JPS6298165A - ヒ−トポンプ装置 - Google Patents
ヒ−トポンプ装置Info
- Publication number
- JPS6298165A JPS6298165A JP60237992A JP23799285A JPS6298165A JP S6298165 A JPS6298165 A JP S6298165A JP 60237992 A JP60237992 A JP 60237992A JP 23799285 A JP23799285 A JP 23799285A JP S6298165 A JPS6298165 A JP S6298165A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling water
- evaporator
- engine cooling
- heat pump
- pump device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
- Y02A30/274—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine
Landscapes
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
- Central Heating Systems (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。
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〕
本発明はエンジン冷却水を熱源とするヒートポンプ装置
に関し、特に車両用空調装置として用いられて有効なも
のである。
に関し、特に車両用空調装置として用いられて有効なも
のである。
従来より例えば車両用空調装置としては、圧縮機で圧縮
された冷媒ガスを凝縮器で凝縮させる時に発生する潜熱
を利用して暖房を行なうヒートポンプ式の空調装置が検
討されている。この場合冷凍サイクルの液冷媒を気化さ
せる蒸発器は車室外の外気との熱交換で蒸発を行わせる
よう構成されているため暖房の必要な冬期等には外気温
が低く、充分な暖房効果が得られなかった。
された冷媒ガスを凝縮器で凝縮させる時に発生する潜熱
を利用して暖房を行なうヒートポンプ式の空調装置が検
討されている。この場合冷凍サイクルの液冷媒を気化さ
せる蒸発器は車室外の外気との熱交換で蒸発を行わせる
よう構成されているため暖房の必要な冬期等には外気温
が低く、充分な暖房効果が得られなかった。
これに対してエンジン冷却水を蒸発器に導き、エンジン
冷却水と冷媒との熱交換を行わせることにより冷媒の蒸
発量を増加させて暖房効果を高めるヒートポンプ式空調
装置が知られている。
冷却水と冷媒との熱交換を行わせることにより冷媒の蒸
発量を増加させて暖房効果を高めるヒートポンプ式空調
装置が知られている。
しかしながら上記従来のエンジン冷却水を熱源とするヒ
ートポンプ装置にあっては、エンジンの発熱量が大きく
エンジン冷却水温が高い時や、車室内温度が高い時には
冷媒の蒸発量が多くなりすぎ、冷凍サイクルの高圧側圧
力が異常に高まり冷凍サイクルの許容圧力を越えて機器
の破損の原因となる可能性があった。またこのヒートポ
ンプ装置では、暖房能力をコントロールするために圧縮
機の０Ｎ−ＯＦＦ運転を行なうと吹出し空気温度が大幅
に変化するために快適な暖房が行われないという問題が
あった。
ートポンプ装置にあっては、エンジンの発熱量が大きく
エンジン冷却水温が高い時や、車室内温度が高い時には
冷媒の蒸発量が多くなりすぎ、冷凍サイクルの高圧側圧
力が異常に高まり冷凍サイクルの許容圧力を越えて機器
の破損の原因となる可能性があった。またこのヒートポ
ンプ装置では、暖房能力をコントロールするために圧縮
機の０Ｎ−ＯＦＦ運転を行なうと吹出し空気温度が大幅
に変化するために快適な暖房が行われないという問題が
あった。
そこで上記の如き従来のヒートポンプ装置の持つ問題点
を解決するために、本発明は少なくとも圧縮機、凝縮器
、減圧装置、エンジン冷却水を熱源とする蒸発器を備え
たヒートポンプ装置において、 前記蒸発器にエンジン冷却水を供給するエンジン冷却水
管路の、前記蒸発器上流側から分岐し、下流側へ合流す
るバイパス管路と、 前記蒸発器に流入するエンジン冷却水量と、前記バイパ
ス管路に流入するエンジン冷却水量を制御する流量調節
手段とを備え、 暖房負荷および／または冷媒圧力に応じて前記蒸発器に
流入するエンジン冷却水量を調節するように前記流量調
節手段を制御するヒートポンプ装置を採用するものであ
る。
を解決するために、本発明は少なくとも圧縮機、凝縮器
、減圧装置、エンジン冷却水を熱源とする蒸発器を備え
たヒートポンプ装置において、 前記蒸発器にエンジン冷却水を供給するエンジン冷却水
管路の、前記蒸発器上流側から分岐し、下流側へ合流す
るバイパス管路と、 前記蒸発器に流入するエンジン冷却水量と、前記バイパ
ス管路に流入するエンジン冷却水量を制御する流量調節
手段とを備え、 暖房負荷および／または冷媒圧力に応じて前記蒸発器に
流入するエンジン冷却水量を調節するように前記流量調
節手段を制御するヒートポンプ装置を採用するものであ
る。
上記手段によれば、流量調節手段により、暖房負荷に応
じて蒸発器に流入するエンジン冷却水量を制御するので
蒸発器での吸熱量が調節され、暖房能力が制御される。
じて蒸発器に流入するエンジン冷却水量を制御するので
蒸発器での吸熱量が調節され、暖房能力が制御される。
また冷媒圧力に応じて前記流量調節手段により蒸発器に
流入するエンジン冷却水量を制御することができるので
蒸発器での過吸熱が防止でき高圧側圧力が上昇しすぎる
ことがない。
流入するエンジン冷却水量を制御することができるので
蒸発器での過吸熱が防止でき高圧側圧力が上昇しすぎる
ことがない。
以下本発明を図に示す実施例に基づいて詳細に説明する
。第１図は本発明の自動車用ヒートポンプ装置の構成を
示す系統図で、■は冷凍サイクルの冷媒ガスの圧縮を行
なう圧縮機で自動車エンジン２により図示しない電磁ク
ラッチの０Ｎ−ＯＦＦに応じて回転駆動される。３は車
室内の運転席前面のインストルメンタルパネル部の空調
装置通風系内に収納された本発明の凝縮器である室内熱
交換器で、高圧気相冷媒を液化して潜熱を放出すること
により暖房を行なう。４は液化冷媒を霧状に減圧させる
本発明の減圧装置である膨張弁、５は減圧された冷媒に
熱を与えて気化させる蒸発器で、蛇行状に屈曲形状し伝
熱面積を広げた冷媒通路５ａの外周部を容器５ｂでおお
い、この容器５ｂ内をエンジン冷却水が流通するように
構成したもので、例えば車両エンジンルーム内等の適宜
な場所に設置されている。以上の圧縮ｍ１、室内熱交換
器３、膨張弁４、蒸発器５は順次冷媒配管６で接続され
ており、図示しない冷媒受液器、アキュムレータ等が適
宜介在されている。
。第１図は本発明の自動車用ヒートポンプ装置の構成を
示す系統図で、■は冷凍サイクルの冷媒ガスの圧縮を行
なう圧縮機で自動車エンジン２により図示しない電磁ク
ラッチの０Ｎ−ＯＦＦに応じて回転駆動される。３は車
室内の運転席前面のインストルメンタルパネル部の空調
装置通風系内に収納された本発明の凝縮器である室内熱
交換器で、高圧気相冷媒を液化して潜熱を放出すること
により暖房を行なう。４は液化冷媒を霧状に減圧させる
本発明の減圧装置である膨張弁、５は減圧された冷媒に
熱を与えて気化させる蒸発器で、蛇行状に屈曲形状し伝
熱面積を広げた冷媒通路５ａの外周部を容器５ｂでおお
い、この容器５ｂ内をエンジン冷却水が流通するように
構成したもので、例えば車両エンジンルーム内等の適宜
な場所に設置されている。以上の圧縮ｍ１、室内熱交換
器３、膨張弁４、蒸発器５は順次冷媒配管６で接続され
ており、図示しない冷媒受液器、アキュムレータ等が適
宜介在されている。
一方エンジン冷却水循環管路ば、エンジニア ２のウォ
ータジャケットとラジェータ７を循環する管路８と、エ
ンジン２のウォータジャケットとヒータコア１２、蒸発
器５との間を循環する管路９とで構成されている。なお
ヒータコア１２は室内熱交換器３と同様に車室内のイン
ストルメンタルパネル部の空調装置通風系内に配設され
ている。そして、ヒータコア１２と蒸発器５を接続する
エンジン冷却水管路９ａ途中には本発明の流量調節手段
である流量制御弁ｌＯが介装されており、この管路９ａ
の流量制御弁１０より上流側（ヒータコア１２側）より
分岐し、蒸発器５の下流側（エンジン２側）のエンジン
冷却水管路９ｂに合流するバイパス管路９Ｃが設けられ
ている。なお１１は、エンジン冷却水温に応じてラジェ
ータ７へのエンジン冷却水の送水を制御するサーモスタ
ノ１−である。
ータジャケットとラジェータ７を循環する管路８と、エ
ンジン２のウォータジャケットとヒータコア１２、蒸発
器５との間を循環する管路９とで構成されている。なお
ヒータコア１２は室内熱交換器３と同様に車室内のイン
ストルメンタルパネル部の空調装置通風系内に配設され
ている。そして、ヒータコア１２と蒸発器５を接続する
エンジン冷却水管路９ａ途中には本発明の流量調節手段
である流量制御弁ｌＯが介装されており、この管路９ａ
の流量制御弁１０より上流側（ヒータコア１２側）より
分岐し、蒸発器５の下流側（エンジン２側）のエンジン
冷却水管路９ｂに合流するバイパス管路９Ｃが設けられ
ている。なお１１は、エンジン冷却水温に応じてラジェ
ータ７へのエンジン冷却水の送水を制御するサーモスタ
ノ１−である。
次に上記流量制御弁１０の構造の一実施例を第２図の断
面図に基づいて説明する。エンジン冷却水速水管９ａの
壁面には仕切壁２１が設けられ、この仕切壁２１と送水
管９ａの壁面に続く端板２２とで円孔状の弁座２３を形
成し、この弁座２３に先端ニードル状に形成された弁体
２４が図中上下方向に移動して流路断面積を変化させる
ことにより流量制御を行なうよう構成されている。この
弁体２４の上方にはこの弁体を作動させるための駆動部
２５が配設されている。この駆動部は弁体２４を保持す
るプランジャ２６と、このプランジャ２６に弁座２３を
閉じる方向（図では下向き）の反力を与えるスプリング
コイル２７と、このプランジャ２６の周囲に形成され、
通電により磁性体であるプランジャ２６をスプリングコ
イル２７の付勢力に抗して図中上方に移動させ弁座を開
側に制御する電磁コイル２８とで構成されている。
面図に基づいて説明する。エンジン冷却水速水管９ａの
壁面には仕切壁２１が設けられ、この仕切壁２１と送水
管９ａの壁面に続く端板２２とで円孔状の弁座２３を形
成し、この弁座２３に先端ニードル状に形成された弁体
２４が図中上下方向に移動して流路断面積を変化させる
ことにより流量制御を行なうよう構成されている。この
弁体２４の上方にはこの弁体を作動させるための駆動部
２５が配設されている。この駆動部は弁体２４を保持す
るプランジャ２６と、このプランジャ２６に弁座２３を
閉じる方向（図では下向き）の反力を与えるスプリング
コイル２７と、このプランジャ２６の周囲に形成され、
通電により磁性体であるプランジャ２６をスプリングコ
イル２７の付勢力に抗して図中上方に移動させ弁座を開
側に制御する電磁コイル２８とで構成されている。
なお２９はこの電磁コイルのリード線である。
次に上記構成になるヒートポンプ装置の作動を以下に説
明する。図示しない室内温度検知センサの検知する温度
信号に基づいてコンピュータにより、室内温度が高い時
、前記電磁コイル２８に通７の付勢力により弁体２４を
下方に移動させ流路を狭める。これにより蒸発器５へ流
入するエンジン冷却水量を少なくし、バイパス管路９Ｃ
への流量を大きくして蒸発器５での吸熱量を減じること
により、暖房能力を弱める。一方室内温度が低くなり暖
房負荷が高まるにつれて前記電流値を増大させて流量制
御弁１０の流路を開いていき、蒸発器５へ流入するエン
ジン冷却水量を増大させて暖房能力を高める。第３図は
、バイパス管路９Ｃを流れるエンジン冷却水量と、暖房
能力（図中特性線Ａ）、高圧側圧力（図中特性線Ｂ）の
関係を示す特性図である。このようにして流量制御弁ｌ
Ｏの制御により暖房負荷に応じた暖房制御が可能となり
、従来のヒートポンプ装置のように圧縮機の０Ｎ−ＯＦ
Ｆにより制御する必要がなくなるので温度変化が急激に
おこるような不具合が発生せず快適な空調感覚が得られ
る。
明する。図示しない室内温度検知センサの検知する温度
信号に基づいてコンピュータにより、室内温度が高い時
、前記電磁コイル２８に通７の付勢力により弁体２４を
下方に移動させ流路を狭める。これにより蒸発器５へ流
入するエンジン冷却水量を少なくし、バイパス管路９Ｃ
への流量を大きくして蒸発器５での吸熱量を減じること
により、暖房能力を弱める。一方室内温度が低くなり暖
房負荷が高まるにつれて前記電流値を増大させて流量制
御弁１０の流路を開いていき、蒸発器５へ流入するエン
ジン冷却水量を増大させて暖房能力を高める。第３図は
、バイパス管路９Ｃを流れるエンジン冷却水量と、暖房
能力（図中特性線Ａ）、高圧側圧力（図中特性線Ｂ）の
関係を示す特性図である。このようにして流量制御弁ｌ
Ｏの制御により暖房負荷に応じた暖房制御が可能となり
、従来のヒートポンプ装置のように圧縮機の０Ｎ−ＯＦ
Ｆにより制御する必要がなくなるので温度変化が急激に
おこるような不具合が発生せず快適な空調感覚が得られ
る。
また、圧縮機の吐出側の冷媒ガスの高圧側には図示しな
い圧力検出器が設けられており、この圧力が一定値（例
えば２３ｋｇ／ｃ＋ａ・Ｇ）以上となった時、この圧力
検出器の信号に基づき、前記コンピュータにより、流量
制御弁１０の電磁コイル２８の電流値を減少させ弁座２
３と弁体２４から成る流路を狭めるように構成されてお
り、これによ° り蒸発器５による吸熱量が減少させら
れるので圧力が速やかに低下し、圧力が異常に高まって
機器が破損することなく許容圧力以下で暖房運転が行わ
れる。
い圧力検出器が設けられており、この圧力が一定値（例
えば２３ｋｇ／ｃ＋ａ・Ｇ）以上となった時、この圧力
検出器の信号に基づき、前記コンピュータにより、流量
制御弁１０の電磁コイル２８の電流値を減少させ弁座２
３と弁体２４から成る流路を狭めるように構成されてお
り、これによ° り蒸発器５による吸熱量が減少させら
れるので圧力が速やかに低下し、圧力が異常に高まって
機器が破損することなく許容圧力以下で暖房運転が行わ
れる。
また本発明のヒートポンプ装置の暖房能力は蒸発器での
吸熱量にコンプレッサの仕事量が加わるためにエンジン
冷却水の熱量以上の暖房能力が得られる。
吸熱量にコンプレッサの仕事量が加わるためにエンジン
冷却水の熱量以上の暖房能力が得られる。
次に本発明の他の実施例について説明する。本発明のヒ
ートポンプ装置は上記実施例のヒートポンプ装置に、外
気と冷媒ガスの熱交換を行なう室外熱交換器、冷房時と
暖房時の冷媒の流れ方向を逆転させる四方弁等を適宜組
合せた冷暖兼用型の空調システムにも通用できることは
言うまでもない。
ートポンプ装置は上記実施例のヒートポンプ装置に、外
気と冷媒ガスの熱交換を行なう室外熱交換器、冷房時と
暖房時の冷媒の流れ方向を逆転させる四方弁等を適宜組
合せた冷暖兼用型の空調システムにも通用できることは
言うまでもない。
また流量制御弁１０は上記実施例以外にも、ステップモ
ータ等により流路断面積を段階的に変化させるよう構成
されてもよいし、温度に応じて圧力の変化するガス体を
封入した感温筒内の圧力変動により弁体を機械的に開閉
する構造であってもよい。
ータ等により流路断面積を段階的に変化させるよう構成
されてもよいし、温度に応じて圧力の変化するガス体を
封入した感温筒内の圧力変動により弁体を機械的に開閉
する構造であってもよい。
この流量制御弁は、さらにバイパス管路９ｃ側に設けら
れてもよいし、両方に設けてそれぞれ連動して流量制御
をより確実に行なえるようにしてもよい。
れてもよいし、両方に設けてそれぞれ連動して流量制御
をより確実に行なえるようにしてもよい。
以上説明したように本発明においては、バイパス管路と
、流量調節手段とによって暖房負荷に応じてエンジン冷
却水を熱源とする蒸発器へのエンジン冷却水の供給量を
変化させているので急激な温度変化のない快適な暖房感
が得られるとともに、蒸発器での過吸熱を防止して冷凍
サイクルの異常高圧を防止し機器の破損を防止できると
いうきわめて実用的な効果を有する。
、流量調節手段とによって暖房負荷に応じてエンジン冷
却水を熱源とする蒸発器へのエンジン冷却水の供給量を
変化させているので急激な温度変化のない快適な暖房感
が得られるとともに、蒸発器での過吸熱を防止して冷凍
サイクルの異常高圧を防止し機器の破損を防止できると
いうきわめて実用的な効果を有する。
第１図は本発明のヒートポンプ装置の構成を示す系統図
、第２図は第１図における流量制御弁ｌＯの構造を示す
断面図、第３図は本発明のヒートポンプ装置の制御特性
を示す特性図である。 １・・・圧縮機、３・・・室内熱交換器、４・・・膨張
弁。 ５・・・蒸発器、６・・・冷媒配管、９ｃ・・・バイパ
ス管路。 １０・・・流量制御弁。 代理人弁理士 岡 部 隆 を 第１図
、第２図は第１図における流量制御弁ｌＯの構造を示す
断面図、第３図は本発明のヒートポンプ装置の制御特性
を示す特性図である。 １・・・圧縮機、３・・・室内熱交換器、４・・・膨張
弁。 ５・・・蒸発器、６・・・冷媒配管、９ｃ・・・バイパ
ス管路。 １０・・・流量制御弁。 代理人弁理士 岡 部 隆 を 第１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 少なくとも圧縮機、凝縮器、減圧装置、エンジン冷却
水を熱源とする蒸発器を備えたヒートポンプ装置におい
て、 前記蒸発器にエンジン冷却水を供給するエンジン冷却水
管路の、前記蒸発器上流側から分岐し、下流側へ合流す
るバイパス管路と、 前記蒸発器に流入するエンジン冷却水量と、前記バイパ
ス管路に流入するエンジン冷却水量を制御する流量調節
手段とを備え、 暖房負荷および／または冷媒圧力に応じて前記蒸発器に
流入するエンジン冷却水量を調節するように前記流量調
節手段を制御することを特徴とするヒートポンプ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60237992A JPS6298165A (ja) | 1985-10-24 | 1985-10-24 | ヒ−トポンプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60237992A JPS6298165A (ja) | 1985-10-24 | 1985-10-24 | ヒ−トポンプ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6298165A true JPS6298165A (ja) | 1987-05-07 |
Family
ID=17023513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60237992A Pending JPS6298165A (ja) | 1985-10-24 | 1985-10-24 | ヒ−トポンプ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6298165A (ja) |
-
1985
- 1985-10-24 JP JP60237992A patent/JPS6298165A/ja active Pending
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