt.In this way, in the heat pump cycle apparatus 10 the first Luftheizbetriebsart the gas injection circuit, as shown by solid arrows of 2 displayed, constructed. In particular, the refrigerant is allowed from the discharge port 11c of the compressor 11 in this order to the inner condenser 12 , the first air heating expansion valve 15 , the gas-liquid separator 16 , the fixed intermediate pressure throttle 17 , (the air heating check valve 18 ), the outdoor heat exchanger 20 , the accumulator 23 and the suction port 11a of the compressor 11 circulated. At the same time, this is allowed by the gas-liquid separator 16 separated gas-phase refrigerant in the intermediate pressure port 11b of the compressor 11 flows.
Mit der Kältemittelstruktur bestimmt die Klimatisierungssteuerung 40 die Betriebszustände der jeweiligen Klimatisierungssteuervorrichtrungen basierend auf der Zielluftauslasstemperatur TAO und dem Erfassungssignal von der Sensorgruppe.With the refrigerant structure determines the air conditioning control 40 the operating conditions of the respective air conditioning control devices based on the target air outlet temperature TAO and the detection signal from the sensor group.
Zum Beispiel wird das Steuersignal, das an das erste Luftheizexpansionsventil 15 ausgegeben werden soll, derart bestimmt, dass der Drosselöffnungsgrad des ersten Luftheizexpansionsventils 15 ein vorgegebener Öffnungsgrad für die erste Luftheizbetriebsart wird. Das Steuersignal, das an den Servomotor der Luftmischklappe 34 ausgegeben werden soll, wird derart bestimmt, dass die Luftmischklappe 34 den Umleitungsdurchgang 35 schließt, und dass die gesamte Lüftungsluft, die den Innenverdampfer 22 durchlaufen hat, den Innenkondensator 12 durchläuft.For example, the control signal is sent to the first air heating expansion valve 15 is to be output, determined such that the throttle opening degree of the first Luftheizexpansionsventils 15 becomes a predetermined opening degree for the first air heating mode. The control signal to the servomotor of the air mix door 34 is to be output, is determined such that the air mix door 34 the bypass passage 35 closes, and that the entire ventilation air, which is the indoor evaporator 22 has passed through the inner condenser 12 passes.
Daher strömt in der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 der ersten Luftheizbetriebsart, wie in einem Mollierdiagramm von 7 gezeigt, das von der Abgabeöffnung 11c des Kompressors 11 abgegebene Hochdruckkältemittel (an einem Punkt a7 in 7) in den Innenkondensator 12. Das in den Innenkondensator 12 strömende Kältemittel tauscht Wärme mit der Lüftungsluft aus, die von dem Gebläse 32 geblasen wird und den Innenverdampfer 22 durchlaufen hat, um Wärme davon abzuführen (wie von dem Punkt a7 zu einem Punkt b7 in 7 angezeigt). Auf diese Weise wird die Lüftungsluft geheizt.Therefore, flows in the heat pump cycle device 10 the first air heating mode, as in a Mollier diagram of 7 shown by the discharge opening 11c of the compressor 11 discharged high pressure refrigerant (at a point a7 in 7 ) in the inner condenser 12 , That in the inner condenser 12 flowing refrigerant exchanges heat with the ventilation air coming from the blower 32 is blown and the interior evaporator 22 to dissipate heat therefrom (as from point a7 to point b7 in FIG 7 displayed). In this way, the ventilation air is heated.
Wenn das zweite Luftheizexpansionsventil 19 vollständig geschlossen ist, wird das aus dem Innenkondensator 12 strömende Kältemittel isenthalp dekomprimiert, bis es in das erste Drosselluftheizexpansionsventil 15 strömt, um auf ein Zwischendruckkältemittel reduziert zu werden (wie von dem Punkt b7 zu einem Punkt h7 in 7 angezeigt). Das von dem ersten Luftheizexpansionsventil 15 dekomprimierte Zwischendruckkältemittel wird von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 16 in gas- und flüssigphasige Kältemittel abgeschieden (wie von dem Punkt h7 zu einem Punkt i7 und von dem Punkt h7 zu einem Punkt j7 in 7 angezeigt).If the second air heating expansion valve 19 is completely closed, that is from the inner condenser 12 flowing refrigerant isenthalp decompressed until it enters the first restrictor air heating expansion valve 15 flows to be reduced to an intermediate-pressure refrigerant (as from the point b7 to a point h7 in FIG 7 displayed). That of the first air heating expansion valve 15 decompressed intermediate pressure refrigerant is from the gas-liquid separator 16 separated into gas and liquid-phase refrigerants (as from point h7 to point i7 and from point h7 to point j7 in FIG 7 displayed).
Das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 16 abgeschiedene gasphasige Kältemittel strömt über den Zwischendruckkältemitteldurchgang 14b in die Zwischendrucköffnung 11b des Kompressors 11. Dann wird das gasphasige Kältemittel mit einem Kältemittel, das von dem niederstufenseitigen Kompressionsmechanismus abgegeben wird, vereinigt, um in den hochstufenseitigen Kompressionsmechanismus gesaugt zu werden (wie von dem Punkt i7 zu einem Punkt a''7 in 7 angezeigt).That of the gas-liquid separator 16 separated gas-phase refrigerant flows over the intermediate pressure refrigerant passage 14b in the intermediate pressure opening 11b of the compressor 11 , Then, the gas-phase refrigerant with a refrigerant, that of the lower-stage side Compression mechanism is discharged, united to be sucked in the high-stage compression mechanism (as from the point i7 to a point a''7 in 7 displayed).
Im Gegensatz dazu wird das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 16 abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel isenthalp dekomprimiert, bis es in die feste Zwischendruckdrossel 17 strömt, um ein Niederdruckkältemittel zu werden (wie von dem Punkt j7 zu einem Punkt c7 in 7 angezeigt). Das Kältemittel, das aus der festen Zwischendruckdrossel 17 strömt, tritt über das Luftheizrückschlagventil 18 und ähnliches in den Außenwärmetauscher 20 ein und tauscht Wärme mit der von dem Gebläseventilator geblasenen Außenluft aus, um Wärme davon aufzunehmen (wie von dem Punkt c7 zu einem Punkt d7 in 7 angezeigt).In contrast, that of the gas-liquid separator 16 separated liquid-phase refrigerant isenthalp decompressed until it enters the fixed intermediate pressure throttle 17 flows to become a low-pressure refrigerant (as from the point j7 to a point c7 in FIG 7 displayed). The refrigerant coming from the fixed intermediate pressure throttle 17 flows, enters via the Luftheizrückschlagventil 18 and the like in the outdoor heat exchanger 20 and exchanges heat with the outside air blown from the blower fan to absorb heat therefrom (as from the point c7 to a point d7 in FIG 7 displayed).
Da das niederdruckseitige Ein-Aus-Ventil 24 geöffnet ist und das Luftkühlexpansionsventil 21 vollständig geschlossen ist, strömt das aus dem Außenwärmetauscher 20 strömende Kältemittel über den niederdruckseitigen Umleitungsdurchgang 14e in dem Akkumulator 23, um in gas- und flüssigphasige Kältemittel abgeschieden zu werden. Das abgeschiedene gasphasige Kältemittel wird in die Ansaugöffnung 11a des Kompressors 11 gesaugt (an einem Punkt g7 in 7) und dann erneut komprimiert. Andererseits wird das abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel als das überschüssige Kältemittel in dem Akkumulator 23 gelagert.Since the low-pressure side on-off valve 24 is open and the air cooling expansion valve 21 is completely closed, this flows out of the outdoor heat exchanger 20 flowing refrigerant via the low pressure side bypass passage 14e in the accumulator 23 to be separated into gas and liquid phase refrigerant. The separated gas-phase refrigerant is in the suction port 11a of the compressor 11 sucked (at a point g7 in 7 ) and then compressed again. On the other hand, the separated liquid-phase refrigerant becomes the excess refrigerant in the secondary battery 23 stored.
Wie vorstehend erwähnt, kann in der ersten Luftheizbetriebsart das Luftheizen des Fahrzeuginneren durch Blasen der von dem Innenkondensator 12 geheizten Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere durchgeführt werden.As mentioned above, in the first air heating mode, the air heating of the vehicle interior can be performed by blowing the air from the interior condenser 12 heated ventilation air are carried into the vehicle interior.
In der ersten Luftheizbetriebsart baut die Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 den Gaseinspritzkreislauf (Sparkältekreislauf) auf.In the first air heating mode, the heat pump cycle device builds 10 the gas injection circuit (Sparkältekreislauf) on.
Somit kann ein gemischtes Kältemittel bei einer niedrigen Temperatur in den hochstufenseitigen Kompressionsmechanismus gesaugt werden, wodurch der Kompressionswirkungsgrad des hochstufenseitigen Kompressionsmechanismus verbessert wird, während eine Differenz zwischen dem Ansaugkältemitteldruck und dem Abgabekältemitteldruck jeweils in beiden, dem niederstufenseitigen Kompressionsmechanismen und dem hochstufenseitigen Kompressionsmechanismus, verringert werden kann, wodurch der Kompressionswirkungsgrad beider Kompressionsmechanismus verbessert wird. Als ein Ergebnis kann der COP der gesamten Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 wirksam verbessert werden.Thus, a mixed refrigerant can be sucked into the high-stage side compression mechanism at a low temperature, thereby improving the compression efficiency of the high-stage compression mechanism, while a difference between the suction refrigerant pressure and the discharge refrigerant pressure in each of the lower-stage side compression mechanisms and the high-stage side compression mechanism can be reduced. whereby the compression efficiency of both compression mechanism is improved. As a result, the COP of the entire heat pump cycle device 10 be effectively improved.
(c-2) Zweite Luftheizbetriebsart(c-2) Second air heating mode
In der zweiten Luftheizbetriebsart schließt die Klimatisierungssteuerung 40 das erste Luftheizexpansionsventil 15 vollständig, bringt das zweite Luftheizexpansionsventil 19 in den Drosselzustand, schließt das Luftkühlexpansionsventil 21 vollständig und öffnet das niederdruckseitige Ein-Aus-Ventil 24. Daher ist die zweite Luftheizbetriebsart eine Betriebsart, die der in den Patentansprüchen beschriebenen zweiten Heizbetriebsart entspricht.In the second air heating mode, the air conditioning control closes 40 the first air heating expansion valve 15 complete, brings the second air heating expansion valve 19 in the throttle state, the air cooling expansion valve closes 21 completely and opens the low-pressure side on-off valve 24 , Therefore, the second air heating mode is a mode corresponding to the second heating mode described in the claims.
Somit wird in der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 der zweiten Luftheizbetriebsart, wie durch durchgezogene Pfeile in 3 angezeigt, der Kältekreislauf aufgebaut, um zuzulassen, dass das Kältemittel von der Abgabeöffnung 11c des Kompressors 11 in dieser Reihenfolge zu dem Innenkondensator 12, dem zweiten Luftheizexpansionsventil 19, dem Außenwärmetauscher 20, dem Akkumulator 23 und der Ansaugöffnung 11a des Kompressors 11 strömt.Thus, in the heat pump cycle apparatus 10 the second Luftheizbetriebsart, as indicated by solid arrows in 3 displayed, the refrigeration circuit constructed to allow the refrigerant from the discharge port 11c of the compressor 11 in this order to the inner condenser 12 , the second air heating expansion valve 19 , the outdoor heat exchanger 20 , the accumulator 23 and the suction port 11a of the compressor 11 flows.
Mit der Kältemittelkreisstruktur bestimmt die Klimatisierungssteuerung 40 die Betriebszustände der jeweiligen Klimatisierungssteuervorrichtungen basierend auf der Zielluftauslasstemperatur TAO und den Erfassungssignalen von der Sensorgruppe.With the refrigerant circuit structure, the air conditioning controller determines 40 the operating conditions of the respective air-conditioning control devices based on the target air outlet temperature TAO and the detection signals from the sensor group.
Zum Beispiel wird ein Steuersignal, das an das zweite Luftheizexpansionsventil 19 ausgegeben werden soll, derart bestimmt, dass der Unterkühlungsgrad des Kältemittels, das in das zweite Luftheizexpansionsventil 19 strömt, sich dem Zielunterkühlungsgrad nähert, der bestimmt wird, um den COP des Kreislaufs näher an den im Wesentlichen maximalen Wert zu bringen. Das Steuersignal, das an den Servomotor der Luftmischklappe 34 ausgegeben wird, wird auf die gleiche Weise bestimmt wie die in der ersten Luftheizbetriebsart.For example, a control signal is sent to the second air heating expansion valve 19 is to be output, determined such that the degree of supercooling of the refrigerant flowing into the second Luftheizexpansionsventil 19 is approaching the target supercooling degree, which is determined to bring the COP of the circuit closer to the substantially maximum value. The control signal to the servomotor of the air mix door 34 is determined in the same manner as that in the first Luftheizbetriebsart.
Somit strömt in der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 der zweiten Luftheizbetriebsart, wie in einem Mollierdiagramm von 8 gezeigt, das Hochdruckkältemittel (bei einem Punkt a8 in 8), das von der Abgabeöffnung 11c des Kompressors 11 abgegeben wird, in den Innenkondensator 12 und tauscht Wärme mit der Lüftungsluft aus, um auf die gleiche Weise wie der in der zweiten Luftheizbetriebsart Wärme davon abzuführen (wie von dem Punkt a8 zu einem Punkt b8 in 8 angezeigt). Auf diese Weise wird die Lüftungsluft geheizt.Thus, flows in the heat pump cycle device 10 the second air heating mode, as in a Mollier diagram of 8th shown, the high pressure refrigerant (at a point a8 in 8th ) coming from the discharge opening 11c of the compressor 11 is discharged into the inner condenser 12 and exchanges heat with the ventilation air to dissipate heat therefrom in the same manner as that in the second air heating mode (as from the point a8 to a point b8 in FIG 8th displayed). In this way, the ventilation air is heated.
Da das erste Luftheizexpansionsventil 15 vollständig geschlossen ist, wird das aus dem Innenkondensator 12 strömende Kältemittel von dem zweiten Drosselluftheizexpansionsventil 19 isenthalp dekomprimiert, bis es auf ein Niederdruckkältemittel reduziert ist (wie von dem Punkt b8 zu einem Punkt c8 in 8 angezeigt). Dann strömt das Kältemittel in den Außenwärmetauscher 20. Das Niederdruckkältemittel, das in den Außenwärmetauscher 20 eintritt, tauscht Wärme mit der von dem Gebläseventilator geblasenen Luft aus, um Wärme darin aufzunehmen (wie von dem Punkt c8 zu einem Punkt d8 in 8 angezeigt). Der folgende Betrieb ist der Gleiche wie der in der ersten Luftheizbetriebsart.As the first air heating expansion valve 15 is completely closed, that is from the inner condenser 12 flowing refrigerant from the second Drosselluftheizexpansionsventil 19 isenthalp decompressed until it is reduced to a low pressure refrigerant (as from point b8 to point c8 in FIG 8th displayed). Then the refrigerant flows into the outdoor heat exchanger 20 , The Low-pressure refrigerant in the outdoor heat exchanger 20 enters, exchanges heat with the air blown from the blower fan to absorb heat therein (as from the point c8 to a point d8 in FIG 8th displayed). The following operation is the same as that in the first air heating mode.
Wie vorstehend erwähnt, kann in der zweiten Luftheizbetriebsart wie in der ersten Luftheizbetriebsart das Luftheizen des Fahrzeuginneren durch Blasen der von dem Innenkondensator 12 geblasenen Lüftungsluft in das Fahrzeuginnere durchgeführt werden.As mentioned above, in the second air heating mode as in the first air heating mode, the air heating of the vehicle interior can be performed by blowing the air from the interior condenser 12 blown ventilation air into the vehicle interior.
Nun wird eine Beschreibung der Wirkung gegeben, die sich durch die Durchführung der zweiten Luftheizbetriebsart, wenn die Außenlufttemperatur hoch ist (das heißt, wenn die Luftheizlast relativ gering ist), im Vergleich zu der ersten Luftheizbetriebsart zeigt. Da der Gaseinspritzkreislauf in der ersten Luftheizbetriebsart, wie vorstehend erwähnt, aufgebaut werden kann, kann die gesamte Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 ihren COP verbessern.Now, a description will be given of the effect exhibited by performing the second air heating mode when the outside air temperature is high (that is, when the air heating load is relatively low) compared to the first air heating mode. Since the gas injection circuit in the first Luftheizbetriebsart, as mentioned above, can be constructed, the entire heat pump cycle device 10 improve their COP.
Das heißt, wenn der Kompressor 11 sowohl in der ersten als auch zweiten Luftheizbetriebsart die gleiche Drehzahl hat, kann die Wärmepumpenkreislaufvorrichtung in der ersten Luftheizbetriebsart eine höhere Luftheizleistung (Heizkapazität der Lüftungsluft) als die in der zweiten Luftheizbetriebsart haben. Mit anderen Worten wird die Drehzahl (Kältemittelausstoßkapazität) des Kompressors 11, die benötigt wird, um die gleiche Luftheizleistung zu zeigen, in der ersten Luftheizbetriebsart niedriger als in der zweiten Luftheizbetriebsart gemacht.That is, when the compressor 11 in both the first and second air heating modes has the same speed, the heat pump cycle device in the first Luftheizbetriebsart a higher air heating capacity (heating capacity of the ventilation air) than those in the second Luftheizbetriebsart have. In other words, the rotational speed (refrigerant discharge capacity) of the compressor becomes 11 , which is needed to show the same air heating performance, made lower in the first air heating mode than in the second air heating mode.
Der Kompressionsmechanismus hat die Maximaleffizienzdrehzahl, bei der sein Kompressionswirkungsgrad maximiert ist (eine Spitze hat). Wenn die Drehzahl des Kompressionsmechanismus niedriger als die Maximaleffizienzdrehzahl ist, neigt der Kompressionsmechanismus dazu, dass sein Kompressionswirkungsgrad erheblich verschlechtert ist. Wenn somit der Kompressor 11 bei der Drehzahl betrieben wird, die niedriger als die Maximaleffizienzdrehzahl unter der relativ niedrigen Luftheizlast ist, könnte der COP in der ersten Luftheizbetriebsart verschlechtert sein.The compression mechanism has the maximum efficiency speed at which its compression efficiency is maximized (having a peak). When the rotational speed of the compression mechanism is lower than the maximum efficiency rotational speed, the compression mechanism tends to seriously degrade its compression efficiency. So if the compressor 11 is operated at the speed lower than the maximum efficiency speed under the relatively low air heating load, the COP in the first air heating mode may be deteriorated.
Folglich wird in dieser Ausführungsform, wobei die vorstehend erwähnte Maximaleffizienzdrehzahl als die Referenzdrehzahl festgelegt ist, die Wärmepumpenkreislaufvorrichtung während der Ausführung der ersten Luftheizbetriebsart von der ersten auf die zweite Luftheizbetriebsart geschaltet, wenn die Drehzahl des Kompressors 11 kleiner oder gleich der Referenzdrehzahl ist. Im Gegensatz dazu wird die Wärmepumpenkreislaufvorrichtung von der zweiten auf die erste Luftheizbetriebsart geschaltet, wenn die Drehzahl des Kompressors 11 größer oder gleich der Drehzahl ist, die durch Addieren eines vorgegebenen Werts zu der Referenzdrehzahl während der Ausführung der zweiten Luftheizbetriebsart erhalten wird.Thus, in this embodiment, with the above-mentioned maximum efficiency speed being set as the reference speed, the heat pump cycle device is switched from the first to the second air heating modes during execution of the first air heating mode when the number of revolutions of the compressor 11 is less than or equal to the reference speed. In contrast, the heat pump cycle device is switched from the second to the first Luftheizbetriebsart when the speed of the compressor 11 is greater than or equal to the speed obtained by adding a predetermined value to the reference speed during execution of the second air heating mode.
Auf diese Weise wird die Betriebsart, die den hohen COP zeigen kann, aus den ersten und zweiten Luftheizbetriebsarten ausgewählt. Selbst wenn daher die Drehzahl des Kompressors 11 während der Ausführung der ersten Luftheizbetriebsart auf die Referenzdrehzahl oder weniger verringert wird, wird die erste Luftheizbetriebsart auf die zweite Luftheizbetriebsart umgeschaltet, wodurch die Verbesserung des COP in der gesamten Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 ermöglicht wird.In this way, the mode that can show the high COP is selected from the first and second air heating modes. Even if therefore the speed of the compressor 11 is reduced to the reference speed or less during the execution of the first air heating mode, the first air heating mode is switched to the second air heating mode, thereby improving the COP in the entire heat pump cycle device 10 is possible.
Somit schaltet die Fahrzeugklimaanlage 1 dieser Ausführungsform auf den Kältemittelströmungsweg in der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 um, wodurch verschiedene Kreislaufaufbauten erreicht werden, um das Luftkühlen, die Entfeuchtung und Luftheizung und das Luftheizen des Fahrzeuginneren geeignet durchzuführen.Thus, the vehicle air conditioner switches 1 of this embodiment, to the refrigerant flow path in the heat pump cycle device 10 , whereby various circuit structures are achieved in order to perform the air cooling, dehumidification and air heating and air heating of the vehicle interior suitable.
Die Fahrzeugklimaanlage 1, die wie diese Ausführungsform auf Elektrofahrzeuge angewendet wird, kann im Gegensatz zu einem Fahrzeug, das mit einer Brennkraftmaschine (Verbrennungsmotor) ausgerüstet ist, keine Abwärme von dem Verbrennungsmotor für das Luftheizen des Fahrzeuginneren nutzen. In einem derartigen Fahrzeug, in dem es weniger wahrscheinlich ist, eine Wärmequelle für das Luftheizen des Fahrzeuginneren sicherzustellen, ist es sehr effektiv, wie die Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 dieser Ausführungsform den hohen COP ungeachtet der Luftheizlast während der Luftheizbetriebsart zu zeigen.The vehicle air conditioner 1 However, like this embodiment, which is applied to electric vehicles, unlike a vehicle equipped with an internal combustion engine (internal combustion engine), can not use waste heat from the internal combustion engine for air heating the vehicle interior. In such a vehicle in which it is less likely to ensure a heat source for air heating the vehicle interior, it is very effective as the heat pump cycle device 10 of this embodiment, to show the high COP regardless of the air heating load during the air heating mode.
Als nächstes wird das Füllen des Kältemittels in die Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 dieser Ausführungsform beschrieben. Wie vorstehend erwähnt, ist die Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 dieser Ausführungsform mit einer hochdruckseitigen Füllöffnung CP1 und einer niederdruckseitigen Füllöffnung CP2 versehen.Next, the filling of the refrigerant in the heat pump cycle device 10 this embodiment described. As mentioned above, the heat pump cycle device 10 This embodiment is provided with a high-pressure side filling port CP1 and a low-pressure side filling port CP2.
Wenn das Kältemittel tatsächlich in die Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 gefüllt wird, wird das Innere der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 von der hochdruckseitigen Füllöffnung CP1 und/oder der niederdruckseitigen Füllöffnung CP2 evakuiert, während die ersten und zweiten Luftheizexpansionsventile 15 und 19 und das Luftkühlexpansionsventil 21 vollständig geöffnet sind, wobei das niederdruckseitige Ein-Aus-Ventil 24 geöffnet ist.When the refrigerant is actually in the heat pump cycle device 10 is filled, the inside of the heat pump cycle device 10 from the high-pressure side filling port CP1 and / or the low-pressure side filling port CP2 evacuated while the first and second Luftheizexpansionsventile 15 and 19 and the air cooling expansion valve 21 are fully open, with the low pressure side on-off valve 24 is open.
Die Evakuierung wird durchgeführt, um die Atmosphäre aus dem Inneren der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 zu entfernen. Der Grund dafür ist, dass, wenn die Atmosphäre in der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 bleibt, Feuchtigkeit der Atmosphäre innerhalb des Kreislaufs gefrieren könnte, um die Zirkulation des Kältemittels zu unterbrechen.The evacuation is performed to remove the atmosphere from inside the heat pump cycle device 10 to remove. The reason is that when the atmosphere in the Heat pump cycle device 10 remains, moisture in the atmosphere could freeze within the circuit to interrupt the circulation of the refrigerant.
Ferner wird nach dem Evakuieren des Inneren der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 das Kältemittel von der hochdruckseitigen Füllöffnung CP1 und/oder der niederdruckseitigen Füllöffnung CP2 in den Kreislauf gefüllt, während die ersten und zweiten Luftheizexpansionsventile 15 und 19 und das Luftkühlexpansionsventil 21 vollständig geöffnet sind, wobei das niederdruckseitige Ein-Aus-Ventil 24 geöffnet ist.Further, after the evacuation of the interior of the heat pump cycle device 10 the refrigerant from the high-pressure side filling port CP1 and / or the low-pressure side filling port CP2 is filled in the circuit while the first and second Luftheizexpansionsventile 15 and 19 and the air cooling expansion valve 21 are fully open, with the low pressure side on-off valve 24 is open.
Da in der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 dieser Ausführungsform im Gegensatz zu der verwandten Technik kein Differenzdruckregelungsventil bereitgestellt ist, werden die ersten und zweiten Luftheizexpansionsventile 15 und 19 und das Luftkühlexpansionsventil 21 vollständig geöffnet und das niederdruckseitige Ein-Aus-Ventil 24 wird geöffnet, wodurch die Füllöffnung in einer beliebigen Position der Kältemittelroute zwischen den Komponenten mit dem gesamten Bereich des Kreislaufs in Verbindung stehen kann.As in the heat pump cycle device 10 In this embodiment, unlike the related art, no differential pressure regulating valve is provided, the first and second air heating expansion valves become 15 and 19 and the air cooling expansion valve 21 fully open and the low pressure side on-off valve 24 is opened, whereby the filling opening in any position of the refrigerant route between the components can be connected to the entire area of the circuit.
Selbst wenn somit die Füllöffnung in einer beliebigen Position bereitgestellt ist, kann das Kältemittel nach der Evakuierung des gesamten Bereichs des Kreislaufs in dessen gesamten Bereich gefüllt werden. Das heißt, die in dieser Ausführungsform beschriebene Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 kann das Kältemittel geeignet in ihn einfüllen, wenn sie fähig ist, durch Umschalten des Kältekreises den Gaseinspritzkreislauf aufzubauen.Thus, even if the filling port is provided in an arbitrary position, the refrigerant can be filled in its entire area after evacuating the entire area of the circuit. That is, the heat pump cycle device described in this embodiment 10 can suitably fill the refrigerant in it, if it is able to build up the gas injection circuit by switching the refrigerant circuit.
(Zweite Ausführungsform)Second Embodiment
Im Vergleich zu der ersten Ausführungsform wird diese Ausführungsform ein Beispiel eines integrierten Ventils 100 beschreiben, das durch Integrieren der ersten Dreiwegeverbindung 13a, wenigstens eines Teils des Durchgangs 14a auf der Seite des Gas-Flüssigkeitsabscheiders, des ersten Luftheizexpansionsventils 15, wenigstens eines Teils des Umleitungsdurchgangs 14c und des zweiten Luftheizexpansionsventils 19 (das heißt, Kreislaufkomponenten und Elemente in einem Bereich, der durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie von 9 umschlossen ist) ausgebildet wird.Compared with the first embodiment, this embodiment becomes an example of an integrated valve 100 describe this by integrating the first three-way connection 13a , at least part of the passageway 14a on the side of the gas-liquid separator, the first air heating expansion valve 15 , at least part of the bypass passage 14c and the second air heating expansion valve 19 (ie, circulatory components and elements in a region represented by an alternate long and short dashed line of 9 is enclosed) is formed.
In 9 sind die gleichen oder äquivalente Teile wie die der ersten Ausführungsform durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Das Gleiche gilt für die folgenden Zeichnungen.In 9 For example, the same or equivalent parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The same applies to the following drawings.
Wie insbesondere in der schematischen Querschnittansicht von 10 gezeigt, nimmt das integrierte Ventil 100 dieser Ausführungsform in dem gleichen Gehäuse 101 einen ersten Ventilkörper 15a, der seinen Drosselöffnungsgrad auf der Seite des ersten Luftheizexpansionsventils 15 ändert, und einen zweiten Ventilkörper 19a, der seinen Drosselöffnungsgrad auf der Seite des zweiten Luftheizventils 19 ändert, auf.As in particular in the schematic cross-sectional view of 10 shown, takes the integrated valve 100 this embodiment in the same housing 101 a first valve body 15a , which has its throttle opening degree on the side of the first air heating expansion valve 15 changes, and a second valve body 19a , the throttle opening degree on the side of the second Luftheizventils 19 changes, up.
Erste und zweite Antriebsabschnitte 15b und 19b, die jeweilige Schrittmotoren zum Antreiben und Verschieben der ersten und zweiten Ventilkörper 15a und 19a umfassen, sind an den Außenteilen des Gehäuses 101 angebracht.First and second drive sections 15b and 19b , the respective stepper motors for driving and displacing the first and second valve bodies 15a and 19a include, are on the outer parts of the housing 101 appropriate.
Das Gehäuse 101 bildet die Außenhülle des integrierten Ventils 100 und ist durch die Kombination mehrerer Metallelemente aufgebaut. Das Gehäuse 101 ist versehen mit: einer Kältemittelzuströmungsöffnung 101a, die mit der Kältemittelauslassseite des Innenkondensators 12 gekoppelt ist, einer ersten Kältemittelausströmungsöffnung 101b, die mit der Einlassseite des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 16 gekoppelt ist, und einer zweiten Kältemittelausströmungsöffnung 101c, die mit der Kältemitteleinlassseite (z. B. zweite Dreiwegeverbindung 13b) des Außenwärmetauschers 20 verbunden ist.The housing 101 forms the outer shell of the integrated valve 100 and is constructed by the combination of several metal elements. The housing 101 is provided with: a refrigerant inflow port 101 connected to the refrigerant outlet side of the inner condenser 12 is coupled, a first refrigerant outflow opening 101b connected to the inlet side of the gas-liquid separator 16 coupled, and a second refrigerant outflow opening 101c connected to the refrigerant inlet side (eg second three-way connection 13b ) of the outdoor heat exchanger 20 connected is.
Ferner trennen erste und zweite plattenförmige Elemente 102 und 103 das Innere des Gehäuses 101 in drei Räume, die jeweils mit der Kältemittelzuströmungsöffnung 101a, der ersten Kältemittelausströmungsöffnung 101b und der zweiten Kältemittelausströmungsöffnung 101c in Verbindung stehen. Insbesondere ist ein erster Raum S1, der mit der Kältemittelzuströmungsöffnung 101a in Verbindung steht, in einer derartigen Position angeordnet, dass er zwischen einem zweiten Raum S2, der mit der ersten Kältemittelauströmungsöffnung 101b in Verbindung steht, und einem dritten Raum S3, der mit der zweiten Kältemittelauströmungsöffnung 101c in Verbindung steht, eingeschoben ist.Further, separate first and second plate-shaped elements 102 and 103 the interior of the case 101 in three rooms, each with the refrigerant inflow opening 101 , the first refrigerant outflow opening 101b and the second refrigerant outflow port 101c keep in touch. In particular, a first space S1 communicating with the refrigerant inflow port 101 is disposed in such a position as to be interposed between a second space S2 connected to the first refrigerant outflow port 101b and a third space S3 communicating with the second refrigerant outflow port 101c is in communication, is inserted.
Die ersten und zweiten plattenförmigen Elemente 102 und 103 sind jeweils mit ersten und zweiten Verbindungslöchern 102a und 103a versehen, von denen jedes eine Kreisform hat und das entsprechende plattenförmige Element durchdringt. Der erste Raum S1 und der zweite Raum S2 stehen über das erste Verbindungsloch 102a miteinander in Verbindung, und der erste Raum S1 und der dritte Raum S3 stehen über das zweite Verbindungsloch 103a miteinander in Verbindung.The first and second plate-shaped elements 102 and 103 are each with first and second connection holes 102 and 103a each of which has a circular shape and penetrates the corresponding plate-shaped element. The first space S1 and the second space S2 are above the first communication hole 102 with each other, and the first space S1 and the third space S3 are above the second communication hole 103a in contact with each other.
Der konische erste Ventilkörper 15a, der in dem zweiten Raum S2 angeordnet ist, wird durch Aufnehmen der Antriebskraft von dem ersten Antriebsabschnitt 15b verschoben, wobei auf diese Wiese eine Öffnungsfläche (Drosseldurchgangsfläche) des ersten Verbindungslochs 102a geändert wird. Der erste Ventilkörper 15a liegt an dem ersten plattenförmigen Element 102 an, um das erste Verbindungsloch 102 zu schließen.The conical first valve body 15a which is arranged in the second space S2, by receiving the driving force from the first driving portion 15b shifted, in this way an opening area (throttle passage area) of the first connection hole 102 will be changed. The first valve body 15a lies on the first plate-shaped element 102 to the first connection hole 102 close.
Somit bauen in dieser Ausführungsform der erste Ventilkörper 15a, die Seite des ersten plattenförmigen Elements des Gehäuses 101 und der erste Antriebsabschnitt 15b die Struktur auf, die dem ersten Luftheizexpansionsventil 15 der ersten Ausführungsform entspricht (das heißt, die in den Patentansprüchen beschriebene erste Dekompressionsvorrichtung). Thus, in this embodiment, the first valve body is constructed 15a , the side of the first plate-shaped element of the housing 101 and the first drive section 15b the structure on which the first air heating expansion valve 15 of the first embodiment (that is, the first decompression device described in the claims).
Im Gegensatz dazu wird der konische zweite Ventilkörper 19a, der in dem dritten Raum S3 angeordnet ist, durch Aufnehmen der Antriebskraft von dem zweiten Antriebsabschnitt 19b verschoben, wobei auf diese Weise eine Öffnungsfläche (Drosseldurchgangsfläche) des zweiten Verbindungslochs 103a geändert wird. Der zweite Ventilkörper 19a liegt an dem zweiten plattenförmigen Element 103 an, um das zweite Verbindungsloch 103a zu schließen.In contrast, the conical second valve body 19a disposed in the third space S3 by receiving the driving force from the second driving section 19b shifted, in this way, an opening area (throttle passage area) of the second communication hole 103a will be changed. The second valve body 19a lies on the second plate-shaped element 103 on to the second connection hole 103a close.
Somit bauen in dieser Ausführungsform der zweite Ventilkörper 19a, das zweite plattenförmige Element 103 des Gehäuses 101 und der zweite Antriebsabschnitt 19b die Struktur auf, die dem zweiten Luftheizexpansionsventil 19 der ersten Ausführungsform entspricht (das heißt, die in den Patentansprüchen beschriebene dritte Dekompressionsvorrichtung).Thus, in this embodiment, the second valve body is constructed 19a , the second plate-shaped element 103 of the housing 101 and the second drive section 19b the structure on which the second air heating expansion valve 19 of the first embodiment (that is, the third decompression device described in the claims).
Beachten Sie, dass 10 den Drosselzustand des ersten Luftheizexpansionsventils 15 und den vollständig geschlossenen Zustand des zweiten Luftheizexpansionsventils 19 wie die in der ersten Ausführungsform beschriebene erste Luftheizbetriebsart schematisch zeigt. Andere Strukturen und Betriebe sind die gleichen wie die der ersten Ausführungsform.Note that 10 the throttle state of the first Luftheizexpansionsventils 15 and the fully closed state of the second air heating expansion valve 19 as the first Luftheizbetriebsart described in the first embodiment schematically shows. Other structures and operations are the same as those of the first embodiment.
Wenn somit die Fahrzeugklimaanlage 1 dieser Ausführungsform betrieben wird, kann der Kältemittelströmungsweg in der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 wie in der ersten Ausführungsform umgeschaltet werden, wodurch das Luftkühlen, die Entfeuchtung und das Luftheizen und das Luftheizen des Fahrzeuginneren geeignet durchgeführt werden. Wie in der ersten Ausführungsform kann die Füllöffnung, die sich an einer beliebigen Position befindet, das Kältemittel geeignet einfüllen.Thus, if the vehicle air conditioning 1 According to this embodiment, the refrigerant flow path in the heat pump cycle device may be operated 10 as in the first embodiment, whereby the air-cooling, the dehumidification and the air heating and the air heating of the vehicle interior are suitably performed. As in the first embodiment, the filling opening located at an arbitrary position can properly fill the refrigerant.
In dieser Ausführungsform sind die erste Dreiwegeverbindung 13a, das erste Luftheizexpansionsventil 15 und das zweite Luftheizexpansionsventil 19 als das integrierte Ventil 100 miteinander integriert, wodurch die Größenverringerung dieser Kreislaufkomponenten erreicht wird, was die Verbesserung ihrer Montierbarkeit auf der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 ermöglicht wird.In this embodiment, the first three-way connection 13a , the first air heating expansion valve 15 and the second air heating expansion valve 19 as the integrated valve 100 integrated with each other, whereby the size reduction of these circuit components is achieved, which improves their mountability on the heat pump cycle device 10 is possible.
(Dritte Ausführungsform)Third Embodiment
In dieser Ausführungsform sind wie in der zweiten Ausführungsform Kreislaufkomponenten und ähnliches, die durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie von 9 umschlossen sind, wie beispielhaft beschrieben wird, als ein integriertes Ventil 110 miteinander integriert. Wie in einer schematischen Querschnittansicht von 11 gezeigt, ist das integrierte Ventil 110 im Vergleich zu der zweiten Ausführungsform aufgebaut, um sowohl den ersten Ventilkörper 15a als auch den zweiten Ventilkörper 19a durch einen Antriebsabschnitt 110a (Antriebsvorrichtung), die diesen Ventilkörpern gemeinsam ist, anzutreiben und zu verschieben.In this embodiment, as in the second embodiment, circulatory components and the like represented by an alternate long and short dashed line of FIG 9 as exemplified, as an integrated valve 110 integrated with each other. As in a schematic cross-sectional view of 11 shown is the integrated valve 110 compared to the second embodiment to both the first valve body 15a as well as the second valve body 19a by a drive section 110a (Drive device), which is common to these valve bodies to drive and move.
In dem integrierten Ventil 110 dieser Ausführungsform haben das erste plattenförmige Element 102 und das zweite plattenförmige Element 103 ihre Oberflächen parallel zueinander angeordnet, und das erste Verbindungsloch 102a und das zweite Verbindungsloch 103a sind koaxial angeordnet. Der konische erste Ventilkörper 15a und der zweite Ventilkörper 19a sind ebenfalls koaxial in Bezug auf das erste Verbindungsloch 102a und das zweite Verbindungsloch 103a angeordnet.In the integrated valve 110 This embodiment has the first plate-shaped element 102 and the second plate-shaped element 103 their surfaces are arranged parallel to each other, and the first connection hole 102 and the second connection hole 103a are arranged coaxially. The conical first valve body 15a and the second valve body 19a are also coaxial with respect to the first connection hole 102 and the second connection hole 103a arranged.
Ferner sind der erste Ventilkörper 15a und der zweite Ventilkörper 19a in dieser Ausführungsform mit Durchgangslöchern, die sich entlang der Mittelachse erstrecken, versehen, und eine Welle 110b des Antriebsabschnitts 110a, der aus einem Schrittmotor hergestellt ist, ist derart eingesetzt, dass sie in der Achsenrichtung verschiebbar ist. Auf diese Weise ist die Welle 110b auch koaxial in Bezug auf den ersten Ventilkörper 15a, den zweiten Ventilkörper 19a und ähnliche aufgebaut.Further, the first valve body 15a and the second valve body 19a in this embodiment, with through-holes extending along the central axis, and a shaft 110b of the drive section 110a made of a stepping motor is set so as to be slidable in the axis direction. This is the wave 110b also coaxial with respect to the first valve body 15a , the second valve body 19a and similar.
Die Welle 110b ist mit einem ersten Flansch 110c, der an einer ersten Feder 15c anliegt, um eine Kraft, die den ersten Ventilkörper 15a in Richtung des ersten Verbindungslochs 102a drückt, anzuwenden, ebenso wie mit einem ersten Anschlag 110d versehen, der die Verschiebung des ersten Ventilkörpers 15a in Richtung des ersten Verbindungslochs 102a in Bezug auf die Welle 110b beschränkt.The wave 110b is with a first flange 110c that is on a first spring 15c is applied to a force acting on the first valve body 15a towards the first connection hole 102 press, apply, as well as with a first stop 110d provided that the displacement of the first valve body 15a towards the first connection hole 102 in terms of the wave 110b limited.
Ebenso ist die Welle 110b mit einem zweiten Flansch 110e, der an einer zweiten Feder 19c anliegt, um eine Kraft, die den zweiten Ventilkörper 19a in Richtung des zweiten Verbindungslochs 103a drückt, ebenso wie mit einem zweiten Anschlag 110f versehen, der die Verschiebung des zweiten Ventilkörpers 19a in Richtung des zweiten Verbindungslochs 103a in Bezug auf die Welle 110b beschränkt. Andere Strukturen sind die Gleichen wie die der zweiten Ausführungsform.So is the wave 110b with a second flange 110e that is attached to a second spring 19c abuts a force connecting the second valve body 19a in the direction of the second connection hole 103a presses, as well as with a second stop 110f provided that the displacement of the second valve body 19a in the direction of the second connection hole 103a in terms of the wave 110b limited. Other structures are the same as those of the second embodiment.
Wie in 12(a), 12(b) und 12(c) gezeigt, kann das integrierte Ventil 110 dieser Ausführungsform mit der zunehmenden Anzahl von Schritten (Größe der Verschiebung) des Antriebsabschnitts 110a den Zustand des ersten Luftheizexpansionsventils 15 von dem vollständig geöffneten Zustand in dieser Reihenfolge in den Drosselzustand und den vollständig geschlossenen Zustand überführen und kann auch den Zustand des zweiten Luftheizexpansionsventils 19 von dem vollständig geschlossenen Zustand in dieser Reihenfolge in den Drosselzustand und den vollständig geöffneten Zustand überführen.As in 12 (a) . 12 (b) and 12 (c) shown, the integrated valve 110 this Embodiment with the increasing number of steps (amount of displacement) of the drive section 110a the state of the first air heating expansion valve 15 from the fully opened state in this order to the throttle state and the fully closed state, and may also change the state of the second air heating expansion valve 19 from the fully closed state in this order to the throttle state and the fully opened state.
Insbesondere, wenn die Anzahl von Schritten ein Anfangswert A0 wird, wird der erste Ventilkörper 15a zu der entferntesten Position von dem ersten Verbindungsloch 102a des ersten plattenförmigen Elements 102 verschoben. Somit wird das erste Luftheizexpansionsventil 15 in den vollständig geöffneten Zustand gebracht. Zu dieser Zeit liegt der erste Ventilkörper 15a durch die Tätigkeit der ersten Feder 15c an dem ersten Anschlag 110d an.In particular, when the number of steps becomes an initial value A0, the first valve body becomes 15a to the farthest position from the first communication hole 102 of the first plate-shaped element 102 postponed. Thus, the first air heating expansion valve becomes 15 brought into the fully open state. At this time lies the first valve body 15a through the activity of the first spring 15c at the first stop 110d at.
Wenn ferner die Anzahl von Schritten der Anfangswert A0 wird, wird der zweite Ventilkörper 19a in die Position verschoben, in der er an dem zweiten plattenförmigen Element 103 anliegt, um das zweite Verbindungsloch 103a zu schließen. Somit wird das zweite Luftheizexpansionsventil 19 in den vollständig geschlossenen Zustand gebracht. Wenn ferner die Anzahl von Schritten der Anfangswert A0 wird, ist der zweite Flansch 110e am nächsten zu dem zweiten Ventilkörper 19a angeordnet.Further, when the number of steps becomes the initial value A0, the second valve body becomes 19a shifted to the position in which it is at the second plate-shaped element 103 abuts the second connection hole 103a close. Thus, the second air heating expansion valve becomes 19 brought into the fully closed state. Further, when the number of steps becomes the initial value A0, the second flange is 110e closest to the second valve body 19a arranged.
Wenn die Anzahl von Schritten von dem Anfangswert A0 zunimmt, wird der erste Ventilkörper 15a in Richtung des ersten Verbindungslochs 102a des ersten plattenförmigen Elements 102 verschoben. Somit wird das erste Luftheizexpansionsventil 15 in den Drosselzustand gebracht. Wenn die Anzahl von Schritten A1 erreicht, liegt der erste Ventilkörper 15a an dem ersten plattenförmigen Element 102 an, um das erste Verbindungsloch 102a zu schließen.As the number of steps increases from the initial value A0, the first valve body becomes 15a towards the first connection hole 102 of the first plate-shaped element 102 postponed. Thus, the first air heating expansion valve becomes 15 brought into the throttle state. When the number of steps reaches A1, the first valve body is located 15a on the first plate-shaped element 102 to the first connection hole 102 close.
Das heißt, wenn auf der Seite des ersten Luftheizexpansionsventils 15 die Anzahl von Schritten von dem Anfangswert A0 auf einen Wert A1 zunimmt, wird der Drosselöffnungsgrad (die Kältemitteldurchgangsfläche) des ersten Luftheizexpansionsventils von dem in dem vollständig geöffneten Zustand verkleinert und wird dann in den vollständig geschlossenen Zustand gebracht.That is, if on the side of the first Luftheizexpansionsventils 15 When the number of steps increases from the initial value A0 to a value A1, the throttle opening degree (the refrigerant passage area) of the first air heating expansion valve is decreased from that in the fully opened state, and then brought into the fully closed state.
Wenn andererseits auf der Seite des zweiten Luftheizexpansionsventils 19 die Anzahl von Schritten von dem Anfangswert A0 zunimmt, wird der zweite Flansch 110e in der Richtung weg von dem zweiten Ventilkörper 19a verschoben, aber der zweite Anschlag 110f wird nicht zum Anliegen an dem zweiten Ventilkörper 19a gebracht, wodurch der zweite Ventilkörper 19a weiterhin das zweite Verbindungsloch 103a schließt. Wenn die Anzahl von Schritten A1 erreicht, liegt der zweite Anschlag 110f an dem zweiten Ventilkörper 19a an.On the other hand, if on the side of the second Luftheizexpansionsventils 19 the number of steps increases from the initial value A0 becomes the second flange 110e in the direction away from the second valve body 19a moved, but the second stop 110f does not affect the second valve body 19a brought, whereby the second valve body 19a continue the second connection hole 103a closes. When the number of steps reaches A1, the second stop is located 110f on the second valve body 19a at.
Das heißt, während die Anzahl von Schritten in einem Bereich von A0 bis A1 ist, kann das erste Luftheizexpansionsventil 15 in dieser Reihenfolge von dem vollständig geöffneten Zustand in den Drosselzustand und den vollständig geschlossenen Zustand überführt werden, und das zweite Luftheizexpansionsventil 19 kann in den vollständig geschlossenen Zustand überführt werden, wodurch die erste Luftheizbetriebsart, wie in den Abschnitten der ersten Ausführungsform beschrieben, erreicht wird.That is, while the number of steps is in a range from A0 to A1, the first air heating expansion valve may be 15 in this order from the fully opened state to the throttle state and the fully closed state, and the second air heating expansion valve 19 can be transferred to the fully closed state, whereby the first Luftheizbetriebsart, as described in the sections of the first embodiment, is achieved.
Wenn dann die Anzahl von Schritten von A1 zunimmt, wird der erste Flansch 110c auf der Seite des ersten Luftheizexpansionsventils 15 in die Richtung verschoben, in der er sich dem ersten Ventilkörper 15a nähert, und der erste Ventilkörper 15 schließt weiterhin das erste Verbindungsloch 102a.Then, as the number of steps of A1 increases, the first flange becomes 110c on the side of the first air heating expansion valve 15 shifted in the direction in which he joined the first valve body 15a approaches, and the first valve body 15 continues to close the first connection hole 102 ,
Wenn die Anzahl von Schritten von A1 zunimmt, wird der zweite Ventilkörper 19a auf der Seite des zweiten Luftheizexpansionsventils von dem zweiten Verbindungsloch 103a weg bewegt. Auf diese Weise wird das zweite Luftheizexpansionsventil 19 in den Drosselzustand gebracht. Ferner wird auf der Seite des zweiten Luftheizexpansionsventils 19 der Drosselöffnungsgrad (die Kältemitteldurchgangsfläche) vergrößert, bis die Anzahl von Schritten A2 erreicht.As the number of steps of A1 increases, the second valve body becomes 19a on the side of the second air heating expansion valve from the second communication hole 103a moved away. In this way, the second Luftheizexpansionsventil 19 brought into the throttle state. Further, on the side of the second Luftheizexpansionsventils 19 the throttle opening degree (the refrigerant passage area) increases until the number of steps reaches A2.
Das heißt, während die Anzahl von Schritten in einem Bereich von A1 bis A2 ist, kann das erste Luftheizexpansionsventil 15 auf den vollständig geschlossenen Zustand festgelegt werden, während das zweite Luftheizexpansionsventil 19 von dem vollständig geschlossenen Zustand in dieser Reihenfolge in den Drosselzustand und den vollständig geöffneten Zustand versetzt werden kann, wodurch die zweite Luftheizbetriebsart und die Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart, wie in den Abschnitten der ersten Ausführungsform beschrieben, erreicht werden.That is, while the number of steps is in a range from A1 to A2, the first air heating expansion valve may be 15 be set to the fully closed state while the second air heating expansion valve 19 from the fully closed state in this order to the throttle state and the fully opened state, whereby the second air heating mode and the dehumidifying and air heating mode as described in the sections of the first embodiment are achieved.
Wenn dann die Anzahl von Schritten größer als A2 ist, ändert sich der Drosselöffnungsgrad (die Kältemitteldurchgangsfläche) auf der Seite des zweiten Luftheizexpansionsventils 19 nicht, selbst wenn der zweite Ventilkörper 19a in die Richtung weg von dem zweiten Verbindungsloch 103a verschoben wird, wobei die Seite des zweiten Luftheizexpansionsventils 19 in den vollständig geöffneten Zustand gebracht wird. Ferner wird das erste Luftheizexpansionsventil 15 in den vollständig geschlossenen Zustand gebracht.Then, when the number of steps is greater than A2, the throttle opening degree (the refrigerant passage area) on the side of the second air heating expansion valve changes 19 not, even if the second valve body 19a in the direction away from the second communication hole 103a is shifted, the side of the second Luftheizexpansionsventils 19 is brought into the fully open state. Further, the first air heating expansion valve becomes 15 brought into the fully closed state.
Das heißt, während die Anzahl von Schritten größer als A2 ist, kann die Seite des ersten Luftheizexpansionsventils 15 vollständig geschlossen sein, während die Seite des zweiten Luftheizexpansionsventils 19 vollständig geöffnet sein kann, wodurch die Luftkühlbetriebsart, wie in der ersten Ausführungsform beschrieben, erreicht wird.That is, while the number of steps is greater than A2, the side of the first Luftheizexpansionsventils 15 be completely closed while the side of the second air heating expansion valve 19 can be fully opened, whereby the Luftkühlbetriebsart, as described in the first embodiment, is achieved.
Selbst wenn folglich die Fahrzeugklimaanlage 1 dieser Ausführungsform betrieben wird, kann wie in der ersten Ausführungsform der Kältemittelströmungsweg in der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 umgeschaltet werden, wodurch das Luftkühlen, die Entfeuchtung und das Luftheizen und das Luftheizen des Fahrzeuginneren geeignet durchgeführt werden. Wie in der ersten Ausführungsform kann die Füllöffnung, die in einer beliebigen Position angeordnet ist, das Kältemittel geeignet einfüllen.Even if therefore the vehicle air conditioner 1 In this embodiment, as in the first embodiment, the refrigerant flow path in the heat pump cycle device may be operated 10 be reversed, whereby the air cooling, the dehumidification and the air heating and the air heating of the vehicle interior are carried out suitably. As in the first embodiment, the filling opening arranged in any position can properly fill the refrigerant.
Wie in der zweiten Ausführungsform kann die Montierbarkeit des integrierten Ventils 110 auf der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 verbessert werden. Ferner werden die ersten und zweiten Ventilkörper 15a und 19a in dem integrierten Ventil 110 dieser Ausführungsform durch den gemeinsamen Antriebsabschnitt 110a verschoben, was die Größe des integrierten Ventils 110 weiter verringern kann und auch die Steuerbarkeit verbessern kann, wenn die ersten und zweiten Ventilkörper 15a und 19a verschoben werden.As in the second embodiment, the mountability of the integrated valve 110 on the heat pump cycle device 10 be improved. Further, the first and second valve bodies become 15a and 19a in the integrated valve 110 this embodiment by the common drive section 110a shifted, which is the size of the integrated valve 110 can further reduce and also improve the controllability when the first and second valve body 15a and 19a be moved.
(Vierte Ausführungsform)Fourth Embodiment
In dieser Ausführungsform sind der Gas-Flüssigkeitsabscheider 16, die feste Zwischendruckdrossel 17, das Luftheizrückschlagventil 18 und der Außenwärmetauscher 20 (das heißt, die Kreislaufkomponenten und Elemente in dem Bereich, der durch die abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie von 13 umschlossen ist) als ein Wärmetauscher 200 mit integriertem Gas-Flüssigkeitsabscheider miteinander integriert, wie beispielhaft unter Bezug auf 14 beschrieben wird.In this embodiment, the gas-liquid separator 16 , the fixed intermediate pressure throttle 17 , the air heating check valve 18 and the outdoor heat exchanger 20 (that is, the circulatory components and elements in the region indicated by the alternate long and short dashed line of FIG 13 enclosed) as a heat exchanger 200 integrated with integrated gas-liquid separator, as exemplified with reference to 14 is described.
Beachten Sie, dass die Auf- und Abpfeile in 14 die jeweiligen Auf- und Abrichtungen anzeigen, wobei der Wärmetauscher 200 mit integriertem Gas-Flüssigkeitsabscheider auf dem Fahrzeug montiert ist.Note that the up and down arrows in 14 indicate the respective up and down directions, the heat exchanger 200 with integrated gas-liquid separator mounted on the vehicle.
Insbesondere ist der Außenwärmetauscher 20 dieser Ausführungsform als der sogenannte Behälter- und Rohrwärmetauscher 20 aufgebaut, der mehrere Rohre 20a, durch welche das Kältemittel zirkuliert, und ein Paar von Verteilungs-Sammelbehältern 20b umfasst, die mit beiden Enden der Rohre 20a zum Sammeln und Verteilen der Kältemittel verbunden sind.In particular, the outdoor heat exchanger 20 this embodiment as the so-called container and tube heat exchanger 20 constructed of several pipes 20a through which the refrigerant circulates, and a pair of distribution headers 20b Includes, with both ends of the tubes 20a for collecting and distributing the refrigerants are connected.
Die Rohre 20a erstrecken sich im Wesentlichen in der Horizontalrichtung und sind angeordnet, um vertikal geschichtet zu werden. Folglich sind die Verteilungs-Sammelbehälter 20b in der Schichtrichtung der Rohre 20a ausgebildet, das heißt, sind derart geformt, dass sie sich vertikal erstrecken. Ein Außenluftdurchgang für die Zirkulation der Außenluft ist zwischen den benachbarten Rohren 20a ausgebildet. In dem Außenuftdurchgang ist eine wellenförmige Rippe 20c angeordnet, um den Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der Außenluft zu fördern.The pipes 20a extend substantially in the horizontal direction and are arranged to be stacked vertically. Consequently, the distribution headers are 20b in the layer direction of the tubes 20a formed, that is, are shaped so that they extend vertically. An outside air passage for the circulation of outside air is between the adjacent pipes 20a educated. In the outside air passage is a wavy rib 20c arranged to promote the heat exchange between the refrigerant and the outside air.
Wenngleich 14 nur Teile der Rippen 20c darstellt, sind die Rippen 20c im Wesentlichen quer zu den gesamten Flächen der Außenluftdurchgänge angeordnet. Die Schichtstruktur der Rohre 20a und der Rippen 20c bildet den Wärmeaustauschkern, der Wärme zwischen dem Kältemittel und der Außenluft austauscht.Although 14 only parts of the ribs 20c represents are the ribs 20c arranged substantially transversely to the entire surfaces of the outside air passages. The layer structure of the pipes 20a and the ribs 20c forms the heat exchange core, which exchanges heat between the refrigerant and the outside air.
Ein Hauptkörper 16a des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 16 in dieser Ausführungsform ist derart ausgebildet, dass er sich wie der Verteilungs-Sammelbehälter 20b im Wesentlichen in der Vertikalrichtung erstreckt. Ferner ist der Innenraum des Hauptkörpers 16a in dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 16 durch Trenneinrichtungen 16b bis 16d in mehrere Räume unterteilt. Der Raum, der auf der obersten Seite gebildet wird, bildet einen Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum zum Abscheiden des von dem ersten Luftheizexpansionsventil 15 dekomprimierten Kältemittels in gas- und flüssigphasige Kältemittel.A main body 16a the gas-liquid separator 16 in this embodiment, it is designed to be like the distribution header 20b extends substantially in the vertical direction. Further, the interior of the main body 16a in the gas-liquid separator 16 by separating devices 16b to 16d divided into several rooms. The space formed on the uppermost side forms a gas-liquid separation space for separating from the first air-heating expansion valve 15 decompressed refrigerant in gas and liquid phase refrigerant.
Die feste Zwischendrossel 17, die aus einer Mündung hergestellt ist, ist in der ersten Trenneinrichtung 16b angeordnet, die an der obersten Seite (das heißt, eine unter dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsraum) von den Trenneinrichtungen 16b bis 16d im Inneren des Hauptkörpers 16a des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 16 positioniert ist. Das Luftheizrückschlagventil 18 ist zwischen der zweiten Trenneinrichtung 16c und der dritten Trenneinrichtung 16d, die unter der ersten Trenneinrichtung 16b angeordnet ist, angeordnet.The fixed intermediate thrush 17 that is made from an orifice is in the first separator 16b disposed on the uppermost side (that is, one below the gas-liquid separation space) of the separators 16b to 16d inside the main body 16a the gas-liquid separator 16 is positioned. The air heating check valve 18 is between the second separator 16c and the third separator 16d that under the first separator 16b is arranged.
Wenn der Außenwärmetauscher 20 in dieser Ausführungsform durch Miteinanderverbinden der Rohre 20a, der Verteilungs-Sammelbehälter 20b und der Rippen 20c durch Hartlöten hergestellt wird, werden der Verteilungs-Sammelbehälter 20b des Außenwärmetauschers 20 und der Hauptkörper 16a des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 16 durch Hartlöten gleichzeitig miteinander verbunden. Mit anderen Worten werden der Gas-Flüssigkeitsabscheider 16 und der Außenwärmetauscher 20 durch Verbinden des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 16 und des Verteilungs-Sammelbehälters 20b durch Hartlöten miteinander integriert. Andere Strukturen und Arbeitsgänge sind die Gleichen wie die der ersten Ausführungsform.If the outdoor heat exchanger 20 in this embodiment by interconnecting the tubes 20a , the distribution bin 20b and the ribs 20c by brazing, become the distribution sump 20b of the outdoor heat exchanger 20 and the main body 16a the gas-liquid separator 16 connected by brazing simultaneously. In other words, the gas-liquid separator 16 and the outdoor heat exchanger 20 by connecting the gas-liquid separator 16 and the distribution sump 20b integrated by brazing. Other structures and operations are the same as those of the first embodiment.
Selbst, wenn die Fahrzeugklimaanlage 1 dieser Ausführungsform betrieben wird, kann somit wie in der ersten Ausführungsform der Kältemittelströmungsweg in der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 umgeschaltet werden, wodurch das Luftkühlen, die Entfeuchtung und das Luftheizen und das Luftheizen des Fahrzeuginneren geeignet durchgeführt werden. Wie in der ersten Ausführungsform kann die Füllöffnung, die sich an einer beliebigen Position befindet, das Kältemittel geeignet einfüllen. Even if the vehicle air conditioner 1 Therefore, as in the first embodiment, the refrigerant flow path in the heat pump cycle device can be operated 10 be reversed, whereby the air cooling, the dehumidification and the air heating and the air heating of the vehicle interior are carried out suitably. As in the first embodiment, the filling opening located at an arbitrary position can properly fill the refrigerant.
In dieser Ausführungsform sind der Gas-Flüssigkeitsabscheider 16, die feste Zwischendrossel 17, das Luftheizrückschlagventil 18 und der Außenwärmetauscher 20 als der Wärmetauscher 200 mit integriertem Gas-Flüssigkeitsabscheider miteinander integriert, wodurch die Verringerung der Größe dieser Kreislaufkomponenten erreicht wird, wodurch die Verbesserung ihrer Montierbarkeit auf der Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 ermöglicht wird.In this embodiment, the gas-liquid separator 16 , the solid intermediate thrush 17 , the air heating check valve 18 and the outdoor heat exchanger 20 as the heat exchanger 200 integrated with integrated gas-liquid separator, whereby the reduction of the size of these circuit components is achieved, whereby the improvement of their mountability on the heat pump cycle device 10 is possible.
Ferner werden der Wärmetauscher 200 mit integriertem Gas-Flüssigkeitsabscheider dieser Ausführungsform und eines der integrierten Ventile 100 und 110, die in den zweiten und dritten Ausführungsformen beschrieben sind, gleichzeitig verwendet, um die Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 aufzubauen, was deren Montierbarkeit weiter wirksam verbessern kann, wobei auf diese Weise die Verringerung der Größe der gesamten Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 wirksam erreicht werden kann.Further, the heat exchanger 200 with integrated gas-liquid separator of this embodiment and one of the integrated valves 100 and 110 described in the second and third embodiments, used simultaneously to the heat pump cycle device 10 which can further effectively improve their mountability, thus reducing the size of the entire heat pump cycle apparatus 10 can be effectively achieved.
(Andere Ausführungsformen)Other Embodiments
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehend erwähnten Ausführungsformen beschränkt, sondern es können vielfältige Modifikationen und Änderungen an diesen Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
- (1) In den vorstehenden Ausführungsformen wird die Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 der vorliegenden Offenbarung, wie beispielhaft beschrieben, auf die Fahrzeugklimaanlage 1 für das Elektrofahrzeug angewendet. Jedoch wird die Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 der vorliegenden Offenbarung effizient auf Fahrzeuge angewendet, in denen Abwärme von dem Verbrennungsmotor als die Wärmequelle zum Luftheizen nicht ausreicht, wie etwa ein Hybridfahrzeug, das eine Antriebskraft zum Fahren von dem Verbrennungsmotor (Brennkraftmaschine) ebenso wie dem elektrischen Fahrmotor erhalten kann.
The present disclosure is not limited to the above-mentioned embodiments, but various modifications and changes can be made to these embodiments without departing from the scope of the present disclosure. - (1) In the above embodiments, the heat pump cycle device becomes 10 of the present disclosure, as exemplified, to the vehicle air conditioner 1 applied to the electric vehicle. However, the heat pump cycle device becomes 10 of the present disclosure is efficiently applied to vehicles in which waste heat from the engine as the heat source for air heating is insufficient, such as a hybrid vehicle that can obtain driving force for driving from the engine (internal combustion engine) as well as the electric traction motor.
Ferner kann die Wärmepumpenkreislaufvorrichtung 10 der vorliegenden Offenbarung zum Beispiel auf eine ortsfeste Klimaanlage, ein Kühllager, eine Flüssigkeitsheizvorrichtung und ähnliche angewendet werden. Da bei der Anwendung auf die Flüssigkeitsheizung das Fluid, das Wärme austauschen soll, eine Flüssigkeit (z. B. zugeführtes Heißwasser) ist, kann der Flüssigkeits-Kältemittel-Wärmetauscher als der Strahler verwendet werden.
- (2) In den vorstehend erwähnten Ausführungsformen ist die hochdruckseitige Füllöffnung CP1 in der Kältemittelroute angeordnet, die von der Auslassseite des Innenkondensators 12 zu der ersten Dreiwegeverbindung 13a führt, und die niederdruckseitige Füllöffnung CP2 ist, wie beispielhaft beschrieben, in der Kältemittelroute angeordnet, die von der Auslassseite des Akkumulators 23 zu der Ansaugöffnung 11a des Kompressors 11 führt. Jedoch ist die Position keiner Füllöffnung darauf beschränkt.
Furthermore, the heat pump cycle device 10 For example, in the present disclosure, a fixed air conditioner, a cold storage, a liquid heating apparatus, and the like can be applied to the present disclosure. In the liquid heating application, since the fluid to be heat exchanged is a liquid (eg, supplied hot water), the liquid-refrigerant heat exchanger may be used as the radiator. - (2) In the above-mentioned embodiments, the high-pressure side filling port CP1 is disposed in the refrigerant route that is from the outlet side of the inner condenser 12 to the first three way connection 13a leads, and the low-pressure side filling port CP2 is, as described by way of example, arranged in the refrigerant route, which from the outlet side of the accumulator 23 to the suction port 11a of the compressor 11 leads. However, the position of no filling opening is limited to this.
Zum Beispiel kann die hochdruckseitige Füllöffnung CP1, wie durch die Doppellinie von 15 angezeigt, in einer Kältemittelroute, die von der Abgabeöffnung 11c des Kompressors 11 zu einer Einlasseite des ersten Luftheizexpansionsventils 15 führt, und/oder einer Kältemittelroute, die von der Abgabeöffnung 11c des Kompressors 11 über das zweite Luftheizexpansionsventil 19 zu der Kältemitteleinlassseite des Außenwärmetauschers 20 führt, angeordnet sein.
- (3) Wenngleich in den vorstehenden Ausführungsformen die erste Dekompressionsvorrichtung das erste Luftheizexpansionsventil 15 ist, das, wie beispielhaft beschrieben, aus einem variablen Drosselmechanismus mit der vollständigen Schließfunktion aufgebaut ist, ist die erste Dekompressionsvorrichtung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die erste Dekompressionsvorrichtung durch die Kombination einer Drossel (einschließlich einer fasten Drossel) ohne die vollständige Schließfunktion und eines Öffnungs-/Schließabschnitts (elektromagnetisches Ventil), der zu der Drossel in Reihe geschaltet ist und einen Kältemittelströmungsweg ausbildet, aufgebaut werden.
For example, the high pressure side filling port CP1 may be defined by the double line of FIG 15 indicated in a refrigerant route coming from the discharge port 11c of the compressor 11 to an inlet side of the first air heating expansion valve 15 leads, and / or a refrigerant route leading from the discharge opening 11c of the compressor 11 via the second air heating expansion valve 19 to the refrigerant inlet side of the outdoor heat exchanger 20 leads, be arranged. - (3) Although in the above embodiments, the first decompressing device is the first air heating expansion valve 15 is, as exemplified, constructed of a variable throttle mechanism with the full closing function, the first decompression device is not limited thereto. For example, the first decompression device may be constructed by the combination of a throttle (including a fast throttle) without the full closing function and an opening / closing (electromagnetic) portion connected in series with the throttle and forming a refrigerant flow path.
Das Gleiche gilt für das zweite Luftheizexpansionsventil, das die dritte Dekompressionsvorrichtung bildet, und das Luftkühlexpansionsventil 21, welches die vierte Dekompressionsvorrichtung bildet.
- (4) In den vorstehend erwähnten Ausführungsformen wird die Lüftungsluft in der Luftheizbetriebsart und der Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart, wie beispielhaft beschrieben, durch Austauschen von Wärme zwischen der Lüftungsluft und dem Hochdruckkältemittel an dem Innenkondensator 12 geheizt. Alternativ kann zum Beispiel ein Wärmemediumzirkulationskreis für die Zirkulation eines Wärmemediums anstelle des Innenkondensators 12 bereitgestellt werden, und ferner kann ein Wasser-Kältemittelwärmetauscher ebenso wie ein Heizwärmetauscher (Heizungskern) in dem Wärmemediumzirkulationskreis angeordnet werden. Hier dient der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher dazu, Wärme zwischen dem Hochdruckkältemittel und dem Wärmemedium auszutauschen, und der Heizwärmetauscher dient dazu, die Lüftungsluft durch Austauschen von Wärme zwischen dem von dem Wasser-Kältemittelwärmetauscher geheizten Wärmemedium und der Lüftungsluft auszutauschen.
The same applies to the second Luftheizexpansionsventil forming the third decompression device, and the Luftkühpansionsventil 21 , which forms the fourth decompression device. - (4) In the above-mentioned embodiments, the ventilation air in the air heating mode and the dehumidifying and air heating mode, as exemplified, is replaced by exchanging heat between the ventilation air and the high-pressure refrigerant on the indoor condenser 12 heated. Alternatively, for example, a heat medium circulation circuit for circulating a heat medium may be used instead of the inside condenser 12 and further, a water-refrigerant heat exchanger as well as a heating heat exchanger (heater core) may be provided in the heat medium circulation circuit. Here, the water-refrigerant heat exchanger serves to exchange heat between the high-pressure refrigerant and the heat medium, and the heating heat exchanger serves to exchange the ventilation air by exchanging heat between the heat medium heated by the water-refrigerant heat exchanger and the ventilation air.
Bei der ferneren Anwendung auf Fahrzeuge mit Brennkraftmaschinen kann das Kühlmittel in der Brennkraftmaschine als ein Wärmemedium verwendet werden, um durch einen Wärmemediumzirkulationskreis zu zirkulieren. In Elektrofahrzeugen kann das Kühlmittel zum Kühlen einer Batterie oder eines Elektrofahrzeugs als ein Wärmemedium zum Zirkulieren durch einen Wärmemediumzirkulationskreis verwendet werden.
- (5) In den vorstehenden Ausführungsformen ist der Wärmepumpenkreislauf geeignet, in der Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart, wie beispielhaft beschrieben, abhängig von der Zielluftauslasstemperatur TAO zwischen einer ersten Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart und einer zweiten Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart umzuschalten. Jedoch ist die Steuerung in der Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann der Drosselöffnungsgrad des zweiten Luftheizexpansionsventils 19 verringert werden und der Drosselöffnungsgrad des Luftkühlexpansionsventils 21 kann vergrößert werden, wenn die Zielluftauslasstemperatur TAO erhöht wird.
When further applied to vehicles with internal combustion engines, the coolant in the internal combustion engine may be used as a heat medium to circulate through a heat medium circulation circuit. In electric vehicles, the coolant for cooling a battery or an electric vehicle may be used as a heat medium for circulating through a heat medium circulation circuit. - (5) In the above embodiments, the heat pump cycle is adapted to switch between a first dehumidifying and air heating mode and a second dehumidifying and air heating mode in the dehumidifying and air heating mode, as exemplified, depending on the target air outlet temperature TAO. However, the control in the dehumidifying and air heating mode is not limited to this. For example, the throttle opening degree of the second Luftheizexpansionsventils 19 be reduced and the throttle opening degree of the air cooling expansion valve 21 can be increased when the target air outlet temperature TAO is increased.
Auf diese Weise kann der Druck (die Temperatur) des Kältemittels in dem Außenwärmetauscher 20 durch Ändern der Drosselöffnungsgrade des zweiten Luftheizexpansionsventils 19 und des Luftkühlexpansionsventils 21 eingestellt werden, wodurch die Betriebsarten nacheinander umgeschaltet werden. Insbesondere wird eine Betriebsart zum Abführen von Wärme von dem Kältemittel an dem Außenwärmetauscher 20 unter im Wesentlichen dem gleichen Druck wie dem Kältemittel in dem Innenkondensator 12 (entsprechend der ersten Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart der ersten Ausführungsform) in dieser Reihenfolge auf eine Wärmeabführungsbetriebsart, eine Verdampfungsbetriebsart und eine nächste Verdampfungsbetriebsart (entsprechend der zweiten Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart der ersten Ausführungsform) umgeschaltet. In der Wärmeabführungsbetriebsart wird die Wärme an dem Außenwärmetauscher 20 von dem Kältemittel mit einem niedrigeren Druck als dem Kältemittel in dem Innenkondensator 12 abgeführt. In der Verdampfungsbetriebsart wird das Kältemittel mit einem höheren Druck als dem Kältemittel in dem Innenverdampfer 22 an dem Außenwärmetauscher 20 verdampft. In der nächsten Verdampfungsbetriebsart wird das Kältemittel an dem Außenwärmetauscher 20 unter im Wesentlichen dem gleichen Druck wie dem des Kältemittels an dem Innenverdampfer 22 verdampft.
- (6) In den vorstehend erwähnten Ausführungsformen ist die Klimatisierungssteuerung 40 geeignet, die Luftmischklappe 34, wie beispielhaft beschrieben, in einer derartigen Weise zu betreiben, dass sie in der Luftkühlbetriebsart, der Luftheizbetriebsart und der Entfeuchtungs- und Luftheizbetriebsart jeweils entweder einen Luftdurchgang in dem Innenkondensator 12 und den Umleitungsdurchgang 35 schließt. Jedoch ist der Betrieb der Luftmischklappe 34 nicht darauf beschränkt.
In this way, the pressure (temperature) of the refrigerant in the outdoor heat exchanger 20 by changing the throttle opening degrees of the second air heating expansion valve 19 and the air cooling expansion valve 21 be set, whereby the modes are switched one after the other. In particular, a mode for removing heat from the refrigerant at the outdoor heat exchanger becomes 20 under substantially the same pressure as the refrigerant in the inner condenser 12 (corresponding to the first dehumidifying and air heating mode of the first embodiment) in this order is switched to a heat dissipation mode, an evaporating mode, and a next evaporating mode (corresponding to the second dehumidifying and air heating mode of the first embodiment). In the heat dissipation mode, the heat on the outdoor heat exchanger becomes 20 from the refrigerant having a lower pressure than the refrigerant in the inner condenser 12 dissipated. In the evaporation mode, the refrigerant becomes higher in pressure than the refrigerant in the indoor evaporator 22 at the outdoor heat exchanger 20 evaporated. In the next evaporation mode, the refrigerant becomes at the outdoor heat exchanger 20 under substantially the same pressure as that of the refrigerant on the indoor evaporator 22 evaporated. - (6) In the above-mentioned embodiments, the air conditioning control is 40 suitable, the air mix door 34 , as exemplarily described, operate in such a manner that, in the air cooling mode, the air heating mode, and the dehumidifying and air heating modes, they each conduct either an air passage in the interior condenser 12 and the bypass passage 35 closes. However, the operation of the air mix door is 34 not limited to this.
Das heißt, die Luftmischklappe 34 kann sowohl den Luftdurchgang in dem Innenkondensator 12 als auch den Umleitungsdurchgang 35 öffnen. Die Temperatur der Lüftungsluft, die von einem Vereinigungsraum 36 in das Fahrzeuginnere geblasen wird, kann durch Regulieren des Verhältnisses des Volumens der Luft, die den Innenkondensator 12 durchläuft, zu dem der Luft, die den Umleitungsdurchgang durchläuft, eingestellt werden. Eine derartige Einstellung der Temperatur ist im Hinblick auf die Leichtigkeit der Feineinstellung der Temperatur der Lüftungsluft sehr wirksam.
- (7) In den vorstehenden Ausführungsformen ist die Wärmepumpenkreislaufvorrichtung, wie beispielhaft beschrieben, geeignet, abhängig von der Drehzahl des Kompressors 11 in der Luftheizbetriebsart zwischen der ersten Luftheizbetriebsart und der zweiten Luftheizbetriebsart umzuschalten. Jedoch ist das Umschalten zwischen der ersten Luftheizbetriebsart und der zweiten Luftheizbetriebsart nicht darauf beschränkt. Das heißt, das Umschalten zwischen der ersten Luftheizbetriebsart und der zweiten Luftheizbetriebsart kann durch Umschalten auf eine der ersten und zweiten Luftheizbetriebsarten, die den höheren COP zeigen können, durchgeführt werden.
That is, the air mix door 34 can both the air passage in the inner condenser 12 as well as the detour passage 35 to open. The temperature of the ventilation air coming from a merging room 36 is blown into the vehicle interior, by regulating the ratio of the volume of the air, the inner condenser 12 to which the air passing through the bypass passage is adjusted. Such adjustment of the temperature is very effective in view of the ease of fine adjustment of the temperature of the ventilation air. - (7) In the above embodiments, the heat pump cycle device, as exemplified, is suitable depending on the rotational speed of the compressor 11 in the Luftheizbetriebsart switch between the first Luftheizbetriebsart and the second Luftheizbetriebsart. However, the switching between the first air heating mode and the second air heating mode is not limited thereto. That is, the switching between the first air heating mode and the second air heating mode can be performed by switching to one of the first and second air heating modes that can show the higher COP.
Wenn zum Beispiel ein Erfassungswert von dem Außenluftensor kleiner oder gleich einer vorgegebenen Referenzaußenlufttemperatur (z. B. 0°C) ist, kann die erste Luftheizbetriebsart ausgeführt werden. Wenn der Erfassungswert höher als die Referenzaußenlufttemperatur ist, kann die zweite Luftheizbetriebsart ausgeführt werden.For example, if a detection value from the outside air sensor is less than or equal to a predetermined reference outside air temperature (eg, 0 ° C), the first air heating mode may be executed. If the detection value is higher than the reference outside air temperature, the second air heating mode may be executed.
