JP2014125111A - Air conditioner, air conditioner control method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は空調装置に関するものである。 The present invention relates to an air conditioner.
従来、前席側空調ユニットの蒸発器と、後席側空調ユニットの蒸発器とを並列に配置した空調装置が特許文献1に開示されている。 Conventionally, Patent Document 1 discloses an air conditioner in which an evaporator of a front seat air conditioning unit and an evaporator of a rear seat air conditioning unit are arranged in parallel.
上記の技術では、前席側空調ユニットの蒸発器の温度と、後席側空調ユニットの蒸発器の温度とが異なり、冷媒流量の分配バランスが悪くなって冷媒流量が偏った場合に、2つの蒸発器に冷媒を流入させる圧縮機の冷媒流量を制御し、蒸発器で冷媒流量が不足することを抑制している。 In the above technique, when the temperature of the evaporator of the front seat side air conditioning unit and the temperature of the evaporator of the rear seat side air conditioning unit are different, the distribution flow rate of the refrigerant flow rate is poor and the refrigerant flow rate is biased. The refrigerant flow rate of the compressor that causes the refrigerant to flow into the evaporator is controlled to suppress the refrigerant flow rate from being insufficient in the evaporator.
しかし、圧縮機の冷媒流量を制御しても、前席側空調ユニットの蒸発器と後席側空調ユニットの蒸発器とにおける冷媒流量の偏りは解消されない、といった問題点がある。 However, even if the refrigerant flow rate of the compressor is controlled, there is a problem that the deviation of the refrigerant flow rate between the evaporator of the front seat air conditioning unit and the evaporator of the rear seat air conditioning unit cannot be resolved.
本発明はこのような問題点に鑑みて発明されたもので、複数の蒸発器を並列に配置した空調装置において、蒸発器に流入する冷媒流量の偏りを解消することを目的とする。 The present invention was invented in view of such problems, and an object of the present invention is to eliminate unevenness in the flow rate of refrigerant flowing into an evaporator in an air conditioner in which a plurality of evaporators are arranged in parallel.
本発明のある態様に係る空調装置は、第1蒸発器と、第1蒸発器と並列に配置された第2蒸発器と、第1蒸発器及び第2蒸発器に第1冷媒を流入させるコンプレッサと、第1蒸発器へ流入する第1冷媒の流量を調整する第1膨張弁と、第2蒸発器へ流入する第1冷媒の流量を調整する第2膨張弁と、熱源を冷却する第2冷媒を循環させる冷媒ポンプと、冷媒ポンプによる第2冷媒の流量を制御する流量制御手段と、第1蒸発器において第1冷媒を蒸発させる流体の温度を検出する第1温度検出手段と、第2蒸発器において第1冷媒を蒸発させる第2冷媒の温度を検出する第2温度検出手段とを備え、流量制御手段は、第2冷媒の温度と流体の温度との第1温度差の絶対値が第1所定値よりも大きくなると冷媒ポンプによって第2冷媒の流量を制御する。 An air conditioner according to an aspect of the present invention includes a first evaporator, a second evaporator disposed in parallel with the first evaporator, and a compressor that causes the first refrigerant to flow into the first evaporator and the second evaporator. A first expansion valve that adjusts the flow rate of the first refrigerant flowing into the first evaporator, a second expansion valve that adjusts the flow rate of the first refrigerant flowing into the second evaporator, and a second that cools the heat source. A refrigerant pump for circulating the refrigerant, flow rate control means for controlling the flow rate of the second refrigerant by the refrigerant pump, first temperature detection means for detecting the temperature of the fluid that evaporates the first refrigerant in the first evaporator, A second temperature detecting means for detecting the temperature of the second refrigerant that evaporates the first refrigerant in the evaporator, and the flow rate control means has an absolute value of the first temperature difference between the temperature of the second refrigerant and the temperature of the fluid. When it becomes larger than the first predetermined value, the flow rate of the second refrigerant is reduced by the refrigerant pump. To your.
本発明の別の態様に係る空調装置は、第1蒸発器と、第1蒸発器へ流入する第1冷媒の流量を調整する第1温度式膨張弁と、第1蒸発器と並列に配置された第2蒸発器と、第2蒸発器へ流入する第1冷媒の流量を調整する第2温度式膨張弁と、第1蒸発器及び第2蒸発器に第1冷媒を流入させるコンプレッサと、を有する冷凍サイクルと、第2冷媒が流れる環状の流路と、流路に配置された熱源と、第2冷媒を循環させる冷媒ポンプと、を有する低水温サイクルと、を備え、第2冷媒の温度と流体の温度との第1温度差の絶対値が第1所定値よりも大きく、かつ、第1蒸発器によって第1冷媒を蒸発させた後の流体の温度と、第1蒸発器によって第1冷媒を蒸発させた後の流体の目標温度との第2温度差が第2所定値よりも大きい場合に、第2冷媒の流量を減少させる。 An air conditioner according to another aspect of the present invention is disposed in parallel with a first evaporator, a first temperature expansion valve that adjusts the flow rate of the first refrigerant flowing into the first evaporator, and the first evaporator. A second evaporator, a second temperature expansion valve that adjusts the flow rate of the first refrigerant flowing into the second evaporator, and a compressor that causes the first refrigerant to flow into the first evaporator and the second evaporator. A low water temperature cycle having a refrigeration cycle having an annular flow path through which the second refrigerant flows, a heat source disposed in the flow path, and a refrigerant pump for circulating the second refrigerant, and the temperature of the second refrigerant The absolute value of the first temperature difference between the fluid and the temperature of the fluid is greater than the first predetermined value, and the temperature of the fluid after the first refrigerant is evaporated by the first evaporator and the first temperature by the first evaporator. When the second temperature difference from the target temperature of the fluid after evaporating the refrigerant is larger than the second predetermined value, Reduce the flow rate of the refrigerant.
本発明のさらに別の態様に係る空調装置の制御方法は、第1蒸発器と、第1蒸発器と並列に配置された第2蒸発器と、第1蒸発器及び第2蒸発器に第1冷媒を流入させるコンプレッサと、第1蒸発器へ流入する第1冷媒の流量を調整する第1膨張弁と、第2蒸発器へ流入する第1冷媒の流量を調整する第2膨張弁と、熱源を冷却する第2冷媒を循環させる冷媒ポンプとを備える空調装置を制御する空調装置の制御方法であって、第1蒸発器において第1冷媒を蒸発させる流体の温度を検出し、第2蒸発器において第1冷媒を蒸発させる第2冷媒の温度を検出し、第2冷媒の温度と流体の温度との第1温度差の絶対値が第1所定値よりも大きくなると冷媒ポンプによって第2冷媒の流量を制御する。 The control method of the air-conditioning apparatus according to still another aspect of the present invention includes a first evaporator, a second evaporator disposed in parallel with the first evaporator, a first evaporator and a second evaporator. A compressor for injecting refrigerant, a first expansion valve for adjusting the flow rate of the first refrigerant flowing into the first evaporator, a second expansion valve for adjusting the flow rate of the first refrigerant flowing into the second evaporator, and a heat source A control method for an air conditioner that controls an air conditioner including a refrigerant pump that circulates a second refrigerant that cools the second refrigerant, wherein the temperature of a fluid that evaporates the first refrigerant is detected in the first evaporator, and the second evaporator The temperature of the second refrigerant that evaporates the first refrigerant is detected, and when the absolute value of the first temperature difference between the temperature of the second refrigerant and the temperature of the fluid becomes larger than the first predetermined value, the refrigerant pump Control the flow rate.
本発明のさらに別の態様に係るプログラムは、第1蒸発器と、第1蒸発器と並列に配置され、第2冷媒の熱を用いて第1冷媒を蒸発させる第2蒸発器と、第1蒸発器及び第2蒸発器に第1冷媒を流入させるコンプレッサと、第1蒸発器へ流入する第1冷媒の流量を調整する第1膨張弁と、第2蒸発器へ流入する第1冷媒の流量を調整する第2膨張弁と、熱源を冷却する第2冷媒を循環させる冷媒ポンプとを備える空調装置において第2冷媒の流量をコンピュータで制御するためのプログラムであって、コンピュータに、第1蒸発器において第1冷媒を蒸発させる流体の温度を検出する第1温度検出手順と、第2蒸発器において第1冷媒を蒸発させる第2冷媒の温度を検出する第2温度検出手順と、第2冷媒の温度と流体の温度との第1温度差の絶対値が第1所定値よりも大きくなると冷媒ポンプによって第2冷媒の流量を制御する流量制御手順とを実行させる。 A program according to still another aspect of the present invention includes a first evaporator, a second evaporator that is arranged in parallel with the first evaporator, evaporates the first refrigerant using heat of the second refrigerant, A compressor that causes the first refrigerant to flow into the evaporator and the second evaporator, a first expansion valve that adjusts a flow rate of the first refrigerant that flows into the first evaporator, and a flow rate of the first refrigerant that flows into the second evaporator A program for controlling the flow rate of the second refrigerant by a computer in an air conditioner including a second expansion valve that adjusts the refrigerant and a refrigerant pump that circulates the second refrigerant that cools the heat source. A first temperature detection procedure for detecting the temperature of the fluid that evaporates the first refrigerant in the evaporator, a second temperature detection procedure for detecting the temperature of the second refrigerant that evaporates the first refrigerant in the second evaporator, and the second refrigerant First temperature difference between the temperature of the fluid and the temperature of the fluid Absolute value to perform a flow control procedure for controlling the flow rate of the second coolant by larger the refrigerant pump than the first predetermined value.
これら態様によると、第1蒸発器と第2蒸発器との間で第1冷媒の流量が偏る場合に、冷媒ポンプによって第2冷媒の流量を調整することで、第2蒸発器に第1冷媒を流入させる第2膨張弁の開度を調整して第1冷媒の流量が偏ることを抑制することができる。 According to these aspects, when the flow rate of the first refrigerant is biased between the first evaporator and the second evaporator, the first refrigerant is supplied to the second evaporator by adjusting the flow rate of the second refrigerant by the refrigerant pump. It is possible to prevent the flow rate of the first refrigerant from being biased by adjusting the opening of the second expansion valve through which the refrigerant flows.
以下において、本発明の実施形態における空調装置1について図を参照しながら説明する。図1は電動車両の空調装置1のシステム構成図である。 Hereinafter, an air conditioner 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a system configuration diagram of an air conditioner 1 for an electric vehicle.
空調装置1は、第1冷媒が循環する冷媒サイクル2と、第2冷媒が循環する低水温サイクル3と、冷却水が循環する高水温サイクル4と、コントローラ5とから構成される。
The air conditioner 1 includes a refrigerant cycle 2 in which a first refrigerant circulates, a low
冷媒サイクル2は、コンプレッサ10と、コンデンサ11と、エバポレータ12と、チラー13と、第1電磁弁14と、第1膨張弁15と、第2電磁弁16と、第2膨張弁17とから構成される。
The refrigerant cycle 2 includes a
コンプレッサ10は、第1冷媒を加圧し、高温、高圧の気体にする。コンプレッサ10は、後述するバッテリ20から電力が供給されて作動する。
The
コンデンサ11は、コンプレッサ10によって加圧された第1冷媒と高水温サイクル4を循環する冷却水との間で熱交換を行い、第1冷媒を冷却し、冷却水を加熱する。これにより、第1冷媒は液化する。
The
エバポレータ12は、コンデンサ11によって冷却された第1冷媒を蒸発させる。第1冷媒が蒸発する時にエバポレータ12の外部の空気が冷却される。エバポレータ12によって気体となった第1冷媒はコンプレッサ10によって再び加圧される。エバポレータ12によって冷却された空気は、冷房(除湿)時の車内空調に使用される。
The
第1膨張弁15は、温度式膨張弁であり、エバポレータ12の出口側に感温筒部(図示せず)を有し、エバポレータ12の出口側のスーパーヒート(冷媒過熱度)に応じて開度が調整され、開度に応じて第1冷媒をエバポレータ12内に噴射する。空気の温度が高く、エバポレータ12の出口側の温度が高くなると、第1膨張弁15の開度は大きくなる。また、第1膨張弁15に流入する第1冷媒の温度が同じであっても、エバポレータ12の外部を流れる空気の流量が多くなると、第1膨張弁15の開度は大きくなる。
The
第1電磁弁14は、コントローラ5からの信号に基づいて開閉する。
The first
チラー13は、コンデンサ11によって冷却された第1冷媒を第2冷媒の熱によって蒸発させる。チラー13の外部を第2冷媒が流れており、第1冷媒が蒸発する時に第2冷媒が冷却される。チラー13によって気体となった第1冷媒はコンプレッサ10によって再び加圧される。
The
第2膨張弁17は、温度式膨張弁であり、チラー13の出口側に感温筒部(図示せず)を有し、チラー13の出口側のスーパーヒートに応じて開度が調整され、開度に応じて第1冷媒をチラー13内に噴射する。第2冷媒の温度が高く、チラー13の出口側の温度が高くなると、第2膨張弁17の開度は大きくなる。また、第2膨張弁17に流入する第1冷媒の温度が同じであっても、第2冷媒の流量が多くなると第2膨張弁17の開度は大きくなる。
The second expansion valve 17 is a temperature type expansion valve, has a temperature-sensitive cylinder portion (not shown) on the outlet side of the
第2電磁弁16は、コントローラ5からの信号に基づいて開閉する。
The second
第2電磁弁16、第2膨張弁17及びチラー13は、第1電磁弁14、第1膨張弁15及びエバポレータ12に対して並列に配置されている。そのため、コンプレッサ10によって加圧された第1冷媒は、第1電磁弁14及び第2電磁弁16が開いている場合には、第1電磁弁14、第2電磁弁16の上流側で分岐し、第1膨張弁15及び第2膨張弁17によってエバポレータ12及びチラー13に噴射される。エバポレータ12への噴射量及びチラー13への噴射量は第1膨張弁15及び第2膨張弁17の開度に応じて変化する。つまり、両電磁弁14、16が開いている場合には、エバポレータ12のスーパーヒート及びチラー13のスーパーヒートによって両電磁弁14、16の各開度が変化し、両電磁弁14、16の各開度に応じてエバポレータ12に流入する第1冷媒の流量及びチラー13に流入する第1冷媒の流量が変化する。
The second
例えばエバポレータ12とチラー13とが同じサイズであり、両電磁弁14、16が開いている場合に、チラー13のスーパーヒートがエバポレータ12のスーパーヒートよりも大きい場合には、第2膨張弁17の開度が第1膨張弁15の開度よりも大きく、第1冷媒はチラー13に多く流れる。
For example, when the
低水温サイクル3は、第2冷媒が流れる流路22と、バッテリ20と、チラー13と、第1ウォーターポンプ21とから構成される。
The low
第1ウォーターポンプ21は、第2冷媒をバッテリ20、チラー13の順に循環させる。第1ウォーターポンプ21は、複数段による流量切り替えが可能であり、段数が大きくなるほど第2冷媒の流量が多くなる。
The
バッテリ20は、電動車両のモータ38などに電力を供給する二次電池であり、充放電する際に熱が発生する。バッテリ20は、第1ウォーターポンプ21によって循環する第2冷媒によって冷却される。
The
バッテリ20を冷却して温度が高くなった第2冷媒は、チラー13の外部を流れ、チラー13によって第1冷媒が蒸発する際に吸熱され、温度が低くなる。
The second refrigerant whose temperature has been increased by cooling the
高水温サイクル4は、第1サイクル7と、第2サイクル8とによって構成される。第1サイクル7と第2サイクル8とは、接続通路32によって接続されており、三方弁30を切り替えることで、連通状態が変更される。
The high water temperature cycle 4 includes a first cycle 7 and a
第1サイクル7は、コンデンサ11と、メインヒーター33と、ヒーターコア34と、第2ウォーターポンプ35とから構成される。
The first cycle 7 includes a
メインヒーター33は、バッテリ20から供給される電力によって冷却水を温めることができる。
The
ヒーターコア34は、コンデンサ11によって第1冷媒と熱交換を行い、その後、メインヒーター33により加熱されて温度が高くなった冷却水とヒーターコア34周囲の空気との間で熱交換を行い、空気を温める。ヒーターコア34によって温められた空気は、暖房時の車内空調に使用される。暖房がOFFとなっている場合には、エアミックスドア36によってヒーターコア34に空気が当たることを防ぎ、空気が温められることを防止する。なお、ヒーターコア34をバイパスするようにバイパス通路を設けてもよい。
The
第2ウォーターポンプ35は、冷却水を、コンデンサ11、メインヒーター33、ヒーターコア34の順に循環させる。また、三方弁30によって第1サイクル7と第2サイクル8とが連通した場合には、第2ウォーターポンプ35は、冷却水をラジエータ37に流入させて、冷却水を冷却する。
The
第2サイクル8は、ラジエータ37と、モータ38と、インバータ39と、第3ウォーターポンプ40とから構成される。
The
ラジエータ37は、外部を流れる空気によって冷却水を冷却する。
The
インバータ39は、直流電力と交流電力とを相互に変換し、バッテリ20からモータ38に供給される電力、またはモータ38からバッテリ20に供給される電力を制御する。インバータ39は、冷却水によって冷却される。
The
モータ38は、三相交流モータであり、バッテリ20から供給される電力によって電動機として機能し、車両の減速時などには発電機として機能する。モータ38は、冷却水によって冷却される。
The
第3ウォーターポンプ40は、冷却水を、インバータ39、モータ38、ラジエータ37の順に循環させる。
The
バッテリ20の熱を暖房時に使用する場合には、バッテリ20の熱を、第2冷媒、第1冷媒、冷却水の順に徐々に伝達し、ヒーターコア34によって空気を温め、温めた空気を車室内に供給する。この時、三方弁30は、第1サイクル7と第2サイクル8とが連通しないように流路を切り替え、図2に示すように第2ウォーターポンプ35は冷却水を第1サイクル7内でコンデンサ11、メインヒーター33、ヒーターコア34の順に循環させる。第3ウォーターポンプ40は、冷却水を第2サイクル8内でインバータ39、モータ38、ラジエータ37の順に循環させ、インバータ39、モータ38を冷却する。なお、図2では、バッテリ20の廃熱を暖房に再利用し、さらにエバポレータ12を用いて車内を除湿する場合を示す場合を示している。図2においては、冷却水が流れていない流路を説明のため破線で示す。
When the heat of the
また、バッテリ20を冷却し、さらに車内空調として冷房を使用する場合には、三方弁30は、第1サイクル7と第2サイクル8とが連通するように流路を切り替え、図3に示すように第2ウォーターポンプ35は冷却水をラジエータ37、コンデンサ11、メインヒーター33、ヒーターコア34の順に循環させる。図3においては、冷却水が流れていない流路を説明のため破線で示す。なお、ヒーターコア34には、エアミックスドア36によって空気が当たらないようになっている。
When the
コントローラ5は、CPU、RAM等の主記憶装置、プログラムが記憶されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体から構成されている。そして、CPUが記憶媒体に記憶されたプログラムを読み込んで実行することで、コントローラ5の各機能が発揮される。コンピュータ読取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。
The
コントローラ5は、バッテリ20温度Tbを検出するための第1温度センサ51からの信号、チラー13前の第2冷媒の温度Tcを検出するための第2温度センサ52からの信号、エバポレータ12前の空気の温度Te1を検出するための第3温度センサ53からの信号、およびエバポレータ12後の空気の温度Te2を検出するための第4温度センサ54からの信号などに基づいて、第1ウォーターポンプ21などの流量を制御する。また、コントローラ5は、A/Cスイッチ(図示せず)からの信号などに基づいて第1電磁弁14などを開閉し、三方弁30による流量の切り替えを行う。
The
次に本実施形態の空調装置1の空調制御について図4、5のフローチャートを用いて説明する。ここでは、車内空調として冷房(除湿)が使用され、バッテリ20を冷却しているものとする。そのため、第1電磁弁14、及び第2電磁弁16は開いている。
Next, air conditioning control of the air conditioner 1 of the present embodiment will be described using the flowcharts of FIGS. Here, it is assumed that cooling (dehumidification) is used as air conditioning in the vehicle and the
ステップS100では、コントローラ5は、A/Cスイッチからの信号に基づいて冷房がOFFにされたかどうか判定する。処理は、冷房がOFFにされた場合にはステップS103に進み、冷房がONの場合にはステップS101に進む。
In step S100, the
ステップS101では、コントローラ5は、第3温度センサ53からの信号に基づいてエバポレータ12前の空気の温度Te1を検出する。
In step S <b> 101, the
ステップS102では、コントローラ5は、エバポレータ12前の空気の温度Te1が第1所定温度以上であるかどうか判定する。エバポレータ12前の空気の温度Te1が低くなると、エバポレータ12によって除湿を行っても、空気中に含まれる水分が少なくいので、ほとんど除湿されなくなる。第1所定温度は、エバポレータ12による除湿性能が低下する温度である。処理は、エバポレータ12前の空気の温度Te1が第1所定温度以上の場合にはステップS104に進み、エバポレータ12前の空気の温度Te1が第1所定温度よりも低い場合にはステップS103に進む。
In step S102, the
ステップS103では、コントローラ5は、第1電磁弁14を閉じる。
In step S103, the
ステップS104では、コントローラ5は、第1温度センサ51からの信号に基づいてバッテリ温度Tbを検出する。
In step S <b> 104, the
ステップS105では、コントローラ5は、バッテリ温度Tbが第2所定温度以上であるかどうか判定する。第2所定温度は、バッテリ20の種類などによって設定され、バッテリ20を冷却する必要があると判定可能な温度である。処理は、バッテリ温度Tbが第2所定温度以上である場合にはステップS107に進み、バッテリ温度Tbが第2所定温度よりも低い場合にはステップS106に進む。
In step S105, the
ステップS106では、コントローラ5は、バッテリ温度Tbが低く、バッテリ20を冷却しなくてもよいので、第2電磁弁16を閉じる。
In step S106, the
ステップS107では、コントローラ5は、第2温度センサ52からの信号に基づいてチラー13前の第2冷媒の温度Tcを検出する。
In step S <b> 107, the
ステップS108では、コントローラ5は、チラー13前の第2冷媒の温度Tcとエバポレータ12前の空気の温度Te1との偏差(第1温度差)の絶対値が第3所定温度(第1所定値)以上であるかどうか判定する。第3所定温度は、チラー13に流入する第1冷媒の流量及びエバポレータ12に流入する第1冷媒の流量に偏りが生じ、チラー13またはエバポレータ12で第1冷媒の流量が不足し、冷却性能が低下するおそれがある温度である。処理は、偏差の絶対値が第3所定温度以上である場合にはステップS109に進み、偏差の絶対値が第3所定温度よりも低い場合には本制御を終了する。
In step S108, the
ステップS109では、コントローラ5は、チラー13前の第2冷媒の温度Tcがエバポレータ12前の空気の温度Te1よりも高いかどうか判定する。コントローラ5は、チラー13前の第2冷媒の温度Tcがエバポレータ12前の空気の温度Te1よりも高い場合には、第1冷媒がチラー13に多く流入し、第1冷媒の流量に偏りが生じると判定する。また、コントローラ5は、チラー13前の第2冷媒の温度Tcがエバポレータ12前の空気の温度Te1よりも低い場合には、第1冷媒がエバポレータ12に多く流入し、第1冷媒の流量に偏りが生じると判定する。処理は、チラー13前の第2冷媒の温度Tcがエバポレータ12前の空気の温度Te1よりも高い場合には、ステップS110に進み、チラー13前の第2冷媒の温度Tcがエバポレータ12前の空気の温度Te1よりも低い場合には、ステップS117に進む。
In step S109, the
ステップS110では、コントローラ5は、第4温度センサ54からの信号に基づいてエバポレータ12後の空気の温度Te2を検出する。
In step S110, the
ステップS111では、コントローラ5は、エバポレータ12後の空気の温度Te2と、目標とするエバポレータ12後の空気の温度、つまり目標空調温度Te2’との偏差が、第4所定温度よりも低いかどうか判定する。第4所定温度は、エバポレータ12によって空気が目標空調温度となっていると判定可能な温度であり、予め設定されている。処理は、偏差が第4所定温度よりも低い場合には本制御を終了し、偏差が第4所定温度以上の場合にはステップS112に進む。
In step S111, the
ステップS112では、コントローラ5は、バッテリ温度Tbがバッテリ上限温度Tb’よりも高いかどうか判定する。バッテリ上限温度Tb’は、予め設定された温度であり、バッテリ20の種類などによって設定される。なお、バッテリ上限温度Tb’は、安全率を考慮して設定されており、実際のバッテリ20の上限温度よりも低く設定されている。処理は、バッテリ温度Tbがバッテリ上限温度Tb’よりも高い場合にはステップS113に進み、バッテリ温度Tbがバッテリ上限温度Tb’以下の場合にはステップS115に進む。
In step S112, the
ステップS113では、コントローラ5は、第1ウォーターポンプ21による第2冷媒の流量が最大流量となっているかどうか判定する。処理は、第2冷媒の流量が最大流量となっている場合には本制御を終了し、第2冷媒の流量が最大流量となっていない場合にはステップS114に進む。
In step S113, the
ステップS114では、コントローラ5は、第1ウォーターポンプ21の段数を現在の段数から1段大きくし、第2冷媒の流量を多くする。これにより、バッテリ20をさらに冷却する。チラー13前の第2冷媒の温度Tcがエバポレータ12前の空気の温度Te1よりも高く、バッテリ温度Tbがバッテリ上限温度Tb’よりも高い場合には、バッテリ温度Tbがバッテリ上限温度Tb’よりも低くなるように第2冷媒の流量を多くする。
In step S114, the
ステップS115では、コントローラ5は、第1ウォーターポンプ21による第2冷媒の流量が最小流量であるかどうか判定する。処理は、第2冷媒の流量が最小流量である場合には本制御を終了し、第2冷媒の流量が最小流量ではない場合にはステップS116に進む。
In step S115, the
ステップS116では、コントローラ5は、第1ウォーターポンプ21の段数を現在の段数から1段小さくし、第2冷媒の流量を少なくする。第1冷媒の流量が偏り、チラー13に多く流入し、エバポレータ12に流入する第1冷媒が不足するおそれがあり、第1ウォーターポンプ21による第2冷媒の流量が最小流量ではない場合には、第1ウォーターポンプ21による第2冷媒の流量を少なくし、チラー13のスーパーヒートを小さくする。これにより、第2膨張弁17の開度が小さくなり、チラー13に流入する第1冷媒が少なくなり、エバポレータ12に流入する第1冷媒が多くなり、第1冷媒の分配バランスが調整され、エバポレータ12後の空気の温度Te2を目標空調温度Te2’にすることができる。
In Step S116, the
ステップS109においてチラー13前の第2冷媒の温度Tcがエバポレータ12前の空気の温度Te1よりも低いと判定された場合には、ステップS117では、コントローラ5は、バッテリ温度Tbがバッテリ上限温度Tb’よりも高いかどうか判定する。処理は、バッテリ温度Tbがバッテリ上限温度Tb’よりも高い場合にはステップS118に進み、バッテリ温度Tbがバッテリ上限温度Tb’以下の場合には本制御を終了する。
When it is determined in step S109 that the temperature Tc of the second refrigerant before the
ステップS118では、コントローラ5は、エバポレータ12後の空気の温度Te2と、目標空調温度Te2’との偏差(第2温度差)が、第4所定温度(第2所定値)よりも低いかどうか判定する。処理は、偏差が第4所定温度よりも低い場合にはステップS121に進み、偏差が第4所定温度以上の場合にはステップS119に進む。
In step S118, the
ステップS119では、コントローラ5は、第1ウォーターポンプ21による第2冷媒の流量が最小流量となっているかどうか判定する。処理は、第2冷媒の流量が最小流量となっている場合には本制御を終了し、第2冷媒の流量が最小流量となっていない場合にはステップS120に進む。
In step S119, the
ステップS120では、コントローラ5は、第1ウォーターポンプ21の段数を現在の段数から1段小さくし、第2冷媒の流量を少なくする。エバポレータ12後の空気の温度Te2と目標空調温度Te2’との偏差が大きく、第1ウォーターポンプ21で第2冷媒の流量が最小流量ではない場合には、第2冷媒の流量を少なくし、チラー13のスーパーヒートを小さくする。これにより、第2膨張弁17の開度が小さくなり、チラー13に流入する第1冷媒が少なくなり、エバポレータ12に流入する第1冷媒が多くなり、第1冷媒の分配バランスが調整され、エバポレータ12後の空気の温度Te2を目標空調温度Te2’にすることができる。
In step S120, the
ステップS121では、コントローラ5は、第1ウォーターポンプ21による第2冷媒の流量が最大流量となっているかどうか判定する。処理は、第2冷媒の流量が最大流量となっている場合には本制御を終了し、第2冷媒の流量が最大流量となっていない場合にはステップS122に進む。
In step S121, the
ステップS122では、コントローラ5は、第1ウォーターポンプ21の段数を現在の段数から1段大きくし、第2冷媒の流量を多くする。バッテリ温度Tbがバッテリ上限温度Tb’よりも高く、エバポレータ12後の空気の温度Te2と目標空調温度Te2’との偏差が小さく、さらに第1ウォーターポンプ21による第2冷媒の流量が最大流量とはなっていない場合には、第2冷媒の流量を増加させることで、バッテリ20をさらに冷却する。
In step S122, the
本発明の実施形態の効果について説明する。 The effect of the embodiment of the present invention will be described.
エバポレータ12とチラー13とを並列に配置し、バッテリ20を冷却する第2冷媒の熱によってチラー13で第1冷媒を蒸発させる空調装置1において、チラー13前の第2冷媒の温度Tcとエバポレータ12前の空気の温度Te1との偏差の絶対値が第3所定温度以上となる場合に、第1ウォーターポンプ21による第2冷媒の流量を制御する。これにより、チラー13のスーパーヒートが調整され、チラー13に第1冷媒を噴射する第2膨張弁17の開度が変更され、チラー13に流入する第1冷媒の流量とエバポレータ12に流入する第1冷媒の流量とが調整される。このようにして第1冷媒の流量の偏りを抑制することができ、第1冷媒の流量の分配バランスを整えることができる。例えば、気温が高く、さらにバッテリ20の温度が気温よりも高くなっており、エバポレータ12に流入する第1冷媒が不足する場合に、第2冷媒の流量を少なくすることでチラー13に流入する第1冷媒の流量を少なくし、エバポレータ12に流入する第1冷媒の流量を多くし、エバポレータ12によって空気を冷却し、冷却した空気を車室内に供給することができる。このように、コンプレッサ10による第1冷媒の流量を増加せず、コンプレッサ10で消費される電力を増加することなく、第1冷媒の流量の偏りを抑制することができる。
In the air conditioner 1 in which the
エバポレータ12後の空気の温度Te2と目標空調温度Te2’との偏差が第4所定温度以上である場合に、第1ウォーターポンプ21の流量を少なくする。これにより、エバポレータ12後の空気の温度Te2を目標空調温度Te2’にすることができる。
When the deviation between the air temperature Te2 after the
バッテリ温度Tbがバッテリ上限温度Tb’よりも高い場合には、バッテリ温度Tbがバッテリ上限温度Tb’よりも低くなるように第1ウォーターポンプ21によって第2冷媒の流量を増加させる。これにより、バッテリ20の温度が高くなることを抑制し、バッテリ20の劣化を抑制することができる。
When the battery temperature Tb is higher than the battery upper limit temperature Tb ', the
コンデンサ11によって第1冷媒と冷却水との間で熱交換を行って冷却水を温め、ヒーターコア34によって冷却水と空気との間で熱交換を行って空気を温め、温めた空気を車室内に供給することができる。このように、バッテリ20に蓄積された熱を第2冷媒、第1冷媒を介して冷却水に伝達し、さらに冷却水によって空気を温めて車内を温めて、温めた空気を車内に供給することができる。そのため、バッテリ20の熱によって冷却水が急激に高くなることを抑制し、温度が高くなったバッテリ20の熱を例えばラジエータ37などを用いて車外に放熱せずに、バッテリ20の熱を有効に使用することができる。
The
第1ウォーターポンプ21によって第2冷媒の流量を増減させる場合に、1段毎に第2冷媒の流量を増減させることで、エバポレータ12へ流入する第1冷媒の急激な流量変化を抑制することができる。
When the flow rate of the second refrigerant is increased or decreased by the
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 The embodiment of the present invention has been described above. However, the above embodiment only shows a part of application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. Absent.
上記実施形態では、第1ウォーターポンプ21によって第2冷媒の流量を1段毎に増減させたが、エバポレータ12とチラー13との温度に基づいて複数段増減させてもよい。これにより、エバポレータ12とチラー13とに流入する第1冷媒の流量に偏りがある場合に、偏りを素早く調整することができる。また、エバポレータ12とチラー13との温度に基づいて第1ウォーターポンプ21による第2冷媒の流量を連続的に変更してもよい。
In the above embodiment, the flow rate of the second refrigerant is increased or decreased for each stage by the
上記実施形態では、電動車両の空調装置1を一例として用いたが、ハイブリッド車両の空調装置に用いてもよい。 In the above embodiment, the air conditioner 1 for an electric vehicle is used as an example, but may be used for an air conditioner for a hybrid vehicle.
上記実施形態では、第3温度センサ53からの信号に基づいてエバポレータ12前の空気の温度Te1を検出したが、外気温と室内温度とインテークドアの開度とに基づいてエバポレータ12前の空気の温度Te1を算出してもよい。
In the above embodiment, the temperature Te1 of the air before the
低水温サイクル3において第2冷媒としては、液体、気体いずれの冷媒を用いてもよい。また、高水温サイクル4において冷却水に限られず、液体、気体の冷媒を用いてもよい。
In the low
1 空調装置
5 コントローラ(流量制御手段、第1温度検出手段、第2温度検出手段、第3温度検出手段)
10 コンプレッサ
11 コンデンサ(第1熱交換手段)
12 エバポレータ(第1蒸発器)
13 チラー(第2蒸発器)
15 第1膨張弁
17 第2膨張弁
20 バッテリ(熱源)
21 第1ウォーターポンプ(冷媒ポンプ)
34 ヒーターコア(第2熱交換手段)
1
10
12 Evaporator (first evaporator)
13 Chiller (second evaporator)
15 First expansion valve 17
21 1st water pump (refrigerant pump)
34 Heater core (second heat exchange means)
Claims (9)
前記第1蒸発器と並列に配置された第2蒸発器と、
前記第1蒸発器及び前記第2蒸発器に第1冷媒を流入させるコンプレッサと、
前記第1蒸発器へ流入する前記第1冷媒の流量を調整する第1膨張弁と、
前記第2蒸発器へ流入する前記第1冷媒の流量を調整する第2膨張弁と、
熱源を冷却する第2冷媒を循環させる冷媒ポンプと、
前記冷媒ポンプによる前記第2冷媒の流量を制御する流量制御手段と、
前記第1蒸発器において前記第1冷媒を蒸発させる流体の温度を検出する第1温度検出手段と、
前記第2蒸発器において前記第1冷媒を蒸発させる前記第2冷媒の温度を検出する第2温度検出手段とを備え、
前記流量制御手段は、前記第2冷媒の温度と前記流体の温度との第1温度差の絶対値が第1所定値よりも大きくなると前記冷媒ポンプによって前記第2冷媒の流量を制御することを特徴とする空調装置。 A first evaporator;
A second evaporator disposed in parallel with the first evaporator;
A compressor for flowing a first refrigerant into the first evaporator and the second evaporator;
A first expansion valve for adjusting a flow rate of the first refrigerant flowing into the first evaporator;
A second expansion valve for adjusting the flow rate of the first refrigerant flowing into the second evaporator;
A refrigerant pump for circulating a second refrigerant for cooling the heat source;
Flow rate control means for controlling the flow rate of the second refrigerant by the refrigerant pump;
First temperature detecting means for detecting a temperature of a fluid that evaporates the first refrigerant in the first evaporator;
A second temperature detecting means for detecting a temperature of the second refrigerant that evaporates the first refrigerant in the second evaporator;
The flow rate control means controls the flow rate of the second refrigerant by the refrigerant pump when the absolute value of the first temperature difference between the temperature of the second refrigerant and the temperature of the fluid becomes larger than a first predetermined value. A featured air conditioner.
前記流量制御手段は、前記第1蒸発器によって前記第1冷媒を蒸発させた後の前記流体の温度と、前記第1蒸発器によって前記第1冷媒を蒸発させた後の前記流体の目標温度との第2温度差が第2所定値よりも大きい場合に、前記第2冷媒の流量を減少させることを特徴とする空調装置。 The air conditioner according to claim 1,
The flow rate control means includes: a temperature of the fluid after the first refrigerant is evaporated by the first evaporator; and a target temperature of the fluid after the first refrigerant is evaporated by the first evaporator. When the second temperature difference is greater than a second predetermined value, the flow rate of the second refrigerant is reduced.
前記熱源の温度を検出する第3温度検出手段を備え、
前記流量制御手段は、前記熱源の温度が上限温度よりも高い場合には、前記熱源の温度が前記上限温度よりも低くなるように前記第2冷媒の流量を増加させることを特徴とする空調装置。 The air conditioner according to claim 1 or 2,
A third temperature detecting means for detecting the temperature of the heat source;
When the temperature of the heat source is higher than the upper limit temperature, the flow rate control unit increases the flow rate of the second refrigerant so that the temperature of the heat source becomes lower than the upper limit temperature. .
前記第1冷媒と熱交換を行い、第3冷媒を前記第1冷媒の熱を用いて温める第1熱交換手段と、
前記第3冷媒と熱交換を行い、前記第3冷媒の熱を用いて空気を温める第2熱交換手段とを備えることを特徴とする空調装置。 The air conditioner according to any one of claims 1 to 3,
First heat exchanging means for exchanging heat with the first refrigerant and warming the third refrigerant using heat of the first refrigerant;
An air conditioner comprising: second heat exchanging means for exchanging heat with the third refrigerant and warming air using heat of the third refrigerant.
前記冷媒ポンプは、複数段によって前記第2冷媒の流量を制御可能であり、
前記流量制御手段は、1段毎に前記第2冷媒の流量を増減させることを特徴とする空調装置。 The air conditioner according to any one of claims 1 to 4,
The refrigerant pump can control the flow rate of the second refrigerant by a plurality of stages,
The air flow apparatus characterized in that the flow rate control means increases or decreases the flow rate of the second refrigerant for each stage.
前記流量制御手段は、前記第1温度差に基づいて前記第2冷媒の流量を制御することを特徴とする空調装置。 The air conditioner according to any one of claims 1 to 4,
The air flow control device, wherein the flow rate control unit controls the flow rate of the second refrigerant based on the first temperature difference.
第2冷媒が流れる環状の流路と、前記流路に配置された熱源と、第2冷媒を循環させる冷媒ポンプと、を有する低水温サイクルと、を備え、
前記第2冷媒の温度と前記流体の温度との第1温度差の絶対値が第1所定値よりも大きく、かつ、前記第1蒸発器によって前記第1冷媒を蒸発させた後の前記流体の温度と、前記第1蒸発器によって前記第1冷媒を蒸発させた後の前記流体の目標温度との第2温度差が第2所定値よりも大きい場合に、前記第2冷媒の流量を減少させることを特徴とする空調装置。 A first evaporator, a first temperature expansion valve for adjusting a flow rate of the first refrigerant flowing into the first evaporator, a second evaporator disposed in parallel with the first evaporator, the first evaporator A refrigeration cycle having a second temperature expansion valve that adjusts a flow rate of the first refrigerant flowing into the two evaporators, and a compressor that causes the first refrigerant to flow into the first evaporator and the second evaporator;
A low water temperature cycle having an annular flow path through which the second refrigerant flows, a heat source disposed in the flow path, and a refrigerant pump for circulating the second refrigerant,
The absolute value of the first temperature difference between the temperature of the second refrigerant and the temperature of the fluid is greater than a first predetermined value, and the fluid after the first refrigerant is evaporated by the first evaporator. When the second temperature difference between the temperature and the target temperature of the fluid after the first refrigerant is evaporated by the first evaporator is larger than a second predetermined value, the flow rate of the second refrigerant is decreased. An air conditioner characterized by that.
前記第1蒸発器と並列に配置された第2蒸発器と、
前記第1蒸発器及び前記第2蒸発器に第1冷媒を流入させるコンプレッサと、
前記第1蒸発器へ流入する前記第1冷媒の流量を調整する第1膨張弁と、
前記第2蒸発器へ流入する前記第1冷媒の流量を調整する第2膨張弁と、
熱源を冷却する第2冷媒を循環させる冷媒ポンプとを備える空調装置を制御する空調装置の制御方法であって、
前記第1蒸発器において前記第1冷媒を蒸発させる流体の温度を検出し、
前記第2蒸発器において前記第1冷媒を蒸発させる前記第2冷媒の温度を検出し、
前記第2冷媒の温度と前記流体の温度との第1温度差の絶対値が第1所定値よりも大きくなると前記冷媒ポンプによって前記第2冷媒の流量を制御することを特徴とする空調装置の制御方法。 A first evaporator;
A second evaporator disposed in parallel with the first evaporator;
A compressor for flowing a first refrigerant into the first evaporator and the second evaporator;
A first expansion valve for adjusting a flow rate of the first refrigerant flowing into the first evaporator;
A second expansion valve for adjusting the flow rate of the first refrigerant flowing into the second evaporator;
An air conditioner control method for controlling an air conditioner comprising a refrigerant pump for circulating a second refrigerant that cools a heat source,
Detecting the temperature of the fluid that evaporates the first refrigerant in the first evaporator;
Detecting the temperature of the second refrigerant that evaporates the first refrigerant in the second evaporator;
An air conditioner characterized in that when the absolute value of the first temperature difference between the temperature of the second refrigerant and the temperature of the fluid is greater than a first predetermined value, the flow rate of the second refrigerant is controlled by the refrigerant pump. Control method.
前記第1蒸発器と並列に配置され、第2冷媒の熱を用いて第1冷媒を蒸発させる第2蒸発器と、
前記第1蒸発器及び前記第2蒸発器に前記第1冷媒を流入させるコンプレッサと、
前記第1蒸発器へ流入する前記第1冷媒の流量を調整する第1膨張弁と、
前記第2蒸発器へ流入する前記第1冷媒の流量を調整する第2膨張弁と、
熱源を冷却する前記第2冷媒を循環させる冷媒ポンプとを備える空調装置において前記第2冷媒の流量をコンピュータで制御するためのプログラムであって、
前記コンピュータに、
前記第1蒸発器において前記第1冷媒を蒸発させる流体の温度を検出する第1温度検出手順と、
前記第2蒸発器において前記第1冷媒を蒸発させる前記第2冷媒の温度を検出する第2温度検出手順と、
前記第2冷媒の温度と前記流体の温度との第1温度差の絶対値が第1所定値よりも大きくなると前記冷媒ポンプによって前記第2冷媒の流量を制御する流量制御手順とを実行させることを特徴とするプログラム。 A first evaporator;
A second evaporator disposed in parallel with the first evaporator and evaporating the first refrigerant using heat of the second refrigerant;
A compressor for allowing the first refrigerant to flow into the first evaporator and the second evaporator;
A first expansion valve for adjusting a flow rate of the first refrigerant flowing into the first evaporator;
A second expansion valve for adjusting the flow rate of the first refrigerant flowing into the second evaporator;
A program for controlling the flow rate of the second refrigerant by a computer in an air conditioner comprising a refrigerant pump for circulating the second refrigerant for cooling a heat source,
In the computer,
A first temperature detection procedure for detecting a temperature of a fluid that evaporates the first refrigerant in the first evaporator;
A second temperature detection procedure for detecting a temperature of the second refrigerant that evaporates the first refrigerant in the second evaporator;
When the absolute value of the first temperature difference between the temperature of the second refrigerant and the temperature of the fluid is greater than a first predetermined value, a flow rate control procedure for controlling the flow rate of the second refrigerant by the refrigerant pump is executed. A program characterized by
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