热泵式车辆用空调系统以及其除霜方法_3

文档序号:9793157阅读:来源:国知局
即电磁阀以及第三开闭阀29即电磁阀中的任意一个。
[0063][暖气运行]
[0064]暖气运行时,如图3所示,在车室外蒸发器27结霜为止的期间,由电动压缩机15压缩的制冷剂借助制冷剂切换装置16,从吐出导管22A被导入至车室内冷凝器8,在此,其同从鼓风机5送入的内部气体或外界大气进行热交换而进行散热。这样加热的空气根据出风模式,从除霜出风口 9、面部出风口 10以及脚部风口 11的任意一个吹入车室内,提供给车室内的暖气。通常的暖气运行为了防止车窗起雾,用外界大气导入模式进行。
[0065]利用车室内冷凝器8散热、冷凝液化的制冷剂,经由液态制冷剂导管22B、带有开闭阀功能的第二减压装置26来进行减压,且提供给车室外蒸发器27,这种情况下,第二开闭阀即电磁阀25为打开状态。该气液两相制冷剂,同在车室外蒸发器27利用车室外风扇24进行通风的外界大气进行热交换,从外界大气吸热蒸发之后,经由单向阀28、蓄能器21被吸入到电动压缩机15,进行再压缩。以下,重复同样的循环。利用该暖气用热栗循环33,运行热栗暖Ho
[0066]如上所述,利用现有的冷气用循环23,对该吐出导管22A即吐出线路,借助制冷剂切换装置16连接暖气用的车室内冷凝器8,同时借助带有开闭阀功能的第二减压装置26即第二开闭阀(电磁阀)25和第二减压装置(膨胀阀)26,从而连接暖气用的车室外蒸发器27,这么一来一部分的线路部分以及机器类可以共用化,构成暖气用的热栗循环33。
[0067]该暖气运行时,关闭带有开闭阀功能的第一减压装置19的电磁阀以及带有开闭阀功能的第三减压装置30的第二开闭阀即电磁阀29的任意一个。
[0068]暖气运行时,若外部气温较低,则车室外蒸发器27的表面结霜,若继续运行的话,暖气效能会下降。在此,如图4所示,在检测到车室外蒸发器27结霜的情况下,继续进行暖气运行时,关闭带有开闭阀功能的第二减压装置的第二开闭阀即电磁阀25、打开带有开闭阀功能的第三减压装置30的第三开闭阀29,利用制冷剂切换装置16将来自电动压缩机15的热气体制冷剂导入至车室内冷凝器8,在此散热并提供给暖气之后,将该液态制冷剂经由旁路线路32、第三减压装置30、单向阀31,导入至蓄能器21,利用切换吸入至电动压缩机15的热气体循环33A,从而能够继续进行暖气运行。
[0069][除湿操作]
[0070]在维持上述的暖气用热栗循环33的同时,如图7所示,打开带有开闭阀功能的第一减压装置19即带有电磁阀的温度式自动膨胀阀的电磁阀,将一部分液态制冷剂导入至车室内蒸发器7,将鼓风机5送来的空气利用车室内蒸发器7进行冷却除湿之后,利用下游一侧的车室内冷凝器8进行加热,并吹入车室内,从而能够进行除湿操作。这种情况下,由车室内蒸发器7以及车室外蒸发器27的双方蒸发的制冷剂,利用蓄能器21汇合之后,被吸入到电动压缩机15,从而进行再压缩。这种除湿操作中,即便关闭带有开闭阀功能的第二减压装置的第二开闭阀25,仅仅让制冷剂在车室内蒸发器7中流通,也能够进行运行。
[0071]上述的除湿操作时,利用带有开闭阀功能的第一减压装置19即带有电磁阀的温度式自动膨胀阀的开闭阀功能,通过控制该开闭阀即电磁阀进行适当地开闭,从而控制车室内蒸发器7的冷却量,也可以控制利用车室内冷凝器8加热而吹入车室内的空气的温度,根据此,也可以确保温度线性特性,即对设定温度的追踪性。
[0072][除霜操作]
[0073]如上所述,在令车室外蒸发器27发挥作用,从而进行暖气运行的时候,即便在检测出车室外蒸发器27结霜的情况下,也不会立刻进行除霜操作,而是通过切换为利用车室内冷凝器8的热气体循环,可继续暖气运行。因此,在车辆行驶即使用的期间,不会进行强制性的除霜,而是在外界大气下等待自然除霜。然而,若外部气温持续处于较低状态,则可以预想,不进行除霜令车室外蒸发器27上继续附着有霜,或车室外冷凝器17上继续附着有在行驶中落下的雪和溅起的水分的结冰等。
[0074]在此,在车辆停止即停车,没有乘员的状态下,最好是在车辆电池充电时或者充电后电池容量充足的时候,操作空调系统I进行除霜。该除霜操作的构成为,如图4以及图5A以及图5B所示,依次对车室外冷凝器17以及车室外蒸发器27进行除霜,因此以除霜操作I以及除霜操作2的两个步骤来进行的同时,在车室外风扇24停止的状态下进行。
[0075][除霜操作I]
[0076]除霜操作I用来进行车室外冷凝器17的除霜,如图5A以及图5B所示,利用第一除霜线路34来进行。在这种情况下,来自电动压缩机15的热气体制冷剂,利用制冷剂切换装置16被导入至车室外冷凝器17,并在此散热,从而融化附着在车室外冷凝器17上的雪和结冰等,从而对车室外冷凝器17进行除霜(defrosting)。被提供给车室外冷凝器17的除霜作用而冷凝液化的制冷剂,经由接收机18、液态制冷剂导管22B、旁路线路32、带有开闭阀功能的第三减压装置30以及单向阀31而来到蓄能器21,且循环被吸入到电动压缩机15的第一除霜线路34。
[0077]这种情况下,关闭带有开闭阀功能的第一减压装置19的电磁阀以及带有开闭阀功能的第二减压装置26的第二开闭阀即电磁阀25。
[0078]由此一来,可以直接将热气体制冷剂导入至车室外冷凝器17,从而进行除霜。图5B中,将此时的第一除霜线路34的莫里尔线图同冷冻循环的莫里尔线图进行对比图示。
[0079][除霜操作2]
[0080]在车室外冷凝器17的除霜结束之后,如图6A以及图6B所示,打开带有开闭阀功能的第二减压装置26的第二开闭阀25,关闭带有开闭阀功能的第三减压装置30的第三开闭阀29,形成第二除霜线路35,进行车室外蒸发器27的除霜操作2。除霜操作2中,来自电动压缩机15的热气体制冷剂,利用制冷剂切换装置16,经由车室外冷凝器17、接收机18、液态制冷剂导管22B、带有开闭阀功能的第二减压装置26,从而导入至车室外蒸发器27。
[0081]这时候,过热气体利用第二减压装置26进行绝热膨胀,被导入至车室外蒸发器27,通过加热车室外蒸发器27来融化表面的霜。提供给车室外蒸发器27除霜用的制冷剂,经由单向阀28、蓄能器21而被吸入至电动压缩机15,从而在第二除霜线路35内循环。。在这种情况下,带有开闭阀功能的第一减压装置19的电磁阀肯定是关闭的。由此一来,可以直接将热气体制冷剂导入至车室外蒸发器27,从而进行除霜。图6B中,将此时的第二除霜线路35的莫里尔线图同冷冻循环的莫里尔线图进行对比图示。
[0082]结束除霜操作的构成为,利用第二除霜线路35来进行车室外蒸发器27的除霜操作,利用结霜检测方法来确认到没有结霜,这时结束操作,结霜检测方法是通过下述的车室外蒸发器制冷剂温度传感器(Tl)48和外界大气温度传感器(Tamb)45之间的温度差是否在指定值a以上来判断。也就是说,通过结霜检测方法不再运作来确认除霜完成,从而能够确保车室外蒸发器27上没有残留的霜。
[0083]以上的运行是利用图8所示的控制装置40来进行控制的。该控制装置40的结构为,连接在车辆一侧的主控制装置41上,从车辆一侧输入信息,同时具备控制面板42,基于来自以下传感器群的检测信号和来自主控制装置41以及控制面板42的输入信息,进行空调系统I的运行控制。
[0084]控制装置40中,除了输入来自设置在车室内的车内温度传感器(Tr)43、外界大气温度传感器(Tamb)44、日照传感器(Ts)45、车速传感器46的检测信号之外,还输入来自设置在空调系统I 一侧的车室内蒸发器7上的出风空气温度传感器(FS)47、设置在车室外蒸发器27上的车室外蒸发器制冷剂温度传感器(Tl)48、设置在吐出导管22A上的高压传感器(HP)
49、设置在车室外冷凝器17的出口一侧液态制冷剂导管22Β上的车室外冷凝器制冷剂温度传感器(Τ2)50等的检测信号。
[0085]控制装置40基于来自上述传感器群的检测信号、来自控制面板42以及车辆一侧的主控制装置41的输入信息,根据预先设定的程序来进行所需的演算、处理等,且控制出风模式切换风门12或14用的执行器51、内外气体切换风门4用的执行器52、鼓风机5用的马达53、车室外风扇24用的马达54、电动压缩机15用的马达55、制冷剂切换装置16即三通切换阀用的電磁线圈56、带有开闭阀功能的第一减压装置19即带有电磁阀的温度式自动膨胀阀的电磁阀以及第二开闭阀25即电磁阀、第三开闭阀29即电磁阀用的各电磁线圈57、58、59等,如上所述,承担控制空调系统I的运行之功能。
[0086]以下,参照图9至图13所示的流程图,对利用控制装置40进行的空调系统I的运行控制进行说明。
[0087]图9为空调系统I的主控制流程图,开始控制后,首先在步骤SI中,读取控制面板42的设定,然后在步骤S2中,读取来自各种传感器群43至50的检测值。基于这些设定值以及检测值,步骤S3计算目标出风温度Ttar,移动到步骤S4。在此,判断是否进行除湿操作,若为YES,则移动到步骤S5,进入“冷气/除湿操作控制”,若为NO,则移动到步骤S6,进入“暖气运行控制”,之后在步骤S7中,输出各种传感器的检测值,返回起始点。
[0088]在步骤S5中,若进入“冷气/除湿操作控制”,并选择冷气运行,则执行图10所示的冷气运行控制。该冷气运行控制中,首先在SlO中,确定制冷剂切换装置16即三通切换阀的流路,切换为将电动压缩机15吐出的制冷剂在车室外冷凝器17—侧循环的线路。接下来,在步骤Sll中,确定开闭阀即电磁阀的开闭,打开带有开闭阀功能的第一减压装置19的电磁阀,关闭带有开闭阀功能的第二减压装置26的第二开闭阀25以及带有开闭阀功能的第三减压装置30的第三开闭阀29。由此,设定图2所示的冷气用循环23。
[0089]进一步,依次确定步骤S12中的电动压缩机20的旋转数、步骤S13中的利用内外气体切换风门4的切换而启动的吸入模式、步骤SI 4中的利用出风模式切换风门12至14而启动的出风模式、步骤S15中的鼓风机5的驱动电压、步骤S16中的车室外风扇24的驱动电压等,且驱动马达以及执行器51至55,从而执行冷气运行,令车内温度达到设定温度。之后,移动到SI即步骤S7,继续冷气运行。
[0090]在步骤S5中选择了除湿操作控制时,在步骤SlO中,确定制冷剂切换装置16即三通切换阀的流路,切换为使来自电动压缩机15的吐出制冷剂在车室内冷凝器8中循环的线路。接下来,在步骤Sll中,确定开闭阀即电磁阀的开闭,打开带有开闭阀功能的第一减压装置19的电磁阀以及带有开闭阀功能的第二减压装置26的第二开闭阀25,关闭带有开闭阀功能的第三减压装置30的第三开闭阀29。由此,
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