JP2005238875A

JP2005238875A - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP2005238875A
Application number: JP2004047856A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Ozaki; 正一尾崎
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-02-24
Filing date: 2004-02-24
Publication date: 2005-09-08

Abstract

【課題】外気温度の高い時期に、停車、駐車等で空調装置を停止させた場合の、車室内の温度上昇を抑える。
【解決手段】冷媒蒸発器１３で発生した凝縮水を貯蔵するタンク２０と、タンク２０から供給される凝縮水を蒸発させる水蒸発器３３とを設け、駐車中に車室内の温度が設定温度を超えたら、水蒸発器３３で蒸発する凝縮水の潜熱により空気を冷却して、車室に吹き出させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車室内の冷房を行う車両用空調装置に関するものである。

従来の車両用空調装置は、冷媒を圧縮する圧縮機を車両のエンジンにより駆動し、冷媒蒸発器にて空気と冷媒とを熱交換させて空気を冷却し、冷却した空気を車室に吹き出して車室の冷房を行うようになっている。

しかしながら、従来の車両では、外気温度の高い時期に、停車、駐車等で空調装置を停止させた場合、外気や日射により車室内温度が急激に上昇する。また、換気装置が装着された車両でも、車室内温度の上昇幅は大きい。

本発明は上記点に鑑みて、外気温度の高い時期に、停車、駐車等で空調装置を停止させた場合の、車室内の温度上昇を抑えることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、空気流を発生して車室に空気を吹き出す送風機（１２）と、空気と冷媒との熱交換により空気を冷却する冷媒蒸発器（１３）とを備える車両用空調装置において、冷媒蒸発器（１３）で発生した凝縮水を貯蔵するタンク（２０）と、タンク（２０）から供給される凝縮水を蒸発させる水蒸発器（３３）とを備え、水蒸発器（３３）で蒸発する凝縮水の潜熱により空気を冷却することを特徴とする。

これによると、例えば停車、駐車等で空調装置を停止させた際に、水蒸発器で蒸発する凝縮水の潜熱により空気を冷却することにより、空調装置停止中の車室内の温度上昇を抑えることができる。

また、凝縮水の潜熱により空気を冷却するため、単純に外気を導入して車室内換気をするシステムよりも、吹出し空気温度が低い分車室内の温度低下効果が大きい。

請求項２に記載の発明のように、冷媒蒸発器（１３）への冷媒の供給が停止されている状態で、車室内の温度が設定温度を超えたときに、水蒸発器（３３）で蒸発する凝縮水の潜熱により空気を冷却することができる。

請求項３に記載の発明では、水蒸発器（３３）は、タンク（２０）の下方に設置されていることを特徴とする。

これによると、タンク内の凝縮水が自重にて水蒸発器に供給されるため、タンク内の凝縮水を水蒸発器に供給するためのポンプが不要である。

請求項４に記載の発明では、水蒸発器（３３）は、冷媒蒸発器（１３）よりも空気流れ上流側に配置されていることを特徴とする。

これによると、水蒸発器で冷却した空気を冷媒蒸発器によりさらに冷却して車室の冷房を行うことにより、冷媒蒸発器の入口空気温度を低下させて少動力化を図ることができる。

請求項５に記載の発明では、水蒸発器（３３）は、冷媒蒸発器（１３）よりも空気流れ下流側に配置されていることを特徴とする。

これによると、冷媒蒸発器により空気を冷却した後に、水蒸発器で凝縮水を蒸発させることにより、吹出し空気に湿度を付加することができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は第１実施形態に係る車両用空調装置のシステム構成を示す模式図であり、ここでは、車両用空調装置のうち車室内に配置される構成部品のみを示している。

空調ユニット１０の空気流れ最上流部には、外気導入口１１ａと内気導入口１１ｂを開閉する内外気切替ドア１１ｃが回動自在に設けられ、内外気切替ドア１１ｃは、図示しないアクチュエータに駆動されて、空調ユニット１０に導入する空気を内気または外気に切り替える。

内外気切替ドア１１ｃの空気流れ下流には送風機１２が配置されている。この送風機１２は、空気を吸い込んで空調ユニット１０の空気流れ下流側に送風するものであり、ブロワモータ１２ａと送風ファン１２ｂを有している。

送風ファン１２ｂの空気流れ下流には冷媒蒸発器１３とヒータコア１４が配置されている。冷媒蒸発器１３は冷却用熱交換器であって、図示しない車両エンジンにより駆動される圧縮機等と結合されて冷凍サイクルを構成し、その内部の低圧冷媒が空気から吸熱して蒸発することにより空気を冷却する。また、ヒータコア１４は加熱用熱交換器であって、図示しない車両エンジンの冷却水（温水）が内部を循環し、このエンジン冷却水を熱源として空気を加熱する。

ヒータコア１４の空気流れ上流側には、エアミックスドア１５が回動自在に設けられ、エアミックスドア１５の開度を調節することによって、ヒータコア１４を通過する空気とヒータコア１４をバイパスする空気の割合とが調整され、車室内に吹き出す空気の温度が調整される。

空調ユニット１０の空気流れ最下流には、デフロスタ吹出口１６ａを開閉するデフロスタドア１６ｂ、センタフェイス吹出口１７ａを開閉するセンタフェイスドア１７ｂ、サイドフェイス吹出口１８ａを開閉するサイドフェイスドア１８ｂ、およびフット吹出口１９ａを開閉するフットドア１９ｂが設けられている。

これら各ドア１６ｂ、１７ｂ、１８ｂ、１９ｂは吹出モード切替手段を構成するもので、図示しないアクチュエータに駆動されて各吹出口１６ａ、１７ａ、１８ａ、１９ａを開閉することによって、各種の吹出モード（フェイスモード、バイレベルモード、フットモード、フットデフモード、デフロスタモード等）が設定される。そして、各吹出モードに応じて開口した吹出口から、温度調整された空気が車室内へ吹き出される。

冷媒蒸発器１３の下方位置には、冷房の際に冷媒蒸発器１３で発生した凝縮水を貯蔵するタンク２０が配置されている。凝縮水は、ドレンパイプ２１を介してタンク２０に導かれるようになっている。

さらに、換気用ユニット３０が車室内に配置されており、この換気用ユニット３０の空気流れ最上流側には、換気用外気導入口３１ａと換気用内気導入口３１ｂを開閉する換気用内外気切替ドア３１ｃが回動自在に設けられ、換気用内外気切替ドア３１ｃは、図示しないアクチュエータに駆動されて、換気用ユニット３０に導入する空気を内気または外気に切り替える。

換気用内外気切替ドア３１ｃの空気流れ下流には換気用送風機３２が配置されている。この換気用送風機３２は、空気を吸い込んで換気用ユニット３０の空気流れ下流側に送風するもので、送風空気は後述する水蒸発器３３を通過した後、図示しない専用吹出口、もしくは、空調ユニット１０の吹出口を利用して、車室内に吹き出すようになっている。

換気用送風機３２の空気流れ下流で且つタンク２０の下方位置には、タンク２０から供給される凝縮水を蒸発させる水蒸発器３３が設けられている。水蒸発器３３は、水分を保持し、少量ずつ蒸発させることが可能なもので、発泡金属、素焼きの陶器、スポンジ等よりなる。

タンク２０の凝縮水は、連通パイプ３４を介して水蒸発器３３に導かれるようになっている。連通パイプ３４には、連通パイプ３４を開閉する開閉弁３５が設けられている。水蒸発器３３で蒸発しきれなかった水は、ドレンパイプ３６にて車室外に排出されるようになっている。

次に、本実施形態の作動を説明する。

まず、車両エンジンにより圧縮機を駆動するとともに、送風機１２を作動させて車室の冷房を行っている際に、冷媒蒸発器１３で発生した凝縮水をタンク２０に貯蔵する。このとき、換気用ユニット３０は停止しており、具体的には、換気用送風機３２が停止し、開閉弁３５が閉弁している。

外気温度の高い時期に、停車、駐車等で空調装置を停止させた場合、外気や日射により車室内温度が急激に上昇し、この場合、換気用ユニット３０が作動を開始する。具体的には、エンジンおよび空調装置が停止状態、すなわち、冷媒蒸発器１３への冷媒の供給が停止されている状態で、且つ車室内温度が設定温度を超えたら、換気用送風機３２を作動させ、開閉弁３５を開弁させる。このとき、外気温度と車室内温度とを比較し、比較結果に基づいて換気用内外気切替ドア３１ｃを作動させて、空気温度の低い方から吸い込み空気を取り入れる。

開閉弁３５を開弁させているため、タンク２０内の凝縮水が連通パイプ３４を介して自重にて水蒸発器３３に供給され、水蒸発器３３では凝縮水が少量ずつ表面に染み出す。そして、換気用送風機３２により送風される空気が水蒸発器３３を通過する際に、水蒸発器３３の凝縮水が空気から吸熱して蒸発し、潜熱により空気が冷却され、冷風が車室に吹き出されて車室内の温度上昇が抑えられる。なお、蒸発しきれなかった水は、ドレンパイプ３６にて車室外に排出される。

本実施形態によると、外気温度の高い時期に、停車、駐車等で空調装置を停止させた場合の、車室内の温度上昇を抑えることができる。

また、単純に外気を導入して車室内換気をするシステムよりも、吹出し空気温度が低い分車室内の温度低下効果が大きい。

また、圧縮機動力を必要としないため、バッテリーへの負担は、通常の換気システムと同等である。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。図２は第２実施形態に係る車両用空調装置のシステム構成を示す模式図である。第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態は、図２に示すように、空調ユニット１０内において、送風機１２と冷媒蒸発器１３との間に水蒸発器３３が配置されている。これにより、換気用送風機３２を廃止することができる。

タンク２０内の凝縮水は、凝縮水くみ上げポンプ３７により水蒸発器３３に送られるようになっている。タンク２０内において所定レベル以上まで溜まった凝縮水は、ドレンパイプ３８にて車室外に排出される。

そして、エンジンおよび空調装置が停止状態で且つ車室内温度が設定温度を超えたら、送風機１２および凝縮水くみ上げポンプ３７を作動させる。これにより、タンク２０内の凝縮水が水蒸発器３３に供給され、送風機１２により送風される空気が水蒸発器３３を通過する際に、水蒸発器３３の凝縮水が空気から吸熱して蒸発し、潜熱により空気が冷却され、冷風が車室に吹き出されて車室内の温度上昇が抑えられる。

また、車両エンジンにより圧縮機を駆動するとともに、送風機１２を作動させて車室の冷房を行っている際に、凝縮水くみ上げポンプ３７を作動させて凝縮水を水蒸発器３３に供給する。これによると、水蒸発器３３による吸熱により、冷媒蒸発器１３の入口空気温度が低下し、圧縮機動力を低下させることができる。

なお、毛細管現象によりタンク２０内の凝縮水を水蒸発器３３にくみ上げ可能であれば、凝縮水くみ上げポンプ３７は廃止することができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。図３は第３実施形態に係る車両用空調装置のシステム構成を示す模式図である。第２実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態は、水蒸発器３３の位置が第２実施形態と異なっている。すなわち、図３に示すように、空調ユニット１０内において、冷媒蒸発器１３と各吹出口１６ａ、１７ａ、１８ａ、１９ａとの間、より詳細には、ヒータコア１４と各吹出口１６ａ、１７ａ、１８ａ、１９ａとの間に、水蒸発器３３が配置されている。これにより、換気用送風機３２を廃止することができる。

また、車両エンジンにより圧縮機を駆動するとともに、送風機１２を作動させて車室の冷房を行っている際に、凝縮水くみ上げポンプ３７を作動させて凝縮水を水蒸発器３３に供給する。これによると、水蒸発器３３から蒸発した水分により、吹出し空気に湿度を付加することができる。

本発明の第１実施形態に係る車両用空調装置のシステム構成を示す模式図である。本発明の第２実施形態に係る車両用空調装置のシステム構成を示す模式図である。本発明の第３実施形態に係る車両用空調装置のシステム構成を示す模式図である。

符号の説明

１２…送風機、１３…冷媒蒸発器、２０…タンク、３３…水蒸発器。

Claims

空気流を発生して車室に空気を吹き出す送風機（１２）と、空気と冷媒との熱交換により空気を冷却する冷媒蒸発器（１３）とを備える車両用空調装置において、
前記冷媒蒸発器（１３）で発生した凝縮水を貯蔵するタンク（２０）と、前記タンク（２０）から供給される凝縮水を蒸発させる水蒸発器（３３）とを備え、前記水蒸発器（３３）で蒸発する凝縮水の潜熱により空気を冷却することを特徴とする車両用空調装置。
前記冷媒蒸発器（１３）への冷媒の供給が停止されている状態で、前記車室内の温度が設定温度を超えたときに、前記水蒸発器（３３）で蒸発する凝縮水の潜熱により空気を冷却することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
前記水蒸発器（３３）は、前記タンク（２０）の下方に設置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
前記水蒸発器（３３）は、前記冷媒蒸発器（１３）よりも空気流れ上流側に配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
前記水蒸発器（３３）は、前記冷媒蒸発器（１３）よりも空気流れ下流側に配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。