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公開番号2024062472
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-10
出願番号2022170306
出願日2022-10-25
発明の名称車両用空調装置
出願人サンデン株式会社
代理人弁理士法人エビス国際特許事務所
主分類B60H 1/22 20060101AFI20240501BHJP(車両一般)
要約【課題】吸熱暖房運転からホットガス暖房運転に切り替える際等、ホットガス暖房運転を実行する前に、外部熱交換部に冷媒が滞留するのを抑制して、ホットガス暖房運転時の暖房能力確保を図る。
【解決手段】車両用空調装置は、冷媒回路と、室内熱交換部を内部に配置した空調ユニットと、冷媒回路と空調ユニットを制御する制御装置と、を備え、冷媒回路は、圧縮機で圧縮した冷媒の少なくとも一部を、室内熱交換部及び外部熱交換部を経由することなく減圧して圧縮機に戻すホットガスバイパスを有し、制御装置は、外部熱交換部において冷媒に吸熱させず、圧縮機で圧縮した冷媒の一部を室内熱交換部で放熱させて車室内を暖房するホットガス暖房運転と、外部熱交換部において冷媒に吸熱させる吸熱暖房運転とを選択的に実行可能であり、ホットガス暖房運転の実行前に、外部熱交換部から冷媒を回収する冷媒回収処理を行う。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
圧縮機、室内熱交換部、及び外部熱交換部を含む冷媒回路と、
前記室内熱交換部を内部に配置した空調ユニットと、
前記冷媒回路と前記空調ユニットを制御する制御装置と、を備えた車両用空調装置において、
前記冷媒回路は、前記圧縮機で圧縮した冷媒の少なくとも一部を、前記室内熱交換部及び前記外部熱交換部を経由することなく減圧して前記圧縮機に戻すホットガスバイパスを有し、
前記制御装置は、
前記外部熱交換部において冷媒に吸熱させず、前記圧縮機で圧縮した冷媒の一部を前記室内熱交換部で放熱させて車室内を暖房するホットガス暖房運転と、前記外部熱交換部において冷媒に吸熱させる吸熱暖房運転とを選択的に実行可能であり、
前記ホットガス暖房運転の実行前に、前記外部熱交換部から冷媒を回収する冷媒回収処理を行う、車両用空調装置。
続きを表示（約 460 文字）【請求項２】
前記制御装置は、前記吸熱暖房運転から前記ホットガス暖房運転への切り替え時に、前記冷媒回収処理を行う、請求項１記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記冷媒回収処理では、前記外部熱交換部の下流側を低圧冷媒流路に接続する、請求項１記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記冷媒回収処理では、前記ホットガスバイパスを閉止して、前記低圧冷媒流路の圧力を低下させる、請求項３記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記冷媒回路は、
前記外部熱交換部に流入する冷媒を減圧する第１減圧部と、
前記ホットガスバイパスを流れる冷媒を減圧する第２減圧部と、
前記外部熱交換部を迂回して前記圧縮機に戻す外部熱交換部迂回流路に設けられ、前記外部熱交換部を迂回する冷媒を減圧する第３減圧部と、を有し、
前記冷媒回収処理は前記第１減圧部と前記第２減圧部を閉止し、前記第３減圧部の開度を調整して冷媒を循環させる、請求項１記載の車両用空調装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調装置に関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
エンジン等の燃焼系の熱源を持たない電動車両（ＥＶ：Electric Vehicle）や燃焼系の熱源の熱量が少ない車両用の空調装置として、ヒートポンプ（冷媒回路）を熱源とする空調装置が知られている。
【０００３】
ヒートポンプを利用した空調装置は、暖房運転時には、外部熱交換器を吸熱器として機能させ、外気から暖房熱源を得ている。このため、外気温が極低温になると、外気からの吸熱が難しくなり、暖房能力が大きく低下することになる。これに対して、例えばＰＴＣヒータ等の電気式加熱器を用いて熱源を確保すると、バッテリの消費量が大きくなって、電動車両等の場合には航続可能距離への悪影響が懸念されると共に、ＰＴＣヒータの装備で空調装置の製造コストが嵩むことになる。
【０００４】
冷媒回路の圧縮機から吐出された高温高圧冷媒を利用するホットガス暖房は、吸熱を行わない暖房方式であり、極低温環境下で有効な暖房として期待されている。このホットガス暖房は、車両用空調装置の車室内熱交換器を放熱器（室内コンデンサ）として機能させ、これに圧縮機から吐出された高温高圧冷媒を直接流入させ、放熱器から出た冷媒は、減圧した後、外部熱交換器を経由させることなく、アキュムレータを介して圧縮機に戻す（下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１４－１９６０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ホットガス暖房を効果的に継続運転させるためには、冷媒回路における放熱を極力室内コンデンサに限定して、冷媒回路の放熱量と圧縮機の消費エネルギー（入熱量）をバランスさせることが必要になる。また、室内コンデンサでの放熱で凝縮した液冷媒を蒸発させること無くガス化して圧縮機に戻すことが必要になる。
【０００７】
これを実現するために、圧縮機を出た高温高圧冷媒を室内コンデンサで放熱させた後、減圧して圧縮機に戻す冷媒流路に加えて、圧縮機を出た高温高圧冷媒を一部分岐して、熱交換器を経由すること無く減圧して圧縮機に戻す、ホットガス暖房用のバイパス冷媒流路（ホットガスバイパス）を設けることが行われている。
【０００８】
このようなホットガスバイパスを設けると、室内コンデンサでの放熱で凝縮した液冷媒に、ホットガスバイパスを経由したガス冷媒を混合させて、ガスリッチの冷媒にしてから圧縮機に戻すことができるようになる。また、ホットガスバイパスを流れる冷媒流量を増やすことで、室内コンデンサでの放熱量を抑制することができるので、ホットガスバイパスを流れる冷媒流量を調整することで、冷媒回路の放熱量と圧縮機への入熱量のバランスを維持することができるようになる。
【０００９】
このようなホットガス暖房の運転を、外部熱交換器から吸熱を行う通常の暖房運転（吸熱暖房運転）から切り替えて行う場合、ホットガス暖房運転時には、外部熱交換器に冷媒を流さない冷媒流路の切り替えが行われることになるが、ホットガス暖房運転中の冷媒流路は、高圧側の冷媒流路は勿論のこと減圧後の低圧側の冷媒流路においても、外部熱交換器の出口側冷媒流路より冷媒圧力が高くなるので、吸熱暖房時に外部熱交換器内を流れていた冷媒が流れ出る冷媒流路が存在しなくなる状況が生じ得る。
【００１０】
吸熱暖房運転から急にホットガス暖房運転への切り替えを行って、前述した状況が生じると、吸熱暖房運転時に外部熱交換器に流れていた冷媒がそこに滞留してしまう状態になり、ホットガス暖房運転で使用する冷媒の量が減少してしまう現象が生じる。このような現象が生じると、ホットガス暖房運転中に圧縮機に吸入される冷媒流量を高めることができなくなり、冷媒圧力を必要な値に上げることができなくなるので、十分な暖房能力を得ることができなくなる問題が生じる。
（【００１１】以降は省略されています）

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