JPH02185821A - 自動車用空調装置 - Google Patents

自動車用空調装置

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JPH02185821A
JPH02185821A JP1005631A JP563189A JPH02185821A JP H02185821 A JPH02185821 A JP H02185821A JP 1005631 A JP1005631 A JP 1005631A JP 563189 A JP563189 A JP 563189A JP H02185821 A JPH02185821 A JP H02185821A
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Nobuhiko Suzuki
伸彦 鈴木
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、自動車用ヒートポンプにより冷暖房を行な
う自動車用空調装置に関するものである。
（従来の技術） 自動車における暖房装置は、エンジン冷却水（温水）を
利用するいわゆる温水ヒータが一般的であるが、冬期な
どのエンジン始動時には、冷却水が充分に暖まるまで時
間がかかり、素早い暖房効果が得られなかった。
そのため、温水ヒータを使用する代わりに、自動車用冷
房装置の冷房サイクルをヒートポンプサイクルに切換え
、車室外熱交換器で外気より汲み上げた熱を車室内熱交
換器で放熱する形式、即ち、外気を熱源とするヒートポ
ンプ式の冷暖房装置（例えば、特開昭５２−２５３４１
号公報）が発明された。
しかしながら、外気を熱源とする冷暖房装置では、外気
が低温であると車室外熱交換器では充分な熱を汲み上げ
ることができず、充分な暖房感が得られなかった。
そこで、例えば、特開昭６０−２３６８２１号公報に示
すような、暖房運転時に暖房時の吸熱源としてエンジン
の冷却水を用いる吸熱用の第３の熱交換器を用いたもの
が開発された。
しかし、この従来例でもエンジンの冷却水が加熱されて
暖まるまで時間がかかり、ヒートポンプ冷暖房装置の熱
源として速効性の高いものではなかった。また、第３の
熱交換器が設けられると、冷暖房時のいずれかのモード
時において２個の熱交換器のみしか使用されず、残りの
１個の不使用熱交換器にかなりの量の冷媒が取り残され
る。この取り残される量は、外気条件及び前回の運転条
件により異なるが、運転時の冷房サイクル内の冷媒量が
不安定となり、冷媒量が多いと高圧となり、冷媒量が不
足すると冷暖房不足となっていた。
さらに、従来例として、実開昭５１−６９４５５号公報
の考案は、ヒートポンプの室外熱交換器の前面に温風吹
出口を設け、エンジンの排気熱から熱交換して得られた
温風を前記温風吹出口から吹出させて、吸熱源を増大さ
せた考案がある。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前記実開昭５１−６９４５５号公報は、
排気ガス熱交換器以外に温風吹出口と、ダクト等を設け
なければならず、また、車両の前面に設けられた室外熱
交換器の前面に対峙していて温風吹出口が設けられてい
るので、熱が必ずしも室外熱交換器に至らず外部に逃げ
て効率的に良くない欠点があった。
そこで、この発明は、ヒートポンプ利用の暖房時にあっ
ては、熱源をエンジンの排気ガスの熱から得ることによ
って、速効性を持たせると共に、排気ガスの熱との交換
効率の高い自動車用空調装置を提供することにある。
（課題を解決するための手段） この発明の課題を解決するための手段として、排気ガス
の熱とエンジンの冷却水と熱交換する排気ガス熱交換器
と、この排気ガス熱交換器で得られた熱をエンジンの冷
却水で運び選択的に供給される室内暖房用のヒータコア
と冷媒と熱交換するヒートポンプの一方の熱交換器と、
前記一方の熱交換器と対になるヒートポンプの他方の室
内熱交換器とを備えたものである。
そして、ヒートポンプの一方の熱交換器は、冷却用の冷
却水で熱交換され、また、冷却用の冷却空気で熱交換さ
れる。
（作用） したがって、暖房モード時であって、エンジン始動時等
エンジン冷却水が低温時に、該冷却水が排気ガスの熱で
暖められて供給され、ヒートポンプの一方の熱交換器で
その熱が汲み上げられて他方の室内熱交換器から車室内
に放熱される。このため、車室内にただちに暖かい空気
を送り出すことができるものである。そして、排気ガス
の熱交換器で暖められたエンジンの冷却水をヒータコア
に供給するモードに切換えれば強力な暖房とすることが
できる。
なお、冷房時にはヒートポンプの一方の熱交換器が冷却
用の冷却水又は冷却用の冷却空気で冷却される。
（実施例） 以下、この発明の実施例を図面により説明する。
第１図において、第１の実施例が示され、エンジン１に
は冷却水の流出入パイプ２が接続され、ラジェータ３と
冷却回路が構成されており、冷却水の温度が低い時には
、ラジェータに至らず短絡させるウォータサーモ４が設
けられている。５はエンジン１内に設けられているウォ
ータポンプである。６は排気ガスの熱とエンジンの冷却
水とを熱交換する排気ガス熱交換器で、排気ガスは排気
管７から導入通路８を通って導入され、排出通路１０か
ら再び排気管７に戻されるので、コアｌｌ内に導かれる
冷却水と熱交換され、該冷却水が加熱されるものである
。排気ガスが導入される導入通路８内には、排気の導入
又は遮断する開閉弁９が設けられており、アクチュエー
タ９ａで駆動され、不必要な時には閉じられる。
この排気ガス熱交換器７のコア１１には、パイプ１３を
介して前記冷却回路を構成する流出入パイプ２から分岐
した冷却水が導入され、熱交換されて加熱された冷却水
は、パイプ１４を介して下記するヒートポンプの一方の
熱交換器２８と、該パイプ１４に設けられた開閉弁１５
の流入側から開閉弁１６を持つパイプ１７を介して車室
内暖房用のヒータコア１８に前記開閉弁１５．１６の開
閉動作で選択的に供給される。
前記ヒートポンプの一方の熱交換器２８とヒータコア１
８との流出側は、パイプ１９及び２０を介してエンジン
ｌの吸入側へ戻されるものである。
２１は前記熱交換器２８とヒータコア１８をバイパスす
るパイプで開閉弁２２が取付けられている。
ヒートポンプ２４は、走行用エンジンで駆動されるコン
プレッサ２５と、アキュムレータ２６と、四方切換弁２
７と、一方の熱交換器２８と、これと対をなす室内熱交
換器２９とより成り、これらが配管結合されて冷房サイ
クルが構成されている。
四方切換弁２７が図に示す実線のような接続状態にあっ
ては、暖房モードであって室内熱交換器２９から温風が
吹出され、点線の状態のように切換えられると室内熱交
換器２９から冷風が吹出されるものである。３０は熱交
換器で、ヒートポンプ冷房時に前記一方の熱交換器２８
と冷却するための冷却回路がパイプ３１とポンプ３２と
で構成されているものである。
第２図、第３図において、ヒートポンプ２４の一方の熱
交換器２８の具体的構成が示され、両端にヘッダ３５．
３６が縦方向に配され、そして、その間にチューブ３７
が横方向に配され、さらにフィン３８が前記チューブ３
７との間に介在されている。
ヘッダ３５．３６の一方の入口ヘッダ３５は、第３図に
詳示するように、仕切板３９で冷媒が流れるヘッダ空間
４０と冷却水が流れるヘッダ空間４１とが構成され、こ
のそれぞれヘッダ空間４０゜４１にチューブ３７が接続
されている。なお、図示しないが、出口ヘッダ３６と入
口ヘッダ３５と同様の構成となっている。
チューブ３７は、偏平タイプで、長手方向に３段にわた
り孔を有するもので、中心の孔４２ａには冷却水が流れ
、その両側の孔４２ｂ、４２ｃには冷媒が流れるもので
ある。このチューブ３７の先端は中心の孔４２ａを前記
冷却水が流れるヘッダ空間４１に達することができるよ
うに突出され、また、両側の孔４２ａ、４２ｂは、冷媒
が流れるヘッダ空間４０に接続可能となるように、短く
構成されて接続されている。
第２図に戻って、入口及び出口ヘッダ３５．３６には、
それぞれ冷媒の入口コネクタ４４、冷媒の出口コネクタ
４５及び冷却水の入口コネクタ４６、冷却水の出口コネ
クタ４７が取付けられている。
上述の構成において、この発明の詳細な説明すると、第
４図ａに示すごとく、暖房モード（ヒートポンプ）がエ
ンジン始動初期でエンジンの冷却水が低い時に採用され
る。これを具体的にどのように採用すべきかについては
詳述していないが、エンジンの冷却水が低く、ヒータコ
ア利用の暖房に適さない時で、所定温度例えば５０℃以
下において用いられる。乗員が暖房モードにセットする
と、エンジンの冷却水の温度が低いと自動的にヒートポ
ンプの利用の暖房モードになり、エンジンの冷却水は、
排気ガス熱交換器６に至って、該排気ガスの熱にて加熱
され、加熱された冷却水はヒートポンプの一方の熱交換
器２８に流れて該一方の熱交換器２８で冷媒と熱交換し
、冷媒側で熱を汲み上げて他方の室内熱交換器に運んで
熱を放出するものである。この場合、弁１５は開、弁１
６゜２２は閉状態である。このヒートポンプ利用の暖房
にあって、排気ガスの熱を汲み上げて放出するものであ
るので、比較的高い温度の温風をただちに送り出すとこ
とができるものであり、ウオームアツプ性が向上される
。
そして、エンジンの冷却水の温度が所定値に達すると、
ヒータコア利用の第４図すに示す強力暖房モードに切換
わる。この場合に弁１６は開、弁１５．２２は閉となり
、排気ガスの熱で加熱された冷却水はパイプ１７を通っ
てヒータコア１８に流れて、該室内に配されたヒータコ
ア１８から温風が吹出されるものである。なお、ヒート
ボンプは作動停止状態にある。
このために、エンジンの冷却水が排気ガスの熱によって
加熱されるので、充分に高い温度の冷却水が流されて強
力暖房が行なわれる。なお、排気ガス熱交換器６で加熱
され、冷却水の温度が所定値以上に加熱されるとヒータ
コア１８を損傷させるので、弁９を開閉制御させて冷却
水の温度が制御され、エンジンの冷却水の温度で充分な
る暖房が行なわれる場合や、通常の暖房能力で良い場合
には、排気ガス熱交換器６の弁９を閉じて、作動を停止
することもできるものである。
前記暖房モードにあっては、排気ガス熱交換器６から冷
却水を介してヒートポンプの一方の熱交換器２８とヒー
タコア１８に伝えられるので、熱の伝達効果は良いもの
である。
また、冷房モードがセットされると、第４図Ｃに示す状
態で、この場合弁１５．１６は閉、弁２２は開となり、
冷却水は矢印のごとく流れるものである。同時にポンプ
３２が駆動され、熱交換器２８と熱交換器３０との間に
冷却水が循環するようになる。さらに、ヒートポンプ２
４０四方切換弁２７が切換えられ、他方の室内熱交換器
２９で吸熱（冷風を吹出す）し、この吸熱した熱を一方
の熱交換器２８で冷却水との間にて熱交換する。
第５図において、この発明の他の実施例が示され、前記
実施例と異なるところは、ヒートポンプ２４の一方の熱
交換器２８を水冷にて冷却する冷却回路（即ち熱交換器
３０）をなくして、送風機５０とシャッタ５１とを設け
て、エンジンの冷却水と冷媒との熱交換時である暖房モ
ード時にはシャッタ５１を閉じて、熱エネルギーが逃げ
るのを防ぎ、冷房モード時には送風機５０を回転させ、
且つシャッタ５１を開いて空冷空気の通過を良好にする
ものである。その他の構成にあっては前述の実施例と同
一であるので、同一番号を付してその説明を省略した。
この実施例にあっても、暖房モード時にあって、エンジ
ンの冷却水が所定温度より低い時にはヒートポンプによ
る暖房が行なわれ、速効性のある暖房が行なわれ（第６
図ａ参照）、冷却水が所定温度以上となると、ヒータコ
ア８により強力暖房が行なわれる（第６図す参照）。冷
房モード時に第６図Ｃのように冷却水と冷媒が流される
。
なお、前述の両案雄側にあって、暖房モードでヒートポ
ンプ利用のモードとヒータコア利用の強力暖房モードと
の切換操作についてエンジンの冷却水温にて自動的に切
換えられていたが、これに代わってヒートポンプの能力
が不足した際に切換えを行なうようにしても良いもので
ある。
また、ヒートポンプを駆動し、ヒートポンプ利用の暖房
とヒータコア利用の強力暖房を行えば更に強力な暖房を
行なうことができる。
（発明の効果） 以上のように、この発明によれば、暖房モードであって
、エンジン始動時などエンジン冷却水が低温時に、該冷
却水が排気ガスの熱で暖められて供給され、ヒートポン
プの一方の熱交換器でその熱が汲み上げられるので、車
室内にただちに暖かい空気を送り出すことができる。
そして、排気ガスの熱で暖められたエンジンの冷却水を
ヒータコアに供給するモードに切換えれば強力な暖房と
することができるものである。また、ヒータコア利用の
強力暖房時に、同時にヒートポンプを運転しても良い。
この場合には、より強力な暖房が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の実施例を示す構成図、第２図はヒー
トポンプの一方の熱交換器の斜視図、第３図は同上の要
部拡大断面図、第４図ａはヒートポンプ利用の暖房モー
ド作用図、第４図すはヒータコア利用の強力暖房作用図
、第４図Ｃは冷房モードの作用図、第５図はこの発明の
他の実施例の構成図、第６図ａはヒートポンプ利用の暖
房モード作用図、第６図すはヒータコア１１１用の強力
暖房作用図、第６図Ｃは冷房モードの作用図である。 １・・・エンジン、６・・・排気ガス熱交換器、１８・
・・ヒータコア、２１・・・バイパスパイプ、２４・・
・　ヒートポンプ、２８・・・　ヒートポンプの一方の
熱交換器、２９・・・ヒートポンプの他方の室内熱交換
器。 第 図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. １．　排気ガスの熱とエンジンの冷却水と熱交換する排
    気ガス熱交換器と、 この排気ガス熱交換器で得られた熱をエンジンの冷却水
    で運び選択的に供給される室内暖房用のヒータコアと冷
    媒と熱交換するヒートポンプの一方の熱交換器と、 前記一方の熱交換器に対となるヒートポンプの他方の室
    内熱交換器とを備えたことを特徴とする自動車用空調装
    置。
  2. ２．　ヒートポンプの一方の熱交換器は、排気ガスの熱
    で加熱されたエンジン冷却水と冷却用の冷却水との熱交
    換とに選択的に切換えられるようにしたことを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項記載の自動車用空調装置。
  3. ３．　ヒートポンプの一方の熱交換器は、排気ガスで加
    熱されたエンジンの冷却水と冷却空気との熱交換に選択
    的に切換えられることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項記載の自動車用空調装置。
JP1005631A 1989-01-12 1989-01-12 自動車用空調装置 Pending JPH02185821A (ja)

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JP1005631A JPH02185821A (ja) 1989-01-12 1989-01-12 自動車用空調装置
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