JP3275415B2 - 車両用空気調和装置 - Google Patents

車両用空気調和装置

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JP3275415B2 JP01283893A JP1283893A JP3275415B2 JP 3275415 B2 JP3275415 B2 JP 3275415B2 JP 01283893 A JP01283893 A JP 01283893A JP 1283893 A JP1283893 A JP 1283893A JP 3275415 B2 JP3275415 B2 JP 3275415B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ヒートポンプ式冷凍サ
イクルを有する車両用空気調和装置に関し、特に電気自
動車に用いて好適である。
【0002】
【従来の技術】一般に、暖房用の温熱源を十分に確保で
きない電気自動車用空気調和装置では、冷媒の流れ方向
を切り替えることのできるヒートポンプ式冷凍サイクル
による暖房運転が行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の様な
ヒートポンプ式冷凍サイクルによる暖房運転では、外気
温度が0℃を下回る様な場合には、外気からの吸熱量が
低減することで暖房能力が低下するという問題がある。
そこで、例えば、燃焼式温水ヒータで加熱された温水を
熱源とするヒータコアを併用して暖房能力の低下を補う
ことが考えられるが、冷凍サイクルの暖房用熱交換器と
ヒータコアとの位置関係によっては、暖房効率が低下す
る場合がある。本発明は、上記事情に基づいて成された
もので、その目的は、ヒートポンプ式冷凍サイクルを有
する車両用空気調和装置において、温水(不凍液)を熱
源とする加熱手段を併用して暖房運転を行う場合の暖房
効率を高めることにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、車室内へ送風空気を導くダクトと、この
ダクト内に配されて、高温高圧に圧縮された冷媒の熱を
前記ダクト内に放出する暖房用熱交換器を有するヒート
ポンプ式冷凍サイクルと、媒体を加熱する加熱手段と、
前記ダクト内で前記暖房用熱交換器の風下側に配され
て、前記加熱手段で加熱された媒体の熱を前記ダクト内
に放出する放熱器と、前記加熱手段と前記放熱器との間
媒体を循環させる媒体循環手段とを備え、前記暖房用
熱交換器と前記放熱器は、フィンを共有して構成されて
いることを技術的手段とする。
【0005】
【作用】上記構成より成る本発明の車両用空気調和装置
は、暖房用熱交換器の風下側に放熱器が配置されてい
る。従って、外気温度が低くて(例えば0℃以下)暖房
用熱交換器と放熱器とを併用して暖房運転を行う様な場
合には、暖房用熱交換器の放熱温度より放熱器の放熱温
度の方が高くなることから、ダクト内を流れる空気は、
暖房用熱交換器で暖められた後、再び放熱器で加熱され
て車室内へ送風される。また、暖房用熱交換器と放熱器
は、フィンを共有して構成されているので、暖房用熱交
換器と放熱器をそれぞれ単独で使用した時には、放熱面
積が大きくなり、放熱効率が向上する。
【0006】
【実施例】次に、本発明の車両用空気調和装置の一実施
例を図1および図2を基に説明する。図1は車両用空気
調和装置の全体模式図である。本実施例の車両用空気調
和装置1は、電気自動車に搭載されるもので、車室内に
送風空気を導くダクト2、このダクト2内に空気を導入
して車室内に送風する送風機3、冷媒の流れ方向を切り
替えることのできるヒートポンプ式冷凍サイクル4、お
よび温水式暖房手段(後述する)を備える。ダクト2
は、その内部に第1通路2aと第2通路2bを有し、第
1通路2aの上流端には、内気導入口5と外気導入口6
が設けられ、第2通路2bの上流端には、内気導入口7
が設けられている。第1通路2aの内気導入口5と外気
導入口6は、内外気ダンパ8によって開度が調節され
る。ダクト2の下流端は、車両のフロントガラスに向か
って送風空気を吐出するデフロスタ吹出口9、乗員の上
半身に向かって送風空気を吐出するフェイス吹出口1
0、乗員の足元に向かって送風空気を吐出するフット吹
出口11に連絡されている。なお、各吹出口9〜11
は、吹出口モードに応じて作動する吹出口ダンパ(図示
しない)によって選択的に開閉される。
【0007】ダクト2内には、送風機3の風下に冷房用
熱交換器12が配され、この冷房用熱交換器12の風下
に暖房用熱交換器13と温水式暖房手段のヒータコア1
4が配されている。冷房用熱交換器12は、第1通路2
aと第2通路2bの全域に亘って配され、暖房用熱交換
器13およびヒータコア14は、その一部が第1通路2
a側に突出する様に第2通路2bの下流端に配されてい
る。第1通路2aの下流端には、ダクト2内で暖房用熱
交換器13およびヒータコア14を迂回する冷風路2c
を開閉するための開閉ダンパ15が設けられている。こ
の開閉ダンパ15は、冷暖房モードに連動して、冷房運
転時に冷風路2cを開き(図中破線で示す位置)、暖房
運転時に冷風路2cを閉じる(図中実線で示す位置)。
ダクト2内の下流端には、冷暖房モードに応じて作動す
るダンパ16が設けられている。このダンパ16は、冷
房運転時にフット吹出口11とデフロスタ吹出口9およ
びフェイス吹出口10との連絡を遮断する位置(図中破
線で示す位置)に駆動され、暖房運転時に各吹出口9〜
11が連絡する位置(図中実線で示す位置)に駆動され
る。
【0008】冷凍サイクル4は、前述の冷房用熱交換器
12および暖房用熱交換器13の他に、冷媒圧縮機1
7、室外熱交換器18、冷房用減圧装置19、暖房用減
圧装置20、アキュムレータ21、流路切替手段(後述
する)を備える。冷房用熱交換器12は、通過する空気
を低温、低圧の冷媒との熱交換によって冷却する冷媒蒸
発器である。暖房用熱交換器13は、通過する空気を高
温、高圧の冷媒との熱交換によって加熱する冷媒凝縮器
である。冷媒圧縮機17は、駆動用の電動モータ(図示
しない)を内蔵する密閉型圧縮機で、電動モータの回転
速度に応じて冷媒吐出量が変化する。室外熱交換器18
は、ダクト2の外部(車室外)に配されて外気と冷媒と
の熱交換を行うもので、室外ファン22の送風を受ける
ことにより、冷房運転時には冷媒凝縮器として機能し、
暖房運転時には冷媒蒸発器として機能する。冷房用減圧
装置19は、冷房運転時に冷房用熱交換器12に流入す
る冷媒を減圧膨脹させるキャピラリチューブである。暖
房用減圧装置20は、暖房運転時に室外熱交換器18に
流入する冷媒を減圧膨脹させるキャピラリチューブであ
る。アキュムレータ21は、冷凍サイクル4内の過剰冷
媒を一時蓄えるとともに、冷媒圧縮機17内に気相冷媒
のみを送り出して、液冷媒が冷媒圧縮機17に吸い込ま
れるのを防止する。
【0009】流路切替手段は、冷房運転時、暖房運転
時、および除湿運転時で冷媒の流れ方向を切り替えるも
ので、四方弁23、電磁弁24、25、26、および逆
止弁27、28より成る。この流路切替手段は、冷房運
転、暖房運転、および除湿運転に応じて、冷媒の流れを
次のように切り替える。冷房運転時は、冷媒圧縮機17
より吐出された冷媒が、四方弁23→逆止弁27→室外
熱交換器18→冷房用減圧装置19→冷房用熱交換器1
2→アキュムレータ21→冷媒圧縮機17の順に流れる
様に切り替える(この冷房運転時の冷媒の流れを図中矢
印Cで示す)。暖房運転時は、冷媒圧縮機17より吐出
された冷媒が、四方弁23→暖房用熱交換器13→暖房
用減圧装置20→逆止弁28→室外熱交換器18→電磁
弁24→アキュムレータ21→冷媒圧縮機17の順に流
れる様に切り替える(この暖房運転時の冷媒の流れを図
中矢印Hで示す)。除湿冷房運転時は、冷媒圧縮機17
より吐出された冷媒が、四方弁23→暖房用熱交換器1
3→電磁弁25→逆止弁28→室外熱交換器18→冷房
用減圧装置19→冷房用熱交換器12→アキュムレータ
21→冷媒圧縮機17の順に流れる様に切り替える(こ
の除湿冷房運転時の冷媒の流れを図中矢印DC で示
す)。除湿暖房運転時は、冷媒圧縮機17より吐出され
た冷媒が、四方弁23→暖房用熱交換器13→暖房用減
圧装置20→逆止弁28→室外熱交換器18→電磁弁2
6→冷房用熱交換器12→アキュムレータ21→冷媒圧
縮機17の順に流れる様に切り替える(この除湿暖房運
転時の冷媒の流れを図中矢印DH で示す)。
【0010】温水式暖房手段は、燃焼式温水ヒータ2
9、前述のヒータコア14、およびポンプ30より成
る。燃焼式温水ヒータ29は、燃料の燃焼によってブラ
イン(不凍液)を加熱するものである。ヒータコア14
は、燃焼式温水ヒータ29で加熱されたブラインの熱を
ダクト2内に放出して周囲の空気を加熱するもので、図
2に示すように、暖房用熱交換器13の風下側に配され
て、暖房用熱交換器13とフィン31を共有する構造を
成す。ポンプ30は、ヒータコア14と燃焼式温水ヒー
タ29とを環状に結ぶ温水配管32に介在されて、ヒー
タコア14と燃焼式温水ヒータ29との間でブラインを
循環させる。この温水式暖房手段は、外気温度が低い時
(例えば5℃以下)に、冷凍サイクル4と併用して暖房
運転を行うものである。これは、外気温度が低い時に
は、室外熱交換器18での吸熱量が減少し、暖房用熱交
換器13の暖房能力が低下することから、その暖房能力
を補うために温水式暖房手段を作動させる。
【0011】次に、暖房運転時に係る本実施例の作動を
説明する。暖房運転時には、開閉ダンパ15が冷風路2
cを閉じることにより、送風機3の作動によってダクト
2内に導入された空気は、第1通路2aおよび第2通路
2bを流れて、すべて暖房用熱交換器13およびヒータ
コア14を通過する。ここで、温水式暖房手段を作動さ
せる場合に、暖房用熱交換器13の風上側にヒータアコ
アを配置すると、暖房用熱交換器13の放熱温度よりヒ
ータコア14の放熱温度の方が高いことから、ヒータコ
ア14で加熱された空気を暖房用熱交換器13で吸熱す
ることになり、極めて暖房効率が悪くなる。これに対し
て、本実施例では、暖房用熱交換器13の風下側にヒー
タコア14が配置されることから、暖房用熱交換器13
で暖められた空気を更にヒータコア14で加熱すること
ができるため、効率の良い暖房運転を行うことができ
る。また、本実施例では、暖房用熱交換器13とヒータ
コア14のフィン31を共有する構造であることから、
暖房用熱交換器13あるいはヒータコア14を単独で使
用した時には、放熱面積を大きくすることができるた
め、放熱効率を高めることができる。
【0012】
【発明の効果】本発明の車両用空気調和装置は、暖房用
熱交換器の風下側に放熱器を配置することにより、暖房
用熱交換器と放熱器を併用して暖房運転を行う場合に
は、ダクト内を流れる空気を順次加熱して、効率の良い
暖房運転を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に係る車両用空気調和装置の全体模式
図である。
【図2】本実施例に係る暖房用熱交換器とヒータコアの
斜視図である。
【符号の説明】
1 車両用空気調和装置 2 ダクト 4 ヒートポンプ式冷凍サイクル 13 暖房用熱交換器 14 ヒータコア(放熱器) 29 燃焼式温水ヒータ(加熱手段) 30 ポンプ(媒体循環手段)31 フィン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊佐治 晃 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−252722(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60H 1/22 B60H 1/03

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】a)車室内へ送風空気を導くダクトと、 b)このダクト内に配されて、高温高圧に圧縮された冷
    媒の熱を前記ダクト内に放出する暖房用熱交換器を有す
    るヒートポンプ式冷凍サイクルと、 c)媒体を加熱する加熱手段と、 d)前記ダクト内で前記暖房用熱交換器の風下側に配さ
    れて、前記加熱手段で加熱された媒体の熱を前記ダクト
    内に放出する放熱器と、 e)前記加熱手段と前記放熱器との間で媒体を循環させ
    媒体循環手段とを備え、前記暖房用熱交換器と前記放熱器は、フィンを共有して
    構成されていることを特徴とする 車両用空気調和装置。
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