JP2010069947A - Air-conditioning system for vehicle - Google Patents
Air-conditioning system for vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010069947A JP2010069947A JP2008236897A JP2008236897A JP2010069947A JP 2010069947 A JP2010069947 A JP 2010069947A JP 2008236897 A JP2008236897 A JP 2008236897A JP 2008236897 A JP2008236897 A JP 2008236897A JP 2010069947 A JP2010069947 A JP 2010069947A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant
- heat exchanger
- compressor
- air
- bypass passage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/02—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
- B60H1/03—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant and from a source other than the propulsion plant
- B60H1/039—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant and from a source other than the propulsion plant from air leaving the interior of the vehicle, i.e. heat recovery
Abstract
Description
本発明は、冷房運転と暖房運転を行うことができ、特に、極寒冷地に適した車両用空気調和システムに関する。 The present invention relates to an air conditioning system for a vehicle that can perform a cooling operation and a heating operation, and is particularly suitable for an extremely cold region.
この種の従来の車両用空気調和システムとしては、特許文献1に開示されたものがある。 A conventional vehicle air conditioning system of this type is disclosed in Patent Document 1.
この車両用空気調和システムは、ヒートポンプ式冷凍サイクルと暖房サイクルとを備えている。ヒートポンプ式冷凍サイクル100は、図5に示すように、冷媒を圧縮して冷媒を高温高圧の冷媒とするコンプレッサ101と、高温高圧の冷媒と外気との間で熱交換する室外コンデンサ102と、高圧の冷媒を一時的に溜めて液冷媒のみを流出させるレシーバ103と、高圧の冷媒を減圧できる第1減圧手段104と、第1減圧手段104により流出された冷媒と室内に導く送風との間で熱交換させる第1室内熱交換器105と、冷媒を減圧できる第2減圧手段106と、第2減圧手段106より流出された冷媒と室内からの送風との間で熱交換させる第2室内熱交換器107と、コンプレッサ101からの高温高圧の冷媒を室外コンデンサ102と第1室内熱交換器105に選択的に流すことができる四方弁108と、四方弁108によりコンプレッサ101の高温高圧の冷媒を第1室内熱交換器105に流したときに第1室内熱交換器105から流出された冷媒をレシーバ103に導く分岐通路109とを有する。
This vehicle air conditioning system includes a heat pump refrigeration cycle and a heating cycle. As shown in FIG. 5, the heat
第1室内熱交換器105は、フロント側空調ケース110内に配置されている。フロント側空調ケース110には内気や外気が吸引され、フロント側空調ケース110内を通った送風は車室内に吹き出される。第2室内熱交換器107は、リア側空調ケース112内を配置されている。リア側空調ケース112には内気が吸引され、リア側空調ケース112内を通った送風は車室内と車室外に選択的に排出できるよう構成されている。
The first
そして、コンプレッサ101からの高温高圧の冷媒が室外コンデンサ102を流れ、レシーバ103を介して第1減圧手段104と第2減圧手段106の少なくともいずれか一方に導かれ、第1減圧手段104や第2減圧手段106で減圧された後に第1室内熱交換器105や第2室内熱交換器107を流れてコンプレッサ101に戻る冷房用循環経路による運転と、コンプレッサ101からの高温高圧の冷媒が第1室内熱交換器105を流れ、レシーバ103を介して第2減圧手段106に導かれ、第2減圧手段106で減圧され後に第2室内熱交換器107を流れてコンプレッサ101に戻る暖房用循環経路による運転とを行うことができる。
Then, the high-temperature and high-pressure refrigerant from the
暖房サイクル(図示せず)は、自動車エンジンの冷却水が循環される循環経路と、この循環経路に介在されたヒータコアを有する。ヒータコアは、フロント側空調ケース110内で、且つ、第1室内熱交換器105の送風下流に配置されている。
The heating cycle (not shown) has a circulation path through which the cooling water of the automobile engine is circulated and a heater core interposed in the circulation path. The heater core is disposed in the front
上記構成において、冷房時や除湿暖房時には、ヒートポンプ式冷凍サイクル100が冷房用循環経路による運転を行い、第1室内熱交換器105や第2室内熱交換器107はエバポレータとして機能する。これにより、フロント側空調ケース110内を通過する送風が第1室内熱交換器105で冷却され、その冷風がヒータコア(図示せず)でリヒートされて所望温度の空調風が車室内のフロント側に吹き出される。第2室内熱交換器107にも冷媒が流される場合には、冷風が車室内のリア側に吹き出される。
In the above configuration, at the time of cooling or dehumidifying heating, the heat
最大暖房時には、ヒートポンプ式冷凍サイクル100が暖房用循環経路による運転を行い、第1室内熱交換器105はコンデンサとして、第2室内熱交換器107はエバポレータとしてそれぞれ機能する。これにより、フロント側空調ケース110内を通過する送風が第1室内熱交換器105で加熱され、その温風がヒータコア(図示せず)で更に加熱されて高温の空調風が車室内に吹き出される。リア側空調ケース112内を通過する送風は、第2室内熱交換器107で冷却されて車室外に排出される。
At the time of maximum heating, the heat
前記従来例では、最大暖房時にあってはヒートポンプ式冷凍サイクル100と暖房サイクル(図示せず)の双方を熱源として送風を加熱することができるため、暖房能力に優れている。又、最大暖房時にあっては第2室内熱交換器107が外気よりも高温である内気の熱より吸熱するため、換気熱の回収を行うことができると共に、第2室内熱交換器107の凍結を防止できる。以上より、極寒冷地に適した車両用空気調和システムである。
しかしながら、従来の車両用空気調和システムでは、ヒートポンプ式冷凍サイクル100の第1室内熱交換器105への冷媒の流入方向が冷房用循環経路と暖房用循環経路で逆である。そのため、次のような問題がある。
However, in the conventional vehicle air-conditioning system, the inflow direction of the refrigerant into the first
先ず、通常熱交換器は、送風と冷媒の向きが効率の良い対向流となるよう設定される。従って、冷房用循環経路による運転で対向流とされると、暖房用循環経路による運転では並行流となるため、熱交換効率が低下するという問題がある。次に、ヒートポンプ式冷凍サイクル100の配管は、通常では低圧側と高圧側で耐圧の異なる構造のものが使用されるが、前記従来例では高圧用の配管を多く使用する必要がある。従って、同一外径の配管を用いる場合、高圧用の配管は低圧用の配管に比べて配管内径が小さくなることから冷媒の流速が下がり、オイル循環に支障を来すおそれがあるという問題がある。
First, the normal heat exchanger is set so that the direction of air blowing and refrigerant is an efficient counter flow. Therefore, when the counter flow is performed in the operation using the cooling circulation path, the heat exchange efficiency is lowered because the parallel flow is performed in the operation using the heating circulation path. Next, pipes of the heat
そこで、本発明は、冷房運転と暖房運転が可能で、且つ、最大暖房能力に優れ、しかも、熱交換器への冷媒の流入方向が逆になることに起因する種々の不具合を防止できる車両用空気調和システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention is for a vehicle that can perform a cooling operation and a heating operation, has excellent maximum heating capacity, and can prevent various problems caused by the reverse direction of the refrigerant flowing into the heat exchanger. An object is to provide an air conditioning system.
上記目的を達成する請求項1の発明は、冷媒を圧縮して冷媒を高温高圧の冷媒とするコンプレッサと、高温高圧の冷媒と外気との間で熱交換する室外コンデンサと、室外コンデンサをバイパスする第1バイパス通路と、コンプレッサからの高温高圧の冷媒を室外コンデンサと第1バイパス通路のいずれかに流すように冷媒流路を切り換える第1流路切換手段と、室外コンデンサ又は第1バイパス通路を通った高圧の冷媒を減圧したり、減圧することなく流すことができる第1減圧手段と、第1減圧手段により流出された冷媒と室内に導く送風との間で熱交換させる室内熱交換器と、室内熱交換器を通った冷媒を減圧する第2減圧手段と、第2減圧手段より流出された冷媒と室内から室外に排出する送風との間で熱交換させる熱回収用熱交換器と、熱回収用熱交換器をバイパスする第2バイパス通路とを有するヒートポンプ式冷凍サイクルを備えると共に、室内熱交換器の送風下流に設けられ、車室内に導く送風を加熱する暖房手段を備え、コンプレッサからの高温高圧の冷媒が室外コンデンサを流れ、第1減圧手段で減圧された後に室内熱交換器を流れ、その後に第2バイパス通路を通ってコンプレッサに戻る冷房用循環経路による運転と、コンプレッサからの高温高圧の冷媒が第1バイパス通路を通り、第1減圧手段で減圧することなく室内熱交換器を流れ、第2減圧手段で減圧された後に熱回収用熱交換器を流れてコンプレッサに戻る暖房用循環経路による運転とを行うことができることを特徴とする。 The invention according to claim 1 that achieves the above object bypasses the compressor that compresses the refrigerant and uses the refrigerant as a high-temperature and high-pressure refrigerant, the outdoor condenser that exchanges heat between the high-temperature and high-pressure refrigerant and the outside air, and the outdoor condenser. The first bypass passage, the first passage switching means for switching the refrigerant passage so that the high-temperature and high-pressure refrigerant from the compressor flows to either the outdoor condenser or the first bypass passage, and the outdoor condenser or the first bypass passage. A first pressure reducing means capable of reducing or reducing the flow of the high-pressure refrigerant, and an indoor heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant discharged by the first pressure reducing means and the air blown into the room, A heat recovery heat exchanger for exchanging heat between the second pressure reducing means for reducing the pressure of the refrigerant that has passed through the indoor heat exchanger, and the refrigerant discharged from the second pressure reducing means and the air blown out from the room to the outside. A heat pump refrigeration cycle having a second bypass passage that bypasses the heat exchanger for heat recovery, and a heating unit that is provided downstream of the air in the indoor heat exchanger and that heats the air that is introduced into the vehicle interior. The high-temperature and high-pressure refrigerant from the refrigerant flows through the outdoor condenser, flows through the indoor heat exchanger after being depressurized by the first depressurizing means, and then returns to the compressor through the second bypass passage. The high-temperature and high-pressure refrigerant passes through the first bypass passage, flows through the indoor heat exchanger without being depressurized by the first depressurizing means, and after being depressurized by the second depressurizing means, flows through the heat recovery heat exchanger and returns to the compressor. It is characterized in that it can be operated with a heating circulation path.
請求項2の発明は、請求項1記載の車両用空気調和システムであって、ヒートポンプ式冷凍サイクルには、室外コンデンサの冷媒出口側とコンプレッサの冷媒入口側との間を接続する冷媒回収通路と、冷媒回収通路を開閉する開閉弁手段とが設けられていることを特徴とする。
Invention of
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2記載の車両用空気調和システムであって、暖房手段は、電気式温水ヒータを熱源とするヒータコアであることを特徴とする。 A third aspect of the invention is the vehicle air conditioning system according to the first or second aspect, wherein the heating means is a heater core using an electric hot water heater as a heat source.
請求項4の発明は、請求項3記載の車両用空気調和システムであって、電気式温水ヒータは、PTC素子ヒータであることを特徴とする。 A fourth aspect of the present invention is the vehicle air conditioning system according to the third aspect, wherein the electric hot water heater is a PTC element heater.
請求項1の発明によれば、冷房時、除湿暖房時等の温度調整時には、ヒートポンプ式冷凍サイクルが冷房用循環経路による運転を行い、室内熱交換器はエバポレータとして機能する。これにより、車室内に導かれる送風が室内熱交換器で冷却され、その冷風が例えば暖房手段でリヒートされて所望温度の空調風が車室内に吹き出される。最大暖房時には、ヒートポンプ式冷凍サイクルが暖房用循環経路による運転を行い、室内熱交換器はコンデンサとして、熱回収用熱交換器はエバポレータとしてそれぞれ機能する。これにより、車室内からの送風が室内熱交換器で加熱され、その温風が暖房手段で更に加熱されて高温の空調風が車室内に吹き出される。熱回収用熱交換器を通過する送風は、熱回収用熱交換器で冷却され、冷風が車室外に排出される。このように、冷房運転と暖房運転が可能であり、最大暖房時にあってはヒートポンプ式冷凍サイクルと暖房手段の双方を熱源として送風を加熱することができるため、暖房能力に優れている。又、最大暖房時にあっては熱回収用熱交換器が外気よりも高温である内気の熱より吸熱するため、換気熱の回収を行うことができると共に、熱回収用熱交換器の凍結を防止できる。 According to the first aspect of the present invention, at the time of temperature adjustment such as cooling and dehumidifying heating, the heat pump refrigeration cycle is operated by the cooling circulation path, and the indoor heat exchanger functions as an evaporator. As a result, the air blown into the vehicle interior is cooled by the indoor heat exchanger, the cold air is reheated by, for example, heating means, and the conditioned air at a desired temperature is blown into the vehicle interior. During maximum heating, the heat pump refrigeration cycle operates through a heating circulation path, and the indoor heat exchanger functions as a condenser and the heat recovery heat exchanger functions as an evaporator. As a result, the air blown from the passenger compartment is heated by the indoor heat exchanger, the warm air is further heated by the heating means, and high-temperature conditioned air is blown into the passenger compartment. The air that passes through the heat recovery heat exchanger is cooled by the heat recovery heat exchanger, and the cold air is discharged out of the passenger compartment. Thus, the cooling operation and the heating operation are possible, and at the time of maximum heating, since the air can be heated using both the heat pump refrigeration cycle and the heating means as heat sources, the heating capacity is excellent. Also, during maximum heating, the heat recovery heat exchanger absorbs heat from the inside air, which is higher than the outside air, so that ventilation heat can be recovered and the heat recovery heat exchanger is prevented from freezing. it can.
その上、ヒートポンプ式冷凍サイクルの室内熱交換器への冷媒の流入方向が冷房用循環経路と暖房用循環経路で同じであるため、室内熱交換器への冷媒の流入方向が逆になることに起因する種々の不具合がない。つまり、室内熱交換器は、冷房用循環経路による運転と暖房用循環経路による運転とで共に送風と冷媒の向きが効率の良い対向流となるよう設定でき、熱交換効率が低下することがない。ヒートポンプ式冷凍サイクルの配管について、前記従来例より高圧用の配管部位を少なくでき、オイル循環に支障を来すおそれがない。 In addition, since the inflow direction of the refrigerant into the indoor heat exchanger of the heat pump refrigeration cycle is the same in the cooling circulation path and the heating circulation path, the inflow direction of the refrigerant into the indoor heat exchanger is reversed. There are no various problems caused by it. That is, the indoor heat exchanger can be set so that the direction of the air flow and the refrigerant is an efficient counter flow in both the operation by the cooling circulation path and the operation by the heating circulation path, and the heat exchange efficiency does not decrease. . With respect to the piping of the heat pump refrigeration cycle, the number of piping portions for high pressure can be reduced as compared with the conventional example, and there is no possibility of disturbing oil circulation.
請求項2の発明によれば、請求項1の発明の効果に加え、暖房用循環経路による運転の際に開閉弁手段を開位置とすると、冷媒回収通路は室外コンデンサの冷媒出口側よりコンプレッサの冷媒入口側の方が低圧となることから、室外コンデンサ内で液化等した冷媒が冷媒回収通路を通ってコンプレッサに戻るため、いわゆる冷媒の寝込みを防止でき、適正な冷媒循環量を確保できる。
According to the invention of
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、エンジン廃熱による温水を利用できない電気自動車の暖房に適した車両用空気調和システムを提供できる。エンジン廃熱を利用せず、しかも、上述したように優れた最大暖房性能を発揮することから電気自動車用の極寒冷地に好適な車両用空気調和システムを提供できる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、請求項3の発明の効果に加え、PTC素子ヒータは自動的に温度管理を行うため、ヒータコアの温度制御が容易である。
According to the invention of claim 4, in addition to the effect of the invention of
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜図4には本発明の一実施形態を示し、図1は車両用空気調和システムの構成図、図2は冷房時や除湿暖房時の運転状態を示す図、図3は最大暖房時の運転状態を示す図、図4はヒートポンプ式冷凍サイクルの冷房用循環経路による運転と暖房用循環経路による運転における各熱交換器の機能と電磁弁の切換状態を示す図である。 1 to 4 show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a configuration diagram of an air conditioning system for a vehicle, FIG. 2 is a diagram showing an operating state during cooling and dehumidifying heating, and FIG. 3 is during maximum heating. FIG. 4 is a diagram showing the function of each heat exchanger and the switching state of the solenoid valve in the operation by the cooling circulation path and the operation by the heating circulation path of the heat pump refrigeration cycle.
図1に示すように、車両用空気調和システムは、電気自動車の極寒冷地対応のものに搭載され、ヒートポンプ式冷凍サイクルAと暖房サイクルBとを備えている。 As shown in FIG. 1, the vehicle air conditioning system is mounted on an electric vehicle that is compatible with an extremely cold region, and includes a heat pump refrigeration cycle A and a heating cycle B.
ヒートポンプ式冷凍サイクルAは、コンプレッサである電動コンプレッサ1と、室外コンデンサ2と、室外コンデンサ2をバイパスする第1バイパス通路3と、室外コンデンサ2に冷媒を導く通路と第1バイパス通路3のいずれかを選択する第1流路切換手段である第1電磁弁11及び第2電磁弁12と、リキッドタンク2aと、第1減圧手段である第1膨張弁4と、室内熱交換器5と、第2減圧手段である第2膨張弁6と、熱回収用熱交換器7と、熱回収用熱交換器7をバイパスする第2バイパス通路8と、熱回収用熱交換器7に冷媒を導く通路と第2バイパス通路8のいずれかを選択する第2流路切換手段である第3電磁弁13及び第4電磁弁14とを備えている。
The heat pump refrigeration cycle A includes any one of an electric compressor 1 that is a compressor, an
電動コンプレッサ1は、冷媒を圧縮する圧縮機構部とこの圧縮機構部を駆動する電動モータと電動モータを駆動制御するモータ制御部とを内蔵する。そして、吸引した冷媒を圧縮機構部で圧縮し、高温高圧の冷媒として吐出する。冷媒は、HFC−134aやHFO−1234yfが使用されている。 The electric compressor 1 includes a compression mechanism unit that compresses the refrigerant, an electric motor that drives the compression mechanism unit, and a motor control unit that drives and controls the electric motor. The sucked refrigerant is compressed by the compression mechanism and discharged as a high-temperature and high-pressure refrigerant. As the refrigerant, HFC-134a or HFO-1234yf is used.
室外コンデンサ2は、エンジンルーム内に配置され、高温高圧の冷媒と外気との間で熱交換させる。尚、室外コンデンサ2には、車両発熱体40の放熱を行うラジエータ41が並設されている。室外コンデンサ2とラジエータ41は、共に外部送風機42によって外気が供給される。
The outdoor capacitor |
リキッドタンク2aは、室外コンデンサ2からの高圧の冷媒を一時的に溜めて液冷媒のみを第1膨張弁4に送出する。
The
第1膨張弁4は、室外コンデンサ2又は第1バイパス通路3を通った高圧の冷媒を減圧したり、減圧することなく流すことができる。
The first expansion valve 4 can flow the high-pressure refrigerant that has passed through the
室内熱交換器5は、空調ダクト20内に配置され、車室内に導く送風と冷媒との間で熱交換させる。空調ダクト20内には送風機21が設けられ、送風機21によって空調ダクト20内には内気や外気が吸引される。空調ダクト20内で、且つ、室内熱交換器5の下流には、ミックスドア22と共に下記するヒータコア31が配置されている。ミックスドア22は、ヒータコア31に送る送風割合とヒータコア31をバイパスさせる送風割合を調整する。空調ダクト20の最下流は、車室内に各グリル(図示せず)に開口されている。
The
第2膨張弁6は、室内熱交換器5より流出された高圧の冷媒を減圧する。
The
熱回収用熱交換器7は、換気ダクト25内に配置され、車室内からの送風と冷媒との間で熱交換させる。換気ダクト25の空気導入口(図示せず)は車室内に開口し、換気ダクト25の空気排出口(図示せず)は車室外に開口している。換気ダクト25内には送風機26が設けられ、送風機26によって換気ダクト25内に車室内からの送風が吸引され、熱回収用熱交換器7を通って車室内に排気される。
The heat
第1電磁弁11は、電動コンプレッサ1から室外コンデンサ2への通路で、且つ、第1バイパス通路3の分岐点下流に設けられ、室外コンデンサ2への通路を開閉できる。第2電磁弁12は、第1バイパス通路3に設けられ、第1バイパス通路3を開閉できる。このような構成によって、第1電磁弁11と第2電磁弁12は、互いの開閉位置を逆位置とすることによって電動コンプレッサ1からの冷媒を室外コンデンサ2側に流したり、第1バイパス通路3に流したりできる。
The first
第3電磁弁13は、第2バイパス通路8に設けられ、第2バイパス通路8を開閉できる。第4電磁弁14は、室内熱交換器5から第2膨張弁6及び熱回収用熱交換器7への通路で、且つ、第2バイパス通路8の分岐点下流に設けられ、熱回収用熱交換器7への通路を開閉できる。このような構成によって、第3電磁弁13と第4電磁弁14は、互いの開閉位置を逆位置とすることによって室内熱交換器5からの冷媒を熱回収用熱交換器7側に流したり、第2バイパス通路8に流したりできる。
The third
ヒートポンプ式冷凍サイクルAは、第1電磁弁〜第4電磁弁11,12,13,14の切換操作(図4参照)によって、図2に示す冷房用循環経路による運転と図3に示す暖房用循環経路による運転を選択的に行うことができる。図2に示す冷房用循環経路による運転は、電動コンプレッサ1からの高温高圧の冷媒が室外コンデンサ2を流れ、第1膨張弁4で減圧した後に室内熱交換器5を流れ、その後に第2バイパス通路8を通って電動コンプレッサ1に戻るものである。第1逆止弁16は、室内熱交換器5より電動コンプレッサ1に戻る冷媒が熱回収用熱交換器7側に逆流しないために設けられている。
The heat pump refrigeration cycle A is operated by the cooling circulation path shown in FIG. 2 and the heating shown in FIG. 3 by switching operation (see FIG. 4) of the first solenoid valve to the
図3に示す暖房用循環経路による運転は、電動コンプレッサ1からの高温高圧の冷媒が第1バイパス通路3を通り、第1膨張弁4で減圧されないまま室内熱交換器5を流れ、第2膨張弁6で減圧された後に熱回収用熱交換器7を流れて電動コンプレッサ1に戻るものである。第2逆止弁17は、電動コンプレッサ1から第1バイパス通路3を通って第1膨張弁4及び室内熱交換器5に流れる冷媒が室外コンデンサ2側に逆流しないために設けられている。
In the operation by the heating circulation path shown in FIG. 3, the high-temperature and high-pressure refrigerant from the electric compressor 1 passes through the
又、ヒートポンプ式冷凍サイクルAには、室外コンデンサ2の冷媒出口側と電動コンプレッサ1の冷媒入口側との間を接続する冷媒回収通路18と、冷媒回収通路18を開閉する開閉弁手段である第5電磁弁15とが設けられている。
The heat pump refrigeration cycle A includes a
暖房サイクルBは、電気式温水ヒータであるPTC素子ヒータ30と、ヒータコア31と、これらの間で水を循環させる循環経路32と、この循環経路32に介在され、水を循環させる水ポンプ33とから構成されている。
The heating cycle B includes a
PTC素子ヒータ30は、PTC素子(Positive Temperature Coefficient)の発熱体による自己温度制御型のヒータであり、自動的に自ら温度管理を行うため、外部からの制御が不要である。
The
ヒータコア31は、上述したように、空調ダクト20内で、且つ、室内熱交換器5の送風下流に配置されている。
As described above, the
次に、車両用空気調和システムの運転動作を説明する。冷房時、除湿暖房時等の温度調整時には、ヒートポンプ式冷凍サイクルAは冷房用循環経路による運転が行われ、暖房サイクルBは稼動される。 Next, the operation of the vehicle air conditioning system will be described. At the time of temperature adjustment such as cooling and dehumidifying heating, the heat pump refrigeration cycle A is operated by a cooling circulation path, and the heating cycle B is operated.
図2に示すように、電動コンプレッサ1からの高温高圧の冷媒は、室外コンデンサ2で外気に放熱し、第1膨張弁4で減圧された冷媒は、室内熱交換器5で送風より吸熱するため、室内熱交換器5はエバポレータとして機能する。これにより、車室内に導かれる送風が室内熱交換器5で冷却され、その冷風が例えばヒータコア31で一部リヒートされて所望温度の空調風が車室内に吹き出される。ヒートポンプ式冷凍サイクルAと暖房サイクルBは、冷房時や除湿暖房時の負荷程度に応じてその稼動能力が調整され、又、除湿暖房時の低負荷状態では、ヒートポンプ式冷凍サイクルAと暖房サイクルBを効率良く切り替え運転してCOPが向上させる運転を行っても良い。
As shown in FIG. 2, the high-temperature and high-pressure refrigerant from the electric compressor 1 radiates heat to the outside air by the
尚、最大冷房時には、ヒータコア31を稼動することなく室内熱交換器5で冷却された冷風をリヒートすることなく車室内に吹き出す。
During maximum cooling, the cool air cooled by the
最大暖房時には、ヒートポンプ式冷凍サイクルAは暖房用循環経路による運転が行われ、暖房サイクルBは稼動される。図3に示すように、電動コンプレッサ1からの高温高圧の冷媒は、室内熱交換器5で放熱し、熱回収用熱交換器7で吸熱するため、室内熱交換器5はコンデンサとして、熱回収用熱交換器7はエバポレータとしてそれぞれ機能する。これにより、車室内からの送風が室内熱交換器5で加熱され、その温風がヒータコア31で更に加熱されて高温の空調風が車室内に吹き出される。熱回収用熱交換器7を通過する送風は、熱回収用熱交換器7で冷却されて車室外に排出される。
During maximum heating, the heat pump refrigeration cycle A is operated by a heating circulation path, and the heating cycle B is operated. As shown in FIG. 3, since the high-temperature and high-pressure refrigerant from the electric compressor 1 dissipates heat in the
以上、車両用空気調和システムは、冷房運転と暖房運転が可能であり、最大暖房時にあってはヒートポンプ式冷凍サイクルAと暖房サイクルBの双方を熱源として送風を加熱することができるため、暖房能力に優れている。又、最大暖房時にあっては熱回収用熱交換器7が外気よりも高温である内気の熱より吸熱するため、換気熱の回収を行うことができると共に、熱回収用熱交換器7の凍結を防止できる。
As described above, the air conditioning system for a vehicle can perform a cooling operation and a heating operation, and at the time of maximum heating, the air can be heated by using both the heat pump refrigeration cycle A and the heating cycle B as heat sources. Is excellent. Further, during maximum heating, the heat
その上、ヒートポンプ式冷凍サイクルAの室内熱交換器5への冷媒の流入方向が冷房用循環経路と暖房用循環経路で同じであるため、室内熱交換器5への冷媒の流入方向が逆になることに起因する種々の不具合がない。つまり、室内熱交換器5は、冷房用循環経路による運転と暖房用循環経路による運転とで共に送風と冷媒の向きが効率の良い対向流となるよう設定でき、熱交換効率が低下することがない。ヒートポンプ式冷凍サイクルAの配管について、従来例より高圧用の配管部位を少なくでき、オイル循環に支障を来すおそれがない。
In addition, since the inflow direction of the refrigerant into the
また、コンプレッサ(例えば電動コンプレッサ)1と、室外コンデンサ2と、室外コンデンサ2をバイパスする第1バイパス通路3と、室外コンデンサ2側と第1バイパス通路3のいずれかに冷媒を流すように冷媒流路を切り換える第1流路切換手段(例えば第1及び第2電磁弁11,12)と、室外コンデンサ2又は第1バイパス通路3を通った高圧の冷媒を減圧したり、減圧することなく流すことができる第1減圧手段(例えば第1膨張弁4)と、第1減圧手段により流出された冷媒と室内に導く送風との間で熱交換させる室内熱交換器5とを備えたヒートポンプ式冷凍サイクルを備えた車両用空気調和システムにおいて、第2減圧手段(例えば第2膨張弁6)と熱回収用熱交換器7を有する配管系と、第3電磁弁13とを後付けで付設することによって本発明の車両用空気調和システムに簡便に変更できる。
In addition, the refrigerant flow so that the refrigerant flows through one of the compressor (for example, the electric compressor) 1, the
ヒートポンプ式冷凍サイクルAには、室外コンデンサ2の冷媒出口側と電動コンプレッサ1の冷媒入口側との間を接続する冷媒回収通路18と、冷媒回収通路18を開閉する第5電磁弁15とが設けられている。従って、暖房用循環経路による運転の際に第5電磁弁15を開位置とすると、冷媒回収通路18は室外コンデンサ2の冷媒出口側より電動コンプレッサ1の冷媒入口側の方が低圧となることから、室外コンデンサ2内で液化等した冷媒が冷媒回収通路18を通って電動コンプレッサ1に戻るため、いわゆる冷媒の寝込みを防止でき、適正な冷媒循環量を確保できる。
The heat pump refrigeration cycle A is provided with a
暖房手段は、電気式温水ヒータであるPTC素子ヒータ30を熱源とするヒータコア31である。従って、エンジン廃熱による温水を利用できない電気自動車の暖房に適した車両用空気調和システムを提供できる。エンジン廃熱を利用せず、しかも、上述したように優れた最大暖房性能を発揮することから電気自動車用の極寒冷地に好適な車両用空気調和システムを提供できる。
The heating means is a
電気式温水ヒータは、この実施形態ではPTC素子ヒータ30である。PTC素子ヒータ30は自動的に温度管理を自ら行うため、ヒータコア31の温度制御が容易である。電気式温水ヒータとしては、安価なシーズヒータを用いても良い。
The electric hot water heater is a
尚、この実施形態では、第1流路切換手段は、第1電磁弁11と第2電磁弁12から構成されているが、電動コンプレッサ1からの冷媒流路を室外コンデンサ2側の経路と第1バイパス通路3に選択的に切換えできれば良く、三方弁にて構成しても良い。
In this embodiment, the first flow path switching means is composed of the first
尚、この実施形態では、第2流路切換手段は、第3電磁弁13と第4電磁弁14から構成されているが、室内熱交換器5からの冷媒流路を熱回収用熱交換器7側の経路と第2バイパス通路8に選択的に切換えできれば良く、三方弁にて構成しても良い。又、第4電磁弁14は第2膨張弁6にて兼用しても良い。
In this embodiment, the second flow path switching means is composed of the third
A ヒートポンプ式冷凍サイクル
1 電動コンプレッサ(コンプレッサ)
2 室外コンデンサ
3 第1バイパス通路
4 第1膨張弁(第1減圧手段)
5 室内熱交換器
6 第2膨張弁(第2減圧手段)
7 熱回収用熱交換器
8 第2バイパス通路
11 第1電磁弁(第1流路切換手段)
12 第2電磁弁(第1流路切換手段)
13 第3電磁弁(第2流路切換手段)
14 第4電磁弁(第2流路切換手段)
15 第5電磁弁(開閉弁手段)
30 PTC素子ヒータ(電気温水ヒータ)
31 ヒータコア(暖房手段)
A Heat pump refrigeration cycle 1 Electric compressor (compressor)
2
5
7 heat exchanger for
12 Second solenoid valve (first flow path switching means)
13 3rd solenoid valve (2nd flow-path switching means)
14 4th solenoid valve (2nd flow-path switching means)
15 5th solenoid valve (open / close valve means)
30 PTC element heater (electric hot water heater)
31 Heater core (heating means)
Claims (4)
高温高圧の冷媒と外気との間で熱交換する室外コンデンサ(2)と、
前記室外コンデンサ(2)をバイパスする第1バイパス通路(3)と、
前記コンプレッサ(1)からの高温高圧の冷媒を前記室外コンデンサ(2)と前記第1バイパス通路(3)のいずれかに流すように冷媒流路を切り換える第1流路切換手段(11),(12)と、
前記室外コンデンサ(2)又は前記第1バイパス通路(3)を通った高圧の冷媒を減圧したり、減圧することなく流すことができる第1減圧手段(4)と、
前記第1減圧手段(4)により流出された冷媒と室内に導く送風との間で熱交換させる室内熱交換器(5)と、
前記室内熱交換器(5)を通った冷媒を減圧する第2減圧手段(6)と、
前記第2減圧手段(6)より流出された冷媒と室内から室外に排出する送風との間で熱交換させる熱回収用熱交換器(7)と、
前記熱回収用熱交換器(7)をバイパスする第2バイパス通路(8)とを有するヒートポンプ式冷凍サイクル(A)を備えると共に、
前記室内熱交換器(5)の送風下流に設けられ、車室内に導く送風を加熱する暖房手段(31)を備え、
前記コンプレッサ(1)からの高温高圧の冷媒が前記室外コンデンサ(2)を流れ、前記第1減圧手段(4)で減圧された後に前記室内熱交換器(5)を流れ、その後に前記第2バイパス通路(8)を通って前記コンプレッサ(1)に戻る冷房用循環経路による運転と、
前記コンプレッサ(1)からの高温高圧の冷媒が前記第1バイパス通路(3)を通り、前記第1減圧手段(4)で減圧することなく前記室内熱交換器(5)を流れ、前記第2減圧手段(6)で減圧された後に前記熱回収用熱交換器(7)を流れて前記コンプレッサ(1)に戻る暖房用循環経路による運転とを行うことができることを特徴とする車両用空気調和システム。 A compressor (1) that compresses the refrigerant and converts the refrigerant into a high-temperature and high-pressure refrigerant;
An outdoor condenser (2) for exchanging heat between the high-temperature and high-pressure refrigerant and the outside air;
A first bypass passage (3) for bypassing the outdoor capacitor (2);
First flow path switching means (11), (5) for switching the refrigerant flow path so that the high-temperature and high-pressure refrigerant from the compressor (1) flows to either the outdoor condenser (2) or the first bypass passage (3). 12)
First decompression means (4) capable of depressurizing or flowing the high-pressure refrigerant that has passed through the outdoor condenser (2) or the first bypass passage (3) without depressurization;
An indoor heat exchanger (5) for exchanging heat between the refrigerant flowed out by the first decompression means (4) and the air blown into the room;
Second decompression means (6) for decompressing the refrigerant that has passed through the indoor heat exchanger (5);
A heat recovery heat exchanger (7) for exchanging heat between the refrigerant discharged from the second decompression means (6) and the air blown out from the room to the outside;
A heat pump refrigeration cycle (A) having a second bypass passage (8) for bypassing the heat recovery heat exchanger (7);
Heating means (31) that is provided downstream of the indoor heat exchanger (5) and heats the air that is guided into the vehicle interior,
The high-temperature and high-pressure refrigerant from the compressor (1) flows through the outdoor condenser (2), is decompressed by the first decompression means (4), then flows through the indoor heat exchanger (5), and then the second Operation by a cooling circulation path returning to the compressor (1) through the bypass passage (8);
The high-temperature and high-pressure refrigerant from the compressor (1) passes through the first bypass passage (3) and flows through the indoor heat exchanger (5) without being depressurized by the first depressurization means (4), and the second The vehicle air conditioner is characterized in that after being decompressed by the decompression means (6), the vehicle can be operated by a heating circulation path that flows through the heat recovery heat exchanger (7) and returns to the compressor (1). system.
前記ヒートポンプ式冷凍サイクル(A)には、前記室外コンデンサ(2)の冷媒出口側と前記コンプレッサ(1)の冷媒入口側との間を接続する冷媒回収通路(18)と、前記冷媒回収通路(18)を開閉する開閉弁手段(15)とが設けられていることを特徴とする車両用空気調和システム。 The vehicle air conditioning system according to claim 1,
The heat pump refrigeration cycle (A) includes a refrigerant recovery passageway (18) connecting the refrigerant outlet side of the outdoor condenser (2) and the refrigerant inlet side of the compressor (1), and the refrigerant recovery passageway ( 18) An on-off valve means (15) for opening and closing 18) is provided.
前記暖房手段(31)は、電気式温水ヒータ(30)を熱源とするヒータコア(31)であることを特徴とする車両用空気調和システム。 The vehicle air conditioning system according to claim 1 or 2,
The air conditioning system for vehicles, wherein the heating means (31) is a heater core (31) using an electric hot water heater (30) as a heat source.
電気式温水ヒータ(30)は、PTC素子ヒータ(31)であることを特徴とする車両用空気調和システム。 The vehicle air conditioning system according to claim 3,
The electric hot water heater (30) is a PTC element heater (31).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008236897A JP5346528B2 (en) | 2008-09-16 | 2008-09-16 | Air conditioning system for vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008236897A JP5346528B2 (en) | 2008-09-16 | 2008-09-16 | Air conditioning system for vehicles |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010069947A true JP2010069947A (en) | 2010-04-02 |
JP5346528B2 JP5346528B2 (en) | 2013-11-20 |
Family
ID=42202141
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008236897A Expired - Fee Related JP5346528B2 (en) | 2008-09-16 | 2008-09-16 | Air conditioning system for vehicles |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5346528B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013205735A1 (en) * | 2013-04-02 | 2014-10-02 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | A method for removing air from a passenger compartment of a vehicle and refrigerant circuit, in particular heat pump cycle |
CN105392647A (en) * | 2013-07-08 | 2016-03-09 | 宝马股份公司 | Method for controlling a heating and air conditioning system in a vehicle |
CN106608157A (en) * | 2015-10-23 | 2017-05-03 | 杭州三花研究院有限公司 | Air conditioner system and air conditioner control method |
Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6015218A (en) * | 1983-07-04 | 1985-01-25 | Nippon Denso Co Ltd | Air conditioner for automobile |
JPH05294135A (en) * | 1992-04-23 | 1993-11-09 | Calsonic Corp | Air conditioner for electric vehicle |
JPH066024U (en) * | 1992-06-29 | 1994-01-25 | 株式会社日本クライメイトシステムズ | Refrigerant circulation cycle of automobile air conditioner |
JPH06135221A (en) * | 1992-10-27 | 1994-05-17 | Nippondenso Co Ltd | Air conditioner |
JPH06206439A (en) * | 1993-01-12 | 1994-07-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Heat pump type air-conditioning device for vehicle |
JPH07237432A (en) * | 1994-03-02 | 1995-09-12 | Nippon Climate Syst:Kk | Method to control air conditioner for electric automobile |
JPH08276716A (en) * | 1995-04-06 | 1996-10-22 | Sanden Corp | Air conditioner for vehicle |
JP2000062449A (en) * | 1998-08-19 | 2000-02-29 | Calsonic Corp | Heat pump type air conditioner for automobile |
JP2001001748A (en) * | 1999-06-15 | 2001-01-09 | Bosch Automotive Systems Corp | Air conditioner for vehicle |
JP2001018640A (en) * | 1999-07-05 | 2001-01-23 | Calsonic Kansei Corp | Refrigerant recovery type air conditioner for vehicle |
JP2001130241A (en) * | 1999-11-09 | 2001-05-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Vehicular air-conditioner |
JP2002106978A (en) * | 2000-10-03 | 2002-04-10 | Tgk Co Ltd | Refrigerating cycle with bypass conduit |
JP2005201500A (en) * | 2004-01-14 | 2005-07-28 | Denso Corp | Refrigerating cycle device |
JP2008056044A (en) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Heating device for heat medium and air conditioner for vehicle using the same |
JP2011152827A (en) * | 2010-01-26 | 2011-08-11 | Honda Motor Co Ltd | Cooling media accumulating structure of vehicle air conditioning system |
-
2008
- 2008-09-16 JP JP2008236897A patent/JP5346528B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6015218A (en) * | 1983-07-04 | 1985-01-25 | Nippon Denso Co Ltd | Air conditioner for automobile |
JPH05294135A (en) * | 1992-04-23 | 1993-11-09 | Calsonic Corp | Air conditioner for electric vehicle |
JPH066024U (en) * | 1992-06-29 | 1994-01-25 | 株式会社日本クライメイトシステムズ | Refrigerant circulation cycle of automobile air conditioner |
JPH06135221A (en) * | 1992-10-27 | 1994-05-17 | Nippondenso Co Ltd | Air conditioner |
JPH06206439A (en) * | 1993-01-12 | 1994-07-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Heat pump type air-conditioning device for vehicle |
JPH07237432A (en) * | 1994-03-02 | 1995-09-12 | Nippon Climate Syst:Kk | Method to control air conditioner for electric automobile |
JPH08276716A (en) * | 1995-04-06 | 1996-10-22 | Sanden Corp | Air conditioner for vehicle |
JP2000062449A (en) * | 1998-08-19 | 2000-02-29 | Calsonic Corp | Heat pump type air conditioner for automobile |
JP2001001748A (en) * | 1999-06-15 | 2001-01-09 | Bosch Automotive Systems Corp | Air conditioner for vehicle |
JP2001018640A (en) * | 1999-07-05 | 2001-01-23 | Calsonic Kansei Corp | Refrigerant recovery type air conditioner for vehicle |
JP2001130241A (en) * | 1999-11-09 | 2001-05-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Vehicular air-conditioner |
JP2002106978A (en) * | 2000-10-03 | 2002-04-10 | Tgk Co Ltd | Refrigerating cycle with bypass conduit |
JP2005201500A (en) * | 2004-01-14 | 2005-07-28 | Denso Corp | Refrigerating cycle device |
JP2008056044A (en) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Heating device for heat medium and air conditioner for vehicle using the same |
JP2011152827A (en) * | 2010-01-26 | 2011-08-11 | Honda Motor Co Ltd | Cooling media accumulating structure of vehicle air conditioning system |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013205735A1 (en) * | 2013-04-02 | 2014-10-02 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | A method for removing air from a passenger compartment of a vehicle and refrigerant circuit, in particular heat pump cycle |
CN105392647A (en) * | 2013-07-08 | 2016-03-09 | 宝马股份公司 | Method for controlling a heating and air conditioning system in a vehicle |
CN105392647B (en) * | 2013-07-08 | 2017-09-22 | 宝马股份公司 | System for controlling air conditioner in a motor vehicle |
CN106608157A (en) * | 2015-10-23 | 2017-05-03 | 杭州三花研究院有限公司 | Air conditioner system and air conditioner control method |
CN106608157B (en) * | 2015-10-23 | 2020-12-01 | 杭州三花研究院有限公司 | Air conditioning system and air conditioning control method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5346528B2 (en) | 2013-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6634160B2 (en) | Heat pump system for vehicles | |
JP6189098B2 (en) | Heat pump air conditioning system for vehicles | |
JP5750797B2 (en) | Air conditioner for vehicles | |
JP6415943B2 (en) | Heat pump air conditioning system for vehicles | |
JP3233771B2 (en) | Vehicle air conditioner | |
JP2010260450A (en) | Air conditioner for vehicle | |
JP2000052757A (en) | Air-conditioning and heating equipment for automobile | |
JP2016097817A5 (en) | ||
JPH08216667A (en) | Air-conditioning and dehumidification device in heat pump for electric vehicle | |
JP2009274517A (en) | Air conditioning system | |
CN109982877B (en) | Vehicle heat pump system | |
JP2010159008A (en) | Air conditioner for vehicle | |
JP2004182168A (en) | Vehicular air conditioner | |
JP2002019443A (en) | Heat pump cycle | |
JP5884080B2 (en) | Air conditioner for vehicles | |
JP4831030B2 (en) | Refrigeration cycle equipment | |
JP5346528B2 (en) | Air conditioning system for vehicles | |
JP3986422B2 (en) | Air conditioner for vehicles | |
JP3272663B2 (en) | Vehicle air conditioner | |
JP2011225174A (en) | Vehicular air conditioner | |
JP5142032B2 (en) | Air conditioner for vehicles | |
JP5040898B2 (en) | Air conditioner for vehicles | |
JP2013193466A (en) | Vehicle air conditioning device | |
JPH0891042A (en) | Heat pump type air-conditioning cooling and heating equipment | |
WO2019167822A1 (en) | Refrigeration cycle, drive method for refrigeration cycle, accumulator used in refrigeration cycle, and, air conditioning apparatus for vehicle having installed refrigeration cycle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100928 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120327 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120605 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130205 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130813 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130819 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5346528 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |