JP2012011932A - Liquid circulating system for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジン冷却水を有しない電気自動車や空冷式内燃機関搭載車等の車室内の冷暖房に利用される車両用液体循環システムに関するものである。 The present invention relates to a vehicle liquid circulation system used for cooling and heating a vehicle interior of an electric vehicle without an engine cooling water or a vehicle equipped with an air-cooled internal combustion engine.
従来より、電気自動車のようなエンジン冷却水からの排熱を利用して車室内の暖房ができない車両用の空気調和装置として、空気から熱を汲み上げるヒートポンプ技術を用いたものがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, as an air conditioner for a vehicle that cannot heat a vehicle interior using exhaust heat from engine coolant such as an electric vehicle, there is one using a heat pump technology that pumps heat from air.
この技術は、圧縮機、冷媒水熱交換器、蒸発器を有する冷凍サイクルと、温水を循環させるポンプ、ダクト内に設置され流入した温水によりダクト内を流れる空気を加熱する温水式加熱器を有する温水サイクルとを備えることにより、エンジン排熱を用いずにヒートポンプ技術により車室内の暖房を行うものである。例えば、特許文献1には、図5に示すような車両用空気調和装置100が開示されている。
This technology has a refrigeration cycle having a compressor, a refrigerant water heat exchanger, an evaporator, a pump that circulates hot water, and a hot water heater that heats the air flowing in the duct by the hot water that is installed in the duct and flows in. By providing a hot water cycle, the vehicle interior is heated by heat pump technology without using engine exhaust heat. For example,
この車両用空気調和装置100は、冷媒を循環させる冷媒回路110と温水を循環させる水回路120とを備えている。冷媒回路110は、圧縮機101、冷媒水熱交換器102、減圧手段103、および、蒸発器104が配管により環状に接続されており、一方、水回路120は、ポンプ111、冷媒水熱交換器102、ダクト115内に設置された温水ヒータコア112が配管により環状に接続されている。
The
冷媒回路110における冷媒水熱交換器102にて高温高圧冷媒の凝縮熱によって加熱された温水が、ポンプ111によりダクト115内の温水ヒータコア112に搬送され、温水ヒータコア112では、送風機113の作用によりダクト115内を流れる空気と熱交換して空気を加熱する。その加熱された空気は、送風機113の作用により車室内へ吹き出され車室内が暖房される。
The hot water heated by the heat of condensation of the high-temperature and high-pressure refrigerant in the refrigerant
このように空気熱源のヒートポンプ技術を用いることにより、エンジン排熱を使用せずに車室内の暖房が可能になる車両用空気調和装置を提供することができる。 Thus, by using the heat pump technology of the air heat source, it is possible to provide a vehicle air conditioner that can heat the vehicle interior without using engine exhaust heat.
しかしながら、前記従来の構成では、消費電力低減の観点から以下のような問題が生じる。すなわち、前記従来の構成による暖房方式では、温水ヒータコア112内の温水と、ダクト115内を流れる空気とが熱交換することにより空気を加熱し、その空気を車室内に吹き出して車室内空間の暖房運転を行うという、いわゆる強制対流を利用した暖房方式であるため、温水ヒータコア112内の温水と空気との温度差を比較的大きくしなければならず、水回路120流れる温水の温度を高くする必要がある。
However, the conventional configuration has the following problems from the viewpoint of reducing power consumption. That is, in the heating method according to the conventional configuration, the hot water in the hot
このため、冷媒回路110側の凝縮圧力を高くしなければならず、圧縮機101の消費電力が増加する問題があった。
For this reason, the condensing pressure on the
さらに、従来の構成では、水回路120おける温水ヒータコア112へ流入する温水と、空気と熱交換した後に温水ヒータコア112から流出する温水との温度差が小さいため、所定の加熱能力を得るためには、水回路120を流れる温水の循環量を増加させる必要がある。このため、ポンプ111の動力が増加するという問題があった。
Further, in the conventional configuration, since the temperature difference between the hot water flowing into the hot
さらに、前記従来の構成の冷媒回路110において、冷媒を逆方向に流動させることにより、冷房運転が可能になるが、この場合にも同様に、蒸発圧力の低下に伴う圧縮機101の消費電力の増加とポンプ111の動力の増加という問題があった。
Further, in the
本発明は、このような事情に鑑み、冷暖房に要するエネルギーを低く抑える、いわゆる省エネルギー性の向上を図ることができる車両用液体循環システムを提供することを目的とする。 In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a vehicle liquid circulation system that can reduce energy required for cooling and heating, and can improve so-called energy saving.
前記従来の課題を解決するために、本発明の車両用液体循環システムは、圧縮機、冷媒水熱交換器、膨張手段、冷媒空気熱交換器が接続された冷媒回路と、冷媒水熱交換器で熱交換された水を循環させる循環手段、冷媒水熱交換器に対して直列に接続された第1熱交換手段、第1熱交換手段の下流側に接続された第2熱交換手段を有する水回路と、制御手段とを備え、第1熱交換手段は送風手段が発する空気により熱伝達するとともに、第2熱交換手段は車室内を構成する部品の表面または内部に設置され、熱伝導、または輻射により伝熱するものである。 In order to solve the above-described conventional problems, a liquid circulation system for a vehicle according to the present invention includes a refrigerant circuit to which a compressor, a refrigerant water heat exchanger, expansion means, a refrigerant air heat exchanger are connected, and a refrigerant water heat exchanger. A circulation means for circulating the water exchanged in heat, a first heat exchange means connected in series to the refrigerant water heat exchanger, and a second heat exchange means connected downstream of the first heat exchange means. A water circuit and control means, wherein the first heat exchanging means transfers heat by the air generated by the air blowing means, and the second heat exchanging means is installed on the surface or inside of the components constituting the vehicle interior, Alternatively, heat is transferred by radiation.
これによって、暖房運転を行う場合、冷媒水熱交換器から流出する温度の高い温水を対流熱伝達で伝熱を行う第1熱交換手段で利用し、その後、第1熱交換手段での熱交換により比較的温度の低くなった温水を輻射、または、熱伝導で伝熱を行う第2熱交換手段で利用が可能となる。一方、冷房運転を行う場合、冷媒水熱交換器から流出する温度の低い冷水を対流熱伝達で伝熱を行う第1熱交換手段で利用し、その後、第1熱交換手段での熱交換により比較的温度の高くなった冷水を輻射、または、熱伝導で伝熱を行う第2熱交換手段で利用が可能となる。 Accordingly, when performing heating operation, hot water having a high temperature flowing out from the refrigerant water heat exchanger is used in the first heat exchanging means that transfers heat by convective heat transfer, and then heat exchange in the first heat exchanging means. Thus, the hot water having a relatively low temperature can be used by the second heat exchanging means that performs heat transfer by radiation or heat conduction. On the other hand, when performing cooling operation, cold water having a low temperature flowing out from the refrigerant water heat exchanger is used in the first heat exchanging means that transfers heat by convective heat transfer, and then by heat exchange in the first heat exchanging means. The cold water having a relatively high temperature can be used by the second heat exchange means that performs heat transfer by radiation or heat conduction.
本発明の車両用液体循環システムは、暖房運転時には、冷媒水熱交換器に戻る温水の温度を下げることで、冷媒回路の凝縮圧力を下げることができ、また、冷房運転時には、冷媒水熱交換器に戻る冷水の温度を上げることで、冷媒回路の蒸発圧力を上げることができる。これにより、圧縮機の消費電力を低減することができる。また、水回路において、冷媒水熱交換器の入口と出口の温度差を大きくすることできるため、循環水量を少なくすることができ、ポンプ動力を低減することができる。 The vehicle liquid circulation system of the present invention can reduce the condensing pressure of the refrigerant circuit by lowering the temperature of warm water returning to the refrigerant water heat exchanger during heating operation, and can also perform refrigerant water heat exchange during cooling operation. The evaporation pressure of the refrigerant circuit can be increased by increasing the temperature of the cold water returning to the vessel. Thereby, the power consumption of a compressor can be reduced. Further, in the water circuit, the temperature difference between the inlet and outlet of the refrigerant water heat exchanger can be increased, so that the amount of circulating water can be reduced and the pump power can be reduced.
第1の発明は、圧縮機、冷媒水熱交換器、膨張手段、冷媒空気熱交換器が接続された冷媒回路と、冷媒水熱交換器で熱交換された水を循環させる循環手段、冷媒水熱交換器に対して直列に接続された第1熱交換手段、第1熱交換手段の下流側に接続された第2熱交換手段を有する水回路と、制御手段とを備え、第1熱交換手段は送風手段が発する空気により熱伝達するとともに、第2熱交換手段は車室内を構成する部品の表面または内部に設置され、熱伝導、または輻射により伝熱することにより、暖房運転においては、対流熱伝達を利用する第1熱交換手段に加えて、さらに、第2熱交換手段で輻射、または、熱伝導により熱交換を行うことにより、比較的温度の低い温水でも同等の温熱感を得られる輻射、または、熱伝導を併用するため、冷媒水熱交換器に戻る温水の温度を下げることができる。 A first invention includes a refrigerant circuit to which a compressor, a refrigerant water heat exchanger, an expansion unit, a refrigerant air heat exchanger are connected, a circulation unit for circulating water exchanged in the refrigerant water heat exchanger, and refrigerant water A first heat exchange means connected in series to the heat exchanger, a water circuit having a second heat exchange means connected downstream of the first heat exchange means, and a control means, and a first heat exchange In the heating operation, the means transfers heat by the air generated by the blowing means, and the second heat exchange means is installed on the surface or inside of the components constituting the vehicle interior, and transfers heat by heat conduction or radiation. In addition to the first heat exchanging means using convective heat transfer, the second heat exchanging means radiates or exchanges heat by heat conduction, thereby obtaining the same thermal feeling even in hot water having a relatively low temperature. To be used together with radiation or heat conduction It may lower the temperature of the hot water returning to the refrigerant-water heat exchanger.
これにより、冷媒水熱交換器における水回路の平均温度を下げることが可能となるため、冷媒回路の凝縮圧力を下げることができ、圧縮機の消費電力を低減することができる。 Thereby, since it becomes possible to lower | hang the average temperature of the water circuit in a refrigerant | coolant water heat exchanger, the condensing pressure of a refrigerant circuit can be lowered | hung and the power consumption of a compressor can be reduced.
また、水回路においても、冷媒水熱交換器の入口と出口の温度差を大きくすることできるため、同一暖房能力においては、循環水量の低減が可能となり、ポンプ動力を低減できるため省エネルギー性の向上を図ることができる。 Also, in the water circuit, the temperature difference between the inlet and outlet of the refrigerant water heat exchanger can be increased, so the same heating capacity can reduce the amount of circulating water, and the pump power can be reduced, improving energy savings. Can be achieved.
一方、冷房運転においても、対流熱伝達を利用する第1熱交換手段に加えて、さらに、第2熱交換手段で輻射、または、熱伝導により熱交換を行うことにより、比較的温度の高い冷水でも同等の冷熱感を得られる輻射、または、熱伝導を併用するため、冷媒水熱交換器に戻る冷水の温度を上げることができる。 On the other hand, in the cooling operation, in addition to the first heat exchanging means using convective heat transfer, the second heat exchanging means further performs heat exchange by radiation or heat conduction, so that cold water having a relatively high temperature is used. However, since radiation or heat conduction that can provide the same cool feeling can be used, the temperature of the cold water returning to the refrigerant water heat exchanger can be raised.
これにより、冷媒水熱交換器における水回路の平均温度を上げることができるため、冷媒回路の蒸発圧力を上げることができ、圧縮機の消費電力を低減することができる。 Thereby, since the average temperature of the water circuit in a refrigerant | coolant water heat exchanger can be raised, the evaporation pressure of a refrigerant circuit can be raised and the power consumption of a compressor can be reduced.
また、水回路においても、冷媒水熱交換器の入口と出口の温度差を大きくすることできるため、同一冷房能力においては、循環水量の低減が可能となり、ポンプ動力を低減できるため省エネルギー性の向上を図ることができる。 Also in the water circuit, the temperature difference between the inlet and outlet of the refrigerant water heat exchanger can be increased, so the same cooling capacity can reduce the amount of circulating water, and the pump power can be reduced, improving energy savings. Can be achieved.
第2の発明は、特に、第1の発明の第2熱交換手段を複数設置し、かつそれぞれを並列に設置したことにより、対流熱伝達を利用する第1熱交換手段による車室内全体の冷暖房、および熱伝導、または、輻射を利用する第2熱交換手段による在席者ごとに局所的な冷暖房を、運転時間帯、在席者の位置、在席者の体感等により使い分けることができる。 In particular, the second invention is provided with a plurality of second heat exchange means of the first invention, and each of them is installed in parallel, so that the entire vehicle interior is cooled and heated by the first heat exchange means utilizing convective heat transfer. The local air conditioning for each occupant by the second heat exchanging means using heat conduction or radiation can be selectively used depending on the driving time zone, the position of the occupant, the sensation of the occupant, and the like.
第3の発明は、特に、第1または第2の発明における第1熱交換手段、第2熱交換手段のそれぞれを流れる水流量を調整する流量調整手段を配設することにより、第1熱交換手段、第2熱交換手段への水流量を個別に調整することができる。 In particular, the third aspect of the invention provides the first heat exchange by disposing flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of water flowing through each of the first heat exchanging means and the second heat exchanging means in the first or second invention. The water flow rate to the means and the second heat exchange means can be adjusted individually.
これにより、輻射、および、熱伝導による暖房・冷房運転において、在席者の有無や要求負荷に応じて水流量を適正に制御することができ、快適性を向上することができる。 Thereby, in the heating / cooling operation by radiation and heat conduction, the water flow rate can be appropriately controlled according to the presence or absence of the occupant and the required load, and the comfort can be improved.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が制限されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not restrict | limited by this embodiment.
(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態における、車両用液体循環システム50を示す。この車両用液体循環システム50は、冷媒を循環させる冷媒回路10と、冷媒回路10を熱源として生成される温水、または冷水を循環させる水回路20と、制御手段である制御装置40とを備えている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a vehicle
冷媒回路10は、冷媒を圧縮する圧縮機1、冷媒の流動方向を切り換える四方弁5、冷媒と水とを熱交換させる冷媒水熱交換器2、高圧冷媒を膨張させる膨張手段である膨張弁3、および、冷媒と空気とを熱交換させる冷媒空気熱交換器4が配管により接続されて構成されている。
The
冷媒回路10には、暖房運転から冷房運転へ、または、暖房運転から除霜運転へ切り換えるための四方弁5が設けられている。
The
なお、冷媒としては、例えば、R410A等の擬似共沸混合冷媒、R407C等の非共沸混合冷媒、または、フロン冷媒系、または、自然冷媒系の単一冷媒等を用いることができる。 As the refrigerant, for example, a pseudo-azeotropic refrigerant mixture such as R410A, a non-azeotropic refrigerant mixture such as R407C, a chlorofluorocarbon refrigerant system, a natural refrigerant system single refrigerant, or the like can be used.
一方、水回路20は、水を搬送する循環手段であるポンプ21、冷媒水熱交換器2、そして、冷媒水熱交換器2にて熱交換された水の熱を放熱するための第1熱交換器22、第2熱交換器23、第3熱交換器24、および、第2熱交換器23への水流量を調整するための流量調整手段としての第1流量調整弁25、第3熱交換器24への水流量を調整するための流量調整手段としての第2流量調整弁26から構成されている。
On the other hand, the
第1熱交換器22は本発明における第1熱交換手段であり、第2熱交換器23、第3熱交換器24は、本発明における第2熱交換手段である。
The
水回路20において、第1熱交換器22は冷媒水熱交換器2に対して直列に設置されている。また、第2熱交換器23、および、第3熱交換器24は、第1熱交換器22の下流側に直列に設置され、第2熱交換器23、第3熱交換器24は、それぞれ並列に接続されている。
In the
また、第1流量調整弁25、第2流量調整弁26は、第2熱交換器23、第3熱交換器24の入口側で、かつ、車室外に設置するものとする。
Moreover, the 1st
第1熱交換器22は送風ダクト27の中に設置され、送風手段である送風機28の送風により対流熱伝達を利用して水から空気へ熱交換が行われる。第1熱交換器22で熱交換された空気は送風ダクト27の吹出口に設置された風量調整ダンパ29を介して車室内へ吹き出される。
The
また、第2熱交換器23は車室内のドア内面パネルに設置され輻射により座席シートへの在席者に温冷熱を伝え、第3熱交換器24は車室内の座席シートの内部に設置され、熱伝導により座席シート、および、座席シートへの在席者に温冷熱を伝える。
The
水回路20に使用する水としては、例えば、市水等のほか、不凍液、ブライン等を用いることができる。
As water used for the
水回路20の第1熱交換器22の入口配管(冷媒水熱交換器2出口から第1熱交換器22入口までの配管)には、第1熱交換器22へ流入する水温を検出するための入口温度センサ30が設置されている。第2熱交換器23の出口配管(第2熱交換器23出口から第2熱交換器23と第3熱交換器24との合流部までの配管)には、第2熱交換器23から流出する水の温度を検出するための第1出口温度センサ31が設置されている。また、第3熱交換器24の出口配管(第3熱交換器24出口から第2熱交換器23と第3熱交換器24との合流部までの配管)には、第3熱交換器24から流出する水の温度を検出するための第2出口温度センサ32が設置されている。
In order to detect the temperature of water flowing into the
制御手段である制御装置40は、入口温度センサ30、第1出口温度センサ31、第2出口温度センサ32、第1流量調整弁25、第2流量調整弁26と信号線で接続されている。制御装置40は、入口温度センサ30、第1出口温度センサ31、第2出口温度センサ32が検出した検出値に基づいて、送風機28の運転有無、第1流量調整弁25、第2流量調整弁26を通過する水流量を制御する。
The
以上のように構成された車両用液体循環システムは、四方弁5を切り換えることで、第1熱交換器22や第2熱交換器23、第3熱交換器24へ温水を搬送する暖房運転と、第1熱交換器22や第2熱交換器23、第3熱交換器24へ冷水を搬送する冷房運転を行うことができる。以下、暖房運転における冷媒、および、水の状態変化を説明する。
The vehicle liquid circulation system configured as described above includes a heating operation in which hot water is conveyed to the
図1の本実施形態の車両用液体循環システム50では、冷媒回路10の加熱運転により生成された温水を、水回路20において各熱交換器へ搬送して車室内の暖房に利用する暖房運転の動作を示している。図1では暖房運転時の冷媒の流れ方向を実線矢印、水の流れ方向を破線矢印で示している。
In the vehicle
まず、冷媒回路10において、圧縮機1から吐出された高圧ガス冷媒は、四方弁5により冷媒水熱交換器2に流入する方向に切り換えられ、凝縮器として作用する冷媒水熱交換器2において冷媒水熱交換器2の水側流路を通過する水と熱交換して水を加熱し、冷媒自身は放熱して液化凝縮し、高圧液冷媒となる。
First, in the
冷媒水熱交換器2から流出した高圧液冷媒は、膨張弁3によって減圧されて膨張し、低圧二相冷媒となり、蒸発器として作用する冷媒空気熱交換器4に流入する。
The high-pressure liquid refrigerant that has flowed out of the refrigerant
冷媒空気熱交換器4に流入した低圧二相冷媒は、ここで蒸発して空気から気化熱を吸熱して過熱冷媒となって冷媒空気熱交換器4を流出し、圧縮機1へ戻る。
The low-pressure two-phase refrigerant that has flowed into the refrigerant air heat exchanger 4 evaporates here, absorbs the heat of vaporization from the air, becomes superheated refrigerant, flows out of the refrigerant air heat exchanger 4, and returns to the
一方、水回路20において、ポンプ21により水回路20を循環する水は、冷媒水熱交換器2の水側流路において、冷媒水熱交換器2の冷媒側流路で凝縮する冷媒と熱交換して温水となる。
On the other hand, in the
その後、第1熱交換器22に温水が流入し、温水から空気へ対流熱伝達で加熱されることにより温風を生成して車室内の暖房を行い、水自身は空気との熱交換によって水温が低下して第1熱交換器22から流出する。
Thereafter, warm water flows into the
そして、車室内のドア内面パネルに設置された第2熱交換器23に流入した場合、在席者の体温より高い温水で加熱されたドア内面パネルから輻射により座席シート在席者に温熱を伝え在席者の暖房快適性を高め、水自身は輻射により座席シート在席者に温熱を伝えることよって水温が低下して第2熱交換器23から流出する。
And when it flows into the
一方、車室内の座席シートの内部に設置された第3熱交換器24に流入した場合、在席者の体温より高い温水が、熱伝導により座席シート、および、座席シート在席者に温熱を伝え在席者の暖房快適性を高め、水自身は座席シートや在席者との熱交換によって水温が低下して第3熱交換器24から流出する。
On the other hand, when flowing into the
そして、第2熱交換器23、第3熱交換器24から流出した水は集合後、冷媒水熱交換器2へ戻る。
And the water which flowed out from the
ここで、水回路20において、暖房運転における各熱交換器を通過した温水の温度の変化は、図2に示すようになる。
Here, in the
図2において、温水は温度t1で第1熱交換器22に流入し、温度t2で流出する。このとき、第1熱交換器22における温水の温度差は、△t(=t1−t2)となる。その後、温水は温度t2で第2熱交換器23、および/または、第3熱交換器24に流入し、温度t3で流出することになる。このとき、第1熱交換器22、第2熱交換器23、および/または、第3熱交換器24において放熱された温水の温度差は、最終的に△t’(=t1−t3)となる。
In FIG. 2, hot water flows into the
すなわち、対流熱伝達による伝熱を行う第1熱交換器22において、温度の高い温水を利用した後に、比較的低温の温水でも十分に温熱感を得られる輻射、または、熱伝導を利用して伝熱を行う第2熱交換器23、および/または、第3熱交換器24で利用することにより、冷媒水熱交換器2への温水の戻り温度を下げることができる。
That is, in the
したがって、冷媒水熱交換器2への温水の戻り温度が低いため、冷媒水熱交換器2の冷媒側流路における冷媒の凝縮圧力を低下させることができる。このため、圧縮機1は、吐出する冷媒の圧力を低くできるために、圧縮機1の消費電力を低減できる。
Therefore, since the return temperature of the warm water to the refrigerant
また、冷媒水熱交換器2の入水温度(図2における戻り温水温度)と出水温度(図2における行き温水温度)との温度差を大きくすることができるため、各熱交換器で、同一の加熱能力を車内に供給する場合に、水流量を低減することが可能となる。このため、ポンプ21の動力を低減でき、省エネルギー性の向上を図ることができる。
In addition, since the temperature difference between the incoming water temperature (return hot water temperature in FIG. 2) and the outgoing water temperature (bound hot water temperature in FIG. 2) of the refrigerant
次に、冷房運転における冷媒、および、水の状態変化を説明する。 Next, the state change of the refrigerant and water in the cooling operation will be described.
図3では、冷媒回路10の冷却運転により生成された冷水を、水回路20において各熱交換器へ搬送して車室内の冷房に利用する冷房運転の動作を示している。図3では冷房運転時の冷媒の流れ方向を実線矢印、水の流れを破線矢印で示している。
FIG. 3 shows the operation of the cooling operation in which the cold water generated by the cooling operation of the
まず、冷媒回路10において、圧縮機1から吐出された高圧ガス冷媒は、四方弁5により冷媒空気熱交換器4に流入する方向に切り換えられ、凝縮器として作用する冷媒空気熱交換器4において空気と熱交換して冷媒自身は放熱して液化凝縮し、高圧液冷媒となる。
First, in the
冷媒空気熱交換器4から流出した高圧液冷媒は、膨張弁3によって減圧されて膨張し、低圧二相冷媒となり、蒸発器として作用する冷媒水熱交換器2に流入する。
The high-pressure liquid refrigerant that has flowed out of the refrigerant air heat exchanger 4 is decompressed and expanded by the expansion valve 3, becomes a low-pressure two-phase refrigerant, and flows into the refrigerant
冷媒水熱交換器2に流入した低圧二相冷媒は、冷媒水熱交換器2の水側流路を通過する水と熱交換して水から気化熱を吸熱して過熱冷媒となって冷媒水熱交換器2を流出し、圧縮機1へ戻る。
The low-pressure two-phase refrigerant that has flowed into the refrigerant
一方、水回路20において、ポンプ21により水回路20を循環する水は、冷媒水熱交換器2の水側流路において、冷媒水熱交換器2の冷媒側流路で蒸発する冷媒と熱交換して冷水となる。
On the other hand, in the
その後、第1熱交換器22に冷水が流入し、冷水から空気へ対流熱伝達で加熱されることにより冷風を生成して車室内の冷房を行い、水自身は空気との熱交換によって水温が上昇して第1熱交換器22から流出する。
Thereafter, cold water flows into the
そして、車室内のドア内面パネルに設置された第2熱交換器23に流入した場合、在席者の体温より低い冷水により冷却されたドア内面パネルから輻射により座席シート在席者に冷熱を伝えることにより在席者の冷房快適性を高め、水自身は輻射により座席シート在席者に冷熱を伝えることよって水温が上昇して第2熱交換器23から流出する。
And when it flows into the
一方、車室内の座席シートの内部に設置された第3熱交換器24に流入した場合、在席者の体温より低い温水が、熱伝導により座席シート、および、座席シート在席者に冷熱を伝えることにより在席者の冷房快適性を高め、水自身は座席シートや在席者との熱交換によって水温が上昇して第3熱交換器24から流出する。
On the other hand, when flowing into the
そして、第2熱交換器23、第3熱交換器24から流出した水は集合後、冷媒水熱交換器2へ戻る。
And the water which flowed out from the
ここで、水回路20において、冷房運転における各熱交換器を通過した冷水の温度の変化は、図4に示すようになる。
Here, in the
図4において、冷水は温度t4で第1熱交換器22に流入し、温度t5で流出する。このとき、第1熱交換手段22における冷水の温度差は、△t(=t5−t4)となる。その後、冷水は温度t5で第2熱交換器23、および/または、第3熱交換器24に流入し、温度t6で流出することになる。このとき、第1熱交換器22、第2熱交換器23、および/または、第3熱交換器24において吸熱された冷水の温度差は、最終的に△t’(=t6−t4)となる。
In FIG. 4, cold water flows into the
すなわち、対流熱伝達による伝熱を行う第1熱交換器22において、温度の低い冷水を利用した後に、比較的高温の冷水でも十分に冷熱感を得られる輻射、または、熱伝導により伝熱を行う第2熱交換器23、および/または、第3熱交換器24で利用することにより、冷媒水熱交換器2への冷水の戻り温度を上げることができる。
That is, in the
したがって、冷媒水熱交換器2への冷水の戻り温度が高いため、冷媒水熱交換器2の冷媒側流路における冷媒の蒸発圧力を上昇させることができる。このため、圧縮機1の冷媒循環量を増加させることができる。これにより、各熱交換器で、同一の冷却能力を車内に供給する場合に、圧縮機1の運転容量(例えば、圧縮機1の回転数)を抑えることができるため、圧縮機1の消費電力を低減することができる。
Therefore, since the return temperature of the cold water to the refrigerant
また、冷媒水熱交換器2の入水温度(図4における戻り冷水温度)と出水温度(図4における行き冷水温度)の温度差を大きくすることができるため、各熱交換器で、同一の冷却能力を車内に供給する場合に、水流量を低減することができる。このため、ポンプ21の動力を低減でき、省エネルギー性の向上を図ることができる。
Further, since the temperature difference between the incoming water temperature (return chilled water temperature in FIG. 4) and outlet water temperature (bound chilled water temperature in FIG. 4) of the refrigerant
以上のように、本発明にかかる車両用液体循環システムは、冷暖房に要するエネルギーを低く抑えることができる。すなわち、省エネルギー性の向上を図ることができるので、水を冷却・加熱し、その水を冷房・暖房に利用する車両用冷暖房装置に特に有用である。 As described above, the vehicle liquid circulation system according to the present invention can keep the energy required for cooling and heating low. That is, since energy saving can be improved, it is particularly useful for a vehicle air conditioner that cools and heats water and uses the water for cooling and heating.
さらに、温水や冷水を循環させて冷暖房を行う冷温水循環型暖房冷房装置においても同様の熱交換器の接続構成によって同様の省エネルギー性の向上を図ることができる。 Furthermore, in the cold / hot water circulation type heating / cooling apparatus that circulates hot water or cold water to perform air conditioning, the same energy-saving improvement can be achieved by the same heat exchanger connection configuration.
1 圧縮機
2 冷媒水熱交換器
3 膨張弁(膨張手段)
4 冷媒空気熱交換器
10 冷媒回路
20 水回路
21 ポンプ(循環手段)
22 第1熱交換器(第1熱交換手段)
23 第2熱交換器(第2熱交換手段)
24 第3熱交換器(第2熱交換手段)
25 第1流量調整弁(流量調整手段)
26 第2流量調整弁(流量調整手段)
28 送風機(送風手段)
40 制御装置(制御手段)
50 車両用液体循環システム
DESCRIPTION OF
4 Refrigerant
22 1st heat exchanger (1st heat exchange means)
23 Second heat exchanger (second heat exchange means)
24 3rd heat exchanger (2nd heat exchange means)
25 1st flow regulating valve (flow regulating means)
26 Second flow rate adjusting valve (flow rate adjusting means)
28 Blower (Blower means)
40 Control device (control means)
50 Liquid circulation system for vehicles
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