车辆用空调装置制造方法
【专利摘要】车辆用空调装置(1A)具备：管道(3)，其在内部配设有形成第一风路(3A)及第二风路(3B)的分隔构件(4)；热泵回路(2A)。热泵回路(2A)中，主要有助于供暖的第一室内热交换器(12A)位于第一风路(3A)内或与该第一风路(3A)的出口对置，主要有助于制冷的第二室内热交换器(12B)位于第二风路(3B)内。就在第一风路(3A)及第二风路(3B)中的任一方流动的空气而言，都能够调整内部气体与外部气体的比率。在管道(3)上设有供暖用排气口(35)及制冷用排气口(36)中的至少一方，该供暖用排气口(35)用于在供暖运转时将在第二室内热交换器(12B)中被冷却后的空气向车室外排出，该制冷用排气口(36)用于在制冷运转时将在第一室内热交换器(12A)中被加热后的空气向车室外排出。通过以上结构，能够有效利用已经通过供暖或制冷调整过温度的车室内空气，而不会直接向外部排出导致能量浪费。
【专利说明】车辆用空调装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及进行车室内的制冷及供暖的车辆用空调装置 。
【背景技术】
[0002]以往，例如在具备汽油发动机的机动车中，制冷使用热泵，另一方面，供暖利用发动机的废热。近些年，发动机的废热量少的混合动力车以及无法利用发动机的废热的电动机动车逐渐普及，与此对应，开发出不仅制冷使用热泵而且供暖也使用热泵的车辆用空调装置。例如，在专利文献I中公开了一种图9A所示那样的车辆用空调装置100。
[0003]该车辆用空调装置100具备使制冷剂仅向一方向流动的热泵回路110。热泵回路110包含压缩机121、第一室内热交换器131、第一膨胀阀122、室外热交换器133、第二膨胀阀123以及第二室内热交换器132，上述的设备通过流路顺次连接。另外，在热泵回路110中设有绕过第一膨胀阀122的旁通路和绕过第二膨胀阀123的旁通路，在上述的旁通路中分别设有第一开闭阀141及第二开闭阀142。
[0004]第一室内热交换器131及第二室内热交换器132配置在管道150内，内部气体或外部气体选择性地在该管道150的内部流动。通过省略图示的鼓风机从第二室内热交换器132侧的一端向管道150内取入内部气体或外部气体，并将该内部气体或外部气体从第一室内热交换器131侧的另一端向车室内吹出。即，第二室内热交换器132位于比第一室内热交换器131靠上风侧的位置。
[0005]另外，如图9B所示，在管道150内，在第二室内热交换器132的上风侧配设有第一挡板161，在第一室内热交换器131的上风侧配设有第二挡板162。
[0006]在这样的结构的车辆空调装置100中，在制冷运转时，第一开闭阀141打开，第二开闭阀142关闭。并且，第一挡板161及第二挡板162被安置在图9B中实线所示的位置。由此，从压缩机121喷出的制冷剂不在第一室内热交换器131中散热而流入室外热交换器133，在室外热交换器133中散热之后通过第二膨胀阀123进行膨胀。膨胀后的制冷剂在第二室内热交换器132中吸热之后被压缩机121吸入。
[0007]另一方面，在供暖运转时，第一开闭阀141关闭，第二开闭阀142打开。另外，第一挡板161及第二挡板162被安置在图9B中双点划线所示的位置。由此，从压缩机121喷出的制冷剂在第一室内热交换器131中散热，并通过第一膨胀阀122进行膨胀。膨胀后的制冷剂向室外热交换器133流入，在室外热交换器133中吸热之后，在第二室内热交换器132中不进一步吸热而被压缩机121吸入。
[0008]【在先技术文献】
[0009]【专利文献】
[0010]【专利文献I】日本专利第3433297号公报
【发明内容】
[0011]【发明要解决的课题】[0012]然而，在向管道150内取入外部气体的情况下，换言之，在通过管道150向车室内导入外部气体的情况下,需要将与导入的外部气体等量的内部气体(车室内空气)向外部排出。然而，由于内部气体已经通过供暖或制冷调整过温度，因此当将内部气体直接向外部排出时，会浪费调整该内部气体的温度所耗费的能量。
[0013]本发明鉴于这样的情况而提出，其目的在于提供一种能够有效地利用能量的车辆
用空调装置。
[0014]【用于解决课题的手段】 [0015]为了解决上述课题，本发明提供一种车辆用空调装置，其进行车室内的制冷及供暖，具备:管道，其在一方的端部具有内部气体吸气口及外部气体吸气口，且在另一方的端部具有吹出口 ；分隔构件，其在所述管道内以形成第一风路和第二风路的方式配设；第一鼓风机，其配置在所述第一风路内；第二鼓风机，其配置在所述第二风路内；第一吸气挡板，其对从所述内部气体吸气口向所述第一风路流入的内部气体的量与从所述外部气体吸气口向所述第一风路流入的外部气体的量的比率进行调整；第二吸气挡板，其对从所述内部气体吸气口向所述第二风路流入的内部气体的量与从所述外部气体吸气口向所述第二风路流入的外部气体的量的比率进行调整；以及热泵回路，其包括以位于所述第一风路内或与所述第一风路的出口对置的方式配置在所述管道内的主要有助于供暖的第一室内热交换器、以位于所述第二风路内的方式配置在所述管道内的主要有助于制冷的第二室内热交换器、以及配置在所述车室外的室外热交换器，在所述管道上设有供暖用排气口及制冷用排气口中的至少一方，该供暖用排气口用于在供暖运转时将在所述第二室内热交换器中被冷却后的空气向所述车室外排出，该制冷用排气口用于在制冷运转时将在所述第一室内热交换器中被加热后的空气向所述车室外排出。
[0016]【发明效果】
[0017]根据上述的结构，在设有供暖用排气口的情况下，在将通过供暖而被加热后的内部气体向外部排出的途中，能够通过第二室内热交换器从该内部气体夺取热量。另一方面，在设有制冷用排气口的情况下，在将通过制冷而被冷却后的内部气体向外部排出的途中，能够通过第一室内热交换器向该内部气体提供热量。即，无论在哪种情况下，都能够合理地利用向外部排出的内部气体而有效地利用能量。并且，就在第一风路及第二风路中的任一方流动的空气而言，都能够调整内部气体与外部气体的比率，因此在回收能量时能够仅将内部气体冷却或加热而排出。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本发明的第一实施方式涉及的车辆用空调装置的结构图。
[0019]图2是图1的沿着I1-1I线的剖视图。
[0020]图3是第一实施方式的变形例的车辆用空调装置的结构图。
[0021]图4是本发明的第二实施方式涉及的车辆用空调装置的结构图。
[0022]图5是表示通常的制冷运转时的管道内的状态的图。
[0023]图6A是表示通常的供暖运转时的管道内的状态的图，图6B是表示除湿供暖运转时的管道内的状态的图。
[0024]图7是表示能量回收供暖运转时的管道内的状态的图。[0025]图8A及图8B是代替案的切换机构的结构图。
[0026]图9A是现有的车辆用空调装置的结构图，图9B是表示该车辆用空调装置中使用的挡板的说明图。
【具体实施方式】
[0027]以下，参照附图来说明本发明的实施方式。需要说明的是，以下的说明是关于本发明的一例的说明，本发明没有限定于此。
[0028](第一实施方式)
[0029]图1图2是本发明的第一实施方式涉及的车辆用空调装置IA的结构图。该车辆用空调装置IA是进行省略图示的车室内的制冷及供暖的装置，具备:用于向车室内导入外部气体或使内部气体循环的管道3 ;使制冷剂循环的热泵回路2A ;控制装置6(在图1中，为了简化附图而仅将信号线的一部分图示出)。需要说明的是，图1中示意性地示出了管道3的形状，管道3的实际形状可以与该管道3所设置的空间对应而鼓起或弯曲。
[0030]管道3在一方的端部具有用于向管道3内取入外部气体的外部气体吸气口 32和用于向管道3内取入内部气体的内部气体吸气口 31，在另一方的端部具有用于将被温度调整后的空气向车室内吹出的吹出口 34。需要说明的是，内部气体吸气口 31的开口方向既可以如图1及图2所示那样与外部气体吸气口 32的开口方向垂直，也可以如另一实施方式的图4所示那样与外部气体吸气口 32的开口方向平行。另外，吹出口 34可以分支为除霜吹出口、面部吹出口及脚部吹出口等多个。
[0031]在管道3内以形成第一风路3A和第二风路3B的方式配设分隔构件4。在本实施方式中，分隔构件4将管道3的内部空间在除了两端部以外的大致整个区域分隔，第一风路3A及第二风路3B在管道3的大致全长上形成。另外，在管道3内，对内部气体吸气口 31进行分割的内部气体分割壁45和对外部气体吸气口 32进行分割的外部气体分割壁46以与分隔构件4连续的方式配设。S卩，内部气体吸气口 31及外部气体吸气口 32与第一风路3A和第二风路3B这双方直接连通，内部气体能够从内部气体吸气口 31向第一风路3A和第二风路3B中的任一方流入，且外部气体能够从外部气体吸气口 33向第一风路3A和第二风路3B中的任一方流入。
[0032]在第一风路3A内配设有第一送风机41作为本发明的第一鼓风机，在第二风路3B内配设有第二送风机42作为本发明的第二鼓风机。第一送风机41及第二送风机42分别在第一风路3A内及第二风路3B内产生从管道3的一方的端部朝向另一方的端部的空气的流动。在本实施方式中，如图1所示，第一送风机41及第二送风机42由各自的电动机驱动。需要说明的是，本发明的第一鼓风机及第二鼓风机没有限定为送风机，也可以为风扇。
[0033]并且，在管道3内，在内部气体吸气口 31与外部气体吸气口 32之间具有摆动轴的第一吸气挡板51及第二吸气挡板52分别与第一风路3A及第二风路3B对应而配设。第一吸气挡板51在第一风路3A侧的关闭内部气体吸气口 31的内部气体隔断位置与关闭外部气体吸气口 32的外部气体隔断位置之间摆动，第二吸气挡板52在第二风路3B侧的关闭内部气体吸气口 31的内部气体隔断位置与关闭外部气体吸气口 32的外部气体隔断位置之间摆动。即，第一吸气挡板51对从内部气体吸气口 31向第一风路3A流入的内部气体的量与从外部气体吸气口 32向第一风路3A流入的外部气体的量的比率进行调整，第二吸气挡板52对从内部气体吸气口 31向第二风路3B流入的内部气体的量与从外部气体吸气口 32向第二风路3B流入的外部气体的量的比率进行调整。
[0034]热泵回路2A包括压缩机11、第一室内热交换器12A、第一膨胀阀13A、室外热交换器14、第二膨胀阀13B及第二室内热交换器12B。上述的设备(11、12A、13A、14、13B、12B)通过第一流路2a?第六流路2f顺次连接成环状。需要说明的是，作为制冷剂，除了 R134a、R410A、HF0-1234yf、HF0_1234ze、CO2等之外，还可以利用其他的HFC系、HC系等。
[0035]压缩机11由省略图示的电动机驱动，对从吸入口吸入的制冷剂进行压缩并将压缩后的制冷剂从喷出口喷出。电动机既可以配置在压缩机11的内部，也可以配置在压缩机11的外部。另外，例如在电动机动车中，电动机可以为车辆行驶用的电动机。压缩机11的喷出口经由第一流路2a与第一室内热交换器12A连接。
[0036]第一室内热交换器12A主要有助于供暖,配置在管道3内。在本实施方式中,第一室内热交换器12A以位于第一风路3A内的方式配置。并且，第一室内热交换器12A在由第一送风机41供给的内部气体及/或外部气体与制冷剂之间进行热交换。在本实施方式中，第一室内热交换器12A在制冷运转时及供暖运转时都作为冷凝器而发挥功能。第一室内热交换器12A经由第二流路2b与第一膨胀阀13A连接。
[0037]第一膨胀阀13A在制冷运转时使制冷剂直接通过，在供暖运转时使制冷剂膨胀。第一膨胀阀13A经由第三流路2c与室外热交换器14连接。
[0038]室外热交换器14配置在车室外(例如机动车的前方)，在通过车辆的行驶及风扇16而供给的外部气体与制冷剂之间进行热交换。室外热交换器14在制冷运转时作为冷凝器发挥功能，在供暖运转时作为蒸发器发挥功能。室外热交换器14经由第四流路2d与第二膨胀阀13B连接。
[0039]第二膨胀阀13B在制冷运转时使制冷剂膨胀，在供暖运转时使制冷剂直接通过。第二膨胀阀13B经由第五流路2e与第二室内热交换器12B连接。
[0040]第二室内热交换器12B主要有助于制冷，配置在管道3内。在本实施方式中，第二室内热交换器12B以位于第二风路3B内的方式配置。并且，第二室内热交换器12B在由第二送风机42供给的内部气体及/或外部气体与制冷剂之间进行热交换。第二室内热交换器12B在制冷运转时及供暖运转时都作为蒸发器而发挥功能。需要说明的是，在本实施方式中，管道3内的第一室内热交换器12A和第二室内热交换器12B的位置关系没有特别限定，在图例中，第二室内热交换器12B在管道3内位于比第一室内热交换器12A靠上风侧的位置。第二室内热交换器12B经由第六流路2f与压缩机11的吸入口连接。需要说明的是，在第六流路2f上设有蓄液器15。
[0041]并且，车辆用空调装置IA中采用了用于从向外部排出的内部气体回收能量的结构。具体而言，在管道3中，在第二室内热交换器12B的下风侧设有供暖用排气口 35，在第一室内热交换器12A的下风侧设有制冷用排气口 36。供暖用排气口 35用于在供暖运转时将在第二室内热交换器12B中被冷却后的空气向车室外排出，制冷用排气口 36用于在制冷运转时将在第一室内热交换器12A中被加热后的空气向车室外排出。
[0042]并且，在管道3中安装有对供暖用排气口 35进行开闭的供暖用排出挡板53和对制冷用排气口 36进行开闭的制冷用排出挡板54。
[0043]供暖用排出挡板53在供暖用排气口 35的下风侧具有摆动轴，该供暖用排出挡板53从将供暖用排气口 35关闭的关闭位置向管道3的内侧摆动而将供暖用排气口 35打开。即，供暖用排出挡板53在打开了供暖用排气口 35时，将通过第二室内热交换器12B后的空气导向供暖用排气口 35。需要说明的是，在打开供暖用排气口 35时，供暖用排出挡板53能够通过省略图示的伺服电动机而停止在任意的位置。
[0044]制冷用排出挡板54在制冷用排气口 36的下风侧具有摆动轴，该制冷用排出挡板54从将制冷用排气口 36关闭的关闭位置向管道3的内侧摆动而将制冷用排气口 36打开。即，制冷用排出挡板54在打开了制冷用排气口 36时，将通过第一室内热交换器12A后的空气导向制冷用排气口 36。需要说明的是，在打开制冷用排气口 36时，制冷用排出挡板54能够通过省略图示的伺服电动机而停止在任意的位置。
[0045]上述的压缩机11、第一膨胀阀13A及第二膨胀阀13B以及各种挡板51?54由控制装置6控制。控制装置6与在车室内配置的操作面板(未图示)连接，来进行制冷运转及供暖运转。以下，对制冷运转时及供暖运转时的车辆用空调装置IA的动作进行说明。其中，以下代表性地说明对车室内进行换气的情况。
[0046]<制冷运转>
[0047]制冷运转时，控制装置6首先使第一膨胀阀13A全开，并将第二膨胀阀13B设定为规定的开度。因此，从压缩机11喷出的制冷剂在第一室内热交换器12A及室外热交换器14中散热，并通过第二膨胀阀13B减压之后，在第二室内热交换器12B中吸热。
[0048]另外，控制装置6将第一吸气挡板51安置在关闭外部气体吸气口 32的第一风路3A侧的外部气体隔断位置，将第二吸气挡板52安置在打开第二风路3B侧的内部气体吸气口 31和外部气体吸气口 32这双方的中间位置。此时，第二吸气挡板52被控制成从外部气体吸气口 32的第二风路3B侧向管道3内取入对车室内的换气而言充分的流量的外部气体。并且，控制装置6将供暖用排出挡板53安置在关闭供暖用排气口 35的关闭位置，将制冷用排出挡板54安置在打开制冷用排气口 36的打开位置。因此，在第二风路3B中，从内部气体吸气口 31流入的内部气体和从外部气体吸气口 32流入的外部气体混合而成的混合气体在第二室内热交换器12B中被冷却之后，从吹出口 34向车室内吹出。另一方面，在第一风路3A中，从内部气体吸气口 31流入的内部气体在第一室内热交换器12A中通过冷却制冷剂而被加热，之后通过制冷用排气口 36而向车室外排出。
[0049]其中，优选通过制冷用排气口 36而向车室外排出的空气的流量等于或少于通过外部气体吸气口 32的第二风路3B侧而向管道3内取入的外部气体的流量。为了实现该目的，例如可以使第一送风机41的转速小于第二送风机42的转速。
[0050]此外，不言自明的是，在空调起动时为了改善温度特性而暂时不换气或者停车时不需要换气等不进行外部气体向车室内的导入的情况下，可以停止第一送风机41，将第二吸气挡板52安置在外部气体隔断位置，并将制冷用排出挡板54安置在关闭位置。
[0051]〈供暖运转〉
[0052]供暖运转时，控制装置6首先使第二膨胀阀13B全开，并且将第一膨胀阀13A设定为规定的开度。因此，从压缩机11喷出的制冷剂在第一室内热交换器12A中散热，并通过第一膨胀阀13A减压之后，在室外热交换器14及第二室内热交换器12B中吸热。
[0053]另外，控制装置6将第二吸气挡板52安置在关闭外部气体吸气口 32的第二风路3B侧的外部气体隔断位置，将第一吸气挡板51安置在打开第一风路3A侧的内部气体吸气口 32和外部气体吸气口 32这双方的中间位置。此时，第一吸气挡板51被控制成从外部气体吸气口 32的第一风路3A侧向管道3内取入对车室内的换气而言充分的流量的外部气体。并且，控制装置6将制冷用排出挡板54安置在关闭制冷用排气口 36的关闭位置，将供暖用排出挡板53安置在打开供暖用排气口 35的打开位置。因此，在第一风路3A中，从内部气体吸气口 31流入的内部气体和从外部气体吸气口 32流入的外部气体混合而成的混合气体在第一室内热交换器12A中被加热之后，从吹出口 34向车室内吹出。另一方面，在第二风路3B中，从内部气体吸气口 31流入的内部气体在第二室内热交换器12B中通过加热制冷剂而被冷却，之后通过供暖用排气口 35而向车室外排出。
[0054]其中，优选通过供暖用排气口 35而向车室外排出的空气的流量等于或少于通过外部气体吸气口 32的第一风路3A侧而向管道3内取入的外部气体的流量。为了实现该目的，例如可以使第二送风机42的转速小于第一送风机41的转速。
[0055]此外，不言自明的是，在空调起动时为了改善温度特性而暂时不换气或者停车时不需要换气等不进行外部气体向车室内的导入的情况下，可以停止第二送风机42，将第一吸气挡板51安置在外部气体隔断位置，并将供暖用排出挡板53安置在关闭位置。
[0056]如以上说明的那样，在制冷运转时，在将通过制冷而被冷却后的内部气体向外部排出的途中，能够通过第一室内热交换器12A向该内部气体提供热量。另一方面，在供暖运转时，在将通过供暖而被加热后的内部气体向外部排出的途中，能够通过第二室内热交换器12B从该内部气体夺取热量。即，无论在哪种运转时，都能够合理地利用向外部排出的内部气体而有效地利用能量。并且，就在第一风路3A及第二风路3B中的任一方流动的空气而言，都能调整内部气体与外部气体的比率，因此在回收能量时能够仅将内部气体冷却或加热而排出。
[0057]需要说明的是，在上述的制冷运转时，若将第一吸气挡板51安置在内部气体隔断位置，则能够使第一室内热交换器12A作为另一台室外热交换器而起作用，在上述的供暖运转时，若将第二吸气挡板52安置在内部气体隔断位置，则能够使第二室内热交换器12B作为另一台室外热交换器而起作用。换言之，哪种情况下都能够使用两台室外热交换器，因此能够提高车辆用空调装置IA的效率。需要说明的是，这种情况下，与通过管道3而向车室内导入的外部气体等量的内部气体从车身后方的排气口或构成车室的构件间的间隙等向外部排出。这种情况下，就外部气体的风量来说，由于向外部排出，因此没有像与内部气体进行热交换的情况那样的风量的限制。
[0058]另外，就上述的制冷运转时及供暖运转时来说，都是在起动时内部气体的温度与外部气体的温度大致相等，因此优选将第一吸气挡板51及第二吸气挡板52安置在内部气体隔断位置。若这样，则与上述的情况同样，在制冷运转起动时，能够使第一室内热交换器12A作为另一台室外热交换器起作用，在供暖运转起动时，能够使第二室内热交换器12B作为另一台室外热交换器起作用。由此，能够缩短启动所需要的时间。
[0059]<变形例>
[0060]需要说明的是，全部的挡板51?54不需要分别通过单独的电动机来驱动，可以利用连杆机构等将这些挡板之中的几个通过共用的电动机来驱动。
[0061]另外，在附图中，例举了进行摆动的板状的挡板，但也可以使用滑动门或拍门来对供暖用排气口 35及制冷用排气口 36进行开闭。[0062]并且，第一风路3A及第二风路3B未必需要在管道3的大致全长上形成，第一室内热交换器12A未必需要位于第一风路3A内。例如可以像图3所示那样，分隔构件4在第一室内热交换器12A和比第一室内热交换器12A靠上风侧的第二室内热交换器12B之间中断，第一室内热交换器12A以与第一风路3A的出口和第二风路3B的出口这双方对置的方式配置。即，第一室内热交换器12A可以具有与管道3的截面积相同程度的大小。或者也可以是，第一室内热交换器12具有与配置在第一风路3A内时相同程度的大小，且以仅与第一风路3A的出口对置的方式偏向一方配置。
[0063](第二实施方式)
[0064]图4是本发明的第二实施方式涉及的车辆用空调装置IB的结构图。需要说明的是，在本实施方式中，对与第一实施方式相同的构成部分标注同一符号，且有时省略它们的说明。
[0065]本实施方式的车辆用空调装置IB具备能切换制冷剂的流动方向的热泵回路2B。该热泵回路2B包括压缩机11、四通阀17、第一室内热交换器12A、膨胀阀13、室外热交换器14及第二室内热交换器12B，上述的设备通过第一流路21?第七流路27连接。
[0066]具体而言，压缩机11的喷出口经由第一流路21与四通阀17的第一端口连接。四通阀17的第二端口经由第二流路22与室外热交换器14连接，四通阀17的第三端口经由第五流路25与第一室内热交换器12A连接。室外热交换器14及第一室内热交换器12A分别经由第三流路23及第四流路24与膨胀阀13连接。四通阀17的第四端口经由第六流路26与第二室内热交换器12B连接，第二室内热交换器12B经由第七流路27与压缩机11的吸入口连接。需要说明的是，在第七流路27上设有蓄液器15。
[0067]膨胀阀13用于使制冷剂膨胀，是本发明的膨胀机构的一例。作为本发明的膨胀机构，也可以采用从膨胀的制冷剂回收动力的容积式的膨胀机等。
[0068]四通阀17作为本发明的切换机构而发挥功能，在制冷运转时，将在热泵回路2B中流动的制冷剂的流动方向切换为虚线箭头所示的第一方向，在供暖运转时，将在热泵回路2B中流动的制冷剂的流动方向切换为实线箭头所示的第二方向。第一方向是指从压缩机11喷出的制冷剂顺次通过室外热交换器14、膨胀阀13、第一室内热交换器12A及第二室内热交换器12B而返回压缩机11的方向，第二方向是指从压缩机11喷出的制冷剂顺次通过第一室内热交换器12A、膨胀阀13、室外热交换器14及第二室内热交换器12B而返回压缩机11的方向。
[0069]在本实施方式中，第一室内热交换器12A在制冷运转时作为蒸发器而发挥功能，在供暖运转时作为冷凝器而发挥功能。第二室内热交换器12B与第一实施方式同样,在制冷运转时及供暖运转时都作为蒸发器而发挥功能。
[0070]并且，在本实施方式中，以在管道3内形成第一风路3A和第二风路3B的方式配设的分隔构件4由三个分隔壁4A?4C构成。另外,在本实施方式中，未设置对外部气体吸气口 32进行分割的外部气体分割壁46 (参照图1及图2)，仅设有对内部气体吸气口 31进行分割的内部气体分割壁45。并且，内部气体分割壁45在从分隔构件4离开的位置将内部气体吸气口 31分割成第一风路3A侧和第二风路3B侧，外部气体吸气口 32相对于内部气体吸气口 31配置在第一风路3A侧。即，外部气体能够从外部气体吸气口 32向第一风路3A直接流入，另一方面，外部气体能够通过内部气体分割壁45与分隔构件4之间的间隙向第二风路3B流入。需要说明的是，外部气体吸气口 32可以相对于内部气体吸气口 31配置在第二风路3B侧，还可以将内部气体吸气口 31和外部气体吸气口 32调换(即，仅对外部气体吸气口 32进行分割)。
[0071]位于最上风侧的第一分隔壁4A划分出配置第一送风机41的空间和配置第二送风机42的空间。需要说明的是，第一送风机41和第二送风机42同轴地连结，由同一电动机来驱动。位于中间的第二分隔壁4B划分出配置第二室内热交换器12B的空间和形成绕过第二室内热交换器12B的路线的空间。位于最下风侧的第三分隔壁4C划分出配置第一室内热交换器12A的空间和形成绕过第一室内热交换器12A的路线的空间。
[0072]第一吸气挡板51在内部气体吸气口 31与外部气体吸气口 32之间具有摆动轴，在关闭内部气体吸气口 31的第一风路3A侧的内部气体隔断位置与关闭外部气体吸气口 32的外部气体隔断位置之间摆动。第二吸气挡板52在与内部气体分割壁45对应的位置具有摆动轴，在关闭内部气体吸气口 31的第二风路3B侧的隔断位置与壁构成位置之间摆动，所述壁构成位置位于将摆动轴和第一分隔壁4A的上风侧的端部连结的线上。在本实施方式中，若在通过第一吸气挡板51将外部气体吸气口 32稍微打开的状态下使第二吸气挡板52摆动，则可变更从内部气体吸气口 31向第二风路3B流入的内部气体的量与从外部气体吸气口 32向第二风路3B流入的外部气体的量的比率。
[0073]在第一分隔壁4A与第二分隔壁4B之间配设有第一调整挡板56，该第一调整挡板56能够在隔断第一风路3A的第一隔断位置与隔断第二风路3B的第二隔断位置之间摆动。需要说明的是，以下，为了便于说明，对于第一调整挡板56而言，将位于连结第一分隔壁4A和第二分隔壁4B的端部彼此的线上的位置称为壁构成位置，将从壁构成位置向第一隔断位置侧偏靠的位置称为旁通侧隔断位置，将从壁构成位置向第二隔断位置偏靠的位置称为热交换器侧抑制位置。在第二分隔壁4B与第三分隔壁4C之间配设有第二调整挡板57，该第二调整挡板57能够在壁构成位置与隔断第二风路3B的隔断位置之间摆动，所述壁构成位置位于将第二分隔壁4B和第三分隔壁4C的端部彼此连结的线上。
[0074]在本实施方式中，在第一室内热交换器12A的下风侧未设置制冷用排气口 36，仅在第二室内热交换器12B的下风侧设有供暖用排气口 35。其中，供暖用排出挡板53能够在关闭供暖用排气口 35的关闭位置与该供暖用排出挡板53的前端接近或抵接于第二分隔壁4B而将第二流路3B隔断的隔断位置之间摆动。
[0075]以下，对制冷运转时及供暖运转时的车辆用空调装置IB的动作进行说明。以下，作为制冷运转，代表性地说明通常的制冷运转，作为供暖运转，代表性地说明通常的供暖运转、除湿供暖运转及能量回收供暖运转。需要说明的是，在通常的供暖运转时及能量回收供暖运转时对车室内进行换气。
[0076]<制冷运转>
[0077]通常的制冷运转时，控制装置6首先对四通阀17进行控制以使制冷剂沿虚线箭头所示的第一方向在热泵回路2B中流动。另外，如图5所示，控制装置6将第一调整挡板56安置在隔断第一流路3A的第一隔断位置，将第二调整挡板57安置在隔断第二风路3B的隔断位置。因此，从压缩机11喷出的制冷剂在室外热交换器14中散热，通过膨胀阀13减压之后，在第一室内热交换器12A及第二室内热交换器12B中吸热。
[0078]另外，控制装置6将第一吸气挡板51安置在关闭外部气体吸气口 32的外部气体隔断位置，将第二吸气挡板52安置在关闭内部气体吸气口 31的第二风路3B侧的隔断位置。而且，控制装置6将供暖用排出挡板53安置在关闭供暖用排气口 35的关闭位置。因此，从内部气体吸气口 31的第一风路3A侧向管道3内取入的内部气体在第二室内热交换器12B中被冷却之后，进而在第一室内热交换器12A中被冷却，从吹出口 34向车室内吹出。
[0079]<供暖运转>
[0080]通常的供暖运转时，控制装置6首先对四通阀17进行控制以使制冷剂沿实线箭头所示的第二方向在热泵回路2B中流动。另外，如图6A所示，控制装置6将第一调整挡板56安置在隔断第二流路3B的第二隔断位置，将第二调整挡板57安置在壁构成位置。因此，从压缩机11喷出的制冷剂在第一室内热交换器12A中散热，通过膨胀阀13减压之后，在室外热交换器14中吸热，并直接通过第二室内热交换器12B。
[0081]另外，控制装置6将第一吸气挡板51安置在关闭内部气体吸气口 31的第一风路3A侧的内部气体隔断位置，将第二吸气挡板52安置在关闭内部气体吸气口 31的第二风路3B侧的隔断位置。而且，控制装置6将供暖用排出挡板53安置在关闭供暖用排气口 35的关闭位置。因此，从外部气体吸气口 32向管道3内取入的外部气体在第一室内热交换器12A中被加热之后，从吹出口 34向车室内吹出。需要说明的是，这种情况下，与通过管道3而向车室内导入的外部气体等量的内部气体从构成车室的构件间的间隙等向外部排出。
[0082]在除湿供暖运转时，如图6B所示，第一调整挡板56被安置在隔断第一风路3A的第一隔断位置，第二调整挡板57被安置在隔断第二风路3B的隔断位置。因此，从压缩机11喷出的制冷剂在第一室内热交换器12A中散热，通过膨胀阀13减压之后，在室外热交换器14及第二室内热交换器12B中吸热。另外，第一吸气挡板51被安置在关闭外部气体吸气口32的外部气体隔断位置。因此，从内部气体吸气口 31的第一风路3A侧取入到管道3内的内部气体通过在第二室内热交换器12B中被冷却而除湿，之后在第一室内热交换器12A中被加热，并从吹出口 34向车室内吹出。
[0083]在能量回收供暖运转时，如图7所示，第一调整挡板56被安置在热交换器侧抑制位置与壁构成位置的中间，第二调整挡板57被安置在壁构成位置。另外，第一吸气挡板51被安置在关闭内部气体吸气口 31的第一风路3A侧的内部气体隔断位置，第二吸气挡板52被安置在壁构成位置。而且，供暖用排出挡板53被安置在隔断第二风路3B的隔断位置。因此，从内部气体吸气口 31流入到第二风路3B中的内部气体由第一调整挡板56分配为继续在第二风路3B中流动的部分和向第一风路3A流入的部分。流入到第一风路3A中的内部气体与从外部气体吸气口 32流入到第一风路3A中的外部气体混合而成为混合气体，该混合气体在第一室内热交换器12A中被加热之后，从吹出口 34向车室内吹出。另一方面，继续在第二风路3B中流动的内部气体在第二室内热交换器12B中通过加热制冷剂而被冷却，之后通过供暖用排气口 35向车室外排出。
[0084]在这样的能量回收供暖运转中，也与第一实施方式同样，在将通过供暖而被加热后的内部气体向外部排出的途中，能够通过第二室内热交换器12B从该内部气体夺取热量。因而，能够合理地利用向外部排出的内部气体而有效地利用能量。
[0085]需要说明的是，虽然省略图示，但在能量回收供暖运转中，也可以将第一调整挡板56安置在壁构成位置且将第二调整挡板57安置在隔断位置，此外将供暖用排出挡板53安置在比隔断位置偏靠关闭位置侧的位置。这样，能够在进行能量回收供暖运转的同时对内部气体进行除湿。
[0086]另外，若从图7所示的状态将第二吸气挡板52安置在隔断位置，则能够使第二室内热交换器12B作为另一台室外热交换器起作用。即，由于能够使用两台室外热交换器，因此能够提高车辆用空调装置IB的效率。需要说明的是，这种情况下，与通过管道3而向车室内导入的外部气体等量的内部气体从构成车室的构件间的间隙等向外部排出。
[0087]<变形例>
[0088]在上述实施方式中，使用四通阀17作为切换机构，但本发明的切换机构没有限定于此。例如，切换机构可以为图8A所示那样的回路17A，该回路17A中，与第一流路21及第六流路26连接的两个三通阀171通过一对配管172而连接成环状，且在上述的配管172上连接第二流路22及第五流路25。或者，切换机构也可以为图SB所示那样的所谓的桥接回路 17B。
[0089]然而，在上述实施方式的管道3上不仅设置了供暖用排气口 35还设置了第一实施方式中说明的制冷用排气口 36的情况下，可以在热泵回路2B中的第一室内热交换器12A与四通阀17之间的第五流路25上设置辅助减压机构，通过控制装置6将该辅助减压机构在使制冷剂直接通过的非工作状态和对制冷剂进行减压的工作状态之间切换。该辅助减压机构在供暖运转时及通常的制冷运转时被控制成非工作状态，在制冷运转中，在从向外部排出的内部气体回收能量的能量回收制冷运转时被控制成工作状态。在辅助减压机构被控制成工作状态时，将膨胀阀13设定为相对大的开度。因此，第一室内热交换器12A在通常的制冷运转时作为蒸发器而发挥功能，但在能量回收制冷运转时作为冷凝器而发挥功能。若为这样的结构，则与第一实施方式同样，在将通过制冷而被冷却后的内部气体向外部排出的途中，能够通过第一室内热交换器12A向该内部气体提供热量。
[0090](其他的实施方式)
[0091]在上述第一实施方式及第二实施方式的变形例中，示出了将供暖用排气口 35及制冷用排气口 36这双方设置在管道3上的方式，但在管道3上设置供暖用排气口 35及制冷用排气口 36中的至少一方即可。例如，本发明的车辆用空调装置也可以通过仅具有供暖用排气口 35的结构而仅使供暖性能提高。
[0092]另外，第二室内热交换器12B在管道3内未必需要位于比第一室内热交换器12A靠上风侧的位置，它们的配置位置也可以调换。但是，若使第二室内热交换器12B位于比第一室内热交换器12A靠上风侧的位置，则能够通过采用第一实施方式的变形例及第二实施方式那样的结构，在供暖运转时使在管道3内流动的空气在由第一室内热交换器12A加热之前由第二室内热交换器12B来除湿。
[0093]【工业上的可利用性】
[0094]本发明的车辆用空调装置能够有效利用能量来进行制冷及供暖，因此尤其在电动机动车或燃料电池机动车等非燃烧系的机动车中有用。
【权利要求】
1.一种车辆用空调装置，其进行车室内的制冷及供暖，具备: 管道，其在一方的端部具有内部气体吸气口及外部气体吸气口，且在另一方的端部具有吹出口 ； 分隔构件，其在所述管道内以形成第一风路和第二风路的方式配设； 第一鼓风机，其配置在所述第一风路内； 第二鼓风机，其配置在所述第二风路内； 第一吸气挡板，其对从所述内部气体吸气口向所述第一风路流入的内部气体的量与从所述外部气体吸气口向所述第一风路流入的外部气体的量的比率进行调整； 第二吸气挡板，其对从所述内部气体吸气口向所述第二风路流入的内部气体的量与从所述外部气体吸气口向所述第二风路流入的外部气体的量的比率进行调整；以及 热泵回路，其包括以位于所述第一风路内或与所述第一风路的出口对置的方式配置在所述管道内的主要有助于供暖的第一室内热交换器、以位于所述第二风路内的方式配置在所述管道内的主要有助于制冷的第二室内热交换器、以及配置在所述车室外的室外热交换器， 在所述管道上设有供暖用排气口及制冷用排气口中的至少一方，该供暖用排气口用于在供暖运转时将在所述第二室内热交换器中被冷却后的空气向所述车室外排出，该制冷用排气口用于在制冷运转时将在所述第一室内热交换器中被加热后的空气向所述车室外排出。
2.根据权利要求1所述 的车辆用空调装置，其中， 在所述管道上设有所述供暖用排气口及所述制冷用排气口这双方。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用空调装置，其中， 还具备供暖用排出挡板，该供暖用排出挡板对所述供暖用排气口进行开闭，且在打开了所述供暖用排气口时将通过所述第二室内热交换器后的空气导向所述供暖用排气口。
4.根据权利要求1~3任一项所述的车辆用空调装置，其中， 还具备制冷用排出挡板，该制冷用排出挡板对所述制冷用排气口进行开闭，且在打开了所述制冷用排气口时将通过所述第一室内热交换器后的空气导向所述制冷用排气口。
5.根据权利要求1~4任一项所述的车辆用空调装置，其中， 所述第二室内热交换器在所述管道内位于比所述第一室内热交换器靠上风侧的位置。
6.根据权利要求1~5任一项所述的车辆用空调装置，其中， 所述室外热交换器在供暖运转时作为蒸发器发挥功能，在制冷运转时作为冷凝器发挥功能。
7.根据权利要求6所述的车辆用空调装置，其中， 所述热泵回路还包括对制冷剂进行压缩的压缩机、在供暖运转时使制冷剂膨胀的第一膨胀阀以及在制冷运转时使制冷剂膨胀的第二膨胀阀， 所述压缩机、所述第一室内热交换器、所述第一膨胀阀、所述室外热交换器、所述第二膨胀阀及所述第二室内热交换器通过流路顺次连接成环状。
8.根据权利要求6所述的车辆用空调装置，其中， 所述热泵回路还包括对制冷剂进行压缩的压缩机及使制冷剂膨胀的膨胀机构， 所述车辆用空调装置还具备切换机构，该切换机构在制冷运转时将在所述热泵回路中流动的制冷剂的流动方向切换为第一方向，在供暖运转时将在所述热泵回路中流动的制冷剂的流动方向切换为第二方向，其中所述第一方向是指从所述压缩机喷出后的制冷剂顺次通过所述室外热交换器、所述膨胀机构、所述第一室内热交换器及所述第二室内热交换器而返回所述 压缩机的方向，所述第二方向是指从所述压缩机喷出后的制冷剂顺次通过所述第一室内热交换器、所述膨胀机构、所述室外热交换器及所述第二室内热交换器而返回所述压缩机的方向。
【文档编号】B60H1/22GK103547468SQ201280024771
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年3月9日 优先权日:2011年5月26日
【发明者】高桥康文 申请人:松下电器产业株式会社