JP6348293B2 - Air conditioner for vehicles - Google Patents
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Description
本発明は車両用空調装置に関し、特に温水暖房のための温水の予備加熱についての技術分野に関する。 The present invention relates to a vehicle air conditioner, and more particularly to the technical field of hot water preheating for hot water heating.
暖房技術に関してヒートポンプシステムや温水暖房システムが知られている。
上記特許文献1には、ヒートポンプシステムにより加熱した温水を出湯するユニットと補助熱源機の組み合わせで温水を温める技術が開示されている。
上記特許文献2には、貯湯タンク内の温水を給湯に使用する温水の熱交換に使用しても、暖房端末へ送る温水の温度低下を抑制できるヒートポンプ式温水暖房装置が記載されている。
上記特許文献3にはヒートポンプ式温水暖房装置が開示されている。
Regarding the heating technology, heat pump systems and hot water heating systems are known.
Patent Document 1 discloses a technique for warming hot water by a combination of a unit for discharging hot water heated by a heat pump system and an auxiliary heat source device.
Patent Document 3 discloses a heat pump type hot water heater.
ところで温水暖房システムを用いる場合、水媒体を暖気送風可能な温度に暖めておくことが必要である。このため車両用の温水暖房システムでは、乗員が乗車してすぐに暖気送風を行うことができるようにするために、貯湯タンクの水媒体を予備的に暖めておくことが好適である。
本発明は、このような水媒体の予備加熱をエネルギー効率よく実行できるようにすることを目的とする。
By the way, when using a warm water heating system, it is necessary to warm an aqueous medium to a temperature at which warm air can be blown. For this reason, in the hot water heating system for vehicles, it is preferable to preliminarily warm the aqueous medium in the hot water storage tank so that the occupant can get warm air blown immediately after getting on.
An object of the present invention is to enable such preheating of an aqueous medium to be carried out in an energy efficient manner.
第1に、本発明に係る車両用空調装置は、電気温水器で加熱した水媒体を貯湯タンクに貯湯するとともに、貯湯タンクの水媒体を循環させ、循環経路に設けられた熱交換機を用いて車室内に暖気送風する温水暖房部と、少なくとも前記貯湯タンクの水媒体を加熱可能に構成されたヒートポンプシステム部と、バッテリを含む電源部と、前記バッテリに対する充電中に前記貯湯タンク内の水媒体の予備加熱を行う場合に、前記電気温水器による加熱と、前記ヒートポンプシステム部による加熱を、外気温に応じて選択して実行させる制御部と、を備え、前記制御部は、予備加熱の開始後の外気温の変化に応じて、前記電気温水器による加熱と前記ヒートポンプシステム部による加熱の切換制御を行うものである。
電気自動車、ハイブリッド自動車等では、電力消費を低減、効率化することが特に必要である。これを温水暖房の予備加熱について考える。温水暖房においては、水媒体を暖気送風に必要な所定温度に加熱するための消費電力が大きい。ここでCOP(Coefficient Of Performance:成績係数又は動作係数)の観点でみると、ヒートポンプシステムは比較的COPが高いが外気温が0℃前後以下では効率が悪化する。一方、温水暖房システムにおける電気ヒータによる水媒体の加熱は比較的COPが低いが外気温による影響はあまりない。そこで外気温に応じて電気温水器による加熱と、ヒートポンプシステム部による加熱を選択的に実行するようにする。
また、これにより予備加熱中に外気温が大きく変化するような場合にも対応する。
1stly, the vehicle air conditioner which concerns on this invention stores the aqueous medium heated with the electric water heater in the hot water storage tank, circulates the aqueous medium of a hot water storage tank, and uses the heat exchanger provided in the circulation path. A hot water heating unit for warmly blowing air into the passenger compartment, a heat pump system unit configured to be able to heat at least the aqueous medium of the hot water storage tank, a power supply unit including a battery, and an aqueous medium in the hot water storage tank during charging of the battery when performing preheating, the heating by the electric water heater, the heating by the heat pump system unit, e Bei and a control unit for executing selected according to outside air temperature, the control unit, the preheating In accordance with a change in the outside air temperature after the start, switching control between heating by the electric water heater and heating by the heat pump system unit is performed .
In electric vehicles, hybrid vehicles, etc., it is particularly necessary to reduce power consumption and increase efficiency. This is considered for preheating of hot water heating. In hot water heating, power consumption for heating an aqueous medium to a predetermined temperature required for warm air blowing is large. Here, from the viewpoint of COP (Coefficient Of Performance), the heat pump system has a relatively high COP, but the efficiency deteriorates when the outside air temperature is around 0 ° C. or less. On the other hand, heating of the aqueous medium by the electric heater in the hot water heating system has a relatively low COP, but is not significantly affected by the outside air temperature. Therefore, heating by the electric water heater and heating by the heat pump system unit are selectively executed according to the outside air temperature.
This also corresponds to the case where the outside air temperature changes greatly during the preheating.
第2に、上記した本発明に係る車両用空調装置においては、前記予備加熱の実行中には、車室内への暖気送風は行われないことが望ましい。
あくまで貯湯タンクの水媒体の加熱を行うものとし、車室内の暖房を行わないことで車室から車外へ熱が逃げる状況を作らない。
2ndly, in the vehicle air conditioner which concerns on above-mentioned this invention, it is desirable that the warm air ventilation to a vehicle interior is not performed during execution of the said preheating.
The water medium in the hot water storage tank is heated to the end, and the situation in which heat escapes from the passenger compartment to the outside of the vehicle is not created by not heating the passenger compartment.
第3に、上記した本発明に係る車両用空調装置においては、前記制御部は、時刻を監視し、設定時刻となることに応じて前記予備加熱が開始されるように制御することが望ましい。
これにより例えばタイマー制御として乗員に都合のよいタイミングで予備加熱を行うことができる。
Third, the air conditioning system for vehicles according to the present invention described above, the control unit monitors the time, it is desirable to control so that the preheating is started in response to a set time.
Accordingly, for example, preheating can be performed at a timing convenient for the occupant as timer control.
第4に、上記した本発明に係る車両用空調装置においては、前記制御部は、前記貯湯タンクの水温を監視し、水温が所定の予備加熱開始判定温度以下となることに応じて前記予備加熱が開始されるように制御することが望ましい。
これにより無駄な予備加熱を行わず、電力を効率よく使用できる。
Fourth, the air conditioning system for vehicles according to the present invention described above, the control unit, the water temperature of the hot water storage tank monitoring, water temperature the preheated in response to is equal to or less than a predetermined pre-heating start determination temperature It is desirable to control so that is started.
Thereby, electric power can be used efficiently without performing unnecessary preheating.
本発明によれば、外気温に応じて温水暖房部の電気温水器による加熱とヒートポンプシステム部による加熱を選択的に実行することで、エネルギー効率のよい予備加熱が可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the preheating with sufficient energy efficiency is attained by selectively performing the heating by the electric water heater of a warm water heating part, and the heating by a heat pump system part according to external temperature.
<1.車両用空調装置の構成>
本発明の実施の形態の車両用空調装置の構成を図1に示す。本実施の形態の車両用空調装置は、電気自動車又はハイブリッド自動車への搭載されるものとしている。
この車両用空調装置は、ヒートポンプセクション10と温水暖房セクション20が組み合わされた構成を採る。図1ではその要部のみを示している。
<1. Configuration of vehicle air conditioner>
FIG. 1 shows the configuration of a vehicle air conditioner according to an embodiment of the present invention. The vehicle air conditioner of the present embodiment is mounted on an electric vehicle or a hybrid vehicle.
This vehicle air conditioner employs a configuration in which the heat pump section 10 and the hot water heating section 20 are combined. FIG. 1 shows only the main part.
温水暖房セクション20には、ヒータユニット21、バルブ22,23、電気温水器24、チラー兼貯湯タンク(以下「貯湯タンク」と略す)25、循環ポンプ26、水温センサ27が設けられる。そして循環ポンプ26により、貯湯タンク25,ヒータユニット21,電気温水器24を含む循環経路30に不凍液等の水媒体が流れる。
The hot water heating section 20 is provided with a
ヒーターユニット21は、図示しないブロワーからの風を循環経路に流れる温水により暖気し車室内に送風する。
水媒体の循環経路30は、バルブ22,23によりヒーターユニット21をバイパスするバイパス経路30Bを含むことができる。バイパス経路30Bが用いられる場合は、ヒーターユニット21による車室内への暖気送風は行われない。
電気温水器24は電気ヒーターにより循環経路30を流れる水媒体を加熱する。
電気ヒーターにより加熱された水媒体は貯湯タンク25に導かれる。
水温センサ27は貯湯タンク25の水媒体の温度を検出する。
The
The aqueous
The
The aqueous medium heated by the electric heater is guided to the hot
The
ヒートポンプセクション10は、外部熱交換器11、アキュムレータ12、コンプレッサ13,タンク用熱交換器14、膨張弁15、バルブ16を備える。
このヒートポンプセクション10は、以上の各部で冷媒の循環経路40を構成しており、外部熱交換機11で吸熱させた冷媒をコンプレッサ13で高温化し、タンク用熱交換器14に供給する。タンク用熱交換器14は貯湯タンク25内の水媒体を加熱する。
The heat pump section 10 includes an external heat exchanger 11, an
The heat pump section 10 constitutes the
電源部3は、バッテリ3aやバッテリ3aの周辺回路(リレースイッチ、DC/DCコンバータ、インバータ、充電回路等)を含み、車両のモータや電装品への電力供給を行う。本実施の形態に関しては図示のように電源部3は、ヒートポンプセクション10のコンプレッサ13への駆動電力をスイッチ4aを介して供給し、また温水暖房セクション20の電気温水器24への駆動電力をスイッチ4bを介して供給する。
なお電源部3の充電回路に外部電源100が接続されることでバッテリ3aに対して充電が行われる。外部電源100とは例えば家庭用商用交流電源であったり、チャージ専用電源などである。
The power supply unit 3 includes a
The
制御部1は例えばECU(electronic control unit)として車体内に設けられるマイクロコンピュータ等により形成され、この図1では車両用空調装置の制御を行う。制御部1は、ヒートポンプセクション10の駆動制御、バルブ16の制御や、温水暖房セクション20の巡回ポンプ26の駆動制御、バルブ22,23の切換制御を行う。また制御部1は、スイッチ4a、4bのオン/オフ制御により、コンプレッサ13や電気温水器24の駆動電力供給の制御を行う。
また制御部1は外気温を検出する温度センサ2からの外気温情報Tmpにより外気温を監視できる。さらに水温センサ27からの水温情報TWにより貯湯タンク25内の水媒体の温度を監視できる。
時計部5は現在日時を計数しており、時刻情報を制御部1に供給する。
The control unit 1 is formed by a microcomputer or the like provided in the vehicle body as an ECU (electronic control unit), for example, and controls the vehicle air conditioner in FIG. The control unit 1 performs drive control of the heat pump section 10, control of the
The control unit 1 can monitor the outside air temperature based on the outside air temperature information Tmp from the
The
以上の図1の構成は一例であり、車両用空調装置としての構成は他にも各種考えられる。但し少なくとも本発明の実施の形態としての車両用空調装置は、電気温水器24で加熱した水を貯湯タンク25に貯湯するとともに、貯湯タンク25の水媒体を循環させ、循環経路30に設けられたヒーターユニット21(熱交換器)を用いて車室内に暖気送風する温水暖房セクション20と、少なくとも貯湯タンク25の水媒体を加熱可能に構成されたヒートポンプセクション10を備えるものとされる。つまり貯湯タンク25の水媒体を加熱する手段として、温水暖房セクション20内の電気温水器24と、ヒートポンプシステムの2つを有している。
The above configuration of FIG. 1 is an example, and various other configurations as a vehicle air conditioner are conceivable. However, at least the vehicle air conditioner according to the embodiment of the present invention is provided in the
<2.第1の実施の形態の予備加熱処理>
上記構成の本実施の形態の車両用空調装置では、バッテリ3aの充電中に、充電時の電力を用いて水媒体の予備加熱を行う。予備加熱によって水媒体の温度を所定温度、例えば60℃〜70℃程度にしておくことで、その後にユーザが車に乗って暖房をオンとした際に、すぐに温風を車室内に送風できるためである。
<2. Preheating treatment of first embodiment>
In the vehicle air conditioner of the present embodiment configured as described above, the aqueous medium is preheated using the electric power during charging while the
図2に第1の実施の形態として制御部1が実行する予備加熱処理を示す。
予備加熱を開始する場合、制御部1はまずステップS101で予備加熱時の経路設定を行う。具体的にはバルブ22,23を制御してバイパス経路30Bを有効とさせる。即ちヒーターユニット21を経由しないバイパス経路30Bを含む循環経路30を形成する。
ステップS102で制御部1は温度センサ2からの外気温情報Tmpをチェックする。そしてステップS103で外気温情報Tmpが閾値温度th1以上であるか否かを判断する。閾値温度th1は、ヒートポンプシステムのCOPが低下する温度として設定するもので、例えば0℃とする。
FIG. 2 shows a preheating process executed by the control unit 1 as the first embodiment.
When preheating is started, the control unit 1 first sets a path for preheating in step S101. Specifically, the
In step S102, the control unit 1 checks the outside air temperature information Tmp from the
外気温情報Tmpが閾値温度th1以上であるときは、制御部1はステップS103からS104に進み、ヒートポンプセクション10による水媒体の加熱を開始させる。即ちヒートポンプセクション10の駆動を開始させ、スイッチ4aをオンとしてコンプレッサ13に駆動電力を与える。なお、この場合、循環ポンプ26による循環経路30による水媒体の循環を実行させてもよいし、循環は停止させたままでもよい。
一方、外気温情報Tmpが閾値温度th1未満であるときは、制御部1はステップS103からS105に進み、温水暖房セクション20による水媒体の加熱を開始させる。即ち循環ポンプ26により水媒体の循環を開始させるとともにスイッチ4bをオンとして電気温水器24に加熱のための駆動電力を与える。なお水媒体の循環はバイパス経路30Bを通ることになる。
When the outside air temperature information Tmp is equal to or higher than the threshold temperature th1, the control unit 1 proceeds from step S103 to S104, and starts heating the aqueous medium by the heat pump section 10. That is, the driving of the heat pump section 10 is started, the
On the other hand, when the outside air temperature information Tmp is lower than the threshold temperature th1, the control unit 1 proceeds from step S103 to S105, and starts the heating of the aqueous medium by the hot water heating section 20. That is, the circulation of the aqueous medium is started by the
上記のようにステップS104又はS105で貯湯タンク25の水媒体の加熱を開始させた後は、制御部1はステップS106で水温センサ27からの水温情報TWを監視する。そいて水媒体の温度が目標温度(例えば70℃)に達するまで加熱を継続させ、目標温度に達したらステップS107に進んで加熱を終了させる。即ちヒートポンプセクション10又は温水暖房セクション20の駆動を停止させ、オン状態としていたスイッチ4a又は4bをオフとして加熱のための電力供給も停止させる。
As described above, after the heating of the aqueous medium in the hot
以上の図2の処理により、水媒体の予備加熱を実行する際には、外気温に応じて電気温水器24による加熱と、ヒートポンプセクション10による加熱とが選択して実行されることになる。
When the preheating of the aqueous medium is executed by the process of FIG. 2 described above, the heating by the
<3.第2の実施の形態の予備加熱処理>
第2の実施の形態として制御部1が実行する予備加熱処理を図3に示す。ステップS101〜S105は図2と同様であるため説明を省略する。即ち外気温情報Tmpに応じて、ヒートポンプセクション10による加熱と電気温水器24による加熱を選択して、水媒体の加熱を開始する。
<3. Preheating treatment of second embodiment>
FIG. 3 shows a preheating process executed by the control unit 1 as the second embodiment. Steps S101 to S105 are the same as those in FIG. That is, heating by the heat pump section 10 and heating by the
この第2の実施の形態では、加熱開始後にも制御部1は外気温を監視するものとする。
ステップS104でヒートポンプセクション10による加熱を開始させた後は、制御部1はステップS110で水媒体が目標温度に到達したか否かを監視し、またステップS111で外気温情報Tmpが切換温度th2より低くなったか否かを監視する。
もしTmp<th2となった場合は、制御部1はステップS112に進み、電気温水器24による加熱に切り換える。即ちスイッチ4aをオフ、スイッチ4bをオン、ヒートポンプセクション10の駆動停止、温水暖房セクション20の駆動開始(循環ポンプ26の駆動開始)の制御を行う。そしてステップS120,S121のループに進む。
これにより、予備加熱実行中に外気温が低下し、ヒートポンプセクション10による加熱のエネルギー効率が低下する状態となったら、温水暖房セクション20による加熱に切り換えられる。
In the second embodiment, it is assumed that the controller 1 monitors the outside air temperature even after the start of heating.
After the heating by the heat pump section 10 is started in step S104, the controller 1 monitors whether or not the aqueous medium has reached the target temperature in step S110, and the outside air temperature information Tmp is determined from the switching temperature th2 in step S111. Monitor whether it is low.
If Tmp <th2, the control unit 1 proceeds to step S112 and switches to heating by the
As a result, when the outside air temperature decreases during the preheating, and the energy efficiency of the heating by the heat pump section 10 decreases, the heating is switched to the heating by the hot water heating section 20.
またステップS105で電気温水器24による加熱を開始させた後は、制御部1はステップS120で水媒体が目標温度に到達したか否かを監視し、またステップS121で外気温情報Tmpが切換温度th3より高くなったか否かを監視する。
もしTmp>th3となった場合は、制御部1はステップS122に進み、ヒートポンプセクション10による加熱に切り換える。即ちスイッチ4bをオフ、スイッチ4aをオン、ヒートポンプセクション10の駆動開始の制御を行う。温水暖房セクション20の循環ポンプ26の駆動は継続しても良いし停止させてもよい。そしてステップS110,S111のループに進む。
これにより、予備加熱実行中に外気温が上昇し、ヒートポンプセクション10による加熱のエネルギー効率が良好となる状態となったら、ヒートポンプセクション10による加熱に切り換えられる。
Further, after the heating by the
If Tmp> th3, the control unit 1 proceeds to step S122 and switches to heating by the heat pump section 10. That is, the
As a result, when the outside air temperature rises during the preheating, and the energy efficiency of the heating by the heat pump section 10 becomes good, the heating pump section 10 is switched to the heating.
その後、ステップS110又はS120のいずれかで、水媒体の温度が目標温度(例えば70℃)に達したことを検出したら、制御部1はステップS107に進んで加熱を終了させる。即ちヒートポンプセクション10又は温水暖房セクション20の駆動を停止させ、オン状態としていたスイッチ4a又は4bをオフとして加熱のための電力供給も停止させる。
Thereafter, when it is detected in either step S110 or S120 that the temperature of the aqueous medium has reached the target temperature (for example, 70 ° C.), the control unit 1 proceeds to step S107 and ends the heating. That is, the driving of the heat pump section 10 or the hot water heating section 20 is stopped, and the power supply for heating is also stopped by turning off the
以上の図3の処理により、水媒体の予備加熱を実行する際には、外気温に応じて電気温水器24による加熱と、ヒートポンプセクション10による加熱とが選択して実行されるとともに、予備加熱中に外気温が変動したことに応じても、2つの加熱方式の切り換えが実行される。
なお切換温度th2、th3は、閾値温度th1と同じでも良いが、例えばth2<th1<th3とすることで、2つの加熱方式の切り換えが余りに頻繁に行われることを回避できる。例えばth1=th2=th3とすると、予備加熱開始時の外気温が閾値温度th1に近い場合、若干の気温変化で頻繁に加熱方式が切り換えられてしまい、これによってエネルギー効率が逆に悪化することも考えられる。そこで、th2<th1<th3とすることで、顕著な気温低下又は気温上昇があったときに切換が行われるようにすると良い。
When the preheating of the aqueous medium is executed by the process of FIG. 3 described above, the heating by the
Note that the switching temperatures th2 and th3 may be the same as the threshold temperature th1, but for example, by setting th2 <th1 <th3, it is possible to avoid switching between the two heating methods too frequently. For example, if th1 = th2 = th3, when the outside air temperature at the start of the preheating is close to the threshold temperature th1, the heating method is frequently switched with a slight change in air temperature, which may adversely deteriorate the energy efficiency. Conceivable. Therefore, by setting th2 <th1 <th3, it is preferable to perform switching when there is a significant temperature drop or temperature rise.
<4.予備加熱開始判断>
続いて上記の第1,第2の実施の形態の予備加熱処理を開始させるための処理について説明する。
本実施の形態では、車両のエンジン(モータ)が停止されて、バッテリ3aに充電が行われている際に上記の予備加熱を行うことを想定している。但し、充電中に常に予備加熱を行うことは無駄が多くなると考えられる。そこで例えば図4A,図4Bのような処理で予備加熱開始判断を行うことが望ましい。
<4. Preheating start judgment>
Next, a process for starting the preheating process of the first and second embodiments will be described.
In the present embodiment, it is assumed that the preliminary heating is performed when the engine (motor) of the vehicle is stopped and the
まず図4Aの処理を説明する。車両のエンジン(モータ)が停止されて外部電源100が接続され、バッテリ3aへの充電が行われている期間は、制御部1はステップS201からS202に進み、水温センサ27による水温情報TWをチェックする。そしてステップS203で水温情報TWが予備加熱開始判定温度th4以下であるか否かを判断し、TW≦th4であったらステップS204に進んで図2又は図3の予備加熱処理を開始する。
一方充電中であっても、TW>th4であったら予備加熱は開始させない。
このような処理により、水媒体の水温が低下していないときに無駄な予備加熱が開始されるということが回避される。予備加熱開始判定温度th4は、例えば50℃程度でもよいし、例えば30℃、10℃など、より低く設定してもよい。
First, the process of FIG. 4A will be described. While the vehicle engine (motor) is stopped, the
On the other hand, even during charging, if TW> th4, preheating is not started.
By such treatment, it is avoided that unnecessary preheating is started when the water temperature of the aqueous medium is not lowered. The preheating start determination temperature th4 may be, for example, about 50 ° C., or may be set lower, for example, 30 ° C., 10 ° C., or the like.
次に図4Bの処理では、車両のエンジン(モータ)が停止されて外部電源100が接続され、バッテリ3aへの充電が行われている期間は、制御部1はステップS210からS211に進み、まず時計部5からの時刻情報をチェックする。そしてステップS212で現在時刻が予備加熱の開始時刻として設定した時刻に達しているか否かを判断する。
開始時刻になっていた場合、制御部1はステップS213で水温センサ27による水温情報TWをチェックする。そしてステップS214で水温情報TWが予備加熱開始判定温度th4以下であるか否かを判断し、TW≦th4であったらステップS215に進んで図2又は図3の予備加熱処理を開始する。
一方充電中であっても、開始時刻に達していない場合や、開始時刻となった場合でもTW>th4であったら予備加熱は開始させない。このような処理により、無駄な予備加熱が実行されないようにする。
Next, in the process of FIG. 4B, during a period when the engine (motor) of the vehicle is stopped and the
When it is the start time, the control unit 1 checks the water temperature information TW by the
On the other hand, even if the battery is being charged, preheating is not started if TW> th4 even when the start time has not been reached or when the start time has been reached. Such processing prevents unnecessary preheating from being performed.
なおステップS212で判断する開始時刻とは、車両のユーザのタイマー設定に応じた時刻とすることが考えられる。
例えばユーザが毎日午前7時に乗車する場合に、7:00という乗車時刻を予め入力しておく。制御部は、このタイマー設定に基づいて、7:00よりx時間前を開始時刻として設定する。x時間とは、通常、予備加熱に要する時間とすればよい。或いは、水温情報TWや外気温情報Tmpを逐次参照して、x時間を調整してもよい。即ち7:00にユーザが乗車した際に、水媒体の温度が目標温度(例えば60〜70℃程度)に達していれば良いため、タイマー設定時間に間に合わせるように予備加熱を開始させるようにする。
或いはユーザが、予備加熱の開始時刻を直接タイマー設定するようにしてもよい。
ユーザの設定に基づくことで、最も無駄のない予備加熱が可能となる。
Note that the start time determined in step S212 may be a time according to the timer setting of the user of the vehicle.
For example, when the user gets on at 7 am every day, a boarding time of 7:00 is input in advance. Based on this timer setting, the control unit sets x hours before 7:00 as the start time. The x time is usually a time required for preheating. Alternatively, the x time may be adjusted by sequentially referring to the water temperature information TW and the outside air temperature information Tmp. That is, when the user gets on at 7:00, the temperature of the aqueous medium only needs to reach the target temperature (for example, about 60 to 70 ° C.), so that the preheating is started in time for the timer set time. To do.
Alternatively, the user may directly set the preheating start time with a timer.
Preliminary heating with the least waste is possible based on user settings.
また、学習処理により開始時刻を設定することも考えられる。例えば制御部1は、毎回イグニッションオンされる時刻を記憶するようにし、統計処理により、ユーザが乗車する時刻を推定する。ある程度確度の高い推定乗車時刻が得られたら、その時刻に間に合うように予備加熱の開始時刻を設定する。これによりユーザに手間をとらせずに適切な予備加熱が行われる。 It is also conceivable to set the start time by learning processing. For example, the control unit 1 stores the time when the ignition is turned on every time, and estimates the time when the user gets on by statistical processing. When an estimated boarding time with a certain degree of accuracy is obtained, a preheating start time is set in time. Accordingly, appropriate preheating is performed without requiring the user to take time.
<5.まとめ及び変形例>
以上説明してきたように本実施の形態の車両用空調装置は、温水暖房セクション20の水媒体を加熱する方式として、ヒートポンプセクション10を利用する加熱と温水暖房セクション20の電気温水器24を用いる加熱を行うことができる。そして制御部1は、第1,第2の実施の形態として示したように、バッテリに対する充電中に貯湯タンク25内の水媒体の予備加熱を行う場合には、電気温水器25による加熱と、ヒートポンプセクション10による加熱を、外気温情報Tmpに応じて選択して実行させるようにしている。
ヒートポンプシステムは比較的COPが高いが外気温が0℃前後以下では効率が悪化する。一方、温水暖房システムにおける電気ヒータによる水媒体の加熱は比較的COPが低いが外気温による影響は余りない。そこで外気温が閾値温度th1より低い場合は電気温水器による予備加熱を実行させ、外気温が閾値温度th1以上であればヒートポンプシステム部による予備加熱を実行させる。このようにすることエネルギー効率のよい予備加熱を実現できる。特に電気自動車、ハイブリッド自動車等では、電力消費を効率化することが重要であり、車両用の空調装置として好適となる。
また、温水暖房システムとしての空調装置においては水媒体を暖気送風可能な温度に加熱することに最も電力を用いている。この加熱を効率化することは、快適な運転環境を提供することと電力消費削減の点で最も望ましい。
<5. Summary and Modification>
As described above, the vehicle air conditioner according to the present embodiment, as a method for heating the aqueous medium of the hot water heating section 20, uses the heat pump section 10 and heating using the
The heat pump system has a relatively high COP, but the efficiency deteriorates when the outside air temperature is below about 0 ° C. On the other hand, heating of the aqueous medium by the electric heater in the hot water heating system has a relatively low COP, but is not significantly affected by the outside air temperature. Therefore, when the outside air temperature is lower than the threshold temperature th1, preheating by an electric water heater is executed, and when the outside air temperature is equal to or higher than the threshold temperature th1, preheating by the heat pump system unit is executed. By doing so, preheating with high energy efficiency can be realized. In particular, in an electric vehicle, a hybrid vehicle, etc., it is important to make power consumption efficient, and it is suitable as an air conditioner for vehicles.
Further, in an air conditioner as a hot water heating system, electric power is most used to heat an aqueous medium to a temperature at which warm air can be blown. Making this heating efficient is most desirable in terms of providing a comfortable driving environment and reducing power consumption.
また実施の形態では、予備加熱の実行中には、循環経路30にバイパス経路30Bを含ませ、車室内への暖気送風は行わない。あくまで貯湯タンク25の水媒体の加熱を行うものとし、車室内の暖房を行わないことで車室から車外へ熱が逃げないようにする。これにより最もエネルギーを要する水媒体の加熱のみを実行するとともに熱損失を最小限とすることで、効率の良い予備加熱を実現している。
In the embodiment, during the preheating, the
また第2の実施の形態のように、制御部1は、予備加熱の開始後の外気温の変化に応じて、電気温水器25による加熱とヒートポンプセクション10による加熱の切換制御を行うことで、予備加熱中に外気温が大きく変化するような場合にも対応して効率の良い予備加熱を実現できる。
Moreover, like 2nd Embodiment, the control part 1 performs switching control of the heating by the
また図4Bに示したように、制御部1が時刻を監視し、設定時刻となることに応じて前記予備加熱が開始されるように制御することで、乗員に都合のよいタイミングで予備加熱を行うことができ、無駄な予備加熱動作がなるべく行われないようにすることができる。
また図4A、図4Bに示したように、制御部1が貯湯タンク25の水温を監視し、水温が予備加熱開始判定温度th4以下となることに応じて予備加熱が開始されるように制御することで、無駄な予備加熱を防止できる。
Further, as shown in FIG. 4B, the control unit 1 monitors the time, and controls so that the preheating is started according to the set time, so that the preheating is performed at a timing convenient for the occupant. It can be performed, and unnecessary preheating operation can be prevented from being performed as much as possible.
As shown in FIGS. 4A and 4B, the control unit 1 monitors the water temperature of the hot
本発明は上記の実施の形態の構成や処理に限定されず、各種の変形例が考えられる。
例えば充電中は常に予備加熱を実行するようにしてもよい。また図4Bのように開始時刻をチェックする場合、開始時刻になったら水温情報TWに関わらず予備加熱を開始するようにしてもよい。
図2,図3の予備加熱処理として閾値温度th1、切換温度th2、th3、目標温度の設定は上記以外にも多様に考えられる。
また状況に応じて、ヒートポンプセクション10による加熱と電気温水器24による加熱の両方が実行される期間が設けられることもあり得る。
The present invention is not limited to the configuration and processing of the above-described embodiment, and various modifications can be considered.
For example, preheating may always be performed during charging. When the start time is checked as shown in FIG. 4B, the preheating may be started when the start time is reached regardless of the water temperature information TW.
Various settings other than the above can be considered for setting the threshold temperature th1, the switching temperatures th2, th3, and the target temperature as the preheating process of FIGS.
Further, depending on the situation, there may be a period during which both heating by the heat pump section 10 and heating by the
1…制御部、2…温度センサ、3…電源部、4a,4b…スイッチ、10…ヒートポンプセクション、14…タンク用熱交換器、20…温水暖房セクション、24…電気温水器、25…貯湯タンク、27…水温センサ、30…循環経路、30B…バイパス経路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Control part, 2 ... Temperature sensor, 3 ... Power supply part, 4a, 4b ... Switch, 10 ... Heat pump section, 14 ... Heat exchanger for tanks, 20 ... Hot water heating section, 24 ... Electric water heater, 25 ... Hot
Claims (4)
少なくとも前記貯湯タンクの水媒体を加熱可能に構成されたヒートポンプシステム部と、
バッテリを含む電源部と、
前記バッテリに対する充電中に前記貯湯タンク内の水媒体の予備加熱を行う場合に、前記電気温水器による加熱と、前記ヒートポンプシステム部による加熱を、外気温に応じて選択して実行させる制御部と、を備え、
前記制御部は、予備加熱の開始後の外気温の変化に応じて、前記電気温水器による加熱と前記ヒートポンプシステム部による加熱の切換制御を行う
車両用空調装置。 A hot water heating unit that stores an aqueous medium heated by an electric water heater in a hot water storage tank, circulates the aqueous medium in the hot water storage tank, and blows warm air into the vehicle interior using a heat exchanger provided in the circulation path;
A heat pump system configured to be capable of heating at least the aqueous medium of the hot water storage tank;
A power supply including a battery;
When preheating the aqueous medium in the hot water storage tank during charging of the battery, a control unit that selects and executes heating by the electric water heater and heating by the heat pump system unit according to an outside temperature; , Bei to give a,
The said control part is a vehicle air conditioner which performs switching control of the heating by the said electric water heater, and the heating by the said heat pump system part according to the change of the external temperature after the start of preheating .
請求項1に記載の車両用空調装置。 The vehicle air conditioner according to claim 1, wherein during the preliminary heating, warm air blowing into the vehicle interior is not performed.
請求項1又は請求項2に記載の車両用空調装置。 The vehicle air conditioner according to claim 1 or 2, wherein the control unit monitors time and performs control so that the preheating is started in accordance with a set time.
請求項1又は請求項2に記載の車両用空調装置。 Wherein the control unit, the water temperature of the hot water storage tank monitoring, the water temperature according to claim 1 or claim 2 for controlling such that said preheating in response to equal to or less than a predetermined pre-heating start determination temperature is started Vehicle air conditioner.
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