JP6361043B2 - 車両用空調装置 - Google Patents
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Description
(1)本発明の一態様に係る車両用空調装置は、冷媒を圧縮するコンプレッサ(例えば、実施形態でのコンプレッサ21)と、前記冷媒と車室内雰囲気との熱交換を行なう室内熱交換器(例えば、実施形態でのエバポレータ14、室内側コンデンサ16)と、前記冷媒と車室外雰囲気との熱交換を行なう室外熱交換器(例えば、実施形態での室外熱交換器24)と、前記冷媒を、前記コンプレッサ、前記室内熱交換器、および前記室外熱交換器を経由する循環流路において循環させることによって、冷房および暖房を行なう制御装置(例えば、実施形態での制御装置18)と、を備える車両用空調装置であって、前記室外熱交換器の前記冷媒の通路を形成するヘッダー(例えば、実施形態でのヘッダー41)の下方において排水孔(例えば、実施形態での排水孔51)が設けられる車両下部(例えば、実施形態での車両下部52)と、前記排水孔の近傍に配置される前記冷媒の配管(例えば、実施形態での入口配管45)と、前記ヘッダーの下方であり、前記排水孔より車両内側にのみ設けられた排水ガイドと、を備える。
第1の実施形態の車両用空調装置10は、図1に示すように、車両(図示略)に搭載される通風ダクト11の上流側に設けられる空気導入口11aと、下流側に設けられた空気吹出口11bとを備える。車両用空調装置10は、空気導入口11aから空気吹出口11bに向かって、順次、導入口開閉ドア12と、送風機13と、エバポレータ14と、ダンパー15と、室内側コンデンサ16と、を備える。
車両用空調装置10は、エバポレータ14および室内側コンデンサ16を備えるヒートポンプサイクル17と、制御装置18と、を備える。
導入口開閉ドア12は、制御装置18により制御される開閉量に応じて、通風ダクト11の内部への内気(車室内空気)および外気(車室外空気)の導入量を調整する。
エバポレータ14は、エバポレータ14の内部に流入する低圧の冷媒と通風ダクト11の内部においてエバポレータ14を通過する空気との熱交換を行なう。エバポレータ14は、例えば、冷媒が蒸発する際の吸熱によって、通風ダクト11の内部においてエバポレータ14を通過する空気を冷却する。
室内側コンデンサ16は、室内側コンデンサ16の内部に流入する高温かつ高圧の冷媒と通風ダクト11の内部において室内側コンデンサ16を通過する空気との熱交換を行なう。室内側コンデンサ16は、例えば、通風ダクト11の内部において室内側コンデンサ16を通過する空気を加熱する。
室内側コンデンサ16は、冷媒流路31によって室外熱交換器24に接続されている。暖房用膨張弁22および冷房用電磁弁23は、冷媒流路31の室内側コンデンサ16と室外熱交換器24との間に配置されている。
暖房用膨張弁(暖房用絞り弁)22は、室内側コンデンサ16から排出される冷媒を膨張させる。暖房用膨張弁22は、低温かつ低圧の噴霧状の冷媒を室外熱交換器24に吐出する。
つまり、暖房運転または除湿暖房運転の実行時には、室内側コンデンサ16から排出される冷媒は、暖房用膨張弁22を通過して低温かつ低圧の状態で室外熱交換器24に流入する。
一方、冷房運転の実行時には、室内側コンデンサ16から排出される冷媒は、冷房用電磁弁23を通過して高温の状態で室外熱交換器24に流入する。
室外熱交換器24は、暖房運転または除湿暖房運転の実行時には、室外熱交換器24の内部に流入する低温かつ低圧の冷媒によって車室外雰囲気から吸熱する。室外熱交換器24は、車室外雰囲気からの吸熱によって冷媒を昇温する。
室外熱交換器24は、冷房運転の実行時には、室外熱交換器24の内部に流入する高温の冷媒によって車室外雰囲気へと放熱する。室外熱交換器24は、車室外雰囲気への放熱およびコンデンサーファン24aの送風によって冷媒を冷却する。
一対のヘッダー41は、平行に配置された2つの管状部材である。一対のヘッダー41は、入口配管45が接続される入口部41aと、出口配管(図示略)が接続される出口部(図示略)とを備えている。
複数のチューブ42およびフィン43は、一対のヘッダー41の間に配置され、各ヘッダー41が伸びる方向に交互に配列されている。複数のチューブ42の各々は、一対のヘッダー41を接続することによって冷媒の通路を形成している。
複数の仕切部材44は、一対のヘッダー41の内部に設けられている。各仕切部材44は、各ヘッダー41の内部を各ヘッダー41が伸びる方向において複数の区画Sに仕切る。一対のヘッダー41の一方に設けられる仕切部材44と他方に設けられる仕切部材44とは、各ヘッダー41が伸びる方向において互い違いの位置に配置されている。これにより一対のヘッダー41の間において、各々のヘッダー41の区画Sで交互に折り返すように複数のチューブ42により冷媒の通路が形成される。
室外熱交換器24に接続される入口配管45は、車両下部52の排水孔51の近傍に配置されている。入口配管45のうち、排水孔51の近傍に配置される部位は、例えば、暖房用膨張弁22よりも上流側の部位、つまり暖房用膨張弁22よりもコンプレッサ21側の部位とされている。
三方弁25は、暖房運転または除湿暖房運転の実行時には、室外熱交換器24から流出する冷媒を気液分離器26側の合流管33の流入口(図示略)に吐出する。
三方弁25は、冷房運転の実行時には、室外熱交換器24から流出する冷媒を電子膨張弁27に吐出する。
電子膨張弁27は、三方弁25とエバポレータ14の流入口(図示略)との間に接続されている。電子膨張弁27は、制御装置18により制御される弁開度に応じて、電子膨張弁27に流入する冷媒を膨張させる。電子膨張弁27は、低温かつ低圧の気液2相の噴霧状の冷媒をエバポレータ14に吐出する。
エバポレータ14は、電子膨張弁27と合流管33との間に接続されている。エバポレータ14は、電子膨張弁27に接続される流入口(図示略)と、合流管33の流入口(図示略)に接続される流出口(図示略)とを備えている。
制御装置18は、ダンパー15を開にすることによって、エバポレータ14を通過した空気を室内側コンデンサ16に導入する。制御装置18は、コンプレッサ21から吐出された高温かつ高圧の冷媒を室内側コンデンサ16において放熱させることによって、通風ダクト11内の空気を加熱する。
制御装置18は、冷房用電磁弁23を閉かつ暖房用膨張弁22は小口径で開弁することによって、冷媒を暖房用膨張弁22によって膨張させ、冷媒を低温かつ低圧の噴霧状とする。制御装置18は、室外熱交換器24において冷媒を車室外雰囲気から吸熱させ、冷媒を気液2相の噴霧状とする。
制御装置18は、三方弁25において室外熱交換器24を合流管33の流入口に接続することによって、冷媒を気液分離器26において気液分離させ、気相の冷媒をコンプレッサ21に吸入させる。制御装置18は、コンプレッサ21において冷媒を圧縮させ、冷媒を高温かつ高圧とする。
制御装置18は、ダンパー15を閉にすることによって、エバポレータ14を通過した空気を、室内側コンデンサ16を迂回させて車室内に導く。制御装置18は、コンプレッサ21から吐出された高温かつ高圧の冷媒を、室内側コンデンサ16を通過させて第1分岐管32aに導く。
制御装置18は、冷房用電磁弁23を開にすることによって、高温かつ高圧の冷媒を、暖房用膨張弁22を迂回させて室外熱交換器24に導く。制御装置18は、室外熱交換器24において高温かつ高圧の冷媒を車室外雰囲気に放熱させ、冷媒を低温かつ高圧とする。
制御装置18は、三方弁25において室外熱交換器24を電子膨張弁27に接続することによって、冷媒を電子膨張弁27において膨張させ、冷媒を低温かつ低圧の噴霧状とする。制御装置18は、エバポレータ14において冷媒を通風ダクト11内の空気から吸熱させ、冷媒を気液2相の噴霧状とすることによって、通風ダクト11内の空気を冷却する。
制御装置18は、冷媒を、合流管33を通過させて気液分離器26に導入することによって、冷媒を気液分離器26において気液分離させ、気相の冷媒をコンプレッサ21に吸入させる。制御装置18は、コンプレッサ21において冷媒を圧縮させ、冷媒を高温かつ高圧とする。
上述した車両用空調装置10の暖房運転時には、制御装置18は、冷媒を室外熱交換器24において車室外雰囲気から吸熱させるので、室外熱交換器24に着霜が生じる場合がある。着霜が生じた室外熱交換器24は熱伝達率が低下して吸熱不足になるので、通風ダクト11内の空気の加熱が不十分になる。制御装置18は、暖房運転中に室外熱交換器24に着霜が生じたと判断したとき、除霜運転を行う。制御装置18は、除霜運転では、ホットガス運転および逆転除霜運転の少なくとも何れか、またはホットガス運転と逆転除霜運転とを切り換えて実施する。
制御装置18は、ホットガス運転では、上述した暖房運転と異なる動作として、暖房用膨張弁22を大口径で開弁する。これにより制御装置18は、コンプレッサ21から吐出された高温かつ高圧の冷媒(ホットガス)を、そのまま室外熱交換器24に流入させる。
制御装置18は、冷房用電磁弁23を閉かつ暖房用膨張弁22は大口径で開弁することによって、冷媒を暖房用膨張弁22によって膨張させず、冷媒を高温かつ高圧のまま室外熱交換器24に流入させる。制御装置18は、室外熱交換器24において冷媒を車室外雰囲気に放熱させ、室外熱交換器24の除霜を行う。
制御装置18は、逆転除霜運転では、上述した冷房運転と異なる動作として、ダンパー15を開にする。これにより制御装置18は、エバポレータ14を通過した空気を室内側コンデンサ16に導入する。制御装置18は、エバポレータ14において冷却した空気を、室内側コンデンサ16において加熱することによって、空気の温度低下を防止する。
制御装置18は、三方弁25において室外熱交換器24を電子膨張弁27に接続することによって、冷媒を電子膨張弁27において膨張させ、冷媒を低温かつ低圧の噴霧状とする。制御装置18は、エバポレータ14において冷媒を通風ダクト11内の空気から吸熱させ、冷媒を気液2相の噴霧状とすることによって、通風ダクト11内の空気を冷却する。
制御装置18は、冷媒を、合流管33を通過させて気液分離器26に導入することによって、冷媒を気液分離器26において気液分離させ、気相の冷媒をコンプレッサ21に吸入させる。制御装置18は、コンプレッサ21において冷媒を圧縮させ、冷媒を高温かつ高圧とする。
制御装置18は、コンプレッサ21から吐出された高温かつ高圧の冷媒を室内側コンデンサ16において放熱させることによって、通風ダクト11内の空気を加熱する。
上述した第1の実施形態において、入口配管45のうち、排水孔51の近傍に配置される部位は、暖房用膨張弁22よりも上流側の部位としたが、これに限定されない。
図8に示すように、入口配管45のうち、排水孔51の近傍に配置される部位は、暖房用膨張弁22よりも下流側の部位、例えば第2分岐管32bよりも室外熱交換器24側の部位などであってもよい。
第2の実施形態の車両用空調装置10は、上述した第1の実施形態の車両用空調装置10と同様に、通風ダクト11の空気導入口11aから空気吹出口11bに向かって、順次、導入口開閉ドア12と、送風機13と、エバポレータ14と、ダンパー15と、室内側コンデンサ16と、を備える。さらに、車両用空調装置10は、エバポレータ14および室内側コンデンサ16を備えるヒートポンプサイクル17と、制御装置18と、を備える。
第2の実施形態の車両用空調装置10において、上述した第1の実施形態の車両用空調装置10と異なる点は、上述した第1の実施形態のように車両下部52の排水孔51の近傍に配置される入口配管45を備える代わりに、室外熱交換器24のヘッダー41の近傍において排水孔51が設けられる車両下部52を備える点である。
第2の実施形態の車両用空調装置10は、図9に示すように、排水孔51が設けられる車両下部(例えば、バンパーなど)52の上方に配置される室外熱交換器24を備えている。車両下部52は、室外熱交換器24のヘッダー41の下部41bを覆うとともに排水孔51が設けられる受け部53を、ヘッダー41の近傍に備えている。受け部53は、車両内部において車両下部52から室外熱交換器24のヘッダー41の下部41bに向かい突出するとともに、ヘッダー41の下部41bの表面に沿った形状の表面53aを有している。
さらに、ヘッダー41の下部41bを覆うとともに排水孔51が設けられる受け部53を備えることにより、室外熱交換器24で発生する凝縮水による水滴を直接的に(つまり、車体における受け部53以外の部位を経由せずに)外部に排水することができる。これにより受け部53以外の部位に水が溜まることを防ぐことができる。
さらに、ヘッダー41の下部41bを覆うとともに排水孔51が設けられる受け部53を備えることにより、例えば車両下部52に直接的に排水孔を設ける場合に比べて、走行風が排水孔51を抜けることを抑制することができる。これにより、室外熱交換器24の冷却性能および車両の空力特性が低下することを防ぐことができる。
Claims (2)
- 冷媒を圧縮するコンプレッサと、
前記冷媒と車室内雰囲気との熱交換を行なう室内熱交換器と、
前記冷媒と車室外雰囲気との熱交換を行なう室外熱交換器と、
前記冷媒を、前記コンプレッサ、前記室内熱交換器、および前記室外熱交換器を経由する循環流路において循環させることによって、冷房および暖房を行なう制御装置と、
を備える車両用空調装置であって、
前記室外熱交換器の前記冷媒の通路を形成するヘッダーの下方において排水孔が設けられる車両下部と、
前記排水孔の近傍に配置される前記冷媒の配管と、
前記ヘッダーの下方であり、前記排水孔より車両内側にのみ設けられた排水ガイドと、を備える、
ことを特徴とする車両用空調装置。 - 前記車両下部は、バンパーである、
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用空調装置。
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