JP3458612B2 - ブライン式空調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は冷凍サイクルに備え
られたブライン−冷媒熱交換器にて冷却されたブライン
を室内の冷却器に循環して、室内の冷房を行うブライン
式空調装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球温暖化防止のために、冷凍サ
イクルの冷媒をフロンからプロパンガスのような可燃性
ガスに変更して、室内の冷房を行う車両用空調装置が提
案されている（例えば、実開昭５８−５４９０４号公報
参照）。上記の車両用空調装置において、可燃性ガスの
蒸発潜熱にて空調空気を冷却する冷却器（蒸発器）は車
室内に設置されるので、この冷却器の配管接続部等から
可燃性ガスが密閉空間である車室内へ洩れる危険があ
る。

【０００３】そこで、車室内へのガス洩れを回避するた
めに、本発明者らは、車室外のエンジンルーム（大気へ
の開放空間）にブライン−冷媒熱交換器を設置し、この
熱交換器において可燃性ガスの蒸発潜熱にて一旦、ブラ
イン（凍結温度を低くする成分を添加した水）を冷却
し、この低温ブラインを車室内に設置した冷却器に循環
して、室内の冷房を行うようにした車両用空調装置の開
発を試みている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
ブラインを室内冷却器に循環して、室内の冷房を行うブ
ライン式空調装置においては、ブラインの熱容量が大き
いため、冷媒で直接空気を冷却する方式に比して、ブラ
インの温度低下時間が大幅に長くなる。従って、冷房始
動時や除湿始動時に、室内冷却器での温度低下に時間が
かかり、始動時の冷房応答性が悪いという問題が生じ
る。

【０００５】本発明は上記点に鑑みてなされたもので、
ブラインを室内冷却器に循環して、室内の冷房を行うブ
ライン式空調装置において、始動時の冷房応答性を高め
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、以下の技術的手段を採用する。請求項１記載
の発明では、冷媒として可燃性ガスを用い、ブライン−
冷媒熱交換器（７）において、冷媒の蒸発潜熱をブライ
ンから吸熱して、ブラインを冷却する冷凍サイクル
（２）と、ブライン−冷媒熱交換器（７）にて冷却され
たブラインが循環するブライン回路（１０）と、温水源
（９）にて加熱された温水が循環する温水回路（２２）
と、室内の第１区域を空調する第１空調ユニット（１
３）と、室内の第２区域を空調する第２空調ユニット
（１４）とを備え、第１空調ユニット（１３）には、ブ
ライン回路（１０）のブラインにより空調空気を冷却す
る冷却器（１５）と、この冷却器（１５）の空気下流側
に配置され、温水回路（２２）の温水により空調空気を
加熱する加熱器（１７）と、この空調空気を送風する送
風機（１６）とを備え、第２空調ユニット（１４）に
は、ブライン回路（１０）のブラインにより空調空気を
冷却するとともに、温水回路（２２）の温水により空調
空気を加熱することが可能な冷却・加熱兼用の空調熱交
換器（１８）と、この空調空気を送風する送風機（１
９）とを備え、さらに、ブライン回路（１０）のブライ
ンを低温のまま蓄える蓄熱タンク（２１）を備え、冷房
始動時には、蓄熱タンク（２１）内の低温ブラインが冷
却器（１５）および空調熱交換器（１８）に循環して空
調空気を冷却することを特徴としている。

【０００７】従って、請求項１記載の発明によれば、可
燃性ガスの室内への洩れの危険がないブライン式空調装
置において、蓄熱タンク（２１）内の低温ブラインを利
用して、始動時の冷房応答性を高めることができる。請
求項２記載の発明では、蓄熱タンク（２１）を、空調熱
交換器（１８）にブライン回路（１０）のブラインと温
水回路（２２）の温水の両方を流すための共用通路部
（１８ａ）に配置し、蓄熱タンク（２１）によりブライ
ン回路（１０）の低温ブラインの蓄冷と温水回路（２
２）の高温温水の蓄熱の両方を行うことを特徴としてい
る。

【０００８】従って、冬期暖房時には、蓄熱タンク（２
１）による高温温水の蓄熱により、暖房始動時の応答性
を高めることも可能である。しかも、１つの蓄熱タンク
（２１）を低温ブラインの蓄冷と高温温水の蓄熱の両方
に共用できるので、構成も簡単である。さらに、請求項
６記載の発明では、冷房時に、前記第１空調ユニット
（１３）の冷却器（１５）および加熱器（１７）と、前
記第２空調ユニット（１４）の空調熱交換器（１８）の
すべてに、ブライン回路（１０）のブラインが流れるモ
ードを設定することを特徴としている。

【０００９】これにより、３つの熱交換器（１５、１
７、１８）を用いて、冷房能力の向上を図ることができ
る。また、請求項７記載の発明では、暖房時に、前記第
１空調ユニット（１３）の冷却器（１５）および加熱器
（１７）と、前記第２空調ユニット（１４）の空調熱交
換器（１８）のすべてに、前記温水回路（２２）の温水
が流れるモードを設定することを特徴としている。

【００１０】これにより、３つの熱交換器（１５、１
７、１８）を用いて、暖房能力の向上を図ることができ
る。

【００１１】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。

【００１２】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）図１、２は本発明を車両用空調装置に
適用した第１実施形態を示すもので、図１は本発明空調
装置を搭載した状態を示す自動車の概略平面配置図であ
る。自動車の車室の床下に走行用エンジン９が搭載さ
れ、エンジンルーム１が形成されている。この床下のエ
ンジンルーム１内に、プロパンガスのような可燃性ガス
を冷媒として用いる冷凍サイクル２が設置されている。

【００１３】この冷凍サイクル２は、冷媒を圧縮し、吐
出する圧縮機３を備え、この圧縮機３の吐出ガス冷媒を
凝縮器４により冷却し、凝縮させる。この凝縮器４から
の冷媒は受液器５内に蓄え、ここで冷媒の気液を分離す
る。この受液器５からの液冷媒は次に、減圧手段として
の膨張弁６により減圧され、気液２相状態となる。この
膨張弁６にて減圧された冷媒はブライン−冷媒熱交換器
７内に流入し、ここでブラインから吸熱して蒸発し、ブ
ラインを冷却する。この熱交換器７で蒸発したガス冷媒
は再度圧縮機３に吸入され，圧縮される。

【００１４】上記ブラインは水に凍結温度を下げる成
分、防錆成分等を添加した不凍液からなり、後述の温水
回路２２を循環するエンジン冷却水と同一のものでよ
い。なお、図１、２では、圧縮機３を車両エンジン９か
ら離れた配置状態を図示しているが、実際は圧縮機３を
車両エンジン９に近接配置して、圧縮機３は車両エンジ
ン９の回転動力にて電磁クラッチ８（図２）を介して駆
動される。

【００１５】ブライン−冷媒熱交換器７は、冷凍サイク
ルの冷媒が通過して蒸発する冷媒通路部７ａと、この冷
媒通路部７ａに対して熱交換可能に配設されたブライン
通路部７ｂとを有している。次に、上記ブライン−冷媒
熱交換器７にて冷却されたブラインが循環するブライン
回路１０について説明すると、このブライン回路１０に
はブライン循環用の電動水ポンプ１１がエンジンルーム
１内にてブライン−冷媒熱交換器７と隣接して設置され
ている。

【００１６】一方、自動車の車室内前部の計器盤周辺に
は、前部空調ユニット（第１空調ユニット）１３が設置
され、車室内後部には後部空調ユニット（第２空調ユニ
ット）１４が設置されている。前部空調ユニット１３に
は、ブライン回路１０を循環する低温ブライン（冷水）
により空気を冷却する冷却器１５、送風機１６および加
熱器１７が備えられており、加熱器１７は冷却器１５の
空気流れ下流側に設置されている。この加熱器１７はエ
ンジン９の冷却水（温水）を熱源として空気を再加熱す
るもので、空調空気は、この加熱器１７を通過して温度
調整された後に、車室内の前部側（第１区域）に吹き出
す。

【００１７】そして、後部空調ユニット１４には、冷却
・加熱兼用の空調熱交換器１８が設置されている。この
空調熱交換器１８はブライン回路１０を循環する低温ブ
ラインが流入することにより空気を冷却するものであっ
て、ブライン回路１０において、前部空調ユニット１３
の冷却器１５と並列に設けられている。そして、後部空
調ユニット１４には送風機１９が設置され、その送風空
気は空調熱交換器１８と熱交換して冷却または加熱され
た後に車室内の後部側に吹き出す。

【００１８】また、空調熱交換器１８は冷却・加熱兼用
のものであるため、冷温水切替弁２０を空調熱交換器１
８の冷温水入口側に設置して、この切替弁２０により温
水回路２２からのエンジン冷却水（温水）と、ブライン
回路１０からの低温ブラインとを空調熱交換器１８内に
切替導入できるようにしてある。このために、空調熱交
換器１８に温水とブラインの両方を流すための共用通路
部１８ａが設けられており、この共用通路部１８ａのう
ち、空調熱交換器１８への入口側における温水回路２２
とブライン回路１０との合流点に冷温水切替弁２０が配
置されている。

【００１９】この冷温水切替弁２０はモータのような電
気的アクチュエータにより開閉駆動されるものであっ
て、本例では、図２に示すごときＴ字状の流路２０ａを
持つ弁体（ロータ）２０ｂを回動させて流路を切り替え
る構成になっている。次に、エンジン冷却水を循環させ
る温水回路２２について説明すると、車両エンジン９は
水冷式のものであり、温水源としての役割を兼ねてい
る。車両エンジン９にて直接駆動される水ポンプ２３を
有し、この水ポンプ２３にてエンジン冷却水が循環する
ラジエータ２４と、このラジエータ２４と並列に設けら
れたバイパス回路２５が備えられている。

【００２０】さらに、ラジエータ２４とバイパス回路２
５とからの冷却水の合流点に冷却水の流れを切り替える
周知のサーモスタット（温度応答弁）２６が備えられて
おり、冷却水の温度が所定温度（例えば、８０°Ｃ）以
上になると、サーモスタット２６がラジエータ２４への
回路を開放して、ラジエータ２４によりエンジン冷却水
が冷却される。また、前部空調ユニット１３において、
加熱器１７の冷却水入口側には、加熱器１７への冷却水
を断続する電動式の開閉弁２８が備えられている。

【００２１】なお、前部空調ユニット１３の通風路内に
は、加熱器１７を通過する温風と加熱器１７をバイパス
する冷風との風量割合を調整する周知のエアミックスド
ア２９が備えられている。このエアミックスドア２９は
車室内への吹出空気温度を調整する温度調整手段として
の役割を果たす。図３は電気制御ブロック図であり、空
調用電子制御装置３０は車室内計器盤周辺に設置される
空調操作パネル３１からのスイッチ操作信号および空調
用センサ群３２等からの検出信号に基づいて、図１、２
に示す各電気機器の作動を制御する。

【００２２】次に、上記構成において作動を説明する。
いま、夏期において、空調操作パネル３０におけるスイ
ッチ操作およびセンサ検出信号に基づいて冷房運転が設
定されると、電磁クラッチ８がオンされ、圧縮機１がエ
ンジン９により駆動され、冷凍サイクル２が作動する。
また、冷温水切替弁２０の弁体２０ｂは図１に示すブラ
イン（冷水）流通状態（つまり、空調熱交換器１８の共
用通路部１８ａの入口側をブライン回路１０に結合する
状態）に操作されるとともに、ブライン回路１０の水ポ
ンプ１１が作動状態となる。

【００２３】なお、最大冷房時以外のときは、開閉弁２
８が開弁状態になるので、前部空調ユニット１３の加熱
器１７に温水が循環する。冷凍サイクル２の作動によ
り、ブライン−冷媒熱交換器７において冷媒の蒸発潜熱
がブライン回路１０のブラインより吸熱され、ブライン
が冷却される。また、水ポンプ１１の作動により、ブラ
イン回路１０において、前部空調ユニット１３の冷却器
１５→ブライン−冷媒熱交換器７→水ポンプ１１の閉回
路でブラインが循環するとともに、冷温水切替弁２０→
蓄熱タンク２１→後部空調ユニット１４の空調熱交換器
１８→ブライン−冷媒熱交換器７→水ポンプ１１の閉回
路でブラインが循環する。

【００２４】従って、送風機１６、１９を作動させるこ
とにより、その送風空気を冷却器１５、空調熱交換器１
８により冷却し、車室内の前部側、後部側を冷房でき
る。また、前部空調ユニット１３においては、周知のよ
うに、エアミックスドア２９の開度により冷風と温風と
の風量割合を調整して、加熱器１７による再加熱量を調
整することにより、車室内への吹出空気温度を調整でき
る。

【００２５】ところで、ブライン回路１０のブラインは
凍結温度の低い水からなり、熱容量が大きいため、冷房
始動時にブラインの冷却には時間がかかるが、蓄熱タン
ク２１内には前回の冷房運転にて冷却されたブラインが
低温のまま蓄えられているので、水ポンプ１１の作動に
より蓄熱タンク２１内の低温ブラインが後部空調ユニッ
ト１４の空調熱交換器１８側へ押し出されることによ
り、この空調熱交換器１８による車室後部側の冷房能力
を始動時から大きくすることができる。

【００２６】また、蓄熱タンク２１内の低温ブラインは
空調熱交換器１８を通過した後、前部空調ユニット１３
の冷却器１５から流出したブラインと混合し、その後
に、ブライン−冷媒熱交換器７を経て水ポンプ１１に吸
入される。従って、水ポンプ１１はこの混合ブラインを
吐出するので、冷却器１５にも、蓄熱タンク２１内の低
温ブラインと蓄熱タンク２１外のブラインとが混合した
状態で循環する。これにより、冷却器１５による車室前
部側の冷房能力も始動時から大きくすることができる。

【００２７】但し、後部空調ユニット１４の空調熱交換
器１８に比して、前部空調ユニット１３の冷却器１５の
場合は、蓄熱タンク２１内の低温ブラインに蓄熱タンク
２１外のブラインが混合した状態で循環するので、始動
時の冷房立ち上がり効果が多少低下することになる。も
ちろん、冷房始動時には、流量制御弁２８を閉弁すると
ともに、エアミックスドア２９を加熱器１７側通路を全
閉することにより、加熱器１７による再加熱量を零（温
風量：零）にして、最大冷房能力を発揮するようになっ
ている。

【００２８】なお、後部空調ユニット１４の空調熱交換
器１８のブライン出口側（図１の上端側）は、常に温水
回路２２に結合されているが、冷房時には、温水回路２
２から空調熱交換器１８へ温水が流れないとともに、温
水回路２２に対して空調熱交換器１８は長い温水配管で
結合されているので、温水回路２２からの熱伝導にて空
調熱交換器１８が温度上昇する恐れはない。

【００２９】また、車室内の後部側を冷房する必要がな
いときは、後部空調ユニット１４の送風機１９を停止す
ればよい。この場合は、空調熱交換器１８での熱交換が
なくなり、空調熱交換器１８は単なるブライン通路とな
る。次に、春秋期のような中間シーズンには、空調操作
パネル３０におけるスイッチ操作およびセンサ検出信号
に基づいて除湿・暖房運転が設定される。この除湿・暖
房運転時において、車室への吹出空気温度が所定温度以
下の比較的低温側であるときは、エアミックスドア２９
を若干量の開度だけ開く以外、前述の冷房時と同様な状
態に各機器の作動が設定される。

【００３０】エアミックスドア２９の開放により、送風
空気の一部が加熱器１７側通路を通過して加熱され温風
となる。これにより、前部空調ユニット１３の冷却器１
５で一旦、冷却された冷風を加熱器１７により所望温度
まで再加熱し、除湿・暖房運転を行うことができる。な
お、後部空調ユニット１４では、加熱器を持っていない
ので、除湿・暖房運転を行うことはできない。それ故、
後部空調ユニット１４では、空調熱交換器１８による冷
房運転のみとなり、送風機１９の風量調整により冷房能
力を調整することができる。

【００３１】そして、除湿・暖房運転時において、車室
への吹出空気温度が所定温度以上の比較的高温側である
ときは、冷温水切替弁２０により後部空調ユニット１４
の空調熱交換器１８の共用通路部１８ａの入口側がブラ
イン回路１０から遮断され、温水回路２２に結合され
る。これにより、温水回路２２の温水が加熱器１７と空
調熱交換器１８の両方に流れ、ブライン回路１０のブラ
インは前部空調ユニット１３の冷却器１５のみに流れ
る。従って、このときは、空調熱交換器１８は暖房運転
を行う。

【００３２】なお、除湿・暖房運転時に、後部空調ユニ
ット１４の運転が不要であるならば、送風機１９を停止
しておけばよい。ところで、冬期において、暖房能力を
高めるためには、上記除湿・暖房運転の状態において、
エアミックスドア２９の開度増加により温風の風量割合
を高めるとともに、前後の空調ユニット１３、１４にお
ける送風機１３、１９の風量を増加させればよい。

【００３３】また、第１実施形態によれば、冬期におけ
る最大暖房運転の設定時に以下のごとく冷却器１５にも
温水を流して、暖房能力の向上を図ることが可能であ
る。すなわち、最大暖房運転の設定時に、電磁クラッチ
８をオフして圧縮機３を停止し、冷凍サイクル２を停止
させる。一方、これと同時に、冷温水切替弁２０の弁体
２０ｂを図２（ｂ）の位置に操作して、空調熱交換器１
８をブライン回路１０から遮断し、温水回路２２に結合
するとともに、冷却器１５も温水回路２２に結合する。

【００３４】これにより、温水回路２２の温水が加熱器
１７と空調熱交換器１８に並列に流れると同時に、冷却
器１５にも以下の経路で温水が流れる。すなわち、エン
ジン９→冷温水切替弁２０→冷却器１５→水ポンプ２３
の吸入側の経路にて温水が流れ、冷却器１５が加熱器と
して作用する。これにより、温水回路２２の温水が前部
空調ユニット１３の冷却器１５と加熱器１７および後部
空調ユニット１４の空調熱交換器１８に循環するので、
３つの熱交換器１５、１７、１８にて加熱された温風を
車室の前後から吹き出して車室の暖房を行うことができ
る。

【００３５】なお、上記した第１実施形態において、蓄
熱タンク２１を後部空調ユニット１４の空調熱交換器１
８の共用通路部１８ａの入口側に配置したが、空調熱交
換器１８の共用通路部１８ａの出口側に蓄熱タンク２１
を配置してもよい。 （第２実施形態）図４は第２実施形態を示すもので、第
１実施形態では、蓄熱タンク２１を後部空調ユニット１
４の空調熱交換器１８の共用通路部１８ａに配置してい
るが、第２実施形態では、蓄熱タンク２１を前部空調ユ
ニット１３側に配置するものである。これに伴って、冷
温水切替弁として、４つの冷温水切替弁２０、２００、
２０１、２０２を使用している。

【００３６】第２実施形態の作動を説明すると、夏期冷
房時に、最大冷房能力を発揮するときは、冷凍サイクル
２を作動させるとともに、４つの冷温水切替弁２０、２
００、２０１、２０２を以下のブライン流路が構成され
る位置に操作する。すなわち、水ポンプ１１→前部空
調ユニット１３の冷却器１５→ブライン−冷媒熱交換器
７の閉回路 水ポンプ１１→冷温水切替弁２０→後部空調ユニット
１４の空調熱交換器１８→冷温水切替弁２０２→ブライ
ン−冷媒熱交換器７の閉回路 水ポンプ１１→冷温水切替弁２００→蓄熱タンク２１
→前部空調ユニット１３の開閉弁２８、加熱器１７→冷
温水切替弁２０１→ブライン−冷媒熱交換器７の閉回路 以上により、３つの熱交換器（１５、１７、１８）にす
べてブラインを流して、車室の冷房を行うことができ
る。

【００３７】この場合、第１実施形態と同様に、前回の
冷房時に、蓄熱タンク２１内に蓄えられていた低温のブ
ラインを３つの熱交換器（１５、１７、１８）に流し
て、冷房始動時における冷房効果の応答性を高めること
ができる。また、最大冷房時以外の通常冷房時には、４
つの冷温水切替弁２０、２００、２０１、２０２により
ブライン流路および温水流路を以下の経路に切り替え
る。

【００３８】すなわち、水ポンプ１１→前部空調ユニ
ット１３の冷却器１５→ブライン−冷媒熱交換器７の閉
回路 水ポンプ１１→冷温水切替弁２０→後部空調ユニット
１４の空調熱交換器１８→冷温水切替弁２０２→ブライ
ン−冷媒熱交換器７の閉回路 エンジン９→冷温水切替弁２００→蓄熱タンク２１→
前部空調ユニット１３の開閉弁２８、加熱器１７→冷温
水切替弁２０１→水ポンプ２３の閉回路 以上により、冷却器１５と空調熱交換器１８に低温ブラ
インを循環して、送風空気を冷却するとともに、前部空
調ユニット１３の加熱器１５には温水を流して、加熱器
１５による再加熱によって前部空調ユニット１３の吹出
空気温度の制御を行うことができる。

【００３９】次に、春秋期のような中間シーズンには、
空調操作パネル３０におけるスイッチ操作およびセンサ
検出信号に基づいて除湿・暖房運転が設定される。この
除湿・暖房運転時において、車室への吹出空気温度が所
定温度以下の比較的低温側であるときは、上述の通常冷
房時と同様な状態に各機器の作動が設定される。そし
て、除湿・暖房運転時において、車室への吹出空気温度
が所定温度以上の比較的高温側であるときは、４つの冷
温水切替弁２０、２００、２０１、２０２の流路切替に
より後部空調ユニット１４の空調熱交換器１８がブライ
ン回路１０から遮断され、温水回路２２に結合される。

【００４０】すなわち、水ポンプ１１→前部空調ユニ
ット１３の冷却器１５→ブライン−冷媒熱交換器７の閉
回路 エンジン９→冷温水切替弁２０→後部空調ユニット１
４の空調熱交換器１８→冷温水切替弁２０２→水ポンプ
２３の閉回路 エンジン９→冷温水切替弁２００→蓄熱タンク２１→
前部空調ユニット１３の開閉弁２８、加熱器１７→冷温
水切替弁２０１→水ポンプ２３の閉回路が形成される。

【００４１】上記、の閉回路を並列に温水が流れる
ことにより、温水回路２２の温水が加熱器１７と空調熱
交換器１８の両方に流れ、ブライン回路１０のブライン
は前部空調ユニット１３の冷却器１５のみに流れる。従
って、このときは、空調熱交換器１８は暖房運転を行
う。ところで、冬期において、暖房能力を高めるために
は、上記除湿・暖房運転の状態において、エアミックス
ドア２９の開度増加により温風の風量割合を高めるとと
もに、前後の空調ユニット１３、１４における送風機１
３、１９の風量を増加させればよい。

【００４２】また、冬期における最大暖房運転の設定時
に以下のごとく冷却器１５にも温水を流して、暖房能力
の向上を図ることが可能である。すなわち、最大暖房運
転の設定時に、電磁クラッチ８をオフして圧縮機３を停
止し、冷凍サイクル２を停止させる。一方、これと同時
に、４つの冷温水切替弁２０、２００、２０１、２０２
の流路切替により下記の３つの温水側閉回路を構成す
る。

【００４３】エンジン９→冷温水切替弁２０→後部空
調ユニット１４の空調熱交換器１８→冷温水切替弁２０
２→水ポンプ２３の閉回路 エンジン９→冷温水切替弁２００→蓄熱タンク２１→
前部空調ユニット１３の開閉弁２８、加熱器１７→冷温
水切替弁２０１→水ポンプ２３の閉回路 エンジン９→冷温水切替弁２０→前部空調ユニット１
３の冷却器１５→冷温水切替弁２０２→水ポンプ２３の
閉回路 これにより、冷却器１５、加熱器１７および空調熱交換
器１８のすべてに温水が流れて、冷却器１５が加熱器と
して作用するので、３つの熱交換器１５、１７、１８に
て加熱された温風を車室の前後から吹き出して車室の暖
房を行うことができる。

【００４４】なお、上記第２実施形態において、冷温水
切替弁２０２を廃止して、空調熱交換器１８の冷温水出
口側を直接水ポンプ９の吸入側に結合するとともに、冷
却器１５の冷温水出口側を冷温水切替弁２０１を介して
水ポンプ９の吸入側に結合するようにしてもよい。 （第３実施形態）図５は第３実施形態を示すもので、第
１実施形態では、蓄熱タンク２１を後部空調ユニット１
４の空調熱交換器１８の共用通路部１８ａに配置し、第
２実施形態では、蓄熱タンク２１を前部空調ユニット１
３の加熱器１７側に配置しているが、第３実施形態で
は、前部空調ユニット１３と後部空調ユニット１４との
中間に、蓄熱タンク２１を配置するものである。すなわ
ち、本例では、蓄熱タンク２１の入口側および出口側の
両方に冷温水切替弁２０３、２０を備え、入口側の切替
弁２０３により蓄熱タンク２１の入口側をブライン回路
１０と温水回路２２とに切り替え接続する。そして、出
口側切替弁２０により蓄熱タンク２１の出口側を空調熱
交換器１８と加熱器１７とに切り替え接続する。

【００４５】さらに、冷却器１５、加熱器１７および空
調熱交換器１８の出口側と、温水回路２２の水ポンプ２
３の吸入側とを切り替える冷温水切替弁２０４を備えて
いる。次に、第３実施形態の作動を説明すると、夏期冷
房時には、冷凍サイクル２を作動させるとともに、３つ
の冷温水切替弁２０、２０３、２０４を以下のブライン
流路が構成される位置に操作する。

【００４６】すなわち、水ポンプ１１→前部空調ユニ
ット１３の冷却器１５→ブライン−冷媒熱交換器７の閉
回路 水ポンプ１１→冷温水切替弁２０３→蓄熱タンク２１
→冷温水切替弁２０→後部空調ユニット１４の空調熱交
換器１８→ブライン−冷媒熱交換器７の閉回路 これにより、水ポンプ１１の作動により、ブライン回路
１０において、冷却器１５と空調熱交換器１８の両方に
ブラインが循環するので、送風機１６、１９の送風空気
を冷却器１５、空調熱交換器１８により冷却し、車室内
の前部側、後部側を冷房できる。

【００４７】なお、最大冷房時以外のときは、開閉弁２
８が開弁状態になるので、前部空調ユニット１３の加熱
器１７には温水が循環する。これにより、エアミックス
ドア２９の開度により冷風と温風との風量割合を調整し
て、車室内への吹出空気温度を調整できる。また、冷房
始動時には、蓄熱タンク２１内の低温ブラインが冷却器
１５と空調熱交換器１８に循環することにより、冷房能
力を始動時から大きくすることができる。

【００４８】また、最大冷房時には、開閉弁２８を閉弁
するとともに、エアミックスドア２９を開度零（温風
量：零）にする。さらに、最大冷房時に、加熱器１７に
も低温ブラインを循環させて、加熱器１７を冷却器とし
て作用させるモードを設定することもできる。すなわ
ち、この最大冷房モードには、３つの冷温水切替弁２
０、２０３、２０４によりブライン流路が以下のごとく
構成される。

【００４９】すなわち、水ポンプ１１→前部空調ユニ
ット１３の冷却器１５→ブライン−冷媒熱交換器７の閉
回路 水ポンプ１１→冷温水切替弁２０３→蓄熱タンク２１
→冷温水切替弁２０→後部空調ユニット１４の空調熱交
換器１８→ブライン−冷媒熱交換器７の閉回路 水ポンプ１１→冷温水切替弁２０３→蓄熱タンク２１
→冷温水切替弁２０→前部空調ユニット１３の開閉弁２
８、加熱器１７→冷温水切替弁２０４→ブライン−冷媒
熱交換器７の閉回路 以上により、３つの熱交換器（１５、１７、１８）にす
べてブラインを流して、車室の冷房を行うことができる
ため、冷房能力を向上できる。

【００５０】次に、春秋期のような中間シーズンには、
除湿・暖房運転が設定される。この除湿・暖房運転時に
おいて、車室への吹出空気温度が所定温度以下の比較的
低温側であるときは、前述の最大冷房時以外の通常冷房
時と同様な状態に各機器の作動が設定される。そして、
除湿・暖房運転時において、車室への吹出空気温度が所
定温度以上の比較的高温側であるときは、３つの冷温水
切替弁２０、２０３、２０４の流路切替により後部空調
ユニット１４の空調熱交換器１８がブライン回路１０か
ら遮断され、温水回路２２に結合される。

【００５１】すなわち、水ポンプ１１→前部空調ユニ
ット１３の冷却器１５→ブライン−冷媒熱交換器７の閉
回路 エンジン９→開閉弁２８→前部空調ユニット１３の加
熱器１７→冷温水切替弁２０４→水ポンプ２３の閉回路 エンジン９→冷温水切替弁２０３→蓄熱タンク２１→
冷温水切替弁２０→後部空調ユニット１４の空調熱交換
器１８→冷温水切替弁２０４→水ポンプ２３の閉回路 上記、の閉回路を並列に温水が流れることにより、
温水回路２２の温水が加熱器１７と空調熱交換器１８の
両方に流れ、ブライン回路１０のブラインは前部空調ユ
ニット１３の冷却器１５のみに流れる。従って、このと
きは、空調熱交換器１８は暖房運転を行う。

【００５２】ところで、冬期において、暖房能力を高め
るためには、上記除湿・暖房運転の状態において、エア
ミックスドア２９の開度増加により温風の風量割合を高
めるとともに、前後の空調ユニット１３、１４における
送風機１３、１９の風量を増加させればよい。また、冬
期における最大暖房運転の設定時に以下のごとく冷却器
１５にも温水を流して、暖房能力の向上を図ることが可
能である。すなわち、最大暖房運転の設定時に、電磁ク
ラッチ８をオフして圧縮機３を停止し、冷凍サイクル２
を停止させる。一方、これと同時に、３つの冷温水切替
弁２０、２０３、２０４の流路切替により下記の３つの
温水側閉回路を構成する。

【００５３】エンジン９→冷温水切替弁２０３→蓄熱
タンク２１→冷温水切替弁２０→後部空調ユニット１４
の空調熱交換器１８→冷温水切替弁２０４→水ポンプ２
３の閉回路 エンジン９→開閉弁２８→前部空調ユニット１３の加
熱器１７→冷温水切替弁２０４→水ポンプ２３の閉回路 エンジン９→冷温水切替弁２０３→前部空調ユニット
１３の冷却器１５→冷温水切替弁２０４→水ポンプ２３
の閉回路 これにより、冷却器１５、加熱器１７および空調熱交換
器１８のすべてに温水が流れて、冷却器１５が加熱器と
して作用するので、３つの熱交換器１５、１７、１８に
て加熱された温風を車室の前後から吹き出して車室の暖
房を行うことができる。

【００５４】なお、上記した第１〜第３実施形態におい
て、蓄熱タンク２１に温水が循環する作動モード（除湿
・暖房モードあるいは暖房モード）では、蓄熱タンク２
１に高温の温水を蓄えておくことができるため、次回の
エンジン始動時に蓄熱タンク２１内の高温の温水を利用
して、エンジン９の暖機を促進したり、暖房の立ち上げ
を早める（即効暖房）ことが可能となる。 （第４実施形態）図６は第４実施形態を示すもので、後
部空調ユニット１４を廃止し、前部空調ユニット１３の
みを備える車両用空調装置に本発明を適用したものであ
る。本例では、蓄熱タンク２１をブライン回路１０の水
ポンプ１１と冷却器１５との間に設置している。これに
より、冷房始動時における応答性を向上できる。 （他の実施形態）なお、上記第１〜第４実施形態では、
前部空調ユニット１３の通風路に、エアミックスドア２
９を設けて、冷風と温風との風量割合を調整して吹出空
気温度を調整するエアミックス方式を採用しているが、
開閉弁２８を温水流量を制御する流量制御弁として構成
し、この流量制御弁の開度により加熱器１７への温水量
を調整して吹出空気温度を調整する温水流量調整方式と
してもよい。

【００５５】また、上記第１〜第４実施形態では、車両
走行エンジン９にて圧縮機３を駆動する場合について説
明したが、電気自動車等では、圧縮機３をモータにより
駆動する電動タイプとすればよい。また、電気自動車、
走行用の原動機としてエンジンとモータの両方を備える
ハイブリッド車においては、加熱器１７等に対して温水
を循環する水ポンプとして、電動式の水ポンプを設置す
ることにより、本発明を同様に実施できる。

【００５６】また、本発明は車両用以外の用途において
も、同様に実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す車両の概略平面配
置図である。

【図２】（ａ）は第１実施形態の冷凍サイクル、温水回
路、ブライン回路の回路図、（ｂ）は（ａ）に示す冷温
水切替弁の他の操作位置を示す部分回路図である。

【図３】第１実施形態の電気制御系統図である。

【図４】第２実施形態の冷凍サイクル、温水回路、ブラ
イン回路の回路図である。

【図５】第３実施形態の冷凍サイクル、温水回路、ブラ
イン回路の回路図である。

【図６】第４実施形態の冷凍サイクル、温水回路、ブラ
イン回路の回路図である。

【符号の説明】

１…エンジンルーム、２…冷凍サイクル、３…圧縮機、
４…凝縮器、６…膨張弁、７…ブライン−冷媒熱交換
器、９…車両エンジン、１０…ブライン回路、１３…前
部空調ユニット、１４…後部空調ユニット、１５…冷却
器、１６、１９…送風機、１７…加熱器、１８…空調熱
交換器、１８ａ…共用通路部、２０、２００〜２０４…
冷温水切替弁、２１…蓄熱タンク、２２…温水回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60H 1/32 F24F 5/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機（３）、凝縮器（４）、減圧手段
   （６）、およびブライン−冷媒熱交換器（７）を包含す
   る閉回路に、冷媒として可燃性ガスを循環させ、前記ブ
   ライン−冷媒熱交換器（７）において、前記減圧手段
   （６）で減圧された冷媒をブラインから吸熱して蒸発さ
   せる冷凍サイクル（２）と、 前記ブライン−冷媒熱交換器（７）にて冷却されたブラ
   インが循環するブライン回路（１０）と、 温水源（９）にて加熱された温水が循環する温水回路
   （２２）と、 室内の第１区域を空調する第１空調ユニット（１３）
   と、 室内の第２区域を空調する第２空調ユニット（１４）と
   を備え、 前記第１空調ユニット（１３）には、前記ブライン回路
   （１０）のブラインにより空調空気を冷却する冷却器
   （１５）と、この冷却器（１５）の空気下流側に配置さ
   れ、前記温水回路（２２）の温水により空調空気を加熱
   する加熱器（１７）と、この空調空気を送風する送風機
   （１６）とを備え、 前記第２空調ユニット（１４）には、前記ブライン回路
   （１０）のブラインにより空調空気を冷却するととも
   に、前記温水回路（２２）の温水により空調空気を加熱
   することが可能な冷却・加熱兼用の空調熱交換器（１
   ８）と、この空調空気を送風する送風機（１９）とを備
   え、 さらに、前記ブライン回路（１０）のブラインを低温の
   まま蓄える蓄熱タンク（２１）を備え、 冷房始動時には、前記蓄熱タンク（２１）内の低温ブラ
   インが前記冷却器（１５）および前記熱交換器（１８）
   に循環して空調空気を冷却することを特徴とするブライ
   ン式空調装置。
2. 【請求項２】 前記蓄熱タンク（２１）は、前記空調熱
   交換器（１８）に前記ブライン回路（１０）のブライン
   と前記温水回路（２２）の温水の両方を流すための共用
   通路部（１８ａ）に配置されており、 前記蓄熱タンク（２１）は前記ブライン回路（１０）の
   低温ブラインの蓄冷と前記温水回路（２２）の高温温水
   の蓄熱の両方を行うことを特徴とする請求項１に記載の
   ブライン式空調装置。
3. 【請求項３】 前記蓄熱タンク（２１）は、前記空調熱
   交換器（１８）の共用通路部（１８ａ）の入口側に配置
   され、 前記蓄熱タンク（２１）の入口側に、前記蓄熱タンク
   （２１）への流入媒体を前記ブライン回路（１０）のブ
   ラインと前記温水回路（２２）の温水とに切り替える切
   替弁（２０）が配置されていることを特徴とする請求項
   ２に記載のブライン式空調装置。
4. 【請求項４】 前記蓄熱タンク（２１）は、前記加熱器
   （１７）の媒体入口側に設けられ、 冷房時に、前記ブライン回路（１０）のブラインが前記
   蓄熱タンク（２１）を通して前記加熱器（１７）に循環
   するとともに、前記冷却器（１５）および前記空調熱交
   換器（１８）にも前記ブライン回路（１０）のブライン
   が循環するモードを設定することを特徴とする請求項１
   に記載のブライン式空調装置。
5. 【請求項５】 前記蓄熱タンク（２１）は、その媒体入
   口側および出口側の両方に媒体切替用の弁手段（２０
   ３、２０）を備えており、 前記入口側の弁手段（２０３）により前記蓄熱タンク
   （２１）の入口側を前記ブライン回路（１０）と前記温
   水回路（２２）とに切り替え接続し、 前記出口側の弁手段（２０）により前記蓄熱タンク（２
   １）の出口側を前記空調熱交換器（１８）と前記加熱器
   （１７）とに切り替え接続することを特徴とする請求項
   １に記載のブライン式空調装置。
6. 【請求項６】 冷房時に、前記第１空調ユニット（１
   ３）の冷却器（１５）および加熱器（１７）と、前記第
   ２空調ユニット（１４）の空調熱交換器（１８）のすべ
   てに、ブライン回路（１０）のブラインが流れるモード
   を設定することを特徴とする請求項１、２、３、５のい
   ずれか１つに記載のブライン式空調装置。
7. 【請求項７】 暖房時に、前記第１空調ユニット（１
   ３）の冷却器（１５）および加熱器（１７）と、前記第
   ２空調ユニット（１４）の空調熱交換器（１８）のすべ
   てに、前記温水回路（２２）の温水が流れるモードを設
   定することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１
   つに記載のブライン式空調装置。
8. 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれか１つに記載
   のブライン式空調装置が車両搭載用として構成され、 前記第１空調ユニット（１３）は車室内の前部に配置さ
   れて、車室内前部を空調するように構成されており、 前記第２空調ユニット（１４）は車室内の後部に配置さ
   れて、車室内後部を空調するように構成されており、 前記温水源は車両のエンジン（９）であることを特徴と
   するブライン式空調装置。