CN110621522A - 车辆用空调装置 - Google Patents

Abstract

空调装置(100)包括：将制冷剂压缩并输出的压缩机(38)；使从压缩机(38)输出的制冷剂与空气之间进行热交换，并将热交换了的空气输出到车外的冷凝器(40)；使在压缩机(38)进行了热交换的制冷剂与空气之间进行热交换，并将热交换了的空气输出到车厢内的蒸发器(44)；以及将从车厢内吸入了的空气通过送风管道(30)分别向冷凝器(40)及蒸发器(44)送风的鼓风机(46)。

Description

车辆用空调装置

技术领域

本发明涉及车辆用空调装置。

背景技术

已知有被称为“commuter(通勤车)”的1人或2人乘坐的小型电动汽车。在这样的小型电动汽车中，为了避免大型化并确保车厢空间，配置各装置的空间被限定。例如空调装置等被要求设置在座椅下等狭小空间内。

关于车辆用空调装置的小型化，公开有在蒸发器与冷凝器之间的管道的上下分别设置风扇，通过管道内的换向阀对吹送到车厢内的风的流路进行切换的技术(例如，参照专利文献1)。根据专利文献1的技术，通过将管道设为1个的构成，能够使装置整体小型化。

[在先技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本特开2015-16825号

发明内容

[发明要解决的课题]

在小型电动汽车中，被要求进一步地使车厢空间宽敞来使乘坐舒适性提高，需要较大设置空间的空调装置被要求更进一步的小型化。

本发明鉴于以上情况而完成，其目的在于使被安装于车辆的空调装置小型化。

[用于解决技术课题的技术方案]

为了解决上述技术课题，本发明的一种方案的车辆用空调装置包括：将制冷剂压缩并输出的压缩机；将从压缩机输出的制冷剂与空气之间进行热交换，并将热交换了的空气输出到车外的冷凝器；将在压缩机进行了热交换的制冷剂与空气之间进行热交换，并将热交换了的空气输出到车厢内蒸发器；以及将从车厢内吸入了的空气通过送风管道分别向冷凝器及蒸发器送风的鼓风机。

[发明效果]

根据本发明，能够使被安装于车辆的空调装置小型化。

附图说明

图1是从侧面观察到的本发明的实施例的空调装置所被安装的车辆的简图。

图2是表示本发明的实施例的空调装置及空调管道的配置构成的图。

图3是本发明的实施例的空调装置的立体图。

图4是本发明的实施例的空调装置的侧视图。

图5是本发明的实施例的空调装置的示意图。

图6的(a)～(b)是表示风量调整部转动的状态的图。

图7的(a)～(b)是表示在高温多湿环境且吹送向车厢的风量(大)的条件下的鼓风机的送风量与冷气设备效率及消耗电力的关系的图表。

图8的(a)～(b)是表示在高温多湿环境且吹送向车厢的风量(小)的条件下的鼓风机的送风量与冷气设备效率及消耗电力的关系的图表。

图9是本发明的变形例的空调装置及空调管道的示意图。

图10是表示将本发明的实施例的空调装置配置在后座背后的构成的图。

图11是表示将本发明的实施例的空调装置配置在后座下方的构成的图。

具体实施方式

在以下实施例中，对相同的构成要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。另外，在各附图中，为了便于说明而适当省略构成要素的一部分来表示。

在具体说明本发明的实施例前，先说明概要。实施例涉及被安装于车辆的空调装置。车辆的一个例子为被称为“commuter(通勤车)”的小型电动汽车。实施例的空调装置包括压缩机、冷凝器、蒸发器、以及鼓风机。压缩机将制冷剂压缩并输出。冷凝器使由压缩机压缩了的制冷剂与空气之间进行热交换，并将被热交换后的空气输出到车外。蒸发器将在压缩机进行了热交换并冷凝了的制冷剂(将冷凝了的制冷剂通过膨胀阀而减压并气化了的制冷剂)与空气之间进行热交换，并将热交换后的空气输出到车厢内。鼓风机将从车厢内吸入的空气通过送风管道分别向冷凝器及蒸发器送风。由于利用1台鼓风机向冷凝器及蒸发器二者吹送空气，所以与设有包含冷凝器用和蒸发器用的多台鼓风机的构成相比，能够使空调装置小型化。以下，具体说明实施例。

图1是从侧面观察到的本发明的实施例的空调装置100所被安装的车辆10的简图。车辆10为分别设有一人座的前座12以及后座14的双人乘坐的四轮电动汽车。空调装置100被设在后座14侧面的内装板与外装板之间。来自空调装置100的风通过空调管道20而被吹送到车厢内。

图2是表示本发明的实施例的空调装置100及空调管道20的配置构成的图。图2中表示了包含空调装置100及空调管道20的车辆10的局部。另外，省略后座14侧面的内装板，并透过前座12及空调装置100的壳体16来表示。此外，也可以是，将壳体16作为内装板的一部分来构成。

空调装置100包括以下所述的压缩机、冷凝器、蒸发器以及鼓风机。冷凝器、蒸发器以及鼓风机被设在壳体16的内部。空调管道20包括板内管道22以及顶棚管道24。板内管道22从空调装置100通过外装板18和内装板(未图示)之间向上方延伸。顶棚管道24从板内管道22分支为2个并向车厢内露出，沿着顶棚以包围前座12的方式延伸。顶棚管道24包括多个将来自空调装置100的风吹送到车厢内的出风口26。在前座12的前侧、左侧及右侧各1处，和后座14的前侧1处，设有出风口26。出风口26也可以构成为可向上下左右转动。在这种情况下，坐在座椅上的乘客能够将风的吹送方向调整为从头到脚的任意方向。

图3是本发明的实施例的空调装置100的立体图，图4是其侧面图。图3及图4省略壳体16，并透过送风管道30来表示。空调装置100包括送风管道30、压缩机38、冷凝器40、储液罐42、膨胀阀43、蒸发器44以及鼓风机46。此外，也可以是，送风管道30以兼做壳体16的至少一部分的方式而构成。

送风管道30包括主管道32、从主管道32分支的第1分支管道34及第2分支管道36。在主管道32设有鼓风机46。第1分支管道34在内部设有冷凝器40，并被与向车外排气的排气管道(未图示)相连接。第2分支管道36在内部设有蒸发器44，并被与空调管道20相连接。通过冷凝器40在下方、蒸发器44在上方的沿上下排列的配置，来实现可设置在车辆10的内装板与外装板18之间的薄型化。

压缩机38将在配管48内流动的制冷剂压缩。制冷剂的一个例子为HFC(HydroFluoro Carbon：氢氟碳化合物)。被压缩后成为了高压气体的制冷剂通过配管48被输出到冷凝器40。

冷凝器40在从压缩机38输出的制冷剂与从鼓风机46送风的空气之间进行热交换，使制冷剂冷却并液化。通过冷凝器40时进行热交换并夺取制冷剂的热量而变暖后的空气被从第1分支管道34输出，通过排气管道(未图示)被排出到车外。在冷凝器40进行热交换并液化了的制冷剂通过配管48被输出到储液罐42。

储液罐42将未被液化的制冷剂分离，并利用干燥剂及过滤器去除水分和杂质。通过了储液罐42的制冷剂以从膨胀阀43喷射而气化了的状态通过配管48，并被输出到蒸发器44。

蒸发器44将从储液罐42(膨胀阀43)输出的气化了的制冷剂，与从鼓风机46送风的空气之间进行热交换。从鼓风机46送到蒸发器44的空气被气化了的制冷剂吸收热量，成为被冷却了的空气(冷风)并从第2分支管道36被输出，通过空调管道20而吹送到车厢内。离开了蒸发器44的制冷剂通过配管48而被向压缩机38输出。

鼓风机46使从车厢内吸入的空气通过送风管道30而分别向冷凝器40及蒸发器44送风。从车厢内吸入的空气根据预定的设定条件，被以下所述的风量调整部分配并送风。此外，通过从车厢内吸取空气，从鼓风机46送风到蒸发器44的空气的温度降低，能够使冷气设备效率提高。

图5是本发明的实施例的空调装置100的示意图。送风管道30在内部包括风量调整部50。风量调整部50为上下面是扇形的柱状构件，被设为能够以转动轴52为中心转动。风量调整部50被控制装置60控制而转动。控制装置60包含CPU、存储器等，CPU执行被存储存储器中的程序，来控制压缩机38的转速、鼓风机46的风量以及风量调整部50的转动位置。如图5所示，风量调整部50位于第1分支管道34与第2分支管道36中间，将从鼓风机46分别吹送向冷凝器40及蒸发器44的空气的送风量为相同量的位置称为“中间位置”。

图6的(a)是表示风量调整部50从中间位置向第1分支管道34侧转动了的状态的图。在该状态下，与风量调整部50位于中间位置的情况相比，通过第1分支管道34而流到冷凝器40的风量减少，通过第2分支管道36而流到蒸发器44的风量增加。图6的(b)是表示风量调整部50从中间位置向第2分支管道36侧转动了的状态的图。在该状态下，与风量调整部50位于中间位置的情况相比，通过第1分支管道34而流到冷凝器40的风量增加，通过第2分支管道36而流到蒸发器44的风量减少。控制装置60根据吹送向车厢的送风量或环境条件来使风量调整部50转动，并调整送风管道30内的风量。由此，能够实现空调装置100的冷气设备效率的提高，或压缩机38及鼓风机46的省电化。

图7的(a)～(b)是表示在高温多湿环境且吹送向车厢的风量(大)的条件下的鼓风机46的送风量与冷气设备效率COP(Coefficient Of Performance：制冷系数)及消耗电力的关系的图表。此外，风量(大)是指鼓风机46的总送风量为接近鼓风机性能极限的设定状态下的风量。图7的(a)表示鼓风机46的送风量与冷气设备效率的关系。图7的(b)表示鼓风机46的送风量与压缩机38及鼓风机46的消耗电力的关系。各图表的横轴为吹送向冷凝器40的送风量相对于鼓风机46的总风量的比(＝COND送风量/总送风量)，越接近于0则表示吹送向蒸发器44的送风量越多，越接近于1则表示吹送向冷凝器40的送风量越多的状态。分别吹送向冷凝器40及蒸发器44的送风量通过风量调整部50而被调整。在该条件下，为了提高坐在座椅上的乘客的舒适性，与消耗电力相比，更优先冷气设备效率，将吹送向冷凝器40的送风量和吹送向蒸发器44的送风量设定为在各图表上用虚线所表示的那样的位置(冷气设备效率为最大附近的位置)。将该情况下的风量调整部50的位置称为“标准配风位置”。

图8的(a)～(b)是表示在高温多湿环境且吹送向车厢的风量(小)的条件下的鼓风机46的送风量与冷气设备效率及消耗电力的关系的图表。此外，风量(小)是指通过坐在座椅上的乘客的操作，从空调装置的风量(大)的设定起将鼓风机46的总送风量减少了的状态下的风量。在该条件下，为了使空调装置100的消耗电力减少，与冷气设备效率相比，更优先消耗电力，将吹送向冷凝器40的送风量和吹送向蒸发器44的送风量设定为在各图表上用虚线所表示的那样的位置(消耗电力为最低附近的位置)。具体地说，使风量调整部50从风量(大)的条件下的“标准配风位置”向第2分支管道36侧转动，来增加吹送向冷凝器40的送风量并减少吹送向蒸发器44的送风量。

控制装置60存储根据周围环境(温度、湿度等)、吹送向车厢的送风量(“大”、“小”等)、压缩机状态(转速)、以及车辆状态(发动机起动时、停车中、行驶中等)等条件而预先设定的风量调整部50的转动位置，并按照设定使风量调整部50转动。此外，也可以是这样的构成，即，在冷气设备效率最佳的条件与消耗电力最低的条件不同的情况下，与风量调整部50的送风量设定无关地、能够由车辆10的乘客选择要优先哪一者。这种情况下，可以灵活地应对乘客的要求。此外，若吹送向冷凝器40及蒸发器44的送风量可以调整，则风量调整部50不被限定于本实施例所示的形状，例如也可以为平板状的构件。在这种情况下也能得到同样的效果。

图9是本发明的变形例的空调装置100及空调管道20的示意图。如图9所示，本发明的变形例的空调装置100的送风管道30包括集水盘54、引水路径56、以及压力调整部58。

集水盘54在第2分支管道36的蒸发器44的下部以比周围凹陷地方式形成，收集蒸发器44中所产生的冷凝水。引水路径56从第2分支管道36的集水盘54向下方延伸并与第1分支管道34相连接。引水路径56的第1分支管道34侧的出口被设在冷凝器40的上部。被收集到集水盘54中的冷凝水通过沿上下延伸的引水路径56而向第1分支管道34流动，进而在顺着冷凝器40流下时一部分气化并从排气管道62向车外排出。由此，空调装置100的冷气设备效率提高。另外，能够抑制鼓风机46的送风量而实现省电化。

压力调整部58是在第1分支管道34中比冷凝器40更靠近主管道32一侧地设置的节流孔板。压力调整部58将从鼓风机46吹送向冷凝器40的风量节流，使冷凝器40周围的压力比蒸发器44周围的压力下降。由于引水路径56的冷凝器40侧的出口压力比蒸发器44侧的入口压力降低，所以冷凝水的逆流被抑制，流动更顺畅。此外，压力调整部58并不被限于节流孔板，也可以为空气过滤器。这种情况下也能得到同样的效果。

根据以上所说明的空调装置100，由于利用1台鼓风机46向冷凝器40及蒸发器44的二者吹送空气，与设有包含冷凝器用和蒸发器用的多台鼓风机的构成相比，能够使整体小型化。通过空调装置100的小型化，车辆10的设计自由度提高。例如，如图10及图11所示的那样，空调装置10也可以设置在后座14的背后或下方。在使后座14的左右空间宽敞的情况下，在后座14的背后或下方设置空调装置100。在使前座12与后座14的间隔宽敞的情况下，在后座14的侧方或者下方设置空调装置100。另外，在使后座14的上下空间宽敞的情况下，在后座14的侧方或背后设置空调装置100。

以上，根据实施例说明了本发明。本领域技术人员应当理解，该实施例仅为示例，其各构成要素或各处理流程的组合可能有各种变形例，并且这样的变形例也属于本发明的范围内。

在本实施例中，为第1分支管道34与排气管道相连接，第2分支管道36与空调管道20相连接的构成，但不限于此。例如，也可以是，第1分支管道34及第2分支管道36分别与排气管道及空调管道20的二者相连接的构成。在这种情况下，第1分支管道34及第2分支管道36中，设有将送风目的地切换为排气管道或空调管道20的换向阀。通过换向阀进行的送风目的地的切换，将被蒸发器44冷却了的空气(冷风)或被冷凝器40温暖了的空气(暖风)供给到车厢。通过这样的构成，空调装置100能够作为冷暖设备来使用。

本发明的一个方案的概要如下所述。本发明的一个方案的车辆用空调装置100包括：将制冷剂压缩并输出的压缩机38；将从压缩机38输出的制冷剂与空气之间进行热交换，并将热交换后的空气输出到车外的冷凝器40；将在压缩机38进行了热交换的制冷剂与空气之间进行热交换，并将热交换后的空气输出到车厢内的蒸发器44；以及将从车厢内吸入的空气通过送风管道30分别向冷凝器40及蒸发器44送风的鼓风机46。根据该方案，由于利用1台鼓风机46向冷凝器40及蒸发器44送风，与具备包含冷凝器用和蒸发器用的多台鼓风机的构成相比，能够使空调装置100小型化。

也可以是，送风管道30包括对分别吹送向冷凝器40及蒸发器44的风量进行调整的风量调整部50。在这种情况下，根据吹送向车厢的送风量或环境等条件，对从鼓风机46分别吹送向冷凝器40及蒸发器44的送风量的分配进行变更，从而能够提高冷气设备效率。

也可以是，送风管道30包括将蒸发器44产生的冷凝水引导至冷凝器40的引水路径56。这种情况下，由于能够利用冷凝水将冷凝器40进行冷却，能够提高冷气设备效率并且抑制鼓风机46的风量而省电化。

也可以是，冷凝器40被设在蒸发器44的下方。引水路径56被沿上下方向延伸地设置。在这种情况下，由于没有必要为了将冷凝水从蒸发器44引导至冷凝器40而设置泵等，所以能够成为简单的构成。

也可以是，送风管道30包括使引水路径56的冷凝器40侧的出口压力为蒸发器44侧的入口压力以下的压力调整部58。这种情况下，能够更可靠地将冷凝水引导至冷凝器40侧，防止冷凝水向蒸发器44侧的逆流。

[附图标记说明]

30送风管道，40冷凝器，44蒸发器，46鼓风机，50风量调整部，56引水路径，58压力调整部，100空调装置。

[工业可利用性]

根据本发明，能够使被安装在车辆上的空调装置小型化。

Claims (5)

1.一种车辆用空调装置，其特征在于，包括：

压缩机，其将制冷剂压缩并输出，

冷凝器，其将从上述压缩机输出的制冷剂与空气之间进行热交换，并将热交换后的空气输出到车外，

蒸发器，其将在上述压缩机进行了热交换的制冷剂与空气之间进行热交换，并将热交换后的空气输出到车厢内，以及

鼓风机，其将从车厢内吸入的空气通过送风管道分别向上述冷凝器及上述蒸发器送风。

2.如权利要求1所述的车辆用空调装置，其特征在于，

上述送风管道包括对分别吹送向上述冷凝器及上述蒸发器的风量进行调整的风量调整部。

3.如权利要求1或者2所述的车辆用空调装置，其特征在于，

上述送风管道包括将在上述蒸发器产生的冷凝水引导至上述冷凝器的引水路径。

4.如权利要求3所述的车辆用空调装置，其特征在于，

上述冷凝器被设在上述蒸发器的下方；

上述引水路径被沿上下方向延伸地设置。

5.如权利要求3或者4所述的车辆用空调装置，其特征在于，

上述送风管道包括使上述引水路径的上述冷凝器侧的出口压力为上述蒸发器侧的入口压力以下的压力调整部。