JP4032581B2

JP4032581B2 - Air conditioner for vehicles

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Publication number: JP4032581B2
Application number: JP31144599A
Authority: JP
Inventors: 義昭高野; 聡井澤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-11-01
Filing date: 1999-11-01
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2019-11-01
Also published as: JP2001130245A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、暖房時には圧縮機吐出ガス冷媒（ホットガス）を蒸発器に直接導入することにより、蒸発器をガス冷媒の放熱器として使用するホットガスヒータ機能を発揮する車両用空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用空調装置では冬期暖房時に温水（エンジン冷却水）を暖房用熱交換器に循環させ、この暖房用熱交換器にて温水を熱源として空調空気を加熱するようにしている。この場合、温水温度が低いときには車室内への吹出空気温度が低下して必要な暖房能力が得られない場合がある。
【０００３】
そこで、特開平５−２２３３５７号公報においては、ホットガスヒータサイクルにより暖房機能を発揮できる冷凍サイクル装置が提案されている。この従来装置では、エンジン始動時のごとく温水温度が所定温度より低いときには、圧縮機吐出ガス冷媒（ホットガス）を凝縮器をバイパスして蒸発器に直接導入して、蒸発器でガス冷媒から空調空気に放熱することにより、暖房機能を発揮できるようにしている。
【０００４】
ところで、近年、ワゴンタイプの車両のように前後方向に大きな車室空間を有する車両では、車室空間の前後にそれぞれ空調ユニットを配置して、車室空間の前後両側の空調フィーリングを向上させるようにした、いわゆるデュアルエアコンタイプの空調装置が多く用いられようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報の従来装置おいては、このようなデュアルエアコンタイプの車両用空調装置へのホットガスヒータ機能の適用については全く開示していない。そこで、本発明者がデュアルエアコンタイプの車両用空調装置へのホットガスヒータ機能の適用について具体的に検討したところ、次のごとき問題が生じることが判明した。
【０００６】
すなわち、デュアルエアコンタイプの車両用空調装置では、通常、前席側の空調ユニットを内外気切替導入可能な構成とし、一方、後席側の空調ユニットは内気吸い込みタイプとしている。冬期暖房時には車両窓ガラスの曇り止めのために、前席側の空調ユニットは、通常、外気導入モードで使用されるので、外気温が−２０°Ｃ程度の寒冷時には極低温の外気を加熱する必要があり、暖房熱負荷が非常に大きくなる。
【０００７】
一方、後席側の空調ユニットでは内気吸い込みであるので、吸い込み空気温度が前席側の空調ユニットに比してはるかに高い温度となり、暖房熱負荷が小さい。このように、デュアルエアコンタイプの車両用空調装置では、冬期暖房時に車両前後の空調ユニット間で暖房熱負荷が極端に違うので、車両前後の空調ユニットの蒸発器に対して圧縮機吐出ガス冷媒（ホットガス）を単に並列的に導入すると、暖房熱負荷が非常に大きい前席側の空調ユニットでは暖房性能が不足する。
【０００８】
また、車両エンジンは通常、車両前部のエンジンルームに配置されるので、車両エンジンにより駆動される空調用圧縮機も車両前部のエンジンルームに配置されることになる。従って、後席側の空調ユニットでホットガスヒータ機能を発揮させるためには、車両前部の圧縮機から吐出ガス冷媒を後席側蒸発器に導入するための非常に長いバイパス配管を新たに追加設置する必要があり、コストアップを招くとともに、車両への搭載性を悪化させる。
【０００９】
本発明は上記点に鑑みて、デュアルエアコンタイプの車両用空調装置において、ホットガス暖房性能を効果的に発揮できるようにすることを目的とする。
【００１０】
また、本発明は上記点に鑑みて、デュアルエアコンタイプの車両用空調装置において、冷凍サイクルの配管構成の簡素化と車両への搭載性向上を図ることを他の目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車室内の第１領域を空調する第１空調ユニット（３）と、車室内の第２領域を空調する第２空調ユニット（４）とを備え、第１空調ユニット（３）は内気と外気を切替導入可能な構成とし、第２空調ユニット（４）は内気を常に導入可能な構成とし、更に、第１および第２空調ユニット（３、４）にそれぞれ冷凍サイクルの蒸発器（１８、３３）を備えて空気を冷却するデュアルエアコンタイプの車両用空調装置において、
前記第１空調ユニット（３）の第１蒸発器（１８）の冷媒入口側には、第１減圧装置（１６）と第１逆止弁（１７）とが直列に接続され、
前記冷凍サイクルの圧縮機（１０）の吐出側から凝縮器（１４）、前記第１減圧装置（１６）、前記第１逆止弁（１７）、及び前記第１蒸発器（１８）を経て前記圧縮機（１０）の吸入側に戻る閉回路が構成され、
また、前記第１逆止弁（１７）と前記第１蒸発器（１８）の冷媒入口側との間の冷媒通路に、前記圧縮機（１０）の吐出側を接続するホットガスバイパス通路（２０）を備え、
前記ホットガスバイパス通路（２０）には前記圧縮機（１０）より吐出されたガス冷媒を減圧する第２減圧装置（２１ａ）が設けられ、
前記圧縮機（１０）の吐出側と前記凝縮器（１４）の冷媒入口側との接続と、前記圧縮機（１０）の吐出側と前記ホットガスバイパス通路（２０）の冷媒入口側との接続とを切り替える切替弁（１３、２１）を備え、
前記切替弁（１３、２１）により前記圧縮機（１０）の吐出側を前記ホットガスバイパス通路（２０）の冷媒入口側に接続したときは、前記圧縮機（１０）より吐出されたガス冷媒を前記第２減圧装置（２１ａ）により減圧して前記ホットガスバイパス通路（２０）から前記第１空調ユニット（３）の第１蒸発器（１８）のみに直接導入するようになっており、
これにより、前記第１空調ユニット（３）の第１蒸発器（１８）のみを、前記圧縮機（１０）より吐出されたガス冷媒によるホットガスヒータ機能を発揮可能な構成とし、
前記第１空調ユニット（３）の第１蒸発器（１８）によりホットガスヒータ機能を発揮するときは、前記第１空調ユニット（３）を外気導入状態にて作動させるようになっており、
前記第１逆止弁（１７）は、前記凝縮器（１４）の冷媒出口側から前記第１蒸発器（１８）の冷媒入口側へ向かう方向のみに冷媒を流すように構成されており、
前記第２空調ユニット（４）の第２蒸発器（３３）の冷媒入口側には第３減圧装置（３４）が接続され、
前記第２蒸発器（３３）の冷媒出口側には、前記第２蒸発器（３３）の冷媒出口側から前記圧縮機（１０）の吸入側へ向かう方向のみに冷媒を流す第２逆止弁（３５）が接続され、
前記第３減圧装置（３４）、前記第２蒸発器（３３）、及び前記第２逆止弁（３５）は、前記第１減圧装置（１６）、前記第１逆止弁（１７）、及び前記第１蒸発器（１８）と並列に設けられていることを特徴とする。
【００１３】
ところで、車両空調用の複数の空調ユニット（３、４）のうち、第１空調ユニット（３）は内気と外気を切替導入可能な構成となっており、冬季暖房時に窓曇り止めのために外気導入モードを選択すると、低温外気の導入により第１空調ユニット（３）の暖房熱負荷が内気導入式の第２空調ユニット（４）に比して大きくなる。
【００１４】
その場合に、請求項１に記載の発明によると、第１空調ユニット（３）の第１蒸発器（１８）のみに、圧縮機（１０）より吐出されたガス冷媒を減圧して直接導入するホットガスバイパス通路（２０）を設けて、第１空調ユニット（３）の第１蒸発器（１８）のみにホットガスヒータ機能を集中的に発揮させて、暖房熱負荷の大きい方の第１空調ユニット（３）の暖房性能をホットガスヒータ機能により効果的に向上できる。
【００１７】
請求項１に記載の発明では、第１空調ユニット（３）の第１蒸発器（１８）によりホットガスヒータ機能を発揮するときは、第１空調ユニット（３）を外気導入状態にて作動させるようになっている。
【００１８】
これにより、冬季暖房時に車両窓ガラスの曇り止めを行いながら、第１空調ユニット（３）の暖房性能をホットガスヒータ機能により効果的に向上できる。
【００１９】
請求項２に記載の発明のように、第１空調ユニットは具体的には車室内前席側の領域を空調する前席側空調ユニット（３）であり、また、第２空調ユニットは具体的には車室内後席側の領域を空調する後席側空調ユニット（４）である。
【００２０】
このように前席側空調ユニット（３）のみでホットガスヒータ機能を集中的に発揮させることにより、車両窓ガラスの曇り止めと車室内前席側の暖房性能向上とを達成できる。
【００２１】
請求項３に記載の発明では、請求項２において、圧縮機（１０）を車両前部に配置された車両エンジン（１２）により駆動することを特徴とする。
【００２２】
これにより、圧縮機（１０）と前席側空調ユニット（３）の蒸発器（１８）がともに車両前部に配置されることになる。そのため、圧縮機（１０）の吐出側と前席側蒸発器（１８）の入口側とを接続するホットガスバイパス通路（２０）の長さが短くなり、冷凍サイクルの配管構成の簡素化と車両搭載性の向上を図ることができる。
【００２５】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す一実施形態について説明する。図１は、ワンボックス型のＲＶ車に本発明空調装置を適用した場合の搭載レイアウトを例示し、図２は本発明空調装置の冷凍サイクル構成および温水回路構成を例示している。
【００２７】
図１において、車両１の車室内の最前部に計器盤２が配置され、この計器盤２の内側部に前席側空調ユニット（第１空調ユニット）３が配置されており、この前席側空調ユニット３により車室内前席側の領域を空調するようになっている。
【００２８】
一方、車室内の後席（２番目、３番目の座席）側に後席側空調ユニット（第２空調ユニット）４が配置されて、後席側の領域を空調するようになっている。、本例における後席側空調ユニット４の設置場所をより具体的に説明すると、図１に示すように、車両１の左側の後輪５を収容する後輪収容部（タイヤハウス）５ａの後方側の位置に後席側空調ユニット４が配設されている。
【００２９】
ここで、後席側空調ユニット４は、後輪収容部（タイヤハウス）５ａの後方側の位置にて車両１の側面側の外板（図示せず）と内板（図示せず）との間の空間に収容されている。
【００３０】
後席側空調ユニット４の吹出モード切替部（図示せず）のフェイス用吹出開口部（図示せず）には、フェイスダクト６の一端（下端部）が連結されており、このフェイスダクト６の他端側は車両１の側面部を天井部まで立ち上がっている。そして、天井部には車両幅方向に伸びる吹出ダクト部６ａを形成し、この吹出ダクト部６ａに、後席側乗員の頭部に向けて車両後方側へ空気を吹き出す複数のフェイス吹出口６ｂが形成されている。
【００３１】
また、後席側空調ユニット４の吹出モード切替部（図示せず）のフット用吹出開口部（図示せず）にはフットダクト７の一端が連結されており、このフットダクト７の他端側に車両幅方向に伸びる吹出ダクト部７ａを形成し、この吹出ダクト部７ａに後席側の乗員足元に向けて空気を吹き出す複数のフット吹出口７ｂが形成されている。
【００３２】
次に、図２において、車両用空調装置における冷凍サイクル装置の圧縮機１０は、電磁クラッチ１１を介して水冷式の車両エンジン１２により駆動される。ここで、車両エンジン１２は図１の車両１の最前部床下のエンジンルームに配置されるので、圧縮機１０もこのエンジンルームに配置される。
【００３３】
圧縮機１０の吐出側は冷房用第１電磁弁１３を介して凝縮器１４に接続され、この凝縮器１４の出口側は冷媒の気液を分離して液冷媒を溜める受液器１５に接続される。凝縮器１４および受液器１５も上記車両エンジンルームに配置され、凝縮器１４は電動式の冷却ファン１４ａにより送風される外気（冷却空気）と熱交換して冷媒を凝縮させる。
【００３４】
そして、前席側空調ユニット３には、受液器１５の出口側に接続された前席側温度式膨張弁（第１減圧装置）１６と、この温度式膨張弁１６の出口側に逆止弁１７を介して接続された前席側蒸発器１８が備えられている。この蒸発器１８の出口側はアキュームレータ１９を介して圧縮機１０の吸入側に接続されている。
【００３５】
上記した圧縮機１０の吐出側から第１電磁弁１３→凝縮器１４→受液器１５→温度式膨張弁１６→逆止弁１７→蒸発器１８→アキュームレータ１９を経て圧縮機１０の吸入側に戻る閉回路により前席側の冷房用冷凍サイクルＣが構成される。
【００３６】
温度式膨張弁１６は周知のごとく通常の冷凍サイクル運転時（冷房モード時）に蒸発器１８出口冷媒の過熱度が所定値に維持されるように弁開度（冷媒流量）を調整するものである。アキュームレータ１９は、暖房モード時に冷媒の気液を分離して液冷媒を溜め、ガス冷媒および底部付近の少量の液冷媒（オイルが溶け込んでいる）を圧縮機１０側へ吸入させる。
【００３７】
一方、圧縮機１０の吐出側と前席側蒸発器１８の入口側との間に、凝縮器１４等をバイパスするホットガスバイパス配管２０が設けてあり、このバイパス配管（バイパス通路）２０には暖房用第２電磁弁２１および絞り（第２減圧装置）２１ａが直列に設けてある。この絞り２１ａはオリフィス、キャピラリチューブ等の固定絞りで構成することができる。
【００３８】
圧縮機１０の吐出側から第２電磁弁２１→絞り（第２減圧装置）２１ａ→蒸発器１８→アキュームレータ１９を経て圧縮機１０の吸入側に戻る閉回路により暖房用の前席側ホットガスヒータサイクルＨが構成される。
【００３９】
前席側空調ユニット３の空調ケース２２は車室内前席側へ向かって空気が流れる空気通路を構成するもので、この空調ケース２２の最上流部に、内外気切替ドア２６により開閉される内気吸入口２７と外気吸入口２８が配置されている。この両吸入口２７、２８から吸入される内気（車室内空気）または外気（車室外空気）が電動式の空調用送風機２３により空調ケース２２内を送風される。
【００４０】
前席側蒸発器１８は空調ケース２２内で、送風機２３の下流部に設置され、冷房モード時には冷凍サイクルＣにより冷媒が循環して、低圧冷媒が蒸発することにより送風空気が吸熱され、冷却される。また、暖房モード時には、蒸発器１８はホットガスバイパス配管２０からの高温冷媒ガス（ホットガス）が流入して送風空気を加熱するので、放熱器としての役割を果たす。
【００４１】
空調ケース２２内において、前席側蒸発器１８の空気下流側には車両エンジン１２からの温水（エンジン冷却水）を熱源として送風空気を加熱する温水式の前席側暖房用熱交換器２４が設置されている。この前席側暖房用熱交換器２４への温水回路には温水流れを制御する前席側温水弁２５が備えられている。
【００４２】
また、前席側暖房用熱交換器２４の下流側に設けられた吹出モード切替部（図示せず）の開口部を通して車室内前席側へ空調空気を吹き出すようになっている。すなわち、図示しない吹出モード切替部には、デフロスタ吹出開口部、フェイス吹出開口部およびフット吹出開口部が設けられ、これらの開口部は吹出モードドアにより切替開閉される。そして、各開口部を通過した空調空気は、図示しないデフロスタ吹出口、フェイス吹出口およびフット吹出口から、それぞれ車両窓ガラスの内面、前席側乗員の頭部、足元部に向けて吹き出される。
【００４３】
一方、後席側空調ユニット４の空調ケース３０は車室内後席側へ向かって空気が流れる空気通路を構成するもので、この空調ケース３０の最上流部には内気吸入口３１のみが配置されている。このため、後席側空調ケース３０内には電動式の空調用送風機３２により常に内気のみが吸入される。
【００４４】
後席側空調ケース３０内で、送風機３２の下流部に後席側蒸発器３３が設置されている。この後席側蒸発器３３の入口側は後席側温度式膨張弁３４（第３減圧装置）を介して受液器１５の出口に接続され、後席側蒸発器３３の出口側は逆止弁３５を介してアキュームレータ１９の入口に接続されている。
【００４５】
すなわち、後席側の温度式膨張弁３４、蒸発器３３、および逆止弁３５は前席側の温度式膨張弁１６、逆止弁１７、および蒸発器１８と並列に設けられている。後席側蒸発器３３は冷房モード時に前席側の冷凍サイクルＣから冷媒が分岐して循環し、低圧冷媒が蒸発することによりケース３０内の送風空気を冷却する。
【００４６】
また、後席側蒸発器３３の入口部には前席側ホットガスバイパス配管２０に相当する冷媒通路が設けてないので、暖房モード時には後席側蒸発器３３に高温冷媒ガス（ホットガス）が循環せず、従って、後席側蒸発器３３はホットガスヒータ機能を発揮しない。
【００４７】
後席側空調ケース３０内で、後席側蒸発器３３の空気下流側には車両エンジン１２からの温水（エンジン冷却水）を熱源として送風空気を加熱する温水式の後席側暖房用熱交換器３６が設置されている。この後席側暖房用熱交換器３６への温水回路にも温水流れを制御する後席側温水弁３７が備えられている。
【００４８】
そして、後席側暖房用熱交換器３６の下流側に設けられた後席側吹出モード切替部（図示せず）を通過して、更に、図１のフェイスダクト６のフェイス吹出口６ｂまたはフットダクト７のフット吹出口７ｂから車室内後席側へ空調空気を吹き出す。
【００４９】
空調用電子制御装置（以下ＥＣＵという）４０は、マイクロコンピュータとその周辺回路から構成される制御手段であって、予め設定されたプログラムに従って入力信号に対する演算処理を行って、第１、第２電磁弁１３、２１の開閉およびその他の電気機器（１１、１４ａ、２３、２５、３２、３７等）の作動を制御する。
【００５０】
ＥＣＵ４０には、車両エンジン１２の水温センサ４１、外気温センサ４２、前席側蒸発器１８の温度検出手段をなす蒸発器吹出温度センサ４３、圧縮機吐出圧力の圧力センサ４４等のセンサ群から検出信号が入力される。
【００５１】
また、車室内計器盤付近に設置される前席側の空調操作パネル４５の操作スイッチ群４６からの操作信号がＥＣＵ４０に入力される。この操作スイッチ群４６としては、冷凍サイクルの圧縮機１０の起動または停止を指令するエアコンスイッチ４６ａ、ホットガスヒータサイクルによる暖房モードを設定する暖房スイッチ４６ｂ、前席側の送風スイッチ４６ｃ、前席側の温度設定スイッチ４６ｄ、前席側の内外気スイッチ４６ｅ等が備えられている。エアコンスイッチ４６ａは冷房モードを設定する冷房スイッチの役割を果たす。
【００５２】
また、車室内後席側に設置される後席側の空調操作パネル４７には後席側の送風スイッチ４７ａ等が備えられ、後席側の空調操作パネル４７からも操作信号がＥＣＵ４０に入力される。
【００５３】
次に、上記構成において本実施形態の作動を説明する。まず、エアコンスイッチ４６ａが投入されて冷房モードが設定されると、ＥＣＵ４０により第１電磁弁１３が開状態とされ、第２電磁弁２１が閉状態とされる。従って、電磁クラッチ１１が接続状態となり、圧縮機１０が車両エンジン１２にて駆動されると、圧縮機１０の吐出ガス冷媒は開状態の第１電磁弁１３を通過して凝縮器１４に流入する。
【００５４】
凝縮器１４では、冷却ファン１４ａにより送風される外気にて冷媒が冷却されて凝縮する。そして、凝縮器１４通過後の冷媒は受液器１５で気液分離され、液冷媒のみが前席側の温度式膨張弁１６で減圧されて、低温低圧の気液２相状態となる。
【００５５】
次に、この低圧冷媒は逆止弁１７を通過して前席側の蒸発器１８内に流入して送風機２３の送風する空調空気から吸熱して蒸発する。前席側蒸発器１８で冷却された空調空気は車室内前席側へ吹き出して車室内前席側の領域を冷房する。前席側蒸発器１８で蒸発したガス冷媒はアキュームレータ１９を介して圧縮機１０に吸入され、圧縮される。
【００５６】
また、受液器１５出口からの液冷媒は後席側にも分岐され、後席側の温度式膨張弁３４で減圧されて、低温低圧の気液２相状態となる。次に、この低圧冷媒は後席側の蒸発器３３内に流入して送風機３２の送風する空調空気から吸熱して蒸発する。後席側の蒸発器３３で冷却された空調空気は後席側フェイス吹出口６ｂから車室内後席側へ吹き出して車室内後席側を冷房する。後席側蒸発器３３で蒸発したガス冷媒は逆止弁３５、アキュームレータ１９を介して圧縮機１０に吸入され、圧縮される。
【００５７】
一方、冬期に暖房スイッチ４６ｂが投入されてホットガスヒータサイクルによる暖房モードが設定されると、ＥＣＵ４０により第１電磁弁１３が閉状態とされ、第２電磁弁２１が開状態とされ、ホットガスバイパス配管２０が開通する。このため、圧縮機１０の高温吐出ガス冷媒（過熱ガス冷媒）が開状態の第２電磁弁２１を通って絞り２１ａで減圧された後、前席側蒸発器１８に直接流入する。
【００５８】
このとき、逆止弁１７はホットガスバイパス配管２０からのガス冷媒が前席側温度式膨張弁１６側へ流れるのを防止する。従って、冷凍サイクルは、圧縮機１０の吐出側→第２電磁弁２１→絞り２１ａ→前席側蒸発器１８→アキュームレータ１９→圧縮機１０の吸入側に戻る閉回路（ホットガスヒータサイクルＨ）にて運転される。
【００５９】
そして、絞り２１ａで減圧された後の過熱ガス冷媒が蒸発器１８にて送風空気に放熱して、送風空気を加熱する。ここで、蒸発器１８にてガス冷媒から放出される熱量は、圧縮機１０の圧縮仕事量に相当するものである。このとき、温水式の暖房用熱交換器２４に温水弁２５を介して温水を流すことにより、送風空気を熱交換器２４においてさらに加熱することができ、車室内前席側へ温風を吹き出すことができる。前席側蒸発器１８で放熱したガス冷媒はアキュームレータ１９を介して圧縮機１０に吸入され、圧縮される。
【００６０】
一方、後席側空調ユニット４では後席側蒸発器３３へ圧縮機１０吐出側の過熱ガス冷媒が流入することはないので、送風空気（内気）を後席側の温水式暖房用熱交換器３６のみで加熱して後席側へ吹き出すことにより後席側の暖房を行う。
【００６１】
ところで、前席側空調ユニット３は内外気を切替導入可能になっており、冬季暖房時では車両窓ガラスの曇り止めのために、通常、低湿度の外気を導入して暖房を行う必要がある。従って、寒冷地では、前席側空調ユニット３が−２０℃程度の低温外気を吸入して前席側の暖房を行う場合が生じる。
【００６２】
このような条件下においても、前席側蒸発器１８によるホットガスヒータ機能により吸入外気を加熱して温度上昇させ、この加熱後の外気を温水式の暖房用熱交換器２４にて再度加熱することにより、高温の温風を車室内前席側へ吹き出すことができ、車室内前席側の暖房効果を向上できる。
【００６３】
特に、低温外気を導入して暖房を行う前席側空調ユニット３のみでホットガスヒータ機能を発揮させ、一方、内気を導入して暖房を行う後席側空調ユニット４ではホットガスヒータ機能を設定せず、後席側の温水式暖房用熱交換器３６による加熱のみで後席側の暖房を行うことにより、車室内前席側の暖房効果を次に説明するように一層向上できる。
【００６４】
図３は本発明の比較例であり、図２の本発明の実施形態に対して前席側蒸発器１８の入口部から後席側蒸発器３３の入口部に至るホットガスバイパス配管２０ａを追加するとともに、後席側の温度式膨張弁３４の出口部と後席側蒸発器３３の入口部との間に逆止弁３８を配置して、後席側蒸発器３３によってもホットガスヒータ機能を発揮できるようにしたものである。。
【００６５】
図４は図２の本発明の実施形態と図３の比較例との作用効果の相違を示すもので、横軸は後席側蒸発器３３の吸い込み空気温である内気温で、縦軸は前後の蒸発器１８、３３の吹出空気温である。実験条件としては、外気温：−２０℃、エンジン１２：アイドル回転数、前席側風量：２００ｍ³／ｈ、後席側風量：２００ｍ³／ｈである。前席側蒸発器１８の吸い込み空気は外気とし、後席側蒸発器３３の吸い込み空気は内気として、前後の空調ユニット３、４を作動させる。
【００６６】
図２の本発明の実施形態のごとく前席側空調ユニット３の送風機２３のみを作動させて、前席側蒸発器１８のみでホットガスヒータ機能を発揮させた場合には、前席側蒸発器１８の吹出空気温が破線で示すように０℃となる。すなわち、−２０℃の外気を前席側蒸発器１８のホットガスヒータ機能により０℃まで昇温できる。
【００６７】
これに対し、図３の比較例のごとく前後の両送風機２３、３２を作動させて、前後の両蒸発器１８、３３でホットガスヒータ機能を発揮させる場合は、前後の両蒸発器１８、３３の吹出空気温が図４の実線で示す特性となり、内気温の低温域では前後の両蒸発器１８、３３の吹出空気温がともに上記破線で示す０℃のレベルより低下してしまい、ホットガスヒータ機能を低下させる。
【００６８】
この理由を図５に示すホットガスヒータサイクル時のモリエル線図にて説明すると、ホットガスヒータサイクルでは、風量が小さくて暖房負荷が小さい程、高低圧が上昇してホットガス温度が上昇し、暖房性能が増大する特性を持っているが、図３の比較例では前後の両送風機２３、３２の作動による風量増加によりサイクルの高低圧が低下してホットガス温度が低下し、それにより、前後の両蒸発器１８、３３の吹出空気温が本発明の実施形態の場合より大きく低下することになる。
【００６９】
図３の比較例によると、内気温が−５℃まで上昇すると、後席側蒸発器３３においてホットガス温度より内気温（後席側の吸い込み空気温）の方が高いという逆転現象が生じるので、後席側蒸発器３３ではホットガスが吸い込み空気（内気）より吸熱し、吸い込み空気（内気）の温度が逆に低下してしまう。すなわち、後席側空調ユニット４では、後席側蒸発器３３にてホットガスヒータ機能を発揮しているつもりが、逆に、吸い込み空気（内気）を冷やしてしまう結果となっている。
【００７０】
このことから、内気吸い込み方式の後席側空調ユニット４においてホットガスヒータ機能を持たせる技術的意義がない。なお、図３の比較例において、内気温が＋４℃まで上昇すると、前席側蒸発器１８の吹出空気温が破線レベル（０℃）より上昇するので、前席側空調ユニット３の暖房性能が上昇することになるが、しかし、この前席側蒸発器１８の吹出空気温の上昇は、後席側蒸発器３３による吸い込み空気（内気）からの吸熱量増大に起因するものであって、後席側暖房性能の低下と相殺されるものであるから、車室内全体の暖房性能向上にはつながらない。
【００７１】
（他の実施形態）
なお、上記の一実施形態では冷凍サイクルの凝縮器１４の出口に冷媒の気液分離用の受液器１５を配置しているが、冷媒の気液分離手段として、受液器１５を持たず、アキュームレータ１９のみを持つアキュームレータサイクルに本発明を適用してもよいことはもちろんである。
【００７２】
また、２つの電磁弁１３、２１を１つの切替弁として一体に構成しても良い。
【００７３】
また、後席側空調ユニット４として、１つの空調ケース３０内に蒸発器３３と暖房用熱交換器３６とを一体に収納するものについて説明したが、後席側空調ユニット４を、蒸発器３３を有するクーラユニットと、暖房用熱交換器３６を有するヒータユニットとに分割する場合に本発明を適用してもよいことはもちろんである。
【００７４】
また、上記の一実施形態では、後席側蒸発器３３を使用しないときには後席側温度式膨張弁３４が閉弁して、後席側蒸発器３３への冷媒流入を阻止するようにしているが、後席側温度式膨張弁３４の他に電磁弁を追加設置し、後席側蒸発器３３を使用しないときにはこの電磁弁を閉弁させるようにしても良い。また、後席側減圧手段として電気式膨張弁を用いて、電気式膨張弁の閉弁により後席側蒸発器３３への冷媒流入を阻止するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す車両の概略透視図である。
【図２】本発明の一実施形態による全体システムを示す構成図である。
【図３】本発明の比較例の全体システムを示す構成図である。
【図４】本発明の一実施形態の作用効果の説明図である。
【図５】ホットガスヒータサイクルのモリエル線図である。
【符号の説明】
３…第１空調ユニット（前席側空調ユニット）、
４…第２空調ユニット（後席側空調ユニット）、１０…圧縮機、
１８、３３…蒸発器、２０…ホットガスバイパス配管。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a vehicle air conditioner that exhibits a hot gas heater function that uses an evaporator as a radiator of a gas refrigerant by directly introducing a compressor discharge gas refrigerant (hot gas) into the evaporator during heating.InIt is related.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a vehicle air conditioner, warm water (engine cooling water) is circulated to a heating heat exchanger during heating in winter, and the conditioned air is heated using the warm water as a heat source in the heating heat exchanger. In this case, when the hot water temperature is low, the temperature of the air blown into the passenger compartment may decrease and the required heating capacity may not be obtained.
[0003]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-223357 proposes a refrigeration cycle apparatus that can exhibit a heating function by a hot gas heater cycle. In this conventional apparatus, when the hot water temperature is lower than a predetermined temperature as at the time of starting the engine, the compressor discharge gas refrigerant (hot gas) is directly introduced into the evaporator, bypassing the condenser, and air-conditioned from the gas refrigerant by the evaporator. The heating function can be exhibited by radiating heat to the air.
[0004]
By the way, in recent years, in a vehicle having a large vehicle compartment space in the front-rear direction, such as a wagon type vehicle, air conditioning units are arranged in front and rear of the vehicle compartment space to improve the air conditioning feeling on both sides of the vehicle compartment space. Many so-called dual air conditioner type air conditioners are used.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional apparatus of the above publication does not disclose any application of the hot gas heater function to such a dual air conditioner type vehicle air conditioner. Then, when this inventor examined specifically about application of the hot gas heater function to a dual air-conditioner type vehicle air conditioner, it turned out that the following problems arise.
[0006]
That is, in a dual air conditioner type vehicle air conditioner, the front seat side air conditioning unit is usually configured to be able to switch between inside and outside air, while the rear seat side air conditioning unit is of the inside air suction type. The air conditioning unit on the front seat side is normally used in the outside air introduction mode in order to prevent the vehicle window glass from being fogged during heating in winter, so that the outside air at a very low temperature is heated when the outside temperature is about -20 ° C. And heating heat load becomes very large.
[0007]
On the other hand, since air is sucked in the rear seat air conditioning unit, the intake air temperature is much higher than that of the front seat air conditioning unit, and the heating heat load is small. Thus, in a dual air conditioner type vehicle air conditioner, the heating heat load is extremely different between the air conditioning units before and after the vehicle during winter heating. If the hot gas) is simply introduced in parallel, the air conditioning unit on the front seat side with a very large heating heat load will have insufficient heating performance.
[0008]
Further, since the vehicle engine is usually arranged in the engine room in the front part of the vehicle, the air conditioning compressor driven by the vehicle engine is also arranged in the engine room in the front part of the vehicle. Therefore, in order to demonstrate the hot gas heater function in the air conditioning unit on the rear seat side, a very long bypass pipe for newly introducing the discharged gas refrigerant from the compressor at the front of the vehicle to the rear seat evaporator is newly installed. This increases the cost and deteriorates the mounting property on the vehicle.
[0009]
An object of this invention is to enable hot gas heating performance to be exhibited effectively in the dual air-conditioner type vehicle air conditioner.
[0010]
Another object of the present invention is to simplify the piping configuration of the refrigeration cycle and improve the mountability to a vehicle in a dual air conditioner type vehicle air conditioner in view of the above points.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the first air conditioning unit (3) for air-conditioning the first area in the vehicle interior and the second air conditioning unit (4) for air-conditioning the second area in the vehicle interior. The first air conditioning unit (3) is configured to be able to switch between the inside air and the outside air, the second air conditioning unit (4) is configured to be able to always introduce the inside air, and the first and second air conditioning units ( In the air conditioner for vehicles of dual air conditioner type provided with the refrigeration cycle evaporators (18, 33) in 3, 4) and cooling the air,
  A first pressure reducing device (16) and a first check valve (17) are connected in series to the refrigerant inlet side of the first evaporator (18) of the first air conditioning unit (3),
  From the discharge side of the compressor (10) of the refrigeration cycle, through the condenser (14), the first pressure reducing device (16), the first check valve (17), and the first evaporator (18), A closed circuit returning to the suction side of the compressor (10) is constructed;
  A hot gas bypass passage (20) connecting the discharge side of the compressor (10) to the refrigerant passage between the first check valve (17) and the refrigerant inlet side of the first evaporator (18). )
  The hot gas bypass passage (20) is provided with a second decompression device (21a) for decompressing the gas refrigerant discharged from the compressor (10),
  Connection between the discharge side of the compressor (10) and the refrigerant inlet side of the condenser (14), and connection between the discharge side of the compressor (10) and the refrigerant inlet side of the hot gas bypass passage (20) And a switching valve (13, 21) for switching between
  When the switching valve (13, 21) connects the discharge side of the compressor (10) to the refrigerant inlet side of the hot gas bypass passage (20), the gas refrigerant discharged from the compressor (10) is discharged. The pressure is reduced by the second pressure reducing device (21a) and introduced directly from the hot gas bypass passage (20) only to the first evaporator (18) of the first air conditioning unit (3),
  ThisOf the first air conditioning unit (3)FirstOnly the evaporator (18)SaidA configuration capable of exhibiting a hot gas heater function by the gas refrigerant discharged from the compressor (10);And
  When performing the hot gas heater function by the first evaporator (18) of the first air conditioning unit (3), the first air conditioning unit (3) is operated in an outside air introduction state,
  The first check valve (17) is configured to flow the refrigerant only in the direction from the refrigerant outlet side of the condenser (14) toward the refrigerant inlet side of the first evaporator (18),
  A third decompression device (34) is connected to the refrigerant inlet side of the second evaporator (33) of the second air conditioning unit (4),
  On the refrigerant outlet side of the second evaporator (33), a second check valve that allows the refrigerant to flow only in the direction from the refrigerant outlet side of the second evaporator (33) toward the suction side of the compressor (10). (35) is connected,
  The third decompressor (34), the second evaporator (33), and the second check valve (35) include the first decompressor (16), the first check valve (17), and It is provided in parallel with the first evaporator (18).It is characterized by that.
[0013]
By the way, among the plurality of air conditioning units (3, 4) for vehicle air conditioning, the first air conditioning unit (3) is configured to be able to switch between the inside air and the outside air, and the outside air is used to prevent window fogging during the winter heating. When the introduction mode is selected, the heating heat load of the first air conditioning unit (3) becomes larger than that of the inside air introduction type second air conditioning unit (4) due to the introduction of the low temperature outside air.
[0014]
  In that case, according to the invention of claim 1,Only the first evaporator (18) of the first air conditioning unit (3) is provided with a hot gas bypass passage (20) for reducing and directly introducing the gas refrigerant discharged from the compressor (10),Of the first air conditioning unit (3)FirstOnly the evaporator (18) can exert the hot gas heater function intensively, and the heating performance of the first air conditioning unit (3) having the larger heating heat load can be effectively improved by the hot gas heater function.
[0017]
  Claim1In the invention described in 1, the first air conditioning unit (3)FirstWhen the hot gas heater function is exhibited by the evaporator (18), the first air conditioning unit (3) is operated in the outside air introduction state.It is like that.
[0018]
Thereby, the heating performance of the first air conditioning unit (3) can be effectively improved by the hot gas heater function while preventing the vehicle window glass from being fogged during heating in winter.
[0019]
  Claim2Described inInventionAs described above, the first air conditioning unit is specifically the front seat air conditioning unit (3) that air-conditions the area on the front seat side of the vehicle interior, and the second air conditioning unit is specifically on the rear seat side of the vehicle interior. It is a rear seat side air conditioning unit (4) which air-conditions an area.
[0020]
As described above, the hot gas heater function is intensively exhibited only by the front seat side air conditioning unit (3), so that it is possible to achieve antifogging of the vehicle window glass and improvement of the heating performance of the front seat side of the vehicle interior.
[0021]
  Claim3In the invention described in claim2The compressor (10) is driven by a vehicle engine (12) disposed at the front of the vehicle.
[0022]
Thereby, both the compressor (10) and the evaporator (18) of the front seat air conditioning unit (3) are arranged in the front part of the vehicle. Therefore, the length of the hot gas bypass passage (20) connecting the discharge side of the compressor (10) and the inlet side of the front seat evaporator (18) is shortened, and the piping configuration of the refrigeration cycle is simplified and the vehicle Mountability can be improved.
[0025]
In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment shown in the drawings of the present invention will be described. FIG. 1 illustrates a mounting layout when the air conditioner of the present invention is applied to a one-box type RV vehicle, and FIG. 2 illustrates a refrigeration cycle configuration and a hot water circuit configuration of the air conditioner of the present invention.
[0027]
In FIG. 1, an instrument panel 2 is disposed in the foremost part of a vehicle interior of a vehicle 1, and a front seat side air conditioning unit (first air conditioning unit) 3 is disposed inside the instrument panel 2. The air conditioning unit 3 air-conditions the area on the front seat side of the vehicle interior.
[0028]
On the other hand, a rear seat side air conditioning unit (second air conditioning unit) 4 is arranged on the rear seat (second and third seats) side of the vehicle interior so as to air-condition the rear seat side region. More specifically, the installation location of the rear seat side air conditioning unit 4 in this example will be described. As shown in FIG. 1, the rear wheel housing portion (tire house) 5a for housing the rear wheel 5 on the left side of the vehicle 1 is disposed. The rear seat side air conditioning unit 4 is disposed at the side position.
[0029]
Here, the rear seat side air-conditioning unit 4 has an outer plate (not shown) and an inner plate (not shown) on the side surface side of the vehicle 1 at a position on the rear side of the rear wheel housing part (tire house) 5a. It is housed in the space between.
[0030]
One end (lower end) of the face duct 6 is connected to a face blowout opening (not shown) of a blowout mode switching portion (not shown) of the rear seat air conditioning unit 4. On the other end side, the side surface of the vehicle 1 stands up to the ceiling. A blower duct portion 6a extending in the vehicle width direction is formed on the ceiling portion, and a plurality of face blowout ports 6b for blowing air toward the rear side of the vehicle toward the head of the rear seat side occupant are formed in the blowout duct portion 6a. Is formed.
[0031]
In addition, one end of a foot duct 7 is connected to a foot outlet opening (not shown) of an outlet mode switching part (not shown) of the rear seat side air conditioning unit 4, and the other end side of the foot duct 7. A blowout duct portion 7a extending in the vehicle width direction is formed, and a plurality of foot blowout ports 7b through which air is blown toward the passenger's feet on the rear seat side are formed in the blowout duct portion 7a.
[0032]
Next, in FIG. 2, the compressor 10 of the refrigeration cycle apparatus in the vehicle air conditioner is driven by a water-cooled vehicle engine 12 via an electromagnetic clutch 11. Here, since the vehicle engine 12 is arranged in the engine room under the foremost floor of the vehicle 1 in FIG. 1, the compressor 10 is also arranged in this engine room.
[0033]
The discharge side of the compressor 10 is connected to a condenser 14 via a cooling first electromagnetic valve 13, and the outlet side of the condenser 14 is connected to a liquid receiver 15 that separates gas-liquid refrigerant and stores liquid refrigerant. Is done. The condenser 14 and the liquid receiver 15 are also arranged in the vehicle engine room. The condenser 14 exchanges heat with the outside air (cooling air) blown by the electric cooling fan 14a to condense the refrigerant.
[0034]
The front seat side air conditioning unit 3 includes a front seat side temperature expansion valve (first decompression device) 16 connected to the outlet side of the liquid receiver 15 and a check on the outlet side of the temperature type expansion valve 16. A front seat evaporator 18 connected via a valve 17 is provided. The outlet side of the evaporator 18 is connected to the suction side of the compressor 10 via an accumulator 19.
[0035]
From the discharge side of the compressor 10 to the suction side of the compressor 10 via the first solenoid valve 13 → the condenser 14 → the liquid receiver 15 → the temperature type expansion valve 16 → the check valve 17 → the evaporator 18 → the accumulator 19. A cooling circuit C on the front seat side is constituted by the returning closed circuit.
[0036]
As is well known, the temperature type expansion valve 16 adjusts the valve opening (refrigerant flow rate) so that the degree of superheat of the refrigerant at the outlet of the evaporator 18 is maintained at a predetermined value during normal refrigeration cycle operation (cooling mode). is there. The accumulator 19 separates the gas and liquid of the refrigerant and stores the liquid refrigerant in the heating mode, and sucks the gas refrigerant and a small amount of liquid refrigerant (oil is dissolved) near the bottom to the compressor 10 side.
[0037]
On the other hand, a hot gas bypass pipe 20 that bypasses the condenser 14 and the like is provided between the discharge side of the compressor 10 and the inlet side of the front seat side evaporator 18. A heating second electromagnetic valve 21 and a throttle (second decompression device) 21a are provided in series. The restrictor 21a can be constituted by a fixed restrictor such as an orifice or a capillary tube.
[0038]
A front-side hot gas heater cycle for heating by a closed circuit returning from the discharge side of the compressor 10 to the suction side of the compressor 10 through the second solenoid valve 21 → throttle (second decompression device) 21a → evaporator 18 → accumulator 19 H is configured.
[0039]
The air conditioning case 22 of the front seat side air conditioning unit 3 constitutes an air passage through which air flows toward the front seat side of the vehicle interior, and the inside air that is opened and closed by the inside / outside air switching door 26 at the most upstream part of the air conditioning case 22. An inlet 27 and an outside air inlet 28 are arranged. The inside air (vehicle compartment air) or the outside air (vehicle compartment outside air) sucked from both the suction ports 27 and 28 is blown through the air conditioning case 22 by the electric air conditioning blower 23.
[0040]
The front seat side evaporator 18 is installed in the air conditioning case 22 and downstream of the blower 23. In the cooling mode, the refrigerant circulates by the refrigeration cycle C, and the low-pressure refrigerant evaporates to absorb the blown air and cool it. The Further, in the heating mode, the evaporator 18 serves as a radiator because the high-temperature refrigerant gas (hot gas) from the hot gas bypass pipe 20 flows in and heats the blown air.
[0041]
In the air conditioning case 22, a hot water type front seat side heat exchanger 24 for heating the blown air using hot water (engine cooling water) from the vehicle engine 12 as a heat source is provided on the air downstream side of the front seat side evaporator 18. is set up. The warm water circuit to the front seat side heating heat exchanger 24 is provided with a front seat warm water valve 25 for controlling the warm water flow.
[0042]
In addition, conditioned air is blown out to the front seat side of the passenger compartment through an opening of a blow mode switching unit (not shown) provided on the downstream side of the heat exchanger 24 for heating the front seat side. That is, a blow mode switching unit (not shown) is provided with a defroster blow opening, a face blow opening, and a foot blow opening, and these openings are switched and opened by a blow mode door. The conditioned air that has passed through each opening is blown out from a defroster outlet, a face outlet, and a foot outlet (not shown) toward the inner surface of the vehicle window glass, the head of the front seat occupant, and the feet. .
[0043]
On the other hand, the air conditioning case 30 of the rear seat side air conditioning unit 4 constitutes an air passage through which air flows toward the rear seat side of the vehicle interior, and only the inside air inlet 31 is disposed at the most upstream part of the air conditioning case 30. ing. For this reason, only the inside air is always drawn into the rear seat side air conditioning case 30 by the electric air conditioning blower 32.
[0044]
A rear seat evaporator 33 is installed in the downstream portion of the blower 32 in the rear seat air conditioning case 30. The inlet side of the rear seat evaporator 33 is connected to the outlet of the liquid receiver 15 via the rear seat temperature type expansion valve 34 (third decompression device), and the outlet side of the rear seat evaporator 33 is non-returned. The valve 35 is connected to the inlet of the accumulator 19.
[0045]
That is, the rear seat side thermal expansion valve 34, the evaporator 33, and the check valve 35 are provided in parallel with the front seat side thermal expansion valve 16, the check valve 17, and the evaporator 18. The rear-seat evaporator 33 cools the blown air in the case 30 when the refrigerant branches and circulates from the refrigeration cycle C on the front-seat side in the cooling mode and the low-pressure refrigerant evaporates.
[0046]
Further, since the refrigerant passage corresponding to the front seat side hot gas bypass pipe 20 is not provided at the inlet of the rear seat side evaporator 33, high temperature refrigerant gas (hot gas) is supplied to the rear seat side evaporator 33 in the heating mode. Therefore, the rear-seat evaporator 33 does not perform the hot gas heater function.
[0047]
In the rear seat side air conditioning case 30, heat exchange for hot water rear seat side heating is performed on the air downstream side of the rear seat side evaporator 33 using hot water (engine cooling water) from the vehicle engine 12 as a heat source to heat the blown air. A container 36 is installed. The hot water circuit to the rear seat side heating heat exchanger 36 is also provided with a rear seat side hot water valve 37 for controlling the hot water flow.
[0048]
Then, after passing through a rear seat side blowing mode switching section (not shown) provided on the downstream side of the rear seat side heating heat exchanger 36, the face outlet 6b or foot of the face duct 6 in FIG. Air-conditioned air is blown out from the foot outlet 7b of the duct 7 to the rear seat side of the passenger compartment.
[0049]
The air-conditioning electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 40 is a control means composed of a microcomputer and its peripheral circuits, and performs arithmetic processing on the input signal in accordance with a preset program so as to perform first and second electromagnetics. Controls the opening and closing of the valves 13 and 21 and the operation of other electrical devices (11, 14a, 23, 25, 32, 37, etc.).
[0050]
The ECU 40 detects from a sensor group such as a water temperature sensor 41 of the vehicle engine 12, an outside air temperature sensor 42, an evaporator outlet temperature sensor 43 that forms a temperature detecting means of the front seat side evaporator 18, and a compressor discharge pressure sensor 44. A signal is input.
[0051]
In addition, an operation signal from the operation switch group 46 of the air conditioning operation panel 45 on the front seat side installed near the vehicle interior instrument panel is input to the ECU 40. As the operation switch group 46, an air conditioner switch 46a for instructing activation or stop of the compressor 10 of the refrigeration cycle, a heating switch 46b for setting a heating mode by a hot gas heater cycle, a front seat side air blow switch 46c, a front seat side A temperature setting switch 46d, an inside / outside air switch 46e on the front seat side, and the like are provided. The air conditioner switch 46a serves as a cooling switch for setting the cooling mode.
[0052]
Further, the rear seat air conditioning operation panel 47 installed on the rear seat side of the vehicle interior is provided with a rear seat air blow switch 47a and the like, and an operation signal is also input to the ECU 40 from the rear seat air conditioning operation panel 47. The
[0053]
Next, the operation of this embodiment in the above configuration will be described. First, when the air conditioner switch 46a is turned on and the cooling mode is set, the ECU 40 opens the first electromagnetic valve 13 and closes the second electromagnetic valve 21. Therefore, when the electromagnetic clutch 11 is in the connected state and the compressor 10 is driven by the vehicle engine 12, the discharge gas refrigerant of the compressor 10 passes through the first electromagnetic valve 13 in the open state and flows into the condenser 14. .
[0054]
In the condenser 14, the refrigerant is cooled and condensed by the outside air blown by the cooling fan 14a. Then, the refrigerant that has passed through the condenser 14 is separated into gas and liquid by the liquid receiver 15, and only the liquid refrigerant is decompressed by the temperature expansion valve 16 on the front seat side to be in a low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase state.
[0055]
Next, the low-pressure refrigerant passes through the check valve 17 and flows into the evaporator 18 on the front seat side, and absorbs heat from the conditioned air blown by the blower 23 to evaporate. The conditioned air cooled by the front seat evaporator 18 blows out to the front seat side of the vehicle interior and cools the region on the front seat side of the vehicle interior. The gas refrigerant evaporated in the front seat side evaporator 18 is sucked into the compressor 10 via the accumulator 19 and compressed.
[0056]
Further, the liquid refrigerant from the outlet of the liquid receiver 15 is also branched to the rear seat side, and is decompressed by the temperature expansion valve 34 on the rear seat side, so that a low-temperature low-pressure gas-liquid two-phase state is obtained. Next, the low-pressure refrigerant flows into the evaporator 33 on the rear seat side, absorbs heat from the conditioned air blown by the blower 32, and evaporates. The conditioned air cooled by the rear seat-side evaporator 33 is blown out from the rear seat-side face outlet 6b to the vehicle interior rear seat side to cool the vehicle interior rear seat side. The gas refrigerant evaporated in the rear seat side evaporator 33 is sucked into the compressor 10 through the check valve 35 and the accumulator 19 and compressed.
[0057]
On the other hand, when the heating switch 46b is turned on in the winter and the heating mode by the hot gas heater cycle is set, the ECU 40 closes the first electromagnetic valve 13 and opens the second electromagnetic valve 21 to open the hot gas bypass. The pipe 20 is opened. For this reason, the high-temperature discharge gas refrigerant (superheated gas refrigerant) of the compressor 10 is reduced in pressure by the throttle 21 a through the open second electromagnetic valve 21 and then directly flows into the front seat side evaporator 18.
[0058]
At this time, the check valve 17 prevents the gas refrigerant from the hot gas bypass pipe 20 from flowing to the front seat side temperature type expansion valve 16 side. Therefore, the refrigeration cycle is a closed circuit (hot gas heater cycle H) that returns to the discharge side of the compressor 10 → the second solenoid valve 21 → the throttle 21a → the front seat side evaporator 18 → the accumulator 19 → the suction side of the compressor 10. Driven.
[0059]
And the superheated gas refrigerant | coolant after pressure-reducing by the aperture | diaphragm | squeezing 21a is thermally radiated to blowing air in the evaporator 18, and blowing air is heated. Here, the amount of heat released from the gas refrigerant in the evaporator 18 corresponds to the amount of compression work of the compressor 10. At this time, the hot air can be further heated in the heat exchanger 24 by flowing the hot water through the hot water valve 25 through the hot water heating heat exchanger 24, and the hot air is blown out to the front seat side of the vehicle interior. be able to. The gas refrigerant radiated by the front seat evaporator 18 is sucked into the compressor 10 via the accumulator 19 and compressed.
[0060]
On the other hand, since the superheated gas refrigerant on the discharge side of the compressor 10 does not flow into the rear seat-side evaporator 33 in the rear seat-side air conditioning unit 4, the blower air (inside air) is sent from the rear seat-side hot water heating heat exchanger. The rear seat side is heated by heating only at 36 and blowing out to the rear seat side.
[0061]
By the way, the front-seat side air conditioning unit 3 can be switched and introduced between the inside and outside air, and usually needs to be heated by introducing outside air of low humidity in order to prevent the vehicle window glass from fogging during the winter heating. . Therefore, in a cold region, the front seat side air conditioning unit 3 may inhale the low temperature outside air of about −20 ° C. to heat the front seat side.
[0062]
Even under such conditions, the outside air heated by the hot gas heater function of the front seat side evaporator 18 is heated to increase the temperature, and the heated outside air is heated again by the hot water heating heat exchanger 24. Thus, high-temperature hot air can be blown out to the front seat side of the vehicle interior, and the heating effect on the front seat side of the vehicle interior can be improved.
[0063]
In particular, the hot gas heater function is exhibited only by the front seat side air conditioning unit 3 that performs heating by introducing low-temperature outside air, while the hot seat heater function is not set in the rear seat side air conditioning unit 4 that performs heating by introducing the inside air. By heating the rear seat side only by heating by the hot water heating heat exchanger 36 on the rear seat side, the heating effect on the front seat side in the vehicle interior can be further improved as described below.
[0064]
FIG. 3 is a comparative example of the present invention, and a hot gas bypass pipe 20a extending from the inlet portion of the front seat evaporator 18 to the inlet portion of the rear seat evaporator 33 is added to the embodiment of the present invention of FIG. In addition, a check valve 38 is disposed between the outlet portion of the thermal expansion valve 34 on the rear seat side and the inlet portion of the rear seat evaporator 33 so that the rear seat evaporator 33 also functions as a hot gas heater. It is something that can be demonstrated. .
[0065]
FIG. 4 shows the difference in operation and effect between the embodiment of the present invention of FIG. 2 and the comparative example of FIG. 3, the horizontal axis is the internal air temperature that is the intake air temperature of the rear seat side evaporator 33, and the vertical axis is It is the air temperature of the front and rear evaporators 18 and 33. As experimental conditions, outside air temperature: -20 ° C, engine 12: idle speed, front seat side air volume: 200m^Three/ H, rear seat air volume: 200m^Three/ H. The front and rear air conditioning units 3 and 4 are operated with the intake air of the front seat side evaporator 18 being outside air and the intake air of the rear seat side evaporator 33 being inside air.
[0066]
When only the blower 23 of the front seat side air conditioning unit 3 is operated and the hot gas heater function is exhibited only by the front seat side evaporator 18 as in the embodiment of the present invention of FIG. The blown air temperature becomes 0 ° C. as indicated by a broken line. That is, the temperature of the outside air of −20 ° C. can be raised to 0 ° C. by the hot gas heater function of the front seat evaporator 18.
[0067]
On the other hand, when both the front and rear blowers 23 and 32 are operated and the front and rear evaporators 18 and 33 perform the hot gas heater function as in the comparative example of FIG. The blown air temperature has the characteristics shown by the solid line in FIG. 4, and in the low temperature range of the inside air temperature, the blown air temperature of both the front and rear evaporators 18 and 33 is lower than the 0 ° C. level shown by the broken line, and the hot gas heater function Reduce.
[0068]
The reason for this will be described with reference to the Mollier diagram at the time of the hot gas heater cycle shown in FIG. 5. In the hot gas heater cycle, as the air volume is small and the heating load is small, the high and low pressures rise and the hot gas temperature rises. In the comparative example of FIG. 3, the high and low pressures of the cycle are lowered due to the increase in the air volume due to the operation of the front and rear fans 23 and 32, and the hot gas temperature is lowered. The blown air temperature of the evaporators 18 and 33 will be greatly reduced as compared with the embodiment of the present invention.
[0069]
According to the comparative example of FIG. 3, when the internal temperature rises to −5 ° C., the reverse phenomenon occurs in the rear seat evaporator 33 that the internal temperature (the intake air temperature on the rear seat side) is higher than the hot gas temperature. In the rear seat evaporator 33, the hot gas absorbs heat from the intake air (inside air), and the temperature of the intake air (inside air) is decreased. That is, the rear seat side air conditioning unit 4 intends to exhibit the hot gas heater function in the rear seat side evaporator 33, but conversely, the result is that the intake air (inside air) is cooled.
[0070]
For this reason, there is no technical significance of providing a hot gas heater function in the rear seat side air conditioning unit 4 of the inside air suction method. In the comparative example of FIG. 3, when the internal air temperature rises to + 4 ° C., the blown air temperature of the front seat evaporator 18 rises from the broken line level (0 ° C.), so that the heating performance of the front seat air conditioning unit 3 is improved. However, the increase in the temperature of the air blown from the front seat side evaporator 18 is caused by an increase in the amount of heat absorbed from the intake air (inside air) by the rear seat side evaporator 33. Since this is offset by a decrease in the seat-side heating performance, it does not lead to an improvement in the heating performance of the entire vehicle interior.
[0071]
(Other embodiments)
In the above embodiment, the refrigerant receiver 15 for gas-liquid separation of the refrigerant is disposed at the outlet of the condenser 14 in the refrigeration cycle. However, the refrigerant receiver 15 is not provided as a refrigerant gas-liquid separator. Of course, the present invention may be applied to an accumulator cycle having only the accumulator 19.
[0072]
Further, the two electromagnetic valves 13 and 21 may be integrally configured as one switching valve.
[0073]
Further, the rear seat side air conditioning unit 4 has been described as one in which the evaporator 33 and the heating heat exchanger 36 are integrally stored in one air conditioning case 30, but the rear seat side air conditioning unit 4 is replaced with the evaporator 33. Needless to say, the present invention may be applied to a case where the air conditioner unit is divided into a cooler unit having a heating unit and a heater unit having a heating heat exchanger 36.
[0074]
In the above embodiment, when the rear seat side evaporator 33 is not used, the rear seat side temperature type expansion valve 34 is closed to prevent the refrigerant from flowing into the rear seat side evaporator 33. However, an electromagnetic valve may be additionally installed in addition to the rear seat side temperature type expansion valve 34, and this solenoid valve may be closed when the rear seat side evaporator 33 is not used. Further, an electric expansion valve may be used as the rear seat pressure reducing means, and the refrigerant inflow to the rear seat evaporator 33 may be prevented by closing the electric expansion valve.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of a vehicle showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an overall system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing an overall system of a comparative example of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of functions and effects of an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a Mollier diagram of a hot gas heater cycle.
[Explanation of symbols]
3 ... 1st air conditioning unit (front seat side air conditioning unit),
4 ... Second air conditioning unit (rear seat side air conditioning unit), 10 ... Compressor,
18, 33 ... Evaporator, 20 ... Hot gas bypass piping.

Claims

A first air conditioning unit (3) for air-conditioning the first area in the passenger compartment, and a second air conditioning unit (4) for air-conditioning the second area in the passenger compartment,
The first air conditioning unit (3) is configured to be able to switch between the inside air and the outside air, and the second air conditioning unit (4) is configured to be able to always introduce the inside air,
Furthermore, in the vehicle air conditioner of the dual air conditioner type that includes the refrigeration cycle evaporators (18, 33) in the first and second air conditioning units (3, 4), respectively, and cools the air,
A first pressure reducing device (16) and a first check valve (17) are connected in series to the refrigerant inlet side of the first evaporator (18) of the first air conditioning unit (3),
From the discharge side of the compressor (10) of the refrigeration cycle, through the condenser (14), the first pressure reducing device (16), the first check valve (17), and the first evaporator (18), A closed circuit returning to the suction side of the compressor (10) is constructed;
A hot gas bypass passage (20) connecting the discharge side of the compressor (10) to the refrigerant passage between the first check valve (17) and the refrigerant inlet side of the first evaporator (18). )
The hot gas bypass passage (20) is provided with a second decompression device (21a) for decompressing the gas refrigerant discharged from the compressor (10),
Connection between the discharge side of the compressor (10) and the refrigerant inlet side of the condenser (14), and connection between the discharge side of the compressor (10) and the refrigerant inlet side of the hot gas bypass passage (20) And a switching valve (13, 21) for switching between
When the switching valve (13, 21) connects the discharge side of the compressor (10) to the refrigerant inlet side of the hot gas bypass passage (20), the gas refrigerant discharged from the compressor (10) is discharged. The pressure is reduced by the second pressure reducing device (21a) and introduced directly from the hot gas bypass passage (20) only to the first evaporator (18) of the first air conditioning unit (3),
Thus, the first evaporator of the first air conditioning unit (3) only (18), and capable of exhibiting constituting the hot gas heater function by gas refrigerant discharged from the compressor (10),
When performing the hot gas heater function by the first evaporator (18) of the first air conditioning unit (3), the first air conditioning unit (3) is operated in an outside air introduction state,
The first check valve (17) is configured to flow the refrigerant only in the direction from the refrigerant outlet side of the condenser (14) toward the refrigerant inlet side of the first evaporator (18),
A third decompression device (34) is connected to the refrigerant inlet side of the second evaporator (33) of the second air conditioning unit (4),
On the refrigerant outlet side of the second evaporator (33), a second check valve that allows the refrigerant to flow only in the direction from the refrigerant outlet side of the second evaporator (33) toward the suction side of the compressor (10). (35) is connected,
The third decompressor (34), the second evaporator (33), and the second check valve (35) include the first decompressor (16), the first check valve (17), and A vehicle air conditioner provided in parallel with the first evaporator (18) .

The first air conditioning unit is a front seat air conditioning unit (3) that air-conditions a region on the front seat side of the vehicle interior,
2. The vehicle air conditioner according to claim 1 , wherein the second air conditioning unit is a rear seat air conditioning unit (4) that air-conditions a region on the rear seat side in the vehicle interior.

The vehicle air conditioner according to claim 2 , wherein the compressor (10) is driven by a vehicle engine (12) disposed in a front portion of the vehicle.