(57)【要約】【課題】エバポレータおよび膨張弁を除外して冷媒を流すことのできる暖房用の分岐回路を有する車両用空調装置において、部品点数を削減し、且つ、暖房運転時における不要な冷媒の流れを防止すること。【解決手段】低ヒートポンプを用いて冷房運転および暖房運転が可能な車両用空調装置であって、低圧の冷媒を圧縮して高圧にする電動圧縮機と、電動圧縮機が吐出した高温高圧の冷媒を膨張させる膨張弁と、膨張弁により膨張された冷媒を蒸発させながら通過させるエバポレータと、電動圧縮機、膨張弁、および、エバポレータを通って循環的に冷媒を流す冷媒回路と、膨張弁とエバポレータとを介さずに電動圧縮機へ冷媒を循環的に流せる分岐回路と、を具備し、膨張弁は、感温部を有し、感温部が感知した温度に基づき外気温度が特定温度より低いときに閉じ、特定温度は−３℃〜−７℃の間に含まれる構成を採る。【選択図】図１
2014113837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートポンプを用いて冷房運転および暖房運転が可能な車両用空調装置であって、
低圧の冷媒を圧縮して高圧にする電動圧縮機と、
前記電動圧縮機が吐出した高温高圧の前記冷媒を膨張させる膨張弁と、
前記膨張弁により膨張された冷媒を蒸発させながら通過させるエバポレータと、
前記電動圧縮機、前記膨張弁、および、前記エバポレータを通って循環的に前記冷媒を流す冷媒回路と、
前記膨張弁と前記エバポレータとを介さずに前記電動圧縮機へ前記冷媒を循環的に流せる分岐回路と、
を具備し、
前記膨張弁は、感温部を有し、前記感温部が感知した温度に基づき外気温度が特定温度より低いときに閉じ、
前記特定温度は−３℃〜−７℃の間に含まれる、
車両用空調装置。
【請求項２】
前記膨張弁は、前記感温部の感知温度に依存して機械的に開閉する、
請求項１記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記感温部は前記エバポレータの冷媒出口温度を感知し、
前記膨張弁は、前記感温部の感知温度および前記膨張弁の低圧側の冷媒圧力に基づいて開閉し、
前記冷媒回路を流れる前記冷媒は、Ｒ１３４ａであり、
前記膨張弁を開閉する圧力閾値を表わすＳＥＴ値は、
前記感知温度が０℃のとき０．０８〜０．１２ＭＰａ（Ｇ）の間に含まれ、
前記感知温度が１０℃のとき０．１９〜０．２４ＭＰａ（Ｇ）の間に含まれる、
請求項１記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記感温部は前記エバポレータの冷媒出口温度を感知し、
前記膨張弁は、前記感温部の感知温度および前記膨張弁の低圧側の冷媒圧力に基づいて開閉し、
前記冷媒回路を流れる前記冷媒は、ＨＦＯ−１２３４ｙｆであり、
前記膨張弁を開閉する圧力閾値を表わすＳＥＴ値は、
前記感知温度が０℃のとき０．１〜０．１４ＭＰａ（Ｇ）の間に含まれ、
前記感知温度が１０℃のとき０．２１〜０．２６ＭＰａ（Ｇ）の間に含まれる、
請求項１記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記膨張弁は、前記感温部に前記冷媒回路を流れる前記冷媒と同種の冷媒を封入したガス封入式の膨張弁である、
請求項３または４に記載の車両用空調装置。
【請求項６】
前記冷媒回路には、前記電動圧縮機の出口側から、第１熱交換器、前記冷媒の膨張通過と非膨張通過とを切り替えられる切替部、および、第２熱交換器が設けられ、
前記分岐回路には、開閉弁が設けられ、
前記冷媒回路には、前記膨張弁および前記エバポレータが設けられ、且つ、開閉弁が設けられていない、
請求項１記載の車両用空調装置。
【請求項７】
前記第１熱交換器は、前記冷媒回路を流れる前記冷媒と二次冷媒との間で熱交換可能であり、
前記第２熱交換器は、前記冷媒回路を流れる前記冷媒と外気との間で熱交換する、
請求項６記載の車両用空調装置。
【請求項８】
前記エバポレータは、車室に送られる空気から前記冷媒に吸熱させる構成である、
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、車両に搭載されて車室の気温を調整する車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）又はＰＨＶ（Plug-in Hybrid Vehicle）など内燃機関と電気モータとで走行可能な自動車がある。このような自動車では、モータ走行時に内燃機関から熱が得られなくなるため、ヒートポンプサイクルを用いて暖房運転を行う車両用空調装置が採用されることがある。内燃機関を有さないＥＶ（Electric Vehicle）でも同様である。
【０００３】
特許文献１には、冷媒を圧縮するコンプレッサと、空気を車室へ導くダクト内に配置された冷房用のエバポレータと、エバポレータに低温低圧の冷媒を供給する膨張弁と、冷媒の熱を二次冷媒（例えば冷却液）を用いて輸送してダクト内の空気を加熱する複数の熱交換器と、を備えた車両用の空調装置が開示されている。
【０００４】
このような車両用空調装置では、暖房運転時に、冷房用のエバポレータで多くの熱交換を行うことができない。車室内が不要に冷えてしまうためである。よって、このような車両用空調装置では、冷房用のエバポレータおよび膨張弁を介さずに冷媒を流せる暖房用の分岐回路が設けられることがある。ここで、回路とは、冷媒を循環的に流す一回りの冷媒通路を言う。
【０００５】
そして、このような車両用空調装置では、暖房運転時に、エバポレータに冷媒を流さずに、分岐回路上の別の熱交換器（室外熱交換器）および膨張弁を用いてヒートポンプサイクルを実現する。これにより、外気から冷媒へ熱を吸収させて、この熱を利用して車室内の暖房を行う（例えば特許文献１の図１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１９７９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
エバポレータおよび膨張弁を介さずに冷媒を流す暖房用の分岐回路を採用した場合、なんら工夫がないと、暖房用の分岐回路と冷房用の冷媒回路とにそれぞれ開閉弁を設けて、暖房時と冷房時とで冷媒の流れを切替えることになる。しかしながら、これでは、空調装置の部品点数が多くなるという課題がある。
【０００８】
一方、特許文献１の図１には、エバポレータ（２５）および膨張弁（２４）のある冷媒通路に開閉弁を設けず、この通路をバイパスするバイパス通路（４２）に開閉弁（２８）を設けた空調装置が開示されている。
【０００９】
しかしながら、この構成では、バイパス通路を開閉する開閉弁が開となる暖房運転時にも、エバポレータ（２５）および膨張弁（２４）に比較的多くの冷媒が流れてしまうという課題がある。この不要な冷媒の流れは、空調性能の低下につながる。
【００１０】
さらに、暖房運転時、外気温が低いときに、冷媒が膨張弁を通過してエバポレータに流れると、エバポレータに凍結が発生してしまうという課題が生じる。
【００１１】
本発明の目的は、エバポレータおよび膨張弁を除外して冷媒を流すことのできる暖房用の分岐回路を有する車両用空調装置において、部品点数を削減し、且つ、暖房運転時における不要な冷媒の流れを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様に係る車両用空調装置は、ヒートポンプを用いて冷房運転および暖房運転が可能な車両用空調装置であって、低圧の冷媒を圧縮して高圧にする電動圧縮機と、前記電動圧縮機が吐出した高温高圧の前記冷媒を膨張させる膨張弁と、前記膨張弁により膨張された冷媒を蒸発させながら通過させるエバポレータと、前記電動圧縮機、前記膨張弁、および、前記エバポレータを通って循環的に前記冷媒を流す冷媒回路と、前記膨張弁と前記エバポレータとを介さずに前記電動圧縮機へ前記冷媒を循環的に流せる分岐回路と、を具備し、前記膨張弁は、感温部を有し、前記感温部が感知した温度に基づき外気温度が特定温度より低いときに閉じ、前記特定温度は−３℃〜−７℃の間に含まれる、構成を採る。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、膨張弁の自動的な開閉によって、暖房運転時に膨張弁およびエバポレータに不要な冷媒を流さないようにできる。よって、部品点数も削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態の車両用空調装置を示す構成図
【図２】膨張弁のセット値の一例を示すグラフ
【図３】暖房時および冷房時における膨張弁の状態を説明する図
【図４】実施形態の車両用空調装置における冷房運転の状態を示す説明図
【図５】実施形態の車両用空調装置における外気温度が非常に低いときの暖房運転の状態を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態の車両用ヒートポンプ装置および車両用空調装置を示す構成図である。
【００１７】
本発明の実施形態の車両用空調装置は、車両用ヒートポンプ装置１０と、エンジン冷却器４０と、ヒータコア４４と、エバポレータ４８と、膨張弁５２と、室外熱交換器５６と、これらの間を結ぶ冷媒の配管および冷却液の配管等から構成される。
【００１８】
車両用ヒートポンプ装置１０は、電動圧縮機１２と、水冷媒熱交換器１４と、アキュムレータ１６と、三方弁１８と、逆止弁２０と、オリフィス付開閉弁２２と、開閉弁２４と、筐体２６と、冷却液導入管３１と、冷却液導出管３２と、１つの冷媒導出管３３と、２つの冷媒導入管３４，３５とを備えている。
【００１９】
電動圧縮機１２は、電気により駆動して、吸入した冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する。電動圧縮機１２の冷媒の吸入口は、アキュムレータ１６を介して２つの冷媒導入管３４，３５に連通し、電動圧縮機１２の冷媒の吐出口は、水冷媒熱交換器１４の冷媒通路の入口に連通している。
【００２０】
水冷媒熱交換器１４は、冷却液の通路と冷媒通路とを有し、これらの通路が大きな面積で熱交換可能に接触して構成される。冷媒通路の入口は電動圧縮機１２の吐出口に連通し、冷媒通路の出口はオリフィス付開閉弁２２が付設された冷媒導出管３３に連通している。冷却液の通路の入口は配管を介して三方弁１８に接続され、冷却液の出口は配管を介して逆止弁２０に接続されている。
【００２１】
水冷媒熱交換器１４には、電動圧縮機１２の駆動中、高温高圧の冷媒が流れる一方、冷却液は三方弁の切り替えによって流れ有りの状態と停止の状態とに切り替えられる。冷却液が流れれば、高温高圧冷媒から冷却液へ放熱が行われ、冷却液が停止すれば、高温高圧冷媒はほぼそのままの温度で水冷媒熱交換器１４を通過する。
【００２２】
三方弁１８は、電気的な制御により、冷却液導入管３１から導入された冷却液を、水冷媒熱交換器１４側および冷却液導出管３２側の何れか一方に切り替えて流す。
【００２３】
逆止弁２０は、水冷媒熱交換器１４への冷却液の逆流を防止する。
【００２４】
オリフィス付開閉弁２２は、膨張弁としての機能を有する開閉弁であり、電気的な制御によって開または閉に切り替えられる。オリフィス付開閉弁２２は、例えば、大径の通路と、小径の通路になるオリフィスとを有し、大径の通路が開閉可能に構成されている。オリフィス付開閉弁２２は、大径の通路が開いたときに、冷媒をそのまま通過させ、大径の通路が閉じたときに、高圧の冷媒をオリフィスの通路に通して膨張させる。膨張した冷媒は、低温低圧の冷媒となる。
【００２５】
開閉弁２４は、冷媒導入管３４の入口と２つの冷媒導入管３４，３５の合流部との間に設けられ、電気的な制御によって、この間の通路を開閉する。
【００２６】
アキュムレータ１６は、気相および液相の冷媒を分離して気相の冷媒のみを電動圧縮機１２へ送る。
【００２７】
上記の三方弁１８、オリフィス付開閉弁２２、開閉弁２４は、例えば、車両用空調装置の制御装置から電気信号が送られて、状態が切り替えられる。或いは、三方弁１８、オリフィス付開閉弁２２、開閉弁２４は、車両用空調装置の制御装置の指令を受けて、車両用ヒートポンプ装置１０の制御部が信号を出力して、状態が切り替わる構成としてもよい。
【００２８】
筐体２６は、電動圧縮機１２、水冷媒熱交換器１４、アキュムレータ１６、三方弁１８、逆止弁２０、オリフィス付開閉弁２２、および、開閉弁２４を収容し、これらの構成を一体的にパッケージングする。筐体２６の周囲は断熱され、筐体２６内において電動圧縮機１２と水冷媒熱交換器１４とは熱交換可能に近接配置されていてもよい。
【００２９】
冷媒導出管３３および冷媒導入管３４，３５は、筐体２６の外部に一端が露出し、車両用空調装置の冷媒配管と連結される。冷媒導出管３３および冷媒導入管３４，３５の一端には、配管連結用のコネクタまたはソケットが設けられていてもよい。
【００３０】
冷却液導入管３１および冷却液導出管３２は、筐体２６の外部に一端が露出し、車両用空調装置の冷却液の配管と連結される。冷却液導入管３１および冷却液導出管３２の一端には、配管連結用のコネクタまたはソケットが設けられていてもよい。
【００３１】
エンジン冷却器４０は、内燃機関の周囲に冷却液を流すウォータジャケットと、ウォータジャケットに冷却液を流すポンプとを具備し、ウォータジャケットに流れる冷却液へ内燃機関から熱を放出させる。内燃機関から吸熱した冷却液は、ヒータコア４４を通り、図示しない放熱器から放熱可能な構成となっている。例えば、放熱器は車両前面に設置されたラジエータで構成される。冷却液の温度がある所定の温度未満である場合は、冷却液の回路内に設けられた開閉弁（図示略）が閉まり、冷却液は、内燃機関とヒータコア４４、または、内燃機関と車両用ヒートポンプ装置１０を経由して循環する。図示しない開閉弁は、例えば、サーモスタットである。ウォータジャケットの冷却液の通路の入口および出口は、ヒータコア４４と車両用ヒートポンプ装置１０の冷却液導入管３１とにそれぞれ連通する。
【００３２】
ヒータコア４４は、冷却液と空気との熱交換を行う機器であり、車室内へ空気を供給するＨＶＡＣ７０内の吸気通路Ｂ内に配置される。ヒータコア４４の冷却液の通路は、エンジン冷却器４０と、車両用ヒートポンプ装置１０の冷却液導出管３２に連通する。吸気通路Ｂは車室の近傍に配置され、吸気通路Ｂには、ファンＦ２によって外気等が導入される。
【００３３】
エバポレータ４８は、低温低圧に膨張された冷媒と、空気との間で熱交換を行う機器であり、ＨＶＡＣ７０内の吸気通路Ｂ内に配置される。低温低圧に膨張された冷媒は、エバポレータ４８を通過する際に、空気から熱を吸収して気化する。エバポレータ４８の冷媒通路の入口は、膨張弁５２を介して室外熱交換器５６に連通している。エバポレータ４８の冷媒通路の出口は、配管を介して車両用ヒートポンプ装置の冷媒導入管３５に連通している。
【００３４】
ＨＶＡＣ７０内の吸気通路Ｂにおいては、外気導入側にエバポレータ４８が配置され、車室への送風口側にヒータコア４４が配置されている。
【００３５】
膨張弁５２は、高圧の冷媒を低温低圧に膨張して、エバポレータ４８へ送る。膨張弁５２は、エバポレータ４８の近傍に配置されている。膨張弁５２の詳細については後述する。
【００３６】
室外熱交換器５６は、冷媒を流す通路と、空気を流す通路とを有し、例えば車両の先頭付近に配置されて、各通路を流れる冷媒と外気との間で熱交換を行う。室外熱交換器５６の冷媒通路の入口は、配管を介して車両用ヒートポンプ装置１０の冷媒導出管３３に連通する。また、室外熱交換器５６の冷媒通路の出口は、途中で２本の配管に分岐して、エバポレータ４８および車両用ヒートポンプ装置１０の冷媒導入管３４にそれぞれ連通する。
【００３７】
室外熱交換器５６には、暖房運転時には低温低圧の冷媒が流れて外気から熱を吸収し、冷房運転時には高温高圧の冷媒が流れて外気へ熱を放出する。室外熱交換器５６には、例えば、ファンＦ１により外気が吹き付けられる。
【００３８】
［膨張弁の詳細］
図２は、膨張弁のセット値の一例を示すグラフ、図３は、暖房時および冷房時における膨張弁の状態を説明する図である。
【００３９】
膨張弁５２は、温度を感知する感温部と、感温部の作用によって開閉し、開の状態で冷媒を通過させて膨張させる弁とが設けられている。この実施形態の膨張弁５２は、例えば、感温部に使用冷媒と同種の冷媒が封入されたガス封入式の膨張弁であり、機械的に開閉する機構を有している。具体的には、感温部の封入ガスの圧力と低圧側の冷媒圧力との差圧が、弁を閉じているバネ圧に対抗する構造を有している。感温部は、エバポレータ４８の冷媒出口部に接触して冷媒出口温度を感知する。そして、差圧がバネ圧を超えたときに弁が開いて、冷媒を通過および膨張させる。
【００４０】
膨張弁５２のＳＥＴ値は、ヒートポンプサイクルの冷媒としてＨＦＯ（Ｈｙｄｒｏ−Ｆｌｕｏｒｏ−Ｏｌｅｆｉｎ）−１２３４ｙｆを使用する場合、次のように設定される。
感知温度が０℃のとき、０．１０〜０．１４ＭＰａ（Ｇ：ゲージ圧力）
感知温度が１０℃のとき、０．２１〜０．２６ＭＰａ（Ｇ）
【００４１】
より好ましくは、膨張弁５２のＳＥＴ値は、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの冷媒を使用する場合、次のように設定してもよい。
感知温度が０℃のとき、０．１２〜０．１４ＭＰａ（Ｇ）
感知温度が１０℃のとき、０．２３〜０．２６ＭＰａ（Ｇ）
【００４２】
ここで、ＳＥＴ値とは、膨張弁５２が開から閉となる低圧冷媒の圧力（圧力単位の（Ｇ）は大気圧基準の圧力、すなわちゲージ圧力を示す）であり、エバポレータ４８の冷媒出口温度（感温部の感知温度）に依存する。
【００４３】
図２および図３のグラフには、この膨張弁５２のＳＥＴ値が示されている。
【００４４】
また、膨張弁５２のＳＥＴ値は、ヒートポンプサイクルの冷媒としてＲ１３４ａを使用する場合、次のように設定される。Ｒ１３４ａは、ＨＦＣ（Ｈｙｄｒｏ−Ｆｌｕｏｒｏ−Ｃａｒｂｏｎ）−１３４ａとも呼ばれる。
感知温度が０℃のとき、０．０８〜０．１２ＭＰａ（Ｇ）
感知温度が１０℃のとき、０．１９〜０．２４ＭＰａ（Ｇ）
【００４５】
より好ましくは、膨張弁５２のＳＥＴ値は、Ｒ１３４ａの冷媒を使用する場合、次のように設定してもよい。
感知温度が０℃のとき、０．１０〜０．１２ＭＰａ（Ｇ）
感知温度が１０℃のとき、０．２１〜０．２４ＭＰａ（Ｇ）
【００４６】
上記のようなＳＥＴ値の設定によれば、図３に示すように、安定的な冷房運転時において、低圧側の冷媒圧力と、エバポレータ４８の冷媒出口温度とは、範囲Ｗ１に凡そ含まれる。従って、安定的な冷房運転時において、膨張弁５２は、安定的に開く。
【００４７】
一方、安定的な暖房運転時には、低圧側の冷媒圧力と、エバポレータ４８の冷媒出口温度とは、範囲Ｗ２に凡そ含まれる。エバポレータ４８には、吸気通路Ｂにおいて主に外気が吹き付けられるので、エバポレータ４８に冷媒が流れないとき、膨張弁５２が感知する温度（エバポレータ４８の冷媒出口温度）はほぼ外気温度となる。
【００４８】
その結果、膨張弁５２は、感知温度が−３℃〜−７℃の範囲より低くなったときに閉じるように動作する。先に説明したように、膨張弁５２が閉じたときの膨張弁５２の感知温度は、ほぼ外気温度となる。よって、上記の開閉動作により、除湿運転の必要性が残る外気温度（“−７℃〜−３℃”より高い温度）では、膨張弁５２が少ない頻度で開いて除湿運転が可能となる。
【００４９】
例えば、外気−５℃のとき冷媒の飽和温度は０．１５Ｍｐａ（Ｇ）であり、０．０６Ｍｐａ（Ｇ）以下であれば膨張弁５２は開く。
【００５０】
一方、上記の開閉動作により、除湿運転の必要性の無い低外気温度（“−７℃〜−３℃”より低い温度）では、膨張弁５２は閉じて、エバポレータ４８に冷媒を流さない。従って、不要な冷媒の流れが防止されて、空調性能の低下が防止される。また、エバポレータ４８が低温になりすぎて凍結してしまうことが防止される。
【００５１】
本実施の形態の車両用空調装置では、膨張弁５２とエバポレータ４８のある通路に開閉弁を設けていない。本実施の形態の車両用空調装置は、膨張弁５２が自動的に開閉動作することにより、暖房時と冷房時の適切な冷媒の流れが実現される。このため、膨張弁５２とエバポレータ４８のある通路に開閉弁を設けて、この通路の開閉制御を行う必要がない。
【００５２】
続いて、本実施形態の車両用空調装置における冷房運転時の動作、ならびに、外気温が非常に低いときの暖房運転時の動作について説明する。
【００５３】
［冷房運転動作］
図４は、実施形態の車両用空調装置における冷房運転時の動作を説明する図である。図の配管の網掛け部分は、冷媒または冷却液の流れがないことを示す。
【００５４】
冷房運転時には、開閉弁２４が閉、オリフィス付開閉弁２２が開、三方弁１８の水冷媒熱交換器１４側が閉に切り替えられる。
【００５５】
この切替えにより、冷却液は、エンジン冷却器４０とヒータコア４４とを循環する一方、冷却液は水冷媒熱交換器１４に流れない。吸気通路Ｂにおいては、ヒータコア４４に風が流れないようにルーバー等が切り替えられることで、車室内へ供給される送風への加熱は行われない。
【００５６】
冷媒は、電動圧縮機１２により高温高圧に圧縮されたのち、水冷媒熱交換器１４を高温のまま通過して室外熱交換器５６へ送られる。その後、冷媒は、室外熱交換器５６で冷却された後、膨張弁５２を通過して低温低圧に膨張し、続いてエバポレータ４８へ送られる。エバポレータ４８では、車室内へ送られる空気から冷媒へ吸熱が行われて、空気の冷却と冷媒の気化とが行われる。気化した冷媒は、アキュムレータ１６を介して電動圧縮機１２へと戻される。
【００５７】
このようなヒートポンプサイクルによって、車室内へ冷たい空気を送ることができる。
【００５８】
［暖房運転動作］
図５は、実施形態の車両用空調装置における外気温度が非常に低いときの暖房運転時の動作を説明する図である。図の配管の網掛け部分は、冷媒または冷却液の流れがないことを示す。
【００５９】
暖房運転時には、開閉弁２４が開、オリフィス付開閉弁２２が閉、三方弁１８の冷却液導出管３２側が閉に切り替えられる。
【００６０】
この切替えにより、冷却液は、エンジン冷却器４０と、水冷媒熱交換器１４と、ヒータコア４４とを循環する。この間、冷却液は、エンジン冷却器４０と、水冷媒熱交換器１４とで加熱され、ヒータコア４４で吸気通路Ｂを流れる空気へと放熱を行う。
【００６１】
さらに、車両用ヒートポンプ装置１０では、電動圧縮機１２で発生した熱が水冷媒熱交換器１４で冷却水へ伝えられて、電動圧縮機１２の排熱も熱源として利用される。
【００６２】
吸気通路Ｂにおいては、ヒータコア４４に風が流れるようにルーバー等が切り替えられて、車室内へ送られる空気が温められる。
【００６３】
冷媒は、電動圧縮機１２により高温高圧に圧縮されたのち、水冷媒熱交換器１４を通過して冷却液へ放熱を行う。放熱後の高圧の冷媒は、オリフィス付開閉弁２２を通過して低温低圧に膨張し、室外熱交換器５６へ送られる。室外熱交換器５６では、外気から冷媒へ吸熱が行われて、冷媒が気化する。気化した冷媒は、アキュムレータ１６を介して電動圧縮機１２へ戻される。
【００６４】
膨張弁５２は、外気温度が低い（例えば”−３℃〜−７℃”以下）とき、自動的に閉状態となる。このとき、エバポレータ４８には、冷媒が流れず、そこでは熱交換も行われない。
【００６５】
以上のような動作により、車室内へ温かい空気を送ることができる。温風には、エンジンの熱が有効活用され、エンジン熱で足りない分がヒートポンプサイクルによって補われる。また、電動圧縮機１２の排熱も空気を温めるのに有効活用されている。空気の加熱はヒートポンプサイクルを利用しているので、加熱量に対する消費電力は低く抑えられている。さらに、外気温度が低いときには、膨張弁５２が閉じて、膨張弁５２とエバポレータ４８に不要な冷媒の流れが生じないので、不要な流れにより空調能力が低下しない。
【００６６】
以上のように、本実施の形態の車両用空調装置によれば、膨張弁５２のＳＥＴ値の設定により、安定的な冷房運転時には、膨張弁５２が安定的に開いて冷媒を通過および膨張させる。一方、安定的な暖房運転時、除湿運転の必要性の無い低外気温度のときには、膨張弁５２が自動的に閉じて、冷媒を通過および膨張させない。
【００６７】
よって、膨張弁５２とエバポレータ４８のある通路に開閉弁を設けて、この通路の開閉制御を行わなくても、膨張弁５２の自動的な開閉動作により、暖房時と冷房時の適切な冷媒の流れの制御が達成される。
【００６８】
また、上記の膨張弁５２の自動的な開閉動作により、除湿運転の必要性の無い低外気温度時に、膨張弁５２およびエバポレータ４８に不要な冷媒が流れることが防止されて、空調性能の低下が防止される。また、エバポレータ４８が低温になりすぎて凍結してしまうことが防止される。
【００６９】
以上、本発明の各実施の形態について説明した。
【００７０】
なお、上記実施の形態では、車室内を暖房する構成として、二次冷媒となる冷却液をヒートポンプサイクルにより加熱し、ヒータコア４４を介して冷却液から空気へ放熱を行う構成を例にとって説明した。しかしながら、車室内を暖房する構成は、この構成に限られず、様々に変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、ハイブリッド自動車または電気自動車に搭載される車両用空調装置等に有用である。
【符号の説明】
【００７２】
１０  車両用ヒートポンプ装置
１２  電動圧縮機
１４  水冷媒熱交換器
１６  アキュムレータ
１８  三方弁
２０  逆止弁
２２  オリフィス付開閉弁
２４  開閉弁
２６  筐体
３１  冷却液導入管
３２  冷却液導出管
３３  冷媒導出管
３４，３５  冷媒導入管
４０  エンジン冷却器
４４  ヒータコア
４８  エバポレータ
５２  膨張弁
５６  室外熱交換器
７０  ＨＶＡＣ
Ｂ  吸気通路
Ｆ１，Ｆ２  ファン
【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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