JPH02189223A - 自動車用空調装置 - 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） この発明は室内熱交換器と室外熱交換器とにおいて冷媒
を介在して車室内の冷暖房を行うヒートポンプ型の自動
車用空調装置に関する。

（従来の技術） 自動車における暖房装置は、エンジンの冷却水（温水）
を利用するいわゆる温水ヒータが一般的であるが、冬期
などのエンジン始動時には、冷却水が充分に暖まるまで
時間がかかり、素早い暖房効果が得られない。

そのため、温水ヒータを使用する代わりに、自動車用冷
房装置の冷凍回路をヒートポンプ回路に切換え、車室外
熱交換器で外気より汲み上げた熱を車室内熱交換器で放
熱する形式、即ち、外気を熱源とするヒートポンプ式の
冷暖房装置（例えば、特開昭５２−２５３４１号公報）
が採用されている。

しかしながら、外気を熱源とする冷暖房装置では、外気
が低温であると車室外熱交換器では充分な熱を汲み上げ
ることができず、充分な暖房感が得られないという問題
点がある。

このような問題点に対して、特開昭６０−２３６８２１
号公報に開示の装置では、暖房運転時に暖房時の吸熱源
としてエンジンの冷却水を用いる吸熱用の第３の熱交換
器を冷却水回路の切換により用いる方法が開示されてい
る。

しかし、冷却水回路の切換により第３の熱交換器に冷媒
を流す構成では、運転状況により第３の熱交換器を使用
する場合と使用しない場合とで冷凍回路内の冷媒量が変
動してしまう。また、第３の熱交換器を用いると、スペ
ースが増大して狭い車室内を更に狭くする虞れがある。

また、エンジンの冷却水が始動時などの低温時には即効
性がないという問題点がある。

そこで、この発明は、冷凍回路における冷媒量の変化を
生じることなく、省スペース化と暖房の即効性のある自
動車用空調装置の提供を目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明にかかる自動車用空調装置は、冷媒を外気と熱
交換する室外熱交換器と、冷媒を室内気と熱交換する室
内熱交換器と、アキュムレータと、冷凍回路を切換える
四方切換弁と、冷媒を加圧するコンプレッサとを有する
ヒートポンプ型の自動車用空調装置において、前記アキ
ュムレータには排気ガスで加熱のエンジン冷却水が導入
された冷却水熱交換器が収納されていることを特徴とす
る。

（作用） 暖房モード時において、アキュムレータに導入された冷
媒は、ここでエンジン冷却水が導入された冷却水熱交換
器と接触して熱交換され、暖房モード時に冷媒に熱を付
与することができ、特に排気ガスで加熱されるモードに
切換ればエンジン始動時であっても即効性のある暖房が
できるし、エンジン水温上昇後は、ヒータコア暖房時に
切換で強力な暖房ができる。そして、アキュムレータ内
に冷却水熱交換器が配されるので省スペース化が図られ
る。

尚、冷房モード時には冷却水熱交換器への温水の供給は
停止される。

（実施例） 以下に添付図面を参照してこの発明の実施例を詳細に説
明する。

第１図に示すように、エンジン１には冷却水の流出入パ
イプ２が接続され、ラジェータ３を含む循環路により冷
却水回路が構成されており、冷却水の温度が低い時には
、ラジェータ３に至らす短絡させるウォータサーモ４が
設けられている。５はエンジン１内に設けられているウ
ォータポンプである。６は排気ガスの熱とエンジンの冷
却水とを熱交換する排気ガス熱交換器で、排気ガスは排
気管７から導入通路８を通って導入され、排出通路１０
から再び排気管７に戻されるので、コア１１内に導かれ
る冷却水が熱交換されて加熱される。

排気ガスが導入される導入通路８内には、排気を導入ま
たは遮断する開閉弁９が設けられており、アクチュエー
タ９ａで駆動され、不必要な時には閉じられる。

この排気ガス熱交換器６のコア１１には、前記冷却水回
路を構成する流出パイプ２から分岐されたパイプ１３が
接続されている。コア１１にて熱交換により加熱された
エンジン冷却水は、パイプ１４を介して下記する冷却水
熱交換器１７に導入され、該冷却水熱交換器１７からエ
ンジン１に戻されるように配管されている。また、パイ
プ１４からは車室内暖房用のヒータコア１９へ分岐する
回路が形成されており、該ヒータコア１９からパイプ１
８を介してエンジン１に戻るように配管されている。冷
却水熱交換器１７または車室内暖房用のヒータコア１９
へのエンジン冷却水の流入は開閉弁１５．１６の開閉動
作にて制御されるようになっている。

ヒートポンプ回路（又は冷凍回路）２０は走行用エンジ
ンで駆動されるコンプレッサ２１と、アキュムレータ２
２と、四方切換弁２３と、室外熱交換器２４と、これと
対をなす室内熱交換器２６及び減圧バルブ２５とが配管
結合されて構成されている。四方切換弁２３が第１図に
示すような接続状態では、暖房モードであって室内熱交
換器２６から温風が吹き出され、破線の状態のように切
換られると冷房モードになり、室内熱交換器２６から冷
風が吹き出されるようになっている。

アキュムレータ２２内には、第２図に示すように、前述
の冷却水回路から温水が導入される冷却水熱交換器１７
が収納されており、アキュムレータ２２内の冷媒と接触
するようになっている。冷却水熱交換器１７の入口ヘッ
ダ２８には冷却水が流入される入口バイブ２９が接続さ
れ、出口ヘッダ３０には出口バイブ３１が接続されてお
り、チューブ３３間にはフィン３４が介在されており、
入口ヘッダ２８から出口ヘッダ３０へ流入されて冷媒と
の熱交換が図られるようになっている。尚、入口バイブ
２９はパイプ１４に接続され、出口バイブ３１はパイプ
１８に接続されて冷却水熱交換器１７への冷却水（温水
）の流入は前述の開閉弁１５．１６にて制御されるよう
になっている。

一方、アキュムレータ２２の導入パイプ３６はその先端
に漏斗３７に設けられており、冷媒が冷却水熱交換器１
７に向けて拡散するようになっている。導出パイプ３８
は先端がＵ字形状に曲げられており、アキュムレータ２
２の上方からガス状の冷媒を取り込み導出するようにな
っている。

以上の構成により、暖房モードであって、エンジン始動
時にエンジンの冷却水温度が低い時にはヒータコア利用
の暖房に適さないのでヒートポンプモードが採用される
。例えば、冷却水温度が５０°Ｃ以下において用いられ
、乗員が暖房モードにセットすると、エンジンの冷却水
の温度が低い時には自動的にヒートポンプの利用の暖房
モードになり、エンジンの冷却水は排気ガス熱交換器６
に至って、該排気ガスの熱にて加熱され、加熱された冷
却水はヒートポンプ回路２０のアキュムレータ２２内に
収納された冷却水熱交換器１７に供、給されて冷媒と熱
交換される。熱交換器後の冷媒は、その後、出口バイブ
３１に導入され冷却水回路の流出入パイプ２に戻される
。

一方、アキュムレータ２２内で熱交換された冷媒は第１
図中矢印にて示すように、導出パイプ３８からポンプ２
１、四方切換弁２３を介して室内熱交換器２６に送られ
、ここで室内空気と熱交換して室内を加温する。室内熱
交換器２６において熱交換後の冷媒は室外熱交換器２４
に送られて外気から熱を汲み上げた後、アキュムレータ
２２に戻される。この場合、弁１５は開、弁１６は閉状
態であり、このヒートポンプ利用の暖房にあって、冷却
水は排気ガスの熱を回収して冷媒に放出することになり
、外気の熱の汲み上げと併用されることによって比較的
高い温度の温風をただちに送りだすことができる。

そして、エンジンの冷却水の温度が所定値に達すると、
ヒータコア１９利用の通常の暖房モードに切り換わる。

この場合に弁１６は開、弁１５は閉となり、排気ガスの
熱で加熱された冷却水はヒータコア１９に流れて、該室
内に配されたヒータコア１９から温風が吹出される。こ
の場合、エンジンの冷却水が排気ガスの熱によって加熱
されるので、充分に高い温度の冷却水が流されて強力暖
房が行われる。尚、排気ガス熱交換器６で加熱され、冷
却水の温度が所定値以上に加熱されるとヒータコア１１
を損傷させる原因ともなるので、例えば冷却水温度が１
００℃以上になった場合に、弁９を開閉制御させて冷却
水の温度を制御するようになっている。

尚、冷房モードにセットされると、弁１５，１６は閉じ
、ヒートポンプ回路２０では、四方切換弁２３が切換ら
れて、第３図中に矢印で示すように流れる。同時にコン
プレッサ２１が駆動されて、室外熱交換器２４と減圧バ
ルブ２５、室内熱交換器２６との間に冷媒が循環するよ
うになり、室内熱交換器２６で吸熱した熱を室外熱交換
器２４で放熱する。

尚、外気温度または外気露点を検出する検出器を設け、
該検出温度に基づいてヒートポンプ運転する場合の低圧
側圧力の目標値を所定の値に設定してヒートポンプ運転
する構成であってもよい。

但し、外気が０℃以上の時には低圧側圧力の目標値は０
℃相当の圧力に設定する。

また、室外熱交換器にはシャッタを設け、暖房運転時に
はシャッタを閉じて室外熱交換しない構成であってもよ
い。

（発明の効果） この発明によれば、ヒートポンプ型の自動車用空調装置
においてアキュムレータには、排気ガスで加熱のエンジ
ンの冷却水を導いた冷却水熱交換器が収納されているか
ら、暖房モード時において冷媒に熱を付与することがで
きる。

特に、排気ガスで加熱されるモードに切換えれば、エン
ジン始動時であっても、連動性のある暖房ができる。ま
た、冷却水熱交換器はアキュムレータ内に配されるので
省スペース化が図られるものである。

更に、従来の第３の熱交換器への回路の切換による場合
に比較して必要とする冷媒量を削減することができると
ともに、従来に比較して冷媒の流れる流路を短くできる
から、冷凍回路内における冷媒の圧ノコ損失の低下を小
さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る構成図、第２図はアキ
ュムレータ内の構成を示す斜視図、第３図は冷房モード
における流れを示す構成図である。 １７・・・・・・冷却水熱交換器、２０・・・・・・ヒ
ートポンプ回路（冷凍回路）、２１・・・・・・コンプ
レッサ、２２・・・・・・アキュムレータ、２４・・・
・・・室外熱交換器、２６・・・・・・室内熱交換器。 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　冷媒を外気と熱交換する室外熱交換器と、冷媒を室内
   気と熱交換する室内熱交換器と、アキュムレータと、冷
   凍回路を切換える四方切換弁と、冷媒を加圧するコンプ
   レッサとを有するヒートポンプ型の自動車用空調装置に
   おいて、前記アキュムレータには排気ガスで加熱のエン
   ジン冷却水が導入された冷却水熱交換器が収納されてい
   ることを特徴とする自動車用空調装置。