JPH01210772A - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、車室内温度を低下させることなく除湿するこ
とのできる車両用空気調和装置に関する。

［従来の技術］ 室内の除湿を行うとともに、その室内温度の制御を行う
ことのできる空気調和装置として、例えば、特開昭５９
−１２２６０号公報が開示されている。

この公報に開示された空気調和装置は、第６図に示すよ
うに、圧縮機１００、凝縮器１０１、第１減圧器１０２
、副凝縮器１０３、第２二方弁１０４、蒸発器１０５を
環状に連結し、第１減圧器１０２と並列に第に方弁１０
６を、第２二方弁１０４と並列に第２減圧器１０７をそ
れぞれ接続し、さらに第２二方弁１０４の冷媒流入側と
圧縮機１００の吸入側に第３三方弁１０８を備えたバイ
パス回路１０９を設けた冷媒回路１１０を形成している
。

なお、副凝縮器１０３および蒸発器１０５は室内に配置
され、室内送風機１１１の送風を受けて、冷媒と室内空
気との熱交換が行われる。また、凝縮器１０１は室外に
配置され、室外送風機１１２の送風を受けて圧縮ｌ　１
００から吐出されたガス状冷媒を凝−輸液化する。

この空気調和装置により除湿運転を行う際に、室外送ｆ
ｆ１Ｆｊ！４１１２の作動を停止することで凝縮器１０
１の放熱能力が低下し、第に方弁１０６を通って高温高
圧の冷媒が副凝縮器１０３に流れる。副凝縮器１０３を
通過する冷媒は、室内送風機１１１の送風を受けて凝縮
液化され、第２減圧器１０７で減圧膨張された後、蒸発
器１０５で室内空気と熱交換される。このとき、蒸発器
１０５を通過する空気が除湿、冷却されるが、副凝縮器
１０３を通過する際に熱交換されて暖められるため、室
内温度を低下させることなく室内の除湿を行うことがで
きる。

なお、室外送風機１１２を作動させた場合には副凝縮器
１０３での放熱能力が低下するため、上記の除湿運転の
際に得られる室内温度より若干低めの室内温度を得るこ
とができる。

前述した作動で、第３二方弁１０８を開くことにより、
副凝縮器１０３から流出した冷媒の一部が蒸発器１０５
をバイパスして圧縮機１００に流れるため、蒸発器１０
５へ流れる冷媒量が減り、蒸発器１０５での吸熱能力が
減少する。これにより、前述した除湿運転の際に得られ
る室内温度より若干高めの室内温度を得ることができる
。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、上述した従来技術による冷媒回路１１０は、
除湿運転の際に室外送風機１１２の作動を停止して副凝
縮器１０３で冷媒の凝縮潜熱を得るため、必然的に、圧
縮機１００の上流にアキュームレータを配設したアキュ
ームレータサイクルとして構成される。

このため、前記公報に開示された従来技術では、熱負荷
変動が大きく、且つ圧縮機の回転変動の激しい車両用空
気調和装置には不適当である問題点を有していた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、車両用として好適なレシーバ方式の冷媒回路を採用
し、車室内の除湿時に、室内温度を制御することのでき
る空気調和装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を構成するために、冷媒圧縮機、冷媒
凝縮器、レシーバ、減圧装置、および冷媒蒸発器を環状
に連結した冷媒回路と、該冷媒回路の前記冷媒凝縮器と
前記レシーバとの間で分岐して設けられ、冷媒流入側が
前記冷媒凝縮器の下流に接続されるとともに、冷媒流出
側が前記レシーバの上流に接続され、車室内に吹き出さ
れる空気と熱交換可能な副冷媒凝縮器と、前記冷媒凝縮
器から流出した冷媒の流通方゛向を切り替えて、前記冷
媒凝縮器から流出した冷媒を前記レシーバま・たは前記
副冷媒凝縮器へ流入させる流通方向切替手段とを具備す
ることを技術的手段とする。

［作用］ 上記構成よりなる本発明は、車室内を冷房する際には、
流通方向切替手段により、冷媒凝縮器で凝縮液化された
冷媒を直接レシーバへ供給し、気液分離した後、減圧装
置で減圧膨張した冷媒を冷媒蒸発器へ供給する。冷媒蒸
発器に供給された冷媒は、周囲の空気より蒸発潜熱を奪
って周囲の空気を冷却する。その冷却された空気を車室
内へ供給することにより車室内の冷房が行われる。

車室内の温度制御とともに、車室内の除湿を行う場合に
は、流通方向切替手段により、冷媒凝縮器より流出した
冷媒が副冷媒凝縮器へ流れるようにし、冷媒圧縮機より
吐出された冷媒を冷媒凝縮器□と副冷媒凝縮器とで凝縮
液化させる。以後、副冷媒凝縮器を流出した冷゛媒は、
前記車室内冷房の時と同様に、レシーバ、減圧装置を経
た後、冷媒蒸発器へ供給され周囲の空気を冷却する。

このとき、空調ダクト内で、副冷媒凝縮器を冷媒蒸発器
の下流に配置することにより、冷媒蒸発器で除湿冷却さ
れた空気が副冷媒凝縮器を通過する際に加熱される。ど
れにより、冷媒凝縮器での放熱量を制御することで、副
冷媒凝縮器の能力が制御でき、従って、除湿された空気
の車室内への吹き出し温度を制御することができる。

［発明の効果〕 本発明によれば、レシーバ方式の冷媒回路を備えた車両
用空気調和装置において、冷媒の流通方向切替手段およ
び副冷媒凝縮器という簡単な構成の追加により、従来の
冷房機能に除湿機能を追加することが可能となる。また
、レシーバ方式の冷媒回路のため、副冷媒凝縮器におい
て安定した凝ｗ１潜熱が得られ、従って、安定した除湿
性能を得ることが可能となる。

さらに、除湿時において、例えば、送風機の送風量によ
り冷媒凝縮器の放熱量を制御するのみで、副冷媒凝縮器
の能力を制御できる。従って、車室内の除湿とともに、
その室内温度を低下させることなく制御することができ
る。

［実施例］ 次に、本発明の車両用空気調和装置を図面に示す一実施
例に基づき説明する。

第１図は車両空気調和装置の冷媒回路図、第２図は車両
空気調和装置を適用したバス車両の斜視図である。

本実施例の空気調和装置は、バス車両１の後部に配置さ
れたエンジン２により、空気調和装置の冷凍サイクル３
を構成する６気筒の冷媒圧縮機４が駆動される。なお、
冷媒圧縮機４は、■ベルト（図示しない）を介してエン
ジン２に締結されるため、エンジン２と同様に、バス車
両１の後部に配置される。

冷凍サイクル３は、第１図に示すように、冷媒圧縮機４
、冷媒凝縮器５、レシーバ６、本発明の減圧装置として
のエキスパンションバルブ７、および冷媒蒸発器８をそ
れぞれ冷媒配管９により環状に連結した冷媒回路１０と
、その冷媒回路１０の冷媒凝縮器５とレシーバ６との間
で、冷媒凝縮器５と直列に接続された副冷媒凝縮器１１
と、レシーバ６と冷媒圧縮機４の上流とを結ぶバイパス
回路１２とから構成されている。

なお冷媒凝縮器５より、レシーバ６あるいは副冷媒凝縮
器１１に至る分岐部には、本発明の流通方向切替手段で
ある三方切替弁１３が配設され、副冷媒凝縮器１１の下
流には逆止弁１４が配設されている。

またバイパス回路１２のレシーバ６側には、通電により
開弁する電磁弁１５が配設されている。

この冷凍サイクル３では、三方切替弁１３を切り替える
ことにより、冷媒凝縮器５から流出した冷媒を直接レシ
ーバ６に供給して、エキスパンションパルプ７で減圧彫
版させた後、冷媒蒸発器８で蒸発させる冷房サイクルと
５冷媒凝縮器５から流出した冷媒を副冷媒凝縮器１１に
供給して、冷媒凝縮器５と副冷媒凝縮器１１とで凝縮液
化させ、冷媒蒸発器８で除湿冷却された空気を副冷媒凝
縮器１１に供給して再加熱させるリヒートサイクルとを
構成する。

上記冷凍サイクル３を構成する冷媒圧ｔａＦｉ１４以外
の各機器は、第２図に示すように、凝縮器用送風機１６
、室内送風用送ｍ機１７とともに、バス車両１の屋上に
装着されたパッケージユニット１８に収納されている。

バス車両１の左右両側の天井肩部には、バス車両１の前
後方向に伸び、室内送風用送風機１７により冷媒蒸発器
８および副冷媒凝縮器１１を通過した空気を車室内へ向
かって吹出す空調ダクト１９が設けられている。なお、
副冷媒凝縮器１１は、冷媒蒸発器８に対して室内送風用
送風機１７により発生する空気流の下流側に配置されて
いる。

バス車両１の床部には、エンジン２の冷却水を熱源とす
る温水式ヒータ２０が設けられ、車室内の左右両側の床
面コーナ部に配設された温風用ダクト２１より、温水式
ヒータ２０で加熱した温風が乗客の足下付近に吹出され
る。

上述した冷凍サイクル３および温水式ヒータ２０は、運
転席に設置されたコントロールパネル２２の各スイッチ
を操作することにより、前記パッケージユニット１８に
組み込まれた制御回路２３を介して駆動、制御される。

このコントロールパネル２２には、第３図に示すように
、室温を設定するための室温設定ボリューム２４、この
室温設定ボリューム２４により設定された設定温度に従
って、室内送風用送風機１７、冷媒圧縮機４、および温
水式ヒータ２０の能力制御を行うＡＵＴＯモードスイッ
チ２５、リヒートサイクルを選択して、車室内の除湿と
ともに車室内温度を制御すルＤＥＨ（ＩＮモートスイッ
チ２６、ＡＵＴＯモードスイッチ２５およびＤＥＩＩＵ
Ｈモードスイッチ２６と独立して室内送風用送瓜ｖｉ１
７の能力制御を行う送風機スイッチ２７、エンジン２の
つオームアップ時で車室内温度が低い場合に、暖房能力
を高めるＨＥＡＴＢＯＯ３Ｔスイッチ２８、外気を取り
入れるためのＶＥＮＴスイッチ２９などが設けられてい
る。

なお、へ〇ＴＯモートスイッチ２５、　ＤＥＨＵＭ−１
１−−トスイッチ２６は、冷凍サイクル３と温水式ヒー
タ２０とを連動して作動させ、外気温度、車室内温度、
および設定温度に基づいて後述する能力モードを選択す
る。

制御回路２３は、室内送風用送風機１７および冷媒圧縮
機４の能力制御、三方切替弁１３の切り替え制御、バイ
パス回路１２に設けられた電磁弁１５への通電制御、リ
ヒートサイクルで運転中の凝縮器用送風機１６の能力制
御、温水式ヒータ２０の制御などを行う。

この制御回路２３の作動を、第４図に示すフローチャー
ト、第５図の能力モード設定グラフ、および第１表の能
力モード表に基づき説明する。

まずステップ１で、ＡＵＴＯモードか否かを判断する。

ステップ１の判断結果がＹＥＳの場合には、ステップ２
で外気温、内気温、および室温設定ボリューム２４によ
る設定温度を呼び込む。

ステップ３で、ステップ２において呼び込んだ外気温、
内気温、設定温度に基づき、第５図に示すモード設定グ
ラフに従って能力モードを選択する。

次にステップ４では、ステップ３で選択された能力モー
ドに従い、第１表の能力モード表に示すように、室内送
風用送風機１７、冷媒圧縮機４、および温水式ヒータ２
０の能力制御を行う。

ステップ１の判断結果がＮＯの場合には、ステップ５に
おいてＤＥＨＵＨモードか否かを判断する。ステップ５
の判断結果がＹＥＳの場合には、ステップ６で外気温、
内気温、および室温設定ボリューム２４による設定温度
を呼び込む。

ステップ７で、ステップ６において呼び込んだ外気温、
内気温、設定温度に基づき、第５図に示すモード設定グ
ラフに従って能力モードを選択する。

次にステップ８では、ステップ７で選択された能力モー
ドに従い、第１表の能力モード表に示すように、室内送
風用送風機１７、冷媒圧縮機４、および温水式ヒータ２
０の能力制御を行う。

ここで上記の能力モード表について説明する。

ａ）ＡＵＴＯモード時。

Ｈ１〜Ｈ５マでは温水式ヒータ２０の作動が停止される
とともに、三方切替弁１３により冷房サイクルが選択さ
れる。

外気温、内気温、設定温度に基づいてＨｌが選択された
場合、室内送風用送風機１７の能力が旧（強）に設定さ
れ、冷媒圧縮機４は６気筒として使用される。

Ｈ２が選択された場合、室内送風用送風機１７の能力が
Ｈｅ２　（中強）に設定され、冷媒圧縮機４は４気筒と
して使用される。

Ｈ３が選択された場合、室内送風用送風機１７の能力が
Ｈｅｌ　（中弱）に設定され、冷媒圧縮機４は２気筒と
して使用される。

Ｈ４が選択された場合、室内送風用送風機１７の能力が
Ｌｏ（弱）に設定され、冷媒圧Ｈ４機４は２気筒として
使用されるとともに、バイパス回路１２に設けられた電
磁弁１５が通電され、バイパス回路１２を開いて使用す
る。

Ｈ５が選択された場合、室内送風用送風機１７の能力が
ＬＯ（弱）に設定され、冷媒圧縮機４の作動は停止され
る。

Ｈ６−Ｈ８が選択された場合には、室内送風用送風機１
７および冷媒圧ｍ機４の作動は共に停止され、温水式ヒ
ータ２０が作動される。温水式ヒータ２０の能力は、Ｈ
６が選択された場合、Ｌｏ（弱〉に設定され、Ｈｌが選
択された場合、Ｈｅ（中）に設定され、Ｈ８が設定され
た場合、旧（強）に設定される。

ｂ）　ＤＥＨ聞モード時。

８１〜Ｈ５までは温水式ヒータ２０の作動が停止される
とともに、Ｈ１〜Ｍ４４では、三方切替弁１３により冷
房サイクルが選択され、Ｈ５〜Ｈ８まではリヒートサイ
クルが選択される。このリヒートサイクルが選択された
際には、室内送風用送風機１７の能力は［Ｏ（弱）に設
定される。

またＤＥＨ聞モード時の場合には、冷媒圧縮機４は常に
６気筒として使用される。

外気温、内気温、設定温度に基づいてＨｌが選択された
場合、室内送風用送風機１７の能力が旧く強）に設定さ
れる。

Ｈ２が選択された場合、室内送風用送風機１７の能力が
Ｈｅ２　（中強）に設定される。

Ｈ３が選択された場合、室内送風用送風機１７の能力が
Ｈｅ１　（中弱）に設定される。

Ｈ４が選択された場合、室内送風用送風機１７の能力が
Ｌｏ（弱）に設定される。

Ｈ５が選択された場合、リヒートサイクルが選択され、
室内送風用送風機１７の能力が１０（弱）に設定される
。なお、このＨ５の場合には、パッケージユニット１８
の吹き出し温度が２０℃〜２５℃に制御される。

Ｈ６が選択された場合、温水式ヒータ２０の能力が［０
（弱）に設定される。

Ｈ７が選択された場合、温水式ヒータ２０の能力がＨｅ
（弱）に設定される。

Ｈ８が選択された場合、温水式ヒータ２０の能力が旧（
弱）に設定される。

上記したＨ６−Ｈ８の場合には、パッケージユニット１
８の吹き出し温度が２５°Ｃ〜３０’Ｃに制御される。

ｃ）　ＤＥＨＬＩ）４モ一ド時にＨＥＡＴＢＯＯ３Ｔス
イッチ２８を投入した場合。

バイパス回路１２に設けた電磁弁１５が通電され、電磁
弁１５が開弁してバイパス回路１２が開く。

上述のように、コントロールパネル２２のＡｔ１ＴＯモ
ードスイツチ２５、　ＤＥＨＵ）ｌモードスイッチ２６
を操作することにより、外気温、内気温、および設定温
度に基づき８１〜Ｈ８までの８段階の能力設定を行うこ
とができる。

なお、　ＤＥＨＵ）ｌモード時にリヒートサイクルを選
択した場合の吹き出し温度口を制御するために、副冷媒
凝縮器１１の下流には、サーミスタなどの吹出温度検出
器３０が配設されている。

また、冷媒凝縮器５の上流には、冷凍サイクル３内の高
圧圧力、すなわち凝縮圧力が、冷凍サイクル３の保証圧
力以下かどうかを判別するための圧力スイッチ３１が設
けられている。

次に、本実施例の作動について説明する。

イ）使用者がＡＵＴＯモードスイッチ２５を選択した場
合。

室温設定ボリューム２４による室温設定温度と車室内温
度とに基づき、車室内の冷房を必要とする場合には、制
御回路２３により温水式ヒータ２０の作動を停止すると
ともに、三方切替弁１３を制御して冷房サイクルを選択
する。これにより、冷媒圧縮機４により高温高圧に圧縮
されたガス状冷媒が冷媒凝縮器５で凝縮液化され、レシ
ーバ６で気液分！８れな後、液冷媒のみがエキスパンシ
ョンバルブ７に供給される。その後、エキスパンション
バルブ７で減圧彫版され、冷媒蒸発器８へ供給される。

冷媒蒸発器８に供給された冷媒は、周囲の空気より蒸発
潜熱を奪って蒸発し、ガス状冷媒として冷媒圧縮器に吸
入される。

冷却された空気は、室内送風用送風機１７により、空調
ダクト１９を介して車室内に吹き出され、車室内を冷房
する。

このとき、凝縮器用送風機１６および冷媒圧縮機４の能
力制御を、例えば５段階で行うことにより、車室内温度
を制御する。

また、ＡＵＴＯモード時に、車室内の暖房を必要とする
場合には、制御回路２３を介して凝縮器用送風機１６お
よび冷媒圧４１１機４の作動を停止するとともに、温水
式ヒータ２０を作動させる。

ロ）使用者がＤＥＨＵＭモードスイッチ２６を選択し−
た場合。

ＤＥＨ聞モードの場合、除湿機能を高めるために、冷媒
圧縮機４の能力を最大にしたまま、室内送風用送風機１
７の能力を制御することにより車室内温度を制御する。

また、室温設定ボリューム２４による室温設定温度と車
室内温度とに基づき、室内の温度を下げないで除湿を行
う場合には、制御回路２３により三方切替弁１３を制御
してリヒートサイクルが選択される。これにより、冷媒
圧縮機４により高温高圧に圧縮されたガス状冷媒は、冷
媒凝縮器５と副冷媒凝縮器１１とで凝縮液化され、レシ
ーバ６に供給される。レシーバ６で気液分離された後、
液冷媒のみがエキスパンションバルブ７に供給され、エ
キスパンションバルブ７で減圧彫版されて冷媒蒸発器８
へ供給される。冷媒蒸発器８に供給された冷媒は、周囲
の空気より蒸発潜熱を奪って蒸発し、ガス状冷媒として
冷媒圧縮器に吸入される。

冷媒蒸発器８で除湿冷却された空気は、室内送風用送風
機１７の作動により、冷媒蒸発器８の下流に配置された
副冷媒凝縮器１１を通過する際に加熱され、空調ダクト
１９を介して車室内へ吹き出される。この結果、車室内
温度をほぼ一定に保ったまま、除湿を行うことができる
。またこのとき、温水式ヒータ２０を作動させることに
より除湿暖房も可能である。

ハ）使用者がＨＥＡＴＢＯＯ３Ｔスイッチ２８を選択し
た場合。

リヒートサイクルで運転中に、制御回路２３を介してバ
イパス回路１２に設けた電磁弁１５が通電されることに
より、電磁弁１５が開弁してバイパス回路１２が開く。

この結果、冷媒凝縮器５と副冷媒凝縮器１１とで凝縮液
化された冷媒が、レシーバ６で気液分離された後、ガス
状冷媒のみがバイパス回路１２を通って直接冷媒圧縮機
４に吸入される。従って、レシーバ６より吐出される冷
媒流量が低下するため、冷媒蒸発器８の冷却能力が低下
する。一方、副冷媒凝縮器１１の放熱能力は変わらない
なめ、その分、車室内への吹き出し温度を上げることが
できる。

上述した作動において、リヒートサイクルで運転中に、
その吹き出し温度■１を制御するために。

副冷媒凝縮器１１の下流に配置した吹出温度検出器３０
により吹き出し温度■１を検出し、所定の吹き出し温度
ＴＯとの比較を行う、そして、吹き出し温度■１が所定
の吹き出し温度■０より低い場合には、凝縮器用送風機
１６の能力を低下、あるいは停止させ、副冷媒凝縮器１
１の放熱能力を上げることにより。

吹き出し温度Ｔ１を上昇させる。

また吹き出し温度■１が所定の吹き出し温度■０より高
い場合には、凝縮器用送風１ｆｉｌｅの能力を上げて副
冷媒凝縮器１１の放熱能力を低下させることに上り、吹
き出し温度Ｔ１を低下させる。

なお、吹き出し温度■１に関係なく、圧力スイッチ３１
により検出した冷凍サイクル３内の高圧圧力が冷凍サイ
クル３の保証圧力まで達した場合には、凝縮器用送風８
１１６の能力を上げて冷凍サイクル３の安全性を維持す
る。

上述のように、レシーバ方式の冷媒回路１０に冷媒の流
通方向切替手段である三方切替弁１３および副冷媒凝縮
器１１を追加するのみで従来の冷房機能に除湿機能を追
加することが可能となる。

また、レシーバ方式の冷媒回路１０のため、副冷媒凝縮
器１１において安定した凝縮潜熱が得られ、従って、安
定した除湿性能を得ることが可能となる。

さらに、冷媒の流通方向を切り替えてリヒートサイクル
を選択した際に、凝縮器用送風機１６の送風量により冷
媒凝縮器５の放熱量を制御するのみで、副冷媒凝縮器１
１の能力制御を行うことができる。従って、車室内の除
湿とともに、その室内温度を低下させることなく温度制
御を行うことができる。

（変形例） 本発明の車両空気調和装置をバス車両に適用した場合を
例示したが、バス車両以外に、鉄道車両、普通乗用車な
ど他の車両に適用しても良い。

上記−施例では、本発明の冷媒回路１０にバイパス回路
１２を設けて、除湿時の暖房能力を向上させる際に、バ
イパス回路１２を開く場合を示したが、必ずしもバイパ
ス回路１２を設ける必要はない。

流通方向切替手段として、三方切替弁１３を例示したが
、冷媒凝縮器５よりレシーバ６へ至る冷媒配管９と、冷
媒凝縮器５より副冷媒凝縮器１１へ至る冷媒配管９とに
それぞれ逆作動する開閉弁を設けても良い。

冷凍サイクル３と温水式ヒータ２０とを連動させた場合
を例示したが、冷凍サイクル３のみで使用しても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は車両空気調和装置の冷媒回路図、第２図は車両
空気調和装置を適用したバス車両の斜視図、第３図はコ
ントロールパネルの平面図、第４図は制御回路のフロー
チャート、第５図は能力モード設定グラフ、第６図は従
来技術による空気調和装置の冷媒回路図である。 図中　３・・・冷凍サイクル　４・・・冷媒圧縮機　５
・・・冷媒凝縮器　６・・・レシーバ　７・・・エキス
パンションバルブ（減圧装置〉　　８・・・冷媒蒸発器
　１０・・・冷媒回路　１１・・・副冷媒凝縮器　１３
・・・三方切替弁（流通方向切替手段）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）　冷媒圧縮機、冷媒凝縮器、レシーバ、減圧装置、
   および冷媒蒸発器を環状に連結した冷媒回路と、 該冷媒回路の前記冷媒凝縮器と前記レシーバとの間で分
   岐して設けられ、冷媒流入側が前記冷媒凝縮器の下流に
   接続されるとともに、冷媒流出側が前記レシーバの上流
   に接続され、車室内に吹き出される空気と熱交換可能な
   副冷媒凝縮器と、前記冷媒凝縮器から流出した冷媒の流
   通方向を切り替えて、前記冷媒凝縮器から流出した冷媒
   を前記レシーバまたは前記副冷媒凝縮器へ流入させる流
   通方向切替手段と を具備する車両用空気調和装置。