JP4015303B2 - Vehicle air conditioner with cold storage unit - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バス等の車両に設置され、車室内における冷房を行う車両用空気調和装置に係り、特に、蓄冷ユニットを備えた車両用空気調和装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
バス等の車室内を空気調和することにより、乗員・乗客に快適な車室内環境を提供することができる車両用空気調和装置は、冷房運転及び暖房運転を行うことができる。
冷房運転では、エバポレータを通過することで冷媒と熱交換して冷却・除湿された空調空気が、ブロアの作動によって車室内に設置された冷房ダクト内を送風され、冷房ダクトに設けられた各吹出口から車室内へ向けて吹き出される。このエバポレータに低温低圧の液冷媒を供給する冷媒系は、低温低圧のガス冷媒を圧縮機で圧縮して高温高圧のガス冷媒とし、このガス冷媒をコンデンサへ送って外気で冷却する。コンデンサで凝縮された冷媒はレシーバで気液分離させられ、液冷媒がレシーバから膨張弁に送られて減圧膨張することで低温低圧の液冷媒となり、再度エバポレータへ供給される冷凍サイクルを構成している。
暖房運転では、加熱源としてエンジン冷却水がヒータコアに導入され、このヒータコアを通過して温められた空気が、ブロアの作動によって車室内に設置された暖房ダクト内を送風され、暖房ダクトに設けられた各吹出口から車室内へ向けて吹き出される。なお、路線バスなどでは、車室内の適所に設置した複数の放熱器を結んでエンジン冷却水を直接循環させる方式を採用したものもある。
【０００３】
バスに装備されている空気調和装置には、主として大型の観光バスに採用されているサブエンジン方式と、主として路線バスや小型バスなどに採用されている直結方式とがある。
サブエンジン方式は、車両の走行用エンジン（メインエンジン）とは別に空気調和装置専用のエンジン（サブエンジン）を備えたものであり、このサブエンジンの駆動力を利用して冷媒系の圧縮機などを運転するように構成されている。このサブエンジン方式の場合、サブエンジンや圧縮機等の主要機器がユニット化され、通常車体中央部の車室下側のスペースに設置されている。
一方、直結方式の車両用空気調和装置は、乗用車等と同様に車両の走行用エンジンから冷媒系の圧縮機などに駆動力を得るものである。路線バスの場合には、圧縮機は車体後部のエンジン近傍に設置され、エバポレータやコンデンサは車体の屋根上に設置されることが多い。また、小型バスの場合には、圧縮機は車体前部のエンジン近傍に設置され、コンデンサは車体中央部の車室下側に、そしてエバポレータは車体後部の車室上部（天井）に設置されることが多い。
なお、バスの場合は通常、冷房用のダクト（冷房ダクト）が車室内の左右天井付近に配設され、暖房用のダクト（暖房ダクト）が車室内の左右床面付近に配設されている。
【０００４】
さて、近年の環境問題に対応するため、駐車場等ではエンジンのアイドリングを停止することが望まれている。特に、観光地の駐車場等では、自然環境を保護する観点からアイドリングストップ規制が実施されているところもある。
このため、たとえば観光バスの空気調和装置は、サブエンジン方式及び直結方式のいずれであっても、夏期の駐車場で乗客を待つ間に運転することができず、したがって車室内の温度が上昇してしまうという問題がある。このような問題に対処するため、冷房運転時の余剰な冷凍能力を活用して冷熱を蓄積することができるようにした、蓄冷システムが開発されている。この蓄冷システムは、蓄冷材を充填した蓄冷パネルを所定の間隔で並列に並べ、その外側をグラスウール等の断熱材で囲んだ蓄冷ユニットに冷媒系から冷媒を導入するように構成されたものであり、上述した空気調和装置の停止時には蓄冷材に蓄冷した冷熱を放冷することで車室内の温度上昇を抑制することができる。
【０００５】
図７は、上述した蓄冷ユニットを備えた冷媒系を簡単に示したものである。図中の符号１０は冷媒系、１１は圧縮機、１２はコンデンサ、１３は冷房・蓄冷切換電磁弁、１４は膨張弁、１５はエバポレータ、１６は逆流防止電磁弁、２０は蓄冷ユニットである。
蓄冷ユニット２０は、コンデンサ１２と膨張弁１４との間で分岐され、エバポレータ１５と圧縮機１１との間に合流する冷媒バイパス流路１７に設置されている。図示の冷媒系１０では、矢印で示すように冷媒は反時計廻りに循環し、冷房・蓄冷切換電磁弁１３の開閉操作によって、冷媒が膨張弁１４及びエバポレータ１５を通る冷房運転時と、冷媒が膨張弁１４及びエバポレータ１５をバイパスして蓄冷ユニット２０を通る蓄冷運転時とが切り換えられる。
【０００６】
この結果、通常の冷房運転時には冷房・蓄冷切換電磁弁１３を全開とし、エバポレータ１５に供給される冷媒で通過する空気を冷房・除湿することができる。また、車室内が所望の温度まで下がって冷凍能力に余力が生じた場合には、冷房・蓄冷切換電磁弁１３を全閉とする。これにより、冷媒は蓄冷ユニット２０を通って蓄冷材を冷却するので、蓄冷材には冷熱が蓄積される。なお、逆流防止電磁弁１６は、蓄冷運転から冷房運転に切り換えた時、冷媒が蓄冷ユニット２０へ向けて逆流するのを防止する目的で設けられており、したがって、蓄冷運転時に全開となり、冷房運転時には全閉となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のサブエンジン方式の場合、たとえば春から夏又は夏から秋へ移る中間期のように空調負荷が低い時期には、車室内の設定温度を維持するために、ヒシテリシスが設けられているなどの理由から冷房運転と暖房運転とが交互に実施されるような状況になることがある。このような場合、冷房運転ではサブエンジンを運転する必要があり、サブエンジンの駆動力を利用した圧縮機の運転により冷媒が冷媒系を循環する。そして、電動のブロアにより吸引された空気がエバポレータを通過して冷却・除湿され、冷風となって車室内へ送風される。
【０００８】
一方、暖房運転ではサブエンジンの駆動力は必要なく、電動のブロアにより吸引された空気がヒータコアを通過して温風となり、車室内へ送風される。すなわち、サブエンジン方式の場合でも、ヒータコアへ供給される加熱源の温水は走行用のメインエンジン冷却水が利用されるため、サブエンジンの運転は必要がないのである。
【０００９】
上述したように、空調負荷が低い中間期には冷房運転が断続的に実施されるため、その都度サブエンジンを始動して運転を開始し、比較的短時間の運転を実施した後停止するということが頻繁に繰り返される。このため、サブエンジンを始動・停止させるたびに振動や騒音が頻繁に生じることになり、車室内への影響を完全に遮断するのは困難であることから、快適な乗り心地や良好な車室内環境を提供して商品性を向上させるため何らかの対策が望まれていた。
【００１０】
そこで本発明は、空調負荷が低い中間期におけるサブエンジンの始動・停止回数を低減させて、振動や騒音によるフィーリングの悪化を改善することを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明においては以下の手段を採用した。
請求項１に記載の蓄冷ユニットを備えた車両用空気調和装置は、低温低圧のガス冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧縮機から供給された高温高圧のガス冷媒を外気で冷却するコンデンサと、該コンデンサで凝縮された冷媒を気液分離させるレシーバと、該レシーバから送られてきた液冷媒を減圧膨張させる膨張弁と、該膨張弁から低温低圧の液冷媒を受け車室内の空気と熱交換して冷却及び除湿するエバポレータとを具備してなる冷媒系が、前記膨張弁及び前記エバポレータをバイパスして接続された蓄冷ユニットを備え、空調負荷が低く冷房運転及び暖房運転が交互に繰り返される中間期には、前記蓄冷ユニットに冷媒を供給する蓄冷運転を一時的に実施して冷房運転時の冷房能力を抑制し、かつ、前記蓄冷ユニットからの放冷運転を実施して暖房運転時の暖房能力を抑制したことを特徴とするものである。
【００１２】
このような蓄冷ユニットを備えた車両用空気調和装置によれば、蓄冷ユニットを利用することで冷房運転及び暖房運転の能力が抑制されるので、冷房運転と暖房運転との運転切換え回数が低減され、従って、サブエンジンの始動・停止の回数を減らすことができる。
【００１３】
請求項２に記載の蓄冷ユニットを備えた車両用空気調和装置によれば、前記冷房能力の抑制時には、前記エバポレータと前記蓄冷ユニットとに冷媒が交互に供給されることを特徴としている。
【００１４】
このような蓄冷ユニットを備えた車両用空気調和装置によれば、冷媒の供給先がエバポレータと蓄冷ユニットとで交互に切換えられるので、冷媒が蓄冷ユニットで冷熱を蓄えるのに利用される時間帯の分だけエバポレータで空気を冷却・除湿するのに利用される時間帯が減り、結果的に冷房運転の能力が抑制される。
【００１５】
請求項３に記載の蓄冷ユニットを備えた車両用空気調和装置は、前記暖房能力の抑制時には、暖房運転と放冷運転とが交互に実施されることを特徴とするものである。
【００１６】
このような蓄冷ユニットを備えた車両用空気調和装置によれば、暖房運転と放冷運転とが交互に切換えられるので、暖房運転による温風と放冷運転による冷風とがサブエンジンを運転することなく交互に供給されるので、結果的に暖房運転の能力が抑制される
【００１７】
請求項４に記載の蓄冷ユニットを備えた車両用空気調和装置は、前記暖房能力の抑制時には、暖房運転と放冷運転とが同時に実施されることを特徴とするものである。
【００１８】
このような蓄冷ユニットを備えた車両用空気調和装置によれば、暖房運転による温風と放冷運転による冷風とが混合されるので、結果的に暖房運転の能力が抑制される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１ないし図３は、大型観光バスに設置されたサブエンジン方式の車両用空気調和装置が蓄冷ユニットを備えた例を示している。
【００２０】
図１は観光バスの概要を示す斜視図で、車体中央部の車室下側に空調ユニット１が設置され、該空調ユニット１に接続された空調ダクト５は、左右に分岐した後さらに、それぞれ冷暖切換ダンパ格納部６，６で車室上部へ向かう冷房ダクト７、７と車室床面へ向かう暖房ダクト９、９とに分岐される。この空調ユニット１は、サブエンジンで駆動される圧縮機などの冷媒系やヒータコアなどがユニット化されたものである。この空調ユニット１は、同様に車体中央部下側に隣接して設置された蓄冷ユニット２０と冷媒配管２，３及び連結ダクト４により接続されている。
【００２１】
図２は、空調ユニット１及び蓄冷ユニット２０を車体側面から見た正面図で、図中の符号１はサブエンジン方式の空調ユニット、１ａは電動モータで駆動される送風用のブロア、４は車室内空気の導入ダクト４ａと蓄冷風導入ダクト４ｂとが合流する連結ダクト、８ａ，８ｂは冷房・蓄冷切換ダンパである。
【００２２】
図３は蓄冷ユニット２０を備えた冷媒系１０の構成を示す系統図で、通常の冷房運転時には、サブエンジン１１ａを駆動源として圧縮機１１が運転され、低温低圧のガス冷媒を圧縮する。こうして高温高圧となったガス冷媒は、コンデンサ１２へ送られて外気と熱交換する。この結果、高温高圧のガス冷媒は冷却されて凝縮し、さらにレシーバ１８へ送られて気液の分離がなされ、高温高圧の液冷媒がドライヤ１９を経て膨張弁１４へ導かれる。膨張弁１４において減圧膨張した高温高圧の液冷媒は、低温低圧の液冷媒となってエバポレータ１５へ供給され、ブロア１ａに吸引されてエバポレータ１５を通過する空気と熱交換して冷却及び除湿する。この熱交換により低温低圧のガス冷媒となった冷媒は、圧縮機１１に戻って再度圧縮され、以下このような時計廻りの循環を繰り返して冷凍サイクルが構成される。
【００２３】
通常の冷房運転時は、ブロア１ａの作動によって車室内の空気が吸引され、導入ダクト４ａ及び連結ダクト４を通って空調ユニット１に導かれる。この時、冷房・蓄冷切換ダンパ８ａ，８ｂは共に、導入した車室内の空気が蓄冷ユニット２０を通過しないよう入口及び出口を閉じている。そして、空調ユニット１においてエバポレータを通過して空調された導入空気は、空調ダクト５により冷暖切換ダンパ格納部６に導かれ、ここの冷暖切換ダンパが暖房ダクト側を閉じていることから、冷房ダクト７に流れて各吹出口から車室内へ流出する。
【００２４】
一方、ドライヤ１９と膨張弁１４との間には、高温高圧の液冷媒を蓄冷ユニット２０へ導くための冷媒配管（以下、バイパス冷媒往路と呼ぶ）２が分岐して設けられ、該分岐部の膨張弁１４側には、通常の冷房運転時と後述する蓄冷運転時とで冷媒流路を切り換える冷房・蓄冷切換電磁弁１３が設けられている。蓄冷ユニット２０は、蓄冷材を充填した複数の蓄冷パネル２１を所定の間隔で並べたもので、図示の場合３枚の蓄冷パネル２１を１ユニットとして冷媒入口に蓄冷用電磁弁２２をそれぞれ設け、４ユニットで合計１２枚の蓄冷パネルが並列に並べられている。そして、各蓄冷パネル２１の冷媒入口には蓄冷用電磁弁２２の後流側にそれぞれ膨張弁２３が設けられており、これら蓄冷パネル２１、蓄冷用電磁弁２２、膨張弁２３は、全体がグラスウールなどの断熱材２４で囲まれている。なお、各蓄冷パネル２１を通過して蓄冷材を冷却した冷媒は、冷媒配管（以下、バイパス冷媒復路と呼ぶ）３を通って圧縮機１１の上流側に戻されるが、このバイパス復路３には、蓄冷運転から冷房運転に切り換えた時、冷媒が蓄冷ユニット２０へ逆流するのを防止する目的で逆流防止電磁弁１６が設けられている。
【００２５】
そして、この蓄冷ユニット２０は、通常の冷房運転に余剰が生じたとき、すなわち車室内が所定の空調温度まで十分に冷房された時などに、冷房・蓄冷切換電磁弁１３を全開から全閉に切り換えると共に、蓄冷用電磁弁２２及び逆流防止電磁弁１６を全閉から全開に切り換えて、レシーバ１８から供給されドライヤ１９を通過した高温高圧の液冷媒を導入する。バイパス冷媒往路２を通って蓄冷ユニット２０に導入された高温高圧の液冷媒は、膨張弁２３で減圧膨張して低温低圧の液冷媒となり、蓄冷パネル２１内を通過する際に蓄冷材を冷却するので、蓄冷材には冷熱が蓄積される。そして、車室内の温度が所定値より高くなるなどして通常の冷房運転が再度必要になれば、冷房・蓄冷切換電磁弁１３を全閉から全開に切り換えると共に、蓄冷用電磁弁２２及び逆流防止電磁弁１６を全開から全閉に切り換えて、冷媒が膨張弁１４及びエバポレータ１５を通って流れるように冷媒流路を切り換える。
なお、上述した各電磁弁を開閉操作して実施される冷房運転と蓄冷運転との切り換えは、一般的には適所に配設した温度センサなどから入力されるデータに基づき、図示を省略した空気調和装置の制御部で処理される。
【００２６】
次に、上述した蓄冷ユニット２０の放冷運転について説明する。この放冷運転は、サブエンジン１１ａの運転ができないかあるいは運転したくない時で、しかも、車室内の温度上昇を防止、あるいは最小限に抑えたいような時などに実施される。蓄冷ユニット２０の冷熱を放冷する時には、やはりブロア１ａの作動によって車室内の空気を吸引するが、冷房・蓄冷切換ダンパ８ａ，８ｂは共に、導入した車室内の空気が蓄冷ユニット２０を通過するよう開閉操作される。そして、車室内から吸引された空気は蓄冷ユニット２０を通過して冷やされ、蓄冷風導入ダクト４ｂ及び連結ダクト４に導かれて空調ユニット１に入る。この時、空調ユニット１のエバポレータへの冷媒の供給は停止されているので、蓄冷風は単にエバポレータを通過し、以下通常の冷房運転時と同様に空調ダクト５により冷暖切換ダンパ格納部６に導かれ、さらに、冷房ダクト７に流れて各吹出口から車室内へ流出する。
【００２７】
続いて、上述した空調ユニット１に熱源となるメインエンジン冷却水（温水）を供給する温水回路を図４に示して簡単に説明する。この温水回路３０は、二点鎖線で囲まれた空調ユニット１に含まれる部分と、それ以外の部分、すなわち予め車両側に取り付けられている部分とが接続されたものである。なお、一点鎖線で囲んだフロントヒータ４９は、通常オプションとして車両側に含まれる部分である。
図４において、符号のＥは車両を走行させるメインエンジン、３１はラジエータ、３２は冷却水ポンプ、３３はサーモバルブ、３４はコンデンスタンクを示しており、冷却水ポンプ３２の作動によってメインエンジン冷却水を循環させ、メインエンジンＥの運転で発生した熱をラジエータ３１から大気に放熱するようにしたメインエンジンＥの冷却系を構成している。このようなメインエンジン冷却系は、メインエンジンＥの出口及び入口から分岐した温水流路にそれぞれ設けられた温水止弁３５，３６を介して空気調和装置と接続されている。
【００２８】
上述したメインエンジン冷却系から空気調和装置側へメインエンジン冷却水を供給するメインエンジン出口側の分岐流路には、温水止弁３５の下流側にストレーナ３７及び温水ポンプ３８が設置され、この温水ポンプ３８に加圧されたメインエンジン冷却水が空調ユニット１内の暖房系４０に送られる。暖房系４０は、予熱器４１、温水制御弁４２、ヒータコア４３を主な構成要素としており、ヒータコア４３を通って空気を加熱したメインエンジン冷却水は温水止弁３６を通って再度メインエンジンＥの冷却水系へ戻される。
このうち、温水制御弁４２は、ヒータコア４３へ導入するメインエンジン冷却水の流量を調節する機能を有するもので、この温水制御弁４２による流量制御は、暖房の設定温度や車室内の実際の温度などの入力情報から図示省略の制御部が判断して定める弁開度の変更によって実施される。
【００２９】
図５は、基本的には三方弁である温水制御弁４２の開閉状態を示したもので、（ａ）はメインエンジン冷却水の全量がヒータコア４３をバイパスするヒータコアバイパス流路４４へ流れる状態（以下、バイパス位置と呼ぶ）、（ｂ）はメインエンジン冷却水の全量が温水供給流路であるヒータコアメイン流路４５を通ってヒータコア４３へ導かれる状態（以下、メイン位置と呼ぶ）、（ｃ）はメインエンジン冷却水がヒータコアバイパス流路４４とヒータコアメイン流路４５とに分割されて流れる状態（以下、中間位置と呼ぶ）である。このように、温水制御弁４２は弁体４２ａ，４２ｂの作動によって弁開度状態が変化し、ヒータコア４３を通過するメインエンジン冷却水の流量を０から１００パーセントの間で調整することができる。
【００３０】
メインエンジンＥの冷却水系から導入したメインエンジン冷却水は、上述したヒータコア４３へ導いて暖房運転に使用する他にも、たとえば冷房運転時に冷媒を導入して空気を冷却・除湿するエバポレータ１５のデフロストヒータ４６にも導かれる（図４参照）。このデフロストヒータ４６は、エバポレータ１５に付着した霜を除去する際にデフロスト電磁弁４７を開き、メインエンジン冷却水を熱源として導入するものである。
また、このメインエンジン冷却水は、フロントヒータ電磁弁４８を開くことにより、運転席周辺の暖房用として設けられているフロントヒータ４９へも供給される。
なお、符号の５０は、車体後部に設置されたメインエンジンＥからヒータコア４３までメインエンジン冷却水を導入する温水回路３０の配管を示しており、車室内の左右床面に配設された暖房ダクト９（図１参照）内のいずれか一方を通って往復している。
【００３１】
上述したように構成されている蓄冷ユニット２０を備えた車両用空気調和装置は、空調負荷、すなわち冷房負荷又は暖房負荷が低い中間期において、以下に説明するような運転を実施する。
【００３２】
たとえば春から夏へ季節が移り変わる時期には、車室内の温度が高く冷房運転を必要とする場合であっても、夏ほど大きな冷房負荷はない。このため、最も冷房能力が低い運転モードで冷房運転を実施しても、比較的短時間で設定温度まで下がってしまい、さらにヒステリシスの設定分だけ設定温度より低くなる。この間、サブエンジン１１ａは運転を続けて圧縮機１１による冷媒の供給を行うが、サブエンジン１１ａが連続して運転される時間をできるだけ長くするためには、冷房能力をさらに抑制する必要がある。
【００３３】
そこで、冷房運転を実施している間、冷媒の供給先をエバポレータ１５と蓄冷ユニット２０とに交互に切換えて運転する。すなわち、エバポレータ１５に冷媒を供給する冷房運転と、蓄冷ユニット２０に冷媒を供給する蓄冷運転とを交互に実施することで、サブエンジン１１ａを連続運転しても全体としての冷房能力を低下させることができる。この運転切換操作は、図示省略の制御部で冷房・蓄冷切換電磁弁１３を開閉操作することによって行うことができる。この結果、サブエンジン１１ａが運転されて圧縮機１１により供給される冷媒は、エバポレータ１５に供給される時間帯だけ冷房運転の冷媒として機能し、蓄冷ユニット２０に供給される時間帯は冷熱の蓄積に利用される。
なお、冷房運転と蓄冷運転とを交互に切換える運転時間の割合は、各種センサや設定温度などの条件から算出される演算値に応じて適宜変更すればよい。
【００３４】
こうして冷房能力を低下させても、冷房負荷が小さいためやがて設定温度以下まで下がり、さらにヒステリシスの設定分だけ車室内の温度は下がった後、今度は暖房運転が実施される。この時点でサブエンジン１１ａは運転を停止するが、電動モータで駆動されるブロア１ａによる送風は継続される。こうして開始された暖房運転も、その暖房負荷は大きなものではないので、できるだけ暖房能力を抑制して冷房運転が開始される温度に上昇するまで時間がかかるようにするのが好ましい。
【００３５】
そこで、今度は最も暖房能力が低い運転モードの暖房運転と、蓄冷ユニット２０からの放冷運転とを交互に実施する。すなわち、ヒータコア４３にメインエンジン冷却水を供給する暖房運転と、蓄冷ユニット２０から冷熱を放冷する放冷運転とを交互に実施することで、全体としての冷房能力を低下させるのである。この運転切換操作は図示省略の制御部で実施され、冷房・蓄冷切換ダンパ８ａ，８ｂの開閉操作、温水制御弁４２の開度制御によって行うことができる。この結果、ブロア１ａに吸引された空気は、メインエンジン冷却水がヒータコア４３に供給されている時には温風となり、また、蓄冷ユニット２０を通過する時には冷風となって車室内へ供給されるので、圧縮機１１を運転しなくても、換言すればサブエンジン１１ａを運転しなくても、温風と冷風とを交互に吹き出すことができるので、全体としては暖房能力を下げることができる。
【００３６】
ところで、暖房能力を下げるためには、上述したように暖房運転と放冷運転とを交互に実施するほかにも、暖房能力が低い運転モードの暖房運転と放冷運転とを同時に実施してもよい。この場合、蓄冷ユニット２０を通過した冷風をヒータコア４３で加熱することになるので、ブロア１ａで吸引して蓄冷ユニット２０を通過しない空気を加熱するのと比較して、加熱前の空気温度が低くなる。すなわち、ヒータコア４３の暖房能力が同じであれば、初期温度が低い分だけ温風の温度も低くなるので、結果的に暖房能力が低下したことになる。
【００３７】
図６は、空調負荷の低い中間期に冷房能力及び暖房能力を低下させた運転を実施できるようにした本発明の車両用空気調和装置の作用を説明するために示した図で、（ａ）は従来の装置の場合、（ｂ）は本発明の装置の場合である。いずれの図も縦軸は冷房負荷、横軸は時間であって、最初は冷房運転の実施により時間の経過と共に冷房負荷が低下し、換言すれば、車室内温度が低下している。
【００３８】
（ａ）の場合、時間ｔａ１で冷房運転から暖房運転に切換えられてサブエンジンが停止する。そして、暖房運転の実施により車室内温度が上昇して冷房負荷が大きくなると、時間ｔａ２で再度冷房運転が開始され、以後同様に時間ｔａ３で冷房運転から暖房運転に、時間ｔａ４で暖房運転から冷房運転にというように運転切換が実施されるので、その都度サブエンジン１１ａの運転停止及び運転開始が繰り返される。
なお、図中の傾斜が大きい程、冷房能力及び暖房能力が大きいことを示している。
【００３９】
一方、（ｂ）の場合は、冷房能力及び暖房能力を低下させたことにより傾斜が小さくなり、最初に冷房運転から暖房運転に切換えられる時間ｔｂ１は上述した時間ｔａ１より長くなっている。また、最初に暖房運転から冷房運転に切換えられるまでの時間ｔｂ２−ｔｂ１も従来のｔａ２−ｔａ１より長くなっており、運転時間が同一であれば結果的に冷房運転と暖房運転との切換え回数、すなわちサブエンジン１１ａの始動及び停止の回数が少なくてすむことがわかる。
【００４０】
なお、上述した図６（ａ），（ｂ）は、縦軸を冷房負荷としているが、最初に暖房運転を実施する場合にはこの縦軸を暖房負荷とすればよい。
【００４１】
【発明の効果】
上述した本発明の蓄冷ユニットを備えた車両用空気調和装置によれば、空調負荷の低い中間期において、蓄冷ユニットを有効に利用して冷房能力及び暖房能力を低下させたので、冷房運転及び暖房運転の切換えサイクルを長くすることができる。この結果、圧縮機を駆動するサブエンジンの始動・停止回数を低減することができ、サブエンジンの始動・停止時における振動や騒音によるフィーリングの悪化を改善して商品性を向上させるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による蓄冷ユニットを備えた車両用空気調和装置の実施の形態を示す斜視図で、サブエンジン方式の場合を示している。
【図２】 図１の空調ユニット及び蓄冷ユニットを車体側面から見た正面図である。
【図３】 図１の蓄冷ユニットを備えた冷媒系の構成を示す図である。
【図４】 図１の蓄冷ユニットを備えた車両用空気調和装置の暖房系に温水を供給する温水回路の構成を示す図である。
【図５】 図４の温水制御弁の開閉状態を示す図で、（ａ）はバイパス位置、（ｂ）はメイン位置、（ｃ）は中間位置である。
【図６】 本発明の作用を説明するための図で、（ａ）は従来、（ｂ）は本発明の場合である。
【図７】 蓄冷ユニットを備えた冷媒系の概要を示す構成図である。
【符号の説明】
１ 空調ユニット（サブエンジン方式）
５ 空調ダクト
６ 冷暖切換ダンパ格納部
７ 冷房ダクト
９ 暖房ダクト
１０ 冷媒系
１１ 圧縮機
１１ａ サブエンジン
１２ コンデンサ
１３ 冷房・蓄冷切換電磁弁
１４ 膨張弁
１５ エバポレータ
１６ 逆流防止電磁弁
１８ レシーバ
２０ 蓄冷ユニット
３０ 温水回路
３１ ラジエータ
３２ 冷却水ポンプ
３３ サーモバルブ
４０ 暖房系
４２ 温水制御弁
４３ ヒータコア
Ｅ メインエンジン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle air conditioner that is installed in a vehicle such as a bus and performs cooling in a passenger compartment, and more particularly to a vehicle air conditioner that includes a cold storage unit.
[0002]
[Prior art]
An air conditioner for a vehicle that can provide a comfortable cabin environment for passengers and passengers by air-conditioning a passenger compartment such as a bus can perform a cooling operation and a heating operation.
In the cooling operation, the conditioned air cooled and dehumidified by exchanging heat with the refrigerant by passing through the evaporator is blown through the cooling duct installed in the passenger compartment by the operation of the blower, and each air blower provided in the cooling duct is blown. It blows out from the exit toward the passenger compartment. In the refrigerant system for supplying low-temperature and low-pressure liquid refrigerant to the evaporator, the low-temperature and low-pressure gas refrigerant is compressed by a compressor to be a high-temperature and high-pressure gas refrigerant, and this gas refrigerant is sent to a condenser and cooled by outside air. The refrigerant condensed in the condenser is separated into gas and liquid by the receiver, and the liquid refrigerant is sent from the receiver to the expansion valve and decompressed and expanded to become a low-temperature and low-pressure liquid refrigerant, which constitutes a refrigeration cycle that is supplied to the evaporator again. Yes.
In the heating operation, engine cooling water is introduced into the heater core as a heating source, and the air heated through the heater core is blown through the heating duct installed in the vehicle interior by the operation of the blower and is provided in the heating duct. The air is blown out from each outlet into the passenger compartment. Some route buses employ a system in which engine cooling water is directly circulated by connecting a plurality of radiators installed at appropriate positions in the passenger compartment.
[0003]
There are two types of air conditioners installed in buses: a sub-engine system mainly used for large sightseeing buses, and a direct connection system mainly used for route buses and small buses.
The sub-engine system is equipped with an engine (sub-engine) dedicated to the air conditioner separately from the vehicle engine (main engine). A refrigerant compressor is used by using the driving power of the sub-engine. Is configured to drive. In the case of this sub-engine system, main devices such as a sub-engine and a compressor are unitized and are usually installed in a space below the passenger compartment at the center of the vehicle body.
On the other hand, a directly-coupled vehicle air conditioner obtains a driving force from a traveling engine of a vehicle to a refrigerant compressor or the like, similarly to a passenger car or the like. In the case of a route bus, the compressor is often installed near the engine at the rear of the vehicle body, and the evaporator and condenser are often installed on the roof of the vehicle body. In the case of a small bus, the compressor is installed in the vicinity of the engine at the front of the vehicle body, the condenser is installed below the vehicle compartment at the center of the vehicle body, and the evaporator is installed at the upper part (ceiling) of the vehicle compartment at the rear of the vehicle body. There are many cases.
In the case of a bus, cooling ducts (cooling ducts) are usually disposed near the left and right ceilings in the vehicle interior, and heating ducts (heating ducts) are disposed near the left and right floor surfaces in the vehicle interior. .
[0004]
Now, in order to cope with recent environmental problems, it is desired to stop idling of the engine in a parking lot or the like. In particular, there are places where idling stop regulations are implemented from the viewpoint of protecting the natural environment in parking lots in sightseeing spots.
For this reason, for example, an air conditioner for a sightseeing bus cannot be operated while waiting for passengers in a summer parking lot, regardless of whether it is a sub-engine system or a direct connection system, and thus the temperature in the passenger compartment increases. There is a problem that it ends up. In order to cope with such a problem, a cold storage system has been developed that can accumulate cold heat by utilizing an excessive refrigerating capacity during cooling operation. This cold storage system is configured to introduce refrigerant from a refrigerant system into a cold storage unit in which cold storage panels filled with a cold storage material are arranged in parallel at predetermined intervals and the outside is surrounded by a heat insulating material such as glass wool. When the above-described air conditioner is stopped, the temperature rise in the passenger compartment can be suppressed by cooling the cold stored in the cool storage material.
[0005]
FIG. 7 simply shows a refrigerant system including the above-described cold storage unit. In the figure,reference numeral 10 is a refrigerant system, 11 is a compressor, 12 is a condenser, 13 is a cooling / cold storage switching solenoid valve, 14 is an expansion valve, 15 is an evaporator, 16 is a backflow prevention solenoid valve, and 20 is a cool storage unit.
Thecold storage unit 20 is installed in arefrigerant bypass passage 17 that is branched between thecondenser 12 and theexpansion valve 14 and joins between theevaporator 15 and the compressor 11. In therefrigerant system 10 shown in the figure, the refrigerant circulates counterclockwise as indicated by an arrow, and when the cooling / cooling switchingelectromagnetic valve 13 is opened and closed, the refrigerant passes through theexpansion valve 14 and theevaporator 15 during the cooling operation, and the refrigerant is Bypassing theexpansion valve 14 and theevaporator 15, the cold storage operation through thecold storage unit 20 is switched.
[0006]
As a result, during normal cooling operation, the cooling / cold storage switchingelectromagnetic valve 13 is fully opened, and the air passing by the refrigerant supplied to theevaporator 15 can be cooled and dehumidified. In addition, when the vehicle interior is lowered to a desired temperature and there is a surplus in refrigeration capacity, the cooling / cooling storage switchingelectromagnetic valve 13 is fully closed. Thereby, since the refrigerant cools the cold storage material through thecold storage unit 20, cold energy is accumulated in the cold storage material. The backflowprevention solenoid valve 16 is provided for the purpose of preventing the refrigerant from flowing back toward thecold storage unit 20 when switching from the cold storage operation to the cooling operation, and is therefore fully opened during the cold storage operation. Sometimes fully closed.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the case of the conventional sub-engine system described above, hysteresis is provided in order to maintain the set temperature in the passenger compartment at a time when the air conditioning load is low, for example, in the intermediate period from spring to summer or from summer to autumn. For example, the cooling operation and the heating operation may be performed alternately. In such a case, it is necessary to operate the sub-engine in the cooling operation, and the refrigerant circulates in the refrigerant system by the operation of the compressor using the driving force of the sub-engine. Then, the air sucked by the electric blower passes through the evaporator, is cooled and dehumidified, and is blown into the passenger compartment as cold air.
[0008]
On the other hand, in the heating operation, the driving force of the sub-engine is not necessary, and the air sucked by the electric blower passes through the heater core to become hot air and is blown into the vehicle interior. In other words, even in the case of the sub-engine system, since the main engine cooling water for traveling is used as the hot water of the heating source supplied to the heater core, it is not necessary to operate the sub-engine.
[0009]
As described above, since the cooling operation is intermittently performed in the intermediate period when the air conditioning load is low, the sub-engine is started every time and the operation is started, and the operation is stopped after a relatively short operation. Things are repeated frequently. For this reason, vibration and noise frequently occur each time the sub engine is started and stopped, and it is difficult to completely block the influence on the passenger compartment. Some measures have been desired to improve the merchantability by providing the environment.
[0010]
In view of this, an object of the present invention is to reduce the number of times the sub-engine is started and stopped in the intermediate period when the air conditioning load is low, and to improve the deterioration of feeling due to vibration and noise.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
A vehicle air conditioner including the cold storage unit according toclaim 1, a compressor that compresses a low-temperature and low-pressure gas refrigerant, a condenser that cools a high-temperature and high-pressure gas refrigerant supplied from the compressor with outside air, A receiver that separates the refrigerant condensed by the condenser into gas and liquid, an expansion valve that decompresses and expands the liquid refrigerant sent from the receiver, receives low-temperature and low-pressure liquid refrigerant from the expansion valve, and exchanges heat with the air in the passenger compartment A refrigerant system comprising an evaporator that cools and dehumidifies, and includes a cold storage unit that is connected by bypassing the expansion valve and the evaporator, and the cooling operation and the heating operation are alternately repeated with a low air conditioning load. In the period, the cold storage operation to supply the refrigerant to the cold storage unit is temporarily performed to suppress the cooling capacity during the cooling operation, and the cool storage operation from the cold storage unit is performed. It is characterized in that inhibited heating capacity during tufts operation.
[0012]
According to the vehicle air conditioner equipped with such a cold storage unit, the cooling operation and the heating operation are suppressed by using the cold storage unit, so that the number of operation switching between the cooling operation and the heating operation is reduced. Therefore, it is possible to reduce the number of times the sub engine is started and stopped.
[0013]
According to the vehicle air conditioner provided with the cold storage unit according toclaim 2, when the cooling capacity is suppressed, the refrigerant is alternately supplied to the evaporator and the cold storage unit.
[0014]
According to the vehicle air conditioner provided with such a cold storage unit, the refrigerant supply destination is alternately switched between the evaporator and the cold storage unit, so that the refrigerant is used in the time zone used for storing cold heat in the cold storage unit. The time zone used for cooling and dehumidifying the air by the evaporator is reduced, and as a result, the capacity of the cooling operation is suppressed.
[0015]
The vehicle air conditioner including the cold storage unit according toclaim 3 is characterized in that the heating operation and the cooling operation are alternately performed when the heating capacity is suppressed.
[0016]
According to the vehicle air conditioner provided with such a cold storage unit, the heating operation and the cooling operation are alternately switched, so that the warm air by the heating operation and the cold air by the cooling operation operate the sub-engine. As a result, the capacity of heating operation is suppressed.
[0017]
The vehicle air conditioner including the cold storage unit according toclaim 4 is characterized in that a heating operation and a cooling operation are performed simultaneously when the heating capacity is suppressed.
[0018]
According to the vehicle air conditioner provided with such a cold storage unit, the warm air by the heating operation and the cold air by the cool-down operation are mixed, and as a result, the capability of the heating operation is suppressed.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 3 show an example in which a sub-engine vehicle air conditioner installed on a large sightseeing bus includes a cold storage unit.
[0020]
FIG. 1 is a perspective view showing an outline of a sightseeing bus. Anair conditioning unit 1 is installed below a passenger compartment at the center of the vehicle body, and an air conditioning duct 5 connected to theair conditioning unit 1 is further divided into left and right branches. The cooling / heating switching damper storage sections 6 and 6 are branched into cooling ducts 7 and 7 heading toward the upper part of the passenger compartment andheating ducts 9 and 9 heading toward the floor of the passenger compartment. Theair conditioning unit 1 is a unit in which a refrigerant system such as a compressor driven by a sub-engine, a heater core, and the like are unitized. Theair conditioning unit 1 is similarly connected to thecold storage unit 20 installed adjacent to the lower side of the center of the vehicle body by therefrigerant pipes 2 and 3 and the connectingduct 4.
[0021]
FIG. 2 is a front view of theair conditioning unit 1 and thecold storage unit 20 as viewed from the side of the vehicle body. In the figure,reference numeral 1 is a sub-engine type air conditioning unit, 1a is an air blower driven by an electric motor, and 4 is a vehicle.Connection ducts 8a and 8b in which the indoor air introduction duct 4a and the regenerativeair introduction duct 4b join together are cooling / cold storage switching dampers.
[0022]
FIG. 3 is a system diagram showing the configuration of therefrigerant system 10 provided with thecold storage unit 20. During normal cooling operation, the compressor 11 is operated using the sub-engine 11a as a drive source to compress the low-temperature and low-pressure gas refrigerant. The gas refrigerant that has become high temperature and pressure in this manner is sent to thecondenser 12 to exchange heat with the outside air. As a result, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant is cooled and condensed, and further sent to the receiver 18 for gas-liquid separation, and the high-temperature and high-pressure liquid refrigerant is guided to theexpansion valve 14 via thedryer 19. The high-temperature and high-pressure liquid refrigerant decompressed and expanded in theexpansion valve 14 is supplied to theevaporator 15 as a low-temperature and low-pressure liquid refrigerant, and is cooled and dehumidified by exchanging heat with the air passing through theevaporator 15 by being sucked into the blower 1a. The refrigerant that has become low-temperature and low-pressure gas refrigerant by this heat exchange returns to the compressor 11 and is compressed again, and the refrigeration cycle is configured by repeating such clockwise circulation thereafter.
[0023]
During normal cooling operation, the air in the vehicle compartment is sucked by the operation of the blower 1 a and guided to theair conditioning unit 1 through the introduction duct 4 a and the connectingduct 4. At this time, both the cooling / coldstorage switching dampers 8 a and 8 b close the inlet and the outlet so that the introduced air in the passenger compartment does not pass through thecold storage unit 20. The introduced air that has been air-conditioned by passing through the evaporator in theair conditioning unit 1 is guided to the cooling / heating switching damper storage 6 by the air conditioning duct 5, and the cooling / heating switching damper closes the heating duct side. 7 and flows out from each outlet to the passenger compartment.
[0024]
On the other hand, between thedryer 19 and theexpansion valve 14, a refrigerant pipe (hereinafter referred to as a bypass refrigerant forward path) 2 for branching the high-temperature and high-pressure liquid refrigerant to thecold storage unit 20 is branched and provided. On theexpansion valve 14 side, there is provided a cooling / cold storage switchingelectromagnetic valve 13 for switching the refrigerant flow path during normal cooling operation and during cold storage operation described later. Theregenerator unit 20 is a plurality ofregenerator panels 21 filled with a regenerator material arranged at a predetermined interval. In the illustrated case, theregenerator solenoid valve 22 is provided at the refrigerant inlet with the threeregenerator panels 21 as one unit, A total of 12 cold storage panels are arranged in parallel in 4 units. Anexpansion valve 23 is provided on the downstream side of the cool storageelectromagnetic valve 22 at the refrigerant inlet of eachcool storage panel 21. Thecool storage panel 21, the cool storageelectromagnetic valve 22, and theexpansion valve 23 are entirely made of glass wool. It is surrounded by aheat insulating material 24. The refrigerant that has passed through each of thecold storage panels 21 and has cooled the cold storage material is returned to the upstream side of the compressor 11 through a refrigerant pipe (hereinafter referred to as a bypass refrigerant return path) 3. In order to prevent the refrigerant from flowing back to thecold storage unit 20 when switching from the cold storage operation to the cooling operation, a backflowprevention solenoid valve 16 is provided.
[0025]
Thecold storage unit 20 switches the cooling / cooling storage switchingelectromagnetic valve 13 from fully open to fully closed when a surplus occurs in the normal cooling operation, that is, when the passenger compartment is sufficiently cooled to a predetermined air conditioning temperature. In addition to switching, theregenerative solenoid valve 22 and the backflowprevention solenoid valve 16 are switched from fully closed to fully open, and the high-temperature and high-pressure liquid refrigerant supplied from the receiver 18 and passing through thedryer 19 is introduced. The high-temperature and high-pressure liquid refrigerant introduced into thecold storage unit 20 through the bypass refrigerantforward path 2 is decompressed and expanded by theexpansion valve 23 to become a low-temperature and low-pressure liquid refrigerant, and cools the cold storage material when passing through thecold storage panel 21. Therefore, cold energy is accumulated in the regenerator material. If normal cooling operation becomes necessary again because the temperature in the passenger compartment becomes higher than a predetermined value, the cooling / cold storage switchingelectromagnetic valve 13 is switched from fully closed to fully opened, and the cold storageelectromagnetic valve 22 and backflow prevention Thesolenoid valve 16 is switched from fully open to fully closed, and the refrigerant flow path is switched so that the refrigerant flows through theexpansion valve 14 and theevaporator 15.
The switching between the cooling operation and the cold storage operation performed by opening and closing each solenoid valve described above is generally based on data input from a temperature sensor or the like disposed at an appropriate place, and the air not shown in the figure. It is processed by the control unit of the harmony device.
[0026]
Next, the cooling operation of the above-describedcold storage unit 20 will be described. This cooling operation is performed when the sub-engine 11a cannot be operated or is not desired to be operated, and when it is desired to prevent or minimize the temperature rise in the passenger compartment. When the cold energy of thecold storage unit 20 is allowed to cool, the air in the vehicle compartment is also sucked by the operation of the blower 1a. However, both of the cooling /cooling storage dampers 8a and 8b pass the air in the introduced vehicle compartment through thecold storage unit 20. Open / close operation is performed. Then, the air sucked from the passenger compartment passes through thecool storage unit 20 and is cooled, and is guided to the cool storageair introduction duct 4 b and the connectingduct 4 and enters theair conditioning unit 1. At this time, since the supply of the refrigerant to the evaporator of theair conditioning unit 1 is stopped, the cool storage air simply passes through the evaporator and is then guided to the cooling / heating switching damper storage 6 by the air conditioning duct 5 in the same manner as in the normal cooling operation. Furthermore, it flows into the cooling duct 7 and flows out from the respective outlets into the passenger compartment.
[0027]
Next, a hot water circuit for supplying main engine cooling water (hot water) serving as a heat source to theair conditioning unit 1 described above will be briefly described with reference to FIG. Thehot water circuit 30 is configured by connecting a portion included in theair conditioning unit 1 surrounded by a two-dot chain line and a portion other than that, that is, a portion attached in advance to the vehicle. In addition, thefront heater 49 enclosed with a dashed-dotted line is a part included in the vehicle side as a normal option.
In FIG. 4, reference symbol E denotes a main engine for running the vehicle, 31 denotes a radiator, 32 denotes a cooling water pump, 33 denotes a thermo valve, and 34 denotes a condensation tank. The cooling system of the main engine E is configured such that the heat generated by the operation of the main engine E is radiated from the radiator 31 to the atmosphere. Such a main engine cooling system is connected to the air conditioner via hotwater stop valves 35 and 36 provided in hot water flow paths branched from the outlet and the inlet of the main engine E, respectively.
[0028]
Astrainer 37 and ahot water pump 38 are installed on the downstream side of the hotwater stop valve 35 in the branch flow path on the main engine outlet side for supplying the main engine cooling water from the main engine cooling system to the air conditioner side. The main engine coolant pressurized by thepump 38 is sent to theheating system 40 in theair conditioning unit 1. Theheating system 40 includes apreheater 41, a hotwater control valve 42, and aheater core 43 as main components. The main engine cooling water that has heated the air through theheater core 43 passes through the hotwater stop valve 36 and is again supplied to the main engine E. Returned to the cooling water system.
Among these, the hotwater control valve 42 has a function of adjusting the flow rate of the main engine cooling water introduced into theheater core 43, and the flow rate control by the hotwater control valve 42 is performed according to the set temperature of the heating or the actual temperature in the passenger compartment. This is implemented by changing the valve opening determined and determined by a control unit (not shown) from the input information.
[0029]
FIG. 5 shows an open / closed state of the hotwater control valve 42 which is basically a three-way valve. FIG. 5A shows a state where the entire amount of main engine cooling water flows to the heater corebypass flow path 44 that bypasses the heater core 43 ( (Hereinafter referred to as a bypass position), (b) is a state where the entire amount of main engine cooling water is guided to theheater core 43 through the heater coremain flow path 45, which is a hot water supply flow path (hereinafter referred to as the main position), (c) ) Is a state (hereinafter referred to as an intermediate position) in which the main engine coolant flows while being divided into the heater corebypass flow path 44 and the heater coremain flow path 45. Thus, the valve opening state of the hotwater control valve 42 is changed by the operation of thevalve bodies 42a and 42b, and the flow rate of the main engine coolant passing through theheater core 43 can be adjusted between 0 and 100 percent.
[0030]
The main engine cooling water introduced from the cooling water system of the main engine E is guided to theheater core 43 and used for the heating operation. In addition, the defrosting of theevaporator 15 that cools and dehumidifies the air by introducing a refrigerant during the cooling operation, for example. It is also guided to the heater 46 (see FIG. 4). Thedefrost heater 46 opens the defrost electromagnetic valve 47 when removing frost attached to theevaporator 15 and introduces main engine cooling water as a heat source.
The main engine cooling water is also supplied to afront heater 49 provided for heating around the driver's seat by opening the frontheater solenoid valve 48.
Reference numeral 50 denotes a pipe of thehot water circuit 30 for introducing the main engine cooling water from the main engine E installed at the rear of the vehicle body to theheater core 43, and a heating duct disposed on the left and right floor surfaces in the vehicle interior. 9 (see FIG. 1).
[0031]
The vehicle air conditioner including thecold storage unit 20 configured as described above performs an operation as described below in an intermediate period when the air conditioning load, that is, the cooling load or the heating load is low.
[0032]
For example, when the season changes from spring to summer, even if the temperature in the passenger compartment is high and cooling operation is required, the cooling load is not as great as in summer. For this reason, even if the cooling operation is performed in the operation mode with the lowest cooling capacity, the temperature drops to the set temperature in a relatively short time, and further becomes lower than the set temperature by the hysteresis setting. During this time, the sub-engine 11a continues operation and supplies refrigerant by the compressor 11. However, in order to make the sub-engine 11a continuously operated as long as possible, it is necessary to further suppress the cooling capacity.
[0033]
Therefore, during the cooling operation, the refrigerant supply destination is switched to theevaporator 15 and thecold storage unit 20 alternately. That is, by alternately performing the cooling operation for supplying the refrigerant to theevaporator 15 and the cold storage operation for supplying the refrigerant to thecold storage unit 20, the overall cooling capacity can be reduced even if the sub-engine 11a is continuously operated. Can do. This operation switching operation can be performed by opening and closing the cooling / cold storage switchingelectromagnetic valve 13 by a control unit (not shown). As a result, the refrigerant supplied by the compressor 11 when the sub-engine 11a is operated functions as a refrigerant for cooling operation only during the time zone supplied to theevaporator 15, and cold storage is performed during the time zone supplied to thecold storage unit 20. Used for
In addition, what is necessary is just to change suitably the ratio of the operation time which switches a cooling operation and a cool storage operation alternately according to the calculation values calculated from conditions, such as various sensors and preset temperature.
[0034]
Even if the cooling capacity is reduced in this way, the cooling load is small, so that the temperature is eventually lowered to a set temperature or lower. Further, the temperature in the passenger compartment is lowered by the hysteresis setting, and then the heating operation is performed. At this time, the sub-engine 11a stops operating, but the blowing by the blower 1a driven by the electric motor is continued. In the heating operation thus started, the heating load is not large. Therefore, it is preferable that the heating capacity is suppressed as much as possible so that it takes time to rise to the temperature at which the cooling operation is started.
[0035]
Therefore, this time, the heating operation in the operation mode with the lowest heating capacity and the cooling operation from thecold storage unit 20 are alternately performed. That is, the cooling performance as a whole is lowered by alternately performing the heating operation for supplying the main engine cooling water to theheater core 43 and the cooling operation for cooling the cold energy from thecold storage unit 20. This operation switching operation is performed by a control unit (not shown), and can be performed by opening / closing the cooling / coldstorage switching dampers 8a and 8b and controlling the opening degree of the hotwater control valve 42. As a result, the air sucked into the blower 1a becomes hot air when the main engine cooling water is supplied to theheater core 43, and is supplied to the vehicle interior as cold air when passing through thecold storage unit 20. Even if the compressor 11 is not operated, in other words, the hot air and the cold air can be alternately blown without operating the sub-engine 11a, the heating capacity can be lowered as a whole.
[0036]
By the way, in order to lower the heating capacity, the heating operation and the cooling operation are alternately performed as described above, and the heating operation and the cooling operation in the operation mode having a low heating capacity can be simultaneously performed. Good. In this case, since the cold air that has passed through theregenerator unit 20 is heated by theheater core 43, the air temperature before heating is lower than when the air that does not pass through theregenerator unit 20 is sucked by the blower 1a. Become. That is, if the heating capacity of theheater core 43 is the same, the temperature of the hot air is lowered by the amount of the initial temperature being low, and as a result, the heating capacity is reduced.
[0037]
FIG. 6 is a diagram shown for explaining the operation of the vehicle air conditioner of the present invention that can perform the operation in which the cooling capacity and the heating capacity are lowered in the intermediate period when the air conditioning load is low. Is the case of the conventional apparatus, and (b) is the case of the apparatus of the present invention. In both figures, the vertical axis represents the cooling load, and the horizontal axis represents time. At first, the cooling load decreases with the passage of time due to the execution of the cooling operation, in other words, the vehicle interior temperature decreases.
[0038]
In the case of (a), the cooling engine is switched to the heating operation at time ta1, and the sub-engine is stopped. Then, when the vehicle interior temperature rises due to the heating operation and the cooling load increases, the cooling operation is started again at time ta2, and thereafter the cooling operation is changed from heating operation to cooling operation at time ta3, and from the heating operation to cooling operation at time ta4. Since the operation switching is performed as in the operation, the operation stop and operation start of the sub engine 11a are repeated each time.
In addition, it has shown that a cooling capability and a heating capability are so large that the inclination in a figure is large.
[0039]
On the other hand, in the case of (b), the inclination is reduced by reducing the cooling capacity and the heating capacity, and the time tb1 at which the cooling operation is first switched to the heating operation is longer than the time ta1 described above. In addition, the time tb2-tb1 until the first switching from the heating operation to the cooling operation is longer than the conventional ta2-ta1, and if the operation time is the same, as a result, the number of times of switching between the cooling operation and the heating operation, That is, it can be seen that the number of times of starting and stopping the sub-engine 11a can be reduced.
[0040]
In FIGS. 6A and 6B described above, the vertical axis represents the cooling load, but when the heating operation is first performed, the vertical axis may be the heating load.
[0041]
【The invention's effect】
According to the vehicle air conditioner provided with the above-described cold storage unit of the present invention, the cooling capacity and the heating capacity are reduced by effectively using the cold storage unit in the intermediate period when the air conditioning load is low. The operation switching cycle can be lengthened. As a result, the number of start / stop times of the sub-engine that drives the compressor can be reduced, and the deterioration of the feeling due to vibration and noise at the start / stop of the sub-engine can be improved to improve the merchantability. Play.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a vehicle air conditioner equipped with a cold storage unit according to the present invention, and shows a case of a sub-engine system.
FIG. 2 is a front view of the air conditioning unit and the cold storage unit of FIG. 1 as viewed from the side of the vehicle body.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a refrigerant system including the cold storage unit of FIG.
4 is a diagram showing a configuration of a hot water circuit that supplies hot water to a heating system of a vehicle air conditioner that includes the cold storage unit of FIG. 1;
5A and 5B are diagrams showing an open / closed state of the hot water control valve in FIG. 4, where FIG. 5A is a bypass position, FIG. 5B is a main position, and FIG. 5C is an intermediate position.
6A and 6B are diagrams for explaining the operation of the present invention, in which FIG. 6A shows the conventional case and FIG. 6B shows the case of the present invention.
FIG. 7 is a configuration diagram showing an outline of a refrigerant system including a cold storage unit.
[Explanation of symbols]
1 Air conditioning unit (sub engine type)
5 Air conditioning duct
6 Cooling / heating switching damper storage
7 Cooling duct
9 Heating duct
10 Refrigerant system
11 Compressor
11a Sub engine
12 capacitors
13 Cooling / storage storage solenoid valve
14 Expansion valve
15 Evaporator
16 Backflow prevention solenoid valve
18 Receiver
20 Cold storage unit
30 Hot water circuit
31 Radiator
32 Cooling water pump
33 Thermo valve
40 Heating system
42 Hot water control valve
43 Heater core
E Main engine

Claims (4)

Translated fromJapanese

低温低圧のガス冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧縮機から供給された高温高圧のガス冷媒を外気で冷却するコンデンサと、該コンデンサで凝縮された冷媒を気液分離させるレシーバと、該レシーバから送られてきた液冷媒を減圧膨張させる膨張弁と、該膨張弁から低温低圧の液冷媒を受け車室内の空気と熱交換して冷却及び除湿するエバポレータとを具備してなる冷媒系が、前記膨張弁及び前記エバポレータをバイパスして接続された蓄冷ユニットを備え、空調負荷が低く冷房運転及び暖房運転が交互に繰り返される中間期には、前記蓄冷ユニットに冷媒を供給する蓄冷運転を一時的に実施して冷房運転時の冷房能力を抑制し、かつ、前記蓄冷ユニットからの放冷運転を実施して暖房運転時の暖房能力を抑制したことを特徴とする蓄冷ユニットを備えた車両用空気調和装置。A compressor that compresses a low-temperature and low-pressure gas refrigerant, a condenser that cools the high-temperature and high-pressure gas refrigerant supplied from the compressor with outside air, a receiver that separates the refrigerant condensed in the condenser into a gas and a liquid, and the receiver A refrigerant system comprising: an expansion valve that decompresses and expands the liquid refrigerant that has been sent; and an evaporator that receives low-temperature and low-pressure liquid refrigerant from the expansion valve and exchanges heat with air in the passenger compartment for cooling and dehumidification. In the intermediate period in which a cooling storage unit connected by bypassing the expansion valve and the evaporator is provided and the air conditioning load is low and the cooling operation and the heating operation are alternately repeated, the cold storage operation for supplying the refrigerant to the cold storage unit is temporarily performed A cooling storage unit characterized in that the cooling capacity during cooling operation is suppressed, and the cooling capacity during cooling operation is suppressed by performing the cooling operation from the cold storage unit. Air conditioning apparatus for a vehicle equipped.前記冷房能力の抑制時には、前記エバポレータと前記蓄冷ユニットとに冷媒が交互に供給されることを特徴とする請求項１に記載の蓄冷ユニットを備えた車両用空気調和装置。The vehicle air conditioner having a cold storage unit according to claim 1, wherein when the cooling capacity is suppressed, a refrigerant is alternately supplied to the evaporator and the cold storage unit.前記暖房能力の抑制時には、暖房運転と放冷運転とが交互に実施されることを特徴とする請求項１に記載の蓄冷ユニットを備えた車両用空気調和装置。The air conditioning apparatus for a vehicle having a cold storage unit according to claim 1, wherein the heating operation and the cooling operation are alternately performed when the heating capacity is suppressed.前記暖房能力の抑制時には、暖房運転と放冷運転とが同時に実施されることを特徴とする請求項１に記載の蓄冷ユニットを備えた車両用空気調和装置。The air conditioning apparatus for a vehicle including a cold storage unit according to claim 1, wherein the heating operation and the cooling operation are performed simultaneously when the heating capacity is suppressed.

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