JP2531165B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

車両用空調装置

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JP2531165B2
JP2531165B2 JP62024982A JP2498287A JP2531165B2 JP 2531165 B2 JP2531165 B2 JP 2531165B2 JP 62024982 A JP62024982 A JP 62024982A JP 2498287 A JP2498287 A JP 2498287A JP 2531165 B2 JP2531165 B2 JP 2531165B2
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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
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    • Y02A30/274Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine

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  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、冷媒が流れる経路を切り換えることによ
って冷房運転と暖房運転とを可能にする車両用空調装置
に関する。
(従来の技術) 冷却装置をヒートポンプとして使用する、従来の冷媒
運転と暖房運転との切換え可能な車両用空調装置は、第
4図に示すように、コンプレッサ1と、エバポレータ30
と、コンデンサ4とを冷媒配管2によって連結してい
る。冷媒配管2には、図示のように電磁バルブ12a、12
b、・・・12fが取り付けられている。レシーバタンク6
a、6bの出口側にある冷媒配管2にジグザグ状の蛇行成
形部7を設けると共に、この蛇行成形部7を熱交換器8
で覆っており、エンジン9の冷却水がヒータバルブ10を
備える冷却水パイプ11を経て熱交換器8に循環される。
一方、第5図に示すように、空調ケース13には送風機
14、エバポレータ30およびヒータコア15が配置されてお
り、さらに、ダンパ16a、16b、16c、16dが取り付けられ
ている。各ダンパの開閉によって、吹出口17a、17b、・
・・17eに供給する空気量を調整する。
暖房運転時には、冷媒配管2の電磁バルブ12a、12b、
12cをOFF(閉)とし、電磁バルブ12d、12e、12fをON
(開)としてコンプレッサ1を作動すると、冷媒配管2
内の冷媒は第4図の実線の矢印方向へ流れる。暖房運転
中、冷却水パイプ11のヒータバルブ10を開いてエンジン
の冷却水を熱交換器8に循環させる。これによって、冷
媒配管2の蛇行成形部7を通過する冷媒は暖められる。
暖められた冷媒は、その後、コンプレッサ1により圧縮
されて高温となり、このときには凝縮器として働くエバ
ポレータ30で凝縮して放熱する。その結果、送風機14か
ら供給され、空調ケース13を流れる空気は、エバポレー
タ30で暖められ、さらにヒータコア15で暖められ、車室
内を暖める。
冷房運転時には、冷媒配管2の電磁バルブ12a、12b、
12cをONとし、電磁バルブ12d、12e、12fをOFFとしてコ
ンプレッサ1を作動すると、冷媒配管2内の冷媒はコン
デンサ4を経て第4図の破線の矢印方向へ流れ、エバポ
レータ30で蒸発して吸熱する。このとき、ヒータバルブ
10を閉じ、熱交換器8へのエンジンの冷却水の循環を停
止する。
第6図は実開昭58−64505号公報に記載された車両用
空調装置である。この空調装置は、コンプレッサ1と、
コンデンサ4と、エクスパンションバルブ5と、エバポ
レータ30と、これらを連結する冷媒管路とを備える。コ
ンプレッサ1とコンデンサ4との間の冷媒管路2aに切換
弁22を設けると共に、エンジン9の廃熱を回収可能な熱
交換器80を設け、この熱交換器80を介して切換弁22とエ
バポレータ30とを冷媒管路2b、2cで連結している。
切換弁22を切り換えて冷房運転にすると、コンプレッ
サ1で圧縮された冷媒がコンデンサ4、エクスパンショ
ンバルブ5およびエバポレータ30の順に循環される。ま
た、切換弁22を切り換えて暖房運転にすると、コンプレ
ッサ1から出た冷媒がエクスパンションバルブ5を通過
することなく、熱交換器80およびエバポレータ30に循環
される。
(発明が解決しようとする問題点) 第4図ないし第6図に示した空調装置では、暖房運転
中に除湿機能が低下することがあり、これによって視界
性能に影響が及ぼされるおそれがある。
この発明は、暖房運転中の除湿機能の低下を防止でき
る、車両用空調装置を提供する。
(問題点を解決するための手段) この発明は、コンプレッサと、コンデンサと、膨張手
段と、蒸発手段と、これらを連結する冷媒配管と、エン
ジンの熱源により前記冷媒配管の一部を暖める熱交換器
とを備え、冷媒が流れる経路を切り換えることによって
冷房運転と暖房運転とを可能にする車両の空調装置であ
る。前記膨張手段は、第1のエクスパンションバルブ
と、第2のエクスパンションバルブとからなり、前記蒸
発手段は、空調ケース内に配置される第1のエバポレー
タと、前記空調ケース内を流れる空気の流れに対して前
記第1のエバポレータの上流側で前記空調ケース内に配
置される第2のエバポレータとからなる。冷房運転時に
は、冷媒の流れに対して、前記第1のエバポレータは前
記第1のエクスパンションバルブの下流となり、かつ、
前記第2のエバポレータは前記第2のエクスパンション
バルブの下流となる。暖房運転時には、冷媒の流れに対
して、前記第1のエバポレータは前記コンプレッサの下
流となり、前記第2のエクスパンションバルブは前記第
1のエバポレータの下流となり、前記第2のエバポレー
タは前記第2のエクスパンションバルブの下流となり、
前記熱交換器は前記第2のエバポレータの下流となり、
かつ、前記コンプレッサは前記熱交換器の下流となる。
(作用および効果) 冷房運転時には、冷媒は第1および第2のエクスパン
ションバルブからそれぞれ第1および第2のエバポレー
タに流れ込み、ここで蒸発して空調ケースを流れる空気
を冷却する。また、暖房運転時には、冷媒の流れに対し
て第2のエクスパンションバルブの下流にある第2のエ
バポレータでは、第2のエクスパンションバルブで膨張
した冷媒が蒸発して第2のエバポレータを通過する空気
を冷却し、除湿する。空気はその後、第1のエバポレー
タを通過し、ここで暖められる。
蒸発手段を第1のエバポレータと、空調ケース内の空
気の流れに対して第1のエバポレータの上流側に配置さ
れる第2のエバポレータとによって形成し、暖房運転時
には、第2のエバポレータを第2のエクスパンションバ
ルブと熱交換器との間に位置させるため、暖房運転時に
第2のエバポレータを通過する空気を除湿することがで
きる。これにより、暖房運転時のガラスのくもりの発生
を抑え、視界性能の低下を防止できる。また、冷房運転
時には、第1および第2のエバポレータにより冷房の効
率を高めることができる。
(実施例) この発明の実施例を示す第1図および第2図を参照す
ると、車両用空調装置は、コンプレッサ1と、コンデン
サ4と、膨張手段と、蒸発手段3と、これらを連結する
冷媒配管2と、エンジンの熱源により冷媒配管2の一部
を暖める熱交換器8とを備え、冷媒が流れる経路を切り
換えることによって冷媒運転と暖房運転とを可能にす
る。
前記膨張手段は、第1のエクスパンションバルブ5a
と、第2のエクスパンションバルブ5bとからなり、蒸発
手段3は、空調ケース13に配置される第1のエバポレー
タ3aと、空調ケース13を流れる空気の流れに対して第1
のエバポレータ3aの上流側で空調ケース13に配置される
第2のエバポレータ3bとからなる。
コンプレッサ1と、コンデンサ4と、レシーバタンク
6a、6bとが順に冷媒配管2により連結されている。コン
デンサ4とレシーバタンク6aとの間には逆止弁18bが配
置され、冷媒がレシーバタンク6aから逆流するのを防止
している。レシーバタンク6bは、電磁バルブ12bを介し
て第1のエクスパンションバルブ5aに、また第2のエキ
スパンションバルブ5bに2つの分岐した冷媒配管により
連結されている。第1のエキスパンションバルブ5aは第
1のエバポレータ3aに、第2のエキスパンションバルブ
5bは第2のエバポレータ3bにそれぞれ連結されている。
第2のエバポレータ3bとコンプレッサ1との間の冷媒配
管2には蛇行成形部7があり、この蛇行成形部7は熱交
換器8に覆われている。
コンプレッサ1から出て分岐した冷媒配管2の一方
は、電磁バルブ12dを有し、第1のエクスパンションバ
ルブ5aと第1のエバポレータ3aとの間の配管に連通され
ている。分岐した冷媒配管2の他方は、電磁バルブ12a
を有し、コンデンサ4に連なっている。電磁バルブ12a
とコンデンサ4との間の冷媒配管2から分岐してコンプ
レッサ1に連通するバイパスが設けられている。このバ
イパスは電磁バルブ12eと、逆止弁18aとを有する。逆止
弁18aは、冷媒がコンプレッサ1から逆流するのを防止
する。
蛇行成形部7からコンプレッサ1に向く冷媒配管2は
分岐し、一方はコンプレッサ1に連なり、他方は電磁バ
ルブ12cを介して第1のエバポレータ3aに連なり、さら
に逆止弁18cを介してレシーバタンク6aに連なってい
る。逆止弁18cは、冷媒がレシーバタンク6aから逆流す
るのを防止する。
熱交換器8は、エンジン9の冷却水を冷却水パイプ11
によって循環するように形成したもので、ヒータバルブ
10が冷却水パイプ11に組み込まれている。ヒータバルブ
10を閉じると、冷却水の循環が停止する。ヒータコア15
が冷却水パイプ11に連結されている。
図示の実施例では、ヒータコア15は、エンジン9に対
してヒータバルブ10の上流側で冷却水パイプ11に連結さ
れている。したがって、ヒータバルブ10を閉じ、熱交換
器8への冷却水の循環を停止した状態でも、ヒータコア
15はエンジン9の冷却水によって常に暖められている。
これによって、暖房運転に切り換えたとき直ちに、暖か
い空気を後述する吹出口から室内に供給することができ
る。
コンプレッサ1、コンデンサ4、第1のエクスパンシ
ョンバルブ5a、第2のエクスパンションバルブ5b、第1
のエバポレータ3a、第2のエバポレータ3b、熱交換器8
および電磁弁12a〜12eなどは、次のように配列する。す
なわり、冷房運転時には、冷媒が第1図の破線の矢印で
示す流れとなるように電磁バルブ12a、12b、12cをONと
し、電磁バルブ12d、12eをOFFとすると、コンデンサ4
がコンプレッサ1の下流となり、第1および第2のエク
スパンションバルブ5a、5bがコンデンサ4の下流とな
り、第1のエバポレータ3aが第1のエクスパンションバ
ルブ5aの下流となり、第2のエバポレータ3bが第2のエ
クスパンションバルブ5bの下流となる。さらに暖房運転
時には、冷媒が第1図の実線の矢印で示す流れとなるよ
うに電磁バルブ12a、12b、12cをOFFとし、電磁バルブ12
d、12eをONとすると、第1のエバポレータ3aがコンプレ
ッサ1の下流となり、第2のエクスパンションバルブ5b
が第1のエバポレータ3aの下流となり、第2のエバポレ
ータ3bが第2のエクスパンションバルブ5bの下流とな
り、熱交換器8が第2のエバポレータ3bの下流となり、
コンプレッサ1が熱交換器8の下流となる。
空調ケース13には送風機14と、この下流の第2のエバ
ポレータ3bおよび第1のエバポレータ3aとが配置され、
さらに第1のエバポレータ3aの下流にヒータコア15が配
置されている。4つのダンパ16a、16b、16c、16dが空調
ケース13に開閉可能に取り付けられており、吹出口17
a、17b、・・・17eへの空気供給量を調節する。
コンプレッサ1と電源19との間の回路を示す第3図を
参照すると、感温センサ20と、圧力スイッチ21とが設け
られている。コンプレッサ1の制御は、送風機14により
送られる空気の第1のエバポレータ3aを通過した直後の
出口温度と、コンプレッサ1の吐出圧力とに基づくた
め、出口温度を感温センサ20によって、また吐出圧力を
圧力スイッチ21によって検出している。暖房運転では、
たとえば、出口温度が80℃以上となったときコンプレッ
サ1の運転を停止し、70℃以下となったとき運転を開始
するようにし、一方、吐出圧力が20kgf/cm2以上となっ
たときコンプレッサ1の運転を停止し、13.5kgf/cm2
下となったとき運転を開始するようにする。これに対
し、冷房運転では、たとえば、出口温度が3℃以下とな
ったきコンプレッサ1の運転を停止し、5℃以上となっ
たとき運転を開始するようにし、一方、吐出圧力が28kg
f/cm2以上となったときコンプレッサ1の運転を停止
し、26kgf/cm2以下となったとき運転を開始するように
する。
前記のように、第1のエバポレータの出口温度による
制御を実施することにより、省エネルギ運転を図ること
ができる。
車両用空調装置は次のように作動する。冷房運転時に
は、電磁バルブ12a、12b、12cをONとし、電磁バルブ12
d、12eをOFFとすると、冷媒は第1図の破線の矢印で示
すように流れる。すなわち、コンプレッサ1で圧縮され
た冷媒はコンデンサ4で凝縮し、第1のエクスパンショ
ンバルブ5aに流れ込んでここで膨張し、第1のエバポレ
ータ3aで蒸発する。さらに、第2のエクスパンションバ
ルブ5bに流れ込んでここで膨張し、第2のエバポレータ
3bで蒸発する。これによって、空調ケース13を流れる空
気を冷やす。これに対して、暖房運転時には、電磁バル
ブ12a、12b、12cをOFFとし、電磁バルブ12d、12eをONと
すると、冷媒は第1図の実線の矢印で示すように流れ
る。すなわち、コンパレッサ1で圧縮された冷媒は第1
のエバポレータ3aで凝縮して放熱する。冷媒はその後、
第2のエクスパンションバルブ5bに流れ込んでここで膨
張し、第2のエバポレータ3bで蒸発する。この蒸発によ
って空調ケース13を流れる空気を冷やし、除湿する。冷
媒はその後、熱交換器8で加熱され、コンプレッサ1で
圧縮されてさらに加熱される。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は、この発明に係る車両用空調装置
の実施例を示すもので、第1図は冷房および暖房装置の
概略を示す模式図、第2図は空調ケースに配置される部
品の概略を示す模式図、第3図はコンプレッサと電源と
を接続する回路図、第4図ないし第6図は従来の車両用
空調装置を示すもので、第4図は第1図と同様な様式
図、第5図は第2図と同様な模式図、第6図はさらに別
の空調装置の第1図と同様な模式図である。 1……コンプレッサ、2……冷媒配管 3……蒸発手段、3a……第1のエバポレータ 3b……第2のエバポレータ、4……コンデンサ 5a……第1のエクスパンションバルブ 5b……第2のエクスパンションバルブ、7……蛇行成形
部 8……熱交換器、13……空調ケース

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】コンプレッサと、コンデンサと、膨張手段
    と、蒸発手段と、これらを連結する冷媒配管と、エンジ
    ンの熱源により前記冷媒配管の一部を暖める熱交換器と
    を備え、冷媒が流れる経路を切り換えることによって冷
    房運転と暖房運転とを可能にする車両の空調装置であっ
    て、 前記膨張手段は、第1のエクスパンションバルブと、第
    2のエクスパンションバルブとからなり、 前記蒸発手段は、空調ケース内に配置される第1のエバ
    ポレータと、前記空調ケース内を流れる空気の流れに対
    して前記第1のエバポレータの上流側で前記空調ケース
    内に配置される第2のエバポレータとからなり、 冷房運転時には、冷媒の流れに対して、前記第1のエバ
    ポレータは前記第1のエクスパンションバルブの下流と
    なり、かつ、前記第2のエバポレータは前記第2のエク
    スパンションバルブの下流となり、 暖房運転時には、冷媒の流れに対して、前記第1のエバ
    ポレータは前記コンプレッサの下流となり、前記第2の
    エクスパンションバルブは前記第1のエバポレータの下
    流となり、前記第2のエバポレータは前記第2のエクス
    パンションバルブの下流となり、前記熱交換器は前記第
    2のエバポレータの下流となり、かつ、前記コンプレッ
    サは前記熱交換器の下流となる、車両用空調装置。
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