JPH1086654A - ブライン式空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブラインを室内冷却器に循環して、室内の冷
房を行うブライン式空調装置において、ブラインを冷却
する冷凍サイクルの省エネルギーを図る。 【解決手段】 冷媒として可燃性ガスを用いてブライン
を冷却する冷凍サイクル２と、このブラインが循環する
ブライン回路１０と、エンジン９にて加熱された温水が
循環する温水回路２２と、車室内前部を空調する前部ユ
ニット１３と、車室内後部を空調する後部ユニット１４
とを備える。前部ユニットにはブラインにより空調空気
を冷却する冷却器１５と温水により空調空気を加熱する
加熱器１７と送風機１６とを備え、後部ユニットには、
ブラインにより空調空気を冷却するとともに、温水によ
り空調空気を加熱することが可能な冷却・加熱兼用の空
調熱交換器１８と送風機１９とを備える。低温側の温度
調整は、加熱器１７による加熱量を零にし、冷凍サイク
ル２の能力可変によりブライン温度を可変する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は冷凍サイクルに備え
られたブライン−冷媒熱交換器にて冷却されたブライン
を室内の冷却器に循環して、室内の冷房を行うブライン
式空調装置に関するもので、車両用として好適なもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球温暖化防止のために、冷凍サ
イクルの冷媒をフロンからプロパンガスのような可燃性
ガスに変更して、室内の冷房を行う車両用空調装置が提
案されている（例えば、実開昭５８−５４９０４号公報
参照）。上記の車両用空調装置において、可燃性ガスの
蒸発潜熱にて空調空気を冷却する冷却器（蒸発器）は車
室内に設置されるので、この冷却器の配管接続部等から
可燃性ガスが密閉空間である車室内へ洩れる危険があ
る。

【０００３】そこで、車室内へのガス洩れを回避するた
めに、本発明者らは、車室外のエンジンルーム（大気へ
の開放空間）にブライン−冷媒熱交換器を設置し、この
熱交換器においてて可燃性ガスの蒸発潜熱にて一旦、ブ
ライン（凍結温度を低くする成分を添加した水）を冷却
し、この低温ブラインを車室内に設置した冷却器に循環
して、室内の冷房を行うようにしたブライン式の車両用
空調装置の開発を試みている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このブライ
ン式空調装置において、車室内への吹出空気温度の制御
方式として、本発明者らは、まず、自動車で通常用いら
れている温水（エンジン冷却水）を用いた加熱器での加
熱量を調整する方式（例えば、冷風と温風の風量割合を
調整するエアミックス方式）を検討した。

【０００５】この温度制御方式によれば、０°Ｃ付近ま
で冷却された低温ブラインにて空調空気を冷却、除湿し
た後に、その冷却空気を所望温度まで再加熱するので、
空調機能的には良好なものであるが、その反面、冷凍サ
イクルとしては、常に、ブラインを０°Ｃ付近まで冷却
しているので、春秋の中間シーズンのように加熱器での
再加熱量が大きくなると、冷凍サイクルでのエネルギー
消費の無駄が大きくなる。

【０００６】本発明は上記点に鑑みてなされたもので、
冷凍サイクルで冷却されたブラインを室内冷却器に循環
して、室内の冷房を行うブライン式空調装置において、
冷凍サイクルでのエネルギー消費量を低減することを目
的とする。また、本発明は、冷凍サイクルでのエネルギ
ー消費量の低減と、除湿機能の確保とを両立させること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、以下の技術的手段を採用する。請求項１〜４
記載の発明では、冷媒として可燃性ガスを循環させ、ブ
ライン−冷媒熱交換器（７）にて、冷媒をブラインから
吸熱して蒸発させる冷凍サイクル（２）と、前記ブライ
ン−冷媒熱交換器（７）にて冷却されたブラインが循環
するブライン回路（１０）と、温水源（９）にて加熱さ
れた温水が循環する温水回路（２２）と、室内の第１区
域を空調する第１空調ユニット（１３）と、室内の第２
区域を空調する第２空調ユニット（１４）とを備え、前
記第１空調ユニット（１３）には、ブライン回路（１
０）のブラインにより空調空気を冷却する冷却器（１
５）と、この冷却器（１５）の空気下流側に配置され、
温水回路（２２）の温水により空調空気を加熱する加熱
器（１７）と、空調空気を送風する送風機（１６）とを
設け、前記第２空調ユニット（１４）には、ブライン回
路（１０）のブラインにより空調空気を冷却するととも
に、温水回路（２２）の温水により空調空気を加熱する
ことが可能な冷却・加熱兼用の空調熱交換器（１８）
と、空調空気を送風する送風機（１９）とを設け、室内
への目標吹出空気温度が所定温度より低いときは、冷凍
サイクル（２）の能力を可変して、ブライン回路（１
０）のブラインの温度を可変することにより、第１空調
ユニット（１３）および第２空調ユニット（１４）の低
温側の温度制御を行い、室内への目標吹出空気温度が前
記所定温度以上に上昇した後は、第１空調ユニット（１
３）では、加熱器（１７）の加熱量を制御して高温側の
温度制御を行い、一方、第２空調ユニット（１４）で
は、前記空調熱交換器（１８）への流入媒体を前記ブラ
イン回路（１０）のブラインと前記温水回路（２２）の
温水との間で切り替えるとともに、この流入媒体の流量
を調整することにより高温側の温度制御を行うことを特
徴としている。

【０００８】上記技術的手段によると、冷媒として可燃
性ガスを用いた冷凍サイクル（２）を室外に設置できる
ので、可燃性ガスが室内に漏洩する恐れがない。しか
も、低温側の温度制御では、冷凍サイクル（２）の能力
可変によりブライン回路（１０）のブラインの温度を可
変しているため、ブラインの温度を常に０度Ｃ近辺の低
温まで冷却する方式に比して、ブラインの温度を可変す
る（高める）分だけ、冷凍サイクル（２）のエネルギー
消費を低減できる。

【０００９】さらに、第１空調ユニット（１３）では、
冷却器１５に流入するブライン温度の制御と加熱器（１
７）の加熱量制御との組み合わせにより、低温域（冷房
側）から高温域（暖房側）まで、良好に室温の制御が可
能であるとともに、第２空調ユニット（１４）では、冷
却・加熱兼用の空調熱交換器（１８）に流入するブライ
ン温度の制御と、ブラインと温水の切替導入と、ブライ
ンと温水の流量制御との組み合わせにて、低温域（冷房
側）から高温域（暖房側）まで、良好に室温の制御が可
能である。特に、第２空調ユニット（１４）では、冷却
・加熱兼用の１つの空調熱交換器（１８）を用いるのみ
で、広範な温度範囲の制御が可能であり、構成が簡潔で
ある。

【００１０】また、請求項４記載の発明では、室内の湿
度を検出する湿度検出手段（３１）を備え、前記所定温
度として、湿度検出手段（３１）の検出湿度に応じて定
まる除湿限界温度を設定し、高温側の温度制御を行うと
きは、冷却器１５の温度が除湿限界温度に維持されるよ
うに冷凍サイクル（２）の能力を制御することを特徴と
している。

【００１１】このように、高温側の温度制御を行うとき
にも、冷却器１５の温度を除湿限界温度に維持すること
により、必要最小限の除湿能力を確保することができ、
窓ガラスの曇り等の不具合の発生を未然に防止できる。
また、請求項６記載の発明では、冷媒として可燃性ガス
を循環させ、ブライン−冷媒熱交換器（７）にて、冷媒
をブラインから吸熱して蒸発させる冷凍サイクル（２）
と、ブライン−冷媒熱交換器（７）にて冷却されたブラ
インが循環するブライン回路（１０）と、温水源（９）
にて加熱された温水が循環する温水回路（２２）と、室
内を空調する空調ユニット（１３）とを備え、この空調
ユニット（１３）には、ブライン回路（１０）のブライ
ンにより空調空気を冷却する冷却器（１５）と、この冷
却器（１５）の空気下流側に配置され、温水回路（２
２）の温水により空調空気を加熱する加熱器（１７）
と、空調空気を送風する送風機（１６）とを設け、室内
への目標吹出空気温度が所定温度より低いときは、冷凍
サイクル（２）の能力を可変して、ブライン回路（１
０）のブラインの温度を可変することにより、空調ユニ
ット（１３）の低温側の温度制御を行い、室内への目標
吹出空気温度が前記所定温度まで上昇した後は、加熱器
（１７）の加熱量を制御して、空調ユニット（１３）の
高温側の温度制御を行うことを特徴としている。

【００１２】これにより、１つの空調ユニット（１３）
を有するものにおいて、可燃性ガスの室内への漏洩防止
効果、および冷凍サイクル（２）のエネルギー消費低減
効果を発揮できる。なお、上記各手段の括弧内の符号
は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を
示すものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１〜図５は本発明を車両用空調
装置に適用した一実施形態を示すもので、図１は本発明
空調装置を搭載した状態を示す自動車の概略平面配置図
である。自動車の車室の床下に走行用エンジン９が搭載
され、エンジンルーム１が形成されている。この床下の
エンジンルーム１内に、プロパンガスのような可燃性ガ
スを冷媒として用いる冷凍サイクル２が設置されてい
る。

【００１４】この冷凍サイクル２は、冷媒を圧縮し、吐
出する圧縮機３を備え、この圧縮機３の吐出ガス冷媒を
凝縮器４により冷却し、凝縮させる。この凝縮器４から
の冷媒は受液器５内に蓄え、ここで冷媒の気液を分離す
る。この受液器５からの液冷媒は次に、減圧手段として
の膨張弁６により減圧され、気液２相状態となる。この
膨張弁６にて減圧された冷媒はブライン−冷媒熱交換器
７内に流入し、ここでブラインから吸熱して蒸発し、ブ
ラインを冷却する。この熱交換器７で蒸発したガス冷媒
は再度圧縮機３に吸入され，圧縮される。

【００１５】上記ブラインは水に凍結温度を下げる成
分、防錆成分等を添加した不凍液からなり、後述の温水
回路２２を循環するエンジン冷却水と同一のものでよ
い。なお、図１、２では、圧縮機３を車両エンジン９か
ら離れた配置状態を図示しているが、実際は圧縮機３を
車両エンジン９に近接配置して、圧縮機３は車両エンジ
ン９の回転動力にて電磁クラッチ８（図２）を介して駆
動される。

【００１６】ブライン−冷媒熱交換器７は、冷凍サイク
ルの冷媒が通過して蒸発する冷媒通路部７ａと、この冷
媒通路部７ａに対して熱交換可能に配設されたブライン
通路部７ｂとを有している。次に、上記ブライン−冷媒
熱交換器７にて冷却されたブラインが循環するブライン
回路１０について説明すると、このブライン回路１０に
はブライン循環用の電動水ポンプ１１がエンジンルーム
１内にてブライン−冷媒熱交換器７と隣接して設置され
ている。

【００１７】一方、自動車の車室内前部の計器盤周辺に
は、前部空調ユニット（第１空調ユニット）１３が設置
され、車室内後部には後部空調ユニット１４が設置され
ている。前部空調ユニット１３には、ブライン回路１０
を循環する低温ブライン（冷水）により空気を冷却する
冷却器１５、電動タイプの送風機１６および加熱器１７
が備えられており、加熱器１７は冷却器１５の空気流れ
下流側に設置されている。この加熱器１７はエンジン９
の冷却水（温水）を熱源として空気を再加熱するもの
で、空調空気は、この加熱器１７を通過して温度調整さ
れた後に、車室内の前部側（第１区域）に吹き出す。

【００１８】そして、後部空調ユニット１４には、冷却
・加熱兼用の空調熱交換器１８が設置されている。この
空調熱交換器１８はブライン回路１０を循環する低温ブ
ラインが流入することにより空気を冷却するものであっ
て、ブライン回路１０において、前部空調ユニット１３
の冷却器１５と並列に設けられている。また、後部空調
ユニット１４には電動タイプの送風機１９が設置され、
その送風空気は空調熱交換器１８と熱交換して冷却また
は加熱された後に車室内の後部側に吹き出す。

【００１９】また、空調熱交換器１８は冷却・加熱兼用
のものであるため、冷温水切替弁２０を空調熱交換器１
８の冷温水入口側に設置して、この切替弁２０により温
水回路２２からのエンジン冷却水（温水）と、ブライン
回路１０からの低温ブラインとを空調熱交換器１８内に
切替導入できるようにしてある。このために、空調熱交
換器１８に温水とブラインの両方を流すための共用通路
部１８ａが設けられており、この共用通路部１８ａのう
ち、空調熱交換器１８への入口側における温水回路２２
とブライン回路１０との合流点に冷温水切替弁２０が配
置されている。

【００２０】この冷温水切替弁２０はモータのような電
気的アクチュエータにより開閉駆動されるものであっ
て、本例では、図２に示すごとき直角状に屈折した流路
２０ａを持つ弁体（ロータ）２０ｂを回動させて流路を
切り替えるとともに、上記温水と低温ブラインの流量を
調整し得る構成になっている。この流量調整作用を発揮
するために、弁体２０ｂ内の流路２０ａの断面形状を図
２（ｂ）の最大冷房時に示すように、弁体２０ｂ外周面
の円周方向に沿って円形大面積部２０ｃと細長の小面積
部２０ｄとを連結した形状にしてある。

【００２１】次に、エンジン冷却水を循環させる温水回
路２２について説明すると、車両エンジン９は水冷式の
ものであり、温水源としての役割を兼ねている。車両エ
ンジン９にて直接駆動される水ポンプ２３を有し、この
水ポンプ２３にてエンジン冷却水が循環するラジエータ
２４と、このラジエータ２４と並列に設けられたバイパ
ス回路２５が備えられている。

【００２２】さらに、ラジエータ２４とバイパス回路２
５とからの冷却水の合流点に、冷却水の流れを切り替え
る周知のサーモスタット（温度応答弁）２６が備えられ
ており、冷却水の温度が所定温度（例えば、８０°Ｃ）
以上になると、サーモスタット２６がラジエータ２４へ
の流路を開放して、ラジエータ２４によりエンジン冷却
水が冷却される。また、前部空調ユニット１３におい
て、加熱器１７の冷却水入口側には、加熱器１７への冷
却水を断続する電動式の開閉弁２８が備えられている。

【００２３】なお、前部空調ユニット１３の通風路内に
は、加熱器１７を通過する温風と加熱器１７をバイパス
する冷風との風量割合を調整する周知のエアミックスド
ア２９が備えられている。このエアミックスドア２９は
冷却器１５を通過した空気に対する加熱量を制御して車
室内への吹出空気温度を調整する加熱量制御手段（温度
制御手段）としての役割を果たすもので、モータのよう
な電気的アクチュエータにより開閉駆動されるものであ
る。

【００２４】図３は電気制御ブロック図であり、空調用
電子制御装置３０はマイクロコンピュータから構成さ
れ、後述のセンサ等からの信号が入力され、その入力信
号に基づいて演算処理を行って、上記した各空調機器
（８、１１、１６、１９、２０、２８、２９）の作動を
制御するものである。湿度センサ３１は車室内前部の計
器盤周辺に設置され、車室内前部の湿度Ｓｔを検出する
ものである。冷却器温度センサ３２は、冷却器１５直後
の空気通路中に設置され、冷却器１５直後の空気温度Ｔ
ｅを検出するものである。加熱器吹出空気温度センサ３
３は、加熱器１７直後の空気通路中に設置され、加熱器
１７直後の空気温度Ｔａを検出するものである。

【００２５】車室内前部の温度設定器３４は、車室内計
器盤周辺に設置される空調操作パネル（図示せず）に設
けられ、車室内前部の設定温度Ｔｓｅｔｆを設定するも
のである。また、車室内後部の温度設定器３５は、上記
空調操作パネルまたは後部空調ユニット１４のケース外
表面に設置される空調操作パネル（図示せず）に設けら
れ、車室内後部の設定温度Ｔｓｅｔｒを設定するもので
ある。

【００２６】空調熱交換器吹出空気温度センサ３６は、
空調熱交換器１８直後の空気通路中に設置され、空調熱
交換器１８直後の空気温度Ｔｈを検出するものである。
外気温センサ３７、内気温センサ３８、および日射量セ
ンサ３９は、それぞれ外気温Ｔａｍ、内気温（車室内温
度）Ｔｒ、日射量Ｔｓを検出する周知のセンサである。

【００２７】次に、上記構成において作動を説明する。
いま、空調操作パネルにおけるスイッチ操作により空調
装置の自動運転状態が設定されると、図４のフローチャ
ートにおいて、ステップ１００にて空調装置の自動制御
処理が開始される。次のステップ１０１にて図３の各種
センサ等からの信号を読み込む。次のステップ１０２に
て、車室内前部側に吹き出す空気の目標吹出空気温度Ｔ
ＡＯ_F 、および車室内後部側に吹き出す空気の目標吹出
空気温度ＴＡＯ_R を下記の数式１、２にて算出する。

【００２８】

【数１】TAO_F ＝Kset×Tsetf −Kr×Tr−Kam ×Tam −K
s×Ts＋C

【００２９】

【数２】TAO_R ＝Kset×Tsetr −Kr×Tr−Kam ×Tam −K
s×Ts＋C （但し、上記数式１、２において、Kset：温度設定ゲイ
ン、Kr：内気温度ゲイン、Kam ：外気温度ゲイン、Ks：
日射量ゲイン、C ：補正用の定数） 次のステップ１０3 にて、除湿限界温度Ｔｏを湿度セン
サ３１により検出される車室内前部側の湿度Ｓｔに基づ
いて設定する。ここで、除湿限界温度Ｔｏは前部空調ユ
ニット１３の冷却器１５による必要最小限の除湿能力を
確保するために設定するもので、冷却器１５による除湿
能力が不足すると、車室内湿度Ｓｔの上昇により車両の
窓ガラスが曇るという不具合が発生するからである。

【００３０】除湿限界温度Ｔｏは、具体的には、湿度Ｓ
ｔに逆比例する関係で設定する。つまり、湿度Ｓｔが上
昇する程、除湿限界温度Ｔｏは低下する関係に設定す
る。次のステップ１０４にて、車室内前部側の目標吹出
空気温度ＴＡＯ_F が除湿限界温度Ｔｏより低いか判定
し、その判定がＹＥＳであるときは、次のステップ１０
５にて、冷却器１５直後の空気温度Ｔｅが目標吹出空気
温度ＴＡＯ_F となるように、冷凍サイクル２の能力が制
御される。

【００３１】すなわち、空気温度Ｔｅが目標吹出空気温
度ＴＡＯ_F より低くなると、圧縮機３の電磁クラッチ８
の通電を遮断して、圧縮機３を停止する。逆に、空気温
度Ｔｅが目標吹出空気温度ＴＡＯ_F より高くなると、圧
縮機３の電磁クラッチ８に通電して、圧縮機３を作動さ
せる。このように、圧縮機３の運転を断続することによ
り、冷凍サイクル２の能力が制御され、その結果、ブラ
イン回路１０のブラインの温度が変化して、空気温度Ｔ
ｅが制御される。

【００３２】そして、次のステップ１０６にて、エアミ
ックスドア２９が最大冷房位置（加熱器１７への通風路
を全閉し、加熱器１７のバイパス路を全開する位置）に
操作される。これと同時に、開閉弁２８は閉弁され、加
熱器１７への温水流入が遮断される。以上の結果、加熱
器１７による加熱量は零となるため、送風機１６により
送風される空調空気は冷却器１５にて目標吹出空気温度
ＴＡＯ_F となるように冷却された後、加熱器１７により
再加熱されることなく、そのままの温度で車室前部側へ
吹出し、車室前部側の空調を行う。

【００３３】次のステップ１０７にて、後部空調ユニッ
ト１４の空調熱交換器１８の直後の空気温度Ｔｈが、車
室内後部側に吹き出す空気の目標吹出空気温度ＴＡＯ_R
となるように、冷温水切替弁２０の回転角度（開度）が
制御される。すなわち、冷温水切替弁２０はその回転角
度を調整することにより、図２（ｂ）に示すように、ブ
ライン（冷水）と温水の切替および流量の調整を行うこ
とができるものであり、この冷温水切替作用と流量調整
作用とにより空調熱交換器１８の直後の空気温度Ｔｈを
制御できる。

【００３４】但し、車室内前部側の目標吹出空気温度Ｔ
ＡＯ_F が除湿限界温度Ｔｏより小さいときは、上記した
ように冷凍サイクル２の能力制御にてブラインの温度が
変化するため、冷温水切替弁２０を図２（ｂ）右端の最
大冷房位置に維持しても、ＴＡＯ_F の変化に伴って空調
熱交換器１８への流入ブラインの温度が変化する。従っ
て、この流入ブラインの温度変化によって基本的には空
調熱交換器１８直後の空気温度Ｔｈを変化させ、温度制
御を行うことができる（図５（ｃ）参照）。

【００３５】ところで、車室内前部側の目標吹出空気温
度ＴＡＯ_F が除湿限界温度Ｔｏより小さい領域、すなわ
ち、低温側の温度制御領域では、図５（ａ）に示すよう
に、エアミックスドア２９を最大冷房位置に維持したま
ま、ブライン回路１０のブラインの温度を可変して、冷
却器１５直後の空気温度Ｔｅおよび空調熱交換器１８直
後の空気温度Ｔｈを制御して、車室内への吹出温度を制
御することができる。

【００３６】そのため、車室内前部側の目標吹出空気温
度ＴＡＯ_F が除湿限界温度Ｔｏに向かって高くなるにつ
れて、冷凍サイクル２における圧縮機３の停止期間が長
くなり（圧縮機３の稼働率が低下し）、冷凍サイクル２
のエネルギー消費を低減できる。なお、後部空調ユニッ
ト１４において、図５（ｃ）に示すように、ブラインの
流量を最大流量状態に維持し、空調熱交換器１８への流
入ブラインの温度変化により、空調熱交換器１８の直後
の空気温度Ｔｈを制御している場合に、流入ブラインの
温度変化だけでは、空気温度Ｔｈを後部側の目標吹出空
気温度ＴＡＯ_R となるように制御できない場合（例え
ば、車室内前部の設定温度Ｔｓｅｔｆに対して車室内後
部の設定温度Ｔｓｅｔｒがかなり大きく異なる場合等）
は、冷温水切替弁２０により流入ブラインの流量調整を
行えばよい。

【００３７】次に、ステップ１０４の判定にて、車室内
前部側の目標吹出空気温度ＴＡＯ_Fが除湿限界温度Ｔｏ
より高いときは、ステップ１０８に進み、冷却器１５直
後の空気温度Ｔｅが除湿限界温度Ｔｏに維持されるよう
に、冷凍サイクル２の能力が制御される。すなわち、圧
縮機３の運転を断続することにより、冷凍サイクル２の
能力を制御して、空気温度Ｔｅが除湿限界温度Ｔｏに維
持されるようにする。これにより、冷却器１５による窓
ガラスの曇り防止のための必要最小限の除湿能力を確保
でき、窓ガラスの曇りの発生を未然に防止できる。

【００３８】次のステップ１０９にて加熱器１７直後の
空気温度Ｔａが前部側の目標吹出空気温度ＴＡＯ_F とな
るように、エアミックスドア２９の開度を調整する。す
なわち、図５（ａ）、（ｂ）に示すようにエアミックス
ドア２９の開度調整により加熱器１７の加熱量が調整さ
れて、加熱器１７直後の空気温度Ｔａが制御される。こ
れにより、前部空調ユニット１３の高温側の温度制御が
行われる。なお、開閉弁２８はエアミックスドア２９が
最大冷房位置以外の位置にあるときは開弁状態になり、
前部空調ユニット１３の加熱器１７に温水が循環する。

【００３９】次のステップ１１０にて、後部空調ユニッ
ト１４の空調熱交換器１８直後の空気温度Ｔｈが、後部
側の目標吹出空気温度ＴＡＯ_R となるように、冷温水切
替弁２０の回転角度が制御される。このステップ１１０
による制御は、図５（ｃ）に示すように、最初は冷温水
切替弁２０の弁体２０ｂを図２（ｂ）の右端の最大冷房
位置から反時計方向に回転させることにより、ブライン
流量を減少させて、空調熱交換器１８直後の空気温度Ｔ
ｈを上昇させる。

【００４０】そして、後部側の目標吹出空気温度ＴＡＯ
_R が外気温Ｔａｍと一致する温度になると、冷温水切替
弁２０の弁体２０ｂを図２（ｂ）中央の位置まで回転さ
せて、冷温水切替弁２０を閉弁（締切り）状態とし、空
調熱交換器１８の共用通路部１８ａ入口側をブライン回
路１０および温水回路２２の双方から遮断する。後部側
の目標吹出空気温度ＴＡＯ_R が外気温Ｔａｍより高くな
ると、冷温水切替弁２０の弁体２０ｂを図２（ｂ）中央
の閉弁位置からさらに反時計方向に回転させて、空調熱
交換器１８の共用通路部１８ａ入口側を温水回路２２に
連結する。これにより、空調熱交換器１８に温水が流れ
始め、ＴＡＯ_R の上昇につれて、この温水流量を増加さ
せることにより、空調熱交換器１８直後の空気温度Ｔｈ
が後部側の目標吹出空気温度ＴＡＯ_R となるように制御
できる。

【００４１】なお、後部空調ユニット１４の空調熱交換
器１８のブライン出口側（図１の上端側）は、常に温水
回路２２に結合されているが、冷房時には、温水回路２
２から空調熱交換器１８へ温水が流れないとともに、温
水回路２２に対して空調熱交換器１８は長い温水配管で
結合されているので、温水回路２２からの熱伝導にて空
調熱交換器１８が温度上昇する恐れはない。

【００４２】また、車室内の後部側を空調する必要がな
いときは、後部空調ユニット１４の送風機１９を停止す
ればよい。また、上述した作動説明から理解されるよう
に、請求項３における目標吹出空気温度の算出手段はス
テップ１０２にて構成され、除湿限界温度（所定温度）
Ｔｏの設定手段はステップ１０３にて構成され、室内へ
の目標吹出空気温度と除湿限界温度との大小を判定する
判定手段はステップ１０４にて構成され、制御手段はス
テップ１０５〜１１０にて構成されている。また、請求
項４における湿度検出手段は湿度センサ３１にて構成さ
れている。 （他の実施形態）なお、上記実施形態では、前部空調ユ
ニット１３の通風路に、エアミックスドア２９を設け
て、冷風と温風との風量割合を調整して吹出空気温度を
調整するエアミックス方式を採用しているが、開閉弁２
８を温水流量を制御する流量制御弁として構成し、この
流量制御弁の開度により加熱器１７への温水量を調整し
て吹出空気温度を調整する温水流量調整方式としてもよ
い。

【００４３】また、上記実施形態では、冷凍サイクル２
の能力を制御するために、圧縮機３の電磁クラッチ８へ
の通電を断続して、圧縮機３の運転を断続する方式を採
用している。つまり、冷凍サイクル２の能力可変手段と
して圧縮機３と電磁クラッチ８の組み合わせを用いてい
るが、この方式に限らず、例えば、圧縮機３として容量
可変型のものを採用し、圧縮機３の容量を制御装置３０
からの制御信号に従って電気的に制御することにより、
冷凍サイクル２の能力を制御するようにしてもよい。

【００４４】また、上記実施形態では、車両走行エンジ
ン９にて圧縮機３を駆動する場合について説明したが、
電気自動車等では、圧縮機３をモータにより駆動する電
動タイプとすればよい。この場合、電動圧縮機をインバ
ータにより回転数制御可能な構成とし、制御装置３０か
らの制御信号に従ってインバータ電流を制御し、圧縮機
回転数を電気的に制御することにより、冷凍サイクル２
の能力を制御するようにしてもよい。

【００４５】また、走行用の原動機としてエンジンとモ
ータの両方を備えるハイブリッド車、あるいは走行用の
原動機としてモータのみを備え、エンジンを持たない電
気自動車においては、温水回路２２に、加熱器１７等に
対して温水を循環する電動式の水ポンプを追加設置する
ことにより、本発明を同様に実施できる。また、本発明
は車室内に前部側の空調ユニット１３のみを設置し、後
部側の空調ユニット１４を持たないブライン式空調装置
に適用できる。さらに、本発明は車両用以外の用途にお
いても、同様に実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す車両の概略平面配置
図である。

【図２】（ａ）は上記実施形態の冷凍サイクル、温水回
路、ブライン回路の回路図、（ｂ）は（ａ）に示す冷温
水切替弁の作動説明図である。

【図３】上記実施形態の電気制御系統図である。

【図４】上記実施形態の作動説明用のフローチャートで
ある。

【図５】上記実施形態の作動説明用のグラフである。

【符号の説明】

１…エンジンルーム、２…冷凍サイクル、３…圧縮機、
４…凝縮器、６…膨張弁、７…ブライン−冷媒熱交換
器、９…車両エンジン、１０…ブライン回路、１３…前
部空調ユニット、１４…後部空調ユニット、１５…冷却
器、１６、１９…送風機、１７…加熱器、１８…空調熱
交換器、１８ａ…共用通路部、２０…冷温水切替弁、２
２…温水回路。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒として可燃性ガスを循環させ、ブラ
   イン−冷媒熱交換器（７）にて、冷媒をブラインから吸
   熱して蒸発させる冷凍サイクル（２）と、 前記ブライン−冷媒熱交換器（７）にて冷却されたブラ
   インが循環するブライン回路（１０）と、 温水源（９）にて加熱された温水が循環する温水回路
   （２２）と、 室内の第１区域を空調する第１空調ユニット（１３）
   と、 室内の第２区域を空調する第２空調ユニット（１４）
   と、 前記第１空調ユニット（１３）に設けられ、前記ブライ
   ン回路（１０）のブラインにより空調空気を冷却する冷
   却器（１５）と、 前記第１空調ユニット（１３）において前記冷却器（１
   ５）の空気下流側に配置され、前記温水回路（２２）の
   温水により空調空気を加熱する加熱器（１７）と、 前記第１空調ユニット（１３）に設けられ、空調空気を
   送風する送風機（１６）と、 前記第２空調ユニット（１４）に設けられ、前記ブライ
   ン回路（１０）のブラインにより空調空気を冷却すると
   ともに、前記温水回路（２２）の温水により空調空気を
   加熱することが可能な冷却・加熱兼用の空調熱交換器
   （１８）と、前記第２空調ユニット（１４）に設けら
   れ、空調空気を送風する送風機（１９）とを備え、 前記室内への目標吹出空気温度が所定温度より低いとき
   は、前記冷凍サイクル（２）の能力を可変して、前記ブ
   ライン回路（１０）のブラインの温度を可変することに
   より、前記第１空調ユニット（１３）および前記第２空
   調ユニット（１４）の低温側の温度制御を行い、 前記室内への目標吹出空気温度が前記所定温度以上に上
   昇した後は、前記第１空調ユニット（１３）では、前記
   加熱器（１７）の加熱量を制御して高温側の温度制御を
   行い、一方、前記第２空調ユニット（１４）では、前記
   空調熱交換器（１８）への流入媒体を前記ブライン回路
   （１０）のブラインと前記温水回路（２２）の温水との
   間で切り替えるとともに、この流入媒体の流量を調整す
   ることにより高温側の温度制御を行うことを特徴とする
   ブライン式空調装置。
2. 【請求項２】 冷媒として可燃性ガスを循環させ、ブラ
   イン−冷媒熱交換器（７）にて、冷媒をブラインから吸
   熱して蒸発させる冷凍サイクル（２）と、 前記ブライン−冷媒熱交換器（７）にて冷却されたブラ
   インが循環するブライン回路（１０）と、 温水源（９）にて加熱された温水が循環する温水回路
   （２２）と、 室内の第１区域を空調する第１空調ユニット（１３）
   と、 室内の第２区域を空調する第２空調ユニット（１４）
   と、 前記第１空調ユニット（１３）に設けられ、前記ブライ
   ン回路（１０）のブラインにより空調空気を冷却する冷
   却器（１５）と、 前記第１空調ユニット（１３）において前記冷却器（１
   ５）の空気下流側に配置され、前記温水回路（２２）の
   温水により空調空気を加熱する加熱器（１７）と、 前記第１空調ユニット（１３）に設けられ、前記空調空
   気を送風する送風機（１６）と、 前記第２空調ユニット（１４）に設けられ、前記ブライ
   ン回路（１０）のブラインにより空調空気を冷却すると
   ともに、前記温水回路（２２）の温水により空調空気を
   加熱することが可能な冷却・加熱兼用の空調熱交換器
   （１８）と、 前記第２空調ユニット（１４）に設けられ、空調空気を
   送風する送風機（１９）と、 前記冷凍サイクル（２）の能力を可変して、前記ブライ
   ン回路（１０）のブラインの温度を可変する能力可変手
   段（３、８）と、 前記加熱器（１７）による加熱量を制御する加熱量制御
   手段（２９）と、 前記空調熱交換器（１８）への流入媒体を、前記ブライ
   ン回路（１０）のブラインと前記温水回路（２２）の温
   水とに切り替えるとともに、この流入媒体の流量を調整
   可能な弁手段（２０）とを備え、 前記室内への目標吹出空気温度が所定温度より低いとき
   は、前記能力可変手段（３、８）により前記冷凍サイク
   ル（２）の能力を可変して、前記ブライン回路（１０）
   のブラインの温度を可変することにより、前記第１空調
   ユニット（１３）および前記第２空調ユニット（１４）
   の低温側の温度制御を行い、 前記室内への目標吹出空気温度が前記所定温度まで上昇
   した後は、前記第１空調ユニット（１３）では前記加熱
   量制御手段（２９）により高温側の温度制御を行い、一
   方、前記第２空調ユニット（１４）では、前記弁手段
   （２０）により高温側の温度制御を行うことを特徴とす
   るブライン式空調装置。
3. 【請求項３】 前記室内への目標吹出空気温度を算出す
   る算出手段（１０２）と、 前記所定温度を設定する設定手段（１０３）と、 前記室内への目標吹出空気温度と前記所定温度との大小
   を判定する判定手段（１０４）と、 前記室内への目標吹出空気温度が前記所定温度より低い
   間は、前記低温側の温度制御を行い、前記室内への目標
   吹出空気温度が前記所定温度まで上昇した後は、前記高
   温側の温度制御を行う制御手段（１０５〜１１０）とを
   備えることを特徴とする請求項１または２に記載のブラ
   イン式空調装置。
4. 【請求項４】 前記第１空調ユニット（１３）および前
   記第２空調ユニット（１４）により空調される室内の湿
   度を検出する湿度検出手段（３１）を備え、 前記設定手段（１０３）は、前記所定温度として、前記
   湿度検出手段（３１）の検出湿度に応じて定まる除湿限
   界温度を設定し、 前記制御手段（１０５〜１１０）は、前記高温側の温度
   制御を行うときに、前記冷却器１５の温度が前記除湿限
   界温度に維持されるように前記冷凍サイクル（２）の能
   力を制御することを特徴とする請求項３に記載のブライ
   ン式空調装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか１つに記載
   のブライン式空調装置が車両搭載用として構成され、 前記第１空調ユニット（１３）は車室内の前部に配置さ
   れて、車室内前部を空調するように構成されており、 前記第２空調ユニット（１４）は車室内の後部に配置さ
   れて、車室内後部を空調するように構成されており、 前記温水源は車両のエンジン（９）であることを特徴と
   するブライン式空調装置。
6. 【請求項６】 冷媒として可燃性ガスを循環させ、ブラ
   イン−冷媒熱交換器（７）にて、冷媒をブラインから吸
   熱して蒸発させる冷凍サイクル（２）と、 前記ブライン−冷媒熱交換器（７）にて冷却されたブラ
   インが循環するブライン回路（１０）と、 温水源（９）にて加熱された温水が循環する温水回路
   （２２）と、 室内を空調する空調ユニット（１３）と、 この空調ユニット（１３）に設けられ、前記ブライン回
   路（１０）のブラインにより空調空気を冷却する冷却器
   （１５）と、 前記空調ユニット（１３）において前記冷却器（１５）
   の空気下流側に配置され、前記温水回路（２２）の温水
   により空調空気を加熱する加熱器（１７）と、 前記空調ユニット（１３）に設けられ、空調空気を送風
   する送風機（１６）とを備え、 前記室内への目標吹出空気温度が所定温度より低いとき
   は、前記冷凍サイクル（２）の能力を可変して、前記ブ
   ライン回路（１０）のブラインの温度を可変することに
   より、前記空調ユニット（１３）の低温側の温度制御を
   行い、 前記室内への目標吹出空気温度が前記所定温度まで上昇
   した後は、前記加熱器（１７）の加熱量を制御して、前
   記空調ユニット（１３）の高温側の温度制御を行うこと
   を特徴とするブライン式空調装置。