JP2020199869A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Abstract
Description
冷媒を吸入して圧縮し吐出する圧縮機(11)と、
圧縮機から吐出された冷媒と熱媒体とを熱交換させることにより冷媒を放熱させて熱媒体を加熱する放熱部(12)と、
放熱部で放熱された冷媒を減圧させる減圧部(16)と、
減圧部で減圧された冷媒を蒸発させることによって吸熱させる吸熱部(17、32、45、18)と、
放熱部で加熱された熱媒体の熱を利用する熱利用部(22)と、
熱媒体の流れにおいて熱利用部に対して並列に配置され、放熱部で加熱された熱媒体の熱を吸熱部に供給する熱供給部(20c、23)と、
放熱部から流出した熱媒体を熱利用部側と熱供給部側とに分岐させる分岐部(20d)と、
熱利用部を流れた熱媒体と熱供給部を流れた熱媒体とを合流させて放熱部側へ流出させる合流部(20e)と、
放熱部と熱利用部との間で熱媒体が循環する第1状態と、放熱部と熱利用部および熱供給部との間で熱媒体が循環する第2状態とを切り替える切替部(26)とを備える。
以下、実施形態について図に基づいて説明する。図1に示す車両用空調装置1は、車室内空間(換言すれば、空調対象空間)を適切な温度に調整する空調装置である。車両用空調装置1は、冷凍サイクル装置10を有している。
この数式において、Tsetは操作パネル70の温度設定スイッチによって設定された車室内設定温度、Trは内気温度センサ61によって検出された内気温、Tamは外気温度センサ62によって検出された外気温、Tsは日射量センサ63によって検出された日射量である。Kset、Kr、Kam、Ksは制御ゲインであり、Cは補正用の定数である。
冷房モードでは、制御装置60は、圧縮機11および高温側ポンプ21を作動させる。
冷房モードでは、制御装置60は、第1膨張弁13を絞り開度で開弁させ、第2膨張弁16を閉弁させる。冷房モードでは、制御装置60は、ヒータコア流路20bおよびラジエータ流路20cの両方が開くように三方弁26を制御する。
除湿暖房モードでは、制御装置60は、圧縮機11、高温側ポンプ21および低温側ポンプ31を作動させる。除湿暖房モードでは、制御装置60は、第1膨張弁13および第2膨張弁16を絞り開度で開弁させる。除湿暖房モードでは、制御装置60は、三方弁26は、ヒータコア流路20bが開き、ラジエータ流路20cが閉じるように三方弁26を制御する。
暖房モードでは、制御装置60は、圧縮機11および高温側ポンプ21を作動させる。暖房モードでは、制御装置60は、第1膨張弁13を閉弁させ、第2膨張弁16を絞り開度で開弁させる。暖房モードでは、制御装置60は、三方弁26は、ヒータコア流路20bが開きラジエータ流路20cが閉じるように三方弁26を制御する。
除霜モードは、除湿暖房モード後または暖房モード後に低温側ラジエータ32の除霜を行う。除湿暖房モードまたは暖房モードでは、低温側ラジエータ32で低温冷却水回路30の冷却水が外気から吸熱するので、低温側ラジエータ32の温度が氷点下になると低温側ラジエータ32に着霜が生じる。そこで、除湿暖房モードを実行した後の停車時に、高温冷却水回路20の冷却水に残った熱を利用して低温側ラジエータ32を除霜する。
上記第1実施形態では、高温冷却水回路20に高温側ラジエータ23が配置され、低温冷却水回路30に低温側ラジエータ32が配置されているが、本実施形態では、図9に示すように、高温冷却水回路20および低温冷却水回路30に共通ラジエータ45が配置されている。共通ラジエータ45は、高温冷却水回路20と低温冷却水回路30とで共通のラジエータである。
上記第1実施形態では、第2膨張弁16で減圧された冷媒が低温冷却水回路30の冷却水を介して外気から吸熱するが、本実施形態では、図10に示すように、第2膨張弁16で減圧された冷媒が冷却水を介することなく外気から吸熱する。
上記実施形態を適宜組み合わせ可能である。上記実施形態を例えば以下のように種々変形可能である。
12 凝縮器(放熱部)
16 第2膨張弁(減圧部)
17 冷却水側蒸発器(吸熱部)
20c ラジエータ流路(熱供給部)
20d 分岐部
20e 合流部
22 ヒータコア(熱利用部)
23 高温側ラジエータ(熱供給部)
26 三方弁(切替部)
32 低温側ラジエータ(吸熱部)
Claims (13)
- 冷媒を吸入して圧縮し吐出する圧縮機(11)と、
前記圧縮機から吐出された前記冷媒と熱媒体とを熱交換させることにより前記冷媒を放熱させて前記熱媒体を加熱する放熱部(12)と、
前記放熱部で放熱された前記冷媒を減圧させる減圧部(16)と、
前記減圧部で減圧された前記冷媒を蒸発させることによって吸熱させる吸熱部(17、32、45、18)と、
前記放熱部で加熱された前記熱媒体の熱を利用する熱利用部(22)と、
前記熱媒体の流れにおいて前記熱利用部に対して並列に配置され、前記放熱部で加熱された前記熱媒体の熱を前記吸熱部に供給する熱供給部(20c、23、37)と、
前記放熱部から流出した前記熱媒体を前記熱利用部側と前記熱供給部側とに分岐させる分岐部(20d)と、
前記熱利用部を流れた前記熱媒体と前記熱供給部を流れた前記熱媒体とを合流させて前記放熱部側へ流出させる合流部(20e)と、
前記放熱部と前記熱利用部との間で前記熱媒体が循環するが前記熱供給部には前記熱媒体が循環しない第1状態と、前記放熱部と前記熱利用部および前記熱供給部との間で前記熱媒体が循環する第2状態とを切り替える切替部(26)とを備える冷凍サイクル装置。 - 前記切替部は、前記第2状態において前記熱利用部側と前記熱供給部側との前記熱媒体の流量比を調整可能になっており、
前記第1状態から前記第2状態へ切り替えたとき、前記熱供給部側へ流れる前記熱媒体の流量が、前記熱利用部側へ流れる前記熱媒体の流量よりも少なくなるように前記切替部を制御する制御部(60)を備える請求項1に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記制御部は、前記第1状態から前記第2状態へ切り替えたとき、前記熱供給部側へ流れる前記熱媒体の流量を時間の経過とともに増加させる請求項2に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記制御部は、前記第2状態において、前記放熱部に流入する前記熱媒体の温度が前記放熱部での露点温度よりも高くなるように前記切替部を制御する請求項2または3のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。
- 前記制御部は、前記第2状態において、前記熱利用部に流入する前記熱媒体の温度が前記熱利用部での露点温度よりも高くなるように前記切替部を制御する請求項2ないし4のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。
- 前記制御部は、前記第2状態における前記熱媒体の温度と、前記第2状態に切り替えたときの前記吸熱部の温度との温度差が所定範囲内になるように前記切替部を制御する請求項2ないし5のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。
- 前記放熱部は、前記冷媒と前記熱媒体とが互いに対向して流れる構造を有している請求項1ないし6のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。
- 前記放熱部は、前記冷媒を凝縮させる凝縮部(12a)と、前記凝縮部で凝縮された前記冷媒を過冷却する過冷却部(12c)とを有しており、前記熱媒体が、前記過冷却部(12c)、前記凝縮部の順番に流れる構造を有している請求項7に記載の冷凍サイクル装置。
- ジュール熱を発生することにより前記熱媒体を加熱する加熱部(25)を備え、
前記加熱部は、前記熱媒体の流れにおいて、前記分岐部の下流側かつ前記熱利用部の上流側に配置されている請求項1ないし8のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。 - 前記熱媒体を吸入して吐出するポンプ(21)を備え、
前記ポンプは、前記熱媒体の流れにおいて、前記合流部の下流側、かつ前記分岐部の上流側に配置されている請求項1ないし9のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。 - 前記制御部は、前記第1状態から前記第2状態に切り替えたとき、前記放熱部に流入する前記熱媒体の温度の時間変化率が小さくなるように前記ポンプを制御する請求項1ないし10のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。
- 前記合流部の下流側かつ前記放熱部の上流側、または前記合流部に配置され、前記熱媒体を貯留する貯留部(24)を備える請求項1ないし11のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。
- 前記第1状態では、前記熱供給部に前記熱媒体が循環しない請求項1ないし12のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。
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