JP2020121633A - 車両用空気調和装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】車室内に供給する空気を加熱する専用のヒータを必要とすることなく、暖房時における不足する熱量を付加することのできる車両用空気調和装置を提供する。【解決手段】熱媒体回路３０には、熱媒体熱交換器２３と熱媒体放熱器１６とが互いに並列に接続され、熱媒体回路３０は、電動モータＭから放出される熱を吸収した熱媒体が流通する流路が、熱媒体熱交換器２３側または熱媒体放熱器１６側に切り替えられる。これにより、車室内の暖房時に不足する熱量を電動モータＭから放出される熱によって補填することができるので、車室内に供給する空気を加熱する専用のヒータが不要となり、製造コストの低減を図ることが可能となる。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、電気自動車やハイブリッド車等、走行用の電動モータを備えた車両に適用される車両用空気調和装置に関するものである。
従来、この種の車両用空気調和装置では、圧縮機、室内熱交換器、室外熱交換器及び膨張弁を有する冷媒回路を備え、室内熱交換器において冷媒と熱交換した空気を車室内に供給することによって車室内の冷房、暖房、除湿等を行っている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１８−６３０５５号公報
前記車両用空気調和装置では、冬期等の車室外の温度が低温となる環境下において、車室内の暖房を行っている場合に、室内熱交換器における冷媒の放熱量が不足し、暖房能力が不足する場合がある。このため、前記車両用空気調和装置では、車室内に供給する空気が流通する空気流通路に電熱ヒータを設け、不足する熱量を電熱ヒータによって補うことによって車室内を目標の温度まで加熱するようになっている。
本発明の目的とするところは、車室内に供給する空気を加熱する専用のヒータを必要とすることなく、暖房時における不足する熱量を付加することのできる車両用空気調和装置を提供することにある。
本発明の車両用空気調和装置は、前記目的を達成するために、圧縮機、室内熱交換器、室外熱交換器及び膨張弁を有する冷媒回路を備え、室内熱交換器において車室内に供給する空気と冷媒とを熱交換する車両用空気調和装置であって、車両に設けられた電動モータが接続され、電動モータから放出される熱を吸収する熱媒体が流通する熱媒体回路と、冷媒回路を流通する冷媒と熱媒体回路を流通する熱媒体とを熱交換することによって、熱媒体を放熱させて冷媒に吸熱させる熱媒体熱交換器と、熱媒体回路を流通する熱媒体と車室内に供給する空気とを熱交換することによって、熱媒体を放熱させて空気を加熱する熱媒体放熱器と、を備え、熱媒体回路には、熱媒体熱交換器と熱媒体放熱器とが互いに並列に接続され、熱媒体回路は、電動モータから放出される熱を吸収した熱媒体が流通する流路を、熱媒体熱交換器側または熱媒体放熱器側に切り替える流路切替部を有している。
これにより、電動モータから放出される熱が、冷媒回路を流通する冷媒または車室内に供給する空気に放出されることから、車室内の暖房時に不足する熱量が電動モータから放出される熱によって補填される。
本発明の車両用空気調和装置によれば、車室内の暖房時に不足する熱量を電動モータから放出される熱によって補填することができるので、車室内に供給する空気を加熱する専用のヒータが不要となり、製造コストの低減を図ることが可能となる。
本発明の一実施形態を示す車両用空気調和装置の概略構成図である。 排熱吸収運転を示す車両用空気調和装置の概略構成図である。 排熱吸収・バッテリ加熱運転を示す車両用空気調和装置の概略構成図である。 排熱排出・バッテリ冷却運転を示す車両用空気調和装置の概略構成図である。 排熱暖房運転を示す車両用空気調和装置の概略構成図である。
図１乃至図５は、本発明の一実施形態を示すものである。
本発明の車両用空気調和装置１は、例えば電気自動車やハイブリッド車等、電動モータの駆動力によって走行可能な車両に適用されるものである。
車両は、走行用の電動モータＭと、電動モータＭに電力を供給するための構成機器としての走行用のバッテリＢと、を有している。電動モータＭ及びバッテリＢは、使用によって熱を放出するものである。また、バッテリＢは、所定の性能を発揮するために、所定の温度帯での使用が要求される。このため、バッテリＢは、外気の温度や使用状態に応じて冷却したり加熱したりする必要が生じる場合がある。バッテリＢは、例えば１０℃〜３０℃の範囲での使用が望ましい。
この車両用空気調和装置１は、図１に示すように、車両の車室内に設けられる空調ユニット１０と、車室内および車室外にわたって設けられる冷媒回路２０と、電動モータＭ及びバッテリＢから放出された熱を吸収する熱媒体を流通させるための熱媒体回路３０と、を備えている。
空調ユニット１０は、車室内に供給する空気を流通させるための空気流通路１１を有している。空気流通路１１の一端側には、車室外の空気を空気流通路１１に流入させるための外気吸入口１１ａと、車室内の空気を空気流通路１１に流入させるための内気吸入口１１ｂと、が設けられている。また、空気流通路１１の他端側には、空気流通路１１を流通した空気を、搭乗者の足元に向かって吹き出させる図示しないフット吹出口、搭乗者の上半身に向かって吹き出させる図示しないベント吹出口、及び、車両のフロントガラスの車室内側の面に向かって吹き出させる図示しないデフ吹出口、が設けられている。
空気流通路１１の一端側には、外気吸入口１１ａ及び内気吸入口１１ｂの一方を開放して他方を閉鎖することが可能な吸入口切替ダンパ１３が設けられている。吸入口切替ダンパ１３は、内気吸入口１１ｂを閉鎖して外気吸入口１１ａを開放する外気供給モードと、外気吸入口１１ａを閉鎖して内気吸入口１１ｂを開放する内気循環モードと、外気吸入口１１ａと内気吸入口１１ｂとの間に位置させることで外気吸入口１１ａと内気吸入口１１ｂとをそれぞれ開放する内外気吸入モードと、を切り替えることが可能である。
空気流通路１１内の一端側には、空気流通路１１の一端側から他端側に向かって空気を流通させるためのシロッコファン等の室内送風機１２が設けられている。
空気流通路１１における室内送風機１２の空気流通方向下流側には、空気流通路１１を流通する空気を冷却及び除湿するための室内熱交換器としての吸熱器１４が設けられている。また、空気流通路１１における吸熱器１４の空気流通方向下流側には、空気流通路１１を流通する空気を加熱するための室内熱交換器としての放熱器１５が設けられている。
放熱器１５は、空気流通路１１の直交方向一方側に配置され、空気流通路１１の直交方向他方側には、放熱器１５を迂回する放熱器バイパス流通路１１ｃが形成される。空気流通路１１の直交方向一方側において、吸熱器１４と放熱器１５と間には、熱媒体回路３０を流通する熱媒体と空気とを熱交換するによって車室内に供給する空気を加熱するための熱媒体放熱器１６が設けられている。
空気流通路１１における吸熱器１４と熱媒体放熱器１６との間には、吸熱器１４を通過した空気のうち、放熱器１５及び熱媒体放熱器１６によって加熱される空気の割合を調整するためのエアミックスダンパ１７が設けられている。エアミックスダンパ１７は、熱媒体放熱器１６及び放熱器バイパス流通路１１ｃの空気流通方向上流側において、放熱器バイパス流通路１１ｃ及び熱媒体放熱器１６の一方の空気流通方向上流側を閉鎖して他方を開放したり、放熱器バイパス流通路１１ｃ及び熱媒体放熱器１６の両方を開放し、熱媒体放熱器１６の空気流通方向上流側の開度を調整したりする。エアミックスダンパ１７は、空気流通路１１における熱媒体放熱器１６の空気流通方向上流側を閉鎖して放熱器バイパス流通路１１ｃを開放した状態で開度が０％となり、空気流通路１１における熱媒体放熱器１６の空気流通方向上流側を開放し、放熱器バイパス流通路１１ｃを閉鎖した状態で開度が１００％となる。
冷媒回路２０は、前記吸熱器１４、前記放熱器１５、冷媒を圧縮するための圧縮機２１、冷媒と車室外の空気とを熱交換するための室外熱交換器２２、冷媒回路２０を流通する冷媒と熱媒体回路３０を流通する熱媒体とを熱交換するための熱媒体熱交換器２３、全閉と全開との間で弁開度の調整が可能な第１乃至第３膨張弁２４ａ，２４ｂ，２４ｃ、冷媒の流路を開閉するための第１及び第２電磁弁２５ａ，２５ｂ、冷媒の流路における冷媒の流通方向を規制するための第１及び第２逆止弁２６ａ，２６ｂ、気体の冷媒と液体の冷媒を分離して液体の冷媒が圧縮機２１に吸入されることを防止するためのアキュムレータ２７を有し、これらは例えばアルミニウム管や銅管によって接続されている。冷媒回路２０を流通する冷媒としては、例えば、Ｒ−１３４ａ等が用いられる。
具体的に説明すると、圧縮機２１の冷媒吐出側には、放熱器１５の冷媒流入側を接続することにより、冷媒流通路２０ａが形成されている。放熱器１５の冷媒流出側には、室外熱交換器２２の冷媒流入側を接続することにより、冷媒流通路２０ｂが形成されている。冷媒流通路２０ｂには、第１膨張弁２４ａが設けられている。室外熱交換器２２の冷媒流出側には、吸熱器１４の冷媒流入側を接続することにより、冷媒流通路２０ｃが形成されている。冷媒流通路２０ｃには、室外熱交換器２２側から順に、第１逆止弁２６ａ、第２膨張弁２４ｂが設けられている。吸熱器１４の冷媒流出側には、圧縮機２１の冷媒吸入側を接続することにより、冷媒流通路２０ｄが形成されている。冷媒流通路２０ｄには、吸熱器１４側から順に、第２逆止弁２６ｂ、アキュムレータ２７が設けられている。また、冷媒流通路２０ｂにおける放熱器１５と第１膨張弁２４ａとの間には、室外熱交換器２２を迂回し、冷媒流通路２０ｃにおける第１逆止弁２６ａと第２膨張弁２４ｂとの間を接続することにより、冷媒流通路２０ｅが形成されている。冷媒流通路２０ｅには、第１電磁弁２５ａが設けられている。冷媒流通路２０ｃにおける室外熱交換器２２と第１逆止弁２６ａとの間には、冷媒流通路２０ｄにおける吸熱器１４と第２逆止弁２６ｂとの間を接続することにより、冷媒流通路２０ｆが形成されている。冷媒流通路２０ｆには、第２電磁弁２５ｂが設けられている。さらに、冷媒流通路２０ｃにおける第１逆止弁２６ａと第２膨張弁２４ｂとの間には、熱媒体熱交換器２３の冷媒流入側を接続することにより、冷媒流通路２０ｇが形成されている。冷媒流通路２０ｇには、第３膨張弁２４ｃが設けられている。熱媒体熱交換器２３の冷媒流出側には、冷媒流通路２０ｄにおける第２逆止弁２６ｂとアキュムレータ２７との間を接続することにより、冷媒流通路２０ｈが形成されている。
また、室外熱交換器２２は、フィンとチューブとからなる熱交換器であり、エンジンルーム等の車室外において、冷媒と熱交換する空気の流通方向が車両の前後方向に向むくように配置されている。室外熱交換器２２の近傍には、車両の停止時に車室外の空気を前後方向に流通させるための室外送風機２２ａが設けられている。
熱媒体回路３０は、図１に示すように、前記熱媒体放熱器１６、前記熱媒体熱交換器２３、熱媒体を圧送するための第１及び第２熱媒体ポンプ３１ａ，３１ｂ、熱媒体回路３０を流通する熱媒体と車室外の空気とを熱交換するためのラジエータ３２、流路切替部としての第１乃至第４熱媒体三方弁３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ、車両走行用のバッテリＢ、車両走行用の電動モータＭ、を有し、これらは例えばアルミニウム管や銅管によって接続されている。熱媒体回路３０を流通する熱媒体としては、例えば、エチレングリコール等の不凍液が用いられる。
具体的に説明すると、第１熱媒体ポンプ３１ａの熱媒体吐出側には、電動モータＭの熱媒体流入側を接続することにより、熱媒体流通路３０ａが形成されている。電動モータＭ熱媒体流出側には、第１熱媒体三方弁３３ａの熱媒体流入口を接続することにより、熱媒体流通路３０ｂが形成されている。第１熱媒体三方弁３３ａの二つの熱媒体流出口のうちの一方には、第２熱媒体三方弁３３ｂの熱媒体流入口を接続することにより、熱媒体流通路３０ｃが形成されている。第２熱媒体三方弁３３ｂの二つの熱媒体流出口のうちの一方には、熱媒体熱交換器２３の熱媒体流入側を接続することにより、熱媒体流通路３０ｄが形成されている。熱媒体熱交換器２３の熱媒体流出側には、第３熱媒体三方弁３３ｃの熱媒体流入口を接続することにより熱媒体流通路３０ｅが形成されている。第３熱媒体三方弁３３ｃの二つの熱媒体流出口のうちの一方には、第１熱媒体ポンプ３１ａの熱媒体吸入側を接続することにより、熱媒体流通路３０ｆが形成されている。また、第１熱媒体三方弁３３ａの他方の熱媒体流出口には、第４熱媒体三方弁３３ｄの熱媒体流入口を接続することにより、熱媒体流通路３０ｇが形成されている。第４熱媒体三方弁３３ｄの二つの熱媒体流出口のうちの一方には、熱媒体放熱器１６の熱媒体流入側を接続することにより、熱媒体流通路３０ｈが形成されている。熱媒体放熱器１６の熱媒体流出側には、熱媒体流通路３０ｆを接続することにより、熱媒体流通路３０ｉが形成されている。また、第２熱媒体三方弁３３ｂの他方の熱媒体流出口には、バッテリＢの熱媒体流入側を接続することにより、熱媒体流通路３０ｊが形成されている。バッテリＢの熱媒体流出側には、熱媒体流通路３０ｄを接続することにより、熱媒体流通路３０ｋが形成されている。また、第３熱媒体三方弁３３ｃの他方の熱媒体流出口には、第２熱媒体ポンプ３１ｂの熱媒体吸入側を接続することにより、熱媒体流通路３０ｌが形成されている。第２熱媒体ポンプ３１ｂの熱媒体吐出側には、熱媒体流通路３０ｃを接続することにより、熱媒体流通路３０ｍが形成されている。また、第４熱媒体三方弁３３ｄの他方の熱媒体流出口には、ラジエータ３２の熱媒体流入側を接続することにより、熱媒体流通路３０ｎが形成されている。ラジエータ３２の熱媒体流出側には、熱媒体流通路３０ｉを接続することにより、熱媒体流通路３０ｏが形成されている。第１熱媒体三方弁３３ａは、熱媒体流通路３０ｂが連通する先を熱媒体流通路３０ｃ側または熱媒体流通路３０ｇ側に切り替える。第２熱媒体三方弁３３ｂは、熱媒体流通路３０ｃが連通する先を熱媒体流通路３０ｄ側または熱媒体流通路３０ｊ側に切り替える。第３熱媒体三方弁３３ｃは、熱媒体流通路３０ｅが連通する先を熱媒体流通路３０ｆ側または熱媒体流通路３０ｌ側に切り替える。第４熱媒体三方弁３３ｄは、熱媒体流通路３０ｇが連通する先を熱媒体流通路３０ｈ側または熱媒体流通路３０ｎ側に切り替える。
ラジエータ３２は、フィンとチューブとからなる熱交換器であり、室外熱交換器２２に対して空気流通方向に隣接した位置に設けられている。
電動モータＭは、作用する負荷の大きさに応じて発熱量が変化する。電動モータＭは、作用する負荷の大きさを変化させることが可能であり、駆動によって発生する発熱量を調整することができるようになっている。
以上のように構成された車両用空気調和装置１では、空調ユニット１０及び冷媒回路２０を用いて車室内の空気の温度及び湿度を調節する。
例えば、車室内の温度を低下させる冷房運転では、空調ユニット１０において、室内送風機１２を駆動させるとともに、エアミックスダンパ１７の開度を０％に設定する。また、冷媒回路２０において、第１膨張弁２４ａを全開、第２膨張弁２４ｂを所定の弁開度、第１電磁弁２５ａを閉鎖、第２電磁弁２５ｂを閉鎖した状態で圧縮機２１を駆動させる。
これにより、圧縮機２１から吐出された冷媒は、図１の冷媒回路２０における実線の矢印で示すように、放熱器１５、室外熱交換器２２、第２膨張弁２４ｂ、吸熱器１４の順に流通して圧縮機２１に吸入される。
冷媒回路２０を流通する冷媒は、エアミックスダンパ１７の開度が０％であるため放熱器１５において放熱することなく、室外熱交換器２２において放熱し、吸熱器１４において吸熱する。
空気流通路１１を流通する空気は、吸熱器１４において吸熱する冷媒と熱交換することによって冷却されて車室内に吹き出される。
また、例えば、車室内の温度及び湿度を低下させる除湿冷房運転では、冷房運転時における冷媒回路２０の冷媒の流路において、空調ユニット１０のエアミックスダンパ１７の開度を０％よりも大きい開度に設定する。
これにより、冷媒回路２０を流通する冷媒は、放熱器１５及び室外熱交換器２２において放熱し、吸熱器１４において吸熱する。
空気流通路１１を流通する空気は、吸熱器１４において吸熱する冷媒と熱交換することによって除湿されるとともに冷却され、放熱器１５において目標吹出温度まで加熱されて車室内に吹き出される。
また、例えば、車室内の温度を上昇させる暖房運転では、空調ユニット１０において、室内送風機１２を駆動させるとともに、エアミックスダンパ１７を０％よりも大きい開度に設定する。また、冷媒回路２０において、第１膨張弁２４ａを全開よりも小さい所定の弁開度、第２膨張弁２４ｂを全閉、第１電磁弁２５ａを閉鎖、第２電磁弁２５ｂを開放した状態で、圧縮機２１を駆動させる。
これにより、圧縮機２１から吐出された冷媒は、図１の破線の矢印で示すように、放熱器１５、第１膨張弁２４ａ、室外熱交換器２２の順に流通して圧縮機２１に吸入される。
冷媒回路２０を流通する冷媒は、放熱器１５において放熱し、室外熱交換器２２において吸熱する。
空調ユニット１０の空気流通路１１を流通する空気は、吸熱器１４において冷媒と熱交換することなく、放熱器１５において放熱する冷媒と熱交換することによって加熱されて車室内に吹き出される。
また、車両用空気調和装置１では、例えば暖房運転時において車室外の空気が低温の場合に、室外熱交換器２２からの吸熱量が不足し、暖房能力が不足する場合がある。そこで、車両用空気調和装置１では、空調ユニット１０及び冷媒回路２０を用いて車室内の温度及び湿度を調節している状態において、電動モータＭから放出される熱を冷媒回路２０において吸収するための排熱吸収運転を行う。
排熱吸収運転では、冷媒回路２０において、第１電磁弁２５ａを開放、第３膨張弁２４ｃを所定の弁開度とする。また、排熱吸収運転では、熱媒体回路３０において、第１熱媒体三方弁３３ａの流路を熱媒体流通路３０ｃ側に連通させ、第２熱媒体三方弁３３ｂの流路を熱媒体流通路３０ｄ側に連通させ、第３熱媒体三方弁３３ｃの流路を熱媒体流通路３０ｆに連通させ、第２熱媒体ポンプ３１ｂを停止した状態で、第１熱媒体ポンプ３１ａを駆動させる。このとき、電動モータＭは、必要な熱量を発生するように駆動させる。
これにより、冷媒回路２０において、放熱器１５から流出した冷媒の一部は、図２に示すように、第３膨張弁２４ｃを通過して減圧され、熱媒体熱交換器２３において熱媒体回路３０を流通する熱媒体と熱交換することによって吸熱し、アキュムレータ２７を通過して圧縮機２１に吸入される。
また、熱媒体回路３０において、第１熱媒体ポンプ３１ａから吐出された熱媒体は、図２に示すように、電動モータＭ、熱媒体熱交換器２３の順に流通して第１熱媒体ポンプ３１ａに吸入される。第１熱媒体ポンプ３１ａから吐出されて熱媒体回路３０を流通する熱媒体は、電動モータＭから放出された熱によって加熱され、熱媒体熱交換器２３において冷媒と熱交換することによって放熱する。
電動モータＭは、熱媒体熱交換器２３を介して冷媒と熱交換した熱媒体によって冷却される。
また、車両用空気調和装置１では、例えば暖房運転時に、電動モータＭから放出される熱を冷媒回路２０において吸収すると同時に、バッテリＢを加熱する排熱吸収・バッテリ加熱運転を行う。
排熱吸収・バッテリ加熱運転では、暖房運転を行う冷媒回路２０において、第１電磁弁２５ａを開放、第３膨張弁２４ｃを所定の弁開度とする。また、排熱吸収・バッテリ加熱運転では、熱媒体回路３０において、第１熱媒体三方弁３３ａの流路を熱媒体流通路３０ｃ側に連通させ、第２熱媒体三方弁３３ｂの流路を熱媒体流通路３０ｊ側に連通させ、第３熱媒体三方弁３３ｃの流路を熱媒体流通路３０ｆ側に連通させ、第２熱媒体ポンプ３１ｂを停止した状態で、第１熱媒体ポンプ３１ａを駆動させる。このとき、電動モータＭは、必要な熱量を発生するように駆動させる。
これにより、冷媒回路２０において、放熱器１５から流出した冷媒の一部は、図３に示すように、第３膨張弁２４ｃを通過して減圧され、熱媒体熱交換器２３において熱媒体回路３０を流通する熱媒体と熱交換することによって吸熱し、アキュムレータ２７を通過して圧縮機２１に吸入される。
また、熱媒体回路３０において、第１熱媒体ポンプ３１ａから吐出された熱媒体は、図３に示すように、電動モータＭ、バッテリＢ、熱媒体熱交換器２３の順に流通して第１熱媒体ポンプ３１ａに吸入される。第１熱媒体ポンプ３１ａから吐出されて熱媒体回路３０を流通する熱媒体は、電動モータＭから放出された熱によって加熱され、バッテリＢを加熱することによって放熱するとともに、熱媒体熱交換器２３において冷媒と熱交換することによって放熱する。
電動モータＭは、熱媒体熱交換器２３を介して冷媒と熱交換した熱媒体によって冷却される。
また、車両用空気調和装置１では、例えば冷房運転時に、電動モータＭから放出される熱を車室外に排出するとともに、バッテリＢを冷却する排熱排出・バッテリ冷却運転を行う。
排熱排出・バッテリ冷却運転では、冷房運転を行う冷媒回路２０において、第３膨張弁２４ｃを所定の弁開度とする。また、排熱排出・バッテリ冷却運転では、熱媒体回路３０において、第１熱媒体三方弁３３ａの流路を熱媒体流通路３０ｇ側に連通させ、第２熱媒体三方弁３３ｂの流路を熱媒体流通路３０ｊ側に連通させ、第３熱媒体三方弁３３ｃの流路を熱媒体流通路３０ｌ側に連通させ、第４熱媒体三方弁３３ｄの流路を熱媒体流通路３０ｎ側に連通させ、第１及び第２熱媒体ポンプ３１ａ，３１ｂを駆動させる。
これにより、冷媒回路２０において、放熱器１５から流出した冷媒の一部は、図４に示すように、第３膨張弁２４ｃを通過して減圧され、熱媒体熱交換器２３において熱媒体回路３０を流通する熱媒体と熱交換することによって吸熱し、アキュムレータ２７を通過して圧縮機２１に吸入される。
また、熱媒体回路３０において、第１熱媒体ポンプ３１ａから吐出された熱媒体は、図４に示すように、電動モータＭ、ラジエータ３２の順に流通して第１熱媒体ポンプ３１ａに吸入される。第１熱媒体ポンプ３１ａから吐出されて熱媒体回路３０を流通する熱媒体は、電動モータＭから放出された熱によって加熱され、ラジエータ３２において車室外の空気と熱交換することによって放熱する。
また、熱媒体回路３０において、第２熱媒体ポンプ３１ｂから吐出された熱媒体は、図４に示すように、バッテリＢ、熱媒体熱交換器２３の順に流通して第２熱媒体ポンプ３１ｂに吸入される。第２熱媒体ポンプ３１ｂから吐出されて熱媒体回路３０を流通する熱媒体は、バッテリＢを冷却することによって吸熱するとともに、熱媒体熱交換器２３において冷媒と熱交換することによって放熱する。
電動モータＭは、ラジエータ３２を介して車室外の空気と熱交換した熱媒体によって冷却される。
バッテリＢは、熱媒体熱交換器２３において放熱した熱媒体によって冷却される。
さらに、車両用空気調和装置１では、例えば、暖房能力が不足する場合や、故障等によって圧縮機の駆動が停止している状態で、電動モータＭから放出される熱を利用して車室内に供給する空気を加熱する排熱暖房運転を行う。
排熱暖房運転では、空調ユニット１０において室内送風機１２を駆動させるとともに、エアミックスダンパ１７を０％よりも大きい開度に設定する。また、冷媒回路２０では、暖房運転を行っていてもよいし、圧縮機２１を停止していてもよい。さらに、熱媒体回路３０では、第１熱媒体三方弁３３ａの流路を熱媒体流通路３０ｇ側に連通させ、第４熱媒体三方弁３３ｄの流路を熱媒体流通路３０ｈ側に連通させ、第２熱媒体ポンプ３１ｂを停止した状態で、第１熱媒体ポンプ３１ａを駆動させる。このとき、電動モータＭは、必要な熱量を発生するように駆動させる。
これにより、熱媒体回路３０において、第１熱媒体ポンプ３１ａから吐出された熱媒体は、図５に示すように、電動モータＭ、熱媒体放熱器１６の順に流通して第１熱媒体ポンプ３１ａに吸入される。第１熱媒体ポンプ３１ａから吐出されて熱媒体回路３０を流通する熱媒体は、電動モータＭから放出された熱によって加熱され、熱媒体放熱器１６において空気流通路１１を流通する空気と熱交換することによって放熱する。
また、空調ユニット１０において、空気流通路１１を流通する空気は、熱媒体放熱器１６において熱媒体と熱交換することによって加熱されて車室内に供給される。
電動モータＭは、熱媒体放熱器１６を介して車室内に供給する空気と熱交換した熱媒体によって冷却される。
このように、本実施形態の車両用空気調和装置によれば、熱媒体回路３０には、熱媒体熱交換器２３と熱媒体放熱器１６とが互いに並列に接続され、熱媒体回路３０は、電動モータＭから放出される熱を吸収した熱媒体が流通する流路が、熱媒体熱交換器２３側または熱媒体放熱器１６側に切り替えられる。
これにより、車室内の暖房時に不足する熱量を電動モータＭから放出される熱によって補填することができるので、車室内に供給する空気を加熱する専用のヒータが不要となり、製造コストの低減を図ることが可能となる。
また、熱媒体回路３０には、熱媒体から車室外の空気に熱を排出するラジエータ３２が接続されている。
これにより、電動モータＭから放出される熱を必要としない場合に、電動モータＭから放出される熱をラジエータ３２から車室外の空気に排出することができるので、電動モータＭの熱による不具合の発生を防止することが可能となる。
また、熱媒体回路３０には、電動モータＭに電力を供給するバッテリＢが接続されている。
これにより、バッテリＢから放出される熱を冷媒回路２０に吸収させたり、バッテリＢを電動モータＭから放出される熱によって加熱したりすることが可能となり、１つの熱媒体回路３０によって複数の機器の温度を調整することが可能となる。
また、熱媒体回路３０は、電動モータＭから放出される熱をラジエータ３２から車室外に排出する熱媒体の流路とともに、バッテリＢから放出される熱を熱媒体熱交換器２３において冷媒回路２０を流通する冷媒に放出する熱媒体の流路が設定可能である。
これにより、電動モータＭ及びバッテリＢを同時に放熱させて冷却することが可能となるので、夏期等の外気が高温の環境下において電動モータＭ及びバッテリＢの熱による不具合の発生を防止することが可能である。
また、電動モータＭは、発熱量の調整が可能である。
これにより、車室内の暖房で不足する熱量や冷媒回路２０における必要な吸熱量に応じて電動モータＭの発熱量を調整することによって、車室内を温度を確実に設定温度に調整することが可能となる。
尚、前記実施形態では、温度の調節が必要な機器としてバッテリＢを熱媒体回路３０に接続したものを示したが、これに限られるものではない。温度の調節が必要な車両の構成機器としては、例えば、コンバータ等の電源装置や電子部品等を熱媒体回路３０に接続してもよい。
また、前記実施形態では、熱媒体回路３０を流通する熱媒体として、不凍液を用いたものを示したが、これに限られるものではない。熱媒体熱交換器２３において空気と熱交換可能であれば、例えば、水や油等を熱媒体として用いることも可能である。
また、前記実施形態では、空気流通路１１において、熱媒体放熱器１６を放熱器１５の空気流通方向上流側に配置したものを示したが、これに限られるものではない。空気流通路１１を流通する空気を加熱することができれば、放熱器１５の空気流通方向下流側に熱媒体放熱器１６を配置してもよい。
また、前記実施形態では、排熱暖房運転時に、熱媒体熱交換器２３における冷媒の吸熱を行わないものを示したが、これに限られるものではない。排熱暖房運転時においても、第２熱媒体ポンプ３１ｂを駆動してバッテリＢから放出される熱を熱媒体熱交換器２３において冷媒に吸収させるようにしてもよい。
１…車両用空気調和装置、１６…熱媒体放熱器、２０…冷媒回路、２１…圧縮機、２２…室外熱交換器、２３…熱媒体熱交換器、２４ａ…第１膨張弁、２４ｂ…第２膨張弁、３０…熱媒体回路、３２…ラジエータ、３３ａ…第１熱媒体三方弁、３３ｂ…第２熱媒体三方弁、３３ｃ…第３熱媒体三方弁、３３ｄ…第４熱媒体三方弁、Ｂ…バッテリ、Ｍ…電動モータ。

Claims (5)

  1. 圧縮機、室内熱交換器、室外熱交換器及び膨張弁を有する冷媒回路を備え、室内熱交換器において車室内に供給する空気と冷媒とを熱交換する車両用空気調和装置であって、
    車両に設けられた電動モータが接続され、電動モータから放出される熱を吸収する熱媒体が流通する熱媒体回路と、
    冷媒回路を流通する冷媒と熱媒体回路を流通する熱媒体とを熱交換することによって、熱媒体を放熱させて冷媒に吸熱させる熱媒体熱交換器と、
    熱媒体回路を流通する熱媒体と車室内に供給する空気とを熱交換することによって、熱媒体を放熱させて空気を加熱する熱媒体放熱器と、を備え、
    熱媒体回路には、熱媒体熱交換器と熱媒体放熱器とが互いに並列に接続され、
    熱媒体回路は、電動モータから放出される熱を吸収した熱媒体が流通する流路を、熱媒体熱交換器側または熱媒体放熱器側に切り替える流路切替部を有している
    車両用空気調和装置。
  2. 熱媒体回路には、熱媒体から車室外の空気に熱を排出するラジエータが接続されている
    請求項１に記載の車両用空気調和装置。
  3. 熱媒体回路には、電動モータに電力を供給するバッテリが接続されている
    請求項２に記載の車両用空気調和装置。
  4. 熱媒体回路は、電動モータから放出される熱をラジエータから車室外に排出する熱媒体の流路とともに、バッテリから放出される熱を熱媒体熱交換器において冷媒回路を流通する冷媒に放出する熱媒体の流路が設定可能である
    請求項３に記載の車両用空気調和装置。
  5. 電動モータは、発熱量の調整が可能である
    請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用空気調和装置。
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