JPH06206440A - 車両用ヒートポンプ式空調装置 - Google Patents

車両用ヒートポンプ式空調装置

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JPH06206440A
JPH06206440A JP376693A JP376693A JPH06206440A JP H06206440 A JPH06206440 A JP H06206440A JP 376693 A JP376693 A JP 376693A JP 376693 A JP376693 A JP 376693A JP H06206440 A JPH06206440 A JP H06206440A
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vehicle
heating
heat pump
heat exchanger
combustion type
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JP376693A
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Naomi Goto
尚美 後藤
則夫 ▲よし▼田
Norio Yoshida
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スペースが少なくてすみ簡単な構成で、安全
上の配慮が少なくてよく、電力を多く必要とせずに高い
暖房能力を確保でき、更に環境保護の面にも配慮した車
両用ヒートポンプ式空調装置の達成を目的とする。 【構成】 ヒートポンプで少なくとも暖房を行う車両用
ヒートポンプ式空調装置において、冷媒を加熱する燃焼
式加熱器35を設け、室外熱交換器2と燃焼式加熱器3
5とを切り替えられる構成とする。また、この切り替え
を車室外環境条件もしくは車室外環境条件と車室内温度
に応じて行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両の暖房を燃焼式加
熱器を用いたヒートポンプで行う空調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の燃料駆動自動車用空調装置は、例
えば、図4にその具体的構成を示すように、冷房作用
は、冷媒を圧縮する圧縮機1をエンジンにて駆動し、室
外熱交換器2と室外熱交換器用送風装置3で車室外空気
に放熱して冷媒を凝縮液化させた後、その冷媒を冷媒絞
り装置4を介して、室内熱交換器5に導き、室内用送風
装置6により送風された空気を冷却しながら蒸発し冷房
作用を行うものであった。
【0003】また暖房作用は、前記圧縮機1を停止しヒ
ータコア15にエンジンの冷却水(温水)を流し、室内
用送風装置6により送風された空気を加熱するものであ
る。
【0004】車室内空気吹出口10、11、12より吹
き出される空気温度の調節は、通風ダクト20内に配さ
れたミックスダンパ16の開度調節にてヒータコア15
を流れる温風と、ヒータコア15をバイパスする冷風の
量を調節して行うものである。更に、圧縮機1をエンジ
ンにて駆動させて、室内熱交換器5にて冷却された空気
をヒータコア15にて再加熱することにより除湿暖房が
できる。また、ミックスダンパ16を用いることにより
吹出温度を冷房から暖房へまたその逆に暖房から冷房へ
連続して変化させることが可能である。
【0005】一方、圧縮機を電動機で駆動するヒートポ
ンプ式空調装置例えば電気駆動自動車用空調装置を図5
に示す。冷房作用は上記と同様であるが、暖房作用につ
いては上記エンジンの冷却水(温水)は無いため、圧縮
機1の下流に四方切替え弁7を用いて冷媒流路を逆に
し、室内熱交換器5で室内用送風装置6により送風され
た空気を加熱して冷媒を凝縮液化させた後、その冷媒を
冷媒絞り装置4を介して室外熱交換器2に導き、ここで
車室外の空気を冷却しながら冷媒が吸熱、蒸発するヒー
トポンプ暖房を行うようになっている。従って、上記燃
料駆動自動車用空調装置のようにミックスダンパはない
ため、吹出温度調節は、電動機8を駆動する電動機駆動
装置9を制御して、圧縮機1の回転数を調節して行うこ
ととなる。また、暖冷房の切り替えは、四方切替え弁7
を用いて冷媒流路を切り替えて行うこととなる。
【0006】但し上記ヒートポンプ式空調装置では除湿
暖房はできない。また暖冷房の切り替えは四方切替え弁
を用いて冷媒流路を切り替えて行う必要があるため、吹
出温度を冷房から暖房へまたその逆に暖房から冷房へ連
続して変化させることをスムースに行うことは困難であ
る。よって図6のごとく室内熱交換器5を冷却用とし第
2の室内熱交換器31を設け加熱用とし、更にミックス
ダンパ16を設けることにより上記問題に対応すること
もできる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】室外熱交換器を用いて
の車室外の空気を冷却しながら冷媒が吸熱、蒸発するヒ
ートポンプ暖房においては、車室外温度が低くなるに従
い冷媒の沸点に近付き、また室外熱交換器が低温により
着霜することなどにより暖房効率が低下し圧縮機を駆動
する電動機の消費電力が大きくなる。電気駆動自動車の
場合、空調装置での消費電力が大きくなると車両駆動用
電動機の消費電力が抑えられることとなり走行性能に影
響してしまう。
【0008】従って、車室外温度が特に低い時の暖房に
おいては燃焼式加熱器を用いる必要が発生する。
【0009】例えば、図4におけるエンジン冷却水に代
わり燃焼式加熱器から温水を供給すればよい。しかしな
がら、この場合図5のヒートポンプ式空調装置に比べ、
ヒータコアを設置し車室内へ温水配管を行う必要があり
構成が複雑となる。また、水を使用するため、電気駆動
自動車のように直流高電圧のある場合、安全対応が特に
必要となる。
【0010】また図6のヒートポンプ式空調装置に更に
ヒータコアを設置し車室内へ温水配管を行うと配置スペ
ースを多く必要とし、構成が極めて複雑となる。
【0011】一方、燃焼式加熱器を使用するにおいて
は、燃焼による二酸化炭素等の発生は環境保護の面から
極力少なくしなければならない。
【0012】従って、本発明は簡単な構成でスペースお
よび電力を多く必要とせず安全上の配慮が少なくてよい
暖房能力の高い車両用ヒートポンプ式空調装置を提供す
ることを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、第1の手段と
して上記課題を解決するために、ヒートポンプで少なく
とも暖房を行う車両用ヒートポンプ式空調装置におい
て、冷媒を加熱する燃焼式加熱器を設け、室外熱交換器
と当該燃焼式加熱器とを切り替えられるようにする。
【0014】本発明は、第2の手段として上記課題を解
決するために、ヒートポンプで少なくとも暖房を行う車
両用ヒートポンプ式空調装置において、冷媒を加熱する
燃焼式加熱器を設け、室外熱交換器と当該燃焼式加熱器
とを切り替えられるようにし、車室外環境条件に応じ
て、室外熱交換器と燃焼式加熱器とを切り替える手段を
設ける。
【0015】本発明は、第3の手段として上記課題を解
決するために、ヒートポンプで少なくとも暖房を行う車
両用ヒートポンプ式空調装置において、冷媒を加熱する
燃焼式加熱器を設け、室外熱交換器と当該燃焼式加熱器
とを切り替えられるようにし、車室外環境条件と車室内
温度に応じて、室外熱交換器と燃焼式加熱器とを切り替
える手段を設ける。
【0016】
【作用】本発明の第1の手段によれば、室外熱交換器と
燃焼式加熱器とを切り替えられるようにしたので、通常
の暖房においては室外熱交換器を用いて車室外の空気を
冷却しながら冷媒が吸熱、蒸発するヒートポンプ暖房を
行い燃焼による二酸化炭素等の発生はさせず、車室外温
度が特に低い時の暖房においては室外熱交換器と燃焼式
加熱器とを切り替えて燃焼式加熱器を用い電力を抑えて
暖房能力を確保できる。
【0017】本発明の第2の手段によれば、車室外環境
条件に応じて、室外熱交換器と燃焼式加熱器とを切り替
えるようにしたので、車室外温度が低く室外熱交換器を
用いる場合の暖房効率が大きく低下し電力を大きく消費
させるようになる前に切り替えるようにでき、逆に車室
外温度が高く室外熱交換器を用いる場合の暖房効率が未
だ高いうちに切り替えてしまい燃焼による二酸化炭素等
の発生を増やしてしまうようなことを防止できる。
【0018】本発明の第3の手段によれば、車室外環境
条件と車室内温度に応じて、室外熱交換器と燃焼式加熱
器とを切り替えるようにしたので、車室外温度が低くて
も暖房起動後で車室内温度が安定しておれば燃焼式加熱
器から室外熱交換器に切り替え燃焼による二酸化炭素等
の発生を減らすことができる。
【0019】
【実施例】本発明の実施例を図面により説明する。
【0020】図1に本発明の第1の実施例に係る車両用
ヒートポンプ式空調装置の構成図を示す。ここで前出の
図5従来の車両用ヒートポンプ式空調装置の構成図との
相違点は、本発明の実施例には、図5従来例に比べ車室
外温度センサー21、車室内温度センサー22、日射量
センサー23、第1の三方弁24、コントロールユニッ
ト25、第2の三方弁26、燃焼式加熱器35が追加さ
れている点である。
【0021】室外熱交換器2を用いて暖房で作動させる
場合、四方切替え弁7、第1の三方弁24、第2の三方
弁26を図1の実線のように設定し圧縮機1からの吐出
冷媒を室内熱交換器5に導く、ここで室内用送風装置6
により送風された空気を加熱して冷媒は凝縮液化した
後、冷媒絞り装置4を介して室外熱交換器2に導かれ、
車室外の空気を冷却しながら冷媒は吸熱、蒸発する。
【0022】一方、燃焼式加熱器35を用いて暖房で作
動させる場合、四方切替え弁7を図1の実線のように、
第1の三方弁24、第2の三方弁26を図1の破線のよ
うに設定する。燃焼式加熱器35にて冷媒は吸熱、蒸発
し圧縮機1にて室内熱交換器5に導かれる。ここで室内
用送風装置6により送風された空気を加熱して冷媒は凝
縮液化し燃焼式加熱器35に戻ることにより暖房サイク
ルを構成する。
【0023】図3に本発明の実施例に係る暖房の作動図
を示す。コントロールユニット25は車室外温度センサ
ー21、車室内温度センサー22、日射量センサー23
よりそれぞれ車室外温度、車室内温度、日射量をデータ
として取り込み以下の判断と出力を行う。
【0024】車室外温度が所定値以上かどうかの判定を
行い、所定値以上であれば前述のごとく燃焼式加熱器3
5を用いる必要は無いので、第1の三方弁24、第2の
三方弁26を図1の実線のように設定し室外熱交換器2
を用いて暖房で作動させる。
【0025】車室外温度が所定値以上でなければ、次に
日射量が所定値以上かどうかの判定を行い、所定値以上
であれば暖房熱負荷は小さく燃焼式加熱器35を用いる
必要は無いので、第1の三方弁24、第2の三方弁26
を図1の実線のように設定し室外熱交換器2を用いて暖
房で作動させる。
【0026】日射量が所定値以上でなければ、次に車室
内温度が所定値以上かどうかの判定を行い、所定値以上
であれば暖房スタート後充分時間が経過し車室内温度が
上昇したと判断できる。車室内温度が上昇した後の暖房
能力は小さくてよいので、燃焼式加熱器35を用いる必
要は無く、第1の三方弁24、第2の三方弁26を図1
の実線のように設定し室外熱交換器2を用いて暖房で作
動させる。
【0027】車室内温度が所定値以上でなければ、暖房
スタート後の時間経過は短く暖房熱負荷は大きいと判断
できる。従って、燃焼式加熱器35を用いる必要がある
ので、第1の三方弁24、第2の三方弁26を図1の破
線のように設定し燃焼式加熱器35を用いて暖房で作動
させる。
【0028】図2に本発明の第2の実施例に係る車両用
ヒートポンプ式空調装置の構成図を示す。ここで前出の
図6冷凍サイクルを2系統設けた車両用ヒートポンプ式
空調装置の構成図との相違点は、本発明の実施例には、
図6に比べ車室外温度センサー21、車室内温度センサ
ー22、日射量センサー23、第1の三方弁24、コン
トロールユニット25、第2の三方弁26、燃焼式加熱
器35が追加されている点である。
【0029】上記本発明の第1の実施例に比べ、第2の
実施例は前述のごとく除湿暖房及び吹出温度を冷房から
暖房へまたその逆に暖房から冷房へ連続してスムースに
変化させることができる。
【0030】第2の室内熱交換器31にて室内用送風装
置6により送風された空気を冷却し、室内熱交換器5に
て加熱するように設定しておき、加熱量はミックスダン
パ16にて調節する。
【0031】室外熱交換器と燃焼式加熱器とを切り替え
る作動については上記本発明の第1の実施例と同様であ
る。
【0032】尚、本実施例に限らず冷媒の循環を冷媒ポ
ンプで行ったり、圧縮機もポンプも用いないで冷媒の圧
力変化と重力作用を利用して冷媒を循環させるようにし
てもよい。
【0033】また、熱交換器の配置、台数、構成などに
おいても、本発明の主旨を満たす範囲で種々の応用が可
能である。
【0034】
【発明の効果】本発明の第1の手段によれば、室外熱交
換器と燃焼式加熱器とを切り替えられるようにしたの
で、通常の暖房においては室外熱交換器を用いて車室外
の空気を冷却しながら冷媒が吸熱、蒸発するヒートポン
プ暖房を行い燃焼による二酸化炭素等の発生はさせず、
車室外温度が特に低い時の暖房においては室外熱交換器
と燃焼式加熱器とを切り替えて燃焼式加熱器を用い電力
を抑えて暖房能力を確保できる。
【0035】本発明の第2の手段によれば、車室外環境
条件に応じて、室外熱交換器と燃焼式加熱器とを切り替
えるようにしたので、車室外温度が低く室外熱交換器を
用いる場合の暖房効率が大きく低下し電力を大きく消費
させるようになる前に切り替えるようにでき、逆に車室
外温度が高く室外熱交換器を用いる場合の暖房効率が未
だ高いうちに切り替えてしまい燃焼による二酸化炭素等
の発生を増やしてしまうようなことを防止できる。
【0036】本発明の第3の手段によれば、車室外環境
条件と車室内温度に応じて、室外熱交換器と燃焼式加熱
器とを切り替えるようにしたので、車室外温度が低くて
も暖房起動後で車室内温度が安定しておれば燃焼式加熱
器から室外熱交換器に切り替え燃焼による二酸化炭素等
の発生を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係る車両用ヒートポン
プ式空調装置の構成図
【図2】本発明の第2の実施例に係る車両用ヒートポン
プ式空調装置の構成図
【図3】本発明の実施例に係る暖房のフローチャート
【図4】従来の燃料エンジン駆動自動車用空調装置の構
成図
【図5】従来の車両用ヒートポンプ式空調装置の構成図
【図6】冷凍サイクルを2系統設けた車両用ヒートポン
プ式空調装置の構成図
【符号の説明】
2 室外熱交換器 4 冷媒絞り装置 5 室内熱交換器 35 燃焼式加熱器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ヒートポンプで少なくとも暖房を行う車両
    用ヒートポンプ式空調装置において、冷媒を加熱する燃
    焼式加熱器を設け、室外熱交換器と当該燃焼式加熱器と
    を切り替えられるようにしたことを特徴とする車両用ヒ
    ートポンプ式空調装置。
  2. 【請求項2】車室外環境条件に応じて、室外熱交換器と
    燃焼式加熱器とを切り替える手段を設けたことを特徴と
    する請求項1記載の車両用ヒートポンプ式空調装置。
  3. 【請求項3】車室外環境条件と車室内温度に応じて、室
    外熱交換器と燃焼式加熱器とを切り替える手段を設けた
    ことを特徴とする請求項1記載の車両用ヒートポンプ式
    空調装置。
JP00376693A 1993-01-13 1993-01-13 車両用ヒートポンプ式空調装置 Expired - Lifetime JP3271347B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6079218A (en) * 1995-04-06 2000-06-27 Sanden Corporation Air conditioner for vehicles
JP2014237446A (ja) * 2014-09-16 2014-12-18 株式会社日本クライメイトシステムズ 車両用空調装置
JP2020111203A (ja) * 2019-01-11 2020-07-27 株式会社デンソー 車両用空調装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6079218A (en) * 1995-04-06 2000-06-27 Sanden Corporation Air conditioner for vehicles
JP2014237446A (ja) * 2014-09-16 2014-12-18 株式会社日本クライメイトシステムズ 車両用空調装置
JP2020111203A (ja) * 2019-01-11 2020-07-27 株式会社デンソー 車両用空調装置

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