JPS6080922A - 自動車用エゼクタ式冷暖房装置 - Google Patents

自動車用エゼクタ式冷暖房装置

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Publication number
JPS6080922A
JPS6080922A JP19020183A JP19020183A JPS6080922A JP S6080922 A JPS6080922 A JP S6080922A JP 19020183 A JP19020183 A JP 19020183A JP 19020183 A JP19020183 A JP 19020183A JP S6080922 A JPS6080922 A JP S6080922A
Authority
JP
Japan
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refrigerant
ejector
engine
condenser
inlet side
Prior art date
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Pending
Application number
JP19020183A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuo Hayashi
和夫 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP19020183A priority Critical patent/JPS6080922A/ja
Publication of JPS6080922A publication Critical patent/JPS6080922A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/02Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
    • B60H1/025Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant from both the cooling liquid and the exhaust gases of the propulsion plant
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • B60H2001/3286Constructional features
    • B60H2001/3295Compressing means other than compressor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)

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 本発明は、エンジンの排気ガスの熱エネルギー(シリン
ダプルツク、コンデンサ等から無駄に捨てられている廃
熱)な利用し、且つエゼクタを用いた自動車用の冷暖房
装置に関する。
従来技術 従来のエン−ジンの廃熱を利用した自動車用エゼクタ式
冷房装置としては、第1図に示したものがある(時分1
lB53−21942号)。すなわちエンジン1で加熱
された冷却水の一部は、管路2を介してエバポレータ3
に満水に貯留され、又他の一部は管路4を介して触媒コ
ンバータ5内に入り、核触媒コンバータ5内でエンジン
の廃熱である排気熱によりさらに加熱されて、過熱蒸気
となる。
そしてこの加熱蒸気は、管路5aを通過してエゼ=クタ
6内のノズルから噴出することにより、エバポレータ3
内の蒸気が管路3aを介して誘引されて、内部の圧力は
低くなる。このためエバポレータ3内は真空となり、該
エバポレータ3内の水の飽和温度は下がって沸騰を始め
、蒸発の潜熱によってこのエバポレータ3を通過する空
気と熱交換を行なって、冷房を行なうことができるので
ある。そしてエゼクタ6で使用された蒸気及びエバポレ
ータ3から吸引された蒸気は混合して、復水器7で液化
され、ラジェータ8によって冷却され、ポンプ9によっ
て循還されるのである。
しかしながら、このような従来の自動車用エゼクタ式冷
房装置にあっては、前述のように冷媒として水を用いる
ものであることから、循還系を5〜7 mHIの真空に
保つ必要があり、このため前記管路、その他の装置に対
して高度のシール技術をもって、確実にシールを行なう
必要が生じ、このシール性確保のために多大の製造コス
トを要する他、シール不良によって循還系にわずかでも
空気が混入した場合には、性能が着るしく低下する不利
があり、又前述のようにエバポレータ3は、装置作動時
には満水状となることから、単室内を冷房するに充分な
冷却効果を得るためには、エバポレータ3の容積を充分
確保しなければならず、このためエバポレータ3が大型
化してしまい、自動車への搭載の障害となるものであっ
た。
発明の目的 本発明は、かかる従来のエゼクタを用いた自動車用の冷
房装置に鑑みてなされたものであり、循還系を低圧で作
動させるようにすることによって、該循還系のシール性
確保に高度のシール技術を不要とし、低コスト化を図る
ことが可能であるとともに、エバポレータの小型化を可
能にし、さらには冷媒を熱媒として用いることにより、
車室内の暖房をも可能にした自動車用エゼクタ式冷暖房
装置を提供することを目的とするものである。
発明の構成 前記目的を達成するために本発明にあっては、エンジン
で加熱された冷媒を、該エンジンの[kと熱交換させて
過熱蒸気を得る加熱器と、該加熱器で得られた過熱蒸気
を作動蒸気として用いるエゼクタと、該エゼクタから排
出される蒸気を液化するコンデンサと、該コンデンサの
冷媒出口とエゼクタの吸引口の間に介装されたエバポレ
ータと、該エバポレータの作動蒸気入口側と前記コンデ
ンサの冷媒入口側との間に介装された暖房の用熱交換器
と、前記エンジンの冷媒入口側と加熱器の冷媒出口側と
の間に流量調節弁を介して配設された配管系と、該加熱
器の冷媒出口側とコンデンサの冷媒入口側との間に流量
調節弁を介して配設された配管系と、エンジンの冷媒出
口側とコンデンサの冷媒入口側との間に流量調節弁を介
して配設された配管系とを設けである。
実施例 以下本発明の一実施例について第2図に従って説明する
。すなわちエンジン10は、図示しないウォータジャケ
ットを有しており、該エンジン1゜の冷却液である冷媒
の入口側配管11には、該冷媒を循還するためのポンプ
12が設げられている。
又エンジン10の冷媒出口側配管13には、排気管14
によって提供されるエンジンの廃熱たる排気熱との熱交
換を行なって冷媒を加熱する加熱器15が設げられてお
り、該加熱器15の冷媒出口側配管17には、分岐管1
8,19.20が連通されており、該分岐管18,19
.20は各々流i調節弁18 a、19 a、20 a
によって、流量が調節されるようKなっている。さらに
分岐管19は、エゼクタ21に接続されており、該エゼ
クタ21の出口ボート21aは、分岐管20に連通され
た配管22を介してコンデンサ23に接続されており、
該コンデンサ23の冷媒出口側配管24は、前記ポンプ
12の冷媒入口側配管25に接続されている。この両配
管24.25の中途から分岐した分岐管26には、膨張
弁27を介してエバポレータ28が接続されており、該
エバポレータ28の冷媒出口側配管29は、前記エゼク
タ21の吸引ボート21bに接続されている。又前記分
岐管18の一端は、冷媒入口配管25に接続されており
、前記分岐管19からは開閉弁32を有し、暖房用の熱
交換器であるヒータコア33に連通するヒータコア入口
側配管34が分岐されていて、該ヒータコア33の出口
側配管35は、コンデンサ23の冷媒入口側に接続され
ている。さらに前記分岐管20に分岐して設けられた分
岐管36は、流量調節弁37を介して、エンジン10の
冷媒出口側配管13に接続されている。
なお前記分岐管18に設けられている流量調節9P18
 aは、エンジン10の出口側の冷媒温度を検出する出
口温度センサ18a’により、分岐管19゜20に設け
られている流量両節弁19a、20aは、各々エバポレ
ータ2Bの表面温度を検出する温度センサ28aにより
、膨張弁27はエバポレータ28の冷媒出口温度を検出
する出口温度センサ28bにより、流量調節弁37は加
熱器15の表面温度を検出する温度センサ37aによっ
て、各々所定の流量制御がなされるようになっている。
更に本実施例にあっては冷媒として低圧でも冷媒の蒸発
が行なわれるようにフロン11、フロン12(商品名、
三片フロロケミカル社製)か用いられている。
以上の構成に係る本実施例の作用について、冷房時、暖
房時、エンジンの暖機時に分けて説明する。
(1)冷房時 まず冷房時の作用について、第3図に従って説明する。
冷房時においては、流量調節弁18 a。
20a、32.37はそれぞれ閉状態にあり、一方流量
調節弁19aは開状態にある。したがって、ポンプ12
によってエンジン10のウォータジャケットに圧送され
た液冷媒は、該エンジン10の廃熱で加熱されて、一部
蒸気化した状態で加熱器15内に移送され、該加熱器1
5においてさらに排気ガスの廃熱により加熱されて完全
な蒸気となって、エゼクタ21に送り込まれ、該エゼク
タ21の作動蒸気となって図示しないノズルより噴射さ
れる。
一部エバボレータ28には、コンデンサ23によって液
化された冷媒が膨張弁27で減圧されて送り込まれてお
り、該エバポレータ28内の蒸気は、前記エゼクタ21
内での蒸気の噴射によって、誘引される。このためエバ
ポレータ28内は低圧Eなり、液冷媒は、フロン11を
用いているため低圧でも充分蒸発を促進され、液冷媒自
身による蒸発の潜熱によりエバポレータ28を冷却して
、該エバポレータ2Bを通過する空気を冷却し、車室内
を冷房することができるのである。そしてエバポレータ
28から吸引された蒸発冷媒は、吸引ボー)21bから
エゼクタ21内に入り、該エゼクタ21内で分岐配管1
9から噴射された作動蒸気と混合され、コンデンサ23
で冷却されて液化し、その一部は分岐管26から膨張弁
27を介してエバポレータ28内に、又他の一部は、ポ
ンプ12の冷媒入口側配管25を通過して、該ポンプ1
2により、エンジン10に移送され、この循還を繰り返
すのである。
なおここで冷媒としてフロン11を用いた場合の各装置
の作動について、数値をもって説明するならば、コンデ
ンサ23の出口での液冷媒は、約45℃で2.2kg/
drである。この冷媒はポンプ12で11″KII/c
11位まで加圧され、エンジン10で110℃位に加熱
される。さらに加熱器15では、130℃位まで加熱さ
れ、約11kg/ad、130℃位の過熱蒸気としてエ
ゼクタ21に送り込まれる。
一部コンデンサ23から出た液冷媒は、膨張弁27で0
.5に9/C11位に減圧されてエバポレータ28内で
蒸発し、エゼクタ21に吸引され、このときエバポレー
タ28内の液冷媒は、前述のように蒸発して、潜熱によ
り車室内の空気の熱を奪って冷却される。そしてエゼク
タ21では、前記作動蒸気と吸引された蒸気とが混合し
て、該エゼクタ21を通過し、その間速度エネルギが圧
力エネルギに変り、2.2kg/ffl、80℃弱の蒸
気となり、コンデンサ23で冷却されて、前述した循還
が行なわれるのである。
(2)暖房時 次に暖房時の作用について、第4図に従って説明する。
すなわち暖房時においては、流量調節弁18a、37及
び2Qa、27は、閉状態にあり、又流量調節弁19a
及び32は閉状態にある。
したがってエンジン10の廃熱で加熱された液冷媒は、
出口側廃管13を通過して、加熱器15でエンジンの廃
熱たる排気熱でさらに加熱され、過熱蒸気となって配管
17、分岐管19、分岐管34を通過して、開状態にあ
る流量調節弁32を介して、ヒータコア33内に移送さ
れる。
そして該ヒータコア33内においては冷媒が熱媒として
機能し、通過する空気と熱交換して、該空気を過熱し、
この加熱された空気は車室内に吹出されて、暖房に供さ
れる。そしてこの熱交換によって、凝縮され一部液化し
た冷媒は、出口側配管35を通過して、コンデンサ23
において、完全に液化され、該コンデンサ23の冷媒出
口側配管24を通過し、ポンプ12により圧送されて循
還されるのである。
なおヒータコア33への過熱蒸気の流量は、車室内に設
けられた図示しない調節機構によって制御される流量調
節弁32の開度調整によって変更することができ、これ
によって暖房温度を調節することができる。
(3)暖機時 次にエンジン10を暖機運転する時の作用について、第
5図に従って説明する。すなわち暖機時においては、流
量調節弁19 a、20 a、37は閉状態にあり、流
量調節弁18aは開状態にある。
したがって液冷媒は、ポンプ12により圧送されて、エ
ンジン10.加熱器15、配管13、分岐管18を循還
して、暖機な行なう。そしてこの暖機運転に伴って、液
冷媒の温度が上昇すると、排気加熱器15の表面温度は
上昇し、これを温度センサ37aが検知し、流量調節弁
37が開けられ、分岐管36、分岐管20、釜着皓4、
コンデンサ23を通過する系となり、液冷媒はコンデン
サ23によって冷却されるようになる。よってエンジン
10の過熱は防止され、適度の暖機状態を得ることがで
きるのである。
発明の詳細 な説明したように本発明は、所定の冷媒を用いて、該冷
媒をエンジンの廃熱を利用して加熱し、これを冷房時に
おいてはエゼクタの作動蒸気を利用し、又暖房時におい
ては熱媒として利用し、さらにエンジンの暖機時におい
ては暖機の6に利用できるように構成したことから、ま
ず第1に、循還系を低圧で作動でき、水を冷媒として用
いた従来のエゼクタ式の自動車用冷房装置のように、高
度のシール性が要求されず、シール性確保のために多く
の製造コストを費やす必要はなく、低コスト化が可能と
なるとともに、水を用いた場合の如(、残渣物の堆積が
なく、性能の低下や装置の腐食の恐れを解消することが
でき、又冷却効率においても優れることから、エバポレ
ータを小型化することができ、実用を可能にするもので
ある。
第2に冷房時に関しては、エゼクタにより循還系を作動
させるため、コンプレッサを用いた蒸気圧縮式の冷凍サ
イクルに比べて、省エネルギ効果が大きいことは勿論の
こと、排気エネルギの有効利用を極めて効率良く行なう
ことができる。
第3に暖房時には、冷媒を熱媒として用いることから、
高温の加熱風を得ることができ、特に小型車等比較的排
気量の少ない車両であっても、厳寒時に充分な暖房を行
なうことができる。
第4に暖機時においては、冷房、暖房時の循還系を回避
して、暖機時のみに用いる循還系にて冷媒を循還させ、
しかも、冷媒を介して廃熱を回収し、この廃熱をも利用
して暖機な行なうことから、短時間で所要の暖機状態が
得られ、しかも所要の暖機状態が得られた後は適宜冷媒
をコンデンサで冷却することから、エンジンの加熱を防
止して、最適な暖機な行なうことを可能にするものであ
る。
尚、本発明の実施例では廃熱として排気ガスの熱を利用
し、これを回収する加熱器として排気マフラーの一部を
利用しているが、これに限らずエンジンのシリンダブロ
ックやコンデンサーから廃棄される廃熱を利用すること
もできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の自動車用エゼクタ式冷房装置を示す概
念図、第2図は本発明の一実施例を示す概念図、第3図
は同実施例の冷房時の作用を示す説明図、第4図は同実
施例の暖房時の作用を示す説明図、第5図は同実施例の
暖機時の作用を示す説明図である。 10・・・エンジン、11・・・(エンジンの) 冷媒
入口側配管、12・・・ポンプ、13・・・(エンジン
の)冷媒出口側配管、14・・・排気管、15・・・加
熱器、181、、28 a、37 a・一温度センサ、
18,19゜20.30,31・・・分岐管、18a、
1ga。 20a、32,37一−−流量調節弁、18a、28b
・・・出口温度センサ、21・・・エゼクタ、21a・
・・出口ボート、21b・・・吸引ボート、23・・・
コンデンサ、27・・・膨張弁、28・・・エバポレー
タ、33・・・ヒータコア。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 エンジンで加熱された所定の冷媒を、該エンジンの
    廃熱と熱交換させて過熱蒸気を得る加熱器と、誼加熱器
    で得られた過熱蒸気を作動蒸気として用いるエゼクタと
    、該エゼクタから吐出される蒸気を液化するコンデンサ
    と、該コンデンサの冷媒出口とエゼクタの吸引口の間に
    介装されたエバポレータと、該エゼクタの作動蒸気入口
    側と前記コンデンサの冷媒入口側との間に介装された暖
    房用熱交換器と、前記エンジンの冷媒入口側と加熱器の
    冷媒出口側との間に流量調節弁を介して配設された配管
    系と、該加熱器の冷媒出口側とコンデンサの冷媒入口側
    との間に流量調節弁を介して配設された配管系と、エン
    ジンの冷媒出口側とコンデンサの冷媒入口側との間に流
    量調節弁を介して配設された配管系とから構成されたこ
    とを特徴とする自動車用エゼクタ式冷暖房装置。
JP19020183A 1983-10-12 1983-10-12 自動車用エゼクタ式冷暖房装置 Pending JPS6080922A (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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