JP2007001543A - Air conditioner for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の停止時に蓄えられた冷熱を空気とともに送風して、車室内を冷却する車両用空調装置に関する。 The present invention relates to a vehicle air conditioner that cools the interior of a vehicle by sending cold air stored when the vehicle is stopped together with air.
従来、アイドリングストップ機能あるいはエンジン自動停止機能と呼ばれる機能を実現するエンジン制御が知られ、この制御は、所定の停止条件が成立すると、車両のエンジンを自動停止させるものであり、その制御を総称してアイドリングストップと呼ばれることがある。このアイドリングストップ機能を実現する制御は、所定の停止条件が成立するとエンジンを自動停止させ、所定の再始動条件が成立するとエンジンを再始動させるものである。そして、このアイドリングストップ機能によってエンジンが停止している状態においては、冷凍サイクルの圧縮機は作動していないため、車両用空調装置は車室内に冷房風を供給することができない。 Conventionally, an engine control that realizes a function called an idling stop function or an engine automatic stop function is known. This control automatically stops the engine of a vehicle when a predetermined stop condition is satisfied. Sometimes called idling stop. In the control for realizing the idling stop function, the engine is automatically stopped when a predetermined stop condition is satisfied, and the engine is restarted when a predetermined restart condition is satisfied. When the engine is stopped by the idling stop function, the compressor of the refrigeration cycle is not operated, so that the vehicle air conditioner cannot supply cooling air to the vehicle interior.
このエンジン停止時の空調対策として、従来の車両用空調装置には、冷凍サイクルの蒸発器に蓄冷材を封入し、この蓄冷材から冷熱の蓄積(蓄熱)や冷熱の取り出し(放冷)を行って、エンジン停止時に車室内を冷却するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。また、冷凍サイクル内に蓄熱材を封入した蓄熱容器を備えたものが知られている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、上記特許文献1に記載の車両用空調装置においては、蓄冷材を蒸発器に封入する空間が必要となるため、蒸発器が大型化してしまうという問題があった。また、上記特許文献2に記載の車両用空調装置においては、別途、蓄熱容器が必要であるとともに、蓄冷時と放冷時にそれぞれ冷却水回路の流路を切り替える構成が必要であるため、装置が複雑化するという問題があった。 However, the vehicle air conditioner described in Patent Document 1 requires a space for enclosing the regenerator material in the evaporator, which causes a problem that the evaporator becomes large. In addition, in the vehicle air conditioner described in Patent Document 2, a heat storage container is required separately, and a configuration for switching the flow path of the cooling water circuit at the time of cold storage and cooling is necessary. There was a problem of increasing complexity.
そこで、本発明の目的は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、大型化することなく、簡単化した蓄熱・放冷手段を備えた車両用空調装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a vehicle air conditioner including simplified heat storage / cooling means without increasing the size.
上記目的を達成するために、以下に示す技術的手段を採用する。すなわち、請求項1に記載の発明は、冷媒を圧送する圧縮機(3)と、前記圧送された冷媒を放熱する放熱器(2)と、前記放熱器側からの冷媒を減圧する減圧器(5)と、前記減圧された冷媒を蒸発させて車室内へ送風する空気を冷却する蒸発器(15)と、を少なくとも有する冷凍サイクル装置(9)を備えた車両用空調装置であって、前記蒸発器(15)の伝熱面(16)に蓄冷液媒体を接触させるように供給する蓄冷液媒体供給手段を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the following technical means are adopted. That is, the invention described in claim 1 includes a compressor (3) that pumps the refrigerant, a radiator (2) that radiates the pumped refrigerant, and a decompressor (10) that depressurizes the refrigerant from the radiator side. 5) and an evaporator (15) for evaporating the decompressed refrigerant to cool the air blown into the passenger compartment, and a vehicle air conditioner comprising at least a refrigeration cycle device (9), A cold storage liquid medium supply means for supplying the cold storage liquid medium so as to contact the heat transfer surface (16) of the evaporator (15) is provided.
この請求項1に記載の発明によれば、蓄冷液媒体を露出して蒸発器に接触させる蓄冷液媒体供給手段によって、簡単化した蓄熱・放冷手段が構成されるので、エンジン作動時には、蓄冷液媒体に冷熱が蓄えられ、エンジン停止時には、蓄えられた冷熱を前記蓄冷液媒体を介して送風空気に移動させて冷却風として車内に供給することができる車両用空調装置が得られる。 According to the first aspect of the present invention, the simplified heat storage / cooling means is constituted by the cold storage liquid medium supply means that exposes the cold storage liquid medium and contacts the evaporator, so that during the engine operation, A cold air is stored in the liquid medium, and when the engine is stopped, an air conditioner for a vehicle that can move the stored cold heat to the blown air via the cold storage liquid medium and supply the air as cooling air in the vehicle is obtained.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の車両用空調装置において、前記蓄冷液媒体供給手段は、前記蒸発器(15)に対して前記蓄冷液媒体を噴霧する噴霧手段(20)を含むことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the vehicle air conditioner according to the first aspect, the cold storage liquid medium supply means sprays the cold storage liquid medium onto the evaporator (15). It is characterized by including.
この請求項2に記載の発明によれば、噴霧手段によって前記蓄冷液媒体を噴霧することにより、蒸発器の伝熱面に薄い液膜が形成しやすくなるため、蓄冷効率を向上することができる。同様に、空気への放冷効率を向上することができる。 According to the second aspect of the present invention, since the cold storage liquid medium is sprayed by the spraying means, a thin liquid film is easily formed on the heat transfer surface of the evaporator, so that the cold storage efficiency can be improved. . Similarly, the efficiency of cooling to air can be improved.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の車両用空調装置において、前記噴霧手段(20)は、前記蒸発器(15)の上部または上方に向けて前記蓄冷液媒体を噴霧することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the vehicular air conditioner according to the second aspect, the spraying means (20) sprays the cold storage liquid medium toward an upper portion or an upper portion of the evaporator (15). It is characterized by.
この請求項3に記載の発明によれば、蒸発器の伝熱面の上部から下部にかけて液膜を形成することができるので、蓄熱・放冷有効面積を大きく利用した効率のよい蓄冷、放冷を行うことができる。 According to the third aspect of the present invention, since a liquid film can be formed from the upper part to the lower part of the heat transfer surface of the evaporator, it is possible to efficiently store and cool the heat efficiently using the heat storage / cooling effective area. It can be performed.
請求項4に記載の発明は、請求項2または3に記載の車両用空調装置において、前記噴霧手段(20)は、前記蒸発器(15)に対して複数箇所に向けて噴霧することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the vehicle air conditioner according to the second or third aspect, the spraying means (20) sprays the evaporator (15) toward a plurality of locations. And
この請求項4に記載の発明によれば、蒸発器に対して複数箇所に向けて噴霧する構成により、蓄熱・放冷有効面積を大きく利用した効率のよい蓄冷、放冷を行うことができる。 According to the fourth aspect of the present invention, by the structure in which the evaporator is sprayed toward a plurality of locations, efficient heat storage / cooling can be performed with a large use of the heat storage / cooling effective area.
請求項5に記載の発明は、請求項2、3、または4に記載の車両用空調装置において、前記噴霧手段(20)は、前記送風空気の送風方向に対して略垂直な方向に拡張するように前記蒸発器(15)に向けて噴霧することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the vehicle air conditioner according to the second, third, or fourth aspect, the spray means (20) extends in a direction substantially perpendicular to the blowing direction of the blown air. Thus, it sprays toward the said evaporator (15).
この請求項5に記載の発明によれば、蒸発器の伝熱面積を広く利用した効率のよい蓄冷、放冷を行うことができる。例えば、蒸発器の伝熱面に対して上下方向、左右方向、または対角線方向に拡張するように噴霧した場合には、蒸発器の伝熱面の位置や形状などに適合した最も伝熱効率のよい箇所に液膜を形成して、効率のよい蓄冷、放冷を行うことができる。 According to the fifth aspect of the present invention, efficient cold storage and cooling can be performed using a wide heat transfer area of the evaporator. For example, when spraying to expand in the vertical direction, left-right direction, or diagonal direction with respect to the heat transfer surface of the evaporator, the heat transfer efficiency that is most suitable for the position and shape of the heat transfer surface of the evaporator A liquid film can be formed at a location to perform efficient cold storage and cooling.
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれかに記載の車両用空調装置において、前記蓄冷液媒体供給手段は、前記蓄冷液媒体を循環させる循環用ポンプ(19)を含み、前記循環用ポンプ(19)により循環させる過程において、前記蓄冷液媒体を前記蒸発器(15)の伝熱面(16)に供給することを特徴とする。
Invention of
この請求項6に記載の発明によれば、蓄冷液媒体を所定の流路内で循環させてこの流路内において蒸発器の伝熱面に供給することにより、他の部品とできるだけ無関係な循環流路に蓄冷液媒体を置いた場合には、蓄冷液媒体に蓄えた冷熱の放出を抑制することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the regenerative liquid medium is circulated in a predetermined flow path, and is supplied to the heat transfer surface of the evaporator in the flow path, thereby making the circulation as independent as possible from other parts. When a cold storage liquid medium is placed in the flow path, the release of cold heat stored in the cold storage liquid medium can be suppressed.
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の車両用空調装置において、前記蓄冷液媒体を循環させる流路(25)内に液溜め用のタンク(23)を設けたことを特徴とする。 A seventh aspect of the present invention is the vehicle air conditioner according to the sixth aspect, wherein a liquid storage tank (23) is provided in a flow path (25) for circulating the cold storage liquid medium. To do.
この請求項7に記載の発明によれば、タンク内に蓄冷液媒体を溜めておくことにより、タンク内から必要な流量の蓄冷液媒体を取り出して蒸発器の伝熱面に供給することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, by storing the cold storage liquid medium in the tank, it is possible to take out the cold storage liquid medium at a required flow rate from the tank and supply it to the heat transfer surface of the evaporator. .
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の車両用空調装置において、前記循環用ポンプ(19)は、前記タンク(23)内に設けたことを特徴とする。 The invention according to claim 8 is the vehicle air conditioner according to claim 7, wherein the circulation pump (19) is provided in the tank (23).
この請求項8に記載の発明によれば、循環用ポンプの吸込部とタンクを接続する配管などが不要になり、循環流路を短くでき、装置を小型化することができる。 According to the eighth aspect of the present invention, piping for connecting the suction part of the circulation pump and the tank becomes unnecessary, the circulation flow path can be shortened, and the apparatus can be miniaturized.
請求項9に記載の発明は、請求項6、7、または8に記載の車両用空調装置において、前記蒸発器(15)の下方には、流下する蓄冷液媒体を受け止めるために凹部(18)を有したケースを設け、前記凹部(18)内と前記循環用ポンプ(19)の吸込部とを連通させる構成としたことを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the vehicle air conditioner according to the sixth, seventh, or eighth aspect, a recess (18) is provided below the evaporator (15) for receiving the cold storage liquid medium flowing down. The case is provided with a structure in which the inside of the recess (18) communicates with the suction portion of the circulation pump (19).
この請求項9に記載の発明によれば、蒸発器の伝熱面を流下する蓄冷液媒体を確実に回収することになり、蓄冷、放冷の効率を向上することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, the cold storage liquid medium flowing down the heat transfer surface of the evaporator is surely recovered, and the efficiency of cold storage and cooling can be improved.
請求項10に記載の発明は、請求項1〜8のいずれかに記載の車両用空調装置において、エアコンスイッチ(14)が入り状態の間は前記蓄冷液媒体供給手段による前記蓄冷液媒体の供給を継続することを特徴とする。 A tenth aspect of the present invention is the vehicle air conditioner according to any one of the first to eighth aspects, wherein the cold storage liquid medium is supplied by the cold storage liquid medium supply means while the air conditioner switch (14) is turned on. It is characterized by continuing.
この請求項10に記載の発明によれば、ユーザーがエアコンを運転したいと考えているとき(スイッチが入り状態のとき)は、蓄冷液媒体が蒸発器の伝熱面に供給され続けることになり、エアコンスイッチ入り状態でエンジン作動時には、蓄冷液媒体に冷熱が常に蓄えられ、エアコンスイッチ入り状態でエンジン停止時には、蓄えられた冷熱を送風空気に移動させて冷却風として車内に供給するので、蓄冷液媒体への冷熱供給を効率よく行うことができる車両用空調装置が得られる。 According to the tenth aspect of the present invention, when the user wants to operate the air conditioner (when switched on), the cold storage liquid medium is continuously supplied to the heat transfer surface of the evaporator. When the engine is running with the air conditioner switched on, cold energy is always stored in the cold storage liquid medium, and when the engine is stopped with the air conditioner switched on, the stored cold heat is moved to the blown air and supplied to the vehicle as cooling air. A vehicle air conditioner that can efficiently supply cold heat to the liquid medium is obtained.
請求項11に記載の発明は、請求項1〜10のいずれかに記載の車両用空調装置において、前記蓄冷液媒体として水を用いることを特徴とする。 The invention described in claim 11 is characterized in that, in the vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 10, water is used as the cold storage liquid medium.
この請求項11に記載の発明によれば、蓄冷液媒体として水を蒸発器の伝熱面に接触させることにより、冷凍サイクル装置の運転時に蒸発器に付着する結露水を集めたドレン水を蓄冷液媒体として利用することができる。また、前記伝熱面に膜状を形成しやすいという効果がある。 According to the eleventh aspect of the present invention, the drain water collected from the condensed water adhering to the evaporator during operation of the refrigeration cycle apparatus is stored cold by bringing water as a cold storage liquid medium into contact with the heat transfer surface of the evaporator. It can be used as a liquid medium. Further, there is an effect that it is easy to form a film on the heat transfer surface.
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
以下に、図1〜図3を用いて第1実施形態を説明する。図1は、本実施形態における車両用空調装置の構成を示す模式図である。
(First embodiment)
Below, 1st Embodiment is described using FIGS. 1-3. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a vehicle air conditioner in the present embodiment.
本実施形態の車両用空調装置は、例えば、信号待ちなどで車両が停止する所定の条件になると、エアコンがON状態であっても、エンジン4を自動的に停止してアイドリングストップ状態とすることで、車両停止時の排気ガス量を低減する車両に使用されるものである。 The vehicle air conditioner according to the present embodiment automatically stops the engine 4 to an idling stop state even when the air conditioner is in an ON state, for example, when a predetermined condition for the vehicle to stop due to a signal wait or the like is reached. Thus, it is used for a vehicle that reduces the amount of exhaust gas when the vehicle is stopped.
このような車両においては、エンジン4の動力が停車時に得られないため、停車時には走行時と比較して冷凍サイクル装置9の駆動に制約が生じて、冷房出力が低下することとなる。そして、エンジン停止時間の経過とともに車内温度が上昇してしまい、乗員に不快感を与えてしまうことになる。そこで、本発明は、エンジン停止時の空調対策として、後述する構成によって蓄熱・放冷を行い、エンジン停止時の冷房風の供給を実現し、乗員の不快感を軽減するものである。
In such a vehicle, since the power of the engine 4 cannot be obtained when the vehicle is stopped, the driving of the
まず、本実施形態における車両用空調装置の冷凍サイクル装置9について説明する。図1に示すように、本実施形態の車両用空調装置は、冷凍サイクル装置9、冷媒を圧縮する圧縮機3にベルトを介して駆動力を伝達するエンジン4、このエンジン4を制御するエンジン制御手段であるエンジンECU1、このエンジンECU1にエンジン4を起動するタイミングを送信するエアコン制御手段であるエアコンECU10、およびこのエアコンECU10に乗員による設定情報を送信するエアコン操作パネル13、から主に構成される。
First, the
なお、本実施形態の圧縮機3は、電気モータで駆動される構成としてもよい。本実施形態の車両用空調装置をハイブリッド車や電気自動車に使用する場合は、ハイブリッド車や電気自動車の大きな供給電力を利用して電気モータで駆動することが可能だからである。 In addition, the compressor 3 of this embodiment is good also as a structure driven with an electric motor. This is because when the vehicle air conditioner of the present embodiment is used in a hybrid vehicle or an electric vehicle, it can be driven by an electric motor using a large amount of power supplied from the hybrid vehicle or the electric vehicle.
この冷凍サイクル装置9は、冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する圧縮機3を備え、この圧縮機3は電磁クラッチ7を介してエンジン4によって駆動されている。電磁クラッチ7は、エアコンECU10より出力されるON/OFF信号に基づいてON/OFF制御されて、圧縮機3の作動を制御している。
The
この圧縮機3で高温高圧に圧縮されたガス冷媒は、放熱器2に流入する。この放熱器2は、車両の走行風と電動式の放熱器用ファン(図示せず)によって送風される冷却風とにより内部のガス冷媒を冷却して凝縮させる。圧縮機3が可変容量式の圧縮機で構成されている場合は、その容量制御弁により吐出容量を連続的または段階的に変更することによって、冷凍能力を制御することができる。 The gas refrigerant compressed to high temperature and high pressure by the compressor 3 flows into the radiator 2. The radiator 2 cools and condenses the internal gas refrigerant by running air of the vehicle and cooling air blown by an electric radiator fan (not shown). When the compressor 3 is composed of a variable capacity compressor, the refrigerating capacity can be controlled by changing the discharge capacity continuously or stepwise by the capacity control valve.
この放熱器2の冷媒出口側にはレシーバー6が設けられ、このレシーバー6で凝縮された後の冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、液相冷媒を一度貯留する。そして、このレシーバー6の出口側にはレシーバー6から送り出された液相冷媒を減圧する減圧器としての膨張弁5が設けられ、この膨張弁5で減圧された低圧の気液二相冷媒を蒸発器15にて蒸発させる。本実施形態では、膨張弁5は蒸発器15の出口冷媒の過熱度を調節するようにその開度が調節されて冷媒流量の制御を行う温度作動式膨張弁11である。このため、車室内温度の変動および圧縮機3の回転数の変動に応じて冷媒量を自動的に調節している。
A
この温度作動式膨張弁11は、蒸発器15の出口冷媒が流れる低圧の冷媒流路12をボックス型のハウジング内に構成し、蒸発器15の出口冷媒の感温機構を前記ハウジング内に一体的に構成したものである。
The temperature-actuated expansion valve 11 has a low-pressure
蒸発器15は、冷媒の蒸発潜熱により車室内の空気を冷却するものであり、エアコン操作パネル13の裏側に配置された空調ケース17内に設けられている。そして、空調ケース17において、車両室内または車両室外から取り込んだ空気を蒸発器15に向かって電動送風機(図示せず)により送風することで、蒸発器15により冷却された空気が車室内に送り出される。さらに、空調ケース17内において、蒸発器15の下流側には、エアミックスドア(図示せず)が配置され、このエアミックスドアの下流側には、エンジン4の温水を熱源として空気を加熱するヒータコア(図示せず)が配置されている。前記エアミックスドアは、車室内への吹出し空気の温度調節機能を有しており、前記ヒータコアからの温風と、蒸発器15から直接流れてくる空気との割合を調節するものである。
The
蒸発器15の下流側には、電動送風機により送風される冷房風の温度を検出する蒸発器後センサ8が設けられている。この蒸発器後センサ8により検出された温度情報は、エアコンECU10に送信され、蒸発器15の冷却能力を調整するために用いられる。
A post-evaporator sensor 8 that detects the temperature of the cooling air blown by the electric blower is provided on the downstream side of the
また、蒸発器後センサ8は、通常、着霜防止の機能のために備えられている。冷房能力が冷房負荷に勝った場合、冷媒蒸発圧力が低下し、蒸発器15の表面温度が0℃以下となり、凝縮水の氷結が進行して通過空気の流動を妨げ、蒸発圧力がさらに下がり、空気が流れなくなってしまうということになる。このような状態を防止するために、冷凍サイクル装置9の冷房能力を制御して着霜を防止する機能が必要である。この機能を備えるための方法として、蒸発器後センサ8で蒸発器15下流の空気温度を計測して、ある温度、例えば4℃になると電磁クラッチ7の電源を切り、5℃まで上昇したら電源を入れるという制御を行う。そして、本実施形態の蒸発器後センサ8は、着霜防止のために蒸発器15下流の空気温度を検出する機能に加えて、冷房時における吹出し空気温度を検出する機能を有している。
The post-evaporator sensor 8 is usually provided for the function of preventing frost formation. When the cooling capacity wins the cooling load, the refrigerant evaporation pressure decreases, the surface temperature of the
エアコン操作パネル13は、インスツルメントパネルの中央部に配置され、エアコン操作パネル30には、乗員により設定された室内温度が表示される表示部と、エアコンのON、OFFが行われるエアコンスイッチ14と、内気モードや外気モードの切り替えを行う吸込みモード切替スイッチと、吹出しモード切替ダイヤルと、風量設定ダイヤルと、室内温度設定ダイヤルと、が設けられている。
The air
室内温度設定ダイヤルは、乗員側に突出する円筒形状であり、円筒側面に形成されたつまみ部を回動させることで室内の設定温度を乗員が自在に設定できる構成であり、左回り方向に回すと設定温度を低く設定することができ、右回り方向に回すと設定温度を高く設定することができる。 The indoor temperature setting dial has a cylindrical shape that protrudes toward the occupant side, and is configured to allow the occupant to freely set the indoor temperature setting by rotating a knob formed on the side of the cylinder. The set temperature can be set low, and the set temperature can be set high by turning clockwise.
エアコンECU10は、空調制御に係る制御プログラムや演算式等が記憶されたマイクロコンピュータ(図示せず)を内蔵し、エアコン操作パネル13の操作により出力される信号、内気および/または外気の温度を検出する内外気検知センサ、日射センサ、およびエンジン水温センサなどのセンサ群21から出力される各信号や、蒸発器後センサ8または湿度センサから出力される各信号に基づいて、吹出口切替ドア、内外気切替ドア、エアミックスドア、電磁クラッチ7、電動送風機、後述する循環用ポンプ19、およびエンジンECU1を制御する。
The
エンジンECU1は、回転数信号、車速信号、ブレーキ信号などのエンジン4の運転状況を検出するセンサ群22に基づいて、エンジン4を制御するとともに、エアコンECU10にエンジン4の運転状況を伝達する。なお、エンジンECU1とエアコンECU10は、一つの制御装置として統合して構成してもよい。
The engine ECU 1 controls the engine 4 based on a
本実施形態における車両においては、エンジン4の回転数信号、車速信号、ブレーキ信号などに基づいて停車状態を検出すると、エンジンECU1は、点火装置の電源遮断や、燃料噴射の停止などを行い、エンジン4を自動的に停止する。そして、エンジン4の停止後、運転者の運転操作により車両を発進させる状態に移行すると、エンジンECU1は、アクセル信号などに基づいて発進状態を認識し、エンジン4を始動することになる。 In the vehicle according to the present embodiment, when the stop state is detected based on the engine speed signal, the vehicle speed signal, the brake signal, etc., the engine ECU 1 shuts off the power to the ignition device, stops the fuel injection, etc. 4 automatically stops. Then, after the engine 4 is stopped, when the vehicle is shifted to a state in which the vehicle is started by the driver's driving operation, the engine ECU 1 recognizes the start state based on an accelerator signal or the like and starts the engine 4.
次に、本実施形態の特徴部分である蓄冷・放冷を行う構成としての蓄冷液媒体供給手段を説明する。この蓄冷液媒体供給手段は、少なくとも、蓄冷液媒体を蒸発器15の伝熱面に供給する構成と、蒸発器15の伝熱面を流れ落ちた蓄冷液媒体を捕集する構成と、捕集した蓄冷液媒体を搬送する構成とから成り立っている。本発明の蓄冷液媒体は、冷熱を輸送、伝達可能な媒体であればよく、例えば、水、エチレングリコール、界面活性剤などの蒸発器15の表面に拡散し、液膜状態となり得る媒体である。本実施形態では、システム構成の簡単化をより実現できることを考慮して、以下に水を用いた場合を説明する。
Next, a cold storage liquid medium supply unit as a configuration for performing cold storage and cooling, which is a characteristic part of the present embodiment, will be described. This cold storage liquid medium supply means has collected at least a structure for supplying the cold storage liquid medium to the heat transfer surface of the
図1に示すように、蒸発器15の上流側には、蓄冷液媒体を蒸発器15の伝熱面16に供給する構成としての噴霧手段20が設けられている。噴霧手段20は、空調ケース17内に設けられ、その先端に複数の噴霧口24を備え、伝熱面16に対して流下方向に複数個所から噴霧可能な構成としている。この噴霧手段20によって蒸発器15の伝熱面16に霧状に供給された水は、伝熱面16を流下して蒸発器15の下方に構成された凹部18内で捕集される。そして、凹部18内で捕集された水は、液溜め用のタンク23に集められる。このタンク23内の水は、捕集した水を搬送する構成としての循環用ポンプ19により、噴霧手段20に送られ、再び伝熱面16に供給されることになる。循環用ポンプ19はタンク23内に設けられ、その吸込部はタンク23内に水没している。このような構成によって蓄冷液媒体は、蓄冷・放冷をしながら循環する流路を繰り返し流動する。
As shown in FIG. 1, on the upstream side of the
本実施形態の車両用空調装置においては、アイドリングストップ機能の作動によって、蓄冷モードと、放冷モードが生じ得る。図2は、アイドリングストップ機能作動時における車両、圧縮機3、および循環用ポンプ19の作動を示したチャート図である。
In the vehicle air conditioner of the present embodiment, the cold storage mode and the cool-down mode can occur by the operation of the idling stop function. FIG. 2 is a chart showing the operation of the vehicle, the compressor 3 and the
エアコンECU10は、乗員によるエアコンスイッチ14の操作により、エアコンスイッチ14がON状態になると蓄冷液媒体供給手段による蓄冷液媒体の供給を開始し、次にエアコンスイッチ14がOFF状態になるまで蓄冷液媒体の供給を継続するように制御する。そして、車速がゼロでないときはエンジン4が作動状態であり、圧縮機3も作動して冷凍サイクル装置9は作動状態である。この場合は蓄冷モードであり、低温冷媒は蒸発器15内で蒸発し、伝熱面16の周囲を流れる空気(図1における矢印の方向)を冷却することになるとともに、さらに循環用ポンプ19の作動によりタンク16内に溜められた水が、噴霧手段20へ送られ、噴霧口24から伝熱面16へ向けて霧状に噴射される。噴射された水は、伝熱面16の表面に液膜を形成するように接触し、このとき低温冷媒の蒸発により発生する冷熱が伝熱面16の周囲を流れる空気(図1における矢印の方向)だけでなく、蓄冷液媒体である水にも蓄えられることになる。
The
一方、車速がゼロになるとエンジン4が停止し、これにともなって圧縮機3の運転も停止する。圧縮機3が停止状態のときは、冷凍サイクル装置9も動作していないため、蒸発器15内で冷媒の蒸発が起こらないので、冷媒によって空気を冷却することはできず、代わりに、これまでに蓄冷液媒体に蓄えた冷熱によって空気を冷却し、車室内に冷却空気を送風する放冷モードに切り替わることなる。放冷モードは、エアコンスイッチ14がON状態である間、継続して伝熱面16上を流れるように供給される蓄冷液媒体(水)が伝熱面16の周囲空気と直接接触して熱交換し、蓄えられた冷熱を周囲空気に移動して取り出されることにより周囲空気が冷却され、電動送風機によって車室内に冷却風として送風されるモードである。このような放冷モードによると、圧縮機3が停止していても、車室内に冷房を供給して乗員の不快感を軽減することができる。
On the other hand, when the vehicle speed becomes zero, the engine 4 stops, and the operation of the compressor 3 stops accordingly. When the compressor 3 is in a stopped state, the
以上のように、アイドリングストップ機能によるエンジン4の停止、作動と連動するように、蓄冷液媒体供給手段による冷熱の移動をともなう蓄冷モード、放冷モードが、繰り返し行われる制御が行われることにより、専用の蓄熱用熱交換器を必要とすることなく、蓄冷手段および放冷手段を簡単化することができる。 As described above, the cold storage mode with the movement of the cold energy by the cold storage liquid medium supply means and the cooling mode are repeatedly performed so as to be interlocked with the stop and operation of the engine 4 by the idling stop function. Without requiring a dedicated heat storage heat exchanger, the cold storage means and the cooling means can be simplified.
図3は、本実施形態の他の蓄冷液媒体供給手段の構成を示した概略図である。図3を用いて蓄冷液媒体(水)が循環する経路の構成を説明する。蒸発器15の上流側には、蓄冷液媒体を蒸発器15の伝熱面16に供給する構成としての噴霧手段24が設けられ、噴霧手段24は、空調ケース17内に設けられ、その先端に噴霧口30を備え、蒸発器15の上方から伝熱面16に対して鉛直方向下向きに水を噴霧し流下させる構成である。この噴霧手段29によって蒸発器15の伝熱面16を流下する水は、伝熱面16を流下して蒸発器15の下方に構成された凹部18内で捕集される。そして、凹部18内で捕集された水は、凹部18内と連通する配管28内を流れて液溜め用のタンク31に集められる。このタンク31内の水は、タンク31内に設けられた循環用ポンプ19の吸込部から吸い込まれ、この循環用ポンプ19の吐出口に接続され、噴霧手段29と連通するパイプ26を通って噴霧手段29に送られ、噴霧口30から再び伝熱面16に供給されることになる。循環用ポンプ19は、蓄冷液媒体(水)が循環する流路25内に配置されているとともに、その吸込部がタンク23内に水没するように配置されている。流路25は、噴霧手段29、凹部18内、配管28、パイプ26の順に移動して循環する経路を示している。また、蓄冷液媒体として水を用いることにより、エアコンの冷房モード時に蒸発器15に付着した凝縮水を蓄冷液媒体として利用することができる。この場合には、凝縮水は、室内空気などに含まれる水分から得られるため、循環する流路25内を流れる水が増加することになるので、タンク31にはオーバーフロー排出口27を設け、余分な水を車外に排出できるようにしている。このような構成によって蓄冷液媒体は、蒸発器15を流れる冷媒から冷熱を取りこむ蓄冷、蓄えた冷熱を送風空気に移動して冷却風として車室内に送風する放冷(図3における矢印の方向)を交互に繰り返しながら循環する流路25を繰り返し流動している。
FIG. 3 is a schematic view showing the configuration of another cold storage liquid medium supply unit of the present embodiment. The structure of the path | route through which a cool storage liquid medium (water) circulates is demonstrated using FIG. On the upstream side of the
このように本実施形態の車両用空調装置によれば、冷媒を圧送する圧縮機3と、圧送された冷媒を放熱する放熱器2と、放熱器2側からの冷媒を減圧する減圧器5と、減圧された冷媒を蒸発させて車室内へ送風する空気を冷却する蒸発器15と、を少なくとも有する冷凍サイクル装置9を備え、蒸発器15の伝熱面16に蓄冷液媒体(水)を接触させるように供給する蓄冷液媒体供給手段を備える構成としたので、簡単化した構成で蓄熱・放冷手段が構成できる。また、エンジン作動時には、蓄冷液媒体(水)に冷熱が蓄えられ、エンジン停止時には、蓄えられた冷熱を蓄冷液媒体(水)を介して送風空気に移動させて冷却風として車内に供給することができる。
Thus, according to the vehicle air conditioner of the present embodiment, the compressor 3 that pumps the refrigerant, the radiator 2 that radiates the pumped refrigerant, and the
また、蓄冷液媒体供給手段は、蒸発器15に対して蓄冷液媒体を噴霧する噴霧手段20、29を含む構成とした場合には、噴霧手段20、29によって蓄冷液媒体(水)を噴霧することにより、蒸発器15の伝熱面16に薄い液膜が形成しやすくなるため、蓄冷効率を向上することができるとともに、空気への放冷効率を向上することができる。
Further, when the cool storage liquid medium supply means includes spraying means 20 and 29 for spraying the cool storage liquid medium to the
また、噴霧手段20、29は、蒸発器15の上部または上方に向けて蓄冷液媒体(水)を噴霧する構成とした場合には、蒸発器15の伝熱面16の上部から下部にかけて液膜を形成することができるので、蓄熱・放冷有効面積を大きく利用した効率のよい蓄冷、放冷を行うことができる。
Further, when the spray means 20 and 29 are configured to spray the cold storage liquid medium (water) toward the upper part or the upper part of the
また、霧手段20は、蒸発器15に対して複数箇所に向けて噴霧する構成とした場合には、蒸発器15に対して複数箇所に向けて噴霧する構成により、蓄熱・放冷有効面積を大きく利用した効率のよい蓄冷、放冷を行うことができる。
Further, when the mist means 20 is configured to spray toward the
また、噴霧手段20は、送風空気の送風方向に対して略垂直な方向に拡張するように蒸発器15に向けて噴霧する構成とした場合には、蒸発器15の伝熱面積を広く利用した効率のよい蓄冷、放冷を行うことができる。例えば、蒸発器15の伝熱面に対して上下方向、左右方向、または対角線方向に拡張するように噴霧した場合には、蒸発器15の伝熱面16の位置や形状などに適合した最も伝熱効率のよい箇所に液膜を形成して、効率のよい蓄冷、放冷を行うことができる。
Further, when the spraying means 20 is configured to spray toward the
また、蓄冷液媒体供給手段は、蓄冷液媒体(水)を循環させる循環用ポンプ19を含み、循環用ポンプ19により循環させる過程において、蓄冷液媒体(水)を蒸発器15の伝熱面16に供給する構成とした場合には、蓄冷液媒体を所定の流路内で循環させてこの流路内において蒸発器15の伝熱面16に供給することにより、他の部品とできるだけ干渉しにくい無関係な循環流路に蓄冷液媒体を置いた場合には、蓄冷液媒体に蓄えた冷熱の放出を抑制することができる。
The cold storage liquid medium supply means includes a
また、蓄冷液媒体(水)を循環させる流路25内に液溜め用のタンク23を設けた構成とした場合には、タンク23内に蓄冷液媒体を溜めておくことにより、タンク23内から必要な流量の蓄冷液媒体を取り出して蒸発器の伝熱面に供給することができる。
Further, when the
また、循環用ポンプ19は、タンク23内に設けた構成とした場合には、循環用ポンプ19の吸込部とタンク23を接続する配管などが不要になり、循環流路を短くでき、装置を小型化することができる。
Further, when the
また、蒸発器15の下方には、流下する蓄冷液媒体を受け止めるために凹部18を有したケースを設け、凹部18内と循環用ポンプ19の吸込部とを連通させる構成とした場合には、蒸発器15の伝熱面16を流下する蓄冷液媒体(水)を確実に回収することになり、蓄冷、放冷の効率を向上することができる。
Further, below the
また、エアコンスイッチ14が入り状態の間は前記蓄冷液媒体供給手段による前記蓄冷液媒体の供給を継続することとした場合には、ユーザーがエアコンを運転したいと考えているとき(スイッチが入り状態のとき)は、蓄冷液媒体(水)が蒸発器15の伝熱面16に供給され続けることになり、エアコンスイッチ14入り状態でエンジン作動時には、蓄冷液媒体に冷熱が常に蓄えられ、エアコンスイッチ14入り状態でエンジン停止時には、蓄えられた冷熱を送風空気に移動させて冷却風として車内に供給するので、蓄冷液媒体への冷熱供給を効率よく行うことができる車両用空調装置が得られる。
In addition, when the air-
また、蓄冷液媒体として水を用いる場合には、蓄冷液媒体として水を蒸発器15の伝熱面16に接触させることにより、冷凍サイクル装置9の運転時に蒸発器15に付着する結露水を集めたドレン水を蓄冷液媒体として利用することができる。また、伝熱面16に膜状を形成しやすいという効果がある。
When water is used as the cold storage liquid medium, the condensed water adhering to the
(第2実施形態)
第2実施形態が第1実施形態と異なる構成は、噴霧手段33のみであり、その他の構成は第1実施形態と同一であり、その説明は省略し、噴霧手段33について説明する。図4は、本実施形態における車両用空調装置の噴霧手段の構成を示した斜視図である。
(Second Embodiment)
The second embodiment is different from the first embodiment only in the spraying means 33, and the other structures are the same as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted. The spraying means 33 will be described. FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the spray means of the vehicle air conditioner in the present embodiment.
図4に示すように、噴霧手段33は、循環用ポンプ19から送り出される蓄冷液媒体(水)を蒸発器15の上部の高さまで搬送するパイプを有し、蒸発器15の上部付近の高さにおいて、複数個に分岐し、送風空気の送風方向(図4における矢印の方向)に対して略垂直方向である横幅方向に配列された複数個の噴出口32を備え、蒸発器15よりも送風方向の上流側に配置されている。言い換えれば、前記パイプは、熊手形状であり、その分岐した先端部に噴出口32を備えている。そして、循環用ポンプ19から送り出された蓄冷液媒体(水)は、前記パイプ内を上方に向けて流れ、複数個の噴出口32から伝熱面16に向けて霧状に噴射される。噴射された水は、伝熱面16に付着して蒸発器15の横幅方向の広い範囲にわたって流下し、蓄冷モードおよび放冷モードにおいて、冷熱の移動が向上することになる。また、伝熱面16に対して薄い液膜状を形成して鉛直下向きに流下するように噴射量を調節するのが望ましい。蓄冷効率および放冷効率を向上することができるからである。
As shown in FIG. 4, the spray means 33 has a pipe that conveys the cold storage liquid medium (water) delivered from the
このように本実施形態の車両用空調装置によれば、噴霧手段33は、送風空気の送風方向に対して略垂直な方向の横幅方向に拡張するように蒸発器15に向けて噴霧する構成としたので、蒸発器15の伝熱面積を広く利用した効率のよい蓄冷、放冷を行うことができる。
Thus, according to the vehicle air conditioner of the present embodiment, the spraying means 33 sprays toward the
(第3実施形態)
第3実施形態が第1実施形態と異なる構成は、噴霧手段34のみであり、その他の構成は第1実施形態と同一であり、その説明は省略し、噴霧手段34について説明する。図5は、本実施形態における車両用空調装置の噴霧手段の構成を示した概略図であり、図6は、噴霧手段における噴霧口の詳細構成を示した概略図である。
(Third embodiment)
The third embodiment is different from the first embodiment only in the spraying means 34, and other configurations are the same as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted, and the spraying means 34 will be described. FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the spray means of the vehicle air conditioner in the present embodiment, and FIG. 6 is a schematic diagram showing the detailed configuration of the spray ports in the spray means.
図5に示すように、噴霧手段34は、蒸発器15よりも送風方向の上流側に配置され、蒸発器15の上部から中部付近に至って配列された3本のパイプ36を有し、最も上方に設けられているパイプ36は、蒸発器15の上部に設けたヘッダタンク35と伝熱面16の境界部分に蓄冷液媒体(水)を噴射できるように配置されている。この3本のパイプ36は、送風空気の送風方向(図5における矢印の方向)に対して略垂直な方向で蒸発器15の横幅方向(図5の奥行き方向)に延設されている。これらのパイプ36は、それぞれ複数の噴出口37を有し、図6に示すような小径の噴出口がパイプ36の長手方向、つまり蒸発器15の横幅方向に複数個、直列に配置されている構成とする。また、図6における噴出口37は、円形状の開口であるが、開口面積が小さく、パイプ36内を流れる水を霧状に伝熱面16に対して供給することができるものであれば、円形状開口に限定されるものではなく、例えば、スリット状、幅の小さい短冊状であってもよい。
As shown in FIG. 5, the spray means 34 is arranged on the upstream side in the blowing direction from the
これらのパイプ36は、蓄冷液媒体(水)を搬送する手段である循環用ポンプ19の吐出口と接続されており、循環用ポンプ19から送り出される蓄冷液媒体(水)は、パイプ36内を満たし複数の噴出口37から伝熱面16に向かって噴射されることになる。噴射された水は、伝熱面16に付着して蒸発器15の横幅方向の広い範囲にわたって流下することになるので、また、蒸発器15の上下方向に複数段に配置されたパイプ36から噴出することで、蒸発器15の下方ほど確実に伝熱面を濡らすことになるので、蓄冷モードおよび放冷モードにおいて、冷熱の移動が向上することになる。また、伝熱面16に対して薄い液膜状を形成して鉛直下向きに流下するように噴射量を調節するのが望ましい。蓄冷効率および放冷効率を向上することができるからである。
These
このように本実施形態の車両用空調装置によれば、噴霧手段34は、送風空気の送風方向に対して略垂直な方向の上下方向に拡張するように蒸発器15に向けて噴霧する構成としたので、蒸発器15の伝熱面積を広く利用した効率のよい蓄冷、放冷を行うことができる。
Thus, according to the vehicle air conditioner of the present embodiment, the spraying means 34 sprays toward the
さらに、噴霧手段34は、送風空気の送風方向に対して略垂直な方向であり、蒸発器15に対して上下方向かつ横幅方向に拡張するように蒸発器15に向けて噴霧する構成としたので、蒸発器15の伝熱面積を広く利用した効率のよい蓄冷、放冷を行うことができる。
Further, the spraying means 34 is in a direction substantially perpendicular to the blowing direction of the blown air, and is configured to spray toward the
(その他の実施形態)
上記第1および第2実施形態においては、冷凍サイクル装置9の減圧器として、膨張弁5を用いたが、これに代えて、エジェクタを用いてもよい。エジェクタは、高圧側冷媒を減圧膨張させるノズル部と、このノズル部から噴射される冷媒と蒸発器15から吸引される気相冷媒とを混合させて冷媒の圧力を昇圧させる昇圧部とを有するものであり、これにより、圧縮機3の動力を低減することができる。
(Other embodiments)
In the first and second embodiments, the
また、上記第1および第2実施形態においては、圧縮式冷凍サイクル装置を例に挙げて説明しているが、室内空気と熱交換するための低温熱交換器を有するものであればよく、冷凍機を吸収式としてもよい。 Moreover, in the said 1st and 2nd embodiment, although the compression-type refrigerating-cycle apparatus was mentioned as an example and demonstrated, what is necessary is just to have a low-temperature heat exchanger for heat-exchanging with room air. The machine may be an absorption type.
また、上記第1および第2実施形態においては、蓄冷液媒体供給手段による蒸発器15への蓄冷液媒体を供給する手段として噴霧手段を用いているが、これは、供給方法の一例を示したものであり、蓄冷液媒体によって蓄冷・放冷ができるのであれば、供給する方法として噴霧によるものに限定することを意味しているのではない。他の方法として、少量の蓄冷液媒体をシャワー状に供給したり、蓄冷液媒体を伝熱面16に対してカーテン状に供給したりすることも可能である。
Moreover, in the said 1st and 2nd embodiment, although the spraying means is used as a means to supply the cool storage liquid medium to the
3 圧縮機
5 膨張弁(減圧器)
9 冷凍サイクル装置
14 エアコンスイッチ
10 エアコンECU
15 蒸発器
16 伝熱面
18 凹部
19 循環用ポンプ
20、29 噴霧手段
23 タンク
25 流路
33、34、36 噴霧手段
3
9 Refrigerating
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記蒸発器(15)の伝熱面(16)に蓄冷液媒体を接触させるように供給する蓄冷液媒体供給手段を備えることを特徴とする車両用空調装置。 A compressor (3) that pumps the refrigerant, a radiator (2) that radiates the pumped refrigerant, a decompressor (5) that decompresses the refrigerant from the radiator side, and evaporates the decompressed refrigerant An air conditioner for a vehicle comprising a refrigeration cycle device (9) having at least an evaporator (15) for cooling air to be blown into the vehicle interior,
A vehicle air conditioner comprising a cold storage liquid medium supply means for supplying a cold storage liquid medium so as to contact the heat transfer surface (16) of the evaporator (15).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005187015A JP2007001543A (en) | 2005-06-27 | 2005-06-27 | Air conditioner for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005187015A JP2007001543A (en) | 2005-06-27 | 2005-06-27 | Air conditioner for vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007001543A true JP2007001543A (en) | 2007-01-11 |
Family
ID=37687509
Family Applications (1)
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JP2005187015A Pending JP2007001543A (en) | 2005-06-27 | 2005-06-27 | Air conditioner for vehicle |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2007001543A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010139225A (en) * | 2008-12-15 | 2010-06-24 | Calsonic Kansei Corp | Vehicle air conditioning heat exchanger |
JP2011189817A (en) * | 2010-03-15 | 2011-09-29 | Denso Corp | Air-conditioning control device for vehicle |
-
2005
- 2005-06-27 JP JP2005187015A patent/JP2007001543A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010139225A (en) * | 2008-12-15 | 2010-06-24 | Calsonic Kansei Corp | Vehicle air conditioning heat exchanger |
JP2011189817A (en) * | 2010-03-15 | 2011-09-29 | Denso Corp | Air-conditioning control device for vehicle |
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