專利名稱：車輛用空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠供暖和制冷的車輛用空調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
作為相關(guān)的車輛用空調(diào)系統(tǒng)有日本特開2002-98430號(hào)公報(bào) (圖l、圖9、第4實(shí)施方式等)所公開的車輛用空調(diào)系統(tǒng)。該車 輛用空調(diào)系統(tǒng)包括具有用于第l制冷劑循環(huán)的第l循環(huán)流路的熱 泵(heat-pump)式冷氣裝置和具有用于第2制冷劑循環(huán)的第2 循環(huán)流路的暖氣用循環(huán)裝置。
在熱泵式冷氣裝置的第l循環(huán)流路中設(shè)有壓縮機(jī)、內(nèi)部熱 交換部的散熱部、室內(nèi)用熱交換器、膨脹閥和室外用熱交換器。 室內(nèi)用熱交換器配置在開口于車室的空調(diào)風(fēng)道內(nèi)。第1循環(huán)流路 具有用于切換各種旁通路徑和第l制冷劑的路徑的許多切換閥。
路徑是如下所述這樣進(jìn)行切換的在供暖時(shí)，內(nèi)部熱交換 部和室內(nèi)用熱交換器作為使第l制冷劑散熱的冷凝器起作用，室 外用熱交換器作為使第l制冷劑吸熱的蒸發(fā)器起作用，在制冷 時(shí)，室外用熱交換器作為使第l制冷劑散熱的冷凝器起作用，室 內(nèi)用熱交換器作為使第l制冷劑吸熱的蒸發(fā)器起作用。
在暖氣用循環(huán)裝置的第2循環(huán)流路中設(shè)有使第2制冷劑循 環(huán)的泵、內(nèi)部熱交換部的受熱部和加熱器芯。加熱器芯配置在 開口于車室的空調(diào)風(fēng)道內(nèi)。
在供暖時(shí)，以熱泵式冷氣裝置的室內(nèi)用熱交換器和加熱器 芯作為熱源對(duì)車室內(nèi)供暖。在制冷時(shí)，以熱泵式冷氣裝置的室 內(nèi)用熱交換器作為冷卻源對(duì)車室內(nèi)制冷。
可是，在如上述相關(guān)的例子那樣將熱泵式冷氣裝置兼用于供暖和制冷時(shí)，為了切換第l制冷劑的流路，需要許多旁通流路 和切換閥等，因此，存在使熱泵式冷氣裝置的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜這 樣的問題。
此外，在日本特開2002-98430號(hào)公報(bào)的圖l中，公開有包括 具有用于第1制冷劑循環(huán)的第l循環(huán)流路的熱泵式暖氣裝置和具 有用于第2制冷劑循環(huán)的第2循環(huán)流路的暖氣用熱水供給循環(huán)裝 置的系統(tǒng)。在熱泵式暖氣裝置的第l循環(huán)流路中設(shè)有壓縮機(jī)、內(nèi) 部熱交換部的散熱部、高壓側(cè)熱交換器、膨脹閥和低壓側(cè)熱交 換器。在暖氣用熱水供給循環(huán)裝置的第2循環(huán)流路中設(shè)有泵、內(nèi) 部熱交換部的受熱部和供暖用加熱器。該系統(tǒng)借助高壓側(cè)熱交 換器或借助暖氣用熱水供給循環(huán)裝置利用熱泵式暖氣裝置所獲 得的熱，不需要切換第l制冷劑的流路，因此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單?？墒?， 該系統(tǒng)無法制冷。此外，該系統(tǒng)是家庭用的暖氣系統(tǒng)，而不是 車輛用的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述相關(guān)技術(shù)的問題而做成的，是采用 熱泵式冷氣裝置來進(jìn)行供暖和制冷的系統(tǒng)，其目的在于提供一 種能夠簡(jiǎn)化熱泵式冷氣裝置的結(jié)構(gòu)，且空調(diào)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 的車輛用空調(diào)系統(tǒng)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種車輛用空調(diào) 系統(tǒng)，其中，包括具有用于第l制冷劑循環(huán)的第l循環(huán)路徑的熱 泵式冷氣裝置和具有用于第2制冷劑循環(huán)的第2循環(huán)路徑的暖氣 用循環(huán)裝置，在上述熱泵式冷氣裝置的上述第l循環(huán)路徑中設(shè)有 壓縮第l制冷劑的壓縮機(jī)、配置于上述第2循環(huán)路徑內(nèi)且使第1 制冷劑的熱向第2制冷劑散熱的冷凝器、使第l制冷劑膨脹的膨 脹部件、使在上述膨脹部件中膨脹的第1制冷劑和空氣之間進(jìn)行熱交換來冷卻空氣的蒸發(fā)器，在上述暖氣用循環(huán)裝置的上述第2
循環(huán)路徑中設(shè)有使第2制冷劑循環(huán)的泵、使第2制冷劑和空氣之 間進(jìn)行熱交換來加熱空氣的加熱器芯、使第2制冷劑散熱的散熱 器，第2制冷劑是利用顯熱變化進(jìn)行熱交換的流體，上述散熱器 向車室外空氣散熱，上述蒸發(fā)器和上述加熱器芯配置在能夠利 用風(fēng)扇將風(fēng)導(dǎo)入到車室內(nèi)的空調(diào)風(fēng)道內(nèi)，將上述空調(diào)風(fēng)道內(nèi)的 通過空氣作為空調(diào)風(fēng)導(dǎo)入到上述車室內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的上述技術(shù)方案，熱泵式冷氣裝置的第l制冷 劑無論供暖還是制冷，只要以恒定的路徑在第1循環(huán)路徑中循環(huán) 即可，因此，熱泵式冷氣裝置的結(jié)構(gòu)可以是簡(jiǎn)單的。此外，暖 氣用循環(huán)裝置也只要是使接受來自冷凝器的熱的第2制冷劑在 通過加熱器芯和散熱器的路徑中循環(huán)的結(jié)構(gòu)即可。而且，用散 熱器將接受來自冷凝器的熱散熱到車室外空氣中，或?qū)⒔邮軄?自冷凝器的熱自加熱器芯散熱到車室內(nèi)，從而能夠兼用作制冷 和供暖。根據(jù)以上所述，采用熱泵式冷氣裝置來進(jìn)行供暖和制 冷的系統(tǒng)中，能夠簡(jiǎn)化熱泵式冷氣裝置的結(jié)構(gòu)，且空調(diào)系統(tǒng)整 體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單即可。此外，第2循環(huán)路徑的制冷劑以液態(tài)不發(fā)生相 變地進(jìn)行顯熱變化，所以熱傳遞效率高且能夠謀求更小型化。
此外，也可以設(shè)有繞過上述散熱器的散熱器旁通流路、和 流路切換閥，該流路切換岡用于切換流路成4吏第2制冷劑向上述 散熱器或上述散熱器旁通流路流動(dòng)。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)行是否通過散熱器的路徑變更，因 此能夠防止供暖性能的變差。
此外，也可以i殳有繞過上述加熱器芯的加熱器芯旁通流 路、和流路切換閥，該流路切換閥用于切換流路成使第2制冷劑 向上述加熱器芯或上述加熱器芯旁通流路流動(dòng)。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)行是否通過加熱器芯的路徑變更，因此能夠防止制冷性能的變差。
此外，也可以在上述第2循環(huán)路徑中設(shè)有加熱第2制冷劑的 加熱器。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在供暖時(shí)，并用熱泵式冷氣裝置中產(chǎn)生的 熱和由加熱器產(chǎn)生的熱來對(duì)空調(diào)風(fēng)進(jìn)行加熱，因此在不具有發(fā)
動(dòng)機(jī)等大的熱源的車輛中，即使在外部氣溫非常低的狀態(tài)下也 能夠發(fā)揮充分的供暖性能。
此外，上述冷凝器也可以設(shè)置于第2循環(huán)路徑內(nèi)的上述加 熱器的上游且上述散熱器的下游。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，因?yàn)槔淠髟O(shè)置于加熱器的上游，所以表 面溫度低于加熱器的冷凝器先于加熱器與第2制冷劑進(jìn)行熱交 換，能夠盡可能地增大冷凝器與第2制冷劑的溫度差，能夠提高 冷凝器的熱交換效率。
此外，也可以設(shè)有將在上述蒸發(fā)器中被冷卻的空調(diào)風(fēng)的至 少 一 部分排出到車室外的排出部件。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，因?yàn)榫哂袑⒃谡舭l(fā)器中被冷卻的空調(diào)風(fēng)的 至少一部分排出到車室外的排出部件，所以在供暖時(shí)，能夠防 止低溫的空調(diào)風(fēng)與被加熱器芯加熱的高溫的空調(diào)風(fēng)混合，從而
進(jìn)一步提高供暖性能。
此外，上述蒸發(fā)器和上述加熱器芯并列地設(shè)置于上述空調(diào) 風(fēng)道內(nèi)，還可以包括對(duì)流向上述蒸發(fā)器側(cè)的空調(diào)風(fēng)和流向上述 加熱器芯側(cè)的空調(diào)風(fēng)進(jìn)行分離的分離部件、和將在上述蒸發(fā)器 中被冷卻的空調(diào)風(fēng)和在上述加熱器芯中#皮加熱的空調(diào)風(fēng)以規(guī)定 的比例混合的混合部件。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，因?yàn)檎舭l(fā)器和加熱器芯并列地設(shè)置于上述 空調(diào)風(fēng)道內(nèi)，包括對(duì)流向蒸發(fā)器側(cè)的空調(diào)風(fēng)和流向加熱器芯側(cè) 的空調(diào)風(fēng)進(jìn)行分離的分離部件、和將在蒸發(fā)器中被冷卻的空調(diào)風(fēng)和在加熱器芯中被加熱的空調(diào)風(fēng)以告見定的比例混合的混合部 件，所以能夠根據(jù)搭乘人的設(shè)定溫度、外部氣溫將空調(diào)風(fēng)的吹 出溫度設(shè)定為期望的溫度。
此外，上述風(fēng)扇可以包括將空調(diào)風(fēng)送向上述蒸發(fā)器側(cè)的第
l風(fēng)扇和將空調(diào)風(fēng)送向上述加熱器芯側(cè)的第2風(fēng)扇。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，因?yàn)轱L(fēng)扇由將空調(diào)風(fēng)送向蒸發(fā)器側(cè)的第1 風(fēng)扇和將空調(diào)風(fēng)送向加熱器芯側(cè)的第2風(fēng)扇構(gòu)成，所以通過控制 兩個(gè)風(fēng)扇的輸出，能夠控制供暖性能和制冷性能。
此外，也可以具有配風(fēng)部件，該配風(fēng)部件能夠?qū)υ谟缮鲜?第1風(fēng)扇輸送的空調(diào)風(fēng)和由上述第2風(fēng)扇輸送的空調(diào)風(fēng)中的、流 向上述蒸發(fā)器側(cè)的空調(diào)風(fēng)與流向上述加熱器芯側(cè)的空調(diào)風(fēng)的比 例進(jìn)行變更。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，因?yàn)榫哂信滹L(fēng)部件，該配風(fēng)部件能夠?qū)υ?由第l風(fēng)扇輸送的空調(diào)風(fēng)和由第2風(fēng)扇輸送的空調(diào)風(fēng)中的、流向 蒸發(fā)器側(cè)的空調(diào)風(fēng)與流向加熱器芯側(cè)的空調(diào)風(fēng)的混合比例進(jìn)行 變更，所以能夠調(diào)整吹入車室內(nèi)的暖風(fēng)或冷風(fēng)的風(fēng)量，能夠更 加精密地控制供暖性能和制冷性能。此外，能夠利用配風(fēng)部件 完全封閉蒸發(fā)器側(cè)的流路或加熱器芯側(cè)的流路而使風(fēng)扇并列運(yùn) 轉(zhuǎn)，從而增大最大風(fēng)量。
此外，第l制冷劑也可以是二氧化碳。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，因?yàn)榈趌制冷劑是二氧化碳，所以即使在 溫度非常低的狀態(tài)下飽和壓力也較高，能夠更可靠地一 定程度 地確保該制冷劑的流量。
此外，在供暖時(shí)，可以利用上述流路切換閥的切換使第2 制冷劑流向上述散熱器旁通流路，以在上述加熱器芯中被加熱 的空氣作為空調(diào)風(fēng)向車室內(nèi)導(dǎo)入，在制冷時(shí)，可以利用上述流 路切換岡的切換使第2制冷劑流向上述散熱器，以在上述蒸發(fā)器中被冷卻的空氣作為空調(diào)風(fēng)向車室內(nèi)導(dǎo)入。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，根據(jù)供暖和制冷來進(jìn)行使暖氣用循環(huán)裝置
的第2制冷劑是否通過散熱器的路徑變更即可，所以結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn) 單。采用熱泵式冷氣裝置來進(jìn)行供暖和制冷的系統(tǒng)中，能夠簡(jiǎn) 化熱泵式冷氣裝置的結(jié)構(gòu)，且空調(diào)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單即可。
此外，也可以在供暖時(shí)，利用上述流路切換閥的切換使第 2制冷劑流向加熱器芯，在制冷時(shí)，利用上述流路切換閥的切換 使第2制冷劑流向加熱器芯旁通流路。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在制冷時(shí)，能夠避免第2制冷劑在加熱器 芯中散熱，所以即使是通過了蒸發(fā)器的空調(diào)風(fēng)通過加熱器芯內(nèi) 那樣的結(jié)構(gòu)，在蒸發(fā)器中被冷卻的空調(diào)風(fēng)也不會(huì)被再加熱。
此外，上述泵可以設(shè)置于上述散熱器的出口側(cè)且設(shè)置于上 述散熱器的出口側(cè)和上述散熱器旁通流路的合流點(diǎn)與上述冷凝 器的位置之間。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在供暖時(shí)，即使在由于流路切換閥的故障 等第2制冷劑通過加熱器芯旁通流路而流動(dòng)的情況下，泵吸入在 散熱器旁通流路中流動(dòng)的、在該流動(dòng)過程中溫度下降了的第2 制冷劑，因此，能夠防止泵吸入由加熱器剛剛加熱后的第2制冷 劑，提高泵的可靠性、耐久性。


圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的車輛用空調(diào)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)圖。
圖2是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的供暖時(shí)的空調(diào)風(fēng)道的 結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的制冷時(shí)的空調(diào)風(fēng)道的 結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。圖4是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的供暖時(shí)的空調(diào)風(fēng)道的 結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
圖5是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的制冷時(shí)的空調(diào)風(fēng)道的 結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
圖6是本發(fā)明的第3實(shí)施方式的車輛用空調(diào)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖7是本發(fā)明的第4實(shí)施方式的車輛用空調(diào)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
以下，基于

本發(fā)明的實(shí)施方式。在以下的附圖中， 相同或相似的部分標(biāo)注相同或相似的附圖標(biāo)記。但是，附圖是 示意性的，應(yīng)該留意厚度與平面尺寸的關(guān)系、各層厚度的比率 等與現(xiàn)實(shí)不同。
第l實(shí)施方式
圖l是本發(fā)明的第l實(shí)施方式的車輛用空調(diào)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)圖。本實(shí)施方式的車輛用空調(diào)系統(tǒng)是組合了熱泵式冷氣裝置 A和暖氣用循環(huán)裝置B的空調(diào)系統(tǒng)。
熱泵式冷氣裝置A具有封入有作為第l制冷劑的二氧化碳 的第l循環(huán)路徑l,在該第l循環(huán)路徑l中，依次包括壓縮機(jī)2、作 為冷凝器的水冷冷凝器3、內(nèi)部熱交換器4、作為膨脹部件的膨 脹岡5、蒸發(fā)器6和氣液分離器7。
壓縮才幾2對(duì)吸入的相對(duì)低溫低壓的第l制冷劑進(jìn)行壓縮而 作為高溫高壓的制冷劑排出。
水冷冷凝器3配置于下述第2循環(huán)路徑8中的設(shè)備收容室15 內(nèi)，利用第2制冷劑對(duì)自壓縮機(jī)2壓送來的第l制冷劑進(jìn)行冷卻。 即，在水冷冷凝器3中，在第l制冷劑和第2制冷劑之間進(jìn)行熱交換，從而第2制冷劑被第l制冷劑加熱。
內(nèi)部熱交換器4使自水冷冷凝器3送出的第l制冷劑和自氣 液分離器7送出的更低溫的第1制冷劑之間進(jìn)行熱交換，從而自 水冷冷凝器3送出的第l制冷劑進(jìn)一步被冷卻。
膨脹閥5使通過了內(nèi)部熱交換器4的第1制冷劑膨脹(減壓) 而作為低溫低壓的氣體送往蒸發(fā)器6。
蒸發(fā)器6使自膨脹閥5送出的第l制冷劑和通過蒸發(fā)器6的 空氣進(jìn)行熱交換，從而通過蒸發(fā)器6的空氣被第1制冷劑冷卻。
氣液分離器7使自蒸發(fā)器6送出的第l制冷劑氣液分離，僅 將氣相狀態(tài)的第l制冷劑送往內(nèi)部熱交換器4，暫時(shí)儲(chǔ)存液相狀 態(tài)的第l制冷劑。
暖氣用循環(huán)裝置B具有封入有作為第2制冷劑的水、防凍液 等液體的第2循環(huán)路徑8，在該第2循環(huán)路徑8中依次設(shè)有泵9、散 熱器IO、設(shè)備收容室15和加熱器芯12。設(shè)備收容室15是具有其 截面積大于第2循環(huán)路徑8的截面積的空間，在該內(nèi)部收納有上 述水冷冷凝器3和作為加熱器的電加熱器11 。
泵9使第2制冷劑在第2循環(huán)路徑8內(nèi)循環(huán)，因此對(duì)吸入的第 2制冷劑加壓并進(jìn)行壓送。由泵9壓送的液體的制冷劑不發(fā)生相 變地保持液相的狀態(tài)在第2循環(huán)路徑8內(nèi)循環(huán)，通過熱交換進(jìn)行 顯熱變4匕。
散熱器10將第2制冷劑的熱散熱到外部空氣中，外部空氣 被電動(dòng)風(fēng)扇、行駛風(fēng)吹來，從而進(jìn)行第2制冷劑與外部空氣之間 的熱交才奐。
電加熱器1 l設(shè)于水冷冷凝器3的下游側(cè)，通過通電發(fā)熱來 加熱第2制冷劑。
加熱器芯12使第2制冷劑與通過加熱器芯12的空氣進(jìn)行熱 交換，/人而加熱通過加熱器芯12的空氣。在第2循環(huán)路徑8中設(shè)有繞過散熱器10的散熱器旁通流路 13,通過切換設(shè)于散熱器旁通流路13的上游側(cè)的流路切換閥14, 能夠使第2制冷劑的流動(dòng)切換成向散熱器10側(cè)或向散熱器旁通 流路13側(cè)。
接著，對(duì)第l實(shí)施方式的車輛用空調(diào)系統(tǒng)的供暖時(shí)和制冷 時(shí)的動(dòng)作進(jìn)行說明。
在供暖時(shí)和制冷時(shí)熱泵式冷氣裝置A均工作，第l制冷劑以 恒定的路徑在第1循環(huán)路徑1中循環(huán)，第2制冷劑被在水冷冷凝器 3中流動(dòng)的高溫的第1制冷劑加熱。
在供暖時(shí)，被水冷冷凝器3加熱而成為高溫的第2制冷劑在 加熱器芯12中流動(dòng)，由此通過加熱器芯12的空氣被加熱，從而 能夠?qū)⑴L(fēng)導(dǎo)入到車室內(nèi)。此外，為了防止自在加熱器芯12中 散熱了的第2制冷劑進(jìn) 一 步散熱，切換流路切換閥14而使第2制 冷劑流向散熱器旁通流路13側(cè)。由此，第2制冷劑不會(huì)在散熱器 IO中散熱，而再次被水冷冷凝器3加熱。
在該供暖時(shí)，若連通電加熱器ll,則被水冷冷凝器3加熱 的第2制冷劑進(jìn)一步被加熱，所以能夠獲得強(qiáng)大的供暖性能。因 為通過蒸發(fā)器6的空氣被冷卻，所以不流入到車室內(nèi)而排出到發(fā) 動(dòng)機(jī)室等。
在制冷時(shí)，斷開電加熱器ll,且切換流路切換閥14而使第 2制冷劑流向散熱器10側(cè)。由此，能夠使在水冷冷凝器3中吸熱 的第2制冷劑在散熱器10中散熱。
即，通過使熱泵式冷氣裝置A工作來進(jìn)行制冷，并且利用 水冷冷凝器3加熱第2制冷劑，作為空調(diào)系統(tǒng)需要由加熱器芯12 產(chǎn)生的熱時(shí)，將通過了加熱器芯12的暖風(fēng)導(dǎo)入到車室內(nèi)，作為 空調(diào)系統(tǒng)不需要第2制冷劑的熱時(shí)，將流路切換閥14切換成在散 熱器10中散熱即可。而且，進(jìn)行最大功率的供暖時(shí)，用流路切換閥14使第2制冷劑不流通于散熱器10,而流通于散熱器旁通流
路13即可。
接著，用圖2、圖3對(duì)第1實(shí)施方式的車輛用空調(diào)系統(tǒng)的空 調(diào)風(fēng)道20的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖2、圖3是表示空調(diào)風(fēng)道20的結(jié)構(gòu) 的概略結(jié)構(gòu)圖，圖2表示供暖時(shí)的結(jié)構(gòu)、圖3表示制冷時(shí)的結(jié)構(gòu)。
在空調(diào)風(fēng)道20中設(shè)有鼓風(fēng)扇21 ，吸收內(nèi)部空氣或外部空氣 而自空調(diào)風(fēng)道20向車室內(nèi)送風(fēng)?？照{(diào)風(fēng)道20內(nèi)的一部分被作為 分離部件的隔板22分離成平行的兩個(gè)流路23、 24,在一流路23 中設(shè)有蒸發(fā)器6，在另 一流路24中設(shè)有加熱器芯12,且蒸發(fā)器6 和加熱器芯12相互并列。由此，在^:吸入空調(diào)風(fēng)道20的空調(diào)風(fēng) 中的、流向流路23的空調(diào)風(fēng)被蒸發(fā)器6冷卻，流向流路24的空調(diào) 風(fēng)^^皮加熱器芯12加熱。
作為混合部件的混合門25設(shè)于隔板22的下游端。混合門25 是能夠封閉蒸發(fā)器6側(cè)的流路23或加熱器芯12側(cè)的流路24的閥。 在空調(diào)風(fēng)道20側(cè)面的一部分上設(shè)有連通空調(diào)風(fēng)道20與車室外、 例如連通空調(diào)風(fēng)道20與發(fā)動(dòng)機(jī)室的旁通門26，混合門25封閉蒸 發(fā)器6側(cè)的流路23時(shí)，打開旁通門26使被蒸發(fā)器6冷卻的空調(diào)風(fēng) 排出到車室外。在空調(diào)風(fēng)道20的下游端設(shè)有作為將空調(diào)風(fēng)道20 與車室內(nèi)連通的配風(fēng)部件的多個(gè)調(diào)節(jié)門27，通過改變打開的調(diào) 節(jié)門27的組合能夠?qū)⒖照{(diào)風(fēng)送到車室內(nèi)的期望的位置。
接著，對(duì)空調(diào)風(fēng)道2 0的供暖時(shí)和制冷時(shí)的動(dòng)作進(jìn)行說明。
如圖2所示，在供暖時(shí)，由混合門25封閉蒸發(fā)器6側(cè)的流路 23、打開旁通門26，由此使通過了蒸發(fā)器6的低溫的空調(diào)風(fēng)排出 到車室外。而且，打開調(diào)節(jié)門27中的至少1個(gè)而將通過了加熱器 芯12的高溫的空調(diào)風(fēng)送到車室內(nèi)。
如圖3所示，在制冷時(shí)，由混合門25封閉加熱器芯12側(cè)的 流路24。而且，關(guān)閉旁通門26，并打開調(diào)節(jié)門27中的至少1個(gè)，將通過了蒸發(fā)器6的低溫的空調(diào)風(fēng)送到車室內(nèi)。
此外，在供暖時(shí)和制冷時(shí)，通過調(diào)節(jié)混合門25的開度，能 夠改變通過了蒸發(fā)器6的低溫的空調(diào)風(fēng)和通過了加熱器芯12的 高溫的空調(diào)風(fēng)的混合比例，從而調(diào)節(jié)向車室內(nèi)吹出的空調(diào)風(fēng)的 溫度。
以上，在第l實(shí)施方式中，熱泵式冷氣裝置A的第l制冷劑 無論供暖還是制冷，只要以恒定的路徑在第l循環(huán)路徑l中循環(huán) 即可，因此，熱泵式冷氣裝置A的結(jié)構(gòu)可以是簡(jiǎn)單的。此外， 暖氣用循環(huán)裝置B也只要是使接受來自水冷冷凝器3的熱的第2 制冷劑在通過加熱器芯12和散熱器IO的路徑中循環(huán)的結(jié)構(gòu)即 可。而且，如第l實(shí)施方式那樣，用散熱器10將接受來自水冷冷 凝器3的熱散熱到車室外空氣中，或?qū)⒔邮軄碜运淅淠?的 熱自加熱器芯12散熱到車室內(nèi)，從而能夠兼用作制冷和供暖。 根據(jù)以上所述，采用熱泵式冷氣裝置A來進(jìn)行供暖和制冷的系 統(tǒng)中，能夠筒化熱泵式冷氣裝置A的結(jié)構(gòu)，且空調(diào)系統(tǒng)整體結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單。
此外，第2循環(huán)路徑8的制冷劑是不發(fā)生相變地進(jìn)行顯熱變 化的液體，所以熱傳遞效率高且能夠謀求更小型化。
在第l實(shí)施方式中，在第2循環(huán)路徑8中設(shè)有繞過散熱器10 的散熱器旁通流路13、和流路切換閥14,該流路切換閥14用于 切換流路成使第2制冷劑向散熱器IO或散熱器旁通流路13流動(dòng)。 因而，能夠進(jìn)行是否通過散熱器10的路徑變更，因此能夠防止 供暖性能的變差。
在第l實(shí)施方式中，在供暖時(shí)，能夠并用熱泵式冷氣裝置A 中產(chǎn)生的熱和由電加熱器ll產(chǎn)生的熱來對(duì)空調(diào)風(fēng)進(jìn)行加熱，因 此在不具有發(fā)動(dòng)機(jī)等大的熱源的車輛中，即使在外部氣溫非常 低的狀態(tài)下也能夠發(fā)揮充分的供暖性能。在第l實(shí)施方式中，冷凝器3是水冷式，所以與空冷式相比
熱傳遞效率高，因此能夠小型化，能夠減小第l制冷劑的通路阻
力。由此，通3各阻力的減小，/人而相應(yīng)i也壓縮才幾2的所需動(dòng)力變 小，能夠節(jié)省壓縮機(jī)2的驅(qū)動(dòng)力，且能夠使壓縮機(jī)2小型化。
而且，因?yàn)樗淅淠?配置于電加熱器11的上游側(cè)，所 以表面溫度低于電加熱器11的水冷冷凝器3先于電加熱器11與 第2制冷劑進(jìn)行熱交換，能夠盡可能地增大水冷冷凝器3與第2 制冷劑的溫度差，能夠提高水冷冷凝器3的熱交換效率。
而且，在供暖時(shí)，由混合門25封閉蒸發(fā)器6側(cè)的流路23、 打開旁通門26，由此使通過了蒸發(fā)器6的空調(diào)風(fēng)自空調(diào)風(fēng)道20 排出到車室外，所以能夠防止低溫的空調(diào)風(fēng)與被加熱器芯12加 熱的高溫的空調(diào)風(fēng)混合，從而進(jìn) 一 步提高供暖性能。
而且，通過改變混合門25的開度來以規(guī)定的比例混合在蒸 發(fā)器6中被冷卻的空調(diào)風(fēng)和在加熱器芯12中被加熱的空調(diào)風(fēng)，因 此能夠根據(jù)搭乘人的設(shè)定溫度、外部空氣將空調(diào)風(fēng)的吹出的溫 度設(shè)定為期望的溫度。
而且，因?yàn)槭褂枚趸甲鳛榈趌制冷劑，所以即使在溫 度非常低的狀態(tài)下飽和壓力也較高，能夠更可靠地一定程度確 保該第l制冷劑的流量。
第2實(shí)施方式
在第2實(shí)施方式中的車輛用空調(diào)系統(tǒng)中的、由熱泵式冷氣 裝置A和暖氣用循環(huán)裝置B構(gòu)成的結(jié)構(gòu)與第1實(shí)施方式相同，空 調(diào)風(fēng)道20的結(jié)構(gòu)不同。圖4、圖5是表示空調(diào)風(fēng)道20的結(jié)構(gòu)的概 略結(jié)構(gòu)圖，圖4表示供暖時(shí)的結(jié)構(gòu)、圖5表示制冷時(shí)的結(jié)構(gòu)。
在第2實(shí)施方式的空調(diào)風(fēng)道20中并列設(shè)置有2個(gè)鼓風(fēng)扇30、 31, —鼓風(fēng)扇30以易于送風(fēng)的方式設(shè)于蒸發(fā)器6側(cè)的流路23,另 一鼓風(fēng)扇31以易于送風(fēng)的方式設(shè)于加熱器芯12側(cè)的流路24。在隔板22的上游端設(shè)有配風(fēng)門32，通過改變配風(fēng)門32的角度能夠 對(duì)來自 一鼓風(fēng)扇30的風(fēng)量和來自另 一鼓風(fēng)扇31的風(fēng)量的配風(fēng)比 率進(jìn)行變更。
如圖4所示，在供暖時(shí)，由混合門25封閉蒸發(fā)器6側(cè)的流路 23、打開旁通門26，由此使通過了蒸發(fā)器6的低溫的空調(diào)風(fēng)排出 到車室外。而且，打開調(diào)節(jié)門27中的至少1個(gè)而將通過了加熱器 芯12的高溫的空調(diào)風(fēng)送到車室內(nèi)。
如圖5所示，在制冷時(shí)，由混合門25封閉加熱器芯12側(cè)的 流路24。而且，關(guān)閉旁通門26,并打開調(diào)節(jié)門27中的至少l個(gè)而 將通過了蒸發(fā)器6的低溫的空調(diào)風(fēng)送到車室內(nèi)。
此外，改變配風(fēng)門3 2的角度從而使去往蒸發(fā)器6側(cè)的流路 2 3或去往加熱器芯12側(cè)的流路2 4的配風(fēng)比率變化，由此能夠調(diào) 整吹入到車室內(nèi)的暖風(fēng)或冷風(fēng)的風(fēng)量。例如全致冷時(shí)，如圖5 所示那樣利用配風(fēng)門32完全封閉加熱器芯12側(cè)的流路24，由此 能夠?qū)⒐娘L(fēng)扇30、 31的風(fēng)量全部送向蒸發(fā)器6側(cè)而向車室內(nèi)吹 出。
此外，通過控制2個(gè)鼓風(fēng)扇30、 31的輸出，能夠控制來自 蒸發(fā)器6側(cè)的冷風(fēng)和來自加熱器芯12側(cè)的暖風(fēng)的風(fēng)量，由此也能 夠調(diào)節(jié)向車室內(nèi)的吹出溫度來控制供暖性能和制冷性能。
在第2實(shí)施方式中，在空調(diào)風(fēng)道20內(nèi)設(shè)有2個(gè)鼓風(fēng)扇30、 31, 一鼓風(fēng)扇30向蒸發(fā)器6側(cè)送風(fēng)，另 一鼓風(fēng)扇31向加熱器芯12側(cè)送 風(fēng)，所以通過控制2個(gè)鼓風(fēng)扇30、 31的輸出，能夠控制供暖性能 和制冷性能。
而且，改變配風(fēng)門32的角度從而使去往蒸發(fā)器6側(cè)的流路 23或去往加熱器芯12側(cè)的流路24的配風(fēng)比率變化，所以能夠調(diào) 整吹入到車室內(nèi)的暖風(fēng)或冷風(fēng)的風(fēng)量，能夠更精密地控制供暖 性能和制冷性能。此外，利用配風(fēng)門32完全封閉蒸發(fā)器6側(cè)的流路23或加熱器芯12側(cè)的流路24，并4吏鼓風(fēng)扇30、 31并列運(yùn)轉(zhuǎn)， 由此能夠增大最大風(fēng)量。 第3實(shí)施方式
圖6是第3實(shí)施方式的車輛用空調(diào)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。如圖 6所示，第3實(shí)施方式與第1實(shí)施方式相比，在第3實(shí)施方式中， 在膨脹閥5和蒸發(fā)器6之間設(shè)有流路切換閥4 2 。能夠利用流路切 換閥4 2使第1制冷劑經(jīng)由電動(dòng)機(jī)4 0 、逆變器41后返回到蒸發(fā)器 6。
其它的結(jié)構(gòu)因?yàn)榕c第l實(shí)施方式相同，所以在相同的構(gòu)成 部位標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，省略其i兌明。
在供暖時(shí)，用流路切換閥4 2能夠?qū)⒘髀非袚Q成將通過了膨 脹閥5的第2制冷劑經(jīng)由電動(dòng)機(jī)40、逆變器41后送往蒸發(fā)器6。 由此，也能夠利用在電動(dòng)機(jī)40、逆變器41中產(chǎn)生的熱對(duì)第l制 冷劑進(jìn)行加熱，所以能夠進(jìn)一步提高供暖能力。
第4實(shí)施方式
圖7是第4實(shí)施方式的車輛用空調(diào)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。如圖 7所示，在第4實(shí)施方式中，在第2循環(huán)路徑8中設(shè)有繞過加熱器 芯12的加熱器芯旁通流^各50、和流路切換閥51，該流路切換閥 51用于切換流路成使第2制冷劑向加熱器芯12或加熱器芯旁通 流路50流動(dòng)。而且，在供暖時(shí)通過切換流路切換閥51控制成使 第2制冷劑流向加熱器芯12 ，在制冷時(shí)通過切換流路切換閥51 控制成使第2制冷劑流向加熱器芯旁通流路50。
泵9設(shè)于散熱器10的出口側(cè)且設(shè)于散熱器10的出口側(cè)和散 熱器旁通流路13的合流點(diǎn)a與配置有水冷冷凝器3的位置之間。
其它的結(jié)構(gòu)因?yàn)榕c第l實(shí)施方式相同，所以在相同的構(gòu)成 部位標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，省略其it明。
在第4實(shí)施方式中，在制冷時(shí)，能夠避免第2制冷劑在加熱器芯12中散熱，所以即使是通過了蒸發(fā)器6的空調(diào)風(fēng)通過加熱器 芯12內(nèi)那樣的結(jié)構(gòu)，在蒸發(fā)器6中被冷卻的空調(diào)風(fēng)也不會(huì)被再加 熱。
在第4實(shí)施方式中，在供暖時(shí)，即使在由于流路切換閥51 的故障等第2制冷劑通過加熱器芯旁通流路50而流動(dòng)的情況下， 泵9吸入在散熱器旁通流路13中流動(dòng)的、在該流動(dòng)過程中溫度下 降了的第2制冷劑，因此，能夠防止泵9吸入由電加熱器11剛剛 加熱后的高溫的第2制冷劑，所以提高泵9的可靠性、耐久性。
泵9也可以設(shè)于水冷冷凝器3與電加熱器ll之間的位置。
變形例
在上述各實(shí)施方式中，作為加熱器使用了電加熱器ll,但 使用燃料加熱器等也能夠獲得相同的作用、效果。
在上述各實(shí)施方式中，使用二氧化碳作為第l制冷劑，使 用水、防凍液等液體作為第2制冷劑，但也可以使用除此之外的 材料作為制冷劑。
在上述各實(shí)施方式中，空調(diào)風(fēng)道20內(nèi)的蒸發(fā)器6和加熱器 芯12并列地設(shè)置，但，了提高除濕供暖的效果，也可以將蒸發(fā) 器6和加熱器芯12設(shè)置成以蒸發(fā)器6作為上游側(cè)的串聯(lián)排列。此 外，雖未圖示，但因?yàn)橄蚬娘L(fēng)扇21、 30、 31導(dǎo)入的空氣能夠自 車室內(nèi)、車室外適當(dāng)?shù)貙?dǎo)入，所以在將通過了蒸發(fā)器6而被冷卻 的空氣排出到發(fā)動(dòng)機(jī)室等的情況下，最好使自車外的空氣導(dǎo)入 與排出保持平衡。
如上所述，通過實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本發(fā)明 并不限定于上述實(shí)施方式，各部分的結(jié)構(gòu)能夠置換成具有相同 功能的任意結(jié)構(gòu)。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
在采用熱泵式冷氣裝置來進(jìn)行供暖和制冷的系統(tǒng)中，能夠提供 一 種能夠簡(jiǎn)化熱泵式冷氣裝置的結(jié)構(gòu)，且空調(diào)系統(tǒng)整體結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單的車輛用空調(diào)系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1. 一種車輛用空調(diào)系統(tǒng)，包括具有用于第1制冷劑循環(huán)的第1循環(huán)路徑的熱泵式冷氣裝置和具有用于第2制冷劑循環(huán)的第2循環(huán)路徑的暖氣用循環(huán)裝置，在上述熱泵式冷氣裝置的上述第1循環(huán)路徑中設(shè)有壓縮第1制冷劑的壓縮機(jī)、配置于上述第2循環(huán)路徑內(nèi)且使第1制冷劑的熱向第2制冷劑散熱的冷凝器、使第1制冷劑膨脹的膨脹部件、使在上述膨脹部件中膨脹的第1制冷劑和空氣之間進(jìn)行熱交換來冷卻空氣的蒸發(fā)器，在上述暖氣用循環(huán)裝置的上述第2循環(huán)路徑中設(shè)有使第2制冷劑循環(huán)的泵、使第2制冷劑和空氣之間進(jìn)行熱交換來加熱空氣的加熱器芯、使第2制冷劑散熱的散熱器，第2制冷劑是利用顯熱變化進(jìn)行熱交換的流體，上述散熱器向車室外空氣散熱，上述蒸發(fā)器和上述加熱器芯配置在能夠利用風(fēng)扇將風(fēng)導(dǎo)入到車室內(nèi)的空調(diào)風(fēng)道內(nèi)，將上述空調(diào)風(fēng)道內(nèi)的通過空氣作為空調(diào)風(fēng)導(dǎo)入到上述車室內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的車輛用空調(diào)系統(tǒng)，設(shè)有繞過上述 散熱器的散熱器旁通流路、和流路切換閥，該流路切換閥用于 切換流路成使第2制冷劑向上述散熱器或上述散熱器旁通流路 流動(dòng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的車輛用空調(diào)系統(tǒng)，設(shè)有繞過上述 加熱器芯的加熱器芯旁通流路、和流路切換閥，該流路切換閥 用于切換流路成使第2制冷劑向上述加熱器芯或上述加熱器芯 旁通流路流動(dòng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的車輛用空調(diào)系統(tǒng)，在上述第2循環(huán) 路徑中設(shè)有加熱第2制冷劑的加熱器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛用空調(diào)系統(tǒng)，上述冷凝器設(shè)置于第2循環(huán)路徑內(nèi)的上述加熱器的上游且上述散熱器的下游。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的車輛用空調(diào)系統(tǒng)，設(shè)有將在上述 蒸發(fā)器中被冷卻的空調(diào)風(fēng)的至少 一 部分排出到車室外的排出部件。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的車輛用空調(diào)系統(tǒng)，上述蒸發(fā)器和 上述加熱器芯并列地設(shè)置于上述空調(diào)風(fēng)道內(nèi)，該車輛用空調(diào)系統(tǒng)還包括對(duì)流向上述蒸發(fā)器側(cè)的空調(diào)風(fēng)和 流向上述加熱器芯側(cè)的空調(diào)風(fēng)進(jìn)行分離的分離部件、和將在上述蒸發(fā)器中被冷卻的空調(diào)風(fēng)和在上述加熱器芯中 被加熱的空調(diào)風(fēng)以規(guī)定的比例混合的混合部件。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的車輛用空調(diào)系統(tǒng)，上述風(fēng)扇包括 將空調(diào)風(fēng)送往上述蒸發(fā)器側(cè)的第l風(fēng)扇和將空調(diào)風(fēng)送往上述加 熱器芯側(cè)的第2風(fēng)扇。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的車輛用空調(diào)系統(tǒng)，具有能夠?qū)⒃?由上述第l風(fēng)扇輸送的空調(diào)風(fēng)和由上述第2風(fēng)扇輸送的空調(diào)風(fēng)中 的、流向上述蒸發(fā)器側(cè)的空調(diào)風(fēng)與流向上述加熱器芯側(cè)的空調(diào) 風(fēng)的比例進(jìn)行變更的配風(fēng)部件。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的車輛用空調(diào)系統(tǒng)，第l制冷劑是 二氧化碳。
11. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛用空調(diào)系統(tǒng)，在供暖時(shí)，利 用上述流路切換閥的切換使第2制冷劑流向上述散熱器旁通流 路，將在上述加熱器芯中被加熱的空氣作為空調(diào)風(fēng)導(dǎo)入到車室 內(nèi)，在制冷時(shí)，利用上述流路切換閥的切換使第2制冷劑流向上 述散熱器，將在上述蒸發(fā)器中被冷卻的空氣作為空調(diào)風(fēng)導(dǎo)入到 車室內(nèi)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的車輛用空調(diào)系統(tǒng)，在供暖時(shí)，利用上述流路切換閥的切換使第2制冷劑流向加熱器芯，在制冷時(shí)，利用上述流路切換閥的切換使第2制冷劑流向加熱器芯旁通流路。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的車輛用空調(diào)系統(tǒng)，上述泵設(shè)置于上述散熱器的出口側(cè)且設(shè)置于上述散熱器的出口側(cè)和上述散熱器旁通流路的合流點(diǎn)與上述冷凝器的位置之間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種車輛用空調(diào)系統(tǒng)，該車輛用空調(diào)系統(tǒng)設(shè)有具有第1循環(huán)路徑(1)的熱泵式冷氣裝置(A)和具有第2循環(huán)路徑(8)的暖氣用循環(huán)裝置(B)。第1循環(huán)路徑(1)中的水冷冷凝器(3)配置于第2循環(huán)路徑(8)內(nèi)，使第1制冷劑向第2制冷劑散熱。在第2循環(huán)路徑(8)中設(shè)有將流路切換成散熱器(10)側(cè)和散熱器旁通流路(13)的流路切換閥(14)。在供暖時(shí)，利用流路切換閥(14)使第2制冷劑流向散熱器旁通流路(13)，將在加熱器芯(12)中被加熱的空氣作為空調(diào)風(fēng)導(dǎo)入車室內(nèi)。在制冷時(shí)，利用流路切換閥(14)使第2制冷劑流向散熱器(10)，將在蒸發(fā)器(6)中被冷卻的空氣作為空調(diào)風(fēng)導(dǎo)入車室內(nèi)。
文檔編號(hào)B60H1/22GK101547803SQ20088000078
公開日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2008年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月20日
發(fā)明者吉岡宏起, 藤田隆司, 高橋寅秀 申請(qǐng)人:康奈可關(guān)精株式會(huì)社