JP2014019213A - 車両用空調装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両用空調装置10は、空調用冷媒回路12、電池用冷媒回路14、両冷媒回路12,14の間で熱交換を行う第1熱交換器16を備える。空調用冷媒回路12は、冷媒を圧縮する圧縮機24と、車室内を暖房するヒータコア26と、車室内を冷房する蒸発器34とを備える。空調用冷媒回路12に、ヒータコア26をバイパスしかつ第1熱交換器16を経由する電池用暖機流路46を設ける。車室内の暖房時でかつ電池18の暖機時に、冷媒をヒータコア26と第1熱交換器16とに分配して並列的に流す。
【選択図】図1
Description
請求項1に記載された車両用空調装置によると、車両走行用の電力を供給する電池を備えた車両に搭載される車両用空調装置であって、空調用の冷媒が循環する空調用冷媒回路、電池用の冷媒が循環する電池用冷媒回路、空調用冷媒回路と電池用冷媒回路との間で熱交換を行う熱交換器を備え、空調用冷媒回路は、冷媒を圧縮する圧縮機と、車室内の暖房時において圧縮機によって温度が上昇した冷媒の熱で車室内を暖房するヒータコアと、車室内の冷房時において冷媒の蒸発作用により車室内を冷房する蒸発器とを備え、空調用冷媒回路に、ヒータコアをバイパスしかつ熱交換器を経由する電池用暖機流路を設け、車室内の暖房時でかつ電池の暖機時に、冷媒をヒータコアと熱交換器とに分配して並列的に流すように構成したものである。この構成によると、車室内の暖房時には、圧縮機によって温度が上昇した冷媒をヒータコアに流すことにより、その冷媒の熱で車室内の暖房を行うことができる。また、車室内の冷房時には、圧縮機から吐出された冷媒を蒸発器に流すことにより、その冷媒の蒸発作用によって車室内の冷房を行うことができる。また、車室内の暖房時でかつ電池の暖機時には、車室内の暖房時において圧縮機によって温度が上昇した冷媒を、電池用暖機流路に流して熱交換器を経由させる。熱交換器において、空調用冷媒回路の電池用暖機流路と電池用冷媒回路との間で熱交換が行われることにより、電池用冷媒回路の冷媒の温度が上昇されるので、その冷媒の熱で電池の暖機を行うことができる。ところで、圧縮機によって温度が上昇した冷媒をヒータコアと熱交換器とに分配して並列的に流すことによって、車室内の暖房能力の低下を抑制するとともに電池の暖機能力を向上することができる。
図1に示すように、車両用空調装置10は、空調用の冷媒が循環する空調用冷媒回路12と、電池用の冷媒が循環する電池用冷媒回路14と、両冷媒回路12,14の間で熱交換を行う熱交換器16とを備えている。電池用冷媒回路14は、熱交換器(「第1熱交換器」という)16及び二次電池(「電池」という)18を順次経由する循環流路であり、電池用の冷媒を循環させる循環ポンプ20を備えている。
第1切替弁40がヒータコア26側(詳しくは流量調整弁48側)の主流路22を開くとともに、流量調整弁48が該切替弁40よりも下流側(ヒータコア26側)の主流路22を100%の弁開度で開く。また、第2切替弁44が第2バイパス流路42を開くとともに、第3切替弁52が該切替弁52よりも下流側(圧縮機24側)の主流路22を開く。これにより、車室内の暖房用循環流路(図2中、太線経路参照)が構成される。なお、電池用冷媒回路14の循環ポンプ20は停止している。また、第4切替弁54は下流側の流路部50bを閉じている。
第1切替弁40が第1バイパス流路38を開き、第2切替弁44が該切替弁44よりも下流側(第2熱交換器56側)の主流路22を開くとともに、第3切替弁52が該切替弁52よりも下流側(圧縮機24側)の主流路22を開く。これにより、車室内の冷房用循環流路(図3中、太線経路参照)が構成される。なお、電池用冷媒回路14の循環ポンプ20は停止している。また、第4切替弁54は電池用冷却流路50の下流側の流路部50bを閉じている。
前記「(1)車室内の暖房時(図2参照)」において、流量調整弁48が、冷媒をヒータコア26側の主流路22と電池用暖機流路46とに分配するように調整される。また、第4切替弁54が該切替弁54よりも下流側(第1膨張弁28側)の電池用暖機流路46を開く。また、電池用冷媒回路14の循環ポンプ20の作動により冷媒が電池用冷媒回路14を循環する。なお、車室内の暖房用循環流路(図2中、太線経路参照)における各装置の作動は、前記と同様であるから重複する説明を省略する。また、図4中、太線は冷媒の流れる経路を示す。
前記「(1)車室内の暖房時(図2参照)」において、第3切替弁52が電池用冷却流路50の上流側の流路部50aを開くとともに、第4切替弁54が下流側の流路部50bを開く。また、電池用冷媒回路14の循環ポンプ20の作動により冷媒が電池用冷媒回路14を循環する。なお、車室内の暖房用循環流路(図2中、太線経路参照)における各装置の作動は、前記と同様であるから重複する説明を省略する。また、図5中、太線は冷媒の流れる経路を示す。
前記「(2)車室内の冷房時(図3参照)」において、第3切替弁52が電池用冷却流路50の上流側の流路部50aを開くとともに、第4切替弁54が下流側の流路部50bを開く。また、電池用冷媒回路14の循環ポンプ20の作動により冷媒が電池用冷媒回路14を循環する。なお、車室内の冷房用循環流路(図3中、太線経路参照)における各装置の作動は、前記と同様であるから重複する説明を省略する。また、図6中、太線は冷媒の流れる経路を示す。
12…空調用冷媒回路
14…電池用冷媒回路
16…第1熱交換器(熱交換器)
18…電池
20…循環ポンプ
22…主流路
24…圧縮機
26…ヒータコア
28…第1膨張弁
30…凝縮器
32…第2膨張弁
34…蒸発器
36…気液分離器
38…第1バイパス流路
40…第1切替弁
42…第2バイパス流路
44…第2切替弁
46…電池用暖機流路
50…電池用冷却流路
56…第2熱交換器(内部熱交換器)
65…潜熱蓄熱装置
66…容器
Claims (5)
- 車両走行用の電力を供給する電池を備えた車両に搭載される車両用空調装置であって、
空調用の冷媒が循環する空調用冷媒回路、電池用の冷媒が循環する電池用冷媒回路、空調用冷媒回路と電池用冷媒回路との間で熱交換を行う熱交換器を備え、
前記空調用冷媒回路は、冷媒を圧縮する圧縮機と、車室内の暖房時において圧縮機によって温度が上昇した冷媒の熱で車室内を暖房するヒータコアと、車室内の冷房時において冷媒の蒸発作用により車室内を冷房する蒸発器とを備え、
前記空調用冷媒回路に、前記ヒータコアをバイパスしかつ前記熱交換器を経由する電池用暖機流路を設け、
車室内の暖房時でかつ電池の暖機時に、冷媒を前記ヒータコアと前記熱交換器とに分配して並列的に流すように構成した
ことを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項1に記載の車両用空調装置であって、
前記空調用冷媒回路は、前記圧縮機、前記ヒータコア及び前記蒸発器が順次直列に接続された主流路を備え、
前記主流路のヒータコアと蒸発器との間に、冷媒を膨張させる第1膨張弁、冷媒を放熱させて凝縮させる凝縮器、及び、冷媒を膨張させる第2膨張弁が順次直列に配置され、
前記主流路の蒸発器と圧縮機との間に、冷媒を気液分離する気液分離器が配置され、
前記主流路には、前記ヒータコア及び前記第1膨張弁をバイパスする第1バイパス流路を設けるとともに、そのヒータコア側の主流路と第1バイパス流路とを選択的に開閉する第1切替弁を設け、
前記主流路には、前記第2膨張弁及び前記蒸発器をバイパスする第2バイパス流路を設けるとともに、その第2膨張弁側の主流路と第2バイパス流路とを選択的に開閉する第2切替弁を設け、
車室内の暖房時に、前記第1切替弁が前記第1バイパス流路を閉じるとともに前記第2切替弁が第2バイパス流路を開く構成とし、
車室内の冷房時に、前記第1切替弁が前記第1バイパス流路を開くとともに前記第2切替弁が前記第2バイパス流路を閉じる構成とした
ことを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項2に記載の車両用空調装置であって、
前記空調用冷媒回路の主流路の気液分離器と圧縮機との間に、前記熱交換器を経由する電池用冷却流路を設け、
前記電池の冷却時に、前記気液分離器から流出された冷媒を電池用冷却流路を介して前記圧縮機に吸入させる構成とした
ことを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項3に記載の車両用空調装置であって、
前記空調用冷媒回路の主流路の第2切替弁と第2膨張弁との間の流路部と、前記電池用冷却流路の熱交換器よりも上流側の流路部との間に、両者間で熱交換を行う内部熱交換器を設けたことを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項1〜4のいずれか1つに記載の車両用空調装置であって、
前記電池に、相変化により発熱する潜熱蓄熱材を容器内に封入してなる潜熱蓄熱装置を備えたことを特徴とする車両用空調装置。
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