JP2019035520A - Refrigeration cycle device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷凍サイクル装置に関する。 The present invention relates to a refrigeration cycle apparatus.
従来、特許文献1には、作動時に発熱を伴う発熱部であるバッテリの温度調整及び熱交換対象流体である送風空気の温度調整を行う冷凍サイクル装置が開示されている。この冷凍サイクル装置では、発熱部の熱を、冷凍サイクル装置の低圧側の冷媒に吸熱させて、吸熱した熱を高圧側の冷媒から送風空気に放熱させることによって、空調対象空間の暖房を実現している。 Conventionally, Patent Document 1 discloses a refrigeration cycle apparatus that adjusts the temperature of a battery that is a heat generating part that generates heat during operation and the temperature of blown air that is a heat exchange target fluid. In this refrigeration cycle device, the heat of the heat generating part is absorbed by the refrigerant on the low pressure side of the refrigeration cycle device, and the absorbed heat is dissipated from the refrigerant on the high pressure side to the blown air, thereby heating the air-conditioning target space. ing.
しかし、特許文献1の冷凍サイクル装置では、低圧側の冷媒に吸熱させる熱量が多くなると、冷凍サイクル装置の高圧側の冷媒の圧力が不必要に上昇してしまう。このように、高圧側の冷媒の圧力が不必要に上昇してしまうと、冷凍サイクル装置の構成機器の耐久寿命に悪影響を与えてしまう。 However, in the refrigeration cycle apparatus of Patent Literature 1, when the amount of heat absorbed by the low-pressure side refrigerant increases, the pressure of the high-pressure side refrigerant of the refrigeration cycle apparatus increases unnecessarily. Thus, if the pressure of the refrigerant on the high-pressure side increases unnecessarily, it will adversely affect the durable life of the components of the refrigeration cycle apparatus.
これに対して、高圧側の冷媒の圧力が不必要に上昇しないように、圧縮機の冷媒吐出能力を低下させる手段が考えられる。しかし、圧縮機の冷媒吐出能力を低下させてしまうと、低圧側の冷媒が発熱部から吸熱した熱を、高圧側の冷媒から送風空気に適切に放熱させることができなくなってしまう。すなわち、発熱部で発生させた熱を、送風空気を加熱するために有効に利用することができなくなってしまう。 On the other hand, a means for reducing the refrigerant discharge capability of the compressor is conceivable so that the pressure of the high-pressure side refrigerant does not increase unnecessarily. However, if the refrigerant discharge capacity of the compressor is reduced, the heat absorbed by the low-pressure side refrigerant from the heat generating portion cannot be properly dissipated from the high-pressure side refrigerant to the blown air. That is, the heat generated by the heat generating unit cannot be effectively used to heat the blown air.
このため、冷凍サイクル装置の高圧側の冷媒圧力の不必要な上昇を防止するために、低圧側の冷媒に充分に発熱部で発生した熱を充分に吸熱させることができず、発熱部で発生した熱を有効に利用することができないという問題があった。 For this reason, in order to prevent an unnecessary increase in the refrigerant pressure on the high-pressure side of the refrigeration cycle apparatus, the low-pressure side refrigerant cannot sufficiently absorb the heat generated in the heat generating part and is generated in the heat generating part. There was a problem that it was not possible to use the heat effectively.
本発明は、上記点に鑑み、熱交換対象流体を加熱する際に、発熱部で発生した熱を有効に利用することができる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the refrigerating-cycle apparatus which can utilize effectively the heat | fever which generate | occur | produced in the heat-emitting part when heating the heat exchange object fluid in view of the said point.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の冷凍サイクル装置は、
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)と、圧縮機から吐出された高圧冷媒を熱源として熱交換対象流体を加熱する第1熱交換部(20)と、第1熱交換部から流出した冷媒を減圧させる減圧部(13)と、減圧部にて減圧された冷媒を低段側熱媒体と熱交換させて蒸発させる熱媒体蒸発器(15)と、低段側熱媒体を循環させる低段側熱媒体循環回路(30)に配置されて低段側熱媒体を加熱する発熱部(34)と、発熱部にて加熱された低段側熱媒体を熱源として熱交換対象流体を加熱する第2熱交換部(39)と、低段側熱媒体が熱媒体蒸発器に流入する流量と、低段側熱媒体が第2熱交換部に流入する流量とを調整する流量調整部(35)と、流量調整部の作動を制御する流量制御部(50c)と、を有し、
流量制御部は、第1熱交換部にて熱交換対象流体を加熱する第1加熱モードでは、発熱部にて加熱された低段側熱媒体を熱媒体蒸発器に流入させるように流量調整部の作動を制御し、第2熱交換部にて熱交換対象流体を加熱する第2加熱モードでは、発熱部にて加熱された低段側熱媒体を第2熱交換部に流入させるように流量調整部の作動を制御する。
In order to achieve the above object, the refrigeration cycle apparatus according to claim 1,
The compressor (11) that compresses and discharges the refrigerant, the first heat exchange unit (20) that heats the heat exchange target fluid using the high-pressure refrigerant discharged from the compressor as a heat source, and the first heat exchange unit A decompression section (13) that decompresses the refrigerant, a heat medium evaporator (15) that evaporates the refrigerant decompressed in the decompression section by exchanging heat with the lower stage heat medium, and a low circulation circuit that circulates the lower stage heat medium. A heat generating part (34) disposed in the stage side heat medium circulation circuit (30) for heating the low stage side heat medium, and a heat exchange target fluid is heated using the low stage side heat medium heated by the heat generating part as a heat source. A second heat exchange unit (39), a flow rate adjustment unit (35) for adjusting a flow rate at which the low-stage heat medium flows into the heat medium evaporator and a flow rate at which the low-stage heat medium flows into the second heat exchange unit. ) And a flow rate control unit (50c) for controlling the operation of the flow rate adjustment unit,
In the first heating mode in which the heat exchange target fluid is heated in the first heat exchange unit, the flow rate control unit is configured to cause the low-stage heat medium heated in the heat generating unit to flow into the heat medium evaporator. In the second heating mode in which the second heat exchange part heats the heat exchange target fluid, the flow rate is set so that the low-stage heat medium heated by the heat generating part flows into the second heat exchange part. Controls the operation of the adjuster.
これによれば、第1加熱モードでは、発熱部にて加熱された低段側熱媒体の有する熱を熱媒体蒸発器にて冷媒に吸熱させ、冷媒が吸熱した熱を熱源として第1熱交換部にて熱交換対象流体を加熱することができる。さらに、第2加熱モードでは、発熱部にて加熱された低段側熱媒体の有する熱を熱源として第2熱交換部にて熱交換対象流体を加熱することができる。 According to this, in the first heating mode, the heat of the low-stage heat medium heated by the heat generating part is absorbed by the refrigerant by the heat medium evaporator, and the heat absorbed by the refrigerant is used as the heat source for the first heat exchange. The heat exchange target fluid can be heated in the section. Furthermore, in the second heating mode, the heat to be heat exchanged can be heated by the second heat exchange unit using the heat of the low-stage heat medium heated by the heat generating unit as the heat source.
従って、発熱部の発熱が増加して、圧縮機から吐出される冷媒が不必要に上昇してしまうおそれのある運転条件時に、第1加熱モードから第2加熱モードへ切り替えることで、発熱部で発生させた熱を、熱交換対象流体を加熱するために有効に利用することができる。 Accordingly, by switching from the first heating mode to the second heating mode at an operating condition in which the heat generated in the heat generating section increases and the refrigerant discharged from the compressor may unnecessarily rise, the heat generating section The generated heat can be effectively used for heating the fluid to be heat exchanged.
また、上記目的を達成するために、請求項10に記載の冷凍サイクル装置は、
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)と、圧縮機から吐出された高圧冷媒と熱媒体とを熱交換させて熱媒体を加熱する凝縮器(12)と、凝縮器から流出した冷媒を減圧させる減圧部(13、62、63)と、減圧部にて減圧された冷媒を熱媒体と熱交換させて蒸発させる熱媒体蒸発器(15)と、熱媒体を加熱する発熱部(34)と、凝縮器にて加熱された熱媒体及び発熱部にて加熱された熱媒体の少なくとも一方を熱源として熱交換対象流体を加熱するヒータコア(23)と、発熱部にて加熱された熱媒体が熱媒体蒸発器に流入する流量と、発熱部にて加熱された熱媒体がヒータコアに流入する流量とを調整する流量調整部(35)と、流量調整部の作動を制御する流量制御部(50c)と、を有し、
流量制御部は、凝縮器にて加熱された熱媒体を熱源として熱交換対象流体を加熱する冷凍サイクル加熱モードでは、発熱部にて加熱された熱媒体を熱媒体蒸発器に流入させるように流量調整部の作動を制御し、発熱部にて加熱された熱媒体を熱源として熱交換対象流体を加熱する熱源加熱モードでは、発熱部にて加熱された熱媒体をヒータコアに流入させるように流量調整部の作動を制御する。
In order to achieve the above object, the refrigeration cycle apparatus according to
The compressor (11) that compresses and discharges the refrigerant, the condenser (12) that heats the heat medium by exchanging heat between the high-pressure refrigerant discharged from the compressor and the heat medium, and the refrigerant that flows out of the condenser A decompression section (13, 62, 63) for depressurization, a heat medium evaporator (15) for evaporating the refrigerant decompressed by the decompression section by exchanging heat with the heat medium, and a heating section (34) for heating the heat medium A heater core (23) that heats the heat exchange target fluid using at least one of the heat medium heated by the condenser and the heat medium heated by the heat generating unit as a heat source, and the heat medium heated by the heat generating unit A flow rate adjusting unit (35) for adjusting the flow rate flowing into the heat medium evaporator and the flow rate at which the heat medium heated by the heat generating unit flows into the heater core, and a flow rate control unit (50c) for controlling the operation of the flow rate adjusting unit ) And
In the refrigeration cycle heating mode in which the heat exchange target fluid is heated using the heat medium heated by the condenser as a heat source, the flow rate control unit is configured to flow the heat medium heated by the heat generation unit into the heat medium evaporator. In the heat source heating mode that controls the operation of the adjustment unit and heats the heat exchange target fluid using the heat medium heated in the heat generation unit as a heat source, the flow rate is adjusted so that the heat medium heated in the heat generation unit flows into the heater core. Control the operation of the unit.
これによれば、冷凍サイクル加熱モードでは、発熱部にて加熱された熱媒体の有する熱を熱媒体蒸発器にて冷媒に吸熱させ、冷媒が吸熱した熱を熱源として第1熱交換部にて熱交換対象流体を加熱することができる。さらに、熱源加熱モードでは、発熱部にて加熱された熱媒体の有する熱を熱源としてヒータコアにて熱交換対象流体を加熱することができる。 According to this, in the refrigeration cycle heating mode, the heat of the heat medium heated in the heat generating part is absorbed by the refrigerant in the heat medium evaporator, and the heat absorbed by the refrigerant is used as the heat source in the first heat exchange part. The heat exchange target fluid can be heated. Furthermore, in the heat source heating mode, the heat exchange target fluid can be heated by the heater core using the heat of the heat medium heated by the heat generating unit as the heat source.
従って、発熱部の発熱が増加して、圧縮機から吐出される冷媒圧力が不必要に上昇してしまう運転条件時に、冷凍サイクル加熱モードから熱源加熱モードへ切り替えることで、発熱部で発生させた熱を、熱交換対象流体を加熱するために有効に利用することができる。 Therefore, the heat generated in the heat generating part is generated by switching from the refrigeration cycle heating mode to the heat source heating mode in an operating condition where the heat generation in the heat generating part increases and the refrigerant pressure discharged from the compressor unnecessarily increases. Heat can be effectively used to heat the fluid to be heat exchanged.
なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すためのものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim is for showing the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
図1及び図2を用いて、第1実施形態の冷凍サイクル装置10が搭載された空調装置1について説明する。図1に示す空調装置1は、車室内空間を適切な温度に調整する車両用空調装置に適用されている。本実施形態の空調装置1は、エンジン(換言すれば内燃機関)及び走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド自動車に搭載されている。
(First embodiment)
The air conditioner 1 in which the
本実施形態のハイブリッド自動車は、車両停車時に外部電源(換言すれば商用電源)から供給された電力を、車両に搭載された電池(換言すれば車載バッテリ)に充電可能なプラグインハイブリッド自動車として構成されている。電池としては、例えばリチウムイオン電池を用いることができる。 The hybrid vehicle of the present embodiment is configured as a plug-in hybrid vehicle capable of charging power supplied from an external power source (in other words, commercial power source) when the vehicle is stopped to a battery (in other words, an in-vehicle battery) mounted on the vehicle. Has been. As the battery, for example, a lithium ion battery can be used.
エンジンから出力される駆動力は、車両走行用として用いられるのみならず、発電機を作動させるためにも用いられる。そして、発電機にて発電された電力及び外部電源から供給された電力を電池に蓄えることができ、電池に蓄えられた電力は、走行用電動モータのみならず、冷凍サイクル装置10を構成する電動式構成機器をはじめとする各種車載機器に供給される。
The driving force output from the engine is used not only for driving the vehicle but also for operating the generator. And the electric power generated by the generator and the electric power supplied from the external power source can be stored in the battery, and the electric power stored in the battery is not only the electric motor for running but also the electric motor constituting the
空調装置1は、空調対象空間である車室内を暖房する(即ち、熱交換対象流体である送風空気を加熱する)。空調装置1は、冷凍サイクル装置10、第1熱交換部20、低段側熱媒体循環回路30、及び室内空調ユニット40を有している。
The air conditioner 1 heats the passenger compartment that is the air conditioning target space (that is, heats the blown air that is the heat exchange target fluid). The air conditioner 1 includes a
冷凍サイクル装置10は、圧縮機11、凝縮器12、減圧弁13(減圧部)、冷媒流路調整弁14、熱媒体蒸発器15、アキュムレータ16(貯液部)を備えている。冷凍サイクル装置10は、外部蒸発器18、及び室外熱交換器用送風機19を、更に有している。本実施形態の冷凍サイクル装置10では、冷媒としてフロン系冷媒を用いており、高圧冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。
The
圧縮機11は、電池から供給される電力によって駆動される電動圧縮機であり、冷凍サイクル装置10の冷媒を吸入して圧縮して吐出する。圧縮機11は、吐出能力制御部50a(図2示)から出力された制御信号によってその作動が制御される。
The
圧縮機11の吐出口には、凝縮器12の冷媒入口側が接続されている。凝縮器12は、圧縮機11から吐出された高温高圧の冷媒(以下、高圧冷媒と略す)と高段側熱媒体である冷却水とを熱交換させて、高圧冷媒の有する熱を冷却水に放熱させて、冷却水を加熱する加熱用放熱器である。高圧冷媒の有する熱が冷却水に放熱される際に、高圧冷媒が凝縮する。
The refrigerant inlet side of the
第1熱交換部20は、高段側熱媒体循環回路21、高段側ポンプ22、及びヒータコア23を有している。第1熱交換部20は、圧縮機11から吐出された高圧冷媒を熱源として送風空気を加熱するものである。
The first
高段側熱媒体循環回路21内を流通する冷却水や、後述の低段側熱媒体循環回路30を流通する冷却水は、少なくともエチレングリコール、ジメチルポリシロキサンもしくはナノ流体を含む液体、又は不凍液体が用いられている。
The cooling water flowing through the high-stage heat
高段側熱媒体循環回路21は、凝縮器12とヒータコア23との間で冷却水を循環させる環状の流路である。高段側熱媒体循環回路21には、凝縮器12、ヒータコア23、及び高段側ポンプ22が配置されている。
The high stage heat
高段側ポンプ22は、冷却水を吸入して凝縮器12側へ吐出することによって、冷却水を高段側熱媒体循環回路21内で循環させる。高段側ポンプ22は電動式のポンプであり、高段側熱媒体循環回路21を循環する冷却水の流量を調整する高段側流量調整部である。
The high-
ヒータコア23は、後述するケーシング41内に配置されている。ヒータコア23は、凝縮器12によって加熱された冷却水と熱交換対象流体である送風空気とを熱交換させることにより、送風空気を加熱する。このようにして、凝縮器12は、ヒータコア23を介して、送風空気を加熱する。
The
凝縮器12の冷媒出口側には、減圧弁13の冷媒入口側が接続されている。減圧弁13は、凝縮器12から流出した液相冷媒を減圧膨張させる減圧部である。つまり、減圧弁13は凝縮器12の下流側の冷媒を減圧させる。
The refrigerant inlet side of the
減圧弁13は、制御装置50から出力される制御信号によって、その作動が制御される電気式の可変絞り機構であり、弁体と電動アクチュエータとを有している。弁体は、冷媒通路の通路開度(換言すれば絞り開度)を変更可能に構成されている。電動アクチュエータは、弁体の絞り開度を変化させるステッピングモータを有している。
The
冷媒流路調整弁14は、減圧弁13から流出した冷媒の流れを、外部蒸発器18と熱媒体蒸発器15に分岐させる。このため、外部蒸発器18と熱媒体蒸発器15は、冷媒流れに対して並列的に配置されている。冷媒流路調整弁14は、減圧弁13から流出した冷媒が外部蒸発器18に流入する流量と、減圧弁13から流出した冷媒が熱媒体蒸発器15に流入する流量とを調整する流入量調整部である。冷媒流路調整弁14は、三方弁であり、電力が供給されることによって作動する三方式の流量調整弁であり、制御装置50から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
The refrigerant
外部蒸発器18の冷媒入り口側には、冷媒流路調整弁14を介して、減圧弁13の冷媒出口側が接続されている。外部蒸発器18は、減圧弁13にて減圧された低圧冷媒の有する熱と室外熱交換器用送風機19によって送風された外気とを熱交換させることによって低圧冷媒を蒸発させる外気蒸発部である。外部蒸発器18では、低圧冷媒が外気から吸熱して蒸発する。
The refrigerant outlet side of the
室外熱交換器用送風機19は、ファンを電動モータにて駆動する電動送風機であり、制御装置50から出力された制御信号によってその作動が制御される。外部蒸発器18は、車両ボンネット内の前方側に配置されている。従って、車両の走行時には、外部蒸発器18に走行風を当てることができるようになっている。
The outdoor
熱媒体蒸発器15の冷媒入口側には、冷媒流路調整弁14を介して、減圧弁13の冷媒出口側が接続されている。熱媒体蒸発器15は、減圧弁13にて減圧された低圧冷媒の有する熱と低段側熱媒体循環回路30を流通する低段側熱媒体である冷却水とを熱交換させることによって低圧冷媒を蒸発させるものである。熱媒体蒸発器15では、低圧冷媒が冷却水から吸熱して蒸発することによって、冷却水が冷却される。
The refrigerant outlet side of the
低段側熱媒体循環回路30は、環状の流路であり、低段側熱媒体である冷却水が循環する。低段側熱媒体循環回路30には、熱媒体蒸発器15、低段側流量調整弁31、低段側ラジエータ32、低段側ポンプ33、発熱装置34、流量調整弁35(流量調整部)が配置されている。
The low-stage heat
低段側熱媒体循環回路30には、低段側ポンプ33によって吐出された低段側熱媒体である冷却水を、低段側ラジエータ32を迂回させて流通させるラジエータバイパス流路37が接続されている。ラジエータバイパス流路37の両端は、低段側ラジエータ32の流入側及び流出側の低段側熱媒体循環回路30に接続されている。
A radiator
低段側流量調整弁31は、熱媒体蒸発器15から流出した冷却水の流れを、低段側ラジエータ32とラジエータバイパス流路37に分岐させる。低段側流量調整弁31は、熱媒体蒸発器15から流出した冷却水が低段側ラジエータ32に流入する流量と、熱媒体蒸発器15から流出した冷却水がラジエータバイパス流路37に流入する流量とを調整する低段側流入量調整部である。低段側流量調整弁31は、三方弁であり、電力が供給されることによって作動する電磁弁であり、制御装置50から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
The low stage flow
低段側ラジエータ32は、熱媒体蒸発器15にて冷却された冷却水を低段側ラジエータ用送風機36によって送風された外気と熱交換させることによって吸熱させるものである。
The
低段側ラジエータ用送風機36は、ファンを電動モータにて駆動する電動送風機であり、制御装置50から出力された制御信号によってその作動が制御される。低段側ラジエータ32は、車両ボンネット内の前方側に配置されている。従って、車両の走行時には低段側ラジエータ32に走行風を当てることができるようになっている。
The low-
低段側ポンプ33は、冷却水を吸入して吐出する低段側熱媒体ポンプである。低段側ポンプ33は電動式のポンプであり、低段側熱媒体循環回路30に循環する冷却水の流量を調整する低段側流量調整部である。
The low
発熱装置34は、作動によって発熱し、低段側ポンプ33によって吐出された冷却水を加熱する発熱部である。発熱装置34として、PTCヒータ(電気式のヒータ)等を採用することができる。発熱装置34は、制御装置50から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
The
低段側熱媒体循環回路30には、低段側ポンプ33によって吐出され、発熱装置34によって加熱された冷却水が流通する第2熱交換部流路38が接続されている。第2熱交換部流路38の両端は、低段側ポンプ33の吸入側の低段側熱媒体循環回路30と、流量調整弁35に接続されている。
Connected to the low-stage heat
第2熱交換部流路38には、第2熱交換器39が配置されている。第2熱交換器39は、後述するケーシング41内に配置されている。第2熱交換器39は、低段側ポンプ33によって吐出され、発熱装置34にて加熱された冷却水と熱交換対象流体である送風空気とを熱交換させることにより、送風空気を加熱する。つまり、第2熱交換器39は、発熱装置34にて加熱された冷却水を熱源として送風空気を加熱する。
A
流量調整弁35は、低段側ポンプ33によって吐出され、発熱装置34にて加熱された冷却水が熱媒体蒸発器15に流入する流量と、この冷却水が第2熱交換器39に流入する流量とを調整する流量調整部である。流量調整弁35は、三方弁であり、電力が供給されることによって作動する三方式の流量調整弁であり、制御装置50から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
The flow
流量調整弁35は、低段側ポンプ33から圧送されて発熱装置34にて加熱された冷却水のうち熱媒体蒸発器15へ流入させる熱媒体側流量と第2熱交換器39へ流入させる熱交換器側流量との流量比を連続的に調整することができる。さらに、低段側ポンプ33から圧送されて発熱装置34にて加熱された冷却水の全量を熱媒体蒸発器15に流入させることができるとともに、この冷却水の全量を第2熱交換器39に流入させることができる。流量調整弁35は、通電されていない場合に、冷却水の全量が第2熱交換器39に流入するように構成されている。
The flow
熱媒体蒸発器15の冷媒出口側には、アキュムレータ16の冷媒入口側が接続されている。つまり、アキュムレータ16は、熱媒体蒸発器15と圧縮機11との間、つまり、圧縮機11の上流側に設けられている。アキュムレータ16は、内部に流入した冷媒の気液を分離する気液分離部であるとともに、サイクル内の余剰冷媒を蓄える貯液部である。
The refrigerant inlet side of the
アキュムレータ16の気相冷媒出口には、圧縮機11の吸入口側が接続されている。従って、アキュムレータ16は、圧縮機11に液相冷媒が吸入されることを抑制し、圧縮機11における液圧縮を防止する機能を果たす。
The suction port side of the
次に、室内空調ユニット40について説明する。室内空調ユニット40は、冷凍サイクル装置10によって温度調整された送風空気を空調対象空間である車室内へ吹き出すためのものである。室内空調ユニット40は、車室内最前部の計器盤(インストルメントパネル)の内側に配置されている。室内空調ユニット40は、その外殻を形成するケーシング41内に、第2熱交換器39及びヒータコア23等を収容することによって構成されている。
Next, the indoor
ケーシング41は、空調対象空間である車室内に送風される送風空気の空気通路を形成する空気通路形成部である。ケーシング41は、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂(例えば、ポリプロピレン)にて成形されている。ケーシング41内の送風空気流れ最上流側には、ケーシング41内へ内気(空調対象空間内の空気)と外気(空調対象空間外の空気)とを切替導入する内外気切替部としての内外気切替装置43が配置されている。内外気切替装置43は、内気の風量と外気の風量との風量割合を連続的に変化させることができる。
The
内外気切替装置43の送風空気流れ下流側には、内外気切替装置43を介して吸入した空気を空調対象空間内へ向けて送風する空調用送風機42が配置されている。この空調用送風機42は、遠心多翼ファン(シロッコファン)を電動モータにて駆動する電動送風機であって、制御装置50から出力される制御電圧によって回転数(送風量)が制御される。
On the downstream side of the blown air flow of the inside / outside
ケーシング41内に形成された空気通路のうち、空調用送風機42の送風空気流れ下流側には、第2熱交換器39が配置されている。ケーシング41内に形成された空気通路のうち、第2熱交換器39の送風空気流れ下流側には、ヒータコア23が配置されている。
In the air passage formed in the
ケーシング41の送風空気流れ最下流部には、ヒータコア23を通過した送風空気(空調風)を、空調対象空間である車室内へ吹き出すための複数の開口穴が配置されている。
A plurality of opening holes for blowing the blown air (air conditioned air) that has passed through the
次に、本実施形態の空調装置1の電気制御部の概要について説明する。図2に示す制御装置50は、CPU、ROM及びRAM等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。制御装置50は、ROM内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行う。制御装置50の出力側には各種制御対象機器が接続されている。制御装置50は、各種制御対象機器の作動を制御する制御部である。
Next, the outline | summary of the electric control part of the air conditioner 1 of this embodiment is demonstrated. A
制御装置50によって制御される制御対象機器は、圧縮機11、減圧弁13、冷媒流路調整弁14、室外熱交換器用送風機19、高段側ポンプ22、低段側流量調整弁31、低段側ポンプ33、発熱装置34、流量調整弁35、低段側ラジエータ用送風機36、空調用送風機42等である。
Control target devices controlled by the
なお、制御装置50は、その出力側に接続された各種制御対象機器を制御する制御部が一体に構成されたものである。そして、制御装置50のうち、それぞれの制御対象機器の作動を制御する構成(ハードウェア及びソフトウェア)が、それぞれの制御対象機器の作動を制御する制御部を構成している。例えば、制御装置50のうち圧縮機11の冷媒吐出能力を制御する構成は、吐出能力制御部50aである。また、制御装置50のうち発熱装置34の発熱量を制御する構成は、発熱量制御部50bである。また、制御装置50のうち流量調整弁35の作動を制御する構成は、流量制御部50cである。
In addition, the
制御装置50の入力側には、内気温度センサ51、外気温度センサ52、及び日射量センサ53、室外熱交換器温度センサ54等の種々の制御用センサ群が接続されている。内気温度センサ51は車室内温度Trを検出する。外気温度センサ52は外気温Tamを検出する。日射量センサ53は車室内の日射量Tsを検出する。室外熱交換器温度センサ54は、外部蒸発器18内を流通する冷媒の温度を検出する。
Various control sensor groups such as an inside
制御装置50は、外部蒸発器18に着霜が生じているか否か、或いは、外部蒸発器18に着霜が生じ得る運転条件になっているか否か(以下、単に外部蒸発器18に着霜が生じていると略す)を判定する着霜判定部50dを有している。着霜判定部50dは、例えば、室外熱交換器温度センサ54によって検出された、外部蒸発器18内を流通する冷媒の温度に基づいて、外部蒸発器18における冷媒蒸発温度が、予め定めた基準温度以下になった時に、外部蒸発器18に着霜が生じていると判定する。
The
制御装置50の入力側には、操作部60が接続されている。操作部60は乗員によって操作される。操作部60は車室内前部の計器盤付近に配置されている。制御装置50には、操作部60からの操作信号が入力される。操作部60には、エアコンスイッチ、温度設定スイッチ等が設けられている。エアコンスイッチは、室内空調ユニットにて送風空気の冷却を行うか否かを設定する。温度設定スイッチは、車室内の設定温度を設定する。
An
次に、上記構成における作動を説明する。制御装置50は、制御用センサ群によって検出された検出信号及び操作部60からの操作信号に基づいて、車室内へ送風させる送風空気の目標吹出温度TAOを算出するとともに、空調装置1の運転モードを、第1加熱モード〜第3加熱モード、除霜運転モードのいずれかを決定する。以下に、各運転モードについて説明する。
Next, the operation in the above configuration will be described. The
(第1加熱モード)
第1加熱モードは、ヒータコア23にて送風空気を加熱する運転モードである。第1加熱モードでは、制御装置50は、検出信号及び目標吹出温度TAO等に基づいて、各種制御対象機器の作動状態(各種制御機器へ出力する制御信号)を決定する。具体的には、制御装置50は、圧縮機11、高段側ポンプ22、室外熱交換器用送風機19、低段側ポンプ33、発熱装置34、及び低段側ラジエータ用送風機36を作動させる。制御装置50は、予め定めた第1加熱モードの絞り開度となるように減圧弁13へ出力される制御信号を決定する。
(First heating mode)
The first heating mode is an operation mode in which the blower air is heated by the
流量制御部50cは、低段側ポンプ33によって吐出され、発熱装置34にて加熱された冷却水の全量を熱媒体蒸発器15に流入するように流量調整弁35の作動を制御する。
The
発熱量制御部50bは、車室内へ送風される送風空気の温度が目標吹出温度TAOに満たない場合や、圧縮機11の回転数が、圧縮機11の耐久性から予め設定されている規定回転数に到達した場合や、圧縮機11における消費電力が既定値を越える場合等には、発熱装置34を作動させる。発熱量制御部50bは、車室内へ送風される送風空気が目標吹出温度TAOとなるように、発熱装置34の発熱量を制御する。
The calorific
従って、第1加熱モードの冷凍サイクル装置10では、圧縮機11から吐出された高圧冷媒が、凝縮器12へ流入する。凝縮器12へ流入した高圧冷媒は、冷却水と熱交換されて凝縮する。この際に、高圧冷媒の有する熱が冷却水に放熱されて、冷却水が加熱される。そして、ヒータコア23にて凝縮器12で加熱された冷却水と送風空気とが熱交換されて、送風空気が加熱される。
Therefore, in the
凝縮器12から流出した高圧冷媒は、減圧弁13にて減圧されて低圧冷媒となる。
The high-pressure refrigerant that has flowed out of the
減圧弁13にて減圧された低圧冷媒は、熱媒体蒸発器15及び外部蒸発器18へ流入する。熱媒体蒸発器15へ流入した低圧冷媒は、低段側熱媒体循環回路30内を循環する冷却水から吸熱して蒸発する。これにより、低段側熱媒体循環回路30内を循環する冷却水が冷却される。また、外部蒸発器18へ流入した低圧冷媒は、外気から吸熱して蒸発する。
The low-pressure refrigerant decompressed by the
第1加熱モードでは、低段側流量調整弁31が冷却水を低段側ラジエータ32に流入させる。従って、熱媒体蒸発器15にて冷却された冷却水は、低段側ラジエータ32にて外気と熱交換して吸熱し加熱される。
In the first heating mode, the low-stage flow
低段側ラジエータ32から流出した冷却水は、低段側ポンプ33に吸入される。低段側ポンプ33から圧送された冷却水は、発熱装置34にて加熱されて、流量調整弁35を介して、熱媒体蒸発器15へ流入する。熱媒体蒸発器15では、発熱装置34にて加熱された冷却水と冷媒が熱交換し、冷媒が蒸発する。これにより、冷媒は、発熱装置34が発生させた熱を、冷却水を介して吸熱する。
The cooling water flowing out from the low
熱媒体蒸発器15から流出した冷媒は、アキュムレータ16へ流入して気液分離される。アキュムレータ16にて分離された気相冷媒は、圧縮機11へ吸入されて再び圧縮される。
The refrigerant flowing out of the
以上の如く、第1加熱モードでは、ヒータコア23で加熱された送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の暖房を実現することができる。
As described above, in the first heating mode, the blown air heated by the
また、第1加熱モードでは、冷媒が発熱装置34にて加熱された冷却水から吸熱した熱に加えて、圧縮機11の圧縮仕事によって、凝縮器12における冷媒凝縮温度を、低段側熱媒体循環回路30を循環する冷却水の温度よりも上昇させることができる。従って、以下に説明する第2加熱モードよりも高い温度帯で送風空気を加熱することができる。
Further, in the first heating mode, the refrigerant condensing temperature in the
(第2加熱モード)
第2加熱モードは、第2熱交換器39にて送風空気を加熱する運転モードである。第2加熱モードでは、制御装置50は、検出信号及び目標吹出温度TAO等に基づいて、各種制御対象機器の作動状態(各種制御機器へ出力する制御信号)を決定する。具体的には、制御装置50は、低段側ポンプ33及び発熱装置34を作動させる。なお、第2加熱モードでは、制御装置50は、圧縮機11、高段側ポンプ22、室外熱交換器用送風機19、及び低段側ラジエータ用送風機36を停止させる。
(Second heating mode)
The second heating mode is an operation mode in which the blown air is heated by the
流量制御部50cは、低段側ポンプ33によって吐出され、発熱装置34にて加熱された冷却水の全量が第2熱交換器39に流入するように流量調整弁35を制御する。
The flow
発熱量制御部50bは、車室内へ送風させる送風空気が目標吹出温度TAOとなるように、発熱装置34の発熱量を制御する。
The heat generation
従って、第2加熱モードの空調装置1では、低段側ポンプ33によって吐出され、発熱装置34にて加熱された冷却水の全量が第2熱交換器39に流入する。これにより、第2熱交換器39にて、発熱装置34にて加熱された冷却水と送風空気とが熱交換されて、送風空気が加熱される。
Therefore, in the air conditioner 1 in the second heating mode, the entire amount of cooling water discharged by the low-
以上の如く、第2加熱モードでは、第2熱交換器39で加熱された送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の暖房を実現することができる。
As described above, in the second heating mode, the blown air heated by the
(第3加熱モード)
第3加熱モードは、第2熱交換器39にて加熱された送風空気をヒータコア23にて加熱する運転モードである。換言すると、送風空気を第2熱交換器39およびヒータコア23にて段階的に加熱する運転モードである。
(Third heating mode)
The third heating mode is an operation mode in which the air blown heated by the
第3加熱モードでは、制御装置50は、検出信号及び目標吹出温度TAO等に基づいて、各種制御対象機器の作動状態(各種制御機器へ出力する制御信号)を決定する。具体的には、制御装置50は、圧縮機11、室外熱交換器用送風機19、高段側ポンプ22、低段側ポンプ33、発熱装置34、及び低段側ラジエータ用送風機36を作動させる。制御装置50は、予め定めた第3加熱モードの絞り開度となるように減圧弁13へ出力される制御信号を決定する。
In the third heating mode, the
流量制御部50cは、発熱装置34にて加熱された冷却水が熱媒体蒸発器15及び第2熱交換器39の両方に流入するように、流量調整弁35を制御する。また、流量制御部50cは、冷凍サイクル装置10の運転状態や目標吹出温度TAOに基づいて、流量調整弁35を制御することによって、発熱装置34にて加熱された冷却水が熱媒体蒸発器15に流入する流量、及び発熱装置34にて加熱された冷却水が第2熱交換器39に流入する流量を制御する。
The flow
発熱量制御部50bは、車室内へ送風させる送風空気が目標吹出温度TAOとなるように、発熱装置34の発熱量を制御する。
The heat generation
従って、第3モードの冷凍サイクル装置10では、圧縮機11から吐出された高圧冷媒が、凝縮器12へ流入する。凝縮器12へ流入した高圧冷媒は、冷却水と熱交換して凝縮する。この際に、高圧冷媒の有する熱が冷却水に放熱されて、冷却水が加熱される。そして、ヒータコア23にて、凝縮器12で加熱された冷却水と送風空気とが熱交換されて、送風空気が加熱される。
Therefore, in the
凝縮器12から流出した高圧冷媒は、減圧弁13にて減圧されて低圧冷媒となる。
The high-pressure refrigerant that has flowed out of the
減圧弁13にて減圧された低圧冷媒は、熱媒体蒸発器15及び外部蒸発器18へ流入する。熱媒体蒸発器15へ流入した低圧冷媒は、低段側熱媒体循環回路30内を循環する冷却水から吸熱して蒸発する。これにより、低段側熱媒体循環回路30内を循環する冷却水が冷却される。また、外部蒸発器18へ流入した低圧冷媒は、外気から吸熱して蒸発する。
The low-pressure refrigerant decompressed by the
第3加熱モードでは、低段側流量調整弁31が冷却水を低段側ラジエータ32に流入させる。従って、熱媒体蒸発器15にて冷却された冷却水は、低段側ラジエータ32にて外気と熱交換して吸熱し加熱される。
In the third heating mode, the low stage flow
低段側ラジエータ32から流出した冷却水は、発熱装置34にて加熱されて、熱媒体蒸発器15及び第2熱交換器39に流入する。熱媒体蒸発器15では、発熱装置34にて加熱された冷却水と冷媒が熱交換し、冷媒が冷却水から吸熱して蒸発する。一方、第2熱交換器39では、発熱装置34にて加熱された冷却水と送風空気が熱交換し、送風空気が加熱される。
The cooling water flowing out from the low
熱媒体蒸発器15から流出した冷媒は、アキュムレータ16へ流入して気液分離される。アキュムレータ16にて分離された気相冷媒は、圧縮機11へ吸入されて再び圧縮される。
The refrigerant flowing out of the
以上の如く、第3加熱モードでは、第2熱交換器39及びヒータコア23で加熱された送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の暖房を実現することができる。
As described above, in the third heating mode, the blown air heated by the
また、第3加熱モードでは、冷媒が発熱装置34にて加熱された冷却水から吸熱した熱に加えて、圧縮機11の圧縮仕事によって、凝縮器12における冷媒凝縮温度を、低段側熱媒体循環回路30を循環する冷却水の温度よりも上昇させることができる。従って、送風空気を第2熱交換器39→ヒータコア23の順で段階的に加熱することができる。
In the third heating mode, the refrigerant condensing temperature in the
(除霜運転モード)
第1加熱モード又は第3加熱モードが実行されている場合において、制御装置50の着霜判定部50dが外部蒸発器18に着霜が生じたと判定した場合には、以下に示す除霜運転モードが実行される。
(Defrost operation mode)
When the first heating mode or the third heating mode is being executed and the
発熱量制御部50bは、発熱装置34の発熱量を増加させて、熱媒体蒸発器15に流入する冷却水の熱量を増加させる。これにより、熱媒体蒸発器15において、冷媒が冷却水から吸熱する吸熱量が増加して、冷媒温度が上昇し、外部蒸発器18において霜が溶解し、着霜が抑制される。
The heat generation
また、流量制御部50cは、圧縮機11の回転数を低下させて、圧縮機11の吐出能力を低下させる。これにより、外部蒸発器18における冷媒の外気からの吸熱量が低下し、外部蒸発器18における着霜が抑制される。上述したように、熱媒体蒸発器15において、冷媒が冷却水から吸熱する吸熱量が増加して、冷媒温度が上昇するので、圧縮機11の吐出能力の低下に伴う高圧冷媒の圧力の低下が抑制され、除霜運転モード時における、空調装置1の暖房能力の低下が抑制される。
Further, the flow
以上説明したように、流量制御部50cは、第1加熱モードでは、発熱装置34にて加熱された冷却水を熱媒体蒸発器15に流入させるように流量調整弁35の作動を制御する。第2加熱モードでは、発熱装置34にて加熱された冷却水を第2熱交換器39に流入させるように流量調整弁35の作動を制御する。
As described above, the flow
これによれば、第1加熱モードでは、発熱装置34にて加熱された冷却水の有する熱を熱媒体蒸発器15にて冷媒に吸熱させ、冷媒が吸熱した熱を熱源としてヒータコア23へ流入する冷却水を加熱することができる。そして、ヒータコア23にて送風空気を加熱することができる。第2加熱モードでは、発熱装置34にて加熱された冷却水の有する熱を熱源として、第2熱交換器39にて送風空気を加熱することができる。
According to this, in the first heating mode, the heat of the cooling water heated by the
ここで、第1加熱モードでは、低圧側の冷媒に低段側熱媒体循環回路30を循環する冷却水の有する熱を吸熱させるので、低圧側の冷媒の吸熱量が増加してしまうと高圧側の冷媒の圧力が不必要に上昇してしまうおそれがある。このように、高圧側の冷媒の圧力が不必要に上昇してしまうと、冷凍サイクル装置10の構成機器の耐久寿命に悪影響を与えてしまう。
Here, in the first heating mode, the low-pressure side refrigerant absorbs the heat of the cooling water circulating in the low-stage heat
これに対して、本実施形態の冷凍サイクル装置10によれば、第1加熱モードで運転されている状態で、発熱装置34の発熱量が増加して、圧縮機11から吐出される冷媒の圧力が不必要に上昇してしまうおそれのある運転条件時に、第1加熱モードから第2加熱モードへ切り替えることができる。
On the other hand, according to the
そして、第1加熱モードから第2加熱モードへ切り替えることで、冷凍サイクル装置10の高圧側の冷媒の圧力が不必要に上昇してしまうことを確実に抑制できるとともに、発熱装置34が発生させた熱を、送風空気を加熱するために有効に利用することができる。
And it can suppress reliably that the pressure of the refrigerant | coolant of the high voltage | pressure side of the refrigerating
さらに、圧縮機11の作動不良時等のように、冷凍サイクル装置10に冷媒を循環させることができない状態であっても、第2加熱モードへ切り替えることで、発熱装置34にて加熱された冷却水の有する熱を熱源として、第2熱交換器39にて送風空気を加熱することができる。
Further, even when the refrigerant cannot be circulated through the
また、本実施形態の流量制御部50cは、第3加熱モードでは、発熱装置34にて加熱された冷却水を熱媒体蒸発器15及び第2熱交換器39の両方に流入させるように流量調整弁35の作動を制御する。
In the third heating mode, the
第3加熱モードでは、第2加熱モードと同様に第2熱交換器39にて送風空気を加熱し、さらに、第1加熱モードと同様にヒータコア23にて送風空気を加熱することができる。より詳細には、第3加熱モードでは、第2熱交換器39で加熱された送風空気を、エネルギー効率が良い冷凍サイクル装置10によって発生した熱を熱源としてヒータコア23にて更に加熱することができる。従って、第3加熱モードでは、エネルギー効率の維持と暖房性能低下の抑制の両立が可能となる。
In the third heating mode, the blown air can be heated by the
本実施形態の冷凍サイクル装置10によれば、第1加熱モードで運転されている状態で、発熱装置34の発熱量が増加して、圧縮機11から吐出される冷媒の圧力が不必要に上昇してしまうおそれのある運転条件時に、第1加熱モードから第3加熱モードへ切り替えることができる。
According to the
そして、第1加熱モードから第3加熱モードへ切り替えることで、冷凍サイクル装置10の高圧側の冷媒の圧力が上昇してしまうことを抑制できるとともに、加熱された送風空気の温度帯が低下してしまうことも抑制できる。
And switching from the 1st heating mode to the 3rd heating mode can control that the pressure of the refrigerant of the high-pressure side of refrigerating
また、本実施形態の冷凍サイクル装置10の第1熱交換部20は、冷却水を循環させる高段側熱媒体循環回路21と、高圧冷媒と冷却水とを熱交換させる凝縮器12と、冷却水と送風空気とを熱交換させるヒータコア23と、を有している。これにより、ヒータコア23において、高段側熱媒体循環回路21を循環する冷却水と送風空気とが熱交換され、送風空気を加熱することができる。
In addition, the first
また、流量調整弁35は、通電されていない場合に、冷却水の全量が第2熱交換器39に流入するように構成されている。これにより、例えば、凍結等によって流量調整弁35が固着してしまっていても、運転モードを第2加熱モードに切り替えることによって、送風空気を第2熱交換器39で加熱することができ、車室内の暖房を行うことができる。
The flow
また、発熱量制御部50bは、着霜判定部50dによって外部蒸発器18における着霜が判定された場合に、発熱装置34における発熱量を増加させる。これにより、熱媒体蒸発器15において、冷媒が冷却水から吸熱する吸熱量が増加して、冷媒温度が上昇し、外部蒸発器18において霜を溶解させることができ、外部蒸発器18における着霜を抑制することができる。
Further, the heat generation
また、制御装置50は、着霜判定部50dによって外部蒸発器18における着霜が判定された場合に、圧縮機11の回転数を低下させる。これにより、外部蒸発器18における冷媒の外気からの吸熱量が低下し、外部蒸発器18における着霜を抑制することができる。
Moreover, the
(第2実施形態)
以下に、図3を用いて、第2実施形態の空調装置2について、第1実施形態の空調装置1と異なる点について説明する。第2実施形態の空調装置2は、第1実施形態の空調装置1に対して、室内凝縮器25を追加し、凝縮器12、高段側熱媒体循環回路21、高段側ポンプ22、及びヒータコア23を廃止している。
(Second Embodiment)
Below, the difference with the air conditioner 1 of 1st Embodiment is demonstrated about the air conditioner 2 of 2nd Embodiment using FIG. The air conditioner 2 of 2nd Embodiment adds the
室内凝縮器25は、圧縮機11から吐出された高圧冷媒を熱源として送風空気を加熱する第1熱交換部20である。室内凝縮器25は、第2熱交換器39の下流側におけるケーシング41内に配置されている。室内凝縮器25は、圧縮機11から吐出された高圧冷媒と送風空気とを熱交換させて、高圧冷媒の有する熱を送風空気に放熱させて、送風空気を加熱する。
The
このように、第2実施形態の空調装置2では、室内凝縮器25において、高圧冷媒の有する熱によって、送風空気を直接加熱する。これによれば、高圧冷媒の有する熱を冷却水を介して送風空気を加熱する構成と比較して、送風空気を効率的に加熱することができる。
Thus, in the air conditioner 2 of 2nd Embodiment, in the
(第3実施形態)
以下に、図4を用いて、第3実施形態の空調装置3について、第1実施形態の空調装置1と異なる点について説明する。第3実施形態の空調装置3は、第1実施形態の空調装置1に対して、第1減圧弁55、第2減圧弁56、第1接続流路65及び第2接続流路66を追加し、減圧弁13、第2熱交換部流路38及び第2熱交換器39を廃止している。
(Third embodiment)
Below, the different point from the air conditioner 1 of 1st Embodiment is demonstrated about the
第1減圧弁55及び第2減圧弁56は、凝縮器12から流出した液相冷媒を減圧膨張させる減圧部である。つまり、第1減圧弁55及び第2減圧弁56は凝縮器12の下流側の冷媒を減圧させる。第1減圧弁55によって減圧された低圧冷媒は、熱媒体蒸発器15に流入する。第2減圧弁56によって減圧された低圧冷媒は、外部蒸発器18に流入する。
The first
第1減圧弁55及び第2減圧弁56は、制御装置50から出力される制御信号によって、その作動が制御される電気式の可変絞り機構であり、弁体と電動アクチュエータとを有している。弁体は、冷媒通路の通路開度(換言すれば絞り開度)を変更可能に構成されている。電動アクチュエータは、弁体の絞り開度を変化させるステッピングモータを有している。
The first
第1接続流路65は、流量調整弁35と、ヒータコア23の上流側の高段側熱媒体循環回路21とを接続している。第1接続流路65は、低段側熱媒体循環回路30の冷却水を高段側熱媒体循環回路21へ導く流路である。
The first
第2接続流路66は、ヒータコア23及び高段側ポンプ22の下流側の高段側熱媒体循環回路21と、低段側ポンプ33の上流側の低段側熱媒体循環回路30とを接続している。
The second
第3実施形態の空調装置3では、流量調整弁35は、発熱装置34にて加熱された冷却水が熱媒体蒸発器15に流入する流量と、発熱装置34にて加熱された冷却水が第1接続流路65を介してヒータコア23に流入する流量とを調整する流量調整部である。
In the
流量調整弁35は、発熱装置34にて加熱された冷却水の全量を熱媒体蒸発器15に流入させることができるとともに、この冷却水の全量をヒータコア23に流入させることができる。流量調整弁35は、通電されていない場合に、冷却水の全量がヒータコア23に流入するように構成されている。
The flow
制御装置50は、制御用センサ群によって検出された検出信号及び操作部60からの操作信号に基づいて、車室内へ送風させる送風空気の目標吹出温度TAOを算出するとともに、空調装置1の運転モードを、冷凍サイクル加熱モード、熱源加熱モード、冷凍サイクル熱源加熱モード、除霜運転モードのいずれかを決定する。以下に、各運転モードについて説明する。
The
(冷凍サイクル加熱モード)
冷凍サイクル加熱モードは、凝縮器12にて加熱された冷却水を熱源として、送風空気を加熱する運転モードである。冷凍サイクル加熱モードでは、制御装置50は、検出信号及び目標吹出温度TAO等に基づいて、各種制御対象機器の作動状態(各種制御機器へ出力する制御信号)を決定する。具体的には、制御装置50は、圧縮機11、高段側ポンプ22、低段側ポンプ33、発熱装置34、及び低段側ラジエータ用送風機36を作動させる。制御装置50は、予め定めた冷凍サイクル加熱モードの絞り開度となるように第1減圧弁55及び第2減圧弁56へ出力される制御信号を決定する。
(Refrigeration cycle heating mode)
The refrigeration cycle heating mode is an operation mode in which the blown air is heated using the cooling water heated by the
流量制御部50cは、低段側ポンプ33によって吐出され、発熱装置34にて加熱された冷却水の全量が熱媒体蒸発器15に流入するように流量調整弁35の作動を制御する。
The
発熱量制御部50bは、第1実施形態で説明した第1加熱モードと同様に、車室内へ送風される送風空気の温度が目標吹出温度TAOに満たない場合や、圧縮機11の回転数が、圧縮機11の耐久性から予め設定されている規定回転数に到達した場合や、圧縮機11における消費電力が既定値を越える場合等には、発熱装置34を作動させる。発熱量制御部50bは、車室内へ送風される送風空気が目標吹出温度TAOとなるように、発熱装置34の発熱量を制御する。
Similarly to the first heating mode described in the first embodiment, the heat generation
従って、冷凍サイクル加熱モードの冷凍サイクル装置10では、圧縮機11から吐出された高圧冷媒が、凝縮器12へ流入する。凝縮器12へ流入した高圧冷媒は、冷却水と熱交換されて凝縮する。この際に、高圧冷媒の有する熱が冷却水に放熱されて、冷却水が加熱される。そして、ヒータコア23にて凝縮器12で加熱された冷却水と送風空気とが熱交換されて、送風空気が加熱される。
Therefore, in the
凝縮器12から流出した高圧冷媒は、第1減圧弁55及び第2減圧弁56にて減圧されて低圧冷媒となる。
The high pressure refrigerant flowing out of the
第1減圧弁55にて減圧された低圧冷媒は、熱媒体蒸発器15へ流入する。熱媒体蒸発器15へ流入した低圧冷媒は、低段側熱媒体循環回路30内を循環する冷却水から吸熱して蒸発する。これにより、低段側熱媒体循環回路30内を循環する冷却水が冷却される。
The low-pressure refrigerant decompressed by the first
第2減圧弁56にて減圧されて低圧冷媒は、外部蒸発器18へ流入する。外部蒸発器18へ流入した低圧冷媒は、外気から吸熱して蒸発する。
The low pressure refrigerant is decompressed by the second
冷凍サイクル加熱モードでは、低段側流量調整弁31が冷却水を低段側ラジエータ32に流入させる。従って、熱媒体蒸発器15にて冷却された冷却水は、低段側ラジエータ32にて外気と熱交換して吸熱し加熱される。
In the refrigeration cycle heating mode, the low-stage flow
低段側ラジエータ32から流出した冷却水は、低段側ポンプ33に吸入される。低段側ポンプ33から圧送された冷却水は、発熱装置34にて加熱されて、流量調整弁35を介して、熱媒体蒸発器15へ流入する。熱媒体蒸発器15では、発熱装置34にて加熱された冷却水と冷媒が熱交換し、冷媒が蒸発する。これにより、冷媒は、発熱装置34が発生させた熱を、冷却水を介して吸熱する。
The cooling water flowing out from the low
熱媒体蒸発器15から流出した冷媒は、アキュムレータ16へ流入して気液分離される。アキュムレータ16にて分離された気相冷媒は、圧縮機11へ吸入されて再び圧縮される。
The refrigerant flowing out of the
以上の如く、冷凍サイクル加熱モードは、ヒータコア23で加熱された送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の暖房を実現することができる。
As described above, in the refrigeration cycle heating mode, the blown air heated by the
また、冷凍サイクル加熱モードでは、冷媒が発熱装置34にて加熱された冷却水から吸熱した熱に加えて、圧縮機11の圧縮仕事によって、凝縮器12における冷媒凝縮温度を、低段側熱媒体循環回路30を循環する冷却水の温度よりも上昇させることができる。従って、以下に説明する熱源加熱モードよりも高い温度帯で送風空気を加熱することができる。
In the refrigeration cycle heating mode, the refrigerant condensing temperature in the
(熱源加熱モード)
熱源加熱モードは、発熱装置34にて加熱された冷却水を熱源として、送風空気を加熱する運転モードである。熱源加熱モードでは、制御装置50は、検出信号及び目標吹出温度TAO等に基づいて、各種制御対象機器の作動状態(各種制御機器へ出力する制御信号)を決定する。具体的には、制御装置50は、低段側ポンプ33及び発熱装置34を作動させる。なお、熱源加熱モードでは、制御装置50は、圧縮機11、高段側ポンプ22、室外熱交換器用送風機19、及び低段側ラジエータ用送風機36を停止させる。
(Heat source heating mode)
The heat source heating mode is an operation mode in which the blown air is heated using the cooling water heated by the
流量制御部50cは、低段側ポンプ33によって吐出され、発熱装置34にて加熱された冷却水の全量が第1接続流路65を介してヒータコア23に流入するように流量調整弁35を制御する。
The
発熱量制御部50bは、車室内へ送風させる送風空気が目標吹出温度TAOとなるように、発熱装置34の発熱量を制御する。
The heat generation
従って、熱源加熱モードの空調装置3では、低段側ポンプ33によって吐出され、発熱装置34にて加熱された冷却水の全量がヒータコア23に流入する。これにより、ヒータコア23にて、発熱装置34にて加熱された冷却水と送風空気とが熱交換されて、送風空気が加熱される。
Therefore, in the heat source heating
以上の如く、熱源加熱モードでは、ヒータコア23で加熱された送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の暖房を実現することができる。
As described above, in the heat source heating mode, the blown air heated by the
(冷凍サイクル熱源加熱モード)
冷凍サイクル熱源加熱モードは、凝縮器12にて加熱された冷却水及び発熱装置34にて加熱された冷却水を熱源として、送風空気を加熱する運転モードである。冷凍サイクル熱源加熱モードでは、制御装置50は、検出信号及び目標吹出温度TAO等に基づいて、各種制御対象機器の作動状態(各種制御機器へ出力する制御信号)を決定する。具体的には、制御装置50は、圧縮機11、高段側ポンプ22、低段側ポンプ33、発熱装置34、及び低段側ラジエータ用送風機36を作動させる。制御装置50は、予め定めた冷凍サイクル熱源加熱モードの絞り開度となるように第1減圧弁55及び第2減圧弁56へ出力される制御信号を決定する。
(Refrigeration cycle heat source heating mode)
The refrigeration cycle heat source heating mode is an operation mode in which the blown air is heated using the cooling water heated by the
流量制御部50cは、発熱装置34にて加熱された冷却水が熱媒体蒸発器15及びヒータコア23の両方に流入するように、流量調整弁35を制御する。また、流量制御部50cは、冷凍サイクル装置10の運転状態や目標吹出温度TAOに基づいて、流量調整弁35を制御することによって、発熱装置34にて加熱された冷却水が熱媒体蒸発器15に流入する流量、及び発熱装置34にて加熱された冷却水がヒータコア23に流入する流量を制御する。
The flow
発熱量制御部50bは、車室内へ送風させる送風空気が目標吹出温度TAOとなるように、発熱装置34の発熱量を制御する。
The heat generation
従って、第3モードの冷凍サイクル装置10では、圧縮機11から吐出された高圧冷媒が、凝縮器12へ流入する。凝縮器12へ流入した高圧冷媒は、冷却水と熱交換されて凝縮する。この際に、高圧冷媒の有する熱が冷却水に放熱されて、冷却水が加熱される。そして、ヒータコア23にて凝縮器12で加熱された冷却水と送風空気とが熱交換されて、送風空気が加熱される。
Therefore, in the
凝縮器12から流出した高圧冷媒は、第1減圧弁55及び第2減圧弁56にて減圧されて低圧冷媒となる。
The high pressure refrigerant flowing out of the
第1減圧弁55にて減圧された低圧冷媒は、熱媒体蒸発器15へ流入する。熱媒体蒸発器15へ流入した低圧冷媒は、低段側熱媒体循環回路30内を循環する冷却水から吸熱して蒸発する。これにより、低段側熱媒体循環回路30内を循環する冷却水が冷却される。
The low-pressure refrigerant decompressed by the first
第2減圧弁56にて減圧されて低圧冷媒は、外部蒸発器18へ流入する。外部蒸発器18へ流入した低圧冷媒は、外気から吸熱して蒸発する。
The low pressure refrigerant is decompressed by the second
冷凍サイクル熱源加熱モードでは、低段側流量調整弁31が冷却水を低段側ラジエータ32に流入させる。従って、熱媒体蒸発器15にて冷却された冷却水は、低段側ラジエータ32にて外気と熱交換して吸熱し加熱される。
In the refrigeration cycle heat source heating mode, the low-stage flow
低段側ラジエータ32から流出した冷却水は、発熱装置34にて加熱されて、熱媒体蒸発器15及びヒータコア23に流入する。熱媒体蒸発器15に冷却水が流入することにより、発熱装置34にて加熱された冷却水が熱媒体蒸発器15にて冷媒と熱交換し、冷媒が加熱される。このように、発熱装置34は、冷媒を加熱する。
The cooling water flowing out from the low
一方で、発熱装置34にて加熱された冷却水がヒータコア23に流入することにより、ヒータコア23にて、発熱装置34にて加熱された冷却水と送風空気とが熱交換されて、送風空気が加熱される。
On the other hand, when the cooling water heated by the
熱媒体蒸発器15から流出した冷媒は、アキュムレータ16へ流入して気液分離される。アキュムレータ16にて分離された気相冷媒は、圧縮機11へ吸入されて再び圧縮される。
The refrigerant flowing out of the
以上の如く、冷凍サイクル熱源加熱モードでは、ヒータコア23で加熱された送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の暖房を実現することができる。
As described above, in the refrigeration cycle heat source heating mode, the blown air heated by the
(除霜運転モード)
冷凍サイクル加熱モード又は冷凍サイクル熱源加熱モードが実行されている場合において、制御装置50の着霜判定部50dが外部蒸発器18に着霜が生じたと判定した場合には、以下に示す除霜運転モードが実行される。
(Defrost operation mode)
In the case where the refrigeration cycle heating mode or the refrigeration cycle heat source heating mode is being executed, when the
吐出能力制御部50aは、圧縮機11の回転数を低下させて、圧縮機11の吐出能力を低下させる。これにより、外部蒸発器18における冷媒の外気からの吸熱量が低下し、外部蒸発器18における着霜が抑制される。
The discharge
流量制御部50cは、発熱装置34にて加熱された冷却水のヒータコア23への流入量が増加するように、流量調整弁35を制御する。発熱量制御部50bは、発熱装置34の発熱量を増加させる。これにより、ヒータコア23に流入する冷却水の熱量が増加する。このため、圧縮機11の吐出能力の低下に伴う凝縮器12における冷却水への放熱量が低下したとしても、ヒータコア23に流入する冷却水の温度の低下が抑制され、空調装置3の暖房能力が維持される。
The flow
以上説明したように、流量制御部50cは、冷凍サイクル加熱モードでは、発熱装置34にて加熱された冷却水を熱媒体蒸発器15に流入させるように流量調整弁35の作動を制御し、熱源加熱モードでは、発熱装置34にて加熱された冷却水をヒータコア23に流入させるように流量調整弁35の作動を制御する。
As described above, in the refrigeration cycle heating mode, the flow
これによれば、冷凍サイクル加熱モードでは、発熱装置34にて加熱された冷却水の有する熱を熱媒体蒸発器15にて冷媒に吸熱させ、冷媒が吸熱した熱を熱源としてヒータコア23へ流入する冷却水を加熱することができる。そして、ヒータコア23にて熱交換対象流体を加熱することができる。さらに、熱源加熱モードでは、発熱装置34にて加熱された冷却水の有する熱を熱源として、ヒータコア23にて送風空気を加熱することができる。
According to this, in the refrigeration cycle heating mode, the heat of the cooling water heated by the
従って、発熱装置34の発熱が増加して、圧縮機11から吐出される冷媒が不必要に上昇してしまうおそれのある運転条件時に、冷凍サイクル加熱モードから熱源加熱モードへ切り替えることができる。
Therefore, it is possible to switch from the refrigeration cycle heating mode to the heat source heating mode under operating conditions in which the heat generated by the
そして、冷凍サイクル加熱モードから熱源加熱モードへ切り替えることで、冷凍サイクル装置10の高圧側の冷媒の圧力が不必要に上昇してしまうことを確実に抑制できるとともに、発熱装置34が発生させた熱を、送風空気を加熱するために有効に利用することができる。
Then, by switching from the refrigeration cycle heating mode to the heat source heating mode, the pressure of the refrigerant on the high-pressure side of the
さらに、圧縮機11の作動不良時等のように、冷凍サイクル装置10に冷媒を循環させることができない状態であっても、熱源加熱モードへ切り替えることで、発熱装置34にて加熱された冷却水の有する熱を熱源として、ヒータコア23にて送風空気を加熱することができる。
Further, even when the refrigerant cannot be circulated through the
また、流量制御部50cは、着霜判定部50dによって外部蒸発器18において着霜が生じていると判定された場合に、発熱装置34にて加熱された冷却水のヒータコア23への流入量が増加するように流量調整弁35を制御する。
Further, the flow
これにより、外部蒸発器18において除霜するために、圧縮機11を吐出能力を低下させることに起因して、凝縮器12における冷却水への放熱量が低下したとしても、ヒータコア23に流入する冷却水の温度の低下が抑制され、空調装置3の暖房能力を維持することができる。
Thereby, in order to defrost in the
また、流量調整弁35は、通電されていない場合に、冷却水の全量がヒータコア23に流入するように構成されている。これにより、例えば、凍結等によって流量調整弁35が固着してしまっていても、熱源加熱モードの運転を実行することによって、送風空気をヒータコア23で加熱することができ、確実に車室内の暖房を行うことができる。
The flow
(第4実施形態)
以下に、図5を用いて、第4実施形態の空調装置4について、第1実施形態の空調装置1と異なる点について説明する。第4実施形態の空調装置4は、第1実施形態の空調装置1に対して、室外熱交換器61、第1減圧弁62、第2減圧弁63、及び室外熱交換器用送風機64を追加し、冷媒流路調整弁14、外部蒸発器18、及び室外熱交換器用送風機19を廃止している。
(Fourth embodiment)
Below, the different point from the air conditioner 1 of 1st Embodiment is demonstrated about the air conditioner 4 of 4th Embodiment using FIG. The air conditioner 4 of the fourth embodiment adds an
第4実施形態の空調装置4の冷凍サイクル装置10は、圧縮機11、凝縮器12、第1減圧弁62(第1減圧部)、室外熱交換器61、第2減圧弁63、熱媒体蒸発器15、アキュムレータ16(貯液部)を備えている。
The
凝縮器12の冷媒出口側には、第1減圧弁62の冷媒入口側が接続されている。第1減圧弁62は、凝縮器12から流出した液相冷媒を減圧膨張させる第1減圧部である。つまり、第1減圧弁62は凝縮器12の下流側の冷媒を減圧させる。更に、第1減圧弁62は、絞り開度を全開にすることによって、冷媒減圧作用を殆ど発揮することなく単なる冷媒通路として機能する全開機能付きの可変絞り機構として構成されている。
The refrigerant inlet side of the first
第1減圧弁62は、制御装置50から出力される制御信号によって、その作動が制御される電気式の可変絞り機構であり、弁体と電動アクチュエータとを有している。弁体は、冷媒通路の通路開度(換言すれば絞り開度)を変更可能に構成されている。
The first
室外熱交換器61の冷媒入り口側には、第1減圧弁62の冷媒出口側が接続されている。室外熱交換器61は、第1減圧弁62の絞り開度が全開である場合に、高圧冷媒と室外熱交換器用送風機64によって送風された外気とを熱交換させることによって高圧冷媒を凝縮させることができる。一方で、室外熱交換器61は、第1減圧弁62によって冷媒が流通する流路が絞られている場合に、第1減圧弁62によって減圧された低圧媒を、室外熱交換器用送風機64によって送風された外気と熱交換させることによって吸熱させて蒸発させることができる。
The refrigerant outlet side of the first
室外熱交換器用送風機64は、ファンを電動モータにて駆動する電動送風機であり制御装置50から出力された制御信号によってその作動が制御される。室外熱交換器61及び室外熱交換器用送風機64は、車両ボンネット内の前方側に配置されている。従って、車両の走行時には室外熱交換器用送風機64に走行風を当てることができるようになっている。
The outdoor
室外熱交換器61の冷媒出口側には、第2減圧弁63の冷媒入口側が接続されている。第2減圧弁63は、室外熱交換器61から流出した液相冷媒を減圧膨張させる第2減圧部である。つまり、第2減圧弁63は室外熱交換器61の下流側の冷媒を減圧させる。更に、第2減圧弁63は、絞り開度を全開にすることによって、冷媒減圧作用を殆ど発揮することなく単なる冷媒通路として機能する全開機能付きの可変絞り機構として構成されている。
The refrigerant inlet side of the second
第2減圧弁63は、制御装置50から出力される制御信号によって、その作動が制御される電気式の可変絞り機構であり、弁体と電動アクチュエータとを有している。弁体は、冷媒通路の通路開度(換言すれば絞り開度)を変更可能に構成されている。
The second
制御装置50は、制御用センサ群によって検出された検出信号及び操作部60からの操作信号に基づいて、車室内へ送風させる送風空気の目標吹出温度TAOを算出するとともに、空調装置1の運転モードを、第1加熱モード〜第3加熱モード、除霜運転モード、冷房モードのいずれかを決定する。
The
第1加熱モード〜第3加熱モード、及び除霜運転モードでは、制御装置50は、第1減圧弁62及び第2減圧弁63の少なくとも一方の開度を絞り、室外熱交換器61及び熱媒体蒸発器15の少なくとも一方において、低圧冷媒が外気又は冷却水と熱交換して吸熱して蒸発する。その他の動作については、第1実施形態の空調装置1の第1加熱モード〜第3加熱モード、及び除霜運転モードと同様である。
In the first heating mode to the third heating mode and the defrosting operation mode, the
(冷房モード)
冷房モードは、第2熱交換器39にて送風空気を冷却する運転モードである。冷房モードでは、制御装置50は、検出信号及び目標吹出温度TAO等に基づいて、各種制御対象機器の作動状態(各種制御機器へ出力する制御信号)を決定する。具体的には、制御装置50は、圧縮機11、低段側ポンプ33、室外熱交換器用送風機64を作動させる。一方で、制御装置50は、高段側ポンプ22、低段側ラジエータ用送風機36を停止させるとともに、発熱装置34における発熱を停止させる。制御装置50は、第1減圧弁62の絞り開度を全開にするとともに、予め定めた冷房モードの絞り開度となるように第2減圧弁63へ出力される制御信号を決定する。
(Cooling mode)
The cooling mode is an operation mode in which the blown air is cooled by the
流量制御部50cは、低段側ポンプ33によって吐出された冷却水を熱媒体蒸発器15及び第2熱交換器39に流入するように流量調整弁35の作動を制御する。
The flow
制御装置50は、熱媒体蒸発器15から流出した冷却水が低段側ラジエータ32に流入する流量と、熱媒体蒸発器15から流出した冷却水の全量がラジエータバイパス流路37に流入するように、低段側流量調整弁31の作動を制御する。
The
従って、冷房モードの冷凍サイクル装置10では、圧縮機11から吐出された高圧冷媒が、凝縮器12へ流入する。高段側ポンプ22は停止されているので、凝縮器12へ流入した高圧冷媒は、冷却水と殆ど熱交換しない。従って、凝縮器12へ流入した高圧冷媒は、殆ど凝縮することなく流出する。
Therefore, in the
凝縮器12から流出した高圧冷媒は、第1減圧弁62にて減圧されること無く、室外熱交換器61に流入する。室外熱交換器61へ流入した高圧冷媒は、室外熱交換器用送風機64によって送風された外気と熱交換されることによって凝縮される。室外熱交換器61から流出した高圧冷媒は、第2減圧弁63にて減圧されて低圧冷媒となる。
The high-pressure refrigerant that has flowed out of the
第2減圧弁63にて減圧された低圧冷媒は、熱媒体蒸発器15へ流入する。熱媒体蒸発器15へ流入した低圧冷媒は、低段側熱媒体循環回路30内を循環する冷却水から吸熱して蒸発する。これにより、低段側熱媒体循環回路30内を循環する冷却水が冷却される。
The low pressure refrigerant depressurized by the second
冷房モードでは、低段側流量調整弁31が冷却水をラジエータバイパス流路37に流入させる。これにより、熱媒体蒸発器15によって冷却された冷却水が低段側ラジエータ32にて外気と熱交換されることが防止される。
In the cooling mode, the low-stage flow
低段側ラジエータ32から流出し低段側ポンプ33によって吐出された冷却水は、熱媒体蒸発器15及び第2熱交換器39へ流入する。熱媒体蒸発器15にて冷却された冷却水は、第2熱交換器39にて、送風空気と熱交換する。これにより、送風空気が冷却される。
The cooling water flowing out from the low
熱媒体蒸発器15から流出した冷媒は、アキュムレータ16へ流入して気液分離される。アキュムレータ16にて分離された気相冷媒は、圧縮機11へ吸入されて再び圧縮される。
The refrigerant flowing out of the
以上の如く、冷房モードでは、第2熱交換器39で冷却された送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の冷房を実現することができる。
As described above, in the cooling mode, the blown air cooled by the
(第5実施形態)
以下に、図6を用いて、第5実施形態の空調装置5について、第1実施形態の空調装置1と異なる点について説明する。第5実施形態の空調装置5は、第1実施形態の空調装置1に対して、第1接続流路71、第2接続流路72、及び導入量調整弁73を追加している。
(Fifth embodiment)
Below, the different point from the air conditioner 1 of 1st Embodiment is demonstrated about the air conditioner 5 of 5th Embodiment using FIG. The air conditioner 5 of the fifth embodiment adds a first connection channel 71, a second connection channel 72, and an introduction
第1接続流路71は、流量調整弁35の下流側の第2熱交換部流路38と、ヒータコア23の上流側の高段側熱媒体循環回路21とを接続している。第2接続流路65は、低段側熱媒体循環回路30の冷却水を高段側熱媒体循環回路21へ導く流路である。
The first connection flow path 71 connects the second heat exchange
第2接続流路72は、ヒータコア23及び高段側ポンプ22の下流側の高段側熱媒体循環回路21と、低段側ポンプ33の上流側の低段側熱媒体循環回路30とを接続している。
The second connection flow path 72 connects the high-stage heat
導入量調整弁73は、第2熱交換部流路38から第1接続流路71を介して高段側熱媒体循環回路21へ導入される冷却水の導入量を調整する導入量調整部である。
The introduction
第5実施形態の空調装置5の制御装置50のうち導入量調整弁73の作動を制御するソフトウェア及びハードウェアは、導入量制御部50eである。
Software and hardware for controlling the operation of the introduction
制御装置50は、制御用センサ群によって検出された検出信号及び操作部60からの操作信号に基づいて、車室内へ送風させる送風空気の目標吹出温度TAOを算出するとともに、空調装置1の運転モードを、第1加熱モード〜第3加熱モード、除霜運転モードのいずれかを決定する。
The
第5実施形態の空調装置5の第1加熱モード〜第3加熱モードは、第1実施形態の空調装置1の第1加熱モード〜第3加熱モードと同様である。 The first to third heating modes of the air conditioner 5 of the fifth embodiment are the same as the first to third heating modes of the air conditioner 1 of the first embodiment.
(除霜運転モード)
第1加熱モード又は第3加熱モードが実行されている場合において、制御装置50の着霜判定部50dが外部蒸発器18に着霜が生じたと判定した場合には、以下に示す除霜運転モードが実行される。
(Defrost operation mode)
When the first heating mode or the third heating mode is being executed and the
吐出能力制御部50aは、圧縮機11の回転数を低下させて、圧縮機11の吐出能力を低下させる。
The discharge
導入量制御部50eは、発熱装置34にて加熱された冷却水のヒータコア23への導入量が増加するように導入量調整弁73を制御する。発熱量制御部50bは、発熱装置34の発熱量を増加させる。これにより、圧縮機11の吐出能力の低下に伴う凝縮器12における冷却水への放熱量が低下したとしても、ヒータコア23に流入する冷却水の温度の低下が抑制され、空調装置3の暖房能力が維持される。
The introduction
以上説明したように、着霜判定部50dによって外部蒸発器18において着霜が生じていると判定された場合に、吐出能力制御部50aは、圧縮機11の回転数を低下させて、圧縮機11の吐出能力を低下させる。これにより、外部蒸発器18における冷媒の外気からの吸熱量が低下し、外部蒸発器18における着霜が抑制される。
As described above, when it is determined by the
また、導入量制御部50eは、着霜判定部50dによって外部蒸発器18において着霜が生じていると判定された場合に、発熱装置34にて加熱された冷却水のヒータコア23への流入量が増加するように導入量調整弁73を制御する。
Further, the introduction
これにより、外部蒸発器18において除霜するために、圧縮機11を吐出能力を低下させることに起因して、凝縮器12における冷却水への放熱量が低下したとしても、ヒータコア23に流入する冷却水の温度の低下が抑制され、空調装置3の暖房能力を維持することができる。
Thereby, in order to defrost in the
(他の実施形態)
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。上記各実施形態は、実施可能な範囲で適宜組み合わせても良い。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified as follows without departing from the spirit of the present invention. Each of the above embodiments may be appropriately combined within a practicable range.
(1)上述の実施形態では、本発明に係る冷凍サイクル装置10を車両用の空調装置に適用した例を説明したが、本発明に係る冷凍サイクル装置10の適用は車両に限定されず定置型の空調装置に適用してもよい。さらに、本発明に係る冷凍サイクル装置10の適用は空調装置に限定されず、熱交換対象流体が飲料水や生活用水となる給湯機に適用してもよい。
(1) In the above-described embodiment, the example in which the
(2)上述の実施形態では、冷媒を貯留する貯液部としてのアキュムレータ16を、圧縮機11の上流側に配置した例を説明したが、貯液部はこれに限定されない。例えば、貯液部として、凝縮器12の下流側に室外凝縮器から流出した冷媒の気液を分離して余剰液相冷媒を貯えるレシーバ(受液器)を配置してもよい。もちろん、アキュムレータ16とレシーバを同時に配置してもよい。
(2) In the above-described embodiment, the example in which the
(3)冷凍サイクル装置10を構成する各構成機器は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。例えば、上述の実施形態では、圧縮機11として、電動圧縮機を採用した例を説明したが、車両走行用エンジンに適用される場合は、圧縮機11として、プーリ、ベルト等を介して車両走行用エンジンから伝達される回転駆動力によって駆動されるエンジン駆動式の圧縮機を採用しても良い。
(3) Each component apparatus which comprises the refrigerating-
(4)上述の実施形態において、発熱装置34は、PTCヒータ等の電気式のヒータである。発熱装置34が、作動時に発熱を伴う車載機器であってもよい。車載機器としては、電池、周波数変換部であるインバータ、走行用の駆動力を出力する走行用電動モータを採用することができる。これらの車載機器は、低段側熱媒体循環回路30の冷却水に放熱することによって冷却される。
(4) In the above-described embodiment, the
(5)着霜判定部50dは、例えば、外気温度センサ52によって検出された外気温Tamが0℃以下となっており、更に、外気温Tamから室外熱交換器温度センサ54によって検出された外部蒸発器18の温度を減算した値が予め定めた基準温度差以上となっている場合に、外部蒸発器18に着霜が生じていると判定する実施形態であっても良い。
(5) In the
(6)以上説明した第1実施形態の空調装置1、第2実施形態の空調装置2、第3実施形態の空調装置3、第5実施形態の空調装置5から、冷媒流路調整弁14、外部蒸発器18、及び室外熱交換器用送風機19を廃止した実施形態でも良い。第4実施形態の空調装置4に対して第5実施形態の空調装置5で説明した、第1接続流路71、第2接続流路72、及び導入量調整弁73を追加してもよい。
(6) From the air conditioner 1 of the first embodiment described above, the air conditioner 2 of the second embodiment, the
(7)第2実施形態の空調装置2において、室内凝縮器25の下流側に、室内凝縮器25ら流出した高圧冷媒が外気と熱交換して凝縮する室外凝縮器が設けられていても良い。この実施形態では、第1暖房モード〜第3暖房モードにおいて、室外凝縮器において、室内凝縮器25ら流出した高圧冷媒が外気と熱交換して凝縮し、高圧冷媒がもつ余剰の熱が外気に排出される。
(7) In the air conditioner 2 of the second embodiment, an outdoor condenser may be provided on the downstream side of the
(8)第4実施形態の空調装置4において、冷媒流路調整弁14及び外部蒸発器18を追加し、第1実施形態の空調装置1で説明した除霜運転モードを実行しても良い。
(8) In the air conditioner 4 of the fourth embodiment, the refrigerant
10 冷凍サイクル装置
11 圧縮機
13 減圧弁(減圧部)
15 熱媒体蒸発器
20 第1熱交換部
22 ヒータコア
30 低段側熱媒体循環回路
34 発熱部
35 流量調整弁(流量調整部)
39 第2熱交換部
50 制御部
50b 発熱量制御部
50c 流量制御部
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
39 2nd
Claims (11)
前記圧縮機から吐出された高圧冷媒を熱源として熱交換対象流体を加熱する第1熱交換部(20)と、
前記第1熱交換部から流出した冷媒を減圧させる減圧部(13、62、63)と、
前記減圧部にて減圧された冷媒を低段側熱媒体と熱交換させて蒸発させる熱媒体蒸発器(15)と、
前記低段側熱媒体を循環させる低段側熱媒体循環回路(30)に配置されて前記低段側熱媒体を加熱する発熱部(34)と、
前記発熱部にて加熱された前記低段側熱媒体を熱源として前記熱交換対象流体を加熱する第2熱交換部(39)と、
前記低段側熱媒体が前記熱媒体蒸発器に流入する流量と、前記低段側熱媒体が前記第2熱交換部に流入する流量とを調整する流量調整部(35)と、
前記流量調整部の作動を制御する流量制御部(50c)と、を有し、
前記流量制御部は、
前記第1熱交換部にて前記熱交換対象流体を加熱する第1加熱モードでは、前記発熱部にて加熱された前記低段側熱媒体を前記熱媒体蒸発器に流入させるように前記流量調整部の作動を制御し、
前記第2熱交換部にて前記熱交換対象流体を加熱する第2加熱モードでは、前記発熱部にて加熱された前記低段側熱媒体を前記第2熱交換部に流入させるように前記流量調整部の作動を制御する冷凍サイクル装置。 A compressor (11) for compressing and discharging the refrigerant;
A first heat exchange section (20) for heating the fluid to be heat exchanged using the high-pressure refrigerant discharged from the compressor as a heat source;
A decompression section (13, 62, 63) for decompressing the refrigerant flowing out of the first heat exchange section;
A heat medium evaporator (15) for evaporating the refrigerant decompressed in the decompression unit by exchanging heat with the low-stage heat medium;
A heating unit (34) disposed in a low-stage heat medium circulation circuit (30) for circulating the low-stage heat medium to heat the low-stage heat medium;
A second heat exchange section (39) for heating the heat exchange target fluid using the low-stage heat medium heated in the heat generating section as a heat source;
A flow rate adjusting unit (35) for adjusting a flow rate at which the low-stage heat medium flows into the heat medium evaporator and a flow rate at which the low-stage heat medium flows into the second heat exchange unit;
A flow rate control unit (50c) for controlling the operation of the flow rate adjustment unit,
The flow rate controller
In the first heating mode in which the heat exchange target fluid is heated by the first heat exchange unit, the flow rate adjustment is performed so that the low-stage heat medium heated by the heat generating unit flows into the heat medium evaporator. Control the operation of the part,
In the second heating mode in which the heat exchange target fluid is heated by the second heat exchange unit, the flow rate is set so that the low-stage heat medium heated by the heat generation unit flows into the second heat exchange unit. A refrigeration cycle apparatus that controls the operation of the adjusting unit.
前記第2熱交換部にて加熱された前記熱交換対象流体を前記第1熱交換部にて加熱する第3加熱モードでは、前記発熱部にて加熱された前記低段側熱媒体を前記熱媒体蒸発器及び前記第2熱交換部の両方に流入させるように前記流量調整部の作動を制御する請求項1に記載の冷凍サイクル装置。 The flow rate controller
In the third heating mode in which the heat exchange target fluid heated in the second heat exchange unit is heated in the first heat exchange unit, the low-stage heat medium heated in the heat generating unit is converted into the heat. The refrigeration cycle apparatus according to claim 1, wherein the operation of the flow rate adjusting unit is controlled so as to flow into both the medium evaporator and the second heat exchange unit.
高段側熱媒体を循環させる高段側熱媒体循環回路(21)と、
前記高圧冷媒と前記高段側熱媒体と熱交換させる凝縮器(12)と、前記高段側熱媒体と前記熱交換対象流体とを熱交換させるヒータコア(23)と、を有している請求項1又は2に記載の冷凍サイクル装置。 The first heat exchange unit is
A high-stage heat medium circulation circuit (21) for circulating the high-stage heat medium;
A condenser (12) for exchanging heat between the high-pressure refrigerant and the high-stage side heat medium, and a heater core (23) for exchanging heat between the high-stage side heat medium and the heat exchange target fluid. Item 3. The refrigeration cycle apparatus according to Item 1 or 2.
前記第1熱交換部から流出した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器(61)を有し、
前記発熱量制御部は、前記第2熱交換部にて前記熱交換対象流体を冷却する冷却モードでは、前記発熱部における発熱を停止させるように前記発熱部の作動を制御し、
前記流量制御部は、前記冷却モードでは、前記熱媒体蒸発器にて冷却された前記低段側熱媒体を前記第2熱交換部に流入させるように前記流量調整部の作動を制御する請求項1ないし4のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。 A heat generation amount control section (50b) for controlling the heat generation amount of the heat generation section;
An outdoor heat exchanger (61) for exchanging heat between the refrigerant flowing out of the first heat exchange section and the outside air;
In the cooling mode in which the heat exchange target fluid is cooled by the second heat exchange unit, the heat generation amount control unit controls the operation of the heat generation unit to stop heat generation in the heat generation unit,
The said flow control part controls the action | operation of the said flow volume adjustment part so that the said low stage side heat carrier cooled with the said heat medium evaporator may flow in into the said 2nd heat exchange part in the said cooling mode. The refrigeration cycle apparatus according to any one of 1 to 4.
前記発熱部の発熱量を制御する発熱量制御部(50b)と、
前記外気蒸発部において着霜が生じているか否か判定する着霜判定部(50d)と、を有し、
前記発熱量制御部は、前記着霜判定部によって前記外気蒸発部における着霜が生じていると判定された場合に、前記発熱部における発熱量を増加させる請求項1ないし5のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。 An outside air evaporation section (18) for evaporating the refrigerant decompressed by the decompression section by exchanging heat with outside air; and
A heat generation amount control section (50b) for controlling the heat generation amount of the heat generation section;
A frost determination unit (50d) for determining whether or not frost formation has occurred in the outside air evaporation unit,
The heat generation amount control unit increases the heat generation amount in the heat generation unit when the frost determination unit determines that frost formation in the outside air evaporation unit has occurred. The refrigeration cycle apparatus described in 1.
前記低段側熱媒体を前記高段側熱媒体循環回路へ導く接続流路(71)と、
前記接続流路を介して前記高段側熱媒体循環回路へ導入される前記低段側熱媒体の導入量を調整する導入量調整部(73)と、
前記導入量調整部の作動を制御する導入量制御部(50e)と、
前記外気蒸発部において着霜が生じているか否かを判定する着霜判定部(50d)と、を有し、
前記導入量調整部は、前記着霜判定部によって前記外気蒸発部において着霜が生じていると判定された場合に、前記導入量を増加させる請求項4に記載の冷凍サイクル装置。 An outside air evaporation section (18) for evaporating the refrigerant decompressed by the decompression section by exchanging heat with outside air; and
A connection channel (71) for guiding the low-stage heat medium to the high-stage heat medium circuit;
An introduction amount adjusting unit (73) for adjusting the introduction amount of the low-stage heat medium introduced into the high-stage heat medium circulation circuit via the connection flow path;
An introduction amount control unit (50e) for controlling the operation of the introduction amount adjustment unit;
A frost determination unit (50d) for determining whether or not frost formation has occurred in the outside air evaporation unit,
The refrigeration cycle apparatus according to claim 4, wherein the introduction amount adjustment unit increases the introduction amount when the frost determination unit determines that frost formation has occurred in the outside air evaporation unit.
前記吐出能力制御部は、前記着霜判定部によって前記外気蒸発部において着霜が生じていると判定された場合に、前記吐出能力を低下させる請求項6又は7に記載の冷凍サイクル装置。 A discharge capacity control unit (50a) for controlling the refrigerant discharge capacity of the compressor;
The refrigeration cycle apparatus according to claim 6 or 7, wherein the discharge capacity control unit reduces the discharge capacity when the frost determination unit determines that frost formation has occurred in the outside air evaporation unit.
前記流量調整部は、通電されていない場合に、前記低段側熱媒体の全量が前記第2熱交換部に流入するように構成されている請求項1ないし8のいずれか一つに記載の冷凍サイクル装置。 The flow rate adjusting unit is an electromagnetic valve that operates when power is supplied;
9. The flow rate adjusting unit according to claim 1, wherein the flow rate adjusting unit is configured so that the entire amount of the low-stage heat medium flows into the second heat exchange unit when not energized. 10. Refrigeration cycle equipment.
前記圧縮機から吐出された高圧冷媒と熱媒体とを熱交換させて前記熱媒体を加熱する凝縮器(12)と、
前記凝縮器から流出した冷媒を減圧させる減圧部(55)と、
前記減圧部にて減圧された冷媒を前記熱媒体と熱交換させて蒸発させる熱媒体蒸発器(15)と、
前記熱媒体を加熱する発熱部(34)と、
前記凝縮器にて加熱された前記熱媒体及び前記発熱部にて加熱された前記熱媒体の少なくとも一方を熱源として熱交換対象流体を加熱するヒータコア(23)と、
前記発熱部にて加熱された前記熱媒体が前記熱媒体蒸発器に流入する流量と、前記発熱部にて加熱された前記熱媒体が前記ヒータコアに流入する流量とを調整する流量調整部(35)と、
前記流量調整部の作動を制御する流量制御部(50c)と、を有し、
前記流量制御部は、
前記凝縮器にて加熱された前記熱媒体を熱源として前記熱交換対象流体を加熱する冷凍サイクル加熱モードでは、前記発熱部にて加熱された前記熱媒体を前記熱媒体蒸発器に流入させるように前記流量調整部の作動を制御し、
前記発熱部にて加熱された前記熱媒体を熱源として前記熱交換対象流体を加熱する熱源加熱モードでは、前記発熱部にて加熱された前記熱媒体を前記ヒータコアに流入させるように前記流量調整部の作動を制御する冷凍サイクル装置。 A compressor (11) for compressing and discharging the refrigerant;
A condenser (12) for heating the heat medium by exchanging heat between the high-pressure refrigerant discharged from the compressor and the heat medium;
A decompression section (55) for decompressing the refrigerant flowing out of the condenser;
A heat medium evaporator (15) for evaporating the refrigerant decompressed in the decompression unit by exchanging heat with the heat medium;
A heat generating part (34) for heating the heat medium;
A heater core (23) for heating a heat exchange target fluid using at least one of the heat medium heated by the condenser and the heat medium heated by the heat generating unit as a heat source;
A flow rate adjusting unit (35) for adjusting a flow rate at which the heat medium heated by the heat generating unit flows into the heat medium evaporator and a flow rate at which the heat medium heated by the heat generating unit flows into the heater core. )When,
A flow rate control unit (50c) for controlling the operation of the flow rate adjustment unit,
The flow rate controller
In the refrigerating cycle heating mode in which the heat exchange target fluid is heated using the heat medium heated by the condenser as a heat source, the heat medium heated by the heat generating unit is caused to flow into the heat medium evaporator. Controlling the operation of the flow rate adjustment unit,
In the heat source heating mode in which the heat exchange target fluid is heated using the heat medium heated by the heat generating unit as a heat source, the flow rate adjusting unit is configured to cause the heat medium heated by the heat generating unit to flow into the heater core. Refrigeration cycle device that controls the operation of
前記外気蒸発部において着霜が生じているか否かを判定する着霜判定部(50d)と、を有し、
前記流量制御部は、前記着霜判定部によって前記外気蒸発部において着霜が生じていると判定された場合に、前記発熱部にて加熱された前記熱媒体の前記ヒータコアへの流入量を増加させる請求項10に記載の冷凍サイクル装置。 An outside air evaporation section (18) for evaporating the refrigerant decompressed by the decompression section by exchanging heat with outside air; and
A frost determination unit (50d) for determining whether or not frost formation has occurred in the outside air evaporation unit,
The flow rate control unit increases an inflow amount of the heat medium heated by the heat generating unit into the heater core when it is determined by the frost determination unit that frost formation has occurred in the outside air evaporation unit. The refrigeration cycle apparatus according to claim 10.
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