JP4133084B2 - Air conditioner for vehicles - Google Patents

Air conditioner for vehicles Download PDF

Info

Publication number
JP4133084B2
JP4133084B2 JP2002223815A JP2002223815A JP4133084B2 JP 4133084 B2 JP4133084 B2 JP 4133084B2 JP 2002223815 A JP2002223815 A JP 2002223815A JP 2002223815 A JP2002223815 A JP 2002223815A JP 4133084 B2 JP4133084 B2 JP 4133084B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refrigerant
condenser
valve
electromagnetic
air conditioner
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2002223815A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004058958A (en
Inventor
工 齋藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Keihin Corp
Original Assignee
Keihin Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Keihin Corp filed Critical Keihin Corp
Priority to JP2002223815A priority Critical patent/JP4133084B2/en
Publication of JP2004058958A publication Critical patent/JP2004058958A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4133084B2 publication Critical patent/JP4133084B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前席側空間の空調を行う第1空調ユニットと、後席側空間の空調を行う第2空調ユニットとを有するデュアル型の車両用空調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
特に車内空間が広い車両では、快適な空調状態を得るため、前席側空間と後席側空間とを個別の空調ユニットを用いて空調する、所謂、デュアル型の車両用空調装置が採用されている。
【0003】
このような車両用空調装置を用いて車内暖房を行う場合、例えば、前席側空調ユニットおよび後席側空調ユニットにエンジンの冷却水を供給する加熱器を夫々設け、送風ファンによって空気を各加熱器に送風して加温し、車内暖房を行うように構成したものがある。
【0004】
しかしながら、近年の車両は、エンジンの燃焼効率が向上しているため、冷却水から十分な熱量を得ることができず、特に外気温が低い場合のエンジン始動時においては、前席側空間および後席側空間の双方の空気を迅速に加温することが困難である。
【0005】
そのため、冷却水を用いた加熱器による加温に加えて、車両用空調装置を駆動し、熱交換器によって凝縮された冷媒の凝縮熱を利用して空気を加温する方法(ヒートポンプ)や、電気ヒータ、燃焼ヒータ等を補助熱源として空気を加温する方法を採用したものがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、低温時においてヒートポンプによる暖房を行う場合、暖房の初期においては暖房能力が不十分になることがある。このため、送風機の運転を停止して冷媒の温度が十分に上昇するまで待機することが必要になり、この間暖房運転は停止することになって急速な暖房が行えない。
【0007】
このような不都合を解消するために、圧縮機から吐出された冷媒を主凝縮器を迂回して、蒸発器に直列に接続されたサブ凝縮器に供給する方法(例えば、特開平9−202129号公報参照)や、蒸発器に直列に接続された凝縮器、およびエンジン冷却水を使用する補助加熱器とで冷媒を加温する方法(例えば、特開平10−86648号公報参照)が提案されている。
【0008】
しかしながら、これらの方法では凝縮器と蒸発器とが直列に接続されているので、サイクル管路内の抵抗が大きいとともに管路内容積が大きい。従って、低温時の暖房初期に冷媒の加温を行う際、冷媒の温度上昇の速度は遅い。結果として、送風機の運転を停止する待機時間が比較的長く、より急速な暖房を行うことが望まれている。
【0009】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、デュアル型の車両用空調装置において、低温時における暖房運転の際、冷媒を急速に昇温させることを以て急速暖房を可能にする車両用空調装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る車両用空調装置は、第1空間の空調を行う第1空調ユニットと、第2空間の空調を行う第2空調ユニットとを有する車両用空調装置において、冷媒を吸入し圧縮する圧縮機と、前記圧縮機の吐出口の分岐した管路にそれぞれ設けられる第1電磁開閉弁および第2電磁開閉弁と、前記第1電磁開閉弁を介して供給される冷媒を凝縮する第1凝縮器と、前記第2電磁開閉弁を介して供給される冷媒を凝縮する第2凝縮器と、前記第2電磁開閉弁と前記第2凝縮器との間に設けられ、前記第2電磁開閉弁から送給される冷媒の送出先を前記第2凝縮器の入口側管路、若しくは前記第2凝縮器の出口側より下流の管路のいずれか一方へ切り換える方向切換弁と、前記第1凝縮器のみによって凝縮された冷媒を膨張させる第1膨張弁および第2膨張弁と、前記第1膨張弁によって膨張した冷媒を蒸発させる第1蒸発器と、前記第2膨張弁によって膨張した冷媒を蒸発させる第2蒸発器と、エンジンによって加熱された温水により空気を加熱する加熱器と、全体の制御を行う制御部と、を有し、前記第1空調ユニットは、前記第1膨張弁、前記第1蒸発器および前記加熱器を含み、前記第2空調ユニットは、前記第2膨張弁、前記第2蒸発器および前記第2凝縮器を含み、前記制御部は、外気温が所定温度より低いときに、冷媒が前記第2凝縮器の出口側より下流の管路に流れるように前記方向切換弁を切り換えるとともに、前記第2電磁開閉弁を連通させて初期暖房を行い、その後、冷媒が第2凝縮器の入り口側の管路に流れるように方向切換弁を切り換えて初期暖房運転から通常暖房運転に移行することを特徴とする。
【0011】
このように、第2電磁開閉弁を介して供給される冷媒は、方向切換弁によって、前記第2凝縮器の入口側管路、若しくは出口側より下流の管路のいずれか一方へ切り換えられるので、車両用空調装置の運転状態によって冷媒の送出先を選定することができる。第1蒸発器および第2蒸発器は、第2凝縮器と非直列な回路となっているので、第2凝縮器を用いた暖房運転時におけるサイクル内の容積が小さくてすむ。
【0013】
このようにすることによって、低温の際の暖房運転時の初期に、第1凝縮器および第2凝縮器を迂回して冷媒を循環させることができるので、サイクル経路の容積を小さくし、管路抵抗を軽減することができる。従って、冷媒の循環のスピードを速くして冷媒の温度を急速に上昇させることができる。
【0014】
また、前記圧縮機と前記第2凝縮器との間に、冷媒を加熱する補助加熱器を設けてもよい。
【0015】
冷媒は、前記圧縮機から前記第2凝縮器へ供給され、前記第2凝縮器は、すべての冷媒液化しない範囲で一部の冷媒を凝縮させることにより熱交換を行うことによって暖房を行うようにしてもよい。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る車両用空調装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図1〜図5を参照しながら説明する。
【0017】
図1に示すように、第1の実施形態に係る車両用空調装置10は、前席(第1空間)側の空調を行う前席側空調ユニット(第1空調ユニット)70と後席(第2空間)側の空調を行う後席側空調ユニット(第2空調ユニット)78とを有するデュアル型の空調装置である。
【0018】
車両用空調装置10は、車両のエンジン12により電磁クラッチ14を介して駆動され、冷媒を吸入圧縮する圧縮機(コンプレッサーともいう)16と、圧縮機16の出口管路に設けられた第1電磁開閉弁18および第2電磁開閉弁20と、第1電磁開閉弁18を介して流入する冷媒を凝縮する第1凝縮器(コンデンサともいう)22とを有する。電磁クラッチ14は、車両用空調装置10の運転中はオン(接続状態)にされる。
【0019】
また、車両用空調装置10は、第1凝縮器22の下流に設けられ、冷媒の気液を分離し液冷媒のみを送出するレシーバ30と、該レシーバ30の下流における2つの分岐先に設けられ、冷媒をそれぞれ膨張させる第1および第2膨張弁(エキスパンションバルブともいう)32、34と、第1膨張弁32および第2膨張弁34によって膨張された冷媒を蒸発させて蒸発気化熱により通過空気の冷却を行う第1および第2蒸発器(エバポレータともいう)36、38とを有する。第1蒸発器36および第2蒸発器38を通った冷媒は、逆流を阻止する逆止弁40および42を経由して低圧管路44に供給される。低圧管路44に供給された冷媒は、逆止弁40、42、60によって冷媒の逆流が防止される。
【0020】
さらに、車両用空調装置10は、エンジン12によって加熱された温水により空気を加熱する加熱器(ヒータコアともいう)46と、該加熱器46と並列に接続され、低圧管路44において冷媒を加熱する補助加熱器48とを有する。補助加熱器48を通った冷媒は圧縮機16に吸入される。加熱器46の入口側には、開閉可能なコック47が設けられている。
【0021】
さらにまた、車両用空調装置10は、第2電磁開閉弁20から供給される冷媒の送出先の方向を2方向に切り換える方向切換弁50を有する。該方向切換弁50の2次側の第1方向管路(入口側管路)51は、冷媒を凝縮する第2凝縮器52の入口に接続されている。方向切換弁50の2次側の第2方向管路(出口側より下流の管路)54は、冷媒の圧力を減圧する減圧装置56の入口側に接続されている。第2凝縮器52の出口側は、第2方向管路54と合流し減圧装置56に接続されている。
【0022】
減圧装置56の出口側には、減圧装置56への冷媒の逆流を阻止する逆止弁60が設けられ、減圧装置56は逆止弁60を介して低圧管路44に接続されている。
【0023】
補助加熱器48の入口側には、第3電磁開閉弁49が設けられている。第1凝縮器22の近傍には、第1凝縮器22に対して放熱用の空気を送風するコンデンサファン64が設けられている。
【0024】
第1凝縮器22の近傍には、第1凝縮器22の排気温度を計測する温度センサ66が設けられている。加熱器46および補助加熱器48のそれぞれの出口側管路の合流先には、管路内の温水温度を計測する水温センサ68が設けられている。第2凝縮器52の近傍には空気温度を計測する温度センサ69が設けられている。
【0025】
第1蒸発器36および加熱器46は、前席側空調ユニット70に含まれ、ダクトなどの空気流路72内に配置されている。空気流路72内には、第1蒸発器36および/または加熱器46に対して送風する第1送風機74が設けられている。第1送風機74は外気または内気を選択的に給気および送気し、この送気される空気は第1蒸発器36で冷却および除湿される。第1蒸発器36を通過した空気は、エアミックスドア76によって一部または全てが選択的に加熱器に導かれる。加熱器46に導かれた空気は、加熱器46内の温水と熱交換することで加温される。第1蒸発器36および加熱器46で空調された空気は、車室内のフロントガラスおよび/または前席搭乗者に向けて送風される。
【0026】
第2蒸発器38、および第2凝縮器52は、後席側空調ユニット78に含まれ、ダクトなどの空気流路80内に配置されている。空気流路80内には、第2蒸発器38および/または第2凝縮器52に対して送風する第2送風機82が設けられている。第2送風機82は外気または内気を選択的に給気および送気し、この送気される空気は第2蒸発器38で冷却および除湿される。第2蒸発器38を通過した空気は、エアミックスドア84によって一部または全てが選択的に第2凝縮器52に導かれる。第2凝縮器52に導かれた空気は、第2凝縮器52内の冷媒と熱交換することで加温される。この第2凝縮器52の作用は、圧縮機16により圧縮加熱した冷媒の熱を放熱させるヒートポンプの作用となる。第2蒸発器38および第2凝縮器52で空調された空気は、車室内の後席搭乗者に向けて送風される。
【0027】
また、車両用空調装置10は、マイコン等によりプログラム動作を行う制御手段としての制御部86を有する。
【0028】
温度センサ66、水温センサ68および温度センサ69の計測値は制御部86に入力される。制御部86には、外気温センサ88が接続されていて、この外気温センサ88によって車室外の温度が検出される。電磁クラッチ14、第1電磁開閉弁18、第2電磁開閉弁20、第3電磁開閉弁49、方向切換弁50、第1送風機74、第2送風機82、コンデンサファン64、エアミックスドア76、84等の電動の機器は制御部86によって制御される。なお、図1においては、制御部86への入出力信号線を省略している。後述の図3および図4についても同様である。
【0029】
次に、このように構成される車両用空調装置10により車室内の空調を行う手順について、特に後席側空間の暖房運転について説明する。なお、以下の手順は、基本的に制御部86によって制御される。
【0030】
車両用空調装置10による暖房運転は、通常暖房運転と、除湿暖房運転と、低温始動時の初期暖房運転とに分けることができる。
【0031】
図示しないスイッチを搭乗者が操作することによって、制御部86は暖房運転を行う。
【0032】
車両用空調装置10は、外気が低温の状態であって、車室内を急速に暖房する場合、サイクル内の冷媒温度を適正温度まで上昇させる必要があり、これらの動作を初期暖房運転として行う。初期暖房運転を行う条件は、例えば、外気温が0[℃]以下であることが挙げられる。
【0033】
制御部86は、初期暖房運転として回路中の各機器を次のように設定する。つまり、第1電磁開閉弁18を遮断し、第2電磁開閉弁20および第3電磁開閉弁49をそれぞれ連通させる。方向切換弁50を第2方向管路54側に切り換える。第2送風機82およびコンデンサファン64を停止させる。また、エアミックスドア84は、図1における下向きに設定する。
【0034】
このようにすることにより、圧縮機16から吐出された冷媒は、第2電磁開閉弁20、方向切換弁50および第2方向管路54を通過し、減圧装置56に導かれる。冷媒は、減圧装置56で減圧された後、逆止弁60および低圧管路44を経由して補助加熱器48へ流入する。
【0035】
第3電磁開閉弁49は連通しているので、エンジン冷却水は補助加熱器48に供給される。補助加熱器48に流入した冷媒はエンジン冷却水と熱交換を行う。エンジン冷却水の温度は、エンジン12の始動後、次第に上昇し、補助加熱器48において冷媒が加温されることとなる。
【0036】
初期暖房運転においては、補助加熱器48の熱交換作用によって吸入冷媒の昇圧昇温を促し、帰還冷媒の流動を促進して圧縮機16の効率を高めることができる。しかもこのときの冷媒のサイクルは、圧縮機16、第2電磁開閉弁20、方向切換弁50、減圧装置56、逆止弁60および補助加熱器48のみを通過するのでサイクル経路が短い。また、このサイクルでは、比較的管路抵抗の大きい第1凝縮器22、第2凝縮器52、第1蒸発器36および第2蒸発器38等を通過することがなく、通過する機器のうち、第2電磁開閉弁20、方向切換弁50および逆止弁60の管路抵抗は無視可能な程度に小さい。従って、このサイクルの管路抵抗は非常に小さい。
【0037】
さらに、比較的容積の大きい第1凝縮器22を通過することがないので、サイクル内の容積が小さい。容積が小さいということは、すなわち熱容量が小さい。
【0038】
このように、初期暖房運転における冷媒のサイクルは、経路が短く、容積が小さいとともに管路抵抗が非常に小さいので、冷媒の循環のスピードが速い。従って、補助加熱器48における熱交換が効率的に行われる。また、熱容量が小さいので、冷媒の温度は急速に上昇する。
【0039】
また、第1電磁開閉弁18は遮断されていることから、第1凝縮器22に対して冷媒は遮断されることとなり、第1凝縮器22の下流側に接続されている第1蒸発器36および第2蒸発器38は作用しない。つまり、冷房処理は行われない。
【0040】
次に、水温センサ68および温度センサ69の測定値がそれぞれ所定温度になったことを制御部86によって検出し、初期暖房運転を終了する。
【0041】
具体的には、温度センサ69の測定値、つまり、第2凝縮器52近傍の温度が、例えば、30[℃]に達したことを検出して、方向切換弁50を第1方向管路51に切り換えるとともに第2送風機82を駆動させる。また、水温センサ68の測定値、つまり、エンジン冷却水の温度が、例えば、60[℃]に達したことを検出して第3電磁開閉弁49を遮断する。第2電磁開閉弁20は連通状態を維持する。
【0042】
第2凝縮器52近傍の温度が30[℃]に達したということは、空気の温度が暖房を行うために十分な温度であり、また、エンジン冷却水が60[℃]に達したということは、冷媒の温度が暖房の適温となっているということである。従って、これらの条件の成立によって初期暖房運転を終了することができる。
【0043】
このように初期暖房運転から通常暖房運転に移行することによって、圧縮機16から吐出された冷媒は方向切換弁50を通って、第2凝縮器52へ流入し、この第2凝縮器52を通過して減圧装置56に導かれることになる。
【0044】
また、第2送風機82によって送風を行うことから、第2凝縮器52内では、冷媒が凝縮するとともに放熱し、車室内を加温することができる。特に、第2凝縮器52付近の空気温度と冷媒温度はいずれも十分に昇温されているので、十分な暖房効果を奏する。
【0045】
通常暖房運転では、圧縮機16において等エントロピ変化で圧縮されて高温高圧となった冷媒は、第2電磁開閉弁20、方向切換弁50を通って第2凝縮器52に供給される。第2凝縮器52では、第2送風機82から風を受け、冷媒は液化しない範囲で凝縮されるとともに放熱する。この放熱によって車室内が暖房される。第2凝縮器52から流出した冷媒は、減圧装置56で減圧された後、補助加熱器48を経由して圧縮機16に吸引される。
【0046】
図2に示すように、この通常暖房運転におけるヒートサイクルのサイクル線92は、モリエル線図の飽和蒸気線90よりも高エンタルピ側の、所謂、スーパーヒートの領域に設定される。これは、第2凝縮器52における冷媒を凝縮する(蒸気の一部が液化し、蒸気と共存する飽和状態まで圧縮する。)ことによる。
【0047】
この通常暖房運転では、圧縮機16へ戻す際に冷媒を蒸発させる必要がなく第2蒸発器38を経由しないので、サイクル内の容積が小さくてすむ。また、このヒートサイクルにおいては、冷媒を気体の状態のまま使用するので、圧縮機16が液圧縮を起こすことがない。
【0048】
通常暖房運転においては、第3電磁開閉弁49が遮断されているので補助加熱器48は、冷媒に対して熱交換を行わず冷媒の過度の加熱が防止される。従って、冷媒温度の過上昇による圧縮機16の劣化若しくは内部破損を防止することができる。
【0049】
さらに、暖房能力の低下を制御部86が検出した場合、第3電磁開閉弁49を連通させて、補助加熱器48により冷媒を加温するようにしてもよい。この場合のヒートサイクルは、破線で示すサイクル線94となり、エンタルピ差Δhに応じて暖房能力が向上する。
【0050】
通常暖房運転におけるヒートサイクルでは、冷媒が第2蒸発器38を経由しないので、空気流路80内の空気を不必要に冷房することがなく、しかもサイクルの経路が短い。従って、ヒートサイクルの管路が簡便になるとともに設置スペースが低減される。特に、前席側空調ユニット70および後席側空調ユニット78の2つのユニットを搭載する必要のあるデュアル型空調システムに対して有効である。
【0051】
なお、温度センサ69の検出値が過大になったときには、方向切換弁50を第2方向管路54側に切り換えるか、または、電磁クラッチ14をオフにして暖房処理を一次停止してもよい。
【0052】
また、前席側空調ユニット70の暖房運転については、第1送風機74を駆動させるとともにコック47を連通させることによって、後席側空調ユニット78における暖房運転と個別に行うことができる。
【0053】
次に、車両用空調装置10によって除湿暖房を行う手順について説明する。
【0054】
図示しないスイッチを搭乗者が操作して除湿暖房を行うモードになったときには、制御部86は第1電磁開閉弁18、第2電磁開閉弁20をそれぞれ連通させるとともに、方向切換弁50を第1方向管路51側に切り換える。圧縮機16から吐出された冷媒は、第1電磁開閉弁18および第2電磁開閉弁20の両方へ流入する。エアミックスドア84は、設定温度に応じて図1における上向き位置から下向き位置の適当な位置に設定し、所謂、エアミックスを行う。また、コンデンサファン64および第2送風機82を駆動させる。
【0055】
圧縮機16から吐出された冷媒のうち、第2電磁開閉弁20へ流入した分は、第2凝縮器52へ導かれ、ヒートポンプ作用によって空気流路80を通過する空気を加温する。
【0056】
一方、圧縮機16から吐出された冷媒のうち、第1電磁開閉弁18へ流入した分は、第1電磁開閉弁18を通過した後、第1凝縮器22へ流入する。コンデンサファン64が駆動されていることから、冷媒は第1凝縮器22内で凝縮および放熱する。第1凝縮器22で凝縮した冷媒は液化する。
【0057】
液化した冷媒は、レシーバ30を経由して第2膨張弁34(および第1膨張弁32)に導かれる。第2膨張弁34によって膨張した冷媒は気液混合状態となって第2蒸発器38に流入する。気液混合状態の冷媒は、第2蒸発器38において、第2送風機82から風を受けることによって蒸発し気体となる。このとき、蒸発に伴う気化熱によって、空気流路80を通過する空気は冷却されるとともに除湿される。
【0058】
気化した冷媒は、逆止弁42を通過して低圧管路44に入り、逆止弁60を通過する冷媒と合流する。低圧管路44の冷媒は、補助加熱器48を通って圧縮機16の吸入口に至り、圧縮機16によって圧縮される。
【0059】
このようにして冷媒は循環しながら、空気流路80を通過する空気を冷却、除湿および加温する。一方、第2蒸発器38における冷却能力よりも第2凝縮器52における暖房能力の方が絶対値として大きく設定されており、結果として、空気流路80を通過する空気は除湿および暖房される。
【0060】
また、必要に応じて、第3電磁開閉弁49を連通させて補助加熱器48を作用させてもよい。
【0061】
第2電磁開閉弁20、第2膨張弁34および第2蒸発器38によって形成されるヒートサイクルは、図2に示すようにサイクル線96で表される。
【0062】
また、車両用空調装置10では、第1電磁開閉弁18および第2電磁開閉弁20を連通させるとともに、方向切換弁50を第1方向管路51側に切り換えることによって、暖房除湿を行うことができる。さらに、第2電磁開閉弁20を遮断することによって、第2凝縮器52は無効となる。従って、空気流路80を通過する空気は冷却されるので、結果として車室内を冷房可能であることはもちろんである。
【0063】
なお、前席側空調ユニット70の除湿暖房については、第1蒸発器36、加熱器46、第1送風機74、およびエアミックスドア76をそれぞれ稼動させることによって、後席側空調ユニット78とほぼ同様に行うことができる。
【0064】
次に、本実施の形態に係る車両用空調装置10の2つの変形例について説明する。これらの2つの変形例に係る車両用空調装置は、前記車両用空調装置10とほぼ同じ構成であり、同じ箇所については同符号を付してその詳細な説明を省略する。
【0065】
図3に示すように、第1の変形例に係る車両用空調装置100は、車両用空調装置10における補助加熱器48に代えて電気ヒータ102を設けている。また車両用空調装置100は、第2電磁開閉弁20の下流側に圧力センサ104を有する。電気ヒータ102は、制御部86の制御下に冷媒を加温する機能をもつ。電気ヒータ102は、例えば、図示しないバッテリまたはオルタネータの電力を用いて抵抗によって発熱するヒータなどを用いるとよい。
【0066】
圧力センサ104は、接続された管路内の圧力を計測するものであり、計測値を制御部86に対して出力する。
【0067】
車両用空調装置100は、前記車両用空調装置10と同様に、外気が低温であるときの暖房運転時に、初期暖房運転と通常暖房運転とを行う。
【0068】
車両用空調装置100における初期暖房運転時には、電気ヒータ102によって冷媒を加温することによって冷媒を適正温度に速やかに上昇させることができる。特に、電気ヒータ102は、エンジン冷却水を用いないので、エンジン12の温度に影響されずに冷媒の温度を確実に上昇させることができる。
【0069】
冷媒の温度が上昇するに従って管路内の圧力も上昇するので、圧力センサ104の示す圧力値によって冷媒の温度が推定可能である。従って、圧力センサ104の示す圧力値が、例えば、0.5[MPa]になった時点で冷媒の温度が適正温度になったと判断することができ、前記水温センサ68が60[℃]に達することの代替として用いることができる。
【0070】
従って、温度センサ69の測定値が30[℃]に達したことを検出して、方向切換弁50を第1方向管路51に切り換えるとともに第2送風機82を駆動させ、また、圧力センサ104の計測値が0.5[MPa]に達したことを検出して第3電磁開閉弁49を遮断する。この時点で初期暖房運転を終了し、通常暖房運転に移行することができる。
【0071】
通常暖房運転および除湿暖房運転は、前記車両用空調装置10と同様に行えばよい。前席側空調ユニット70の暖房は、後席側空間の暖房とは個別に加熱器46によって行うことができる。
【0072】
次に、図4に示すように、第2の変形例に係る車両用空調装置110は、車両用空調装置10における減圧装置56に代えて電動膨張弁112を設けている。また、車両用空調装置110は、圧縮機16の上流側に設けられたアキュムレータ(気液分離器ともいう)114を有する。
【0073】
電動膨張弁112は、制御部86の制御下において管路の絞り開度を連続的に調整可能な弁である。図5に示すように、電動膨張弁112の絞り開度は、温度センサ69により検出される温度が低いときにはほぼ全開とし、温度上昇に伴って管路の開度を絞るように作用する。また、30[℃]以上では絞り開度を一定に保つ。
【0074】
アキュムレータ114は、内部に液化された冷媒を蓄えるとともに、圧縮機16に対しては気化された冷媒のみを供給する機能を有する。
【0075】
車両用空調装置110は、前記車両用空調装置10と同様に、外気温が低温であるときの暖房運転時に、初期暖房運転と通常暖房運転とを行う。
【0076】
車両用空調装置110は、初期暖房運転時には、第1電磁開閉弁18を遮断させるとともに、第2電磁開閉弁20および第3電磁開閉弁49を連通させる。また、方向切換弁50を第1方向管路51側に切り換える。
【0077】
初期暖房運転の初期は、外気が低温であるから、電動膨張弁112の絞り開度(図5参照)はほぼ100[%]である。従って、この部分における管路抵抗は非常に小さく、冷媒をより効率的に循環させることができる。
【0078】
初期暖房運転を行うと、圧縮機16および補助加熱器48の作用によって冷媒が加温されるので、冷媒の温度が上昇する。従って、第2凝縮器52の近傍に設けられた温度センサ69の検出する温度も上昇する。
【0079】
制御部86には、温度センサ69の検出する計測値が入力されているので、この計測値によって電動膨張弁112の絞り開度を調整する(図5参照)。電動膨張弁112の絞り開度は、温度センサ69の検出する計測値の上昇に応じて小さくなるように設定されているので、初期暖房運転を行って冷媒温度が上昇するに従い、電動膨張弁112の下流側において冷媒は次第に減圧されることになる。
【0080】
温度センサ69の計測値が30[℃]以上になったときには、電動膨張弁112の絞り開度は十分に狭くなり、冷媒は十分に減圧される。従って、この状態では図2に示すヒートサイクルのサイクル線92と略同じサイクル動作を行うことができる。
【0081】
このように、低温時と暖房適温時との間で連続的に絞り開度を調整するので、冷媒循環量が常に適切な量に設定される。
【0082】
冷媒の温度が上昇するに従って管路内の圧力も上昇するので、圧力センサ104の示す圧力値によって冷媒の温度を推定することが可能である。従って、圧力センサ104の示す圧力値が、例えば、0.5[MPa]に達した時点で冷媒の温度が適正温度になったと判断することができる。
【0083】
従って、第2の変形例に係る車両用空調装置110では、温度センサ69の測定値が30[℃]に達し、かつ、圧力センサ104の計測値が0.5[MPa]に達したことを検出して、初期暖房運転を終了して通常暖房運転に移行することができる。通常暖房運転は、前記車両用空調装置10および100と同様に行えばよい。
【0084】
また、車両用空調装置110においては、アキュムレータ114の作用によって、圧縮機16内のオイル洗浄(脱脂)状態および液圧縮等の内部劣化を防止し、低温作動時のタフネス性を向上させることができる。特に、電動膨張弁112の絞り開度が大きく冷媒があまり膨張しないときは、膨張度が小さいことから冷媒に多少の液体が混入することが想定される。このように冷媒に液体が混入しているときであっても、アキュムレータ114によって、圧縮機16内に液体が送給されることを防止できる。
【0085】
圧力センサ104は、0.5[MPa]で接点の切り換わる圧力スイッチを用い、この圧力スイッチの接点切り換わりを初期暖房運転の終了条件としてもよい。
【0086】
上記の本実施の形態および各変形例に係る車両用空調装置10、100、110は、それぞれエアミックス型の空調装置として説明したが、エアミックスドア76および84のないリヒート型の空調装置に適用してもよい。
【0087】
第1および第2方向管路51、54にそれぞれ個別の電磁開閉弁を設け、これらの電磁開閉弁を操作して方向切換弁50の代替として用いてもよい。また、方向切換弁50に管路の遮断機能がある場合、第2電磁開閉弁20を省略してもよい。
【0088】
本発明に係る車両用空調装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【0089】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る車両用空調装置によれば、低温時における暖房運転の際、冷媒を急速に昇温させることを以て急速暖房を行うという効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態に係る車両用空調装置のブロック図である。
【図2】本実施の形態に係る車両用空調装置の熱サイクルを示すモリエル線図である。
【図3】本実施の形態の第1の変形例に係る車両用空調装置のブロック図である。
【図4】本実施の形態の第2の変形例に係る車両用空調装置のブロック図である。
【図5】第2凝縮器の近傍の温度に対する電動膨張弁の絞り開度の設定を示すグラフである。
【符号の説明】
10、100、110…車両用空調装置
12…エンジン 16…圧縮機
18…第1電磁開閉弁 20…第2電磁開閉弁
22…第1凝縮器 30…レシーバ
32…第1膨張弁 34…第2膨張弁
36…第1蒸発器 38…第2蒸発器
40、42、60…逆止弁 46…加熱器
48…補助加熱器 50…方向切換弁
51…第1方向管路 52…第2凝縮器
54…第2方向管路 56…減圧装置
70…前席側空調ユニット 78…後席側空調ユニット
86…制御部 102…電気ヒータ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a dual type vehicle air conditioner having a first air conditioning unit for air conditioning a front seat side space and a second air conditioning unit for air conditioning a rear seat side space.
[0002]
[Prior art]
In particular, in a vehicle having a large interior space, a so-called dual type vehicle air conditioner that uses a separate air conditioning unit to air-condition the front seat side space and the rear seat side space is employed in order to obtain a comfortable air conditioning state. Yes.
[0003]
When vehicle interior heating is performed using such a vehicle air conditioner, for example, a heater for supplying engine cooling water to the front seat air conditioning unit and the rear seat air conditioning unit is provided, and each air is heated by a blower fan. There is one configured to heat the interior by blowing air to the chamber.
[0004]
However, in recent vehicles, the combustion efficiency of the engine is improved, so that a sufficient amount of heat cannot be obtained from the cooling water. Especially when the engine is started when the outside air temperature is low, the front seat side space and the rear It is difficult to quickly heat both air in the seat side space.
[0005]
Therefore, in addition to heating with a heater using cooling water, driving a vehicle air conditioner, heating the air using the condensation heat of the refrigerant condensed by the heat exchanger (heat pump), Some employ a method of heating air using an electric heater, a combustion heater or the like as an auxiliary heat source.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when heating by a heat pump at low temperatures, the heating capacity may be insufficient in the initial stage of heating. For this reason, it is necessary to stop the operation of the blower and wait until the temperature of the refrigerant sufficiently rises. During this time, the heating operation is stopped and rapid heating cannot be performed.
[0007]
In order to eliminate such inconvenience, the refrigerant discharged from the compressor bypasses the main condenser and is supplied to a sub-condenser connected in series with the evaporator (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-202129). And a method of heating a refrigerant with a condenser connected in series to an evaporator and an auxiliary heater using engine cooling water (for example, see Japanese Patent Laid-Open No. 10-86648). Yes.
[0008]
However, in these methods, since the condenser and the evaporator are connected in series, the resistance in the cycle pipe is large and the volume in the pipe is large. Therefore, when the refrigerant is heated in the early stage of heating at a low temperature, the rate of temperature rise of the refrigerant is slow. As a result, it is desired that the standby time for stopping the operation of the blower is relatively long and that heating is performed more rapidly.
[0009]
The present invention has been made in consideration of such problems, and in a dual-type vehicle air conditioner, a vehicle that enables rapid heating by rapidly raising the temperature of a refrigerant during heating operation at a low temperature. The purpose is to provide an air conditioner for a vehicle.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
A vehicle air conditioner according to the present invention is a vehicle air conditioner having a first air conditioning unit that air-conditions a first space and a second air conditioning unit that air-conditions a second space. , A first electromagnetic on-off valve and a second electromagnetic on-off valve respectively provided in the branched pipe of the discharge port of the compressor, and a first condensing refrigerant supplied via the first electromagnetic on-off valve A second condenser for condensing the refrigerant supplied via the second electromagnetic on-off valve, and the second electromagnetic on-off valve provided between the second electromagnetic on-off valve and the second condenser. A direction switching valve for switching a delivery destination of the refrigerant fed from the second condenser to an inlet side pipe line or a pipe line downstream from the outlet side of the second condenser; and the first condenser vessel only A first expansion valve and a second expansion valve for expanding the refrigerant condensed by the first expansion valve; a first evaporator for evaporating the refrigerant expanded by the first expansion valve; and a first evaporator for evaporating the refrigerant expanded by the second expansion valve. 2 evaporators, a heater that heats air with hot water heated by an engine, and a control unit that performs overall control, wherein the first air conditioning unit includes the first expansion valve and the first evaporation. And the second air conditioning unit includes the second expansion valve, the second evaporator, and the second condenser. When the outside air temperature is lower than a predetermined temperature, the control unit switches the direction switching valve so that the refrigerant flows into a pipe line downstream from the outlet side of the second condenser, and the second electromagnetic opening / closing valve. Is communicated to perform initial heating, and then the directional control valve is switched so that the refrigerant flows into the pipe line on the inlet side of the second condenser to shift from the initial heating operation to the normal heating operation. It is characterized by that.
[0011]
As described above, the refrigerant supplied through the second electromagnetic opening / closing valve is switched to either the inlet side pipeline of the second condenser or the downstream pipeline from the outlet side by the direction switching valve. The refrigerant delivery destination can be selected according to the operating state of the vehicle air conditioner. Since the first evaporator and the second evaporator are in a non-series circuit with the second condenser, the volume in the cycle during the heating operation using the second condenser is small.
[0013]
By doing so, since the refrigerant can be circulated around the first condenser and the second condenser in the initial stage of the heating operation at a low temperature, the volume of the cycle path is reduced, and the pipe line Resistance can be reduced. Accordingly, it is possible to increase the temperature of the refrigerant rapidly by increasing the circulation speed of the refrigerant.
[0014]
Further, an auxiliary heater for heating the refrigerant may be provided between the compressor and the second condenser.
[0015]
The refrigerant is supplied from the compressor to the second condenser, and the second condenser is All Refrigerant But As long as it does not liquefy Some refrigerant Heating may be performed by heat exchange by condensation.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of a vehicle air conditioner according to the present invention will be described and described with reference to FIGS.
[0017]
As shown in FIG. 1, the vehicle air conditioner 10 according to the first embodiment includes a front seat air conditioning unit (first air conditioning unit) 70 that performs air conditioning on the front seat (first space) side and a rear seat (first air conditioning unit). It is a dual type air conditioner having a rear seat side air conditioning unit (second air conditioning unit) 78 that performs air conditioning on the (2 space) side.
[0018]
The vehicle air conditioner 10 is driven by a vehicle engine 12 via an electromagnetic clutch 14, and a compressor (also referred to as a compressor) 16 that sucks and compresses refrigerant, and a first electromagnetic wave provided in an outlet pipe of the compressor 16. The on-off valve 18 and the second electromagnetic on-off valve 20, and a first condenser (also referred to as a condenser) 22 that condenses the refrigerant flowing in via the first electromagnetic on-off valve 18 are included. The electromagnetic clutch 14 is turned on (connected state) during operation of the vehicle air conditioner 10.
[0019]
The vehicle air conditioner 10 is provided downstream of the first condenser 22, and is provided at a receiver 30 that separates the gas-liquid refrigerant and sends out only the liquid refrigerant, and at two branch destinations downstream of the receiver 30. The first and second expansion valves (also referred to as expansion valves) 32 and 34 for expanding the refrigerant, and the refrigerant expanded by the first expansion valve 32 and the second expansion valve 34 evaporate, and the passing air is generated by the heat of evaporation and evaporation. First and second evaporators (also referred to as evaporators) 36 and 38 for cooling the above. The refrigerant that has passed through the first evaporator 36 and the second evaporator 38 is supplied to the low-pressure line 44 via check valves 40 and 42 that prevent backflow. The refrigerant supplied to the low-pressure line 44 is prevented from flowing back by the check valves 40, 42, 60.
[0020]
Further, the vehicle air conditioner 10 is connected in parallel with a heater (also referred to as a heater core) 46 that heats air with hot water heated by the engine 12 and heats the refrigerant in the low-pressure line 44. And an auxiliary heater 48. The refrigerant that has passed through the auxiliary heater 48 is sucked into the compressor 16. A cock 47 that can be opened and closed is provided on the inlet side of the heater 46.
[0021]
Furthermore, the vehicle air conditioner 10 includes a direction switching valve 50 that switches the direction of the delivery destination of the refrigerant supplied from the second electromagnetic opening / closing valve 20 to two directions. A first direction pipe (inlet side pipe) 51 on the secondary side of the direction switching valve 50 is connected to an inlet of a second condenser 52 that condenses the refrigerant. A second directional pipe (second pipe downstream from the outlet side) 54 on the secondary side of the direction switching valve 50 is connected to the inlet side of the pressure reducing device 56 that reduces the pressure of the refrigerant. The outlet side of the second condenser 52 joins the second directional pipe 54 and is connected to the pressure reducing device 56.
[0022]
On the outlet side of the decompression device 56, a check valve 60 that prevents the reverse flow of the refrigerant to the decompression device 56 is provided, and the decompression device 56 is connected to the low-pressure line 44 via the check valve 60.
[0023]
A third electromagnetic opening / closing valve 49 is provided on the inlet side of the auxiliary heater 48. In the vicinity of the first condenser 22, a condenser fan 64 that blows heat radiation air to the first condenser 22 is provided.
[0024]
A temperature sensor 66 for measuring the exhaust temperature of the first condenser 22 is provided in the vicinity of the first condenser 22. A water temperature sensor 68 that measures the temperature of the hot water in the pipes is provided at the junction of the outlet side pipes of the heater 46 and the auxiliary heater 48. A temperature sensor 69 for measuring the air temperature is provided in the vicinity of the second condenser 52.
[0025]
The first evaporator 36 and the heater 46 are included in the front seat air conditioning unit 70 and are disposed in an air flow path 72 such as a duct. A first blower 74 that blows air to the first evaporator 36 and / or the heater 46 is provided in the air flow path 72. The first blower 74 selectively supplies and sends outside air or inside air, and the supplied air is cooled and dehumidified by the first evaporator 36. Part or all of the air that has passed through the first evaporator 36 is selectively guided to the heater by the air mix door 76. The air guided to the heater 46 is heated by exchanging heat with the hot water in the heater 46. The air conditioned by the first evaporator 36 and the heater 46 is blown toward the windshield and / or the front seat passenger in the passenger compartment.
[0026]
The second evaporator 38 and the second condenser 52 are included in the rear seat air conditioning unit 78 and are disposed in an air flow path 80 such as a duct. A second blower 82 that blows air to the second evaporator 38 and / or the second condenser 52 is provided in the air flow path 80. The second blower 82 selectively supplies and sends outside air or inside air, and the supplied air is cooled and dehumidified by the second evaporator 38. Part or all of the air that has passed through the second evaporator 38 is selectively guided to the second condenser 52 by the air mix door 84. The air guided to the second condenser 52 is heated by exchanging heat with the refrigerant in the second condenser 52. The action of the second condenser 52 is the action of a heat pump that radiates the heat of the refrigerant compressed and heated by the compressor 16. The air conditioned by the second evaporator 38 and the second condenser 52 is blown toward the rear seat passenger in the vehicle interior.
[0027]
Moreover, the vehicle air conditioner 10 includes a control unit 86 as a control unit that performs a program operation using a microcomputer or the like.
[0028]
Measurement values of the temperature sensor 66, the water temperature sensor 68 and the temperature sensor 69 are input to the control unit 86. An outside air temperature sensor 88 is connected to the controller 86, and the outside air temperature sensor 88 detects the temperature outside the passenger compartment. Electromagnetic clutch 14, first electromagnetic on-off valve 18, second electromagnetic on-off valve 20, third electromagnetic on-off valve 49, direction switching valve 50, first blower 74, second blower 82, condenser fan 64, air mix doors 76, 84 Such an electric device is controlled by the control unit 86. In FIG. 1, input / output signal lines to the controller 86 are omitted. The same applies to FIGS. 3 and 4 described later.
[0029]
Next, a procedure for air-conditioning the vehicle interior by the vehicle air-conditioning apparatus 10 configured as described above will be described, particularly a heating operation of the rear seat space. The following procedure is basically controlled by the control unit 86.
[0030]
The heating operation by the vehicle air conditioner 10 can be divided into a normal heating operation, a dehumidifying heating operation, and an initial heating operation at a low temperature start.
[0031]
When the passenger operates a switch (not shown), the control unit 86 performs the heating operation.
[0032]
When the outside air is in a low temperature state and the vehicle interior is rapidly heated, the vehicle air conditioner 10 needs to raise the refrigerant temperature in the cycle to an appropriate temperature, and performs these operations as an initial heating operation. The condition for performing the initial heating operation is, for example, that the outside air temperature is 0 [° C.] or less.
[0033]
The control unit 86 sets each device in the circuit as the initial heating operation as follows. That is, the 1st electromagnetic on-off valve 18 is interrupted | blocked and the 2nd electromagnetic on-off valve 20 and the 3rd electromagnetic on-off valve 49 are connected. The direction switching valve 50 is switched to the second direction pipeline 54 side. The second blower 82 and the condenser fan 64 are stopped. The air mix door 84 is set downward in FIG.
[0034]
By doing so, the refrigerant discharged from the compressor 16 passes through the second electromagnetic on-off valve 20, the direction switching valve 50, and the second direction pipe 54 and is guided to the pressure reducing device 56. The refrigerant is decompressed by the decompression device 56 and then flows into the auxiliary heater 48 via the check valve 60 and the low pressure pipe 44.
[0035]
Since the third electromagnetic opening / closing valve 49 is in communication, the engine coolant is supplied to the auxiliary heater 48. The refrigerant flowing into the auxiliary heater 48 exchanges heat with engine cooling water. The temperature of the engine cooling water gradually increases after the engine 12 is started, and the auxiliary heater 48 heats the refrigerant.
[0036]
In the initial heating operation, the suction refrigerant can be boosted in temperature by the heat exchange action of the auxiliary heater 48, and the flow of the return refrigerant can be promoted to increase the efficiency of the compressor 16. Moreover, since the refrigerant cycle at this time passes only through the compressor 16, the second electromagnetic on-off valve 20, the direction switching valve 50, the pressure reducing device 56, the check valve 60 and the auxiliary heater 48, the cycle path is short. Further, in this cycle, the first condenser 22, the second condenser 52, the first evaporator 36, the second evaporator 38 and the like having a relatively large pipe line resistance are not passed, The pipe resistances of the second electromagnetic switching valve 20, the direction switching valve 50, and the check valve 60 are small enough to be ignored. Therefore, the pipe resistance of this cycle is very small.
[0037]
Furthermore, since it does not pass through the first condenser 22 having a relatively large volume, the volume in the cycle is small. The small volume means that the heat capacity is small.
[0038]
Thus, the refrigerant cycle in the initial heating operation has a short path, a small volume, and a very small pipe resistance, so that the refrigerant circulation speed is high. Therefore, heat exchange in the auxiliary heater 48 is performed efficiently. Moreover, since the heat capacity is small, the temperature of the refrigerant rises rapidly.
[0039]
Further, since the first electromagnetic on-off valve 18 is blocked, the refrigerant is blocked from the first condenser 22, and the first evaporator 36 connected to the downstream side of the first condenser 22. And the second evaporator 38 does not work. That is, the cooling process is not performed.
[0040]
Next, the control unit 86 detects that the measured values of the water temperature sensor 68 and the temperature sensor 69 have reached predetermined temperatures, and the initial heating operation is terminated.
[0041]
Specifically, it is detected that the measured value of the temperature sensor 69, that is, the temperature in the vicinity of the second condenser 52 has reached, for example, 30 [° C.], and the direction switching valve 50 is connected to the first direction pipe 51. And the second blower 82 is driven. Further, the measured value of the water temperature sensor 68, that is, the temperature of the engine cooling water is detected to reach 60 [° C.], for example, and the third electromagnetic on-off valve 49 is shut off. The second electromagnetic opening / closing valve 20 maintains the communication state.
[0042]
The fact that the temperature in the vicinity of the second condenser 52 has reached 30 [° C.] means that the temperature of the air is sufficient for heating and the engine coolant has reached 60 [° C.]. Means that the temperature of the refrigerant is suitable for heating. Therefore, the initial heating operation can be terminated when these conditions are satisfied.
[0043]
Thus, by shifting from the initial heating operation to the normal heating operation, the refrigerant discharged from the compressor 16 flows into the second condenser 52 through the direction switching valve 50 and passes through the second condenser 52. Then, it is guided to the decompression device 56.
[0044]
Further, since the air is blown by the second blower 82, in the second condenser 52, the refrigerant is condensed, dissipated heat, and the vehicle interior can be heated. In particular, since both the air temperature and the refrigerant temperature near the second condenser 52 are sufficiently raised, a sufficient heating effect is achieved.
[0045]
In the normal heating operation, the refrigerant that has been compressed by the isentropic change in the compressor 16 to become high temperature and high pressure is supplied to the second condenser 52 through the second electromagnetic on-off valve 20 and the direction switching valve 50. In the second condenser 52, wind is received from the second blower 82, and the refrigerant is condensed and dissipated as long as it is not liquefied. The vehicle interior is heated by this heat radiation. The refrigerant flowing out of the second condenser 52 is decompressed by the decompression device 56 and then sucked into the compressor 16 via the auxiliary heater 48.
[0046]
As shown in FIG. 2, the cycle line 92 of the heat cycle in the normal heating operation is set in a so-called superheat region on the higher enthalpy side than the saturated vapor line 90 of the Mollier diagram. This is the refrigerant in the second condenser 52 (Part of the vapor is liquefied and compressed to a saturated state where it coexists with the vapor.) It depends.
[0047]
In this normal heating operation, it is not necessary to evaporate the refrigerant when returning to the compressor 16 and does not pass through the second evaporator 38, so that the volume in the cycle can be reduced. In this heat cycle, since the refrigerant is used in a gaseous state, the compressor 16 does not cause liquid compression.
[0048]
In the normal heating operation, since the third electromagnetic opening / closing valve 49 is shut off, the auxiliary heater 48 does not perform heat exchange with the refrigerant, thereby preventing excessive heating of the refrigerant. Therefore, deterioration or internal breakage of the compressor 16 due to excessive rise in the refrigerant temperature can be prevented.
[0049]
Further, when the controller 86 detects a decrease in heating capacity, the third electromagnetic opening / closing valve 49 may be communicated to heat the refrigerant by the auxiliary heater 48. The heat cycle in this case becomes a cycle line 94 indicated by a broken line, and the heating capacity is improved according to the enthalpy difference Δh.
[0050]
In the heat cycle in the normal heating operation, since the refrigerant does not pass through the second evaporator 38, the air in the air flow path 80 is not unnecessarily cooled, and the cycle path is short. Therefore, the heat cycle conduit is simplified and the installation space is reduced. This is particularly effective for a dual-type air conditioning system in which two units, the front seat air conditioning unit 70 and the rear seat air conditioning unit 78, need to be mounted.
[0051]
When the detected value of the temperature sensor 69 becomes excessive, the direction switching valve 50 may be switched to the second direction conduit 54 side, or the electromagnetic clutch 14 may be turned off to temporarily stop the heating process.
[0052]
The heating operation of the front seat air conditioning unit 70 can be performed separately from the heating operation in the rear seat air conditioning unit 78 by driving the first blower 74 and communicating the cock 47.
[0053]
Next, a procedure for performing dehumidifying heating by the vehicle air conditioner 10 will be described.
[0054]
When a passenger operates a switch (not shown) to perform dehumidifying heating, the control unit 86 causes the first electromagnetic on-off valve 18 and the second electromagnetic on-off valve 20 to communicate with each other and sets the direction switching valve 50 to the first mode. Switch to the direction pipe 51 side. The refrigerant discharged from the compressor 16 flows into both the first electromagnetic on-off valve 18 and the second electromagnetic on-off valve 20. The air mix door 84 is set to an appropriate position from the upward position to the downward position in FIG. 1 according to the set temperature, and performs so-called air mixing. Further, the condenser fan 64 and the second blower 82 are driven.
[0055]
A portion of the refrigerant discharged from the compressor 16 that has flowed into the second electromagnetic opening / closing valve 20 is guided to the second condenser 52, and heats the air passing through the air flow path 80 by a heat pump action.
[0056]
On the other hand, the portion of the refrigerant discharged from the compressor 16 that has flowed into the first electromagnetic on-off valve 18 passes through the first electromagnetic on-off valve 18 and then flows into the first condenser 22. Since the condenser fan 64 is driven, the refrigerant condenses and dissipates heat in the first condenser 22. The refrigerant condensed in the first condenser 22 is liquefied.
[0057]
The liquefied refrigerant is guided to the second expansion valve 34 (and the first expansion valve 32) via the receiver 30. The refrigerant expanded by the second expansion valve 34 is in a gas-liquid mixed state and flows into the second evaporator 38. In the second evaporator 38, the refrigerant in the gas-liquid mixed state evaporates by receiving wind from the second blower 82 and becomes gas. At this time, the air passing through the air flow path 80 is cooled and dehumidified by the heat of vaporization accompanying evaporation.
[0058]
The vaporized refrigerant passes through the check valve 42 and enters the low-pressure line 44, and merges with the refrigerant passing through the check valve 60. The refrigerant in the low-pressure line 44 passes through the auxiliary heater 48, reaches the suction port of the compressor 16, and is compressed by the compressor 16.
[0059]
In this way, while the refrigerant circulates, the air passing through the air flow path 80 is cooled, dehumidified, and heated. On the other hand, the heating capacity in the second condenser 52 is set larger than the cooling capacity in the second evaporator 38 as an absolute value. As a result, the air passing through the air flow path 80 is dehumidified and heated.
[0060]
Moreover, you may make the 3rd electromagnetic on-off valve 49 connect, and may operate the auxiliary heater 48 as needed.
[0061]
The heat cycle formed by the second electromagnetic opening / closing valve 20, the second expansion valve 34, and the second evaporator 38 is represented by a cycle line 96 as shown in FIG.
[0062]
In the vehicle air conditioner 10, the first electromagnetic switching valve 18 and the second electromagnetic switching valve 20 are communicated, and the dehumidification is performed by switching the direction switching valve 50 to the first direction pipe 51 side. it can. Furthermore, the 2nd condenser 52 becomes ineffective by interrupting | blocking the 2nd electromagnetic on-off valve 20. FIG. Therefore, the air passing through the air flow path 80 is cooled, so that the vehicle interior can be cooled as a result.
[0063]
In addition, about the dehumidification heating of the front seat side air conditioning unit 70, it is substantially the same as the rear seat side air conditioning unit 78 by operating the 1st evaporator 36, the heater 46, the 1st air blower 74, and the air mix door 76, respectively. Can be done.
[0064]
Next, two modified examples of the vehicle air conditioner 10 according to the present embodiment will be described. The vehicle air conditioner according to these two modified examples has substantially the same configuration as the vehicle air conditioner 10, and the same portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
[0065]
As shown in FIG. 3, the vehicle air conditioner 100 according to the first modification includes an electric heater 102 instead of the auxiliary heater 48 in the vehicle air conditioner 10. The vehicle air conditioner 100 includes a pressure sensor 104 on the downstream side of the second electromagnetic opening / closing valve 20. The electric heater 102 has a function of heating the refrigerant under the control of the control unit 86. As the electric heater 102, for example, a heater that generates heat by resistance using electric power of a battery or an alternator (not shown) may be used.
[0066]
The pressure sensor 104 measures the pressure in the connected pipeline, and outputs the measurement value to the control unit 86.
[0067]
Similar to the vehicle air conditioner 10, the vehicle air conditioner 100 performs an initial heating operation and a normal heating operation during the heating operation when the outside air is at a low temperature.
[0068]
During the initial heating operation in the vehicle air conditioner 100, the refrigerant can be quickly raised to an appropriate temperature by heating the refrigerant with the electric heater 102. In particular, since the electric heater 102 does not use engine cooling water, the temperature of the refrigerant can be reliably increased without being affected by the temperature of the engine 12.
[0069]
Since the pressure in the pipe line increases as the refrigerant temperature rises, the refrigerant temperature can be estimated from the pressure value indicated by the pressure sensor 104. Therefore, when the pressure value indicated by the pressure sensor 104 becomes, for example, 0.5 [MPa], it can be determined that the temperature of the refrigerant has reached an appropriate temperature, and the water temperature sensor 68 reaches 60 [° C.]. Can be used as an alternative.
[0070]
Accordingly, it is detected that the measured value of the temperature sensor 69 has reached 30 [° C.], the direction switching valve 50 is switched to the first direction pipe 51 and the second blower 82 is driven, and the pressure sensor 104 When the measured value reaches 0.5 [MPa], the third electromagnetic on-off valve 49 is shut off. At this point, the initial heating operation can be terminated and the normal heating operation can be performed.
[0071]
The normal heating operation and the dehumidifying heating operation may be performed in the same manner as the vehicle air conditioner 10. Heating of the front seat air conditioning unit 70 can be performed by the heater 46 separately from the heating of the rear seat side space.
[0072]
Next, as shown in FIG. 4, the vehicle air conditioner 110 according to the second modification is provided with an electric expansion valve 112 instead of the pressure reducing device 56 in the vehicle air conditioner 10. The vehicle air conditioner 110 includes an accumulator (also referred to as a gas-liquid separator) 114 provided on the upstream side of the compressor 16.
[0073]
The electric expansion valve 112 is a valve capable of continuously adjusting the throttle opening of the pipe line under the control of the control unit 86. As shown in FIG. 5, the throttle opening degree of the electric expansion valve 112 is substantially fully opened when the temperature detected by the temperature sensor 69 is low, and acts to reduce the opening degree of the pipeline as the temperature rises. In addition, the throttle opening is kept constant at 30 [° C.] or more.
[0074]
The accumulator 114 has a function of storing the liquefied refrigerant therein and supplying only the vaporized refrigerant to the compressor 16.
[0075]
Similar to the vehicle air conditioner 10, the vehicle air conditioner 110 performs an initial heating operation and a normal heating operation during the heating operation when the outside air temperature is low.
[0076]
In the initial heating operation, the vehicle air conditioner 110 shuts off the first electromagnetic on-off valve 18 and causes the second electromagnetic on-off valve 20 and the third electromagnetic on-off valve 49 to communicate with each other. Further, the direction switching valve 50 is switched to the first direction pipe 51 side.
[0077]
In the initial stage of the initial heating operation, since the outside air is at a low temperature, the throttle opening (see FIG. 5) of the electric expansion valve 112 is approximately 100 [%]. Therefore, the pipe line resistance in this portion is very small, and the refrigerant can be circulated more efficiently.
[0078]
When the initial heating operation is performed, the refrigerant is heated by the action of the compressor 16 and the auxiliary heater 48, so that the temperature of the refrigerant rises. Accordingly, the temperature detected by the temperature sensor 69 provided in the vicinity of the second condenser 52 also increases.
[0079]
Since the measurement value detected by the temperature sensor 69 is input to the control unit 86, the throttle opening degree of the electric expansion valve 112 is adjusted based on this measurement value (see FIG. 5). Since the throttle opening degree of the electric expansion valve 112 is set so as to decrease as the measured value detected by the temperature sensor 69 increases, the electric expansion valve 112 increases as the refrigerant temperature rises during the initial heating operation. The refrigerant is gradually depressurized on the downstream side.
[0080]
When the measured value of the temperature sensor 69 is 30 [° C.] or more, the throttle opening degree of the electric expansion valve 112 is sufficiently narrow, and the refrigerant is sufficiently decompressed. Therefore, in this state, substantially the same cycle operation as the cycle line 92 of the heat cycle shown in FIG. 2 can be performed.
[0081]
In this way, the throttle opening is continuously adjusted between the low temperature and the appropriate heating temperature, so that the refrigerant circulation amount is always set to an appropriate amount.
[0082]
Since the pressure in the pipe line increases as the refrigerant temperature rises, the refrigerant temperature can be estimated from the pressure value indicated by the pressure sensor 104. Accordingly, it can be determined that the temperature of the refrigerant has reached an appropriate temperature when the pressure value indicated by the pressure sensor 104 reaches, for example, 0.5 [MPa].
[0083]
Therefore, in the vehicle air conditioner 110 according to the second modification, the measured value of the temperature sensor 69 reaches 30 [° C.] and the measured value of the pressure sensor 104 reaches 0.5 [MPa]. It can detect and can complete | finish initial heating operation and can transfer to normal heating operation. The normal heating operation may be performed in the same manner as the vehicle air conditioners 10 and 100.
[0084]
Further, in the vehicle air conditioner 110, the action of the accumulator 114 can prevent internal deterioration such as an oil cleaning (degreasing) state in the compressor 16 and liquid compression, and improve toughness during low temperature operation. . In particular, when the throttle opening of the electric expansion valve 112 is large and the refrigerant does not expand so much, it is assumed that some liquid is mixed in the refrigerant because the degree of expansion is small. Thus, even when the liquid is mixed in the refrigerant, the accumulator 114 can prevent the liquid from being fed into the compressor 16.
[0085]
The pressure sensor 104 may use a pressure switch whose contact is switched at 0.5 [MPa], and the switching of the contact of the pressure switch may be used as the end condition of the initial heating operation.
[0086]
The vehicle air conditioners 10, 100, 110 according to the present embodiment and the respective modifications have been described as air mix type air conditioners, but are applied to reheat type air conditioners without the air mix doors 76 and 84. May be.
[0087]
Separate electromagnetic on / off valves may be provided in the first and second directional pipes 51 and 54, respectively, and these electromagnetic on / off valves may be operated to replace the direction switching valve 50. In addition, when the direction switching valve 50 has a pipeline blocking function, the second electromagnetic switching valve 20 may be omitted.
[0088]
The vehicle air conditioner according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can of course adopt various configurations without departing from the gist of the present invention.
[0089]
【The invention's effect】
As described above, the vehicle air conditioner according to the present invention can achieve the effect of performing rapid heating by rapidly raising the temperature of the refrigerant during the heating operation at low temperatures.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a vehicle air conditioner according to an embodiment.
FIG. 2 is a Mollier diagram showing a thermal cycle of the vehicle air conditioner according to the present embodiment.
FIG. 3 is a block diagram of a vehicle air conditioner according to a first modification of the present embodiment.
FIG. 4 is a block diagram of a vehicle air conditioner according to a second modification of the present embodiment.
FIG. 5 is a graph showing the setting of the throttle opening of the electric expansion valve with respect to the temperature in the vicinity of the second condenser.
[Explanation of symbols]
10, 100, 110 ... Vehicle air conditioner
12 ... Engine 16 ... Compressor
18 ... 1st electromagnetic on-off valve 20 ... 2nd electromagnetic on-off valve
22 ... 1st condenser 30 ... Receiver
32 ... 1st expansion valve 34 ... 2nd expansion valve
36 ... 1st evaporator 38 ... 2nd evaporator
40, 42, 60 ... check valve 46 ... heater
48 ... Auxiliary heater 50 ... Direction switching valve
51 ... First direction pipe 52 ... Second condenser
54 ... Second direction pipe 56 ... Pressure reducing device
70 ... Front seat air conditioning unit 78 ... Rear seat air conditioning unit
86 ... Control unit 102 ... Electric heater

Claims (3)

第1空間の空調を行う第1空調ユニットと、第2空間の空調を行う第2空調ユニットとを有する車両用空調装置において、
冷媒を吸入し圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機の吐出口の分岐した管路にそれぞれ設けられる第1電磁開閉弁および第2電磁開閉弁と、
前記第1電磁開閉弁を介して供給される冷媒を凝縮する第1凝縮器と、
前記第2電磁開閉弁を介して供給される冷媒を凝縮する第2凝縮器と、
前記第2電磁開閉弁と前記第2凝縮器との間に設けられ、前記第2電磁開閉弁から送給される冷媒の送出先を前記第2凝縮器の入口側管路、若しくは前記第2凝縮器の出口側より下流の管路のいずれか一方へ切り換える方向切換弁と、
前記第1凝縮器のみによって凝縮された冷媒を膨張させる第1膨張弁および第2膨張弁と、
前記第1膨張弁によって膨張した冷媒を蒸発させる第1蒸発器と、
前記第2膨張弁によって膨張した冷媒を蒸発させる第2蒸発器と、
エンジンによって加熱された温水により空気を加熱する加熱器と、
全体の制御を行う制御部と、
を有し、
前記第1空調ユニットは、前記第1膨張弁、前記第1蒸発器および前記加熱器を含み、
前記第2空調ユニットは、前記第2膨張弁、前記第2蒸発器および前記第2凝縮器を含み、
前記制御部は、外気温が所定温度より低いときに、冷媒が前記第2凝縮器の出口側より下流の管路に流れるように前記方向切換弁を切り換えるとともに、前記第2電磁開閉弁を連通させて初期暖房を行い、その後、冷媒が第2凝縮器の入り口側の管路に流れるように方向切換弁を切り換えて初期暖房運転から通常暖房運転に移行することを特徴とする車両用空調装置。
In a vehicle air conditioner having a first air conditioning unit that air-conditions a first space and a second air conditioning unit that air-conditions a second space,
A compressor that sucks and compresses the refrigerant;
A first electromagnetic on-off valve and a second electromagnetic on-off valve respectively provided in the branched pipe of the discharge port of the compressor;
A first condenser for condensing refrigerant supplied through the first electromagnetic on-off valve;
A second condenser for condensing refrigerant supplied through the second electromagnetic on-off valve;
Provided between the second electromagnetic on-off valve and the second condenser, a refrigerant destination supplied from the second electromagnetic on-off valve is an inlet side pipe line of the second condenser, or the second A direction switching valve for switching to one of the downstream pipes from the outlet side of the condenser;
A first expansion valve and a second expansion valve for expanding the refrigerant condensed only by the first condenser;
A first evaporator for evaporating the refrigerant expanded by the first expansion valve;
A second evaporator for evaporating the refrigerant expanded by the second expansion valve;
A heater for heating air with hot water heated by an engine;
A control unit for overall control;
Have
The first air conditioning unit includes the first expansion valve, the first evaporator, and the heater.
The second air conditioning unit includes the second expansion valve, the second evaporator, and the second condenser,
The control unit switches the direction switching valve so that the refrigerant flows to a pipe line downstream from the outlet side of the second condenser when the outside air temperature is lower than a predetermined temperature, and communicates the second electromagnetic opening / closing valve. The vehicle air conditioner is configured to perform initial heating, and then switch from the initial heating operation to the normal heating operation by switching the direction switching valve so that the refrigerant flows into the conduit on the inlet side of the second condenser. .
請求項1記載の車両用空調装置において、
さらに、前記圧縮機と前記第2凝縮器との間に、冷媒を加熱する補助加熱器を有することを特徴とする車両用空調装置。
The vehicle air conditioner according to claim 1,
The vehicle air conditioner further includes an auxiliary heater that heats the refrigerant between the compressor and the second condenser.
請求項1又は2記載の車両用空調装置において、
冷媒は、前記圧縮機から前記第2凝縮器へ供給され、
前記第2凝縮器は、すべての冷媒液化しない範囲で一部の冷媒を凝縮させることにより熱交換を行うことによって暖房を行うことを特徴とする車両用空調装置。
The vehicle air conditioner according to claim 1 or 2,
The refrigerant is supplied from the compressor to the second condenser,
The vehicular air conditioner is characterized in that the second condenser performs heating by performing heat exchange by condensing a part of the refrigerant in a range in which all the refrigerant is not liquefied.
JP2002223815A 2002-07-31 2002-07-31 Air conditioner for vehicles Expired - Fee Related JP4133084B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002223815A JP4133084B2 (en) 2002-07-31 2002-07-31 Air conditioner for vehicles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002223815A JP4133084B2 (en) 2002-07-31 2002-07-31 Air conditioner for vehicles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004058958A JP2004058958A (en) 2004-02-26
JP4133084B2 true JP4133084B2 (en) 2008-08-13

Family

ID=31943477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002223815A Expired - Fee Related JP4133084B2 (en) 2002-07-31 2002-07-31 Air conditioner for vehicles

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4133084B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006038728B4 (en) * 2006-08-11 2016-06-30 Halla Visteon Climate Control Corporation Refrigerant cycle system
KR102552118B1 (en) * 2016-07-22 2023-07-10 한온시스템 주식회사 Air conditining system for vehicle and its control method
CN107415635A (en) * 2017-08-07 2017-12-01 珠海格力电器股份有限公司 Automobile, heat pump type air conditioning system, automobile heat pump air conditioner assembly and its control method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004058958A (en) 2004-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10946719B2 (en) Vehicle air-conditioning device
US10889163B2 (en) Heat pump system
US11104205B2 (en) Vehicle air-conditioning device
US11525611B2 (en) Refrigeration cycle device for vehicle
US10047988B2 (en) Vehicle air conditioner
WO2011016264A1 (en) Air conditioning system for vehicle
US10647179B2 (en) Air-conditioning apparatus for vehicles
US11203251B2 (en) Vehicle air conditioning device
CN108602414B (en) Air conditioning system for vehicle and control method thereof
KR20150093590A (en) Heat pump system for vehicle
JP2012030603A (en) Vehicle air conditioner
US20190077222A1 (en) Vehicle Air Conditioner
JP2019104393A (en) Vehicular heating device
KR20190057769A (en) Heat Pump For a Vehicle
JP2020075623A (en) Vehicular air conditioner
JP2010159006A (en) Air conditioner for vehicle
JP2005233535A (en) Air conditioner
JP2011225174A (en) Vehicular air conditioner
JP4153747B2 (en) Air conditioner for vehicles
JP4133084B2 (en) Air conditioner for vehicles
US10933719B2 (en) Vehicle air-conditioning apparatus
JPH0478613A (en) Heat pump type air conditioner
JP7151394B2 (en) refrigeration cycle equipment
JPH06262936A (en) Air conditioner for automobile
JP2011219048A (en) Air conditioning apparatus for vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050105

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070918

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071116

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080129

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080307

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080527

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080602

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110606

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110606

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120606

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120606

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130606

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees