車(chē)輛用空調(diào)裝置及其結(jié)構(gòu)組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車(chē)輛用空調(diào)裝置及車(chē)輛用空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)組件。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，提出了利用熱栗進(jìn)行車(chē)室內(nèi)的制冷及供暖的車(chē)輛用空調(diào)裝置的方案(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。
[0003]另外，以往存在利用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的熱量進(jìn)行車(chē)室內(nèi)的供暖的車(chē)輛用空調(diào)裝置。并且，還有利用熱栗的高溫高壓制冷劑進(jìn)一步加熱發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液，以該冷卻液進(jìn)行車(chē)室內(nèi)的供暖的車(chē)輛用空調(diào)裝置的方案(例如專(zhuān)利文獻(xiàn)I的圖18)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平8-197937號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0008]但是，在利用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的熱量進(jìn)行車(chē)室內(nèi)的供暖的以往的車(chē)輛用空調(diào)裝置中，在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的水溫不高的情況下，存在無(wú)法對(duì)車(chē)室內(nèi)供暖的問(wèn)題。
[0009]近年來(lái)，伴隨發(fā)動(dòng)機(jī)的高效率化，存在即使在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的水溫也不太高的車(chē)輛。并且，在怠速停車(chē)、HEV (Hybrid Electric Vehicle，混合動(dòng)力汽車(chē))、P-HEV(Plug-1n Hybrid Electric Vehicle，插電式混合動(dòng)力汽車(chē))等中，因發(fā)動(dòng)機(jī)間歇地運(yùn)轉(zhuǎn)，常常產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的水溫不太高的狀況。
[0010]另一方面，在由熱栗的高溫高壓制冷劑進(jìn)一步加熱發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液，以該冷卻液進(jìn)行車(chē)室內(nèi)的供暖的上述以往的車(chē)輛用空調(diào)裝置中，即使在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的水溫不太高的狀況下，也能夠進(jìn)行車(chē)室內(nèi)的供暖。但是，可知在這樣的車(chē)輛用空調(diào)裝置中，在外部空氣溫度較低，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的水溫不太高的情況下，供暖效率降低(詳細(xì)內(nèi)容使用圖5及圖6進(jìn)行后述)。
[0011 ] 在電動(dòng)汽車(chē)中，在從供給行駛用的電力的二次電池、或行駛用電動(dòng)機(jī)等發(fā)動(dòng)機(jī)以外的發(fā)熱部件得到余熱而用于供暖中的情況下，也同樣產(chǎn)生這樣的問(wèn)題。
[0012]本發(fā)明的目的在于，提供即使在外部空氣溫度較低、無(wú)法從車(chē)輛的發(fā)熱部件得到較多余熱的情況下，也能夠以較高的效率進(jìn)行車(chē)室內(nèi)的供暖的車(chē)輛用空調(diào)裝置。
[0013]解決問(wèn)題的方案
[0014]本發(fā)明一形態(tài)的車(chē)輛用空調(diào)裝置，采用以下結(jié)構(gòu)，具備:第一水制冷劑熱交換器，其在熱栗中的低溫低壓的制冷劑和車(chē)輛的發(fā)熱部件的冷卻液之間交換熱來(lái)使制冷劑汽化；以及第二水制冷劑熱交換器，其在所述熱栗中的高溫高壓的制冷劑和熱傳送用的冷卻液之間交換熱來(lái)使制冷劑冷凝，所述第二水制冷劑熱交換器與對(duì)車(chē)室內(nèi)輸送的空氣提供熱的加熱器芯可循環(huán)冷卻液地連接，所述第一水制冷劑熱交換器不通過(guò)所述加熱器芯而與所述發(fā)熱部件的冷卻用的通路可循環(huán)冷卻液地連接。
[0015]本發(fā)明一形態(tài)的車(chē)輛用空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)組件，采用以下結(jié)構(gòu)，具備:第一水制冷劑熱交換器，其在熱栗中的低溫低壓的制冷劑與冷卻液之間交換熱來(lái)使制冷劑汽化；第二水制冷劑熱交換器，其在所述熱栗中的高溫高壓的制冷劑與冷卻液之間交換熱來(lái)使制冷劑冷凝；殼體，其容納所述第一水制冷劑熱交換器及所述第二水制冷劑熱交換器而一體化；第一導(dǎo)入管，其將所述第一水制冷劑熱交換器的冷卻液的入口引導(dǎo)到所述殼體的外部；第一導(dǎo)出管，其將所述第一水制冷劑熱交換器的冷卻液的出口引導(dǎo)到所述殼體的外部；第二導(dǎo)入管，其將所述第二水制冷劑熱交換器的冷卻液的入口引導(dǎo)到所述殼體的外部；以及第二導(dǎo)出管，其將所述第二水制冷劑熱交換器的冷卻液的出口引導(dǎo)到所述殼體的外部。
[0016]發(fā)明效果
[0017]根據(jù)本發(fā)明，即使在外部空氣溫度較低，無(wú)法從車(chē)輛的發(fā)熱部件得到較多的余熱的情況下，也能夠以較高的效率進(jìn)行車(chē)室內(nèi)的供暖。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式的車(chē)輛用空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖2是說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的中溫時(shí)的供暖模式的動(dòng)作的圖。
[0020]圖3是說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的中溫時(shí)的除濕模式的動(dòng)作的圖。
[0021]圖4是說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的高溫時(shí)的供暖模式的動(dòng)作的圖。
[0022]圖5是說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的中溫時(shí)的本實(shí)施方式㈧和以往例⑶的供暖效率的圖。
[0023]圖6是說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的中溫時(shí)的本實(shí)施方式㈧和比較例⑶的供暖效率的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下，參照附圖詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的各實(shí)施方式。
[0025]圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式的車(chē)輛用空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0026]本發(fā)明實(shí)施方式的車(chē)輛用空調(diào)裝置I是搭載于具有發(fā)動(dòng)機(jī)(內(nèi)燃機(jī))的車(chē)輛上，進(jìn)行車(chē)室內(nèi)的供暖、除濕及制冷的裝置。
[0027]實(shí)施方式的車(chē)輛用空調(diào)裝置I具備結(jié)構(gòu)組件10、壓縮機(jī)(compressor) 38、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻部40、三通閥42、43、加熱器芯44、蒸發(fā)器48、膨脹閥37、室外冷凝器39、單向閥15、及將這些之間連結(jié)的冷卻液的配管及制冷劑配管等。加熱器芯44和蒸發(fā)器48配置于HVAC (Heating，Ventilat1n, and Air Condit1ning,供熱、通風(fēng)、與空氣調(diào)節(jié))70 的進(jìn)氣通路內(nèi)。在HVAC70中，設(shè)置有使進(jìn)氣流動(dòng)的風(fēng)扇Fl。
[0028]壓縮機(jī)38由發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力或電力來(lái)驅(qū)動(dòng)，將吸入的制冷劑壓縮為高溫高壓并排出。被壓縮的制冷劑向結(jié)構(gòu)組件10輸送。
[0029]發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻部40具備使冷卻液在發(fā)動(dòng)機(jī)的周?chē)鲃?dòng)的水套、和使冷卻液向水套流動(dòng)的栗，使熱從發(fā)動(dòng)機(jī)向流動(dòng)到水套的冷卻液釋放。栗例如由發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力來(lái)旋轉(zhuǎn)。在發(fā)動(dòng)機(jī)的余熱的量較多的情況下，在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻部40中也可以具備將熱向外部空氣釋放的散熱器。
[0030]加熱器芯44是在冷卻液與空氣之間進(jìn)行熱交換的設(shè)備，配置在向車(chē)室內(nèi)供給空氣的HVAC70的進(jìn)氣通路內(nèi)。對(duì)加熱器芯44，將加熱的冷卻液向其供給，在供暖運(yùn)行時(shí)對(duì)向車(chē)室內(nèi)輸送的進(jìn)氣釋散熱量。
[0031]三通閥42、43是切換使發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻部40的冷卻液的通路連通至結(jié)構(gòu)組件10偵牝或是連通至加熱器芯44側(cè)的閥。此外，作為進(jìn)行該切換的裝置，不限于三通閥，例如也可以將多個(gè)閥組合來(lái)構(gòu)成。三通閥42、43例如能夠通過(guò)電控制進(jìn)行上述切換。
[0032]蒸發(fā)器48是在低溫低壓的制冷劑和空氣之間進(jìn)行熱交換的設(shè)備，配置在HVAC70的進(jìn)氣通路內(nèi)。蒸發(fā)器48在制冷運(yùn)行時(shí)或除濕運(yùn)行時(shí)流入低溫低壓的制冷劑，冷卻向車(chē)室內(nèi)供給的進(jìn)氣。
[0033]膨脹閥37將高壓的制冷劑膨脹至低溫低壓，并向蒸發(fā)器48排出。膨脹閥37靠近蒸發(fā)器48來(lái)配置。
[0034]室外冷凝器39具有流動(dòng)制冷劑的通路、和流動(dòng)空氣的通路，例如配置于發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)的車(chē)輛的前頭附近，在制冷劑和外部空氣之間進(jìn)行熱交換。在制冷模式及除濕模式時(shí)，在室外冷凝器39中流入高溫高壓的制冷劑，并將熱從制冷劑向外部空氣排出。對(duì)室外冷凝器39例如由風(fēng)扇吹送外部空氣。
[0035]結(jié)構(gòu)組件10由殼體1A覆蓋而一體構(gòu)成。結(jié)構(gòu)組件10中包括:第一水制冷劑熱交換器11、第二水制冷劑熱交換器12、開(kāi)閉閥13、帶電磁閥的膨脹閥14、水栗16以及儲(chǔ)蓄器17。
[0036]第一水制冷劑熱交換器11具有流過(guò)低溫低壓的制冷劑的通路、和流過(guò)冷卻液的通路，在制冷劑和冷卻液之間進(jìn)行熱交換。在規(guī)定的運(yùn)行模式時(shí)，將低溫低壓的制冷劑向第一水制冷劑熱交換器11供給，且在第一水制冷劑熱交換器11與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻部40之間循環(huán)地流過(guò)冷卻液，使熱從冷卻液向低溫低壓制冷劑移動(dòng)。
[0037]第二水制冷劑熱交換器12具有流過(guò)高溫高壓的制冷劑的通路、和流過(guò)冷卻液的通路，在制冷劑和冷卻液之間進(jìn)行熱交換。在規(guī)定的運(yùn)行模式時(shí)，在第二水制冷劑熱交換器12和加熱器芯44之間循環(huán)地流過(guò)冷卻液，使熱從高溫高壓制冷劑向冷卻液釋放。
[0038]在分別連接到第一水制冷劑熱交換器11的冷卻液的入口和出口的兩個(gè)配管hl、h2，直接延伸設(shè)置至殼體1A的外部，連接到三通閥42、43。
[0039]在分別連接到第二水制冷劑熱交換器12的冷卻液的入口和出口的兩個(gè)配管h3、h4中，在任意一方設(shè)置水栗16。這兩個(gè)配管h3、h4延伸設(shè)置至殼體1A的外部，連接到加熱器芯44。另外，在這兩個(gè)配管h3、h4的中途，合流連接從發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻部40經(jīng)由三通閥42、43而延伸設(shè)置的配管。
[0040]水栗16例如是由電驅(qū)動(dòng)，能夠使冷卻液在第二水制冷劑熱交換器12和加熱器芯44之間循環(huán)的栗。
[0041]連接到第二水制冷劑熱交換器12的制冷劑的入口的制冷劑配管jl延伸設(shè)置至殼體1A的外部并連接到壓縮機(jī)38的排出口。連接到第二水制冷劑熱交換器12的制冷劑的出口的制冷劑配管j2在殼體1A的內(nèi)部分支為兩條。而且，分支一方的制冷劑配管通過(guò)開(kāi)閉閥13延伸設(shè)置至殼體1A的外部。分支另一方的制冷劑配管j3通過(guò)帶電磁閥的膨脹閥14連接到第一水制冷劑熱交換器11的制冷劑的入口。
[0042]連接到第一水制冷劑熱交換器11的制冷劑的出口的制冷劑配管j4通過(guò)儲(chǔ)蓄器17延伸設(shè)置至殼體1A的外部，連接到壓縮機(jī)38的制冷劑吸入口。蒸發(fā)器48的制冷劑配管也合流連接到壓縮機(jī)38的制冷劑吸入口。
[0043]開(kāi)閉閥13例如是通過(guò)電控制來(lái)切換制冷劑配管的開(kāi)閉的閥。
[0044]帶電磁閥的膨