JP2017007627A - 空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
Description
なお、この空気調和装置の熱交換ユニットでは、コンデンサの冷媒の出口部がエバポレータの冷媒の入口部に接続されるとともに、エバポレータの冷媒の出口部がコンプレッサの吸入部に接続され、コンプレッサの吐出部が膨張弁を介してエバポレータの入口部に接続されている。
このように、車両用空調装置内での空気流れを切り替えるだけで、冷房と暖房を切り替えることができるため、従来のヒートポンプサイクルのように冷媒流れを切り替えて各種運転を切り替える構成に比べて、部品点数の削減を図ることができる。
また、上述した各種のモードの運転時において、エバポレータを通過する空気がエバポレータを通過する際に露点以下まで冷却されると、空気中の水分が凝縮して、エバポレータに凝縮水となって付着する。この発明に係る空気調和装置においては、サブクーラーがエバポレータの下方の凝縮水の流下位置に配置されているため、エバポレータに付着した低温の凝縮水は、サブクーラーに到達してサブクーラー部分で冷媒を過冷却する。この結果、サブクーラー部分で凝縮水の冷熱を冷媒に効率良く回収され、膨張手段で膨張される前段階において冷媒が過冷却される。したがって、この構成を採用することにより、空調効率が向上する。
この場合、エバポレータに送風するブロアとコンデンサに送風するブロアを略水平方向に並べて配置することが可能になる。これにより、エバポレータに送風するブロアとコンデンサに送風するブロアをケーシング内に集約して配置することができるため、ケーシングの構造の簡素化と小型化を図ることができる。
この場合、コンデンサとエバポレータの各表面の熱が直接熱交換されるのを断熱手段によって抑制することが可能になる。また、コンデンサとエバポレータを近接させて配置することができるため、コンデンサとエバポレータの間の冷媒通路を短くして、冷媒通路内での圧力損失を低減することが可能になる。したがって、この構成を採用することにより、室内に供給される空気がコンデンサやエバポレータにおいて効率良く熱交換され、空調効率がより高まるとともに、冷媒通路が短くなることから、重量やコストの低減も可能となる。
この場合、コンデンサとエバポレータを流れる冷媒の流れと、冷媒と熱交換される空気の流れが相互に対向する向きに近づく。このため、冷媒と空気の熱交換効率が高まる。
この場合、コンデンサの下方の流通部を流れる空気がレシーバタンク内の冷媒を冷却することになる。これにより、冷媒がサブクーラーに流入する前段階においてレシーバタンク部分で冷却される。このため、エバポレータで凝縮水が充分に発生しない場合であっても、レシーバタンクとサブクーラーとで冷媒を過冷却することができる。
この場合、エバポレータとコンデンサの下部において、サブクーラーとチャンバがレシーバタンクと一体化されるため、熱交換ユニット全体を小型化することができる。
この実施形態に係る空気調和装置1は、車両駆動源としてエンジン(内燃機関)を具備しない電気自動車等の車両に搭載されている。空気調和装置1は、ケーシング10と、冷媒が内部を循環可能な熱交換ユニット11と、を備えている。熱交換ユニット11は、内部の冷媒の循環流通によって熱を移動させるヒートポンプサイクルを構成している。
第1の吹き出し切り換えドアは、冷房運転時には、第1の導出ダクト16を車室外に接続し、暖房運転時には、第1の導出ダクト16を車室内、例えば、車室内の足元の吹き出し口等に接続する。
第2の吹き出し切り換えドアは、冷房運転時には、第2の導出ダクト17を車室内、例えば、VENT吹き出し口等に接続し、暖房運転時には、第2の導出ダクト17を車室外に接続する。
熱交換ユニット11は、流路内の冷媒を圧縮して吐出するコンプレッサ18と、コンプレッサ18から吐出された冷媒を流通させて冷媒の熱を周囲に放熱するコンデンサ19と、コンデンサ19から流出した冷媒を膨張させる膨張手段である膨張弁20と、膨張弁20によって膨張させた冷媒を流通させて冷媒によって周囲の熱を吸熱するエバポレータ21と、を備えている。コンデンサ19とエバポレータ21は、いずれも前端側の折り返し接続部19A,21Aで折り返して相互に接続される上段通路19U,21Uと下段通路19L,21Lを有している。この実施形態の場合、コンデンサ19内部の冷媒は、後部上端から上段通路19Uを前端側に向かって流れ、折り返し接続部19Aで折り返して下段通路19Lを後端側に向かって流れる。また、エバポレータ21の内部の冷媒は、後部上端から上段通路21Uを前端側に向かって流れ、折り返し接続部21Aで折り返して下段通路21Lを後端側に向かって流れる。
コンプレッサ18の吐出部は、コンデンサ19の後端部において、コンデンサ19の上段通路21Uに接続されている。
なお、サブクーラー25とチャンバ23は、エバポレータ21とコンデンサ19の後部下端において、レシーバタンク24と一体化されている。
この実施形態に係る空気調和装置1は、ケーシング10内での空気の流れを切り替えることにで、冷房運転と暖房運転を適宜切り換えられるようになっている。
一方、第2の導入ダクト13に取り入られた空気は、図8に示すように、ケーシング10内において、エバポレータ21を通過する際にエバポレータ21との間で熱交換され、その後に第2の導出ダクト17を通って車室内に冷風として吹き出される。
一方、第2の導入ダクト13に取り入られた空気は、図8に示すように、ケーシング10内において、エバポレータ21を通過するときにエバポレータ21との間で熱交換された後に、第2の導出ダクト17を通って車室外に排出される。
11…熱交換ユニット
18…コンプレッサ
19…コンデンサ
20…膨張弁(膨張手段)
21…エバポレータ
22…断熱部材(断熱手段)
23…チャンバ
24…レシーバタンク
25…サブクーラー
Claims (6)
- コンプレッサから吐出された冷媒の熱を周囲に放熱するコンデンサと、前記コンデンサから流出した冷媒を膨張手段によって膨張させた後に周囲の熱を内部に吸熱するエバポレータと、が相互に連結された熱交換ユニットを備え、運転モードに応じて、室内に供給する空気を前記コンデンサと前記エバポレータとで選択的に熱交換、若しくは、順次熱交換する空気調和装置であって、
前記コンデンサから流出した冷媒を前記膨張手段で膨張させる前段階で冷却するサブクーラーが、前記エバポレータの下方の凝縮水の流下位置に配置されていることを特徴とする空気調和装置。 - 前記熱交換ユニットは、前記コンデンサと前記エバポレータとが略水平方向に並列配置されていることを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。
- 前記コンデンサと前記エバポレータとは、両者の冷媒通路の接続部を除く領域が断熱手段を介して連結されていることを特徴とする請求項1または2に記載の空気調和装置。
- 前記コンデンサと前記エバポレータを流れる冷媒は、上段通路から下段通路に向かって流れ、
前記コンデンサと熱交換される空気と前記エバポレータと熱交換される空気は、下方から上方に向かって流れることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の空気調和装置。 - 前記熱交換ユニットは、前記コンデンサから流出した冷媒を前記サブクーラーに流入する前段階で気体と液体とに分離するレシーバタンクを備え、
前記レシーバタンクは、前記コンデンサの下方の空気の流通部に配置されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の空気調和装置。 - 前記熱交換ユニットは、前記エバポレータから流出して前記コンプレッサに吸入される冷媒の流動音を消音するチャンバを備え、
前記サブクーラーと前記チャンバとは、前記エバポレータと前記コンデンサの下部において、前記レシーバタンクと一体化されていることを特徴とする請求項5に記載の空気調和装置。
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