(57)【要約】【課題】加熱性能と冷却性能の両立が図れる冷凍サイクル装置を提供する。【解決手段】冷凍サイクル装置１は、冷媒回路と凝縮器１２と蒸発器１６と室外熱交換器２と流路切換装置とを備える。室外熱交換器２は、冷媒回路に設置されて、熱交換コア部における冷媒の流路が冷却運転時と加熱運転時とで異なる熱交換器である。流路切換装置は、室外熱交換器２の熱交換コア部における冷媒の流路を、冷却運転時の冷却モード流路と加熱運転時の加熱モード流路とにわたって切り換える装置である。加熱モード流路は冷媒が一方向に流下する流路である。冷却モード流路は冷媒が一方向に進行した後、逆方向に流下する流路を含む。【選択図】図１
2020196346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が循環する冷媒回路（１ａ，１ｂ、１ｃ）と、
前記冷媒回路に設置されて、冷却対象物を冷却する冷却運転時に内部を流れる冷媒と前記冷却対象物とが熱交換する冷却用熱交換器（１６）と、
前記冷媒回路に設置されて、加熱対象物を加熱する加熱運転時に内部を流れる冷媒と前記加熱対象物とが熱交換する加熱用熱交換器（１２）と、
前記冷媒回路に設置されて、熱交換コア部（２１）における冷媒の流路が前記冷却運転時と前記加熱運転時とで異なる流路可変熱交換器（２；１０２）と、
前記流路可変熱交換器の前記熱交換コア部における冷媒の流路を、前記冷却運転時の冷却モード流路と前記加熱運転時の加熱モード流路とにわたって切り換える流路切換装置（２４，２５，２６；１２４，１２５，１２６；１２５，１２６）と、
を備え、
前記加熱モード流路は、前記熱交換コア部において冷媒が一方向に流下する流路であり、
前記冷却モード流路は、前記熱交換コア部において冷媒が一方向に進行した後、逆方向に流下する流路を含む冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記流路可変熱交換器は、熱交換コア部（２１）と、前記熱交換コア部に連通し前記熱交換コア部の両端に設けられた第１タンク部（２２）および第２タンク部（２３）とを備え、
前記冷媒回路は、圧縮機（１１）の吸入部に連通する通路と前記第１タンク部とを前記冷却用熱交換器を経由してつなげる冷却用通路（１ｃ）と、前記圧縮機の吸入部に連通する通路と前記第２タンク部とを前記冷却用熱交換器を経由しないでつなげる加熱用通路（１ｂ）と、を含み、
前記流路切換装置は、前記第１タンク部の内部において通路を開閉する第１バルブと、前記第２タンク部の内部と前記加熱用通路とを連通状態と遮断状態とに開閉する第２バルブと、前記第１タンク部の内部と前記冷却用通路とを連通状態と遮断状態とに開閉する第３バルブと、を備える請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記第１バルブ、前記第２バルブおよび前記第３バルブの作動を制御する制御装置（４）を備え、
前記制御装置は、前記冷却運転時に、前記第１バルブと前記第２バルブとを閉状態に制御しかつ前記第３バルブを開状態に制御し、前記加熱運転時に、前記第１バルブと前記第２バルブとを開状態に制御しかつ前記第３バルブを閉状態に制御する請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記加熱運転時に冷媒流量が所定の高流量域に含まれる場合には前記第１バルブと前記第２バルブとを開状態に制御しかつ前記第３バルブを閉状態に制御し、前記加熱運転時に冷媒流量が所定の高流量域に含まれていない低流量である場合には、前記第１バルブと前記第２バルブとを閉状態に制御しかつ前記第３バルブを開状態に制御する請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記第１バルブは、前記第１バルブの周囲圧力が、所定の第１圧力閾値を上回ると動作して閉状態になる構成と、前記第１圧力閾値よりも低い値に設定されている所定の第２圧力閾値を下回ると開状態になる構成とを有し、
前記第２バルブは、前記第２バルブの周囲圧力が、前記第１圧力閾値を上回ると動作して閉状態になる構成と、前記第２圧力閾値を下回ると動作して開状態になる構成とを有し、
前記第３バルブは、前記第３バルブの周囲圧力が、前記第１圧力閾値を上回ると動作して開状態になる構成と、前記第２圧力閾値を下回ると動作して閉状態になる構成とを有する請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記第１バルブは、周囲温度が、所定の第１温度閾値を上回ると動作して閉状態になる構成と、前記第１温度閾値よりも低い値に設定されている所定の第２温度閾値を下回ると開状態になる構成とを有し、
前記第２バルブは、周囲温度が、前記第１温度閾値を上回ると動作して閉状態になる構成と、前記第２温度閾値を下回ると動作して開状態になる構成とを有し、
前記第３バルブは、周囲温度が、前記第１温度閾値を上回ると動作して開状態になる構成と、前記第２温度閾値を下回ると動作して閉状態になる構成とを有する請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記流路可変熱交換器は、熱交換コア部（２１）と、前記熱交換コア部に連通し前記熱交換コア部の両端に設けられた第１タンク部（２２）および第２タンク部（２３）とを備え、
前記冷媒回路は、圧縮機（１１）の吸入部に連通する通路と前記第１タンク部とを前記冷却用熱交換器を経由してつなげる冷却用通路（１ｃ）と、前記圧縮機の吸入部に連通する通路と前記第２タンク部とを前記冷却用熱交換器を経由しないでつなげる加熱用通路（１ｂ）と、を含み、
前記流路切換装置は、前記第２タンク部の内部と前記加熱用通路とを連通状態と遮断状態とに開閉する加熱用バルブと、前記第１タンク部の内部と前記冷却用通路とを連通状態と遮断状態とに開閉する冷却用バルブと、を備える請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記加熱用バルブおよび前記冷却用バルブの作動を制御する制御装置（４）を備え、
前記制御装置は、前記冷却運転時に前記加熱用バルブを閉状態に制御しかつ前記冷却用バルブを開状態に制御し、前記加熱運転時に前記加熱用バルブを開状態に制御しかつ前記冷却用バルブを閉状態に制御する請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、冷房運転と暖房運転を実施可能な、熱交換器、室内空調ユニット、空調冷凍装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２７０７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のような熱交換器においては、冷却性能と加熱性能のいずれかを優先する冷媒流れが設定されている。特許文献１の装置は、冷却性能と加熱性能の両方について、改良が求められている。
【０００５】
この明細書に開示する目的は、加熱性能と冷却性能の両立が図れる冷凍サイクル装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として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一例であって、技術的範囲を限定するものではない。
【０００７】
開示された冷凍サイクル装置の一つは、冷媒が循環する冷媒回路（１ａ，１ｂ、１ｃ）と、冷媒回路に設置されて、冷却対象物を冷却する冷却運転時に内部を流れる冷媒と冷却対象物とが熱交換する冷却用熱交換器（１６）と、冷媒回路に設置されて、加熱対象物を加熱する加熱運転時に内部を流れる冷媒と加熱対象物とが熱交換する加熱用熱交換器（１２）と、冷媒回路に設置されて、熱交換コア部（２１）における冷媒の流路が冷却運転時と加熱運転時とで異なる流路可変熱交換器（２；１０２）と、流路可変熱交換器の熱交換コア部における冷媒の流路を、冷却運転時の冷却モード流路と加熱運転時の加熱モード流路とにわたって切り換える流路切換装置（２４，２５，２６；１２４，１２５，１２６；１２５，１２６）と、を備え、
加熱モード流路は、熱交換コア部において冷媒が一方向に流下する流路であり、冷却モード流路は、熱交換コア部において冷媒が一方向に進行した後、逆方向に流下する流路を含む。
【０００８】
この冷凍サイクル装置によれば、冷却運転時には熱交換コア部における冷媒分布の改善によって冷却能力の向上が図れる。さらに加熱運転時には低圧力損失に伴う冷媒流量増加によって加熱能力の向上が図れる。以上より、加熱性能と冷却性能の両立が図れる冷凍サイクル装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】冷凍サイクルの構成図である。
【図２】第１実施形態の車両用空調装置の制御構成図である。
【図３】第１実施形態の流路可変熱交換器における冷房運転時の冷媒流れを示す概要図である。
【図４】流路可変熱交換器において暖房運転時の冷媒流れを示す概要図である。
【図５】第２実施形態の車両用空調装置の制御構成図である。
【図６】第２実施形態の制御を示すフローチャートである。
【図７】第３実施形態の流路可変熱交換器における冷房運転時の冷媒流れを示す概要図である。
【図８】流路可変熱交換器において暖房運転時の冷媒流れを示す概要図である。
【図９】第３実施形態の車両用空調装置の制御構成図である。
【図１０】第３実施形態の制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００１１】
（第１実施形態）
第１実施形態について図１〜図４を参照して説明する。第１実施形態は、明細書に開示の目的を達成可能な冷凍サイクル装置の一例を示したものである。明細書に開示の目的を達成可能な冷凍サイクル装置は、熱交換器において冷媒と熱交換する流体や物体を冷却したり加熱したりことができる。冷却用熱交換器において冷却される流体や物体は、温度調節される冷却対象物である。加熱用熱交換器において加熱される流体や物体は、温度調節される加熱対象物である。冷却対象物、加熱対象物は、空気、水等の液体、固体物などである。冷却対象物と加熱対象物は、温度調節される温調対象物と称することもできる。第１実施形態では、温調対象物を空気とする車両用空調装置に冷凍サイクル装置を用いた一例について説明する。
【００１２】
図１は、冷凍サイクルと車両用の空調ユニット３について示している。図１において実線矢印は、暖房運転時の冷凍サイクルにおける冷媒流れを示している。暖房運転は、加熱対象物を加熱する加熱運転の一例である。図１において破線矢印は、冷却対象物を冷却する冷房運転時の冷凍サイクルにおける冷媒流れを示している。冷房運転は、冷却対象物を冷却する冷却運転の一例である。
【００１３】
車両用空調装置は、ヒートポンプ式の冷凍サイクル装置１、空調ユニット３を備えている。車両用空調装置は、車室内の空調運転を行うものであり、例えばハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池車等に使用することができる。
【００１４】
空調ユニット３は、内部に空気の通風路を備える空調ケースを備える。空調ユニット３は車室内前方のインストルメントパネルの裏側に設けられている。空調ケースには、一方側に空気取入口である外気吸入口３３および内気吸入口３４が設けられ、他方側に車室内に送風される空調空気が流出する吹出口が設けられている。吹出口は、少なくとも、フット吹出し開口、フェイス吹出し開口、デフ吹出し開口を含んでいる。これらの各開口は、それぞれ吹出し用ダクトを介して車室内空間に接続されており、吹出用切換ドアによって吹出しモードに対応して開閉される。
【００１５】
外気吸入口３３と内気吸入口３４は、内外気切換ドア３２により、空気取入れモードに対応してその開放、閉鎖が切換え自在に行われる。空調ユニット３は、一方側に内外気切換ドア３２を備える内外気切換箱と、その吸込部が外気吸入口３３と内気吸入口３４に連通する送風機３１とを備える。
【００１６】
例えば、冬季等の暖房時には、外気取入れモードによって外気吸入口３３から湿度の低い外気を空調ケース内に導入し、空調した空気をフロント窓の内面に吹き出す。この吹き出し風により、フロント窓の防曇効果を高めることができる。また、内気モードによって内気吸入口３４から温度の高い内気を導入し、空調した空気を乗員の足元に向けて吹き出すことにより暖房負荷を軽減することができる。
【００１７】
送風機３１は、遠心多翼ファンとこれを駆動するモータとを有する。遠心多翼ファンの周囲はスクロールケーシングで囲まれている。また、空調ケースは、複数のケース部材からなり、その材質は例えばポリプロピレン等の樹脂成形品である。
【００１８】
送風機３１の吹出部は、遠心多翼ファンの遠心方向に延びるように空調ケース内に設けられた通風路に連通している。送風機３１よりも送風空気の下流側における通風路には、下流側へ、蒸発器１６、ヒータコア３５、凝縮器１２が配置されている。
【００１９】
蒸発器１６は、送風機３１の直後の通路全体を横断するように空調ケース内に設置されている。蒸発器１６は、送風機３１から吹き出された空気全部が通過するように設けられている。蒸発器１６は、冷房運転時に内部を流れる冷媒の吸熱作用によって、冷却対象物である空調ケース内の送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。蒸発器１６の出口部または蒸発器１６の下流側部位には、蒸発器１６によって冷却された空気の温度ＴＥを検出する蒸発器後温度センサ５２が設けられている。蒸発器後温度センサ５２は、検出した信号を制御装置４に出力する。
【００２０】
空調ケース内の通風路には排熱利用加熱手段が設けられている。ヒータコア３５は排熱利用加熱手段の一例であり、熱交換が行われる熱交換コア部を有した熱交換器である。この熱交換コア部は、配管によって発熱源であるエンジンまたは電池と接続されている構成により温水循環回路の一部に含まれる。循環回路内には循環水が存在し、発熱源から発生する熱量は循環水によって熱交換部に搬送される。ヒータコア３５は、熱交換コア部が通風路に位置するように蒸発器１６よりも下流側に配置されている。ヒータコア３５は、暖房運転時において、内部を流れる車両走行用エンジンの冷却水から放熱することにより周囲の空気を加熱する。
【００２１】
ヒータコア３５の内部を流れる温水の温度は、水温センサ５３によって検出されて制御装置４に入力される。制御装置４は、水温センサ５３の検出温度Ｔｗを用いて、排熱利用加熱手段が送風空気に与える加熱量を算出する。制御装置４は、検出温度Ｔｗを用いて空調装置の暖房能力を算出可能であり、算出された暖房能力が吹出し温度を満たすものであるか否かを判定可能である。
【００２２】
凝縮器１２は、熱交換コア部が通風路に位置するように、ヒータコア３５よりも下流側に配置されている。凝縮器１２は、暖房運転時に内部を流れる冷媒の放熱作用によって、加熱対象物である空調ケース内の送風空気を加熱する加熱用熱交換器である。
【００２３】
冷凍サイクル装置１は、冷媒回路を流れる冷媒の状態変化を利用することにより蒸発器１６と凝縮器１２によって冷房、暖房を行える装置の一例である。冷凍サイクル装置１の構成部品は、配管により形成された冷媒回路に設置されている。冷凍サイクル装置１は、圧縮機１１と凝縮器１２と膨張弁１３と室外熱交換器２と電磁弁１４と膨張弁１５と蒸発器１６とアキュムレータ１７とを備える。冷媒回路は、高圧側通路１ａと、低圧側通路である加熱用通路１ｂおよび冷却用通路１ｃとを含んでいる。高圧側通路１ａは、圧縮機１１の出力部と室外熱交換器２の上流側部位とを連絡する通路である。加熱用通路１ｂは、室外熱交換器２の下流側部位とアキュムレータ１７の上流側部位とを連絡する通路である。冷却用通路１ｃは、室外熱交換器２の下流側部位と蒸発器１６とを連絡する通路である。
【００２４】
圧縮機１１の出口には、圧縮機１１によって吐出された高圧側冷媒の圧力を検出する吐出圧センサ５１が設けられている。凝縮器１２は、暖房運転時に圧縮機１１から吐出された冷媒と送風空気とを熱交換させて送風空気を加熱する。膨張弁１３は、暖房運転時に凝縮器１２から流出した冷媒を減圧する減圧装置である。
【００２５】
室外熱交換器２は、暖房運転時に膨張弁１３で減圧された冷媒を蒸発させて室外空気から吸熱する。室外熱交換器２は、車両の車室外に配置されており、室外ファンにより強制的に送風される外気と冷媒とを熱交換する。電磁弁１４は、加熱用通路１ｂに設けられて、加熱用通路１ｂにおいて室外熱交換器２から圧縮機１１への冷媒流れを制御する開閉弁である。膨張弁１５は、冷却用通路１ｃに設けられて、冷房運転時に蒸発器１６よりも上流で室外熱交換器２よりも下流において冷媒を減圧する減圧装置である。アキュムレータ１７は、気体冷媒が圧縮機１１に吸入されやすいように、圧縮機１１に吸入される前の冷媒を気液分離する。
【００２６】
制御装置４は、暖房運転時に、電磁弁１４を開状態に制御し、膨張弁１５を閉状態に制御する。暖房運転時の冷媒経路は、圧縮機１１、凝縮器１２、膨張弁１３、室外熱交換器２、電磁弁１４、アキュムレータ１７、圧縮機１１の順に冷媒が流れる経路である。制御装置４は、冷房運転時に、電磁弁１４を閉状態に制御し、膨張弁１５を開状態に制御して冷媒を減圧する。冷房運転時の冷媒経路は、圧縮機１１、凝縮器１２、膨張弁１３、室外熱交換器２、膨張弁１５、蒸発器１６、アキュムレータ１７、圧縮機１１の順に冷媒が流れる経路である。
【００２７】
圧縮機１１は、回転数制御およびＯＮ−ＯＦＦ制御が可能である。圧縮機１１は、例えばインバータにより周波数が調整された交流電圧が印加されてそのモータの回転速度が制御される。この場合、インバータは車載バッテリから直流電源の供給を受け、制御装置４により制御されている。
【００２８】
圧縮機１１は冷媒の圧縮容量を可変できる可変容量式の圧縮機でもよい。圧縮機１１には、吐出容量を変化させる容量制御機構である容量制御弁が設けられている。容量制御弁は、電磁駆動式の弁であり、例えば、デューディ制御により冷媒の供給通路を繰り返して開閉することができる開閉弁である。容量制御弁は、制御装置４により容量制御信号としてＯＮ−ＯＦＦの二値からなるデューティ信号形式の電流が供給されることにより、その開弁時間が制御される。制御装置４からの容量制御信号により、容量制御弁が作動し、圧縮機１１のケース内の制御圧力Ｐｃが変化する。この制御圧力Ｐｃが変化すると、ピストン等のストロークが変化して圧縮機１１の容量が変化することになる。
【００２９】
デューティ信号は、短時間毎にＯＮ、ＯＦＦを繰り返すパルス状波形の電流の信号である。信号のＯＮ、ＯＦＦは、容量制御弁の開弁、閉弁に対応する。圧縮機１１の容量は、容量制御弁の開弁させたときは減少し、閉弁させたときは増加する。つまり容量を小さくする必要があるときは開弁時間を長くする信号を送り制御圧力Ｐｃを上昇させ、容量を大きくする必要があるときは開弁時間を短くする信号を送りＰｃを低下させる。このようにパルス信号のデューティ比を変化させることにより、圧縮機１１の容量を無段階に変化させて自由に制御することができる。
【００３０】
車両用空調装置は、制御装置４を備える。この明細書における制御装置は、電子制御装置（ＥＣＵ）とも呼ばれることがある。制御装置または制御システムは、（ａ）ｉｆ−ｔｈｅｎ−ｅｌｓｅ形式と呼ばれる複数の論理としてのアルゴリズム、または（ｂ）機械学習によってチューニングされた学習済みモデル、例えばニューラルネットワークとしてのアルゴリズムによって提供される。
【００３１】
制御装置は、少なくとも一つのコンピュータを含む制御システムによって提供される。制御システムは、データ通信装置によってリンクされた複数のコンピュータを含む場合がある。コンピュータは、ハードウェアである少なくとも一つのプロセッサ（ハードウェアプロセッサ）を含む。ハードウェアプロセッサは、以下の（ｉ）、（ｉｉ）、または（ｉｉｉ）により提供することができる。
【００３２】
（ｉ）ハードウェアプロセッサは、少なくとも一つのメモリに格納されたプログラムを実行する少なくとも一つのプロセッサコアである場合がある。この場合、コンピュータは、少なくとも一つのメモリと、少なくとも一つのプロセッサコアとによって提供される。プロセッサコアは、ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ、ＧＰＵ：Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ、ＲＩＳＣ−ＣＰＵなどと呼ばれる。メモリは、記憶媒体とも呼ばれる。メモリは、プロセッサによって読み取り可能な「プログラムおよび／またはデータ」を非一時的に格納する非遷移的かつ実体的な記憶媒体である。記憶媒体は、半導体メモリ、磁気ディスク、または光学ディスクなどによって提供される。プログラムは、それ単体で、またはプログラムが格納された記憶媒体として流通する場合がある。
【００３３】
（ｉｉ）ハードウェアプロセッサは、ハードウェア論理回路である場合がある。この場合、コンピュータは、プログラムされた多数の論理ユニット（ゲート回路）を含むデジタル回路によって提供される。デジタル回路は、ロジック回路アレイ、例えば、ＡＳＩＣ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＦＰＧＡ：Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ、ＰＧＡ：Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ、ＣＰＬＤ：Ｃｏｍｐｌｅｘ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅなどとも呼ばれる。デジタル回路は、プログラムおよび／またはデータを格納したメモリを備える場合がある。コンピュータは、アナログ回路によって提供される場合がある。コンピュータは、デジタル回路とアナログ回路との組み合わせによって提供される場合がある。
【００３４】
（ｉｉｉ）ハードウェアプロセッサは、上記（ｉ）と上記（ｉｉ）との組み合わせである場合がある。（ｉ）と（ｉｉ）とは、異なるチップの上、または共通のチップの上に配置される。これらの場合、（ｉｉ）の部分は、アクセラレータとも呼ばれる。
【００３５】
制御装置４は、車両ＥＣＵからの指令情報、各種センサからの温度情報、操作部４１が操作されることで送信された入力情報を取得する。制御装置４は、これらの情報に基づいて車両用空調装置における各種空調用機器に対して制御信号を出力する。図２に示すように、制御装置４の入力部には、吐出圧センサ５１、蒸発器後温度センサ５２、水温センサ５３に、内気センサ、外気センサ等の空調制御用のセンサ群の検出信号が入力される。内気センサは、車室内温度ＴＲを検出する。外気センサは、車室外温度ＴＡＭを検出する。日射センサは、車室内へ照射される日射量ＴＳを検出する。
【００３６】
制御装置４の入力部には、車室内前部の計器盤付近の操作パネルに設けられた各種の操作部４１からの操作信号が入力される。操作部４１としては、例えば、車両用空調装置の電源スイッチ、自動運転スイッチ、吹出口モードを切り替える吹出モード切換スイッチ、風量設定スイッチ、車室内温度を設定する設定温度スイッチ等が含まれる。制御装置４は、操作部４１から送信された信号を受信し、演算処理部４ｂに出力する。
【００３７】
制御装置４は、プログラムにしたがって動作するマイコンのようなデバイスを主なハードウェア要素として備える。制御装置４は、各空調用機器と各種センサとが接続されるインターフェース部４ａと、演算処理部４ｂと、記憶部４ｃとを少なくとも備える。記憶部４ｃは、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。演算処理部４ｂは、演算処理装置であり、インターフェース部４ａを通して各種センサから取得した環境情報と記憶部４ｃに記憶された制御特性マップやデータとを用いて、所定の演算プログラムにしたがった判定処理や演算処理を行う。演算処理部４ｂは、制御装置４における演算実行部であり判定処理実行部である。インターフェース部４ａは、演算処理部４ｂによる判定結果、演算結果に基づいて各空調用機器を操作する。したがって、インターフェース部４ａは、制御装置４における入力部および制御出力部である。操作される空調用機器は、送風機３１、室外ファン、内外気切換ドア３２、吹出用切換ドア、圧縮機１１、膨張弁１３、電磁弁１４、膨張弁１５等である。
【００３８】
演算処理部４ｂは、自動空調運転において、目標吹出温度ＴＡＯの算出、ブロワ電圧決定、吸込口モード決定、吹出口モード決定等の各処理を実行する。
【００３９】
目標吹出温度ＴＡＯは、記憶部４ｃに記憶された下記数式１を用いて算出することができる。
【００４０】
（数式１）
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×ＴＳＥＴ−Ｋｒ×ＴＲ−Ｋａｍ×ＴＡＭ−Ｋｓ×ＴＳ＋Ｃ
ここで、ＴＳＥＴは、設定温度スイッチによって設定された室内設定温度、ＴＲは内気センサによって検出された内気温度、ＴＡＭは外気センサによって検出された外気温度、ＴＳは日射センサによって検出された日射量である。Ｋｓｅｔ，Ｋｒ，ＫａｍおよびＫｓは各ゲインであり、Ｃは全体にかかる補正用の定数である。
【００４１】
演算処理部４ｂは、記憶部４ｃに記憶されたマップを用いて目標吹出温度ＴＡＯに対応するブロワ電圧を決定する。演算処理部４ｂは、記憶部４ｃに記憶されたマップから、目標吹出温度ＴＡＯに対応する吸込口モードを決定する。例えば、目標吹出温度ＴＡＯが高いときには外気導入モードに決定され、目標吹出温度ＴＡＯが低いときには、内気循環モードに決定される。操作部４１によって吸込口モードが設定されている場合は、制御装置４は設定された吸込口モードに決定する。
【００４２】
演算処理部４ｂは、記憶部４ｃに記憶されたマップから、目標吹出温度ＴＡＯに対応する吹出口モードを決定する。例えば、目標吹出温度ＴＡＯが高いときにはフットモードが選択され、目標吹出温度ＴＡＯの低下に伴ってバイレベルモード、さらにはフェイスモードの順に選択される。操作部４１によって吹出口モードが設定されている場合は、制御装置４は設定された吹出口モードに決定する。
【００４３】
図３、図４を参照して室外熱交換器２について説明する。図３は、室外熱交換器２について冷房運転時の冷媒流れと流路切換装置との関係を示している。図４は、室外熱交換器２について暖房運転時の冷媒流れと流路切換装置との関係を示している。
【００４４】
室外熱交換器２は、冷房運転時に冷媒が熱交換コア部２１を流れる流路と、暖房運転時に冷媒が熱交換コア部２１を流れる流路とが異なる熱交換器である。室外熱交換器２は、冷房運転時の冷却モード流路と暖房運転時の加熱モード流路とが切り換わる流路可変熱交換器である。冷凍サイクル装置１は、室外熱交換器２の熱交換コア部２１における流路を切り換え可能な流路切換装置を備える。流路切換装置は、室外熱交換器２の熱交換コア部２１に連通する通路を開閉可能な複数の弁部を備えている。複数の弁部は、室外熱交換器２の熱交換コア部２１における冷媒の流路を、冷房運転時の冷却モード流路と暖房運転時の加熱モード流路とにわたって切り換える機能を有する。
【００４５】
室外熱交換器２は、熱交換コア部２１と第１タンク部２２と第２タンク部２３とを備える。熱交換コア部２１は、内部を流れる冷媒と空気とが熱交換する部分である。熱交換コア部２１は、例えば、内部を冷媒が流れるチューブと、チューブと伝熱可能に設けられたフィンとを備えている。空気は、熱交換コア部２１を貫通するようにチューブおよびフィンの周囲を通過し、冷媒に対して放熱したり、冷媒から吸熱したりする。
【００４６】
第１タンク部２２と第２タンク部２３は、熱交換コア部２１の両端部に一体に設けられている。第１タンク部２２の内部と第２タンク部２３の内部は、熱交換コア部２１のチューブを介して連通する。第１タンク部２２と第２タンク部２３とは、タンク部の長手方向に直交する方向に離間している。この直交する方向は、第１タンク部２２と第２タンク部２３の並び方向であり、熱交換コア部２１の長手方向または横方向でもある。タンク部の長手方向は、熱交換コア部２１の短手方向または縦方向である。
【００４７】
第１タンク部２２には、流入側接続部２２１と流出側接続部２２２とが設けられている。流入側接続部２２１は、冷媒回路における高圧側通路１ａに接続されている。高圧側通路１ａは、流入側接続部２２１および第１タンク部２２の内部を介して熱交換コア部２１に連通している。流出側接続部２２２は、冷媒回路における冷却用通路１ｃに接続されている。冷却用通路１ｃは、流出側接続部２２２および第１タンク部２２の内部を介して熱交換コア部２１に連通している。流入側接続部２２１は、第１タンク部２２の長手方向の一端側に設けられている。流出側接続部２２２は、第１タンク部２２の長手方向の他端側に設けられている。流入側接続部２２１と流出側接続部２２２は、第１タンク部２２において長手方向の両端部に設けられている。
【００４８】
第２タンク部２３には、流出側接続部２３１が設けられている。流出側接続部２３１は、冷媒回路における加熱用通路１ｂに接続されている。加熱用通路１ｂは、流出側接続部２３１および第２タンク部２３の内部を介して熱交換コア部２１に連通している。流出側接続部２３１は、第２タンク部２３の長手方向の一端側に設けられている。流出側接続部２３１は、第２タンク部２３において、熱交換コア部２１を間において流入側接続部２２１に対向する位置に設けられている。
【００４９】
冷凍サイクル装置１は、流路切換装置を構成する第１バルブ２４、第２バルブ２５および第３バルブ２６を備えている。第１バルブ２４は、第１タンク部２２内を二分可能な弁部である。第１バルブ２４は、図３に示す冷房運転時に閉状態になり、第１タンク部２２の内部を長手方向の一端側室２２ａと他端側室２２ｂとに区画する弁部である。第１バルブ２４は、図４に示す暖房運転時に開状態になり、一端側室２２ａと他端側室２２ｂとを連通させる。
【００５０】
第２バルブ２５は、流出側接続部２３１内の通路を開閉可能な弁部である。第２バルブ２５は、図３に示す冷房運転時に閉状態になり、流出側接続部２３１内の通路を閉じて、第２タンク部２３内と加熱用通路１ｂとを遮断する。第２バルブ２５は、図４に示す暖房運転時に開状態になり、第２タンク部２３内と加熱用通路１ｂとを連通させる。
【００５１】
第３バルブ２６は、流出側接続部２２２内の通路を開閉可能な弁部である。第３バルブ２６は、図３に示す冷房運転時に開状態になり、第１タンク部２２内と冷却用通路１ｃとを連通させる。第３バルブ２６は、図４に示す暖房運転時に閉状態になり、第１タンク部２２内と冷却用通路１ｃとを遮断する。
【００５２】
第１バルブ２４、第２バルブ２５、第３バルブ２６は、圧力を大きさに応じて開状態または閉状態になる圧力作動式の弁部である。第１バルブ２４、第２バルブ２５、第３バルブ２６は、制御信号によって動作が制御される構成ではなく、圧力によって機械的に可動する構成を有する。第１バルブ２４、第２バルブ２５、第３バルブ２６は、スイッチを有し、圧力によってスイッチのオン、オフを自動的に切り換えて開状態と閉状態とを切り換える弁部でもよい。
【００５３】
第１バルブ２４は、第１タンク部２２内の圧力が所定の第１圧力閾値を上回ると動作して閉状態になる構成である。第２バルブ２５は、第２タンク部２３内または流出側接続部２３１内の圧力が第１圧力閾値を上回ると動作して閉状態になる構成である。第３バルブ２６は、第１タンク部２２内の圧力が第１圧力閾値を上回ると開状態になる構成である。冷凍サイクル装置１は、蒸発器１６で空気を冷却する冷房運転時には吐出圧センサ５１の検出値が１．０ＭＰａ以上の高圧状態になる。第１圧力閾値は、冷凍サイクル装置１が冷房運転時に高圧作動になる状態に適合する値に設定されている。第１圧力閾値は、冷房運転時における第１タンク部２２内の圧力、第２タンク部２３内の圧力、流出側接続部２３１内の圧力よりも少し低い値に設定されている。この構成により、冷房運転時に、第１バルブ２４、第２バルブ２５、第３バルブ２６は、それぞれ閉状態、閉状態、開状態に動作する。
【００５４】
冷房運転時に、冷媒は、高圧側通路１ａ、流入側接続部２２１内、一端側室２２ａ、熱交換コア部２１の一端側流路、第２タンク部２３内、熱交換コア部２１の他端側流路、他端側室２２ｂ、冷却用通路１ｃの順に流通する。室外熱交換器２における冷房運転時の流路は、冷却モード流路である。熱交換コア部２１の一端側流路、熱交換コア部２１の他端側流路は、それぞれ熱交換コア部２１全域の半分の範囲に相当する。この冷却モード流路は、熱交換コア部２１において冷媒が一方向に進行した後、逆方向に流下するＵターン状の流路を含んでいる。室外熱交換器２においてＵターン状の冷媒流路にすることは、冷房時に良好な冷媒分布となり冷房能力の向上に寄与するが、暖房時には圧力損失となり暖房能力の低下になる。そこで、暖房能力の向上に寄与するために、暖房時には室外熱交換器２における冷媒流路を以下のように設定する。
【００５５】
第１バルブ２４は、第１タンク部２２内の圧力が所定の第２圧力閾値を下回ると開状態になる構成である。第２圧力閾値は、第１圧力閾値よりも低い値に設定されている。第２バルブ２５は、第２タンク部２３内または流出側接続部２３１内の圧力が第２圧力閾値を下回ると開状態になる構成である。第３バルブ２６は、第１タンク部２２内の圧力が第２圧力閾値を下回ると動作して閉状態になる構成である。冷凍サイクル装置１は、凝縮器１２で空気を加熱する暖房運転時には吐出圧センサ５１の検出値が０．５ＭＰａ以下の低圧状態になる。第２圧力閾値は、暖房運転時における第１タンク部２２内の圧力、第２タンク部２３内の圧力、流出側接続部２３１内の圧力よりも少し高い値に設定されている。この構成により、暖房運転時に、第１バルブ２４、第２バルブ２５、第３バルブ２６は、それぞれ開状態、開状態、閉状態に動作する。
【００５６】
暖房運転時に、冷媒は、高圧側通路１ａ、流入側接続部２２１内、第１タンク部２２内、熱交換コア部２１の全域、第２タンク部２３内、加熱用通路１ｂの順に流通する。室外熱交換器２における暖房運転時の流路は、加熱モード流路である。この加熱モード流路は、熱交換コア部２１において冷媒が第１タンク部２２から第２タンク部２３に向けて一方向に流下する全パスの流路である。
【００５７】
第１バルブ２４、第２バルブ２５、第３バルブ２６は、温度に応じて開状態または閉状態になる温度作動式の弁部であってもよい。この場合、第１バルブ２４、第２バルブ２５、第３バルブ２６は、温度によって機械的に可動する構成を有する。この弁部である場合、冷房運転時には周囲温度が所定の第１温度閾値を上回る場合に各バルブが作動し、冷房運転時には周囲温度が所定の第２温度閾値を下回る場合に各バルブが作動する。第２温度閾値は、第１温度閾値よりも低い温度に設定されている。周囲温度は、各バルブの周囲の温度でもよいし、加熱対象物または冷却対象物の温度でもよい。
【００５８】
第１実施形態の冷凍サイクル装置１がもたらす作用効果について説明する。冷凍サイクル装置１は、冷媒回路と冷却用熱交換器と加熱用熱交換器と流路可変熱交換器と流路切換装置とを備える。冷却用熱交換器は、冷媒回路に設置されて、冷却対象物を冷却する冷却運転時に内部を流れる冷媒と冷却対象物とが熱交換する。加熱用熱交換器は、冷媒回路に設置されて、加熱対象物を加熱する加熱運転時に内部を流れる冷媒と加熱対象物とが熱交換する。流路可変熱交換器は、冷媒回路に設置されて、熱交換コア部における冷媒の流路が冷却運転時と加熱運転時とで異なる熱交換器である。流路切換装置は、流路可変熱交換器の熱交換コア部における冷媒の流路を、冷却運転時の冷却モード流路と加熱運転時の加熱モード流路とにわたって切り換える装置である。加熱モード流路は、流路可変熱交換器の熱交換コア部において冷媒が一方向に流下する流路である。冷却モード流路は、流路可変熱交換器の熱交換コア部において冷媒が一方向に進行した後、逆方向に流下する流路を含む。
【００５９】
この冷凍サイクル装置１によれば、冷却運転時には熱交換コア部において冷媒が一方向に進行した後、逆方向に流下する流路を含む冷却モード流路を実施する。さらに加熱運転時には、熱交換コア部において冷媒が一方向に流下する加熱モード流路を実施する。このような流路切換により、冷却運転時には熱交換コア部の広範囲において熱交換できるので、熱交換量が高まる。加熱運転時には冷媒が熱交換コア部を一方向に流下するので、流路抵抗の低下と圧力損失の低減が図れ、冷媒流量が向上する。したがって、冷却運転時に冷媒分布の改善によって冷却能力が向上し、加熱運転時に冷媒流量の改善によって加熱能力が向上する。この冷凍サイクル装置１は、冷却運転と加熱運転との両方について熱交換性能を高める流路構成を実施できるので、加熱性能と冷却性能の両立を図ることができる。
【００６０】
冷凍サイクル装置１を車両用空調装置に適用した場合、加熱性能と冷却性能の両立が図れるため、冷凍機の成績係数低下を抑制でき、燃費、電費の低下を抑制できる。また、冷凍サイクル装置１は、圧縮機の出力容量や熱交換コア部の表面積を抑えることに寄与するため、製品の搭載性を向上でき、製品コストを抑えることができる。
【００６１】
流路可変熱交換器は、熱交換コア部２１と、熱交換コア部２１に連通し熱交換コア部の両端に設けられた第１タンク部２２および第２タンク部２３とを備える。冷媒回路は、冷却用通路１ｃと加熱用通路１ｂとを含む。冷却用通路１ｃは、圧縮機１１の吸入部に連通する通路と第１タンク部２２とを冷却用熱交換器を経由してつなげる通路である。加熱用通路１ｂは、圧縮機１１の吸入部に連通する通路と第２タンク部２３とを冷却用熱交換器を経由しないでつなげる通路である。流路切換装置は、第１バルブ１２４と第２バルブ１２５と第３バルブ１２６とを備える。第１バルブ１２４は、第１タンク部２２の内部において通路を開閉する。第２バルブ１２５は、第２タンク部２３の内部と加熱用通路１ｂとを連通状態と遮断状態とに開閉する。第３バルブ１２６は、第１タンク部２２の内部と冷却用通路１ｃとを連通状態と遮断状態とに開閉する。この構成によれば、冷却運転時に冷却モード流路を実施し加熱運転時に加熱モード流路を実施できる流路切換装置を３個の開閉弁によって提供できる。
【００６２】
第１バルブ２４は、第１バルブ２４の周囲圧力が、所定の第１圧力閾値を上回ると動作して閉状態になる構成と、所定の第２圧力閾値を下回ると開状態になる構成とを有する。第２バルブ２５は、第２バルブ２５の周囲圧力が、第１圧力閾値を上回ると動作して閉状態になる構成と、第２圧力閾値を下回ると動作して開状態になる構成とを有する。第３バルブ２６は、第３バルブ２６の周囲圧力が、第１圧力閾値を上回ると動作して開状態になる構成と、第２圧力閾値を下回ると動作して閉状態になる構成とを有する。これによれば、冷媒が高圧になる冷却運転時に冷却モード流路を実施し、冷媒が低圧になる加熱運転時に加熱モード流路を実施する機構部を備えた流路切換装置を提供できる。
【００６３】
第１バルブ２４は、周囲温度が、所定の第１温度閾値を上回ると動作して閉状態になる構成と、所定の第２温度閾値を下回ると開状態になる構成とを有する。第２バルブ２５は、周囲温度が、第１温度閾値を上回ると動作して閉状態になる構成と、第２温度閾値を下回ると動作して開状態になる構成とを有する。第３バルブ２６は、周囲温度が、第１温度閾値を上回ると動作して開状態になる構成と、第２温度閾値を下回ると動作して閉状態になる構成とを有する。これによれば、周囲温度が高温になる冷却運転時に冷却モード流路を実施し、周囲温度が低温になる加熱運転時に加熱モード流路を実施する機構部を備えた流路切換装置を提供できる。
【００６４】
（第２実施形態）
第２実施形態について図５および図６を参照して説明する。第２実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第１実施形態と同様であり、以下、前述の実施形態と異なる点についてのみ説明する。図５は、第２実施形態の車両用空調装置の制御に関する構成を示している。図６のフローチャートは、流路切換装置の動作に関する制御処理を示している。
【００６５】
第２実施形態は、図５に示すように、第１バルブ１２４、第２バルブ１２５、第３バルブ１２６の作動が制御装置４によって制御される点が第１実施形態に対して相違する。制御装置４は、冷房運転時に、第１バルブ１２４を閉状態に制御し、第２バルブ１２５を閉状態に制御し、第３バルブ１２６を開状態に制御する。制御装置４は、暖房運転時に、第１バルブ１２４を開状態に制御し、第２バルブ１２５を開状態に制御し、第３バルブ１２６を閉状態に制御する。
【００６６】
操作部４１の操作により制御装置４に自動空調運転命令が入力されると、制御装置４は自動空調運転を開始する。制御装置４は、記憶部４ｃのメモリに記憶された制御プログラムをスタートさせてＲＡＭに記憶されるデータなどを初期化する。制御装置４は、操作部４１、各種センサ等からの信号が入力されることにより、設定条件、現在の空調環境条件等の各データを読み込む。演算処理部４ｂは、記憶部４ｃ等に記憶されたプログラムを用いて目標吹出温度ＴＡＯを演算し、送風機３１のブロワレベルを演算する。
【００６７】
制御装置４は、ステップＳ１１０において冷房運転が設定されているか否かを判定する。ステップＳ１１０では、自動空調運転または手動空調運転において冷房運転が設定されているか否かを判定する。この判定は、自動空調運転命令がある場合に演算処理部４ｂによって冷房運転が設定されている場合や、操作部４１による入力によって冷房運転が設定されている場合を含む。
【００６８】
ステップＳ１１０において冷房運転が設定されていると判定すると、制御装置４は、ステップＳ１４０の処理を実行する。制御装置４は、第１バルブ１２４、第２バルブ１２５、第３バルブ１２６を、それぞれ閉状態、閉状態、開状態に制御する。この処理により、前述したように、室外熱交換器２において図３に示すＵターン状の冷媒流路を実施して冷房運転時の能力向上を実現できる。ステップＳ１４０の処理を実行後は、再びステップＳ１１０に戻り以降の処理を繰り返すことにより空調運転を継続する。
【００６９】
ステップＳ１１０において冷房運転が設定されていないと判定すると、制御装置４はステップＳ１２０において暖房運転が設定されているか否かを判定する。この判定は、自動空調運転命令がある場合に演算処理部４ｂによって暖房運転が設定されている場合や、操作部４１による入力によって暖房運転が設定されている場合を含む。
【００７０】
ステップＳ１２０において暖房運転が設定されていると判定すると、制御装置４は、ステップＳ１３０の処理を実行する。演算処理部４ｂは、ステップＳ１３０において高負荷条件が成立しているか否かを判定する。ステップＳ１３０では、暖房運転時の冷媒流量が所定の高流量域に含まれる場合には高負荷条件が成立していると判定される。所定の高流量域は、記憶部４ｃに予め記憶されているデータ、プログラムに入力されているデータである。演算処理部４ｂは、例えば、圧縮機１１の吐出圧、吐出流量または流量センサの検出値の情報を用いて冷媒流量を取得してステップＳ１３０の判定を行う。ステップＳ１２０において暖房運転が設定されていないと判定すると、再びステップＳ１１０に戻る。
【００７１】
ステップＳ１３０において、冷媒流量が高流量域に含まれていない低流量である場合には高負荷条件が不成立であると判定する。この場合、流路における圧力損失が大きくないため、室外熱交換器２における冷媒分布を良好にする流路に設定する。つまり、制御装置４は、前述のステップＳ１４０の処理を実行して、室外熱交換器２においてＵターン状の冷媒流路を実施する暖房運転を行う。この処理により、暖房運転時において冷媒分布の改善によって加熱能力を向上することができる。
【００７２】
ステップＳ１３０において高負荷条件が成立していると判定すると、制御装置４は、ステップＳ１３５の処理を実行する。制御装置４は、第１バルブ１２４、第２バルブ１２５、第３バルブ１２６を、それぞれ開状態、開状態、閉状態に制御する。この処理により、冷媒流量を確保するため、室外熱交換器２において図４に示す全パスの冷媒流路を実施して暖房運転時の能力向上を実現できる。ステップＳ１３５の処理を実行後は、再びステップＳ１１０に戻り以降の処理を繰り返すことにより空調運転を継続する。
【００７３】
第２実施形態によれば、制御装置４は、冷却運転時に、第１バルブ１２４と第２バルブ１２５とを閉状態に制御しかつ第３バルブ１２６を開状態に制御する。制御装置４は、加熱運転時に、第１バルブ１２４と第２バルブ１２５とを開状態に制御しかつ第３バルブ１２６を閉状態に制御する。これによれば、冷却運転時の冷却モード流路と加熱運転時の加熱モード流路とを確実に実施可能な３個のバルブの切換制御を提供できる。
【００７４】
制御装置４は、加熱運転時に冷媒流量が所定の高流量域に含まれる場合には第１バルブ１２４と第２バルブ１２５とを開状態に制御しかつ第３バルブ１２６を閉状態に制御する。制御装置４は、加熱運転時に冷媒流量が低流量である場合には、第１バルブ１２４と第２バルブ１２５とを閉状態に制御しかつ第３バルブ１２６を開状態に制御する。これによれば、加熱運転時であって低冷媒流量である場合には圧力損失が小さいため、冷媒分布を改善する冷媒流路を実施する。このため、全パス流路ではなくＵターン流路を形成して冷媒分布の改善によって加熱能力の向上を図る、よりきめ細やかで、より温調能力向上が図れる制御を提供できる。
【００７５】
（第３実施形態）
第３実施形態について図７〜図１０を参照して説明する。第３実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、前述の実施形態と同様であり、以下、前述の実施形態と異なる点についてのみ説明する。図１０のフローチャートにおいて前述の図６のフローチャートと同様の符号を付したステップについては第２実施形態の説明を援用する。
【００７６】
第３実施形態は、第２実施形態に対して、室外熱交換器１０２における流路切換装置の構成と、流路切換装置の動作に関する制御処理とが相違する。第３実施形態の冷凍サイクル装置は、第１バルブ２４を備えないで、流路切換装置として第２バルブ１２５と第３バルブ１２６とを備える。図７は、室外熱交換器１０２について冷房運転時の冷媒流れと流路切換装置との関係を示している。図８は、室外熱交換器１０２について暖房運転時の冷媒流れと流路切換装置との関係を示している。
【００７７】
第２バルブ１２５は、第２タンク部２３の内部と加熱用通路１ｂとを連通状態と遮断状態とに開閉する加熱用バルブである。第３バルブ１２６は、第１タンク部２２の内部と冷却用通路１ｃとを連通状態と遮断状態とに開閉する冷却用バルブである。
【００７８】
図７、図８に示すように、室外熱交換器１０２は、第１タンク部２２内に設けられた固定絞り部２２４または仕切り部を備える。仕切り部は、第１タンク部２２内を一端側室２２ａと他端側室２２ｂとに仕切る壁部である。固定絞り部２２４は、一端側室２２ａと他端側室２２ｂとを少量の冷媒が行き来可能な絞り通路を形成する。絞り通路は、第１タンク部２２内において長手方向に直交する断面における横断面積よりも、十分に小さい横断面積を構成する。
【００７９】
冷房運転時に冷媒は、室外熱交換器１０２において、熱交換コア部２１において冷媒が一方向に進行した後、逆方向に流下するＵターン状の冷却モード流路を流れる。暖房運転時に冷媒は、室外熱交換器１０２において、第１タンク部２２から第２タンク部２３に向けて一方向に流下する加熱モード流路を流れる。固定絞り部２２４を備える場合には、熱交換コア部２１において図８に示す暖房運転時に少量の冷媒が他端側流路を流れ、大半の冷媒が一端側流路を流下する。仕切り部を備える場合には、第１タンク部２２内に流入した冷媒は、一端側室２２ａから一端側流路のみを経由して第２タンク部２３内に流入する。
【００８０】
図９は、第３実施形態の車両用空調装置の制御に関する構成を示している。図１０のフローチャートは、第３実施形態の流路切換装置の動作に関する制御処理を示している。図１０のフローチャートについて以下に説明する。
【００８１】
ステップＳ１１０において冷房運転が設定されていると判定すると、制御装置４はステップＳ１４０Ａの処理を実行する。制御装置４は、第２バルブ１２５、第３バルブ１２６を、それぞれ閉状態、開状態に制御する。この処理により、前述したように、室外熱交換器１０２において図７に示すＵターン状の冷媒流路を実施して冷房運転時の能力向上を実現できる。ステップＳ１４０Ａの処理を実行後は、再びステップＳ１１０に戻り以降の処理を繰り返すことにより空調運転を継続する。
【００８２】
ステップＳ１２０において暖房運転が設定されていると判定すると、制御装置４は、ステップＳ１３５Ａの処理を実行する。制御装置４は、第２バルブ１２５、第３バルブ１２６を、それぞれ開状態、閉状態に制御する。この処理により、冷媒流量を確保するため、室外熱交換器１０２において図８に示す全パスの冷媒流路を実施して暖房運転時の能力向上を実現できる。ステップＳ１３５Ａの処理を実行後は、再びステップＳ１１０に戻り以降の処理を繰り返すことにより空調運転を継続する。
【００８３】
第３実施形態によれば、流路切換装置は、第２タンク部２３の内部と加熱用通路１ｂとを連通状態と遮断状態とに開閉する加熱用バルブと、第１タンク部２２の内部と冷却用通路１ｃとを連通状態と遮断状態とに開閉する冷却用バルブとを備える。この構成によれば、冷却運転時に冷却モード流路を実施し加熱運転時に加熱モード流路を実施できる流路切換装置を２個の開閉弁によって提供できる。
【００８４】
制御装置４は、冷却運転時に加熱用バルブを閉状態に制御しかつ冷却用バルブを開状態に制御する。制御装置４は、加熱運転時に加熱用バルブを開状態に制御しかつ冷却用バルブを閉状態に制御する。これによれば、冷却運転時の冷却モード流路と加熱運転時の加熱モード流路とを確実に実施可能な２個のバルブの切換制御を提供できる。
【００８５】
（他の実施形態）
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、一つの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
【００８６】
明細書に開示の目的を達成可能な冷凍サイクル装置は、温調対象物と内部を流れる冷媒とにおいて熱交換が行われる熱交換器を備えている。温調対象物は、前述の実施形態に記載された空気、水等に限定されない。例えば、温調対象物は、電池、電力変換装置、スイッチング素子、半導体装置、これらを収容する筐体、ヒートシンク等である。
【００８７】
明細書に開示の目的を達成可能な冷凍サイクル装置は、熱交換コア部において冷媒が一方向に進行した後、逆方向に流下する流路を含む冷却モード流路を有する。この冷却モード流路は、熱交換コア部における冷媒流路がＵ字状にＵターンする流路構成だけでなく、Ｓ字状にＳターンする流路構成を含むものである。
【００８８】
明細書に開示の目的を達成可能な冷凍サイクル装置は、前述の実施形態に記載した構成に限定されない。この冷凍サイクル装置は、冷却用熱交換器と加熱用熱交換器を、別個の２個の熱交換器で構成する他、１個の熱交換器によって構成するものも含んでいる。この冷凍サイクル装置は、例えば冷媒流路を変更可能な構成により、１個の熱交換器を冷却用熱交換器として用いる場合と加熱用熱交換器として用いる場合とを実施できる。
【００８９】
前述の第３実施形態における流路切換装置は、制御装置４によって制御される構成に限定されない。第３実施形態の流路切換装置は、第１実施形態の流路切換装置のように、圧力作動式による機械的構成や温度作動式による機械的構成を備えるものでもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１…冷凍サイクル装置、  １ａ…高圧側流路（冷媒回路）
１ｂ…加熱用通路（冷媒回路）、  １ｃ…冷却用通路（冷媒回路）
２，１０２…室外熱交換器（流路可変熱交換器）、  １２…凝縮器（加熱用熱交換器）
１６…蒸発器（冷却用熱交換器）、  ２１…熱交換コア部、  ２２…第１タンク部
２３…第２タンク部、  ２４，１２４…第１バルブ（流路切換装置）
２５，１２５…第２バルブ（流路切換装置）
２６，１２６…第３バルブ（流路切換装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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