JPH02258467A - 車両用ヒートポンプ式空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両用ヒートポンプ式空調装置に係り、特に
鉄道車両に搭載されるものに好適な本両用ヒートポンプ
式空ＩＩ装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、ヒートポンプ式空調装置として一般的な構造は、
第３図４こ示すように圧縮機１．四方切換弁２．室外熱
交換器３．逆止弁４，７．減圧機構（膨張弁またはキャ
ピラリーチューブ）５，８゜レシーバ６、室内熱交換器
９．サクシ璽ンアキュムレータ１０を機能的に接続した
ものとなっていた。

また、別の構成としては、第４図に示すように圧縮機１
．四方切換弁２．室外熱交換器３．減圧機構１１．室内
熱交換器９．アキュムレータ１０を機能的に接続した構
成が知られている。なお、第３図および第４図中、実線
矢印は冷房時２点線矢印は暖房時における各冷媒の流れ
を示す。

これらのヒートポンプサイクルにおいては、冬期におけ
る暖房運転時に室外熱交換器に着霜現象が発生し、この
着霜によって暖房能力が低下するため、除霜運転が不可
欠であった。この除霜運転時には１１房が行なえないと
ともに運転能力の無駄にもなっていた。そこで、室外熱
交換器への着霜を抑制して前記除霜運転を櫃力少なやす
ることを目的として、次に示すような構成のヒートポン
プサイクルが開発されている。このヒートポンプサイク
ルは、第５図に示すように圧縮８！ｌ、四方切換弁２．
室外熱交換器３．減圧機構１１．　アキュムレシーバ叱
室内熱交換器９を機能的に接続した構成となっている。

前記アキュムレ−タ（丘の設置により、着霜現象の抑制
が可能となっていた。

すなわち、暖房運転時には第５図中点線矢印で示すよう
に、圧縮機ｌから吐出された高温高圧のガス冷媒は四方
切換弁２を通って、暖房運転時に凝縮器として作用する
室内熱交換器９に入り、空気と熱交換して液化しながら
暖房作用を行なう。そして、液化された冷媒はアキュム
レ−タシーバ部ｔ２ｍに入り、次に減圧機構Ｈに入る。

該減圧機構を通過する過程で、液冷媒は減圧され断熱膨
張し、一部の冷媒が気化して気液混合冷媒となって、＃
Ｌ房運転時に蒸発器として作用する室外熱交換器３に入
り、ここで空気と熱交換しながら熱のくみ上げ作用を行
なう。前記室外熱交換器３を出た冷媒は、四方切換弁２
の別回路を通ってアキュムレ−タ１２のアキュムレータ
部１２　ｂに入す、ここで冷媒中の液状部分を分離して
ガス冷媒のみが圧縮機ｌへ戻る。ここで着霜現象を抑制
するためには、ａＳＳ薫蒸発器なる室外熱交換器３の冷
媒の圧力を上げることにより、蒸３！温度を上昇させＭ
ｎを減少させることができる。この目的のためＩこ、ア
キュムレ−タ１２のアキュムレータ部しｂの低温冷媒と
レシーバ部１２　ａの高温冷媒を熱交換させている。こ
のように低温冷媒に熱を与えることにより、圧縮機の吸
込み圧力を上昇させ、ひいては室外熱交換器３での蒸発
圧力を上昇させることによって、１ｆ霜現象を抑制して
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、アキュムレータとレシーバを冷媒間の
熱交換が行なえるように一体に構成しているため、全体
寸法が大きくなり、空調装置内での配置、配管接続が複
雑になる恐れがあった。特に、近年空調装置の小型化を
進める上で大きな障害となる恐れがあった。

本発明の目的とするところは、着霜現象を抑制し、かつ
、構造を簡略化し得る車両用ヒートポンプ空調装置を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、ヒートポンプ式空調装置に
おいてアキュムレータに該アキュムレータ内の冷媒を暖
房運転時に加熱する熱源を設↓すたものである。

〔作　　　用〕

前記アキュムレータ１こ設けた熱源によって、暖房運転
特番こアキュムレータ内の冷媒を加熱し、室外熱交換器
における蒸発圧力を上昇させることができ、これによっ
て該室外熱交換器における着霜現象χ抑制することがで
きる。

〔実　施　例〕

以下、本発明による一実施例を第１図および第２図によ
って説明する。同図において、前記従来例と同一符号は
同一部材を示すものである。圧縮機ｌ、四方切換弁２．
室外熱交換器３．減圧機構１１、室内熱交換器９および
アキュムレータ１０から構成される基本的なサイクル構
造は前記従来例と同様である。１３はアキュムレータ１
０の側面に取付けられた熱源となるヒータである。１４
は配線用遮断器で前記ヒータ１３に直列憂こ接続されて
いる。１８は暖房リレーであって、その−次側に配線用
遮断器１７が接続され、かつ、暖男指令番こ基づいて該
暖房リレー１８は励磁される。１５はヒータリレー、１
６は外気温サーモスタットであり、該ヒータリレー１５
は外気温サーモスタフト１６が閉路している間励磁され
る。ここで、前記外気温サーモスタツト１６の設定値は
室外熱交換器３にｒ霜現象が３と生じやすい外気温度例
えば２℃〜３℃程度に設定される。

このような構成において、暖房運転時に圧縮機１から吐
出された高温高圧のガス冷媒は点線矢印のように四方切
換弁２を通って凝縮機として作用する室内熱交換器９に
入り空気と熱交換して液化しなから暖房作用を行なう。

液化された冷媒は減圧機構１１に入り、減圧され断熱膨
張し一部の冷媒は気化して気液混合冷媒となってｙＡ名
器として作用する室外熱交換器３に入り、ここで空気と
熱交換して気化しながら熱のくみ上げ作用を行なう。

室外熱交換器３を出た冷媒は、四方切換弁２の角回路を
通って１キユムレータ１０に入る。該アキュムレータ２
Ｉこ入った冷媒は、アキュムレータ２に取付けられたヒ
ータ１３によって加熱される。このように加熱されるこ
とによって冷媒は、その温度が上昇しくすなわち飽和圧
力が上昇する）圧縮機ｌに戻ることとなり、ひいては室
外熱交換器３における冷媒の蒸発圧力が上昇する二とと
なり室外熱交換器３へのｓｆＷを抑制することができる
。このようにアキュムレータ２Ｉニヒータ１３を取付け
ることにより、従来用いられているアキュムレシーバと
同等の効果を得ることができる。

次に、前記ヒータ１３の制御状況齋二ついて説明すると
、暖房リレー１８はその一次側に配線用遮断器１７を有
し、曖冴指令に基づいて該暖房リレー１８は励磁される
。暖房リレー１８が励磁されるとヒータリレー１５は外
気温度サーモスタツト１６が閉略している間励磁される
。ここで外気温度サーモスタツトＪ６の設定温度を着霜
現象の発生しやすい外気温度２〜３℃程度に設定してお
けばよい。ヒータリレー１５が外気温度の低下によって
外気温度サーモスタット１６１こより励磁されれば、ヒ
ータ１３は着霜現象の抑制が必要な間のみ運転されるこ
ととなり、効果的な着霜防止を行なうことができる。

このような構成によれば、暖房運転時における室外熱交
換器３への着霜を防止することができ、該着霜現象に伴
５１ｔｌＪ能力の低下を抑制することができる。また、
除重運転を行なう頻度を大幅４こ低減することができ、
暖房運転時間を長くする二とができる。さらに、従来用
いられているアキュムレシーバに比べて全体をコンパク
トに構成できるとと６に、アキュムレータ１０に接続さ
れる配管の数も少な（、空調装理全体の配管を従来のア
キュムレ−タに比べて簡略化する二とができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、着霜現象を抑制し
、かつ、構造の簡略化が図れる。

【図面の簡単な説明】

＠１図は本発明盛こよるヒートポンプ式空調装置の一実
施例を示す回路図、第２図は第１図のヒートポンプ式空
ｔｉ！装置におけるヒータの制御回路図、第３図、第４
図および第５図は従来のヒートボン式空調装置を示す回
路図である。 ｌ・・・・・・圧縮機、２・・・・・・四方切換弁、３
・・・・・・室外熱交換器、９・・・・・・室外熱交換
器、１０・・・・・・アキュムレータ、■・・・・・・
減圧機構 代理人　弁理士　　小　川　勝　男　−ゝ＼イ１図 第２図 第３聞 ｌ ’４４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．　圧縮機、四方切換弁、室外熱交換器、減圧機構、
   室内熱交換器、アキュムレータより構成される車両用ヒ
   ートポンプ式空調装置において、前記アキュムレータに
   該アキュムレータ内の冷媒を暖房運転時に加熱する熱源
   を設けたことを特徴とする車両用ヒートポンプ式空調装
   置。
2. ２．　圧縮機、四方切換弁、室外熱交換器、減圧機構、
   室内熱交換器、アキュムレータより構成される車両用ヒ
   ートポンプ式空調装置において、外気温度が設定値以下
   となった際に発熱しアキュムレータ内の冷媒を加熱する
   加熱手段を設けたことを特徴とする車両用ヒートポンプ
   式空調装置。