JP3970412B2 - 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3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】
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り、この場合にはエバポレータ3内で冷媒の蒸発が十分に行われないことから、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った。
【0009】
このような事態を防ぐために、従来の電気自動車用空調装置においてはサブエバポレータ30がもうけられており、このサブエバポレータ30により液冷媒に加熱を行い液圧縮によりコンプレッサ6が破損するのを防止している。サブエバポレータ30の内部にはシーズヒータ32が設けられておりLLC33を加熱して熱媒体とし、液冷媒に熱伝達を行う。
【0010】
この熱伝達を効率よく行うために、ウォータポンプ44が設けられており、このウォータポンプ44によってLLC33を効率よく循環させることができ、良好な熱伝達が達成できる。このウォータポンプ44の設置される位置はサブエバポレータ30の外部であり、加熱された高温のLLC33をサブエバポレータ30から導出して当該ウォータポンプ44にて循環して、再びサブエバポレータ30に戻す。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成によるサブエバポレ−タ内部のウォータポンプの設置される位置では高温のLLCにより、ウォータポンプの材質が変質変形してしまう恐れがあり、信頼性の面で通常の耐温度性能をもつウォータポンプを使用することができなかった。
【0012】
また、耐熱性を向上させたウォータポンプを使用するためにはコストの面で高価なものとなってしまい、さらには新たに開発するにしても莫大な開発費用のかかるものであり、製品コストの上昇を招いてしまう。
【0013】
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向上を実現するサブエバポレ−タに関し、その内部に用いられるLLCの循環を行うウォータポンプに従来の実績品を使用することができ、低コストでかつ信頼性も確保されたサブエバポレ−タを備えた電気自動車用空調装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、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配設の、当該冷媒が内部に流通されて当該冷媒と熱伝達媒体との熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器の冷媒出口に設けられた前記膨張弁の感温筒と、車載用電源からの電力供給により発熱するシーズヒータと、内部に熱伝達媒体および前記シーズヒータを収納するヒータタンクと、前記ヒータタンクから加熱された熱伝達媒体を導出して前記熱交換器に流通せしめ再び当該ヒータタンクに循環させるホースと、前記熱交換器から前記ヒータタンクへ戻る熱交換後の前記熱伝達媒体が流通する前記ホースの途中に設けられたウォータポンプと、を有し、前記感温筒により検知される冷媒温度が上昇したとき、前記膨張弁が、前記冷媒の流量を増加させることを特徴とする電気自動車用空調装置をもって解決手段とする。
【0015】
この発明にあっては、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熱交換器の外部表面へ伝達された後、熱交換器内の冷媒へ伝達される。このとき、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としてウオーターポンプを用いる。
【0016】
このウオーターポンプは熱伝達後の熱伝達媒体が流出する下流側出口に設けられ、比較的温度が低い部位であるので従来の通常の耐熱性を持つウオーターポンプが使用できる。
【0017】
【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。
【0018】
図1は本発明の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。
この電気自動車用空調装置は、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る。
【0019】
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。
【0020】
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31からの電力供給により発熱するシーズヒータ32を内蔵し、そのシーズヒータ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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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内のシーズヒータ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。
【0028】
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。
【0029】
サブエバポレータ30は、上記のように、車載用電源31からの電力供給により発熱するシーズヒータ32を内蔵し、そのシーズヒータ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。
【0030】
より具体的には、サブエバポレータ30はその構成部材の全体が密閉された容器34内に収納されて成り立っている。この容器34内に収納された構成部材はは、シーズヒータ32を収納したヒータタンク51およびこのヒータタンク51内部には同時に熱伝達媒体33が封入されている。暖房運転時、その熱伝達媒体33をシーズヒータ32によって加熱し、この加熱された熱伝達媒体33をホース43にてヒータタンク51より導出して熱交換器35に流通させている。
【0031】
一方で、この熱交換器35には冷媒が流通する冷媒チューブが配置されており、この冷媒チューブの外皮と熱伝達媒体33とが接触して熱交換する。これにより冷媒チューブの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。
【0032】
なお、熱交換が終了して低温となった熱伝達媒体33は熱交換器35からホース43にてヒータタンク51に戻される。この熱交換器35から流出する側の、いわゆる下流側のホース43の途中にはウォータポンプ44が設けられており、このウォータポンプ44により熱伝達媒体33の循環が行われる。
【0033】
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、シーズヒータ32によって加熱された熱伝達媒体33との熱交換により、その冷媒はシーズヒータ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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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、高電圧の使用が可能となっている。
【0037】
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である。
【0038】
このサブエバポレータ30は密閉容器34内のヒータタンク51内部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熱交換器35とを設け、シーズヒータ32から発生する熱を熱交換器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。
【0039】
熱交換器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。
【0040】
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。シーズヒータ32の両端にはそれぞれ図示しない2本からなるリード端子部が接続されている。後述するように、たとえば、一方のリード端子部は車両電源と接続され、もう一方のリード端子部はリレーを介して接地されている。
【0041】
また、ヒータタンク51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。
【0042】
さらに、ヒータタンク51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50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。
【0043】
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を介して熱交換器35の外部表面へ伝達された後、熱交換器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。
【0044】
シーズヒータ32により加熱されたLLC33はシーズヒータ32による加熱部分よりのホース43のシーズヒータ32出口付近において最も温度が高いものになっている。この高温部分には熱的な負荷がホース43を含めたその他の部品にかかることになるので、耐熱性において信頼性のある部品が用いられている。
この高温のLLC33は熱交換器35の表面に接触して冷媒に熱伝達を行い、ここでLLC33の温度は低下することとなる。この低温となったLLC33は熱交換器35に接する区間からLLC33が流出するホース43のサブエバポレ−タ30出口より再びシーズヒータ32に戻り、再加熱される。
【0045】
本発明が適用される自動車用空調装置のサブエバポレ−タ30に用いられるウォータポンプ44はサブエバポレ−タ30より低温となったLLC33が流出するホース43の下流出口側に設けられる。サブエバポレ−タ30からの下流出口側においては、LLC33の温度は上流側のLLC33の温度に比べて上記の理由により低くなっており、ウォータポンプ44には高度の耐熱性が求められることはない。
【0046】
このため使用実績のある従来型のウォータポンプ44をそのまま用いることができるので、特に耐熱性を向上させた高価なポンプを使用する必要がない。また耐熱性に配慮した新規設計のポンプを用意する必要も生じないことから、従来品の実績のある信頼性と低コストを同時に達成することができる。
【0047】
なお、以上説明した実施の形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施の形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【0048】
【発明の効果】
本発明によれば、サブエバポレ−タ内にて加熱され高温となったLLCの循環を行うウォータポンプに従来の実績品を使用することができ、低コストでかつ信頼性も確保されたサブエバポレ−タを備えた電気自動車用空調装置を提供することができる。
【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】 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3】 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)
35…熱交換器
43…ホース(循環手段)
44…ウォータポンプ(循環手段)
51…ヒータタンク[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. 3, this air conditioner has a
[0004]
The refrigeration cycle is configured by connecting a compressor 6, a
[0005]
A
[0006]
During the cooling operation, the refrigerant discharged from the compressor 6 is guided to the
[0007]
On the other hand, during the heating operation, the refrigerant discharged from the compressor 6 is guided to the
[0008]
However, in such a conventional air conditioner for an electric vehicle, when the outside air temperature is low (for example, −10 ° C. or lower), the heating performance tends to be insufficient. In this case, the refrigerant in the
[0009]
In order to prevent such a situation, the
[0010]
In order to efficiently perform this heat transfer, a
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, at the position where the water pump inside the sub-evaporator with the conventional configuration is installed, there is a risk that the material of the water pump may be altered and deformed due to high temperature LLC, and it has normal temperature resistance performance in terms of reliability. The water pump could not be used.
[0012]
In addition, in order to use a water pump with improved heat resistance, it becomes expensive in terms of cost, and even if it is newly developed, it requires enormous development costs, Invite to rise.
[0013]
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 relates to a sub-evaporator that realizes an improvement in heating performance when the outside air temperature is low. An object of the present invention is to provide an air conditioner for an electric vehicle equipped with a sub-evaporator that can use a conventional product for the water pump that circulates the used LLC and that is low in cost and reliable. .
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention connects a compressor, an exterior condenser, an interior condenser, an expansion valve, and an interior evaporator that constitute a refrigeration cycle in this order by refrigerant piping, and is discharged from the compressor. Refrigerant flow path switching provided in a bypass pipe for bypassing the refrigerant outside the passenger compartment to guide the refrigerant to the passenger compartment condenser and a refrigerant pipe downstream of the compressor for switching the refrigerant flow path discharged from the compressor And the refrigerant discharged from the compressor is introduced into the vehicle exterior condenser by the refrigerant flow switching means during the cooling operation, and directly through the bypass pipe by the refrigerant flow switching means during the heating operation. In an air conditioner for an electric vehicle that is introduced into an indoor capacitor, A heat exchanger disposed between a refrigerant outlet of a vehicle interior evaporator and a refrigerant suction port of the compressor, wherein the refrigerant is circulated therein and performs heat exchange between the refrigerant and a heat transfer medium; and the heat exchanger A temperature sensing cylinder of the expansion valve provided at the refrigerant outlet, a sheathed heater that generates heat by power supply from an in-vehicle power source, a heater tank that houses a heat transfer medium and the sheathed heater, and a heater tank A hose for deriving a heated heat transfer medium, circulating it to the heat exchanger and circulating it again to the heater tank, and the hose through which the heat transfer medium after heat exchange returning from the heat exchanger to the heater tank flows of a water pump provided in the middle, it has a, when the refrigerant temperature detected by the temperature sensing tube rises, the expansion valve, characterized Rukoto increasing the flow rate of the coolant And electric vehicle air-conditioning system with a solution means to be.
[0015]
In this invention, the heat generated from the sheathed heater is transferred to the external surface of the heat exchanger via the surrounding heat transfer medium, and then transferred to the refrigerant in the heat exchanger. At this time, in order to forcibly generate convection, an inlet and an outlet for the heat transfer medium are opened in the container, and a water pump is used as a circulation means for circulating the internal heat transfer medium through the inlet / outlet.
[0016]
This water pump is provided at the downstream outlet from which the heat transfer medium after heat transfer flows out, and is a portion having a relatively low temperature. Therefore, a conventional water pump having normal heat resistance can be used.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air conditioner for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
This air conditioner for an electric vehicle has the same basic configuration as a conventional heat pump type air conditioner, and has a
[0019]
An
[0020]
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
[0021]
The refrigeration cycle which this air conditioner comprises includes the sub-evaporator 30 and connects the compressor 6,
[0022]
Connected to the four-
[0023]
For example, the four-
[0024]
Here, the inlet port of the four-
[0025]
The cooling circuit has a path indicated by a broken-line arrow in the drawing, that is, a path of compressor 6 →
[0026]
In this circulation process, the
[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
[0028]
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
[0029]
As described above, the sub-evaporator 30 includes the sheathed
[0030]
More specifically, the sub-evaporator 30 is configured by being housed in a hermetically sealed
[0031]
On the other hand, the
[0032]
Note that the
[0033]
By providing such a sub-evaporator 30, the refrigerant is not sufficiently evaporated in the
[0034]
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
[0035]
That is, since the heating performance (heat dissipation capability) of the
[0036]
The sub-evaporator 30 is disposed outside the
[0037]
FIG. 2 is a partial cross-sectional front view showing a configuration example of the sub-evaporator 30.
[0038]
This sub-evaporator 30 is provided with a sheathed
[0039]
[0040]
The sheathed
[0041]
The heater tank 51 is provided with an
[0042]
Further, a temperature sensor 50 (described later) for detecting the temperature of the enclosed
[0043]
With this configuration, the heat generated from the sheathed
The sheathed
[0044]
The
This high-
[0045]
The
[0046]
For this reason, since the
[0047]
The embodiment described above is described in order to facilitate understanding of the present invention, and is not described in order to limit the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment includes all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
[0048]
【The invention's effect】
According to the present invention, a conventional actual product can be used for a water pump that circulates a heated LLC in a sub-evaporator, and the sub-evaporator is low-cost and reliable. It is possible to provide an air conditioner for an electric vehicle including
[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 schematic configuration diagram of an air conditioner for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 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 ...
11 ...
31 ... Vehicle power supply (car power supply)
32 ... Seeds heater (heating element)
33 ... LLC (Heat Transfer Medium)
35 ...
44 ... Water pump (circulation means)
51 ... Heater tank
Claims (1)
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配設の、当該冷媒が内部に流通されて当該冷媒と熱伝達媒体(33)との熱交換を行う熱交換器(35)と、
前記熱交換器(35)の冷媒出口に設けられた前記膨張弁(8)の感温筒と、
車載用電源(31)からの電力供給により発熱するシーズヒータ(32)と、内部に熱伝達媒体(33)および前記シーズヒータ(32)を収納するヒータタンク(51)と、前記ヒータタンク(51)から加熱された熱伝達媒体(33)を導出して前記熱交換器(35)に流通せしめ再び当該ヒータタンク(51)に循環させるホース(43)と、
前記熱交換器(35)から前記ヒータタンク(51)へ戻る熱交換後の前記熱伝達媒体(33)が流通する前記ホース(43)の途中に設けられたウォータポンプ(44)と、を有し、前記感温筒により検知される冷媒温度が上昇したとき、前記膨張弁が、前記冷媒の流量を増加させ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 refrigerant piping downstream of the compressor (6) for switching the path,
The refrigerant discharged from the compressor (6) is introduced into the outdoor condenser (5) by the refrigerant flow switching means (10) during the cooling operation, and the refrigerant flow switching means (10) by the refrigerant flow switching means (10) during the heating operation. In the air conditioner for an electric vehicle introduced directly into the vehicle interior condenser (4) through the bypass pipe (11),
Between the refrigerant outlet of the vehicle interior evaporator (3) and the refrigerant inlet of the compressor (6), the refrigerant is circulated to exchange heat between the refrigerant and the heat transfer medium (33). A heat exchanger (35) to perform;
A temperature sensing cylinder of the expansion valve (8) provided at the refrigerant outlet of the heat exchanger (35);
A sheathed heater (32) that generates heat by power supply from an in-vehicle power supply (31), a heater tank (51) that houses therein a heat transfer medium (33) and the sheathed heater (32), and the heater tank (51 ) A heated heat transfer medium (33) from the hose (43) that is circulated to the heat exchanger (35) and circulated again to the heater tank (51);
A water pump (44) provided in the middle of the hose (43) through which the heat transfer medium (33) after heat exchange returning from the heat exchanger (35) to the heater tank (51) flows. and, when the refrigerant temperature detected by the temperature sensing tube rises, the expansion valve, an electric car air-conditioning system according to claim Rukoto increasing the flow rate of the refrigerant.
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