冷冻循环装置的制造方法_2

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作为该开口孔,设置有:朝着车室内的乘车者的上半身来吹出空调风的脸部开口孔、朝着乘车者的脚下来吹出空调风的脚部开口孔、以及朝着车辆前面窗玻璃内侧面来吹出空调风的除霜器开口孔(均未图示)。在这些脸部开口孔、脚部开口孔以及除霜器开口孔的空气流下游侧,分别经由形成空气通路的管路而连接着设置于车室内的脸部吹出口、脚部吹出口以及除霜器吹出口(均未图示)。
[0083]因此,空气混合门34对让通过室内冷凝器12的风量的比例进行调整,由此来调整由混合空间35混合后的空调风的温度,从而调整从各开口孔吹出的空调风的温度。也就是,空气混合门34构成了对向车室内送风的空调风的温度进行调整的温度调整部。
[0084]此外,空气混合门34由空气混合门驱动用的电动致动器进行驱动,关于该空气混合门驱动用的电动致动器,其运转基于从空调控制装置输出的控制信号而被控制。
[0085]进而,在脸部开口孔、脚部开口孔、以及除霜器开口孔的空气流上游侧,分别配置有:对脸部开口孔的开口面积进行调整的脸部门、对脚部开口孔的开口面积进行调整的脚部门、以及对除霜器开口孔的开口面积进行调整的除霜器门(均未图示)。
[0086]这些脸部门、脚部门、除霜器门构成对吹出口模式进行切换的吹出口模式切换部,经由联杆机构等而与吹出口模式门驱动用的电动致动器进行连结来联动从而被旋转操作。关于该吹出口模式门驱动用的电动致动器,其运转也基于从空调控制装置输出的控制信号而被控制。
[0087]此外,作为由吹出口模式切换部进行切换的吹出口模式,具体有:使脸部吹出口全开来从脸部吹出口朝着车室内乘车者的上半身吹出空气的脸部模式、使脸部吹出口和脚部吹出口双方开口来朝着车室内乘车者的上半身和脚下吹出空气的双级模式、使脚部吹出口全开而且使除霜器吹出口仅以小开度进行开口来主要从脚部吹出口吹出空气的脚部模式、以及使脚部吹出口和除霜器吹出口开口相同程度来从脚部吹出口和除霜器吹出口双方吹出空气的脚部除霜器模式等。
[0088]进而,乘车者对设置于操作面板的吹出模式切换开关进行手动操作,从而还能作为使除霜器吹出口全开来从除霜器吹出口向车辆前窗玻璃内面吹出空气的除霜器模式。
[0089]接下来,说明本实施方式的电气控制部。空调控制装置由包含CPU、ROM以及RAM等的周知的微型计算机及其外围电路构成,基于其ROM内所存储的控制程序来进行各种运算、处理,并对与输出侧连接的各种控制对象设备ll、13、16a-16c、19、32等的运转进行控制。
[0090]另外,在空调控制装置的输入侧,连接着:对车室内温度(内部气温)Tr进行检测的内部气体传感器、对车室外温度(外部气温)Tam进行检测的外部气体传感器、对照射至车室内的日照量As进行检测的日照传感器、对室内冷凝器12出口侧冷媒的冷媒压力(高压侧冷媒压力)Pd进行检测的高压侧冷媒压力传感器、以及对室内冷凝器12出口侧冷媒的冷媒温度(高压侧冷媒温度)Td进行检测的高压侧冷媒温度传感器。
[0091]除此之外,还连接着:对室内蒸发器20中的冷媒蒸发温度(蒸发器温度)Tefin进行检测的蒸发器温度传感器、对从混合空间向车室内送风的空气温度TAV进行检测的空气温度传感器、对室外热交换器14的室外器温度Ts进行检测的室外热交换器温度传感器等各种控制用传感器群。
[0092]此外,本实施方式的蒸发器温度传感器检测了室内蒸发器20的热交换翅片温度,但作为蒸发器温度传感器,也可以采用对室内蒸发器20的其他的部位的温度进行检测的温度检测器。另外,本实施方式的室外热交换器温度传感器检测了室外热交换器14的冷媒流出口的温度,但作为室外热交换器温度传感器,也可以采用对室内蒸发器20的其他的部位的温度进行检测的温度检测器。
[0093]另外,在本实施方式中,设置了对空气温度TAV进行检测的空气温度传感器,但作为该空气温度TAV,也可以采用基于蒸发器温度Tef in、高压侧冷媒温度Td等而计算出的值。
[0094]进而,在空调控制装置的输入侧,连接着配置于车室内前部的仪表盘附近的未图示的操作面板,并被输入来自设置于该操作面板的各种操作开关的操作信号。
[0095]作为设置于操作面板的各种操作开关,具体有:对车辆用空调装置I的自动控制运行进行设定或者解除的自动开关、对运行模式进行切换的运行模式切换开关、对送风机32的风量进行手动设定的风量设定开关、作为对车室内的目标温度Tset进行设定的目标温度设定部的温度设定开关、对吹出模式进行手动设定的吹出模式切换开关等。
[0096]此外,关于本实施方式的空调控制装置,将对与其输出侧连接的各种控制对象设备进行控制的控制部一体构成,但对各自的控制对象设备的运转进行控制的构成(硬件以及软件)构成了对各自的控制对象设备的运转进行控制的控制部。
[0097]例如,空调控制装置当中,对压缩机11的运转(冷媒喷出能力)进行控制的构成(硬件以及软件)构成了压缩机控制部,对构成冷媒回路切换部的各开闭阀16a_16c等的运转进行控制的构成(硬件以及软件)构成了冷媒回路控制部。当然,也可以使压缩机控制部、冷媒回路控制部等相对于空调控制装置而作为分体的空调控制装置来构成。
[0098]接下来,说明上述构成中的本实施方式的车辆用空调装置I的运转。如前所述,在本实施方式的车辆用空调装置I中,能对制冷模式以及制热模式的运行进行切换。
[0099]首先,在制冷模式下,空调控制装置将气相入口侧开闭阀16a以及气相出口侧开闭阀16c关闭,并将液相入口侧开闭阀16b打开,进而,使第I膨胀阀13变为全开,并使第2膨胀阀19变为发挥减压作用的节流状态。
[0100]由此,在制冷模式下,如图1的实线箭头所示,切换至使冷媒按照压缩机11、室内冷凝器12、(第I膨胀阀13、)室外热交换器14、液相入口侧开闭阀16b、储液器17、第2膨胀阀19、室内蒸发器20、压缩机11的顺序进行循环的冷媒回路。
[0101]在该冷媒回路的构成中,空调控制装置读入上述的空调控制用的传感器群的检测信号以及操作面板的操作信号。并且,基于所读入的检测信号以及操作信号的值来计算向车室内吹出的空气的目标温度即目标吹出温度TAO。进而,基于计算出的目标吹出温度TAO以及传感器群的检测信号,来决定与空调控制装置的输出侧连接的各种控制对象设备的运转状态。
[0102]例如,关于压缩机11的冷媒喷出能力、即输出至压缩机11的电动机的控制信号,按以下方式来决定。首先,基于目标吹出温度TAO,并参照预先存储在空调控制装置中的控制图,来决定从室内蒸发器20吹出的空气的目标蒸发器吹出温度TEO。
[0103]并且,基于由蒸发器温度传感器检测出的蒸发器温度Tefin与目标蒸发器吹出温度TEO的偏差,使用反馈控制手法以使蒸发器温度Tefin趋近目标蒸发器吹出温度TEO的方式,来决定输出至压缩机11的电动机的控制信号。
[0104]另外,关于第2膨胀阀19的开度,以使压缩机11吸入侧冷媒的过热度趋近预定的目标过热度KSH的方式来决定。另外,关于向空气混合门34的伺服电动机输出的控制信号,以使空气温度TAV趋近目标吹出温度TAO的方式来决定。此外,在制冷模式下,可以按照空气混合门34闭塞室内冷凝器12侧的空气通路的方式来控制空气混合门34的开度。
[0105]并且,将如上所述决定的控制电压以及控制信号向各种控制对象设备输出。然后,直至通过操作面板来请求车辆用空调装置I的运转停止为止,每隔给定的控制周期,重复上述的检测信号以及操作信号的读入、目标吹出温度TAO的计算、各种控制对象设备的运转状态决定、控制信号等的输出这样的控制例程。此外,这样的控制例程的重复在制热模式时也同样执行。
[0106]因此,在制冷模式时的冷冻循环装置10中,冷媒的状态如图3的莫里尔线图所示发生变化。具体而言,从压缩机11喷出的高压冷媒(图3的a3点)向室内冷凝器12流入,与空气进行热交换而散热(图3的a3点至b3点)。由此,通过室内蒸发器20后的空气的一部分被加热。
[0107]进而,从室内冷凝器12流出的冷媒经由第I膨胀阀13而向室外热交换器14流入。此时,由于第I膨胀阀13成为了全开,因此从室内蒸发器20流出的冷媒几乎不被减压而向室外热交换器14流入。流入至室外热交换器14的冷媒与从送风扇吹来的外部气体进行热交换而进一步散热,使其焓下降(图3的b3点至d3点)。
[0108]由于液相入口侧开闭阀16b打开,因此从室外热交换器14流出的冷媒向储液器17流入而被气液分离。由储液器17分离出的液相冷媒从储液器17的液相冷媒流出口流出而向第2膨胀阀19流入。而且,由第2膨胀阀19减压至成为低压冷媒为止(图3的d3点至f3 点)。
[0109]此时,第2膨胀阀19的开度按照压缩机11吸入侧冷媒(图3的h3点)的过热度趋近目标过热度KSH的方式被调整。进而,由第2膨胀阀19减压后的低压冷媒向室内蒸发器20流入,从由送风机32吹来的空气中吸热而蒸发(图3的f3点至g3点)。由此,空气被冷却。
[0110]从室内蒸发器20流出的冷媒经由合流部15b被吸入至压缩机11中而再次被压缩(图3的h3点至a3点)。此外,在制冷模式时,由于气相出口侧开闭阀16c关闭,因此由储液器17分离出的气相冷媒不会从储液器17的气相冷媒流出口流出。
[0111]另外,在图3中,g3点与h3点不同的理由在于,吸入至压缩机11中的冷媒会产生压缩机11的吸入压损。因此,在理想的回路中,期望g3点与h3点一致。这在以下的莫里尔线图中也同样。
[0112]如上所述,在制冷模式下,通过由室内蒸发器20冷却空气,从而实现了车室内的制冷。此时,在本实施方式中,由于使室外热交换器14作为散热器来发挥功能,使空气所具有的热向外部气体进行了散热,因此即使将由室内蒸发器20冷却后的空气的一部分通过室内冷凝器12进行再加热,也能将空气的温度充分下降至能实现车室内的制冷的程度。
[0113]接下来,说明制热模式。在制热模式下,空调控制装置将液相入口侧开闭阀16b关闭,并将气相入口侧开闭阀16a以及气相出口侧开闭阀16c打开,进而,使第I膨胀阀13变为节流状态,并使第2膨胀阀19变为全开。
[0114]由此,在制热模式下,如图2的实线箭头所示,切换至使冷媒按照压缩机11、室内冷凝器12、第I膨胀阀13、室外热交换器14、气相入口侧开闭阀16a、储液器17、气相出口侧开闭阀16c、压缩机11的顺序进行循环、并且使冷媒按照储液器17、(第2膨胀阀19、)室内蒸发器20、压缩机11的顺序进行循环的冷媒回路。
[0115]在该冷媒回路的构成中,空调控制装置基于目标吹出温度TAO以及传感器群的检测信号,来决定与空调控制装置的输出侧连接的各种控制对象设备的运转状态。
[0116]例如,关于压缩机11的冷媒喷出能力、即输出至压缩机11的电动机的控制信号,按以下方式来决定。首先,基于目标吹出温度ΤΑ0,并参照预先存储在空调控制装置中的控制图,来决定室内冷凝器12的目标冷凝器温度TC0。
[0117]并且,基于该目标冷凝器温度TCO与由高压侧冷媒温度传感器检测出的高压侧冷媒温度Td的偏差,使用反馈控制手法等以使高压侧冷媒温度Td趋近目标冷凝器温度TCO的方式,来决定压缩机11的冷媒喷出能力。
[0118]另外,关于第I膨胀阀13的开度,以使基于高压侧冷媒温度Td以及由高压侧冷媒压力传感器检测出的高压侧冷媒压力Pd所计算的室内冷凝器12出口侧冷媒的过冷却度趋近目标过冷却度KSC的方式来决定,其中该目标过冷却度KSC按照回路的制冷系数(COP)成为大致最大值的方式来决定。
[0119]另外,关于向空气混合门34的伺服电动机输出的控制信号,以使由空气温度传感器检测出的空气温度TAV趋近目标吹出温度TAO的方式来决定。此外,在制热模式时,如图2的实线所图示,可以按照由送风机32冷却后的空气的全部风量通过室内冷凝器12的方式来控制空气混合门34的开度。
[0120]因此,在制热模式时的冷冻循环装置10中,冷媒的状态如图4的莫里尔线图所示发生变化。此外,在图4中,使用与图3相同的字母来示出了冷冻循环装置10中的同等之处的冷媒的状态。这在以下的莫里尔线图中也同样。
[0121]具体而言,从压缩机11喷出的高压冷媒(图4的a4点)向室内冷凝器12流入,与空气进行热交换而散热(图4的a4点至b4点)。由此,通过室内蒸发器20后的空气被加热。
[0122]进而,从室内冷凝器12流出的冷媒向第I膨胀阀13流入,被减压至成为低压冷媒为止(图4的b4点至c4点)。此时,第I膨胀阀13的开度按照室外热交换器14出口侧冷媒的过冷却度(图4的b4点)趋近目标过冷却度KSC的方式被调整。由此,冷冻循环装置10能发挥高的C0P。
[0123]由第I膨胀阀13减压后的低压冷媒向室外热交换器14流入,从由送风扇吹来的外部气体中吸热而蒸发(图4的c4点至d4点)。由于气相入口侧开闭阀16a打开,因此从室外热交换器14流出的冷媒向储液器17流入而被气液分离(图4的d4点至eg4点,d4点至el4点)。
[0124]由储液器17分离出的液相冷媒(图4的el4点)从液相冷媒流出口流出并经由第2膨胀阀19向室内蒸发器20流入。此时,由于第2膨胀阀19成为了全开,因此从储液器17的液相冷媒流出口流出的冷媒几乎不被减压而向室内蒸发器20流入。
[0125]流入至室内蒸发器20的冷媒从由送风机32吹来的空气中吸热而蒸发(图4的el4点至g4点)。由此,空气被冷却。从室内蒸发器20流出的冷媒向合流部15b的另一个冷媒流入口流入。
[0126]进而,在制热模式下,由于气相出口侧开闭阀16c打开,因此由储液器17分离出的气相冷媒(图4的eg4点)向合流部15b的一个冷媒流入口流入,与从室内蒸发器20流出的冷媒合流。从合流部15b流出的冷媒被吸入至压缩机11中而再次被压缩(图4的h4点至a4点)。
[0127]如上所述,在制热模式下,将由室内蒸发器20冷却后的空气通过室内冷凝器12进行再加热,从而实现了车室内的制热。此时,在本实施方式的制热模式下,使室外热交换器14作为蒸发器来发挥功能,使用从外部气体中吸收到的热来加热了空气,因此能使空气的温度充分地上升来实现车室内的制热。
[0128]本实施方式的车辆用空调装置I如上所述运转,从而能实现车室内的制冷以及制热。
[0129]进而,根据本实施方式的冷冻循环装置10,在制冷模式时,从室内冷凝器12流出的高压冷媒经由第I膨胀阀13向储液器17流入,但由于第I膨胀阀13成为了全开,因此不会被减压。因此,能使储液器17内的冷媒温度变为较高的温度。在此,由于车室内的制冷(空气的冷却)一般在高外部气温时被执行,因此在冷却模式时,通过使储液器17内的冷媒温度变为较高的温度,从而能抑制配置于外部空间的储液器17内的冷媒的温度与外部气温的温度差的扩大。
[0130]另外,在制热模式时,由第I膨胀阀13将冷媒减压至比制冷模式时更低的压力。由于使减压后的低压冷媒向储液器17流入,因此能使储液器17内的冷媒温度成为较低的温度。在此,由于车室内的制热(空气的加热)一般在低外部气温时执行,因此在加热模式时,通过使储液器17内的冷媒温度变为较低的温度,从而能抑制配置于外部空间的储液器17内的冷媒的温度与外部气温的温度差的扩大。
[0131]因此,根据本实施方式的冷冻循环装置10,无论切换至哪种运行模式,均能抑制配置于外部空间的储液器17内的冷媒的温度与外部气温的温度差的扩大。
[0132]进而,在本实施方式中,无论在哪种运行模式下,均使由室外热交换器14与外部气体进行热交换后的冷媒向储液器17流入,因此能使储液器17内的冷媒温度与外部气温变为同等的温度。因此,无论在哪种运行模式下,均几乎不会发生配置于外部空间的储液器17内的冷媒与外部气体之间的热交换。
[0133]也就是,根据本实施方式的冷冻循环装置10,无论切换至哪种运行模式的冷媒回路,均能有效地抑制因发生配置于外部空间的储液器17内的冷媒与外部气体之间的不必要的热交换所致的冷冻循环装置10的性能下降。
[0134]另外,在本实施方式的制热模式下,由于使由储液器17分离出的液相冷媒向室内蒸发器20流入,因此能扩大室内蒸发器20出口侧冷媒的焓与入口侧冷媒的焓之间的焓差,从而增大由室内蒸发器20发挥的冷冻能力。因此,在对空气进行冷却来除湿并对除湿后的空气进彳T加热的除湿制热时,能提尚除湿性能。
[0135](第2实施方式)
[0136]在本实施方式中,相对于第I实施方式的冷冻循环装置10,如图5、图6的整体构成图所示,追加了旁通通路21、固定节流阀22、液相出口侧开闭阀16d以及旁通通路开闭阀16e。此外,在图5、图6中,对与第I实施方式相同或均等部分赋予了同一符号。这在以下的附图中也同样。
[0137]具体而言,本实施方式的旁通通路21是使从室内冷凝器12流出的冷媒绕过第I膨胀阀13、室外热交换器14以及储液器17等而向第2膨胀阀19的入口侧引导的冷媒通路。旁通通路开闭阀16e是使该旁通通路21进行开闭的开闭阀。液相出口侧开闭阀16d是使从储液器17的液相冷媒流出口起至旁通通路21的连接部为止的冷媒通路进行开闭的开闭阀。
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