JPH066024U - 自動車用空調装置の冷媒循環サイクル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排熱を利用してエネルギーの無駄な消費を防
止する。 【構成】 コンプレッサ１３，車内側熱交換器２ととも
に冷媒循環サイクルを構成する車外側熱交換器１４に対
して、排気路１０に配設した排熱回収器１１を並列に接
続した。暖房時、前記車内側熱交換器２で液化した冷媒
の一部は車外側熱交換器１４のみならず、排気路１０に
配した排熱回収器１１内に流入し、この排熱回収器１１
を通過する車内からの暖かい空気から熱を奪った後、再
びコンプレッサ１３に戻る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車用空調装置の冷媒循環サイクルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、自動車用空調装置としては、コンプレッサ，車外側熱交換器および車内 側熱交換器によって構成され、冷房時と暖房時とで冷媒の流れを切り替えるよう にした冷媒循環サイクルを備えたものがある。 前記車内側熱交換器は、車内前方部のユニット内に配設されている。ユニット には、内気あるいは外気が選択されて吸引され、車内側熱交換器を通過した後、 車内に送風されるようになっている。

【０００３】 前記自動車用空調装置では、暖房に切り替えると、冷媒はコンプレッサ，車内 側熱交換器，車外側熱交換器の順で循環され、車内側熱交換器を通過する内気ま たは外気は冷媒との熱交換により加熱される。逆に、冷房に切り替えると、冷媒 はコンプレッサ，車外側熱交換器，車内側熱交換器の順で循環され、車内側熱交 換器を通過する内気または外気は冷却される。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前記空調装置を備えた自動車では、外気モードを選択した場合 、窓が閉じられて車内が密閉状態になっていると、車内の圧力が高くなり送風が スムーズに行われなくなるので、車内後方部に空気排出口を形成し、この排出口 からトランクルームおよび排気路を介して車外に排気するようにしている。

【０００５】 このため、暖房時に、前記車内側熱交換器で加熱されて車内に送風された暖か い空気の一部が空気排出口を介して排気されるので、その分コンプレッサの駆動 能力を向上させる必要が生じ、エネルギーが無駄に消費されることになる。 本考案は前記問題点に鑑み、排熱を利用してエネルギーの無駄な消費を防止す ることのできる自動車用空調装置の冷媒循環サイクルを提供することを目的とす る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は前記目的を達成するため、請求項１記載の考案は、コンプレッサ，車 外側熱交換器および車内側熱交換器で構成され、冷房時と暖房時とで冷媒の流れ を切り替えるようにした自動車用空調装置の冷媒循環サイクルにおいて、車内外 を連通する排気路に排熱回収器を配設し、該排熱回収器を前記車外側熱交換器と 並列に接続したものである。 また、請求項２記載の考案は、前記排熱回収器の上流側又は下流側に電磁弁を 配設したものである。

【０００７】 さらに、請求項３記載の考案は、前記電磁弁を、内気を循環する内気モードで 閉塞し、車外空気を吸引する外気モードで開放する制御手段を設けたものである 。 さらにまた、請求項４記載の考案は、前記排熱回収器あるいは前記車外側熱交 換器の近傍の雰囲気温度，冷媒圧力および冷媒温度のうち少なくとも１つを検出 する検出手段と、該検出手段からの検出信号に基づいて前記電磁弁を開閉する制 御手段とを設けたものである。

【０００８】

【作用】

請求項１記載の考案では、暖房時、コンプレッサより吐出する高温高圧の冷媒 は、車内側熱交換器で放熱することにより液化し、車外側熱交換器で外気より吸 熱して気化した後、再びコンプレッサに戻る。また、前記車内側熱交換器で液化 した冷媒の一部は排気路に配した排熱回収器内に流入し、この排熱回収器の外側 を通過する車内からの暖かい空気から熱を奪った後、再びコンプレッサに戻る。

【０００９】 一方、冷房時、コンプレッサより吐出する高温高圧の冷媒は、車外側熱交換器 で冷却されて液化し、車内側熱交換器で、この車内側熱交換器を通過する空気か ら吸熱して気化した後、再びコンプレッサに戻る。また、前記コンプレッサで高 温高圧状態となった冷媒の一部は排熱回収器に流入し、この排熱回収器の外側を 通過する車内からの冷たい排気によって冷却されて液化した後、前記車外側熱交 換器で液化した冷媒と合流して車内側熱交換器に流入する。

【００１０】 請求項２記載の考案では、例えば、外気モードで電磁弁を開放すれば、車内側 熱交換器およびコンプレッサを流動する冷媒は車外側熱交換器のみならず排熱回 収器にも循環する。これにより、排気路より車内空気の排熱が回収される。 請求項３記載の考案では、内気モードが選択されて内気が循環することにより 排気路を空気が通過しない場合には、制御手段は電磁弁を閉塞して排熱回収器へ の冷媒の循環を停止する。また、外気モードが選択されて外気が吸引されること により排気路を車内空気が通過する場合には、制御装置は電磁弁を開放し、排熱 回収器に冷媒を循環させる。これにより、排気路より車内空気の排熱が回収され る。

【００１１】 請求項４記載の考案では、検出手段により、例えば、検出される排熱回収器近 傍の雰囲気温度が高ければ、制御手段は排熱回収器内の冷媒が高温のガス状態で あると判断し、電磁弁を閉塞して排熱回収器への冷媒の循環を停止する。一方、 前記雰囲気温度が低ければ、排熱回収器で冷媒が液化した状態であると判断し、 電磁弁を開放して冷媒を循環させる。これにより、排気路より車内空気の排熱が 回収される。

【００１２】

【実施例】

次に、本考案の一実施例について添付図面に従って説明する。 図１において、車内前方部にはユニット１が設けられている。このユニット１ には、車内側熱交換器２およびブロア３の外、ダンパ４（図２参照）が回動可能 に配設されている。このダンパ４は、内気吸引口５を閉塞して外気を吸引し（外 気モード）、外気吸引口６を閉塞して内気を吸引する（内気モード）もので、そ の回動位置はコントローラ７（図２参照）に入力されるようになっている。一方 、車内後方部には、トランクルーム８に連通する空気排出口９が形成されている 。また、トランクルーム８と車外とは排気路１０によって連通されており、この 排気路１０には排熱回収器１１およびファン１２が配設されている。

【００１３】 前記車内側熱交換器２は、図２に示すように、コンプレッサ１３，車外側熱交 換器１４，キャピラリチューブ１５，並列接続された逆止弁１６およびキャピラ リチューブ１７並びにアキュムレータ１８とともに冷媒循環サイクルを構成して いる。そして、この冷媒循環サイクルは、四方弁１９で切り替えられる冷媒の循 環方向によって冷凍サイクルＣ（図２中実線の矢印で示す）あるいはヒートポン プサイクルＨ（図２中点線の矢印で示す）となる。

【００１４】 すなわち、冷凍サイクルＣでは、コンプレッサ１３、車外側熱交換器１４、キ ャピラリチューブ１５、逆止弁１６、車内側熱交換器２およびアキュムレータ１ ８の順で冷媒が循環するようになっている。一方、ヒートポンプサイクルＨでは 、コンプレッサ１３，車内側熱交換器２、キャピラリチューブ１７，１５、車外 側熱交換器１４およびアキュムレータ１８の順で冷媒が循環するようになってい る。

【００１５】 前記排熱回収器１１は車外側熱交換器１４に並列接続されている。この並列接 続された冷媒流路中、排熱回収器１１の下流側（冷媒がヒートポンプサイクルＨ を循環する場合）には電磁弁２０が設けられている。この電磁弁２０は、冷房時 には閉塞し、暖房時には、前記コントローラ７に入力されるダンパ４の回動位置 に基づいて、内気吸引口５が閉塞されている場合には開放され、外気吸引口６が 閉塞されている場合には閉塞されるようになっている。なお、前記電磁弁２０は 排熱回収器１１の上流側に設けてもよい。

【００１６】 前記冷媒循環サイクルでは、車内を冷房する場合、四方弁１９で冷凍サイクル Ｃに切り替える。この場合、電磁弁２０は閉塞し、冷媒は排熱回収器１１には流 れない。したがって、コンプレッサ１３で高温高圧のガス状態となった冷媒は、 車外側熱交換器１４で凝縮して液化し、キャピラリチューブ１５で減圧され、逆 止弁１６を経て車内側熱交換器２で気化し、アキュムレータ１８を経て前記コン プレッサ１３に戻る。これにより、ブロア３の回転でユニット１内に吸引される 空気は、前記車内側熱交換器２を通過する際、冷媒との熱交換により冷却されて 車内に送風される。

【００１７】 一方、車内を暖房する場合、四方弁１９でヒートポンプサイクルＨに切り替え る。 内気モードの場合、電磁弁２０は閉塞しており、冷媒は排熱回収器１１には流 れない。したがって、コンプレッサ１３の駆動で高温高圧のガス状態となった冷 媒は、車内側熱交換器２で放熱して液化し、キャピラリチューブ１７，１５で減 圧された後、車外側熱交換器１４で気化し、アキュムレータ１８を経てコンプレ ッサ１３に戻る。これにより、ユニット１内に吸引された空気は、前記車内側熱 交換器２を通過する際、冷媒との熱交換により加熱されて車内に送風される。

【００１８】 外気モードの場合、前記電磁弁２０はコントローラ７からの駆動信号に基づい て自動的に開放する。これにより、前記キャピラリチューブ１７，１５で減圧さ れた冷媒は、車外側熱交換器１４のみならず排熱回収器１１にも流動する。排熱 回収器１１では、内部を流れる冷媒が排気路１０を通過する排気から吸熱するの で、エネルギーの節約を図ることができる。 このように、前記冷媒循環サイクルでは、コントローラ７がダンパ４の回動位 置を検出して、自動的に電磁弁２０が開閉されるので、乗員がその操作に煩わさ れることがなく便利である。

【００１９】 なお、前記実施例では、コントローラ７および電磁弁２０を設けるようにした が、設けなくてもよい。この場合、多少無駄なエネルギー消費量が多くなるが、 安価に製作することができる。 また、前記実施例では、電磁弁２０をダンパ４の回動位置によって開閉するよ うにしたが、マニュアル操作で行っても良い。 さらに、第２の実施例として、図３に示すように、排熱回収器１１あるいは車 外側熱交換器１４の近傍に、雰囲気温度検出センサ２１ａ，２１ｂ、冷媒圧力検 出センサ２２ａ，２２ｂあるいは冷媒温度検出センサ２３ａ，２３ｂを配設し、 これらの検出信号の一部あるいは全部に基づいて電磁弁２０を開閉させてもよい 。

【００２０】 これによれば、例えば、温度センサ２１ｂが検出した排熱回収器１１近傍の雰 囲気温度が所定値よりも高ければ、コントローラ７は排熱回収器１１内を流動す る冷媒が高温のガス状態であって、冷房中であると判断して電磁弁２０を閉塞す る。つまり、排熱回収器１１で排熱を回収できない状態での冷媒の循環を阻止で きる。 また逆に、前記雰囲気温度が所定値よりも低ければ、コントローラ７は排熱回 収器１１内を流動する冷媒が気化しやすい液状であって、暖房中であると判断し て電磁弁２０を開放する。つまり、排熱回収器１１で排熱を回収できる状態であ れば、自動的にこの排熱回収器１１に冷媒を循環させて排熱を回収することがで きる。

【００２１】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように、請求項１記載の考案によれば、排熱回収器で 排熱を回収するようにしたので、エネルギーの無駄をなくして車内を効果的に暖 めることができる。 また、請求項２記載の考案によれば、前記排熱回収器の上流側あるいは下流側 に電磁弁を設けるようにしたので、外気モードを選択した場合に、この電磁弁を 開放して冷媒を排熱回収器に循環させることにより、排熱回収を効果的に行なえ る。

【００２２】 さらに、請求項３記載の考案によれば、排気が行われる外気モードで自動的に 電磁弁が開放されるので、乗員が電磁弁の開閉操作に気を煩わせることなく排熱 の回収が可能となる。 さらにまた、請求項４記載の考案によれば、冷媒圧力等に基づいて排熱回収器 で吸熱できる状態が自動的に判断され、電磁弁が開放されるので、確実に排熱回 収器に冷媒を循環させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案に係る一実施例の外気モード選択時の
車内空気の流れを示す図である。

【図２】 本考案に係る一実施例の自動車用空調装置の
冷媒循環サイクルを示す図である。

【図３】 本考案に係る第２の実施例におけるコントロ
ーラ部の構成図である。

【符号の説明】

２…車内側熱交換器、７…コントローラ、１１…排熱回
収器、１３…コンプレッサ、１４…車外側熱交換器、１
５，１７…キャピラリチューブ、１８…アキュムレー
タ、１９…四方弁、２０…電磁弁。

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンプレッサ，車外側熱交換器および車
   内側熱交換器で構成され、冷房時と暖房時とで冷媒の流
   れを切り替えるようにした自動車用空調装置の冷媒循環
   サイクルにおいて、車内外を連通する排気路に排熱回収
   器を配設し、該排熱回収器を前記車外側熱交換器と並列
   に接続したことを特徴とする自動車用空調装置の冷媒循
   環サイクル。
2. 【請求項２】 前記排熱回収器の上流側又は下流側に電
   磁弁を配設したことを特徴とする請求項１記載の自動車
   用空調装置の冷媒循環サイクル。
3. 【請求項３】 前記電磁弁を、内気を循環する内気モー
   ドで閉塞し、車外空気を吸引する外気モードで開放する
   制御手段を設けたことを特徴とする請求項２記載の自動
   車用空調装置の冷媒循環サイクル。
4. 【請求項４】 前記排熱回収器あるいは前記車外側熱交
   換器の近傍の雰囲気温度，冷媒圧力および冷媒温度のう
   ち少なくとも１つを検出する検出手段と、該検出手段か
   らの検出信号に基づいて前記電磁弁を開閉する制御手段
   とを設けたことを特徴とする請求項２記載の自動車用空
   調装置の冷媒循環サイクル。