JP6292211B2 - 車両用吸着式空調装置 - Google Patents

車両用吸着式空調装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6292211B2
JP6292211B2 JP2015227991A JP2015227991A JP6292211B2 JP 6292211 B2 JP6292211 B2 JP 6292211B2 JP 2015227991 A JP2015227991 A JP 2015227991A JP 2015227991 A JP2015227991 A JP 2015227991A JP 6292211 B2 JP6292211 B2 JP 6292211B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
adsorption
heat exchanger
evaporation
way valves
heat medium
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.)
Active
Application number
JP2015227991A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017094864A (ja
Inventor
坪内 正克
正克 坪内
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor 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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2015227991A priority Critical patent/JP6292211B2/ja
Priority to US15/275,826 priority patent/US10137762B2/en
Priority to DE102016219905.6A priority patent/DE102016219905B4/de
Priority to FR1660347A priority patent/FR3044079B1/fr
Priority to CN201610929036.7A priority patent/CN107031336B/zh
Publication of JP2017094864A publication Critical patent/JP2017094864A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6292211B2 publication Critical patent/JP6292211B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00321Heat exchangers for air-conditioning devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • B60H1/3201Cooling devices using absorption or adsorption
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • B60H1/3201Cooling devices using absorption or adsorption
    • B60H1/32014Cooling devices using absorption or adsorption using adsorption, e.g. using Zeolite and water
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B17/00Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type
    • F25B17/02Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type the absorbent or adsorbent being a liquid, e.g. brine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B17/00Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type
    • F25B17/08Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type the absorbent or adsorbent being a solid, e.g. salt
    • F25B17/083Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type the absorbent or adsorbent being a solid, e.g. salt with two or more boiler-sorbers operating alternately
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • F25B27/02Machines, plants or systems, using particular sources of energy using waste heat, e.g. from internal-combustion engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00Heat pumps
    • F25B30/04Heat pumps of the sorption type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00899Controlling the flow of liquid in a heat pump system
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y02A30/274Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

Description

本発明は、車両用吸着式空調装置に関する。
下記特許文献1には、エンジンの冷却液をラジエータで冷却する車両に適用される車両用吸着式冷凍機が記載されている。この車両用吸着式冷凍機は、蒸気冷媒を吸着すると共に、加熱されることにより吸着した蒸気冷媒を脱離する吸着剤及び液冷媒が封入され、冷凍能力を発揮する吸着器と、吸着器内を循環する冷却液を冷却する車室外熱交換器とを備えている。そして、エンジン冷却液の温度が所定温度以上となったときには、ラジエータ及び車室外熱交換器にてエンジン冷却液を冷却する。これにより、ラジエータ単体でエンジン冷却水を冷却する場合に比べて、ラジエータの小型化を図るようにしている。
特開2000−177374号公報
上記構成の車両用吸着式冷凍機では、暖房効率の向上については考慮されていない。
本発明は上記事実を考慮し、暖房効率を向上させることができる車両用吸着式空調装置を得ることを目的とする。
請求項1に記載の発明に係る車両用吸着式空調装置は、車室内の空気と熱媒体との間で熱交換するヒータコア及び室内熱交換器と、車室外の空気と熱媒体との間で熱交換する室外熱交換器と、車両の高温熱源と前記ヒータコアとの間で熱媒体を循環させる暖房用流路部と、吸着部及び蒸発凝縮部を有し、吸着剤及び冷媒が封入された複数の吸着器と、前記高温熱源、前記室外熱交換器及び前記室内熱交換器と前記複数の吸着器との間で熱媒体の入替えを行い、一又は複数の前記吸着器で吸着工程を行わせている間に他の前記吸着器で脱離工程を行わせる流路システムと、を備え、前記流路システムは、吸着工程側の前記蒸発凝縮部と前記室内熱交換器との間で熱媒体を循環させる冷房モードと、吸着工程側の前記吸着部若しくは脱離工程側の前記蒸発凝縮部と前記室内熱交換器との間、又は、吸着工程側の前記吸着部及び吸着工程側の前記蒸発凝縮部と前記室内熱交換器との間で熱媒体を循環させる第1暖房モードと、吸着工程側の前記吸着部及び脱離工程側の前記蒸発凝縮部と前記室内熱交換器との間で熱媒体を循環させる第2暖房モードと、を切替え可能とされている。
請求項1に記載の発明では、暖房用流路部が設けられることにより、ヒータコアと車両の高温熱源との間で熱媒体が循環する。これにより、高温熱源の廃熱を利用して車室の暖房を行うことができる。また、この発明では、高温熱源、室外熱交換器及び室内熱交換器と複数の吸着器との間で熱媒体の入替えを行う流路システムが、冷房モードと第1暖房モードと第2暖房モードとを相互に切替え可能とされている。
冷房モードでは、吸着工程側の蒸発凝縮部と室内熱交換器との間で熱媒体が循環する。これにより、冷媒の蒸発潜熱を利用して車室の冷房を行うことができる。また、第1暖房モードでは、吸着工程側の吸着部若しくは脱離工程側の蒸発凝縮部と室内熱交換器との間、又は、吸着工程側の吸着部及び吸着工程側の蒸発凝縮部と室内熱交換器との間で熱媒体が循環する。これにより、冷媒の吸着熱、凝縮熱又は吸着熱と蒸発熱とを合わせた熱を車室の暖房に利用することができる。また、第2暖房モードでは、吸着工程側の吸着部及び脱離工程側の蒸発凝縮部と室内熱交換器との間で熱媒体が循環する。これにより、冷媒の吸着熱及び凝縮熱を車室の暖房に利用することができる。
このように、本発明によれば、高温熱源の廃熱のみならず、吸着熱や凝縮熱も補助熱源として車室の暖房に利用することができる。したがって、暖房効率を向上させることができる。
以上説明したように、本発明に係る車両用吸着式空調装置では、暖房効率を向上させることができる。
本発明の第1実施形態に係る車両用吸着式空調装置の冷房モードを示す模式図である。 第1実施形態に係る車両用吸着式空調装置の第1暖房モードを示す図1に対応した模式図である。 第1実施形態に係る車両用吸着式空調装置の第2暖房モードを示す図1に対応した模式図である。 第1実施形態に係る車両用吸着式空調装置が備える車室内空調ユニットを示す模式図である。 第1実施形態に係る車両用吸着式空調装置の第1暖房モードの変形例を示す図1に対応した模式図である。 本発明の第2実施形態に係る車両用吸着式空調装置の冷房モードを示す模式図である。 第2実施形態に係る車両用吸着式空調装置の第1暖房モードを示す図6に対応した模式図である。 第2実施形態に係る車両用吸着式空調装置の第2暖房モードを示す図6に対応した模式図である。 第2実施形態に係る車両用吸着式空調装置の第1暖房モードの変形例を示す図6に対応した模式図である。 本発明の第3実施形態に係る車両用吸着式空調装置の冷房モードを示す模式図である。 第3実施形態に係る車両用吸着式空調装置の第1暖房モードを示す図10に対応した模式図である。 第3実施形態に係る車両用吸着式空調装置の第2暖房モードを示す図10に対応した模式図である。 第3実施形態に係る車両用吸着式空調装置の第1暖房モードの変形例を示す図10に対応した模式図である。 本発明の第4実施形態に係る車両用吸着式空調装置の冷房モードを示す模式図である。 第4実施形態に係る車両用吸着式空調装置の第1暖房モードを示す図14に対応した模式図である。 第4実施形態に係る車両用吸着式空調装置の第2暖房モードを示す図14に対応した模式図である。 第4実施形態に係る車両用吸着式空調装置の第1暖房モードの変形例を示す図14に対応した模式図である。
<第1実施形態>
以下、図1〜図5を用いて、本発明の第1実施形態に係る車両用吸着式空調装置1について説明する。図1〜図3に示されるように、車両用吸着式空調装置1は、高温熱源であるエンジン2と、ヒータコア3と、室内熱交換器4と、室外熱交換器5と、暖房用流路部6と、複数(ここでは一対)の吸着器10、20と、流路システム30とを備えている。
上記のエンジン2は、液冷式内燃機関であり、上記の室外熱交換器5は、エンジン2の冷却液と車室外の空気との間で熱交換するラジエータである。このエンジン2の冷却液は、本発明に係る「熱媒体」に相当するものであり、例えば、LLC入りの水等とされている。以下、室外熱交換器5を「ラジエータ5」と称し、エンジン2の冷却液を「熱媒体」と称する。
この車両用吸着式空調装置1は、エンジン2の廃熱によって駆動される廃熱駆動エアコンであり、冷媒及び吸着剤が封入された一対の吸着器10、20に対し、高温と低温の熱媒体の入替え、及び低温と冷温の熱媒体の入替えを行う。これにより、一対の吸着器10、20のうちの一方において冷媒の吸着工程(吸着及び蒸発)を行わせている間に、他方において冷媒の脱離工程(脱離及び凝縮)を行わせ、これを交互に切替えることにより、蒸発潜熱による冷房冷温を連続的に得る構成になっている。
ヒータコア3及び室内熱交換器4は、車室内の空気と熱媒体との間で熱交換するものであり、図4に示されるように、車室内に設けられた室内空調ユニット110のケーシング111内に配設されている。このケーシング111は、空調用の空気が流れる通路112を形成している。このケーシング111には、車室内の空気を吸入する内気吸入口113と車室外の空気を吸入する外気吸入口114が形成されると共に、両吸入口113、114を切替開閉する内外切替ドア115が設けられている。
両吸入口113、114に対して空気の流れ方向の下流側(以下、単に下流側と称する)には、両吸入口113、114から吸入した空気を車室内に向けて送風するブロア116が配設されている。このブロア116の下流側には、室内熱交換器4が配設されている。そして、室内熱交換器4の下流側には、ヒータコア3が配設されている。つまり、室内熱交換器4は、ブロア116とヒータコア3との間に配置されている。また、ヒータコア3の近傍には、エアミックスダンパ117が設けられている。このエアミックスダンパ117は、室内熱交換器4を通過した空気のうち、ヒータコア3を通過する空気とヒータコア3を迂回する空気との割合を調節することにより、車室内に送風される空気の温度を調節するものである。
図1に示すように、暖房用流路部6は、エンジン2に設けられた図示しない熱媒体通路(ウォータージャケット)の入口部及び出口部と、ヒータコア3に設けられた図示しない熱媒体通路の入口部及び出口部とを接続した一対の配管7、8によって構成されている。この暖房用流路部6は、エンジン2により駆動されるウォーターポンプ90によって、エンジン2とヒータコア3との間でエンジン2の冷却液(熱媒体)を循環させる構成になっている。
一対の吸着器10、20は、冷媒の吸着及び脱離を行う吸着部11、21と、冷媒の蒸発及び凝縮を行う蒸発凝縮部12、22とを各々が備えている。吸着部11、21及び蒸発凝縮部12、22は、内部が略真空に保たれた状態で冷媒が封入された金属製のケーシング13、23内に収容されている。この冷媒は、例えば、水、アンモニア等とされている。また、各吸着部11、21には、図示しない吸着剤が封入されている。この吸着剤は、例えば、シリガゲル、ゼオライト、活性炭、活性アルミナ等とされている。また、各吸着部11、21には、熱媒体が流れる第一熱媒体通路11A、21Aが形成されており、各蒸発凝縮部12、22には、熱媒体が流れる第二熱媒体通路12A、22Aが形成されている。
流路システム30は、エンジン2、ラジエータ5及び室内熱交換器4と、一対の吸着器10、20との間で高温、低温及び冷温の熱媒体の入替えを行うための流路を構成している。この流路システム30は、一対の吸着側4方弁31、32と、一対の蒸凝側4方弁33、34と、一対の吸着側3方弁35、36と、一対の凝縮側3方弁37、38と、一対の蒸発側3方弁39、40と、配管51〜82と、ウォーターポンプ90〜93と、バイパス用配管100と、流量制御弁101と、図示しない制御装置とを含んで構成されている。
一対の吸着側3方弁35、36、一対の凝縮側3方弁37、38、及び一対の蒸発側3方弁39、40は、一対の吸着側4方弁31、32及び一対の蒸凝側4方弁33、34よりも室内熱交換器4及びラジエータ5側に配置されている。なお、以下の説明では、一対の吸着側4方弁31、32及び一対の蒸凝側4方弁33、34を、4方弁31〜34と称し、一対の吸着側3方弁35、36、一対の凝縮側3方弁37、38及び一対の蒸発側3方弁39、40を、3方弁35〜40と称する場合がある。
一対の吸着側4方弁31、32は、配管51〜54を介して一対の吸着器10、20の各吸着部11、21と個別に接続されると共に、配管55、56を介してエンジン2と個別に接続されている。詳細には、一方の吸着側4方弁31は、配管51、52を介して第一熱媒体通路11A、21Aの各入口部と接続されており、他方の吸着側4方弁32は、配管53、54を介して第一熱媒体通路11A、21Aの各出口部と接続されている。また、一方の吸着側4方弁31は、配管55及び前述した配管7の一部を介してエンジン2の熱媒体通路の出口部と接続されており、他方の吸着側4方弁32は、配管56及び前述した配管8の一部を介してエンジン2の熱媒体通路の入口部と接続されている。
一対の蒸凝側4方弁33、34は、配管57〜60を介して一対の吸着器10、12の各蒸発凝縮部12、22と個別に接続されている。詳細には、一方の蒸凝側4方弁33は、配管57、58を介して第二熱媒体通路12A、22Aの各出口部と接続されており、他方の蒸凝側4方弁34は、配管59、60を介して第二熱媒体通路12A、22Aの各入口部と接続されている。
一対の吸着側3方弁35、36は、配管61、62を介して一対の吸着側4方弁31、32と個別に接続されると共に、配管63〜70を介して室内熱交換器4及びラジエータ5と個別に接続されている。詳細には、一方の吸着側3方弁35は、配管61を介して吸着側4方弁32と接続され、配管63、64を介して室内熱交換機4の熱媒体通路4Aの入口部と接続され、配管65、66を介してラジエータ5の熱媒体通路5Aの入口部と接続されている。配管61の途中には、ウォーターポンプ91が設けられている。他方の吸着側3方弁36は、配管62を介して吸着側4方弁31と接続され、配管67、68を介して室内熱交換器4の熱媒体通路4Aの出口部と接続され、配管69、70を介してラジエータ5の熱媒体通路5Aの出口部と接続されている。
一対の凝縮側3方弁37、38は、配管71、72を介して一対の蒸凝側4方弁33、34と個別に接続されると共に、配管73、64、74、66、75、68、76、70を介して室内熱交換器4及びラジエータ5と個別に接続されている。詳細には、一方の凝縮側3方弁37は、配管71を介して蒸凝側4方弁33と接続され、配管73、64を介して室内熱交換器4の熱媒体通路4Aの入口部と接続され、配管74、66を介してラジエータ5の熱媒体通路5Aの入口部と接続されている。他方の凝縮側3方弁38は、配管72を介して蒸凝側4方弁34と接続され、配管75、68を介して室内熱交換器4の熱媒体通路4Aの出口部と接続され、配管76、70を介してラジエータ5の熱媒体通路5Aの出口部と接続されている。配管72の途中には、ウォーターポンプ92が設けられている。
一対の蒸発側3方弁39、40は、配管77、78を介して一対の蒸凝側4方弁33、34と個別に接続されると共に、配管79、64、80、65、81、68、82、70を介して室内熱交換器4及びラジエータ5と個別に接続されている。詳細には、一方の蒸発側3方弁39は、配管77を介して蒸凝側4方弁33と接続され、配管79、64を介して室内熱交換器4の熱媒体通路4Aの入口部と接続され、配管80、65を介してラジエータ5の熱媒体通路5Aの入口部と接続されている。他方の蒸発側3方弁40は、配管78を介して蒸凝側4方弁34と接続され、配管81、68を介して室内熱交換器4の熱媒体通路4Aの出口部と接続され、配管82、70を介してラジエータ5の熱媒体通路5Aの出口部と接続されている。配管78の途中には、ウォーターポンプ93が設けられている。
バイパス用配管100は、ラジエータ5に対して並列に接続されており、ラジエータ5を流れる熱媒体を迂回させる流路を構成している。詳細には、バイパス用配管100は、熱媒体通路5Aの入口部側において一端部が配管66に接続されると共に、熱媒体通路5Aの出口部側において他端部が流量制御弁101を介して配管70に接続されている。この流量制御弁101によって、熱媒体通路5A及びバイパス用配管100を流れる熱媒体の流量が制御される構成になっている。
上述した4方弁31〜34、3方弁35〜40、ウォーターポンプ90〜93、流量制御弁101、ブロア116、及びエアミックスダンパ117の各駆動部は、図示しない制御装置に電気的に接続されている。この制御装置には、車室内の温度を検出する内気センサ、車室外の温度を検出する外気センサ、バイパス用配管100を流れる熱媒体の温度を検出するバイパス温度センサ、運転モードの切替スイッチ、車室内の温度を設定するための温度設定スイッチ、ブロア116の風量を設定するための風量設定スイッチなど(何れも図示省略)が電気的に接続されている。
この制御装置は、車室内を冷房又は暖房する要求があった場合、4方弁31〜34内の流路を、図1〜図3に実線で示される状態と破線で示される状態とに所定時間おきに交互に切替える。これにより、一対の吸着器10、20に対し、高温と低温の熱媒体の入替え、及び低温と冷温の熱媒体の入替えを行う。この切替えは、エンジン2及びウォーターポンプ90〜93が作動した状態で行われる。
この制御装置は、車室内を冷房する要求があった場合(冷房要求時)に、3方弁35〜40内の流路を図1に示される状態に切替える。この図1に示される状態が本発明に係る「冷房モード」に相当する。また、制御装置は、車室内を暖房する要求があった場合(暖房要求時)に、3方弁35〜40内の流路を図2に示される状態に切替える。この図2に示される状態が本発明に係る「第1暖房モード」に相当する。さらに、制御装置は、車室内を暖房する要求が高く且つ所定の条件が満たされている場合に、3方弁35〜40内の流路を図3に示される状態に切替える。この図3に示される状態が本発明に係る「第2暖房モード」に相当する。
図1に示される冷房モードでは、吸着部11、21のうち脱離工程側の吸着部(図1では吸着部21)とエンジン2とが一対の吸着側4方弁31、32によって接続される。これにより、脱離工程側の吸着部とエンジン2との間で高温(例えば脱離を促す90°C程度:以下同じ)の熱媒体が循環する(図1の矢印F21参照)。
また、冷房モードでは、吸着部11、21のうち吸着工程側の吸着部(図1では吸着部11)とラジエータ5とが一対の吸着側4方弁31、32及び一対の吸着側3方弁35、36によって接続されると共に、蒸発凝縮部12、22のうち脱離工程側の蒸発凝縮部(図1では蒸発凝縮部22)とラジエータ5とが一対の蒸凝側4方弁33、34及び一対の凝縮側3方弁37、38によって接続される。これにより、吸着工程側の吸着部とラジエータ5との間、及び脱離工程側の蒸発凝縮部とラジエータ5との間で低温(例えば大気温度より高い40°C程度:以下同じ)の熱媒体が循環する(図1の矢印F11及び矢印F22参照)。
さらに、冷房モードでは、蒸発凝縮部12、22のうち吸着工程側の蒸発凝縮部(図1では蒸発凝縮部12)と室内熱交換器4とが一対の蒸凝側4方弁33、34及び一対の蒸発側3方弁39、40によって接続される。これにより、吸着工程側の蒸発凝縮部と室内熱交換器4との間で冷温(例えば車内温度より低い10°C程度:以下同じ)の熱媒体が循環する(図1の矢印F12参照)。
一方、図2に示される第1暖房モードでは、冷房モードと同様に、吸着部11、21のうち脱離工程側の吸着部(図2では吸着部21)とエンジン2とが一対の吸着側4方弁31、32によって接続される。これにより、脱離工程側の吸着部とエンジン2との間で高温の熱媒体が循環する(図2の矢印F21参照)。
また、第1暖房モードでは、蒸発凝縮部12、22のうち吸着工程側の蒸発凝縮部(図2では蒸発凝縮部12)とラジエータ5とが一対の蒸凝側4方弁33、34及び一対の蒸発側3方弁39、40によって接続されると共に、蒸発凝縮部12、22のうち脱離工程側の蒸発凝縮部(図2では蒸発凝縮部22)とラジエータ5とが一対の蒸凝側4方弁33、34及び一対の凝縮側3方弁37、38によって接続される。これにより、吸着工程側の蒸発凝縮部とラジエータ5との間、及び脱離工程側の蒸発凝縮部とラジエータ5との間で冷温及び低温の熱媒体が循環する(図2の矢印F12及び矢印F22参照)。
さらに、第1暖房モードでは、吸着部11、21のうち吸着工程側の吸着部(図2では吸着部11)と室内熱交換器4とが一対の吸着側4方弁31、32及び一対の吸着側3方弁35、36によって接続される。これにより、吸着工程側の吸着部と室内熱交換器4との間で低温の熱媒体が循環する(図2の矢印F11参照)。
一方、図3に示される第2暖房モードでは、冷房モードと同様に、吸着部11、21のうち脱離工程側の吸着部(図3では吸着部21)とエンジン2とが一対の吸着側4方弁31、32によって接続される。これにより、脱離工程側の吸着部とエンジン2との間で高温の熱媒体が循環する(図3の矢印F21参照)。
また、第2暖房モードでは、蒸発凝縮部12、22のうち吸着工程側の蒸発凝縮部(図3では蒸発凝縮部12)とラジエータ5とが一対の蒸凝側4方弁33、34及び一対の蒸発側3方弁39、40によって接続される。これにより、吸着工程側の蒸発凝縮部とラジエータ5との間で冷温の熱媒体が循環する(図3の矢印F12参照)。
さらに、第2暖房モードでは、吸着部11、21のうち吸着工程側の吸着部(図3では吸着部11)と室内熱交換器4とが一対の吸着側4方弁31、32及び一対の吸着側3方弁35、36によって接続されると共に、蒸発凝縮部12、22のうち脱離工程側の蒸発凝縮部(図3では蒸発凝縮部22)と室内熱交換器4とが一対の蒸凝側4方弁33、34及び一対の凝縮側3方弁37、38によって接続される。これにより、吸着工程側の吸着部と室内熱交換器4との間、及び脱離工程側の蒸発凝縮部と室内熱交換器4との間で低温の熱媒体が循環する(図3の矢印F11及び矢印F22参照)。
なお、制御装置による第1暖房モードから第2暖房モードへの切替えは、ブロア風量が最大で且つ車室外温度が規定温度To(例えば、8℃)以上であるときに行われる。これらの条件のいずれかが満たされない状態では、制御装置は第2暖房モードから第1暖房モードに切替える。これらの条件は、第2暖房モードの条件すなわち吸着熱及び凝縮熱の両方を暖房に利用できる条件を規定している。つまり、制御装置は、蒸発熱の媒体である冷温の熱媒体が車室外のラジエータ5において外気から吸熱でき、且つブロア風量が最大のような急速な暖房要求に応じて第1暖房モードから第2暖房モードに切替える構成になっている。また、制御装置は、ラジエータ5において蒸発熱の受熱が必要で且つ車室外温度が規定温度Toを下回る場合は、第2暖房モードから第1暖房モードに切替える構成になっている。
また、制御装置による流量制御弁101の制御条件は、車室外温度、車両用吸着式空調装置1の運転条件、バイパス用配管100を流れる熱媒体の温度によって決定される。この制御装置は、第1暖房モード及び第2暖房モードでは、冷房モードのときよりも車室外温度が低温の状態でラジエータ5に熱媒体を流し、第2暖房モードでは、車室外温度が規定温度To以上の状態でラジエータ5に熱媒体を流す。つまり、冷房モードでは、吸着熱及び凝縮熱の媒体である低温の熱媒体がラジエータ5において放熱できることが、ラジエータ5に熱媒体を流す条件となる。また、第2暖房モードでは、蒸発熱の媒体である冷温の熱媒体がラジエータ5において吸熱できることが、ラジエータ5に熱媒体を流す条件となる。
(作用及び効果)
次に、第1実施形態の作用及び効果について説明する。
第1実施形態では、暖房用流路部6が設けられることにより、ヒータコア3とエンジン2との間で高温の熱媒体が循環する。これにより、エンジン2の廃熱を利用して車室の暖房を行うことができる。また、本実施形態では、エンジン2、ラジエータ5及び室内熱交換器4と一対の吸着器10、20との間で熱媒体の入替えを行う流路システム30が、冷房モードと第1暖房モードと第2暖房モードとを切替え可能とされている。
冷房モードでは、蒸発凝縮部12、22のうち吸着工程側の蒸発凝縮部と室内熱交換器4との間での熱媒体が循環する。これにより、冷媒の蒸発潜熱を利用して車室の冷房を行うことができる。また、第1暖房モードでは、吸着部11、21のうち吸着工程側の吸着部と室内熱交換器4との間で熱媒体が循環する。これにより、冷媒の吸着熱を車室の暖房に利用することができる。また、第2暖房モードでは、吸着部11、21のうち吸着工程側の吸着部と室内熱交換器4との間、及び蒸発凝縮部12、22のうち脱離工程側の蒸発凝縮部と室内熱交換器4との間で熱媒体が循環する。これにより、冷媒の吸着熱及び凝縮熱を車室の暖房に利用することができる。
このように、第1実施形態によれば、高温熱源の廃熱のみならず、吸着熱や凝縮熱も補助熱源として車室の暖房に利用することができる。したがって、暖房効率を向上させることができる。しかも、多くの熱源が必要な場合、吸着熱と凝縮熱との両方を暖房に利用することができるので、吸着熱及び凝縮熱の一方のみを暖房に利用する場合と比較して、暖房能力を高めることができる。また、第1実施形態では、エンジン2の高温廃熱を受けて吸着熱、凝縮熱及び蒸発熱を分離して出力することができるので、ニーズに応じた熱分配を容易に実現できる。
また、第1暖房モードでは、原理上、高温廃熱入熱と暖房出熱の熱量が同等であり、高い暖房性能が実現できる。つまり、高温廃熱入熱は、吸着で消費する高温熱源の熱量、すなわち脱離に必要な熱量になり、吸着された冷媒(ここでは水)を水蒸気に変化させる熱量になる。一方、第1暖房モードでの暖房出熱は、水蒸気を吸着させる吸熱量になる。吸着と脱離は可逆反応であるため、水蒸気と吸着状態の水との2つの状態の間の化学的な変化になり、脱離での吸熱量と吸着での発熱量は向きが逆で熱量的には同等になる。
さらに、第1実施形態では、流路システム30において、3方弁35〜40が4方弁31〜34よりも室内熱交換器4及びラジエータ5側に配置されている。これにより、3方弁35〜40による流路の切替えが、4方弁31〜34による吸着器10、20への高温、低温及び冷温の熱媒体の入替えによって生じる熱的なロスに影響することがない。したがって、効率の良い出力が得られる。
また、第1実施形態では、冷温の熱媒体(蒸発熱)が車室外のラジエータ5において外気から吸熱でき、且つブロア風量が最大のような急速な暖房要求に応じて第1暖房モードから第2暖房モードに切替えられる。これにより、応答性の高い暖房が実現できる。また、ラジエータ5において冷温の熱媒体の受熱が必要で且つ車室外温度が規定温度Toを下回る場合は、第2暖房モードから第1暖房モードに切替えられる。これにより、動作の信頼性を高めることができる。
また、第1実施形態では、流路システム30が、一対の吸着器10、20に接続された二対(4つ)の4方弁31〜34と、これらの4方弁31〜34と室内熱交換器4及びラジエータ5との間に接続された三対(6つ)の3方弁35〜40とを含んで構成されており、4つの4方弁31〜34のうちの2つがエンジン2に接続されている。これにより、一対の吸着器10、20とエンジン2、室内熱交換器4及びラジエータ5との間での熱媒体の入替え、並びに前述した冷房モード、第1暖房モード及び第2暖房モードの切替えを行うことができるので、流路システムを単純な構成で成立させることができる。
さらに、第1実施形態では、ラジエータ5及びバイパス用配管100を流れる熱媒体の流量を流量制御弁101によって制御(調整)することにより、ラジエータ5において外気と熱交換される熱媒体の流量を制御することができる。これにより、ラジエータ5での熱媒体の放熱量又は吸熱量を、前記各モードに適した量に調整することができる。つまり、第1暖房モード及び第2暖房モードでは、冷房モードのときよりも車室外温度が低温の状態でラジエータ5に熱媒体を流し、第2暖房モードでは、車室外温度が規定温度To以上の状態でラジエータ5に熱媒体を流す。これにより、冷房モードでは、冷房出力を安定させることができ、第2暖房モードでは、吸着熱及び凝縮熱の暖房利用を安定させることができる。したがって、冷暖房の性能向上に寄与する。
また、第1実施形態では、蒸発熱、吸着熱、凝縮熱を車室内に導くための室内熱交換器4が、室内空調ユニット110のケーシング111内においてブロア116とヒータコア3との間に配置されている。これにより、冷房モードでは、従来の車両用空調装置と同様に冷房及び除湿を行うことができる。また、暖房モードでは、室内熱交換器4によって予熱された空気をヒータコア3に導くことで暖房性能が向上する。しかも、ヒータコア3の負担が軽減されるため、ヒータコア3の小型化にも寄与する。
なお、この第1実施形態では、第1暖房モード(図2参照)において、吸着部11、21のうち吸着工程側の吸着部(図2では吸着部11)と室内熱交換器4との間で熱媒体が循環する構成にしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、図5に示される第1暖房モードの変形例のように、蒸発凝縮部12、22のうち脱離工程側の蒸発凝縮部(図5では蒸発凝縮部22)と室内熱交換器4との間で熱媒体が循環する構成にしてもよい(図5の矢印F22参照)。この第1暖房モードの変形例では、一対の吸着側3方弁35、36内の流路と、一対の凝縮側3方弁37、38内の流路の向きが、図2とは反対になっている。この第1暖房モードの変形例では、冷媒の凝縮熱を補助熱源として車室の暖房に利用することができる。但し、この車両用吸着式空調装置1で使用している吸着剤と冷媒との関係では、吸着熱の熱量が凝縮熱の熱量よりも多くなるため、吸着熱を暖房用の補助熱源として利用する方が効率的である。
次に、本発明の他の実施形態について説明する。なお、前記第1実施形態と基本的に同様の構成及び作用については、前記第1実施形態と同符号を付与しその説明を省略する。
<第2実施形態>
図6〜図9に示されるように、本発明の第2実施形態に係る車両用吸着式空調装置120では、流路システム122の構成が前記第1実施形態に係る流路システム30と異なっている。この流路システム122では、前記第1実施形態に係る蒸発側3方弁39、40、及び配管79〜82が省略されている。また、この流路システム122では、配管77における蒸凝側4方弁33とは反対側の端部が配管74を介して配管66に接続されており、配管78における蒸凝側4方弁34とは反対側の端部が配管76を介して配管70に接続されている。
第2実施形態では、図6に示される状態が「冷房モード」に相当し、図7に示される状態が「第1暖房モード」に相当し、図8に示される状態が「第2暖房モード」に相当する。以下、具体的に説明する。
図6に示される冷房モードでは、吸着部11、21のうち脱離工程側の吸着部(図6では吸着部21)とエンジン2とが一対の吸着側4方弁31、32によって接続される。これにより、脱離工程側の吸着部とエンジン2との間で高温の熱媒体が循環する(図6の矢印F21参照)。この点は第1暖房モード及び第2暖房モードにも共通している。
また、冷房モードでは、吸着部11、21のうち吸着工程側の吸着部(図6では吸着部11)とラジエータ5とが一対の吸着側4方弁31、32及び一対の吸着側3方弁35、36によって接続されると共に、蒸発凝縮部12、22のうち脱離工程側の蒸発凝縮部(図6では蒸発凝縮部22)とラジエータ5とが一対の蒸凝側4方弁33、34によって接続される。これにより、吸着工程側の吸着部とラジエータ5との間、及び脱離工程側の蒸発凝縮部とラジエータ5との間で低温の熱媒体が循環する(図6の矢印F11及び矢印F22参照)。
さらに、冷房モードでは、蒸発凝縮部12、22のうち吸着工程側の蒸発凝縮部(図6では蒸発凝縮部12)と室内熱交換器4とが一対の蒸凝側4方弁33、34及び一対の凝縮側3方弁37、38によって接続される。これにより、吸着工程側の蒸発凝縮部と室内熱交換器4との間で冷温の熱媒体が循環する(図6の矢印F12参照)。
一方、図7に示される第1暖房モードでは、蒸発凝縮部12、22のうち吸着工程側の蒸発凝縮部(図7では蒸発凝縮部12)とラジエータ5とが一対の蒸凝側4方弁33、34によって接続されると共に、蒸発凝縮部12、22のうち脱離工程側の蒸発凝縮部(図7では蒸発凝縮部22)とラジエータ5とが一対の蒸凝側4方弁33、34及び一対の凝縮側3方弁37、38によって接続される。これにより、吸着工程側の蒸発凝縮部とラジエータ5との間、及び脱離工程側の蒸発凝縮部とラジエータ5との間で冷温及び低温の熱媒体が循環する(図7の矢印F12及び矢印F22参照)。
また、第1暖房モードでは、吸着部11、21のうち吸着工程側の吸着部(図7では吸着部11)と室内熱交換器4とが一対の吸着側4方弁31、32及び一対の吸着側3方弁35、36によって接続される。これにより、吸着工程側の吸着部と室内熱交換器4との間で低温の熱媒体が循環する(図7の矢印F11参照)。
一方、図8に示される第2暖房モードでは、蒸発凝縮部12、22のうち吸着工程側の蒸発凝縮部(図8では蒸発凝縮部12)とラジエータ5とが一対の蒸凝側4方弁33、34によって接続される。これにより、吸着工程側の蒸発凝縮部とラジエータ5との間で冷温の熱媒体が循環する(図8の矢印F12参照)。
また、第2暖房モードでは、吸着部11、21のうち吸着工程側の吸着部(図8では吸着部11)と室内熱交換器4とが一対の吸着側4方弁31、32及び一対の吸着側3方弁35、36によって接続されると共に、蒸発凝縮部12、22のうち脱離工程側の蒸発凝縮部(図8では蒸発凝縮部22)と室内熱交換器4とが一対の蒸凝側4方弁33、34及び一対の凝縮側3方弁37、38によって接続される。これにより、吸着工程側の吸着部と室内熱交換器4との間、及び脱離工程側の蒸発凝縮部と室内熱交換器4との間で低温の熱媒体が循環する(図8の矢印F11及び矢印F22参照)。
この第2実施形態では、上記以外の構成は前記第1実施形態と同様とされている。この第2実施形態においても、第1暖房モードでは、吸着部11、21のうち吸着工程側の吸着部と室内熱交換器4との間で熱媒体が循環する。これにより、冷媒の吸着熱を車室の暖房に利用することができる。また、第2暖房モードでは、吸着部11、21のうち吸着工程側の吸着部と室内熱交換器4との間、及び蒸発凝縮部12、22のうち脱離工程側の蒸発凝縮部と室内熱交換器4との間で熱媒体が循環する。これにより、冷媒の吸着熱及び凝縮熱を車室の暖房に利用することができる。したがって、前記第1実施形態と同様に暖房効率を向上させることができる。しかも、この第2実施形態では、前記第1実施形態に係る蒸発側3方弁39、40、及び配管79〜82が省略されているので、流路システムを一層単純な構成で成立させることができる。
なお、この第2実施形態では、第1暖房モード(図7参照)において、吸着部11、21のうち吸着工程側の吸着部(図7では吸着部11)と室内熱交換器4との間で熱媒体が循環する構成にしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、図9に示される第1暖房モードの変形例のように、蒸発凝縮部12、22のうち脱離工程側の蒸発凝縮部(図9では蒸発凝縮部22)と室内熱交換器4との間で熱媒体が循環する構成にしてもよい(図9の矢印F22参照)。この第1暖房モードの変形例では、一対の吸着側3方弁35、36内の流路と、一対の凝縮側3方弁37、38内の流路の向きが、図7とは反対になっている。この第1暖房モードの変形例では、冷媒の凝縮熱を補助熱源として車室の暖房に利用することができる。
<第3実施形態>
図10〜図13に示されるように、本発明の第3実施形態に係る車両用吸着式空調装置130では、流路システム132の構成が前記第1実施形態に係る流路システム30と異なっている。この流路システム132では、前記第1実施形態に係る凝縮側3方弁37、38、蒸発側3方弁39、40、配管73〜82が省略されている。また、この流路システム132では、配管71における蒸凝側4方弁33とは反対側の端部が配管64に接続されており、配管72における蒸凝側4方弁34とは反対側の端部が配管68に接続されている。また、この流路システム132では、配管77における蒸凝側4方弁33とは反対側の端部が配管66に接続されており、配管78における蒸凝側4方弁34とは反対側の端部が配管70に接続されている。
この第3実施形態では、図10に示される状態が「冷房モード」に相当し、図11に示される状態が「第1暖房モード」に相当し、図12に示される状態が「第2暖房モード」に相当する。以下、具体的に説明する。
図10に示される冷房モードでは、吸着部11、21のうち脱離工程側の吸着部(図11では吸着部21)とエンジン2とが一対の吸着側4方弁31、32によって接続される。これにより、脱離工程側の吸着部とエンジン2との間で高温の熱媒体が循環する(図11の矢印F21参照)。この点は第1暖房モード及び第2暖房モードにも共通している。
また、冷房モードでは、吸着部11、21のうち吸着工程側の吸着部(図10では吸着部11)とラジエータ5とが一対の吸着側4方弁31、32及び一対の吸着側3方弁35、36によって接続されると共に、蒸発凝縮部12、22のうち脱離工程側の蒸発凝縮部(図10では蒸発凝縮部22)とラジエータ5とが一対の蒸凝側4方弁33、34によって接続される。これにより、吸着工程側の吸着部とラジエータ5との間、及び脱離工程側の蒸発凝縮部とラジエータ5との間で低温の熱媒体が循環する(図10の矢印F11及び矢印F22参照)。
さらに、冷房モードでは、蒸発凝縮部12、22のうち吸着工程側の蒸発凝縮部(図10では蒸発凝縮部12)と室内熱交換器4とが一対の蒸凝側4方弁33、34によって接続される。これにより、吸着工程側の蒸発凝縮部と室内熱交換器4との間で冷温の熱媒体が循環する(図10の矢印F12参照)。
一方、図11に示される第1暖房モードでは、吸着部11、21のうち吸着工程側の吸着部(図11では吸着部11)とラジエータ5とが一対の吸着側4方弁31、32及び一対の吸着側3方弁35、36によって接続されると共に、蒸発凝縮部12、22のうち吸着工程側の蒸発凝縮部(図11では蒸発凝縮部12)とラジエータ5とが一対の蒸凝側4方弁33、34によって接続される。これにより、吸着工程側の吸着部とラジエータ5との間、及び吸着工程側の蒸発凝縮部とラジエータ5との間で低温及び冷温の熱媒体が循環する(図11の矢印F11及び矢印F12参照)。
また、第1暖房モードでは、蒸発凝縮部12、22のうち脱離工程側の蒸発凝縮部(図11では蒸発凝縮部22)と室内熱交換器4とが一対の蒸凝側4方弁33、34によって接続される。これにより、脱離工程側の蒸発凝縮部と室内熱交換器4との間で低温の熱媒体が循環する(図11の矢印F22参照)。
一方、図12に示される第2暖房モードでは、蒸発凝縮部12、22のうち吸着工程側の蒸発凝縮部(図8では蒸発凝縮部12)とラジエータ5とが一対の蒸凝側4方弁33、34によって接続される。これにより、吸着工程側の蒸発凝縮部とラジエータ5との間で冷温の熱媒体が循環する(図12の矢印F12参照)。
また、第2暖房モードでは、吸着部11、21のうち吸着工程側の吸着部(図12では吸着部11)と室内熱交換器4とが一対の吸着側4方弁31、32及び一対の吸着側3方弁35、36によって接続されると共に、蒸発凝縮部12、22のうち脱離工程側の蒸発凝縮部(図12では蒸発凝縮部22)と室内熱交換器4とが一対の蒸凝側4方弁33、34によって接続される。これにより、吸着工程側の吸着部と室内熱交換器4との間、及び脱離工程側の蒸発凝縮部と室内熱交換器4との間で低温の熱媒体が循環する(図12の矢印F11及び矢印F22参照)。
この第3実施形態では、上記以外の構成は前記第1実施形態と同様とされている。この第3実施形態では、第1暖房モードでは、吸着部11、21のうち脱離工程側の蒸発凝縮部と室内熱交換器4との間で熱媒体が循環する。これにより、冷媒の凝縮熱を車室の暖房に利用することができる。また、第2暖房モードでは、吸着部11、21のうち吸着工程側の吸着部と室内熱交換器4との間、及び蒸発凝縮部12、22のうち脱離工程側の蒸発凝縮部と室内熱交換器4との間で熱媒体が循環する。これにより、冷媒の吸着熱及び凝縮熱を車室の暖房に利用することができる。したがって、前記第1実施形態と同様に暖房効率を向上させることができる。しかも、この第3実施形態では、前記第1実施形態に係る凝縮側3方弁37、38、蒸発側3方弁39、40、配管73〜82が省略されているので、流路システムをより一層単純な構成で成立させることができる。
なお、この第3実施形態では、第1暖房モード(図11参照)において、吸着部11、21のうち脱離工程側の蒸発凝縮部(図11では蒸発凝縮部22)と室内熱交換器4との間で熱媒体が循環する構成にしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、図13に示される第1暖房モードの変形例のように、吸着部11、21のうち吸着工程側の吸着部(図13では吸着部11)と室内熱交換器4との間、及び蒸発凝縮部12、22のうち吸着工程側の蒸発凝縮部(図13では蒸発凝縮部12)と室内熱交換器4との間で熱媒体が循環する構成にしてもよい(図13の矢印F12参照)。この第1暖房モードの変形例では、一対の蒸凝側4方弁33、34内の流路と、一対の吸着側3方弁35、36内の流路の向きが、図11とは反対になっている。この第1暖房モードの変形例では、第1暖房モードにおいて、冷媒の吸着熱と蒸発熱とを合わせた熱を補助熱源として車室の暖房に利用することができる。
<第4実施形態>
図14〜図17に示されるように、本発明の第4実施形態に係る車両用吸着式空調装置140では、流路システム142の構成が前記第1実施形態に係る流路システム30と異なっている。この流路システム142では、前記第1実施形態に係る凝縮側3方弁37、38、及び配管73〜76が省略されている。また、この流路システム142では、配管71における蒸凝側4方弁33とは反対側の端部が配管79を介して配管64に接続されており、配管72における蒸凝側4方弁34とは反対側の端部が配管81を介して配管68に接続されている。
この第4実施形態では、図14に示される状態が「冷房モード」に相当し、図15に示される状態が「第1暖房モード」に相当し、図16に示される状態が「第2暖房モード」に相当する。以下、具体的に説明する。
図14に示される冷房モードでは、吸着部11、21のうち脱離工程側の吸着部(図14では吸着部21)とエンジン2とが一対の吸着側4方弁31、32によって接続される。これにより、脱離工程側の吸着部とエンジン2との間で高温の熱媒体が循環する(図14の矢印F21参照)。この点は第1暖房モード及び第2暖房モードにも共通している。
また、冷房モードでは、吸着部11、21のうち吸着工程側の吸着部(図14では吸着部11)とラジエータ5とが一対の吸着側4方弁31、32及び一対の吸着側3方弁35、36によって接続されると共に、蒸発凝縮部12、22のうち脱離工程側の蒸発凝縮部(図14では蒸発凝縮部22)とラジエータ5とが一対の蒸凝側4方弁33、34及び一対の蒸発側3方弁39及び40によって接続される。これにより、吸着工程側の吸着部とラジエータ5との間、及び脱離工程側の蒸発凝縮部とラジエータ5との間で低温の熱媒体が循環する(図14の矢印F11及び矢印F22参照)。
さらに、冷房モードでは、蒸発凝縮部12、22のうち吸着工程側の蒸発凝縮部(図14では蒸発凝縮部12)と室内熱交換器4とが一対の蒸凝側4方弁33、34によって接続される。これにより、吸着工程側の蒸発凝縮部と室内熱交換器4との間で冷温の熱媒体が循環する(図14の矢印F12参照)。
一方、図15に示される第1暖房モードでは、吸着部11、21のうち吸着工程側の吸着部(図15では吸着部11)とラジエータ5とが一対の吸着側4方弁31、32及び一対の吸着側3方弁35、36によって接続されると共に、蒸発凝縮部12、22のうち吸着工程側の蒸発凝縮部(図15では蒸発凝縮部12)とラジエータ5とが一対の蒸凝側4方弁33、34及び一対の蒸発側3方弁39、40によって接続される。これにより、吸着工程側の吸着部とラジエータ5との間、及び吸着工程側の蒸発凝縮部とラジエータ5との間で低温及び冷温の熱媒体が循環する(図15の矢印F11及び矢印F12参照)。
また、第1暖房モードでは、蒸発凝縮部12、22のうち脱離工程側の蒸発凝縮部(図15では蒸発凝縮部22)と室内熱交換器4とが一対の蒸凝側4方弁33、34によって接続される。これにより、脱離工程側の蒸発凝縮部と室内熱交換器4との間で低温の熱媒体が循環する(図15の矢印F22参照)。
一方、図16に示される第2暖房モードでは、蒸発凝縮部12、22のうち吸着工程側の蒸発凝縮部(図8では蒸発凝縮部12)とラジエータ5とが一対の蒸凝側4方弁33、34及び一対の蒸発側3方弁39、40によって接続される。これにより、吸着工程側の蒸発凝縮部とラジエータ5との間で冷温の熱媒体が循環する(図16の矢印F12参照)。
また、第2暖房モードでは、吸着部11、21のうち吸着工程側の吸着部(図16では吸着部11)と室内熱交換器4とが一対の吸着側4方弁31、32及び一対の吸着側3方弁35、36によって接続されると共に、蒸発凝縮部12、22のうち脱離工程側の蒸発凝縮部(図16では蒸発凝縮部22)と室内熱交換器4とが一対の蒸凝側4方弁33、34によって接続される。これにより、吸着工程側の吸着部と室内熱交換器4との間、及び脱離工程側の蒸発凝縮部と室内熱交換器4との間で低温の熱媒体が循環する(図16の矢印F11及び矢印F22参照)。
この第4実施形態では、上記以外の構成は前記第1実施形態と同様とされている。この第4実施形態では、第1暖房モードでは、吸着部11、21のうち脱離工程側の蒸発凝縮部と室内熱交換器4との間で熱媒体が循環する。これにより、冷媒の凝縮熱を車室の暖房に利用することができる。また、第2暖房モードでは、吸着部11、21のうち吸着工程側の吸着部と室内熱交換器4との間、及び蒸発凝縮部12、22のうち脱離工程側の蒸発凝縮部と室内熱交換器4との間で熱媒体が循環する。これにより、冷媒の吸着熱及び凝縮熱を車室の暖房に利用することができる。したがって、前記第1実施形態と同様に暖房効率を向上させることができる。しかも、この第4実施形態では、前記第1実施形態に係る凝縮側3方弁37、38、及び配管73〜76が省略されているので、流路システムを一層単純な構成で成立させることができる。
なお、この第4実施形態では、第1暖房モード(図15参照)において、吸着部11、21のうち脱離工程側の蒸発凝縮部(図11では蒸発凝縮部22)と室内熱交換器4との間で熱媒体が循環する構成にしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、図17に示される第1暖房モードの変形例のように、吸着部11、21のうち吸着工程側の吸着部(図17では吸着部11)と室内熱交換器4との間、及び蒸発凝縮部12、22のうち吸着工程側の蒸発凝縮部(図17では蒸発凝縮部12)と室内熱交換器4との間で熱媒体が循環する構成にしてもよい(図17の矢印F12参照)。この第1暖房モードの変形例では、一対の蒸凝側4方弁33、34内の流路と、一対の吸着側3方弁35、36内の流路の向きが、図15とは反対になっている。この第1暖房モードの変形例では、第1暖房モードにおいて、冷媒の吸着熱と蒸発熱とを合わせた熱を補助熱源として車室の暖房に利用することができる。
<実施形態の補足説明>
前記各実施形態では、車両用吸着式空調装置1が一対の吸着器10、20を備えた構成にしたが、これに限らず、本発明に係る車両用吸着式空調装置は複数の吸着器を備えたものであればよい。例えば、本発明に係る車両用吸着式空調装置は、二対(二組)の吸着器10、20を備えると共に、前記各実施形態に係る流路システム30、122、132、142のうちの何れか1つと同様の流路システムを2つ備えた構成にしてもよい。この場合、例えば一対の吸着器10、20に接続された一の流路システムと、別の一対の吸着器10、20に接続された他の流路システムとを、エンジン2側、室内熱交換器4側、及びラジエータ5側において互いに接続する構成になる。
上記のように、二対の吸着器10、20を備えた構成の場合、一対の吸着器10、20において吸着工程と脱離工程とを交互に切替えるタイミングと、別の一対の吸着器10、20において吸着工程と脱離工程とを交互に切替えるタイミングとをずらすことが好ましい。つまり、一対の吸着器10、20において吸着剤の吸着能力が飽和状態になるタイミングと、別の一対の吸着器10、20において吸着剤の吸着能力が飽和状態になるタイミングとをずらすことにより、蒸発潜熱による冷房冷温をより連続的に得ることが可能になる。
また、前記各実施形態では、流路システム30、122、132、142が3方弁(流路切替弁)を含んだ例について説明したが、本発明はこれに限らず、3方弁の代わりに別の種類の流路切替弁が設定された構成にしてもよいし、流路システムの構成は適宜変更することができる。
また、前記各実施形態では、流路システム30、122、132、142がバイパス用配管100及び流量制御弁101を含んだ構成にしたが、本発明はこれに限らず、バイパス用配管100及び流量制御弁101が省略された構成にしてもよい。
さらに、前記各実施形態では、車両のエンジン2が高温熱源とされた場合について説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、車両が電気自動車や燃料電池自動車の場合には、電池が高温熱源とされた構成にしてもよい。
その他、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記各実施形態に限定されないことは勿論である。
1 車両用吸着式空調装置
2 エンジン(高温熱源)
3 ヒータコア
4 室内熱交換器
5 ラジエータ(室外熱交換器)
6 暖房用流路部
10、20 吸着器
11、21 吸着部
12、22 蒸発凝縮部
30 流路システム
120 車両用吸着式空調装置
122 流路システム
130 車両用吸着式空調装置
132 流路システム
140 車両用吸着式空調装置
142 流路システム

Claims (1)

  1. 車室内の空気と熱媒体との間で熱交換するヒータコア及び室内熱交換器と、
    車室外の空気と熱媒体との間で熱交換する室外熱交換器と、
    車両の高温熱源と前記ヒータコアとの間で熱媒体を循環させる暖房用流路部と、
    吸着部及び蒸発凝縮部を有し、吸着剤及び冷媒が封入された複数の吸着器と、
    前記高温熱源、前記室外熱交換器及び前記室内熱交換器と前記複数の吸着器との間で熱媒体の入替えを行い、一又は複数の前記吸着器で吸着工程を行わせている間に他の前記吸着器で脱離工程を行わせる流路システムと、
    を備え、
    前記流路システムは、
    吸着工程側の前記蒸発凝縮部と前記室内熱交換器との間で熱媒体を循環させる冷房モードと、
    吸着工程側の前記吸着部若しくは脱離工程側の前記蒸発凝縮部と前記室内熱交換器との間、又は、吸着工程側の前記吸着部及び吸着工程側の前記蒸発凝縮部と前記室内熱交換器との間で熱媒体を循環させる第1暖房モードと、
    吸着工程側の前記吸着部及び脱離工程側の前記蒸発凝縮部と前記室内熱交換器との間で熱媒体を循環させる第2暖房モードと、
    を切替え可能とされている車両用吸着式空調装置。
JP2015227991A 2015-11-20 2015-11-20 車両用吸着式空調装置 Active JP6292211B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015227991A JP6292211B2 (ja) 2015-11-20 2015-11-20 車両用吸着式空調装置
US15/275,826 US10137762B2 (en) 2015-11-20 2016-09-26 Vehicular adsorption type air conditioning device
DE102016219905.6A DE102016219905B4 (de) 2015-11-20 2016-10-13 Fahrzeug-Adsorptions-Klimaanlage
FR1660347A FR3044079B1 (fr) 2015-11-20 2016-10-25 Dispositif de climatisation de vehicule du type a adsorption
CN201610929036.7A CN107031336B (zh) 2015-11-20 2016-10-31 车辆用吸附式空调装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015227991A JP6292211B2 (ja) 2015-11-20 2015-11-20 車両用吸着式空調装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017094864A JP2017094864A (ja) 2017-06-01
JP6292211B2 true JP6292211B2 (ja) 2018-03-14

Family

ID=58694111

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015227991A Active JP6292211B2 (ja) 2015-11-20 2015-11-20 車両用吸着式空調装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10137762B2 (ja)
JP (1) JP6292211B2 (ja)
CN (1) CN107031336B (ja)
DE (1) DE102016219905B4 (ja)
FR (1) FR3044079B1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10996000B2 (en) * 2015-11-04 2021-05-04 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Absorption-based system for automotive waste heat recovery
JP7313356B2 (ja) * 2017-12-31 2023-07-24 テクニオン リサーチ アンド ディベロップメント ファンデーション リミテッド 閉サイクル吸収トランスフォーマーヒートポンプ及び閉サイクル吸収チラーシステムから非凝縮ガスを除去するモータレスパージシステムと方法
CN113175765B (zh) * 2021-04-30 2022-04-08 华中科技大学 一种与pemfc联供的电渗再生吸附式制冷系统
DE102022000430A1 (de) 2022-01-26 2023-07-27 Apodis Gmbh Brennstoffzellensystem für ein Brennstoffzellenfahrzeug
DE102022000431A1 (de) 2022-01-26 2023-07-27 Apodis Gmbh Brennstoffzellensystem für ein Brennstoffzellenfahrzeug

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05126432A (ja) * 1991-11-06 1993-05-21 Daikin Ind Ltd 吸着式空気調和機
US5761925A (en) * 1995-12-21 1998-06-09 Ebara Corporation Absorption heat pump and desiccant assisted air conditioner
JP4341090B2 (ja) * 1998-12-21 2009-10-07 株式会社デンソー 車両用吸着式冷凍機
US20030182955A1 (en) * 1999-06-07 2003-10-02 Toyotaka Hirao Vehicular air conditioner
JP4265067B2 (ja) * 2000-02-07 2009-05-20 株式会社デンソー 乗物用空調装置
JP4276992B2 (ja) * 2004-10-28 2009-06-10 東邦瓦斯株式会社 吸着式暖房・給湯装置
WO2006135871A2 (en) * 2005-06-10 2006-12-21 San Diego State University Research Foundation Automotive adsorption heat pump
JP2008008582A (ja) 2006-06-30 2008-01-17 Toho Gas Co Ltd 吸着式暖房・給湯装置
JP5125726B2 (ja) * 2008-04-24 2013-01-23 株式会社豊田中央研究所 車両用化学蓄熱システム及び車両
CN101504217A (zh) * 2009-02-27 2009-08-12 李华玉 一种回热式发生-吸收体系与高温型第二类吸收式热泵
CN103587373B (zh) 2012-08-16 2017-09-19 福特环球技术公司 车辆气候控制系统和用于车辆车厢气候控制系统的方法
US8997505B2 (en) 2012-08-16 2015-04-07 Ford Global Technologies, Llc Motor vehicle climate control system

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016219905B4 (de) 2020-07-09
US20170144508A1 (en) 2017-05-25
DE102016219905A1 (de) 2017-05-24
JP2017094864A (ja) 2017-06-01
CN107031336A (zh) 2017-08-11
CN107031336B (zh) 2019-04-16
FR3044079A1 (fr) 2017-05-26
FR3044079B1 (fr) 2020-02-21
US10137762B2 (en) 2018-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6292211B2 (ja) 車両用吸着式空調装置
JP4192385B2 (ja) 吸着式冷凍機
KR100708289B1 (ko) 공기조화장치
RU2692444C1 (ru) Устройство для кондиционирования воздуха в транспортном средстве, содержащее адсорбционный тепловой насос
JP4182494B2 (ja) 大温度差空調システム
JP2000230730A (ja) 空気調和システム
CN107429955B (zh) 吸附式制冷机
JP2017166429A (ja) 排熱回収システム
JP6911328B2 (ja) 蓄熱装置及び車両用エアコン装置
KR102097783B1 (ko) 흡착식 차량용 공조장치
JPH1183235A (ja) 冷凍装置および空調装置
JP6139125B2 (ja) 吸着式空調装置
JP2004237816A (ja) 車両用吸着式空調装置
JP6120759B2 (ja) 空気調和システム
JP6683102B2 (ja) 吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置
KR101651981B1 (ko) 흡착식 차량용 공조장치
US9931910B2 (en) Adsorption heat pump-equipped vehicle air conditioning device
WO2019087695A1 (ja) 吸着式冷凍装置
JP2003072362A (ja) 吸着式冷凍機
WO2017154569A1 (ja) 吸着式冷凍システム、および車両用の空調装置
JP6406208B2 (ja) ヒートポンプ構造
CN107009840B (zh) 配备有吸附式热泵的车辆空调装置
WO2018030518A1 (ja) 車両用空調装置
JP2022157501A (ja) 自動車用冷凍サイクル装置
JP2018071923A (ja) 吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170315

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20171227

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: 20180116

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180129

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6292211

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151