(57)【要約】【課題】寒冷地でも室外熱交換器に霜が着くことなく、安定した暖房が可能で信頼性の高い車両用ヒートポンプ式空調装置を得ることを目的とする。【解決手段】圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器４、膨張弁６及び室内熱交換器５が組み込まれて冷媒が循環する冷凍サイクルを構成し、室内熱交換器５と空気が熱交換するように配置された室内送風機７及び室外熱交換器４と空気が熱交換するように配置された室外送風機８を備えた車両用ヒートポンプ式空調装置において、室外熱交換器４の風向き上流側に温水熱交換器１２を配置し、温水熱交換器１２をエンジン９を内蔵するタンク１０に温水パイプ１１を介して連結したものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、四方弁、室外熱交換器、膨張弁及び室内熱交換器が組み込まれて冷媒が循環する冷凍サイクルを構成し、室内熱交換器と空気が熱交換するように配置された室内送風機及び室外熱交換器と空気が熱交換するように配置された室外送風機を備えた車両用ヒートポンプ式空調装置において、
前記室外熱交換器の風向き上流側に温水熱交換器を配置し、該温水熱交換器をエンジンを内蔵するタンクに温水パイプを介して連結したことを特徴とする車両用ヒートポンプ式空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車等の車両に搭載される車両用ヒートポンプ式空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用ヒートポンプ式空調装置として図２に示すようなものがある。図２は従来の車両用ヒートポンプ式空調装置を示す構成図である。
従来の車両用ヒートポンプ式空調装置は、圧縮機２１と、四方弁２２と、アキュムレータ２３と、室外熱交換器２４と、室内熱交換器２５と、膨張弁２６と、室内送風機２７と、室外送風機２８とを有して構成されている。
そして、圧縮機２１−四方弁２２−室外熱交換器２４−膨張弁２６−室内熱交換器２５−四方弁２２−アキュムレータ２３−圧縮機２１の順に接続されて冷媒が循環する冷凍サイクルを構成している。
室内送風機２７は室内熱交換器２５と空気が熱交換するように上流側または下流側に配置され、室外送風機２８は室外熱交換器２４と空気が熱交換するように上流側または下流側に配置される。
【０００３】
次に、上記車両用ヒートポンプ式空調装置の冷媒の流れについて説明する。
図２において、冷房運転時は、圧縮機２１から出た高温、高圧の冷媒が四方弁２２を通り、室外熱交換器２４へ流れて、膨張弁２６に至る。膨張弁６を出た低温、低圧の冷媒は室内熱交換器２５を通り、四方弁２２へ流れ、四方弁２２からアキュムレータ２３を経て圧縮機２１に戻る。
また、暖房運転時は、圧縮機２１から出た高温、高圧の冷媒が四方弁２２を通り、室内熱交換器２５へ流れて、膨張弁２６に至る。膨張弁６を出た低温、低圧の冷媒は室外熱交換器２４を通り、四方弁２２へ流れ、四方弁２２からアキュムレータ２３を経て圧縮機２１に戻る。
【０００４】
次に、上記車両用ヒートポンプ式空調装置の熱交換器における熱の授受について説明する。
図２において、冷房運転時で外気は高温の室外熱交換器２４と熱交換し、室外送風機２８で高温となった空気が外へ放出され、車内の空気は低温の室内熱交換器２５と熱交換し、室内送風機２７で低温となった空気が送られる。
【０００５】
また、暖房運転時では、外気は低温の室外熱交換器２４と熱交換し、室外送風機２８で低温となった空気が外へ放出され、車内の空気は高温の室内熱交換器２５と熱交換し、室内送風機２７で高温となった空気が送られる。
また、上記従来の車両用ヒートポンプ式空調装置と同様な技術として、圧縮機、四方弁、室内交換器、絞り機構、室外熱交換器等が組み込まれた閉回路を冷媒が循環する冷凍サイクルを有するヒートポンプ式空調装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−２２６７１５号公報（第１頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記いずれのヒートポンプ式空調装置も、特に寒冷地における暖房運転時で低温の室外熱交換器は低温の空気と熱交換するため、室外熱交換器の表面に霜が着きやすく、熱交換しにくくなり、暖房能力の低下を招くといった問題があった。
本発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、寒冷地でも室外熱交換器に霜が着くことなく、安定した暖房が可能で信頼性の高い車両用ヒートポンプ式空調装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による車両用ヒートポンプ式空調装置は、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、膨張弁及び室内熱交換器が組み込まれて冷媒が循環する冷凍サイクルを構成し、室内熱交換器と空気が熱交換するように配置された室内送風機及び室外熱交換器と空気が熱交換するように配置された室外送風機を備えた車両用ヒートポンプ式空調装置において、前記室外熱交換器の風向き上流側に温水熱交換器を配置し、該温水熱交換器をエンジンを内蔵するタンクに温水パイプを介して連結したものである。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように本発明の車両用ヒートポンプ式空調装置によれば、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、膨張弁及び室内熱交換器が組み込まれて冷媒が循環する冷凍サイクルを構成し、室内熱交換器と空気が熱交換するように配置された室内送風機及び室外熱交換器と空気が熱交換するように配置された室外送風機を備えた車両用ヒートポンプ式空調装置において、前記室外熱交換器の風向き上流側に温水熱交換器を配置し、該温水熱交換器をエンジンを内蔵するタンクに温水パイプを介して連結したので、外気は低温の室外熱交換器と熱交換し、室外送風機で低温となった空気が外へ放出され、車内の空気は高温の室内熱交換器と熱交換し、室内送風機で高温となった空気が送られる暖房運転時に、エンジンの稼動で暖められたタンク内の高温水が温水パイプを経て流れ込む温水熱交換器で外気と熱交換し、温水熱交換器の風向きとして下流側の外気が暖められ、その外気が温水熱交換器より風向きとして下流側の室外熱交換器に流れ込み熱交換することにより、寒冷地でも室外熱交換器に霜が着かず、安定した暖房が可能となるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１の車両用ヒートポンプ式空調装置を示す構成図である。
本発明の実施の形態１の車両用ヒートポンプ式空調装置は、圧縮機１と、四方弁２と、アキュムレータ３と、室外熱交換器４と、室内熱交換器５と、膨張弁６と、室内送風機７と、室外送付器８と、車両を駆動するエンジン９と、エンジン９を内蔵するタンク１０と、温水熱交換器１１と、温水熱交換器１１とタンク１０とを連結する２本の温水パイプ１２とを有して構成されている。
そして、圧縮機１−四方弁２−室外熱交換器４−膨張弁６−室内熱交換器５−四方弁２−アキュムレータ３−圧縮機１の順に接続されて冷媒が循環する冷凍サイクルを構成している。
【００１０】
室内送風機１５は室内熱交換器１４と空気が熱交換するように上流側又は下流側に配置されている。即ち、室内送風機１５が室内熱交換器１４に空気を送り込むときは室内送風機１５は室内熱交換器１４の上流側に配置され、室内送風機１５が室内熱交換器１４から空気を取り込むときは室内送風機１５は室内熱交換器１４の下流側に配置される。
また、室外送風機５は室外熱交換器７と空気が熱交換するように上流側または下流側に配置される。即ち、図１においては室外送風機５が室外熱交換器７から空気を取り込むものであり、室外送風機５は室外熱交換器７の下流側に配置されている。室外送風機５が室外熱交換器７に空気を送り込むものであるときは、室外送風機５は室外熱交換器７の上流側に配置されている。
【００１１】
さらに、室外送風機５が室外熱交換器７から空気を取り込むものであり、温水熱交換器１２は室外熱交換器１３の上流側に設けられている。なお、室外送風機５が室外熱交換器７に空気を送り込むものであるときは、室外送風機５は室外熱交換器７の上流側に配置され、温水熱交換器１２は室外送風機５と室外熱交換器７との間に配置されることとなる。
タンク９と温水熱交換器１２とを温水パイプ１１を介して行き来する温水は、寒冷地でのエンジン１７の停止で氷結しないように有機溶剤に多量の水を添加して薄めた不凍液を使用している。なお、図１に示す室内送風機１５は 軸流式であるが、多翼式でも良い。
【００１２】
次に、本発明の実施の形態１の車両用ヒートポンプ式空調装置の冷媒と温水の流れについて説明する。
図１において、冷媒運転時は圧縮機１から出た高温、高圧の冷媒が四方弁２をとおり、室外熱交換器４へ流れて、膨張弁６に至る。膨張弁６を出た低温、低圧の冷媒は室内熱交換器５を通り、四方弁２へ流れ、四方弁２からアキュムレータ３を経て圧縮機９に戻る。
暖房運転時には、圧縮機１から出た高温、高圧の冷媒が四方弁２を通り、室内熱交換器５へ流れて、膨張弁６に至る。膨張弁６を出た低温、低圧の冷媒は室外熱交換器４を通り、四方弁２へ流れ、四方弁２からアキュムレータ３を経て圧縮機１に戻る。
また、エンジン１７の稼動で暖められたタンク１８内の高温水は、温水パイプ１１を経て温水熱交換器１２に流れ込む。
【００１３】
次に、上記実施の形態１の車両用ヒートポンプ式空調装置における熱交換器の熱の授受について説明する。
図１において、冷房運転時で外気は高温の室外熱交換器４と熱交換し、室外送風機８で高温となった空気が外へ放出され、車内の空気は低温の室内熱交換器５と熱交換し、室内送風機７で低温となった空気が送られる。
また、暖房運転時では、外気は低温の室外熱交換器４と熱交換し、室外送風機８で低温となった空気が外へ放出され、車内の空気は高温の室内熱交換器５と熱交換し、室内送風機７で高温となった空気が送られる。
また、エンジン１７の稼動で暖められたタンク１８内の高温水が温水パイプ１１を経て流れ込む温水熱交換器１２で外気と熱交換し、温水熱交換器１２の風向きとして下流側の外気が暖められる。この暖められた外気が温水熱交換器１２より風向きとして下流側の室外熱交換器４に流れ込み熱交換するため、寒冷地でも室外熱交換器４に霜が着かず、安定した暖房が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１の車両用ヒートポンプ式空調装置を示す構成図。
【図２】従来の車両用ヒートポンプ式空調装置を示す構成図。
【符号の説明】
【００１５】
１  圧縮機、２  四方弁、３  アキュムレータ、４  室外熱交換器、５  室内熱交換器、６  膨張弁、７  室内送風機、８  室外送風機、９  エンジン、１０  タンク、１１  温水パイプ、１２  温水熱交換器。
【図１】
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【図２】
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