JP3793327B2 - Heat pump type automotive air conditioner - Google Patents
Heat pump type automotive air conditioner Download PDFInfo
- Publication number
- JP3793327B2 JP3793327B2 JP19589397A JP19589397A JP3793327B2 JP 3793327 B2 JP3793327 B2 JP 3793327B2 JP 19589397 A JP19589397 A JP 19589397A JP 19589397 A JP19589397 A JP 19589397A JP 3793327 B2 JP3793327 B2 JP 3793327B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compressor
- evaporator
- temperature
- refrigerant
- sub
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 76
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 72
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 31
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 22
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims description 18
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 70
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 11
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 9
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 5
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 4
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 2
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 230000001684 chronic effect Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- B60H2001/00949—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 comprising additional heating/cooling sources, e.g. second evaporator
Landscapes
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン冷却水(温水)により加熱された冷媒を利用して車室内の暖房を行うようにしたヒートポンプ式自動車用空気調和装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、最近の一部の高級車や比較的車室内空間が大きいワンボックスカーなどには、室内全体について快適な空調状態が得られるよう、車室内の前方領域(例えば、前席部分)はフロントユニットにより、後方領域(例えば、第2席、第3席などの後席部分)はリヤユニットによりそれぞれ独立に空気調和するデュアルカーエアコンと通称される自動車用空気調和装置が搭載されている。
【0003】
この種の自動車用空気調和装置として、例えば、暖房運転時において、フロントユニットは、ヒータコアを設けて、エンジン冷却水を熱源として利用するが、リヤユニットは、サブコンデンサと称する室内熱交換器を設けて、コンプレッサにより圧縮された高温高圧の冷媒を熱源として利用するようにしたシステムがある。なお、この種の装置は、冷媒の循環過程(冷凍サイクル)において低温の外部空気から熱を汲み上げて車室内を暖房することから、ヒートポンプ式の自動車用空気調和装置と称されている。
【0004】
ところが、この種の装置で暖房運転をする場合、例えば、冬季の朝のように外気温度が低いときには、起動時にエンジン冷却水の温度が低く、また、冷媒の温度の上昇速度も俊敏でないため、運転開始と同時に暖かい空気が吹き出されるような状態になりにくく、いわゆる即暖性が不十分となり、また、暖房性能も不足気味となるおそれがある。特に、ディーゼルエンジンを搭載した車室内空間の大きいワンボックスカーでは、通常のガソリンエンジン車と比べてエンジン冷却水の温度上昇が遅く、しかも広い空間を暖房しなければならないことから、即暖性、暖房性能ともに不足する傾向がある。さらに、最近では、排気ガス対策および省エネルギー対策として効率の良い直噴エンジン(ガソリン、ディーゼル)が開発中で、すでに一部は実用化されているところであるが、このような直噴エンジン搭載車の場合には、放熱量の低下に伴うエンジン冷却水の温度の低下(低水温化)によって、慢性的に暖房不足を来すおそれがある。
【0005】
そこで、本願出願人は、サブエバポレータと称する室外熱交換器を設け、このサブエバポレータにおいてエンジン冷却水の熱を利用してコンプレッサへの帰還冷媒を加熱し、エンタルピーが増加したより高温の冷媒を用いて、より高い暖房性能を発揮するようにしたヒートポンプ式自動車用空気調和装置を提案した(例えば、特願平7−271621号参照)。さらに、この技術を前提として、エンジンの直噴化による低水温化に対応すべく、前後席ともヒートポンプシステムとした自動車用空気調和装置を提案した(例えば、特願平9−90854号参照)。
【0006】
なお、暖房不足といった上記の事情は、デュアルカーエアコンの場合に限られるわけではなく、一つのユニットのみを持った通常のシングルタイプのヒートポンプ式カーエアコンにも当てはまるため、サブエバポレータを備えたシングルタイプのヒートポンプ式自動車用空気調和装置についても現在開発されているところである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
このようなサブエバポレータを備えたヒートポンプ式自動車用空気調和装置においては、暖房運転安定時あるいは車両走行時にサイクル圧力が十分に上昇すると、サブエバポレータへの温水流量を制御して、冷凍サイクルの保護を図るとともに吹出し温度を一定に維持するようにしている。
【0008】
ところが、このような従来のシステムにあっては、最大暖房能力を向上させるという点に主眼があって、制御の点、例えば暖房運転安定時など最大暖房能力を必要としないときには吹出し温度の調整(いわゆる温調)を行うといった点については、いまだ十分に開発されていなかった。
【0009】
例えば、サブコンデンサの下流側にヒータコアを設けたシステムの場合、最終的にヒータコアを流れるエンジン冷却水温はサブコンデンサを流れる冷媒温度よりも高くなるため、ヒータコア前面のエアミックスドアの開度をどのように制御したとしても、車室内への吹出し温度をサブコンデンサ通過後の空気温度以下に下げることはできない。なお、最終的にヒータコアを流れるエンジン冷却水温がサブコンデンサを流れる冷媒温度よりも高くなるのは、コンプレッサ吐出圧力によるサブエバポレータ用ウォータバルブのON/OFF制御によりサイクル温度の上昇が抑制されるからである。
【0010】
本発明は、本願出願人が現在開発中のヒートポンプ式自動車用空気調和装置における上記課題に着目してなされたものであり、吹出し温度の調整が可能なヒートポンプ式自動車用空気調和装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、冷凍サイクル内を状態変化しながら循環する冷媒の熱を利用して車室内の暖房を行うもので、前記冷凍サイクルにエンジン冷却水との熱交換によりコンプレッサに帰還する冷媒を加熱する室外エバポレータを設けてなるヒートポンプ式自動車用空気調和装置において、前記室外エバポレータにエンジン冷却水を導入するための通路を開閉する開閉手段と、前記コンプレッサから吐出される冷媒の圧力を検出する吐出圧力検出手段と、前記吐出圧力検出手段の出力が所望の暖房能力に応じてあらかじめ設定された制御値となるように前記開閉手段のONとOFFの時間比を調整する制御手段と、を有し、前記コンプレッサは、エンジンによりベルトを介して回転駆動され、前記冷凍サイクルでは、当該コンプレッサから吐出された冷媒が、少なくとも室内コンデンサ、オリフィス、前記室外エバポレータ、およびアキュムレータと流れて、当該コンプレッサに帰還することを特徴とする。
【0012】
本発明の構成によると、制御手段は、吐出圧力検出手段の出力(コンプレッサ吐出圧力)が所望の暖房能力に応じてあらかじめ設定された制御値となるように開閉手段のONとOFFの時間比、つまりデューティ比を調整する。ヒートポンプシステムによる吹出し温度はコンプレッサ吐出圧力に関係するため、開閉手段のON/OFFのデューティ比を調整して室外エバポレータにおける吸熱量を調整し、サイクル圧力・温度、特にコンプレッサ吐出圧力を制御することで、吹出し温度の調整が可能となる。例えば、暖房初期時など最大暖房能力を必要とする場合にはコンプレッサ吐出圧力の制御値を高く設定して吹出し温度を高くし、温調時など最大暖房能力を必要としない場合にはコンプレッサ吐出圧力の制御値を下げて吹出し温度を抑える。
【0013】
請求項2に記載の発明は、冷凍サイクル内を状態変化しながら循環する冷媒の熱を利用して車室内の暖房を行うもので、前記冷凍サイクルにエンジン冷却水との熱交換によりコンプレッサに帰還する冷媒を加熱する室外エバポレータを設けてなるヒートポンプ式自動車用空気調和装置において、前記室外エバポレータにエンジン冷却水を導入するための通路を開閉する開閉手段と、前記コンプレッサから吐出される冷媒の圧力を検出する吐出圧力検出手段と、前記吐出圧力検出手段の出力により所望の暖房能力に応じてあらかじめ設定された制御範囲で前記開閉手段をON/OFF制御する制御手段と、を有し、前記コンプレッサは、エンジンによりベルトを介して回転駆動され、前記冷凍サイクルでは、当該コンプレッサから吐出された冷媒が、少なくとも室内コンデンサ、オリフィス、前記室外エバポレータ、およびアキュムレータと流れて、当該コンプレッサに帰還することを特徴とする。
【0014】
本発明の構成によると、制御手段は、吐出圧力検出手段の出力(コンプレッサ吐出圧力)により所望の暖房能力に応じてあらかじめ設定された制御範囲で開閉手段をON/OFF制御する。上記のようにヒートポンプシステムによる吹出し温度はコンプレッサ吐出圧力に関係するため、開閉手段のON/OFFのタイミングを調整して室外エバポレータにおける吸熱量を調整し、サイクル圧力・温度、特にコンプレッサ吐出圧力を制御することで、吹出し温度の調整が可能となる。例えば、暖房初期時など最大暖房能力を必要とする場合にはコンプレッサ吐出圧力の制御範囲を高く設定して吹出し温度を高くし、温調時など最大暖房能力を必要としない場合にはコンプレッサ吐出圧力の制御範囲を下げて吹出し温度を抑える。
【0015】
請求項3に記載の発明は、上記請求項1または2に記載のヒートポンプ式自動車用空気調和装置において、前記冷媒との熱交換により取入空気を加熱する前記室内コンデンサを通過して加熱された空気の温度を検出する吹出温度検出手段をさらに有し、前記制御手段は、前記開閉手段により前記室外エバポレータへのエンジン冷却水の導入を阻止した場合において前記吹出温度検出手段の出力が所定値以上であるとき、前記コンプレッサをOFFすることを特徴とする。
【0016】
本発明の構成によると、制御手段は、第一段階の制御として開閉手段により室外エバポレータへのエンジン冷却水の導入を阻止した場合において吹出温度検出手段の出力(室内コンデンサ通過後の空気温度)が所定値以上であるとき、第二段階の制御としてコンプレッサをOFFする。これにより、サイクル圧力・温度が低下して室内コンデンサを流れる冷媒の温度が低くなるため吹出し温度が下がる。すなわち、室外エバポレータへの温水流量をゼロにしても吹出し温度が所定値以上のときにはコンプレッサをOFFして吹出し温度を下げる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面を使って、本発明の実施の形態を説明する。
【0018】
図1は本発明の一実施の形態に係るヒートポンプ式自動車用空気調和装置を示す概略構成図である。なお、ここでは、サブエバポレータと称する室外熱交換器を備えたヒートポンプ式のデュアルカーエアコンのうち、前後席ともに冷媒を利用して暖房を行うヒートポンプシステムを採用し(ただし、後席側については暖房のみ(除湿なし))、かつ、前席側についてはエンジン冷却水(温水)による暖房をも行いうるシステムを例示している。
【0019】
この自動車用空気調和装置は、送風機(ブロア)により選択的に取り入れた車室内外の空気(内外気)を調和して車室内の前席および後席に向かってそれぞれ吹き出すフロントユニット10とリヤユニット20とを有する。
【0020】
フロントユニット10は、そのケーシング内に通風路11が形成され、この通風路11内には、白抜き矢印で示す空気の流れ方向の下流側から順に、エンジン1の冷却水(温水)を利用して取り入れ空気を加熱するヒータコア12と、後述する冷凍サイクルを構成する室内コンデンサとしてのフロントサブコンデンサ13と、同じく冷凍サイクルを構成する通常のエバポレータ14と、前記送風機15とが配設されている。なお、図示しないが、より詳細には、フロントユニット10は、上流側から順に、インテークユニット、クーリングユニット、およびヒータユニットからなり、インテークユニットにはインテークドアと送風機15が配置され、クーリングユニットにはエバポレータ14が配置され、ヒータユニットにはフロントサブコンデンサ13とエアミックスドア16とヒータコア12が配置されている。エアミックスドア16は、ヒータコア12の前面に回動自在に設けられ、ヒータコア12を通過する空気とこれを迂回する空気との割合を調節してヒータコア12の下流域で所望温度の空気を作ったり、あるいはヒータコア12に空気が流通しないようにしている。また、ヒータユニットのヒータコア12下流側には、エアミックス後の温度調節された空気を車室内の前席に向かって吹き出すための各種吹出口が形成されている。
【0021】
さらに、フロントサブコンデンサ13の下流側には、冷房運転時におけるエバポレータ14の凍結保護のため、エバポレータ14通過後の空気温度を検出するための吸込温度センサ17が設けられている。この吸込温度センサ17は、暖房運転時においてフロントサブコンデンサ13を通過して加熱された空気温度を検出する吹出温度検出手段としても機能する。エアミックスドア16が全閉位置Aにある場合には、フロントサブコンデンサ13を通過した温風が車室内に吹き出されるからである。
【0022】
一方、リヤユニット20は、そのケーシング内に通風路21が形成され、この通風路21内には、白抜き矢印で示す空気の流れ方向の下流側から順に、冷凍サイクルを構成するリヤサブコンデンサ22と、前記送風機23とが配設されている。リヤサブコンデンサ22は、当該冷凍サイクルの回路において、直列に接続されたフロントサブコンデンサ13およびエバポレータ14と並列に接続されている。なお、図示しないが、より詳細には、リヤユニット20は、上流側から順に、インテークユニットおよびヒータユニットからなり、インテークユニットにはインテークドアと送風機23が配置され、ヒータユニットにはリヤサブコンデンサ22が配置されている。ヒータユニットのサブコンデンサ22下流側には、加熱された空気を車室内の後席に向かって吹き出すための所定の吹出口が形成されている。本実施の形態では、リヤユニット20は前述のごとく暖房のみ(除湿なし)のシステムであるため、エバポレータやエアミックスドアは削除されている。
【0023】
これら両ユニット10、20の外部には、エンジン1により図示しないベルトを介して回転駆動されるコンプレッサ2と、メインコンデンサ3とが配設されている。冷凍サイクルは、これらコンプレッサ2とメインコンデンサ3、ならびに上記のフロントサブコンデンサ13、エバポレータ14、およびリヤサブコンデンサ22を、配管により、フロント用のオリフィス付き電磁弁16、ならびにリヤ用のリキッドタンク24およびオリフィス付き電磁弁25と連結し、その中に冷媒を封入して構成されている。オリフィス付き電磁弁16、25は、開閉弁としての電磁弁に冷媒膨脹用のオリフィス(例えば、 φ1.45)を内蔵したものである。
【0024】
メインコンデンサ3の入口側には回路切換弁としての四方弁4が設けられている。この四方弁4は、密閉ケースに一つの入口ポートと三つの出口ポートを設けるとともに、同ケース内に前記三つの出口ポートのうち二つの出口ポートを連通するスライド部材を設け、このスライド部材によって選択された出口ポート以外の出口ポートが入口ポートと連通するように構成されている。したがって、スライド部材の位置によって入口ポートと連通される出口ポートが選択されることになる。ここでは、四方弁4の入口ポートはコンプレッサ2の吐出側と接続され、四方弁4の三つの出力ポートは、それぞれ、メインコンデンサ3の入口、コンプレッサ2の吸入側(冷媒回収通路5)、メインコンデンサ3の出口(バイパス通路6)と接続されている。この四方弁4により、フロント側に関しては、コンプレッサ2から吐出された冷媒をメインコンデンサ3に導く冷房運転用冷媒回路(以下単に「冷房用回路」という)と、コンプレッサ2から吐出された冷媒をメインコンデンサ3のバイパス通路6に導く暖房運転用冷媒回路(以下単に「暖房用回路」という)とが切り換えられる。なお、図1では、暖房運転時の四方弁4の状態を示している。
【0025】
また、前記両ユニット10、20の外部には、ヒートポンプによる暖房性能を高めるため、コンプレッサ2の吸入側と、フロント側とリヤ側との合流点7との間の低圧側冷媒通路に、室外エバポレータ(室外熱交換器)として機能するサブエバポレータ8を設けている。このサブエバポレータ8は、内部を流通する冷媒をエンジン冷却水(温水)との熱交換により加熱する機能を有しており、いわば温水−冷媒熱交換器ともいうべきものである。
【0026】
このようなサブエバポレータ8を設けることで、たとえ低温のため空気と熱交換してもただちに暖房用として使用できないエンジン冷却水であっても、当該サブエバポレータ8において流入した冷媒と熱交換させることにより、その冷媒はエンジン冷却水が保有する熱を有効に取り込んで加熱された(つまり、エンタルピーが増加した)後、コンプレッサ2に帰還し、再度コンプレッサ2で圧縮、加圧されることになるので、コンプレッサ2から吐出される冷媒はより高温の冷媒となって、サブコンデンサ13、22に供給されることになる。その結果、サブコンデンサ13、22の放熱性能が高まり、そこで熱交換された空気はより高温となるため、より高い暖房性能が発揮され、即暖性も向上することになる。
【0027】
また、サブエバポレータ8とコンプレッサ2との間には、上記のごとく通常の温度式膨脹弁に代えて冷媒流量調整機能を持たないオリフィス付き電磁弁16を採用した関係で、余剰冷媒の貯溜と気液の分離を行いガス冷媒のみをコンプレッサ2に戻すためのアキュムレータ9が設けられている。アキュムレータ9は、冷媒を貯溜する比較的容量のある容器であるため、仮に冷媒が液状態で帰還してきても、これを気化してコンプレッサ2に戻すことができ、液圧縮によるコンプレッサ2の破損を防止することができる。
【0028】
暖房運転時、コンプレッサ2から吐出された冷媒は、通常、次の暖房用回路を通ってフロントユニット10側とリヤユニット20側の双方に流れる。このとき、フロントユニット10側とリヤユニット20側にそれぞれ冷媒を導くための二つの電磁弁16、25はどちらも開いた状態にある。すなわち、暖房運転時、コンプレッサ2から出た冷媒は、四方弁4→バイパス通路6と流れてここからフロントユニット10側とリヤユニット20側とに分岐して流れた後、サブエバポレータ8の入口(合流点7)で合流して、コンプレッサ2に帰還する。より具体的には、前者においては、バイパス通路6を流れた冷媒は、フロントサブコンデンサ13→オリフィス(付き電磁弁)16→エバポレータ14と流れた後、サブエバポレータ8→アキュムレータ9と流れて、コンプレッサ2に帰還する。また、後者においては、バイパス通路6を流れた冷媒は、リヤサブコンデンサ22→リキッドタンク24→オリフィス(付き電磁弁)25と流れた後、サブエバポレータ8→アキュムレータ9と流れて、コンプレッサ2に帰還する。なお、後席を暖房しない場合には、電磁弁25は閉じておく。
【0029】
一方、冷房運転時、コンプレッサ2から吐出された冷媒は、通常、次の冷房用回路を通ってフロントユニット10側のみに流れる。このとき、リヤユニット20側の電磁弁25は閉じた状態にある。すなわち、冷房運転時、コンプレッサ2から出た冷媒は、四方弁4→メインコンデンサ3→フロントサブコンデンサ13→オリフィス(付き電磁弁)16→エバポレータ14→サブエバポレータ8→アキュムレータ9と流れて、コンプレッサ2に帰還する。
【0030】
ヒータコア12の温水入口には、電磁操作式の温水バルブ31が設けられ、この温水バルブ31を開くことによって、エンジン1から流出した温水がヒータコア12へ導入されるようになっている。
【0031】
また、サブエバポレータ8の温水入口には、開閉手段として機能する電磁操作式のウォータバルブ32が設けられている。暖房運転時において、このウォータバルブ32を開くことによって、エンジン1から流出した温水がサブエバポレータ8に導入され、サブエバポレータ8が作動して上記した所定の機能を発揮するようになっている。
【0032】
また、上記構成の冷媒回路の高圧側には、図1には示していないが、コンプレッサ2の吐出圧力(Pd)を検出する吐出圧力検出手段としての吐出圧力センサ53が設けられている(図2参照)。コンプレッサ2の吐出圧力が上昇すると、コンプレッサ2を保護するため、その吐出圧力に応じてコンプレッサ2をON/OFFする制御が行われるようになっている。
【0033】
なお、上記したように四方弁4の出口側(出口ポートの1つ)とコンプレッサ2の吸入側との間には冷媒回収通路5が設けられているが、この冷媒回収通路5は、外気温度が低く、エンジン冷却水をただちに暖房用熱源として使用できない場合に、メインコンデンサ3などに滞留しているいわゆる寝込み冷媒をコンプレッサ2に戻し、多量の冷媒を用いて性能の高い暖房ができるようにするためのものである。
【0034】
また、図1中、40はメインコンデンサ3を冷却するための電動ファンであり、41、42、43、44、45はそれぞれ反対方向の流れを阻止するための逆止弁である。
【0035】
次に、作用を説明する。なお、ここでは、本発明が適用される暖房運転時の作用についてのみ説明する。
【0036】
暖房運転初期
暖房運転開始時に外気温度が低い場合には、エンジン冷却水の温度も低く、これをただちに暖房用として使用することはできない(ヒータコア12の場合)。また、冷媒もメインコンデンサ3などの内部に寝込んでおり、コンプレッサ2にはあまり存在していない。この状態で前後席を暖房する場合には、例えば、温水バルブ31をOFF状態、流量制御アクチュエータ32を全開状態、二つの電磁弁16、25をともに開状態、四方弁4を図1に示す状態にそれぞれ設定する。また、エアミックスドア16は、空気がヒータコア12を通過しないよう、全閉位置Aに設定する。
【0037】
この状態でコンプレッサ2をONすると、主としてメインコンデンサ3の内部に寝込んでいる冷媒が、四方弁4および冷媒回収通路5を通ってコンプレッサ2の吸入側に導かれ、回収される。
【0038】
これにより、コンプレッサ2は多量の冷媒を吐出しうる運転状態となり、コンプレッサ2から吐出された高温高圧の冷媒は、四方弁4→バイパス通路6と流れた後、分岐して、一部はフロントサブコンデンサ13→オリフィス(付き電磁弁)16→エバポレータ14とフロントユニット10側を流れ、一部はリヤサブコンデンサ22→リキッドタンク24→オリフィス(付き電磁弁)25とリヤユニット20側を流れて、合流点7で合流して、サブエバポレータ8→アキュムレータ9と流れて、コンプレッサ2に帰還する。この循環過程において、サブエバポレータ8に流入した低温低圧の冷媒は、エンジン冷却水との熱交換により加熱され、より高温となってコンプレッサ2に吸入され、再度圧縮される。これにより、コンプレッサ2に帰還し再度圧縮された冷媒は、エンタルピーが増加して(つまり、サイクルバランスが上昇して)より高温高圧となって吐出されることになる。サブコンデンサ13、22の暖房能力(放熱性能)は冷媒の温度に関係するため、このように吐出冷媒の温度が上昇することで、より高い暖房性能が発揮されることになる。また、このような傾向は時間の経過につれて増幅されることから、このようにエンジン冷却水からの熱の回収をいわばトリガーとすることで冷媒温度の迅速かつ効率的な上昇が可能となり、いわゆる即暖性も大幅に向上することになる。
【0039】
このとき、フロントユニット10内に取り込まれた空気は、エバポレータ14で除湿(冷房)され、さらにフロントサブコンデンサ13で加熱された後、流下し、所定の吹出口から車室内に吹き出される。これにより、除湿した空気を加熱する除湿暖房が実現される。また、リヤユニット20内に取り込まれた空気は、リヤサブコンデンサ22で加熱された後、流下し、所定の吹出口から車室内に吹き出され、暖房(除湿なし)が実現される。
【0040】
暖房運転安定時
エンジン冷却水の温度がある程度上昇し、車室内の温度もある程度上昇すると、吹出し温度を一定に保つよう、後述する制御方法によりウォータバルブ32をON/OFF制御して、サブエバポレータ8への温水流量を制御する。
【0041】
すなわち、エンジン冷却水温がある程度上昇したときには、サブエバポレータ8に温水が導入されると、時間の経過に伴ってコンプレッサ2の吐出圧力・温度が上昇して、吹出し温度が高くなる。この原理はすでに説明したとおりであって、サブエバポレータ8に温水が流れると、温水からの吸熱量が次第に増加して冷媒との熱交換量が増えるため、サブエバポレータ8出口の冷媒温度が上昇して、コンプレッサ2に吸入される冷媒温度が上昇し、この吸入冷媒温度の上昇に伴ってコンプレッサ2の吐出圧力・温度が増大する。これにより、サブコンデンサ13、22での放熱能力が高まり、吹出し温度が上昇する。逆に、サブエバポレータ8への温水の流入を阻止すると、吸熱量が次第に減少して冷媒との熱交換量が減るため、コンプレッサ2の吐出圧力・温度が下がり、吹出し温度が低下する。したがって、サブエバポレータ8への温水流量を制御する(より具体的には、適当なタイミングでON/OFF制御する)ことにより、吹出し温度の調整(温調)を行うことができるはずである。
【0042】
図2はかかる温調制御システムのブロック図である。
【0043】
制御手段として機能するオートアンプ50はマイコンを内蔵しており、その入力側にはシステムスイッチ51、エアコンスイッチ52、コンプレッサ吐出圧力(Pd)を検出する吐出圧力センサ53、およびサブコンデンサ13通過後の空気温度を検出する吸込温度センサ17が接続され、その出力側にはコンプレッサ2(のマグネットクラッチ)およびサブエバポレータ8用のウォータバルブ32が接続されている。システムスイッチ51は、サブエバポレータ8を用いた暖房システムを作動させるための操作スイッチであり、エアコンスイッチは、サブエバポレータ8を使用しない通常の冷暖房システムとして作動させるための操作スイッチである。オートアンプ50は、システムスイッチ51がONでかつエアコンスイッチ52がOFFであるとき、サブエバポレータ8を用いた暖房システムを作動させ、その中で、温調制御のためのコンプレッサ2およびウォータバルブ32のON/OFF制御を行う。
【0044】
まず、第1の制御方法について説明する。
【0045】
ここでは、第一段階の制御として、吹出し温調制御をコンプレッサ吐出圧力によるウォータバルブ32のON/OFF制御で行う。このとき、ウォータバルブ32の開閉(ON/OFF)は、デューティ制御によって行う。その後、ウォータバルブ32を閉じてサブエバポレータ8への温水流量をゼロ(0)にしても吹出し温度が所定の温度以上である場合には、第二段階の制御として、コンプレッサ2をOFFにして吹出し温度を下げる。
【0046】
第一段階の制御の詳細は、次のとおりである。ここでは、サブエバポレータ8用のウォータバルブ32のONとOFFの時間比、つまりデューティ比を変更することによりサブエバポレータ8における吸熱量を調整して、コンプレッサ吐出圧力(Pd)を制御し、これによって吹出し温度を制御する。より具体的には、コンプレッサ吐出圧力(Pd)が所望の暖房能力に応じてあらかじめ設定された制御値となるようにウォータバルブ32のON/OFFのデューティ比を調整する。
【0047】
図3に示すように、ウォータバルブ32を開くと(ON)、サブエバポレータ8に温水が導入されるためサブエバポレータ8の吸熱量が時間と共に増加し、これによりコンプレッサ吐出圧力も上昇するが、逆に、ウォータバルブ32を閉じると(OFF)、サブエバポレータ8に温水が導入されないためサブエバポレータ8の吸熱量は時間と共に減少し、これによりコンプレッサ吐出圧力も低下することになる。したがって、ウォータバルブ32のON/OFFのデューティ比を適当に設定することで、サブエバポレータ8の吸熱量、ひいてはコンプレッサ吐出圧力(Pd)、吹出し温度を一定のレベル(範囲)に調整することが可能となる。このとき、ウォータバルブ32のON/OFFのデューティ比の調整方法としては、例えば、図4に示すように、ON時間を1秒に固定しておいて、OFF時間を1秒単位で変更する。OFF時間を長くすればするほど、吸熱量のレベルが低下し、コンプレッサ吐出圧力および吹出し温度が低下する。
【0048】
制御の具体例は、次のとおりである。まず、図5に示すように、初期暖房時など最大暖房能力を必要とする場合、つまり暖房時の初期設定では、コンプレッサ吐出圧力の制御値を高く設定して吹出し温度を高くする。例えば、コンプレッサ吐出圧力(Pd)が20kg/cm2G になるようにウォータバルブ32のON/OFFのデューティ比を調整する。このとき、吹出し温度は約55℃となる。次に、温調時(暖房運転安定時)など最大暖房能力を必要としない場合には、コンプレッサ吐出圧力の制御値を下げて吹出し温度を抑える。例えば、コンプレッサ吐出圧力(Pd)が15kg/cm2G になるようにウォータバルブ32のON/OFFのデューティ比を変更する。このとき、吹出し温度は約45℃となる。なお、温調時においては、適宜、所望の吹出し温度に対応するコンプレッサ吐出圧力となるようにデューティ比を調整すればよい。
【0049】
このようなウォータバルブ32のデューティ制御において、ウォータバルブ32を閉じて(OFF)サブエバポレータ8への温水流量をゼロ(0)にしても、その時の吹出し温度が目標とする所望の温度以上である場合には、第二段階の制御として、コンプレッサ2をOFFにして吹出し温度を下げることは前述のとおりである。
【0050】
したがって、この第1の制御方法によれば、吹出し温度の調整(温調)が可能になるとともに、ウォータバルブ32のデューティ制御により吸熱量やサイクル圧力・温度の変動を一定の範囲内に収めることができるため、温調時、吹出し温度のハンチングを小さくすることができる。
【0051】
次に、第2の制御方法について説明する。
【0052】
ここでは、第一段階の制御として、吹出し温調制御をコンプレッサ吐出圧力によるウォータバルブ32のON/OFF制御で行う。このとき、ウォータバルブ32の開閉(ON/OFF)は、コンプレッサ吐出圧力に関する上限値と下限値とからなる制御範囲で行う。その後、ウォータバルブ32を閉じてサブエバポレータ8への温水流量をゼロ(0)にしても吹出し温度が所定の温度以上である場合には、第二段階の制御として、コンプレッサ2をOFFにして吹出し温度を下げる。
【0053】
第一段階の制御の詳細は、次のとおりである。ここでは、サブエバポレータ8用のウォータバルブ32のONとOFFの切換えのタイミングを変更することによりサブエバポレータ8における吸熱量を調整して、コンプレッサ吐出圧力(Pd)を制御し、これによって吹出し温度を制御する。より具体的には、コンプレッサ吐出圧力(Pd)について所望の暖房能力に応じてあらかじめ設定された制御範囲でウォータバルブ32のON/OFFを行う。
【0054】
例えば、図6に示すように、ウォータバルブ32をONした状態においてコンプレッサ吐出圧力が上限値Pd1以上になるとウォータバルブ32を閉じ(OFF)、OFFした状態において下限値Pd2以下になるとウォータバルブ32を開く(ON)。ウォータバルブ32を開くと(ON)、サブエバポレータ8に温水が導入されるためサブエバポレータ8の吸熱量が時間と共に増加し、これによりコンプレッサ吐出圧力も上昇するが、ウォータバルブ32を閉じると(OFF)、サブエバポレータ8に温水が導入されないためサブエバポレータ8の吸熱量は時間と共に減少し、これによりコンプレッサ吐出圧力も低下することになる。したがって、ウォータバルブ32のON/OFFの切換えのタイミングを適当に設定することで、サブエバポレータ8の吸熱量、ひいてはコンプレッサ吐出圧力(Pd)、吹出し温度を一定のレベル(範囲)に調整することが可能となる。
【0055】
制御の具体例は、次のとおりである。まず、図7および図8に示すように、初期暖房時など最大暖房能力を必要とする場合、つまり暖房時の初期設定では、コンプレッサ吐出圧力の上下限の制御値(Pd1、Pd2)を高く設定して吹出し温度を高くする。例えば、コンプレッサ吐出圧力(Pd)の制御範囲を17〜20kg/cm2G として、この制御範囲でウォータバルブ32をON/OFFさせる。このとき、吹出し温度は約55℃となる。次に、温調時(暖房運転安定時)など最大暖房能力を必要としない場合には、コンプレッサ吐出圧力の上下限の制御値(Pd1、Pd2)を下げて吹出し温度を抑える。例えば、コンプレッサ吐出圧力(Pd)の制御範囲を15〜17kg/cm2G に下げて、この範囲でウォータバルブ32をON/OFFさせる。このとき、吹出し温度は約45℃となる。なお、温調時においては、適宜、所望の吹出し温度に対応するコンプレッサ吐出圧力となるように前記制御範囲を変更すればよい。
【0056】
このようなウォータバルブ32のON/OFFの切換え制御において、ウォータバルブ32を閉じて(OFF)サブエバポレータ8への温水流量をゼロ(0)にしても、その時の吹出し温度が目標とする所望の温度以上である場合には、第二段階の制御として、コンプレッサ2をOFFにして吹出し温度を下げることは前述のとおりである。
【0057】
したがって、この第2の制御方法によっても、吹出し温度の調整(温調)が可能になる。
【0058】
また、第1および第2の制御方法によれば、どちらもオートアンプ50による制御であるため、温調に関する新規の部品はなく、コストアップを避けることができる。
【0059】
なお、上記した実施の形態では、後席側について暖房のみ(除湿なし)としたシステムを示したが、これに限定されるわけではなく、フロントユニット10と同様リヤユニット20内にもエバポレータを設けて除湿暖房を可能としたシステムでもよい。
【0060】
また、上記した実施の形態では、前後席をともに暖房しうるデュアルカーエアコンを例にとって説明したが、これに限定されるわけではなく、本発明は、サブエバポレータを備えたヒートポンプ式の自動車用空気調和装置であれば、シングルタイプのヒートポンプシステムを含むどのようなタイプのものにでも適用可能である。したがって、上記した実施の形態のように一つのユニット内に暖房熱源としてサブコンデンサとヒータコアの両方を備えることは、必ずしも必要ではない。
【0061】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項1に記載の発明によれば、コンプレッサ吐出圧力が所望の暖房能力に応じた所定の制御値となるように開閉手段のON/OFFのデューティ比を調整するので、室外エバポレータにおける吸熱量が調整され、吹出し温度の調整が可能となる。
【0062】
請求項2に記載の発明によれば、コンプレッサ吐出圧力により所望の暖房能力に応じた所定の制御範囲で開閉手段をON/OFFさせるので、室外エバポレータにおける吸熱量が調整され、吹出し温度の調整が可能となる。
【0063】
請求項3に記載の発明によれば、上記請求項1または2に記載の発明の効果に加え、室外エバポレータへの温水流量をゼロにしても吹出し温度が所定値以上のときにはコンプレッサをOFFするので、確実に吹出し温度を下げることができ、温調性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態に係るヒートポンプ式自動車用空気調和装置を示す概略構成図である。
【図2】 図1の装置における温調制御システムのブロック図である。
【図3】 ウォータバルブのON/OFFと吸熱量との関係を示すグラフである。
【図4】 ウォータバルブのON/OFF時間比の変更の仕方を説明するための図表である。
【図5】 第1の制御方法を適用した具体例を示すグラフである。
【図6】 ウォータバルブのON/OFFの制御特性図である。
【図7】 第2の制御方法の説明図である。
【図8】 同方法を適用した具体例を示すグラフである。
【符号の説明】
1…エンジン
2…コンプレッサ
8…サブエバポレータ(室外エバポレータ)
10…フロントユニット
12…ヒータコア
13…フロントサブコンデンサ(室内コンデンサ)
14…エバポレータ
17…吸込温度センサ(吹出温度検出手段)
20…リヤユニット
22…リヤサブコンデンサ
32…ウォータバルブ(開閉手段)
50…オートアンプ(制御手段)
53…吐出圧力センサ(吐出圧力検出手段)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat pump type automotive air conditioner that uses a refrigerant heated by engine cooling water (hot water) to heat a vehicle interior.
[0002]
[Prior art]
For example, in some recent luxury cars and one-box cars with a relatively large cabin space, the front area of the cabin (for example, the front seat) is the front so that a comfortable air conditioning can be obtained for the entire cabin. Depending on the unit, the rear area (for example, the rear seat portion such as the second seat and the third seat) is equipped with an air conditioner for automobiles commonly called a dual car air conditioner that independently conditioned the air by the rear unit.
[0003]
As this type of automotive air conditioner, for example, during heating operation, the front unit is provided with a heater core and engine cooling water is used as a heat source, while the rear unit is provided with an indoor heat exchanger called a sub-condenser. There is a system in which a high-temperature and high-pressure refrigerant compressed by a compressor is used as a heat source. This type of device is called a heat pump type air conditioner for automobiles because it heats the passenger compartment by drawing up heat from low-temperature external air in the refrigerant circulation process (refrigeration cycle).
[0004]
However, when heating operation with this type of device, for example, when the outside air temperature is low, such as in the morning in winter, the temperature of the engine cooling water is low at startup, and the rate of temperature rise of the refrigerant is not agile. It is difficult for warm air to be blown out simultaneously with the start of operation, so-called immediate warming properties are insufficient, and heating performance may be insufficient. In particular, in a one-box car with a large interior space equipped with a diesel engine, the temperature rise of the engine coolant is slower than that of a normal gasoline engine vehicle, and a large space must be heated. Heating performance tends to be insufficient. Recently, efficient direct-injection engines (gasoline and diesel) are being developed as countermeasures for exhaust gas and energy conservation, and some of them have already been put into practical use. In some cases, there is a risk of chronic heating shortage due to a decrease in the temperature of the engine cooling water (lower water temperature) accompanying a decrease in the amount of heat released.
[0005]
Therefore, the applicant of the present invention provides an outdoor heat exchanger called a sub-evaporator, and heats the return refrigerant to the compressor using the heat of engine cooling water in this sub-evaporator, and uses a higher-temperature refrigerant with increased enthalpy. Thus, a heat pump type air conditioner for automobiles that exhibits higher heating performance has been proposed (for example, see Japanese Patent Application No. 7-271621). Furthermore, on the premise of this technology, an automotive air conditioner was proposed in which both front and rear seats are heat pump systems in order to cope with the low water temperature by direct injection of the engine (see, for example, Japanese Patent Application No. 9-90854).
[0006]
The above-mentioned circumstances such as insufficient heating are not limited to dual car air conditioners, but also apply to ordinary single type heat pump car air conditioners with only one unit, so a single type with a sub-evaporator. A heat pump type air conditioner for automobiles is currently being developed.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In a heat pump automotive air conditioner equipped with such a sub-evaporator, when the cycle pressure rises sufficiently when the heating operation is stable or the vehicle is running, the flow of hot water to the sub-evaporator is controlled to protect the refrigeration cycle. At the same time, the blowing temperature is kept constant.
[0008]
However, in such a conventional system, the main point is to improve the maximum heating capacity. When the maximum heating capacity is not required, for example, when the heating operation is stable, It has not yet been fully developed in terms of temperature control.
[0009]
For example, in the case of a system with a heater core downstream of the sub-condenser, the engine cooling water temperature that finally flows through the heater core is higher than the refrigerant temperature that flows through the sub-condenser. However, the temperature of the air blown into the passenger compartment cannot be lowered below the air temperature after passing through the sub capacitor. It should be noted that the engine cooling water temperature finally flowing through the heater core becomes higher than the refrigerant temperature flowing through the sub-condenser because the rise in cycle temperature is suppressed by ON / OFF control of the sub-evaporator water valve by the compressor discharge pressure. is there.
[0010]
The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned problems in the air conditioner for heat pump automobiles currently under development by the applicant of the present invention, and provides an air conditioner for automobiles capable of adjusting the blowing temperature. With the goal.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to
[0012]
According to the configuration of the present invention, the control means has a time ratio between ON and OFF of the opening / closing means so that the output of the discharge pressure detection means (compressor discharge pressure) becomes a control value set in advance according to the desired heating capacity, That is, the duty ratio is adjusted. Since the discharge temperature by the heat pump system is related to the compressor discharge pressure, the cycle pressure and temperature, especially the compressor discharge pressure, are controlled by adjusting the ON / OFF duty ratio of the opening and closing means to adjust the heat absorption amount in the outdoor evaporator. The blowout temperature can be adjusted. For example, when the maximum heating capacity is required, such as at the beginning of heating, the control value of the compressor discharge pressure is set high to increase the discharge temperature, and when the maximum heating capacity is not required, such as during temperature control, the compressor discharge pressure Decrease the control value to suppress the blowing temperature.
[0013]
The invention according to
[0014]
According to the configuration of the present invention, the control means performs ON / OFF control of the opening / closing means within a control range set in advance according to the desired heating capacity based on the output (compressor discharge pressure) of the discharge pressure detection means. As mentioned above, the temperature at which the heat pump system blows out is related to the compressor discharge pressure. Therefore, the cycle pressure / temperature, especially the compressor discharge pressure, is controlled by adjusting the ON / OFF timing of the opening / closing means to adjust the heat absorption in the outdoor evaporator. This makes it possible to adjust the blowing temperature. For example, when the maximum heating capacity is required, such as at the beginning of heating, the control range of the compressor discharge pressure is set high to increase the discharge temperature, and when the maximum heating capacity is not required, such as during temperature control, the compressor discharge pressure Lower the control range of to control the blowing temperature.
[0015]
The invention of
[0016]
According to the configuration of the present invention, when the control means prevents the introduction of the engine cooling water to the outdoor evaporator by the opening / closing means as the first stage control, the output of the blowing temperature detecting means (air temperature after passing through the indoor condenser) is When the value is equal to or greater than the predetermined value, the compressor is turned off as the second-stage control. As a result, the cycle pressure and temperature are lowered, and the temperature of the refrigerant flowing through the indoor condenser is lowered, so that the blowing temperature is lowered. That is, even if the flow rate of hot water to the outdoor evaporator is zero, when the blowing temperature is equal to or higher than a predetermined value, the compressor is turned off to lower the blowing temperature.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a heat pump automobile air conditioner according to an embodiment of the present invention. Here, among the heat pump type dual-car air conditioners equipped with outdoor heat exchangers called sub-evaporators, a heat pump system that uses a refrigerant to heat both the front and rear seats (however, the rear seat side is heated) Only (no dehumidification)), and the front seat side illustrates a system that can also perform heating by engine cooling water (hot water).
[0019]
This automotive air conditioner is a
[0020]
The
[0021]
Further, a
[0022]
On the other hand, the rear unit 20 has a
[0023]
A
[0024]
A four-
[0025]
In addition, outside the
[0026]
By providing such a
[0027]
Further, between the sub-evaporator 8 and the
[0028]
During the heating operation, the refrigerant discharged from the
[0029]
On the other hand, during the cooling operation, the refrigerant discharged from the
[0030]
An electromagnetically operated
[0031]
An electromagnetically operated water valve 32 that functions as an opening / closing means is provided at the hot water inlet of the
[0032]
Although not shown in FIG. 1, a
[0033]
As described above, the
[0034]
In FIG. 1,
[0035]
Next, the operation will be described. In addition, only the effect | action at the time of the heating operation to which this invention is applied is demonstrated here.
[0036]
Heating operation initial stage When the outside air temperature is low at the start of the heating operation, the temperature of the engine cooling water is also low and cannot be used immediately for heating (in the case of the heater core 12). In addition, the refrigerant is trapped in the
[0037]
When the
[0038]
As a result, the
[0039]
At this time, the air taken into the
[0040]
When heating operation is stable When the temperature of the engine cooling water rises to some extent and the temperature in the passenger compartment also rises to some extent, the water valve 32 is controlled to be ON / OFF by a control method described later so as to keep the blowout temperature constant. The hot water flow rate to the
[0041]
That is, when the engine coolant temperature rises to some extent and the warm water is introduced into the
[0042]
FIG. 2 is a block diagram of such a temperature control system.
[0043]
The
[0044]
First, the first control method will be described.
[0045]
Here, as the first-stage control, the blowout temperature control is performed by ON / OFF control of the water valve 32 by the compressor discharge pressure. At this time, the water valve 32 is opened and closed (ON / OFF) by duty control. Thereafter, even when the water valve 32 is closed and the flow rate of hot water to the
[0046]
Details of the control in the first stage are as follows. Here, the amount of heat absorbed in the
[0047]
As shown in FIG. 3, when the water valve 32 is opened (ON), since hot water is introduced into the
[0048]
A specific example of the control is as follows. First, as shown in FIG. 5, when the maximum heating capacity is required such as during initial heating, that is, in the initial setting during heating, the control value of the compressor discharge pressure is set high to increase the discharge temperature. For example, the ON / OFF duty ratio of the water valve 32 is adjusted so that the compressor discharge pressure (Pd) becomes 20 kg /
[0049]
In such duty control of the water valve 32, even if the water valve 32 is closed (OFF) and the flow rate of the hot water to the
[0050]
Therefore, according to the first control method, the blowout temperature can be adjusted (temperature control), and the amount of heat absorption, cycle pressure and temperature can be kept within a certain range by duty control of the water valve 32. Therefore, it is possible to reduce the hunting of the blowing temperature during temperature control.
[0051]
Next, the second control method will be described.
[0052]
Here, as the first-stage control, the blowout temperature control is performed by ON / OFF control of the water valve 32 by the compressor discharge pressure. At this time, the water valve 32 is opened and closed (ON / OFF) within a control range including an upper limit value and a lower limit value related to the compressor discharge pressure. Thereafter, even when the water valve 32 is closed and the flow rate of hot water to the
[0053]
Details of the control in the first stage are as follows. Here, the heat absorption amount in the
[0054]
For example, as shown in FIG. 6, the water valve 32 is closed (OFF) when the compressor discharge pressure becomes the upper limit value Pd1 or more with the water valve 32 turned on, and the water valve 32 is turned off when the compressor discharge pressure becomes the lower limit value Pd2 or less with the water valve 32 turned off. Open (ON). When the water valve 32 is opened (ON), hot water is introduced into the
[0055]
A specific example of the control is as follows. First, as shown in FIGS. 7 and 8, when the maximum heating capacity is required such as during initial heating, that is, in the initial setting during heating, the upper and lower control values (Pd1, Pd2) of the compressor discharge pressure are set high. And raise the blowing temperature. For example, the control range of the compressor discharge pressure (Pd) is set to 17 to 20 kg / cm 2 G, and the water valve 32 is turned ON / OFF in this control range. At this time, the blowing temperature is about 55 ° C. Next, when the maximum heating capacity is not required, such as when temperature is controlled (when the heating operation is stable), the control values (Pd1, Pd2) of the upper and lower limits of the compressor discharge pressure are lowered to suppress the discharge temperature. For example, the control range of the compressor discharge pressure (Pd) is lowered to 15 to 17 kg / cm @ 2 G, and the water valve 32 is turned ON / OFF within this range. At this time, the blowing temperature is about 45 ° C. In addition, at the time of temperature control, the control range may be changed as appropriate so that the compressor discharge pressure corresponding to a desired blowing temperature is obtained.
[0056]
In such ON / OFF switching control of the water valve 32, even if the water valve 32 is closed (OFF) and the flow rate of the hot water to the
[0057]
Therefore, the second control method can also adjust (temperature control) the blowing temperature.
[0058]
In addition, according to the first and second control methods, since both are controlled by the
[0059]
In the above-described embodiment, a system in which only the rear seat side is heated (no dehumidification) is shown. However, the present invention is not limited to this, and an evaporator is provided in the rear unit 20 as in the
[0060]
Further, in the above-described embodiment, a dual car air conditioner that can heat both the front and rear seats has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is a heat pump type automobile air equipped with a sub-evaporator. If it is a harmony device, it can be applied to any type including a single type heat pump system. Therefore, it is not always necessary to provide both the sub capacitor and the heater core as a heating heat source in one unit as in the above-described embodiment.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the invention, the ON / OFF duty ratio of the opening / closing means is adjusted so that the compressor discharge pressure becomes a predetermined control value according to the desired heating capacity. The amount of heat absorbed in the outdoor evaporator is adjusted, and the blowout temperature can be adjusted.
[0062]
According to the second aspect of the present invention, since the opening / closing means is turned on / off within a predetermined control range corresponding to the desired heating capacity by the compressor discharge pressure, the heat absorption amount in the outdoor evaporator is adjusted, and the blowout temperature is adjusted. It becomes possible.
[0063]
According to the invention described in
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a heat pump automotive air conditioner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a temperature control system in the apparatus of FIG.
FIG. 3 is a graph showing a relationship between ON / OFF of a water valve and an endothermic amount.
FIG. 4 is a chart for explaining how to change the ON / OFF time ratio of the water valve.
FIG. 5 is a graph showing a specific example to which the first control method is applied.
FIG. 6 is a control characteristic diagram of ON / OFF of a water valve.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a second control method.
FIG. 8 is a graph showing a specific example to which the method is applied.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
10 ...
14 ...
20 ... Rear unit 22 ... Rear sub capacitor 32 ... Water valve (opening / closing means)
50 ... Auto-amplifier (control means)
53. Discharge pressure sensor (discharge pressure detecting means)
Claims (3)
前記室外エバポレータ(8)にエンジン冷却水を導入するための通路を開閉する開閉手段(32)と、
前記コンプレッサ(2)から吐出される冷媒の圧力を検出する吐出圧力検出手段(53)と、
前記吐出圧力検出手段(53)の出力が所望の暖房能力に応じてあらかじめ設定された制御値となるように前記開閉手段(32)のONとOFFの時間比を調整する制御手段(50)と、
を有し、
前記コンプレッサ(2)は、エンジン(1)によりベルトを介して回転駆動され、前記冷凍サイクルでは、当該コンプレッサ(2)から吐出された冷媒が、少なくとも室内コンデンサ(13)、オリフィス(16)、前記室外エバポレータ(8)、およびアキュムレータ(9)と流れて、当該コンプレッサ(2)に帰還することを特徴とするヒートポンプ式自動車用空気調和装置。Heating of the passenger compartment is performed using the heat of the refrigerant circulating while changing the state in the refrigeration cycle, and the outdoor heating the refrigerant returning to the compressor (2) by heat exchange with the engine cooling water in the refrigeration cycle. In an air conditioner for a heat pump type automobile provided with an evaporator (8),
Opening and closing means (32) for opening and closing a passage for introducing engine coolant to the outdoor evaporator (8);
A discharge pressure detecting means (53) for detecting the pressure of the refrigerant discharged from the compressor (2);
Control means (50) for adjusting the ON / OFF time ratio of the opening / closing means (32) so that the output of the discharge pressure detecting means (53) becomes a control value set in advance according to a desired heating capacity; ,
Have a,
The compressor (2) is rotationally driven through a belt by the engine (1), and in the refrigeration cycle, the refrigerant discharged from the compressor (2) is at least an indoor condenser (13), an orifice (16), and the A heat pump type automobile air conditioner that flows through the outdoor evaporator (8) and the accumulator (9) and returns to the compressor (2) .
前記室外エバポレータ(8)にエンジン冷却水を導入するための通路を開閉する開閉手段(32)と、
前記コンプレッサ(2)から吐出される冷媒の圧力を検出する吐出圧力検出手段(53)と、
前記吐出圧力検出手段(53)の出力により所望の暖房能力に応じてあらかじめ設定された制御範囲で前記開閉手段(32)をON/OFF制御する制御手段(50)と、
を有し、
前記コンプレッサ(2)は、エンジン(1)によりベルトを介して回転駆動され、前記冷凍サイクルでは、当該コンプレッサ(2)から吐出された冷媒が、少なくとも室内コンデンサ(13)、オリフィス(16)、前記室外エバポレータ(8)、およびアキュムレータ(9)と流れて、当該コンプレッサ(2)に帰還することを特徴とするヒートポンプ式自動車用空気調和装置。Heating of the passenger compartment is performed using the heat of the refrigerant circulating while changing the state in the refrigeration cycle, and the outdoor heating the refrigerant returning to the compressor (2) by heat exchange with the engine cooling water in the refrigeration cycle. In an air conditioner for a heat pump type automobile provided with an evaporator (8),
Opening and closing means (32) for opening and closing a passage for introducing engine coolant to the outdoor evaporator (8);
A discharge pressure detecting means (53) for detecting the pressure of the refrigerant discharged from the compressor (2);
Control means (50) for ON / OFF controlling the opening / closing means (32) within a control range set in advance according to the desired heating capacity by the output of the discharge pressure detecting means (53);
Have a,
The compressor (2) is rotationally driven through a belt by the engine (1), and in the refrigeration cycle, the refrigerant discharged from the compressor (2) is at least an indoor condenser (13), an orifice (16), and the A heat pump type automobile air conditioner that flows through the outdoor evaporator (8) and the accumulator (9) and returns to the compressor (2) .
前記制御手段(50)は、前記開閉手段(32)により前記室外エバポレータ(8)へのエンジン冷却水の導入を阻止した場合において前記吹出温度検出手段(17)の出力が所定値以上であるとき、前記コンプレッサ(2)をOFFすることを特徴とする請求項1または2に記載のヒートポンプ式自動車用空気調和装置。 It further has blowing temperature detecting means (17) for detecting the temperature of air heated by passing through the indoor condenser (13) for heating the intake air by heat exchange with the refrigerant ,
When the control means (50) prevents the introduction of engine cooling water to the outdoor evaporator (8) by the opening / closing means (32), the output of the blowing temperature detecting means (17) is a predetermined value or more. The heat pump type automobile air conditioner according to claim 1 or 2, wherein the compressor (2) is turned off.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19589397A JP3793327B2 (en) | 1997-07-22 | 1997-07-22 | Heat pump type automotive air conditioner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19589397A JP3793327B2 (en) | 1997-07-22 | 1997-07-22 | Heat pump type automotive air conditioner |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1134643A JPH1134643A (en) | 1999-02-09 |
JP3793327B2 true JP3793327B2 (en) | 2006-07-05 |
Family
ID=16348748
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19589397A Expired - Fee Related JP3793327B2 (en) | 1997-07-22 | 1997-07-22 | Heat pump type automotive air conditioner |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3793327B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11235919A (en) * | 1998-02-20 | 1999-08-31 | Calsonic Corp | Air conditioner for heat pump type automobile |
JPWO2015008463A1 (en) * | 2013-07-17 | 2017-03-02 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Air conditioner for vehicle and component unit thereof |
-
1997
- 1997-07-22 JP JP19589397A patent/JP3793327B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1134643A (en) | 1999-02-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3847905B2 (en) | Heat pump type automotive air conditioner | |
US11458798B2 (en) | Thermal management system for vehicle | |
JP3781147B2 (en) | Heat pump type automotive air conditioner | |
US5899086A (en) | Heat pump type air conditioning system for automotive vehicle | |
CN108790672B (en) | Air conditioner for vehicle | |
JP2000052757A (en) | Air-conditioning and heating equipment for automobile | |
JP3354378B2 (en) | Air conditioner | |
JP3253501B2 (en) | Cooling and heating system for electric vehicles | |
JPH1076837A (en) | Heating system for automobile | |
KR20180120084A (en) | Air conditioner for vehicle | |
JP3793327B2 (en) | Heat pump type automotive air conditioner | |
JP3830242B2 (en) | Heat pump type automotive air conditioner | |
JP3369851B2 (en) | Heat pump type air conditioner for automobiles | |
JP3595542B2 (en) | Heat pump type air conditioner for automobiles | |
JP3793326B2 (en) | Heat pump type automotive air conditioner | |
JP3742489B2 (en) | Heat pump type automotive air conditioner | |
JP3704788B2 (en) | Air conditioner for vehicles | |
JP3710757B2 (en) | Heat pump type automotive air conditioner | |
JPH1058965A (en) | Heat pump-type air conditioner for automobile | |
JP3686211B2 (en) | Air conditioner for automobile | |
JP2000016072A (en) | Cooling and heating device for automobile | |
JP3793330B2 (en) | Heat pump type automotive air conditioner | |
JPH10119562A (en) | Heat pump type air conditioner for automobile | |
JP2000062449A (en) | Heat pump type air conditioner for automobile | |
JPH11170857A (en) | Heat pump type automobile air conditioner |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051027 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051101 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051227 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060328 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060407 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |