JP6121056B2 - 車両用空気調和装置、それを備えた車両、及び、車両用空気調和装置の制御方法 - Google Patents
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Description
なお、本発明に係る車両用空気調和装置は、鉄道車両に適用されてもよく、また、大型バスに適用されてもよく、また、それら以外の車両に適用されてもよい。また、以下では、本発明に係る車両用空気調和装置の冷媒循環回路等が、車室の天井裏に配設される場合を説明しているが、そのような場合に限定されず、例えば、本発明に係る車両用空気調和装置の冷媒循環回路等の全て又は一部が、車室の床下等に配設されてもよい。
以下に、実施の形態1に係る車両用空気調和装置を説明する。
<車両用空気調和装置の構成及び動作>
実施の形態1に係る車両用空気調和装置の構成及び動作について説明する。
図1及び図2は、実施の形態1に係る車両用空気調和装置の、構成及び動作を説明するための図である。なお、図1は、車両1の車室2の天井裏3を上方視した状態での車両用空気調和装置10を示し、図2は、車両1を図1におけるA―A線で断面視した状態での車両用空気調和装置10を示している。また、図1では、暖房運転時の冷媒の流れを墨付きの実線矢印で示し、熱源側熱交換器23の除霜運転時の冷媒の流れを墨付きの点線矢印で示し、暖房運転時の流路切換装置22の流路を実線で示し、熱源側熱交換器23の除霜運転時の流路切換装置22の流路を点線で示している。
制御装置14は、流路切換装置22の流路を切り換えて、圧縮機21の吐出側と負荷側熱交換器25とを連通させる。また、制御装置14は、負荷側送風機13のファン(プロペラファン等)を正方向に回転させて、車室2内から車室2の天井等に形成された第1吸込口4を介して負荷側熱交換器25に流入し、負荷側熱交換器25から車室2の天井等に形成された第1吹出口5を介して車室2内に流入する気流51を生じさせる。
制御装置14は、流路切換装置22の流路を切り換えて、圧縮機21の吐出側と熱源側熱交換器23とを連通させる。また、制御装置14は、負荷側送風機13のファン(プロペラファン等)を負方向に回転させて、車室2内から車室2の天井等に形成された第1吹出口5を介して負荷側熱交換器25に流入し、負荷側熱交換器25から車室2の天井等に形成された第1吸込口4を介して車室2内に流入する気流52を生じさせる。
実施の形態1に係る車両用空気調和装置の作用について説明する。
車両用空気調和装置10では、制御装置14が、暖房運転時に、車室2内から第1吸込口4を介して負荷側熱交換器25に流入し、負荷側熱交換器25から第1吹出口5を介して車室2内に流入する気流51を生じさせ、熱源側熱交換器23の除霜運転時に、車室2内から第1吹出口5を介して負荷側熱交換器25に流入し、負荷側熱交換器25から第1吸込口4を介して車室2内に流入する気流52を生じさせる。そのため、熱源側熱交換器23の除霜運転時に、暖房運転によって高温となった車室2内の空気が負荷側熱交換器25に供給されることとなり、冷媒循環回路11の低圧側圧力の低下が抑制され、その結果、冷媒循環回路11の高圧側圧力の低下が抑制されることとなって、熱源側熱交換器23の除霜運転における運転効率が向上される。また、負荷側熱交換器25に、第1吹出口5の周囲に滞留する比較的高温の空気が供給されるため、熱源側熱交換器23の除霜運転における運転効率が更に向上される。
以下、実施の形態2に係る車両用空気調和装置について説明する。
なお、実施の形態1に係る車両用空気調和装置と重複する説明は、適宜簡略化又は省略している。
<車両用空気調和装置の構成及び動作>
実施の形態2に係る車両用空気調和装置の構成及び動作について説明する。
図3は、実施の形態2に係る車両用空気調和装置の、構成及び動作を説明するための図である。なお、図3は、車両1を図1におけるA―A線に相当する線で断面視した状態での車両用空気調和装置10を示している。
制御装置14は、第1ダンパ15を開状態とし、第2ダンパ16を閉状態とする。また、制御装置14は、負荷側送風機13のファン(プロペラファン等)を正方向に回転させて、車室2内から車室2の天井等に形成された第1吸込口4を介して負荷側熱交換器25に流入し、負荷側熱交換器25から車室2の天井等に形成された第1吹出口5を介して車室2内に流入する気流51を生じさせる。
制御装置14は、第1ダンパ15を閉状態とし、第2ダンパ16を開状態とする。また、制御装置14は、負荷側送風機13のファン(プロペラファン等)を負方向に回転させて、車室2内から車室2の天井等に形成された第1吹出口5を介して負荷側熱交換器25に流入し、負荷側熱交換器25から負荷室3cに形成された第2吹出口6を介して車外に流出する気流53を生じさせる。
実施の形態2に係る車両用空気調和装置の作用について説明する。
車両用空気調和装置10では、制御装置14が、熱源側熱交換器23の除霜運転時に、負荷側送風機13のファン(プロペラファン等)を負方向に回転させて、車室2内から第1吹出口5を介して負荷側熱交換器25に流入し、負荷側熱交換器25から第2吹出口6を介して車外に流出する気流53を生じさせる。そのため、負荷側熱交換器25で冷却された空気が車室2内に流入することが抑制されて、乗客の快適性等が向上される。
以下、実施の形態3に係る車両用空気調和装置について説明する。
なお、実施の形態1及び実施の形態2に係る車両用空気調和装置と重複する説明は、適宜簡略化又は省略している。
<車両用空気調和装置の構成及び動作>
実施の形態3に係る車両用空気調和装置の構成及び動作について説明する。
図4は、実施の形態3に係る車両用空気調和装置の、構成及び動作を説明するための図である。なお、図4は、車両1を図1におけるA―A線に相当する線で断面視した状態での車両用空気調和装置10を示している。
制御装置14は、第1ダンパ15を開状態とし、第2ダンパ16を閉状態とする。また、制御装置14は、負荷側送風機13のファン(プロペラファン等)を正方向に回転させて、車室2内から車室2の天井等に形成された第1吸込口4を介して負荷側熱交換器25に流入し、負荷側熱交換器25から車室2の天井等に形成された第1吹出口5を介して車室2内に流入する気流51を生じさせる。
制御装置14は、第1ダンパ15を閉状態とし、第2ダンパ16を開状態とする。また、制御装置14は、補助送風機17を稼働させて、車室2内から車室2の天井等に形成された第1吹出口5を介して負荷側熱交換器25に流入し、負荷側熱交換器25から負荷室3cに形成された第2吹出口6を介して車外に流出する気流53を生じさせる。
実施の形態3に係る車両用空気調和装置の作用について説明する。
車両用空気調和装置10では、制御装置14が、熱源側熱交換器23の除霜運転時に、補助送風機17を稼働させて、車室2内から第1吹出口5を介して負荷側熱交換器25に流入し、負荷側熱交換器25から第2吹出口6を介して車外に流出する気流53を生じさせる。そのため、負荷側送風機13として、ファン(プロペラファン等)を負方向に回転させても送風量を確保できる送風機を採用せずに、熱源側熱交換器23の除霜運転における運転効率を向上することが可能となって、車両用空気調和装置10の自由度が拡張される。
以下、実施の形態4に係る車両用空気調和装置について説明する。
なお、実施の形態1〜実施の形態3に係る車両用空気調和装置と重複する説明は、適宜簡略化又は省略している。
<車両用空気調和装置の構成及び動作>
実施の形態4に係る車両用空気調和装置の構成及び動作について説明する。
図5及び図6は、実施の形態4に係る車両用空気調和装置の、構成及び動作を説明するための図である。なお、図5は、車両1の車室2の天井裏3を上方視した状態での車両用空気調和装置10を示し、図6は、車両1を図5におけるB―B線で断面視した状態での車両用空気調和装置10を示している。また、図5では、暖房運転時の冷媒の流れを墨付きの実線矢印で示し、熱源側熱交換器23の除霜運転時の冷媒の流れを墨付きの点線矢印で示し、暖房運転時の流路切換装置22の流路を実線で示し、熱源側熱交換器23の除霜運転時の流路切換装置22の流路を点線で示している。
制御装置14は、第1ダンパ15を開状態とし、第2ダンパ16を閉状態とする。また、制御装置14は、負荷側送風機13Aを稼働させて、車室2内から車室2の天井等に形成された第1吸込口4を介して負荷側熱交換器25に流入し、負荷側熱交換器25から車室2の天井等に形成された第1吹出口5を介して車室2内に流入する気流51を生じさせる。
制御装置14は、第1ダンパ15を閉状態とし、第2ダンパ16を開状態とする。また、制御装置14は、補助送風機17を稼働させて、車室2内から車室2の天井等に形成された第1吹出口5を介して負荷側熱交換器25に流入し、負荷側熱交換器25から負荷室3cに形成された第2吹出口6を介して車外に流出する気流53を生じさせる。
実施の形態4に係る車両用空気調和装置の作用について説明する。
車両用空気調和装置10では、制御装置14が、熱源側熱交換器23の除霜運転時に、補助送風機17を稼働させて、車室2内から第1吹出口5を介して負荷側熱交換器25に流入し、負荷側熱交換器25から第2吹出口6を介して車外に流出する気流53を生じさせる。そのため、熱源側熱交換器23の除霜運転における運転効率が向上されたものであるにも関わらず、シロッコファン31が採用された負荷側送風機13Aを用いることができ、暖房運転における運転効率を向上することが可能である。
以下、実施の形態5に係る車両用空気調和装置について説明する。
なお、実施の形態1〜実施の形態4に係る車両用空気調和装置と重複する説明は、適宜簡略化又は省略している。
<車両用空気調和装置の構成及び動作>
実施の形態5に係る車両用空気調和装置の構成及び動作について説明する。
図7は、実施の形態5に係る車両用空気調和装置の、構成及び動作を説明するための図である。なお、図7は、車両1を図1におけるA―A線に相当する線で断面視した状態での車両用空気調和装置10を示している。
制御装置14は、第1ダンパ15を開状態とし、第2ダンパ16を閉状態とする。また、制御装置14は、負荷側送風機13のファン(プロペラファン等)を正方向に回転させて、車室2内から車室2の天井等に形成された第1吸込口4を介して負荷側熱交換器25に流入し、負荷側熱交換器25から車室2の天井等に形成された第1吹出口5を介して車室2内に流入する気流51を生じさせる。
制御装置14は、第1ダンパ15を閉状態とし、第2ダンパ16を開状態とする。また、制御装置14は、負荷側送風機13のファン(プロペラファン等)を負方向に回転させて、車室2内から車室2の天井等に形成された第1吹出口5を介して負荷側熱交換器25に流入し、負荷側熱交換器25から負荷室3cに形成された第2吹出口6を介して車外に流出する気流53を生じさせる。また、制御装置14は、ヒータ18を稼働させる。
制御装置14は、流路切換装置22の流路を切り換えて、圧縮機21の吐出側と熱源側熱交換器23とを連通させる。圧縮機21から吐出された高温高圧の冷媒は、熱源側熱交換器23に流入する。熱源側熱交換器23に流入した冷媒は、熱源側熱交換器23を通過する空気と熱交換して凝縮し、膨張装置24に流入する。膨張装置24で減圧された冷媒は、負荷側熱交換器25に流入し、負荷側熱交換器25を通過する空気と熱交換して蒸発し、圧縮機21に吸入される。
制御装置14は、ヒータ18を稼働させて、負荷側熱交換器25に付着した霜を溶解させる。制御装置14は、冷媒循環回路11の冷媒を循環させなくてもよく、また、流路切換装置22の流路を切り換えて、圧縮機21の吐出側と負荷側熱交換器25とを連通させて、冷媒循環回路11の冷媒を循環させてもよい。
実施の形態5に係る車両用空気調和装置の作用について説明する。
車両用空気調和装置10では、制御装置14が、熱源側熱交換器23の除霜運転時に、車室2内から第1吹出口5を介して負荷側熱交換器25に流入し、負荷側熱交換器25から第2吹出口6を介して車外に流出する気流53を生じさせるとともに、負荷側熱交換器25と第1吹出口5とを連通させる風路に配設されたヒータ18を稼働させる。そのため、熱源側熱交換器23の除霜運転における運転効率が更に向上される。
Claims (10)
- 圧縮機と、熱源側熱交換器と、膨張装置と、負荷側熱交換器と、が配管で接続された冷媒循環回路と、
前記冷媒循環回路の冷媒を循環させる暖房運転と、前記冷媒循環回路の冷媒を暖房運転時と逆方向に循環させる前記熱源側熱交換器の除霜運転と、を切り換え、暖房運転時に、前記負荷側熱交換器から第1吹出口を介して車室内に流入する気流を生じさせ、前記熱源側熱交換器の除霜運転時に、車室内から前記第1吹出口を介して前記負荷側熱交換器に流入する気流を生じさせる制御手段と、
前記負荷側熱交換器から第2吹出口を介して車外に流出する気流を生じさせる補助送風機と、
を備え、
前記制御手段は、前記熱源側熱交換器の除霜運転時に、前記補助送風機を稼働させる、
ことを特徴とする車両用空気調和装置。 - 暖房運転時に、前記負荷側熱交換器から前記第1吹出口を介して車室内に流入する気流を生じさせる負荷側送風機を備え、
前記制御手段は、前記熱源側熱交換器の除霜運転時に、前記負荷側送風機の送風方向を暖房運転時と反転させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用空気調和装置。 - 前記制御手段は、前記熱源側熱交換器の除霜運転時に、前記負荷側送風機のファンの回転方向を暖房運転時と反転させる、
ことを特徴とする請求項2に記載の車両用空気調和装置。 - 圧縮機と、熱源側熱交換器と、膨張装置と、負荷側熱交換器と、が配管で接続された冷媒循環回路と、
前記冷媒循環回路の冷媒を循環させる暖房運転と、前記冷媒循環回路の冷媒を暖房運転時と逆方向に循環させる前記熱源側熱交換器の除霜運転と、を切り換え、暖房運転時に、前記負荷側熱交換器から第1吹出口を介して車室内に流入する気流を生じさせ、前記熱源側熱交換器の除霜運転時に、車室内から前記第1吹出口を介して前記負荷側熱交換器に流入する気流を生じさせる制御手段と、
前記負荷側熱交換器から前記第1吹出口を介して車室内に流入する気流を生じさせる負荷側送風機と、
前記負荷側熱交換器から第2吹出口を介して車外に流出する気流を生じさせる補助送風機と、
を備え、
前記負荷側送風機のファンは、シロッコファンであり、
前記制御手段は、前記熱源側熱交換器の除霜運転時に、前記補助送風機を稼働させる、
ことを特徴とする車両用空気調和装置。 - 暖房運転時に、開状態となって、車室内から第1吸込口を介して前記負荷側熱交換器に流入する気流を通過させる第1ダンパを備え、
前記制御手段は、前記熱源側熱交換器の除霜運転時に、前記第1ダンパを閉状態にする又は暖房運転時と比較して狭い開状態にする、
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の車両用空気調和装置。 - 前記熱源側熱交換器の除霜運転時に、開状態となって、前記負荷側熱交換器から前記第2吹出口を介して車外に流出する気流を通過させる第2ダンパを備え、
前記制御手段は、暖房運転時に、前記第2ダンパを閉状態にする又は前記熱源側熱交換器の除霜運転時と比較して狭い開状態にする、
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の車両用空気調和装置。 - 前記負荷側熱交換器と前記第1吹出口とを連通する風路にヒータが配設され、
前記制御手段は、前記熱源側熱交換器の除霜運転時に、前記ヒータを稼働させる、
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の車両用空気調和装置。 - 前記制御手段は、前記負荷側熱交換器の除霜運転時に、前記ヒータを稼働させる、
ことを特徴とする請求項7に記載の車両用空気調和装置。 - 請求項1〜8のいずれか一項に記載の車両用空気調和装置を備えた、
ことを特徴とする車両。 - 圧縮機と、熱源側熱交換器と、膨張装置と、負荷側熱交換器と、が配管で接続された冷媒循環回路を備え、前記冷媒循環回路の冷媒を循環させる暖房運転と、前記冷媒循環回路の冷媒を暖房運転時と逆方向に循環させる前記熱源側熱交換器の除霜運転と、を行う車両用空気調和装置の制御方法であって、
暖房運転時に、前記負荷側熱交換器から第1吹出口を介して車室内に流入する気流を生じさせ、前記熱源側熱交換器の除霜運転時に、車室内から前記第1吹出口を介して前記負荷側熱交換器に流入する気流を生じさせ、前記熱源側熱交換器の除霜運転時に、前記負荷側熱交換器から第2吹出口を介して車外に流出する気流を生じさせる補助送風機を稼働させる、
ことを特徴とする車両用空気調和装置の制御方法。
Applications Claiming Priority (3)
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