JP2009234387A - 空気調和装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】エバポレータの通過空気からの臭いの発生を防止し、しかも、十分な省動力運転ができる空気調和装置を提供する。
【解決手段】空調用通路12に配置された冷房用エバポレータ5と、冷房用エバポレータ5に供給する冷媒を減圧する第1膨張弁と、空調用通路12に配置され、且つ、冷房用エバポレータ5の上部に配置された除湿用エバポレータ7と、除湿用エバポレータ7に供給する冷媒を減圧する第2膨張弁と、除湿用エバポレータ7の通過空気の温度が露点温度以下になるよう第2膨張弁を制御すると共に、除湿用エバポレータ7の通過空気と冷房用エバポレータ5の通過空気の混合後の空気温度が所望温度となるよう第1膨張弁を制御する制御部10とを備えた。
【選択図】図2

Description

本発明は、エバポレータを通過した空気より不快な臭いが発生しない空気調和装置に関する。
この種の従来の空気調和装置としては、空調用通路内にエバポレータとヒータコアをこの順に配置し、エバポレータの通過空気を常に露点温度以下に冷却するよう構成されたものがある。この空気調和装置では、空調用通路からの吹き出し空気温度が15℃程度となる中間期等では、エバポレータを通過した冷風をヒータコアで再加熱して空調用通路より所望温度の冷風を吹き出すことになる。
エバポレータの通過空気が露点温度以下であるため、エバポレータの表面には凝縮水が発生し、この凝縮水がエバポレータの表面に付着した臭い成分を溶解し、これによってエバポレータの通過空気より不快な臭いの発生を防止できるが、エバポレータの通過空気が露点温度以下になるよう冷凍サイクルを駆動する必要が有り、省動力化が図れない。
ここで、冷凍サイクルの省動力化を図るために、エバポレータの出口空気温度を15℃に制御すると、ヒータコアでの再加熱も必要ない。しかし、室内が暖かい運転初期では、エバポレータの通過空気が露点温度以下となるが、室内が冷却されてくるとエバポレータの通過空気が露点温度より高くなる。すると、濡れていたエバポレータが半乾き状態になり、エバポレータの通過空気より不快な臭いが発生することになる。
一方、臭いの発生を防止しつつ省動力化が可能な従来の空気調和装置として特許文献1に開示されたものがある。この空気調和装置は、走行用エンジンの駆動力によって選択的にオン・オフ可能なコンプレッサと、空調用通路内に配置されたエバポレータと、コンプレッサのオンオフ等を制御する制御部とを備えている。
制御部は、コンプレッサのオン時には、エバポレータの通過空気を露点温度以下に冷却する。室内が所定温度にまで冷却されると、コンプレッサをオフするが、コンプレッサがオフされた時点からの時間(オフ時間)を計測し、制御タイマー時間だけ経過するとコンプレッサを自動的にオンさせる。つまり、凝縮水によって一旦濡れたエバポレータが半乾きになる前に冷凍サイクルを作動させてエバポレータを常に濡れた状態として臭いの発生を防止するものである。
特開平11−198644号公報
しかしながら、前記従来例の空気調和装置では、コンプレッサがオフになって制御タイマー時間だけ経過すると、強制的にコンプレッサがオンされるため、十分な省動力運転を行うことができないという問題がある。
そこで、本発明は、エバポレータの通過空気からの臭いの発生を防止し、しかも、十分な省動力運転ができる空気調和装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成する請求項1の発明は、冷媒と通過空気との間で熱交換させる冷房用エバポレータと、前記冷房用エバポレータに供給する冷媒を減圧する第1減圧手段と、前記冷房用エバポレータの上部に配置され、冷媒と通過空気との間で熱交換させる除湿用エバポレータと、前記除湿用エバポレータに供給する冷媒を減圧する第2減圧手段と、前記除湿用エバポレータの通過空気の温度が露点温度以下になるよう前記第2減圧手段を制御すると共に、前記除湿用エバポレータの通過空気と前記冷房用エバポレータの通過空気の混合後の空気温度が所望温度となるよう前記第1減圧手段を制御する制御部とを備えたことを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1記載の空気調和装置であって、前記除湿用エバポレータの通過前の空気の露点温度を認識する露点温度認識手段と、前記冷房用エバポレータの通過空気と前記除湿用エバポレータの通過空気の混合後の空気温度を検知する吹き出し空気温度検知手段とを備え、前記制御部は、前記露点温度認識手段により露点温度を認識して前記除湿用エバポレータの通過空気の温度が露点温度以下になるよう前記第2減圧手段を制御し、前記吹き出し空気温度検知手段の検知する空気温度が目標吹き出し空気温度になるよう前記第1減圧手段を制御することを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2記載の空気調和装置であって、前記冷房用エバポレータと前記除湿用エバポレータは、重ね合わせた多数のチューブシートによって一体に構成され、重ね合わせた多数のチューブシートの下部に第1減圧手段によって減圧された冷媒が流れる冷房用エバポレータが、上部に第2減圧手段によって減圧された冷媒が流れる除湿用エバポレータが構成されていることを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1〜請求項3のいずれかに記載の空気調和装置であって、前記除湿用エバポレータには、通過空気の流れ方向の少なくとも2箇所に凝縮水が前記冷房用エバポレータに向かって滴下する箇所が設けられていることを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項1〜請求項4のいずれかに記載の空気調和装置であって、前記冷房用エバポレータと前記除湿用エバポレータへの送風割合を可変できる配風量調整手段が設けられていることを特徴とする。
請求項6の発明は、請求項1〜請求項5のいずれかに記載の空気調和装置であって、前記冷房用エバポレータと前記除湿用エバポレータは、同じ冷凍サイクル内に直列で、且つ、前記除湿用エバポレータが前記冷房用エバポレータの後流に接続されていることを特徴とする。
請求項7の発明は、冷媒と通過空気との間で熱交換させる冷房用エバポレータと、前記冷房用エバポレータに供給する冷媒を減圧する第1減圧手段と、前記冷房用エバポレータの上部に配置され、冷媒と通過空気との間で熱交換させる除湿用エバポレータと、前記除湿用エバポレータに供給する冷媒を減圧する第2減圧手段と、冷房すべき室内温度が目標室内温度より高い場合には通常冷房モードを選択し、通常冷房モードでは、前記第2減圧手段の絞りを最大開度として前記第1減圧手段を制御することによって前記除湿用エバポレータの通過空気の温度が露点温度以下になるよう制御し、通常冷房モードによって冷房すべき室内温度が目標室内温度になった場合には省エネ冷房モードを選択し、省エネ冷房モードでは、空調用通路の吹き出し空気温度を維持し、且つ、前記除湿用エバポレータの通過温度を露点温度以下に維持しつつ、前記第1減圧手段の絞り開度を徐々に開放し、且つ、前記第2減圧手段の絞りを最大開度から徐々に閉塞する制御を行う制御部とを備えたことを特徴とする。
請求項8の発明は、請求項7に記載の空気調和装置であって、前記冷房用エバポレータと前記除湿用エバポレータの後流にヒータコアと共に前記ヒータコアへの空気通過量と迂回量を調整できるミックスドアが設けられ、前記制御部は、省エネ冷房モードでは、前記第1減圧手段と前記第2減圧手段の絞り開度調整と共に前記ミックスドアの位置を徐々に前記ヒータコアへの空気通過量を絞る方向に移動する制御を行い、前記ヒータコアへの通過空気量を全て遮断する位置で前記ミックスドアの位置を固定することを特徴とする。
請求項1の発明によれば、除湿用エバポレータの通過空気は露点温度以下に冷却されることから、除湿用エバポレータは凝縮水によって常に濡れた状態となると共に除湿用エバポレータで発生した凝縮水は自重によって冷房用エバポレータに掛かることから冷房用エバポレータも常に濡れた状態となるため、双方のエバポレータからの臭いの発生を防止できる。又、冷房用エバポレータはその通過空気を露点温度以下に冷却する必要がなく、除湿用エバポレータの通過空気との混合空気の温度が所望の空気温度となるよう冷却すれば良いため、必要最小限の冷却能力で足りる。以上より、臭いの発生を防止し、しかも、十分な省動力運転ができる。
請求項2の発明によれば、請求項1の発明の効果に加え、除湿用エバポレータの通過空気を確実に露点温度以下に設定でき、しかも、空調用通路の吹き出し空気温度を確実に目的の空気温度にできる。
請求項3の発明によれば、請求項1又は請求項2の発明の効果に加え、冷房用エバポレータと除湿用エバポレータを安価に構成できる。
請求項4の発明によれば、請求項〜請求項3の発明の効果に加え、冷房用エバポレータを極力まんべんなく濡らすことができる。
請求項5の発明によれば、請求項1〜請求項4の発明の効果に加え、冷房用エバポレータと除湿用エバポレータを通過した空気の混合後の温度調整を配風量調整手段によって行うことができ、吹き出し空気の温度調整が簡単にできる。
請求項6の発明によれば、請求項1〜請求項5の発明の効果に加え、簡単な構造により除湿用エバポレータの冷媒蒸発温度を冷房用エバポレータよりも低く設定できる。
請求項7の発明によれば、通常冷房モードでは、冷房用エバポレータと除湿用エバポレータの冷媒蒸発圧力が共に低く設定されるため、双方のエバポレータが自らの凝縮水で濡れた状態となって臭いの発生がなく、最大冷房性能を発揮し迅速な冷房が可能である。そして、通常冷房モードから省エネ冷房モードに切り換えられた場合には、室内温度を目標室内温度に維持しつつ除湿用エバポレータの通過空気を露点温度以下とする状態、つまり、臭いを発生することなく十分な省動力運転ができる。
請求項8の発明によれば、請求項7の発明の効果に加え、通常冷房モードから省エネ冷房モードに切り換えられた場合では、冷房用エバポレータ及び除湿用エバポレータを通過した冷風がヒータコアで再加熱されない状態に移行するため、更なる省動力運転が可能である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
(一実施形態)
図1〜図5は本発明の空気調和装置を車両用空気調和装置に適用した実施形態を示し、図1は車両用空気調和装置の構成図、図2は空調ダクト内の配置図、図3(a)はチューブシートの内面図、図3(b)は図3(a)のA−A線断面図、図4は冷房用エバポレータ及び除湿用エバポレータの冷媒流れを示す概念図、図5は車両用空気調和装置の空調動作フローチャートである。
図1に示すように、車両用空気調和装置1は、冷凍サイクルAを有する。冷凍サイクルAはコンプレッサ2とコンデンサ3と第1減圧手段である第1膨脹弁4と冷房用エバポレータ5と第2減圧手段である第2膨脹弁6と除湿用エバレータ7とを備え、これらがこの順で配管8によって接続されている。
コンプレッサ2は、冷凍サイクルA内に封入された冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。冷媒は、コンプレッサ2によって冷凍サイクルA内を循環する。コンプレッサ2は、制御部10によって駆動が制御される。
コンデンサ3は、コンプレッサ2で圧縮された高温高圧の冷媒と外気との間で熱交換させ、熱交換によって冷媒に放熱させる。
第1膨脹弁4は、コンデンサ3で冷却された冷媒を絞り膨脹する。第1膨脹弁4の絞り開度は、制御部10によって制御される。冷房用エバポレータ5は、第1膨脹弁4で減圧された冷媒を熱交換によって吸熱させる。第2膨脹弁6は、冷房用エバポレータ5より排出された冷媒を更に絞り膨脹する。第2膨脹弁6の絞り開度も制御部10によって制御される。除湿用エバポレータ7は、第2膨脹弁6で減圧された冷媒を熱交換によって吸熱させる。つまり、冷房用エバポレータ5と除湿用エバポレータ7は、同一の冷凍サイクルA内に直列で、且つ、除湿用エバポレータ7が冷房用エバポレータ5の後流に接続されている。冷房用エバポレータ5と除湿用エバポレータ7の配置及び構成については、下記する。
又、冷房用エバポレータ5と除湿用エバポレータ7の各出口側の配管8には、冷媒圧力を検知する第1冷媒圧力センサS1及び第2冷媒圧力センサS2が設けられている。第1冷媒圧力センサS1と第2冷媒圧力センサS2の検知出力は、制御部10に出力される。
図2に示すように、冷房用エバポレータ5と除湿用エバポレータ7は、空調ケース11内の空調用通路12に配置されている。冷房用エバポレータ5と除湿用エバポレータ7は、送風方向の同じ位置で、冷房用エバポレータ5が下部に、除湿用エバポレータ7が上部に配置されている。冷房用エバポレータと除湿用エバポレータの上流側の空調用通路12には、ブロワ(図示せず)が配置され、このブロアによって空調用通路12に内気又は外気を吸い込むことができるようになっている。
冷房用エバポレータ5と除湿用エバポレータ7の上流端には、配風量調整手段である配風ドア13が設けられている。配風ドア13の位置によって冷房用エバポレータ5と除湿用エバポレータ7への配風割合を調整できるようになっている。配風ドア13の位置は、配風ドアモータ14(図1に示す)によって駆動される。配風ドアモータ14は制御部10によって制御される。
冷房用エバポレータと除湿用エバポレータより下流の空調用通路12には、ヒータコア15が配置されている。ヒータコア15内には、エンジン等の駆動源を冷却するための冷却水が循環され、冷却水と通過空気との間で熱交換させることによって通過空気を加熱する。ヒータコア15の上流には、ミックスドア16が設けられている。ミックスドア16の位置によってヒータコア15内を通過する送風量とヒータコア15を迂回する送風量の割合を調整できる。ミックスドア16の位置は、ミックスドアモータ17(図1に示す)によって駆動される。ミックスドアモータ17は、制御部10によって制御される。
空調用通路12の最下流は、車室内に開口する吹出口(図示せず)に連通され、空調された空気は吹出口より車室内に吹き出される。
又、空調用通路12の除湿用エバポレータ7の直ぐ上流には、吸い込み空気の温度と相対湿度をそれぞれ検知する吸い込み空気温度センサS3及び相対湿度センサS4が設けられている。吸い込み空気温度センサS3と相対湿度センサS4によって露点温度認識手段18が構成され、これらの検知出力は、制御部10に出力される。
空調用通路12のヒータコア15より下流には、吹き出し空気の温度を検知する吹き出し空気温度検知手段である吹き出し空気温度センサS5が設けられている。この吹き出し空気温度センサS5の検知出力は、制御部10に出力される。
又、車室内には室内温度を検知する室内空気温度センサS6が設けられている。
制御部10には、上記したように種々のセンサ出力と共にユーザからの空調指令(空調オン・オフ、車室内空調温度、ブロアの送風力等)が入力され、図5に示す空調動作フローを実行する。図5の空調動作フローについては、動作説明のの箇所で説明する。
次に、冷房用エバポレータ5と除湿用エバポレータ7の具体的構成を説明する。図3(a)、(b)に示すように、冷房用エバポレータ5と除湿用エバポレータ7は、重ね合わせた多数のチューブシート20より一体に構成されている。つまり、チューブシート20は、上部と下部のそれぞれに2箇所に、上下一対のタンク用孔21,22とこれらを連通する冷媒通路用溝23,34が形成されている。冷房用エバポレータ5と除湿用エバポレータ7は、このような構成のチューブシート20を、その向きを交互に逆として重ね合わせることによって一体に構成されている。具体的には、重ね合わせた多数のチューブシート20の互いに隣接するタンク用孔21,22によってタンク部が構成され、互いに向かい合う冷媒通路用溝23,24によって冷媒通路が構成される。冷媒通路内には、インナーフィン(図示せず)が配置される。そして、重ね合わせた多数のチューブシート20の下部の一対のタンク用孔21と冷媒通路用溝23の箇所によって冷房用エバポレータ5が、上部の一対のタンク用孔22と冷媒通路用溝24の箇所によって除湿用エバポレータ7が構成されている。
又、チューブシート20には、上部と下部にそれぞれ2箇所に間隔を置いて一対のタンク用孔21,22と冷媒通路用溝23,24の構成が分割配置されていることから、除湿用エバポレータ7には、通過空気の方向Hの2箇所に凝縮水が冷房用エバポレータ5に向かって滴下する箇所a,bが設けられている。
チューブシート20は、基本的には同じ構成のものが使用されているが、その一部にはタンク用孔21,22が閉塞されたものが使用されている。これによって、冷房用エバポレータ5内と除湿用エバポレータ7内の冷媒は、図4にて矢印で示す流れに沿って流れるよう構成されている。
次に、車両用空気調和装置1の動作を説明する。図5に示すように、冷房スイッチがオンされると(ステップS1)、コンプレッサ2、ブロア(図示せず)等が駆動される(ステップS2)。そして、目標の室内温度より目標吹き出し空気温度Toを設定する(ステップS3)。次に、吸い込み空気温度センサS3と相対湿度センサS4の検知出力より空調用通路12への吸い込み空気温度Ta1と相対湿度RH1を読み込む(ステップS4)。これらデータより露点温度Te2を認識し、露点温度Te2に対応する冷媒蒸発圧力Pe2を算出する(ステップS5)。この算出した冷媒蒸発圧力Pe2となるよう第2膨脹弁6の絞りを調整する(ステップS6)。又、目標吹き出し空気温度To、除湿用エバポレータ7の通過空気温度Te2より冷房用エバポレータ5の目標通過空気温度Te1を算出し、当該温度に対応する冷媒蒸発圧力Pe1を算出する(ステップS7)。算出した冷媒蒸発圧力Pe1となるよう第1膨脹弁4の絞りを調整する(ステップS8)。以降、これら動作を繰り返す。
除湿用エバポレータ7の通過空気は露点温度以下に冷却されることから、除湿用エバポレータ7は凝縮水によって常に濡れた状態となる。そして、除湿用エバポレータ7で発生した凝縮水は自重によって冷房用エバポレータ5に掛かることから冷房用エバポレータ5も常に濡れた状態となるため、除湿用エバポレータ7及び冷房用エバポレータ5の双方からの臭いの発生を防止できる。又、冷房用エバポレータ5はその通過空気を露点温度以下に冷却する必要がなく、除湿用エバポレータ7の通過空気との混合空気の温度が所望の空気温度となるよう冷却すれば良いため、必要最小限の冷却能力で足りる。
以上、冷房用エバポレータ5と、冷房用エバポレータ5に供給する冷媒を減圧する第1膨脹弁4と、冷房用エバポレータ5の上部に配置された除湿用エバポレータ7と、除湿用エバポレータ7に供給する冷媒を減圧する第2膨脹弁6と、除湿用エバポレータ7の通過空気の温度が露点温度以下になるよう第2膨脹弁6を制御すると共に、除湿用エバポレータ7の通過空気と冷房用エバポレータ5の通過空気の混合後の空気温度が所望温度となるよう第1膨脹弁4を制御する制御部10とを備えたので、臭いの発生を防止し、しかも、十分な省動力運転ができる。
具体的には、従来例にあっては、単一のエバポレータとこの後流に配置されたヒータコアとを有し、エバポレータの通過空気温度を露点以下に冷却し、この冷風をヒータコアで再加熱して所望の吹き出し空気温度とする場合には、温度25℃で湿度50%の通過空気(快適ゾーンに属する)をエバポレータで温度10℃で湿度95%まで冷却し、ヒータコアで再加熱して15℃の吹き出し空気を得るには、冷房性能としては3395W(Ga=8m/min想定)が必要である。これに対し、本実施形態では、温度25℃で湿度50%の通過空気を除湿用エバポレータ7で12℃で95%(Ga=4m/min想定)に冷却し、冷房用エバポレータ5で温度18℃で湿度78%(Ga=4m/min想定)に冷却し、これら空気を混合して温度15℃の吹き出し空気を得るには、冷房性能としては1854Wで済むため、臭いの発生を防止しつつ約50%弱程度の省動力化ができる。
この実施形態では、除湿用エバポレータ7の通過前の空気の露点温度を認識する露点温度認識手段(吸い込み空気温度センサS3と相対湿度センサS4)18と、冷房用エバポレータ5の通過空気と除湿用エバポレータ7の通過空気の混合後の空気温度を検知する吹き出し空気温度検知センサS5とを備え、制御部10は、露点温度認識手段18により露点温度を認識して除湿用エバポレータ7の通過空気の温度が露点温度以下になるよう第2膨脹弁6を制御し、吹き出し空気温度センサS5の検知する空気温度が目標吹き出し空気温度になるよう第1膨脹弁4を制御する。従って、除湿用エバポレータ7の通過空気を確実に露点温度以下に設定でき、しかも、空調用通路12の吹き出し空気温度を確実に目的の空気温度にできる。
この実施形態では、冷房用エバポレータ5と除湿用エバポレータ7は、重ね合わせた多数のチューブシート20によって一体に構成され、重ね合わせた多数のチューブシート20の下部に第1膨脹弁4によって減圧された冷媒が流れる冷房用エバポレータ5が、上部に第2膨脹弁6によって減圧された冷媒が流れる除湿用エバポレータ7が構成されている。従って、冷房用エバポレータ5と除湿用エバポレータ7を安価に構成できる。この実施形態では、冷房用エバポレータ5と除湿用エバポレータ7は、重ね合わせた多数のチューブシート20によって一体に構成されているが、冷房用エバポレータ5と除湿用エバポレータ7を別個独立に構成しても良いことはもちろんである。冷房用エバポレータ5と除湿用エバポレータ7を別個独立に設けた場合には、冷房用エバポレータ5と除湿用エバポレータ7を上下方向に密着して配置しても、上下方向に隙間を介して配置しても良い。又、冷房用エバポレータ5の真上位置でなく、多少シフトした位置に除湿用エバポレータ7を設けても良い。更に、除湿用エバポレータ7と冷房用エバポレータ5との間に凝縮水ガイド路を設けて除湿用エバポレータ7からの凝縮水が確実に、且つ、所望の位置より冷房用エバポレータ5に滴下するよう構成しても良い。
この実施形態では、除湿用エバポレータ7と冷房用エバポレータ5との間には、通過空気の流れ方向の少なくとも2箇所に凝縮水が滴下する箇所a,bが設けられている。従って、冷房用エバポレータ5を極力まんべんなく濡らすことができる。この実施形態では、2箇所に凝縮水が滴下する箇所a,bが設けられているが、3箇所以上に設けても良いことはもちろんであり、滴下箇所が多ければ多いほど冷房用エバポレータ5をまんべんなく濡らすことができ、好ましい。
この実施形態では、空調用通路12には、冷房用エバポレータ5と除湿用エバポレータ7への送風割合を可変できる配風ドア13が設けられている。従って、冷房用エバポレータ5と除湿用エバポレータ7を通過した空気の混合後の温度調整を配風ドア13によって行うことができ、吹き出し空気の温度調整が簡単にできる。
この実施形態では、冷房用エバポレータ5と除湿用エバポレータ7は、同じ冷凍サイクルA内に直列で、且つ、除湿用エバポレータ7が冷房用エバポレータ5の後流に接続されている。従って、簡単な構造により除湿用エバポレータ7の冷媒蒸発温度を冷房用エバポレータ5よりも低く設定できる。
この実施形態では、露点温度認識手段18は、吸い込み空気温度センサS3と相対湿度センサS4から構成されているが、露点温度計にて構成しても良い。
(車両用空気調和装置の他の制御例)
次に、車両用空気調和装置の他の制御例を説明する。この他の制御では、露点温度認識手段18等が不要である。以下説明する。
図6に示すように、冷房スイッチがオンされると(ステップS10)、コンプレッサ、ブロア(図示せず)等が駆動される(ステップS11)。そして、目標の室内温度より目標吹き出し空気温度Toを設定する(ステップS12)。冷房すべき室内温度が目標室内温度より高い場合には通常冷房モードが選択される(ステップS13)。通常冷房モードでは、図7(a)、(b)に示すように、第2膨脹弁6の絞りを最大開度として第1膨脹弁4を制御する。これによって、冷房用エバポレータ5と除湿用エバポレータ7の冷媒蒸発圧力が共に低く設定されるため、最大冷房性能を発揮できる。又、冷房用エバポレータ5と除湿用エバポレータ7の冷媒蒸発圧力が共に低く設定されるため、冷房用エバポレータ5及び除湿用エバポレータ7の各通過空気の温度は、露点温度以下になる。従って、冷房用エバポレータ5及び除湿用エバポレータ7が共に自らの凝縮水で濡れた状態となって臭いの発生がない。
通常冷房モード過程では、冷房すべき室内温度が目標室内温度になったか否かをチェックし(ステップS12)、目標室内温度になった場合には省エネ冷房モードに切り換えられる(ステップS15)。省エネ冷房モードに切り換えられると、先ず、除湿用エバポレータ7の下流の冷媒圧力Pe2と吹き出し空気温度Toを読み込む(ステップS16)。つまり、通常冷房モード時の最終的な冷媒圧力Pe2は、除湿用エバポレータ7の通過空気を露点温度以下に制御するための目標冷媒圧力となり、通常冷房モード時の最終的な吹き出し空気温度Toは、目標吹き出し温度となるためである。省エネ冷房モードでは、図8(a)、(b)に示すように、第1膨脹弁4の絞り開度を微量だけ開放し(ステップS17)、且つ、第2膨脹弁6の絞り開度を微量だけ絞り(ステップS18)、且つ、ミックスドア16をクール側(ヒータコア15への空気通過量を絞る方向)に微量だけ移動し(ステップS19)、目標吹き出し空気温度Toと除湿用エバポレータ7の下流の目標冷媒圧力Pe2を維持しているか否かをチェックする(ステップS20、S21)。目標吹き出し空気温度Toと目標冷媒圧力Pe2を維持していれば、上記動作を続行する(ステップS17〜S19)。つまり、第1膨脹弁の絞り開度を徐々に開放し、且つ、第2膨脹弁6の絞りを最大開度から徐々に絞る制御を行う。これによって、除湿用エバポレータ7の冷媒圧力は目標冷媒圧力Pe2を維持しつつ冷房用エバポレータ5の冷媒圧力Pe1は徐々に高くなり(図8(b)にて仮想線で示す)、省動力運転となる。
そして、上記動作過程にあって、ミックスドア16の位置がフルクールポジション(ヒータコア15への通過空気量を全て遮断する位置)になったか否かをチェックする(ステップS22)。ミックスドア16がフルクールポジションにまで変移すると、図9(a)、(b)に示すように、ミックスドア16の位置をフルクールポジションに固定する(ステップS23)。そして、車室内温度が目標の車室内温度を維持していれば省エネ冷房モードを続行し、車室内温度が目標の室内温度より高くなっていれば、通常冷房モードに切り換える。
以上、この他の制御では、通常冷房モードでは、冷房用エバポレータ5と除湿用エバポレータ7の冷媒蒸発圧力が共に低く設定されるため、冷房用エバポレータ5及び除湿用エバポレータ7の双方が自らの凝縮水で濡れた状態となって臭いの発生がなく、最大冷房性能を発揮し迅速な冷房が可能である。そして、通常冷房モードから省エネ冷房モードに切り換えられた場合には、室内温度を目標室内温度に維持しつつ除湿用エバポレータ7の通過空気を露点温度以下とする状態、つまり、臭いを発生させることなく十分な省動力運転に移行できる。又、通常冷房モードから省エネ冷房モードに切り換えられた場合では、ミックスドア16の位置を最終的にフルクール位置に固定するよう制御するので、冷房用エバポレータ5及び除湿用エバポレータ7を通過した冷風がヒータコア15で再加熱されない状態とするため、更なる省動力運転が可能である。
(配風量調整手段の変形例)
図10は配風量調整手段の変形例に係る空調用通路内の配置図である。図10に示すように、配風量調整手段は、配風ドアに替えて、空調用通路12の冷房用エバポレータ5と除湿用エバポレータ7の各上流に配置された2台のブロア30,31から構成されている。2台のブロア30,31は、別個独立に駆動可能である。下方のブロア30は、冷房用エバポレータ5に主に送風しり、上方のブロア31は除湿用エバポレータ7に主に送風する。
この変形例では、冷房用エバポレータ5と除湿用エバポレータ7を通過した空気の混合後の温度調整を各ブロア30,31の送風量を調整することによって行うことができ、吹き出し空気の温度調整が簡単にできる。
本発明の一実施形態を示し、車両用空気調和装置の構成図である。 本発明の一実施形態を示し、空調ダクト内の配置図である。 本発明の一実施形態を示し、(a)はチューブシートの内面図、(b)は図3(a)のA−A線断面図である。 本発明の一実施形態を示し、冷房用エバポレータ及び除湿用エバポレータの冷媒流れを示す概念図である。 本発明の一実施形態を示し、車両用空気調和装置の空調動作フローチャートである。 車両用空気調和装置の他の制御例の空調動作フローチャートである。 (a)は通常冷房モードにおける空調ダクト内の配置図、(b)はP−h線図上に通常冷房モードにおける冷凍サイクルの状態を示した図である。 (a)は通常冷房モードから省エネ冷房モードへの移行過程における空調ダクト内の配置図、(b)はP−h線図上に、通常冷房モードから省エネ冷房モードへの移行過程における冷凍サイクルの状態を示した図である。 (a)は省エネ冷房モードにおける空調ダクト内の配置図、(b)はP−h線図上に省エネ冷房モードにおける冷凍サイクルの状態を示した図である。 配風量調整手段の変形例に係る空調用通路内の配置図である。
符号の説明
1 車両用空気調和装置(空気調和装置)
4 第1減圧手段(第1膨張弁)
5 冷房用エバポレータ
6 第2減圧手段(第2膨張弁)
7 除湿用エバポレータ
10 制御部
13 配風ドア(配風量調整手段)
15 ヒータコア
16 ミックスドア
18 露点温度認識手段
20 チューブシート
30,31 ブロア(配風量調整手段)
S3 吸い込み空気温度センサ(露点温度認識手段)
S4 相対湿度センサ(露点温度認識手段)
S5 吹き出し空気温度センサ(吹き出し空気温度検知手段)

Claims (8)

  1. 冷媒と通過空気との間で熱交換させる冷房用エバポレータ(5)と、
    前記冷房用エバポレータ(5)に供給する冷媒を減圧する第1減圧手段(4)と、
    前記冷房用エバポレータ(5)の上部に配置され、冷媒と通過空気との間で熱交換させる除湿用エバポレータ(7)と、
    前記除湿用エバポレータ(7)に供給する冷媒を減圧する第2減圧手段(6)と、
    前記除湿用エバポレータ(7)の通過空気の温度が露点温度以下になるよう前記第2減圧手段(6)を制御すると共に、前記除湿用エバポレータ(7)の通過空気と前記冷房用エバポレータ(5)の通過空気の混合後の空気温度が所望温度となるよう前記第1減圧手段(4)を制御する制御部(10)とを備えたことを特徴とする空気調和装置(1)。
  2. 請求項1記載の空気調和装置(1)であって、
    前記除湿用エバポレータ(7)の通過前の空気の露点温度を認識する露点温度認識手段(18)と、
    前記冷房用エバポレータ(5)の通過空気と前記除湿用エバポレータ(7)の通過空気の混合後の空気温度を検知する吹き出し空気温度検知手段(S5)とを備え、
    前記制御部(10)は、前記露点温度認識手段(18)により露点温度を認識して前記除湿用エバポレータ(7)の通過空気の温度が露点温度以下になるよう前記第2減圧手段(6)を制御し、前記吹き出し空気温度検知手段(S5)の検知する空気温度が目標吹き出し空気温度になるよう前記第1減圧手段(4)を制御することを特徴とする空気調和装置(1)。
  3. 請求項1又は請求項2記載の空気調和装置(1)であって、
    前記冷房用エバポレータ(5)と前記除湿用エバポレータ(7)は、重ね合わせた多数のチューブシート(20)によって一体に構成され、重ね合わせた多数のチューブシート(20)の下部に第1減圧手段(4)によって減圧された冷媒が流れる冷房用エバポレータ(5)が、上部に第2減圧手段(6)によって減圧された冷媒が流れる除湿用エバポレータ(7)が構成されていることを特徴とする空気調和装置(1)。
  4. 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の空気調和装置(1)であって、
    前記除湿用エバポレータ(7)には、通過空気の流れ方向の少なくとも2箇所に凝縮水が前記冷房用エバポレータ(5)に向かって滴下する箇所が設けられていることを特徴とする空気調和装置(1)。
  5. 請求項1〜請求項4のいずれかに記載の空気調和装置(1)であって、
    前記冷房用エバポレータ(5)と前記除湿用エバポレータ(7)への送風割合を可変できる配風量調整手段(13),(30,31)が設けられていることを特徴とする空気調和装置(1)。
  6. 請求項1〜請求項5のいずれかに記載の空気調和装置(1)であって、
    前記冷房用エバポレータ(5)と前記除湿用エバポレータ(7)は、同じ冷凍サイクル(A)内に直列で、且つ、前記除湿用エバポレータ(7)が前記冷房用エバポレータ(5)の後流に接続されていることを特徴とする空気調和装置(1)。
  7. 冷媒と通過空気との間で熱交換させる冷房用エバポレータ(5)と、
    前記冷房用エバポレータ(5)に供給する冷媒を減圧する第1減圧手段(4)と、
    前記冷房用エバポレータ(5)の上部に配置され、冷媒と通過空気との間で熱交換させる除湿用エバポレータ(7)と、
    前記除湿用エバポレータ(7)に供給する冷媒を減圧する第2減圧手段(6)と、
    冷房すべき室内温度が目標室内温度より高い場合には通常冷房モードを選択し、通常冷房モードでは、前記第2減圧手段(6)の絞りを最大開度として前記第1減圧手段(4)を制御することによって前記除湿用エバポレータ(7)の通過空気の温度が露点温度以下になるよう制御し、
    通常冷房モードによって冷房すべき室内温度が目標室内温度になった場合には省エネ冷房モードを選択し、省エネ冷房モードでは、空調用通路(12)の吹き出し空気温度を維持し、且つ、前記除湿用エバポレータ(7)の通過温度を露点温度以下に維持しつつ、前記第1減圧手段(4)の絞り開度を徐々に開放し、且つ、前記第2減圧手段(6)の絞りを最大開度から徐々に閉塞する制御を行う制御部(10)とを備えたことを特徴とする空気調和装置(1)。
  8. 請求項7に記載の空気調和装置(1)であって、
    前記冷房用エバポレータ(5)と前記除湿用エバポレータ(7)の後流にヒータコア(15)と共に前記ヒータコア(15)への空気通過量と迂回量を調整できるミックスドア(16)が設けられ、
    前記制御部(10)は、省エネ冷房モードでは、前記第1減圧手段(4)と前記第2減圧手段(6)の絞り開度調整と共に前記ミックスドア(16)の位置を徐々に前記ヒータコア(15)への空気通過量を絞る方向に移動する制御を行い、前記ヒータコア(15)への通過空気量を全て遮断する位置で前記ミックスドア(16)の位置を固定することを特徴とする空気調和装置(1)。
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