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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