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JPH06206438A - 車両用ヒートポンプ式空調装置 - Google Patents

車両用ヒートポンプ式空調装置

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Publication number
JPH06206438A
JPH06206438A JP5003146A JP314693A JPH06206438A JP H06206438 A JPH06206438 A JP H06206438A JP 5003146 A JP5003146 A JP 5003146A JP 314693 A JP314693 A JP 314693A JP H06206438 A JPH06206438 A JP H06206438A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vehicle
heat exchanger
refrigerant
heat pump
indoor heat
Prior art date
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Granted
Application number
JP5003146A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3275410B2 (ja
Inventor
Naomi Goto
尚美 後藤
Norio Yoshida
則夫 吉田
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP00314693A priority Critical patent/JP3275410B2/ja
Publication of JPH06206438A publication Critical patent/JPH06206438A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3275410B2 publication Critical patent/JP3275410B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低電力で除湿暖房が容易に制御できるヒート
ポンプ式空調装置の提供を目的とする。 【構成】 ヒートポンプで少なくとも暖房を行う車両用
ヒートポンプ式空調装置において、暖房運転時に、冷媒
を蒸発させる冷媒蒸発器として働く第1の室内熱交換器
21と、冷媒絞り装置と、冷媒を凝縮させる冷媒凝縮器
として働く第2の室内熱交換器2とを備え、第1の室内
熱交換器の温度を冷媒絞り装置の絞り量で調節可能と
し、第2の室内熱交換器の温度を圧縮機の回転周波数に
て調節可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両の暖房をヒートポ
ンプで行う空調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の燃料駆動自動車用空調装置は、例
えば、図3にその具体的構成を示すように、冷房作用
は、冷媒を圧縮する圧縮機1をエンジンにて駆動し、室
外熱交換器2と室外熱交換器用送風装置3で車室外空気
に放熱して冷媒を凝縮液化させた後、その冷媒を冷媒絞
り装置4を介して、室内熱交換器5に導き、室内用送風
装置6により送風された空気を冷却しながら蒸発し冷房
作用を行うものであった。
【0003】また暖房作用は、前記圧縮機1を停止しヒ
ータコア15にエンジンの冷却水(温水)を流し、室内
用送風装置6により送風された空気を加熱するものであ
る。
【0004】車室内空気吹出口10,11,12より吹
き出される空気温度の調節は、通風ダクト20内に配さ
れたミックスダンパ16の開度調節にてヒータコア15
を流れる温風と、ヒータコア15をバイパスする冷風の
量を調節して行うものである。更に、圧縮機1をエンジ
ンにて駆動させて、室内熱交換器5にて冷却された空気
をヒータコア15にて再加熱することにより除湿暖房が
できる。また、ミックスダンパ16を用いることにより
吹出温度を冷房から暖房へまたその逆に暖房から冷房へ
連続して変化させることが可能である。
【0005】一方、圧縮機を電動機で駆動するヒートポ
ンプ式空調装置例えば電気駆動自動車用空調装置を図4
に示す。冷房作用は上記と同様であるが、暖房装置につ
いては上記エンジンの冷却水(温水)は無いため、圧縮
機1の下流に四方切替え弁7を用いて冷媒流路を逆に
し、室内熱交換器5で室内用送風装置6により送風され
た空気を加熱して冷媒を凝縮液化させた後、その冷媒を
冷媒絞り装置4を介して室外熱交換器2に導き、ここで
車室外の空気を冷却しながら冷媒が吸熱、蒸発するヒー
トポンプ暖房を行うようになっている。従って、上記燃
料駆動自動車用空調装置のようにミックスダンパはない
ため、吹出温度調節は、電動機8を駆動する電動機駆動
装置9を制御して、圧縮機1の回転数を調節して行うこ
ととなる。また、暖冷房の切り替えは、四方切替え弁7
を用いて冷媒流路を切り替えて行うこととなる。
【0006】但し上記ヒートポンプ式空調装置では除湿
暖房はできない。よって図5のごとく室内熱交換器5を
冷却用とし電気ヒータ25を設け加熱用とし、更にミッ
クスダンパ16を設けることにより上記問題に対応する
こともできる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】車両の空調における暖
房においては、車室内の水分人体からの水分などにより
車室内湿度が高くなる場合が多く発生する。車室内湿度
が高くなるとガラスが曇り視界が妨げられ運転する上で
問題となる。また、暖房に蒸し暑さが感じられ快適性が
損なわれてしまう。
【0008】従って、前記図5のごとく構成して除湿暖
房をする必要がある。しかしながらこの場合、電気ヒー
タを用いるため消費電力がきわめて大きくなる。そのた
め電気駆動自動車の場合、空調装置での消費電力が大き
くなると車両駆動用電動機の消費電力が抑えられること
となり走行性能に影響してしまう。
【0009】従って、本発明は電力を多く必要とせず除
湿暖房が可能な車両用ヒートポンプ式空調装置を提供す
ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、第1の手段と
して上記課題を解決するために、ヒートポンプで少なく
とも暖房を行う車両用ヒートポンプ式空調装置におい
て、暖房運転時に、冷媒を蒸発させる冷媒蒸発器として
働く第1の室内熱交換器と、冷媒絞り装置と、冷媒を凝
縮させる冷媒凝縮器として働く第2の室内熱交換器とを
備え、第1の室内熱交換器の温度を冷媒絞り装置にて、
第2の室内熱交換器の温度を圧縮機の回転周波数にて調
節可能とする。
【0011】本発明は、第2の手段として上記課題を解
決するために、第1の手段において、少なくとも車室外
環境条件、車室内環境条件、乗員の操作情報に基づい
て、車室内空調に必要な暖房能力、除湿能力を演算し
て、冷媒絞り量、圧縮機の回転周波数を決定し各駆動装
置に出力する手段を備える。
【0012】本発明は、第3の手段として上記課題を解
決するために、第2の手段において、車室内環境条件と
して湿度条件を含める。
【0013】
【作用】本発明の第1の手段によれば、空気を冷却する
第1の室内熱交換器の温度を冷媒絞り装置にて調節し、
空気を加熱する第2の室内熱交換器の温度は圧縮機の回
転周波数にて調節することにより保護機能の作動を防止
して吹出温度の調節を容易に行うことができる。
【0014】本発明の第2の手段によれば、車室外環境
条件、車室内環境条件、乗員の操作情報に基づいて、車
室内空調に必要な暖房能力、除湿能力を演算して、冷媒
絞り量、圧縮機の回転周波数を決定し各駆動装置に出力
する手段を備えるため、自動にて空調がなされ手動の手
間なく快適環境となる。
【0015】本発明の第3の手段によれば、車室内環境
条件として湿度条件を含めるため、必要な除湿能力の演
算が正確になされる。
【0016】
【実施例】本発明の実施例を図面により説明する。
【0017】図1に本発明の第1の実施例に係る車両用
ヒートポンプ式空調装置の構成図を示す。ここで前出の
図5従来の電気ヒータを設けた車両用ヒートポンプ式空
調装置の構成図との相違点は、本発明の実施例は、図5
従来例に比べミックスダンパ16、電気ヒータ25、電
気ヒータ調節装置26が削除され、室内熱交換器、冷媒
絞り装置が各一追加され接続が一部変更されている点で
ある。
【0018】冷房で作動させる場合、四方切替え弁7を
図1の実線のように設定し圧縮機1からの吐出冷媒を室
外熱交換器2に導き室外熱交換器用送風装置3にて送風
し冷媒を凝縮させる。ここで第1の室内熱交換器21は
第1の冷媒絞り装置23を絞りきることにより機能を停
止させる。
【0019】次に、冷媒は冷媒絞り装置24を介して第
2の室内熱交換器22に運ばれ、室内用送風装置6によ
り送風された空気を冷却して蒸発する。
【0020】一方、暖房で作動させる場合、四方切替え
弁7を図1の破線のように設定する。吐出冷媒は圧縮機
1にて第2の室内熱交換器22に導かれる。次に、室内
用送風装置6により送風された空気を加熱して冷媒は凝
縮液化し、冷媒絞り装置24を介して室外熱交換器2に
運ばれ、室外熱交換器用送風装置3により送風された空
気を冷却して蒸発する。ここで上記同様に第1の室内熱
交換器21は第1の冷媒絞り装置23を絞りきることに
より機能を停止させる。
【0021】除湿暖房で作動させる場合、暖房で作動さ
せる場合に比較し第1の室内熱交換器21も作動させ
る。作動は以下の通りである。
【0022】四方切替え弁7を図1の破線のように設定
する。吐出冷媒は圧縮機1にて第2の室内熱交換器22
に導かれ、室内用送風装置6により送風された空気を加
熱して冷媒は凝縮液化する。次に、冷媒は冷媒絞り装置
24を介して室外熱交換器2に運ばれ室外熱交換器用送
風装置3により送風された空気を冷却して蒸発する。一
方、冷媒は冷媒絞り装置23を介して第1の室内熱交換
器21にも運ばれ室内用送風装置6により送風された空
気を冷却して蒸発する。
【0023】この時、第1の室内熱交換器21の温度は
冷媒絞り装置23の絞り量で調節可能であり、第2の室
内熱交換器22の温度は圧縮機1の回転数を電動機駆動
装置9にて調節可能である。
【0024】図2に本発明の第2の実施例に係る車両用
ヒートポンプ式空調装置の構成図を示す。ここで前出の
図1第1の実施例に係る車両用ヒートポンプ式空調装置
の構成図との相違点は、本発明の実施例は、図1第1の
実施例に比べ制御装置27、操作部28、車室外環境条
件検出装置29、車室内環境条件検出装置30が追加さ
れている点である。
【0025】乗員の操作情報が操作部28より、車室外
環境条件が車室外環境条件検出装置29より、車室内環
境条件が車室内環境条件検出装置30より制御装置27
へ入力される。制御装置27は上記情報に基づいて、ま
ず冷房か暖房かを車室外温度、車室内温度、日射量、設
定温度に基づいて決定し四方切替え弁7へ出力する。暖
房の場合、車室内空調に必要な暖房能力を車室外温度、
車室内温度、日射量、設定温度に基づいて演算し圧縮機
の回転周波数を決定し電動機駆動装置9へ出力する。一
方、除湿が必要かどうかを車室外温度で判定する。除湿
が必要となった場合、必要な除湿能力を車室外温度で推
定演算して冷媒絞り量を決定し第1の冷媒絞り装置23
へ出力する。また必要に応じて第2の冷媒絞り装置24
へも出力する。
【0026】ここで、車室内環境条件として湿度をも検
出した場合、必要な除湿能力を直接演算することがで
き、車室外温度だけで判定する場合にくらべ精度を向上
できる。
【0027】また、制御手順としては、まず必要な暖房
能力を決定して電動機駆動装置9を調節し、次に必要な
除湿能力を決定して冷媒絞り装置23の絞り量を調節す
るのがコントロールしやすい。
【0028】尚、熱交換器の配置、台数、構成などにお
いては、本発明の主旨を満たす範囲で種々の応用が可能
である。
【0029】
【発明の効果】本発明の第1の手段によれば、空気を冷
却する第1の室内熱交換器とは別に空気を加熱する第2
の室内熱交換器を設け、加熱を電気ヒータに代わりヒー
トポンプにて行うため加熱のための電力を低減できる。
但し、吹出温度の調節をミックスダンパを用いて行う
と、ミックスダンパを閉じた場合、冷媒を凝縮させる冷
媒凝縮器として働く第2の室内熱交換器への送風が遮断
され冷媒回路の高圧が急激に上昇するため保護機能が作
動して圧縮機が停止してしまうため実際上の吹出温度の
調節が困難である。従って、本発明の手段においては、
空気を冷却する第1の室内熱交換器の温度を冷媒絞り装
置にて調節し、空気を加熱する第2の室内熱交換器の温
度は圧縮機の回転周波数にて調節することにより保護機
能の作動を防止して吹出温度の調節を容易に行うことが
できる。
【0030】本発明の第2の手段によれば、車室外環境
条件、車室内環境条件、乗員の操作情報に基づいて、車
室内空調に必要な暖房能力、除湿能力を演算して、冷媒
絞り量、圧縮機の回転周波数を決定し各駆動装置に出力
する手段を備えるため、自動にて空調がなされ手動の手
間なく快適環境となる。
【0031】本発明の第3の手段によれば、車室内環境
条件として湿度条件を含めるため、必要な除湿能力の演
算が正確になされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係る車両用ヒートポン
プ式空調装置の構成図
【図2】本発明の第2の実施例に係る車両用ヒートポン
プ式空調装置の構成図
【図3】従来の燃料エンジン駆動自動車用空調装置の構
成図
【図4】従来の車両用ヒートポンプ式空調装置の構成図
【図5】従来の電気ヒータを設けた車両用ヒートポンプ
式空調装置の構成図
【符号の説明】
2 室外熱交換器 4 冷媒絞り装置 5 室内熱交換器 27 制御装置 28 操作部 29 車室外環境条件検出装置 30 車室内環境条件検出装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ヒートポンプで少なくとも暖房を行う車両
    用ヒートポンプ式空調装置において、暖房運転時に、冷
    媒を蒸発させる冷媒蒸発器として働く第1の室内熱交換
    器と、冷媒絞り装置と、冷媒を凝縮させる冷媒凝縮器と
    して働く第2の室内熱交換器とを備え、前記冷媒絞り装
    置の絞り量で第1の室内熱交換器の温度を調節可能と
    し、第2の室内熱交換器の温度を圧縮機の回転周波数に
    て調節可能としたことを特徴とする車両用ヒートポンプ
    式空調装置。
  2. 【請求項2】少なくとも車室外環境条件、車室内環境条
    件、乗員の操作情報に基づいて、車室内空調に必要な暖
    房能力、除湿能力を演算して、冷媒絞り量、圧縮機の回
    転周波数を決定し各駆動装置に出力する手段を備えたこ
    とを特徴とする請求項1記載の車両用ヒートポンプ式空
    調装置。
  3. 【請求項3】車室内環境条件として湿度条件を含めたこ
    とを特徴とする請求項2記載の車両用ヒートポンプ式空
    調装置。
JP00314693A 1993-01-12 1993-01-12 車両用ヒートポンプ式空調装置 Expired - Lifetime JP3275410B2 (ja)

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