JP2004340520A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】蓄冷のための構成が大型化することがなくしかも蓄冷及び放冷を効率良く行い得る冷凍サイクル装置を提供すること。
【解決手段】冷凍サイクル装置12には、蒸気圧縮式の冷凍サイクルが備えられている。冷凍サイクル上には液冷媒を蓄積する受液器28が配設されている。受液器28には反応容器35が接続されている。反応容器35は、冷媒ガスの再生器と冷媒ガスの吸収器とに切換可能である。受液器28と、吸収器として機能する反応容器35との間の冷媒流路上には、受液器28からの液冷媒を加熱する蒸発器25が配設されている。エアコンECU41は、反応容器35を再生器として機能させて蓄冷を行うとともに、反応容器35を吸収器として機能させて放冷を行う。
【選択図】 図1
【解決手段】冷凍サイクル装置12には、蒸気圧縮式の冷凍サイクルが備えられている。冷凍サイクル上には液冷媒を蓄積する受液器28が配設されている。受液器28には反応容器35が接続されている。反応容器35は、冷媒ガスの再生器と冷媒ガスの吸収器とに切換可能である。受液器28と、吸収器として機能する反応容器35との間の冷媒流路上には、受液器28からの液冷媒を加熱する蒸発器25が配設されている。エアコンECU41は、反応容器35を再生器として機能させて蓄冷を行うとともに、反応容器35を吸収器として機能させて放冷を行う。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両(車室)の空調に用いられる冷凍サイクル装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の冷凍サイクル装置としては、圧縮機、クーラ、減圧手段及び蒸発器を直列に接続してなる、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを備えたものが一般的に用いられている。しかし、蒸気圧縮式の冷凍サイクルは、車両の走行駆動源たるエンジン(内燃機関)を圧縮機の駆動源としており、アイドルストップ時等のエンジンの停止時においては、冷房能力を発揮し得ない問題があった。
【0003】
このような問題を解決するために、冷凍サイクルの蒸発器に対して蓄冷ユニットを並列に配置して、これら蒸発器と蓄冷ユニットとでヒートパイプを構成したものが存在する(例えば特許文献1参照)。この構成においては、冷凍サイクルの運転中(エンジンの運転中)に低温冷媒が蓄冷ユニットを流れることで、該蓄冷ユニットが備える蓄冷材が凍結して蓄冷が行われる。そして、エンジンの停止時においては、蓄冷材によって冷却された液冷媒が、蓄冷ユニットから蒸発器へと流れ込むことで、車室へ吹き出される空気の冷却が行われる。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−58512号公報(第2−3頁、第1図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献1の技術においては、蓄冷材を用いて蓄冷及び放冷を行っている。従って、蓄冷材と冷媒との間で熱交換を行う熱交換器が必要で、蓄冷ユニットが大型化するし、該熱交換器を介することでの熱損失により、蓄冷及び放冷を効率良く行い得ない問題があった。また、エンジンの停止時に冷房を長時間継続させるために、蓄冷ユニット(蓄冷材)と外気との間を断熱する断熱材を大量に必要とし、これも蓄冷ユニットの大型化につながっていた。
【0006】
本発明の目的は、蓄冷のための構成が大型化することがなくしかも蓄冷及び放冷を効率良く行い得る冷凍サイクル装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1の発明の冷凍サイクル装置は、冷凍サイクルと、該冷凍サイクル上に配設されて液冷媒を蓄積する受液器とを備えている。受液器には反応容器が接続されており、該反応容器は冷媒ガスの放出器(再生器又は脱着器)と冷媒ガスの回収器(再生器に対応する吸収器又は脱着器に対応する吸着器)とに切換可能である。受液器と、回収器として機能する前記反応容器との間の冷媒流路上には放冷用蒸発器が配設されている。そして、冷凍サイクル装置には、反応容器を放出器として機能させて蓄冷を行うとともに反応容器を回収器として機能させて放冷を行う蓄放冷制御手段が備えられている。
【0008】
前記蓄放冷制御手段によって反応容器が放出器として機能されると、該反応容器から放出された冷媒ガスが冷凍サイクルに供給される。反応容器から放出された冷媒は、冷凍サイクルにとっては余分となるため、この余分な冷媒は、受液器において液冷媒として蓄積(蓄冷)されることとなる。そして、蓄放冷制御手段によって反応容器が回収器として機能されると、該反応容器による冷媒ガスの吸引作用によって、受液器の液冷媒が放冷用蒸発器へと移動される。放冷用蒸発器に流入された液冷媒は、該放冷用蒸発器によって加熱(放冷)され蒸発されて低圧の冷媒ガスとなる。この低圧の冷媒ガスは、回収器として機能する反応容器に回収される。
【0009】
本発明においては、冷凍サイクル上に配設された受液器に液冷媒を蓄積することで蓄冷が行われる。従って、冷媒とは別に蓄冷材を必要とせず、冷媒と蓄冷材との間で熱交換を行う熱交換器を必要としない。よって、蓄冷のための構成が大型化することを防止できるし、蓄冷及び放冷を効率良く行い得る。
【0010】
請求項2の発明は請求項1において、前記受液器は、前記冷凍サイクルが備えるクーラの出口と前記冷凍サイクルが備える減圧手段の入口との間の冷媒流路上に配設されている。クーラの出口と減圧手段の入口との間の冷媒流路上では、冷媒の温度が外気温より高くなっている。従って、受液器が外気によって加熱されることを抑制することができ、該受液器の液冷媒の気化つまり蓄冷量の自然減少を抑制することができる。
【0011】
請求項3の発明は請求項1又は2において、前記冷凍サイクルは車両に搭載されており、該車両の走行駆動源たるエンジンの排熱により前記反応容器を加熱する加熱手段が備えられている。前記蓄放冷制御手段は、前記加熱手段を作動させることで前記反応容器を放出器として機能させるとともに、前記加熱手段を停止させることで前記反応容器を回収器として機能させる。エンジンの排熱の有効利用は車両の燃費向上につながる。
【0012】
請求項4の発明は請求項1〜3のいずれか一項において、前記放冷用蒸発器は、前記冷凍サイクルが備えるサイクル用蒸発器が兼ねている。従って、放冷用蒸発器を専用に備える必要がなく、冷凍サイクル装置の構成の簡素化を図ることができる。
【0013】
請求項5の発明は請求項1〜4のいずれか一項において、回収器として機能する前記反応容器での冷媒ガスの回収を促進する回収促進手段を備えている。従って、反応容器への冷媒ガスの回収を効果的に行うことができ、回収器として機能する反応容器の高性能化、つまり放冷時における冷房能力の向上につながる。
【0014】
請求項6の発明は請求項1〜5のいずれか一項において、前記冷凍サイクルの熱負荷情報を検出する情報検出手段を備えている。前記蓄放冷制御手段は、前記冷凍サイクルの運転時において、前記情報検出手段からの検出情報に基づき前記冷凍サイクルの熱負荷が所定よりも高いと判定すると、前記反応容器を回収器として機能させて放冷を行う。従って、冷凍サイクルに対して、回収器として機能する反応容器の冷媒吸引能力が加わって、受液器に余分な液冷媒が蓄積されていることと併せて、冷凍サイクルのみでは実現できない高い冷房能力を発揮することができる。
【0015】
請求項7の発明は請求項1〜6のいずれか一項において、冷凍サイクルの好適な一態様について言及するものである。すなわち、前記冷凍サイクルは蒸気圧縮式よりなっている。
【0016】
請求項8の発明は請求項1〜6のいずれか一項において、冷凍サイクルの好適な一態様について言及するものである。すなわち、前記冷凍サイクルは蒸気噴射式よりなっている。
【0017】
請求項9の発明は請求項1〜6のいずれか一項において、冷凍サイクルの好適な一態様について言及するものである。すなわち、前記冷凍サイクルは蒸気吸収式よりなっている。
【0018】
請求項10の発明は請求項1〜6のいずれか一項において、冷凍サイクルの好適な一態様について言及するものである。すなわち、前記冷凍サイクルは蒸気吸着式よりなっている。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を車両の空調に用いられる冷凍サイクル装置に具体化した第1〜第7実施形態について説明する。なお、第2〜第7実施形態においては第1実施形態との相違点についてのみ説明し、同一又は相当部材には同じ番号を付して説明を省略する。
【0020】
○第1実施形態
(冷凍サイクル装置の基本構成)
図1は、車両の走行駆動源たるエンジン(内燃機関)11と、車両(車室)の空調を行う冷凍サイクル装置12を示す概略構成図である。車両はアイドリングストップ車又はハイブリッド車であって、信号待ち等のエンジン11のアイドリング時において、該エンジン11を自動停止させるアイドリングストップ制御を行う周知の構成(図示しない)を有している。
【0021】
前記冷凍サイクル装置12には、蒸気圧縮式の冷凍サイクルが備えられている。冷凍サイクルは、高温高圧の冷媒(例えばR134a)ガスを吐出する圧縮機21を備えている。圧縮機21はエンジン11を駆動源とする。圧縮機21の高圧(吐出)側は、冷媒配管22を介してクーラ23の入口側に接続されている。
【0022】
前記クーラ23は、車両のエンジンルームに配設されて外気に曝されている。圧縮機21側からクーラ23に流入された高温高圧の冷媒ガスは、外気との熱交換によって冷却されることで凝縮して液化する。クーラ23の出口側には冷媒配管24を介して、放冷用蒸発器を兼ねるサイクル用蒸発器25の入口側が接続されている。サイクル用蒸発器25は、車室へ向かう図示しない空気吹出しダクトの途中部に配設されている。冷媒配管24の途中部には、クーラ23からの液冷媒を減圧する減圧手段としての膨張弁26が配設されている。膨張弁26の開度は、サイクル用蒸発器25の出口圧力に基づいてフィードバック制御される。
【0023】
前記膨張弁26で減圧された液冷媒は、サイクル用蒸発器25において車室へ向かう空気との熱交換により加熱され蒸発されて低圧の冷媒ガスとなる。サイクル用蒸発器25の出口側と圧縮機21の低圧(吸入)側とは、冷媒配管27を介して接続されている。圧縮機21は、サイクル用蒸発器25からの冷媒ガスを吸入して昇圧し、クーラ23へと吐出する。
【0024】
(冷凍サイクル装置の蓄冷・放冷構造)
図1に示すように、前記冷媒配管24においてクーラ23と膨張弁26との間には、クーラ23からの液冷媒を蓄積可能な受液器28が配設されている。つまり、受液器28は冷凍サイクル上に配設されている。冷凍サイクル上の余分な冷媒は、該冷凍サイクルの運転によって受液器28に液冷媒として蓄積される。
【0025】
前記冷媒配管24においてクーラ23と受液器28との間には、受液器28側からクーラ23側への冷媒の逆流を阻止する逆止弁29が配設されている。冷媒配管24において受液器28と膨張弁26との間には、該冷媒配管24を開閉可能な電磁式の第1開閉弁30が配設されている。
【0026】
前記冷媒配管24において膨張弁26とサイクル用蒸発器25との間からは、第1冷媒分岐管31が分岐されている。冷媒配管27の途中部からは第2冷媒分岐管32が分岐されている。第1冷媒分岐管31及び第2冷媒分岐管32は、電磁式の切換弁33にそれぞれ接続されている。切換弁33には、冷媒配管34を介して反応容器35が接続されている。
【0027】
前記切換弁33は、第1冷媒分岐管31と冷媒配管34とを接続する蓄冷位置(図2参照)と、第2冷媒分岐管32と冷媒配管34とを接続する放冷位置(図3及び図4参照)と、冷媒配管34と第1冷媒分岐管31との連通及び該冷媒配管34と第2冷媒分岐管32との連通をそれぞれ遮断する遮断位置(図1参照)とに切り換えられる。
【0028】
前記反応容器35は、蓄放冷用吸収剤35aと、該蓄放冷用吸収剤35aを収容するとともに冷媒配管34が気相部分に連通されたタンク35bと、該タンク35b内に配設された熱交換器35cとからなっている。なお、蓄放冷用吸収剤35aとしては、例えばジメチルエーテルテトラエチレングリコールやジメチルフォルムアミド等が挙げられる。
【0029】
前記エンジン11内の冷却水路11aは、入口がラジエータ13の出口に第1冷却水配管14を介して、出口がラジエータ13の入口に第2冷却水配管15を介してそれぞれ接続されている。エンジン11には、該エンジン11を駆動源とする第1ウォーターポンプ16が備えられている。第1ウォーターポンプ16は、その作動によって、第1冷却水配管14の冷却水をエンジン11内の冷却水路11aに圧送する。第2冷却水配管15の途中部には、電磁式の第2開閉弁17が配設されている。
【0030】
前記第1冷却水配管14の途中部からは、第1冷却水分岐管36が分岐されている。第1冷却水分岐管36は、反応容器35の熱交換器35cの一端に接続されている。第1冷却水分岐管36の途中部には、電動ポンプよりなる第2ウォーターポンプ37が配設されている。第2ウォーターポンプ37はその稼働によって、第1冷却水配管14の冷却水を熱交換器35cに向けて圧送する。
【0031】
前記第1冷却水分岐管36には、第2ウォーターポンプ37を迂回するバイパス配管38が接続されている。バイパス配管38の途中部には、電磁式の第3開閉弁39が配設されている。第2冷却水配管15の途中部からは、第2冷却水分岐管40が分岐されている。第2冷却水分岐管40は、反応容器35の熱交換器35cの他端に接続されている。
【0032】
(冷凍サイクル装置の制御構成)
図1に示すように、冷凍サイクル装置12の制御全般を司るエアコンECU41は、CPU、ROM、RAM及びI/Oインターフェイスを備えたコンピュータ類似の制御ユニットである。エアコンECU41のI/Oの入力端子には、情報検出手段42が接続されている。情報検出手段42は、冷凍サイクル装置12のオンオフスイッチであるエアコンスイッチ43や、反応容器35のタンク35bの内圧を検出する圧力センサ44や、車室内の温度を設定する温度設定器45や、車室内の温度を検出する車室温度センサ46や、外気温度を検出する外気温度センサ47等を備えている。
【0033】
前記エアコンECU41のI/Oの出力端子には、第1開閉弁30、切換弁33、第2開閉弁17、第3開閉弁39及び第2ウォーターポンプ37が、それぞれ図示しないドライバを介して接続されている。エアコンECU41には、エンジン11の制御全般を司るエンジンECU48が通信可能に接続されている。エンジンECU48は、エンジン11が稼働状態であるか否かの情報をエアコンECU41に送信する。
【0034】
前記エアコンECU41は、情報検出手段42及びエンジンECU48から得られる各種情報に基づいて空調モードを決定する。空調モードは、通常の冷房を行う通常モード、通常の冷房と同時に蓄冷を行う蓄冷モード、高熱負荷に対応するエンジン稼働時放冷モード、エンジン11の停止状態にて冷房を行うエンジン停止時放冷モードが設定されている。エアコンECU41は、決定された空調モードに基づいて、第1開閉弁30、切換弁33、第2開閉弁17、第3開閉弁39及び第2ウォーターポンプ37を制御する。
【0035】
(エアコンECUの動作)
前記エアコンECU41は、エアコンスイッチ43のオン状態の下で予め記憶されたプログラムに従って、図5のフローチャートに示す演算処理を開始する。
【0036】
ステップ(以下Sと略す)101においては、エンジンECU48から提供される情報に基づいて、エンジン11が稼働状態にあるか否かが判定される。S101判定がYESつまりエンジン11が稼働状態であるなら、S102において、温度設定器45や、車室温度センサ46や、外気温度センサ47等からの検出情報に基づいて、冷凍サイクルの熱負荷が所定よりも高いか否か、言い換えれば冷凍サイクル装置12に所定よりも高い冷房能力が要求されているか否かが判定される。例えば、車室温度センサ46からの検出温度情報が、温度設定器45からの設定温度情報よりも所定温度を超えて高ければ、冷凍サイクルの熱負荷が所定よりも高いと判定される。
【0037】
前記S102判定がNOつまり高熱負荷状態でないなら、処理はS103に移行される。S103においては、圧力センサ44からの検出情報に基づいて、反応容器35における冷媒の残量が所定値以上であるか否か、つまり蓄冷(蓄放冷用吸収剤35aからの冷媒ガスの再生)が完了された状態にあるか否かが判定される。
【0038】
前記S103判定がYES、つまりエンジン11の稼働時でかつ熱負荷が高くなく、しかも蓄冷が完了されている場合には、S104にて、空調モードとして通常モードが選択される。
【0039】
図1に示すように通常モードでは、「第1開閉弁30…開放」、「切換弁33…遮断位置」、「第2開閉弁17…開放」、「第3開閉弁39…閉塞」、「第2ウォーターポンプ37…停止」がそれぞれ指令される。この状態では、エンジン11によって圧縮機21が駆動され、従って冷凍サイクルが運転されて冷房が行われる。また、ラジエータ13で冷却された低温の冷却水は、エンジン11の駆動による第1ウォーターポンプ16の稼働によって、第1冷却水配管14を介してエンジン11(冷却水路11a)に供給され、該エンジン11が冷却される。
【0040】
前記S103判定がNO、つまりエンジン11の稼働時でかつ熱負荷が高くなく、しかも蓄冷が完了されていない場合には、S105にて、空調モードとして蓄冷モードが選択される。
【0041】
図2に示すように蓄冷モードでは、「第1開閉弁30…開放」、「切換弁33…蓄冷位置」、「第2開閉弁17…閉塞」、「第3開閉弁39…開放」、「第2ウォーターポンプ37…停止」がそれぞれ指令される。この状態では、通常モードと同様にして、冷凍サイクルが運転されて冷房が行われる。また、エンジン11の排熱で加熱された高温の冷却水は、第1ウォーターポンプ16の稼働によって、第2冷却水配管15及び第2冷却水分岐管40を介して反応容器35の熱交換器35cに供給される。従って、反応容器35では、熱交換器35cの放熱作用により蓄放冷用吸収剤35aが加熱されて、該蓄放冷用吸収剤35aからの冷媒ガスの再生が行われる。
【0042】
つまり、蓄冷モードにおいて前記反応容器35は、蓄放冷制御手段としてのエアコンECU41が加熱手段を作動させることで、放出器たる再生器として機能する。本実施形態においては、反応容器35を再生器として機能させる冷却水の循環構造(第1ウォーターポンプ16、内部水路11a、第1冷却水配管14、第2冷却水配管15、第1冷却水分岐管36、第2冷却水分岐管40、バイパス配管38、第2開閉弁17、第3開閉弁39、熱交換器35c等)を、エンジン11と併せて加熱手段として把握することができる。
【0043】
前記蓄放冷用吸収剤35aから再生された冷媒ガスは、冷媒配管34及び切換弁33並びに第1冷媒分岐管31を介して、冷媒配管24つまり冷凍サイクル上に供給される。冷媒配管24に供給された反応容器35からの冷媒ガスは、該冷媒配管24を流れる冷媒ガスと合流されて、冷凍サイクル上を流動されることとなる。反応容器35から冷媒ガスが供給されることで、冷凍サイクル上には過剰な量の冷媒が存在することとなり、該冷凍サイクル上の余分な冷媒は受液器28に液冷媒として蓄積されることとなる。
【0044】
なお、前記熱交換器35cで冷却された低温の冷却水は、第1冷却水分岐管36及び第1冷却水配管14を介してエンジン11(冷却水路11a)に供給され、該エンジン11の冷却が行われる。
【0045】
前記S102判定がYES、つまりエンジン11の稼働時でかつ熱負荷が高い場合には、S106にて、空調モードとしてエンジン稼働時放冷モードが選択される。図3に示すようにエンジン稼働時放冷モードでは、「第1開閉弁30…開放」、「切換弁33…放冷位置」、「第2開閉弁17…開放」、「第3開閉弁39…閉塞」、「第2ウォーターポンプ37…稼働」がそれぞれ指令される。
【0046】
この状態では、通常モードと同様にして、冷凍サイクルが運転されて冷房が行われる。また、ラジエータ13で冷却された低温の冷却水の一部は、第1ウォーターポンプ16の稼働によって、第1冷却水配管14を介してエンジン11(冷却水路11a)に供給され、該エンジン11の冷却が行われる。そして、エンジン稼働時放冷モードにおいては、冷凍サイクルのみでは対応しきれない高熱負荷に好適に対応すべく、反応容器35が回収器たる吸収器として機能して冷凍サイクル装置12の冷房能力が高められる。
【0047】
すなわち、前記ラジエータ13で冷却された低温の冷却水の一部は、第2ウォーターポンプ37の稼働によって、第1冷却水配管14及び第1冷却水分岐管36を介して反応容器35の熱交換器35cに供給される。従って、反応容器35では、熱交換器35cの吸熱作用により蓄放冷用吸収剤35aが冷却され、該蓄放冷用吸収剤35aへの冷媒ガスの吸収が行われる。
【0048】
よって、冷凍サイクルに対して反応容器35(蓄放冷用吸収剤35a)の冷媒吸引能力が加わって、受液器28に余分な液冷媒が蓄積されていることと併せて、冷凍サイクルのみでは実現できない多量の液冷媒がサイクル用蒸発器25に流れ込むこととなる。その結果、冷凍サイクル装置12は、高熱負荷に対応した高い冷房能力を発揮することができる。
【0049】
前記S101判定がNOつまりエンジン11が停止状態の場合には、S107にて、空調モードとしてエンジン停止時放冷モードが選択される。図4に示すようにエンジン停止時放冷モードでは、「第1開閉弁30…開放」、「切換弁33…放冷位置」、「第2開閉弁17…開放」、「第3開閉弁39…閉塞」、「第2ウォーターポンプ37…稼働」がそれぞれ指令される。
【0050】
この状態では、前記ラジエータ13で冷却された低温の冷却水が、第2ウォーターポンプ37の稼働によって、第1冷却水配管14及び第1冷却水分岐管36を介して反応容器35の熱交換器35cに供給される。従って、反応容器35では、熱交換器35cの吸熱作用により蓄放冷用吸収剤35aが冷却され、該蓄放冷用吸収剤35aへの冷媒ガスの吸収が行われる。つまり、エンジン停止時放冷モードにおいて反応容器35は、エンジン稼働時放冷モードと同様に吸収器として機能する。
【0051】
この反応容器35での冷媒ガスの吸引作用によって、受液器28の液冷媒が第1開閉弁30を介して膨張弁26に流入される。膨張弁26で減圧された液冷媒は、サイクル用蒸発器25において車室へ向かう空気との熱交換により加熱され蒸発されて低圧の冷媒ガスとなる。この低圧の冷媒ガスは、冷媒配管27(冷凍サイクル)から第2冷媒分岐管32及び切換弁33を介して反応容器35に流入し、蓄放冷用吸収剤35aに吸収される。
【0052】
つまり、エンジン稼働時放冷モード及びエンジン停止時放冷モードにおいて反応容器35は、蓄放冷制御手段としてのエアコンECU41が加熱手段を停止させることで(換言すればエンジン11の排熱で加熱された高温の冷却水の供給を停止させることで)、吸収器として機能する。また、反応容器35を吸収器として効果的に機能させる冷却水の循環構造(ラジエータ13、第2ウォーターポンプ37、内部水路11a、第1冷却水配管14、第2冷却水配管15、第1冷却水分岐管36、第2冷却水分岐管40、熱交換器35c等)を、回収促進手段として把握することができる。
【0053】
なお、図示しないが、前記エンジン11の停止時でかつエアコンスイッチ43のオフ時(冷房不要時)においては、エアコンECU41が第1開閉弁30の閉塞を指令する。
【0054】
上記構成の本実施形態においては、次のような効果を奏する。
(1)冷凍サイクル上に配設された受液器28に液冷媒を蓄積することで蓄冷が行われる。従って、冷媒とは別に蓄冷材を必要とせず、冷媒と蓄冷材との間で熱交換を行う熱交換器を必要としない。よって、蓄冷のための構成が大型化することを防止できるし、蓄冷及び放冷を効率良く行い得る。また、受液器28には、例えば凍結により蓄冷する蓄冷材よりも高い温度で液冷媒が存在することとなる。従って、受液器28には、冷媒の液状態を好適に維持するための断熱材が不要であるか少なくて済み、これも蓄冷のための構成の大型化を防止することにつながる。
【0055】
(2)受液器28は、クーラ23の出口と膨張弁26の入口との間の冷媒流路上に配設されている。クーラ23の出口と膨張弁26の入口との間の冷媒流路上では、冷媒の温度が外気温よりも高くなっている。従って、受液器28が外気によって加熱されることを抑制することができ、該受液器28の液冷媒の気化つまり蓄冷量の自然減少を抑制することができる。これは、例えば、空調モードがエンジン稼働時放冷モードにおける、高熱負荷に対する長時間対応を可能とするし、空調モードがエンジン停止時放冷モードにおける長時間冷房を可能とする。
【0056】
(3)反応容器35は、エンジン11の排熱により加熱されることで再生器として機能する。エンジン11の排熱の有効利用は車両の燃費向上、冷房効率の向上につながる。
【0057】
(4)冷凍サイクルが備えるサイクル用蒸発器25が、放冷用蒸発器を兼ねている。従って、放冷用蒸発器を専用に備える必要がなく、冷凍サイクル装置12の構成の簡素化(小型化)を図ることができ、特に配置スペースが限られる車載用として有効となる。
【0058】
(5)反応容器35を吸収器として効果的に機能させるための冷却水の循環構造(ラジエータ13、第2ウォーターポンプ37、内部水路11a、第1冷却水配管14、第2冷却水配管15、第1冷却水分岐管36、第2冷却水分岐管40、熱交換器35c等)が備えられている。従って、吸収器として機能する反応容器35の高性能化、つまり空調モードがエンジン稼働時放冷モード又エンジン停止時放冷モードにおける冷房能力の向上につながる。
【0059】
(6)エンジン11と共用のラジエータ13で冷却された低温の冷却水が、吸収器として機能する反応容器35に供給されることで、該反応容器35の冷却が行われる。このラジエータ13の共用により、冷凍サイクル装置12の構成の簡素化を図ることができ、特に配置スペースが限られる車載用として有効となる。
【0060】
(7)エンジン11の停止時でかつエアコンスイッチ43のオフ時(冷房不要時)においては、エアコンECU41が第1開閉弁30の閉塞を指令する。従って、閉塞状態にある第1開閉弁30と逆止弁29とで受液器28の前後が遮断されて(受液器28が密閉されて)、該受液器28に長時間に渡って液冷媒を好適に保持することができる。よって、例えば、車両が長時間停止された後のエンジン11の起動時において、エアコンスイッチ43がオンされ、空調モードとしてエンジン稼働時放冷モードが選択された場合、冷凍サイクルに生じる起動遅れによっても、受液器28の液冷媒を利用した好適なクールダウンを実施することができる。
【0061】
○第2実施形態
図6に示すように本実施形態においては、冷凍サイクルが蒸気噴射式よりなる点が上記第1実施形態と異なっている。
【0062】
蒸気噴射式の冷凍サイクルは、圧縮機21に替えてサイクル用エジェクタ51を備えている。サイクル用エジェクタ51の出口側(吐出側)には冷媒配管22を介してクーラ23の入口側が接続されているとともに、サイクル用エジェクタ51の吸入側には冷媒配管27を介してサイクル用蒸発器25の出口側が接続されている。
【0063】
前記受液器28には、冷媒分岐管52を介してサイクル用ポンプ53の入口側(吸入側)が接続されている。サイクル用ポンプ53はエンジン11(図1参照)を駆動源とする。サイクル用ポンプ53の出口側(吐出側)には、ボイラ54の入口側が冷媒配管55を介して接続されている。サイクル用ポンプ53は、受液器28から液冷媒の一部を取り出してボイラ54へと圧送する。詳述しないが、ボイラ54には、エンジン11の排熱により加熱されて高温となった冷却水が送られる。
【0064】
前記ボイラ54では、高温の冷却水と液冷媒とが熱交換されて液冷媒が加熱され、高温高圧の冷媒ガスとなる。ボイラ54の出口側とサイクル用エジェクタ51の駆動側とは、冷媒配管57を介して接続されている。従って、サイクル用エジェクタ51は、ボイラ54からの高圧冷媒ガスを駆動流としてサイクル用蒸発器25からの低圧冷媒ガスを吸引するとともに、これら冷媒ガスを混合してクーラ23側へと吐出する。サイクル用エジェクタ51から吐出された高温高圧の冷媒ガスは、クーラ23に送られて上述したサイクルを繰り返す。
【0065】
本実施形態においても上記第1実施形態と同様な効果を奏する。なお、効果(7)は、閉塞状態にある第1開閉弁30と、逆止弁29と、停止状態にあるサイクル用ポンプ53とで奏される。その他にも、冷凍サイクルの運転(サイクル用エジェクタ51の駆動)にエンジン11の排熱を利用しており、車両の燃費を向上させることができる。
【0066】
○第3実施形態
図7に示すように本実施形態においては、冷凍サイクルが蒸気吸収式よりなる点が上記第1実施形態と異なっている。
【0067】
蒸気吸収式の冷凍サイクルは、圧縮機21に替えて、サイクル用吸収剤60から冷媒ガスを再生してクーラ23へと送るサイクル用再生器61と、サイクル用蒸発器25で加熱された冷媒ガスをサイクル用吸収剤60へ吸収させるサイクル用吸収器62とを備えている。サイクル用吸収剤60としては、例えばジメチルエーテルテトラエチレングリコールやジメチルフォルムアミド等が挙げられる。
【0068】
なお、詳述しないが、前記サイクル用再生器61は、エンジン11の排熱で加熱された高温の冷却水によりサイクル用吸収剤60を加熱することで、該サイクル用吸収剤60から冷媒ガスを再生させる構成を有している。また、サイクル用吸収器62は、ラジエータ13で冷却された低温の冷却水によりサイクル用吸収剤60を冷却することで、該サイクル用吸収剤60へ冷媒ガスを吸収させる構成を有している。
【0069】
前記サイクル用吸収器62におけるサイクル用吸収剤60の出口側と、サイクル用再生器61におけるサイクル用吸収剤60の入口側とは、再生用配管63を介して接続されている。再生用配管63の途中部には、冷媒ガスを吸収したサイクル用吸収剤60をサイクル用吸収器62からサイクル用再生器61へと圧送するサイクル用ポンプ64が配設されている。サイクル用ポンプ64はエンジン11(図1参照)を駆動源としている。
【0070】
前記サイクル用再生器61におけるサイクル用吸収剤60の出口側と、サイクル用吸収器62におけるサイクル用吸収剤60の入口側とは、吸収用配管65を介して接続されている。吸収用配管65の途中部には、サイクル用再生器61からサイクル用再生器61へと送られるサイクル用吸収剤60を途中で減圧する膨張弁66が配設されている。
【0071】
本実施形態においても上記第1実施形態と同様な効果を奏する。その他にも、冷凍サイクルの運転(サイクル用再生器61の加熱)にエンジン11の排熱を利用しており、車両の燃費を向上させることができる。
【0072】
○第4実施形態
図8に示すように本実施形態においては、冷凍サイクルが蒸気吸着式よりなる点が上記第1実施形態と異なっている。
【0073】
蒸気吸着式の冷凍サイクルは、圧縮機21に替えて、一対のヘッド67,68が備えられている。各ヘッド67,68には吸着剤69が収容されている。吸着剤69としては、例えば活性炭等が挙げられる。詳述しないが、各ヘッド67,68は、エンジン11の排熱で加熱された高温の冷却水により吸着剤69を加熱することで、該吸着剤69から冷媒ガスを脱着させる構成を有している。また、各ヘッド67,68は、ラジエータ13で冷却された低温の冷却水により吸着剤69を冷却することで、該吸着剤69へ冷媒ガスを吸着させる構成を有している。
【0074】
前記冷媒配管22においてクーラ23と反対側は、二股に分岐されて各ヘッド67,68に接続されている。冷媒配管22上において、分岐点よりもクーラ23側及び分岐点よりも各ヘッド67,68側には、クーラ23側からヘッド67,68側への冷媒ガスの逆流を阻止する逆止弁70がそれぞれ配設されている。
【0075】
前記冷媒配管27においてサイクル用蒸発器25と反対側は、二股に分岐されて各ヘッド67,68に接続されている。冷媒配管27上において、分岐点よりもサイクル用蒸発器25側及び分岐点よりも各ヘッド67,68側には、ヘッド67,68側からサイクル用蒸発器25側への冷媒ガスの逆流を阻止する逆止弁71がそれぞれ配設されている。
【0076】
前記冷凍サイクルの運転は、両ヘッド67,68の一方を加熱するとともに他方を冷却することで行われる。また、冷凍サイクルの運転は、両ヘッド67,68の加熱(脱着)・冷却(吸着)を順次交代することで連続的に行われる。
【0077】
本実施形態においても上記第1実施形態と同様な効果を奏する。その他にも、冷凍サイクルの運転(ヘッド67,68の加熱)にエンジン11の排熱を利用しており、車両の燃費を向上させることができる。
【0078】
○第5実施形態
図9に示すように本実施形態においては、受液器28が、冷媒配管24において膨張弁26とサイクル用蒸発器25との間に配設されている。第1開閉弁30は、冷媒配管24において受液器28とサイクル用蒸発器25との間に配設されている。第1冷媒分岐管31は、冷媒配管24において第1開閉弁30とサイクル用蒸発器25との間から分岐されている。逆止弁29は、冷媒配管24において膨張弁26と受液器28との間に配設されている。
【0079】
本実施形態においても上記第1実施形態の(1)、(3)〜(7)と同様な効果を奏する。その他にも、受液器28が膨張弁26とサイクル用蒸発器25との間に配設されている。膨張弁26とサイクル用蒸発器25との間の冷媒流路上は、クーラ23の出口と膨張弁26の入口との間の冷媒流路上と比較して、冷媒のエンタルピが低く冷凍能力が高いと言える。従って、例えば、受液器28をクーラ23の出口と膨張弁26の入口との間の冷媒流路上に配設する場合と比較して、受液器28の容積を小さくすることができる。これは冷凍サイクル装置12の小型化につながり、特に配置スペースが限られる車載用として有効となる。
【0080】
○第6実施形態
図10に示すように本実施形態においては、受液器28が、冷媒配管27上においてサイクル用蒸発器25と圧縮機21との間に配設されている。冷媒配管27上において、サイクル用蒸発器25と受液器28との間には、圧縮機21側からサイクル用蒸発器25側への冷媒の逆流を阻止する逆止弁75が配設されている。受液器28と圧縮機21との間には、電磁式の第4開閉弁76が配設されている。エンジン11の停止時でかつエアコンスイッチ43のオフ時(冷房不要時)においては、エアコンECU41が第4開閉弁76の閉塞を指令する。
【0081】
前記第2冷媒分岐管32は、受液器28で冷凍サイクルに接続されている。第1開閉弁30は第2冷媒分岐管32上に配設されている。第2冷媒分岐管32上において第1開閉弁30と切換弁33との間には、放冷用蒸発器77が配設されている。放冷用蒸発器77は、車室へ向かう図示しない空気吹出しダクトの途中部に配設されている。つまり、本実施形態においては、サイクル用蒸発器25とは別個に放冷用蒸発器77が備えられている。
【0082】
前記第1開閉弁30は、空調モードが通常モード及び蓄冷モードでは、エアコンECU41によって閉塞状態とされるとともに、空調モードがエンジン稼働時放冷モード及びエンジン停止時放冷モードでは、エアコンECU41によって開放状態とされる。
【0083】
そして、空調モードがエンジン稼働時放冷モード及びエンジン停止時放冷モードでは、反応容器35での冷媒ガスの吸引作用によって、受液器28の液冷媒が第1開閉弁30を介して放冷用蒸発器77に流入される。放冷用蒸発器77に流入された液冷媒は、該放冷用蒸発器77おいて車室へ向かう空気との熱交換により加熱され蒸発されて低圧の冷媒ガスとなる。この低圧の冷媒ガスは、反応容器35で蓄放冷用吸収剤35aに吸収される。
【0084】
本実施形態においては、上記第1実施形態の(1)、(3)、(5)〜(7)と同様な効果を奏する。なお、効果(7)は、閉塞状態にある第1開閉弁30と、逆止弁75と、閉塞状態にある第4開閉弁76とで奏される。
【0085】
○第7実施形態
図11(a)及び図11(b)示すように本実施形態においては、第1冷媒分岐管31が、反応容器35のタンク35bの気相部分に直接接続されている。第1冷媒分岐管31の途中部には、電磁式の第5開閉弁81が配設されている。第2冷媒分岐管32において冷媒配管27と反対側には、放冷用エジェクタ82の吸入側が接続されている。第2冷媒分岐管32の途中部には、第6開閉弁83が配設されている。
【0086】
前記放冷用エジェクタ82の吐出側は、吸収剤配管84を介して反応容器35(タンク35b)の液相部分の入口に接続されている。放冷用エジェクタ82の駆動側は、吸収剤配管85を介して反応容器35(タンク35b)の液相部分の出口に接続されている。吸収剤配管85の途中部には、反応容器35の蓄放冷用吸収剤35aを放冷用エジェクタ82の駆動側に圧送する放冷用ポンプ86が配設されている。反応容器35の近傍には、該反応容器35(タンク35bの外面)を送風冷却するための電動式のファン87が配置されている。
【0087】
さて、図11(a)に示すように、空調モードが蓄冷モードでは、エアコンECU41によって、「第5開閉弁81…開放」、「第6開閉弁83…閉塞」、「放冷用ポンプ86…停止」、「ファン87…停止」とされる。従って、再生器として機能する反応容器35からの冷媒ガスは、第1冷媒分岐管31を介して冷凍サイクル上に供給され、余分な冷媒として受液器28(図1参照)に液冷媒で蓄積される。なお、図示しないが、空調モードが通常モードでは、エアコンECU41によって、「第5開閉弁81…閉塞」、「第6開閉弁83…閉塞」、「放冷用ポンプ86…停止」、「ファン87…停止」とされる。
【0088】
そして、図11(b)に示すように、空調モードがエンジン稼働時放冷モード及びエンジン停止時放冷モードでは、エアコンECU41によって、「第5開閉弁81…閉塞」、「第6開閉弁83…開放」、「放冷用ポンプ86…稼働」、「ファン87…稼働」とされる。
【0089】
従って、前記放冷用ポンプ86によって圧送された蓄放冷用吸収剤35aを駆動流として放冷用エジェクタ82が駆動され、該放冷用エジェクタ82に第2冷媒分岐管32を介して冷媒配管27(冷凍サイクル)の冷媒ガスが吸入される。放冷用エジェクタ82に吸引された冷媒ガスは、該放冷用エジェクタ82において蓄放冷用吸収剤35aに混合されて、吸収剤配管84を介して反応容器35に流入される。
【0090】
本実施形態においても上記第1実施形態と同様な効果を奏する。その他にも、反応容器35が吸収器として機能する際には、該反応容器35(タンク35b)の送風冷却がファン87によって行われる。従って、蓄放冷用吸収剤35aの温度をより低下させることができ、該蓄放冷用吸収剤35aへの冷媒ガスの吸収をより効果的に行うことができる。また、反応容器35が吸収器として機能する際には、蓄放冷用吸収剤35aと冷媒ガスとを放冷用エジェクタ82で混合するようにしている。従って、この混合作用により、反応容器35における蓄放冷用吸収剤35aへの冷媒ガスの吸収をより効果的に行うことができる。
【0091】
つまり、本実施形態においては、ラジエータ13で冷却された低温の冷却水を反応容器35の熱交換器35cに供給する構造と、蓄放冷用吸収剤35aを冷媒ガスと積極的に混合する構造(放冷用エジェクタ82、放冷用ポンプ86、吸収剤配管84,85等)と、反応容器35を送風するファン87の、複数種の回収促進手段が備えられている。
【0092】
なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で例えば以下の態様でも実施できる。
○上記第1〜第7実施形態において、受液器28の周囲に断熱材を配置すること。このようにすれば、受液器28の液冷媒が外気による加熱で気化することを抑制でき、例えば空調モードがエンジン停止時放冷モードにおいて、冷房可能時間を長くすることができる。
【0093】
○上記第2〜第4実施形態を変更し、例えば第5実施形態のように、受液器28を、冷媒配管24において膨張弁26とサイクル用蒸発器25との間に配設すること。
【0094】
○上記第2実施形態を変更し、受液器28を、冷媒配管27においてサイクル用蒸発器25とサイクル用エジェクタ51との間に配設すること。
【0095】
○上記第3実施形態を変更し、受液器28を、冷媒配管27においてサイクル用蒸発器25とサイクル用吸収器62との間に配設すること。
【0096】
○上記第4実施形態を変更し、受液器28を、冷媒配管27においてサイクル用蒸発器25とヘッド67,68との間でかつ分岐点(詳しくはサイクル用蒸発器52寄りの逆止弁71)よりもサイクル用蒸発器25側に配設すること。
【0097】
○上記第6実施形態を変更し、逆止弁75、放冷用蒸発器77、第1開閉弁30、第4開閉弁76、及び第2冷媒分岐管32を削除して、第1冷媒分岐管31を蓄冷及び放冷用の冷媒通路として利用すること。また、空調モードから、エンジン稼働時放冷モードを削除すること。さらに、切換弁33を単なる開閉弁に変更し、該開閉弁を通常モードでは閉塞状態、蓄冷モード及びエンジン停止時放冷モードでは開放状態に切り換えること。
【0098】
この場合、サイクル用蒸発器25が放冷用蒸発器を兼ねることとなり、エンジン停止時放冷モードでは、受液器28の液冷媒が、冷凍サイクルの運転時とは逆側からサイクル用蒸発器25に流れ込む。サイクル用蒸発器25で加熱され蒸発された冷媒ガスは、第1冷媒分岐管31及び開放状態にある開閉弁を介して反応容器35に流れ込むこととなる。
【0099】
○上記第7実施形態で詳述された複数種の回収促進手段(蓄放冷用吸収剤35aを冷媒ガスと積極的に混合する構造、及びファン87)の少なくとも一つを、上記第2〜第6実施形態の冷凍サイクル装置12に適用すること。
【0100】
○回収促進手段として、反応容器35のタンク35b内に配設されて蓄放冷用吸収剤35aを攪拌する攪拌機を採用すること。
○上記各実施形態においては、エンジン11と共用のラジエータ13で冷却された低温の冷却水が、吸収器として機能する反応容器35に供給される構成であった。これを変更し、エンジン11の冷却用のラジエータ13とは別個に、反応容器35の冷却専用のラジエータを備えるようにしてもよい。さらには、反応容器35の冷却専用の冷却水循環回路を備えるようにしてもよい。
【0101】
○上記第1〜第6実施形態を変更し、反応容器35を自然放熱のみ(加熱手段の停止のみ)で吸収器として機能させる構成とすること。
○上記各実施形態において反応容器35は、エンジン11を冷却した高温の冷却水により加熱されることで再生器として機能する構成であった。これを変更し、反応容器35を、エンジン11の排気ガスにより加熱されることで再生器として機能する構成とすること。
【0102】
○上記各実施形態において反応容器35は、エンジン11の排熱により加熱されることで再生器として機能する構成であった。これを変更し、反応容器35を再生器として機能させるための専用の加熱手段(例えば電気ヒータ)を備えること。
【0103】
○上記第2実施形態においてはサイクル用エジェクタ51の駆動(ボイラ54での冷媒の加熱)に、第3実施形態においてはサイクル用再生器61の加熱に、第4実施形態においてはヘッド67,68の加熱に、それぞれエンジン11の排熱を利用していた。しかし、これに限定されるものではなく、第2実施形態においてはボイラ54での冷媒の加熱に、第3実施形態においてはサイクル用再生器61の加熱に、第4実施形態においてはヘッド67,68の加熱に、それぞれ専用の熱源(例えば電気ヒータ)を用いるようにしてもよい。
【0104】
○上記各実施形態において空調モードが通常モードでは、反応容器35への冷却水の流入が停止されていた。これを変更し、通常モードにおいて、「第2開閉弁17…開放」、「第3開閉弁39…閉塞」、「第2ウォーターポンプ37…稼働」として、ラジエータ13で冷却された低温の冷却水を反応容器35(熱交換器35c)に供給して、蓄放冷用吸収剤35aを冷却しておくこと。このようにすれば、空調モードが、通常モードからエンジン稼働時放冷モード又はエンジン停止時放冷モードに移行した場合に、反応容器35を速やかに吸収器として機能させることができ、空調モードの移行直後から十分な冷房能力を発揮することができる。
【0105】
○上記各実施形態において、エアコンスイッチ43のオフ状態の時に蓄冷モードを実行するようにしてもよい。この場合、エアコンスイッチ43のオフの意に反した冷房が行われないように、空気吹出しダクトを閉じたり、該ダクトに配設され車室への送風を行う図示しない送風ファンを停止した状態とする。
【0106】
○上記第1〜第6実施形態において反応容器35は、冷媒ガスの再生器と冷媒ガスの吸収器とに切換可能な構成とされていた。これを変更し、反応容器35のタンク35bに蓄放冷用吸着剤(例えば活性炭)を収容することで、該反応容器35を、冷媒ガスの放出器たる脱着器と冷媒ガスの回収器たる吸着器とに切換可能な構成としてもよい。
【0107】
○上記各実施形態において受液器28は、冷凍サイクル外に配置されていた。しかし本発明は冷凍サイクル外に受液器を配置することに限定されるものではなく、受液器を冷凍サイクル上に配置してもよい。
【0108】
○本発明を、車両以外の例えば家屋や工場等の空調に用いられる冷凍サイクル装置において具体化すること。
○本発明を、冷媒として二酸化炭素を用いた冷凍サイクル装置において具体化すること。
【0109】
上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について記載する。
(1)前記受液器は、前記冷凍サイクルが備える減圧手段の出口と前記冷凍サイクルが備えるサイクル用蒸発器の入口との間の冷媒流路上に配設されている請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
【0110】
(2)前記冷凍サイクルは蒸気圧縮式よりなり、前記受液器は、前記冷凍サイクルが備えるサイクル用蒸発器の出口と前記冷凍サイクルが備える圧縮機の高圧側との間の冷媒流路上に配設されている請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
【0111】
(3)前記冷凍サイクルは蒸気噴射式よりなり、前記受液器は、前記冷凍サイクルが備えるサイクル用蒸発器の出口と前記冷凍サイクルが備えるサイクル用エジェクタの低圧側との間の冷媒流路上に配設されている請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
【0112】
(4)前記冷凍サイクルは蒸気吸収式よりなり、前記受液器は、前記冷凍サイクルが備えるサイクル用蒸発器の出口と前記冷凍サイクルが備えるサイクル用吸収器の入口との間の冷媒流路上に配設されている請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
【0113】
(5)前記冷凍サイクルは蒸気吸着式よりなり、前記受液器は、前記冷凍サイクルが備えるサイクル用蒸発器の出口と前記冷凍サイクルが備えるヘッドの入口との間の冷媒流路上に配設されている請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
【0114】
(6)前記反応容器は冷媒ガスの再生器と冷媒ガスの吸収器とに切換可能であって、前記回収促進手段は、前記受液器と吸収器として機能する前記反応容器との間の冷媒流路上において前記放冷用蒸発器の下流側に配設され、該放冷用蒸発器からの冷媒が吸入側に導入される放冷用エジェクタと、該放冷用エジェクタの吐出側は前記反応容器の入口に接続されているとともに該放冷用エジェクタの駆動側は前記反応容器の出口に接続されていることと、前記反応容器から前記放冷用エジェクタの駆動側に蓄放冷用吸収剤を圧送する放冷用ポンプとを備えている請求項5に記載の冷凍サイクル装置。
【0115】
(7)前記回収促進手段は、前記反応容器を冷却する冷却手段よりなっている請求項5に記載の冷凍サイクル装置。
(8)前記冷却手段は、前記反応容器に送風するファンよりなっている技術的思想(7)に記載の冷凍サイクル装置。
【0116】
(9)前記冷凍サイクルは車両に搭載され、前記車両の走行駆動源たるエンジンには、該エンジンとラジエータとの間で冷却水を循環させることで前記エンジンを冷却する冷却水循環回路が備えられており、前記冷却手段はラジエータで冷却された冷却水で前記反応容器を冷却する構成よりなる技術的思想(7)に記載の冷凍サイクル装置。
【0117】
(10)前記受液器を開放状態と密閉状態とに切換可能な受液器開閉手段(例えば上記第1実施形態では第1開閉弁30と逆止弁29とに具体化されている)と、冷房不要時には前記受液器開閉手段を動作させて前記受液器を密閉する受液器制御手段(上記実施形態ではエアコンECU41に具体化されている)を備えた請求項1〜10のいずれか一項又は技術的思想(1)〜(9)のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【0118】
(11)前記反応容器を加熱する加熱手段が備えられ、前記蓄放冷制御手段は、前記加熱手段を作動することで前記反応容器を放出器として機能させるとともに、前記加熱手段を停止することで前記反応容器を回収器として機能させる請求項1又は2に記載の冷凍サイクル装置。
【0119】
【発明の効果】
上記構成の本発明によれば、蓄冷のための構成が大型化することがなくしかも蓄冷及び放冷を効率良く行い得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態の冷凍サイクル装置(通常モード)の模式図。
【図2】冷凍サイクル装置(蓄冷モード)の模式図。
【図3】冷凍サイクル装置(エンジン稼働時放冷モード)の模式図。
【図4】冷凍サイクル装置(エンジン停止時放冷モード)の模式図。
【図5】エアコンECUによる制御を説明するフローチャート。
【図6】第2実施形態の冷凍サイクル装置の模式図。
【図7】第3実施形態の冷凍サイクル装置の模式図。
【図8】第4実施形態の冷凍サイクル装置の模式図。
【図9】第5実施形態の冷凍サイクル装置の要部を示す模式図。
【図10】第6実施形態の冷凍サイクル装置の要部を示す模式図。
【図11】(a)、(b)は第7実施形態の冷凍サイクル装置の要部を示す模式図。
【符号の説明】
11…加熱手段を構成するエンジン、12…冷凍サイクル装置、13…回収促進手段を構成するラジエータ、23…クーラ、25…放冷用蒸発器を兼ねるサイクル用蒸発器、26…減圧手段としての膨張弁、28…受液器、35…反応容器、41…蓄放冷制御手段としてのエアコンECU、42…情報検出手段。
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両(車室)の空調に用いられる冷凍サイクル装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の冷凍サイクル装置としては、圧縮機、クーラ、減圧手段及び蒸発器を直列に接続してなる、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを備えたものが一般的に用いられている。しかし、蒸気圧縮式の冷凍サイクルは、車両の走行駆動源たるエンジン(内燃機関)を圧縮機の駆動源としており、アイドルストップ時等のエンジンの停止時においては、冷房能力を発揮し得ない問題があった。
【0003】
このような問題を解決するために、冷凍サイクルの蒸発器に対して蓄冷ユニットを並列に配置して、これら蒸発器と蓄冷ユニットとでヒートパイプを構成したものが存在する(例えば特許文献1参照)。この構成においては、冷凍サイクルの運転中(エンジンの運転中)に低温冷媒が蓄冷ユニットを流れることで、該蓄冷ユニットが備える蓄冷材が凍結して蓄冷が行われる。そして、エンジンの停止時においては、蓄冷材によって冷却された液冷媒が、蓄冷ユニットから蒸発器へと流れ込むことで、車室へ吹き出される空気の冷却が行われる。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−58512号公報(第2−3頁、第1図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献1の技術においては、蓄冷材を用いて蓄冷及び放冷を行っている。従って、蓄冷材と冷媒との間で熱交換を行う熱交換器が必要で、蓄冷ユニットが大型化するし、該熱交換器を介することでの熱損失により、蓄冷及び放冷を効率良く行い得ない問題があった。また、エンジンの停止時に冷房を長時間継続させるために、蓄冷ユニット(蓄冷材)と外気との間を断熱する断熱材を大量に必要とし、これも蓄冷ユニットの大型化につながっていた。
【0006】
本発明の目的は、蓄冷のための構成が大型化することがなくしかも蓄冷及び放冷を効率良く行い得る冷凍サイクル装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1の発明の冷凍サイクル装置は、冷凍サイクルと、該冷凍サイクル上に配設されて液冷媒を蓄積する受液器とを備えている。受液器には反応容器が接続されており、該反応容器は冷媒ガスの放出器(再生器又は脱着器)と冷媒ガスの回収器(再生器に対応する吸収器又は脱着器に対応する吸着器)とに切換可能である。受液器と、回収器として機能する前記反応容器との間の冷媒流路上には放冷用蒸発器が配設されている。そして、冷凍サイクル装置には、反応容器を放出器として機能させて蓄冷を行うとともに反応容器を回収器として機能させて放冷を行う蓄放冷制御手段が備えられている。
【0008】
前記蓄放冷制御手段によって反応容器が放出器として機能されると、該反応容器から放出された冷媒ガスが冷凍サイクルに供給される。反応容器から放出された冷媒は、冷凍サイクルにとっては余分となるため、この余分な冷媒は、受液器において液冷媒として蓄積(蓄冷)されることとなる。そして、蓄放冷制御手段によって反応容器が回収器として機能されると、該反応容器による冷媒ガスの吸引作用によって、受液器の液冷媒が放冷用蒸発器へと移動される。放冷用蒸発器に流入された液冷媒は、該放冷用蒸発器によって加熱(放冷)され蒸発されて低圧の冷媒ガスとなる。この低圧の冷媒ガスは、回収器として機能する反応容器に回収される。
【0009】
本発明においては、冷凍サイクル上に配設された受液器に液冷媒を蓄積することで蓄冷が行われる。従って、冷媒とは別に蓄冷材を必要とせず、冷媒と蓄冷材との間で熱交換を行う熱交換器を必要としない。よって、蓄冷のための構成が大型化することを防止できるし、蓄冷及び放冷を効率良く行い得る。
【0010】
請求項2の発明は請求項1において、前記受液器は、前記冷凍サイクルが備えるクーラの出口と前記冷凍サイクルが備える減圧手段の入口との間の冷媒流路上に配設されている。クーラの出口と減圧手段の入口との間の冷媒流路上では、冷媒の温度が外気温より高くなっている。従って、受液器が外気によって加熱されることを抑制することができ、該受液器の液冷媒の気化つまり蓄冷量の自然減少を抑制することができる。
【0011】
請求項3の発明は請求項1又は2において、前記冷凍サイクルは車両に搭載されており、該車両の走行駆動源たるエンジンの排熱により前記反応容器を加熱する加熱手段が備えられている。前記蓄放冷制御手段は、前記加熱手段を作動させることで前記反応容器を放出器として機能させるとともに、前記加熱手段を停止させることで前記反応容器を回収器として機能させる。エンジンの排熱の有効利用は車両の燃費向上につながる。
【0012】
請求項4の発明は請求項1〜3のいずれか一項において、前記放冷用蒸発器は、前記冷凍サイクルが備えるサイクル用蒸発器が兼ねている。従って、放冷用蒸発器を専用に備える必要がなく、冷凍サイクル装置の構成の簡素化を図ることができる。
【0013】
請求項5の発明は請求項1〜4のいずれか一項において、回収器として機能する前記反応容器での冷媒ガスの回収を促進する回収促進手段を備えている。従って、反応容器への冷媒ガスの回収を効果的に行うことができ、回収器として機能する反応容器の高性能化、つまり放冷時における冷房能力の向上につながる。
【0014】
請求項6の発明は請求項1〜5のいずれか一項において、前記冷凍サイクルの熱負荷情報を検出する情報検出手段を備えている。前記蓄放冷制御手段は、前記冷凍サイクルの運転時において、前記情報検出手段からの検出情報に基づき前記冷凍サイクルの熱負荷が所定よりも高いと判定すると、前記反応容器を回収器として機能させて放冷を行う。従って、冷凍サイクルに対して、回収器として機能する反応容器の冷媒吸引能力が加わって、受液器に余分な液冷媒が蓄積されていることと併せて、冷凍サイクルのみでは実現できない高い冷房能力を発揮することができる。
【0015】
請求項7の発明は請求項1〜6のいずれか一項において、冷凍サイクルの好適な一態様について言及するものである。すなわち、前記冷凍サイクルは蒸気圧縮式よりなっている。
【0016】
請求項8の発明は請求項1〜6のいずれか一項において、冷凍サイクルの好適な一態様について言及するものである。すなわち、前記冷凍サイクルは蒸気噴射式よりなっている。
【0017】
請求項9の発明は請求項1〜6のいずれか一項において、冷凍サイクルの好適な一態様について言及するものである。すなわち、前記冷凍サイクルは蒸気吸収式よりなっている。
【0018】
請求項10の発明は請求項1〜6のいずれか一項において、冷凍サイクルの好適な一態様について言及するものである。すなわち、前記冷凍サイクルは蒸気吸着式よりなっている。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を車両の空調に用いられる冷凍サイクル装置に具体化した第1〜第7実施形態について説明する。なお、第2〜第7実施形態においては第1実施形態との相違点についてのみ説明し、同一又は相当部材には同じ番号を付して説明を省略する。
【0020】
○第1実施形態
(冷凍サイクル装置の基本構成)
図1は、車両の走行駆動源たるエンジン(内燃機関)11と、車両(車室)の空調を行う冷凍サイクル装置12を示す概略構成図である。車両はアイドリングストップ車又はハイブリッド車であって、信号待ち等のエンジン11のアイドリング時において、該エンジン11を自動停止させるアイドリングストップ制御を行う周知の構成(図示しない)を有している。
【0021】
前記冷凍サイクル装置12には、蒸気圧縮式の冷凍サイクルが備えられている。冷凍サイクルは、高温高圧の冷媒(例えばR134a)ガスを吐出する圧縮機21を備えている。圧縮機21はエンジン11を駆動源とする。圧縮機21の高圧(吐出)側は、冷媒配管22を介してクーラ23の入口側に接続されている。
【0022】
前記クーラ23は、車両のエンジンルームに配設されて外気に曝されている。圧縮機21側からクーラ23に流入された高温高圧の冷媒ガスは、外気との熱交換によって冷却されることで凝縮して液化する。クーラ23の出口側には冷媒配管24を介して、放冷用蒸発器を兼ねるサイクル用蒸発器25の入口側が接続されている。サイクル用蒸発器25は、車室へ向かう図示しない空気吹出しダクトの途中部に配設されている。冷媒配管24の途中部には、クーラ23からの液冷媒を減圧する減圧手段としての膨張弁26が配設されている。膨張弁26の開度は、サイクル用蒸発器25の出口圧力に基づいてフィードバック制御される。
【0023】
前記膨張弁26で減圧された液冷媒は、サイクル用蒸発器25において車室へ向かう空気との熱交換により加熱され蒸発されて低圧の冷媒ガスとなる。サイクル用蒸発器25の出口側と圧縮機21の低圧(吸入)側とは、冷媒配管27を介して接続されている。圧縮機21は、サイクル用蒸発器25からの冷媒ガスを吸入して昇圧し、クーラ23へと吐出する。
【0024】
(冷凍サイクル装置の蓄冷・放冷構造)
図1に示すように、前記冷媒配管24においてクーラ23と膨張弁26との間には、クーラ23からの液冷媒を蓄積可能な受液器28が配設されている。つまり、受液器28は冷凍サイクル上に配設されている。冷凍サイクル上の余分な冷媒は、該冷凍サイクルの運転によって受液器28に液冷媒として蓄積される。
【0025】
前記冷媒配管24においてクーラ23と受液器28との間には、受液器28側からクーラ23側への冷媒の逆流を阻止する逆止弁29が配設されている。冷媒配管24において受液器28と膨張弁26との間には、該冷媒配管24を開閉可能な電磁式の第1開閉弁30が配設されている。
【0026】
前記冷媒配管24において膨張弁26とサイクル用蒸発器25との間からは、第1冷媒分岐管31が分岐されている。冷媒配管27の途中部からは第2冷媒分岐管32が分岐されている。第1冷媒分岐管31及び第2冷媒分岐管32は、電磁式の切換弁33にそれぞれ接続されている。切換弁33には、冷媒配管34を介して反応容器35が接続されている。
【0027】
前記切換弁33は、第1冷媒分岐管31と冷媒配管34とを接続する蓄冷位置(図2参照)と、第2冷媒分岐管32と冷媒配管34とを接続する放冷位置(図3及び図4参照)と、冷媒配管34と第1冷媒分岐管31との連通及び該冷媒配管34と第2冷媒分岐管32との連通をそれぞれ遮断する遮断位置(図1参照)とに切り換えられる。
【0028】
前記反応容器35は、蓄放冷用吸収剤35aと、該蓄放冷用吸収剤35aを収容するとともに冷媒配管34が気相部分に連通されたタンク35bと、該タンク35b内に配設された熱交換器35cとからなっている。なお、蓄放冷用吸収剤35aとしては、例えばジメチルエーテルテトラエチレングリコールやジメチルフォルムアミド等が挙げられる。
【0029】
前記エンジン11内の冷却水路11aは、入口がラジエータ13の出口に第1冷却水配管14を介して、出口がラジエータ13の入口に第2冷却水配管15を介してそれぞれ接続されている。エンジン11には、該エンジン11を駆動源とする第1ウォーターポンプ16が備えられている。第1ウォーターポンプ16は、その作動によって、第1冷却水配管14の冷却水をエンジン11内の冷却水路11aに圧送する。第2冷却水配管15の途中部には、電磁式の第2開閉弁17が配設されている。
【0030】
前記第1冷却水配管14の途中部からは、第1冷却水分岐管36が分岐されている。第1冷却水分岐管36は、反応容器35の熱交換器35cの一端に接続されている。第1冷却水分岐管36の途中部には、電動ポンプよりなる第2ウォーターポンプ37が配設されている。第2ウォーターポンプ37はその稼働によって、第1冷却水配管14の冷却水を熱交換器35cに向けて圧送する。
【0031】
前記第1冷却水分岐管36には、第2ウォーターポンプ37を迂回するバイパス配管38が接続されている。バイパス配管38の途中部には、電磁式の第3開閉弁39が配設されている。第2冷却水配管15の途中部からは、第2冷却水分岐管40が分岐されている。第2冷却水分岐管40は、反応容器35の熱交換器35cの他端に接続されている。
【0032】
(冷凍サイクル装置の制御構成)
図1に示すように、冷凍サイクル装置12の制御全般を司るエアコンECU41は、CPU、ROM、RAM及びI/Oインターフェイスを備えたコンピュータ類似の制御ユニットである。エアコンECU41のI/Oの入力端子には、情報検出手段42が接続されている。情報検出手段42は、冷凍サイクル装置12のオンオフスイッチであるエアコンスイッチ43や、反応容器35のタンク35bの内圧を検出する圧力センサ44や、車室内の温度を設定する温度設定器45や、車室内の温度を検出する車室温度センサ46や、外気温度を検出する外気温度センサ47等を備えている。
【0033】
前記エアコンECU41のI/Oの出力端子には、第1開閉弁30、切換弁33、第2開閉弁17、第3開閉弁39及び第2ウォーターポンプ37が、それぞれ図示しないドライバを介して接続されている。エアコンECU41には、エンジン11の制御全般を司るエンジンECU48が通信可能に接続されている。エンジンECU48は、エンジン11が稼働状態であるか否かの情報をエアコンECU41に送信する。
【0034】
前記エアコンECU41は、情報検出手段42及びエンジンECU48から得られる各種情報に基づいて空調モードを決定する。空調モードは、通常の冷房を行う通常モード、通常の冷房と同時に蓄冷を行う蓄冷モード、高熱負荷に対応するエンジン稼働時放冷モード、エンジン11の停止状態にて冷房を行うエンジン停止時放冷モードが設定されている。エアコンECU41は、決定された空調モードに基づいて、第1開閉弁30、切換弁33、第2開閉弁17、第3開閉弁39及び第2ウォーターポンプ37を制御する。
【0035】
(エアコンECUの動作)
前記エアコンECU41は、エアコンスイッチ43のオン状態の下で予め記憶されたプログラムに従って、図5のフローチャートに示す演算処理を開始する。
【0036】
ステップ(以下Sと略す)101においては、エンジンECU48から提供される情報に基づいて、エンジン11が稼働状態にあるか否かが判定される。S101判定がYESつまりエンジン11が稼働状態であるなら、S102において、温度設定器45や、車室温度センサ46や、外気温度センサ47等からの検出情報に基づいて、冷凍サイクルの熱負荷が所定よりも高いか否か、言い換えれば冷凍サイクル装置12に所定よりも高い冷房能力が要求されているか否かが判定される。例えば、車室温度センサ46からの検出温度情報が、温度設定器45からの設定温度情報よりも所定温度を超えて高ければ、冷凍サイクルの熱負荷が所定よりも高いと判定される。
【0037】
前記S102判定がNOつまり高熱負荷状態でないなら、処理はS103に移行される。S103においては、圧力センサ44からの検出情報に基づいて、反応容器35における冷媒の残量が所定値以上であるか否か、つまり蓄冷(蓄放冷用吸収剤35aからの冷媒ガスの再生)が完了された状態にあるか否かが判定される。
【0038】
前記S103判定がYES、つまりエンジン11の稼働時でかつ熱負荷が高くなく、しかも蓄冷が完了されている場合には、S104にて、空調モードとして通常モードが選択される。
【0039】
図1に示すように通常モードでは、「第1開閉弁30…開放」、「切換弁33…遮断位置」、「第2開閉弁17…開放」、「第3開閉弁39…閉塞」、「第2ウォーターポンプ37…停止」がそれぞれ指令される。この状態では、エンジン11によって圧縮機21が駆動され、従って冷凍サイクルが運転されて冷房が行われる。また、ラジエータ13で冷却された低温の冷却水は、エンジン11の駆動による第1ウォーターポンプ16の稼働によって、第1冷却水配管14を介してエンジン11(冷却水路11a)に供給され、該エンジン11が冷却される。
【0040】
前記S103判定がNO、つまりエンジン11の稼働時でかつ熱負荷が高くなく、しかも蓄冷が完了されていない場合には、S105にて、空調モードとして蓄冷モードが選択される。
【0041】
図2に示すように蓄冷モードでは、「第1開閉弁30…開放」、「切換弁33…蓄冷位置」、「第2開閉弁17…閉塞」、「第3開閉弁39…開放」、「第2ウォーターポンプ37…停止」がそれぞれ指令される。この状態では、通常モードと同様にして、冷凍サイクルが運転されて冷房が行われる。また、エンジン11の排熱で加熱された高温の冷却水は、第1ウォーターポンプ16の稼働によって、第2冷却水配管15及び第2冷却水分岐管40を介して反応容器35の熱交換器35cに供給される。従って、反応容器35では、熱交換器35cの放熱作用により蓄放冷用吸収剤35aが加熱されて、該蓄放冷用吸収剤35aからの冷媒ガスの再生が行われる。
【0042】
つまり、蓄冷モードにおいて前記反応容器35は、蓄放冷制御手段としてのエアコンECU41が加熱手段を作動させることで、放出器たる再生器として機能する。本実施形態においては、反応容器35を再生器として機能させる冷却水の循環構造(第1ウォーターポンプ16、内部水路11a、第1冷却水配管14、第2冷却水配管15、第1冷却水分岐管36、第2冷却水分岐管40、バイパス配管38、第2開閉弁17、第3開閉弁39、熱交換器35c等)を、エンジン11と併せて加熱手段として把握することができる。
【0043】
前記蓄放冷用吸収剤35aから再生された冷媒ガスは、冷媒配管34及び切換弁33並びに第1冷媒分岐管31を介して、冷媒配管24つまり冷凍サイクル上に供給される。冷媒配管24に供給された反応容器35からの冷媒ガスは、該冷媒配管24を流れる冷媒ガスと合流されて、冷凍サイクル上を流動されることとなる。反応容器35から冷媒ガスが供給されることで、冷凍サイクル上には過剰な量の冷媒が存在することとなり、該冷凍サイクル上の余分な冷媒は受液器28に液冷媒として蓄積されることとなる。
【0044】
なお、前記熱交換器35cで冷却された低温の冷却水は、第1冷却水分岐管36及び第1冷却水配管14を介してエンジン11(冷却水路11a)に供給され、該エンジン11の冷却が行われる。
【0045】
前記S102判定がYES、つまりエンジン11の稼働時でかつ熱負荷が高い場合には、S106にて、空調モードとしてエンジン稼働時放冷モードが選択される。図3に示すようにエンジン稼働時放冷モードでは、「第1開閉弁30…開放」、「切換弁33…放冷位置」、「第2開閉弁17…開放」、「第3開閉弁39…閉塞」、「第2ウォーターポンプ37…稼働」がそれぞれ指令される。
【0046】
この状態では、通常モードと同様にして、冷凍サイクルが運転されて冷房が行われる。また、ラジエータ13で冷却された低温の冷却水の一部は、第1ウォーターポンプ16の稼働によって、第1冷却水配管14を介してエンジン11(冷却水路11a)に供給され、該エンジン11の冷却が行われる。そして、エンジン稼働時放冷モードにおいては、冷凍サイクルのみでは対応しきれない高熱負荷に好適に対応すべく、反応容器35が回収器たる吸収器として機能して冷凍サイクル装置12の冷房能力が高められる。
【0047】
すなわち、前記ラジエータ13で冷却された低温の冷却水の一部は、第2ウォーターポンプ37の稼働によって、第1冷却水配管14及び第1冷却水分岐管36を介して反応容器35の熱交換器35cに供給される。従って、反応容器35では、熱交換器35cの吸熱作用により蓄放冷用吸収剤35aが冷却され、該蓄放冷用吸収剤35aへの冷媒ガスの吸収が行われる。
【0048】
よって、冷凍サイクルに対して反応容器35(蓄放冷用吸収剤35a)の冷媒吸引能力が加わって、受液器28に余分な液冷媒が蓄積されていることと併せて、冷凍サイクルのみでは実現できない多量の液冷媒がサイクル用蒸発器25に流れ込むこととなる。その結果、冷凍サイクル装置12は、高熱負荷に対応した高い冷房能力を発揮することができる。
【0049】
前記S101判定がNOつまりエンジン11が停止状態の場合には、S107にて、空調モードとしてエンジン停止時放冷モードが選択される。図4に示すようにエンジン停止時放冷モードでは、「第1開閉弁30…開放」、「切換弁33…放冷位置」、「第2開閉弁17…開放」、「第3開閉弁39…閉塞」、「第2ウォーターポンプ37…稼働」がそれぞれ指令される。
【0050】
この状態では、前記ラジエータ13で冷却された低温の冷却水が、第2ウォーターポンプ37の稼働によって、第1冷却水配管14及び第1冷却水分岐管36を介して反応容器35の熱交換器35cに供給される。従って、反応容器35では、熱交換器35cの吸熱作用により蓄放冷用吸収剤35aが冷却され、該蓄放冷用吸収剤35aへの冷媒ガスの吸収が行われる。つまり、エンジン停止時放冷モードにおいて反応容器35は、エンジン稼働時放冷モードと同様に吸収器として機能する。
【0051】
この反応容器35での冷媒ガスの吸引作用によって、受液器28の液冷媒が第1開閉弁30を介して膨張弁26に流入される。膨張弁26で減圧された液冷媒は、サイクル用蒸発器25において車室へ向かう空気との熱交換により加熱され蒸発されて低圧の冷媒ガスとなる。この低圧の冷媒ガスは、冷媒配管27(冷凍サイクル)から第2冷媒分岐管32及び切換弁33を介して反応容器35に流入し、蓄放冷用吸収剤35aに吸収される。
【0052】
つまり、エンジン稼働時放冷モード及びエンジン停止時放冷モードにおいて反応容器35は、蓄放冷制御手段としてのエアコンECU41が加熱手段を停止させることで(換言すればエンジン11の排熱で加熱された高温の冷却水の供給を停止させることで)、吸収器として機能する。また、反応容器35を吸収器として効果的に機能させる冷却水の循環構造(ラジエータ13、第2ウォーターポンプ37、内部水路11a、第1冷却水配管14、第2冷却水配管15、第1冷却水分岐管36、第2冷却水分岐管40、熱交換器35c等)を、回収促進手段として把握することができる。
【0053】
なお、図示しないが、前記エンジン11の停止時でかつエアコンスイッチ43のオフ時(冷房不要時)においては、エアコンECU41が第1開閉弁30の閉塞を指令する。
【0054】
上記構成の本実施形態においては、次のような効果を奏する。
(1)冷凍サイクル上に配設された受液器28に液冷媒を蓄積することで蓄冷が行われる。従って、冷媒とは別に蓄冷材を必要とせず、冷媒と蓄冷材との間で熱交換を行う熱交換器を必要としない。よって、蓄冷のための構成が大型化することを防止できるし、蓄冷及び放冷を効率良く行い得る。また、受液器28には、例えば凍結により蓄冷する蓄冷材よりも高い温度で液冷媒が存在することとなる。従って、受液器28には、冷媒の液状態を好適に維持するための断熱材が不要であるか少なくて済み、これも蓄冷のための構成の大型化を防止することにつながる。
【0055】
(2)受液器28は、クーラ23の出口と膨張弁26の入口との間の冷媒流路上に配設されている。クーラ23の出口と膨張弁26の入口との間の冷媒流路上では、冷媒の温度が外気温よりも高くなっている。従って、受液器28が外気によって加熱されることを抑制することができ、該受液器28の液冷媒の気化つまり蓄冷量の自然減少を抑制することができる。これは、例えば、空調モードがエンジン稼働時放冷モードにおける、高熱負荷に対する長時間対応を可能とするし、空調モードがエンジン停止時放冷モードにおける長時間冷房を可能とする。
【0056】
(3)反応容器35は、エンジン11の排熱により加熱されることで再生器として機能する。エンジン11の排熱の有効利用は車両の燃費向上、冷房効率の向上につながる。
【0057】
(4)冷凍サイクルが備えるサイクル用蒸発器25が、放冷用蒸発器を兼ねている。従って、放冷用蒸発器を専用に備える必要がなく、冷凍サイクル装置12の構成の簡素化(小型化)を図ることができ、特に配置スペースが限られる車載用として有効となる。
【0058】
(5)反応容器35を吸収器として効果的に機能させるための冷却水の循環構造(ラジエータ13、第2ウォーターポンプ37、内部水路11a、第1冷却水配管14、第2冷却水配管15、第1冷却水分岐管36、第2冷却水分岐管40、熱交換器35c等)が備えられている。従って、吸収器として機能する反応容器35の高性能化、つまり空調モードがエンジン稼働時放冷モード又エンジン停止時放冷モードにおける冷房能力の向上につながる。
【0059】
(6)エンジン11と共用のラジエータ13で冷却された低温の冷却水が、吸収器として機能する反応容器35に供給されることで、該反応容器35の冷却が行われる。このラジエータ13の共用により、冷凍サイクル装置12の構成の簡素化を図ることができ、特に配置スペースが限られる車載用として有効となる。
【0060】
(7)エンジン11の停止時でかつエアコンスイッチ43のオフ時(冷房不要時)においては、エアコンECU41が第1開閉弁30の閉塞を指令する。従って、閉塞状態にある第1開閉弁30と逆止弁29とで受液器28の前後が遮断されて(受液器28が密閉されて)、該受液器28に長時間に渡って液冷媒を好適に保持することができる。よって、例えば、車両が長時間停止された後のエンジン11の起動時において、エアコンスイッチ43がオンされ、空調モードとしてエンジン稼働時放冷モードが選択された場合、冷凍サイクルに生じる起動遅れによっても、受液器28の液冷媒を利用した好適なクールダウンを実施することができる。
【0061】
○第2実施形態
図6に示すように本実施形態においては、冷凍サイクルが蒸気噴射式よりなる点が上記第1実施形態と異なっている。
【0062】
蒸気噴射式の冷凍サイクルは、圧縮機21に替えてサイクル用エジェクタ51を備えている。サイクル用エジェクタ51の出口側(吐出側)には冷媒配管22を介してクーラ23の入口側が接続されているとともに、サイクル用エジェクタ51の吸入側には冷媒配管27を介してサイクル用蒸発器25の出口側が接続されている。
【0063】
前記受液器28には、冷媒分岐管52を介してサイクル用ポンプ53の入口側(吸入側)が接続されている。サイクル用ポンプ53はエンジン11(図1参照)を駆動源とする。サイクル用ポンプ53の出口側(吐出側)には、ボイラ54の入口側が冷媒配管55を介して接続されている。サイクル用ポンプ53は、受液器28から液冷媒の一部を取り出してボイラ54へと圧送する。詳述しないが、ボイラ54には、エンジン11の排熱により加熱されて高温となった冷却水が送られる。
【0064】
前記ボイラ54では、高温の冷却水と液冷媒とが熱交換されて液冷媒が加熱され、高温高圧の冷媒ガスとなる。ボイラ54の出口側とサイクル用エジェクタ51の駆動側とは、冷媒配管57を介して接続されている。従って、サイクル用エジェクタ51は、ボイラ54からの高圧冷媒ガスを駆動流としてサイクル用蒸発器25からの低圧冷媒ガスを吸引するとともに、これら冷媒ガスを混合してクーラ23側へと吐出する。サイクル用エジェクタ51から吐出された高温高圧の冷媒ガスは、クーラ23に送られて上述したサイクルを繰り返す。
【0065】
本実施形態においても上記第1実施形態と同様な効果を奏する。なお、効果(7)は、閉塞状態にある第1開閉弁30と、逆止弁29と、停止状態にあるサイクル用ポンプ53とで奏される。その他にも、冷凍サイクルの運転(サイクル用エジェクタ51の駆動)にエンジン11の排熱を利用しており、車両の燃費を向上させることができる。
【0066】
○第3実施形態
図7に示すように本実施形態においては、冷凍サイクルが蒸気吸収式よりなる点が上記第1実施形態と異なっている。
【0067】
蒸気吸収式の冷凍サイクルは、圧縮機21に替えて、サイクル用吸収剤60から冷媒ガスを再生してクーラ23へと送るサイクル用再生器61と、サイクル用蒸発器25で加熱された冷媒ガスをサイクル用吸収剤60へ吸収させるサイクル用吸収器62とを備えている。サイクル用吸収剤60としては、例えばジメチルエーテルテトラエチレングリコールやジメチルフォルムアミド等が挙げられる。
【0068】
なお、詳述しないが、前記サイクル用再生器61は、エンジン11の排熱で加熱された高温の冷却水によりサイクル用吸収剤60を加熱することで、該サイクル用吸収剤60から冷媒ガスを再生させる構成を有している。また、サイクル用吸収器62は、ラジエータ13で冷却された低温の冷却水によりサイクル用吸収剤60を冷却することで、該サイクル用吸収剤60へ冷媒ガスを吸収させる構成を有している。
【0069】
前記サイクル用吸収器62におけるサイクル用吸収剤60の出口側と、サイクル用再生器61におけるサイクル用吸収剤60の入口側とは、再生用配管63を介して接続されている。再生用配管63の途中部には、冷媒ガスを吸収したサイクル用吸収剤60をサイクル用吸収器62からサイクル用再生器61へと圧送するサイクル用ポンプ64が配設されている。サイクル用ポンプ64はエンジン11(図1参照)を駆動源としている。
【0070】
前記サイクル用再生器61におけるサイクル用吸収剤60の出口側と、サイクル用吸収器62におけるサイクル用吸収剤60の入口側とは、吸収用配管65を介して接続されている。吸収用配管65の途中部には、サイクル用再生器61からサイクル用再生器61へと送られるサイクル用吸収剤60を途中で減圧する膨張弁66が配設されている。
【0071】
本実施形態においても上記第1実施形態と同様な効果を奏する。その他にも、冷凍サイクルの運転(サイクル用再生器61の加熱)にエンジン11の排熱を利用しており、車両の燃費を向上させることができる。
【0072】
○第4実施形態
図8に示すように本実施形態においては、冷凍サイクルが蒸気吸着式よりなる点が上記第1実施形態と異なっている。
【0073】
蒸気吸着式の冷凍サイクルは、圧縮機21に替えて、一対のヘッド67,68が備えられている。各ヘッド67,68には吸着剤69が収容されている。吸着剤69としては、例えば活性炭等が挙げられる。詳述しないが、各ヘッド67,68は、エンジン11の排熱で加熱された高温の冷却水により吸着剤69を加熱することで、該吸着剤69から冷媒ガスを脱着させる構成を有している。また、各ヘッド67,68は、ラジエータ13で冷却された低温の冷却水により吸着剤69を冷却することで、該吸着剤69へ冷媒ガスを吸着させる構成を有している。
【0074】
前記冷媒配管22においてクーラ23と反対側は、二股に分岐されて各ヘッド67,68に接続されている。冷媒配管22上において、分岐点よりもクーラ23側及び分岐点よりも各ヘッド67,68側には、クーラ23側からヘッド67,68側への冷媒ガスの逆流を阻止する逆止弁70がそれぞれ配設されている。
【0075】
前記冷媒配管27においてサイクル用蒸発器25と反対側は、二股に分岐されて各ヘッド67,68に接続されている。冷媒配管27上において、分岐点よりもサイクル用蒸発器25側及び分岐点よりも各ヘッド67,68側には、ヘッド67,68側からサイクル用蒸発器25側への冷媒ガスの逆流を阻止する逆止弁71がそれぞれ配設されている。
【0076】
前記冷凍サイクルの運転は、両ヘッド67,68の一方を加熱するとともに他方を冷却することで行われる。また、冷凍サイクルの運転は、両ヘッド67,68の加熱(脱着)・冷却(吸着)を順次交代することで連続的に行われる。
【0077】
本実施形態においても上記第1実施形態と同様な効果を奏する。その他にも、冷凍サイクルの運転(ヘッド67,68の加熱)にエンジン11の排熱を利用しており、車両の燃費を向上させることができる。
【0078】
○第5実施形態
図9に示すように本実施形態においては、受液器28が、冷媒配管24において膨張弁26とサイクル用蒸発器25との間に配設されている。第1開閉弁30は、冷媒配管24において受液器28とサイクル用蒸発器25との間に配設されている。第1冷媒分岐管31は、冷媒配管24において第1開閉弁30とサイクル用蒸発器25との間から分岐されている。逆止弁29は、冷媒配管24において膨張弁26と受液器28との間に配設されている。
【0079】
本実施形態においても上記第1実施形態の(1)、(3)〜(7)と同様な効果を奏する。その他にも、受液器28が膨張弁26とサイクル用蒸発器25との間に配設されている。膨張弁26とサイクル用蒸発器25との間の冷媒流路上は、クーラ23の出口と膨張弁26の入口との間の冷媒流路上と比較して、冷媒のエンタルピが低く冷凍能力が高いと言える。従って、例えば、受液器28をクーラ23の出口と膨張弁26の入口との間の冷媒流路上に配設する場合と比較して、受液器28の容積を小さくすることができる。これは冷凍サイクル装置12の小型化につながり、特に配置スペースが限られる車載用として有効となる。
【0080】
○第6実施形態
図10に示すように本実施形態においては、受液器28が、冷媒配管27上においてサイクル用蒸発器25と圧縮機21との間に配設されている。冷媒配管27上において、サイクル用蒸発器25と受液器28との間には、圧縮機21側からサイクル用蒸発器25側への冷媒の逆流を阻止する逆止弁75が配設されている。受液器28と圧縮機21との間には、電磁式の第4開閉弁76が配設されている。エンジン11の停止時でかつエアコンスイッチ43のオフ時(冷房不要時)においては、エアコンECU41が第4開閉弁76の閉塞を指令する。
【0081】
前記第2冷媒分岐管32は、受液器28で冷凍サイクルに接続されている。第1開閉弁30は第2冷媒分岐管32上に配設されている。第2冷媒分岐管32上において第1開閉弁30と切換弁33との間には、放冷用蒸発器77が配設されている。放冷用蒸発器77は、車室へ向かう図示しない空気吹出しダクトの途中部に配設されている。つまり、本実施形態においては、サイクル用蒸発器25とは別個に放冷用蒸発器77が備えられている。
【0082】
前記第1開閉弁30は、空調モードが通常モード及び蓄冷モードでは、エアコンECU41によって閉塞状態とされるとともに、空調モードがエンジン稼働時放冷モード及びエンジン停止時放冷モードでは、エアコンECU41によって開放状態とされる。
【0083】
そして、空調モードがエンジン稼働時放冷モード及びエンジン停止時放冷モードでは、反応容器35での冷媒ガスの吸引作用によって、受液器28の液冷媒が第1開閉弁30を介して放冷用蒸発器77に流入される。放冷用蒸発器77に流入された液冷媒は、該放冷用蒸発器77おいて車室へ向かう空気との熱交換により加熱され蒸発されて低圧の冷媒ガスとなる。この低圧の冷媒ガスは、反応容器35で蓄放冷用吸収剤35aに吸収される。
【0084】
本実施形態においては、上記第1実施形態の(1)、(3)、(5)〜(7)と同様な効果を奏する。なお、効果(7)は、閉塞状態にある第1開閉弁30と、逆止弁75と、閉塞状態にある第4開閉弁76とで奏される。
【0085】
○第7実施形態
図11(a)及び図11(b)示すように本実施形態においては、第1冷媒分岐管31が、反応容器35のタンク35bの気相部分に直接接続されている。第1冷媒分岐管31の途中部には、電磁式の第5開閉弁81が配設されている。第2冷媒分岐管32において冷媒配管27と反対側には、放冷用エジェクタ82の吸入側が接続されている。第2冷媒分岐管32の途中部には、第6開閉弁83が配設されている。
【0086】
前記放冷用エジェクタ82の吐出側は、吸収剤配管84を介して反応容器35(タンク35b)の液相部分の入口に接続されている。放冷用エジェクタ82の駆動側は、吸収剤配管85を介して反応容器35(タンク35b)の液相部分の出口に接続されている。吸収剤配管85の途中部には、反応容器35の蓄放冷用吸収剤35aを放冷用エジェクタ82の駆動側に圧送する放冷用ポンプ86が配設されている。反応容器35の近傍には、該反応容器35(タンク35bの外面)を送風冷却するための電動式のファン87が配置されている。
【0087】
さて、図11(a)に示すように、空調モードが蓄冷モードでは、エアコンECU41によって、「第5開閉弁81…開放」、「第6開閉弁83…閉塞」、「放冷用ポンプ86…停止」、「ファン87…停止」とされる。従って、再生器として機能する反応容器35からの冷媒ガスは、第1冷媒分岐管31を介して冷凍サイクル上に供給され、余分な冷媒として受液器28(図1参照)に液冷媒で蓄積される。なお、図示しないが、空調モードが通常モードでは、エアコンECU41によって、「第5開閉弁81…閉塞」、「第6開閉弁83…閉塞」、「放冷用ポンプ86…停止」、「ファン87…停止」とされる。
【0088】
そして、図11(b)に示すように、空調モードがエンジン稼働時放冷モード及びエンジン停止時放冷モードでは、エアコンECU41によって、「第5開閉弁81…閉塞」、「第6開閉弁83…開放」、「放冷用ポンプ86…稼働」、「ファン87…稼働」とされる。
【0089】
従って、前記放冷用ポンプ86によって圧送された蓄放冷用吸収剤35aを駆動流として放冷用エジェクタ82が駆動され、該放冷用エジェクタ82に第2冷媒分岐管32を介して冷媒配管27(冷凍サイクル)の冷媒ガスが吸入される。放冷用エジェクタ82に吸引された冷媒ガスは、該放冷用エジェクタ82において蓄放冷用吸収剤35aに混合されて、吸収剤配管84を介して反応容器35に流入される。
【0090】
本実施形態においても上記第1実施形態と同様な効果を奏する。その他にも、反応容器35が吸収器として機能する際には、該反応容器35(タンク35b)の送風冷却がファン87によって行われる。従って、蓄放冷用吸収剤35aの温度をより低下させることができ、該蓄放冷用吸収剤35aへの冷媒ガスの吸収をより効果的に行うことができる。また、反応容器35が吸収器として機能する際には、蓄放冷用吸収剤35aと冷媒ガスとを放冷用エジェクタ82で混合するようにしている。従って、この混合作用により、反応容器35における蓄放冷用吸収剤35aへの冷媒ガスの吸収をより効果的に行うことができる。
【0091】
つまり、本実施形態においては、ラジエータ13で冷却された低温の冷却水を反応容器35の熱交換器35cに供給する構造と、蓄放冷用吸収剤35aを冷媒ガスと積極的に混合する構造(放冷用エジェクタ82、放冷用ポンプ86、吸収剤配管84,85等)と、反応容器35を送風するファン87の、複数種の回収促進手段が備えられている。
【0092】
なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で例えば以下の態様でも実施できる。
○上記第1〜第7実施形態において、受液器28の周囲に断熱材を配置すること。このようにすれば、受液器28の液冷媒が外気による加熱で気化することを抑制でき、例えば空調モードがエンジン停止時放冷モードにおいて、冷房可能時間を長くすることができる。
【0093】
○上記第2〜第4実施形態を変更し、例えば第5実施形態のように、受液器28を、冷媒配管24において膨張弁26とサイクル用蒸発器25との間に配設すること。
【0094】
○上記第2実施形態を変更し、受液器28を、冷媒配管27においてサイクル用蒸発器25とサイクル用エジェクタ51との間に配設すること。
【0095】
○上記第3実施形態を変更し、受液器28を、冷媒配管27においてサイクル用蒸発器25とサイクル用吸収器62との間に配設すること。
【0096】
○上記第4実施形態を変更し、受液器28を、冷媒配管27においてサイクル用蒸発器25とヘッド67,68との間でかつ分岐点(詳しくはサイクル用蒸発器52寄りの逆止弁71)よりもサイクル用蒸発器25側に配設すること。
【0097】
○上記第6実施形態を変更し、逆止弁75、放冷用蒸発器77、第1開閉弁30、第4開閉弁76、及び第2冷媒分岐管32を削除して、第1冷媒分岐管31を蓄冷及び放冷用の冷媒通路として利用すること。また、空調モードから、エンジン稼働時放冷モードを削除すること。さらに、切換弁33を単なる開閉弁に変更し、該開閉弁を通常モードでは閉塞状態、蓄冷モード及びエンジン停止時放冷モードでは開放状態に切り換えること。
【0098】
この場合、サイクル用蒸発器25が放冷用蒸発器を兼ねることとなり、エンジン停止時放冷モードでは、受液器28の液冷媒が、冷凍サイクルの運転時とは逆側からサイクル用蒸発器25に流れ込む。サイクル用蒸発器25で加熱され蒸発された冷媒ガスは、第1冷媒分岐管31及び開放状態にある開閉弁を介して反応容器35に流れ込むこととなる。
【0099】
○上記第7実施形態で詳述された複数種の回収促進手段(蓄放冷用吸収剤35aを冷媒ガスと積極的に混合する構造、及びファン87)の少なくとも一つを、上記第2〜第6実施形態の冷凍サイクル装置12に適用すること。
【0100】
○回収促進手段として、反応容器35のタンク35b内に配設されて蓄放冷用吸収剤35aを攪拌する攪拌機を採用すること。
○上記各実施形態においては、エンジン11と共用のラジエータ13で冷却された低温の冷却水が、吸収器として機能する反応容器35に供給される構成であった。これを変更し、エンジン11の冷却用のラジエータ13とは別個に、反応容器35の冷却専用のラジエータを備えるようにしてもよい。さらには、反応容器35の冷却専用の冷却水循環回路を備えるようにしてもよい。
【0101】
○上記第1〜第6実施形態を変更し、反応容器35を自然放熱のみ(加熱手段の停止のみ)で吸収器として機能させる構成とすること。
○上記各実施形態において反応容器35は、エンジン11を冷却した高温の冷却水により加熱されることで再生器として機能する構成であった。これを変更し、反応容器35を、エンジン11の排気ガスにより加熱されることで再生器として機能する構成とすること。
【0102】
○上記各実施形態において反応容器35は、エンジン11の排熱により加熱されることで再生器として機能する構成であった。これを変更し、反応容器35を再生器として機能させるための専用の加熱手段(例えば電気ヒータ)を備えること。
【0103】
○上記第2実施形態においてはサイクル用エジェクタ51の駆動(ボイラ54での冷媒の加熱)に、第3実施形態においてはサイクル用再生器61の加熱に、第4実施形態においてはヘッド67,68の加熱に、それぞれエンジン11の排熱を利用していた。しかし、これに限定されるものではなく、第2実施形態においてはボイラ54での冷媒の加熱に、第3実施形態においてはサイクル用再生器61の加熱に、第4実施形態においてはヘッド67,68の加熱に、それぞれ専用の熱源(例えば電気ヒータ)を用いるようにしてもよい。
【0104】
○上記各実施形態において空調モードが通常モードでは、反応容器35への冷却水の流入が停止されていた。これを変更し、通常モードにおいて、「第2開閉弁17…開放」、「第3開閉弁39…閉塞」、「第2ウォーターポンプ37…稼働」として、ラジエータ13で冷却された低温の冷却水を反応容器35(熱交換器35c)に供給して、蓄放冷用吸収剤35aを冷却しておくこと。このようにすれば、空調モードが、通常モードからエンジン稼働時放冷モード又はエンジン停止時放冷モードに移行した場合に、反応容器35を速やかに吸収器として機能させることができ、空調モードの移行直後から十分な冷房能力を発揮することができる。
【0105】
○上記各実施形態において、エアコンスイッチ43のオフ状態の時に蓄冷モードを実行するようにしてもよい。この場合、エアコンスイッチ43のオフの意に反した冷房が行われないように、空気吹出しダクトを閉じたり、該ダクトに配設され車室への送風を行う図示しない送風ファンを停止した状態とする。
【0106】
○上記第1〜第6実施形態において反応容器35は、冷媒ガスの再生器と冷媒ガスの吸収器とに切換可能な構成とされていた。これを変更し、反応容器35のタンク35bに蓄放冷用吸着剤(例えば活性炭)を収容することで、該反応容器35を、冷媒ガスの放出器たる脱着器と冷媒ガスの回収器たる吸着器とに切換可能な構成としてもよい。
【0107】
○上記各実施形態において受液器28は、冷凍サイクル外に配置されていた。しかし本発明は冷凍サイクル外に受液器を配置することに限定されるものではなく、受液器を冷凍サイクル上に配置してもよい。
【0108】
○本発明を、車両以外の例えば家屋や工場等の空調に用いられる冷凍サイクル装置において具体化すること。
○本発明を、冷媒として二酸化炭素を用いた冷凍サイクル装置において具体化すること。
【0109】
上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について記載する。
(1)前記受液器は、前記冷凍サイクルが備える減圧手段の出口と前記冷凍サイクルが備えるサイクル用蒸発器の入口との間の冷媒流路上に配設されている請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
【0110】
(2)前記冷凍サイクルは蒸気圧縮式よりなり、前記受液器は、前記冷凍サイクルが備えるサイクル用蒸発器の出口と前記冷凍サイクルが備える圧縮機の高圧側との間の冷媒流路上に配設されている請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
【0111】
(3)前記冷凍サイクルは蒸気噴射式よりなり、前記受液器は、前記冷凍サイクルが備えるサイクル用蒸発器の出口と前記冷凍サイクルが備えるサイクル用エジェクタの低圧側との間の冷媒流路上に配設されている請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
【0112】
(4)前記冷凍サイクルは蒸気吸収式よりなり、前記受液器は、前記冷凍サイクルが備えるサイクル用蒸発器の出口と前記冷凍サイクルが備えるサイクル用吸収器の入口との間の冷媒流路上に配設されている請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
【0113】
(5)前記冷凍サイクルは蒸気吸着式よりなり、前記受液器は、前記冷凍サイクルが備えるサイクル用蒸発器の出口と前記冷凍サイクルが備えるヘッドの入口との間の冷媒流路上に配設されている請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
【0114】
(6)前記反応容器は冷媒ガスの再生器と冷媒ガスの吸収器とに切換可能であって、前記回収促進手段は、前記受液器と吸収器として機能する前記反応容器との間の冷媒流路上において前記放冷用蒸発器の下流側に配設され、該放冷用蒸発器からの冷媒が吸入側に導入される放冷用エジェクタと、該放冷用エジェクタの吐出側は前記反応容器の入口に接続されているとともに該放冷用エジェクタの駆動側は前記反応容器の出口に接続されていることと、前記反応容器から前記放冷用エジェクタの駆動側に蓄放冷用吸収剤を圧送する放冷用ポンプとを備えている請求項5に記載の冷凍サイクル装置。
【0115】
(7)前記回収促進手段は、前記反応容器を冷却する冷却手段よりなっている請求項5に記載の冷凍サイクル装置。
(8)前記冷却手段は、前記反応容器に送風するファンよりなっている技術的思想(7)に記載の冷凍サイクル装置。
【0116】
(9)前記冷凍サイクルは車両に搭載され、前記車両の走行駆動源たるエンジンには、該エンジンとラジエータとの間で冷却水を循環させることで前記エンジンを冷却する冷却水循環回路が備えられており、前記冷却手段はラジエータで冷却された冷却水で前記反応容器を冷却する構成よりなる技術的思想(7)に記載の冷凍サイクル装置。
【0117】
(10)前記受液器を開放状態と密閉状態とに切換可能な受液器開閉手段(例えば上記第1実施形態では第1開閉弁30と逆止弁29とに具体化されている)と、冷房不要時には前記受液器開閉手段を動作させて前記受液器を密閉する受液器制御手段(上記実施形態ではエアコンECU41に具体化されている)を備えた請求項1〜10のいずれか一項又は技術的思想(1)〜(9)のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【0118】
(11)前記反応容器を加熱する加熱手段が備えられ、前記蓄放冷制御手段は、前記加熱手段を作動することで前記反応容器を放出器として機能させるとともに、前記加熱手段を停止することで前記反応容器を回収器として機能させる請求項1又は2に記載の冷凍サイクル装置。
【0119】
【発明の効果】
上記構成の本発明によれば、蓄冷のための構成が大型化することがなくしかも蓄冷及び放冷を効率良く行い得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態の冷凍サイクル装置(通常モード)の模式図。
【図2】冷凍サイクル装置(蓄冷モード)の模式図。
【図3】冷凍サイクル装置(エンジン稼働時放冷モード)の模式図。
【図4】冷凍サイクル装置(エンジン停止時放冷モード)の模式図。
【図5】エアコンECUによる制御を説明するフローチャート。
【図6】第2実施形態の冷凍サイクル装置の模式図。
【図7】第3実施形態の冷凍サイクル装置の模式図。
【図8】第4実施形態の冷凍サイクル装置の模式図。
【図9】第5実施形態の冷凍サイクル装置の要部を示す模式図。
【図10】第6実施形態の冷凍サイクル装置の要部を示す模式図。
【図11】(a)、(b)は第7実施形態の冷凍サイクル装置の要部を示す模式図。
【符号の説明】
11…加熱手段を構成するエンジン、12…冷凍サイクル装置、13…回収促進手段を構成するラジエータ、23…クーラ、25…放冷用蒸発器を兼ねるサイクル用蒸発器、26…減圧手段としての膨張弁、28…受液器、35…反応容器、41…蓄放冷制御手段としてのエアコンECU、42…情報検出手段。
Claims (10)
- 冷凍サイクルと、該冷凍サイクル上に配設されて液冷媒を蓄積する受液器と、該受液器に接続され、冷媒ガスの放出器と冷媒ガスの回収器とに切換可能な反応容器と、前記受液器と回収器として機能する前記反応容器との間の冷媒流路上に配設され、前記受液器からの液冷媒を加熱する放冷用蒸発器と、前記反応容器を放出器として機能させて蓄冷を行うとともに前記反応容器を回収器として機能させて放冷を行う蓄放冷制御手段とを備えたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
- 前記受液器は、前記冷凍サイクルが備えるクーラの出口と前記冷凍サイクルが備える減圧手段の入口との間の冷媒流路上に配設されている請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記冷凍サイクルは車両に搭載され、該車両の走行駆動源たるエンジンの排熱により前記反応容器を加熱する加熱手段が備えられ、前記蓄放冷制御手段は、前記加熱手段を作動することで前記反応容器を放出器として機能させるとともに、前記加熱手段を停止することで前記反応容器を回収器として機能させる請求項1又は2に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記放冷用蒸発器は、前記冷凍サイクルが備えるサイクル用蒸発器が兼ねている請求項1〜3のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
- 回収器として機能する前記反応容器での冷媒ガスの回収を促進する回収促進手段を備えた請求項1〜4のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記冷凍サイクルの熱負荷情報を検出する情報検出手段を備え、前記蓄放冷制御手段は、前記冷凍サイクルの運転時において、前記情報検出手段からの検出情報に基づき前記冷凍サイクルの熱負荷が所定よりも高いと判定すると、前記反応容器を回収器として機能させて放冷を行う請求項1〜5のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記冷凍サイクルは蒸気圧縮式よりなっている請求項1〜6のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記冷凍サイクルは蒸気噴射式よりなっている請求項1〜6のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記冷凍サイクルは蒸気吸収式よりなっている請求項1〜6のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記冷凍サイクルは蒸気吸着式よりなっている請求項1〜6のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
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