JP2020094727A - Air conditioning system - Google Patents

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阿部　　誠
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Abstract

To provide an air conditioning system capable of recovering exhaust heat from an air-conditioning condenser to improve fuel economy of a vehicle.SOLUTION: An air conditioning system 1 includes a refrigeration cycle system 10 having a compressor 12, an air-conditioning condenser 13, an expansion valve 14 and an air-conditioning evaporator 15. The air conditioning system further includes a Rankine cycle system 40 having a Rankine evaporator 42, an expander 43 and a Rankine condenser 44. The Rankine cycle system further includes a second Rankine evaporator 47 heating working fluid after passing through the Rankine condenser and prior to inflow to the Rankine evaporator by using exhaust heat from the air-conditioning condenser.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は空調システムに関する。 The present disclosure relates to air conditioning systems.

従来、車両の空調用の冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機を経由した冷媒を凝縮させる空調用凝縮器と、空調用凝縮器を経由した冷媒を膨張させる膨張弁と、膨張弁を経由した冷媒を加熱させる空調用蒸発器と、を有する冷凍サイクルシステムを備える空調システムが知られている（例えば特許文献１参照）。このような空調システムによれば、空調用蒸発器における冷媒の加熱の際に空気を冷却して、この冷却された空気（冷気）を車両の空調に利用することができる。 Conventionally, a compressor for compressing a vehicle air-conditioning refrigerant, an air-conditioning condenser for condensing the refrigerant that has passed through the compressor, an expansion valve for expanding the refrigerant that has passed through the air-conditioning condenser, and an expansion valve have been used. An air conditioning system including a refrigeration cycle system including an air conditioning evaporator that heats a refrigerant is known (see, for example, Patent Document 1). According to such an air conditioning system, air can be cooled when the refrigerant in the air conditioning evaporator is heated, and the cooled air (cool air) can be used for air conditioning of the vehicle.

特開２０１２−８３０５２号公報JP 2012-83052 A

上述したような空調システムにおいて、空調用凝縮器における冷媒の凝縮時に排熱が発生する。しかしながら、従来、この空調用凝縮器の排熱は回収されずに廃棄されていた。 In the air conditioning system as described above, exhaust heat is generated when the refrigerant is condensed in the air conditioning condenser. However, conventionally, the exhaust heat of the air conditioning condenser has been discarded without being recovered.

本開示は上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、空調用凝縮器の排熱を回収して、車両の燃費の向上を図ることができる空調システムを提供することである。 The present disclosure has been made in view of the above, and an object thereof is to provide an air conditioning system that can recover exhaust heat of an air conditioning condenser and improve fuel efficiency of a vehicle.

上記目的を達成するため、本開示に係る空調システムは、車両の空調用の冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機を経由した前記冷媒を凝縮させる空調用凝縮器と、前記空調用凝縮器を経由した前記冷媒を膨張させる膨張弁と、前記膨張弁を経由した前記冷媒を加熱させる空調用蒸発器と、を有する冷凍サイクルシステムを備える空調システムにおいて、作動流体を前記車両の排熱を利用して加熱させるランキン用蒸発器と、前記ランキン用蒸発器を経由した前記作動流体を膨張させることで前記作動流体のエネルギの一部を回収する膨張機と、前記膨張機を経由した前記作動流体を凝縮させるランキン用凝縮器と、を有するランキンサイクルシステムをさらに備え、前記ランキンサイクルシステムは、前記ランキン用凝縮器を経由した後であって前記ランキン用蒸発器に流入する前の前記作動流体を、前記空調用凝縮器の排熱を利用して加熱させる第２ランキン用蒸発器をさらに備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an air conditioning system according to the present disclosure includes a compressor that compresses a refrigerant for air conditioning of a vehicle, an air conditioning condenser that condenses the refrigerant that has passed through the compressor, and the air conditioning condenser. In an air conditioning system including a refrigeration cycle system including an expansion valve for expanding the refrigerant via the expansion valve and an air conditioning evaporator for heating the refrigerant via the expansion valve, the exhaust heat of the vehicle is used as a working fluid. Rankine evaporator for heating by heating, expander for recovering a part of energy of the working fluid by expanding the working fluid that has passed through the Rankine evaporator, and the working fluid that has passed through the expander And a Rankine cycle system having a Rankine condenser for condensing the Rankine cycle system, wherein the Rankine cycle system collects the working fluid after passing through the Rankine condenser and before flowing into the Rankine evaporator. A second Rankine evaporator that heats by using the exhaust heat of the air conditioning condenser is further provided.

本開示によれば、空調用凝縮器の排熱を回収して、車両の燃費の向上を図ることができる。 According to the present disclosure, exhaust heat of an air conditioning condenser can be recovered to improve fuel efficiency of a vehicle.

実施形態に係る空調システムの模式的構成図である。It is a typical block diagram of the air conditioning system which concerns on embodiment.

以下、本実施形態に係る空調システム１について図面を参照しつつ説明する。図１は本実施形態に係る空調システム１の構成を模式的に示す模式的構成図である。本実施形態に係る空調システム１は、車両１００に搭載されている。この車両１００の具体的な種類は
特に限定されるものではなく、乗用車、バス、トラック等の種々の車両を用いることができる。 Hereinafter, the air conditioning system 1 according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram schematically showing the configuration of an air conditioning system 1 according to this embodiment. The air conditioning system 1 according to this embodiment is mounted on a vehicle 100. The specific type of the vehicle 100 is not particularly limited, and various vehicles such as passenger cars, buses, and trucks can be used.

空調システム１は、冷凍サイクルシステム１０と、冷気用通路２０と、排熱用通路３０と、ランキンサイクルシステム４０とを備えている。冷凍サイクルシステム１０は、空調用循環通路１１と、圧縮機１２と、空調用凝縮器１３と、膨張弁１４と、空調用蒸発器１５とを備えている。空調用循環通路１１は、車両１００の空調用の冷媒が循環するための通路である。圧縮機１２、空調用凝縮器１３、膨張弁１４及び空調用蒸発器１５は、冷媒の流動方向で見た場合に、この順序で、空調用循環通路１１に配置されている。冷媒としては、車両１００の空調に用いることができるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ＨＦＣ１３４ａやＨＦＯ−１２３４ｙｆ等を用いることができる。 The air conditioning system 1 includes a refrigeration cycle system 10, a cold air passage 20, a heat exhaust passage 30, and a Rankine cycle system 40. The refrigeration cycle system 10 includes an air conditioning circulation passage 11, a compressor 12, an air conditioning condenser 13, an expansion valve 14, and an air conditioning evaporator 15. The air-conditioning circulation passage 11 is a passage for circulating the air-conditioning refrigerant of the vehicle 100. The compressor 12, the air conditioning condenser 13, the expansion valve 14, and the air conditioning evaporator 15 are arranged in the air conditioning circulation passage 11 in this order when viewed in the flow direction of the refrigerant. The refrigerant is not particularly limited as long as it can be used for air conditioning of the vehicle 100, and for example, HFC134a or HFO-1234yf can be used.

圧縮機１２は、冷媒を圧縮する装置である。圧縮機１２の動力源は、特に限定されるものではなく、例えば車両１００に搭載されたエンジンや電動モータ等を用いることができる。本実施形態に係る圧縮機１２は、一例として、エンジンによって駆動されている。具体的には、本実施形態に係る圧縮機１２は、動力伝達部材（ベルト等）を介してエンジンのクランクシャフト（すなわち、出力軸）と接続されており、エンジンの動力によって駆動されることで、回転して、冷媒を圧縮している。 The compressor 12 is a device that compresses a refrigerant. The power source of the compressor 12 is not particularly limited, and for example, an engine or an electric motor mounted on the vehicle 100 can be used. The compressor 12 according to the present embodiment is driven by an engine, for example. Specifically, the compressor 12 according to the present embodiment is connected to the crankshaft (that is, the output shaft) of the engine via a power transmission member (belt or the like), and is driven by the power of the engine. , Is rotating and compressing the refrigerant.

空調用凝縮器１３は、圧縮機１２を経由した冷媒を凝縮させる装置である。具体的には、本実施形態に係る空調用凝縮器１３は、圧縮機１２を経由して空調用凝縮器１３に流入した冷媒と、空気（大気）と、の間で熱交換させることで、この冷媒を冷却して凝縮している。 The air conditioning condenser 13 is a device that condenses the refrigerant that has passed through the compressor 12. Specifically, the air conditioning condenser 13 according to the present embodiment exchanges heat between the refrigerant flowing into the air conditioning condenser 13 via the compressor 12 and air (atmosphere), This refrigerant is cooled and condensed.

膨張弁１４は、空調用凝縮器１３を経由した冷媒を膨張させる弁である。具体的には、本実施形態に係る膨張弁１４は、膨張弁１４に流入した冷媒を減圧させることで膨張させて、霧状の冷媒にしている。 The expansion valve 14 is a valve that expands the refrigerant that has passed through the air conditioning condenser 13. Specifically, the expansion valve 14 according to the present embodiment expands the refrigerant that has flowed into the expansion valve 14 by decompressing it to form a mist-like refrigerant.

空調用蒸発器１５は、膨張弁１４を経由した冷媒（膨張して霧状になった冷媒）を、空気の熱を利用して加熱させる装置である。具体的には、本実施形態に係る空調用蒸発器１５は、空調用蒸発器１５に流入した冷媒と、空気（大気）と、の間で熱交換させることで、この空気の熱を利用して冷媒を加熱して蒸発させている。空調用蒸発器１５を経由した冷媒は、空調用循環通路１１を通過して圧縮機１２に再び導入される。 The air conditioning evaporator 15 is a device that heats the refrigerant (expanded and atomized refrigerant) that has passed through the expansion valve 14 using the heat of the air. Specifically, the air conditioning evaporator 15 according to the present embodiment uses the heat of the air by exchanging heat between the refrigerant flowing into the air conditioning evaporator 15 and the air (atmosphere). To heat and evaporate the refrigerant. The refrigerant having passed through the air conditioning evaporator 15 passes through the air conditioning circulation passage 11 and is reintroduced into the compressor 12.

冷気用通路２０は、メイン通路２１と、サブ通路２２とを有している。メイン通路２１は、その上流側端部が空調用蒸発器１５の空気出口に連通し、その下流側端部が車両１００の運転室５０に連通している。サブ通路２２は、その上流側端部がメイン通路２１の通路途中に連通し、その下流側端部が後述する第２ランキン用凝縮器４５に連通している。空調用蒸発器１５において冷却された空気（すなわち冷気）は、メイン通路２１に流入する。このメイン通路２１に流入した冷気の一部はサブ通路２２を通過して第２ランキン用凝縮器４５に導入され、残部は運転室５０に導入されて運転室５０の空調（具体的には冷房）に利用される。 The cold air passage 20 has a main passage 21 and a sub passage 22. The upstream end of the main passage 21 communicates with the air outlet of the air conditioning evaporator 15, and the downstream end thereof communicates with the cab 50 of the vehicle 100. The upstream end of the sub passage 22 communicates with the middle of the main passage 21, and the downstream end thereof communicates with a second Rankine condenser 45 described later. The air cooled in the air conditioning evaporator 15 (that is, cold air) flows into the main passage 21. A part of the cool air flowing into the main passage 21 passes through the sub passage 22 and is introduced into the second Rankine condenser 45, and the rest is introduced into the cab 50 to air-condition the cab 50 (specifically, cooling air). ) Is used.

排熱用通路３０は、空調用凝縮器１３の排熱をランキンサイクルシステム４０の後述する第２ランキン用蒸発器４７に導入させるための通路である。具体的には、本実施形態に係る排熱用通路３０は、空調用凝縮器１３における冷媒の凝縮に使用された後の空気を第２ランキン用蒸発器４７に流入させることで、この空気の熱（すなわち、排熱）を第２ランキン用蒸発器４７に導入している。 The exhaust heat passage 30 is a passage for introducing the exhaust heat of the air conditioning condenser 13 into a second Rankine evaporator 47 of the Rankine cycle system 40, which will be described later. Specifically, the exhaust heat passage 30 according to the present embodiment causes the air, which has been used for the condensation of the refrigerant in the air conditioning condenser 13, to flow into the second Rankine evaporator 47, whereby Heat (that is, waste heat) is introduced into the second Rankine evaporator 47.

ランキンサイクルシステム４０は、ランキン用循環通路４１と、ランキン用蒸発器４２
と、膨張機４３と、ランキン用凝縮器４４と、第２ランキン用凝縮器４５と、ポンプ４６と、第２ランキン用蒸発器４７とを備えている。ランキン用循環通路４１は、ランキンサイクルシステム４０用の作動流体が循環するための通路である。ランキン用蒸発器４２、膨張機４３、ランキン用凝縮器４４、第２ランキン用凝縮器４５、ポンプ４６及び第２ランキン用蒸発器４７は、作動流体の流動方向で見た場合に、この順序で、ランキン用循環通路４１に配置されている。作動流体としては、ランキンサイクルシステム４０に用いることができるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、水、エタノール等を用いることができる。 The Rankine cycle system 40 includes a Rankine circulation passage 41 and a Rankine evaporator 42.
An expander 43, a Rankine condenser 44, a second Rankine condenser 45, a pump 46, and a second Rankine evaporator 47. The Rankine circulation passage 41 is a passage for circulating the working fluid for the Rankine cycle system 40. The Rankine evaporator 42, the expander 43, the Rankine condenser 44, the second Rankine condenser 45, the pump 46 and the second Rankine evaporator 47 are arranged in this order when viewed in the flow direction of the working fluid. , Are arranged in the Rankine circulation passage 41. The working fluid is not particularly limited as long as it can be used in the Rankine cycle system 40, and for example, water, ethanol or the like can be used.

ランキン用蒸発器４２は、車両１００の排熱を利用して作動流体を加熱させる装置である。この車両１００の排熱としては、例えば、エンジンから排出された排気の熱や、エンジンを冷却後の冷却水の熱等を用いることができる。本実施形態においては、車両１００の排熱の一例として、排気の熱を用いている。具体的には、この場合、ランキン用蒸発器４２は、排気と作動流体との間で熱交換させることで、作動流体を加熱して蒸発させている。なお、これは後述するが、本実施形態に係るランキン用蒸発器４２には、第２ランキン用蒸発器４７を経由した作動流体が流入する。このため、通常、ランキン用蒸発器４２に流入する作動流体の少なくとも一部は既に蒸気になっている。 The Rankine evaporator 42 is a device that heats the working fluid by utilizing the exhaust heat of the vehicle 100. As the exhaust heat of the vehicle 100, for example, heat of exhaust gas discharged from the engine, heat of cooling water after cooling the engine, or the like can be used. In the present embodiment, exhaust heat is used as an example of exhaust heat of the vehicle 100. Specifically, in this case, the Rankine evaporator 42 heats and evaporates the working fluid by exchanging heat between the exhaust gas and the working fluid. Although this will be described later, the working fluid that has passed through the second Rankine evaporator 47 flows into the Rankine evaporator 42 according to the present embodiment. Therefore, normally, at least a part of the working fluid flowing into the Rankine evaporator 42 is already vaporized.

膨張機４３は、ランキン用蒸発器４２を経由した作動流体を膨張させることで、この作動流体のエネルギの一部を回収する装置である。このような機能を有するものであれば、膨張機４３の具体的な構成は特に限定されるものではないが、本実施形態に係る膨張機４３は、一例として、作動流体のエネルギを受けて回転するタービンと、このタービンに接続された発電機と、を備えている。ランキン用蒸発器４２を経由した作動流体がタービンに流入することで、作動流体は減圧されて膨張し、また、タービンは作動流体のエネルギを受けて回転する。 The expander 43 is a device that expands the working fluid that has passed through the Rankine evaporator 42 to recover a part of the energy of the working fluid. As long as it has such a function, the specific configuration of the expander 43 is not particularly limited, but the expander 43 according to the present embodiment is rotated by receiving the energy of the working fluid as an example. And a generator connected to the turbine. When the working fluid that has passed through the Rankine evaporator 42 flows into the turbine, the working fluid is decompressed and expanded, and the turbine receives the energy of the working fluid and rotates.

また、タービンに接続された発電機は、タービンの回転によって駆動されて発電を行う。この発電機の発電によって得られた電力は、車両１００の電装部品の電力として使用されたり、車両１００に搭載されたバッテリに充電されたりする。このように、本実施形態に係るランキンサイクルシステム４０は、膨張機４３において、作動流体のエネルギの一部を電力として回収している。 Further, the generator connected to the turbine is driven by the rotation of the turbine to generate electricity. The electric power obtained by the power generation of the generator is used as electric power of electric components of the vehicle 100 or charged in a battery mounted on the vehicle 100. As described above, in the Rankine cycle system 40 according to the present embodiment, in the expander 43, a part of the energy of the working fluid is recovered as electric power.

ランキン用凝縮器４４は、膨張機４３を経由した作動流体を凝縮させる装置である。具体的には、本実施形態に係るランキン用凝縮器４４は、膨張機４３を経由してランキン用凝縮器４４に流入した作動流体と、空気（大気）と、の間で熱交換させることで、この作動流体を冷却して凝縮させている。 The Rankine condenser 44 is a device that condenses the working fluid that has passed through the expander 43. Specifically, the Rankine condenser 44 according to the present embodiment performs heat exchange between the working fluid flowing into the Rankine condenser 44 via the expander 43 and the air (atmosphere). , The working fluid is cooled and condensed.

第２ランキン用凝縮器４５は、空調用蒸発器１５において冷却された空気（冷気）の一部と、ランキン用凝縮器４４を経由した後であって第２ランキン用蒸発器４７に流入する前の作動流体と、の間で熱交換させることで、この作動流体を凝縮させる装置である。具体的には、本実施形態に係る第２ランキン用凝縮器４５は、ランキン用循環通路４１におけるランキン用凝縮器４４よりも下流側、且つ、ポンプ４６よりも上流側の箇所に配置されている。そして、第２ランキン用凝縮器４５は、空調用蒸発器１５から排出されてメイン通路２１及びサブ通路２２を順に通過して第２ランキン用凝縮器４５に流入された冷気と、ランキン用循環通路４１を通過して第２ランキン用凝縮器４５に流入された作動流体と、の間で熱交換させることで、この作動流体を冷却して凝縮させている。 The second Rankine condenser 45 passes through a part of the air (cool air) cooled in the air conditioning evaporator 15 and the Rankine condenser 44 and before flowing into the second Rankine evaporator 47. It is a device for condensing the working fluid by exchanging heat with the working fluid. Specifically, the second Rankine condenser 45 according to the present embodiment is arranged in the Rankine circulation passage 41 at a position downstream of the Rankine condenser 44 and upstream of the pump 46. .. The second Rankine condenser 45 discharges the cool air discharged from the air conditioning evaporator 15 into the second Rankine condenser 45 through the main passage 21 and the sub passage 22 in order, and the Rankine circulation passage. This working fluid is cooled and condensed by exchanging heat with the working fluid that has passed through 41 and flowed into the second Rankine condenser 45.

ポンプ４６は、第２ランキン用凝縮器４５を経由した作動流体（これは液体状態の作動流体である）を圧送する装置である。ポンプ４６の動力源は、特に限定されるものではなく、例えばエンジンや電動モータ等を用いることができる。本実施形態に係るポンプ４６
は、一例として、エンジンによって駆動されている。 The pump 46 is a device that pumps the working fluid (which is a working fluid in a liquid state) that has passed through the second Rankine condenser 45. The power source of the pump 46 is not particularly limited, and an engine, an electric motor, or the like can be used, for example. Pump 46 according to the present embodiment
Are driven by the engine as an example.

第２ランキン用蒸発器４７は、ランキン用凝縮器４４を経由した後であってランキン用蒸発器４２に流入する前の作動流体を、空調用凝縮器１３の排熱を利用して加熱させる装置である。具体的には、本実施形態に係る第２ランキン用蒸発器４７は、ランキン用循環通路４１におけるポンプ４６よりも下流側且つランキン用蒸発器４２よりも上流側の箇所に配置されている。そして、第２ランキン用蒸発器４７は、ポンプ４６によって圧送された作動流体を、排熱用通路３０を通過して第２ランキン用蒸発器４７に導入された排熱（これは、空調用凝縮器１３の排熱であり、具体的には空調用凝縮器１３における凝縮に供された後の空気の熱である）を用いて加熱させることで、この作動流体を蒸発させている。 The second Rankine evaporator 47 is a device for heating the working fluid after passing through the Rankine condenser 44 and before flowing into the Rankine evaporator 42 by using the exhaust heat of the air conditioning condenser 13. Is. Specifically, the second Rankine evaporator 47 according to the present embodiment is arranged in the Rankine circulation passage 41 at a position downstream of the pump 46 and upstream of the Rankine evaporator 42. Then, the second Rankine evaporator 47 heats the working fluid pumped by the pump 46 through the exhaust heat passage 30 and is introduced into the second Rankine evaporator 47. This working fluid is vaporized by heating using the exhaust heat of the device 13, specifically, the heat of the air after being subjected to condensation in the air conditioning condenser 13.

なお、第２ランキン用蒸発器４７において作動流体の加熱に供された空気は、その後、大気中へ放出される。一方、第２ランキン用蒸発器４７を経由後の作動流体は、その後、ランキン用循環通路４１を通過してランキン用蒸発器４２に流入し、ランキン用蒸発器４２において、さらに加熱された後に、膨張機４３に流入する。 The air used for heating the working fluid in the second Rankine evaporator 47 is then released into the atmosphere. On the other hand, the working fluid that has passed through the second Rankine evaporator 47 then passes through the Rankine circulation passage 41 and flows into the Rankine evaporator 42, and after being further heated in the Rankine evaporator 42, It flows into the expander 43.

以上説明したような本実施形態に係る空調システム１によれば、冷凍サイクルシステム１０に加えて、ランキンサイクルシステム４０を備えるとともに、このランキンサイクルシステム４０が第２ランキン用蒸発器４７を備えているので、空調用凝縮器１３の排熱を第２ランキン用蒸発器４７において作動流体の加熱に有効利用することができる。これにより、空調用凝縮器１３の排熱をランキンサイクルシステム４０によって回収することができる。この結果、車両１００の燃費を向上させることができる。 According to the air conditioning system 1 according to the present embodiment as described above, the Rankine cycle system 40 is provided in addition to the refrigeration cycle system 10, and the Rankine cycle system 40 is provided with the second Rankine evaporator 47. Therefore, the exhaust heat of the air conditioning condenser 13 can be effectively used for heating the working fluid in the second Rankine evaporator 47. Thereby, the exhaust heat of the air conditioning condenser 13 can be recovered by the Rankine cycle system 40. As a result, the fuel efficiency of vehicle 100 can be improved.

また、本実施形態によれば、ランキン用蒸発器４２の他に第２ランキン用蒸発器４７を備えているので、第２ランキン用蒸発器４７を備えていない場合に比較して、作動流体を効率的に加熱することができる。これにより、膨張機４３の作動効率を向上させることができる。この点においても、車両１００の燃費を向上させることができる。 Further, according to the present embodiment, since the second Rankine evaporator 47 is provided in addition to the Rankine evaporator 42, the working fluid is supplied more than when the second Rankine evaporator 47 is not provided. It can be heated efficiently. Thereby, the operating efficiency of the expander 43 can be improved. Also in this respect, the fuel efficiency of the vehicle 100 can be improved.

また、本実施形態によれば、第２ランキン用凝縮器４５を備えているので、空調用蒸発器１５において冷却された空気の熱を第２ランキン用凝縮器４５において作動流体の凝縮に有効利用することができる。これによりランキンサイクルシステム４０における作動流体の凝縮性能を向上させることができるので、ランキンサイクルシステム４０の作動効率を向上させることができる。この結果、車両１００の燃費をさらに向上させることができる。 Further, according to the present embodiment, since the second Rankine condenser 45 is provided, the heat of the air cooled in the air conditioning evaporator 15 is effectively used in the second Rankine condenser 45 to condense the working fluid. can do. As a result, the condensation performance of the working fluid in the Rankine cycle system 40 can be improved, so that the operation efficiency of the Rankine cycle system 40 can be improved. As a result, the fuel economy of vehicle 100 can be further improved.

なお、上述した空調システム１は、第２ランキン用凝縮器４５を備えていない構成とすることもできる。この場合、冷気用通路２０は、サブ通路２２を備えていない構成（メイン通路２１のみの構成）とすればよい。この場合においても、空調システム１は前述した第２ランキン用蒸発器４７を備えているので、車両１００の燃費を向上させることができる。 The air conditioning system 1 described above may be configured without the second Rankine condenser 45. In this case, the cooling air passage 20 may be configured without the sub passage 22 (only with the main passage 21). Even in this case, since the air conditioning system 1 includes the second Rankine evaporator 47 described above, the fuel economy of the vehicle 100 can be improved.

以上、本開示に係る実施形態について説明したが、本開示はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments according to the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist described in the claims. Is.

１ 空調システム
１０ 冷凍サイクルシステム
１１ 空調用循環通路
１２ 圧縮機
１３ 空調用凝縮器
１４ 膨張弁
１５ 空調用蒸発器
２０ 冷気用通路
３０ 排熱用通路
４０ ランキンサイクルシステム
４１ ランキン用循環通路
４２ ランキン用蒸発器
４３ 膨張機
４４ ランキン用凝縮器
４５ 第２ランキン用凝縮器
４６ ポンプ
４７ 第２ランキン用蒸発器
１００ 車両 1 Air Conditioning System 10 Refrigeration Cycle System 11 Air Conditioning Circulation Passage 12 Compressor 13 Air Conditioning Condenser 14 Expansion Valve 15 Air Conditioning Evaporator 20 Cold Air Passage 30 Waste Heat Passage 40 Rankine Cycle System 41 Rankine Circulation Passage 42 Rankine Evaporation Vessel 43 expander 44 Rankine condenser 45 second Rankine condenser 46 pump 47 second Rankine evaporator 100 vehicle

Claims (2)

車両の空調用の冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機を経由した前記冷媒を凝縮させる空調用凝縮器と、前記空調用凝縮器を経由した前記冷媒を膨張させる膨張弁と、前記膨張弁を経由した前記冷媒を加熱させる空調用蒸発器と、を有する冷凍サイクルシステムを備える空調システムにおいて、
作動流体を前記車両の排熱を利用して加熱させるランキン用蒸発器と、前記ランキン用蒸発器を経由した前記作動流体を膨張させることで前記作動流体のエネルギの一部を回収する膨張機と、前記膨張機を経由した前記作動流体を凝縮させるランキン用凝縮器と、を有するランキンサイクルシステムをさらに備え、
前記ランキンサイクルシステムは、前記ランキン用凝縮器を経由した後であって前記ランキン用蒸発器に流入する前の前記作動流体を、前記空調用凝縮器の排熱を利用して加熱させる第２ランキン用蒸発器をさらに備えることを特徴とする空調システム。 A compressor that compresses a vehicle air-conditioning refrigerant, an air-conditioning condenser that condenses the refrigerant that has passed through the compressor, an expansion valve that expands the refrigerant that has passed through the air-conditioning condenser, and the expansion valve. In an air conditioning system including a refrigeration cycle system having an evaporator for air conditioning for heating the refrigerant via
A Rankine evaporator that heats a working fluid by utilizing exhaust heat of the vehicle, and an expander that recovers a part of energy of the working fluid by expanding the working fluid that has passed through the Rankine evaporator. Further comprising a Rankine cycle system having a Rankine condenser for condensing the working fluid via the expander,
The Rankine cycle system uses the exhaust heat of the air conditioning condenser to heat the working fluid after passing through the Rankine condenser and before flowing into the Rankine evaporator. An air conditioning system, further comprising an evaporator for use. 前記空調用蒸発器は、前記膨張弁を経由した前記冷媒を空気の熱を利用して加熱させる際に前記空気を冷却し、
前記ランキンサイクルシステムは、前記空調用蒸発器において冷却された前記空気の一部と、前記ランキン用凝縮器を経由した後であって前記第２ランキン用蒸発器に流入する前の前記作動流体と、の間で熱交換させることで、前記作動流体を凝縮させる第２ランキン用凝縮器をさらに備える請求項１記載の空調システム。 The air-conditioning evaporator cools the air when heating the refrigerant that has passed through the expansion valve by utilizing the heat of air,
The Rankine cycle system includes a part of the air cooled in the air conditioning evaporator, and the working fluid after passing through the Rankine condenser and before flowing into the second Rankine evaporator. The air conditioning system according to claim 1, further comprising a second Rankine condenser that condenses the working fluid by heat exchange between the second Rankine condenser and the second condenser.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009085060A (en) * 2007-09-28 2009-04-23 Calsonic Kansei Corp Rankine cycle system
US20150000274A1 (en) * 2013-06-28 2015-01-01 Cummins Inc. Waste heat recovery system including connection to a vehicle air conditioning system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009085060A (en) * 2007-09-28 2009-04-23 Calsonic Kansei Corp Rankine cycle system
US20150000274A1 (en) * 2013-06-28 2015-01-01 Cummins Inc. Waste heat recovery system including connection to a vehicle air conditioning system

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