JP2024043205A - 車両用の温調システムおよび温調方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ρ2>A1×ρ1
ここで、ρ1は、非連結モード時に圧縮機が吸入する冷媒の密度であり、ρ2は、非連結モード時に圧縮機11が吸入する冷媒の密度である。A1は、非連結モード時の冷凍サイクルの成績係数(COP;Coefficient of Performance)である。
熱媒体回路は、冷媒と熱媒体とを熱交換させる高圧側熱交換器と、冷媒と熱媒体とを熱交換させる低圧側熱交換器と、いずれも熱媒体を圧送可能に構成される第1ポンプおよび第2ポンプと、外気と熱媒体とを熱交換させる室外熱交換器と、熱媒体により加熱または冷却される温調対象に相当する、または前記温調対象の加熱または冷却に用いられる温調機器と、室外熱交換器から熱媒体を迂回させる室外バイパス経路と、を含む。
温調システムは、運転モードとして、低圧側熱交換器および室外熱交換器を熱媒体が第1ポンプにより循環する低圧側回路と、高圧側熱交換器および温調機器を熱媒体が第2ポンプにより循環する高圧側回路とが形成されるヒートポンプモードと、高圧側熱交換器から流出した熱媒体が、温調機器を経由して低圧側熱交換器に流入し、さらに室外バイパス経路を通り、高圧側熱交換器に流入する圧縮機熱源モードと、を備えるとともに、ヒートポンプモードまたは圧縮機熱源モードを選択可能に構成されるモード選択部と、外気温度を検知する外気温センサと、を備える。
モード選択部は、ヒートポンプモードおよび圧縮機熱源モードのそれぞれの外気温度-加熱能力特性の交点に対応する交点外気温度、または、交点外気温度よりも低い温度に設定される切替外気温度に対し、外気温センサにより検知される外気温度が高い場合はヒートポンプモードを選択し、外気温度が低い場合は圧縮機熱源モードを選択するように構成される。
例えば、高圧側熱交換器と熱交換される熱媒体に投入される熱量の大きさで言うとヒートポンプモードよりも圧縮機熱源モードが適するのだとしても、外気温度と加熱能力との特性に基づき、外気からの吸熱により省電力で運転可能なヒートポンプモードを選択することが可能となる。そうすると、必要な加熱能力に対してヒートポンプモードにより得られる加熱能力が十分である場合には、圧縮機への電力投入により必要な熱量を得る圧縮機熱源モードが選択されないので、経済的な運転が可能となる。
[実施形態]
図1に示す車両用の温調システム1は、例えば、エンジンを備えておらず走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得る電気自動車、あるいは、エンジンおよび電動機から車両走行用の駆動力を得る所謂ハイブリッド自動車等の図示しない車両に装備されている。温調システム1は、乗員が搭乗する車室8の冷暖房、除湿、換気等の空調の他、車両に搭載されているバッテリー装置(電源装置)、走行用モータ、発熱する電子機器等の車載装置の熱管理、排熱回収等を担う。適切な温度や湿度に空調したり、車載装置を適温に管理したりすることを「熱管理」と総称するものとする。
温調システム1およびその他の車載装置に備わる電動機器や電子機器には、車載のバッテリー装置に蓄えられた電力が供給される。車載のバッテリー装置は、車両停止時に外部電源から充電される。
温調システム1は、冷媒が循環可能に構成される冷媒回路10と、冷媒に対して熱を授受する熱媒体が循環可能に構成される熱媒体回路20と、温調システム1を所定の運転モードに設定し、運転モードに応じて温調システム1の運転状態を制御する制御装置5とを備えている。
また、温調システム1は、外気温度を検知する外気温センサ51、車室8内の温度(室温)を検知する室温センサ52等のセンサを含む。
温調システム1は、ヒートポンプモードHPとヒータモードHTとを選択可能に構成されるモード選択部50を備えている。モード選択部50は、制御装置5に含まれていてもよい。
冷媒回路10は、図1に構成の一例を示すように、圧縮機11と、凝縮器12と、膨張弁13と、蒸発器14とを備えている。冷媒回路10には、冷凍サイクルに従って冷媒が循環する。
冷媒回路10に封入される冷媒としては、公知の適宜な単一冷媒あるいは混合冷媒を用いることができる。例えば、本実施形態の冷媒として、R410A、R32等のHFC(Hydro Fluoro Carbon)冷媒や、R1234ze、R1234yf等のHFO(Hydro Fluoro Olefin)冷媒、あるいは、プロパン、イソブタン等の炭化水素(HC)系冷媒を用いることが可能である。特に、本実施形態の冷媒としてR1234yfを用いることが好ましい。
冷媒として二酸化炭素(CO2)を用いる場合は、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超える遷臨界冷凍サイクルが構成される。その場合でも、本実施形態の凝縮器12と同様に高圧側熱交換器により冷媒が放熱し、本実施形態の蒸発器14と同様に低圧側熱交換器により冷媒が吸熱する作用が得られるから、二酸化炭素冷媒のように遷臨界冷凍サイクルを構成する冷媒も冷媒回路10に採用することができる。
凝縮器12は、圧縮機11から吐出された冷媒ガスを熱媒体と熱交換させる。
膨張弁13(減圧部)は、凝縮器12から流出した冷媒を減圧させることで断熱膨張させる。膨張弁13としては、制御装置5からの指令に基づき開度を制御可能な電子膨張弁を採用することが好ましい。但し、温度式膨張弁を採用したり、膨張弁13の代わりにキャピラリーチューブを採用したりすることも許容される。
蒸発器14と圧縮機11との間には、図示しないアキュムレータ(気液分離器)を設けることができる。
図1において、低圧側の冷媒の流れは太い実線により示され、高圧側の冷媒の流れは太い破線により示されている。図2以下でも同様である。
熱媒体回路20は、凝縮器12および蒸発器14により冷媒と熱を授受可能な熱媒体が循環可能に構成されている。熱媒体は、少なくとも1つ以上の温調対象の冷却または加熱に用いられる。本実施形態における温調対象の一つは、車室8内の空気に相当する。
熱媒体回路20に封入される熱媒体は、液相の状態を維持して熱媒体回路20を循環する水やブライン等の液体である。ブラインとしては、例えば、水およびプロピレングリコールの混合液、あるいは、水およびエチレングリコールの混合液を例示することができる。
HVAC(Heating, Ventilation, and Air Conditioning)ユニットUは、室内熱交換器25と、室内送風機25Aと、室内送風機25Aにより送られる空気が流れる図示しないダクトとを含んで構成されている。
凝縮器12を含む高圧側回路C2の熱媒体と、蒸発器14を含む低圧側回路C1の熱媒体とは相互に混合されない。
直列回路CCを示す図2においても、相対的に低温の熱媒体の流れが実線で示され、相対的に高温の熱媒体の流れが一点鎖線により示されている。図2を参照すると、並列回路C1,C2が設定される場合とは異なり、蒸発器14から流出し、凝縮器12に流入するまでの熱媒体の流れが実線で示され、凝縮器12から流出し、蒸発器14に流入するまでの熱媒体の流れが一点鎖線で示されている。これは、熱媒体が蒸発器14に流入すると、冷媒への放熱により熱媒体の温度が低下することを表し、熱媒体が凝縮器12に流入すると、冷媒からの吸熱により熱媒体の温度が上昇することを表している。
但し、直列回路CCを用いる運転モードでも、2つのポンプ21,22を作動させることで、熱媒体回路20における熱媒体の循環流量を十分に得ることができる。
第1~第3切替弁31~33は、必要な運転モードの実現に必要な経路を熱媒体回路20に設定するために、適宜な構造の適宜な数の電動弁に代替可能である。
制御装置5は、図3に示すように、メモリ501、演算部502、記憶部503、および入出力部504を含むコンピュータに相当する。「コンピュータ」には、プログラマブルロジックコントローラ(PLC;programmable logic controller)も含まれる。
また、制御装置5は、例えば、室温、外気温度、熱媒体温度、冷媒の温度または圧力等、室温に相関する物理量をセンサにより検知し、検知された値と目標値との偏差を解消させるように圧縮機11の回転数等をフィードバック制御することにより、室温を目標温度に調整することができる。
モード選択部50は、制御装置5とは別のコンピュータに含まれていてもよい。
次に、図1を参照し、ヒートポンプモードHP時の温調システム1の作用を説明する。
ヒートポンプモードHPは、車室8内を暖房するモードに相当し、熱源としての外気から、外気温よりも温度が高い高温熱媒体に熱を汲み上げて車室8まで搬送することで、車室8内を暖房する。
熱媒体回路20には、第1~第3切替弁31~33、凝縮器流量調整弁12V、および蒸発器流量調整弁14Vに対する制御指令に基づいて、ヒートポンプモードHPに対応する回路が設定される。
つまり、蒸発器14から流出した低温熱媒体は、実線の矢印で示すように、第2切替弁32を経由して室外熱交換器23へと流入する。外気から吸熱した熱媒体は、第1切替弁31および蒸発器流量調整弁14Vを経由して蒸発器14へと戻る。
蒸発器14に流入した熱媒体からの吸熱により冷媒は蒸発し、圧縮機11へと吸入される。圧縮機11から吐出された冷媒は、凝縮器12で熱媒体への放熱により凝縮し、これに伴い熱媒体は昇温する。
次に、図2を参照し、直列回路CCを用いる運転モードであるヒータモードHTについて説明する。外気温が0℃を大幅に下回る場合、例えば-20℃以下にまで外気温が低下した場合は、上述のヒートポンプモードHPにより外気から熱媒体に吸熱することができる熱量が少なくなるとともに、圧縮機11の吸入冷媒密度が低下し、圧縮機11の動力が小さくなる。そうした場合でも、ヒータモードHTにより、圧縮機11を熱源として暖房運転を行うことができる。ヒータモードHTは、圧縮機11の動力を温調対象の加熱に用いる。
なお、後述する起動時ヒータモードHT0は、ヒータモードHTへの移行を前提とするモードであるため、ヒータモードHTと同様の名称を使用するが、起動時ヒータモードHT0の名称も、必ずしもこれに限られない。
制御装置5は、第1切替弁31、第2切替弁32、蒸発器流量調整弁14V、凝縮器流量調整弁12V、室外送風機23A、および室内送風機25Aに指令を送ることで、ヒータモードHTに対応する経路を熱媒体回路20に設定する。
蒸発器14から流出した熱媒体は、第2切替弁32から室外バイパス経路24に流入し、第1切替弁31と凝縮器流量調整弁12Vとの間で、第1切替弁31から凝縮器12に向かう流れに合流した後、凝縮器12および凝縮器バイパス経路12Aのうち少なくとも凝縮器12に流入して冷媒から吸熱する。
モード選択部50によるヒートポンプモードHPとヒータモードHTとのモード選択を説明する。
図4(a)の横軸は外気温度Tであり、縦軸は加熱能力CPである。図4(a)には、ヒートポンプモードHPの外気温度-加熱能力特性OH1が実線で示され、ヒータモードHTの外気温度-加熱能力特性OH2が一点鎖線で示されている。図4(a)は、特性OH1と特性OH2との相関データDTを示している。
ヒータモードHTの最大加熱能力のとき、第1切替弁31から蒸発器14に向けて流れる熱媒体の全量が蒸発器14に流入し、第1切替弁31から凝縮器12に向けて流れる熱媒体の全量が凝縮器12に流入する。
特性OH1,OH2に基づき、特性OH1を示す線と特性OH2を示す線とは交差する。これらの線の交点Xに対応する外気温度を交点外気温度TXと称する。この交点外気温度TXには切替外気温度TSが設定されている。
切替外気温度TSよりも高い外気温度Tが検知されるときは、検知された外気温度Tに対応するヒートポンプモードHPの特性OH1における領域R2の加熱能力CPの方が、ヒータモードHTの加熱能力CPよりも高い。
一方、切替外気温度TSよりも低い外気温度Tが検知されるときは、ヒータモードHTの加熱能力CPの方が、外気温度Tに対応するヒートポンプモードHPの特性OH1の領域R1の加熱能力CPよりも高い。
制御装置5は、切替外気温度TSを閾値とする外気温度Tの判定に基づき、ヒートポンプモードHPおよびヒータモードHTのいずれか一方を温調システム1の運転モードとして設定することができる。
一方、上記の外気温度Tの判定(第1の判定)によりヒータモードHTが選択される場合(ステップS01でYes)、つまり、検知された外気温度Tに対応するヒートポンプモードHPの特性OH1の領域R1の加熱能力CPが、ヒータモードHTの加熱能力CPよりも劣る場合は、以下に説明する第2の判定により、空調負荷Lに応じて運転モードを決定することが好ましい(ステップS03~S05)。
ここで、「空調負荷」は、下記の式(1)により定義される。式中の空気温度は、厳密には空気エンタルピである。式中の風量は、厳密には質量流量である。
空調負荷L=風量Q×(目標吹き出し空気温度TT- 吸い込み空気温度TI)…(1)
目標吹き出し空気温度TTは、HVACユニットUから車室8内に吹き出される空気の目標温度であり、車室8内の空気の目標温度から設定される。目標吹き出し空気温度TTは、室温センサ52等より算出される。
吸い込み空気温度TIは、室内送風機25Aおよび車両の走行により室内熱交換器25に導入される空気の温度を言う。吸い込み空気温度TIは、内気循環が設定されている場合は、室温センサ52により検知される室温に相当し、外気導入が設定されている場合は、外気温センサ51により検知される外気温に相当する。
外気温が0℃を大幅に下回る場合は、TTとTIとの差ΔTが大きいので空調負荷が高い。
モード選択部50は、空調負荷Lに応じて設定された切替外気温度TSLに対し、外気温度Tが高い場合は(ステップS03でNo)ヒートポンプモードHPを選択し(ステップS04)、切替外気温度TSLに対し、外気温度Tが低い場合は(ステップS03でYes)ヒータモードHTを選択する(ステップS05)。
一方、外気温度Tが同様にT1であって、空調負荷がL1よりも大きいL2である場合は、TSL>Tとなるため(ステップS03でYes)、ヒータモードHTが選択される(ステップS05)。
また、外気温度Tが同様にT2であって、空調負荷がL1よりも大きいL2である場合も、TSL=Tとなるから(ステップS03でNo)、ヒートポンプモードHPが選択される(ステップS04)。但し、外気温度Tが変わらずT2であっても、空調負荷がL2よりも高くなれば、TSL>Tとなるため(ステップS03でYes)、ヒータモードHTが選択される(ステップS05)
外気温度Tが0℃を大幅に下回る場合など、空調負荷Lが高い場合は、圧縮機11を熱源として動作するヒータモードHTが選択されることで、外気温度Tによらず、能力不足を起こさずに加熱対象を加熱することができる。
また、仮に、凝縮器12と熱交換される熱媒体に投入される熱量の大きさで言うとヒートポンプモードHPよりもヒータモードHTが適するのだとしても、外気温度Tと加熱能力CPとの特性OH1,OH2に基づき、外気からの吸熱により省電力で運転可能なヒートポンプモードHPを選択することができる。そうすると、必要な加熱能力に対してヒートポンプモードHPにより得られる加熱能力が十分である場合には、圧縮機11への電力投入により必要な熱量を得るヒータモードHTが選択されないので、経済的な運転が可能となる。
図6に示すように、切替外気温度TSは、交点外気温度TXよりも低温側にシフトして設定されていても良い。この場合に、上述の第1の判定(ステップS01)のみに基づいてモード選択を行うとすると、切替外気温度TSよりも外気温度Tが高いとき、ヒータモードHTに対して加熱能力CPが劣るヒートポンプモードHPが選択される場合がある。
しかし、特性OH1,OH2の加熱能力CPは、最大加熱能力であるため、殆どの場合、実際の空調負荷Lに対して必要な加熱能力は不足しない。そのため、切替外気温度TSを交点外気温度TXに対して所定の温度差Δxだけ低い外気温度に設定しておくことで、外気温が低下してもヒートポンプモードHPの運転を出来るだけ継続させて経済的に運転することができる。
上記実施形態の温調システム1は、図7に示す起動時用のヒータモードとしての起動時ヒータモードHT0を備えていてもよい。
図7を参照し、熱媒体の具体的な流れと共に、直列回路CCを用いる起動時ヒータモードHT0の作用を説明する。起動時ヒータモードHT0では、室外熱交換器23により外気から熱媒体に吸熱させるため、室外熱交換器23に熱媒体を流入させる。また、冷媒の加温を車室8内の暖房に優先させるため、凝縮器12に熱媒体を流入させずに凝縮器バイパス経路12Aへと迂回させることで、冷媒の熱媒体への放熱を防ぐ。そして、蒸発器14において熱媒体から冷媒へと放熱させる。
さらには、室内熱交換器25における空気と熱媒体との熱交換を抑えるために、室内送風機25Aの作動を停止させることが好ましい。
起動時ヒータモードHT0からヒータモードHTへの切り替え後、凝縮器流量調整弁12Vにより、凝縮器12に流入する熱媒体の流量を次第に増加させると良い。
温調システム1は、温調機器としての室内熱交換器25に加えて、あるいは室内熱交換器25に代えて、バッテリー装置等の他の温調機器を備えていてもよい。その場合、熱媒体回路20は、他の温調機器を熱媒体により冷却または加熱するための経路を含む。
以上の開示により、以下に記す構成が把握される。
〔1〕車両用の温調システムであって、
圧縮機11、高圧側熱交換器(12)、減圧部(13)、および低圧側熱交換器(14)を含み、冷凍サイクルに従って冷媒が循環可能に構成される冷媒回路(10)と、
前記冷媒に対して熱を授受する熱媒体が循環可能に構成される熱媒体回路(20)と、を備え、
前記熱媒体回路(20)は、
前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる前記高圧側熱交換器(12)と、
前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる前記低圧側熱交換器(14)と、
いずれも前記熱媒体を圧送可能に構成される第1ポンプ(21)および第2ポンプ(22)と、
外気と前記熱媒体とを熱交換させる室外熱交換器(23)と、
前記熱媒体により加熱または冷却される温調対象に相当する、または前記温調対象の加熱または冷却に用いられる温調機器(25)と、
前記室外熱交換器(23)から前記熱媒体を迂回させる室外バイパス経路(24)と、を含み、
前記温調システムは、運転モードとして、
前記低圧側熱交換器(14)および前記室外熱交換器(23)を前記熱媒体が前記第1ポンプ(21)により循環する低圧側回路(C1)と、前記高圧側熱交換器(12)および前記温調機器(25)を前記熱媒体が前記第2ポンプ(22)により循環する高圧側回路(C2)とが形成されるヒートポンプモード(HP)と、
前記高圧側熱交換器(12)から流出した前記熱媒体が、前記温調機器(25)を経由して前記低圧側熱交換器(14)に流入し、さらに前記室外バイパス経路(24)を通り、前記高圧側熱交換器(12)に流入する圧縮機熱源モード(HT)と、を備えるとともに、
前記ヒートポンプモード(HP)または前記圧縮機熱源モードを選択可能に構成されるモード選択部(50)と、
外気温度を検知する外気温センサ(51)と、を備え、
前記モード選択部(50)は、
前記ヒートポンプモード(HP)および前記圧縮機熱源モード(HT)のそれぞれの外気温度-加熱能力特性(OH1,OH2)の交点(X)に対応する交点外気温度(TX)、または、前記交点外気温度(TX)よりも低い温度に設定される切替外気温度(TS,TSL)に対し、前記外気温センサ(51)により検知される外気温度(T)が高い場合は前記ヒートポンプモード(HP)を選択し、前記外気温度(T)が低い場合は前記圧縮機熱源モード(HT)を選択するように構成される、
車両用温調システム。
〔1〕項に記載の車両用温調システム。
前記加熱負荷(L1,L2)と前記ヒートポンプモード(HP)の前記外気温度-加熱能力特性との交点(X1,X2)に対応する前記切替外気温(TSL)に対し、前記外気温度(T)が高い場合は前記ヒートポンプモード(HP)を選択し、前記外気温度(T)が低い場合は前記圧縮機熱源モード(HT)を選択可能に構成される、
〔2〕項に記載の車両用温調システム。
前記高圧側熱交換器(12)と前記高圧側バイパス経路との前記熱媒体の流量比を調整可能に構成される高圧側流量調整弁(12V)と、を備え、
前記運転モードとして、
前記高圧側熱交換器(12)から流出した前記熱媒体が、前記低圧側熱交換器(14)に流入し、さらに前記室外熱交換器(23)を通り、前記高圧側熱交換器(12)および前記高圧側バイパス経路(12A)のうち少なくとも前記高圧側バイパス経路(12A)に流入する起動時圧縮機熱源モード(HT0)を備える、
〔1〕から〔3〕のいずれか一項に記載の車両用温調システム。
〔6〕車両用の温調システムを用いる温調方法であって、
前記温調システムは、
圧縮機11、高圧側熱交換器(12)、減圧部(13)、および低圧側熱交換器(14)を含み、冷凍サイクルに従って冷媒が循環可能に構成される冷媒回路(10)と、
前記冷媒に対して熱を授受する熱媒体が循環可能に構成される熱媒体回路(20)と、を備え、
前記熱媒体回路(20)は、
前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる前記高圧側熱交換器(12)と、
前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる前記低圧側熱交換器(14)と、
いずれも前記熱媒体を圧送可能に構成される第1ポンプ(21)および第2ポンプ(22)と、
外気と前記熱媒体とを熱交換させる室外熱交換器(23)と、
前記熱媒体により加熱または冷却される温調対象に相当する、または前記温調対象の加熱または冷却に用いられる温調機器(25)と、
前記室外熱交換器(23)から前記熱媒体を迂回させる室外バイパス経路(24)と、を含み、
前記温調方法は、
前記低圧側熱交換器(14)および前記室外熱交換器(23)を前記熱媒体が前記第1ポンプ(21)により循環する低圧側回路(C1)と、前記高圧側熱交換器(12)および前記温調機器(25)を前記熱媒体が前記第2ポンプ(22)により循環する高圧側回路(C2)とが形成されるヒートポンプモード(HP)と、
前記高圧側熱交換器(12)から流出した前記熱媒体が、前記温調機器(25)を経由して前記低圧側熱交換器(14)に流入し、さらに前記室外バイパス経路(24)を通り、前記高圧側熱交換器(12)に流入する圧縮機熱源モード(HT)との一方を選択するにあたり、
前記ヒートポンプモード(HP)および前記圧縮機熱源モード(HT)のそれぞれの外気温度-加熱能力特性(OH1,OH2)の交点(X)に対応する交点外気温度(TX)、または、前記交点外気温度(TX)よりも低い温度に設定される切替外気温度(TS,TSL)に対し、検知される外気温度(T)が高い場合は前記ヒートポンプモード(HP)を選択し、前記外気温度(T)が低い場合は前記圧縮機熱源モード(HT)を選択する、
車両用温調方法。
5 制御装置
8 車室
10 冷媒回路
11 圧縮機
12 凝縮器
12A 凝縮器バイパス経路
12V 凝縮器流量調整弁
13 膨張弁(減圧部)
14 蒸発器
14A 蒸発器バイパス経路
14V 蒸発器流量調整弁
20 熱媒体回路
21 第1ポンプ
22 第2ポンプ
23 室外熱交換器
23A 室外送風機
24 室外バイパス経路
25 室内熱交換器
25A 室内送風機
31 第1切替弁
32 第2切替弁
33 第3切替弁
50 モード選択部
51 外気温センサ
52 室温センサ
501 メモリ
502 演算部
503 記憶部
504 入出力部
C1 低圧側回路
C2 高圧側回路
CC 直列回路
CP 加熱能力
DT 相関データ
R1,R2 領域
HP ヒートポンプモード
HT ヒータモード(圧縮機熱源モード)
HT0 起動時ヒータモード(起動時圧縮機熱源モード)
L,L1,L2 空調負荷
OH1,OH2 外気温度-加熱能力特性
T,T1,T2 外気温度
TS,TSL 切替外気温度
TX 交点外気温度
U ユニット
X 交点
Δx 温度差
Claims (6)
- 車両用の温調システムであって、
圧縮機、高圧側熱交換器、減圧部、および低圧側熱交換器を含み、冷凍サイクルに従って冷媒が循環可能に構成される冷媒回路と、
前記冷媒に対して熱を授受する熱媒体が循環可能に構成される熱媒体回路と、を備え、
前記熱媒体回路は、
前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる前記高圧側熱交換器と、
前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる前記低圧側熱交換器と、
いずれも前記熱媒体を圧送可能に構成される第1ポンプおよび第2ポンプと、
外気と前記熱媒体とを熱交換させる室外熱交換器と、
前記熱媒体により加熱または冷却される温調対象に相当する、または前記温調対象の加熱または冷却に用いられる温調機器と、
前記室外熱交換器から前記熱媒体を迂回させる室外バイパス経路と、を含み、
前記温調システムは、運転モードとして、
前記低圧側熱交換器および前記室外熱交換器を前記熱媒体が前記第1ポンプにより循環する低圧側回路と、前記高圧側熱交換器および前記温調機器を前記熱媒体が前記第2ポンプにより循環する高圧側回路とが形成されるヒートポンプモードと、
前記高圧側熱交換器から流出した前記熱媒体が、前記温調機器を経由して前記低圧側熱交換器に流入し、さらに前記室外バイパス経路を通り、前記高圧側熱交換器に流入する圧縮機熱源モードと、を備えるとともに、
前記ヒートポンプモードまたは前記圧縮機熱源モードを選択可能に構成されるモード選択部と、
外気温度を検知する外気温センサと、を備え、
前記モード選択部は、
前記ヒートポンプモードおよび前記圧縮機熱源モードのそれぞれの外気温度-加熱能力特性の交点に対応する交点外気温度、または、前記交点外気温度よりも低い温度に設定される切替外気温度に対し、前記外気温センサにより検知される前記外気温度が高い場合は前記ヒートポンプモードを選択し、前記外気温度が低い場合は前記圧縮機熱源モードを選択するように構成される、
車両用温調システム。 - 前記モード選択部は、前記ヒートポンプモードの前記外気温度-加熱能力特性における前記圧縮機熱源モードよりも加熱能力が劣る領域においては、前記切替外気温度を加熱負荷に応じて設定可能に構成される、
請求項1に記載の車両用温調システム。 - 前記ヒートポンプモードの前記外気温度-加熱能力特性においては、前記外気温度が低下するにつれて前記加熱能力は低下し、
前記モード選択部は、前記加熱負荷と前記ヒートポンプモードの前記外気温度-加熱能力特性との交点に対応する前記切替外気温度に対し、前記外気温度が高い場合は前記ヒートポンプモードを選択し、前記外気温度が低い場合は前記圧縮機熱源モードを選択するように構成される、
請求項2に記載の車両用温調システム。 - 前記高圧側熱交換器から前記熱媒体を迂回させる高圧側バイパス経路と、
前記高圧側熱交換器と前記高圧側バイパス経路との前記熱媒体の流量比を調整可能に構成される高圧側流量調整弁と、を備え、
前記運転モードとして、
前記高圧側熱交換器から流出した前記熱媒体が、前記低圧側熱交換器に流入し、さらに前記室外熱交換器を通り、前記高圧側熱交換器および前記高圧側バイパス経路のうち少なくとも前記高圧側バイパス経路に流入する起動時圧縮機熱源モードを備える、
請求項1から3のいずれか一項に記載の車両用温調システム。 - 前記起動時圧縮機熱源モードは、前記低圧側熱交換器から流出した前記熱媒体を前記室外熱交換器に流入させる、
請求項4に記載の車両用温調システム。 - 車両用の温調システムを用いる温調方法であって、
前記温調システムは、
圧縮機、高圧側熱交換器、減圧部、および低圧側熱交換器を含み、冷凍サイクルに従って冷媒が循環可能に構成される冷媒回路と、
前記冷媒に対して熱を授受する熱媒体が循環可能に構成される熱媒体回路と、を備え、
前記熱媒体回路は、
前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる前記高圧側熱交換器と、
前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる前記低圧側熱交換器と、
いずれも前記熱媒体を圧送可能に構成される第1ポンプおよび第2ポンプと、
外気と前記熱媒体とを熱交換させる室外熱交換器と、
前記熱媒体により加熱または冷却される温調対象に相当する、または前記温調対象の加熱または冷却に用いられる温調機器と、
前記室外熱交換器から前記熱媒体を迂回させる室外バイパス経路と、を含み、
前記温調方法は、
前記低圧側熱交換器および前記室外熱交換器を前記熱媒体が前記第1ポンプにより循環する低圧側回路と、前記高圧側熱交換器および前記温調機器を前記熱媒体が前記第2ポンプにより循環する高圧側回路とが形成されるヒートポンプモードと、
前記高圧側熱交換器から流出した前記熱媒体が、前記温調機器を経由して前記低圧側熱交換器に流入し、さらに前記室外バイパス経路を通り、前記高圧側熱交換器に流入する圧縮機熱源モードとの一方を選択するにあたり、
前記ヒートポンプモードおよび前記圧縮機熱源モードのそれぞれの外気温度-加熱能力特性の交点に対応する交点外気温度、または、前記交点外気温度よりも低い温度に設定される切替外気温度に対し、検知される外気温度が高い場合は前記ヒートポンプモードを選択し、前記外気温度が低い場合は前記圧縮機熱源モードを選択する、
車両用温調方法。
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