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制冷循環裝置的制作方法

文檔序號:11159980閱讀:393來源:國知局
制冷循環裝置的制造方法

本申請基于2014年7月23日申請的日本專利申請2014-150103,以及2015年7月2日申請的日本專利申請2015-133794,其公開內容作為參照編入本申請。

技術領域

本發明涉及一種制冷循環裝置,該制冷循環裝置具有構成多個熱泵的制冷循環回路和多個水制冷劑熱交換器,將在一方的熱泵從空氣中吸熱的熱,經由熱水回路移動至另一方的熱泵側,能夠活用于另一方的除霜運轉。



背景技術:

作為現有技術的專利文獻1公開了一種具有多個制冷循環回路的裝置。該裝置的目的是提供一種熱泵裝置,該熱泵裝置能夠一邊繼續熱的供給一邊除霜,此外,即使實施除霜也能夠抑制熱的供給量的變動。因此,提供一種熱泵裝置,該熱泵裝置在一個制冷循環回路進行除霜運轉時,另一個制冷循環回路使熱的供給量增加。但是,在現有技術中,存在不能有效地活用多個制冷循環回路的熱和熱水回路的熱而除霜時間變得比較長的情況。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開2013-231522號公報



技術實現要素:

本發明的目的在于,在具有多個制冷循環回路和熱水回路的制冷循環裝置中,能夠將在第一制冷循環回路吸熱的熱經由熱水回路活用于第二制冷循環回路的除霜,從而使除霜效率提高,實現除霜時間的縮短。

作為現有技術列舉的專利文獻的記載內容,能夠作為參照導入或者引用,作為在該說明書所記載的技術要素的說明。

根據本發明的一方式,制冷循環裝置具備:第一制冷循環回路;第二制冷循環回路;熱源冷卻水回路,該熱源冷卻水回路對熱源進行冷卻且具有對向車室內吹送的空調風進行加熱的加熱器芯;控制裝置,該控制裝置對第一制冷循環回路的動作、第二制冷循環回路的動作、以及熱源冷卻水回路的動作進行控制;第一水制冷劑熱交換器,該第一水制冷劑熱交換器進行在熱源冷卻水回路流動的冷卻水與在第一制冷循環回路流動的制冷劑之間的熱交換;以及第二水制冷劑熱交換器,該第二水制冷劑熱交換器進行在熱源冷卻水回路流動的冷卻水與在第二制冷循環回路流動的制冷劑之間的熱交換。第一制冷循環回路構成經由第一室外熱交換器從空氣中汲取熱的熱泵,第二制冷循環回路構成經由第二室外熱交換器從空氣中汲取熱的熱泵。控制裝置具備第一流量控制部,該第一流量控制部在第一制冷循環回路進行用于第一室外熱交換器的除霜的除霜運轉時,對熱源冷卻水回路的冷卻水的溫度和在第一制冷循環回路流動的高壓氣體制冷劑的溫度進行比較,在控制裝置判定為第一制冷循環回路處于能夠吸熱的狀態的情況下,所述第一流量控制部對熱源冷卻水回路進行控制以使熱源冷卻水回路的冷卻水向第一水制冷劑熱交換器流動。控制裝置具備第二流量控制部,該第二流量控制部在第二制冷循環回路進行用于第二室外熱交換器的除霜的除霜運轉時,對熱源冷卻水回路的冷卻水的溫度和在第二制冷循環回路流動的高壓氣體制冷劑的溫度進行比較,在控制裝置判定為第二制冷循環回路處于能夠吸熱的狀態的情況下,所述第二流量控制部對熱源冷卻水回路進行控制以使熱源冷卻水回路的冷卻水向第二水制冷劑熱交換器流動。

由此,在第一制冷循環回路變成用于室外熱交換器的除霜的除霜運轉時,對熱源冷卻水回路的冷卻水的溫度和在第一制冷循環回路流動的高壓氣體制冷劑的溫度進行比較。在判定為第一制冷循環回路處于能夠吸熱的狀態的情況下,因為熱源冷卻水回路的冷卻水向第一水制冷劑熱交換器流動,所以利用熱源冷卻水回路的熱使第一制冷循環回路的室外熱交換器的除霜效率提高,能夠實現除霜時間的縮短。另外,用第二水制冷劑熱交換器進行第二制冷循環回路與冷卻水之間的熱交換,能夠抑制冷卻水的溫度降低。

另外,在第二制冷循環回路變成用于室外熱交換器的除霜的除霜運轉時,對熱源冷卻水回路的冷卻水的溫度和在第二制冷循環回路流動的高壓氣體制冷劑的排出溫度進行比較。在判定為第二制冷循環回路處于能夠吸熱的狀態的情況下,因為熱源冷卻水回路的冷卻水向第二水制冷劑熱交換器流動,所以利用熱源冷卻水回路的熱使第二制冷循環回路的室外熱交換器的除霜效率提高,能夠實現除霜時間的縮短。此外,用第一水制冷劑熱交換器進行第一制冷循環回路與冷卻水之間的熱交換,能夠抑制冷卻水的溫度降低。

根據本發明其他的一方式,制冷循環裝置具備:第一制冷循環回路;第二制冷循環回路;熱源冷卻水回路,該熱源冷卻水回路對熱源進行冷卻且具有對向車室內吹送的空調風進行加熱的加熱器芯;第一水制冷劑熱交換器,該第一水制冷劑熱交換器進行在熱源冷卻水回路流動的冷卻水與在第一制冷循環回路流動的制冷劑之間的熱交換;第二水制冷劑熱交換器,該第二水制冷劑熱交換器進行在熱源冷卻水回路流動的冷卻水與在第二制冷循環回路流動的制冷劑之間的熱交換;獨立冷卻水回路,該獨立冷卻水回路從熱源冷卻水回路分離獨立,使冷卻水能夠在第一水制冷劑熱交換器和第二水制冷劑熱交換器循環;獨立水泵,在獨立冷卻水回路從熱源冷卻水回路分離獨立時,該獨立水泵使冷卻水在獨立冷卻水回路循環;切換閥,該切換閥對從熱源冷卻水回路向獨立冷卻水回路流動的冷卻水流進行控制,能夠使獨立冷卻水回路從熱源冷卻水回路分離獨立;以及控制裝置,該控制裝置對第一制冷循環回路的動作、第二制冷循環回路的動作、熱源冷卻水回路的動作、獨立水泵的動作、以及切換閥的動作進行控制。第一制冷循環回路構成經由第一室外熱交換器從空氣中汲取熱的熱泵,第二制冷循環回路構成經由第二室外熱交換器從空氣中汲取熱的熱泵。控制裝置在第一制冷循環回路進行用于第一室外熱交換器的除霜的除霜運轉時,對熱源冷卻水回路的冷卻水的溫度和在第一制冷循環回路流動的高壓氣體制冷劑的溫度進行比較,在控制裝置判定為第一制冷循環回路處于能夠吸熱的狀態的情況下,對切換閥的動作進行控制,使獨立冷卻水回路從熱源冷卻水回路分離獨立,對獨立水泵的動作進行控制,使獨立冷卻水回路的冷卻水向第一水制冷劑熱交換器流動。

由此,通過將第一水制冷劑熱交換器與第二水制冷劑熱交換器連結的獨立冷卻水回路,能夠將來自其他的制冷循環回路的制冷劑的熱供給至進行除霜運轉的制冷循環回路。因此,使第一室外熱交換器、以及第二室外熱交換器的除霜效率提高,能夠實現除霜時間的縮短。并且,因為將獨立冷卻水回路與熱源冷卻水回路分開而使冷卻水流動,因此不會將通過熱源的熱源冷卻水回路的冷卻水的溫度極端地降低。不會使加熱器芯的制熱性能極端地降低。

附圖說明

圖1是表示本發明的第一實施方式的制冷循環裝置的概略圖。

圖2是表示第一實施方式的制冷循環裝置的電子膨脹閥以及電磁閥的控制的圖。

圖3是表示第一實施方式的制冷循環裝置的除霜運轉控制的流程圖。

圖4是表示第一實施方式的制冷循環裝置的第一制冷循環回路除霜運轉時的流量控制閥的控制的流程圖。

圖5是表示第一實施方式的制冷循環裝置的第二制冷循環回路除霜運轉時的流量控制閥的控制的流程圖。

圖6是表示本發明的第二實施方式的制冷循環裝置的并聯流路的概略圖。

圖7是表示第二實施方式的制冷循環裝置的第一串聯流路的概略圖。

圖8是表示第二實施方式的制冷循環裝置的第二串聯流路的概略圖。

圖9是表示在第二實施方式的制冷循環裝置的除霜運轉控制中并聯流路與第一串聯流路的切換控制的流程圖。

圖10是表示在第二實施方式的制冷循環裝置的除霜運轉控制中并聯流路與第二串聯流路的切換控制的流程圖。

圖11是表示本發明的第三實施方式的制冷循環裝置的第一串聯體流路的概略圖。

圖12是表示第三實施方式的制冷循環裝置的第二串聯體流路的概略圖。

圖13是對第三實施方式的制冷循環裝置的模擬并聯流路形成控制進行說明的概略圖。

圖14是表示第三實施方式的制冷循環裝置的模擬并聯流路形成控制的流程圖。

圖15是表示本發明的第四實施方式的制冷循環裝置的概略圖。

圖16是表示第四實施方式的制冷循環裝置的除霜運轉控制的流程圖。

圖17是表示第四實施方式的制冷循環裝置的第二制冷循環回路除霜運轉時的流量控制閥的控制的流程圖。

圖18是表示第四實施方式的制冷循環裝置的第一制冷循環回路除霜運轉時的流量控制閥的控制的流程圖。

圖19是表示本發明的第五實施方式的制冷循環裝置的概略圖。

圖20是表示第五實施方式的制冷循環裝置的控制的流程圖。

圖21是表示本發明的第六實施方式的制冷循環裝置的概略圖。

圖22是表示第六實施方式的制冷循環裝置的公共汽車頂棚的組件的概略圖。

圖23是表示本發明的第七實施方式的制冷循環裝置的概略圖。

具體實施方式

以下,一邊參照附圖一邊對用于實施本發明的多個方式進行說明。在各方式中存在對與在先前的方式中已說明的事項對應的部分標注相同的參照符號而省略重復的說明的情況。在各方式中對結構的一部分進行說明的情況下,對于結構的其他的部分能夠應用先前說明的其他的方式。

不僅是在各實施方式中具體地明示能夠組合的部分彼此組合,只要不特別地對組合產生阻礙,即使不明示也能夠使實施方式彼此部分地組合。

(第一實施方式)

以下,用圖1至圖5對本發明的第一實施方式進行詳細地說明。用圖1對表示本發明的第一實施方式的制冷循環裝置的結構進行說明。該車輛用空調裝置具有第一制冷循環回路1、第二制冷循環回路2、對熱源3進行冷卻的熱水回路5(熱源冷卻水回路)、以及對第一制冷循環回路1、第二制冷循環回路2以及熱水回路5進行控制的控制裝置6。

控制裝置6對以下部件等進行控制:由三通閥構成的切換閥7;第一制冷循環回路1以及第二制冷循環回路2內的第一電子膨脹閥8a、8b;壓縮機9a、9b;第一電磁閥10a、10b;以及第二電磁閥11a、11b。但是,該情況下從控制裝置6發送的控制信號被省略且被圖示。切換閥7具有以下功能:使熱水回路5的熱水(冷卻水的一例)繞過第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14而沿著箭頭Y1流動。

此外,第一制冷循環回路1和第二制冷循環回路2具備:第一水制冷劑熱交換器13,該第一水制冷劑熱交換器13進行熱水回路5與第一制冷循環回路1之間的熱交換;以及第二水制冷劑熱交換器14,該第二水制冷劑熱交換器14進行熱水回路5與第二制冷循環回路2之間的熱交換。

熱水回路5構成為將發動機作為熱源3。在熱水回路5具有搭載于車輛并作為熱源3的發動機、以及使發動機冷卻水循環的水泵31。另外,在熱水回路5配置有:燃燒燃料而使熱水的溫度上升的燃燒器32;將熱水的溫度散熱至外氣的散熱器33;以及進行熱水與朝向車輛的室內吹送的空調風之間的熱交換的加熱器芯34。第一制冷循環回路1和第二制冷循環回路2構成熱泵,該熱泵分別經由第一室外熱交換器15a、以及第二室外熱交換器15b從空氣中汲取熱。在第一室外熱交換器15a、以及第二室外熱交換器15b,制冷劑與外氣進行熱交換。

圖2是表示用控制裝置6對電子膨脹閥等進行控制的表。對圖1的第一電磁閥10a、10b和第二電磁閥11a、11b等的動作進行敘述。在第一制冷循環回路1和第二制冷循環回路2中分別具有以下的四個模式。

在制冷模式中,在水制冷劑熱交換器13、14以及第一室外熱交換器15a、以及第二室外熱交換器15b散熱,在室內熱交換器(即第一室內熱交換器17a、第二室內熱交換器17b)吸熱。因此第二電子膨脹閥18a、18b全開,第一電子膨脹閥8a、8b進行流量控制,對作為蒸發器發揮功能的室內熱交換器17a、17b的溫度進行控制。第一電磁閥10a、10b閉合,第二電磁閥11a、11b也閉合。

在制熱模式中,在水制冷劑熱交換器13、14散熱,在第一室外熱交換器15a、以及第二室外熱交換器15b吸熱。因此第二電子膨脹閥18a、18b進行流量控制,對作為蒸發器發揮功能的第一室外熱交換器15a、以及第二室外熱交換器15b的溫度進行控制。第一電子膨脹閥8a、8b開閉都可以。即第一電子膨脹閥8a、8b的開閉與制熱模式沒有關系,但是在本實施方式設為閉合。第一電磁閥10a、10b閉合,第二電磁閥11a、11b打開。

在制熱除濕模式中,在水制冷劑熱交換器13、14散熱,在第一室外熱交換器15a、第二室外熱交換器15b以及室內熱交換器17a、17b吸熱。因此第二電子膨脹閥18a、18b進行流量控制,對作為蒸發器發揮功能的第一室外熱交換器15a、第二室外熱交換器15b的溫度進行控制。第一電子膨脹閥8a、8b也進行流量控制。第一電磁閥10a、10b打開。第二電磁閥11a、11b也打開。

在除霜模式中,在水制冷劑熱交換器13、14吸熱或者什么也不做,在第一室外熱交換器15a、第二室外熱交換器15b散熱。因此第二電子膨脹閥18a、18b設為全開。第一電子膨脹閥8a、8b開閉都可以,但是在本實施方式設為閉合。第一電磁閥10a、10b閉合。第二電磁閥11a、11b打開。

若沒有止回閥16a、16b,則形成以下回路:壓縮機9a、9b→水制冷劑熱交換器13、14→第一電磁閥10a、10b→(止回閥部)→第二電磁閥11a、11b→儲液器19a、19b→壓縮機9a、9b。因此為了防止在制熱除濕模式下形成不需要的回路,而設有止回閥16a、16b。

圖3以及圖4是在圖1的控制裝置6中實施的控制的流程圖的一例。在圖3中,控制裝置6,在制熱模式中,多個制冷循環回路內的作為一方的制冷循環的第一制冷循環回路1變成用于第一室外熱交換器15a的除霜的除霜運轉。因此,作為另一方的制冷循環的第二制冷循環回路2的除霜運轉被禁止。

例如,在自動空氣調節動作時空氣調節開關打開中室內溫度下降到低于規定值時,或者在手動空氣調節動作時制熱開關被打開,制熱運轉開始。由此,在步驟S31中,判定第一制冷循環回路1是否進行除霜運轉。在是的情況下,在步驟S35將在第二制冷循環回路2的除霜運轉禁止。即,繼續第二制冷循環回路2的制熱運轉。并且前進到步驟S36。

在圖4中對該步驟S36的詳細情況進行圖示。在步驟S41對熱水回路5的熱水的溫度和從第一制冷循環回路1的壓縮機9a排出的高溫高壓的制冷劑的排出溫度(即,高壓氣體制冷劑的溫度)進行比較,熱水的溫度高則在步驟S41則判定為否。

此時,判定為處于第一制冷循環回路1側能夠吸熱的狀態。在該情況下,在步驟S42中,將第一流量控制閥21a(圖1)打開以使熱水回路5的熱水向水制冷劑熱交換器13流動。第一流量控制閥21a由第一流量控制部(步驟S42)控制。

相反地,在步驟S41中,在熱水的溫度比較低而判定為第一制冷循環回路1的制冷劑排出溫度比熱水的溫度高(是)時,前進到步驟S45。并且,將第一流量控制閥21a關閉以使熱水回路5的熱水不向水制冷劑熱交換器13流動。在步驟S42、步驟S45之后,在步驟S43將第二流量控制閥21b打開。第二流量控制閥21b由第二流量控制部(步驟S52)控制。

由此,在一方的制冷循環回路1變成用于室外熱交換器的除霜的除霜運轉時,對熱水回路5的熱水的溫度和在一方的制冷循環回路1流動的制冷劑的排出溫度進行比較。其結果,在判定為處于一方的制冷循環回路1側能夠吸熱的狀態的情況下,使熱水回路5的熱水向一方的第一水制冷劑熱交換器13流動。

因此,利用熱水回路5的熱而使一方的制冷循環回路1的第一室外熱交換器15a的除霜效率提高,能夠實現除霜時間的縮短。另外,由于另一方的制冷循環回路2不會進行除霜運轉,所以在步驟S43將第二流量控制閥21b打開。并且,能夠經由另一方的第二水制冷劑熱交換器14將制冷劑的熱傳遞至熱水回路5。

在制熱模式中,在多個制冷循環回路內的另一方的制冷循環回路2變成用于第二室外熱交換器15b的除霜的除霜運轉時,控制裝置6將一方的制冷循環回路1的除霜運轉禁止。

因此,在圖3的步驟S32,判定第二制冷循環回路2是否進行除霜運轉。在是的情況下,在步驟S33將在第一制冷循環回路1的除霜運轉禁止。即,繼續第一制冷循環回路1的制熱運轉。并且前進到步驟S34。

在圖5中對該步驟S34的詳細情況進行圖示。在步驟S51,熱水回路5的熱水的溫度和從第二制冷循環回路2的壓縮機9b排出的高溫高壓的制冷劑的排出溫度(即,高壓氣體制冷劑的溫度)被比較。并且,在熱水的溫度高并在步驟S51判定為否的情況下,判定處于第二制冷循環回路2側能夠吸熱的狀態,在步驟S52中,將第二流量控制閥21b打開以使熱水回路5的熱水向水制冷劑熱交換器14流動。

相反地,在步驟S51中,存在熱水的溫度比較低并判定為第二制冷循環回路2的制冷劑排出溫度比熱水的溫度高(是)的情況。在該情況下,前進到步驟S55,將第二流量控制閥21b關閉以使熱水回路5的熱水不會向水制冷劑熱交換器14流動。并且,在步驟S55之后,在步驟S53將第一流量控制閥21a打開。

如圖4所示,在第一制冷循環回路1變成用于第一室外熱交換器15a的除霜的除霜運轉時,在第二制冷循環回路2側,使熱水向第二水制冷劑熱交換器14流動的第二流量控制閥21b的開度設為全開(步驟S43)。由此,熱水回路5與第二水制冷劑熱交換器14進行熱交換。因此,用于制熱的熱水的溫度維持被實現,并且能夠將在另一方的第二制冷循環回路2的第二室外熱交換器15b汲取的熱,經由熱水回路5向一方的第一制冷循環回路1傳遞。

因此,將在另一方的第二制冷循環回路2從空氣吸熱的熱和從熱水吸熱的熱,經由熱水回路5利用于一方的第一制冷循環回路1的除霜,從而能夠使除霜效率提高并實現除霜時間的縮短。

熱水回路5由對作為搭載于車輛的熱源3的發動機進行冷卻的回路構成。熱水回路5具備:作為熱源3的發動機;使對該發動機進行冷卻的熱水循環的水泵31;第一水制冷劑熱交換器13;第二水制冷劑熱交換器14;以及燃燒燃料使熱水的溫度上升的燃燒器32。另外,熱水回路5具備:散熱器33;加熱器芯34;以及對分別流入第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14的熱水流量進行調整的第一流量控制閥21a和第二流量控制閥21b。

散熱器33在熱水的溫度過度地上升的情況下向外氣散熱。加熱器芯34對空調風進行加熱,該空調風對熱源3進行冷卻而向車室內吹送。此外,第一流量控制閥21a和第二流量控制閥21b能夠不用能夠對開度進行微調整的閥而用斷續的周知的開關閥構成。在流量較多地流動時使打開的期間變長即可。

第一制冷循環回路1和第二制冷循環回路2分別具備:壓縮機9a、9b;室內熱交換器17a、17b;第一室外熱交換器15a和第二室外熱交換器15b;以及第一電子膨脹閥8a、8b。熱水回路5的熱水所流動的第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14分別流動有高壓的制冷劑。即,第一水制冷劑熱交換器13配置于壓縮機9a的排出口與第一室外熱交換器15a之間,第二水制冷劑熱交換器14配置于壓縮機9b的排出口與第二室外熱交換器15b之間。

在制熱時,第一室外熱交換器15a以及第二室外熱交換器15b與車輛的外部的空氣進行熱交換。由此,制冷劑的熱能夠從多個制冷循環回路1、2經由第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14對熱水回路5的熱水進行加熱。并且,第一制冷循環回路1和第二制冷循環回路2具備:防止制冷劑逆流的止回閥16a、16b;第一電磁閥10a、10b、第二電磁閥11a、11b;以及儲存剩余的制冷劑的儲液器19a、19b。

此外,還具備:熱水的溫度傳感器35;對排出溫度進行檢測的排出溫度傳感器36a、36b;以及對第一室外熱交換器15a及第二室外熱交換器15b的熱交換用的散熱片的溫度進行檢測的除霜判定用傳感器37a、37b。來自這些傳感器的信號連接于控制裝置6。熱水的溫度傳感器35對在第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14流動的熱水的溫度進行計測。排出溫度傳感器36a、36b對從壓縮機9a、9b流出的制冷劑的排出溫度進行檢測。

如圖4所示,在第一制冷循環回路進行除霜運轉的情況下,第一制冷循環回路1的排出溫度比熱水的溫度高的情況下,通過第一流量控制部(步驟S42)將第一流量控制閥21a關閉。由此溫度低的熱水不會從第一制冷循環回路1接受熱。

第一制冷循環回路1的排出溫度不比熱水的溫度高的情況下,在步驟S42將第一流量控制閥21a打開。由此熱水將熱傳遞至第一制冷循環回路1。并且之后,在步驟S43將第二流量控制閥21b打開。由此熱水從第二制冷循環回路2接受熱。

如圖5所示,在第二制冷循環回路2進行除霜運轉的情況下,第二制冷循環回路的排出溫度比熱水的溫度高的情況下,在步驟S55將第二流量控制閥21b關閉。由此溫度低的熱水不會從第二制冷循環回路2接受熱。

第二制冷循環回路2的排出溫度不比熱水的溫度高的情況下,在步驟S52將第二流量控制閥21b打開。由此熱水將熱傳遞至第二制冷循環回路2。并且之后,將第一流量控制閥21a打開。由此熱水能夠從第一制冷循環回路1接受熱。

在第一制冷循環回路1是除霜模式的情況下,第二制冷循環回路2制熱。因此,一般地第二制冷循環回路2的制冷劑排出溫度變成比加熱器芯34后的熱水的溫度高。

假如,在因燃燒器32的動作等變成相反的情況下,在第二制冷循環回路2側散熱的部分不再存在,制冷劑排出溫度上升,總之制冷劑排出溫度變成比熱水的溫度高。通常,在熱水的溫度比規定溫度高時燃燒器32停止。

接著,對第一實施方式的作用效果進行記載。在上述第一實施方式中,在第一制冷循環回路1變成用于第一室外熱交換器15a的除霜的除霜運轉時,如圖4所示,對熱水回路5的熱水的溫度和在第一制冷循環回路1流動的制冷劑的排出溫度進行比較。并且,在判定為處于第一制冷循環回路1能夠吸熱的狀態的情況下,用第一流量控制閥21a使熱水回路5的熱水向第一水制冷劑熱交換器13流動。因此,利用熱水回路5的熱使第一制冷循環回路1的第一室外熱交換器15a的除霜效率提高,能夠實現除霜時間的縮短。

另外,在第二制冷循環回路2變成用于室外熱交換器15b的除霜的除霜運轉時,如圖5所示,對熱水回路5的熱水的溫度和在第二制冷循環回路2流動的制冷劑的排出溫度進行比較。并且,在判定為處于第二制冷循環回路2能夠吸熱的狀態的情況下,用第二流量控制閥21b使熱水回路5的熱水向第二水制冷劑熱交換器14流動。因此,利用熱水回路5的熱使第二制冷循環回路2的第二室外熱交換器15b的除霜效率提高,能夠實現除霜時間的縮短。

此外,在一方的制冷循環回路1變成用于第一室外熱交換器15a的除霜的除霜運轉時,在另一方的制冷循環回路2,將使熱水向第二水制冷劑熱交換器14流動的第二流量控制閥21b的開度設為全開。因此,能夠實現用于制熱的熱水的溫度維持、并且能夠將在另一方的制冷循環回路2的第二室外熱交換器15b汲取的熱,經由熱水回路5和第一水制冷劑熱交換器13向一方的制冷循環回路1傳遞。因此,將在另一方的制冷循環回路2從空氣吸熱的熱和從熱水吸熱的熱,經由熱水回路5利用于一方的制冷循環回路1的除霜,從而使除霜效率提高,能夠實現除霜時間的縮短。

并且,能夠利用發動機產生的熱,更有效地分別進行車輛室內的制熱以及多個制冷循環回路的除霜。另外,在熱水的溫度低時能夠用燃燒器32對熱水進行加熱。另外,因為熱水回路5大多與發動機共同設于車輛的下部,因此能夠通過加熱器芯34對腳邊進行加熱。

另外,將制冷劑的熱從第一制冷循環回路1以及第二制冷循環回路2給予至第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14,進一步能夠經由熱水所流動的第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14對熱水回路5的熱水進行加熱。

此外,因為熱水的溫度傳感器35在第一水制冷劑熱交換器13以及第二水制冷劑熱交換器14分支之前的位置進行計測,所以能夠減少傳感器的個數。

另外,在第一制冷循環回路1是除霜運轉的情況下,如圖4所示,在第一制冷循環回路1的排出溫度比熱水的溫度高的情況下,將第一流量控制閥21a關閉,阻止溫度低的熱水與第一制冷循環回路的熱傳遞。因此,不會對第一制冷循環回路1的除霜帶來壞影響。由此,能夠防止因熱移動而產生的想要除霜的室外熱交換器的制冷劑溫度下降,能夠防止除霜時間變長。另外,此時通過將第二流量控制閥21b打開從而使熱從第二制冷循環回路2側向熱水移動,能夠維持制熱性能。

此外,在第二制冷循環回路2是除霜運轉的情況下,如圖5所示,在第二制冷循環回路2的排出溫度比熱水的溫度高的情況下,將第二流量控制閥21b關閉,阻止溫度低的熱水與第二制冷循環回路的熱傳遞。因此,能夠防止熱從第二制冷循環回路2側向熱水側的移動。由此,能夠防止因熱移動產生的想要除霜的第二室外熱交換器15b的制冷劑溫度下降,能夠防止除霜時間變長。另外,通過將第一流量控制閥21a打開從而使熱從第一制冷循環回路1側向熱水移動,能夠維持制熱性能。

(第二實施方式)

接著,對本發明的第二實施方式進行說明。此外,在以后的各實施方式中,對與上述的第一實施方式相同的結構要素標注相同的符號而省略說明,對不同的結構進行說明。此外,在第二實施方式以后,與第一實施方式相同的符號表示相同的結構,引用先前的說明。

該第二實施方式,如圖6所示,基本上來自作為熱源3的發動機的熱水并聯地向第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14流動。但是,通過多個流路切換閥(也稱為三通閥)的動作,能夠變更成熱水串聯地向第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14流動。

用圖6對表示本發明的第二實施方式的制冷循環回路進行說明。在表示并聯流路的圖6中,主切換閥7(也簡稱為切換閥)使由熱水回路5的發動機冷卻水構成的熱水并聯地向第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14流動。

如圖6所示,除了主切換閥7以外,還設有第一上游側切換閥7a,該第一上游側切換閥7a分別設于第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14各自的熱水的流入側和流出側。并且,還具備第一下游側切換閥7b、第二上游側切換閥7c、以及第二下游側切換閥7d。

在控制裝置6內具備圖9的并聯流路形成部(步驟S95),切換從第一上游側切換閥7a到第二下游側切換閥7d的動作,形成熱水從主切換閥7并聯地在第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14流動的流路。并且,控制裝置6具備串聯流路形成部(步驟S92),形成熱水從主切換閥7串聯地在第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14流動的流路。

由此,用多個切換閥對流路進行切換,能夠對以下情況進行切換,熱水并聯地在第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14流動,或串聯地在第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14流動。另外,在串聯地流動的情況下,在第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14內,能夠將制熱側作為上游側,除霜側作為下游側。

圖7所示的第一串聯流路如用實線所示的流動那樣地,首先使熱水向制熱側的第二水制冷劑熱交換器14流動,在其下游側使熱水向除霜側的第一水制冷劑熱交換器13流動。圖8所示的第二串聯流路如用實線表示的流動那樣地,首先使熱水向制熱側的第一水制冷劑熱交換器13流動,在其下游側使熱水向除霜側的第二水制冷劑熱交換器14流動。由此,能夠將在制熱側的水制冷劑熱交換器從制冷劑吸熱的熱立即使用到下游側的水制冷劑熱交換器的除霜。

在形成并聯流路的圖6的基本結構的情況下,若從在未處于除霜中的制冷循環回路的水制冷劑熱交換器給予至熱水的熱未繞熱水回路一周,則熱不會被給予至處于除霜中的制冷循環回路。

但是,通過對流路進行切換變成串聯流路,從未處于除霜中的制冷循環回路的水制冷劑熱交換器給予至熱水的熱,不會繞熱水回路一周,而是能夠立即給予至下游側的除霜中的制冷循環回路。

另外,因為第一串聯流路和第二串聯回路能夠進行設定,所以即使第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14內的任何一個水制冷劑熱交換器變成除霜側,都能夠首先使熱水向非除霜側的水制冷劑熱交換器流動。由此,因為熱水從制冷劑側吸熱,所以將吸熱的熱傳遞至除霜側的水制冷劑熱交換器,能夠立即使用于除霜。

接著,基于圖9以及圖10對第二實施方式的動作進行說明。首先,對第一制冷循環回路1位于除霜側、第二制冷循環回路2位于制熱側的第一串聯流路和并聯流路圖的切換進行說明。

在圖9中,在控制開始時,在步驟S91中,第一制冷循環回路1的制冷劑排出溫度由排出溫度傳感器36a進行檢測,該排出溫度傳感器36a對從壓縮機9a流出的制冷劑的排出溫度進行檢測,第一制冷循環回路1的制冷劑排出溫度與熱水的溫度進行比較。熱水的溫度由熱水的溫度傳感器35進行檢測。

在制冷劑的排出溫度不比熱水的溫度高的否的情況下,前進到構成第一串聯流路形成部的步驟S92,形成圖7的第一串聯流路。即,第一上游側切換閥7a形成于從第二水制冷劑熱交換器14的下游朝向第一水制冷劑熱交換器13的上游的流路,切換閥7b形成于從第一水制冷劑熱交換器13的下游朝向合流部5j的流路。

切換閥7c形成于從分支部5b朝向第二水制冷劑熱交換器14的上游的流路。切換閥7d形成于從第二水制冷劑熱交換器14的下游朝向第一水制冷劑熱交換器13的上游的流路。由此,對主切換閥7和從第一上游側切換閥7a到第二下游側切換閥7d的動作進行切換。

由此,實現由圖9的步驟S92構成的串聯流路形成部,步驟S92形成熱水如圖7所示那樣從主切換閥7串聯地在第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14流動的流路。

接著,前進到步驟S93,將第一流量控制閥21a打開,使熱水向第一水制冷劑熱交換器13流動。接著,在步驟S94將第二流量控制閥21b打開,以使熱水通過制熱中的第二制冷循環回路2被加熱。

步驟S91中,在制冷劑的排出溫度比熱水的溫度高的是的情況下,前進到構成并聯流路形成部的步驟S95。并且,對主切換閥7和從第一上游側切換閥7a到第二下游側切換閥7d的動作進行切換,以形成圖6的并聯流路。

即,切換閥7a形成于從分支部5b朝向第一水制冷劑熱交換器13的上游的流路,切換閥7b形成于從第一水制冷劑熱交換器13的下游朝向合流部5j的流路。切換閥7c形成于從分支部5b朝向第二水制冷劑熱交換器14的上游的流路。切換閥7d形成于從第二水制冷劑熱交換器14的下游朝向合流部5j的流路。

由此,實現由圖9的步驟S95構成的并聯流路形成部,該步驟S95形成熱水從主切換閥7并聯地在第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14流動的流路。

接著,前進到步驟S96,將圖6的第一流量控制閥21a關閉,之后,在步驟S94將第二流量控制閥21b打開。另外,對圖8的第二制冷循環回路2位于除霜側、第一制冷循環回路1位于制熱側的第二串聯流路和并聯流路的切換進行說明。在圖10中,在控制開始時,在步驟S101中,第二制冷循環回路2的制冷劑排出溫度通過排出溫度傳感器36b進行檢測,該排出溫度傳感器36b對從壓縮機9b流出的制冷劑的排出溫度進行檢測,第二制冷循環回路2的制冷劑排出溫度與熱水的溫度進行比較。

在制冷劑的排出溫度不比熱水的溫度高的否的情況下,前進到步驟S102。并且,對主切換閥7、由合計4個閥構成的從第一上游側切換閥7a到第二下游側切換閥7d的動作進行切換,以形成圖8的第二串聯流路。即,第一上游側切換閥7a形成于從分支部5b朝向第一水制冷劑熱交換器13的上游的流路。切換閥7b形成于從第一水制冷劑熱交換器13的下游朝向第二水制冷劑熱交換器14的上游的流路。切換閥7c形成于從第一水制冷劑熱交換器13的下游朝向第二水制冷劑熱交換器14的上游的流路。切換閥7d形成于從第二水制冷劑熱交換器14的下游朝向合流部5j的流路。由此,對主切換閥7和從第一上游側切換閥7a到第二下游側切換閥7d的動作進行切換。由此,形成熱水從主切換閥7串聯地在第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14的流路。

即,實現由圖10的步驟S102構成的第二串聯流路形成部。接著,前進到步驟S103,將第二流量控制閥21b打開,之后,在步驟S104第一流量控制閥21a被打開。

在步驟S101中,在制冷劑的排出溫度比熱水的溫度高的是的情況下,前進到步驟S105。并且,對主切換閥7和從第一上游側切換閥7a到第二下游側切換閥7d的動作進行切換,以形成圖6的并聯流路。步驟S105的控制操作與步驟S95的控制操作相同。即,切換閥7a形成于從分支部5b朝向第一水制冷劑熱交換器13的上游的流路,切換閥7b形成于從第一水制冷劑熱交換器13的下游朝向合流部5j的流路。切換閥7c形成于從分支部5b朝向第二水制冷劑熱交換器14的上游的流路。切換閥7d形成于從第二水制冷劑熱交換器14的下游朝向合流部5j的流路。

其結果,實現由步驟S105構成的并聯流路形成部,該步驟S105使熱水從主切換閥7并聯地在第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14流動。接著,前進到步驟S106,將第二流量控制閥21b關閉使溫度低的熱水不會向第二水制冷劑熱交換器14流動。之后,在步驟S104將第一流量控制閥21a打開。

以下對第二實施方式的作用效果進行記載。根據第二實施方式,通過從切換閥7a到切換閥7d對流路進行切換,能夠對以下情況進行切換:熱水并聯地在第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14流動;或者熱水串聯地在第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14流動。另外,在串聯地流動的情況下,能夠將第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14中的任一方控制成為下游側或者上游側。因此,能夠將從制冷劑吸熱的熱立即活用于除霜。另外,通過并聯地流動,能夠將熱水回路的熱活用于除霜,并且能夠將熱水回路的熱水從制冷劑側加熱,能夠使熱水回路的制熱性能提高。

另外,根據第二實施方式,能夠將通過制熱側的水制冷劑熱交換器而從制冷劑吸熱的熱立即使用于下游側的水制冷劑熱交換器的除霜。此外,在形成并聯流路形成部所形成的流路的并聯流路的基本結構的情況下,從未處于除霜中的制冷循環回路的水制冷劑熱交換器給予至熱水的熱,若不繞熱水回路一周則不會被給予至處于除霜中的制冷循環回路。但是,通過對流路進行切換而設成串聯流路,從而從未處于除霜中的制冷循環回路的水制冷劑熱交換器給予至熱水的熱,不會繞熱水回路一周,而是能夠立即給予至下游側的除霜中的制冷循環回路。

另外,即使在第一水制冷劑熱交換器和第二水制冷劑熱交換器內的任何水制冷劑熱交換器變成除霜運轉,首先熱水向非除霜側的水制冷劑熱交換器流動,熱水從制冷劑側吸熱,之后,在除霜側的水制冷劑熱交換器中,能夠將所吸熱的熱使用于除霜。

根據第二實施方式,第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14相鄰配置,并且連接成熱水串聯地流動。在本說明書中,這樣地連接的第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14總稱為串聯體1314。并且,根據第二實施方式,能夠對向該串聯體1314流動的熱水的方向進行變更。其結果,即使第一水制冷劑熱交換器和第二水制冷劑熱交換器中任一方變成制熱側、除霜側,也能夠使熱水從制熱側向除霜側流動,能夠從制冷劑吸熱并使用于除霜。

(第三實施方式)

接著,對本發明的第三實施方式進行說明。對與上述的實施方式不同的部分進行說明。該第三實施方式實現第二實施方式的流路切換閥的簡單化,達成模擬的并聯流路與串聯流路的切換。第三實施方式的結構能夠應用于第一實施方式。

在圖11中,熱水從熱水回路5經由主切換閥7串聯地分別在第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14流動。第一水制冷劑熱交換器13與第二水制冷劑熱交換器14串聯地連接,熱水從熱水回路5經由主切換閥7被供給。

在第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14的串聯體1314的上游側與下游側,具有由合計2個閥構成的串聯體上游側切換閥7ac和串聯體下游側切換閥7bd。在串聯體上游側切換閥7ac連接有第一切換流路,該第一切換流路連通于第二水制冷劑熱交換器14與串聯體下游側切換閥7bd之間的流路。在串聯體下游側切換閥7bd連接有第二切換流路,該第二切換流路連通于串聯體上游側切換閥7ac與第一水制冷劑熱交換器13之間的流路。控制裝置6具有以下那樣的第一串聯體流路形成部:如圖11所示,通過串聯體上游側切換閥7ac和串聯體下游側切換閥7bd,將向串聯體1314流動的熱水的方向設定成從第二水制冷劑熱交換器14向第一水制冷劑熱交換器13流動。

在控制裝置6的第一串聯體流路形成控制開始時,如圖11所示,第一串聯體流路形成部對主切換閥7和串聯體上游側切換閥7ac進行切換,以使熱水通過第一切換流路從主切換閥7向第二水制冷劑熱交換器14下游側流動。另外,第一串聯體流路形成部對串聯體下游側切換閥7bd進行切換,以使熱水通過第二切換流路從第一水制冷劑熱交換器13的上游向合流部5j流動。

接著,控制裝置6具有第二串聯體流路形成部,該第二串聯體流路形成部通過串聯體上游側切換閥7ac和串聯體下游側切換閥7bd將向串聯體1314流動的熱水的方向設定成從第一水制冷劑熱交換器13向第二水制冷劑熱交換器14流動。

在控制裝置6的第二串聯體流路設定控制開始時,如圖12所示,第二串聯體流路形成部對串聯體上游側切換閥7ac進行切換,以使熱水從主切換閥7向第一水制冷劑熱交換器13的上游側流動。另外,第二串聯體流路形成部對串聯體下游側切換閥7bd進行切換,以使熱水從第二水制冷劑熱交換器14下游向合流部5j流動。

另外,如圖13所示,也可以按照預先規定的規定時間對第一串聯流路的設定和第二串聯體流路的設定進行交替切換。即,控制裝置6具備交替流路形成部,該交替流路形成部通過串聯體上游側切換閥7ac和串聯體下游側切換閥7bd,在每個規定時間將向串聯體1314流動的熱水的方向交替地向相反方向切換。

由此,如圖12所示,通過設定成從第一水制冷劑熱交換器13向第二水制冷劑熱交換器14流動的第二串聯體流路形成部(步驟S144),熱水通過第一水制冷劑熱交換器13從制冷劑吸熱。能夠使該吸熱的熱水從第一水制冷劑熱交換器13向第二水制冷劑熱交換器14流動而更有效地執行除霜。

相反地,如圖11所示,通過設定成從第二水制冷劑熱交換器14向第一水制冷劑熱交換器13流動的第一串聯體流路形成部,熱水通過第二水制冷劑熱交換器14從制冷劑吸熱。并且,使吸熱的熱水向第一水制冷劑熱交換器13流動能夠更有效地執行除霜。

此外,通過在每個規定時間將向串聯體1314流動的熱水的方向切換的交替流路形成部,能夠構成與熱水并聯地向第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14流動的情況相同的模擬的并聯流路。并且,這些切換閥是在主切換閥上追加作為兩個切換閥的串聯體上游側切換閥7ac和串聯體下游側切換閥7bd即可,所以閥的結構能夠簡單化。

圖14表示第三實施方式的控制的流程圖。在第一制冷循環回路1和第二制冷循環回路2同時地進行制熱運轉時,控制開始。接著,在構成第一串聯體流路形成部的步驟S141中,串聯體上游側切換閥7ac切換成使熱水從主切換閥7向第二水制冷劑熱交換器14的下游側流動。另外,串聯體下游側切換閥7bd切換成使熱水從第一水制冷劑熱交換器13的上游向合流部5j流動。

接著,在步驟S142中,在定時器經過規定時間時,前進到步驟S143,將定時器的計數時間重置。另外,在構成第二串聯體流路形成部的步驟S144中,串聯體上游側切換閥7ac切換成使熱水從主切換閥7向第一水制冷劑熱交換器13的上游側流動。

另外,串聯體下游側切換閥7bd切換成熱水從第二水制冷劑熱交換器14的下游向合流部5j流動。接著,在步驟S145中,判定是否經過規定時間并使控制向步驟S146轉移,將定時器的時間重置。

在圖14中,步驟S142、143和步驟S145、146構成交替流路形成部。此外,雖然進行了省略,但是在流程圖的循環中運轉停止被指示時結束控制。

接著,對第三實施方式的作用效果進行說明。根據第三實施方式,能夠對向串聯體1314流動的熱水的方向進行變更。另外,因為具備在每個規定時間對向串聯體1314流動的熱水的方向進行切換的交替流路形成部,所以能夠模擬地獲得與熱水并聯地在第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14流動的情況相同的效果。并且能夠減少對流路進行切換的串聯體上游側切換閥7ac和串聯體下游側切換閥7bd的個數。

(第四實施方式)

圖15的第四實施方式具備:多個制冷循環回路1、2;熱水回路5,該熱水回路5對熱源進行冷卻;以及控制裝置6,該控制裝置6對各制冷循環回路1、2和熱水回路5進行控制。并且第四實施方式具備:第一水制冷劑熱交換器13,該第一水制冷劑熱交換器13進行熱水回路5、43與一方的制冷循環回路1之間的熱交換;以及第二水制冷劑熱交換器14,該第二水制冷劑熱交換器14進行熱水回路5、43與另一方的制冷循環回路2之間的熱交換。能夠將第二實施方式的結構或者第三實施方式的結構應用于第四實施方式的結構。

熱水回路具有,構成通過熱源3的環路的熱水回路5、以及形成與熱源3分離獨立的環路的獨立熱水回路43(獨立冷卻水回路)。多個制冷循環回路1、2構成分別經由第一室外熱交換器15a、以及第二室外熱交換器15b從空氣中汲取熱的熱泵。

接著,該第四實施方式在第一制冷循環回路1和第二制冷循環回路2中進行車室內的制冷或者制熱。此時,熱水回路5、第一制冷循環回路1和第二制冷循環回路2經由第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14進行熱的傳遞。

但是,在除霜時制冷循環側能夠從熱水吸熱的條件時,構成獨立熱水回路43,該獨立熱水回路43通過專用的獨立水泵42像箭頭Y161、Y162那樣地在第一水制冷劑熱交換器13與第二水制冷劑熱交換器14之間循環。獨立水泵42是與通過葉輪的旋轉使流體流動的水泵31同樣的非容積泵。

由此,作為多個制冷循環的一方的、例如第一制冷循環回路1在除霜運轉時使熱水在獨立熱水回路43循環。并且,將作為未進行除霜運轉的另一方的制冷循環回路的、例如第二制冷循環回路2的制冷劑的熱,經由獨立熱水回路43傳遞至除霜中的制冷循環回路。

在該情況下,獨立熱水回路43與通過發動機的熱水回路5不連通而分開,即使將獨立熱水回路43的熱盡量地使用于除霜,熱水回路5的溫度也不會降低。由此,通過發動機的熱水回路5能夠通過發動機側水泵31將來自發動機的熱供給至加熱器芯34,因此加熱器芯34的溫度不會降低,能夠確保制熱性能。即,在獨立熱水回路43中,熱水從熱水回路5分離獨立而能夠在第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14循環。

多個制冷循環回路1、2內的一方的制冷循環回路1變成用于第一室外熱交換器15a的除霜的除霜運轉時,控制裝置6對熱水回路5、43的熱水的溫度和在一方的制冷循環回路1流動的制冷劑的排出溫度進行比較。

其結果,在判定為處于一方的制冷循環側能夠從熱水回路5、43吸熱的狀態的情況下,使熱水回路5、43的熱水向第一水制冷劑熱交換器13流動。具備獨立水泵42和第一流量控制閥21a,以便該熱水流動。

另外,具備切換閥7,該切換閥7使來自通過熱源3的熱水回路5的熱水向第一水制冷劑熱交換器13和第二水制冷劑熱交換器14流動。在這樣地在除霜時制冷循環能夠從熱水吸熱時,使熱水在獨立熱水回路43循環,使熱水回路從流經于發動機的熱水回路獨立。在非除霜時、或者在除霜時制冷循環不能從熱水吸熱時,能夠通過制冷循環回路的制冷劑的熱對熱水回路5、43進行加熱。切換閥7能夠使獨立熱水回路43從熱水回路分離獨立。

在圖16中對第四實施方式的流程圖進行說明。在制熱模式中控制開始時,在步驟S161中,對第一制冷循環回路1是否除霜運轉進行判定。在第一制冷循環回路1為非除霜運轉的情況下,在步驟S162中,對第二制冷循環回路2是否為除霜運轉進行判定。在步驟S162中第二制冷循環回路2為除霜運轉的情況下,在步驟S163中禁止第一制冷循環回路1的除霜運轉,繼續制熱運轉。并且向步驟164前進。

在圖17中對該步驟S164的詳細情況進行圖示。在圖17的步驟S171中,對第二制冷循環回路2的壓縮機9b的排出溫度是否比熱水的溫度高進行判定。在排出溫度不比熱水的溫度高的情況下,在步驟S172將第二流量控制閥21b打開。接著,在步驟S173將第一流量控制閥21a打開。并且,在步驟S174中,如圖15所示,將切換閥7切換至分離狀態,使熱水回路5與獨立熱水回路43分離。接著,在步驟S175將獨立水泵42(獨立W/P)打開。

在步驟S171中,對第二制冷循環回路2的壓縮機的排出溫度是否比熱水的溫度高進行判定的結果是,在排出溫度比熱水的溫度高的情況下,在步驟S176將第二流量控制閥21b關閉。接著,在步驟S177將第一流量控制閥21a打開。并且,在步驟S178中,如圖1將切換閥7切換到連通狀態,使熱水回路5與獨立熱水回路43連通。接著,在步驟S179將獨立水泵42(獨立W/P)關閉。

另外,在圖16的步驟S161中,在第一制冷循環回路1為除霜運轉的情況下,在步驟S165中禁止第二制冷循環回路2的除霜運轉,使制熱運轉繼續。并且向步驟166前進。

在圖18中對該步驟S166的詳細情況進行圖示。在圖18的步驟S181中,對第一制冷循環回路1的壓縮機9a的排出溫度是否比熱水的溫度高進行判定。在排出溫度不比熱水的溫度高的情況下,在步驟S182將第一流量控制閥21a打開。接著,在步驟S183將第二流量控制閥21b打開。并且,在步驟S184中,如圖15所示,將切換閥7切換成分離狀態,使熱水回路5與獨立熱水回路43分離。接著,在步驟S185將獨立水泵42打開。

在步驟S181中,對第一制冷循環回路1的壓縮機9a的排出溫度是否比熱水的溫度高進行判定的結果是,在排出溫度比熱水的溫度高的情況下,在步驟S186將第一流量控制閥21a關閉。接著,在步驟S187將第二流量控制閥21b打開。并且,在步驟S188中,如圖1所示,將切換閥7切換成連通狀態,使熱水回路5與獨立熱水回路43連通。接著,在步驟S189將獨立水泵42關閉。

接著,對第四實施方式的作用效果進行說明。根據第四實施方式,通過將第一水制冷劑熱交換器13與第二水制冷劑熱交換器14連結的獨立熱水回路43,能夠將來自其他的制冷循環回路的制冷劑的熱供給至進行除霜運轉的制冷循環回路。

因此,能夠使第一室外熱交換器15a以及第二室外熱交換器15b的除霜效率提高,能夠實現除霜時間的縮短。并且,因為將獨立熱水回路43與通過熱源3的熱水回路5分開而使熱水流動,所以不會將通過熱源4的熱水回路5的熱水的溫度極端地降低。

即,通過使具有加熱器芯34的熱源3側的熱水回路5與獨立熱水回路43分離獨立,從而將在水制冷劑熱交換器吸熱的熱從一方的制冷循環回路盡量地利用到另一方的制冷循環回路的除霜,也不會使加熱器芯的制熱極端地降低。

(第五實施方式)

接著,對第五實施方式進行說明。上述的第一~第四實施方式是具有多個水制冷劑熱交換器的系統,但是不能除濕制熱。鑒于上述問題,圖19所示的第五實施方式提供一種系統,能夠除濕制熱,能夠設定多個能夠空氣調節的區域而能夠在每個區域進行區域空調。特別是,能夠在公共汽車內每個區域有目標地調節溫度。另外,提供一種再加熱式的空調裝置,不需要具有在空調管道中對空調風流進行切換的擋板等追加零件,能夠進行細致的溫度控制。第二實施方式的結構以及第三實施方式的結構能夠應用于第五實施方式。

以下,基于圖19對第五實施方式具體地進行說明。在室內熱交換器17a、17b鄰接設有熱水回路5的熱水所流動的再加熱器芯17ah、17bh(即第一再加熱器芯17ah、第二再加熱器芯17bh)。通過室內熱交換器17a、17b的空調風由再加熱器芯17ah、17bh再加熱。再加熱的程度、即溫度調節的程度,通過對在再加熱器芯17ah、17bh流動的熱水量進行調整的調流閥17ahv、17bhv而分別被調節。其他的結構與圖1相同。

在車輛頂棚的空調單元內具有再加熱器芯17ah、17bh,能夠進行除濕制熱運轉。另外,在空調單元將室內熱交換器17a、再加熱器芯17ah、向這些室內熱交換器17a、再加熱器芯17ah吹送的送風機17ahf、第一電子膨脹閥8a、以及調流閥17ahv構成一組。該一組如虛線那樣地作為組件17aM(第一組件)一體化。

再加熱器芯17bh側也同樣地作為組件17bM(第二組件)一體化。通過這樣地組件化,從而能夠進行每個區域的溫度調節。如圖20所示,對該第五實施方式的控制的概要進行說明。在控制開始時,在步驟S201中,讀取來自車內的空氣溫度即內氣溫度、外氣溫度、內氣濕度、以及熱水的溫度等的各種傳感器的計測值。接著,在步驟S202中,讀入每個區域的、即每個被配置的組件承擔的區域的設定的溫度設定值。

接著,在步驟S203中決定運轉模式,對應已決定的運轉模式前進到步驟S204、步驟S205、步驟S206中的任一個。該運轉模式的決定可以根據來自車輛駕駛者的操作信號、或者車室內溫度與當前的溫度設定值的偏差而決定。在送風模式被決定的情況下,前進到步驟S204,向送風機17ahf、17bhf通電。

另外,在制冷模式被決定的情況下,前進到步驟S205,形成制冷循環。即,為了在室外熱交換器15a、15b散熱,并通過室內熱交換器17a、17b對室內進行制冷而對送風機17ahf、17bhf的風量進行控制,執行壓縮機9a、9b的可變容量控制。另外,執行第二電子膨脹閥18a、18b等的控制。

此外,在制熱模式被決定的情況下,前進到步驟S206,形成制熱循環。在圖19的室外熱交換器15a、15b吸熱,在室內熱交換器17a、17b除濕,對送風機17ahf、17bhf的風量進行控制,執行壓縮機9a、9b的可變容量控制。另外,執行第二電子膨脹閥18a、18b等的控制。此外,對在室內熱交換器17a、17b除濕后的空調風用再加熱器芯17ah、17bh進行再加熱。對于再加熱的程度,通過調流閥17ah1v等的開度對向再加熱器芯17ah、17bh流動的熱水量進行控制。

對第五實施方式的作用效果進行以下說明。在第五實施方式中具備再加熱器芯17ah、17bh,該再加熱器芯17ah、17bh通過在熱水回路5流動的熱水的熱對通過室內熱交換器17a、17b的空調風進行再加熱。因此,利用能夠從制冷循環接受熱且容易保持高溫的熱水,能夠進行包含除濕制熱的空調控制。特別是,在公共汽車中,若將再加熱器芯設于頂棚部,則能夠使來自腳底的加熱器芯34的制熱和來自上方的再加熱器芯17ah、17bh的制熱組合。

(第六實施方式)

接著,對第六實施方式進行說明。上述的第五實施方式在一個制冷循環回路設有一個用虛線表示的組件,但是如圖21所示,該第六實施方式在一個制冷循環回路設有多個組件17aM1~17aM3(第一組件)。另外,如圖22所示,在第一制冷循環回路1進行公共汽車的左側的空氣調節,在第二制冷循環回路2進行公共汽車的右側的空氣調節,以這種方式配置組件17aM1~17bM3。第二實施方式的結構以及第三實施方式的結構能夠應用于第六實施方式。

圖1的第一實施方式是具有多個水制冷劑熱交換器的系統,但是因為不具有與由蒸發器構成的室內熱交換器成組的再加熱器芯,所以不能除濕制熱。另外,相對于一個制冷循環回路,因為僅設有一臺由蒸發器構成的室內熱交換器,所以存在不能細致地設定區域空調的問題。

鑒于上述問題,第六實施方式提供一種系統,在像公共汽車那樣地空調區域在前后長的情況、像兩個以上車體連在一起以進行大量輸送的連接公共汽車的情況下,能夠進行三個部位以上的區域空調。另外,能夠對公共汽車內的每個區域進行單獨的溫度調節。另外,提供一種空調裝置,即使不具有在空調管道中對空調風流進行切換的擋板等追加零件,也能夠進行溫度控制。

以下,基于圖21對第六實施方式具體地進行說明。如圖21所示,在室內熱交換器17a1~17a3(第一室內熱交換器)分別鄰接設有熱水回路5的熱水流動的再加熱器芯17ah1、17ah2、17ah3(第一再加熱器芯)。通過室內熱交換器17a1、17a2、17a3的空調風分別通過再加熱器芯17ah1、17ah2、17ah3被再加熱。

再加熱的程度、即溫度調節的程度,通過對向再加熱器芯17ah1、17ah2、17ah3流入的熱水量進行調整的調流閥17ah1v等而分別被調節。其他的結構與圖1相同。室內熱交換器17b1~17b3(第二室內熱交換器)側也相同。

在車輛頂棚的空調單元內具有再加熱器芯17ah1等能夠進行除濕制熱運轉。另外,在空調單元中,將由蒸發器構成的室內熱交換器17a1、再加熱器芯17ah1、向這些室內熱交換器17a1、再加熱器芯17ah1送風的送風機、第一電子膨脹閥8a1以及調流閥17ah1v作為一組。該一組作為組件17aM1而一體化。

具有第一電子膨脹閥8a2以及調流閥17ah2v的組件17aM2,將室內熱交換器、再加熱器芯、向這些室內熱交換器和再加熱器芯送風的送風機作為一組而組件化。具有第一電子膨脹閥8a3以及調流閥17ah3v的組件17aM3也相同。

再加熱器芯17bh1~17bh3(第二再加熱器芯)側也同樣地作為組件17bM1~17bM3(第二組件)一體化。通過這樣地組件化,分別將每個區域的溫度調節變細致,并且,通過對各組件的配置進行研究,從而對于單元的車輛前后方向的尺寸的差異、連接公共汽車等的特殊情況也能夠靈活地應對。

圖22是從上方觀察兩臺車體由折皺狀的通路50連結的連接公共汽車的頂棚部的第六實施方式的組件17aM1~17aM3、17bM1~17bM3的配置圖。根據車體的長度、或者連接的有無決定組件的數量以及配置,從而能夠將空調風向長度不同公共汽車的車內的導入適當化。

對第六實施方式的作用效果進行以下說明。在第六實施方式中,多個再加熱器芯17ah1~17ah3、17bh1~17bh3分別設于制冷循環回路1、2。因此,能夠將來自多個再加熱器芯的制熱風分散并對車內進行空氣調節。另外,再加熱器芯17ah1~17bh3與向室內熱交換器17a1~17b3和向各室內熱交換器送風的送風機共同形成組件,在車輛頂棚部的至少六個部位配置有組件。因此,能夠在每個組件細致地設定區域空調。另外,對應車體的長度而改變組件的數量和配置,從而能夠容易地應對長的車體的恰當的空調控制。

(第七實施方式)

接著,對第七實施方式進行說明。如圖23所示,該第七實施方式中,制冷循環回路采用氣體噴射循環。通過采用氣體噴射循環而能夠實現低外氣溫時的制熱能力的提高。氣體噴射循環是,在單段循環的減壓部設有兩個膨脹閥55a1、55a2,并且在這兩個膨脹閥55a1、55a2之間設有氣液分離器56a的結構。在制冷循環回路采用第七實施方式的氣體噴射循環的結構也能夠應用于上述中任一個實施方式。

在氣體噴射循環中,從構成冷凝器的第一水制冷劑熱交換器13流出的高壓力的液體制冷劑在上游側的膨脹閥55a1減壓至中間壓的噴射壓力而變成規定干燥度的氣液二相,進入氣液分離器56a。在氣液分離器56a,分離成飽和氣體制冷劑和飽和液體制冷劑。之后,飽和液體制冷劑在下游側的膨脹閥55a2被進一步減壓并以低壓力進入室外熱交換器15a。飽和液體制冷劑在該室外熱交換器15a吸熱以及蒸發而被吸入至壓縮機9a。

下游側的膨脹閥55a2由固定節流閥構成。電磁閥55a3在不進行氣體噴射時,將膨脹閥55a2的兩端短路而使制冷劑流動。此時因為在構成膨脹閥55a2的固定節流閥的兩端不會產生差壓所以差壓閥57a關閉不進行氣體噴射。該膨脹閥55a2和差壓閥57a能夠作為集成閥與電磁閥55a3等一體地構成。在進行氣體噴射時,飽和氣體制冷劑向壓縮機9a內的壓縮室噴射。

在該氣體噴射循環中,在由蒸發器構成的室外熱交換器15a入口的制冷劑干燥度因氣液分離減少,因此制冷效果比圖1所示的單段循環優良。蒸發能力用制冷劑流量與制冷效果的積表示,因此在蒸發能力恒定時,在噴射循環的蒸發側制冷劑流量變成比在單段循環的制冷劑流量少。因此,由低段側絕熱壓縮焓差和制冷劑流量的積構成的壓縮機的低段側壓縮功降低,制冷循環的效率提高。

此外,在實際的氣體噴射循環中,在由蒸發器構成的室外熱交換器15a流動的制冷劑流量變少。此外,因室外熱交換器15a入口干燥度的降低而室外熱交換器15a內的制冷劑的比容變少,室外熱交換器15a側制冷劑流的壓力損失降低。其結果,壓縮機吸込壓力上升能夠進一步降低壓縮功。

在第二制冷循環回路2中具有以下的結構,同樣地在減壓部設有兩個膨脹閥55b1、55b2,并且在這兩個膨脹閥55b1、55b2之間設有氣液分離器56b。在氣體噴射循環中,從構成冷凝器的第二水制冷劑熱交換器14流出的高壓力的液體制冷劑,在上游側的膨脹閥55b1減壓至中間壓的噴射壓力而變成規定干燥度的氣液二相,進入氣液分離器56b。在氣液分離器56b,分離成飽和氣體制冷劑和飽和液體制冷劑。之后,飽和液體制冷劑在下游側的膨脹閥55b2被進一步減壓進入由低壓力的蒸發器構成的室外熱交換器15b,吸熱以及蒸發被吸入壓縮機9b。一方飽和氣體制冷劑向壓縮機9b內的壓縮室噴射。

對第七實施方式的作用效果進行以下說明。在第七實施方式,第一制冷循環回路1以及第二制冷循環回路2是氣體噴射循環。因此,不僅能夠有效利用多個制冷循環的熱水也能夠通過效率良好的制冷循環對車輛內進行空氣調節,進一步實現節約能量。

在上述的實施方式,對本發明的優選的實施方式進行了說明,但是本發明絲毫不會限制于上述的實施方式,在不脫離本發明的主旨的范圍內能夠進行各種變形。上述實施方式的構造只是示例,本發明的范圍不限定于這些記載的范圍。

是否進行除霜可以由室外熱交換器的散熱片溫度進行控制,或也可以在每個規定時間通過定時器來開始除霜。控制裝置6是作為空調控制裝置(空調ECU)整體構成,但是也可以分成第一制冷循環回路和第二制冷循環側而構成。若分成兩個制冷循環回路,在發生故障的情況下,存在能夠在未發生故障的一方進行單側運轉的情況。另外,因為能夠減小一個壓縮機的容量,因此不需要制造大型的壓縮機。基本上,將控制裝置6作為一個ECU對兩方的制冷循環回路以及熱水回路進行控制,但是也可以將熱水回路的控制與制冷循環的控制分開。

也可以將圖4的步驟S43、以及圖5的步驟S53移到開始之后。在圖15中,未設有用虛線表示的流量控制閥41,該部分設為單純的配管部,但是在獨立水泵42動作時可靠地分流,因此能夠將流量控制閥41追加到虛線部。

另外,對用傳感器實測的熱水的溫度與除霜中循環的排出溫度進行比較,對于熱水的溫度,可以將在非除霜中的循環的制冷劑的排出溫度、或者在該排出溫度基礎上乘以一定的系數(0~1的范圍)而得到的溫度作為熱水的溫度進行比較。

此外,表示了將閥關閉而使熱水不會向水制冷劑熱交換器流動,以阻止水制冷劑熱交換器與熱水回路之間的熱交換的例子,但是也可以將旁通閥打開而使在水制冷劑熱交換器流動的熱水或者制冷劑繞行,以阻止水制冷劑熱交換器與熱水回路之間的熱交換。

本發明以實施例為依據進行記述,但是可以理解為本發明不限定于該實施例、構造。本發明也包含各種各樣的變形例、等同范圍內的變形。此外,各種各樣的組合、方式,而且在這些組合、方式中包含僅一要素、一個要素以上、或者一個要素以下的其他的組合、方式也在本發明的范疇和思想范圍內。

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