JPH1076837A - Heating system for automobile - Google Patents
Heating system for automobileInfo
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- JPH1076837A JPH1076837A JP23663896A JP23663896A JPH1076837A JP H1076837 A JPH1076837 A JP H1076837A JP 23663896 A JP23663896 A JP 23663896A JP 23663896 A JP23663896 A JP 23663896A JP H1076837 A JPH1076837 A JP H1076837A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍サイクル内の
高温高圧の冷媒を利用して温水を加熱するようにした自
動車用暖房装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heating apparatus for an automobile in which hot water is heated by using a high-temperature and high-pressure refrigerant in a refrigeration cycle.
【0002】[0002]
【従来の技術】たとえば、最近の一部の高級車や比較的
車室内空間が大きいワンボックスカーなどには、室内全
体について快適な空調状態が得られるよう、車室内の前
方領域(たとえば、前席部分)はフロントユニットによ
り、後方領域(たとえば、第2席、第3席等の後席部
分)はリヤユニットによりそれぞれ独立に空気調和す
る、通常デュアルエアコンと称される自動車用空気調和
装置が搭載されている。2. Description of the Related Art For example, in recent luxury cars and one-box cars having a relatively large interior space, a front area (for example, a front area) in the interior of the interior of the vehicle is provided so that a comfortable air-conditioning state can be obtained for the entire interior. An air conditioner for an automobile, usually called a dual air conditioner, is provided, in which a seat portion) is independently air-conditioned by a front unit and a rear region (for example, a rear seat portion of a second seat, a third seat, etc.) by a rear unit. It is installed.
【0003】この種の自動車用空気調和装置として、た
とえば、暖房運転時において、フロントユニットはエン
ジン冷却水を熱源として利用するが、リヤユニットはコ
ンプレッサにより圧縮された高温高圧の冷媒を熱源とし
て利用するようにしたシステムがある。なお、この種の
装置は、冷媒の循環過程(冷凍サイクル)において低温
の外部空気から熱を汲み上げて車室内を暖房することか
ら、ヒートポンプ式の自動車用空気調和装置と称されて
いる。As an air conditioner for an automobile of this type, for example, during a heating operation, a front unit uses engine cooling water as a heat source, while a rear unit uses high-temperature and high-pressure refrigerant compressed by a compressor as a heat source. There is such a system. This type of device is called a heat pump type air conditioner for a vehicle because it heats a vehicle interior by drawing heat from low-temperature external air in a refrigerant circulation process (refrigeration cycle).
【0004】ところが、この種の装置で暖房運転をする
場合、たとえば、冬季の朝のように外気温度が低いとき
には、起動時にエンジン冷却水の温度が低く、また、冷
媒の温度の上昇速度も俊敏でないため、運転開始と同時
に暖かい空気が吹き出されるような状態になりにくく、
いわゆる即暖性が不十分となり、また、暖房性能も不足
気味となるおそれがある。特に、ディーゼルエンジンを
搭載した車室内空間の大きいワンボックスカーでは、通
常のガソリンエンジン車と比べてエンジン冷却水の温度
上昇が遅く、しかも広い空間を暖房しなければならない
ことから、即暖性、暖房性能ともに不足する傾向があ
る。[0004] However, when a heating operation is performed by this type of device, for example, when the outside air temperature is low, such as in the morning of winter, the temperature of the engine cooling water is low at the time of startup, and the temperature of the refrigerant rises rapidly. Because it is not, it is difficult for warm air to be blown out at the same time as operation start,
There is a possibility that the so-called immediate warming property becomes insufficient, and the heating performance also tends to be insufficient. In particular, in a one-box car with a large cabin space equipped with a diesel engine, the temperature of the engine cooling water rises slowly compared to a normal gasoline engine car, and since it has to heat a large space, immediate warming, Heating performance tends to be insufficient.
【0005】そこで、現在では、エンジン冷却水の熱を
利用して冷媒を加熱し、エンタルピーが増加したより高
温の冷媒を用いて、より高い暖房性能を発揮するように
したヒートポンプ式自動車用空気調和装置が開発されて
いる(たとえば、特願平7−271621号参照)。[0005] Therefore, at present, a heat pump type air conditioner for a vehicle is provided in which a refrigerant is heated using heat of engine cooling water and a higher heating performance is exhibited by using a higher temperature refrigerant having an increased enthalpy. An apparatus has been developed (for example, see Japanese Patent Application No. 7-271621).
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フロン
トユニットは温水を利用しリヤユニットは高温高圧の冷
媒を利用してそれぞれ空気を加熱する上記のヒートポン
プ式システムにあっては、次のような懸念事項がある。However, in the above-described heat pump type system in which the front unit uses hot water and the rear unit uses high-temperature, high-pressure refrigerant to heat air, the following concerns are raised. There is.
【0007】第1に、特にリヤユニットについて、一般
に冷凍サイクルにおいてはコンプレッサ保護のためコン
プレッサ吐出圧力が上昇した時にコンプレッサのON/
OFF制御を行って吐出圧力を下げるようにしているた
め、冷媒温度の上昇に一定の限界があり、したがって、
それとの熱交換により加熱される空気の温度、つまり吹
出風の温度にも一定の限界がある(たとえば、コンプレ
ッサの信頼性を考慮すると最大で60℃程度の吹出口温
度しか得られない)。[0007] First, especially for the rear unit, generally in the refrigerating cycle, when the compressor discharge pressure rises to protect the compressor, the ON / OFF state of the compressor is increased.
Since the discharge pressure is lowered by performing the OFF control, there is a certain limit to the rise of the refrigerant temperature, and therefore,
There is also a certain limit to the temperature of the air heated by heat exchange therewith, that is, the temperature of the blown air (for example, only a maximum of about 60 ° C. outlet temperature is obtained in consideration of the reliability of the compressor).
【0008】第2に、暖房時(低外気温度時)のみなら
ず温調時(中間外気温度時)においても常時コンプレッ
サを作動させるため、専ら温水を利用して空気を加熱す
る通常の暖房システムに対し燃費が低下するおそれがあ
る。Second, since the compressor is always operated not only at the time of heating (at the time of low outside air temperature) but also at the time of temperature control (at the time of intermediate outside air temperature), an ordinary heating system which exclusively uses hot water to heat air is used. However, fuel efficiency may decrease.
【0009】第3に、もし万が一コンプレッサ等が故障
した場合には、リヤユニットは一切機能しなくなり、後
席の暖房ができなくなってしまう。Third, in the event that the compressor or the like breaks down, the rear unit does not function at all and the rear seat cannot be heated.
【0010】第4に、フロントユニットとリヤユニット
とでそれぞれ別個の熱源(前者は温水、後者は高温高圧
の冷媒)を利用するため、1つの手段でフロントユニッ
トおよびリヤユニットについて同時に暖房性能の向上を
図ることができない。[0010] Fourth, since the front unit and the rear unit use different heat sources (the former is hot water and the latter is a high-temperature and high-pressure refrigerant), the heating performance of the front unit and the rear unit is simultaneously improved by one means. Can not be planned.
【0011】ところで、たとえば寒冷地などにおいて
は、自動車用空調装置として車室内を暖房する装置(自
動車用暖房装置)のみを搭載した車両も多く、そうした
自動車用暖房装置に対する需要も多いことから、専ら暖
房にのみ着目し、上記の懸念事項を解決できる自動車用
暖房装置の開発が強く求められていた。By the way, in cold regions, for example, many vehicles are equipped with only a device for heating the interior of a vehicle (vehicle heating device) as an air conditioner for a vehicle, and there is a great demand for such a heating device for a vehicle. Focusing only on heating, there has been a strong demand for the development of an automotive heating system that can solve the above concerns.
【0012】本発明は、本出願人が現在開発中のヒート
ポンプ式自動車用空気調和装置における上記課題に着目
してなされたものであり、既存の温水式ヒータを基本と
しつつ、上記の懸念事項をすべて解決しうる全く新しい
自動車用暖房装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in a heat pump type air conditioner for a vehicle currently being developed by the present applicant. It is an object of the present invention to provide a completely new automotive heating system that can solve all of the problems.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、取り入れた空気を車室内に
向かって送る通風路内に、エンジンを冷却するための温
水を利用して取り入れ空気を加熱するヒータコアを設
け、当該ヒータコアの温水入口と前記エンジンの温水出
口との間に、冷凍サイクルを構成するコンプレッサから
吐出された冷媒を利用して前記ヒータコアへ流入する温
水を加熱する第1熱交換器を設け、前記ヒータコアの温
水出口と前記エンジンの温水入口との間に、前記第1熱
交換器から流出した冷媒を利用して前記ヒータコアから
流出した温水を冷却する第2熱交換器を設けたことを特
徴とする。In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, hot water for cooling an engine is used in a ventilation passage for sending intake air toward a vehicle interior. A heater core for heating the intake air is provided, and between a hot water inlet of the heater core and a hot water outlet of the engine, a hot water flowing into the heater core is heated by using a refrigerant discharged from a compressor constituting a refrigeration cycle. (1) a second heat exchange that includes a heat exchanger and cools hot water flowing out of the heater core between a hot water outlet of the heater core and a hot water inlet of the engine by using a refrigerant flowing out of the first heat exchanger; A container is provided.
【0014】この発明にあっては、エンジンからヒータ
コアへ流れる温水は、第1熱交換器にて、コンプレッサ
から吐出された冷媒を利用して、つまり、コンプレッサ
から吐出された高温高圧の冷媒との熱交換(サイクルか
らの放熱)により加熱され、その温度が上昇する。これ
により、ヒータコアにはより高温の温水が流れるように
なるため、ヒータコアを通過する空気はより高温に加熱
され、吹出風温度が上昇する。また、ヒータコアからエ
ンジンへ戻る温水は、第2熱交換器にて、第1熱交換器
から流出した冷媒を利用して、つまり、第1熱交換器か
ら流出しリキッドタンクを経て膨脹弁で断熱膨脹された
低温低圧の気化しやすい冷媒との熱交換(サイクルへの
吸熱)により冷却された後、エンジンに帰還する。すな
わち、いわゆるヒートポンプ式ヒータのように高温高圧
の冷媒を利用して直接空気を加熱するのではなく間接的
に温水を加熱するものではあるが、温水を加熱すること
によってヒータコアを流れる温水温度が上昇することか
ら、通常の温水式ヒータと比べて暖房性能が向上する。
また、100℃近くまで温度上昇しうる温水を吹出風の
熱源とするため、コンプレッサ吐出圧力(Pd )制御に
より冷媒温度の上昇に一定の限界があるヒートポンプ式
ヒータと比べても暖房性能が向上する。According to the present invention, the hot water flowing from the engine to the heater core uses the refrigerant discharged from the compressor in the first heat exchanger, that is, the hot water flows with the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor. It is heated by heat exchange (radiation from the cycle) and its temperature rises. As a result, hotter hot water flows through the heater core, so that the air passing through the heater core is heated to a higher temperature, and the temperature of the blown air rises. In addition, the warm water returning from the heater core to the engine is insulated by the expansion valve through the second heat exchanger using the refrigerant flowing out of the first heat exchanger, that is, flowing out of the first heat exchanger, passing through the liquid tank. After being cooled by heat exchange (heat absorption into the cycle) with the expanded low-temperature and low-pressure vaporizable refrigerant, it returns to the engine. In other words, instead of using a high-temperature, high-pressure refrigerant to directly heat air as in a so-called heat pump heater, it indirectly heats hot water, but heating the hot water raises the temperature of the hot water flowing through the heater core. Therefore, the heating performance is improved as compared with a normal hot water heater.
Also, since hot water whose temperature can rise to nearly 100 ° C. is used as the heat source of the blown air, the heating performance is improved as compared with a heat pump type heater having a certain limit in the rise of the refrigerant temperature by controlling the compressor discharge pressure (Pd). .
【0015】また、コンプレッサを停止すれば通常の温
水式ヒータとして作動するため、温水の温度が十分に上
昇した後コンプレッサを停止するようにすれば、常時コ
ンプレッサを作動させる必要はなくなる。Further, if the compressor is stopped, it operates as a normal hot water type heater. Therefore, if the compressor is stopped after the temperature of the hot water has sufficiently risen, it is not necessary to always operate the compressor.
【0016】また、コンプレッサ等が故障した場合で
も、冷媒との熱交換による温水の加熱はできなくなるも
のの、通常の温水式ヒータとしてはなお作動しうるた
め、依然として暖房自体は可能である。Further, even if the compressor or the like breaks down, heating of the hot water by heat exchange with the refrigerant becomes impossible, but the heating itself can still be performed because the heater can still operate as a normal hot water heater.
【0017】請求項2記載の発明は、上記請求項1記載
の発明において、それぞれ取り入れた空気を車室内の前
方領域および後方領域に向かって送る第1通風路および
第2通風路を有し、前記ヒータコアをそれぞれ前記第1
通風路および前記第2通風路に配設したことを特徴とす
る。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, there are provided a first ventilation path and a second ventilation path for sending the taken air toward a front area and a rear area in the vehicle interior, respectively. The heater cores are respectively connected to the first
It is characterized by being arranged in the ventilation path and the second ventilation path.
【0018】この発明にあっては、車室内の前方領域
(フロント側)および後方領域(リヤ側)共に冷媒との
熱交換で加熱された温水によって暖房される。これによ
り、1つの手段でフロント側とリヤ側について同時に暖
房性能の向上が図られる。According to the present invention, both the front area (front side) and the rear area (rear side) in the vehicle compartment are heated by hot water heated by heat exchange with the refrigerant. Thereby, the heating performance of the front side and the rear side can be simultaneously improved by one means.
【0019】請求項3記載の発明は、上記請求項1また
は2記載の発明において、前記第1熱交換器および前記
第2熱交換器をリキッドタンクおよび膨脹弁と共に一体
化したことを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the first heat exchanger and the second heat exchanger are integrated with a liquid tank and an expansion valve. .
【0020】この発明にあっては、第1熱交換器、第2
熱交換器、リキッドタンク、および膨脹弁が一体化さ
れ、スペース効率の有効化が図られる。たとえば、車両
の床下スペースに1ユニットで取り付けることができ
る。In the present invention, the first heat exchanger and the second heat exchanger
The heat exchanger, the liquid tank, and the expansion valve are integrated, and space efficiency is effectively achieved. For example, it can be mounted in one unit in the space under the floor of the vehicle.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】以下、図面を使って、本発明の実
施の形態を説明する。図1は本発明に係る自動車用暖房
装置の一実施形態を示す概略構成図である。この自動車
用暖房装置は、送風機により取り入れた内外気を加熱し
て車室内の前席および後席に向かってそれぞれ吹き出す
フロントユニット10とリヤユニット20とを有してい
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a vehicle heating device according to the present invention. The vehicle heating apparatus includes a front unit 10 and a rear unit 20 that heat inside and outside air taken in by a blower and blow out the air toward a front seat and a rear seat in a vehicle interior.
【0022】これら両ユニット10、20は、全く同じ
構成を有しており、従来一般の自動車用暖房装置と同
様、それぞれ、ケーシング内に形成された通風路11、
21内に、白抜き矢印で示す空気の流れ方向の上流側か
ら順に、送風機12、22およびヒータコア13、23
を配設して構成されている。以下、フロントユニット1
0内のヒータコア13をフロントヒータコア、リヤユニ
ット20内のヒータコア23をリヤヒータコアとそれぞ
れ呼ぶことにする。ヒータコア13、23は、エンジン
1の冷却水(温水)を利用して取り入れ空気を加熱する
熱交換器である。なお、図示しないが、より詳細には、
両ユニット10、20は上流側から順にインテークユニ
ットとヒータユニットを有し、両者をヒータダクトで連
結して構成されている。インテークユニットにはインテ
ークドアと前記送風機12、22が配置され、ヒータユ
ニットにはエアミックスドアと前記ヒータコア13、2
3が配置されている。エアミックスドアは、ヒータコア
13、23の前面に設けられ、ヒータコア13、23を
通過した温風とこれを迂回した冷風(外気)との比率を
調節してヒータコア13、23の下流域で所望温度の空
気を作ったり、あるいはヒータコア13、23に空気が
流通しないようにしている。また、ヒータユニットのヒ
ータコア13、23下流側には、それぞれ、車室内の前
席および後席への各種吹出口が形成されている。The two units 10 and 20 have exactly the same structure, and have a ventilation passage 11 and a ventilation passage 11 formed in a casing, respectively, similarly to a conventional general automobile heating device.
21, blowers 12 and 22 and heater cores 13 and 23 are arranged in order from the upstream side in the air flow direction indicated by the white arrow.
Are arranged. Hereinafter, front unit 1
The heater core 13 in 0 is called a front heater core, and the heater core 23 in the rear unit 20 is called a rear heater core. The heater cores 13 and 23 are heat exchangers that heat intake air using cooling water (hot water) of the engine 1. Although not shown, in more detail,
Both units 10 and 20 have an intake unit and a heater unit in order from the upstream side, and are configured by connecting both with a heater duct. An intake unit and the blowers 12 and 22 are arranged in the intake unit, and an air mix door and the heater cores 13 and 2 are arranged in the heater unit.
3 are arranged. The air mix door is provided in front of the heater cores 13 and 23, and adjusts the ratio of hot air that has passed through the heater cores 13 and 23 to cool air (outside air) that bypasses the heater cores 13 and 23 and has a desired temperature in the downstream area of the heater cores 13 and 23. Or air is prevented from flowing through the heater cores 13 and 23. Various outlets are formed on the downstream side of the heater cores 13 and 23 of the heater unit to the front seat and the rear seat in the vehicle interior, respectively.
【0023】エンジン1と各ユニット10、20内のヒ
ータコア13、23とはそれぞれ温水配管で連結されて
おり、エンジンから出た温水は途中で分流して各ヒータ
コア13、23へ流入し、各ヒータコア13、23から
流出した温水は途中で合流してエンジン1へ戻るように
なっている。また、図示しないが、各ヒータコア13、
23の温水入口にはウォータコックがそれぞれ設けられ
ており、このウォータコックを開状態にすることによっ
てエンジン1から各ヒータコア13、23へそれぞれ温
水が導入されるようになっている。The engine 1 and the heater cores 13 and 23 in each of the units 10 and 20 are connected to each other by hot water pipes. Hot water discharged from the engine flows in the middle and flows into each of the heater cores 13 and 23. The warm water flowing out of the pipes 13 and 23 joins on the way and returns to the engine 1. Although not shown, each heater core 13,
Water cocks are provided at the warm water inlets 23, respectively, and by opening the water cocks, warm water is introduced from the engine 1 to the heater cores 13 and 23, respectively.
【0024】また、両ユニット10、20の外部には、
エンジン1によって回転駆動されるコンプレッサ2と、
第1熱交換器として機能する温水循環可能なコンデンサ
3と、リキッドタンク4と、膨脹弁5と、第2熱交換器
として機能する温水循環可能なエバポレータ6とが配設
されている。冷凍サイクルは、これらコンプレッサ2、
コンデンサ3、リキッドタンク4、膨脹弁5、およびエ
バポレータ6を配管で連結して構成されている。たとえ
ば、コンデンサ3およびエバポレータ6は、概略、図2
に示すような構造をしており、おのおのの内部には温水
が流れる通路と冷媒が流れる通路とがそれぞれ形成さ
れ、温水と冷媒との間で熱交換が行われるようになって
いる。Further, outside the two units 10 and 20,
A compressor 2 rotationally driven by an engine 1;
A condenser 3 capable of circulating hot water functioning as a first heat exchanger, a liquid tank 4, an expansion valve 5, and an evaporator 6 capable of circulating hot water functioning as a second heat exchanger are provided. The refrigeration cycle uses these compressors 2,
The condenser 3, the liquid tank 4, the expansion valve 5, and the evaporator 6 are connected by piping. For example, the condenser 3 and the evaporator 6 are schematically shown in FIG.
The passages through which hot water flows and the passages through which the refrigerant flows are formed in each of the structures, and heat is exchanged between the warm water and the refrigerant.
【0025】コンデンサ3は、ヒータコア13、23の
温水入口(の分流点)とエンジン1の温水出口との間に
設けられており、エンジン1から各ヒータコア13、2
3へ流れる温水を、コンプレッサ2から吐出された冷媒
を利用して、つまり、コンプレッサ1から吐出された高
温高圧の冷媒との熱交換(サイクルからの放熱)によっ
て加熱する機能を有している。The condenser 3 is provided between the hot water inlets of the heater cores 13 and 23 and the hot water outlet of the engine 1.
3 has a function of heating the hot water flowing to the compressor 3 by using the refrigerant discharged from the compressor 2, that is, by exchanging heat (radiation from the cycle) with the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 1.
【0026】一方、エバポレータ6は、ヒータコア1
3、23の温水出口(の合流点)とエンジン1の温水入
口との間に設けられており、各ヒータコア13、23か
らエンジン1へ戻る温水を、コンデンサ3から流出した
冷媒を利用して、つまり、コンデンサ3から流出しリキ
ッドタンク4を経て膨脹弁5で断熱膨脹された低温低圧
の気化しやすい冷媒との熱交換(サイクルへの吸熱)に
よって冷却する機能を有している。On the other hand, the evaporator 6 includes the heater core 1
The hot water returning from the heater cores 13 and 23 to the engine 1 is provided between the hot water outlets (confluence points) of the hot water outlets 3 and 23 and the hot water inlet of the engine 1 by using the refrigerant flowing out of the condenser 3, That is, it has a function of cooling by heat exchange (heat absorption into the cycle) with the low-temperature, low-pressure vaporizable refrigerant adiabatically expanded by the expansion valve 5 through the liquid tank 4, flowing out of the condenser 3, and passing through the liquid tank 4.
【0027】次に、作用を説明する。暖房時、フロント
ユニット10およびリヤユニット20共に、各ウォータ
コック(図示せず)を開にすると、エンジン1からコン
デンサ3を通ってフロントヒータコア13およびリヤヒ
ータコア23へそれぞれ温水が流入し、その後、内部を
流通した後、フロントヒータコア13およびリヤヒータ
コア23からそれぞれ流出しエバポレータ6を通ってエ
ンジン1に帰還する。このとき、コンプレッサ2をON
すると、コンプレッサ2→コンデンサ3→リキッドタン
ク4→膨脹弁5→エバポレータ6→コンプレッサ2と冷
媒が循環する冷凍サイクルが成立し、コンデンサ3およ
びエバポレータ6がそれぞれ機能する。すなわち、過熱
蒸気の状態でコンプレッサ2に吸入された冷媒はコンプ
レッサ2により断熱圧縮されて高温高圧のガス冷媒とな
ってコンプレッサ2から吐出される。この高温高圧のガ
ス冷媒はコンデンサ3に導かれ、ここでエンジン1から
流入した温水に熱を放出してその温水を加熱し、中温高
圧の液冷媒となる。ついで、この液冷媒はリキッドタン
ク4を経て、膨脹弁5を通過することにより断熱膨脹し
て気化しやすい気液混合冷媒となった後、エバポレータ
6に導かれ、ここで各ヒータコア13、23から流出し
た温水から熱を吸収してその温水を冷却し、蒸発しつつ
等圧膨脹を続け、過熱蒸気となって再びコンプレッサ2
に吸入される。したがって、エンジン1から各ヒータコ
ア13、23へ流れる温水は、コンデンサ3によって高
温高圧のガス冷媒との熱交換により加熱されてその温度
が上昇するため、各ヒータコア13、23にはより高温
の温水が流れるようになり、各ヒータコア13、23の
暖房性能が向上する。その結果、各ヒータコア13、2
3を通過する空気はより高温に加熱されることになる。
また、各ヒータコア13、23からエンジン1へ戻る温
水は、エバポレータ6によって低温低圧の気化しやすい
冷媒との熱交換により冷却されてその温度が低下するた
め、エンジン1の冷却効果が高まる。なお、コンプレッ
サ2をOFFすると、上記の冷凍サイクルは成立せず、
温水を利用した通常の温水式ヒータとして作動する。Next, the operation will be described. During heating, when the water cocks (not shown) of both the front unit 10 and the rear unit 20 are opened, warm water flows from the engine 1 through the condenser 3 to the front heater core 13 and the rear heater core 23, respectively. After flowing through the front heater core 13 and the rear heater core 23, respectively, and return to the engine 1 through the evaporator 6. At this time, turn on compressor 2.
Then, a refrigeration cycle is established in which the refrigerant circulates through the compressor 2 → the condenser 3 → the liquid tank 4 → the expansion valve 5 → the evaporator 6 → the compressor 2 and the condenser 3 and the evaporator 6 function. That is, the refrigerant sucked into the compressor 2 in the state of the superheated steam is adiabatically compressed by the compressor 2, becomes a high-temperature and high-pressure gas refrigerant, and is discharged from the compressor 2. The high-temperature and high-pressure gas refrigerant is led to the condenser 3, where it releases heat to the hot water flowing from the engine 1 and heats the hot water to become a medium-temperature and high-pressure liquid refrigerant. Next, the liquid refrigerant passes through the liquid tank 4 and passes through the expansion valve 5 to be adiabatically expanded to become a gas-liquid mixed refrigerant which is easily vaporized. Then, the liquid refrigerant is guided to the evaporator 6 where the heater cores 13 and 23 transmit the liquid refrigerant. It absorbs heat from the hot water that has flowed out, cools the hot water, and continues to expand under constant pressure while evaporating.
Inhaled. Therefore, the hot water flowing from the engine 1 to each of the heater cores 13 and 23 is heated by the heat exchange with the high-temperature and high-pressure gas refrigerant by the condenser 3 and its temperature rises. As a result, the heating performance of the heater cores 13 and 23 is improved. As a result, each heater core 13, 2
The air passing through 3 will be heated to a higher temperature.
Further, the hot water returning to the engine 1 from each of the heater cores 13 and 23 is cooled by heat exchange with the low-temperature and low-pressure vaporizable refrigerant by the evaporator 6 and its temperature is reduced, so that the cooling effect of the engine 1 is enhanced. When the compressor 2 is turned off, the above refrigeration cycle is not established,
It operates as a normal hot water heater using hot water.
【0028】このとき、各送風機12、22によりフロ
ントユニット10およびリヤユニット20内にそれぞれ
取り込まれた空気は、各ヒータコア13、23において
加熱された後、流下し、所定の吹出口から車室内の前席
および後席に吹き出される。その際、前席と後席とは各
エアミックスドア(図示せず)の開度を調節することに
よってそれぞれ独立に暖房または温調される。At this time, the air taken into the front unit 10 and the rear unit 20 by the blowers 12 and 22, respectively, is heated by the heater cores 13 and 23, flows down, and flows from a predetermined outlet into the vehicle interior. It is blown out to the front seat and the back seat. At this time, the front and rear seats are independently heated or temperature-controlled by adjusting the opening of each air mix door (not shown).
【0029】また、温水の温度が十分に上昇した後は、
不必要に温水を加熱しないよう、コンプレッサ2をOF
Fしてヒートポンプシステムを停止させ、通常の温水式
ヒータとして作動させる。After the temperature of the hot water has risen sufficiently,
Turn compressor 2 off to avoid unnecessary heating of hot water
F to stop the heat pump system and operate as a normal hot water heater.
【0030】なお、暖房初期においては、吹出風温度が
ある程度高くなるまで、各エアミックスドア(図示せ
ず)により空気が各ヒータコア13、23を通過しない
ようにする制御を加えることも可能である。At the beginning of heating, it is also possible to add a control to prevent air from passing through the heater cores 13 and 23 by the respective air mixing doors (not shown) until the blown air temperature rises to some extent. .
【0031】また、温調時には、各エアミックスドア
(図示せず)の開度を調節して各ヒータコア13、23
で加熱された温風とそれを迂回した冷風(外気)とのミ
ックス割合を調節して吹出口温度の調整を行う。At the time of temperature control, the opening of each air mix door (not shown) is adjusted so that each of the heater cores 13 and 23 is adjusted.
The outlet temperature is adjusted by adjusting the mix ratio of the hot air heated by the above and the cool air (outside air) bypassing the hot air.
【0032】また、暖房を行う必要がない場合(たとえ
ば、夏場)には、各ウォータコック(図示せず)を閉に
して、各ヒータコア13、23に温水が導入されないよ
うにしておく。When it is not necessary to perform heating (for example, in summer), each water cock (not shown) is closed to prevent hot water from being introduced into each of the heater cores 13 and 23.
【0033】したがって、本実施形態によれば、いわゆ
るヒートポンプ式ヒータのように高温高圧の冷媒を利用
して直接空気を加熱するのではなく間接的に温水を加熱
するものではあるが、冷媒により温水を加熱することに
よってヒータコア13、23を流れる温水温度が上昇す
るため、通常の温水式ヒータと比べて暖房性能が向上す
る。また、100℃近くまで温度上昇しうる温水を吹出
風の熱源とするため、上記したようにコンプレッサ吐出
圧力(Pd )制御により冷媒温度の上昇に一定の限界が
あるヒートポンプ式ヒータと比べても、暖房性能が向上
する。たとえば、実験によれば、最大で70℃以上の吹
出口温度が得られた。Therefore, according to the present embodiment, the hot water is indirectly heated instead of directly heating the air using a high-temperature and high-pressure refrigerant as in a so-called heat pump type heater. Is heated, the temperature of the hot water flowing through the heater cores 13 and 23 increases, so that the heating performance is improved as compared with a normal hot water heater. Further, since hot water whose temperature can rise to nearly 100 ° C. is used as a heat source of the blown air, as compared with a heat pump type heater having a certain limit in the rise of the refrigerant temperature by controlling the compressor discharge pressure (Pd) as described above, Heating performance is improved. For example, according to an experiment, a maximum outlet temperature of 70 ° C. or higher was obtained.
【0034】また、コンプレッサ2をOFFすれば通常
の温水式ヒータとして作動するため、温水温度が十分に
上昇した後コンプレッサ2を停止するようにすれば、常
時コンプレッサ2を作動させる必要がなくなり、燃費の
向上を図ることができる。When the compressor 2 is turned off, the compressor 2 operates as a normal hot water heater. Therefore, if the compressor 2 is stopped after the temperature of the hot water has sufficiently increased, it is not necessary to operate the compressor 2 at all times. Can be improved.
【0035】さらに、コンプレッサ2等が故障した場合
でも、冷媒との熱交換による温水の加熱はできなくなる
ものの、通常の温水式ヒータとしてはなお作動しうるた
め、依然として暖房自体は可能である。つまり、コンプ
レッサ2およびシステム故障時のリカバリーが可能であ
る。Further, even when the compressor 2 or the like breaks down, the hot water cannot be heated by heat exchange with the refrigerant. However, since the heater can still operate as a normal hot water heater, the heating itself is still possible. That is, recovery in the event of the compressor 2 and system failure is possible.
【0036】また、フロントユニット10およびリヤユ
ニット20共に冷媒との熱交換により加熱された温水に
よって暖房可能であるため、フロント側とリヤ側につい
て同時に暖房性能の向上を図ることができる。Further, since both the front unit 10 and the rear unit 20 can be heated by hot water heated by heat exchange with the refrigerant, the heating performance can be simultaneously improved on the front side and the rear side.
【0037】なお、スペース効率の有効化とコストの低
減を図るためには、コンデンサ3、エバポレータ6、リ
キッドタンク4、および膨脹弁5を一体化することが好
ましい。図3はその一体化したユニットの一例を示す外
観図、図4は同ユニットの構造を示す模式図である。こ
こで、図4(A)は温水の流れる構造を示し、図4
(B)は冷媒の流れる構造を示している。It is preferable to integrate the condenser 3, the evaporator 6, the liquid tank 4, and the expansion valve 5 in order to make the space efficiency effective and reduce the cost. FIG. 3 is an external view showing an example of the integrated unit, and FIG. 4 is a schematic view showing the structure of the unit. Here, FIG. 4A shows a structure in which hot water flows, and FIG.
(B) shows the structure in which the refrigerant flows.
【0038】図中、30は一体化されたユニット、31
はコンデンサ3に相当するコンデンサ部、32はリキッ
ドタンク4に相当するリキッドタンク部、33はエバポ
レータ6に相当するエバポレータ部である。膨脹弁5は
ユニット30のエバポレータ部33に取り付けられてい
る。In the figure, 30 is an integrated unit, 31
Denotes a condenser section corresponding to the condenser 3, 32 denotes a liquid tank section corresponding to the liquid tank 4, and 33 denotes an evaporator section corresponding to the evaporator 6. The expansion valve 5 is attached to the evaporator section 33 of the unit 30.
【0039】このように、コンデンサ3、エバポレータ
6、リキッドタンク4、および膨脹弁5を一体化した場
合には、車両の床下スペースに1ユニットで取り付ける
ことができ、省スペース化が可能で、低コスト化も図ら
れる。また、リキッドタンク4とエバポレータ6を一体
化してリキッドタンク部32とエバポレータ部33を接
触させたため、両者の間で熱交換が行われ、性能が向上
する。As described above, when the condenser 3, the evaporator 6, the liquid tank 4, and the expansion valve 5 are integrated, they can be mounted as one unit in the space under the floor of the vehicle, so that space can be saved and low Cost reduction is also achieved. In addition, since the liquid tank 4 and the evaporator 6 are integrated and the liquid tank 32 and the evaporator 33 are brought into contact, heat exchange is performed between the two and the performance is improved.
【0040】[0040]
【発明の効果】以上述べたように、請求項1記載の発明
によれば、高温高圧の冷媒を利用して温水を加熱するの
で、ヒータコアを流れる温水温度が上昇し、暖房性能が
向上する。また、コンプレッサを停止しても通常の温水
式ヒータとして作動するため、常時コンプレッサを作動
させる必要がなく、燃費の向上が図られる。さらに、コ
ンプレッサ等が故障した場合でも、通常の温水式ヒータ
としてはなお作動可能であるため、依然として暖房自体
は可能である。As described above, according to the first aspect of the present invention, since the hot water is heated by using the high-temperature and high-pressure refrigerant, the temperature of the hot water flowing through the heater core is increased, and the heating performance is improved. Further, since the heater operates as a normal hot water heater even when the compressor is stopped, it is not necessary to constantly operate the compressor, thereby improving fuel efficiency. Furthermore, even if the compressor or the like breaks down, the heater can still be operated as a normal hot water heater, so that heating itself is still possible.
【0041】請求項2記載の発明によれば、上記請求項
1記載の発明の効果に加え、車室内のフロント側および
リヤ側共に冷媒との熱交換により加熱された温水によっ
て暖房可能としたので、1つの手段でフロント側とリヤ
側について同時に暖房性能の向上を図ることができる。According to the second aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect, the front and rear sides of the vehicle interior can be heated by hot water heated by heat exchange with the refrigerant. (1) The heating performance of the front side and the rear side can be simultaneously improved by one means.
【0042】請求項3記載の発明によれば、上記請求項
1または2記載の発明の効果に加え、第1熱交換器、第
2熱交換器、リキッドタンク、および膨脹弁を一体化し
たので、スペース効率の有効化およびコストの低減が図
られる。According to the third aspect of the invention, in addition to the effects of the first or second aspect, the first heat exchanger, the second heat exchanger, the liquid tank, and the expansion valve are integrated. Thus, effective space efficiency and cost reduction can be achieved.
【図1】本発明に係る自動車用暖房装置の一実施形態を
示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an automotive heating device according to the present invention.
【図2】図1に示すコンデンサおよびエバポレータの構
造を示す外観図である。FIG. 2 is an external view showing a structure of a capacitor and an evaporator shown in FIG.
【図3】一体化されたユニットの一例を示す外観図であ
る。FIG. 3 is an external view showing an example of an integrated unit.
【図4】同ユニットの構造を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic view showing the structure of the unit.
1…エンジン 2…コンプレッサ 3…コンデンサ(第1熱交換器) 4…リキッドタンク 5…膨脹弁 6…エバポレータ(第2熱交換器) 11、21…通風路 13、23…ヒータコア 30…一体化されたユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine 2 ... Compressor 3 ... Condenser (1st heat exchanger) 4 ... Liquid tank 5 ... Expansion valve 6 ... Evaporator (2nd heat exchanger) 11, 21 ... Ventilation path 13, 23 ... Heater core 30 ... Integrated Unit
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成8年12月9日[Submission date] December 9, 1996
【手続補正1】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】図2[Correction target item name] Figure 2
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図2】 FIG. 2
【手続補正2】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】図3[Correction target item name] Figure 3
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図3】 FIG. 3
Claims (3)
風路(11、21)内に、エンジン(1)を冷却するた
めの温水を利用して取り入れ空気を加熱するヒータコア
(13、23)を設け、当該ヒータコア(13、23)
の温水入口と前記エンジン(1)の温水出口との間に、
冷凍サイクルを構成するコンプレッサ(2)から吐出さ
れた冷媒を利用して前記ヒータコア(13、23)へ流
入する温水を加熱する第1熱交換器(3)を設け、前記
ヒータコア(13、23)の温水出口と前記エンジン
(1)の温水入口との間に、前記第1熱交換器(3)か
ら流出した冷媒を利用して前記ヒータコア(13、2
3)から流出した温水を冷却する第2熱交換器(6)を
設けたことを特徴とする自動車用暖房装置。A heater core (13, 23) for heating intake air using hot water for cooling an engine (1) in a ventilation path (11, 21) for sending the intake air toward a vehicle interior. And the heater cores (13, 23)
Between the hot water inlet of the engine and the hot water outlet of the engine (1),
A first heat exchanger (3) for heating hot water flowing into the heater cores (13, 23) using a refrigerant discharged from a compressor (2) constituting a refrigeration cycle, the heater cores (13, 23) being provided; Between the hot water outlet of the first heat exchanger (3) and the hot water inlet of the engine (1) using the refrigerant flowing out of the first heat exchanger (3).
A heating device for an automobile, comprising a second heat exchanger (6) for cooling hot water flowing out of (3).
域および後方領域に向かって送る第1通風路(11)お
よび第2通風路(21)を有し、前記ヒータコア(1
3、23)をそれぞれ前記第1通風路(11)および前
記第2通風路(21)に配設したことを特徴とする請求
項1記載の自動車用暖房装置。2. A heater according to claim 1, further comprising a first air passage and a second air passage for sending the air taken in toward a front area and a rear area in the vehicle interior, respectively.
The heating device for a vehicle according to claim 1, wherein the first and second ventilation paths (3, 23) are respectively disposed in the first ventilation path (11) and the second ventilation path (21).
交換器(6)をリキッドタンク(4)および膨脹弁
(5)と共に一体化したことを特徴とする請求項1また
は2記載の自動車用暖房装置。3. The heat exchanger as claimed in claim 1, wherein the first heat exchanger and the second heat exchanger are integrated together with a liquid tank and an expansion valve. A heating device for an automobile according to the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23663896A JPH1076837A (en) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | Heating system for automobile |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23663896A JPH1076837A (en) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | Heating system for automobile |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1076837A true JPH1076837A (en) | 1998-03-24 |
Family
ID=17003597
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23663896A Withdrawn JPH1076837A (en) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | Heating system for automobile |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1076837A (en) |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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