JPH07228133A - 自動車用暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 除湿をしながら暖房能力を向上させた電気自
動車等に好適な「自動車用暖房装置」を提供すること。 【構成】 第１送風機２２により取り入れた空気をコン
デンサ２３により加熱して車室内に導く第１通風路２０
と、第２送風機２７により取り入れた空気をエバポレー
タ２８により冷却してドア３０により選択的に車室内ま
たは車室外に導く第２通風路２１とをバイパス用ダクト
３１を介して連通させ、コンデンサ２３により加熱され
た空気の一部をドア３２により選択的にバイパス用ダク
ト３１を介して第２通風路２１内に導くように構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、温水加熱源を持たない
電気自動車等に好適な自動車用暖房装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、地球環境等への影響に鑑み、電気
自動車が注目されている。この電気自動車は、走行駆動
源にバッテリー駆動の電気モータを使用している。

【０００３】この電気自動車は、一般のガソリン車等の
ように走行駆動源であるエンジンの熱を熱源として車室
内の暖房を行う場合とは異なり、熱源の熱容量がきわめ
て小さい電気モータを走行駆動源としているため、この
熱を利用して車室内の暖房を行う場合には、所定の暖房
能力を得るのが困難である。

【０００４】そこで、特に冬場において温水等の熱源を
期待できない電気自動車においては、走行駆動源の熱を
利用せずに暖房能力を確保することが求められ、その１
つの方法として、熱源として電気モータの熱を利用せ
ず、冷凍サイクルの冷媒を循環させることによって得ら
れる熱を利用することが考えられている。この方法によ
れば、比較的容易に高温熱源が得られるので、実用的な
暖房が可能となる。

【０００５】図２は、電気自動車に搭載されるそうした
空調装置の一例を示した概略構成図である。この空調装
置は、送風機１により取り入れた空気を車室内に向かっ
て送るための通風ダクト２を有し、熱交換器として、通
風ダクト２内に、上流側から順にエバポレータ３とサブ
コンデンサ４とが配設され、また、通風ダクト２外には
メインコンデンサ５が配設されている。冷凍サイクル
は、コンプレッサ６、メインコンデンサ５、サブコンデ
ンサ４、リキッドタンク７、膨脹弁８、およびエバポレ
ータ３を配管で連結して構成されている。また、暖房運
転時と冷房運転時とで機能させるコンデンサ４、５を切
り替えるため、メインコンデンサ５の入口側には三方弁
９が設けられ、バイパス管１０によりメインコンデンサ
５の出口側と直結されている（連結点ａ）。メインコン
デンサ５の出口と連結点ａとの間には逆止弁１１が設け
られている。

【０００６】暖房運転に話を限定すれば、この時、コン
プレッサ６から吐出された冷媒は、三方弁９によりバイ
パス管１０を介して直ちにサブコンデンサ４に導かれ、
それから順にリキッドタンク７、膨脹弁８、エバポレー
タ３と流通して再びコンプレッサ６に吸入される。この
過程において、コンプレッサ６からのガス状冷媒はサブ
コンデンサ４において熱交換により凝縮液化され、エバ
ポレータ３で冷却され含まれていた水分を凝縮水として
析出した後の空気が加熱される。よって、除湿暖房が実
現される。なお、車室内に吹き出される空気の温度は、
サブコンデンサ４の上流に配設されたエアミックスドア
１２の開度を調節することによって行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の空調装置にあっては、これを暖房装置として
みた場合に、その暖房能力に一定の限界がある。すなわ
ち、図２に示すように、同じ通風ダクト２内にエバポレ
ータ３とコンデンサ４とをいわば直列に配置して、まず
エバポレータ３で冷却（除湿）した後にコンデンサ４で
加熱する、言い換えれば、コンデンサ４で加熱する前に
必ずエバポレータ３で冷却する構成となっているため、
単純にコンデンサだけで加熱する場合と比べて、コンデ
ンサ４通過直後の空気温度は低くなってしまう。よっ
て、車室内への吹出し温度もその分低下する。

【０００８】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、除湿をしながら暖房能力の
向上を図った、電気自動車等に好適な自動車用暖房装置
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、第１送風機により取り入れた空気をコンデ
ンサにより加熱して車室内に導く第１通風路と、第２送
風機により取り入れた空気をエバポレータにより冷却し
て選択的に車室内または車室外に導く第２通風路とをバ
イパス通路を介して連通させ、前記コンデンサにより加
熱された空気の一部を選択的に前記バイパス通路を介し
て前記第２通風路内に導くようにしたことを特徴とす
る。

【００１０】

【作用】このように構成された本発明にあっては、暖房
運転時において、第１送風機により第１通風路内に取り
入れられた空気は、コンデンサにより加熱された後、車
室内に吹き出され、これによって車室内が暖房される。
そして、除湿したいときには、第２送風機を作動させる
とともにバイパス通路を開けて、コンデンサにより加熱
された空気の一部をバイパス通路を介して第２通風路に
取り入れ、エバポレータにより冷却、つまり除湿した後
に車室内に吹き出すようにする。このとき、車室内の除
湿に必要な量だけの空気をバイパス通路から第２通風路
内に導くようにすれば、コンデンサにより加熱された空
気の全部を冷却することはないので、除湿を図りつつも
従来に比べて暖房能力が向上することになる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例を示す概略構成図であ
る。なお、図２と共通する部材には同一の符号を付して
いる。

【００１２】図１に示す自動車用暖房装置は、電気自動
車に搭載される暖房装置であって、同図に示すように、
車室内に連通する第１通風路２０と第２通風路２１とを
有している。第１通風路２０には、上流側から順に第１
送風機としての送風機２２と熱交換器としてのコンデン
サ２３とが配設されている。第１通風路２０の上流側は
ダクト２４により車室内に連通しており、送風機２２を
作動させると、車室内の空気をダクト２４を介して第１
通風路２０に取り入れ、コンデンサ２３により加熱して
車室内に吹き出すようになっている。これが暖房時にお
ける空気のメインの流れとなる。また、本実施例では、
第１通風路２０のコンデンサ２３下流側と送風機２２上
流側とをバイパスさせるリサイクル用ダクト２５が設け
られ、その入口側開口部にはこれを開閉するためのドア
２６が回動自在に設けられている。コンデンサ２３を通
過した直後の温風の一部をただちにリサイクル用ダクト
２５を介してコンデンサ２３の上流側に戻し、コンデン
サ２３により再加熱させることによって、暖房能力の向
上が期待される。

【００１３】なお、本実施例では、暖房能力を上げるた
め、第１通風路２０に取り入れる空気として、ダクト２
４により車室内の空気だけを導入するようにしている
が、これに限らず、通常の自動車用空調装置のインテー
クユニットと同様に、車室外の空気と車室内の空気とを
ドアにより選択的に取り入れる構造にすることも可能で
ある。

【００１４】また、第２通風路２１には、車室内側（こ
れが上流側となる）から順に第２送風機としての送風機
２７と熱交換器としてのエバポレータ２８とが配設され
ている。第２通風路２１の下流側は車室外に通じている
とともに、ダクト２９により車室内に連通している。ダ
クト２９の入口側開口部には、エバポレータ２８通過後
の空気を車室内に導くか車室外に排出するかを選択する
ためのドア３０が回動自在に設けられている。さらに、
第２通風路２１の送風機２７上流側はバイパス用ダクト
３１によって第１通風路２０のコンデンサ２３下流側と
連通しており、バイパス用ダクト３１の第１通風路２０
側開口部にはこれを開閉するためのドア３２が回動自在
に設けられている。したがって、このドア３２を開けた
状態において、第２通風路２１内の送風機２７を作動さ
せると、第２通風路２１内には、第１通風路２０内のコ
ンデンサ２３通過後の空気の一部がバイパス用ダクト３
１を通って取り入れられるとともに、車室内の空気も取
り入れられることになる。こうして第２通風路２１に取
り入れられた空気は、エバポレータ２８によって冷却さ
れ、つまり除湿された後、ドア３０の位置に応じて選択
的に車室外に排出されまたはダクト２９を介して車室内
に吹き出されるようになっている。

【００１５】また、第１通風路２０のコンデンサ２３と
第２通風路２１のエバポレータ２８は、配管によりリキ
ッドタンク７や膨脹弁８とともにコンプレッサ６に連結
されて、冷凍サイクルを構成している。暖房運転時に
は、図示しないスイッチをオンしてコンプレッサ６を作
動させて冷媒を冷凍サイクル内に循環させ、もって熱交
換器としてのコンデンサ２３とエバポレータ２８とを機
能させる。

【００１６】なお、送風機２２、２７はファンとこれを
駆動するファンモータとで構成され、また、コンプレッ
サ６は電気自動車の駆動源である電気モータによって図
示しないＶベルト等を介して駆動される。つまり、電気
モータを図示しないバッテリーで駆動することにより、
電気自動車の走行駆動とコンプレッサ６の駆動とが行わ
れる。

【００１７】次に、このように構成された自動車用暖房
装置の作用を説明する。暖房運転時において、コンプレ
ッサ６と送風機２２は作動しており、送風機２２によっ
て車室内の空気がダクト２４を介して第１通風路２０内
に取り入れられる。この第１通風路２０内に取り入れら
れた空気は、コンデンサ２３によって加熱された後、車
室内に吹き出される。暖房能力を上げたいときには、ド
ア２６を開けて、コンデンサ２３通過後の温風の一部を
循環させるべくリサイクル用ダクト２５を介してコンデ
ンサ２３の上流側に戻し、コンデンサ２３で再加熱させ
る。こうして車室内の暖房が行われる。このとき、従来
一般の電気自動車用空調装置とは異なって、取り入れた
空気をエバポレータにより一旦冷却した後にコンデンサ
により加熱するのではなく、取り入れた空気を直ちにコ
ンデンサ２３で加熱するので、同じ温度の空気を取り入
れるとすれば、コンデンサ２３通過後の吹出し風の温度
は従来に比べて高くなる。つまり、暖房能力が向上す
る。

【００１８】また、暖房と同時に除湿を行う場合には、
さらに、送風機２７を作動させるとともにドア３２を開
ける。すると、コンデンサ２３により加熱された空気の
一部はバイパス用ダクト３１を通って、車室内の空気と
共に第２通風路２１内に取り入れられ、エバポレータに
よって冷却、つまり除湿される。このとき、図示しない
センサにより外気温度とエバポレータ２８通過後の温度
とを検出・比較し、外気温よりもエバポレータ２８通過
後の空気温度のほうが高ければ、ドア３０をダクト２９
を開ける位置に設定して、エバポレータ２８により除湿
された空気をすべてダクト２９を介して車室内に吹き出
すようにする。また、このとき、ドア３２の開度は、車
室内の除湿に必要な量だけの空気をバイパス用ダクト３
１に流すように適当に制御するようにする。これによ
り、車室内に吹き出されるエバポレータ２８通過後の冷
風の量は必要最小限に抑えられ、これによる暖房能力の
低下も最小限にとどまる。つまり、結果として、除湿を
図りつつも暖房能力が従来に比べて向上することになっ
て、効率のよい除湿暖房が実現される。

【００１９】一方、外気温度のほうがエバポレータ２８
通過後の空気温度よりも高い場合には、ドア３０の位置
を切り替えて、エバポレータ２８通過後の空気をすべて
車室外に排出するようにする。これにより、車室内に低
温の空気が吹き出されるのが防止される。

【００２０】また、除湿を行う場合以外にも、外気温が
低くて暖房運転開始直後のように車室内温度がまだ低い
ときなどエバポレータ２８に凍結のおそれがある場合に
は、ドア３２を開けて、コンデンサ２３通過後の温風の
一部をバイパス用ダクト３１により第２通風路２１内に
導くようにする。これにより、エバポレータ２８の凍結
が防止される。

【００２１】以上、本実施例によれば、冷凍サイクルを
構成するコンデンサ２３とエバポレータ２８とをそれぞ
れ別個の通風路２０、２１に配設し、暖房時には、取り
入れ空気をエバポレータを通過させることなく直ちにコ
ンデンサ２３で加熱して車室内に吹き出すようにしたの
で、従来に比べてコンデンサ２３通過後の吹出し風の温
度を高くすることができ、暖房能力が向上する。しか
も、除湿暖房時には、コンデンサ２３を通過した空気の
うち、除湿に必要な量だけの空気を一部だけバイパス用
ダクト３１に流して第２通風路２１に取り入れるように
したので、冷風の吹出しは最小限に抑えられ、したがっ
て、除湿しながらも暖房能力の向上が図られる。

【００２２】また、本実施例では、ドア３２を開けると
コンデンサ２３通過後の温風の一部をバイパス用ダクト
３１を介して第２通風路２１内に導くことができるの
で、外気温が低くエバポレータ２８に凍結のおそれがあ
る場合には、エバポレータ２８にコンデンサ２３通過後
の温風を導くことによって、エバポレータ２８の凍結を
防止することができるようになる。そのため、凍結を解
除するためにサイクルの運転を停止したり、別にヒータ
を設置したりする必要がなくなる。そこで、車室内に吹
き出す空気の温度が変化したり、省エネルギーとなる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
コンデンサとエバポレータとをそれぞれ別個の通風路に
配設して、必要時にのみバイパス通路を介してコンデン
サ通過後の温風の一部をエバポレータに導くようにした
ので、コンデンサ通過後の空気の吹出し温度が上昇し、
かつ、除湿時の冷風の吹出し量が最小限に抑えられるよ
うになり、システムとしての暖房能力が向上する。ま
た、エバポレータに凍結のおそれがある場合には、エバ
ポレータにコンデンサ通過後の温風の一部を導くことに
よって、エバポレータの凍結防止が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略構成図

【図２】従来の空調装置の一例を示す概略構成図

【符号の説明】

２０…第１通風路 ２１…第２通風路 ２２…第１送風機 ２３…コンデンサ ２７…第２送風機 ２８…エバポレータ ３１…バイパス用ダクト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１送風機（２２）により取り入れた空
   気をコンデンサ（２３）により加熱して車室内に導く第
   １通風路（２０）と、第２送風機（２７）により取り入
   れた空気をエバポレータ（２８）により冷却して選択的
   に車室内または車室外に導く第２通風路（２１）とをバ
   イパス通路（３１）を介して連通させ、前記コンデンサ
   （２３）により加熱された空気の一部を選択的に前記バ
   イパス通路（３１）を介して前記第２通風路（２１）内
   に導くようにしたことを特徴とする自動車用暖房装置。