JPH0891042A - ヒートポンプ式冷暖房装置 - Google Patents
ヒートポンプ式冷暖房装置Info
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- JPH0891042A JPH0891042A JP6231403A JP23140394A JPH0891042A JP H0891042 A JPH0891042 A JP H0891042A JP 6231403 A JP6231403 A JP 6231403A JP 23140394 A JP23140394 A JP 23140394A JP H0891042 A JPH0891042 A JP H0891042A
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- valve
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- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
- B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
- B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
- B60H1/00899—Controlling the flow of liquid in a heat pump system
- B60H1/00907—Controlling the flow of liquid in a heat pump system where the flow direction of the refrigerant changes and an evaporator becomes condenser
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ヒートポンプ式冷暖房装置において、熱交換
器のサイズを大きくすることなく、冷媒の過冷却量を大
きくして成績係数を増大させる。 【構成】 従来は暖房用の室内凝縮器として使用された
室内熱交換器21と、同じく冷房用の室内蒸発器として
使用された室内熱交換器22を、共に暖房用の室内凝縮
器として使用し得るように、それぞれバイパスバルブ2
4,26を有する第1、第2の膨張弁23,25により
直列接続する。1は圧縮機、2は冷暖切替用の四方弁、
5は室外熱交換器、14は空調用空気流路を示す。
器のサイズを大きくすることなく、冷媒の過冷却量を大
きくして成績係数を増大させる。 【構成】 従来は暖房用の室内凝縮器として使用された
室内熱交換器21と、同じく冷房用の室内蒸発器として
使用された室内熱交換器22を、共に暖房用の室内凝縮
器として使用し得るように、それぞれバイパスバルブ2
4,26を有する第1、第2の膨張弁23,25により
直列接続する。1は圧縮機、2は冷暖切替用の四方弁、
5は室外熱交換器、14は空調用空気流路を示す。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電気自動車用のヒートポ
ンプ式冷暖房装置に関する。
ンプ式冷暖房装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電気自動車用の冷暖房装置としては、図
2に示すように、圧縮機1、四方弁2、室内凝縮器3、
室内蒸発器4、室外熱交換器5、アキュムレータ6、バ
ルブ7、暖房運転用膨張弁8、バルブ9、冷房運転用膨
張弁10、バルブ11等からなるヒートポンプサイクル
が用いられている。電気自動車ではガソリン車のような
エンジンの冷却水を利用した暖房用のヒータコアがない
ため、冷房、暖房ともに前記ヒートポンプサイクルを用
いる。そのため、冷房運転時と暖房運転時とで冷媒流路
を切替えるための四方弁2を設けてある。空調用空気流
路14には暖房用の室内凝縮器3と冷房用の室内蒸発器
4とを別に設け、車室外には暖房運転時に蒸発器とな
り、冷房運転時に凝縮器となる室外熱交換器5を設けて
いる。また、自動車ではガラス内面の曇りを防止するた
めに車室内の除湿を行っているので、空気を空調用空気
流路14に設けた室内蒸発器4で冷却し、空気中の水分
を室内蒸発器4上に結露させ、絶対湿度を低下させた
後、室内凝縮器3で空気を目的の温度まで加熱し、車室
内に吹き出させる除湿暖房運転も行う。なお、図中、1
2は空気流路に設けられて矢印Dの方向に空気を送るフ
ァン、13は室外熱交換器5に付設されたファン、15
は逆止弁を示している。
2に示すように、圧縮機1、四方弁2、室内凝縮器3、
室内蒸発器4、室外熱交換器5、アキュムレータ6、バ
ルブ7、暖房運転用膨張弁8、バルブ9、冷房運転用膨
張弁10、バルブ11等からなるヒートポンプサイクル
が用いられている。電気自動車ではガソリン車のような
エンジンの冷却水を利用した暖房用のヒータコアがない
ため、冷房、暖房ともに前記ヒートポンプサイクルを用
いる。そのため、冷房運転時と暖房運転時とで冷媒流路
を切替えるための四方弁2を設けてある。空調用空気流
路14には暖房用の室内凝縮器3と冷房用の室内蒸発器
4とを別に設け、車室外には暖房運転時に蒸発器とな
り、冷房運転時に凝縮器となる室外熱交換器5を設けて
いる。また、自動車ではガラス内面の曇りを防止するた
めに車室内の除湿を行っているので、空気を空調用空気
流路14に設けた室内蒸発器4で冷却し、空気中の水分
を室内蒸発器4上に結露させ、絶対湿度を低下させた
後、室内凝縮器3で空気を目的の温度まで加熱し、車室
内に吹き出させる除湿暖房運転も行う。なお、図中、1
2は空気流路に設けられて矢印Dの方向に空気を送るフ
ァン、13は室外熱交換器5に付設されたファン、15
は逆止弁を示している。
【0003】電気自動車用のヒートポンプ式冷暖房装置
には、それを駆動する蓄電池の負荷を低減するために、
できるだけ高効率であることが求められている。とく
に、暖房時には外気温度が低いため、外気と熱交換を行
って蒸発器として作動する室外熱交換器5内の冷媒の圧
力が低くなることから、圧縮機1の圧縮比が大きくな
り、サイクルの効率を表す成績係数が小さくなってしま
う。
には、それを駆動する蓄電池の負荷を低減するために、
できるだけ高効率であることが求められている。とく
に、暖房時には外気温度が低いため、外気と熱交換を行
って蒸発器として作動する室外熱交換器5内の冷媒の圧
力が低くなることから、圧縮機1の圧縮比が大きくな
り、サイクルの効率を表す成績係数が小さくなってしま
う。
【0004】そこで、従来では室内凝縮器3における冷
媒の過冷却量を増加させることにより成績係数の増大を
図っている。図3はこのときのモリエル線図である。圧
縮機1の吸入圧、吐出圧および吸入冷媒の過熱度が一定
とすると、圧縮仕事Wは一定である。一方、暖房効果Q
は冷媒の過冷却量qが大きくなるほど増加する。そのた
め、暖房効果Q/圧縮仕事Wとして計算される成績係数
は過冷却量qを大きくするほど大きく、サイクルの効率
を向上させることができる。
媒の過冷却量を増加させることにより成績係数の増大を
図っている。図3はこのときのモリエル線図である。圧
縮機1の吸入圧、吐出圧および吸入冷媒の過熱度が一定
とすると、圧縮仕事Wは一定である。一方、暖房効果Q
は冷媒の過冷却量qが大きくなるほど増加する。そのた
め、暖房効果Q/圧縮仕事Wとして計算される成績係数
は過冷却量qを大きくするほど大きく、サイクルの効率
を向上させることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の方
法では冷媒の過冷却量qを大きくするために室内凝縮器
3の能力を大きくする必要があり、そのため室内凝縮器
3を大型化しなければならず、搭載性の悪化やコストの
上昇をまねくという問題がある。
法では冷媒の過冷却量qを大きくするために室内凝縮器
3の能力を大きくする必要があり、そのため室内凝縮器
3を大型化しなければならず、搭載性の悪化やコストの
上昇をまねくという問題がある。
【0006】本発明はかかる従来技術の問題を解決する
もので、従来より空調用空気流路14内に設置してある
室内凝縮器3のような熱交換器のサイズを大きくするこ
となく、冷媒の過冷却量qを大きくして成績係数を大き
くし、効率の良い空気調和装置を提供することを目的と
している。
もので、従来より空調用空気流路14内に設置してある
室内凝縮器3のような熱交換器のサイズを大きくするこ
となく、冷媒の過冷却量qを大きくして成績係数を大き
くし、効率の良い空気調和装置を提供することを目的と
している。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明においては、従来
より空調用空気流路14には室内凝縮器3と室内蒸発器
4の2個の室内熱交換器を設けていることに着目し、前
記の課題を解決する手段として空調用空気流路内の2個
の室内熱交換器を配管により直列に接続し、この接続配
管に第1の膨張弁と、第1の膨張弁をバイパスするバル
ブを有する流路を設け、さらに、室内熱交換器と室外熱
交換器を接続する配管に第2の膨張弁と、第2の膨張弁
をバイパスするバルブを有する流路を設けたことを特徴
としている。
より空調用空気流路14には室内凝縮器3と室内蒸発器
4の2個の室内熱交換器を設けていることに着目し、前
記の課題を解決する手段として空調用空気流路内の2個
の室内熱交換器を配管により直列に接続し、この接続配
管に第1の膨張弁と、第1の膨張弁をバイパスするバル
ブを有する流路を設け、さらに、室内熱交換器と室外熱
交換器を接続する配管に第2の膨張弁と、第2の膨張弁
をバイパスするバルブを有する流路を設けたことを特徴
としている。
【0008】
【作用】前述のように、従来技術においては、2個の室
内熱交換器をそれぞれ凝縮器および蒸発器として使用し
ている。しかし、本発明では運転条件(暖房、冷房、除
湿暖房)に応じて、2個の室内熱交換器は共に、凝縮器
または蒸発器のどちらか一方としても使用可能である。
そのため、暖房時には第1膨張弁をバイパスする流路に
設けたバルブを開き、第2膨張弁をバイパスする流路に
設けたバルブを閉じることにより、2個の室内熱交換器
を共に凝縮器として使用する。従来は蒸発器として設け
てあった室内熱交換器をも凝縮器として使用するため、
その分だけ凝縮器の容量が大きくなり、装置の能力向上
を図ることができる。このため、冷媒の過冷却量を大き
くすることができ、成績係数の向上をはかることができ
る。
内熱交換器をそれぞれ凝縮器および蒸発器として使用し
ている。しかし、本発明では運転条件(暖房、冷房、除
湿暖房)に応じて、2個の室内熱交換器は共に、凝縮器
または蒸発器のどちらか一方としても使用可能である。
そのため、暖房時には第1膨張弁をバイパスする流路に
設けたバルブを開き、第2膨張弁をバイパスする流路に
設けたバルブを閉じることにより、2個の室内熱交換器
を共に凝縮器として使用する。従来は蒸発器として設け
てあった室内熱交換器をも凝縮器として使用するため、
その分だけ凝縮器の容量が大きくなり、装置の能力向上
を図ることができる。このため、冷媒の過冷却量を大き
くすることができ、成績係数の向上をはかることができ
る。
【0009】また、第1および第2の膨張弁のそれぞれ
のバイパス流路に設けられたバルブの切替え(開閉の組
み合わせ)により、冷房、除湿暖房運転も可能である。
のバイパス流路に設けられたバルブの切替え(開閉の組
み合わせ)により、冷房、除湿暖房運転も可能である。
【0010】
【実施例】図1は本発明の第1実施例の暖房運転の状態
を示している。先に示した図2の従来例と実質的に同じ
部分には同じ参照符号を付して重複する説明を省略す
る。この実施例の特徴として、空調用空気流路14に2
個の室内熱交換器21,22を設け、これらを配管27
により直列に接続する。配管27の途中には、第1膨張
弁23と、第1膨張弁23をバイパスするバルブ24を
有する配管29を設ける。さらに、室内熱交換器22と
室外熱交換器5を接続する配管28の途中に第2膨張弁
25と、第2膨張弁25をバイパスするバルブ26を有
する配管30を設けてある。
を示している。先に示した図2の従来例と実質的に同じ
部分には同じ参照符号を付して重複する説明を省略す
る。この実施例の特徴として、空調用空気流路14に2
個の室内熱交換器21,22を設け、これらを配管27
により直列に接続する。配管27の途中には、第1膨張
弁23と、第1膨張弁23をバイパスするバルブ24を
有する配管29を設ける。さらに、室内熱交換器22と
室外熱交換器5を接続する配管28の途中に第2膨張弁
25と、第2膨張弁25をバイパスするバルブ26を有
する配管30を設けてある。
【0011】暖房運転時には2個の室内熱交換器21,
22を共に凝縮器とし室外熱交換器5を蒸発器として使
用する。そのために、バルブ24を開いて第1膨張弁2
3をバイパスし、さらにバルブ26を閉じて第2膨張弁
25により冷媒を減圧させる。室内熱交換器21,22
が2個とも凝縮器となるため、従来よりも凝縮器の能力
が大きくなり、冷媒の過冷却量を大きくすることができ
る結果、成績係数およびサイクルの効率が向上する。
22を共に凝縮器とし室外熱交換器5を蒸発器として使
用する。そのために、バルブ24を開いて第1膨張弁2
3をバイパスし、さらにバルブ26を閉じて第2膨張弁
25により冷媒を減圧させる。室内熱交換器21,22
が2個とも凝縮器となるため、従来よりも凝縮器の能力
が大きくなり、冷媒の過冷却量を大きくすることができ
る結果、成績係数およびサイクルの効率が向上する。
【0012】冷房運転時には四方弁2を切替えて冷媒の
流れる方向を暖房運転時とは逆にする。2個の室内熱交
換器21,22を共に蒸発器、室外熱交換器5を凝縮器
として使用する。そのために、暖房運転時と同様にバル
ブ24を開いて第1膨張弁23をバイパスし、さらにバ
ルブ26を閉じて第2膨張弁25により冷媒を減圧させ
る。
流れる方向を暖房運転時とは逆にする。2個の室内熱交
換器21,22を共に蒸発器、室外熱交換器5を凝縮器
として使用する。そのために、暖房運転時と同様にバル
ブ24を開いて第1膨張弁23をバイパスし、さらにバ
ルブ26を閉じて第2膨張弁25により冷媒を減圧させ
る。
【0013】除湿暖房運転時には、暖房運転時と同じ方
向に冷媒を流し、2個の室内熱交換器21,22のう
ち、空調用空気の流れの上流側にある室内熱交換器22
を蒸発器、下流側にある室内熱交換器21を凝縮器とす
る。そのために、バルブ24を閉じて第1膨張弁23に
より冷媒を減圧させ、さらにバルブ26を開いて第2膨
張弁25をバイパスさせる。それによって、流路14内
を矢印Dの方向に流れる空調用空気は、まず室内熱交換
器22によって冷却されて絶対湿度を小さくされた後
に、もう1つの室内熱交換器21において加熱されて所
定の温度となり、車室内に吹き出される。
向に冷媒を流し、2個の室内熱交換器21,22のう
ち、空調用空気の流れの上流側にある室内熱交換器22
を蒸発器、下流側にある室内熱交換器21を凝縮器とす
る。そのために、バルブ24を閉じて第1膨張弁23に
より冷媒を減圧させ、さらにバルブ26を開いて第2膨
張弁25をバイパスさせる。それによって、流路14内
を矢印Dの方向に流れる空調用空気は、まず室内熱交換
器22によって冷却されて絶対湿度を小さくされた後
に、もう1つの室内熱交換器21において加熱されて所
定の温度となり、車室内に吹き出される。
【0014】図4は本発明の第2実施例を示すもので、
第1膨張弁41および第2膨張弁42として電気制御膨
張弁を用いる。電気制御膨張弁は電気的に膨張弁の開度
を制御することが可能で、全閉から圧力損失のほとんど
ない全開まで開度を変化させることができる。2個の室
内熱交換器21,22を第1膨張弁41を設けた配管2
7によって直列に接続し、さらに、室内熱交換器22と
室外熱交換器5を接続する配管28の途中に第2膨張弁
42を設ける。
第1膨張弁41および第2膨張弁42として電気制御膨
張弁を用いる。電気制御膨張弁は電気的に膨張弁の開度
を制御することが可能で、全閉から圧力損失のほとんど
ない全開まで開度を変化させることができる。2個の室
内熱交換器21,22を第1膨張弁41を設けた配管2
7によって直列に接続し、さらに、室内熱交換器22と
室外熱交換器5を接続する配管28の途中に第2膨張弁
42を設ける。
【0015】暖房運転時には第1膨張弁41を全開と
し、第2膨張弁42の開度を調節して、第2膨張弁42
により冷媒の減圧を行う。冷房運転時には四方弁2によ
り暖房運転時とは冷媒の流れ方向を逆にし、第1膨張弁
41を全開とし、第2膨張弁42によって冷媒の減圧を
行う。除湿暖房運転時には第1膨張弁41を調整して、
第1膨張弁41により冷媒の減圧を行い、第2膨張弁4
2は全開とする。
し、第2膨張弁42の開度を調節して、第2膨張弁42
により冷媒の減圧を行う。冷房運転時には四方弁2によ
り暖房運転時とは冷媒の流れ方向を逆にし、第1膨張弁
41を全開とし、第2膨張弁42によって冷媒の減圧を
行う。除湿暖房運転時には第1膨張弁41を調整して、
第1膨張弁41により冷媒の減圧を行い、第2膨張弁4
2は全開とする。
【0016】図5は本発明の第3実施例を示すものであ
る。第1実施例と同様な構成に加えて、室内熱交換器2
1をバイパスする流路36と、流路36と配管27の接
続部に三方弁35を設けている点に特徴がある。本発明
においては、暖房運転時には凝縮器の能力向上のために
2個の室内熱交換器21,22を使用するが、冷房運転
時には従来と同じように室内熱交換器22を使用するだ
けでも能力は十分である。そこで、冷房運転時には図6
に示すように三方弁35を切替えることにより、冷媒が
室内熱交換器21をバイパスするようにする。暖房運転
時および除湿暖房運転時には図7に示すように三方弁3
5を切替え、冷媒が室内熱交換器21をも通るようにす
る。
る。第1実施例と同様な構成に加えて、室内熱交換器2
1をバイパスする流路36と、流路36と配管27の接
続部に三方弁35を設けている点に特徴がある。本発明
においては、暖房運転時には凝縮器の能力向上のために
2個の室内熱交換器21,22を使用するが、冷房運転
時には従来と同じように室内熱交換器22を使用するだ
けでも能力は十分である。そこで、冷房運転時には図6
に示すように三方弁35を切替えることにより、冷媒が
室内熱交換器21をバイパスするようにする。暖房運転
時および除湿暖房運転時には図7に示すように三方弁3
5を切替え、冷媒が室内熱交換器21をも通るようにす
る。
【0017】図8は本発明の第4実施例を示すものであ
る。この例は、室内熱交換器21,22を通過する空気
流量を調整するためのダンパ71,72を空調用空気流
路14内に設けた点に特徴がある。ダンパ71,72を
制御することによって、室内温度や吹き出し空気温度を
所定の値に調整することが可能である。
る。この例は、室内熱交換器21,22を通過する空気
流量を調整するためのダンパ71,72を空調用空気流
路14内に設けた点に特徴がある。ダンパ71,72を
制御することによって、室内温度や吹き出し空気温度を
所定の値に調整することが可能である。
【0018】
【発明の効果】本発明を実施することによって、室内凝
縮器を大型化しなくても大きな成績係数を得ることが可
能になり、小型の装置でありながら、高い暖房効果が得
られる。そして搭載性の良いヒートポンプ式の冷暖房装
置を低コストで実現することが可能になる。
縮器を大型化しなくても大きな成績係数を得ることが可
能になり、小型の装置でありながら、高い暖房効果が得
られる。そして搭載性の良いヒートポンプ式の冷暖房装
置を低コストで実現することが可能になる。
【図1】本発明の第1実施例の構成を示す模式図であ
る。
る。
【図2】従来のヒートポンプサイクルの構成を示す模式
図である。
図である。
【図3】従来技術についてのモリエル線図である。
【図4】本発明の第2実施例の構成を示す模式図であ
る。
る。
【図5】本発明の第3実施例の構成を示す模式図であ
る。
る。
【図6】本発明の第3実施例における1つの作動状態を
示す模式図である。
示す模式図である。
【図7】第3実施例における他の作動状態を示す模式図
である。
である。
【図8】本発明の第4実施例の構成を示す模式図であ
る。
る。
1…圧縮機 2…四方弁 3…室内凝縮器 4…室内蒸発器 5…室外熱交換器 6…アキュムレータ 7…バルブ 8…膨張弁 9…バルブ 10…膨張弁 11…バルブ 12,13…ファン 14…空調用空気流路 15…逆止弁 21,22…室内熱交換器 23…第1膨張弁 24…バルブ 25…第2膨張弁 26…バルブ 27,28,29,30…配管 41…第1膨張弁 42…第2膨張弁 35…三方弁 36…バイパス流路 71,72…ダンパ
Claims (3)
- 【請求項1】 室外熱交換器と2個の室内熱交換器を設
け、前記室外熱交換器と前記2個の室内熱交換器を配管
によって直列に接続し、前記2個の室内熱交換器を接続
する配管の途中に第1の減圧装置を設けると共に、前記
2個の室内熱交換器と前記室外熱交換器を接続する配管
の途中に第2の減圧装置を設け、運転条件に応じて前記
2個の減圧装置のうち、どちらか1個のみが有効に作動
するように構成したことを特徴とするヒートポンプ式冷
暖房装置。 - 【請求項2】 減圧装置として電気制御式膨張弁を用い
たことを特徴とする請求項1記載のヒートポンプ式冷暖
房装置。 - 【請求項3】 2個の室内熱交換器のうちで暖房運転時
に冷媒の流れ方向に見て下流側となる室内熱交換器を空
調用空気流路の上流側に配置したことを特徴とする請求
項1記載のヒートポンプ式冷暖房装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6231403A JPH0891042A (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | ヒートポンプ式冷暖房装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6231403A JPH0891042A (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | ヒートポンプ式冷暖房装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0891042A true JPH0891042A (ja) | 1996-04-09 |
Family
ID=16923063
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6231403A Withdrawn JPH0891042A (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | ヒートポンプ式冷暖房装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0891042A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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