(57)【要約】【課題】本発明は、車室内の快適性等が向上された鉄道車両用空調システムを得るものである。【解決手段】鉄道車両用空調システム１は、圧縮機１１と、室外熱交換器１３と、減圧器１４と、室内熱交換器１５と、が接続された冷媒循環回路２と、室内熱交換器１５を通過して車室５１内に流入する気流を生じさせる室内送風機２２と、その気流の通過位置に配設されたヒータ２４と、制御部３１と、を備え、制御部３１は、室外熱交換器１３の除霜運転において、ヒータ２４を発熱させつつ、室内送風機２２に気流を生じさせるとともに、冷媒循環回路２の冷媒を循環させ、ヒータ２４は、その除霜運転において、室内熱交換器１５の風上側に配設されたものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、熱源側熱交換器と、減圧器と、負荷側熱交換器と、が接続された冷媒循環回路と、
前記負荷側熱交換器を通過して車室内に流入する気流を生じさせる送風機と、
前記気流の通過位置に配設されたヒータと、
前記冷媒循環回路と、前記送風機と、前記ヒータと、の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記熱源側熱交換器の除霜運転において、前記ヒータを発熱させつつ、前記送風機に前記気流を生じさせるとともに、前記冷媒循環回路の冷媒を循環させ、
前記ヒータは、前記除霜運転において、前記負荷側熱交換器の、前記気流における風上側に配設された、
ことを特徴とする鉄道車両用空調システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記除霜運転において、前記減圧器で減圧された冷媒が前記負荷側熱交換器に流入するように、前記冷媒循環回路の冷媒を循環させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用空調システム。
【請求項３】
前記気流は、車室内から前記負荷側熱交換器に流入し、該負荷側熱交換器を通過した後に車室内に流入する気流であり、
前記制御部は、冷房運転及び暖房運転のうちの少なくとも一方において、前記送風機の送風方向を、前記除霜運転における前記送風機の送風方向の逆向きにする、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄道車両用空調システム。
【請求項４】
前記冷媒循環回路は、複数であり、
前記制御部は、前記除霜運転を同時に行う前記冷媒循環回路の数を制限する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の鉄道車両用空調システム。
【請求項５】
圧縮機と、熱源側熱交換器と、減圧器と、負荷側熱交換器と、が接続された冷媒循環回路と、
前記負荷側熱交換器を通過して車室内に流入する気流を生じさせる送風機と、
前記気流の通過位置に配設されたヒータと、
前記冷媒循環回路と、前記送風機と、前記ヒータと、の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記冷媒循環回路は、複数であり、
前記制御部は、前記熱源側熱交換器の除霜運転を同時に行う前記冷媒循環回路の数を制限し、該除霜運転において、前記ヒータを発熱させつつ、前記送風機に前記気流を生じさせる、
ことを特徴とする鉄道車両用空調システム。
【請求項６】
前記制御部は、前記除霜運転を同時に行う前記冷媒循環回路の数を、車両単位で制限する、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の鉄道車両用空調システム。
【請求項７】
前記ヒータは、車両で生じた回生エネルギーによって発熱する、
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の鉄道車両用空調システム。
【請求項８】
圧縮機と、熱源側熱交換器と、減圧器と、負荷側熱交換器と、が接続された冷媒循環回路と、
前記負荷側熱交換器を通過して車室内に流入する気流を生じさせる送風機と、
前記気流の通過位置に配設されたヒータと、
前記冷媒循環回路と、前記送風機と、前記ヒータと、の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記熱源側熱交換器の除霜運転において、前記ヒータを発熱させつつ、前記送風機に前記気流を生じさせ、
前記ヒータは、車両で生じた回生エネルギーによって発熱する、
ことを特徴とする鉄道車両用空調システム。
【請求項９】
前記気流の通過位置に、蓄熱部材が配設された、
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の鉄道車両用空調システム。
【請求項１０】
圧縮機と、熱源側熱交換器と、減圧器と、負荷側熱交換器と、が接続された冷媒循環回路と、
前記負荷側熱交換器を通過して車室内に流入する気流を生じさせる送風機と、
前記気流の通過位置に配設されたヒータと、
前記冷媒循環回路と、前記送風機と、前記ヒータと、の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記熱源側熱交換器の除霜運転において、前記ヒータを発熱させつつ、前記送風機に前記気流を生じさせ、
前記気流の通過位置に、蓄熱部材が配設された、
ことを特徴とする鉄道車両用空調システム。
【請求項１１】
前記制御部は、前記除霜運転において、前記ヒータを発熱させつつ、前記送風機に前記気流を生じさせるとともに、前記冷媒循環回路の冷媒を循環させ、
前記蓄熱部材は、前記除霜運転において、前記負荷側熱交換器の、前記気流における風上側に配設された、
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の鉄道車両用空調システム。
【請求項１２】
前記蓄熱部材は、前記冷媒循環回路の冷媒の熱を蓄熱する、
ことを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の鉄道車両用空調システム。
【請求項１３】
前記蓄熱部材は、前記ヒータの熱を蓄熱する、
ことを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の鉄道車両用空調システム。
【請求項１４】
前記ヒータは、車室の内面に形成された開口から着脱される、
ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の鉄道車両用空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両用空調システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の鉄道車両用空調システムとして、圧縮機と、熱源側熱交換器と、減圧器と、負荷側熱交換器と、が接続された冷媒循環回路を備え、暖房運転によって熱源側熱交換器に付着した霜を、除霜運転によって除去するものがある。その除霜運転では、例えば、冷媒循環回路の冷媒が冷房運転と同様に循環することで、熱源側熱交換器に付着した霜が融解される（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２１７５０６号公報（段落［００１６］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の鉄道車両用空調システムでは、例えば、除霜運転において、冷媒循環回路の冷媒が冷房運転と同様に循環すると、負荷側熱交換器に低圧の冷媒が流入することとなり、その際に、負荷側熱交換器に設けられた送風機の送風が継続されると、車室内に冷気が吹き出されて、車室内の快適性等が低下してしまうという問題点があった。また、その送風機の送風が停止されたとしても、車室内の空調の中断によって、車室内の快適性等が低下してしまうという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を背景としてなされたものであり、車室内の快適性等が向上された鉄道車両用空調システムを得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る鉄道車両用空調システムは、圧縮機と、熱源側熱交換器と、減圧器と、負荷側熱交換器と、が接続された冷媒循環回路と、前記負荷側熱交換器を通過して車室内に流入する気流を生じさせる送風機と、前記気流の通過位置に配設されたヒータと、前記冷媒循環回路と、前記送風機と、前記ヒータと、の動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記熱源側熱交換器の除霜運転において、前記ヒータを発熱させつつ、前記送風機に前記気流を生じさせるとともに、前記冷媒循環回路の冷媒を循環させ、前記ヒータは、前記除霜運転において、前記負荷側熱交換器の、前記気流における風上側に配設されたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る鉄道車両用空調システムは、制御部が、熱源側熱交換器の除霜運転において、ヒータを発熱させつつ、送風機に、負荷側熱交換器を通過して車室内に流入する気流を生じさせるとともに、冷媒循環回路の冷媒を循環させ、ヒータが、その除霜運転において、負荷側熱交換器の風上側に配設される。そのため、除霜運転においても、車室内の暖房が継続されることとなって、車室内の快適性等が向上される。また、負荷側熱交換器の冷媒が、ヒータによって加熱された空気と熱交換することに起因して、その分高温となるため、熱源側熱交換器の除霜に要する時間が短縮されて、暖房運転への復帰が早められることとなって、車室内の快適性等が更に向上される。また、除霜運転に際して、熱源側熱交換器に供給する風量等を削減することができ、除霜運転時の運転効率が向上される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る鉄道車両用空調システムの、構成及び動作を説明するための図である。
【図２】実施の形態１に係る鉄道車両用空調システムの、構成及び動作を説明するための図である。
【図３】実施の形態２に係る鉄道車両用空調システムの、構成及び動作を説明するための図である。
【図４】実施の形態２に係る鉄道車両用空調システムの、構成及び動作を説明するための図である。
【図５】実施の形態３に係る鉄道車両用空調システムの、構成及び動作を説明するための図である。
【図６】実施の形態３に係る鉄道車両用空調システムの、構成及び動作を説明するための図である。
【図７】実施の形態４に係る鉄道車両用空調システムの、構成及び動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る鉄道車両用空調システムについて、図面を用いて説明する。
なお、以下では、本発明に係る鉄道車両用空調システムが、冷房運転と暖房運転と除霜運転とを切り替えるものである場合を説明しているが、本発明に係る鉄道車両用空調システムは、そのようなものである場合に限定されない。例えば、本発明に係る鉄道車両用空調システムが、暖房運転と除霜運転のみを切り替えるものであってもよい。また、以下で説明する構成、動作等は、一例であり、本発明に係る鉄道車両用空調システムは、そのような構成、動作等である場合に限定されない。また、各図において、同一の又は類似する部材又は部分には、同一の符号を付すか、又は、符号を付すことを省略している。また、細かい構造については、適宜図示を簡略化又は省略している。また、重複する説明については、適宜簡略化又は省略している。
【００１０】
実施の形態１．
以下に、実施の形態１に係る鉄道車両用空調システムを説明する。
（鉄道車両用空調システムの構成及び動作）
実施の形態１に係る鉄道車両用空調システムの構成及び動作について説明する。
図１及び図２は、実施の形態１に係る鉄道車両用空調システムの、構成及び動作を説明するための図である。なお、図１は、鉄道車両用空調システム１が冷房運転及び暖房運転を行う場合の動作を示し、図２は、鉄道車両用空調システム１が除霜運転を行う場合の動作を示している。また、図１では、冷房運転時の冷媒の流れが点線の矢印で示され、暖房運転時の冷媒の流れが実線の矢印で示される。また、冷房運転時の四方弁１２の流路が点線で示され、暖房運転時の四方弁１２の流路が実線で示される。また、図２では、除霜運転時の冷媒の流れが実線の矢印で示され、除霜運転時の四方弁１２の流路が実線で示される。
【００１１】
図１に示されるように、鉄道車両用空調システム１は、圧縮機１１と、四方弁１２と、室外熱交換器１３と、減圧器１４と、室内熱交換器１５と、が配管で接続された、冷媒循環回路２を有する。室外熱交換器１３は、本発明における「熱源側熱交換器」に相当する。室内熱交換器１５は、本発明における「負荷側熱交換器」に相当する。室内送風機２２は、本発明における「送風機」に相当する。
【００１２】
室外送風機２１によって、例えば、車両５１外の空気が、室外熱交換器１３に導かれ、室外熱交換器１３で冷媒と熱交換を行った後のその空気が、車両５１外に吹き出される。室内送風機２２によって、例えば、車室５２内の空気が、室内熱交換器１５に導かれ、室内熱交換器１５で冷媒と熱交換を行った後のその空気が、車室５２内に吹き出される。冷媒循環回路２は、車両５１の、例えば、車室５２の天井裏、車室５２の床下、車室５２の座席下等の、車室５２外に設けられる。車室５２内の空気は、車室５２の、例えば、天井、座席下等に形成された開口５３から吸い込まれ、室内熱交換器１５で冷媒と熱交換を行った後のその空気は、車室５２の、例えば、天井、座席下等に形成された開口５４から吹き出される。室外送風機２１は、室外熱交換器１３の風下側に設けられてもよく、また、室外熱交換器１３の風上側に設けられてもよい。室内送風機２２は、室内熱交換器１５の風下側に設けられてもよく、また、室内熱交換器１５の風上側に設けられてもよい。
【００１３】
鉄道車両用空調システム１は、制御部３１を有する。制御部３１は、鉄道車両用空調システム１の動作全般を司る。制御部３１には、例えば、圧縮機１１、四方弁１２、減圧器１４、室外送風機２１、室内送風機２２等が接続される。制御部３１は、例えば、マイクロプロセッサユニット等で構成されてもよく、また、ファームウェア等の更新可能なもので構成されてもよく、また、ＣＰＵ等からの指令によって実行されるプログラムモジュール等であってもよい。
【００１４】
四方弁１２は、制御部３１からの指令に基づいて流路の切替動作を行う。制御部３１は、鉄道車両用空調システム１に冷房運転を行わせる、つまり、室外熱交換器１３を凝縮器として作用させ、室内熱交換器１５を蒸発器として作用させる際は、圧縮機１１から吐出された高圧の冷媒が室外熱交換器１３に流入し、室内熱交換器１５から流出した低圧の冷媒が圧縮機１１に吸入されるように、流路を切り替える。制御部３１は、鉄道車両用空調システム１に暖房運転を行わせる、つまり、室外熱交換器１３を蒸発器として作用させ、室内熱交換器１５を凝縮器として作用させる際は、圧縮機１１から吐出された高圧の冷媒が室内熱交換器１５に流入し、室外熱交換器１３から流出した低圧の冷媒が圧縮機１１に吸入されるように、流路を切り替える。四方弁１２は、他の流路切替装置であってもよい。
【００１５】
鉄道車両用空調システム１は、着霜検出手段２３を有する。着霜検出手段２３は、例えば、室外熱交換器１３の配管上に固定された温度センサを有する。暖房運転時に、外気の温度が低下して、室外熱交換器１３の着霜が進行すると、減圧器１４から流出する冷媒の圧力が低下して、室外熱交換器１３を通過する冷媒の温度が低下する。そのため、その温度センサによって、室外熱交換器１３を通過する冷媒の温度が検知されることで、着霜が進行しているか否かの検出が可能となる。その温度センサは、減圧器１４と室外熱交換器１３との間の配管上に固定されてもよい。着霜検出手段２３の出力は、制御部３１に入力される。制御部３１は、着霜検出手段２３によって、着霜が進行していることが検出されると、鉄道車両用空調システム１に除霜運転を行わせる。鉄道車両用空調システム１が、着霜検出手段２３を有さず、乗員等が入力する日時、指示等に応じて、除霜運転を行ってもよい。
【００１６】
鉄道車両用空調システム１は、ヒータ２４を有する。ヒータ２４は、室内送風機２２によって生じる、車室５２の開口５３から吸い込まれて、室内熱交換器１５を通過した後に、車室５２の開口５４から吹き出される気流の、通過位置に配設される。ヒータ２４は、室内熱交換器１５の風上側に配設される。ヒータ２４は、制御部３１に接続される。制御部３１は、鉄道車両用空調システム１に冷房運転及び暖房運転を行わせる際には、ヒータ２４を発熱させない。
【００１７】
ヒータ２４は、車室５２側から着脱されるとよい。つまり、ヒータ２４は、車室５２の内面に形成された、室内熱交換器１５、室内送風機２２等を着脱するための開口（いわゆるリターン口）を、通過できる大きさ及び形状であるとよい。そのように構成されることで、鉄道車両用空調システム１の保守作業、組立作業等の効率性が向上される。
【００１８】
制御部３１には、架線６１から供給される高圧電源を低圧電源に変換する、ＳＩＶ装置（静止型インバータ装置）３２が含まれる。ＳＩＶ装置３２は、車両５１の補助電源装置として機能する。制御部３１に接続される各機器（圧縮機１１、四方弁１２、減圧器１４、室外送風機２１、室内送風機２２、着霜検出手段２３、ヒータ２４等）は、ＳＩＶ装置３２から供給される電力によって作動する。
【００１９】
図２に示されるように、制御部３１は、鉄道車両用空調システム１に除霜運転を行わせる際に、四方弁１２を、冷房運転時と同じ状態に、つまり、圧縮機１１から吐出された高圧の冷媒が室外熱交換器１３に流入し、室内熱交換器１５から流出した低圧の冷媒が圧縮機１１に吸入されるように、流路を切り替える。また、制御部３１は、ヒータ２４を発熱させるとともに、室内送風機２２を、冷房運転時及び暖房運転時と同じ送風方向で、送風させつつ、冷媒循環回路２の冷媒を循環させる。
【００２０】
（鉄道車両用空調システムの作用）
実施の形態１に係る鉄道車両用空調システムの作用について説明する。
鉄道車両用空調システム１では、室外熱交換器１３の除霜運転において、ヒータ２４が、室内熱交換器１５を通過して車室５２内に流入する気流における、室内熱交換器１５の風上側に配設される。そして、制御部３１が、ヒータ２４を発熱させつつ、室内送風機２２に、車室５２内に流入する気流を生じさせるとともに、冷媒循環回路２の冷媒を循環させる。そのため、除霜運転においても、車室５２内の暖房が継続されることとなって、車室内の快適性等が向上される。
【００２１】
また、室内熱交換器１５の冷媒が、ヒータ２４によって加熱された空気と熱交換することに起因して、その分高温となるため、室外熱交換器１３の除霜に要する時間が短縮されて、暖房運転への復帰が早められることとなって、車室５２内の快適性等が更に向上される。また、除霜運転に際して、室外熱交換器１３に供給する風量等を削減することができ、鉄道車両用空調システム１の除霜運転時の運転効率が向上される。なお、ヒータ２４の容量が大きくされることで、暖房運転への復帰が更に早められ、また、運転効率が更に向上される。
【００２２】
また、特に、室外熱交換器１３の除霜運転において、室内熱交換器１５に減圧器１４で減圧された冷媒が流入する場合には、室内送風機２２に低圧の冷媒が流入することに起因して、車室５２内の暖房を継続することが更に困難となる。そのため、ヒータ２４が、室内熱交換器１５を通過して車室５２内に流入する気流における、室内熱交換器１５の風上側に配設され、制御部３１が、ヒータ２４を発熱させつつ、室内送風機２２に、車室５２内に流入する気流を生じさせるとともに、冷媒循環回路２の冷媒を循環させることで、車室５２内の暖房が継続されることの優位性が、一層強まる。
【００２３】
なお、制御部３１が、冷房運転によって室内熱交換器１５に付着した霜を融解する除霜運転に際して、ヒータ２４を発熱させてもよく、そのような場合には、冷房運転への復帰が早められて、車室５２内の快適性等が向上され、また、室内熱交換器１５に付着した霜を融解する除霜運転の運転効率が向上される。
【００２４】
実施の形態２．
以下、実施の形態２に係る鉄道車両用空調システムについて説明する。
なお、実施の形態１に係る鉄道車両用空調システムと重複する説明は、適宜簡略化又は省略している。
【００２５】
（鉄道車両用空調システムの構成及び動作）
実施の形態２に係る鉄道車両用空調システムの構成及び動作について説明する。
図３及び図４は、実施の形態２に係る鉄道車両用空調システムの、構成及び動作を説明するための図である。なお、図３は、鉄道車両用空調システム１が冷房運転及び暖房運転を行う場合の動作を示し、図４は、鉄道車両用空調システム１が除霜運転を行う場合の動作を示している。また、図３では、冷房運転時の冷媒の流れが点線の矢印で示され、暖房運転時の冷媒の流れが実線の矢印で示される。また、冷房運転時の四方弁１２の流路が点線で示され、暖房運転時の四方弁１２の流路が実線で示される。また、図４では、除霜運転時の冷媒の流れが実線の矢印で示され、除霜運転時の四方弁１２の流路が実線で示される。
【００２６】
図３に示されるように、鉄道車両用空調システム１は、ヒータ２４を有する。ヒータ２４は、冷房運転時及び暖房運転時に、室内送風機２２によって生じる、車室５２の開口５３から吸い込まれて、室内熱交換器１５を通過した後に、車室５２の開口５４から吹き出される気流の、通過位置に配設される。ヒータ２４は、冷房運転時及び暖房運転時に、室内熱交換器１５の風下側に配設される。ヒータ２４は、制御部３１に接続される。制御部３１は、鉄道車両用空調システム１に冷房運転及び暖房運転を行わせる際には、ヒータ２４を発熱させない。
【００２７】
図４に示されるように、制御部３１は、鉄道車両用空調システム１に除霜運転を行わせる際に、四方弁１２を、冷房運転時と同じ状態に、つまり、圧縮機１１から吐出された高圧の冷媒が室外熱交換器１３に流入し、室内熱交換器１５から流出した低圧の冷媒が圧縮機１１に吸入されるように、流路を切り替える。また、制御部３１は、ヒータ２４を発熱させるとともに、室内送風機２２を、冷房運転時及び暖房運転時と逆向きの送風方向で、送風させつつ、冷媒循環回路２の冷媒を循環させる。
【００２８】
（鉄道車両用空調システムの作用）
実施の形態２に係る鉄道車両用空調システムの作用について説明する。
鉄道車両用空調システム１では、冷房運転及び暖房運転において、ヒータ２４が、室内熱交換器１５を通過して車室５２内に流入する気流における、室内熱交換器１５の風下側に配設される。そのため、冷房運転時及び暖房運転時に、風上側に配設されたヒータ２４によって、室内熱交換器１５を通過する気流の分布が不均一になることが抑制され、除霜運転時にヒータ２４によって室内熱交換器１５を通過する前の空気を加熱することと、冷房運転及び暖房運転における室内熱交換器１５の熱交換効率を向上することと、が両立される。
【００２９】
実施の形態３．
以下、実施の形態３に係る鉄道車両用空調システムについて説明する。
なお、実施の形態１及び実施の形態２に係る鉄道車両用空調システムと重複する説明は、適宜簡略化又は省略している。また、以下では、実施の形態３に係る鉄道車両用空調システムが、実施の形態１に係る鉄道車両用空調システムと同様の構成、動作等である場合について説明しているが、実施の形態３に係る鉄道車両用空調システムが、実施の形態２に係る鉄道車両用空調システムと同様の構成、動作等であってもよい。
【００３０】
（鉄道車両用空調システムの構成及び動作）
実施の形態３に係る鉄道車両用空調システムの構成及び動作について説明する。
図５及び図６は、実施の形態３に係る鉄道車両用空調システムの、構成及び動作を説明するための図である。なお、図５は、鉄道車両用空調システム１が暖房運転を行う場合の動作を示し、図６は、鉄道車両用空調システム１が除霜運転を行う場合の動作を示している。また、図５では、暖房運転時の冷媒の流れが実線の矢印で示され、暖房運転時の四方弁１２の流路が実線で示される。また、図６では、除霜運転時の冷媒の流れが実線の矢印で示され、除霜運転時の四方弁１２の流路が実線で示される。
【００３１】
図５に示されるように、鉄道車両用空調システム１は、四方弁１２と減圧器１４との間の室内熱交換器１５側をバイパスするバイパス流路１６が接続された冷媒循環回路２を有する。バイパス流路１６には、電磁弁１７が設けられる。例えば、バイパス流路１６の配管の外周面等に、蓄熱部材２５が固定される。蓄熱部材２５は、室内送風機２２によって生じる、車室５２の開口５３から吸い込まれて、室内熱交換器１５を通過した後に、車室５２の開口５４から吹き出される気流の、通過位置に配設される。蓄熱部材２５は、室内熱交換器１５の風上側に配設される。電磁弁１７は、制御部３１に接続される。制御部３１は、鉄道車両用空調システム１に暖房運転を行わせる際に、常時又は間欠的に、電磁弁１７を開状態にする。
【００３２】
制御部３１には、ＳＩＶ装置３２と、回生エネルギー生成装置３３と、が含まれる。回生エネルギー生成装置３３は、例えば、車両５１の車輪を駆動するためのモータ、つまり、回生ブレーキ等である。ヒータ２４は、回生エネルギー生成装置３３から供給される電力によって発熱する。ヒータ２４が、常時、回生エネルギー生成装置３３から供給される電力によって発熱してもよく、また、回生エネルギー生成装置３３で回生エネルギーが生成されない場合のみ、ＳＩＶ装置３２から供給される電力によって発熱してもよい。また、回生エネルギー生成装置３３で生成された回生エネルギーが、バッテリーに蓄えられ、ヒータ２４が、そのバッテリーから供給される電力によって発熱してもよい。制御部３１は、鉄道車両用空調システム１に冷房運転及び暖房運転を行わせる際には、ヒータ２４を発熱させない。
【００３３】
制御部３１は、着霜検出手段２３によって、着霜が進行していることが検出され、且つ、回生エネルギー生成装置３３によって、回生エネルギーが生成されると、鉄道車両用空調システム１に除霜運転を行わせる。図６に示されるように、制御部３１は、鉄道車両用空調システム１に除霜運転を行わせる際に、四方弁１２を、冷房運転時と同じ状態に、つまり、圧縮機１１から吐出された高圧の冷媒が室外熱交換器１３に流入し、室内熱交換器１５から流出した低圧の冷媒が圧縮機１１に吸入されるように、流路を切り替え、且つ、電磁弁１７を閉状態にする。また、制御部３１は、ヒータ２４を発熱させるとともに、室内送風機２２を送風させつつ、冷媒循環回路２の冷媒を循環させる。
【００３４】
（鉄道車両用空調システムの作用）
実施の形態３に係る鉄道車両用空調システムの作用について説明する。
鉄道車両用空調システム１では、ヒータ２４が、回生エネルギー生成装置３３から供給される電力によって発熱する。そのため、ヒータ２４が設けられたことに起因して、ＳＩＶ装置３２の容量が大きくなることが抑制されて、鉄道車両用空調システム１が低コスト化される。また、回生エネルギーの回収率が向上され、車両５１の運転効率が向上される。
【００３５】
また、鉄道車両用空調システム１では、室外熱交換器１３の除霜運転において、室内熱交換器１５を通過して車室５２内に流入する空気が、ヒータ２４と蓄熱部材２５とによって加熱される。そのため、除霜運転における車室５２内の暖房が更に高温となって、車室内の快適性等が向上される。また、例えば、回生エネルギー生成装置３３における回生エネルギーの生成が終了した際等の、ヒータ２４の発熱が停止した際においても、車室５２内の暖房を継続することができるため、車室内の快適性等が更に向上される。
【００３６】
また、鉄道車両用空調システム１では、室外熱交換器１３の除霜運転において、蓄熱部材２５が、室内熱交換器１５を通過して車室５２内に流入する気流における、室内熱交換器１５の風上側に、ヒータ２４と共に配設される。そのため、室内熱交換器１５の冷媒が、蓄熱部材２５によって加熱された空気と熱交換することに起因して、その分更に高温となるため、室外熱交換器１３の除霜に要する時間が更に短縮されて、暖房運転への復帰が更に早められることとなって、車室５２内の快適性等が更に向上される。また、除霜運転に際して、室外熱交換器１３に供給する風量等を更に削減することができ、鉄道車両用空調システム１の除霜運転時の運転効率が更に向上される。
【００３７】
また、蓄熱部材２５が、冷媒循環回路２の冷媒の熱を蓄熱する。そのため、蓄熱部材２５に熱を蓄えるための別の熱源が設けられなくてもよくなり、鉄道車両用空調システム１が低コスト化される。
【００３８】
なお、蓄熱部材２５が、ヒータ２４に固定されていてもよい。つまり、蓄熱部材２５が、ヒータ２４の熱を蓄熱するものであってもよい。そのような場合でも、蓄熱部材２５に熱を蓄えるための別の熱源が設けられなくてもよくなり、鉄道車両用空調システム１が低コスト化される。また、例えば、回生エネルギー生成装置３３における回生エネルギーの生成が終了した際等の、ヒータ２４の発熱が停止した際においても、車室５２内の暖房を継続することができるため、車室内の快適性等が向上される。
【００３９】
実施の形態４．
以下、実施の形態４に係る鉄道車両用空調システムについて説明する。
なお、実施の形態１〜実施の形態３に係る鉄道車両用空調システムと重複する説明は、適宜簡略化又は省略している。また、以下では、実施の形態４に係る鉄道車両用空調システムが、実施の形態１に係る鉄道車両用空調システムと同様の構成、動作等である場合について説明しているが、実施の形態４に係る鉄道車両用空調システムが、実施の形態２又は実施の形態３に係る鉄道車両用空調システムと同様の構成、動作等であってもよい。
【００４０】
（鉄道車両用空調システムの構成及び動作）
実施の形態４に係る鉄道車両用空調システムの構成及び動作について説明する。
図７は、実施の形態４に係る鉄道車両用空調システムの、構成及び動作を説明するための図である。なお、図７は、鉄道車両用空調システム１が暖房運転と除霜運転とを同時に行っている状態を示している。また、図７では、その際の冷媒の流れが実線の矢印で示され、その際の四方弁１２の流路が実線で示される。
【００４１】
図７に示されるように、鉄道車両用空調システム１は、複数の冷媒循環回路２を有する。複数の冷媒循環回路２のそれぞれには、複数の室内熱交換器１５が接続される。複数の室内熱交換器１５のそれぞれに対応して、ヒータ２４が設けられる。制御部３１には、複数の冷媒循環回路２の各機器（圧縮機１１、四方弁１２、減圧器１４、室外送風機２１、室内送風機２２、着霜検出手段２３、ヒータ２４等）が接続される。複数の冷媒循環回路２に設けられた複数のヒータ２４は、共通のＳＩＶ装置３２から供給される電力によって作動する。
【００４２】
なお、冷媒循環回路２の個数及び室内熱交換器１５の個数は、２つである場合に限定されない。また、複数の冷媒循環回路２は、１つの車両５１に纏めて設けられてもよく、また、複数の車両５１に跨がって設けられてもよい。また、複数の冷媒循環回路２のそれぞれに、室内熱交換器１５が１つずつ接続されてもよい。
【００４３】
制御部３１は、複数の冷媒循環回路２のうちの一部の冷媒循環回路２を除霜運転させると同時に、複数の冷媒循環回路２のうちの残りの冷媒循環回路２を暖房運転させる。つまり、制御部３１は、除霜運転を同時に行わせる冷媒循環回路２の個数を制限する。例えば、制御部３１は、複数の着霜検出手段２３で着霜が進行していることが検出されると、その複数の着霜検出手段２３に対応する複数の冷媒循環回路２を、１つずつ除霜運転させる。
【００４４】
複数の冷媒循環回路２が、複数の車両５１に跨がって設けられる場合には、制御部３１が、除霜運転を同時に行わせる冷媒循環回路２の個数を車両５１単位で制限してもよい。そのような場合には、制御部３１における制御が簡素化される。例えば、制御部３１は、互いに異なる車両５１に設けられた２つの室外熱交換器１３の着霜が進行していることが検出されると、その一方の室外熱交換器１３が接続された冷媒循環回路２と、その一方の室外熱交換器１３を有する一方の車両５１に設けられた他の冷媒循環回路２と、を同時に除霜運転させた後に、その他方の室外熱交換器１３が接続された冷媒循環回路２と、その他方の室外熱交換器１３を有する他方の車両５１に設けられた他の冷媒循環回路２と、を同時に除霜運転させる。
【００４５】
（鉄道車両用空調システムの作用）
実施の形態４に係る鉄道車両用空調システムの作用について説明する。
鉄道車両用空調システム１では、複数の冷媒循環回路２を有し、制御部３１が、除霜運転を同時に行わせる冷媒循環回路２の個数を制限する。そのため、複数のヒータ２４が同時に作動することに起因して、ＳＩＶ装置３２の容量が大きくなることが抑制されて、鉄道車両用空調システム１が低コスト化される。
【００４６】
以上、実施の形態１〜実施の形態４について説明したが、本発明は各実施の形態の説明に限定されない。例えば、実施の形態の全て又は一部を組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１  鉄道車両用空調システム、２  冷媒循環回路、１１  圧縮機、１２  四方弁、１３  室外熱交換器、１４  減圧器、１５  室内熱交換器、１６  バイパス流路、１７  電磁弁、２１  室外送風機、２２  室内送風機、２３  着霜検出手段、２４  ヒータ、２５  蓄熱部材、３１  制御部、３２  ＳＩＶ装置、３３  回生エネルギー生成装置、５１  車両、５２  車室、５３  開口、５４  開口、６１  架線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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