车辆用热泵式空调系统的制作方法

专利名称：车辆用热泵式空调系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及能够进行除湿制暖运行和除湿制冷运行的车辆用热泵式空调系统。
背景技术：
在一般的车辆中，在冬季等车外为低温的环境下，经常在车辆的车厢内进行制暖，但是即使在车厢内进行制暖，当车厢内的湿度高时，由于车外冷，因此温暖的空气与车辆的车窗玻璃接触，从而马上出现发生结露而变得模糊的现象。因此，存在大多利用车辆用的空调系统进行除湿制暖的状况。然而，若将以往的热泵式的空调系统用于这种车辆中，则难以适当地调整喷出温度(吹出温度)，存在进行除湿制暖时喷出温度成为必要以上的问题。因此，在专利文献I所示的热泵式的空调系统中提出了如下技术加以应对，即，当进行除湿制暖时，在吹出温度·被判定为比规定值高的情况下，从除湿制暖运行替换为制冷运行，并且预先对所包括的PTC加热器进行通电。在先技术文献专利文献专利文献I日本特开2009-202735号公报

发明内容
然而，在专利文献I所记载的技术中，产生向电加热器(PTC加热器)供给的电力及用于进行制冷运行的电力，从而可能会导致车辆整体的电气效率降低。本发明可以解决所述以往的问题，其课题在于提供能够高效使用电力并且能够设定最佳的喷出温度的车辆用热泵式空调系统。用于解决课题的机构本发明的车辆用热泵式空调系统的特征在于，具备制冷剂压缩机；放热用的第一热交换器，其在从所述制冷剂压缩机喷出的制冷剂体和热介质之间进行热交换；放热用的第二热交换器，其设置在所述第一热交换器的下游，在从所述制冷剂压缩机喷出的制冷剂体和外部气体之间进行热交换；减压机构，其设置在所述第二热交换器的下游，使制冷剂体的压力降低；吸热用的第三热交换器，其设置在所述减压机构的下游，在热源和制冷剂体之间进行热交换；吸热用的第四热交换器，其相对于导入所述第一热交换器中的热介质的流动而配置在所述第一热交换器的上游侧的位置；冷暖切换机构，其对制冷运行时的制冷剂体及热介质的流动和制暖运行时的制冷剂体及热介质的流动进行切换；第一鼓风机，其向所述第一热交换器及所述第四热交换器输送所述热介质；第二鼓风机，其向所述第三热交换器输送来自所述热源的热介质；控制部，其对所述制冷剂压缩机、所述冷暖切换机构、所述第一鼓风机及所述第二鼓风机进行控制，其中，所述控制部在制冷剂体通过所述第三热交换器之后通过所述第四热交换器的除湿制暖运行时，使所述第二鼓风机根据所述第一鼓风机而协调运行，在来自所述第一热交换器的所述热介质的喷出温度比第一规定温度高且所述制冷剂压缩机的旋转速度比规定旋转速度小的情况下，解除所述第一鼓风机与所述第二鼓风机的协调运行，对所述第二鼓风机的电力进行调整，从而使所述喷出温度比第二规定温度低。由此，虽然在通常的除湿制暖运行时与第一鼓风机的风量连动地调整第二鼓风机的风量，但是在热介质的喷出温度比规定值大(能力过剩)，且制冷剂压缩机的旋转速度比规定值小(例如，制冷剂压缩机的旋转速度变为最小)的条件产生之时，将第二鼓风机与第一鼓风机的协调运行解除，从而独立地控制第二鼓风机的电力。由此，由于能够调整在第三热交换器的吸热量，所以能够使在第一热交换器的放热量减少，能够将来自第一热交换器的喷出温度调整为最佳的温度。S卩，通过减少在第三热交换器的吸热量，在第四热交换器的吸热量减少，所以在第一热交换器的放热量有所减少。因此，从第一热交换器放出的热介质的温度下降。
另外，通过在第三热交换器及第四热交换器的吸热使吸热量得以确保，从而不会使在第一鼓风机的风量减少，因此能够确保在第一热交换器的放热量及在第四热交换器的除湿量，即使在制冷运行和制暖运行为同一系统的系统中也能够进行除湿制暖。另外，在不使用电加热器地使例如制冷剂压缩机的输出为最小化的状态下，第二鼓风机的电力也能够被抑制成最小限度，从而能够抑制消耗电力，从而能够高效地使用电力。另外，本发明的车辆用热泵式空调系统的特征还在于，所述控制部在除湿制冷运行时且在外部气体温度在第一规定范围内的情况下，切换为所述除湿制暖运行，使制冷剂体向所述第三热交换器流通，并且通过调整所述第二鼓风机的电力，而将所述喷出温度控制在第二规定范围内。由此，即使在本来需要通过冷暖切换机构(实施方式中的空气混合风门)的控制的除湿制冷运行来应对的区域内，也能够利用除湿制暖运行应对。发明效果根据本发明，提供一种能够高效使用电力且能够设定为最佳喷出温度的车辆用的热泵式空调系统。


图I是说明本实施方式的车辆用的热泵式空调系统的除湿制暖运行时的动作的整体结构图。图2是说明本实施方式的车辆用的热泵式空调系统的除湿制冷运行时的动作的整体结构图。图3是表示本实施方式的车辆用的热泵式空调系统的除湿制暖运行时的动作的流程图。图4是表示本实施方式的车辆用的热泵式空调系统的除湿制冷运行时的动作的流程图。图5是表示各运行模式下的外部气体温度的对应范围，(a)表示本实施方式，(b)表示比较例。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，本实施方式的车辆用热泵式空调系统(简略记作“空调系统”)F1可以适用于电气机动车(EV=ElectricVehicle),燃料电池车(FCV :Fuel Cell Vehicle),混合动力机动车(HEV :Hybrid ElectricVehicle)等车辆 V。如图I所示，本实施方式的空调系统Fl包括制冷剂压缩机10、放热用的第一热交换器20、放热用的第二热交换器30、膨胀阀(减压机构)40、吸热用的第三热交换器50、吸热用的第四热交换器60、冷暖切换机构70、第一鼓风机80、第二鼓风机90、控制部100等。需要说明的是，在本实施方式中，粗线所示的配管表示制冷剂体的流动。制冷剂压缩机10由电动机(或发动机)等的动力驱动，其吸入制冷剂体并进行压缩，且经由配管111朝向第一热交换器20压力输送高温、高压的制冷剂体(气体制冷剂)。第一热交换器20是所谓的制冷剂加热器，其经由配管111与制冷剂压缩机10连 接。该第一热交换器20具有如下功能，即，在制暖运行时，利用从制冷剂压缩机10输送来的高温、高压的气体制冷剂的放热，对从车辆V的外部取入的空调用空气A(热介质、外部气体)进行加热。第二热交换器30是放热用的热交换器且设置在车辆V的前端侧，并且具有如下功能，即，利用从车辆V的前方取入的外部气体对制冷剂体进行冷却。在该第二热交换器30中，来自制冷剂压缩机10的气体制冷剂冷凝(冷却)而成为液体制冷剂。另外，第二热交换器30经由配管112与第一热交换器20连接。另外,第二热交换器30在下游侧与接收箱31及子冷凝器(sub-condenser) 32串联连接。在第二热交换器30的入口侧的配管112上设置有通过控制部100进行开闭的电磁阀VI。需要说明的是，并不局限于这种由第二热交换器30、接收箱31、子冷凝器32构成的冷凝器单元，也可以使用现有的子低温冷凝器(sub cool condenser)。接收箱31具有将从第二热交换器30取出的液体制冷剂和气体制冷剂分离的功能(气液分离功能)，在下游侧仅取出液体制冷剂。该接收箱31作为对制冷剂体的不足进行补充的缓冲部而发挥作用。子冷凝器32在制暖运行时作为低温处理部而发挥作用，将由第一热交换器20冷却的制冷剂体进一步冷却，并使制冷剂体成为完全的液体制冷剂。另外，子冷凝器32在制冷运行时也作为对制冷剂体进行冷却的低温处理部发挥作用。另外，具备将第二热交换器30分支的第二热交换器分支机构71。该第二热交换器分支机构71具有第二热交换器分支配管121，其上游侧的端部与比电磁阀Vl靠上游的配管112连接，下游侧的端部与接收箱31连接。另外，在第二热交换器分支配管121上设置产生压力损失的限流构件S。需要说明的是，限流构件S以比在第二热交换器30的压力损失高的方式形成，即使将电磁阀Vl开阀，制冷剂体也以不在第二热交换器分支配管121流动的状态下向第二热交换器30流动。膨胀阀40具有如下功能，即，能够根据例如制冷剂体的温度、压力使开度变化，并根据所检测出的温度、压力使制冷剂体的流量变化(使制冷剂体的压力减小)。另外，膨胀阀40经由配管113与子冷凝器32连接。需要说明的是，膨胀阀40不局限于温度、压力式膨胀阀，也可以是通过电磁阀的开闭控制对制冷剂体的流量进行调整的电子式膨胀阀。
第三热交换器50是使制冷剂体与从车厢内C排出的空调用空气A (热介质、热源)进行热交换的吸热器，其配置在车辆V的行李箱D(例如，后备箱)等空调用空气被排出到车外这样的车辆后部。根据该第三热交换器50，行李箱D内的热量不会被浪费地向车外排出。第四热交换器60配置于被向车厢内C导入的空调用空气A的流路上，是在从车外取入的空调用空气A(外部气体)与制冷剂体之间进行热交换的吸热器。另外，第四热交换器60相对于空调用空气A的流动而言配置在比第一热交换器20靠上游侧。需要说明的是，第三热交换器50的制冷剂入口经由配管114与膨胀阀40的制冷剂出口连接，第三热交换器50的制冷剂出口经由配管115与第四热交换器60的制冷剂入口连接。另外，第四热交换器60的制冷剂出口经由配管116并通过膨胀阀40与制冷剂压缩机10连接。冷暖切换机构70对制冷运行时(除湿制冷运行时)的制冷剂体的流动及空调用 空气A的流动、与制暖运行时(除湿制暖运行时)制冷剂体的流动及空调用空气A的流动进行切换，其不仅包括所述的第二热交换器分支机构71，还包括第三热交换器分支机构72、第四热交换器分支机构73、空气混合风门74。第三热交换器分支机构72由第三热交换器分支配管122及电磁阀V2构成。第三热交换器分支配管122以制冷剂体在第三热交换器50分支而流动的方式构成，上游端与配管114连接，下游端与配管115连接。电磁阀V2设置在第三热交换器分支配管122上。第四热交换器分支机构73由第四热交换器分支配管123及电磁阀V3构成。第四热交换器分支配管123以制冷剂体在第四热交换器60分支而流动的方式构成，上游端与第三热交换器分支机构72的下游的配管115连接，下游端与第四热交换器和膨胀阀40之间的配管116连接。电磁阀V3设置在第四热交换器分支配管123上。空气混合风门74配置在被导入到车厢内C的空调用空气A的吹出口 M的上游侧(里侧)，且配置在第一热交换器20与第四热交换器60间的空间(流路)。在制暖运行时(除湿制暖运行时)，空气混合风门74被控制成全开(参照图I)，被导入到车厢内C的空调用空气A的流动被控制成在通过第四热交换器60后通过第一热交换器20。另外，在制冷运行时(除湿制冷运行时)，空气混合风门74被控制成全闭，被导入到车厢内C的空调用空气A在通过第四热交换器60后被导入到车厢内C内(参照图2)。第一鼓风机80相对于第四热交换器60而言配置在空调用空气A的气流的上游侦牝其由使从车外取入的空调用空气A(外部气体)吹到第四热交换器60的表面的鼓风机构成。从第一鼓风机80放出的空调用空气A通过构成第四热交换器60的未图示的管道的周围所设置的散热片与散热片间，由此与制冷剂体进行热交换。第二鼓风机90相对于配置在车辆V的行李箱D内的第三热交换器50配置在空调用空气的气流的上游侧，其由将从车厢内C导入的空调用空气A吹到第三热交换器50的表面的鼓风机构成。另外，第二鼓风机90构成为如下方式，S卩，当达到规定的条件时，如图I所示，能够对鼓风量(鼓风机风量)进行阶段性调整。需要说明的是，在图I的右上所示的图中，在上段所示的状态表示鼓风停止的状态，在中段和下段所示的状态分别表示能够对风量进行调整。另外，关于所述的规定的条件后面进行叙述。控制部100对电磁阀Vl V3进行开闭控制，且同时对空气混合风门74进行开闭控制，对除湿制暖运行、除湿制冷运行(干燥运行或除湿运行)、制暖运行、制冷运行的各运行时的制冷剂体的流动及空调用空气A的流动进行控制。另外，控制部100与喷出温度传感器101和外部气体温度传感器102连接，所述喷出温度传感器101检测空调用空气A被导入车厢内C的吹出口 M的喷出温度Tl，所述外部气体温度传感器102检测外部气体温度T2。接下来，对空调系统Fl的除湿制暖运行时和除湿制冷运行时(也称为干燥运行时或除湿运行时)的各个动作进行说明。图I表示除湿制暖运行时的制冷剂体及空调用空气A的流动，电磁阀V1、V2、V3全部关闭，空气混合风门74成为全开。图2表示除湿制冷运行时的制冷剂体及空调用空气A的流动，电磁阀V1、V3关闭，电磁阀V2打开，空气混合风门74成为全闭。(除湿制暖运行时的动作)
如图I所示，当制冷剂压缩机10被驱动时，由制冷剂压缩机10压缩的高温、高压的制冷剂体(气体制冷剂)经由配管111被导入第一热交换器20。此时，由于空气混合风门74成为全开，由此从车外取入的空调用空气(热介质、外部气体)A通过第一热交换器20。另外，当制冷剂压缩机10被驱动时，第一鼓风机80及第二鼓风机90被驱动。需要说明的是，第二鼓风机90与第一鼓风机80连动地动作。被导入到第一热交换器20的制冷剂体与空调用空气A进行热交换。S卩，空调用空气A利用高温、高压的气体制冷剂而升温。另一方面，制冷剂体因被空调用空气A (例如，较冷的外部气体)冷却而冷凝，从气体制冷剂成为液体制冷剂。通过第一热交换器20的液体制冷剂通过配管112、第二热交换器分支配管121及限流构件S，在第二热交换器30分支而被导入到接收箱31及子冷凝器32。由限流构件S减压的制冷剂通过接收箱31而被气液分离，液体制冷剂从接收箱31被导入到子冷凝器32。需要说明的是，通过设置限流构件S，适于制冷运行的所设定的膨胀阀40也能够用于除湿制暖运行(制暖运行)。在子冷凝器32中，液体制冷剂体被进一步冷却，成为完全的液体制冷剂。需要说明的是，在接收箱31及子冷凝器32的处理处成为所谓的低温处理部(低温处理区域)。通过了子冷凝器32的液体制冷剂通过配管113被导入膨胀阀40。在膨胀阀40中，液体制冷剂被减压，变化为液体和气体混合存在的状态下的制冷剂体，并通过配管114被导入到第三热交换器50。在第三热交换器50中，利用从车厢内C导入的空调用空气A和制冷剂体进行热交换。即，在制冷剂体通过第三热交换器50时，将空调用空气A所具有的热量吸收，从而制冷剂体的比焓增加。通过第三热交换器50的制冷剂体经由配管115被导入到第四热交换器60。在第四热交换器60中，在从车外导入的空调用空气(外部气体)A与制冷剂体之间进行热交换，空调用空气A的热量被吸收。由此，从车外取入的空调用空气(外部气体)A中所含的水蒸气被去除，除湿处理得以实施。除湿后的空调用空气A在利用第一热交换器20的放热变暖后向车厢内C导入。在第四热交换器60吸热后的制冷剂体通过配管117、膨胀阀40返回制冷剂压缩机10。需要说明的是，在制暖运行时，通过利用控制部100使电磁阀V3打开，制冷剂体在第四热交换器60分支，从而不会进行空调用空气A的除湿处理。(除湿制冷运行)如图2所示，在除湿制冷运行时，当制冷剂压缩机10被驱动时，由制冷剂压缩机10压缩后的制冷剂体经由配管111被导入到第一热交换器20。需要说明的是，在除湿制冷运行时，由于空气混合风门74被设定 全闭，因空调用空气A并不通过第一热交换器20，从而空调用空气A不会被高温、高压的气体制冷剂加热变暖。通过了第一热交换器20的高温、高压的气体制冷剂通过配管112被导入到第二热交换器30。在第二热交换器30中，利用从车辆V的前方导入的外部气体使气体制冷剂冷却而冷凝，从而成为液体制冷剂。通过了第二热交换器30的制冷剂体(液体制冷剂)被向接收箱31导入，液体制冷剂和未完全成为液体制冷剂而剩余的气体制冷剂分离，从而仅液体制冷剂被导入到子冷凝器32。然后，在子冷凝器32，液体制冷剂被进一步冷却之后，经由配管113被导入到膨胀阀40。在膨胀阀40中，液体制冷剂得以减压，成为液体制冷剂和气体制冷剂混合存在的制冷剂体。通过膨胀阀40的制冷剂体通过第三热交换器分支配管122在第三热交换器50分支，从而被导入到第四热交换器60。如此，在除湿制冷运行中，无需通过第三热交换器50从外部取入热量，因此在第三热交换器50分支。 在第四热交换器60中，通过在被导入到车厢内C的空调用空气(外部气体)A与制冷剂体之间进行热交换，从而空调用空气A的热量得以被吸收。由此，空调用空气(外部气体)A所含的水蒸气被去除，除湿处理得以实施。此时，由于空气混合风门74成为全闭，从而除湿后的空调用空气A能够在不会因第一热交换器20加热变暖的状态下被导入到车厢内C。由第四热交换器60吸热后的制冷剂体通过配管117、膨胀阀40而返回制冷剂压缩机10。接下来，参照图3对本实施方式的空调系统Fl的除湿制暖运行时的第一鼓风机80与第二鼓风机90的协调运行及强调运行的解除动作进行说明。如图3所示，控制部100在步骤SlO中判断是否为除湿制暖运行。关于是否为除湿制暖运行，运行者可以对切换开关被切换为除湿制暖模式的情况进行检测而进行判断，或者，可以根据空调系统Fl的全部控制中的被设定为除湿制暖模式的情况来进行判断。控制部100在判断为除湿制暖运行的情况下(是)进入到步骤S20，将各种条件读入并存储在存储器中。需要说明的是，各种条件是指，制冷剂压缩机10的喷出压力(释放(discharge)制冷剂压)、喷出温度(吹出温度)Tl等。然后，控制部100进入到步骤S30，进行通常的除湿制暖运行。如图I所示，通常的除湿制暖运行是指，通过电压调整等协调地进行驱动而使第一鼓风机80的旋转速度和第二鼓风机90的旋转速度增减，即，进行如下的协调运行若向第一鼓风机80供给的供给电压增加，则以规定的比例使向第二鼓风机90供给的供给电压增加，反之，若向第一鼓风机80供给的供给电压减小，则以规定的比例使向第二鼓风机90供给的供给电压减小，从而进行除湿制暖运行。然后，控制部100进入到步骤S40，判断除湿制暖运行的能力是否充分。需要说明的是，关于能力是否充分，例如可以根据由喷出温度传感器101检测到的来自空调用空气A的吹出口 M的气体的喷出温度Tl是否超过规定值而进行判断。在此的规定值是指例如20。。。控制部100在步骤S40中判断能力充分的情况下(是，喷出温度为20°C以上)，进入到步骤S50，判断除湿制暖运行的能力是否过剩。需要说明的是，关于能力是否过剩，例如，能够根据从吹出口 M喷出的空调用空气A的喷出温度Tl是否为规定值(第一规定温度)以上来判断。在此的规定值为车厢内C的乗员发觉不快这种程度的高温，例如为50°C。另外，控制部100在步骤S40中判断为能力不够的情况下(否，喷出温度Tl小于200C )，则进入到步骤S120，使制冷剂压缩机10的旋转速度上升(UP)。由此，由于被向第一热交换器20更多地导入高温、高压的制冷剂体，因此能够使在第一热交换器20的放热量有所增加，使从吹出口 M导入到车厢内C的空调用空气A的喷出温度Tl上升。然后，控制部100进入到步骤S130，在步骤S120中设定的制冷剂压缩机10的旋转速度下继续进行运行，并进入到步骤S140。在步骤S140中，判断运行者对空调系统Fl的运 行是否结束，在判断为运行结束的情况下(S140，是)，处理结束，在判断为运行未结束的情况下(S140，否)则返回步骤S20。另外，控制部100在步骤S50中判断为能力过剩的情况下(是，喷出温度Tl为50°C以上)，则进入到步骤S60中。另外，控制部100在步骤S50中判断为能力并不过剩的情况下(否，喷出温度Tl小于50°C )，S卩，喷出温度Tl在适当的范围内时，进入步骤S130，继续进行运行而进入到步骤S140中。另外，控制部100在步骤S60中判断制冷剂压缩机10的旋转速度是否为最小值(规定旋转速度)，在判断为不是最小值的情况下(否)，且判断为还能够使制冷剂压缩机10的旋转速度降低时，进入到步骤S70，使制冷剂压缩机的旋转速度降低(down)且返回步骤S40。由此，因为来自制冷剂压缩机10的制冷剂体向第一热交换器20的供给量降低，因此能够使从吹出口 M导入车厢内C的空调用空气A的喷出温度Tl下降。另外，控制部100在步骤S60中判断为制冷剂压缩机10的旋转速度为最小值的情况下(是)，即在无法进一步使制冷剂压缩机10的旋转速度降低的情况下，进入到步骤S80，解除第一鼓风机80与第二鼓风机90的协调运行。即，第一鼓风机80的电压保持原状的情况下使第二鼓风机90的电压降低(down)。通过使向第二鼓风机90供给的电压(电力)下降，能够使被导入到第三热交换器50的来自车厢内C的空调用空气A的风量降低。由此，由于第三热交换器50的制冷剂体的吸热量减少，所以在第四热交换器60的吸热量减少，在第一热交换器20的放热量减少。于是，通过使第二鼓风机90的电压降低，从而能够使从吹出口 M导入到车厢内C的空调用空气A的温度下降。然后，控制部100进入到步骤S90，对除湿制暖运行的当前的能力进行确认。需要说明的是，关于能力根据吹出口 M的喷出温度Tl而进行判断，例如，设定为40°C (第二规定温度)。于是，通过将第二规定温度设定得比第一规定温度低，从而能够防止能力是否过剩的处理被频繁切换的现象(振荡)。控制部100在步骤S90中判断为能力过剩的情况下(喷出温度Tl超过40°C的情况下)，返回到步骤S80，进行使第二鼓风机90的电压降低的处理，在判断为能力适当的情况下(喷出温度Tl为20以上40°C以下的情况下)，进入到步骤S130中，在其能力保持原状的状态下进行运行，在能力不足的情况下(喷出温度Tl小于20°C的情况下)，进入到步骤 SlOO。另外，控制部100在步骤SlOO中判断第二鼓风机90的电压是否为最大(MAX)，在判断为第二鼓风机90的电压不是最大(MAX)的情况下(否)，进入到步骤S110，使第二鼓风机90的电压上升(up)，返回到步骤S90。另外，控制部100在步骤SlOO中判断为第二鼓风机90的电压为最大(MAX)的情况下(是)，即在第二鼓风机90的风量无法进一步上升的情况下，返回到步骤S120，使制冷剂压缩机10的旋转速度上升(up)。通过使制冷剂压缩机10的旋转速度上升，从而能够使第一热交换器20的放热量上升，提高来自吹出口 M的空调用空气A的喷出温度Tl。另一方面，在控制部100在步骤SlO中判断为非除湿制暖运行的情况下(否)，进入步骤S200，判断是否为除湿制冷运行。关于是否为除湿制冷运行，可以通过检测运行者是否将切换开关切换为除湿制暖模式来进行判断，或者，也可以根据空调系统Fl的全部控制中被设定为除湿制暖模式的情况来进行判断。
控制部100在步骤S200中判断为是除湿制冷运行的情况下(是)，进入到步骤S300，转向图4所示的除湿制冷运行时的处理，在判断为不是除湿制冷运行的情况下(否)，进入到步骤S400，以通过开关或控制设定的其他指定模式运行。其他指定模式是指制暖运行或制冷运行。然后，控制部100进入到步骤S500，判断空调系统Fl的运行是否已结束，在判断为运行未结束的情况下(否)，返回到步骤S10，在判断为运行已结束的情况下(是)，使空调系统Fl的运行结束。控制部100在步骤S300中判断为是除湿制冷运行的情况下，如图4所示，在步骤S310中将各种条件读入并存储在存储器中。需要说明的是，各种条件是指制冷剂压缩机10的喷出压力(释放制冷剂压)、喷出温度(吹出温度)Tl、外部气体温度T2等。然后，控制部100进入到步骤S320，判断外部气体温度(车外的温度)T2是否在第一规定范围。需要说明的是，第一规定范围是指，难以利用现有的热泵式的空调系统设定的温度范围，例如设定为20 25°C。然后，控制部100在步骤S320中判断为外部气体温度T2不在第一规定范围的情况下(否)，返回到图3的步骤S500，在判断为外部气体温度T2在第一规定范围的情况下(是)，进入到步骤S330中。控制部100在步骤S330中将电磁阀V2闭阀，且将空气混合风门74设定为全开。即，在外部气体温度T2在第一规定范围的情况下，将除湿制冷运行切换为除湿制暖运行。然后，控制部100在步骤S340中调整第二鼓风机90的电压。通过使第二鼓风机90的电压降低，从而如所述那样，在第三热交换器50的吸热量有所减少。由此，能够使在第一热交换器20的放热量减少，能够使从喷出口 M喷出的空调用空气A的喷出温度Tl降低。另外，通过提高第二鼓风机90的电压，从而使第三热交换器50的吸热量上升。因此，能够使在第一热交换器20的放热量上升，使从吹出口 M喷出的空调用空气A的喷出温度Tl上升。然后，控制部100在步骤S350中判断来自吹出口 M的空调用空气A的喷出温度Tl是否在第二规定范围内。需要说明的是，第二规定范围被设定成比第一规定范围宽的范围，例如设定为20 30°C。控制部100在判断为喷出温度Tl不在第二规定范围内的情况下(否)，返回到步骤S340，对第二鼓风机90的电压进行调整。另外，控制部100在步骤S350中判断为来自吹出口 M的空调用空气A的喷出温度Tl在第二规定范围内的情况下(是)，返回到图3的步骤S500。此外，控制部100在步骤S500中判断空调系统Fl的运行是否已结束，在判断为运行并未结束的情况下(否)，返回到步骤S10，在判断为运行已结束的情况下(是)，结束一系列的处理。如以上说明的那样，根据本实施方式的空调系统F1，在通常的除湿制暖运行时，与第一鼓风机80的风量连动地调整第二鼓风机90的风量，但是，在喷出温度Tl比第一规定温度高(在步骤S50中为是，能力过剩)且制冷剂压缩机10的旋转速度比规定旋转速度低(步骤S60中为是)的条件产生之时，通过解除第二鼓风机90与第一鼓风机80的协调运行，而独立地控制第二鼓风机90的电压(电力)，从而能够减少在第三热交换器50的吸热量。由此，在第一热交换器20的放热量减少，来自第一热交换器20的气体的喷出温度Tl能够被调整成最佳温度(规定温度，例如40°C )。于是，由于通过在第三热交换器50及第四热交换器60的吸热能够确保吸热量，并 且不会使在第一鼓风机80的风量减少，因此能够确保在第一热交换器20的放热量及在第四热交换器的除湿量。因此，在制暖运行和制冷运行中具有同一路径的空调系统Fl中，在除湿制暖运行时不使用电加热器(PTC加热器等)的情况下，能够将来自吹出口 M的气体的喷出温度Tl调整为最佳温度。另外，在不使用电加热器而使制冷剂压缩机10的输出最小的状态下，第二鼓风机90的电力也能够被抑制为最小限度，因此能够抑制消耗电力，从而能够高效地使用电力。需要说明的是，在来自吹出口 M的气体的喷出温度Tl低于规定温度，且第二鼓风机90的电压并非最大(MAX)的情况下，通过使第二鼓风机90的电压上升，在第三热交换器50的吸热量增加，能够使喷出温度Tl上升到最佳温度(规定温度，例如40°C )。另外，如图5(b)所示，在第一鼓风机80和第二鼓风机90始终协调运行的现有的热泵式的空调系统中，在外部气体温度在第一规定范围内的情况下，如符号Ql所示，在除湿制冷运行和除湿制暖运行中难以成立。因此，根据本实施方式的空调系统F1，如图5(a)所示，在除湿制冷运行中外部气体温度T2在第一规定范围内的情况下，从除湿制冷运行切换为除湿制暖运行，通过使空调用空气A(制冷剂体)向第三热交换器50流通且同时调整第二鼓风机90的电压(电力)，从而能够将喷出温度Tl控制在第二规定范围内，即使在利用原本需要空气混合风门74(冷暖切换机构)进行控制的除湿制冷运行来应对的区域Q2 (外部气体温度为25 30°C )内，也能够通过除湿制暖运行来进行应对。本发明不局限于所述实施方式，例如，虽然对空气混合风门74为全开或全闭的任意一种状态进行了说明，但是也可以将空气混合风门74调整到中间位置(中途位置)而获得除湿制暖运行时与除湿制冷运行时的中间温度。符号说明10制冷剂压缩机20第一热交换器30第二热交换器40膨胀阀(减压机构)50第三热交换器
60第四热交换器70冷暖切换机构71第二热交换器分支机构72第三热交换器分支机构73第四热交换器分支机构 74空气混合风门80第一鼓风机90第二鼓风机100控制部101喷出温度传感器102外部气体温度传感器C车厢内Fl车辆用热泵式空调系统V车辆
权利要求
1.一种车辆用热泵式空调系统，其特征在于，具备 制冷剂压缩机； 放热用的第一热交换器，其在从所述制冷剂压缩机喷出的制冷剂体和热介质之间进行热交换； 放热用的第二热交换器，其设置在所述第一热交换器的下游，在从所述制冷剂压缩机喷出的制冷剂体和外部气体之间进行热交换； 减压机构，其设置在所述第二热交换器的下游，使制冷剂体的压力降低； 吸热用的第三热交换器，其设置在所述减压机构的下游，在热源和制冷剂体之间进行热交换； 吸热用的第四热交换器，其相对于导入所述第一热交换器中的热介质的流动而配置在所述第一热交换器的上游侧的位置； 冷暖切换机构，其对制冷运行时的制冷剂体及热介质的流动和制暖运行时的制冷剂体及热介质的流动进行切换； 第一鼓风机，其向所述第一热交换器及所述第四热交换器输送所述热介质； 第二鼓风机，其向所述第三热交换器输送来自所述热源的热介质； 控制部，其对所述制冷剂压缩机、所述冷暖切换机构、所述第一鼓风机及所述第二鼓风机进行控制，其中， 所述控制部在制冷剂体通过所述第三热交换器之后通过所述第四热交换器的除湿制暖运行时，使所述第二鼓风机根据所述第一鼓风机而协调运行，在来自所述第一热交换器的所述热介质的喷出温度比第一规定温度高且所述制冷剂压缩机的旋转速度比规定旋转速度小的情况下，解除所述第一鼓风机与所述第二鼓风机的协调运行，对所述第二鼓风机的电力进行调整，从而使所述喷出温度比第二规定温度低。
2.根据权利要求I所述的车辆用热泵式空调系统，其特征在于， 所述控制部在除湿制冷运行时且在外部气体温度在第一规定范围内的情况下，切换为所述除湿制暖运行，使制冷剂体向所述第三热交换器流通，并且通过调整所述第二鼓风机的电力，而将所述喷出温度控制在第二规定范围内。
全文摘要
本发明提供能够高效使用电力且能够设定为最佳喷出温度的车辆用的热泵式空调系统。在空调用空气(A)通过该第三热交换器(50)后通过第四热交换器(60)的除湿制暖运行时，通过根据第一鼓风机(80)的供给电压调整第二鼓风机(90)的供给电压而协调运行，在来自第一热交换器(20)的空调用空气(A)的喷出温度(T1)比第一规定温度高且制冷剂压缩机(10)的旋转速度为最小值的情况下，通过解除第一鼓风机(80)与第二鼓风机(90)的协调运行，并且调整第二鼓风机(90)的电力，从而使喷出温度(T1)比第二规定温度小。
文档编号B60H1/32GK102883900SQ20118001728
公开日2013年1月16日 申请日期2011年3月30日 优先权日2010年3月31日
发明者林谦吾 申请人:本田技研工业株式会社