JP7228858B1 - air conditioner - Google Patents

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Abstract

Figure 0007228858000001

【課題】アイドリングの停止時に暖房を提供するときに消費電力を低減する。
【解決手段】空気調和装置は、圧縮機11、凝縮器12、膨張弁14及び蒸発器15を含むヒートポンプによって構成された冷房ユニット10と、発熱体22をマイカ板23で支持して構成された面状ヒーター21を含むヒーター20と、膨張弁14、蒸発器15及びヒーター20を格納し、空気調和する車内の空気をファンによって流して蒸発器15によって冷却するか、又はヒーター20によって加熱し、ヒーター20はファンの下流にある室内機46とを有している。
【選択図】図1

Figure 0007228858000001

An object of the present invention is to reduce power consumption when providing heating when idling is stopped.
An air conditioner includes a cooling unit 10 composed of a heat pump including a compressor 11, a condenser 12, an expansion valve 14 and an evaporator 15, and a heating element 22 supported by a mica plate 23. A heater 20 including a planar heater 21, an expansion valve 14, an evaporator 15 and a heater 20 are stored, and the air in the vehicle to be air-conditioned is flowed by a fan and cooled by the evaporator 15 or heated by the heater 20, The heater 20 has an indoor unit 46 downstream of the fan.
[Selection drawing] Fig. 1

Description

この発明は、大型トラックなどの車両に後付けで取り付け、アイドリングの停止時に空調を提供することができるような空気調和装置に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air conditioner that can be retrofitted to a vehicle such as a large truck and can provide air conditioning when idling is stopped.

従来、大型トラックなどの車両において、休憩や荷待ち時にアイドリングを停止するアイドリングストップが行われている。アイドリングストップ時には、車載の空気調和装置も停止するため、車内空調ができなくなり、車内の乗員の快適さが損なわれることがあった。 2. Description of the Related Art Conventionally, vehicles such as large-sized trucks are idling-stopped to stop idling when taking a break or waiting for cargo. At the time of idling stop, the in-vehicle air conditioner also stops, so the in-vehicle air conditioning cannot be performed, and the comfort of the passengers in the vehicle may be impaired.

アイドリングストップ時にも車内空調を提供することができるように、車両に後付けする空気調和装置であって、アイドリングストップ時には車載のバッテリーから供給された電力でヒートポンプを駆動することによって冷房及び暖房を提供することができる空気調和装置の技術が開示されている(特許文献1、2を参照)。 An air conditioner retrofitted to a vehicle so as to provide in-vehicle air conditioning even when idling is stopped, and provides cooling and heating by driving a heat pump with electric power supplied from an on-vehicle battery when idling is stopped. Technologies for air conditioners capable of achieving this are disclosed (see Patent Documents 1 and 2).

特開2009-154853号公報JP 2009-154853 A 特開2007-50739号公報JP-A-2007-50739

しかしながら、アイドリングストップ時に暖房を提供するときには、ヒートポンプを逆サイクルで運転する必要があるため、大きな消費電力が発生していた。 However, when heating is provided during idling stop, the heat pump needs to be operated in reverse cycle, resulting in large power consumption.

この発明は、上述の実情に鑑みて提供されるものであって、トラックなどの車両のアイドリングストップ時に車内空調を提供することができ、暖房時の消費電力を低減するような空気調和装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is provided in view of the above circumstances, and provides an air conditioner that can provide in-vehicle air conditioning when idling stop of a vehicle such as a truck and reduces power consumption during heating. intended to

上述の課題を解決するために、この発明に係る空気調和装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を含むヒートポンプによって構成された冷房ユニットと、発熱体を耐熱絶縁板で支持して構成された面状ヒーターを含むヒーターと、膨張弁、蒸発器及びヒーターを格納し、空気調和する車内の空気をファンによって流して蒸発器によって冷却するか、又はヒーターによって加熱し、ヒーターはファンの下流にある室内機とを含んでいる。 In order to solve the above-described problems, an air conditioner according to the present invention provides a cooling unit composed of a heat pump including a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator, and a heat-resistant insulating plate supporting a heating element. A heater containing a configured planar heater, an expansion valve, an evaporator and a heater are stored and air-conditioned. indoor units located downstream.

ヒーターは、積層された複数の面状ヒーターを含み、積層される方向に隣接する面状ヒーターでは、面状ヒーターを含む平面内において発熱体の位置は互いにずれていてもよい。発熱体は、耐熱絶縁板の面に沿って蛇行するように形成されていてもよい。 The heater includes a plurality of stacked planar heaters, and the heating elements of adjacent planar heaters in the stacking direction may be shifted from each other in the plane including the planar heaters. The heating element may meander along the surface of the heat-resistant insulating plate.

発熱体は、耐熱絶縁板の一対に挟持されることにより支持されていてもよい。発熱体は正の温度係数を有する抵抗体であってもよい。面状ヒーターは、遠赤外線放射塗料によって塗布されていてもよい。ヒーターは、面状ヒーターに取り付けられた伝熱板をさらに含んでいてもよい。 The heating element may be supported by being sandwiched between a pair of heat-resistant insulating plates. The heating element may be a resistor with a positive temperature coefficient. The planar heater may be coated with far-infrared radiation paint. The heater may further include a heat transfer plate attached to the planar heater.

室内機は、ヒーターに隣接して配置されたサーモスタット及び温度ヒューズの少なくとも一つを含んでいてもよい。ファンは、室内機の上部に格納されていてもよい。 The indoor unit may include at least one of a thermostat and a thermal fuse arranged adjacent to the heater. The fan may be housed above the indoor unit.

蒸発器は、室内機において当該室内機で空気調和される空気が吸入される吸入口からファンに至る空気の流路に設置されていてもよい。蒸発器において、冷媒は当該蒸発器の高さ方向に、上部及び下部から供給されて中央から排出されてもよい。蒸発器において、冷媒を流す伝熱管は蒸発器の高さ方向又は奥行き方向の少なくとも一方向について不規則に配置されていてもよい。 The evaporator may be installed in an air flow path of the indoor unit from the intake through which the air to be air-conditioned in the indoor unit is drawn to the fan. In the evaporator, refrigerant may be supplied from the top and bottom and discharged from the center in the height direction of the evaporator. In the evaporator, the heat transfer tubes through which the refrigerant flows may be arranged irregularly in at least one of the height direction and the depth direction of the evaporator.

この発明によると、トラックなどの車両のアイドリングストップ時にも暖房及び冷房を 提供することができ、暖房時の消費電力を低減することができる。 According to the present invention, heating and cooling can be provided even when a vehicle such as a truck is stopped from idling, and power consumption during heating can be reduced.

空気調和装置の概略的な構成を説明する図である。It is a figure explaining the schematic structure of an air conditioner. 空気調和装置の室内機を示す斜視図である。It is a perspective view showing an indoor unit of an air conditioner. 空気調和装置の室内機の破断斜視図である。Fig. 2 is a cutaway perspective view of the indoor unit of the air conditioner; 空気調和装置の室内機に格納された部材を示す斜視図である。Fig. 3 is a perspective view showing members stored in the indoor unit of the air conditioner; ヒーターの斜視図である。It is a perspective view of a heater. 面状ヒーターの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a planar heater. 室内機の動作を説明するための断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the operation of the indoor unit; 空気調和装置の室内機を取り付けたキャビンを示す斜視図である。1 is a perspective view showing a cabin to which an indoor unit of an air conditioner is attached; FIG. 空気調和装置のコントローラーを示す正面図である。Fig. 2 is a front view showing a controller of the air conditioner; 空気調和装置の室外機を取り付けたトラックヘッドを示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing the track head to which the outdoor unit of the air conditioner is attached;

以下、空気調和装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態の空気調和装置は、大型トラックなどのトラックヘッドのキャビンに後付けで取り付けることを想定している。しかしながら、本実施の形態の空気調和装置は、大型トラックに限らず、一般のトラックやバンなどの他の種類の車両、建設機械やユニットハウスのような建物などにも同様に適用することができる。 Hereinafter, embodiments of an air conditioner will be described in detail with reference to the drawings. It is assumed that the air conditioner of the present embodiment is retrofitted to the cabin of a truck head such as a large truck. However, the air conditioner of the present embodiment is not limited to large trucks, and can be similarly applied to other types of vehicles such as general trucks and vans, construction machinery, buildings such as unit houses, and the like. .

図1は、本実施の形態の空気調和装置の概略的な構成を示す図である。本実施の形態の空気調和装置は、冷房ユニット10及びヒーター20を有している。冷房ユニット10は、圧縮機11、凝縮器12、ドライヤー13、膨張弁14及び蒸発器15を有し、これらは閉じた流路を形成して冷媒を流すように配管18によって接続されてヒートポンプを構成している。ヒートポンプの冷媒には、フロンなどが使用されている。圧縮機11には、車載のバッテリーから電力が供給されている。 FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an air conditioner according to this embodiment. The air conditioner of this embodiment has a cooling unit 10 and a heater 20 . The cooling unit 10 has a compressor 11, a condenser 12, a dryer 13, an expansion valve 14 and an evaporator 15, which are connected by piping 18 so as to form a closed flow path for the refrigerant to flow to operate the heat pump. Configure. Fluorocarbons and the like are used as refrigerants for heat pumps. Power is supplied to the compressor 11 from an onboard battery.

凝縮器12は、冷媒が空気と熱交換するように、複数枚の伝熱フィン12aと、伝熱フィン12aを複数回にわたり貫通するように折り返されて冷媒を流す伝熱管12bとから構成されている。伝熱管12bには、配管18を通じて供給された冷媒が流される。伝熱フィン12a及び伝熱管12bは、熱伝導率の高い銅やアルミニウムなどの金属で構成されている。蒸発器15においても同様である。 The condenser 12 is composed of a plurality of heat transfer fins 12a and heat transfer tubes 12b which are folded so as to pass through the heat transfer fins 12a a plurality of times so that the refrigerant exchanges heat with the air. there is A coolant supplied through a pipe 18 flows through the heat transfer pipe 12b. The heat transfer fins 12a and the heat transfer tubes 12b are made of metal with high thermal conductivity, such as copper or aluminum. The same applies to the evaporator 15 as well.

蒸発器15は、凝縮器12と同様に、冷媒が空気と熱交換するように、複数枚の伝熱フィン15aと、伝熱フィン15aを複数回にわたり貫通するように折り返された伝熱管15bとから構成されている。伝熱管15bには、配管18を通じて供給された冷媒が流される。 Like the condenser 12, the evaporator 15 includes a plurality of heat transfer fins 15a and a heat transfer tube 15b folded so as to pass through the heat transfer fins 15a multiple times so that the refrigerant exchanges heat with the air. consists of A coolant supplied through a pipe 18 flows through the heat transfer pipe 15b.

配管18を矢印で示した向きに流れる冷媒は、圧縮機11によって圧縮され、凝縮器12で放熱して凝縮し、ドライヤー13で水分を除去され、膨張弁14によって減圧され、蒸発器15で吸熱して蒸発し、さらに圧縮機11に送られる。このようなサイクルによってヒートポンプが構成され、車内に設置された蒸発器15から吸収した熱を車外に設置された凝縮器12から排出することを可能にしている。 Refrigerant flowing through the pipe 18 in the direction indicated by the arrow is compressed by the compressor 11, condensed by releasing heat in the condenser 12, dehydrated by the dryer 13, decompressed by the expansion valve 14, and endothermically by the evaporator 15. evaporates and is sent to the compressor 11. Such a cycle constitutes a heat pump, which allows the heat absorbed from the evaporator 15 installed inside the vehicle to be discharged from the condenser 12 installed outside the vehicle.

ヒーター20は、発熱体22を耐熱絶縁板であるマイカ板23によって支持した面状ヒーター21によって構成されている。マイカ板23に代わって、他の材料による耐熱絶縁板を使用してもよい。発熱体22は、正の温度係数(positive temperature coefficient:PTC)を有する抵抗体を想定しているが、ニクロム、カンタルの合金のような他の種類の抵抗体であってもよい。発熱体22は、マイカ板23の一組で発熱体22の層を挟持することにより支持し、発熱体22の層はマイカ板23の面に沿って蛇行するように形成されている。発熱体22はこのような構造に限らず、マイカ板23に発熱体22による線材を巻回することにより支持してもよい。なお、図1には、1枚の面状ヒーター21が描かれているが、ヒーター20は複数の面状ヒーター21が積層されて構成されていてもよい。 The heater 20 is composed of a planar heater 21 in which a heating element 22 is supported by a mica plate 23 which is a heat-resistant insulating plate. Instead of the mica plate 23, a heat-resistant insulating plate made of another material may be used. Heating element 22 is assumed to be a resistor with a positive temperature coefficient (PTC), but could be other types of resistors such as Nichrome, Kanthal alloys. The heating element 22 is supported by sandwiching a layer of the heating element 22 between a set of mica plates 23 , and the layers of the heating element 22 are formed so as to meander along the surface of the mica plate 23 . The heating element 22 is not limited to such a structure, and may be supported by winding a wire made of the heating element 22 around the mica plate 23 . Although one planar heater 21 is illustrated in FIG. 1, the heater 20 may be configured by stacking a plurality of planar heaters 21 .

ヒーター20には、端子29を通じてバッテリーから電力が供給されている。端子29からヒーター20に至る回路にはサーモスタット27及びヒューズ28が介在している。サーモスタット27は、ヒーター20の温度が所定温度を超えると回路を開き、所定温度よりも低下すると回路を閉じるように動作し、ヒーター20の温度が一定範囲にあるように制御している。ヒューズ28は、ヒーター20の温度が所定範囲を超えると溶断してヒーター20の過熱を防止する。 Heater 20 is powered by a battery through terminal 29 . A thermostat 27 and a fuse 28 are interposed in the circuit from the terminal 29 to the heater 20 . The thermostat 27 opens the circuit when the temperature of the heater 20 exceeds a predetermined temperature and closes the circuit when the temperature drops below the predetermined temperature, thereby controlling the temperature of the heater 20 to be within a certain range. The fuse 28 fuses when the temperature of the heater 20 exceeds a predetermined range to prevent the heater 20 from overheating.

室内機46は、冷房ユニット10の膨張弁14及び蒸発器15、ヒーター20、さらにサーモスタット27及びヒューズ28を有している。室内機46には、図示しないファンが備えられ、車室内の空気を流して蒸発器15で冷却し、又はヒーター20により加熱することにより、冷房及び暖房の空気調和を提供することを可能にしている。サーモスタット27及びヒューズ28は、ヒーター20に隣接するように配置されている。 The indoor unit 46 has the expansion valve 14 and the evaporator 15 of the cooling unit 10 , the heater 20 , the thermostat 27 and the fuse 28 . The indoor unit 46 is equipped with a fan (not shown), and the air in the passenger compartment is cooled by the evaporator 15 or heated by the heater 20, thereby providing air conditioning for cooling and heating. there is A thermostat 27 and a fuse 28 are arranged adjacent to the heater 20 .

図2は、室内機46を示す斜視図である。図3は、室内機46の破断斜視図である。図4は、室内機46に格納された部材を示す斜視図である。室内機46は、略直方体形状を有し、前面の大部分に格子状の吸い込み口46aが形成され、前面の上部には吹き出し口46bが形成されている。向かって右側面に隣接した前面の一部には、空気調和装置を操作するための操作盤46cが形成されている。室内機46で空気調和される空気は、吸い込み口46aから吸入され、空気調和された空気は吹き出し口46bから放出される。 FIG. 2 is a perspective view showing the indoor unit 46. FIG. FIG. 3 is a cutaway perspective view of the indoor unit 46. FIG. FIG. 4 is a perspective view showing members stored in the indoor unit 46. As shown in FIG. The indoor unit 46 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and has a grid-like suction port 46a formed in most of the front surface, and an outlet port 46b formed in the upper part of the front surface. A control panel 46c for operating the air conditioner is formed on a part of the front face adjacent to the right side face. Air to be air-conditioned by the indoor unit 46 is taken in from the suction port 46a, and the air-conditioned air is discharged from the blowout port 46b.

室内機46には、吸い込み口46aに対向し、吸い込み口46aのサイズに略対応するような幅及び高さを有し、これら幅及び高さより小さい奥行きを有する略直方体形状の蒸発器15が設けられている。蒸発器15は、高さ方向及び奥行き方向に延びる複数の伝熱フィン15aと、伝熱フィン15aを複数回にわたり貫通するように折り返されて幅方向に延びる伝熱管15bとから構成されている。伝熱管15bは、高さ方向及び奥行き方向に不規則に配置され、蒸発器15を伝熱フィン15aに沿って高さ方向及び奥行き方向に通過する空気が伝熱管15bと接触して熱交換を促進するように図られている。また、伝熱管15bは、冷媒が蒸発器15の高さ方向に上部及び下部から供給されて中央から排出されるように配置され、蒸発器15の高さ方向の温度の分布が均一になるように図られている。室内機46において、蒸発器15に接続する冷媒の流路の上流側には図示しない膨張弁が設けられている。また、吸い込み口46aと蒸発器15との間には、塵埃などを除去する図示しないフィルタが設けられている。 The indoor unit 46 is provided with a substantially rectangular parallelepiped evaporator 15 facing the suction port 46a, having a width and height substantially corresponding to the size of the suction port 46a, and having a depth smaller than the width and height. It is The evaporator 15 is composed of a plurality of heat transfer fins 15a extending in the height direction and the depth direction, and heat transfer tubes 15b extending in the width direction that are folded so as to penetrate the heat transfer fins 15a a plurality of times. The heat transfer tubes 15b are arranged irregularly in the height direction and the depth direction, and the air passing through the evaporator 15 along the heat transfer fins 15a in the height direction and the depth direction comes into contact with the heat transfer tubes 15b to exchange heat. It is designed to promote In addition, the heat transfer tubes 15b are arranged so that the refrigerant is supplied from the top and bottom in the height direction of the evaporator 15 and discharged from the center, so that the temperature distribution in the height direction of the evaporator 15 is uniform. is planned. In the indoor unit 46 , an expansion valve (not shown) is provided on the upstream side of the refrigerant flow path connected to the evaporator 15 . A filter (not shown) is provided between the suction port 46a and the evaporator 15 to remove dust and the like.

略直方体形状の蒸発器15の頂面に隣接し、蒸発器15と同様の幅及び奥行きを有し、この奥行きと同様の高さを有する略直方体形状のファン51が設けられている。ファン51は、奥側の図示しないダクトから吸い込んだ空気を手前の吹き出し口46bに向かって吹き出すような横断流送風機である。ファン51と吹き出し口46bとの間には、ファン51に隣接して吹き出し口46bに対向し、吹き出し口46bのサイズに略対応するような幅及び高さを有する略直方体形状のヒーター20が設けられている。ヒーター20は、暖房に使用しないときには、ファン51から吹き出し口46bに向かう空気の流路から外れるように、上方又は下方にスライドすることができてもよい。ヒーター20の頂面又は底面には、ヒーター20に隣接するようにサーモスタット27及びヒューズ28が取り付けられている。 Adjacent to the top surface of the substantially rectangular parallelepiped evaporator 15, a substantially rectangular parallelepiped fan 51 having the same width and depth as the evaporator 15 and the same height as the depth is provided. The fan 51 is a cross-flow blower that blows air sucked from a duct (not shown) on the far side toward the outlet 46b on the front side. Between the fan 51 and the blowout port 46b, there is provided a substantially rectangular parallelepiped heater 20 which faces the blowout port 46b adjacent to the fan 51 and has a width and height substantially corresponding to the size of the blowout port 46b. It is The heater 20 may be able to slide up or down out of the airflow path from the fan 51 to the outlet 46b when not in use for heating. A thermostat 27 and a fuse 28 are attached to the top or bottom of the heater 20 so as to be adjacent to the heater 20 .

操作盤46cは、空気調和装置の運転又は停止、冷房及び暖房の切り替え、温度の設定などを制御するために、ダイヤル、スイッチ、LCDによる表示板などを備えている。空気調和装置の動作は、操作盤46cによる設定に従い、室内機46又は室外機33に備えられた図示しない制御装置によって所定の手順で実施されるように制御されてもよい。 The operation panel 46c includes dials, switches, LCD display panels, and the like for controlling the operation or stop of the air conditioner, switching between cooling and heating, setting of temperature, and the like. The operation of the air conditioner may be controlled by a control device (not shown) provided in the indoor unit 46 or the outdoor unit 33 in accordance with settings made by the operation panel 46c so as to follow a predetermined procedure.

図5は、ヒーター20の斜視図である。ヒーター20は、第1面状ヒーター21から第5面状ヒーター21までの5枚の面状ヒーター21が、所定の間隔で積層されて構成されている。各面状ヒーター21は、ヒーター20の幅方向を長手方向とする所定厚さの略矩形板状を有し、フレーム25によって両側の短辺を支持されている。フレーム25は、耐熱性を有する無機材料、樹脂などから構成されてもよい。面状ヒーター21の底面及び頂面には、昇温により遠赤外線を放射するように遠赤外線放射塗料が塗布されている。対向する面状ヒーター21の間には、金属板を折り曲げて形成した伝熱板24が配置され、積層された面状ヒーター21の間を通り抜ける空気に伝熱板24を介して面状ヒーター21の熱を効率よく伝えるように図っている。伝熱板24は、銅やアルミニウムのような熱伝導率の高い金属によって構成されている。 FIG. 5 is a perspective view of the heater 20. FIG. The heater 20 is configured by stacking five sheet heaters 21 from a first sheet heater 21-1 to a fifth sheet heater 21-5 at predetermined intervals. Each planar heater 21 has a substantially rectangular plate shape with a predetermined thickness whose longitudinal direction is the width direction of the heater 20 , and both short sides thereof are supported by a frame 25 . The frame 25 may be made of a heat-resistant inorganic material, resin, or the like. Far-infrared radiation paint is applied to the bottom and top surfaces of the planar heater 21 so as to radiate far-infrared rays as the temperature rises. A heat transfer plate 24 formed by bending a metal plate is arranged between the opposing planar heaters 21 , and the air passing between the stacked planar heaters 21 is applied to the planar heaters 21 via the heat transfer plates 24 . It is designed to efficiently transfer the heat of the The heat transfer plate 24 is made of metal with high thermal conductivity such as copper or aluminum.

図6は、面状ヒーター21の構成を示す図である。図6(a)及び図6(b)は、それぞれ第1面状ヒーター21の上面図及び断面図である。図6(b)の断面図は、図6(a)の平面図における切断線BBによる断面を示している。第1面状ヒーター21は、PTCによる発熱体22が略矩形板状の一対のマイカ板23に挟持されることにより支持されている。発熱体22は、所定の幅及び高さを有し、面状ヒーター21の長手方向に向かって、対向する長辺の間で蛇行するように所定ピッチで折り返されて配置され、所定の抵抗値を有するように構成されている。一対のマイカ板23の間において、発熱体22が配置されていない部分は、適当な無機材料などで充填されていてもよい。なお、図6(a)及び図6(b)に示した第1面状ヒーター21の構成は、第3面状ヒーター21及び第5面状ヒーター21にも該当する。 FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the planar heater 21. As shown in FIG. 6(a) and 6(b) are a top view and a cross-sectional view of the first planar heater 211 , respectively. The cross-sectional view of FIG. 6(b) shows a cross-section taken along the cutting line BB in the plan view of FIG. 6(a). The first planar heater 211 is supported by a PTC heating element 22 sandwiched between a pair of substantially rectangular mica plates 23 . The heating element 22 has a predetermined width and height, and is folded back at a predetermined pitch so as to meander between the opposing long sides in the longitudinal direction of the planar heater 21, and has a predetermined resistance value. is configured to have A portion between the pair of mica plates 23 where the heating element 22 is not arranged may be filled with a suitable inorganic material or the like. The configuration of the first planar heater 21-1 shown in FIGS. 6A and 6B also applies to the third planar heater 21-3 and the fifth planar heater 21-5 .

図6(c)及び図6(d)は、それぞれ第2面状ヒーター21の上面図及び断面図である。図6(d)の断面図は、図6(c)の平面図における切断線DDによる断面を示している。第2面状ヒーター21も、第1面状ヒーター21と同様に、PTCによる発熱体22が略矩形板状の一対のマイカ板23に挟持され、発熱体22が面状ヒーター21の長手方向に向かって対向する長辺の間で蛇行するように、第1面状ヒーター21の発熱体22と同じ所定ピッチで折り返されて配置された構成を有している。ただし、第2面状ヒーター21は、第2面状ヒーター21を含む平面内において長手方向に半ピッチにわたって位置がずれるように配置されている。なお、図6(c)及び図6(d)に示した第2面状ヒーター21の構成は、第4面状ヒーター21にも該当する。 6(c) and 6(d) are a top view and a cross-sectional view of the second planar heater 212 , respectively. The cross-sectional view of FIG. 6(d) shows a cross-section taken along the cutting line DD in the plan view of FIG. 6(c). In the second planar heater 21-2 , as in the first planar heater 21-1 , the PTC heating element 22 is sandwiched between a pair of substantially rectangular mica plates 23, and the heating element 22 extends along the longitudinal direction of the planar heater 21. It has a configuration in which it is folded back at the same predetermined pitch as the heating element 22 of the first planar heater 211 so as to meander between the long sides facing each other in the direction. However, the second planar heater 21-2 is arranged so as to be displaced over half a pitch in the longitudinal direction within the plane containing the second planar heater 21-2 . The configuration of the second planar heater 21-2 shown in FIGS. 6(c) and 6(d) also applies to the fourth planar heater 21-4 .

ヒーター20は、図6(a)及び図6(b)に示した第1面状ヒーター21、第3面状ヒーター21及び第5面状ヒーター21、並びに第6(c)及び図6(d)に示した第2面状ヒーター21及び第4面状ヒーター21が第1面状ヒーター21から第5面状ヒーター21の順に積層して構成されている。このため、一つの面状ヒーター21と対向する他の面状ヒーター21とでは、面状ヒーター21の長辺の間で蛇行する発熱体22は、面状ヒーター21を含む各平面内で面状ヒーター21の長手方向に互いに半ピッチずれて配置されている。これによって、これらの対向する一組の面状ヒーター21の間では、面状ヒーター21の長手方向に温度が均一になることが図られている。したがって、面状ヒーター21の長手方向、すなわちヒーター20の幅方向に温度が均一になり、ヒーター20を通り抜ける空気と効率よく熱交換をすることが図られている。 The heaters 20 are the first planar heater 21 1 , the third planar heater 21 3 and the fifth planar heater 21 5 shown in FIGS. The second planar heater 21-2 and the fourth planar heater 21-4 shown in 6(d) are configured by stacking the first planar heater 21-1 to the fifth planar heater 21-5 in this order. For this reason, between one planar heater 21 and another planar heater 21 facing the other planar heater 21 , the heating element 22 meandering between the long sides of the planar heater 21 is planar in each plane including the planar heater 21 . They are arranged in the longitudinal direction of the heater 21 with a half pitch shift from each other. As a result, the temperature is made uniform in the longitudinal direction of the planar heaters 21 between the pair of planar heaters 21 facing each other. Therefore, the temperature becomes uniform in the longitudinal direction of the planar heater 21, that is, in the width direction of the heater 20, and heat is efficiently exchanged with the air passing through the heater 20. FIG.

なお、図5及び図6に示したように、ヒーター20は第1面状ヒーター21から第5面状ヒーター21の5枚の面状ヒーター21で構成されるものとしたが、このような構成に限られない。ヒーター20は、面状ヒーター21から構成されるものであれば、1枚の面状ヒーター21で構成されてもよいし、5枚以外の複数枚の面状ヒーター21で構成されてもよい。また、ヒーター20は、図5に示したような1台のヒーター20から構成される構成に限らず、2台以上の複数のヒーターモジュールが組み合わされて構成されてもよい。この場合、各ヒーターモジュールは、面状ヒーター21から構成されていればよい。 As shown in FIGS. 5 and 6, the heater 20 is composed of five sheet heaters 21 from the first sheet heater 21-1 to the fifth sheet heater 21-5 . configuration. As long as the heater 20 is composed of planar heaters 21 , it may be composed of one planar heater 21 or may be composed of a plurality of planar heaters 21 other than five. Moreover, the heater 20 is not limited to the configuration configured by one heater 20 as shown in FIG. 5, and may be configured by combining two or more heater modules. In this case, each heater module may be composed of the planar heater 21 .

本実施の形態の空気調和装置において、ヒーター20はマイカ板23のような耐熱絶縁板で発熱体22を支持した面状ヒーター21によって構成されている。このため、ヒーター20の熱容量は小さく、通電されると素早く昇温して暖房の動作を開始することができる。ヒーター20は、ファン51に隣接して室内機46の吹き出し口46bに対向するように配置されているため、暖房時にはヒーターの昇温により加熱された空気が直ちに吹き出し口46bから吹き出される。また、発熱体22を支持して面状ヒーター21を構成するマイカ板23は軽量で弾力を有しているため、外部からの衝撃に対して堅牢である。マイカ板23などの耐熱絶縁板は比較的高温に耐えることできるため、面状ヒーター21と空気との温度差を確保することにより、熱交換の効率を向上させることができる。 In the air conditioner of the present embodiment, the heater 20 is composed of a planar heater 21 in which a heating element 22 is supported by a heat-resistant insulating plate such as a mica plate 23 . Therefore, the heat capacity of the heater 20 is small, and when the heater 20 is energized, the temperature is quickly increased and the heating operation can be started. Since the heater 20 is arranged adjacent to the fan 51 so as to face the outlet 46b of the indoor unit 46, the air heated by the temperature rise of the heater is immediately blown out from the outlet 46b during heating. Further, since the mica plate 23 that supports the heating element 22 and constitutes the planar heater 21 is lightweight and has elasticity, it is strong against impact from the outside. Since the heat-resistant insulating plate such as the mica plate 23 can withstand relatively high temperatures, it is possible to improve the efficiency of heat exchange by ensuring the temperature difference between the planar heater 21 and the air.

さらに、ヒーター20を構成する面状ヒーター21には遠赤外線放射塗料が塗布されているため、面状ヒーター21が昇温すると遠赤外線によって効率よく熱を放射することができる。対向する面状ヒーター21の間には伝熱板24が配置されているため、対向する面状ヒーター21の間を通り抜ける空気は、面状ヒーター21だけではなく、伝熱板24を介しても熱交換をすることができる。 Furthermore, since the far-infrared radiation paint is applied to the planar heater 21 constituting the heater 20, heat can be efficiently radiated by the far-infrared rays when the planar heater 21 heats up. Since the heat transfer plate 24 is arranged between the facing planar heaters 21 , the air passing between the facing planar heaters 21 passes through the heat transfer plate 24 as well as the planar heater 21 . can exchange heat.

図7は、室内機46の動作を説明するための断面図である。室内機46においては、吸い込み口46aから吸入した空気が吹き出し口46bから放出されるようにファン51によって送られている。詳しくは、室内機46の前面に形成された格子状の吸い込み口46aから吸入された空気は、フィルタを通り抜けるときに、塵埃などが除去される。フィルタを通り抜けた空気は、蒸発器15の前面側から伝熱フィン15aの間を通って蒸発器15の背面側に抜けると、図示しないダクトに沿って上方に案内され、ファン51の背面側に達する。ファン51に達した空気は、ファン51の奥側から吸い込まれ、ファン51の前面から室内機46の吹き出し口46bに向けて放出される。ファン51から放出された空気は、空気の流路においてファン51の下流であって、ファン51と吹き出し口46bと間に配置されたヒーター20を通って吹き出し口46bから放出される。 FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the operation of the indoor unit 46. FIG. In the indoor unit 46, the fan 51 sends the air sucked from the suction port 46a so as to be discharged from the blowout port 46b. More specifically, dust and the like are removed from the air sucked from the grid-shaped suction port 46a formed on the front surface of the indoor unit 46 as it passes through the filter. The air that has passed through the filter passes between the heat transfer fins 15 a from the front side of the evaporator 15 to the back side of the evaporator 15 , is guided upward along a duct (not shown), and flows to the back side of the fan 51 . reach. The air reaching the fan 51 is sucked from the back side of the fan 51 and is discharged from the front surface of the fan 51 toward the outlet 46 b of the indoor unit 46 . The air discharged from the fan 51 passes through the heater 20 arranged downstream of the fan 51 in the air flow path and between the fan 51 and the discharge port 46b and is discharged from the discharge port 46b.

室内機46は、冷房の動作をするときには、冷房ユニット10を運転して蒸発器15を降温し、蒸発器15を通り抜ける空気と熱交換させることにより空気を冷却する。このとき、冷房には不要であるヒーター20の位置を例えば下方のヒーター20´の位置までスライドさせることで、空気の流路からヒーター20´が外れるようにしてもよい。空気の流路からヒーター20´を移動させることにより、空気が滞りなく流れるようになり、冷却の効率が向上することが図られる。 When the indoor unit 46 operates for cooling, the cooling unit 10 is operated to lower the temperature of the evaporator 15 and exchange heat with the air passing through the evaporator 15 to cool the air. At this time, the heater 20' may be removed from the air flow path by sliding the position of the heater 20, which is unnecessary for cooling, to the position of the lower heater 20', for example. By moving the heater 20' out of the air flow path, the air flows smoothly and the efficiency of cooling is improved.

室内機46は、暖房の動作をするときには、ヒーター20に通電して昇温し、ヒーター20を通り抜ける空気と熱交換させることにより空気を加熱する。ヒーター20が冷房のために下方のヒーター20´の位置にスライドされているときには、暖房を開始するときに元のヒーター20の位置にスライドしてヒーター20が空気の流路内に戻るように移動する。ヒーター20は、空気の流路においてファン51に隣接してファンの直後にあり、ヒーター20で加熱された空気は直ちに吹き出し口46bを通って室内機46から放出される。したがって、室内機46から吹き出された空気からは、ヒーター20の昇温による暖房の効果が直ちに表れる。 When the indoor unit 46 performs a heating operation, the heater 20 is energized to raise the temperature and heat the air by exchanging heat with the air passing through the heater 20 . When the heater 20 is slid to the lower position of the heater 20' for cooling, when the heating starts, the heater 20 is slid to the original position and the heater 20 moves back into the air flow path. do. The heater 20 is adjacent to and immediately after the fan 51 in the air flow path, and the air heated by the heater 20 is immediately discharged from the indoor unit 46 through the blowout port 46b. Therefore, the air blown out from the indoor unit 46 immediately exhibits a heating effect due to the temperature rise of the heater 20 .

図8は、空気調和装置の室内機46を取り付けたトラックヘッドのキャビン40を示す斜視図である。この斜視図は、キャビン40の運転席41の前方からリアウィンドウ43に向かう視点によるものである。室内機46は、キャビン40の後方の壁42において、天井に近く、リアウィンドウ43の横に隣接するような位置に取り付けられている。室内機46は、車外にある室外機33に冷媒を流す配管18によって接続されている。 FIG. 8 is a perspective view showing the cabin 40 of the truck head with the indoor unit 46 of the air conditioner installed. This perspective view is from a viewpoint facing the rear window 43 from the front of the driver's seat 41 of the cabin 40 . The indoor unit 46 is mounted on the rear wall 42 of the cabin 40 at a position close to the ceiling and laterally adjacent to the rear window 43 . The indoor unit 46 is connected to the outdoor unit 33 outside the vehicle by a pipe 18 through which the refrigerant flows.

室内機46の下側の壁42には、室内機46のコントローラー47が取り付けられている。壁42に沿ってリアウィンドウの下側に簡易ベッド48が設置されている。コントローラー47は、簡易ベッド48に横たわった乗員の手が届くような範囲に取り付けられてもよい。 A controller 47 of the indoor unit 46 is attached to the lower wall 42 of the indoor unit 46 . A cot 48 is installed along the wall 42 and below the rear window. Controller 47 may be mounted within reach of an occupant lying on cot 48 .

図9は、空気調和装置のコントローラー47を示す正面図である。コントローラー47の前面には、LCDなどによる表示部47a、電源スイッチ47b、冷房・暖房の運転切替スイッチ47c及び選択ボタン47dが設けられている。表示部47aには空気調和装置の冷房・暖房の運転モード、設定温度などが表示される。表示部47aの表示に従って選択ボタン47dを操作することで、温度などを設定することができる。コントローラー47は、簡易ベッド48の直上の壁に取り付けられ、簡易ベッド48に横になった乗員が容易に操作することができるものであってもよい。 FIG. 9 is a front view showing the controller 47 of the air conditioner. A front surface of the controller 47 is provided with a display section 47a such as an LCD, a power switch 47b, a cooling/heating operation switching switch 47c, and a selection button 47d. The display unit 47a displays the cooling/heating operation mode, set temperature, and the like of the air conditioner. Temperature and the like can be set by operating the selection button 47d according to the display on the display section 47a. The controller 47 may be mounted on the wall directly above the cot 48 and easily operated by an occupant lying on the cot 48 .

図10は、空気調和装置の室外機33を取り付けたトラックヘッド30を示す斜視図である。トラックヘッド30のリア面31には、リアウィンドウ32の横に隣接するように空気調和装置の室外機33が取り付けられている。室外機33の略中央には、室外機33から空気を排出するための排出口33aが形成されている。室外機33の底部には、空気を吸入するための図示しない吸入口が形成されていてもよい。 FIG. 10 is a perspective view showing the track head 30 to which the outdoor unit 33 of the air conditioner is attached. An outdoor unit 33 of an air conditioner is attached to the rear surface 31 of the track head 30 so as to be laterally adjacent to the rear window 32 . A discharge port 33 a for discharging air from the outdoor unit 33 is formed substantially in the center of the outdoor unit 33 . A suction port (not shown) for sucking air may be formed at the bottom of the outdoor unit 33 .

室外機33には、圧縮機11、凝縮器12及びドライヤー13などが格納されている。室外機33には、車外の空気との熱交換によって凝縮器12から冷媒の凝縮熱を放出するように、室外機33の内部の流路に沿って凝縮器12を通して空気を流すための図示しないファンが備えられている。このファンは、排出口33aの内側に配置されてもよい。 The outdoor unit 33 houses the compressor 11, the condenser 12, the dryer 13, and the like. The outdoor unit 33 is provided with a not-shown means for causing air to flow through the condenser 12 along a flow path inside the outdoor unit 33 so that the heat of condensation of the refrigerant is released from the condenser 12 by heat exchange with the air outside the vehicle. A fan is provided. This fan may be arranged inside the outlet 33a.

本実施の形態の空気調和装置は、室内機46、室内機46に付属するコントローラー47及び室外機33から構成されている。したがって、大型トラックなどの車両に後付けで容易に取り付けることができる。取り付けは、キャビン40の壁42に室内機46及び付属のコントローラー47を取り付け、トラックヘッド30のリア面31に室外機33を取り付け、室外機33及び室内機46を冷媒の配管18、室内機に電力を供給する電線などで接続すれば足りる。 The air conditioner of the present embodiment comprises an indoor unit 46 , a controller 47 attached to the indoor unit 46 and an outdoor unit 33 . Therefore, it can be easily retrofitted to a vehicle such as a large truck. For installation, the indoor unit 46 and the attached controller 47 are attached to the wall 42 of the cabin 40, the outdoor unit 33 is attached to the rear surface 31 of the track head 30, and the outdoor unit 33 and the indoor unit 46 are connected to the refrigerant piping 18 and the indoor unit. It is sufficient to connect with a wire or the like that supplies electric power.

また、本実施の形態の空気調和装置において、冷房にはヒートポンプから構成された冷房ユニット10を使用しているが、暖房にはヒーター20を使用している。このため、空気調和装置を暖房に使用するときにも大きな消費電力を要することがない。したがって、アイドリングストップ時にも車載のバッテリーに大きな負担を与えることなく車内の冷房及び暖房の空気調和を継続することができ、乗員に与える快適さを保つことができる。 Further, in the air conditioner of the present embodiment, the cooling unit 10 composed of a heat pump is used for cooling, but the heater 20 is used for heating. Therefore, even when the air conditioner is used for heating, large power consumption is not required. Therefore, even when idling is stopped, air conditioning for cooling and heating in the vehicle can be continued without imposing a heavy load on the battery mounted on the vehicle, and the comfort given to the passengers can be maintained.

この発明は、大型トラックなどの車両、建設機械やユニットハウスのような建物などに後付けで取り付ける空気調和装置に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for air conditioners that are retrofitted to vehicles such as large trucks, construction machinery, and buildings such as unit houses.

10 冷房ユニット
11 圧縮機
12 凝縮器
14 膨張弁
15 蒸発器
20 ヒーター
21 面状ヒーター
22 発熱体
23 マイカ板
27 サーモスタット
28 ヒューズ
46 室内機
10 cooling unit 11 compressor 12 condenser 14 expansion valve 15 evaporator 20 heater 21 planar heater 22 heating element 23 mica plate 27 thermostat 28 fuse 46 indoor unit

Claims (9)

空気調和装置であって、
圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を含むヒートポンプによって構成された冷房ユニットと、
正の温度係数を有する抵抗体によって構成された発熱体を耐熱絶縁板で支持して構成された面状ヒーターを含むヒーターと、
前記膨張弁、前記蒸発器及び前記ヒーターを格納し、空気調和する車内の空気をファンによって流して前記蒸発器によって冷却するか、又は前記ヒーターによって加熱し、前記ヒーターは前記ファンの下流にある室内機と
を含み、
前記室内機は車両のキャビン内に後付けで取り付けてアイドリングの停止時に使用することができ、前記ヒーターは、前記室内機が冷房の動作をするときには、前記ファンから吹き出し口に至る空気の流路から外れるように移動され
前記ヒーターは、積層された複数の前記面状ヒーターを含み、前記積層される方向に隣接する面状ヒーターでは、前記面状ヒーターを含む平面内において発熱体の位置は互いにずれている空気調和装置。
An air conditioner,
a cooling unit composed of a heat pump including a compressor, a condenser, an expansion valve and an evaporator;
a heater including a planar heater configured by supporting a heating element configured by a resistor having a positive temperature coefficient with a heat-resistant insulating plate;
The expansion valve, the evaporator, and the heater are housed, and the air in the vehicle for air conditioning is flowed by a fan and cooled by the evaporator, or heated by the heater, and the heater is downstream of the fan. including machine and
The indoor unit can be retrofitted in the cabin of the vehicle and used when idling is stopped. moved away ,
The heater includes a plurality of stacked planar heaters, and in the planar heaters adjacent in the stacking direction, the positions of the heating elements are shifted from each other in the plane including the planar heaters. .
前記発熱体は、前記耐熱絶縁板の面に沿って蛇行するように形成された請求項に記載の空気調和装置。 2. The air conditioner according to claim 1 , wherein the heating element is formed to meander along the surface of the heat-resistant insulating plate. 前記発熱体は、前記耐熱絶縁板の一対に挟持されることにより支持された請求項1又は2に記載の空気調和装置。 3. The air conditioner according to claim 1 , wherein the heating element is supported by being sandwiched between a pair of the heat-resistant insulating plates. 前記面状ヒーターは、遠赤外線放射塗料によって塗布された請求項1からのいずれか一項に記載の空気調和装置。 The air conditioner according to any one of claims 1 to 3 , wherein the planar heater is coated with far-infrared radiation paint. 前記ヒーターは、前記面状ヒーターに取り付けられた伝熱板をさらに含む請求項1からのいずれか一項に記載の空気調和装置。 The air conditioner according to any one of claims 1 to 4 , wherein the heater further includes a heat transfer plate attached to the planar heater. 前記室内機は、前記ヒーターに隣接して配置されたサーモスタット及び温度ヒューズの少なくとも一つを含む請求項1からのいずれか一項に記載の空気調和装置。 The air conditioner according to any one of claims 1 to 5 , wherein the indoor unit includes at least one of a thermostat and a thermal fuse arranged adjacent to the heater. 前記ファンは、前記室内機の筐体内の上部に格納された請求項1からのいずれか一項に記載の空気調和装置。 The air conditioner according to any one of claims 1 to 6 , wherein the fan is housed in an upper part of a housing of the indoor unit. 前記蒸発器は、前記室内機において当該室内機で空気調和される空気が吸入される吸入口から前記ファンに至る空気の流路に設置される請求項1からのいずれか一項に記載の空気調和装置。 8. The evaporator according to any one of claims 1 to 7 , wherein the evaporator is installed in an air flow path from an inlet through which air to be air-conditioned in the indoor unit is drawn to the fan. Air conditioner. 前記蒸発器において、冷媒は当該蒸発器の高さ方向に、上部及び下部から供給されて中央から排出される請求項1からのいずれか一項に記載の空気調和装置。 9. The air conditioner according to any one of claims 1 to 8 , wherein in the evaporator, refrigerant is supplied in the height direction of the evaporator from upper and lower portions and discharged from the center.
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