JP3789019B2 - Air conditioner for electric vehicles - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、暖房用の温水熱源を持たない電気自動車用空調装置に関し、特に、冷媒が凝縮する際に発生する凝縮熱を利用して車室内の暖房を行うヒートポンプ式のものにおいて、外気温が低い場合において暖房性能の向上を図ることができる電気自動車用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
走行駆動源が電気モータである電気自動車は、高温のエンジン冷却水が利用できるガソリンエンジン車と比べて、暖房用の熱源となる熱エネルギーが小さい。そこで、従来、電気自動車用の空調装置として、冷房、暖房ともに冷媒を用いたサイクル運転を行い、窓曇りを防止しつつ車室内を暖房するという除湿暖房を可能にしたエアコンシステムが開発されている（たとえば、特開平５−２０１２４３号公報参照）。
【０００３】
この空調装置は、図１３に示すように、ブロア装置１により取り入れた空気を車室内に向かって送るためのダクト２を有し、熱交換器として、ダクト２内に、上流側から順にエバポレータ３と主に暖房運転時に働くサブコンデンサ４とを配設し、ダクト２外に、主に冷房運転時に働くメインコンデンサ５を配設して構成されている。
【０００４】
冷凍サイクルは、コンプレッサ６、メインコンデンサ５、サブコンデンサ４、リキッドタンク７、膨張弁８、およびエバポレータ３を冷媒配管で接続し、その中に冷媒を封入して構成されている。コンプレッサ６の吸入口には、冷媒が液体状態でコンプレッサ６に戻されるのを防止するため、アキュムレータ９が設けられている。また、暖房運転時と冷房運転時とで機能させるコンデンサ４，５を切り替えるため、メインコンデンサ５の入口には冷媒の流れを切り替えるための四方弁１０が設けられている。この四方弁１０には、メインコンデンサ５をバイパスするバイパス管１１と、主にメインコンデンサ５に滞留している冷媒をコンプレッサ６の吸入側に戻すための冷媒回収管１２とが接続されている。バイパス管１１は、メインコンデンサ５の出口とサブコンデンサ４の入口をつなぐ配管１３に連結されている。
【０００５】
なお、メインコンデンサ５の背面には、これに熱交換用の空気を供給するためのコンデンサファン装置１４が配設されている。また、車室内に吹き出される空気の温度を調節するため、サブコンデンサ４の上流にはエアミックスドア１５が回動自在に取り付けられている。
【０００６】
冷房運転時、コンプレッサ６から吐出された冷媒は四方弁１０によってメインコンデンサ５側へ導かれ、コンプレッサ６→メインコンデンサ５→サブコンデンサ４→リキッドタンク７→膨張弁８→エバポレータ３→コンプレッサ６という経路で冷媒が流れる。これにより、エバポレータ３では、液冷媒と取入れ空気との熱交換が行われ、液冷媒は蒸発しながら冷媒通路の周囲を通過する取入れ空気を冷却するため、車室内が冷房される。また、メインコンデンサ５では、エバポレータ３で奪った熱を外気との熱交換により外部に放出して、ガス冷媒を冷却し凝縮液化させる。この場合、サブコンデンサ４は熱交換器としてほとんど機能しない。
【０００７】
一方、暖房運転時、コンプレッサ６から吐出された冷媒は四方弁１０によってバイパス管１１側へ導かれ、メインコンデンサ５をバイパスして、コンプレッサ６→サブコンデンサ４→リキッドタンク７→膨張弁８→エバポレータ３→コンプレッサ６という経路で冷媒が流れる。これにより、コンプレッサ６から吐出されたガス冷媒はサブコンデンサ３で凝縮液化されて放熱を行うため、エバポレータ３で冷却、除湿された空気は加熱されて車室内に吹き出されることになり、車室内が除湿暖房される。なお、車室内へ吹き出される空気の温度は、エアミックスドア１５の開度を調節することによって制御される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の電気自動車用空調装置にあっては、外気温が低い場合（たとえば、−１０℃以下）において暖房性能が不足する傾向がある。すなわち、ダクト２内に取り入れられる空気の温度が低いと、エバポレータ３が取入れ空気から熱を吸収しにくくなるため、エバポレータ３内で冷媒の蒸発が十分に行われず、その分、サブコンデンサ４でも冷媒の凝縮（放熱能力）が不十分となる。換言すれば、エバポレータ３において外部からの熱の汲上げがほとんどないため、エバポレータ３の過熱度（スーパーヒート）が確保されず、コンプレッサ６の仕事量がほとんどそのままサブコンデンサ４の放熱能力となる（成績係数ＣＯＰ≒１）。そのため、冷凍サイクル全体で見た場合、大幅な暖房効率の低下となり、暖房性能が不足することになってしまう。
【０００９】
また、外気温が低い場合には、上記のように、エバポレータ３内で冷媒の蒸発が十分に行われなことから、エバポレータ３の出口で冷媒の蒸発が完了せず、液冷媒がコンプレッサ６に帰還するおそれがある。これを防止するためにアキュムレータ９が設けられているわけであるが、アキュムレータ９の容量にも限界があるため、エバポレータ３から多量の液冷媒が流出したような場合にはアキュムレータ９で液冷媒を貯溜しきれず、コンプレッサ６に液冷媒が送り出されるおそれがある。コンプレッサ６に液冷媒が帰還すると、液圧縮によりコンプレッサ６が破損するおそれがある。
【００１０】
本発明は、暖房用の温水熱源を持たないヒートポンプ式の空調装置における上記課題に着目してなされたものであり、外気温が低い場合における暖房性能の向上およびコンプレッサの耐久性の向上を図ることができる電気自動車用空調装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、冷凍サイクルを構成するコンプレッサ、車室外コンデンサ、車室内コンデンサ、膨張弁、および車室内エバポレータを冷媒配管によりこの順序で接続するとともに、前記コンプレッサから吐出された冷媒を前記車室外コンデンサを迂回して前記車室内コンデンサへ導くためのバイパス管と、前記コンプレッサから吐出される冷媒の流路を切り替えるため前記コンプレッサの下流の冷媒配管に設けられた冷媒流路切替手段とを有し、前記コンプレッサから吐出される冷媒を、冷房運転時には前記冷媒流路切替手段により前記車室外コンデンサへ導入し、暖房運転時には前記冷媒流路切替手段により前記バイパス管を通じて直接前記車室内コンデンサへ導入するようにした電気自動車用空調装置において、前記車室内エバポレータの冷媒出口と前記コンプレッサの冷媒吸入口との間に、車載用電源からの電力供給により発熱する内蔵された発熱体のその発熱を利用して前記車室内エバポレータから流入する冷媒を加熱する車室外エバポレータを配置したことを特徴とする。
【００１２】
この発明にあっては、車室内エバポレータから流出した冷媒は車室外エバポレータの中を流通した後コンプレッサに吸入される。このとき、車室外エバポレータに内蔵された発熱体は車載用電源から電力が供給されると発熱し、この発熱体から発生する熱は車室外エバポレータ内を流通する冷媒に吸収される。この熱交換により、車室外エバポレータから流出してコンプレッサに吸入される冷媒の温度を上昇させ、また、たとえ車室内エバポレータから液冷媒が流出したとしても、車室外エバポレータの出口において液冷媒の蒸発を完了させ、車室外エバポレータの出口で適度な過熱度（スーパーヒート）を持たせることができる。そして、この適度に過熱された冷媒が再度コンプレッサで圧縮されることになるので、コンプレッサから吐出される冷媒はより高温の冷媒となって、車室内コンデンサに供給されることになる。
【００１３】
前記車室外エバポレータは、好ましくは、密閉された容器内に、前記発熱体としてのシーズヒータと、冷媒が内部を流通する冷媒管とを配設し、前記シーズヒータから発生する熱を前記冷媒管へ伝達させる熱伝達媒体を封入してなる。
【００１４】
この構成によれば、シーズヒータから発生する熱は周囲の熱伝達媒体を介して冷媒管の外部表面へ伝達された後、冷媒管内の冷媒へ伝達される。このとき、熱容量の大きい熱伝達媒体を使えば、シーズヒータＯＮ−ＯＦＦ時の温度変動が小さくなり、冷凍サイクル（ひいては、吹出し温度）のハンチング等の発生が抑えられる。また、シーズヒータは発熱線を保護管（シース）の中に入れ中間に耐熱性絶縁物を充填してなる一種の抵抗体であるから、実際の使用に際して、一方の端子には車載用電源（高電圧系）を直接接続し、もう一方の端子には低電圧用の部品（リレー、ハーネスなど）を使用することができる。
【００１５】
好ましくは、前記シーズヒータは、容器内での熱伝達媒体の自然対流を促進するため、縦方向に配置されている。シーズヒータを縦方向に配置すると、重力方向（上下方向）の熱伝達媒体の流動スペースが確保され、自然対流が発生しやすくなる。
【００１６】
また、対流を強制的に発生させるため、前記容器内に、前記熱伝達媒体を攪拌するための攪拌手段を設けてもよい。あるいは、同じく対流を強制的に発生させるため、前記容器に前記熱伝達媒体用の入口と出口を開設し、これら出入口を通じて内部の熱伝達媒体を循環させる循環手段を設けることも可能である。
【００１７】
また、好ましくは、前記冷媒管の外部表面には螺旋状のフィンが取り付けられている。フィンを取り付けることで、熱伝達媒体との接触面積が増大し、熱伝達媒体から冷媒管への熱伝達の効率が良くなる。また、フィンの形状を螺旋状とすることで、フィンを熱伝達媒体の対流を促進させるためのガイドとして機能させることができる。つまり、フィンに当たった熱伝達媒体はフィンをガイドとしてフィンの表面に沿って対流することになる。
【００１８】
また、省電力化の観点から、前記発熱体は、暖房運転時において前記コンプレッサの吸入冷媒温度が低い時にのみ作動させることが好ましい。
【００１９】
より具体的には、前記容器内に配置され、前記熱伝達媒体の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段の検出値に応じて前記シーズヒータのＯＮ−ＯＦＦを制御する制御手段とを有することが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、制御手段は、温度検出手段の検出値（熱伝達媒体の温度）を入力し、その検出値に応じてシーズヒータのＯＮ−ＯＦＦを制御する。これにより、常に必要量の発熱が行われる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明一実施形態に係る電気自動車用空調装置の概略構成図である。なお、図１３と共通する部分には同一の符号を付している。
【００２２】
この電気自動車用空調装置は、図 に示す従来のヒートポンプ式の空調装置と基本構成は同じであって、ブロア装置１により取り入れた空気（内気または外気）を車室内に向かって送るためのダクト２を有し、熱交換器として、ダクト２内には、上流側から順に、車室内エバポレータとしてのメインエバポレータ３と、主に暖房運転時に働く車室内コンデンサとしてのサブコンデンサ４とが配設され、ダクト２外には、主に冷房運転時に働く車室外コンデンサとしてのメインコンデンサ５が配設されている。ダクト２の一端には、内気または外気を選択的に取り入れるためのインテークドア１６が回動自在に取り付けられ、また、ダクト２の他端には、フロントガラス内面に調和空気を吹き出すデフ吹出口１７、乗員の上半身に調和空気を吹き出すベント吹出口１８、乗員の足元に温風を吹き出すフット吹出口１９がそれぞれ設けられ、これら吹出口には当該吹出口を開閉する図示しないデフドア、ベントドア、フットドア（以下「モードドア」と総称する）がそれぞれ回動自在に取り付けられている。また、車室内に吹き出される空気の温度を調節するため、サブコンデンサ４の上流にはエアミックスドア１５が回動自在に取り付けられている。このエアミックスドア１５によって、サブコンデンサ４を通過した温風とこれを迂回した冷風との比率を調節してサブコンデンサ４の下流域で所望温度の空気を作り、またはサブコンデンサ４に空気が流通しないようにしている。
【００２３】
さらに、本実施形態の空調装置においては、メインエバポレータ３の冷媒出口とコンプレッサ６の冷媒吸入口との間に、車室外エバポレータとしてのサブエバポレータ３０が配置されている。サブエバポレータ３０は、車載用電源（たとえば、ＤＣ３３６Ｖ）３１からの電力供給により発熱する発熱体３２を内蔵し、その発熱体３２から発生する熱を利用してメインエバポレータ３から流入する冷媒を加熱する機能を有している。サブエバポレータ３０の構造および作用等については、後で詳述する。
【００２４】
この空調装置が構成する冷凍サイクルは、前記サブエバポレータ３０を含めて、コンプレッサ６、メインコンデンサ５、サブコンデンサ４、リキッドタンク７、膨張弁８、メインエバポレータ３、およびサブエバポレータ３０を冷媒配管で接続し、その中に冷媒を封入して構成されている。ここではさらに、コンプレッサ６の吸入口にアキュムレータ９を設けて、常にガス冷媒のみをコンプレッサ６に送り出すようにしている。また、暖房運転時と冷房運転時とで機能させるコンデンサ４，５を切り替えるため、メインコンデンサ５の入口側には、冷媒流路切替手段として、冷媒の流れを切り替えるための四方弁１０が設けられている。この四方弁１０には、メインコンデンサ５をバイパスするバイパス管１１と、主にメインコンデンサ５に滞留しているいわゆる寝込み冷媒をコンプレッサ６の吸入側に戻すための冷媒回収管１２とが接続されている。バイパス管１１は、メインコンデンサ５の出口とサブコンデンサ４の入口とをつなぐ配管１３に連結されている。２０，２１はそれぞれ逆止弁である。また、メインコンデンサ５の背面には、これに熱交換用の空気を供給するためのコンデンサファン装置１４が配設されている。
【００２５】
前記四方弁１０は、たとえば、密閉ケースに１つの入口ポートと３つの出口ポートを設けるとともに、同ケース内に前記３つの出口ポートのうち２つの出口ポートを連通するスライド部材を設け、このスライド部材によって選択された出口ポート以外の出口ポートが入口ポートと連通するように構成されている。したがって、スライド部材の位置によって入口ポートと連通される出口ポートが選択される。ここでは、四方弁１０の入口ポートはコンプレッサ６の吐出側と接続され、四方弁１０の３つの出力ポートは、それぞれ、メインコンデンサ５の入口、コンプレッサ６の吸入側（冷媒回収管１２）、メインコンデンサ５の出口（バイパス管１１）と接続されている。この四方弁１０によって、コンプレッサ６から吐出される冷媒をメインコンデンサ５へ導く冷房用回路と、コンプレッサ６から吐出される冷媒をメインコンデンサ５のバイパス管１１へ導く暖房用回路とが切り替えられる。
【００２６】
冷房用回路は、図中の破線矢印で示す経路、つまり、コンプレッサ６→メインコンデンサ５→サブコンデンサ４→リキッドタンク７→膨張弁８→メインエバポレータ３→サブエバポレータ３０→アキュムレータ９→コンプレッサ６という経路で構成されている。すなわち、冷房運転時には、コンプレッサ６の吐出側とメインコンデンサ５の入口とを接続する位置に四方弁１０を設定し（図示せず）、コンプレッサ６から吐出される冷媒をメインコンデンサ５側へ導いて、冷媒が前記経路に沿って循環する冷房サイクルを形成する。この循環過程において、メインエバポレータ３は熱交換により液冷媒を蒸発させて冷媒通路の周囲を通過する取入れ空気を冷却し、これによって車室内が冷房される。また、メインコンデンサ５はメインエバポレータ３で奪った熱を空気との熱交換により外部に放出してガス冷媒を冷却し凝縮液化させる。なお、このとき、サブエバポレータ３０内の発熱体３２は発熱させない（ＯＦＦ）。また、サブコンデンサ４は熱交換器としてほとんど機能しない。
【００２７】
一方、暖房用回路は、図中の実線矢印で示す経路、つまり、コンプレッサ６→サブコンデンサ４→リキッドタンク７→膨張弁８→メインエバポレータ３→サブエバポレータ３０→アキュムレータ９→コンプレッサ６という経路で構成されている。すなわち、暖房運転時には、コンプレッサ６の吐出側とバイパス管１１とを接続する図示の位置に四方弁１０を設定し、コンプレッサ６から吐出される冷媒をバイパス管１１側へ導いて、冷媒が前記経路に沿って循環する暖房サイクルを形成する。この循環過程において、コンプレッサ６から吐出されたガス冷媒はサブコンデンサ４で凝縮液化されて放熱を行うため、メインエバポレータ３で冷却、除湿された空気は加熱されて車室内に吹き出されることになり、車室内が除湿暖房される。このとき、車室内へ吹き出される空気の温度は、エアミックスドア１５の開度を調節することによって制御される。
【００２８】
サブエバポレータ３０は、上記のように、車載用電源（ＤＣ３３６Ｖ）３１からの電力供給により発熱する発熱体３２を内蔵し、その発熱体３２から発生する熱を利用してメインエバポレータ３から流入する冷媒を加熱する機能を有するものであるが、より具体的には、サブエバポレータ３０内にはさらに熱伝達媒体３３が封入されており、暖房運転時、その熱伝達媒体３３を発熱体３２によって加熱し、この加熱された熱伝達媒体３３との熱交換によって内部を流通する低温低圧冷媒を加熱し、もって暖房性能を高めるようにしている。このとき、好ましくは、膨脹弁８の感温筒はサブエバポレータ３０の出口に取り付けられている。これにより、少なくともサブエバポレータ３０の出口で、冷媒の蒸発状態が適度な過熱度（スーパーヒート）を持つように、エバポレータ３，３０に送る冷媒流量が調節されることになる。
【００２９】
このようなサブエバポレータ３０を設けることで、たとえ外気温が低いためメインエバポレータ３内で冷媒の蒸発が十分に行われず、そのためメインエバポレータ３の出口で適度の過熱度が確保されずまたはメインエバポレータ３から液冷媒が流出したとしても、当該サブエバポレータ３０において、発熱体３２によって加熱された熱伝達媒体３３との熱交換により、その冷媒は発熱体３２からの熱を有効に取り込んで加熱されるので、サブエバポレータ３０の出口で適度の過熱度を持たせることが可能となる。そして、この適度に過熱された冷媒がコンプレッサ６に吸入されて再度圧縮されることになるので、コンプレッサ６から吐出される冷媒はより高温の冷媒となって、サブコンデンサ４に供給されることになる。その結果、サブコンデンサ４で熱交換される空気はより高温となるため、より高い暖房性能が発揮され、いわゆる即暖性も向上することになる。しかも、上記のように膨脹弁８の感温筒をサブエバポレータ３０の出口に設けた場合には、サブエバポレータ３０で加熱された後の冷媒の温度によって冷媒流量が調整されるため、サブエバポレータ３０作動時（つまり、発熱体３２作動時）にはより多量の冷媒が循環するようになり、より一層の暖房性能アップが図られる。すなわち、サブコンデンサ４の暖房性能（放熱能力）は冷媒の温度と流量に関係するため、このように吐出冷媒の温度が上昇しかつ流量も増加することで、より高い暖房性能が発揮されることになる。また、このような傾向は時間の経過につれて増幅されることから、いわゆる即暖性も向上することになる。なお、暖房性能の向上と共に、前記熱交換により、少なくともサブエバポレータ３０の出口では蒸発を完了させることができるため、コンプレッサ６に液冷媒が戻ることがなくなり、液圧縮によるコンプレッサ６破損のおそれがなくなり、コンプレッサ６の耐久性が向上する。
【００３０】
また、サブエバポレータ３０は、室内ダクト２の外、たとえば、エンジンルーム内に配置されている。このため、高電圧（ＤＣ３３６Ｖ）の使用が可能となっている。
【００３１】
図２はサブエバポレータ３０の一構成例を示す部分断面正面図、図３はその平面図、図４はその側面図である。また、図５は図２に示すシーズヒータの全体図である。
【００３２】
このサブエバポレータ３０は、上ケース３４ａと下ケース３４ｂとを適当なシールを介してネジで締結してなる密閉容器３４内に、発熱体としてのシーズヒータ３２と、冷媒が内部を流通する冷媒管３５とを設け、シーズヒータ３２から発生する熱を冷媒管３５へ伝達させる熱伝達媒体として、たとえば、長期間使用できる冷却液であるＬＬＣ（ロング・ライフ・クーラント）３３を封入して構成されている。
【００３３】
冷媒管３５の両端にはそれぞれ接続配管３５ａ，３５ｂが取り付けられている。たとえば、一方の接続配管３５ａはメインエバポレータ３の出口側と接続され、もう一方の接続配管３５ｂはコンプレッサ６の吸入側（より正確には、アキュムレータ９の入口側）と接続されている。
【００３４】
シーズヒータ３２は、発熱線（たとえば、コイル状のニクロム線）を保護管（シース）の中に入れ中間に耐熱性絶縁物を充填した発熱体であって、ここでは、たとえば、コイル形状に成形されている（特に、図５参照）。シーズヒータ３２の両端にはそれぞれリード端子部３２ａ，３２ｂが接続されている。後述するように、たとえば、一方のリード端子部３２ａは車両電源（たとえば、ＤＣ３３６Ｖ）と接続され、もう一方のリード端子部３２ｂはリレーを介して接地されている。
【００３５】
また、容器３４の上ケース３４ａにはＬＬＣ３３を容器３４の中へ注入するための注入口３６が設けられ、この注入口３６には、内部のＬＬＣ３３の温度が高温となったときに作動する機械的保護回路を持つキャップ機構３７が取り付けられている。
【００３６】
さらに、図示しないが、容器３４内には、適当な位置に、封入されたＬＬＣ３３の温度を検出するための後述する温度センサが温度検出手段として配置されている。後述するように、この温度センサの検出値に応じてシーズヒータ３２のＯＮ−ＯＦＦ制御が行われる。
【００３７】
このような構成とすることで、シーズヒータ３２から発生する熱は周囲のＬＬＣ３３を介して冷媒管３５の外部表面へ伝達された後、冷媒管３５内の冷媒に伝達され、吸収される。このとき、ＬＬＣ３３は熱容量が大きいため、かかる熱容量の大きい熱伝達媒体を使って熱交換をすることで、シーズヒータ３２のＯＮ−ＯＦＦ時の温度変動が小さくなり、冷凍サイクル（ひいては、吹出し温度）のハンチング等の発生が抑えられる。その結果、暖房性能の安定化が図られる。また、シーズヒータ３２は一種の抵抗体であり、電気回路の中にこのような抵抗体であるシーズヒータ３２が挿入されているため、実際の使用に際して、一方のリード端子部３２ａには車載用電源３１（高電圧系）を直接接続し、もう一方のリード端子部３２ｂには低電圧用の弱電部品（リレー、ハーネスなど）を使用することができ、低コスト化が図られる。
【００３８】
なお、上記したようにサブエバポレータ３０は一般にエンジンルーム内に配置されるが、その取付方向については、容器３４内でのＬＬＣ３３の自然対流を促進するため、シーズヒータ３２が縦置きとなるよう縦方向に配置するのが好ましい。シーズヒータ３２を縦置きにすることで、重力方向（上下方向）のＬＬＣ３３の流動スペースが確保され、自然対流が発生しやすくなる。そして、このように自然対流を強化することで、冷媒管３５の外部表面のＬＬＣ３３の温度のより一層の均一化が図られ、その結果冷媒管３５外部表面のＬＬＣ３３温度の変動が抑制されるので、熱交換に伴う冷凍サイクル（ひいては、吹出し温度）のハンチング等の発生が解消される。
【００３９】
また、容器３４内でのＬＬＣ３３の対流を促進する方法として、シーズヒータ３２を縦置きとすることに代えてまたはこれと併用して、加熱されたＬＬＣ３３を強制的に対流させるようにしてもよい。この強制対流方式によってもハンチング等の発生の解消が期待される。
【００４０】
図６〜図１０はそのような強制対流方式のサブエバポレータ３０の一構成例を示す模式図であって、図６は全体図、図７はＬＬＣ３３の出入口での流れを示す図、図８は入口部の詳細図、図９は出口部の詳細図、図１０はシーズヒータ３２を縦置きにした場合の全体図である。なお、基本構成は、図２〜図４に示すものと全く同じであるから、簡単に説明するにとどめ、場合によってはその説明を一部省略する。
【００４１】
このサブエバポレータ３０もまた、密閉された容器３４内に、発熱体としてのシーズヒータ３２と、冷媒が内部を流通する冷媒管３５とを設け、シーズヒータ３２から発生する熱を冷媒管３５へ伝達させる熱伝達媒体として３３を封入して構成されている。
【００４２】
ここではさらに、冷媒管３５の外部表面に、熱伝導を助長する螺旋状のフィン４０が取り付けられている。フィン４０を取り付けることで、ＬＬＣ３３との接触面積が増大し、ＬＬＣ３３から冷媒管３５への熱伝達の効率が良くなる。また、フィン４０の形状を螺旋状とすることで、後述するように、フィン４０をＬＬＣ３３の対流を促進させるためのガイドとして機能させることができる。つまり、フィン４０に当たったＬＬＣ３３はフィン４０をガイドとしてフィン４０の表面に沿って対流することになる。なお、冷媒管３５の内部表面から冷媒への熱伝達効率を高めるため、冷媒管３５の内部表面にフィンを取り付けてもよい。
【００４３】
また、ここでは、容器３４内のＬＬＣ３３を強制的に循環させるため、容器３４にＬＬＣ３３用の入口４１と出口４２を開設し、これら出入口４１，４２をホース４３で接続し、その途中にウォータポンプ４４を配置している。循環手段はホース４３とウォータポンプ４４とで構成されている（以上、図６参照）。
【００４４】
容器３４内のＬＬＣ３３は、ウォータポンプ４４の作動により、出口４２から流出しホース４３を通ってウォータポンプ４４に吸入された後、ウォータポンプ４４から吐出され、ホース４３を通って入口４１から容器３４内のフィン４０に向かって流入する（図７参照）。
【００４５】
より詳細には、内部のＬＬＣ３３は、上記のように、ウォータポンプ４４から吐出され、ホース４３を通って入口４１から容器３４内のフィン４０に向かって流入するが、その後、フィン４０に当たったＬＬＣ３３（の一部）はフィン４０の壁をガイドとしてフィン４０の表面に沿って対流することになる。また、フィン４０とシーズヒータ３２との間に適当なクリアランス（たとえば、約３〜４mm）を設けて、入口４１から流入したＬＬＣ３３（の一部）をシーズヒータ３２と容器３４との間にも循環させるようにしている（図８参照）。そして、図８に示す入口部から流れてきた内部ＬＬＣ３３は、出口４２からウォータポンプ４４に向かって排出される（図９参照）。
【００４６】
また、シーズヒータ３２を縦置きにした場合には、上記したように重力方向（上下方向）のＬＬＣ３３の流動スペースが確保されるため、ＬＬＣ３３の対流が、強制循環機構と相俟って、より一層発生しやすくなる。このとき、自然対流の方向と強制対流の方向とを一致させるため、図１０に示すように、入口４１を容器３４の下部に、出口４２を容器３４の上部にそれぞれ設けるのが好ましい。なお、冷媒を流す方向については、対流により通常は上部の方の温度が高くなるので、冷媒との熱交換効率を高めるべく、サブエバポレータ３０の上部から下部に向かって冷媒を流すのが好ましい。
【００４７】
なお、これ以外に、加熱された内部ＬＬＣ３３を強制対流させる方法として、図示しないが、たとえば、容器３４内に電動スクリューなどの攪拌手段を設けて、内部ＬＬＣ３３を攪拌するようにしてもよい。
【００４８】
図１１はこの電気自動車用空調装置の電気的構成を示すブロック図である。 車両電源（ＤＣ３３６Ｖ）３１にはインバータ５０を介してコンプレッサ６の駆動モータが接続されている。また、車両電源（ＤＣ３３６Ｖ）３１にはシーズヒータ３２の一方の端子（リード端子部３２ａ）が接続され、シーズヒータ３２のもう一方の端子（リード端子部３２ｂ）はリレー５１の接点５１ａを介して接地されている。リレー５１のコイル５１ｂは一端が接地され他端が制御手段としてのオートアンプ５２に接続されている。したがって、シーズヒータ３２はリレー５１のＯＮ−ＯＦＦ動作によってその通電がＯＮ−ＯＦＦされるようになっている。
【００４９】
オートアンプ５２は、この空調装置を総合的に制御する機能を有しており、マイコンを内蔵し、インバータ５０で降圧された電力の供給を受けて駆動する。オートアンプ５２には、車室内に設けられ操作用スイッチや表示部からなるコントロールパネル５３と、サブエバポレータ３０内のＬＬＣ（熱伝達媒体）３３の温度を検出する温度センサ（温度検出手段）５４と、その他の各種センサ５５（たとえば、外気温を検出する外気センサ、車室内空気の温度を検出する内気センサ、日射量を検出する日射センサ、メインエバポレータ３通過後の空気温度を検出する吸込温度センサなど）とが接続されている。また、オートアンプ５２には、前記リレー５１の外に、ダクト２内に配設された各種ドア５６（たとえば、インテークドア１６、エアミックスドア１５、各吹出口１７〜１９を開閉するモードドア）を駆動する各種アクチュエータ５７（たとえば、インテークドア１６を駆動するインテークドアアクチュエータ、エアミックスドア１５を駆動するエアミックスドアアクチュエータ、モードドアを駆動するモードドアアクチュエータ）と、各種ファン５８（たとえば、ブロア装置１、コンデンサファン装置１４）を駆動する各種ファンコントロール回路５９（たとえば、ブロア装置１に加える電圧を制御するファンコントロール回路、コンデンサファン装置１４をＯＮ−ＯＦＦ制御するファンコントロール回路）とが接続されている。各種アクチュエータ５７はそれぞれ、たとえば、モータアクチュエータで構成され、位置検出スイッチやＰＢＲ（ポテンショバランスレジスタ）を内蔵している。オートアンプ５２は、各種センサ５４，５５、前記ＰＢＲ、および各スイッチ５３などからの信号を入力し、これらを演算して、各種アクチュエータ５７、各種ファンコントロール回路５９、およびリレー５１を作動させ、吹出口位置、吸込口位置、吹出風温度、吹出風量などを総合的に制御する。
【００５０】
また、オートアンプ５２は、暖房運転時においてコンプレッサ６に吸入される冷媒温度が低い時にのみ、リレー５１のコイル５１ｂを励磁する信号を出力して接点５１ａを閉路する（つまり、リレー５１をＯＮする）ように構成されている。より具体的には、オートアンプ５２は、温度センサ５４の検出値に応じて前記励磁信号（リレー５１ＯＮ指令信号）を出力するようになっている。リレー５１のＯＮ動作により、車両電源３１から電力がシーズヒータ３２に供給され（シーズヒータ３２ＯＮ）、シーズヒータ３２が発熱し、サブエバポレータ３０が作動する。
【００５１】
図１２はシーズヒータ３２のＯＮ−ＯＦＦ制御特性を示す図である。
ここでは、低外気時に暖房運転モードに入るとシーズヒータ３２への通電を開始し（ＯＮ）、シーズヒータ３２の発熱によりサブエバポレータ３０内のＬＬＣ３３の温度が上昇し、温度センサ５４の検出値（内部ＬＬＣ３３の温度）が所定値（たとえば、７０℃）以上に上がるとシーズヒータ３２への通電を停止し（ＯＦＦ）、その後、所定値（たとえば、６０℃）以下に下がるとシーズヒータ３２への通電を再開する（ＯＮ）。
【００５２】
シーズヒータ３３に対しこのようなＯＮ−ＯＦＦ制御を行うことにより、常に必要量の発熱が行われ、省電力化を図りつつ、サブエバポレータ３０の前記機能を十分に発揮させることが可能になる。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、車室内エバポレータとコンプレッサとの間に発熱体内蔵の車室外エバポレータを配置し、発熱体の発熱を利用して車室内エバポレータからの冷媒を加熱するようにしたので、外気温が低い場合であっても常に車室外エバポレータの出口で適度な過熱度（スーパーヒート）を持たせることが可能となり、暖房性能を向上させることができる。また、前記熱交換により、車室外エバポレータの出口において完全に蒸発を完了させておくことができるため、コンプレッサへ液冷媒が戻るおそれがなくなり、コンプレッサの耐久性が向上する。
【００５４】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加え、発熱体としてシーズヒータを使用し、シーズヒータで発生した熱を熱伝達媒体を介して冷媒に伝達させるように構成したので、熱容量の大きい熱伝達媒体を用いることで、発熱体ＯＮ−ＯＦＦ時の温度変動が小さくなり、冷凍サイクル（ひいては、吹出し温度）のハンチング等の発生が抑えられる。また、シーズヒータは抵抗体であるため、一方の端子には車載用電源（高電圧系）を直接接続し、もう一方の端子には低電圧用の安価な部品（リレー、ハーネスなど）を使用することができ、コストの低減が図れる。
【００５５】
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の発明の効果に加え、シーズヒータを縦置きとしたので、自然対流が発生しやすくなり、前記ハンチング等の発生が解消される。
【００５６】
請求項４記載の発明によれば、請求項２または３記載の発明の効果に加え、容器内に攪拌手段を設けて容器内の熱伝達媒体を攪拌するようにしたので、熱伝達媒体を強制的に対流させることが可能となり、前記ハンチング等の発生が解消される。
【００５７】
請求項５記載の発明によれば、請求項２または３記載の発明の効果に加え、循環手段を設けて容器内の熱伝達媒体を循環させるようにしたので、熱伝達媒体を強制的に対流させることができるようになり、前記ハンチング等の発生が解消される。
【００５８】
請求項６記載の発明によれば、請求項２〜５のいずれか１つに記載の発明の効果に加え、冷媒管の外部表面に螺旋状のフィンを取り付けたので、熱伝達媒体との接触面積が増大し、熱伝達媒体から冷媒管への熱伝達の効率が良くなる。また、フィンの形状を螺旋状とすることで、フィンをガイドとしても機能させることができ、熱伝達媒体の対流が促進される。
【００５９】
請求項７記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加え、暖房運転時においてコンプレッサの吸入冷媒温度が低い時にのみ発熱体を作動させるので、省電力化も図られる。
【００６０】
請求項８記載の発明によれば、請求項２〜６のいずれか１つに記載の発明の効果に加え、温度検出手段により検出される熱伝達媒体の温度に応じてシーズヒータのＯＮ−ＯＦＦを制御するので、常に必要量の発熱が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明一実施形態に係る電気自動車用空調装置の概略構成図である。
【図２】 サブエバポレータの一構成例を示す部分断面正面図である。
【図３】 その平面図である。
【図４】 その側面図である。
【図５】 シーズヒータの全体図である。
【図６】 強制対流方式のサブエバポレータの一構成例を示す全体模式図である。
【図７】 ＬＬＣの出入口での流れを示す模式図である。
【図８】 入口部の詳細を示す模式図である。
【図９】 出口部の詳細を示す模式図である。
【図１０】 シーズヒータを縦置きにした場合の全体模式図である。
【図１１】 電気的構成を示すブロック図である。
【図１２】 シーズヒータのＯＮ−ＯＦＦ制御特性図である。
【図１３】 従来の電気自動車用空調装置の概略構成図である。
【符号の説明】
３…メインエバポレータ（車室内エバポレータ）
４…サブコンデンサ（車室内コンデンサ）
５…メインコンデンサ（車室外コンデンサ）
６…コンプレッサ
７…リキッドタンク
８…膨脹弁
９…アキュムレータ
１０…四方弁（冷媒流路切替手段）
１１…バイパス管
３０…サブエバポレータ（車室外エバポレータ）
３１…車両電源（車載用電源）
３２…シーズヒータ（発熱体）
３３…ＬＬＣ（熱伝達媒体）
３４…密閉容器
３５…冷媒管
４０…螺旋状のフィン
４１…ＬＬＣ入口
４２…ＬＬＣ出口
４３…ホース（循環手段）
４４…ウォータポンプ（循環手段）
５２…オートアンプ（制御手段）
５４…温度センサ（温度検出手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an air conditioner for an electric vehicle that does not have a hot water heat source for heating, and in particular, in a heat pump type that heats a vehicle interior by using condensation heat generated when a refrigerant condenses, the outside air temperature is The present invention relates to an air conditioner for an electric vehicle that can improve heating performance when the temperature is low.
[0002]
[Prior art]
An electric vehicle whose traveling drive source is an electric motor has less heat energy as a heat source for heating compared to a gasoline engine vehicle that can use high-temperature engine coolant. Therefore, conventionally, as an air conditioner for an electric vehicle, an air conditioner system has been developed that can perform dehumidifying heating by performing cycle operation using a refrigerant for both cooling and heating, and heating the vehicle interior while preventing fogging of windows. (For example, see JP-A-5-201243).
[0003]
As shown in FIG. 13, this air conditioner has a duct 2 for sending the air taken in by the blower device 1 toward the vehicle interior, and as a heat exchanger, the evaporator 3 is sequentially installed in the duct 2 from the upstream side. And a sub capacitor 4 that mainly works during the heating operation, and a main capacitor 5 that mainly works during the cooling operation is arranged outside the duct 2.
[0004]
The refrigeration cycle is configured by connecting a compressor 6, a main condenser 5, a sub condenser 4, a liquid tank 7, an expansion valve 8, and an evaporator 3 with refrigerant piping, and enclosing the refrigerant therein. An accumulator 9 is provided at the suction port of the compressor 6 in order to prevent the refrigerant from returning to the compressor 6 in a liquid state. In addition, a four-way valve 10 for switching the refrigerant flow is provided at the inlet of the main capacitor 5 in order to switch the capacitors 4 and 5 that function between the heating operation and the cooling operation. The four-way valve 10 is connected to a bypass pipe 11 that bypasses the main condenser 5 and a refrigerant recovery pipe 12 that mainly returns the refrigerant remaining in the main condenser 5 to the suction side of the compressor 6. The bypass pipe 11 is connected to a pipe 13 that connects the outlet of the main capacitor 5 and the inlet of the sub capacitor 4.
[0005]
A condenser fan device 14 for supplying air for heat exchange to the main condenser 5 is disposed on the back surface of the main condenser 5. An air mix door 15 is rotatably attached upstream of the sub-capacitor 4 in order to adjust the temperature of the air blown into the passenger compartment.
[0006]
During the cooling operation, the refrigerant discharged from the compressor 6 is guided to the main condenser 5 side by the four-way valve 10, and the path of the compressor 6 → the main condenser 5 → the sub condenser 4 → the liquid tank 7 → the expansion valve 8 → the evaporator 3 → the compressor 6. The refrigerant flows through. Thereby, in the evaporator 3, heat exchange is performed between the liquid refrigerant and the intake air, and the liquid refrigerant evaporates and cools the intake air that passes around the refrigerant passage, so that the vehicle interior is cooled. Further, in the main condenser 5, the heat taken by the evaporator 3 is released to the outside by heat exchange with the outside air, and the gas refrigerant is cooled and condensed. In this case, the sub capacitor 4 hardly functions as a heat exchanger.
[0007]
On the other hand, during the heating operation, the refrigerant discharged from the compressor 6 is guided to the bypass pipe 11 side by the four-way valve 10, bypasses the main condenser 5, and the compressor 6 → the sub condenser 4 → the liquid tank 7 → the expansion valve 8 → the evaporator. The refrigerant flows through the route 3 → compressor 6. As a result, the gas refrigerant discharged from the compressor 6 is condensed and liquefied by the sub-capacitor 3 to dissipate heat, so that the air cooled and dehumidified by the evaporator 3 is heated and blown into the vehicle interior. Is dehumidified and heated. Note that the temperature of the air blown into the vehicle interior is controlled by adjusting the opening of the air mix door 15.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional air conditioner for an electric vehicle, the heating performance tends to be insufficient when the outside air temperature is low (for example, −10 ° C. or lower). That is, if the temperature of the air taken into the duct 2 is low, the evaporator 3 is difficult to absorb heat from the intake air, so that the refrigerant is not sufficiently evaporated in the evaporator 3. Condensation (heat dissipating ability) becomes insufficient. In other words, since there is almost no pumping of heat from the outside in the evaporator 3, the superheat degree (superheat) of the evaporator 3 is not ensured, and the work amount of the compressor 6 becomes the heat dissipation capability of the sub-capacitor 4 as it is ( Coefficient of performance COP≈1). Therefore, when it sees in the whole refrigerating cycle, it will become the fall of heating efficiency drastically, and heating performance will be insufficient.
[0009]
In addition, when the outside air temperature is low, the refrigerant is not sufficiently evaporated in the evaporator 3 as described above. Therefore, the evaporation of the refrigerant is not completed at the outlet of the evaporator 3, and the liquid refrigerant is transferred to the compressor 6. There is a risk of returning. In order to prevent this, the accumulator 9 is provided. However, since the capacity of the accumulator 9 is also limited, when a large amount of liquid refrigerant flows out of the evaporator 3, the accumulator 9 supplies the liquid refrigerant. There is a possibility that liquid refrigerant cannot be stored and liquid refrigerant is sent out to the compressor 6. When the liquid refrigerant returns to the compressor 6, the compressor 6 may be damaged by liquid compression.
[0010]
The present invention has been made paying attention to the above problems in a heat pump type air conditioner that does not have a hot water heat source for heating, and is intended to improve heating performance and compressor durability when the outside air temperature is low. An object of the present invention is to provide an air conditioner for an electric vehicle.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is configured such that a compressor, an exterior condenser, an interior condenser, an expansion valve, and an interior evaporator constituting the refrigeration cycle are connected in this order by refrigerant piping, Provided in a bypass pipe for bypassing the refrigerant discharged from the compressor and bypassing the vehicle exterior condenser to the vehicle interior condenser, and in a refrigerant pipe downstream of the compressor for switching the flow path of the refrigerant discharged from the compressor. The refrigerant flow switching means, and the refrigerant discharged from the compressor is introduced into the outdoor condenser by the refrigerant flow switching means during the cooling operation and is bypassed by the refrigerant flow switching means during the heating operation. An air conditioner for an electric vehicle introduced directly into the vehicle interior condenser through a pipe In the vehicle interior evaporator, between the refrigerant outlet of the vehicle interior evaporator and the refrigerant intake port of the compressor, the heat generated from the built-in heating element that generates heat by the power supply from the vehicle-mounted power source flows from the vehicle interior evaporator. A vehicle exterior evaporator for heating the refrigerant is arranged.
[0012]
In the present invention, the refrigerant flowing out of the vehicle interior evaporator flows through the vehicle interior evaporator and then is sucked into the compressor. At this time, the heating element built in the evaporator outside the vehicle compartment generates heat when electric power is supplied from the in-vehicle power source, and the heat generated from the heating element is absorbed by the refrigerant flowing in the evaporator outside the vehicle compartment. This heat exchange increases the temperature of the refrigerant that flows out of the evaporator outside the passenger compartment and is sucked into the compressor, and even if liquid refrigerant flows out of the evaporator inside the passenger compartment, the liquid refrigerant evaporates at the outlet of the evaporator outside the passenger compartment. It can be completed and an appropriate degree of superheat (superheat) can be given at the exit of the evaporator outside the passenger compartment. Then, since the moderately heated refrigerant is compressed again by the compressor, the refrigerant discharged from the compressor becomes a higher temperature refrigerant and is supplied to the vehicle interior condenser.
[0013]
Preferably, the evaporator outside the passenger compartment includes a sheathed heater as the heating element and a refrigerant pipe through which a refrigerant flows in a sealed container, and heat generated from the sheathed heater is generated in the refrigerant pipe. It encloses a heat transfer medium to be transferred to
[0014]
According to this configuration, the heat generated from the sheathed heater is transferred to the external surface of the refrigerant pipe via the surrounding heat transfer medium, and then transferred to the refrigerant in the refrigerant pipe. At this time, if a heat transfer medium having a large heat capacity is used, the temperature fluctuation when the sheathed heater is turned on and off is reduced, and the occurrence of hunting or the like of the refrigeration cycle (and thus the blowing temperature) can be suppressed. In addition, since a sheathed heater is a kind of resistor in which a heating wire is placed in a protective tube (sheath) and filled with a heat-resistant insulator in the middle, in actual use, one terminal has an in-vehicle power supply ( High voltage system) can be connected directly, and the other terminal can be used for low voltage components (relay, harness, etc.).
[0015]
Preferably, the sheathed heater is arranged in the vertical direction in order to promote natural convection of the heat transfer medium in the container. When the sheathed heater is arranged in the vertical direction, a flow space for the heat transfer medium in the gravity direction (vertical direction) is secured, and natural convection is likely to occur.
[0016]
Further, in order to forcibly generate convection, a stirring means for stirring the heat transfer medium may be provided in the container. Alternatively, in order to forcibly generate convection, it is also possible to provide a circulation means for opening an inlet and an outlet for the heat transfer medium in the container and circulating the internal heat transfer medium through these outlets.
[0017]
Preferably, a helical fin is attached to the outer surface of the refrigerant pipe. By attaching the fins, the contact area with the heat transfer medium is increased, and the efficiency of heat transfer from the heat transfer medium to the refrigerant pipe is improved. Further, by making the fin shape spiral, the fin can function as a guide for promoting convection of the heat transfer medium. That is, the heat transfer medium that has hit the fins is convected along the surface of the fins using the fins as a guide.
[0018]
Further, from the viewpoint of power saving, it is preferable that the heating element is operated only when the intake refrigerant temperature of the compressor is low during heating operation.
[0019]
More specifically, a temperature detection unit that is disposed in the container and detects the temperature of the heat transfer medium, and a control unit that controls ON / OFF of the sheathed heater according to a detection value of the temperature detection unit; It is preferable to have.
[0020]
According to this configuration, the control means inputs the detection value (temperature of the heat transfer medium) of the temperature detection means, and controls ON / OFF of the sheathed heater according to the detection value. Thus, a necessary amount of heat is always generated.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air conditioner for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is common in FIG.
[0022]
This electric vehicle air conditioner has the same basic configuration as the conventional heat pump type air conditioner shown in the figure, and a duct 2 for sending air (inside air or outside air) taken in by the blower device 1 toward the vehicle interior. As a heat exchanger, a main evaporator 3 as a vehicle interior evaporator and a sub capacitor 4 as a vehicle interior capacitor mainly working during heating operation are arranged in the duct 2 in order from the upstream side. Outside the duct 2, a main capacitor 5 is disposed as a capacitor outside the passenger compartment that works mainly during cooling operation. An intake door 16 for selectively taking in the inside air or outside air is rotatably attached to one end of the duct 2, and a differential outlet 17 that blows conditioned air to the inner surface of the windshield is attached to the other end of the duct 2. A vent air outlet 18 for blowing conditioned air to the upper body of the occupant and a foot air outlet 19 for blowing warm air to the feet of the occupant are provided, respectively. Hereinafter, they are collectively referred to as “mode doors”. An air mix door 15 is rotatably attached upstream of the sub-capacitor 4 in order to adjust the temperature of the air blown into the passenger compartment. The air mix door 15 adjusts the ratio of the hot air that has passed through the sub-capacitor 4 and the cold air that bypasses the air to create air at a desired temperature in the downstream area of the sub-capacitor 4 or air flows through the sub-capacitor 4 I try not to.
[0023]
Further, in the air conditioner of the present embodiment, a sub-evaporator 30 serving as an evaporator outside the vehicle compartment is disposed between the refrigerant outlet of the main evaporator 3 and the refrigerant inlet of the compressor 6. The sub-evaporator 30 has a built-in heating element 32 that generates heat when power is supplied from an in-vehicle power source (for example, DC 336 V) 31, and heats the refrigerant flowing from the main evaporator 3 using heat generated from the heating element 32. It has a function. The structure and operation of the sub-evaporator 30 will be described in detail later.
[0024]
The refrigeration cycle which this air conditioner comprises includes the sub-evaporator 30 and connects the compressor 6, main capacitor 5, sub-capacitor 4, liquid tank 7, expansion valve 8, main evaporator 3, and sub-evaporator 30 with refrigerant piping. And it is comprised by enclosing a refrigerant | coolant in it. Here, an accumulator 9 is further provided at the suction port of the compressor 6 so that only the gas refrigerant is always sent to the compressor 6. Moreover, in order to switch the capacitors 4 and 5 to function between the heating operation and the cooling operation, a four-way valve 10 for switching the refrigerant flow is provided on the inlet side of the main capacitor 5 as a refrigerant flow switching means. ing. Connected to the four-way valve 10 are a bypass pipe 11 that bypasses the main condenser 5 and a refrigerant recovery pipe 12 that returns so-called stagnation refrigerant that mainly stays in the main condenser 5 to the suction side of the compressor 6. Yes. The bypass pipe 11 is connected to a pipe 13 that connects the outlet of the main capacitor 5 and the inlet of the sub capacitor 4. Reference numerals 20 and 21 denote check valves. A condenser fan device 14 for supplying heat exchange air to the main condenser 5 is disposed on the back surface of the main condenser 5.
[0025]
For example, the four-way valve 10 is provided with one inlet port and three outlet ports in a sealed case, and a slide member that communicates two outlet ports among the three outlet ports in the case. An outlet port other than the outlet port selected by the communication port is configured to communicate with the inlet port. Therefore, an outlet port that communicates with the inlet port is selected according to the position of the slide member. Here, the inlet port of the four-way valve 10 is connected to the discharge side of the compressor 6, and the three output ports of the four-way valve 10 are the inlet of the main condenser 5, the suction side (refrigerant recovery pipe 12) of the compressor 6, and the main, respectively. It is connected to the outlet (bypass pipe 11) of the capacitor 5. The four-way valve 10 switches between a cooling circuit that guides the refrigerant discharged from the compressor 6 to the main condenser 5 and a heating circuit that guides the refrigerant discharged from the compressor 6 to the bypass pipe 11 of the main condenser 5.
[0026]
The cooling circuit has a path indicated by a broken-line arrow in the drawing, that is, a path of compressor 6 → main capacitor 5 → sub capacitor 4 → liquid tank 7 → expansion valve 8 → main evaporator 3 → sub evaporator 30 → accumulator 9 → compressor 6. It consists of That is, during cooling operation, the four-way valve 10 is set at a position connecting the discharge side of the compressor 6 and the inlet of the main condenser 5 (not shown), and the refrigerant discharged from the compressor 6 is led to the main condenser 5 side. , Forming a cooling cycle in which the refrigerant circulates along the path. In this circulation process, the main evaporator 3 evaporates the liquid refrigerant by heat exchange and cools the intake air passing around the refrigerant passage, thereby cooling the vehicle interior. Further, the main condenser 5 releases the heat taken away by the main evaporator 3 to the outside by heat exchange with the air, thereby cooling the gas refrigerant and condensing it. At this time, the heating element 32 in the sub-evaporator 30 does not generate heat (OFF). Further, the sub capacitor 4 hardly functions as a heat exchanger.
[0027]
On the other hand, the heating circuit is configured by a path indicated by a solid line arrow in the figure, that is, a path of the compressor 6 → the sub capacitor 4 → the liquid tank 7 → the expansion valve 8 → the main evaporator 3 → the sub evaporator 30 → the accumulator 9 → the compressor 6. Has been. That is, during the heating operation, the four-way valve 10 is set at the position shown in the figure connecting the discharge side of the compressor 6 and the bypass pipe 11, and the refrigerant discharged from the compressor 6 is guided to the bypass pipe 11 side so that the refrigerant passes through the path. Form a heating cycle that circulates along In this circulation process, the gas refrigerant discharged from the compressor 6 is condensed and liquefied by the sub-capacitor 4 to dissipate heat, so that the air cooled and dehumidified by the main evaporator 3 is heated and blown out into the vehicle interior. The vehicle interior is dehumidified and heated. At this time, the temperature of the air blown into the vehicle interior is controlled by adjusting the opening of the air mix door 15.
[0028]
As described above, the sub-evaporator 30 incorporates the heating element 32 that generates heat by supplying power from the on-vehicle power source (DC 336 V) 31 and uses the heat generated from the heating element 32 to flow in the refrigerant from the main evaporator 3. More specifically, a heat transfer medium 33 is further enclosed in the sub-evaporator 30, and the heat transfer medium 33 is heated by the heating element 32 during the heating operation. The low-temperature and low-pressure refrigerant circulating inside is heated by heat exchange with the heated heat transfer medium 33, thereby improving the heating performance. At this time, the temperature sensing cylinder of the expansion valve 8 is preferably attached to the outlet of the sub-evaporator 30. Thereby, the refrigerant | coolant flow volume sent to the evaporators 3 and 30 is adjusted so that the evaporation state of a refrigerant | coolant may have moderate superheat degree (superheat) at the exit of the sub-evaporator 30 at least.
[0029]
By providing such a sub-evaporator 30, the refrigerant is not sufficiently evaporated in the main evaporator 3 because the outside air temperature is low, so that an appropriate degree of superheat is not secured at the outlet of the main evaporator 3 or the main evaporator 3. Even if the liquid refrigerant flows out of the sub-evaporator 30, the refrigerant effectively takes in heat from the heating element 32 and is heated by heat exchange with the heat transfer medium 33 heated by the heating element 32. Therefore, it is possible to give a moderate degree of superheat at the outlet of the sub-evaporator 30. Then, since the moderately heated refrigerant is sucked into the compressor 6 and compressed again, the refrigerant discharged from the compressor 6 becomes a higher temperature refrigerant and is supplied to the sub capacitor 4. Become. As a result, the air that is heat-exchanged by the sub-capacitor 4 has a higher temperature, so that higher heating performance is exhibited and so-called immediate warming is improved. In addition, when the temperature sensing cylinder of the expansion valve 8 is provided at the outlet of the sub-evaporator 30 as described above, the refrigerant flow rate is adjusted by the temperature of the refrigerant after being heated by the sub-evaporator 30, and thus the sub-evaporator 30. During operation (that is, when the heating element 32 is operated), a larger amount of refrigerant circulates, thereby further improving the heating performance. That is, since the heating performance (heat dissipation capability) of the sub-capacitor 4 is related to the temperature and flow rate of the refrigerant, higher heating performance is exhibited by increasing the temperature of the discharged refrigerant and increasing the flow rate. become. In addition, since such a tendency is amplified with the passage of time, so-called immediate warming property is also improved. In addition to the improvement in heating performance, the heat exchange can complete evaporation at least at the outlet of the sub-evaporator 30, so that the liquid refrigerant does not return to the compressor 6 and there is no possibility of damage to the compressor 6 due to liquid compression. The durability of the compressor 6 is improved.
[0030]
The sub-evaporator 30 is disposed outside the indoor duct 2, for example, in the engine room. For this reason, use of a high voltage (DC336V) is possible.
[0031]
2 is a partial cross-sectional front view showing an example of the configuration of the sub-evaporator 30, FIG. 3 is a plan view thereof, and FIG. 4 is a side view thereof. FIG. 5 is an overall view of the sheathed heater shown in FIG.
[0032]
The sub-evaporator 30 includes a sheathed heater 32 as a heating element, and a refrigerant pipe in which a refrigerant circulates in an airtight container 34 formed by fastening an upper case 34a and a lower case 34b with screws through an appropriate seal. 35, and as a heat transfer medium for transferring heat generated from the sheathed heater 32 to the refrigerant pipe 35, for example, a long life coolant (LLC) 33 that is a coolant that can be used for a long period of time is enclosed. Yes.
[0033]
Connection pipes 35a and 35b are attached to both ends of the refrigerant pipe 35, respectively. For example, one connection pipe 35a is connected to the outlet side of the main evaporator 3, and the other connection pipe 35b is connected to the suction side of the compressor 6 (more precisely, the inlet side of the accumulator 9).
[0034]
The sheathed heater 32 is a heating element in which a heating wire (for example, a coiled nichrome wire) is placed in a protective tube (sheath) and is filled with a heat-resistant insulating material in the middle. (See FIG. 5 in particular). Lead terminal portions 32a and 32b are connected to both ends of the sheathed heater 32, respectively. As will be described later, for example, one lead terminal portion 32a is connected to a vehicle power source (for example, DC 336V), and the other lead terminal portion 32b is grounded via a relay.
[0035]
The upper case 34a of the container 34 is provided with an injection port 36 for injecting the LLC 33 into the container 34. The injection port 36 is a machine that operates when the temperature of the internal LLC 33 becomes high. A cap mechanism 37 having a protective circuit is attached.
[0036]
Further, although not shown, a temperature sensor, which will be described later, for detecting the temperature of the enclosed LLC 33 is disposed in the container 34 at an appropriate position as temperature detecting means. As will be described later, ON / OFF control of the sheathed heater 32 is performed according to the detection value of the temperature sensor.
[0037]
With such a configuration, the heat generated from the sheathed heater 32 is transmitted to the external surface of the refrigerant pipe 35 via the surrounding LLC 33, and then transmitted to and absorbed by the refrigerant in the refrigerant pipe 35. At this time, since the LLC 33 has a large heat capacity, heat exchange using a heat transfer medium having such a large heat capacity reduces the temperature fluctuation when the sheathed heater 32 is turned on and off, thereby reducing the refrigeration cycle (and thus the blowing temperature). Occurrence of hunting is suppressed. As a result, the heating performance is stabilized. Further, the sheathed heater 32 is a kind of resistor, and the sheathed heater 32, which is such a resistor, is inserted in the electric circuit. Therefore, in actual use, one lead terminal portion 32a is mounted on the vehicle. The power supply 31 (high voltage system) is directly connected, and low-voltage light electrical components (relays, harnesses, etc.) can be used for the other lead terminal portion 32b, thereby reducing the cost.
[0038]
As described above, the sub-evaporator 30 is generally arranged in the engine room. However, in order to promote the natural convection of the LLC 33 in the container 34, the sub-evaporator 30 is vertically arranged so that the sheathed heater 32 is placed vertically. It is preferable to arrange in the direction. By placing the sheathed heater 32 vertically, a flow space of the LLC 33 in the direction of gravity (vertical direction) is secured, and natural convection is likely to occur. Further, by strengthening the natural convection in this way, the temperature of the LLC 33 on the outer surface of the refrigerant pipe 35 is made more uniform, and as a result, the fluctuation of the LLC 33 temperature on the outer surface of the refrigerant pipe 35 is suppressed. The occurrence of hunting or the like of the refrigeration cycle (and hence the blowing temperature) accompanying heat exchange is eliminated.
[0039]
Further, as a method of promoting convection of the LLC 33 in the container 34, the heated LLC 33 may be forcedly convected instead of or in combination with the sheathed heater 32 being placed vertically. . This forced convection method is also expected to eliminate hunting.
[0040]
6 to 10 are schematic views showing an example of the configuration of such a forced convection sub-evaporator 30. FIG. 6 is a general view, FIG. 7 is a view showing the flow at the entrance and exit of the LLC 33, and FIG. 9 is a detailed view of the inlet portion, FIG. 9 is a detailed view of the outlet portion, and FIG. 10 is an overall view when the sheathed heater 32 is placed vertically. Since the basic configuration is exactly the same as that shown in FIGS. 2 to 4, only a brief description will be given, and in some cases, a part of the description will be omitted.
[0041]
The sub-evaporator 30 is also provided with a sheathed heater 32 as a heating element and a refrigerant pipe 35 through which the refrigerant flows in a sealed container 34, and transfers heat generated from the sheathed heater 32 to the refrigerant pipe 35. 33 is enclosed as a heat transfer medium.
[0042]
Here, further, a helical fin 40 that promotes heat conduction is attached to the outer surface of the refrigerant pipe 35. By attaching the fins 40, the contact area with the LLC 33 is increased, and the efficiency of heat transfer from the LLC 33 to the refrigerant pipe 35 is improved. Moreover, by making the shape of the fin 40 into a spiral shape, the fin 40 can function as a guide for promoting convection of the LLC 33 as described later. That is, the LLC 33 that has hit the fin 40 convects along the surface of the fin 40 using the fin 40 as a guide. Note that fins may be attached to the inner surface of the refrigerant pipe 35 in order to increase the heat transfer efficiency from the inner surface of the refrigerant pipe 35 to the refrigerant.
[0043]
Further, here, in order to forcibly circulate the LLC 33 in the container 34, an inlet 41 and an outlet 42 for the LLC 33 are opened in the container 34, and these inlets 41 and 42 are connected by a hose 43, and a water pump is provided in the middle thereof. 44 is arranged. The circulating means is composed of a hose 43 and a water pump 44 (see FIG. 6 above).
[0044]
The LLC 33 in the container 34 flows out from the outlet 42 by the operation of the water pump 44, is sucked into the water pump 44 through the hose 43, is then discharged from the water pump 44, and passes through the hose 43 from the inlet 41 to the container 34. It flows in toward the inner fin 40 (see FIG. 7).
[0045]
More specifically, as described above, the internal LLC 33 is discharged from the water pump 44 and flows into the fin 40 in the container 34 from the inlet 41 through the hose 43, and then hits the fin 40. The LLC 33 (a part thereof) convects along the surface of the fin 40 using the wall of the fin 40 as a guide. In addition, an appropriate clearance (for example, about 3 to 4 mm) is provided between the fin 40 and the sheathed heater 32, and (a part of) the LLC 33 flowing in from the inlet 41 is also placed between the sheathed heater 32 and the container 34. It is made to circulate (refer FIG. 8). Then, the internal LLC 33 flowing from the inlet shown in FIG. 8 is discharged from the outlet 42 toward the water pump 44 (see FIG. 9).
[0046]
In addition, when the sheathed heater 32 is installed vertically, the flow space of the LLC 33 in the gravitational direction (vertical direction) is secured as described above, so that the convection of the LLC 33 is more coupled with the forced circulation mechanism. It becomes easier to generate. At this time, in order to match the direction of natural convection with the direction of forced convection, it is preferable to provide the inlet 41 at the lower part of the container 34 and the outlet 42 at the upper part of the container 34 as shown in FIG. As for the direction in which the refrigerant flows, the temperature of the upper part usually becomes higher due to convection. Therefore, it is preferable to flow the refrigerant from the upper part to the lower part of the sub-evaporator 30 in order to increase the efficiency of heat exchange with the refrigerant.
[0047]
In addition to this, as a method for forcibly convection of the heated internal LLC 33, although not shown, for example, a stirring means such as an electric screw may be provided in the container 34 to stir the internal LLC 33.
[0048]
FIG. 11 is a block diagram showing an electrical configuration of the air conditioner for an electric vehicle. A drive motor for the compressor 6 is connected to the vehicle power source (DC 336 V) 31 via an inverter 50. Also, one terminal (lead terminal portion 32 a) of the sheathed heater 32 is connected to the vehicle power source (DC 336 V) 31, and the other terminal (lead terminal portion 32 b) of the sheathed heater 32 is connected via a contact 51 a of the relay 51. Grounded. One end of the coil 51b of the relay 51 is grounded, and the other end is connected to an autoamplifier 52 as control means. Therefore, the energization of the sheathed heater 32 is turned ON / OFF by the ON / OFF operation of the relay 51.
[0049]
The autoamplifier 52 has a function of comprehensively controlling the air conditioner, has a built-in microcomputer, and is driven by the supply of power stepped down by the inverter 50. The auto amplifier 52 includes a control panel 53 that is provided in the vehicle interior and includes an operation switch and a display unit, and a temperature sensor (temperature detection means) 54 that detects the temperature of an LLC (heat transfer medium) 33 in the sub-evaporator 30. Various other sensors 55 (for example, an outside air sensor that detects the outside air temperature, an inside air sensor that detects the temperature of the passenger compartment air, a solar radiation sensor that detects the amount of solar radiation, and a suction temperature sensor that detects the air temperature after passing through the main evaporator 3. Etc.) are connected. The auto amplifier 52 includes various doors 56 (for example, an intake door 16, an air mix door 15, and mode doors for opening and closing the air outlets 17 to 19) provided in the duct 2 in addition to the relay 51. Actuator 57 (for example, intake door actuator for driving intake door 16, air mix door actuator for driving air mix door 15, mode door actuator for driving mode door) and various fans 58 (for example, blower device) 1. Various fan control circuits 59 for driving the condenser fan device 14) (for example, a fan control circuit for controlling the voltage applied to the blower device 1 and a fan control circuit for controlling the condenser fan device 14 to be turned on and off) are connected. Yes. Each of the various actuators 57 is composed of, for example, a motor actuator, and incorporates a position detection switch and a PBR (potential balance register). The autoamplifier 52 inputs signals from the various sensors 54 and 55, the PBR, the switches 53, and the like, calculates them, operates the various actuators 57, the various fan control circuits 59, and the relay 51, and blows them. Comprehensive control of outlet position, inlet position, blowing air temperature, blowing air volume, etc.
[0050]
Further, the auto amplifier 52 outputs a signal for exciting the coil 51b of the relay 51 and closes the contact 51a only when the refrigerant temperature sucked into the compressor 6 is low during the heating operation (that is, turns on the relay 51). ) Is configured as follows. More specifically, the autoamplifier 52 outputs the excitation signal (relay 51 ON command signal) according to the detection value of the temperature sensor 54. When the relay 51 is turned on, electric power is supplied from the vehicle power source 31 to the sheathed heater 32 (seeds heater 32 is turned on), the sheathed heater 32 generates heat, and the sub-evaporator 30 is activated.
[0051]
FIG. 12 is a diagram showing the ON-OFF control characteristics of the sheathed heater 32.
Here, when the heating operation mode is entered during low outside air, the energization of the sheath heater 32 is started (ON), and the temperature of the LLC 33 in the sub-evaporator 30 rises due to the heat generated by the sheath heater 32, and the detected value ( When the temperature of the internal LLC 33 rises to a predetermined value (for example, 70 ° C.) or higher, the energization to the sheathed heater 32 is stopped (OFF), and when the temperature drops to a predetermined value (for example, 60 ° C.) or lower, The energization is resumed (ON).
[0052]
By performing such ON-OFF control on the sheathed heater 33, a necessary amount of heat is always generated, and the above-described function of the sub-evaporator 30 can be fully exhibited while saving power.
[0053]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the vehicle interior evaporator with a heating element is disposed between the vehicle interior evaporator and the compressor, and the refrigerant from the vehicle interior evaporator is heated using the heat generated by the heating element. Therefore, even when the outside air temperature is low, it is possible to always provide an appropriate degree of superheat (superheat) at the exit of the evaporator outside the passenger compartment, and the heating performance can be improved. Further, since the heat exchange can completely complete the evaporation at the outlet of the vehicle exterior evaporator, there is no possibility that the liquid refrigerant returns to the compressor, and the durability of the compressor is improved.
[0054]
According to the invention described in claim 2, in addition to the effect of the invention described in claim 1, a sheathed heater is used as a heating element, and heat generated by the sheathed heater is transmitted to the refrigerant through the heat transfer medium. Therefore, by using a heat transfer medium having a large heat capacity, the temperature fluctuation at the time of heating element ON-OFF becomes small, and the occurrence of hunting or the like of the refrigeration cycle (and hence the blowing temperature) can be suppressed. In addition, because the sheathed heater is a resistor, one terminal is directly connected to an in-vehicle power supply (high voltage system), and the other terminal is an inexpensive component (relay, harness, etc.) for low voltage This can reduce the cost.
[0055]
According to the invention of claim 3, in addition to the effect of the invention of claim 2, since the sheathed heater is placed vertically, natural convection is likely to occur, and the occurrence of the hunting or the like is eliminated.
[0056]
According to the invention described in claim 4, in addition to the effect of the invention described in claim 2 or 3, since the stirring means is provided in the container to stir the heat transfer medium in the container, the heat transfer medium is forced. Convection is possible, and the occurrence of the hunting or the like is eliminated.
[0057]
According to the invention described in claim 5, in addition to the effect of the invention described in claim 2 or 3, the circulation means is provided to circulate the heat transfer medium in the container. The occurrence of the hunting or the like is eliminated.
[0058]
According to the invention described in claim 6, in addition to the effect of the invention described in any one of claims 2 to 5, since the helical fin is attached to the outer surface of the refrigerant pipe, the contact with the heat transfer medium is achieved. The area is increased, and the efficiency of heat transfer from the heat transfer medium to the refrigerant pipe is improved. In addition, by making the fin shape spiral, the fin can also function as a guide, and convection of the heat transfer medium is promoted.
[0059]
According to the seventh aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect of the invention, the heating element is operated only when the intake refrigerant temperature of the compressor is low during heating operation.
[0060]
According to the invention described in claim 8, in addition to the effect of the invention described in any one of claims 2-6, the sheathed heater is turned on and off according to the temperature of the heat transfer medium detected by the temperature detecting means. Therefore, the necessary amount of heat is always generated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air conditioner for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional front view showing a configuration example of a sub-evaporator.
FIG. 3 is a plan view thereof.
FIG. 4 is a side view thereof.
FIG. 5 is an overall view of a sheathed heater.
FIG. 6 is an overall schematic diagram showing a configuration example of a forced convection type sub-evaporator.
FIG. 7 is a schematic diagram showing the flow at the entrance / exit of the LLC.
FIG. 8 is a schematic diagram showing details of an inlet portion.
FIG. 9 is a schematic diagram showing details of an outlet portion.
FIG. 10 is an overall schematic diagram when a sheathed heater is placed vertically.
FIG. 11 is a block diagram showing an electrical configuration.
FIG. 12 is an ON-OFF control characteristic diagram of a sheathed heater.
FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a conventional air conditioner for an electric vehicle.
[Explanation of symbols]
3 ... Main evaporator (vehicle compartment evaporator)
4 ... Sub capacitor (in-vehicle capacitor)
5 ... Main condenser (condenser outside the passenger compartment)
6 ... Compressor
7 ... Liquid tank
8 ... Expansion valve
9 ... Accumulator
10 ... Four-way valve (refrigerant flow path switching means)
11 ... Bypass pipe
30 ... Sub-evaporator (Evaporator outside the passenger compartment)
31 ... Vehicle power supply (car power supply)
32 ... Seeds heater (heating element)
33 ... LLC (Heat Transfer Medium)
34 ... Sealed container
35 ... Refrigerant tube
40 ... spiral fins
41 ... LLC entrance
42 ... LLC exit
43 ... Hose (circulation means)
44 ... Water pump (circulation means)
52. Auto-amplifier (control means)
54 ... Temperature sensor (temperature detection means)

Claims (6)

冷凍サイクルを構成するコンプレッサ（６）、車室外コンデンサ（５）、車室内コンデンサ（４）、膨張弁（８）、および車室内エバポレータ（３）を冷媒配管によりこの順序で接続するとともに、前記コンプレッサ（６）から吐出された冷媒を前記車室外コンデンサ（５）を迂回して前記車室内コンデンサ（４）へ導くためのバイパス管（１１）と、前記コンプレッサ（６）から吐出される冷媒の流路を切り替えるため前記コンプレッサ（６）の下流の冷媒配管に設けられた冷媒流路切替手段（１０）とを有し、前記コンプレッサ（６）から吐出される冷媒を、冷房運転時には前記冷媒流路切替手段（１０）により前記車室外コンデンサ（５）へ導入し、暖房運転時には前記冷媒流路切替手段（１０）により前記バイパス管（１１）を通じて直接前記車室内コンデンサ（４）へ導入するようにした電気自動車用空調装置において、
前記車室内エバポレータ（３）の冷媒出口と前記コンプレッサ（６）の冷媒吸入口との間に、車載用電源（３１）からの電力供給により発熱する内蔵されたシーズヒータ（３２）のその発熱を利用して前記車室内エバポレータ（３）から流入する冷媒を加熱する車室外エバポレータ（３０）を配置し、
前記車室外エバポレータ（３０）は、前記シーズヒータ（３２）と、冷媒が内部を流通する冷媒管（３５）と、前記シーズヒータ（３２）、前記冷媒管（３５）、及び前記シーズヒータ（３２）から発生する熱を前記冷媒管（３５）へ伝達させる熱伝達媒体（３３）を収容する容器（３４）とを含み、
前記容器（３４）には、前記熱伝達媒体の入口（４１）及び出口（４２）が形成され、
前記冷媒管（３５）の外部表面には、前記入口（４１）から出口（４２）に向かう熱伝達媒体の流路上において、螺旋状のフィン（４０）が取り付けられ、
前記シーズヒータ（３２）は、前記冷媒管（３５）の周囲において、前記フィン（４０）と所定の間隔をあけて配置されることを特徴とする電気自動車用空調装置。The compressor (6), the vehicle exterior condenser (5), the vehicle interior condenser (4), the expansion valve (8), and the vehicle interior evaporator (3) constituting the refrigeration cycle are connected in this order by refrigerant piping, and the compressor A bypass pipe (11) for guiding the refrigerant discharged from (6) to bypass the vehicle exterior condenser (5) to the vehicle interior condenser (4), and the flow of refrigerant discharged from the compressor (6) Refrigerant flow switching means (10) provided in a refrigerant pipe downstream of the compressor (6) for switching the path, and the refrigerant discharged from the compressor (6) is used as the refrigerant flow path during cooling operation. It is introduced into the vehicle exterior condenser (5) by the switching means (10), and through the bypass pipe (11) by the refrigerant flow switching means (10) during the heating operation. In an electric car air-conditioning apparatus that is introduced directly into the passenger compartment condenser (4),
Between the refrigerant outlet of the vehicle interior evaporator (3) and the refrigerant inlet of the compressor (6), the heat generated by the built-in sheathed heater (32) that generates heat by power supply from the in-vehicle power source (31) is generated. A vehicle exterior evaporator (30) that heats the refrigerant flowing from the vehicle interior evaporator (3) by using the vehicle interior evaporator (3) ;
The outdoor evaporator (30) includes the sheathed heater (32), a refrigerant pipe (35) through which a refrigerant flows, the sheathed heater (32), the refrigerant pipe (35), and the sheathed heater (32 And a container (34) containing a heat transfer medium (33) for transferring heat generated from the refrigerant pipe (35) to the refrigerant pipe (35),
The container (34) is formed with an inlet (41) and an outlet (42) for the heat transfer medium,
A spiral fin (40) is attached to the outer surface of the refrigerant pipe (35) on the flow path of the heat transfer medium from the inlet (41) to the outlet (42),
The air heater for an electric vehicle, wherein the sheathed heater (32) is disposed around the refrigerant pipe (35) at a predetermined interval from the fin (40) . 前記シーズヒータ（３２）は縦方向に配置されていることを特徴とする請求項１記載の電気自動車用空調装置。The air conditioner for an electric vehicle according to claim 1, wherein the sheathed heater (32) is arranged in a vertical direction. 前記容器（３４）内に、前記熱伝達媒体（３３）を攪拌するための攪拌手段を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の電気自動車用空調装置。The air conditioner for an electric vehicle according to claim 1 or 2, wherein a stirring means for stirring the heat transfer medium (33) is provided in the container (34). 前記出入口（４１，４２）を通じて、前記容器（３４）の内部の熱伝達媒体（３３）を循環させる循環手段（４３，４４）を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の電気自動車用空調装置。 3. The electricity according to claim 1, wherein circulation means (43, 44) for circulating a heat transfer medium (33) inside the container (34) through the inlet / outlet (41, 42) is provided. Automotive air conditioner. 前記発熱体（３２）は、暖房運転時において前記コンプレッサ（６）の吸入冷媒温度が低い時にのみ作動することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の電気自動車用空調装置。The air conditioner for an electric vehicle according to any one of claims 1 to 4, wherein the heating element (32) operates only when a refrigerant refrigerant temperature of the compressor (6) is low during heating operation. . 前記容器（３４）内に配置され、前記熱伝達媒体（３３）の温度を検出する温度検出手段（５４）と、前記温度検出手段（５４）の検出値に応じて前記シーズヒータ（３２）のＯＮ−ＯＦＦを制御する制御手段（５２）とをさらに有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の電気自動車用空調装置。A temperature detection means (54) disposed in the container (34) for detecting the temperature of the heat transfer medium (33), and a sheath heater (32) according to a detection value of the temperature detection means (54). The air conditioner for an electric vehicle according to any one of claims 1 to 5, further comprising a control means (52) for controlling ON-OFF.
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