JPH0740732A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両環境に適した供給方法を実現させること
で、必要な時に充分な冷凍サイクル効率を得ることので
きる空気調和機を提供することを目的とする。 【構成】 コンプレッサ６８、コンデンサ３０、サブコ
ンデンサ６０、膨張弁６２、エバポレータ６４からなる
冷凍サイクル７０にて車室内を空調する装置において、
エバポレータ６４より発生する凝縮水を容器６１に溜め
ておく。この容器６１に溜められた凝縮水はポンプ４２
にて容器４５に送られてノズル７２より放水される。ポ
ンプ４２にて容器４５に送る凝縮水量は、冷凍サイクル
７０内の圧力を圧力センサ２１にて検出し、車室内温度
センサ２２により車室内温度を検出する。この圧力と車
室内温度により負荷状態を判断して、ポンプ４２での送
水量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和機に関し、特
に冷媒凝縮器に水を供給して熱交換効率を向上させる空
気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２に示すように、ガス状の冷媒を圧縮
する圧縮機（コンプレッサ）６８と、このコンプレッサ
６８で圧縮されたガス状の冷媒を冷却して液冷媒にする
凝縮器（コンデンサ）３０と、このコンデンサ３０で冷
却された液冷媒を過冷却させるサブコンデンサ６０と、
このサブコンデンサ３０で過冷却された冷媒を膨張させ
霧状の冷媒にする膨張弁６２と、この膨張弁６２で霧状
になった冷媒を空気と熱交換させる蒸発器（エバポレー
タ）６４とを備える冷凍サイクル７０において、特開昭
６３−１７３６５号公報や特開昭６３−１８７０７９号
公報に開示されるように、エバポレータ６４にて発生す
る凝縮水を容器６１にて受け取り、この凝縮水をポンプ
４２にて汲み上げてノズル７２等の放水手段から霧状に
してコンデンサ３０に放水する空気調和機がある。これ
は、コンデンサ３０に水を放水して冷却することによ
り、コンデンサ３０での熱交換効率を高めるものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の空気調和機においては、車両環境に適した凝縮水の
放水が行われていない。即ち、（１）車室内温度が高
く、車室内の温度を急激に下げたいクールダウン時等
に、供給水量を多くして冷房能力を高めたい時、（２）
車室内温度は低いが冷凍サイクル内の圧力が高く、登坂
走行時等に圧力を下げたい時、（３）車室内温度、冷凍
サイクル内圧力が共に高くなく定常走行時であり、冷房
能力に余裕があるため供給水量をあまり必要としない時
等、何れの場合においても、コンデンサへの供給水量が
一定量であるか、もしくは、凝縮水量に頼る成り行きに
よるものである。このため、凝縮水が有効に利用されて
いないのが現状であり、車両環境に適した供給方法とは
なっていない。

【０００４】そこで、本発明では、車両環境に適した供
給方法を実現させることで、必要な時に充分な冷凍サイ
クル効率を得ることのできる空気調和機を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、冷媒を圧縮して吐出する冷媒圧縮機と、
この冷媒圧縮機が吐出した高圧の冷媒を液化凝縮する冷
媒凝縮器と、この冷媒凝縮器の液化した冷媒を断熱膨張
させる減圧装置と、この減圧装置にて断熱膨張した冷媒
を蒸発させる冷媒蒸発器と、この冷媒蒸発器にて冷媒の
蒸発時に発生した凝縮水を収容する容器と、この容器内
の凝縮水を前記冷媒凝縮器に向けて放水する放水手段
と、空気調和される対象空間の環境状態を定量化した環
境状態量として検出する環境状態検出手段と、この環境
状態検出手段にて検出された環境状態量を所定の環境状
態量より大きい高負荷状態であるか否かを判断する比較
判断手段と、この比較判断手段にて高負荷状態でないと
判断された時に前記放水手段にて所定量の凝縮水を放水
させ、高負荷状態であると判断された時に前記放水手段
にて前記所定量より多い凝縮水を放水させる制御部と、
を備える空気調和機を採用するものである。

【０００６】

【作用及び発明の効果】上記構成よりなる本発明の空気
調和機によれば、空気調和される対象空間の環境状態量
を検出し、この環境状態量を所定の環境状態量と比較す
ることで高負荷状態であるか否かを判断し、高負荷状態
である時には、高負荷状態でない時の放水量より増加さ
せることができる。

【０００７】高負荷状態において、放水手段での冷媒凝
縮器への放水量を増加させると、冷媒凝縮器での熱交換
量が増加するため、冷媒圧縮機と冷媒凝縮器と膨張弁
と、及び冷媒蒸発器で構成される冷凍サイクルでのサイ
クル効率が向上する。また、対象空間の環境状態に応じ
て放水量を制御することで、高負荷状態でない時には、
高負荷状態に比べて少量の放水量とすることができ、高
負荷状態時に備えて凝縮水を保留しておくことができ
る。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の空気調和機を用いた一実施例
について図面と共に説明する。図４に、本発明の制御方
法を取り入れたシステムを示す。冷凍サイクルは、図２
にて説明した従来の冷凍サイクル７０と同様に、コンプ
レッサ６８、コンデンサ３０、サブコンデンサ６０、膨
張弁６２、エバポレータ６４で構成されている。

【０００９】エバポレータ６４の下方には、エバポレー
タ６４に付着した凝縮水を受ける容器６１が設けてあ
り、この凝縮水を汲み上げるポンプ４２と、汲み上げた
凝縮水を受ける容器４５と、この容器４５内の凝縮水を
コンデンサ３０またはサブコンデンサ６０もしくは両者
に放出するノズル（本発明の放水手段に相当する）７２
を備えている。

【００１０】この空気調和機（以下、エアコンと呼ぶ）
において、冷凍サイクル７０内の圧力を測定する圧力セ
ンサ２１と、車室内の温度を測定する車室内温度センサ
２２を取り付けてある。圧力センサ２１の設置場所はサ
ブコンデンサ６０の出口に取り付けてあるが、他にも、
図５にＰで示したように配管の各場所にも取り付けられ
る。車室内温度センサ２２は車室内のどの場所に取り付
けてもよく、図中では車両天井に取り付けている。

【００１１】また、この圧力センサ２１にて検出された
圧力信号と、車室内温度センサ２２にて検出された温度
信号とが、制御装置２３に入力される。そして、この制
御装置２３にて、ポンプ４２により容器４５内に供給す
る凝縮水の供給量を制御するための供給量の信号を送出
する。なお、上記の圧力センサ２１、車室内温度センサ
２２は、本発明の環境状態検出手段に相当し、この圧力
センサ２１、車室内温度センサ２２にて検出された圧力
及び車室内温度が、本発明の環境状態量に相当する。

【００１２】上記構成のシステムにおける制御装置２３
での制御方法について、図１のフローチャートに基づき
説明する。なお、制御装置２３は、本発明の比較判断手
段を含むものである。図１に示すように、車両のイグニ
ッションキーがＯＮされることにより起動し、まず初め
に車両を駆動するエンジンが起動しているかをステップ
１０１にて判断する。エンジンが起動している場合、次
に空調装置のスイッチがオンされているかどうかをステ
ップ１０２にて判断する。エンジンが起動されていない
時にはステップ１０１の判断を繰り返し、また、空調装
置のスイッチがオンされていない時にもステップ１０１
に戻る。ステップ１０２にて空調装置のスイッチがオン
されていると判断されると、ステップ１０３に移行し、
車室内温度センサにより車室内温度を検知し、あらかじ
め設定（使用地域，使用車種により決定）した所定温度
Ｔｓより高いか否かを判断する。

【００１３】このステップ１０３にて車室内温度が所定
温度Ｔｓより高いと判断された場合は、ステップ１０５
に移行して、コンデンサ３０への供給水量を所定供給水
量より増加させる。車室内温度が所定温度Ｔｓより低い
場合は、ステップ１０４に移行する。ステップ１０４で
は、冷凍サイクル中の圧力を圧力センサ２１で判断し、
あらかじめ設定（使用地域，使用車種に決定）した所定
圧力Ｐｓより高いか否かを判断する。このステップ１０
４にて冷媒の圧力が所定圧力より低いと判断された場合
には、ステップ１０６に移行して、所定水量の凝縮水を
容器４５内に供給する。一方、冷媒圧力が所定圧力より
高い圧力である時には、ステップ１０５に移行してコン
デンサ３０への供給水量を増加させる。

【００１４】上記の制御を繰り返して制御することで、
色々な車両環境に適した水量が供給できる。但し、上記
の制御方法では供給水量を決めるため、車室内温度とサ
イクル内圧力により決定しているが、他の制御方法とし
て、図６に示す制御方法で制御しても良い。

【００１５】図６に示すように、本実施例の制御方法で
は、ステップ１１０でエバポレータ６４の入口側の空気
温度を検出し、この空気温度が所定の空気温度Ｔｅより
高いか否かを判断する。空気温度が所定空気温度Ｔｅよ
りも高ければ、ステップ１０５に移行して供給水量を増
加して供給する。そして、空気温度が所定空気温度Ｔｅ
以下であれば、ステップ１１１にて冷媒の温度を検出
し、この検出された冷媒温度が所定温度Ｔｒより高いか
否かを判断する。冷媒温度が所定温度Ｔｒよりも高けれ
ば、ステップ１０５に移行して供給水量を増加させると
共に、冷媒温度が所定温度Ｔｒ以下であれば、供給水量
を所定水量とする。なお、冷媒温度を検出するセンサ
は、図８にＴで示した位置に取り付ければ良い。

【００１６】また、図７の制御方法では、図１に示すフ
ローチャートにおいて、ステップ１０３で車室内温度が
所定温度Ｔｓよりも低いと判断された時に、ステップ１
１２に移行する。ステップ１１２では、コンプレッサ６
８の動力で判断する。つまり、コンプレッサ６８の動力
が所定動力Ｈｐより大きい時には供給水量を増加させ、
所定動力Ｈｐ以下である時には、所定の供給水量で供給
する。

【００１７】このように、どの制御方法でも車両環境に
適した制御が行え、又、図１、図６、図７の各組み合せ
にとらわれず、図１に示すフローチャートのステップ１
０３とステップ１０４における条件や、図６、図７にお
ける条件を組み合わせて供給量制御することで、より車
両環境に適した制御が行える。次に、本発明の制御方法
を各車両環境に適応させて説明する。

【００１８】例えば夏場に駐車し、車室内温度が上昇し
ている車に乗車してエアコンを起動させた場合、従来の
如く供給水量を固定にしておく方法や、もしくは、成り
行きにまかせた供給方法では、図９に示すグラフのよう
に、平均室温の低下が、コンデンサ３０に水を供給しな
いエアコンサイクルよりは早く室温を低下させることが
できる。水をさらに増加してコンデンサ３０に供給すれ
ば、さらに早く室温を低下させることができるが、従来
の如く固定された供給量での供給方法では不可能であ
る。

【００１９】しかしながら、本発明の制御方法を取り入
れれば、車室内温度を判断し、水を多量に供給するため
車室内冷却時間が短縮する。つまり、車両環境に応じて
供給水量を増加させることができるので、車室内温度を
早く低下させることが可能である。又、定常走行から渋
滞走行に変化した場合、定常走行時はコンプレッサ６８
の回転数が高く、コンデンサ３０の冷却風も走行してい
るために充分有り、サイクル内圧力、冷媒温度、コンプ
レッサ動力とも低く、車室内温度、エバポレータ入口の
空気温度とも低いため、本制御では図１におけるステッ
プ１０１、１０２、１０３、１０４、１０６と判断さ
れ、ステップ１０６にて所定供給水量をコンデンサ３０
に供給する。

【００２０】しかし、定常走行から渋滞走行になった場
合、車室内温度は低いがコンプレッサ６８の回転数は低
くなり、コンデンサ３０の冷却風は低下するため冷房性
能が低下し、サイクル内圧力、冷媒温度、コンプレッサ
動力が上昇する。このような場合、本制御では図１と同
様にステップ１０１、１０２、１０３へと移行し、ステ
ップ１０３では、車室内温度もしくはエバポレータ入口
の空気温度は設定値より低いためステップ１０４に進
む。所定圧力又は所定冷媒温度又は所定動力より測定値
が高いことを判断し、ステップ１０５に移行して供給水
量を増加させる信号を出力する。これにより渋滞走行時
でも冷房能力を低下させることなく、車室内を充分冷房
できる。さらに高圧が低下するためコンプレッサ動力が
低下し、サイクル効率（Ｑ／Ｌ）が向上する。

【００２１】このように本制御方法では車両環境に適し
た供給水量が可能になり、冷凍サイクルの効率（Ｑ／
Ｌ）を最適に向上させることが可能になる。これらの供
給水量を可変する方法として、図２のようなポンプの吐
出量を可変する方法の他に、図３に示す如く、凝縮水が
流入するサブ容器４１を取り付け、このサブ容器４１の
下部に主容器４２を取り付けて凝縮水を供給する構成と
してもよい。サブ容器４１には、その上部より凝縮水が
流入する流入口４１１が設けてある。また、サブ容器４
１の内部には仕切板４１２が設けられており、この仕切
板４１２の上端部より凝縮水が増えると、主容器４２に
向けて第１流出口４１３より凝縮水が流れ落ちる。ま
た、サブ容器４１の下部には、主容器４２に向けて凝縮
水を流出する第２流出口４１４が設けられている。この
第２流出口４１４には、電磁弁４３が設けられている。
主容器４２は、下部に凝縮水の流出口が複数設けてあ
り、コンデンサ３０を構成するチューブ３０１に垂らす
ようにしてある。

【００２２】この構成では、通常は第１流出口４１３よ
り凝縮水が流出し、供給水量増加の信号を受けると、電
磁弁４３を開放することで、供給水量を増加させるもの
である。また、図１０のようにコンデンサ３０の前面に
容器４５を設け、この容器４５内に超音波噴霧器５０を
取り付けて、噴霧量を可変させる構成としても良い。

【００２３】また、図１１のように、コンデンサ３０の
前面の容器４５内に、回転数を可変に設けられ、容器４
５内の凝縮水をかきあげてコンデンサ３０に放水するス
リンガー５３を設け、このスリンガー５３の回転数を可
変して供給水量を制御する構成としても良い。また、以
上のように供給水を可変する方法があるが、本制御方法
ではこれらの供給水可変方法にとらわれず、出力信号を
変えることによりどのような供給方法にも対応できるも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気調和機の制御方法を示すフローチ
ャートである。

【図２】従来の空気調和機を示す図である。

【図３】本発明の空気調和機の一実施例を示す構成図で
ある。

【図４】本発明の空気調和機の一実施例を示す構成図で
ある。

【図５】圧力センサの取り付け位置を示す図である。

【図６】本発明の空気調和機の他の制御方法を示すフロ
ーチャートである。

【図７】本発明の空気調和機の他の制御方法を示すフロ
ーチャートである。

【図８】冷媒温度センサの取り付け位置を示す図であ
る。

【図９】空気調和機起動時からの時間と平均室温との関
係を示す図である。

【図１０】本発明の空気調和機の一実施例を示す構成図
である。

【図１１】本発明の空気調和機の一実施例を示す構成図
である。

【符号の説明】

２１ 圧力センサ ２２ 車室内温度センサ ２３ 制御装置 ３０ コンデンサ（冷媒凝縮器） ４２ ポンプ ６０ サブコンデンサ ６１ 容器 ６２ 膨張弁 ６４ エバポレータ（冷媒蒸発器） ６８ コンプレッサ（冷媒圧縮機） ７０ 冷凍サイクル ７２ ノズル（放水手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒を圧縮して吐出する冷媒圧縮機と、 この冷媒圧縮機が吐出した高圧の冷媒を液化凝縮する冷
   媒凝縮器と、 この冷媒凝縮器の液化した冷媒を断熱膨張させる減圧装
   置と、 この減圧装置にて断熱膨張した冷媒を蒸発させる冷媒蒸
   発器と、 この冷媒蒸発器にて冷媒の蒸発時に発生した凝縮水を収
   容する容器と、 この容器内の凝縮水を前記冷媒凝縮器に向けて放水する
   放水手段と、 空気調和される対象空間の環境状態を定量化した環境状
   態量として検出する環境状態検出手段と、 この環境状態検出手段にて検出された環境状態量を所定
   の環境状態量より大きい高負荷状態であるか否かを判断
   する比較判断手段と、 この比較判断手段にて高負荷状態でないと判断された時
   に前記放水手段にて所定量の凝縮水を放水させ、高負荷
   状態であると判断された時に前記放水手段にて前記所定
   量より多い凝縮水を放水させる制御部と、 を備える空気調和機。