JP2023107644A - Air conditioner for vehicle - Google Patents
Air conditioner for vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023107644A JP2023107644A JP2022008932A JP2022008932A JP2023107644A JP 2023107644 A JP2023107644 A JP 2023107644A JP 2022008932 A JP2022008932 A JP 2022008932A JP 2022008932 A JP2022008932 A JP 2022008932A JP 2023107644 A JP2023107644 A JP 2023107644A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant
- air
- temperature
- hot gas
- radiator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 254
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 69
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 57
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 14
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 11
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- FXRLMCRCYDHQFW-UHFFFAOYSA-N 2,3,3,3-tetrafluoropropene Chemical compound FC(=C)C(F)(F)F FXRLMCRCYDHQFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B5/00—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity
- F25B5/04—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity arranged in series
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
- B60H1/00278—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit for the battery
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
- B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
- B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
- B60H1/00899—Controlling the flow of liquid in a heat pump system
- B60H1/00914—Controlling the flow of liquid in a heat pump system where the flow direction of the refrigerant does not change and there is a bypass of the condenser
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
- B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
- B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
- B60H1/00899—Controlling the flow of liquid in a heat pump system
- B60H1/00921—Controlling the flow of liquid in a heat pump system where the flow direction of the refrigerant does not change and there is an extra subcondenser, e.g. in an air duct
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/32—Cooling devices
- B60H1/3204—Cooling devices using compression
- B60H1/3205—Control means therefor
- B60H1/3213—Control means therefor for increasing the efficiency in a vehicle heat pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B6/00—Compression machines, plants or systems, with several condenser circuits
- F25B6/04—Compression machines, plants or systems, with several condenser circuits arranged in series
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
- F25B2339/04—Details of condensers
- F25B2339/047—Water-cooled condensers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/04—Refrigeration circuit bypassing means
- F25B2400/0409—Refrigeration circuit bypassing means for the evaporator
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
【課題】ホットガス回路を用いた暖房運転時においても、放熱器の出口空気温度を正確に推定して車室内に吹出される空気の温度制御を正確に行う。【解決手段】冷媒を圧縮する圧縮機2、冷媒の熱により車室内に供給する空気を加熱する室内熱交換器(放熱器)4、及び、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器7を含む冷媒回路Rと、冷媒回路を制御する制御装置100を備え、冷媒回路は、圧縮機から吐出した冷媒を、室外熱交換器を迂回させ、放熱器を経て圧縮機の吸入側に流入させるホットガス回路を有し、制御装置は、ホットガス回路を利用したホットガス暖房モードを実行可能であり、ホットガス暖房モードにおいて、放熱器の出口冷媒圧力から算出された飽和温度と、放熱器の入口側過熱度又は出口側過熱度と、に基づいて得られる補正値を用いて前記放熱器の出口空気温度の推定値を算出する、車両用空調装置を提供する。【選択図】図1An object of the present invention is to accurately estimate the air temperature at the outlet of a radiator and to accurately control the temperature of the air blown into the passenger compartment even during heating operation using a hot gas circuit. A compressor 2 for compressing a refrigerant, an indoor heat exchanger (radiator) 4 for heating air supplied to a vehicle interior with the heat of the refrigerant, and an outdoor heat exchanger 7 for exchanging heat between the refrigerant and outside air. and a control device 100 for controlling the refrigerant circuit. The refrigerant circuit bypasses the outdoor heat exchanger and passes through the radiator to flow into the suction side of the compressor. It has a hot gas circuit, and the controller can execute a hot gas heating mode using the hot gas circuit. In the hot gas heating mode, the saturation temperature calculated from the outlet refrigerant pressure of the radiator and the Provided is a vehicle air conditioner that calculates an estimated value of the outlet air temperature of the radiator using a correction value obtained based on the degree of superheat on the inlet side or the degree of superheat on the outlet side. [Selection drawing] Fig. 1
Description
本発明は、車両に適用されるヒートポンプ式の車両用空調装置であって、特に、複数の運転モードを備えた車両用空調装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a heat pump type vehicle air conditioner applied to a vehicle, and more particularly to a vehicle air conditioner having a plurality of operation modes.
近年、車両に搭載されたバッテリから供給される電力によって走行用モータを駆動するハイブリッド自動車や電気自動車等の車両が普及している。このような車両に搭載される車両用空調装置として、圧縮機、空気流通路内に設けられて冷媒を放熱させる放熱器(凝縮器)、空気流通路内に設けられて冷媒を吸熱させる吸熱器(蒸発器)、及び、車室外に設けられて冷媒を放熱又は吸熱させる室外熱交換器が接続された冷媒回路を備え、空気流通路内の空気を放熱器又は吸熱器において冷媒と熱交換させて車室内に供給することで車室内の暖房や冷房を行うものが知られている。 2. Description of the Related Art In recent years, vehicles such as hybrid vehicles and electric vehicles, in which a driving motor is driven by electric power supplied from a battery mounted in the vehicle, have become widespread. As a vehicle air conditioner mounted on such a vehicle, there are a compressor, a radiator (condenser) provided in the air flow passage to dissipate heat from the refrigerant, and a heat absorber provided in the air flow passage to absorb heat from the refrigerant. (evaporator) and a refrigerant circuit connected to an outdoor heat exchanger that is provided outside the vehicle and that releases or absorbs heat from the refrigerant, and the air in the air flow passage is heat-exchanged with the refrigerant in the radiator or heat absorber. It is known to heat or cool the interior of the vehicle by supplying the air to the interior of the vehicle.
このような車両用空調装置では、吸熱器及び放熱器において空気流通路内を通過する空気の冷却又は加熱と併せて、空気流通路内のエアミックスダンパにより放熱器に通風される空気の風量を調整することで、車室内へ供給される空気の吹出温度が目標吹出温度となるように制御している(例えば、特許文献1)。 In such a vehicle air conditioner, in addition to cooling or heating the air passing through the air circulation passage in the heat absorber and the radiator, the air mix damper in the air circulation passage controls the volume of the air blown to the radiator. By adjusting, the blowout temperature of the air supplied into the passenger compartment is controlled so as to be the target blowout temperature (for example, Patent Document 1).
エアミックスダンパは、放熱器に通風される空気の風量割合SWに基づいて制御される。風量割合SWは、放熱器の出口空気温度の推定値を用いて算出され、この推定値は、予め定めた推定式を用いて算出される。特許文献1の車両用空調装置では、運転モード毎に異なる推定式を用い、運転モード毎に適切な推定値を算出している。
The air mix damper is controlled based on the air volume rate SW of the air blown to the radiator. The air volume ratio SW is calculated using an estimated value of the outlet air temperature of the radiator, and this estimated value is calculated using a predetermined estimation formula. In the vehicle air conditioner of
ところで、車両用空調装置を搭載した車両が、外気温度が極端に低い環境(極低温環境)下で走行する場合には、室外熱交換器において冷媒が外気から吸熱することができないため、室外熱交換器に冷媒を通過させないホットガス回路を用いたホットガス暖房モードによって車室内を暖房することが考えられる。 By the way, when a vehicle equipped with a vehicle air-conditioning system runs in an environment where the outside air temperature is extremely low (extremely low temperature environment), the refrigerant cannot absorb heat from the outside air in the outdoor heat exchanger. It is conceivable to heat the passenger compartment in a hot gas heating mode using a hot gas circuit in which refrigerant does not pass through the exchanger.
ホットガス暖房モードでは、冷媒回路における冷媒の状態変化が通常の運転モードとは異なるため、放熱器の出口空気温度の推定値(推定温度)と実際の出口空気温度との乖離が大きくなる。この場合、実際の出口空気温度と乖離した推定温度から算出された風量割合SWに基づいてエアミックスダンパを制御することとなり、車室内へ供給される空気の吹出温度を正確に制御することができず、快適な空調を実現することができない。 In the hot gas heating mode, since the state change of the refrigerant in the refrigerant circuit is different from that in the normal operation mode, the deviation between the estimated value (estimated temperature) of the outlet air temperature of the radiator and the actual outlet air temperature becomes large. In this case, the air mix damper is controlled based on the air volume ratio SW calculated from the estimated temperature that deviates from the actual outlet air temperature, so that the blowout temperature of the air supplied to the vehicle interior can be accurately controlled. Therefore, comfortable air conditioning cannot be achieved.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ホットガス回路を用いた暖房運転時においても、放熱器の出口空気温度を正確に推定して車室内に吹出される空気の温度制御を正確に行い、快適な空調を実現することなどを課題としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and even during heating operation using a hot gas circuit, the air temperature at the outlet of the radiator can be accurately estimated and the temperature of the air blown into the passenger compartment can be adjusted. The challenge is to perform accurate control and realize comfortable air conditioning.
本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機、冷媒の熱により車室内に供給する空気を加熱する放熱器、及び、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器を含む冷媒回路と、前記冷媒回路を制御する制御装置を備え、前記冷媒回路は、前記圧縮機から吐出した冷媒を、前記室外熱交換器を迂回させ、前記放熱器を経て前記圧縮機の吸入側に流入させるホットガス回路を有し、前記制御装置は、前記ホットガス回路に冷媒を流通させて、前記圧縮機で圧縮した冷媒の熱により前記車室内を暖房するホットガス暖房モードを実行可能であり、前記ホットガス暖房モードにおいて、前記放熱器の出口冷媒圧力から算出された飽和温度と、前記放熱器の入口側過熱度又は出口側過熱度とに基づいて得られる補正値を用いて前記放熱器の出口空気温度の推定値を算出する、車両用空調装置を提供する。 The present invention provides a refrigerant circuit including a compressor that compresses a refrigerant, a radiator that heats air supplied to a vehicle interior with the heat of the refrigerant, and an outdoor heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and the outside air, and the refrigerant circuit. and the refrigerant circuit has a hot gas circuit in which the refrigerant discharged from the compressor bypasses the outdoor heat exchanger and flows into the suction side of the compressor via the radiator. The control device is capable of executing a hot gas heating mode in which the refrigerant is circulated in the hot gas circuit and the interior of the vehicle is heated by the heat of the refrigerant compressed by the compressor, and in the hot gas heating mode , an estimated value of the outlet air temperature of the radiator using a correction value obtained based on the saturation temperature calculated from the outlet refrigerant pressure of the radiator and the degree of superheat on the inlet side or the degree of superheat on the outlet side of the radiator To provide a vehicle air conditioner that calculates
本発明によれば、ホットガス回路を用いた暖房運転時においても、放熱器の出口空気温度を正確に推定して車室内に吹出される空気の温度制御を正確に行い、快適な空調を実現することができる。 According to the present invention, even during heating operation using a hot gas circuit, the air temperature at the outlet of the radiator is accurately estimated to accurately control the temperature of the air blown into the passenger compartment, realizing comfortable air conditioning. can do.
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の説明において、同一の符号は同一の機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing this invention is demonstrated in detail, referring drawings. In the following description, the same reference numerals denote portions having the same functions, and duplication of description in each drawing will be omitted as appropriate.
図1は、本発明の実施形態に係る車両用空調装置1の概略構成を示す。車両用空調装置1は、例えば、エンジン(内燃機関)が搭載されていない電気自動車(EV)やエンジンと走行用の電動モータを供用する所謂ハイブリッド自動車などの車両に適用することができる。このような車両は、バッテリ55(例えば、リチウム電池)が搭載され、外部電源からバッテリ55に充電された電力を、走行用モータ(電動モータ)を含むモータユニット(不図示)に供給することで駆動し、走行する。車両用空調装置1も、バッテリ55から給電されて駆動される。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a
車両用空調装置1は、ヒートポンプ運転を行うための冷媒回路Rと、温調対象としてバッテリ55の温度を調整する熱媒体回路60とを備えている。熱媒体回路60は、冷媒回路Rに対して後述する温調対象熱交換器64を介して熱交換可能に接続される。車両用空調装置1は、冷媒回路Rを用いたヒートポンプ運転により暖房運転や冷房運転等の空調運転を含む各種運転モードを選択的に実行することで、車室内の空調及びバッテリ55の温度調整を行う。
The
なお、熱媒体回路60は、温調対象として、バッテリ55以外にも、例えば、モータユニットや、車両に搭載されて発熱するその他の機器の温度調整を行うことができる。
In addition to the
冷媒回路Rは、冷媒を圧縮する圧縮機2と、車室内の空気が通気循環されるHVACユニット10の空気流通路3内に設けられ、圧縮機2から吐出された高温高圧の冷媒を放熱させて車室内に供給する空気を加熱する放熱器である室内熱交換器4と、暖房時に冷媒を減圧膨張させる室外膨張弁6と、冷房時には冷媒を放熱させる放熱器(凝縮器)として機能し、暖房時には冷媒を吸熱させる蒸発器として機能すべく冷媒と外気との間で熱交換を行わせるための室外熱交換器7と、冷媒を減圧膨張させる室内膨張弁8と、空気流通路3内に設けられて冷房時及び除湿時に車室内外から冷媒に吸熱させて車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器9と、アキュムレータ12等が冷媒配管13A~13Kにより接続されて構成されている。
The refrigerant circuit R is provided in the
室外膨張弁6及び室内膨張弁8は、いずれも図示しないパルスモータにより駆動される電子膨張弁であり、パルスモータに加えられるパルス数によって全閉から全開までの間で開度が適宜制御される室外膨張弁6は、室外熱交換器7を用いた暖房運転時や除霜運転時に、室内熱交換器4から流出し室外熱交換器7に流入する冷媒を減圧膨張させる室内膨張弁8は、吸熱器9に流入する冷媒を減圧膨張させると共に、吸熱器9における冷媒の吸熱量、つまり通過空気の冷却能力を調整する。
Both the
室外熱交換器7の冷媒出口と吸熱器9の冷媒入口とは冷媒配管13Aにより接続されている。冷媒配管13Aには、室外熱交換器7側から順に、逆止弁18と室内膨張弁8とが設けられている。逆止弁18は、吸熱器9に向かう方向が順方向となるように冷媒配管13Aに設けられる。冷媒配管13Aは、逆止弁18よりも室外熱交換器7側の位置で冷媒配管13Bに分岐すると共に、逆止弁18と室内膨張弁8との間で冷媒配管13Iに分岐している。
A refrigerant outlet of the
冷媒配管13Aから分岐した冷媒配管13Bは、アキュムレータ12の冷媒入口に接続されている。冷媒配管13Bには、室外熱交換器7側から順に、暖房時に開放される電磁弁21及び逆止弁20が設けられている。逆止弁20は、アキュムレータ12に向かう方向が順方向となるように接続されている。冷媒配管13Bの電磁弁21と逆止弁20との間は冷媒配管13Cに分岐している。冷媒配管13Bから分岐した冷媒配管13Cは、吸熱器9の冷媒出口に接続されている。アキュムレータ12の冷媒出口と圧縮機2とは、冷媒配管13Dにより接続されている。
A
圧縮機2の冷媒出口と室内熱交換器4の冷媒入口とは、冷媒配管13Eにより接続されている。室内熱交換器4の冷媒出口には冷媒配管13Fの一端が接続され、冷媒配管13Fの他端側は室外膨張弁6の手前(冷媒上流側)で冷媒配管13Gと冷媒配管13Hに分岐している。分岐した一方の冷媒配管13Gが室外膨張弁6を介して室外熱交換器7の冷媒入口側に接続されている。また、分岐した他方の冷媒配管13Hは、冷媒配管13Aの逆止弁18と室内膨張弁8との間に接続されている。冷媒配管13Hの冷媒配管13Aとの接続点より冷媒上流側には、電磁弁22が設けられている。電磁弁22は電子膨張弁であってもよい。
A refrigerant outlet of the
また、冷媒配管13Aから分岐した冷媒配管13Iは、温調対象熱交換器64の冷媒流路64Aに接続され、冷媒配管13Iには、チラー膨張弁72が設けられている。チラー膨張弁72は、図示しないパルスモータにより駆動される電子膨張弁であり、パルスモータに加えられるパルス数によって全閉から全開までの間で開度が適宜制御される。チラー膨張弁72は温調対象熱交換器64の冷媒流路64Aに流入する冷媒を減圧膨張させる。温調対象熱交換器64の冷媒流路64Aの出口には冷媒配管13Jの一端が接続されている。冷媒配管13Jの他端は、冷媒配管13Bのアキュムレータ12入口近傍に接続されている。
A
これにより、冷媒配管13Hは室外膨張弁6、室外熱交換器7及び逆止弁18の直列回路に対して並列に接続され、室外膨張弁6、室外熱交換器7及び逆止弁18をバイパスする。そして、冷媒配管13Hと冷媒配管13Iとにより、圧縮機2から吐出した冷媒を室内熱交換器4に流し、室外熱交換器7を迂回させて、温調対象熱交換器64とを経て圧縮機2の吸入側に流入させるホットガス回路を構成する。冷媒配管13Hに設けられた電磁弁22の開閉に応じて冷媒配管13Gに冷媒を流入させるか否か、つまりホットガス回路を用いるか否かを選択できるようになっている。
As a result, the
また、圧縮機2の冷媒出口とアキュムレータ12の冷媒吸入側とは冷媒配管13Kにより接続されている。冷媒配管13Kには、電子膨張弁24が設けられ、電子膨張弁24を開状態とすることにより、圧縮機2から吐出した冷媒を再び圧縮機2に吸入させるバイパス回路を構成することができる。
A refrigerant outlet of the
吸熱器9の空気上流側における空気流通路3には、外気吸込口と内気吸込口の各吸込口が形成されている(図1では吸込口25で代表して示す)。吸込口25には吸込切換ダンパ26が設けられている。吸込切換ダンパ26により、車室内の空気である内気と、車室外の空気である外気とを適宜切り換えて吸込口25から空気流通路3内に導入する。吸込切換ダンパ26の空気下流側には、導入した内気や外気を空気流通路3に送給するための室内送風機27が設けられている。
The
室内熱交換器4の空気上流側における空気流通路3内には、空気流通路3内に流入し、吸熱器9を通過した後の空気流通路3内の空気(内気や外気)を室内熱交換器4及び補助ヒータ23に通風する割合を調整するエアミックスダンパ28が設けられている。
In the
なお、補助暖房手段として、例えば、圧縮機廃熱によって加熱した温水を空気流通路3に配置したヒータコアに循環させることにより、送風空気を加熱する形態とすることもできる。
As the auxiliary heating means, for example, hot water heated by compressor waste heat may be circulated through a heater core disposed in the
熱媒体回路60は、熱媒体回路60に熱媒体を循環させてバッテリ55に熱媒体を流すためのポンプ61と、温調対象熱交換器64を備え、温調対象であるバッテリ55に熱媒体を通過させてバッテリ55の温度を調整する。
The
熱媒体回路60は、温調対象熱交換器64において冷媒回路Rを循環する冷媒と熱媒体とが熱交換するように設けられている。すなわち、熱媒体回路60では、熱媒体が温調対象熱交換器64の熱媒体流路64Bを通過し、温調対象熱交換器64の冷媒流路64Aを通過する冷媒と熱交換する。冷媒と熱交換することで温調された熱媒体が、ポンプ61によって熱媒体回路60を循環することでバッテリ55を通過し、バッテリ55の温度調整を行う。
このように、温調対象熱交換器64は、冷媒回路Rの一部を構成すると同時に、熱媒体回路60の一部をも構成する。
The
In this way, the temperature control
熱媒体回路60で使用される熱媒体としては、例えば、水、HFO-1234yfのような冷媒、水に不凍液等を加えたクーラント液等の液体、空気等の気体が採用可能である。尚、本実施形態ではクーラント液を熱媒体として採用している。また、バッテリ55の周囲には例えば、熱媒体が当該バッテリ55と熱交換関係で流通可能なジャケット構造が施されているものとする。
As the heat medium used in the
図2に、車両用空調装置1の制御を司る制御装置100の概略構成を示す。制御装置100は、車両用空調装置1が車両に搭載された際に、モータユニットの駆動制御やバッテリ55の充放電制御を含む車両全般の制御を司る車両コントローラ35とCAN(Controller Area Network)やLIN(Local Interconnect Network)等の車載ネットワークにより相互に通信可能に接続され、情報の送受信を行う。
FIG. 2 shows a schematic configuration of a
制御装置100及び車両コントローラ35には、例えば、CPU(Central Processing Unit)又はMPU(Micro Processing Unit)等のプロセッサや電気回路、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)等の記憶素子を備えたコンピュータを適用することができる。
The
制御装置100には、以下の各センサや検出器が接続され、これらの各センサや検出器等の出力が入力される。なお、以下の説明において、本実施形態に係る車両用空調装置1による動作に直接関係しない構成については図示及び説明を省略する。
The following sensors and detectors are connected to the
具体的には、制御装置100には、車両の外気温度Tamを検出する外気温度センサ33と、吸込口25から空気流通路3に吸い込まれる空気の温度を検出するHVAC吸込温度センサ36と、車室内の空気温度(内気温度Tin)を検出する内気温度センサ37と、吹出口29から車室内に吹出される空気の温度を検出する吹出温度センサ41と、室内熱交換器4の入口冷媒温度Tcxinを検出する室内熱交換器入口温度センサ43と、圧縮機2の吸込冷媒温度TS及び吸込冷媒圧力PSを検出する吸込温度・圧力センサ46と、室内熱交換器4の出口冷媒温度Tciを検出する室内熱交換器温度センサ44と、室内熱交換器4の出口冷媒圧力Pciを検出する室内熱交換器圧力センサ47と、設定温度や空調運転の切換えを設定するための空調操作部53と、が接続されている。
Specifically, the
上記のほか、制御装置100には、バッテリ55の温度を検出するバッテリ温度センサ76や、温調対象熱交換器64の熱媒体流路を出てバッテリ55に入る熱媒体の温度Tw(チラー水温)を検出する熱媒体温度センサ79が接続されている。バッテリ55の温度を把握するには、バッテリ温度センサ76又は熱媒体温度センサ79の何れかを適宜用いることができる。
In addition to the above, the
一方、制御装置100の出力には、圧縮機2、室内送風機27、吸込切換ダンパ26、エアミックスダンパ28、室外膨張弁6、室内膨張弁8、電磁弁21,22、電子膨張弁24、ポンプ61、及びチラー膨張弁72が接続されている。制御装置100は各センサの出力と空調操作部53にて入力された設定及び車両コントローラ35からの情報に基づいてこれらを制御する。
On the other hand, outputs of the
このように構成された車両用空調装置1では、車両用空調装置1が搭載された車両が走行する環境や車両の状態に応じて、複数の運転モードから最適な運転モードを選択して実行することができる。例えば、車両が、所定温度未満の極低温環境下で走行する場合には、室外熱交換器7において外気から吸熱を行うことができないため、ホットガス回路を利用して車室内の暖房を行うホットガス暖房モードを実行する。
The
また、極低温環境下においては、バッテリ55を加熱する必要が生じるため、ホットガス回路を利用したバッテリ加熱モードや、暖房とバッテリの加熱とを同時に行うホットガスモードを実行する。この他、室外熱交換器7において外気から吸熱が可能な場合に車室内の暖房を行う外気吸熱暖房モードや、バッテリ55の冷却を行うバッテリ冷却モード、吸熱器9において冷却された空気により車室内の冷房を行う冷房モード等の各種の運転モードを実行することができる。
In addition, since it is necessary to heat the
以下、本実施形態においては、ホットガス回路を利用した各運転モード(すなわち、本実施形態では、暖房モード、バッテリ加熱モード、及び、ホットガスモードの3つの運転モード)の実行時の車両用空調装置1の動作について説明する。
Hereinafter, in this embodiment, each operation mode using the hot gas circuit (that is, in this embodiment, the three operation modes of the heating mode, the battery heating mode, and the hot gas mode) are executed. The operation of
図3は、ホットガス回路を利用した各運転モードの実行時における冷媒回路Rの冷媒の流れを示している。図3において、冷媒が流れている冷媒配管を太線で示している。ホットガス回路を利用したホットガス暖房モード、バッテリ加熱モード、及び、ホットガスモードは圧縮機2の回転数、冷媒回路Rを循環する冷媒量、熱媒体回路60を循環する熱媒体量、及び、HVACユニット10を通過する送風流量等について互いに異なる場合があるものの、冷媒回路Rにおける冷媒が循環または通過する流路は同一となる。
FIG. 3 shows the flow of the refrigerant in the refrigerant circuit R during execution of each operation mode using the hot gas circuit. In FIG. 3, the thick lines indicate the refrigerant pipes through which the refrigerant flows. The hot gas heating mode using the hot gas circuit, the battery heating mode, and the hot gas mode are the rotation speed of the
制御装置100により(オートモード)、又は、空調操作部53へのマニュアル操作(マニュアルモード)により暖房運転が選択され、車両が極低温環境下を走行している場合に、制御装置100はホットガス回路を利用した暖房運転を開始する。制御装置100は、室外膨張弁6、室内膨張弁8及び電磁弁21を閉じ、電磁弁22、チラー膨張弁72を開くと共に、電子膨張弁24を開く。これにより、ホットガス回路、及び、バイパス回路が構成され、冷媒が循環可能となる。
When the heating operation is selected by the control device 100 (auto mode) or by manual operation (manual mode) of the air
この状態で、圧縮機2の運転を開始すると、圧縮機2から吐出された冷媒は、一部がホットガス回路を循環し、残りがバイパス回路を循環する。すなわち、圧縮機2から吐出された冷媒の一部は、室内熱交換器4を通過し、電磁弁22及びチラー膨張弁72を経て、温調対象熱交換器64を通過し、アキュムレータ12を経て圧縮機2へ戻る。一方、圧縮機2から吐出された冷媒の残りは、電子膨張弁24及びアキュムレータ12を経て圧縮機2へ戻る。
以下、各運転モード間において異なる点、及び、各運転モードの冷媒回路Rを循環する冷媒の状態について説明する。
When the operation of the
The differences between the operation modes and the state of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit R in each operation mode will be described below.
(1)ホットガス暖房モード
ホットガス暖房モードにおいて、制御装置100は、室内送風機27を運転し、エアミックスダンパ28が室内送風機27から吹出された空気が室内熱交換器4に通風される割合を調整する状態とする。また、ポンプ61を動作させず、熱媒体回路60に熱媒体を循環させない。つまり、冷媒は、温調対象熱交換器64の通過時に熱媒体との熱交換を行わない。
(1) Hot gas heating mode In the hot gas heating mode, the
図4に、ホットガス暖房モードにおける冷媒の状態変化を表したモリエル線図を示す。
圧縮機2から吐出して室内熱交換器4に流入した高温高圧のガス冷媒は、空気流通路3内の空気と熱交換することで、空気流通路3内の空気が冷媒によって加熱され、加熱された空気が吹出口29から車室内へ吹出されて暖房が行われる。室内熱交換器4で熱交換した冷媒は空気に熱を奪われて冷却され、凝縮する。
FIG. 4 shows a Mollier diagram showing changes in the state of the refrigerant in the hot gas heating mode.
The high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the
凝縮した冷媒は室内熱交換器4を出た後、冷媒配管13F、13H、13A、13Iを通過してチラー膨張弁72を経て温調対象熱交換器64を通過する。冷媒は、チラー膨張弁72において膨張して低温低圧となり、温調対象熱交換器64において熱媒体との熱交換を行わずに通過し、冷媒配管13J、13Bを経てアキュムレータ12に流入する。
After leaving the
一方、圧縮機2から吐出した高温高圧のガス冷媒は、冷媒配管13Kを経て電子膨張弁24で膨張されて再びアキュムレータ12に流入する。すなわち、アキュムレータ12には、室内熱交換器4で液化した冷媒と、圧縮機2で圧縮された後に電子膨張弁24で膨張された冷媒とが流入することとなる。アキュムレータ12に流入した冷媒は、気液分離された後、ガス冷媒として冷媒配管13Dを経て圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す。
(2)バッテリ加熱モード
バッテリ加熱モードにおいて、制御装置100は、室内送風機27を運転させず、室内熱交換器4において冷媒と空気との熱交換が行われない状態とする。つまり、冷媒は、室内熱交換器4を通過するのみとなる。また、ポンプ61を動作させ、熱媒体回路60に熱媒体を循環させて温調対象熱交換器64において冷媒と熱媒体との熱交換が行われる状態とする。
On the other hand, the high-temperature, high-pressure gas refrigerant discharged from the
(2) Battery Heating Mode In the battery heating mode, the
図5に、バッテリ加熱モードにおける冷媒の状態変化を表したモリエル線図を示す。
圧縮機2から吐出して室内熱交換器4に流入した高温高圧のガス冷媒は、空気流通路3内の空気と熱交換せずに通過し、冷媒は室内熱交換器4を出た後、高温高圧のガス冷媒の状態で冷媒配管13F、13H、13A、13Iを通過してチラー膨張弁72を経て温調対象熱交換器64を通過する。冷媒は、温調対象熱交換器64において熱媒体と熱交換することで、熱媒体回路60を循環する熱媒体が冷媒によって加熱され、加熱された熱媒体によりバッテリ55が加熱される。温調対象熱交換器64で熱交換した冷媒は熱媒体に熱を奪われて冷却されて凝縮し、冷媒配管13J、13Bを経てアキュムレータ12に流入する。
FIG. 5 shows a Mollier diagram showing the state change of the refrigerant in the battery heating mode.
The high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the
一方、圧縮機2から吐出した高温高圧のガス冷媒は、冷媒配管13Kを経て電子膨張弁24で膨張されて再びアキュムレータ12に流入する。すなわち、アキュムレータ12には、温調対象熱交換器64で液化した冷媒と、圧縮機2で圧縮された後に電子膨張弁24で膨張された冷媒とが流入することとなる。アキュムレータ12に流入した冷媒は、気液分離された後、ガス冷媒として冷媒配管13Dを経て圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す。
On the other hand, the high-temperature, high-pressure gas refrigerant discharged from the
(3)ホットガスモード(ホットガス暖房及びバッテリ加熱を同時に実施する運転モード)
ホットガスモードにおいて、制御装置100は、室内送風機27を運転し、エアミックスダンパ28が室内送風機27から吹出された空気が室内熱交換器4に通風される割合を調整する状態とする。また、ポンプ61を動作させて熱媒体回路60に熱媒体を循環させ、温調対象熱交換器64において冷媒と熱媒体との熱交換が行われる状態とする。
(3) Hot gas mode (operation mode in which hot gas heating and battery heating are performed simultaneously)
In the hot gas mode, the
ホットガスモードにおける冷媒の状態変化を表したモリエル線図は、図4のホットガス暖房モードにおける冷媒の状態変化を表したモリエル線図と同様となるので、図示を省略する。
圧縮機2から吐出して室内熱交換器4に流入した高温高圧のガス冷媒は、空気流通路3内の空気と熱交換することで、空気流通路3内の空気が冷媒によって加熱され、加熱された空気が吹出口29から車室内へ吹出されて暖房が行われる。室内熱交換器4で熱交換した冷媒は空気に熱を奪われて冷却され、凝縮する。
The Mollier diagram showing the state change of the refrigerant in the hot gas mode is similar to the Mollier diagram showing the state change of the refrigerant in the hot gas heating mode of FIG. 4, so the illustration is omitted.
The high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the
凝縮した冷媒は室内熱交換器4を出た後、冷媒配管13F、13H、13A、13Iを通過してチラー膨張弁72を経て温調対象熱交換器64を通過する。冷媒は、温調対象熱交換器64において熱媒体と熱交換することで、熱媒体回路60を循環する熱媒体が冷媒によって加熱され、加熱された熱媒体によりバッテリ55が加熱される。温調対象熱交換器64で熱交換した冷媒は熱媒体に熱を奪われて冷却されて凝縮し、冷媒配管13J、13Bを経てアキュムレータ12に流入する。
After leaving the
一方、圧縮機2から吐出した高温高圧のガス冷媒は、冷媒配管13Kを経て電子膨張弁24で膨張されて再びアキュムレータ12に流入する。すなわち、アキュムレータ12には、室内熱交換器4及び温調対象熱交換器64で液化した冷媒と、圧縮機2で圧縮された後に電子膨張弁24で膨張された冷媒とが流入することとなる。アキュムレータ12に流入した冷媒は、気液分離された後、ガス冷媒として冷媒配管13Dを経て圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す。
On the other hand, the high-temperature, high-pressure gas refrigerant discharged from the
なお、上述のホットガス回路を利用した各運転モードでは、バイパス回路を併用する例について説明したが、必ずしもバイパス回路を利用する必要はなく、ホットガス回路のみを利用して各運転モードを実行しても良い。バイパス回路を利用する場合は、圧縮機2で圧縮されて高温高圧となった冷媒を、バイパス回路を経て再び圧縮機2へ戻すため、圧縮機2での動力の上乗せを行うことができる。このため、バイパス回路を利用しない場合に比してより早期に車室内へ所望の温度の空気を供給することができ、より早期に熱媒体回路60の熱媒体を所望の温度まで加熱することができるという利点がある。
In each operation mode using the hot gas circuit described above, an example in which a bypass circuit is also used has been described, but it is not always necessary to use the bypass circuit, and each operation mode can be executed using only the hot gas circuit. can be When the bypass circuit is used, the high-temperature and high-pressure refrigerant that has been compressed by the
(車室内に吹出される空気の温度制御について)
制御装置100は、上述したホットガス暖房モード及びホットガスモードの実行時に、エアミックスダンパ28によって室内熱交換器4に通風される空気の風量を調整すると共に、圧縮機2を制御して室内熱交換器4における加熱を制御する。これにより、制御装置100は、吹出口29から車室内に吹出される空気が目標吹出温度TAOとなるように制御している。
(Regarding temperature control of the air blown into the passenger compartment)
When executing the hot gas heating mode and the hot gas mode described above, the
ここで、制御装置100は、エアミックスダンパ28を風量割合SWに基づいて開閉制御する。
Here, the
風量割合SWは、以下の数式(1)によって算出される。
SW=(TAO-Te)/(Theat-Te) ・・・(1)
ここで、TAOは吹出口29から車室内に吹出される空気の目標吹出温度、Teは吸熱器9の出口空気温度、Theatは室内熱交換器4の出口空気温度の推定値(以下、「推定加熱温度」という)である。
The air volume ratio SW is calculated by the following formula (1).
SW=(TAO−Te)/(Heat−Te) (1)
Here, TAO is the target blowout temperature of the air blown into the vehicle interior from the
推定加熱温度Theatは、以下の数式(2)によって算出することができる。
Theat =(INTL_TH * Theat0+Tau_TH * Theatz)/(Tau_TH+INTL_TH)・・・(2)
ここで、INTL_THは演算周期(定数)、Tau_THは一次遅れの時定数
Theat0は一次遅れ演算前の推定加熱温度Theat、Theatzは推定加熱温度Theatの前回値である。
The estimated heating temperature Theat can be calculated by the following formula (2).
Theat = (INTL_TH * Theat0 + Tau_TH * Theatz) / (Tau_TH + INTL_TH) (2)
Here, INTL_TH is a calculation period (constant), Tau_TH is a first-order lag time constant, Theat0 is the estimated heating temperature Theat before the first-order lag calculation, and Theatz is the previous value of the estimated heating temperature Theat.
推定加熱温度Theatを算出する際に、運転モードよって時定数Tau_TH及び定常値Theat0を変更することにより、上述した数式(2)を運転モードによって異なる数式とし、推定加熱温度Theatを算出、推定する。 When calculating the estimated heating temperature Theat, by changing the time constant Tau_TH and the steady-state value Theat0 according to the operation mode, the above-mentioned formula (2) is changed to a different formula depending on the operation mode, and the estimated heating temperature Theat is calculated and estimated.
特に、ホットガス回路を用いた暖房運転を行うホットガス暖房モード及びホットガスモードにおいては、図4に示したモリエル線図に示すように、冷媒に過熱度がつく。そこで、制御装置100は、ホットガス暖房モード及びホットガスモードにおいて、室内熱交換器4の出口冷媒圧力Pciから算出された飽和温度と、室内熱交換器4の入口側過熱度又は出口側過熱度に基づいて得られる補正値を用いて推定加熱温度Theatを算出する。
In particular, in the hot gas heating mode and the hot gas mode in which the heating operation is performed using the hot gas circuit, the refrigerant is superheated as shown in the Mollier diagram shown in FIG. Therefore, in the hot gas heating mode and the hot gas mode, the
具体的には、数式(1)における定常値Theat0を以下の数式(3)のように変更し、変更した定常値Theat0を補正値として数式(1)に用いることで、推定加熱温度Theatを算出する。
Theat0=THsatu+TH_HOS+TH_OFFSET …(3)
ここで、THsatuは、室内熱交換器4の出口冷媒圧力Pciから算出される飽和温度であり、飽和温度曲線テーブルを参照して算出することができる。図6に、冷媒の圧力と飽和温度との関係を示す飽和温度曲線テーブルを示す。
Specifically, the steady-state value Theat0 in the formula (1) is changed as shown in the following formula (3), and the changed steady-state value Theat0 is used as a correction value in the formula (1) to calculate the estimated heating temperature Theat. do.
Heat0=THsatu+TH_HOS+TH_OFFSET (3)
Here, THsatu is the saturation temperature calculated from the outlet refrigerant pressure Pci of the
TH_HOSは、室内熱交換器4の入口側過熱度SHcxin又は出口側過熱度SHcxoutに基づいて得られる値であり、TH_OFFSETはオフセット値である。TH_HOSは、室内熱交換器4の入口側過熱度SHcxinと出口側過熱度SHcxoutとの和、又は、入口側過熱度SHcxinとすることができる。
TH_HOS is a value obtained based on the inlet-side superheat SHcxin or the outlet-side superheat SHcxout of the
入口側過熱度SHcxinは、室内熱交換器4の入口冷媒温度Tcxinから飽和温度THsatuを減ずることで得られる。出口側過熱度SHcxoutは、室内熱交換器4の出口冷媒温度Tciから飽和温度THsatuを減ずることで得られる。
The inlet-side superheat SHcxin is obtained by subtracting the saturation temperature THsatu from the inlet refrigerant temperature Tcxin of the
また、制御装置100は、室内熱交換器4の出口冷媒圧力Pciから算出された飽和温度と、室内熱交換器4の入口側過熱度又は出口側過熱度に基づいて得られる補正値に代えて、室内熱交換器4の入口冷媒温度基づいて得られる補正値を用いて室内熱交換器4の出口空気温度の推定値を算出してもよい。つまり、上記した数式(1)における定常値Theat0を室内熱交換器4の入口冷媒温度Tcxinとオフセット値との和に変更し、変更した定常値Theat0を補正値として数式(1)に用いることで、推定加熱温度Theatを算出することもできる。
In addition, instead of the correction value obtained based on the saturation temperature calculated from the outlet refrigerant pressure Pci of the
以上説明してきたように、本実施形態に係る車両用空調装置1によれば、制御装置100が、出口空気温度の推定値である推定加熱温度Theatの算出に際して、冷媒の過熱度に基づく補正値を利用する。これにより、ホットガス回路を利用した暖房時の冷媒の状態変化に起因して生じる実際の室内熱交換器4の出口空気温度との乖離を抑制し、正確に室内熱交換器4の出口空気温度を推定することができる。したがって、推定精度の高い推定加熱温度Theatを用いて風量割合SWを算出することができるので、車室内に吹出される空気の温度制御を正確に行い、快適な空調を実現することができる。
したがって、
As described above, according to the
therefore,
なお、図1に示す本実施形態に係る車両用空調装置1において実行可能な他の運転モードの参考例として、以下、外気吸熱暖房モード及びバッテリ冷却モードについて説明する。
(外気吸熱暖房モード)
図7は、外気吸熱暖房モードにおける冷媒回路Rの冷媒の流れ(太線)を示している。また、図8は、外気吸熱暖房モードにおける冷媒の状態変化を示すモリエル線図である。
制御装置100が外気吸熱暖房モードを実行する場合、室外膨張弁6及び電磁弁21を開放し、電磁弁22及び室内膨張弁8、電子膨張弁24、チラー膨張弁72を全閉とする。圧縮機2及び室内送風機27を運転し、エアミックスダンパ28は室内送風機27から吹出された空気が室内熱交換器4に通風される割合を調整する状態とする。
As reference examples of other operation modes executable in the
(External air heat absorption heating mode)
FIG. 7 shows the refrigerant flow (thick line) in the refrigerant circuit R in the outside air heat absorption heating mode. Moreover, FIG. 8 is a Mollier diagram showing changes in the state of the refrigerant in the outside air heat absorption heating mode.
When the
これにより、圧縮機2から吐出された高温高圧のガス冷媒は室内熱交換器4に流入する。室内熱交換器4において空気流通路3内の空気と高温高圧の冷媒とが熱交換し、すなわち、空気流通路3内の空気が冷媒によって加熱され、加熱された空気が吹出口29から車室内へ吹出されることで暖房が行われる。
As a result, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the
一方、室内熱交換器4を通過する冷媒は空気流通路3を通過する空気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化する。液化した冷媒は室内熱交換器4を出た後、冷媒配管13F、13Gを経て、室外膨張弁6に至る。冷媒は、室外膨張弁6で減圧された後、室外熱交換器7に流入する。室外熱交換器7に流入した冷媒は蒸発し、車両の走行により流入する外気、或いは、室外送風機(図示せず)にて通風される外気中から熱を汲み上げる(吸熱)。即ち、冷媒回路Rがヒートポンプとなる。
On the other hand, the refrigerant passing through the
そして、室外熱交換器7を出た低温の冷媒は冷媒配管13A、13B、電磁弁21、及び逆止弁20を経てアキュムレータ12に流入し、アキュムレータ12で気液分離された後、ガス冷媒が冷媒配管13Dを経て圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す。
The low-temperature refrigerant leaving the
(バッテリ冷却モード)
図9は、バッテリ冷却モードにおける冷媒回路Rの冷媒の流れを示している。図9において、冷媒が流れる冷媒配管を太線で示している。また、バッテリ冷却モードにおける冷媒の状態変化を示すモリエル線図は、図8に示す外気吸熱暖房モードにおける冷媒の状態変化を示すモリエル線図と同一であるので図示を省略する。
制御装置100がバッテリ冷却モードを実行する場合、室外膨張弁6及びチラー膨張弁72を開放し、電磁弁21、電磁弁22及び室内膨張弁8、電子膨張弁24を全閉とする。そして、室内送風機27を運転させずに圧縮機2を運転する。
(battery cooling mode)
FIG. 9 shows the refrigerant flow in the refrigerant circuit R in the battery cooling mode. In FIG. 9, refrigerant pipes through which the refrigerant flows are indicated by thick lines. A Mollier diagram showing the state change of the refrigerant in the battery cooling mode is the same as the Mollier diagram showing the state change of the refrigerant in the outside air heat absorption heating mode shown in FIG.
When the
これにより、圧縮機2から吐出された高温高圧の冷媒は室内熱交換器4に流入するものの、通過するのみとなり、室内熱交換器4を出た冷媒は冷媒配管13F、13Gを経て、室外膨張弁6に至る。冷媒は、室外膨張弁6で減圧された後、室外熱交換器7に流入する。室外熱交換器7に流入した冷媒は車両の走行により流入する外気、或いは、不図示の室外送風機にて通風される外気によって空冷され、凝縮液化する。
As a result, although the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the
室外熱交換器7を出た冷媒は冷媒配管13A、逆止弁18、及びチラー膨張弁72を経て温調対象熱交換器64に流入し、蒸発する。このときの吸熱作用により熱媒体回路60を循環する熱媒体が冷却される。
The refrigerant exiting the
温調対象熱交換器64で蒸発した冷媒は、冷媒配管13Jを経てアキュムレータ12に至り、冷媒配管13Dを経て圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す。温調対象熱交換器64にて冷却された熱媒体は、ポンプ61によってバッテリ55に圧送され、バッテリ55を冷却する。
The refrigerant evaporated in the temperature control
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれら実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments, and design modifications and the like are possible without departing from the gist of the present invention. Even if there is, it is included in the present invention.
1:車両用空調装置、2:圧縮機、3:空気流通路、4:室内熱交換器、6:室外膨張弁、7:室外熱交換器、8:室内膨張弁、9:吸熱器、10:HVACユニット、12:アキュムレータ、13A~13K:冷媒配管、18,20:逆止弁、21,22:電磁弁、24:電子膨張弁、25:吸込口、26:吸込切換ダンパ、27:室内送風機、28:エアミックスダンパ、29:吹出口、55:バッテリ、60:熱媒体回路、61:ポンプ、64:温調対象熱交換器、64A:冷媒流路、64B:熱媒体流路、72:チラー膨張弁、100:制御装置 1: vehicle air conditioner, 2: compressor, 3: air flow passage, 4: indoor heat exchanger, 6: outdoor expansion valve, 7: outdoor heat exchanger, 8: indoor expansion valve, 9: heat absorber, 10 : HVAC unit, 12: accumulator, 13A-13K: refrigerant piping, 18, 20: check valve, 21, 22: solenoid valve, 24: electronic expansion valve, 25: suction port, 26: suction switching damper, 27: indoor Blower, 28: Air mix damper, 29: Blowout port, 55: Battery, 60: Heat medium circuit, 61: Pump, 64: Temperature control target heat exchanger, 64A: Refrigerant flow path, 64B: Heat medium flow path, 72 : Chiller expansion valve 100: Control device
Claims (8)
前記冷媒回路を制御する制御装置を備え、
前記冷媒回路は、前記圧縮機から吐出した冷媒を、前記室外熱交換器を迂回させ、前記放熱器を経て前記圧縮機の吸入側に流入させるホットガス回路を有し、
前記制御装置は、
前記ホットガス回路に冷媒を流通させて、前記圧縮機で圧縮した冷媒の熱により前記車室内を暖房するホットガス暖房モードを実行可能であり、
前記ホットガス暖房モードにおいて、前記放熱器の出口冷媒圧力から算出された飽和温度と、前記放熱器の入口側過熱度又は出口側過熱度とに基づいて得られる補正値を用いて前記放熱器の出口空気温度の推定値を算出する、車両用空調装置。 a refrigerant circuit including a compressor that compresses the refrigerant, a radiator that heats the air supplied to the vehicle interior with the heat of the refrigerant, and an outdoor heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and the outside air;
A control device that controls the refrigerant circuit,
The refrigerant circuit has a hot gas circuit in which the refrigerant discharged from the compressor bypasses the outdoor heat exchanger and flows into the suction side of the compressor via the radiator,
The control device is
A hot gas heating mode can be executed in which a refrigerant is circulated in the hot gas circuit and the interior of the vehicle is heated by the heat of the refrigerant compressed by the compressor,
In the hot gas heating mode, the saturation temperature calculated from the outlet refrigerant pressure of the radiator and the correction value obtained based on the inlet-side superheat degree or the outlet-side superheat degree of the radiator A vehicle air conditioner that calculates an estimate of outlet air temperature.
前記冷媒回路を制御する制御装置を備え、
前記冷媒回路は、前記圧縮機から吐出した冷媒を、前記室外熱交換器を迂回させ、前記放熱器を経て前記圧縮機の吸入側に流入させるホットガス回路を有し、
前記制御装置は、
前記ホットガス回路に冷媒を流通させて、前記圧縮機で圧縮した冷媒の熱により前記車室内を暖房するホットガス暖房モードを実行可能であり、
前記ホットガス暖房モードにおいて、前記放熱器の入口冷媒温度基づいて得られる補正値を用いて前記放熱器の出口空気温度の推定値を算出する、車両用空調装置。 a refrigerant circuit including a compressor that compresses the refrigerant, a radiator that heats the air supplied to the vehicle interior with the heat of the refrigerant, and an outdoor heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and the outside air;
A control device that controls the refrigerant circuit,
The refrigerant circuit has a hot gas circuit in which the refrigerant discharged from the compressor bypasses the outdoor heat exchanger and flows into the suction side of the compressor via the radiator,
The control device is
It is possible to execute a hot gas heating mode in which a refrigerant is circulated in the hot gas circuit and the interior of the vehicle is heated by the heat of the refrigerant compressed by the compressor,
An air conditioner for a vehicle, wherein, in the hot gas heating mode, an estimated value of the outlet air temperature of the radiator is calculated using a correction value obtained based on the inlet refrigerant temperature of the radiator.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022008932A JP2023107644A (en) | 2022-01-24 | 2022-01-24 | Air conditioner for vehicle |
CN202380016627.3A CN118541274A (en) | 2022-01-24 | 2023-01-16 | Air conditioner for vehicle |
PCT/JP2023/000933 WO2023140206A1 (en) | 2022-01-24 | 2023-01-16 | Vehicular air conditioning device |
DE112023000678.4T DE112023000678T5 (en) | 2022-01-24 | 2023-01-16 | vehicle air conditioning system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022008932A JP2023107644A (en) | 2022-01-24 | 2022-01-24 | Air conditioner for vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023107644A true JP2023107644A (en) | 2023-08-03 |
Family
ID=87348788
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022008932A Pending JP2023107644A (en) | 2022-01-24 | 2022-01-24 | Air conditioner for vehicle |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023107644A (en) |
CN (1) | CN118541274A (en) |
DE (1) | DE112023000678T5 (en) |
WO (1) | WO2023140206A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2025027643A (en) * | 2023-08-16 | 2025-02-28 | サンデン株式会社 | Vehicle air conditioning system |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0648170A (en) * | 1992-07-31 | 1994-02-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Automotive air conditioner |
DE112013005737B4 (en) * | 2012-11-30 | 2021-09-16 | Sanden Holdings Corporation | Vehicle air conditioning system |
JP6068229B2 (en) * | 2013-03-29 | 2017-01-25 | 株式会社日本クライメイトシステムズ | Air conditioner for vehicles |
JP6723137B2 (en) * | 2016-10-20 | 2020-07-15 | サンデン・オートモーティブクライメイトシステム株式会社 | Vehicle air conditioner |
-
2022
- 2022-01-24 JP JP2022008932A patent/JP2023107644A/en active Pending
-
2023
- 2023-01-16 WO PCT/JP2023/000933 patent/WO2023140206A1/en active Application Filing
- 2023-01-16 DE DE112023000678.4T patent/DE112023000678T5/en active Pending
- 2023-01-16 CN CN202380016627.3A patent/CN118541274A/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE112023000678T5 (en) | 2024-11-21 |
CN118541274A (en) | 2024-08-23 |
WO2023140206A1 (en) | 2023-07-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11104205B2 (en) | Vehicle air-conditioning device | |
EP3534090B1 (en) | Heat pump cycle apparatus | |
JP6838518B2 (en) | Refrigeration cycle equipment | |
EP2634021A1 (en) | Heat pump system for vehicle and method of controlling the same | |
KR101669826B1 (en) | Heat pump system for vehicle | |
WO2020110509A1 (en) | Vehicle air conditioner | |
EP3878670A1 (en) | In-vehicle temperature control system | |
KR102111323B1 (en) | Heat pump system for vehicle | |
JP2018177219A (en) | Vehicle heat management system | |
JP7221650B2 (en) | Vehicle air conditioner | |
KR101941026B1 (en) | Heat pump system for vehicle | |
WO2022064946A1 (en) | Air conditioning device for vehicle | |
WO2023140206A1 (en) | Vehicular air conditioning device | |
WO2023140205A1 (en) | Vehicle air-conditioning device | |
WO2023140210A1 (en) | Vehicle air-conditioning device | |
JP6544287B2 (en) | Air conditioner | |
JP7494139B2 (en) | Vehicle air conditioning system | |
KR101146477B1 (en) | Heat Pump System for Car | |
US12257882B2 (en) | Air conditioning device for vehicle | |
US20250033436A1 (en) | Electric compressor for vehicle | |
WO2022064945A1 (en) | Air conditioning device for vehicle | |
JP2023016587A (en) | Vehicular air conditioner | |
KR101461989B1 (en) | Heat pump system for vehicle and its control method | |
WO2022137925A1 (en) | Vehicle air conditioner | |
WO2024101061A1 (en) | Heat pump cycle device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221102 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20221102 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20241125 |