JP3980189B2

JP3980189B2 - 自動車用冷暖房装置

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Publication number: JP3980189B2
Application number: JP21598398A
Authority: JP
Inventors: 圭俊野田; 政晴寺内
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Calsonic Kansei Corp
Priority date: 1998-07-30
Filing date: 1998-07-30
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2018-07-30
Also published as: JP2000043562A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、除湿機能を備えたヒートポンプシステムにより車室内の除湿暖房を行う、特に電気自動車に好適な自動車用冷暖房装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、電気自動車は、走行駆動源が電気モータであるため、高温のエンジン冷却水を利用するエンジン搭載車に比べて暖房熱源が不足する。このため、従来の電気自動車用冷暖房装置においては、冷房のみならず暖房にも冷媒を用いてサイクル運転を行い、窓曇りを防止しながら車室内を暖房することができる除湿暖房可能なヒートポンプ式カーエアコン（以下「除湿ヒートポンプシステム」という）が開発されている（例えば、特開平５−２０１２４３号参照）。
【０００３】
この種の電気自動車用冷暖房装置は、例えば、図５に示すように、ダクト１内に、空気を取り入れるブロア装置２と、エバポレータ３と、主に暖房運転時に機能する室内側のサブコンデンサ４とが配設され、さらに、ダクト１の外には、主に冷房運転時に機能する室外側のメインコンデンサ５が配設されている。
【０００４】
サブコンデンサ４とメインコンデンサ５とは、冷凍サイクル中に設けられた四方弁６によって暖房運転時と冷房運転時とで切り換えられ、暖房運転時においては、冷媒がメインコンデンサ５をバイパスして流れるようにし、電動コンプレッサ７から吐出された冷媒は、四方弁６→バイパス通路８→サブコンデンサ４→リキッドタンク９→膨脹弁１０→エバポレータ３と流れて、コンプレッサ７に帰還する（暖房サイクル）。この循環過程において、コンプレッサ７から吐出され四方弁６でメインコンデンサ５をバイパスしたガス冷媒は、サブコンデンサ４で凝縮液化されて放熱を行うので、エバポレータ３で除湿（および冷却）された空気はサブコンデンサ４で加熱され、車室内が除湿暖房されることになる。
【０００５】
また、四方弁６の出口側（出口ポートの一つ）とコンプレッサ７の吸入側との間には冷媒回収通路１１が設けられ、さらに、この冷媒回収通路１１には電磁弁１２が取り付けられている。そして、暖房運転開始時に外気温度が低いときには、四方弁６により冷媒回収通路１１とメインコンデンサ５とを連通させ、電磁弁１２を開くことによって、主としてメインコンデンサ５に滞留しているいわゆる寝込み冷媒をコンプレッサ７に戻して、暖房サイクル内の冷媒不足を補うようにしている。
【０００６】
なお、図５中、１３，１４，１５は逆止弁、１６はエアミックスドア、１７はコンデンサファンである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来の除湿ヒートポンプシステムでは、十分な除湿暖房効果を発揮しうるものの、冷凍サイクルを含めたシステム全体の構成が複雑であることなどから、下記の点が問題となりうる。
【０００８】
第一に、従来の構成では、外気温度が低いときにメインコンデンサ５などに冷媒が溜りやすいので（寝込み冷媒の存在）、暖房運転時においてサイクル内を循環する冷媒量を確保するため、上記のように、寝込み冷媒を回収するためのライン（四方弁６、冷媒回収通路１１、電磁弁１２など）を設けるとともにその制御を行うことが必要である。
【０００９】
第二に、従来の構成では、暖房運転時と冷房運転時とで冷媒の流れを切り換えたりまた寝込み冷媒を回収するために、四方弁６、逆止弁１３〜１５などの弁類が追加されているが、こうした弁類の追加によって、作動上の信頼性を確保するための対策が必要となり、さらに、作動音が発生したり、コストおよび重量が増加するおそれがある。
【００１０】
本発明は、従来の除湿ヒートポンプシステムにおける上記課題に着目してなされたものであり、冷媒回収ラインが不要で部品点数も削減された簡素化されたシステム構成を有しつつ、信頼性の向上やコストの低減などを図ることができる除湿暖房可能なヒートポンプ式の新しい自動車用冷暖房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】
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
【００１２】
（１）本発明に係る自動車用冷暖房装置は、冷凍サイクル内を状態変化しながら循環する冷媒の熱を利用して車室内の除湿暖房を行うヒートポンプ式の自動車用冷暖房装置において、コンプレッサ、車室内に設置された室内コンデンサ、車室外に配置された室外コンデンサ、リキッドタンク、膨張弁、および車室内に配置されたエバポレータをこの順序で冷媒配管により連結し、前記室内コンデンサの出口と前記リキッドタンクの入り口とをバイパス管で接続し、前記室外コンデンサの入口側配管に第１電磁弁を設け、前記バイパス管に第２電磁弁を設け、前記室内コンデンサから流出した冷媒を、冷房運転時には前記第１電磁弁を開きかつ前記第２電磁弁を閉じて前記室外コンデンサ側に導き、暖房運転時には前記第１電磁弁を閉じかつ前記第２電磁弁を開いて前記バイパス管側に導くようにし、
暖房運転が選択されたときに、外気温度に応じて冷媒回収時間を設定した後、前記第１電磁弁を開きかつ前記第２電磁弁を閉じた状態で前記コンプレッサを起動し、当該コンプレッサ起動後の経過時間が、まずあらかじめ設定された所定時間となった時に前記第１電磁弁を閉じ、次に前記設定された冷媒回収時間となった時に前記第２電磁弁を開くようにしたことを特徴とする。
【００１３】
（２）前記室外コンデンサの出口側配管には、前記室外コンデンサから前記リキッドタンクへ向かう流れのみを許容する逆止弁が設けられている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を使って、本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施の形態に係る自動車用冷暖房装置の概略構成図であって、電気自動車に搭載されるものを示している。なお、同図中、図５と共通する部材には同一の符号を付してある。
【００１７】
この電気自動車用冷暖房装置は、冷房、暖房共に冷媒を用いたサイクル運転を行うことにより車室内の冷房と除湿暖房を行う除湿ヒートポンプシステムであって、図５に示す従来の除湿ヒートポンプシステムを改良した新タイプのものである。
【００１８】
このシステムの冷凍サイクルは、電動コンプレッサ７（以下単に「コンプレッサ」という）、車室内に配置された室内コンデンサとしてのサブコンデンサ４、車室外に配置された室外コンデンサとしてのメインコンデンサ５、リキッドタンク９、膨脹弁１０、および車室内に配置されたエバポレータ３をこの順序で冷媒配管により連結するとともに、サブコンデンサ４の出口とリキッドタンク９の入口とをバイパス管２１で接続し、その中に冷媒を封入して構成されている。すなわち、冷媒経路が、図５に示す従来のシステムと異なり、コンプレッサ７から吐出された冷媒を直ちにサブコンデンサ４に導きここを通過させた後、メインコンデンサ５側または直接エバポレータ３側（つまり、バイパス管２１側）へ流れるよう選択的に分岐させるように構成されている。双方の分岐路にはそれぞれ電磁弁２２，２３が設置されている。具体的には、メインコンデンサ５の入口側配管には第１電磁弁２２が、バイパス管２１には第２電磁弁２３がそれぞれ設置されている。
【００１９】
また、バイパス管２１を流れた冷媒がメインコンデンサ５の方へ逆流するのを完全に阻止するため、好ましくは、メインコンデンサ５の出口側配管に、該メインコンデンサ５からリキッドタンク９へ向かう流れのみを許容する逆止弁２４が設置されている。
【００２０】
したがって、新しい本システムと従来のシステムとを比較した場合、弁類について、従来システムでは四方弁を１個、電磁弁を１個、逆止弁を３個必要とするのに対し、本システムでは電磁弁を２個、逆止弁を１個必要とするのみで、電磁弁は１個増えるものの、高価な四方弁が不要となりかつ逆止弁を２個削減することができ、全体として部品点数が削減され、コストも低減されている。
【００２１】
また、本システムでは、後述するように、二つの電磁弁２２，２３の開閉タイミングを制御することによって寝込み冷媒を回収することが可能であるため、図１に示すように、従来のシステムにおける冷媒回収ライン（冷媒回収通路１１など）は不要であり、その分従来のシステムに比べて配管経路が簡単化され、短くなっている。
【００２２】
このように、本システムでは、冷凍サイクルの構成において、冷媒回収ラインが不要で、かつ、部品点数も削減されているため、従来のものに比べてシステムが大幅に簡素化されている。
【００２３】
本システムにおける冷凍サイクル以外の構成は、図５に示す従来のシステムと全く同様である。
【００２４】
すなわち、この電気自動車用冷暖房装置は、車室内外の空気（内外気）を選択的に取り入れて空気調和した後車室内に所定の場所に向かって吹き出す空調ユニットを有し、この空調ユニットは、取り入れた空気を車室内に向かって送るためのダクト１を有している。ダクト１内には、白抜き矢印で示す空気流れ方向上流側から順に、内気取入口および外気取入口（共に図示せず）を選択的に開閉する図示しないインテークドアと、このインテークドアにより選択された内外気をダクト１内に導入し下流側に向かって圧送するブロア装置２と、冷媒を蒸発させて空気を冷却させる前記エバポレータ３と、主に暖房運転時に機能しガス冷媒を凝縮液化させて空気を加熱する前記サブコンデンサ４とが配置されている。サブコンデンサ４の前面には、サブコンデンサ４を通過する空気とこれを迂回する空気との割合を調節するためのエアミックスドア１６が回動自在に設けられ、また、サブコンデンサ４の下流側には、温度調節された空気を車室内の所定の場所に向かって吹き出すための図示しない各種吹出口（例えば、ベント吹出口、フット吹出口、デフ吹出口など）が形成されている。
【００２５】
一方、ダクト１外に配置されているメインコンデンサ５の背面、つまり空気流れ下流側には、このメインコンデンサ５に空気を供給するコンデンサファン１７が設けられている。メインコンデンサ５は、主に冷房運転時に機能し、空気との熱交換によりガス冷媒を冷却し凝縮液化させるものである。
【００２６】
なお、リキッドタンク９や膨脹弁１０の機能は周知のとおりである。すなわち、前者は、気液を分離して液冷媒を一度蓄え、液冷媒のみを膨脹弁１０に送り出すものであり、通常、エアの分離や水分・異物の除去を行う機能も有している。また、後者は、液冷媒を減圧膨脹させて蒸発しやすい低温低圧の霧状冷媒にするとともに、エバポレータ出口温度を感知して冷媒流量を自動調節する（温度作動式の場合）機能を有している。
【００２７】
次に、作用を説明する。
【００２８】
本発明では、四方弁を使わず、二つの電磁弁２２，２３のみで冷暖房の切換えを行う。具体的な内容は、下記のとおりである。
【００２９】
冷房運転時には、第１電磁弁２２を開きかつ第２電磁弁２３を閉じて、サブコンデンサ４から流出した冷媒をメインコンデンサ５側に導く。すなわち、コンプレッサ７から吐出された冷媒は、サブコンデンサ４→第１電磁弁２２→メインコンデンサ５→逆止弁２４→リキッドタンク９→膨脹弁１０→エバポレータ３と流れてコンプレッサ７に帰還する（冷房サイクル）。このとき、エアミックスドア１６は、例えば、図１中のＢ位置に設定され、エバポレータ３通過後の空気がサブコンデンサ４を通過しないようにしている。これにより、コンプレッサ７から出た高温高圧のガス冷媒は、一旦サブコンデンサ４に入るが、エアミックスドア１６により空気の通過つまり空気との熱交換が阻止されているため、サブコンデンサ４ではほとんど放熱せずそのまま第１電磁弁２２を通ってメインコンデンサ５に流入し、ここで外気と熱交換されて凝縮液化される。メインコンデンサ５から出た中温高圧の液冷媒はリキッドタンク９で抽出された後、エバポレータ３の入口に設けられた膨脹弁１０によって断熱膨脹されて低温低圧の霧状冷媒となり、エバポレータ３に導かれる。この低温低圧の霧状冷媒は、エバポレータ３において熱交換により取入れ空気を冷却しながら低温低圧のガス冷媒となり、コンプレッサ７に戻される。このようにして車室内の冷房が行われる。
【００３０】
一方、暖房運転時には、第１電磁弁２２を閉じかつ第２電磁弁２３を開いて、サブコンデンサ４から流出した冷媒をバイパス管２１側つまり直接エバポレータ３側に導く。すなわち、コンプレッサ７から吐出された冷媒は、サブコンデンサ４→第２電磁弁２３→リキッドタンク９→膨脹弁１０→エバポレータ３と流れてコンプレッサ７に帰還する（暖房サイクル）。このとき、エアミックスドア１６は、例えば、図１中のＡ位置に設定され、エバポレータ３通過後の空気がすべてサブコンデンサ４を通過するようにしている。これにより、コンプレッサ７から吐出された高温高圧のガス冷媒は、サブコンデンサ４に入り、ここで取入れ空気に熱を放出して凝縮液化され、中温高圧の液冷媒となる。この液冷媒はバイパス管２１を通ってリキッドタンク９に至り、さらに膨脹弁１０によって断熱膨脹されて低温低圧の霧状冷媒となった後、エバポレータ３で熱交換により取入れ空気を冷却・除湿し、コンプレッサ７に戻される。このように、エバポレータ３で冷却され除湿された取入れ空気をサブコンデンサ４で加熱して車室内に吹き出すことによって、車室内が除湿暖房される。なお、温調制御は、エアミックスドア１６の開度を調整することによって行うことができる。
【００３１】
このように、本システムでは、従来のシステムと比較して、冷凍サイクルにおけるサブコンデンサ４の位置が変更され、サブコンデンサ４がメインコンデンサ５の上流側で分岐前の位置にコンプレッサ７の出口と直結する形で設けられているが、このような位置にサブコンデンサ４を設けることによって、コンプレッサ７の出口とサブコンデンサ４の入口との間の配管経路が短くなり、暖房運転時においてその配管経路の短縮分だけガス冷媒の温度降下が防止されるため、サブコンデンサ４を流れる冷媒の温度がより高くなり、暖房性能の向上が図られる。
【００３２】
また、本発明では、前述のように冷媒回収ラインを設けていないが、暖房運転時の冷媒不足は、メインコンデンサ５への冷媒の寝込みを考慮してあらかじめリキッドタンク９の容量を大きめに取っておくことで、対応可能である。
【００３３】
また、本システムにおいて暖房運転時にメインコンデンサ５に滞留している冷媒の回収を実施する際には、二つの電磁弁２２，２３の開閉タイミングを後述のように適当に制御することで寝込み冷媒を効率良く回収できることが、実験の結果分かった。
【００３４】
図２は、そのような冷媒回収時の電磁弁開閉制御の一例を示すフローチャートである。なお、このフローチャートの説明に当たっては、適宜、図３に示す実験結果を参照する。
【００３５】
ここでは、まず、図２のフローチャートについて説明する前に、図３の結果をもたらした実験の内容について簡単に説明しておく。図３の実験結果は、図１のシステムを用いて、負荷の違い（外気温度とエバポレータ吸気温度）による冷媒回収時間と冷媒の回収率とを示したものである。試験条件は、次のとおりであった。吹出口モード：デフ／フット、エアミックスドア：フルホット（図１中のＡ位置）、システム冷媒封入量：８５０ｇ、コンプレッサ周波数：１２０Ｈｚ、ブロア印加電圧：１２Ｖ、初期メインコンデンサ内冷媒量：５５０ｇ。コンプレッサ運転開始後３０秒経過するまでは第１電磁弁２２を開けておく。なお、負荷の違う五つのケースのうちｅのケースは低温放置後の初期運転を想定したもので、負荷として最も厳しいものである。
【００３６】
次に、図２のフローチャートについて説明する。なお、このフローチャートの中の具体的な数値は、図３の実験結果に基づいている。
【００３７】
手動または自動で暖房運転モードが選択されると（Ｓ１）、まず、外気温度を検出し、その検出値に応じて冷媒回収時間を設定する。具体的には、例えば、検出された外気温度が所定値（例えば、−２０℃）よりも大きいかどうかを判断し（Ｓ２）、ＹＥＳであれば、つまり、外気温度が所定値（−２０℃）よりも高ければ、冷媒回収時間を第１設定値（例えば、６０秒）に設定し（Ｓ３）、ＮＯであれば、つまり、外気温度が所定値（−２０℃）以下であれば、第１設定値（６０秒）よりも大きい第２設定値（例えば、９０秒）に設定する（Ｓ４）。
【００３８】
外気温度に応じた冷媒回収時間の設定が終了すると、電磁弁の初期状態として第１電磁弁２２を開きかつ第２電磁弁２３を閉じて（Ｓ５）、コンプレッサ７を起動する（Ｓ６）。この時点から冷媒回収の動作が始まる。
【００３９】
その後、コンプレッサ７を起動してからの経過時間をカウントし、冷媒回収時間（６０秒または９０秒）よりも短い所定時間（例えば、３０秒）が経過した時点で（Ｓ７）、第１電磁弁２２を閉じる（Ｓ８）。
【００４０】
その後、引き続きコンプレッサ７起動後の経過時間をカウントし、ステップＳ３またはＳ４で設定した冷媒回収時間（６０秒または９０秒）に到達した時点で（Ｓ９）、第２電磁弁２３を開けて（Ｓ１０）、冷媒回収の動作を終了し、前述した暖房運転に移行する。
【００４１】
以上のように、この冷媒回収方法にあっては、冷媒回収時、まず第１電磁弁２２のみ開けて（コンプレッサ起動後３０秒間）いわゆるホットガスバイパスさせるが（Ｓ５〜Ｓ７）、それだけでは冷媒を８０％程度しか回収できない。これでも良いように冷媒封入量を設定する方法もあるが、ここでは、回収率を８５％以上に上げるために、ホットガスバイパス後も、設定された冷媒回収時間の間は、第１電磁弁２３も閉じて強制的にメインコンデンサ５内の冷媒を移動させ、暖房サイクル内に回収するようにしている（Ｓ８〜Ｓ９）。
【００４２】
その際、もしコンプレッサ７の出口側の容量が不足していれば、後者の段階において、コンプレッサ７の吐出圧力が急激に上昇して、保護動作（コンプレッサ停止など）に入ってしまうが、本システムでは、前述のように、サブコンデンサ４がコンプレッサ７の出口に直結されているため、回収された冷媒はサブコンデンサ４に貯溜されることになり、コンプレッサ７の出口側の容量が不足するということはない。つまり、サブコンデンサ４は、冷媒回収時において回収した冷媒を溜めるタンクの役割を果たすことになり（冷媒回収の手段の一つ）、図２に示す冷媒回収方法による冷媒回収能力の向上を、システム構成の面からバックアップしている。
【００４３】
図４は、本システムと従来システムとにおける経過時間とメインコンデンサ内冷媒量との関係および本システムにおける負荷違いによる冷媒回収能力を示すグラフである。なお、ここでは、本システムに対しては負荷条件が図３に示す四つのケースａ，ｂ，ｄ，ｅの場合の実験結果を示し、従来システムに対しては外気温度：−２０℃、エバポレータ吸気温度：−２０℃（図３のケースｅに相当）の場合の実験結果を示している。いずれの場合も、メインコンデンサ５内の初期冷媒量は５５０ｇである。
【００４４】
同図から明らかなように、本システムによれば、外気温度条件により冷媒回収時間を設定することで、効率良くメインコンデンサ５内の冷媒を回収することができ、従来システム（図５参照）に比べて大幅に冷媒回収時間の短縮化を図ることができる。例えば、従来システムにおける１５０秒を、本システムでは６０〜９０秒に短縮することができる。
【００４５】
また、回収量についても、図３のケースｅ（外気温度：−２０℃、エバポレータ吸気温度：−２０℃）の場合でも、９０秒経過後に、初期メインコンデンサ内冷媒量５５０ｇのうちの約４５０（＝５５０−１００）ｇを回収することができ、この場合、回収率は、下記の計算式、
回収率（％）＝（１−残冷媒量／システム内全冷媒量）×１００
により、（１−１００／８５０）×１００＝８８.２％（約８８％）となり、従来システムに比べて大幅に回収能力が向上している。なお、外気温度：０℃の場合（図３のケースａ，ｂ）には、本システムによれば、６０秒経過後の時点ですでに回収率が約９９％で、ほぼ全回収可能である。
【００４６】
このように、本システムによれば冷媒回収時間が短縮されるが、その原理は、次のようなものであると考えられる。すなわち、図５に示す従来システムにおける冷媒回収方法は、冷媒回収ラインを用いた低圧ラインの吸引によるものであり、室外部（メインコンデンサ５）の圧力がコンプレッサ吸入圧力よりも高い場合には回収可能であるが、低外気（−２０℃）時には飽和圧力が低くなるため、図４に示すように回収能力は極端に低下する。これに対し、本システムでは、初期の段階にホットガスバイパスによりメインコンデンサ５内に高圧力を導入するため、低外気（−２０℃）時でも差圧が発生し、したがって、その後、その差圧によりメインコンデンサ５内に寝込んでいる冷媒が押し出されることになる。
【００４７】
なお、図３、図４に示す実験結果からも分かるように、負荷の違いによって冷媒回収能力に差があり、特に外気温度が低いと冷媒回収能力が低下するが、それでも、本システムによれば、低温放置後の初期運転を想定した図３のケースｅ（外気温度：−２０℃、エバポレータ吸気温度：−２０℃）の場合でさえ、メインコンデンサ５に寝込んでいる冷媒の回収率を８５％以上とすることが可能であり、従来システムに比べて冷媒回収能力は大幅に向上している（図４参照）。
【００４８】
以上のとおり、本実施の形態によれば、高価な四方弁が不要となりかつ逆止弁を２個削減することができるため、作動上の信頼性の向上が図られるとともに、弁類の作動音の発生が低減され、さらに部品点数の削減によりコストや重量の低減も図られる。
【００４９】
また、二つの電磁弁２２，２３の開閉タイミングを制御することで寝込み冷媒を回収できるため、従来のような専用の冷媒回収ラインが不要となり、その分配管経路が簡単化され、短くなっており、この点からもシステムの簡素化が図られ、信頼性の向上ならびにコストや重量の低減が図られる。
【００５０】
また、サブコンデンサ４をコンプレッサ７の出口と直結したので、従来のシステムと比べてコンプレッサ７の出口とサブコンデンサ４の入口との間の配管経路が短くなる。したがって、暖房運転時においてその配管経路の短縮分だけガス冷媒の温度降下が防止されるため、サブコンデンサ４を流れる冷媒の温度がより高くなり、暖房性能の向上が図られる。
【００５１】
また、同じくサブコンデンサ４をコンプレッサ７の出口と直結した構成とすることで、二つの電磁弁２２，２３を共に閉じて冷媒回収を行う際に、サブコンデンサ４を回収冷媒のタンク（容量）として機能させることができるため、コンプレッサ７の吐出圧力の急激な上昇を抑制することができ、一定の冷媒回収時間を確保することが可能となる。
【００５２】
また、冷媒回収時、まず第１電磁弁２２のみ開けてホットガスバイパスさせた後、第１電磁弁２２を閉じてメインコンデンサ５内の冷媒を回収するようにしたので、外気温度が低い場合であっても冷媒回収に必要な圧力差が発生し、冷媒回収の時間の短縮および冷媒回収の能力の向上が図られる。
【００５３】
また、その際、外気温度に応じて冷媒回収時間を設定するようにしたので、負荷に応じて効率良く冷媒を回収することができる。特に、外気温度が−２０℃の場合においても、メインコンデンサ５内に寝込んでいる冷媒の回収率を８５％以上とすることができる。
【００５４】
なお、本発明は、上記した実施の形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内において種々改変することができるものである。例えば、上記した実施の形態では、電気自動車用の冷暖房装置について説明したが、本発明は、これのみに限定されるものではなく、エンジン搭載車など通常の自動車の冷暖房装置にも適用することができることはいうまでもない。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、専用の冷媒回収ラインが不要で、かつ弁類の部品点数が削減可能であるため、システムの簡素化が図られ、作動上の信頼性の向上とともにコストや重量の低減なども図られる。
【００５６】
また、サブコンデンサをコンプレッサの出口と直結したので、コンプレッサから吐出されサブコンデンサに流入する冷媒の温度降下が少なく、暖房性能の向上が図られる。
【００５７】
また、冷媒回収時において、まず第１電磁弁のみ開けてホットガスバイパスさせた後、第１電磁弁を閉じてメインコンデンサ内の冷媒を回収するようにしたので、外気温度が低い場合であっても冷媒回収に必要な圧力差が発生し、冷媒回収の時間の短縮と冷媒回収の能力の向上とが図られる。
【００５８】
また、その際、外気温度に応じて冷媒回収時間を設定するようにしたので、負荷に応じて効率良く冷媒を回収することができ、特に、外気温度が−２０℃の場合であっても、メインコンデンサ内に寝込んでいる冷媒の回収率を８５％以上とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電気自動車用冷暖房装置の概略構成図である。
【図２】冷媒回収時における電磁弁の開閉制御の一例を示すフローチャートである。
【図３】図１の装置を用いた冷媒回収実験の結果をまとめた表である。
【図４】本システムと従来システムとにおける経過時間とメインコンデンサ内冷媒量との関係および本システムにおける負荷違いによる冷媒回収能力を示すグラフである。
【図５】従来のヒートポンプ式電気自動車用冷暖房装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
３…エバポレータ、
４…サブコンデンサ、
５…メインコンデンサ、
７…電動コンプレッサ、
９…リキッドタンク、
１０…膨脹弁、
２１…バイパス管、
２２…第１電磁弁、
２３…第２電磁弁、
２４…逆止弁。

Claims

冷凍サイクル内を状態変化しながら循環する冷媒の熱を利用して車室内の除湿暖房を行うヒートポンプ式の自動車用冷暖房装置において、コンプレッサ(7)、車室内に設置された室内コンデンサ(4)、車室外に配置された室外コンデンサ(5)、リキッドタンク(9)、膨張弁(10)、および車室内に配置されたエバポレータ(3)をこの順序で冷媒配管により連結し、前記室内コンデンサ(4)の出口と前記リキッドタンク(9)の入り口とをバイパス管(21)で接続し、前記室外コンデンサ(5)の入口側配管に第１電磁弁(22)を設け、前記バイパス管(21)に第２電磁弁(23)を設け、前記室内コンデンサ(4)から流出した冷媒を、冷房運転時には前記第１電磁弁(22)を開きかつ前記第２電磁弁(23)を閉じて前記室外コンデンサ(5)側に導き、暖房運転時には前記第１電磁弁(22)を閉じかつ前記第２電磁弁を開いて前記バイパス管(21)側に導くようにし、
暖房運転が選択されたときに、外気温度に応じて冷媒回収時間を設定した後、前記第１電磁弁 (22) を開きかつ前記第２電磁弁 (23) を閉じた状態で前記コンプレッサ (7) を起動し、当該コンプレッサ (7) 起動後の経過時間が、まずあらかじめ設定された所定時間となった時に前記第１電磁弁 (22) を閉じ、次に前記設定された冷媒回収時間となった時に前記第２電磁弁 (23) を開くようにしたことを特徴とする自動車用冷暖房装置。
前記室外コンデンサ(5)の出口側配管には、前記室外コンデンサ(5)から前記リキッドタンク(9)へ向かう流れのみを許容する逆止弁(24)が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用冷暖房装置。