JP2007518624A - 空調装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 空調装置を改良する。
【解決手段】 空調装置、特に自動車用の空調装置であって、蒸発器として役立つ少なくとも1つの熱交換器(103;203;203’;203’’)と凝縮器として役立つ1つの熱交換器(103’;203;203’)とを有するものにおいて、少なくとも2つの熱交換器が単一の複合熱交換器(103/103’;203/203’/203’’)として構成されていることを特徴とする空調装置。
【選択図】 図1
【解決手段】 空調装置、特に自動車用の空調装置であって、蒸発器として役立つ少なくとも1つの熱交換器(103;203;203’;203’’)と凝縮器として役立つ1つの熱交換器(103’;203;203’)とを有するものにおいて、少なくとも2つの熱交換器が単一の複合熱交換器(103/103’;203/203’/203’’)として構成されていることを特徴とする空調装置。
【選択図】 図1
Description
本発明は、特に自動車用の空調装置であって、蒸発器として役立つ少なくとも1つの熱交換器と凝縮器として役立つ1つの熱交換器とを有するものに関する。
技術の現状により通常使用される空調装置は蒸発器として役立つ熱交換器と凝縮器として役立つ熱交換器とを有し、これらの熱交換器は別々に構成されている。
さらに、特許文献1により暖房およびエンジン冷却用のコンパクトシステムが公知である。そこではエンジン‐ラジエータと暖房用熱交換器が1つの共通する円筒状熱交換器へとまとめられており、第1ラジアルファンによって空気を流通させ、ファンの周りに熱交換器が同軸で配置されている。他のラジアルファンが新鮮空気を供給する。そこでは第1ファンと熱交換器と室系との軸線対称な構造が設けられている。各ファンはそれぞれのファンに付設された室系のなかに配置されており、ファンは1つの共通する駆動軸にフランジ接合されている。
熱交換器に付設された第1室系は、新鮮空気吸込口と車室側循環空気吸込口とを備えて第1ラジアルファンから軸線方向で離間した第1混合室と、第1混合室と結合されかつ熱交換器を備えた第1ラジアルファンによって軸線対称に取り囲まれた第1吸入室とを含み、吸入室は車室側暖空気吹出口とエンジンルーム側排気吹出口とを備えている。
第2室系は、新鮮空気吸込口と車室側循環空気吸込口とを備えて第2ラジアルファンから軸線方向で離間した第2混合室と、第2混合室と接続されて第2ラジアルファンによって軸線対称に取り囲まれた第2吸入室とを含み、この吸入室は車室側混合空気吹出口とエンジンルーム側混合空気吹出口とを備えている。
このようなコンパクト空調装置にもなお要望が残る。
独国特許出願公開第19740291号明細書
本発明の課題は、改良された空調装置を提供することである。
この課題は、少なくとも2つの熱交換器が単一の複合熱交換器として構成されていることを特徴とする空調装置によって解決される。有利な諸構成は従属請求項の対象である。
本発明により設けられる特に自動車用の空調装置は蒸発器として役立つ少なくとも1つの熱交換器と凝縮器として役立つ1つの熱交換器とを有し、少なくとも2つの熱交換器が単一の複合熱交換器として構成されている。技術の現状による両方の熱交換器が単一の複合熱交換器に取替えられ、この複合熱交換器が、相応に構成されて切換可能な単一の冷媒サイクルに一体化されていることによって、配管の数は、従って空調装置の総重量も、減らすことができる。同様に製造費を下げることができる。配管の数および長さの低減によってさらに空調装置の信頼性と気密性は改善することができる。
その際好ましくは、複合熱交換器は個々の熱交換器の1つまたは複数が異なる流れ方向で流通可能であるように構成されており、こうして熱交換器の利用は最適化することができる。
好ましくは、3つの熱交換器は複合熱交換器として構成されている。これら3つの熱交換器のうち主に2つはヒートポンプ運転および/または再加熱運転のとき冷媒を流通させる。しかしその際、さまざまな運転モードのとき、流通させる熱交換器の1つは異なる。冷房運転のとき主に3つすべての熱交換器が流通させる。
以下、図面を参考に1実施例を基に本発明が詳しく説明される。
第1実施例により使用されるようなサイクル101が図1に略示されている。その際設けられている圧縮機102は第1熱交換器103と、接続フランジを介して接続された内部熱交換器104と、他の接続フランジによって熱交換器103に主に直接にフランジ接合された調節弁105(膨張弁)と、第2熱交換器103’と、受液器106と、再度内部熱交換器104とを通して冷媒を移送する。冷媒として例えばCO2(R744)を使用することができる。その際、両方の熱交換器103、103’は単一の熱交換器ブロックとして構成されており、すなわち単一の共通する作業経過で製造され、互いに強固に蝋付され、それゆえに以下では複合熱交換器103/103’としてもそれらを引き合いに出す。この実施例によれば第1熱交換器103がガス冷却器として役立ち、第2熱交換器103’は蒸発器として役立つ。
本実施例によれば、一体に構成されて連続的フィン/管系を有する両方の熱交換器103、103’の間に断熱部が設けられている。
図面には示さない選択的実施形態によれば、特に冷媒R134aの場合、凝縮した液状冷媒は熱交換器103から弁を介して熱交換器103’へと直接移行させることができる。
図2a〜図2cが示す切換図式はさまざまな運転モード、つまり第1実施例に相応して1つのブロックとして、すなわち一体に構成された複合熱交換器203/203’/203’’の冷却器として(図2a)、ヒートポンプとして(図2b)および加熱器として(図2c)の運転についてのものである。
図2aに示す冷房運転では、複合熱交換器203/203’/203’’全体が冷媒を流通させ、相応するサイクル201は以下の如く流通させる。冷媒は圧縮機202から第1切換弁S1を通して、空気を冷却する第1熱交換器203へと移送される。第1熱交換器203はこの運転状態のときガス冷却器として役立ち、すなわちこの熱交換器203内で冷媒は第1熱交換器203を流通する周囲空気に熱を放出する。
冷却された冷媒は第1熱交換器203から内部熱交換器204および調節弁205(膨張弁)を介して第2熱交換器203’へと達し、そこから第3熱交換器203’’に直接達する。受液器206および内部熱交換器204を介して冷媒は再び圧縮機202に達する。
冷房運転のときの冷媒の流れ方向に基づいて第1熱交換器203が累進的特性を有する一方、第2熱交換器203’と第3熱交換器203’’は累減的特性を有する。
図2bに示すヒートポンプ運転では複合熱交換器203/203’/203’’の一部のみが、つまり熱交換器203、203’が冷媒を流通させ、相応するサイクル201は以下の如くに流通させる。冷媒は圧縮機202から、第1切換弁S1が閉じているので、この運転モードのとき開口している第2切換弁S2を通して第2熱交換器203’へと移送され、この熱交換器を逆方向に流通する。第2熱交換器203’はこの運転状態のときブースタヒータとして役立つ。すなわち、この第2熱交換器203’において冷媒は、第2熱交換器203’を流通して車室を温度調節するのに役立つ空気に熱を放出する。
冷却された冷媒は第2熱交換器203’から調節弁205と第3切換弁S3によって調節されるバイパスとを介して内部熱交換器204の脇を通って第1熱交換器203に直接達する。この第1熱交換器はやはり逆方向で流通させ、この運転モードのとき蒸発器として役立つ。すなわちこの第1熱交換器203において冷媒は第1熱交換器203を流通する周囲空気に熱を放出する。第1熱交換器203から冷媒は第4切換弁S4を介して受液器206に達し、そこから、この運転状態のとき機能しない内部熱交換器204を介して圧縮機202に達する。
ヒートポンプ運転のときの冷媒の流れ方向に基づいて第1熱交換器203が累減的特性を有する一方、第2熱交換器203’は累進的特性を有する。
圧力比と流れ方向とに基づいて、バイパス中に第3切換弁の代わりに、調節されない単純な逆止め弁を設けておくことも基本的に可能である。
第3切換弁S3と相応するバイパスは、内部熱交換器204に冷媒を流通させねばならない選択的実施形態によれば必要ない。
図2cに示す再加熱運転のとき、すなわち車室に供給される空気の少なくとも一部が除湿されるとき、やはり複合熱交換器203/203’/203’’の一部のみが冷媒を流通させ、相応するサイクル201は以下の如くに流通させる。冷媒は圧縮機202から開口した第1切換弁S1を通して、やはりガス冷却器として役立つ第1熱交換器203へと移送され、この熱交換器を流通し、内部熱交換器204を介して、第3切換弁S3と調節弁205が閉じているので、第5切換弁S5を介して、蒸発器として役立つ第3熱交換器203’’に達する。この第3熱交換器203’’から冷媒は受液器206に達し、内部熱交換器204を介して圧縮機202に戻る。
複合熱交換器203/203’/203’’の個々の部分の略図に反して第3熱交換器203’’は第2熱交換器203’よりも大きく、これは特にヒートポンプ運転のとき効果を有する。
本実施例によれば、複合熱交換器203/203’/203’’の蝋付時に帯板が蝋付され、この帯板に個々の切換弁S1〜S5と調節弁205が取付けられ、特にねじ止めされる。
図2a〜図2cには空気側ヒートポンプ用の配置が示された。図2dは水側ヒートポンプを示す。その際、付加的冷媒‐蒸発器220が第3熱交換器203’’と並列に設けられており、3/2切換弁V1がサイクル201中に配置されている。相応する回路は例えば燃料電池駆動装置用にも適している。
101、201 サイクル 102、202 圧縮機
103、103’、203、203’、203’’ 熱交換器
104、204 内部熱交換器 105、205 調節弁
106、206 受液器 220 冷媒‐蒸発器
S1、S2、S3、S4、S5 切換弁 V1 3/2切換弁
103、103’、203、203’、203’’ 熱交換器
104、204 内部熱交換器 105、205 調節弁
106、206 受液器 220 冷媒‐蒸発器
S1、S2、S3、S4、S5 切換弁 V1 3/2切換弁
Claims (8)
- 空調装置、特に自動車用の空調装置であって、蒸発器として役立つ少なくとも1つの熱交換器(103;203;203’;203’’)と凝縮器として役立つ1つの熱交換器(103’;203;203’)とを有するものにおいて、少なくとも2つの熱交換器が単一の複合熱交換器(103/103’;203/203’/203’’)として構成されていることを特徴とする空調装置。
- 複合熱交換器(203/203’/203’’)の個々の熱交換器(203;203’;203’’)の1つまたは複数が、異なる流れ方向で流通可能であることを特徴とする、請求項1記載の空調装置。
- 3つの熱交換器(203;203’;203’’)が、複合熱交換器(203/203’/203’’)として構成されていることを特徴とする、請求項1または2記載の空調装置。
- 内部熱交換器(104;204)が設けられていることを特徴とする、先行請求項のいずれか1項記載の空調装置。
- ヒートポンプ運転のとき、複合熱交換器(203;203’;203’’)の3つの熱交換器のうちの2つ(203;203’)が冷媒を流通させることを特徴とする、先行請求項のいずれか1項記載の空調装置。
- 再加熱運転のとき、複合熱交換器(203;203’;203’’)の3つの熱交換器のうちの2つ(203;203’’)が冷媒を流通させることを特徴とする、先行請求項のいずれか1項記載の空調装置。
- 冷房運転のとき、複合熱交換器(203/203’/203’’)のすべての熱交換器(203;203’;203’’)が冷媒を流通させることを特徴とする、先行請求項のいずれか1項記載の空調装置。
- 付加的冷媒蒸発器(220)が第3熱交換器(203’’)と並列に設けられていることを特徴とする、先行請求項のいずれか1項記載の空調装置。
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