(57)【要約】【課題】優れた性能を発揮しうる車両用空調装置を提供する。【解決手段】車両用空調装置１Ａは、主回路２、第１連絡路３及び第２連絡路４を備えている。主回路２は、圧縮機１０、室内凝縮器１１、第１膨張弁１４（第１膨張機構）、室外熱交換器１３、第２膨張弁１５（第２膨張機構）及び室内蒸発器１２がこの順番に接続されることによって形成されている。第１連絡路３には、第１開閉弁２３（第１弁）が配置されている。第２連絡路４には、第２開閉弁２４（第２弁）が配置されている。暖房運転（例えば、除湿暖房運転）において、室内凝縮器１１から流出した冷媒は、室内蒸発器１２及び室外熱交換器１３を並列に流れる。冷房運転及び再加熱除湿運転において、室内凝縮器１１から流出した冷媒は、室外熱交換器１３及び室内蒸発器１２をこの順番で直列に流れる。【選択図】図１
2014156143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
暖房運転、冷房運転及び再加熱除湿運転を選択的に実行できる車両用空調装置であって、
圧縮機、室内凝縮器、第１膨張機構、室外熱交換器、第２膨張機構及び室内蒸発器がこの順番に接続されることによって形成された主回路と、
外気導入口、内気導入口及び車室内への吹出口を有し、前記室内蒸発器を通過した空気が前記室内凝縮器を通過できるように、前記室内凝縮器及び前記室内蒸発器が内部に配置されたダクトと、
前記室外熱交換器と前記第２膨張機構との間において前記主回路に設けられ、前記室外熱交換器から前記第２膨張機構に向かう方向に冷媒が流れることを許容し、前記第２膨張機構から前記室外熱交換器に向かう方向に冷媒が流れることを禁止する方向制御弁と、
前記室内凝縮器と前記第１膨張機構との間で前記主回路から分岐し、前記方向制御弁と前記第２膨張機構との間で前記主回路に合流している第１連絡路と、
前記第１連絡路に配置され、前記室内凝縮器から流出した冷媒が前記室外熱交換器をバイパスして前記第２膨張機構に供給されることを許容でき、かつ前記室内凝縮器から流出した冷媒が前記室外熱交換器をバイパスして前記第２膨張機構に供給されることを禁止できる第１弁と、
前記室外熱交換器と前記方向制御弁との間で前記主回路から分岐し、前記室内蒸発器と前記圧縮機との間で前記主回路に合流している第２連絡路と、
前記第２連絡路に配置され、前記室外熱交換器から流出した冷媒が前記室内蒸発器をバイパスして前記圧縮機に供給されることを許容でき、かつ前記室外熱交換器から流出した冷媒が前記室内蒸発器をバイパスして前記圧縮機に供給されることを禁止できる第２弁と、
を備えた、車両用空調装置。
【請求項２】
前記方向制御弁が逆止弁又は開閉弁である、請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記暖房運転には、除湿を必要とするときに行われる除湿暖房運転が含まれ、
前記除湿暖房運転において、前記第１弁は、前記第１連絡路の冷媒の流れを許容し、前記第２弁は、前記第２連絡路の冷媒の流れを許容し、
前記室内凝縮器から流出した冷媒は、前記室内蒸発器及び蒸発器として機能する前記室外熱交換器を並列に流れる、請求項１又は２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記室外熱交換器の冷媒の流量に対する前記室内蒸発器の冷媒の流量の比率が前記第２膨張機構によって調整される、請求項３に記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記冷房運転又は前記再加熱除湿運転において、前記第１弁は、前記第１連絡路の冷媒の流れを禁止し、前記第２弁は、前記第２連絡路の冷媒の流れを禁止し、
前記室内凝縮器から流出した冷媒は、凝縮器として機能する前記室外熱交換器及び前記室内蒸発器をこの順番で流れる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
【請求項６】
前記冷房運転又は前記再加熱除湿運転において、前記圧縮機の吸入冷媒の過熱度が前記第２膨張機構によって調整される、請求項５に記載の車両用空調装置。
【請求項７】
前記暖房運転には、除湿を必要としないときに行われる通常暖房運転が含まれ、
前記通常暖房運転において、前記第１弁は、前記第１連絡路の冷媒の流れを禁止し、前記第２弁は、前記第２連絡路の冷媒の流れを許容し、
前記室外熱交換器から流出した冷媒は、前記室内蒸発器をバイパスするように前記第２連絡路を流れる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
【請求項８】
前記除湿暖房運転又は前記通常暖房運転において、前記圧縮機の吸入冷媒の過熱度が前記第１膨張機構によって調整される、請求項３又は７に記載の車両用空調装置。
【請求項９】
前記第１弁及び前記第２弁のそれぞれが開閉弁である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
【請求項１０】
前記第１膨張機構をバイパスするように前記主回路に接続され、前記室内凝縮器から流出した冷媒を前記室外熱交換器に供給するバイパス路をさらに備えた、請求項１〜９のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
【請求項１１】
前記第１膨張機構をバイパスするように前記主回路に接続され、前記室内凝縮器から流出した冷媒を前記室外熱交換器に供給するバイパス路をさらに備え、
前記第１弁が１つの流入口及び２つの流出口を有する方向切換弁であり、
前記第１連絡路に前記方向切換弁が配置され、前記方向切換弁の前記２つの流出口の一方と前記流入口とのそれぞれに前記第１連絡路が接続されており、
前記バイパス路によって、前記方向切換弁の前記２つの流出口の他方が前記主回路の前記第１膨張機構と前記室外熱交換器との間の部分に接続されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
【請求項１２】
前記冷房運転又は前記再加熱除湿運転において、前記室内凝縮器から流出した冷媒は、前記方向切換弁によって前記バイパス路に導かれる、請求項１１に記載の車両用空調装置。
【請求項１３】
前記方向切換弁が三方弁である、請求項１１又は１２に記載の車両用空調装置。
【請求項１４】
暖房運転、冷房運転及び再加熱除湿運転を選択的に実行できる車両用空調装置であって、
圧縮機、凝縮器、第１膨張機構、室外熱交換器、第２膨張機構及び蒸発器がこの順番に接続されることによって形成された主回路と、
空気を加熱するための室内加熱器を有し、前記室内加熱器と前記凝縮器との間で熱媒体を循環させるように構成された第１回路と、
空気を冷却するための室内冷却器を有し、前記室内冷却器と前記蒸発器との間で前記熱媒体又は他の熱媒体を循環させるように構成された第２回路と、
外気導入口、内気導入口及び車室内への吹出口を有し、前記室内冷却器を通過した空気が前記室内加熱器を通過できるように、前記室内冷却器及び前記室内加熱器が内部に配置されたダクトと、
前記室外熱交換器と前記第２膨張機構との間において前記主回路に設けられ、前記室外熱交換器から前記第２膨張機構に向かう方向に冷媒が流れることを許容し、前記第２膨張機構から前記室外熱交換器に向かう方向に冷媒が流れることを禁止する方向制御弁と、
前記凝縮器と前記第１膨張機構との間で前記主回路から分岐し、前記方向制御弁と前記第２膨張機構との間で前記主回路に合流している第１連絡路と、
前記第１連絡路に配置され、前記凝縮器から流出した冷媒が前記室外熱交換器をバイパスして前記第２膨張機構に供給されることを許容でき、かつ前記凝縮器から流出した冷媒が前記室外熱交換器をバイパスして前記第２膨張機構に供給されることを禁止できる第１弁と、
前記室外熱交換器と前記方向制御弁との間で前記主回路から分岐し、前記蒸発器と前記圧縮機との間で前記主回路に合流している第２連絡路と、
前記第２連絡路に配置され、前記室外熱交換器から流出した冷媒が前記蒸発器をバイパスして前記圧縮機に供給されることを許容でき、かつ前記室外熱交換器から流出した冷媒が前記蒸発器をバイパスして前記圧縮機に供給されることを禁止できる第２弁と、
を備えた、車両用空調装置。
【請求項１５】
前記第１回路が前記熱媒体を貯めるための第１タンクを有し、
前記第２回路が前記熱媒体を貯めるための第２タンクを有し、
前記第１タンクと前記第２タンクとが連通管によって接続されている、請求項１４に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。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動車では、冷房にヒートポンプが用いられる一方、暖房にエンジンの廃熱が利用されている。近年では、エンジンの廃熱量が少ないハイブリッド車及びエンジンの廃熱を利用できない電気自動車が普及してきている。これに合わせて、冷房だけでなく暖房にもヒートポンプを使用できる車両用空調装置の開発が進められている。例えば、特許文献１には、図８Ａ及び図８Ｂに示す車両用空調装置１００が開示されている。
【０００３】
車両用空調装置１００は、冷房運転、再加熱除湿運転、除霜運転及び２種類の除湿暖房運転の各モードで運転されうる。車両用空調装置１００は、圧縮機１１１、第１室内熱交換器１１２、第１膨張弁１１３及び第２室内熱交換器１１４がこの順番に接続されることによって形成された主回路１１０を備えている。第１室内熱交換器１１２及び第２室内熱交換器１１４は、第２室内熱交換器１１４が風上側に位置し、第１室内熱交換器１１２が風下側に位置するようにダクト１５０の内部に配置されている。
【０００４】
主回路１１０において、圧縮機１１１と第１室内熱交換器１１２との間には第１開閉弁１１５が配置されている。第１室内熱交換器１１２と第１膨張弁１１３との間には逆止弁１１６が配置されている。逆止弁１１６と第１膨張弁１１３との間には受液器１１７が配置されている。第２室内熱交換器１１４と圧縮機１１１との間にはアキュムレータ１１８が配置されている。
【０００５】
また、車両用空調装置１００は、冷房運転時に第１室内熱交換器１１２をバイパスして冷媒を流すためのバイパス路１２０を備えている。バイパス路１２０には、室外熱交換器１２１が設けられている。バイパス路１２０は、圧縮機１１１と第１開閉弁１１５との間で主回路１１０から分岐し、逆止弁１１６と受液器１１７との間で主回路１１０に合流している。バイパス路１２０には、さらに、第２開閉弁１２５及び逆止弁１２２が設けられている。第２開閉弁１２５は、室外熱交換器１２１の上流側に位置している。逆止弁１２２は、室外熱交換器１２１の下流側に位置している。
【０００６】
さらに、車両用空調装置１００は、第１暖房専用路１４０及び第２暖房専用路１３０を備えている。第１暖房専用路１４０は、受液器１１７と第１膨張弁１１３との間で主回路１１０から分岐し、室外熱交換器１２１と逆止弁１２２との間でバイパス路１２０に合流している。第２暖房専用路１３０は、第２開閉弁１２５と室外熱交換器１２１との間でバイパス路１２０から分岐し、第２室内熱交換器１１４とアキュムレータ１１８との間で主回路１１０に合流している。第１暖房専用路１４０には第２膨張弁１４１が設けられている。第２暖房専用路１３０には第３開閉弁１３５が設けられている。
【０００７】
冷房運転時には、第１開閉弁１１５及び第３開閉弁１３５が閉じられ、第２開閉弁１２５が開かれる。圧縮機１１１から吐出された冷媒は、図８Ａに実線矢印で示すように、室外熱交換器１２１、第１膨張弁１１３及び第２室内熱交換器１１４をこの順番に流れる。再加熱除湿運転時には、冷房運転時の状態から第１開閉弁１１５がさらに開かれる。冷媒は、図８Ａに破線矢印で示すように、室外熱交換器１２１及び第１室内熱交換器１１２を並列に流れた後、逆止弁１１６と受液器１１７との間で合流し、第２室内熱交換器１１４を流れる。
【０００８】
他方、第１除湿暖房運転時には、第１開閉弁１１５が開かれ、第２開閉弁１２５及び第３開閉弁１３５が閉じられる。圧縮機１１１から吐出された冷媒は、図８Ｂに破線矢印で示すように、第１室内熱交換器１１２、第１膨張弁１１３及び第２室内熱交換器１１４をこの順番に流れる。第２除湿暖房運転時には、第１除湿暖房運転時の状態から第３開閉弁１３５がさらに開かれる。冷媒は、図８Ｂに実線矢印で示すように、第１室内熱交換器１１２及び受液器１１７を流れる。その後、冷媒の一部が第１膨張弁１１３及び第２室内熱交換器１１４を流れ、冷媒の残部が第２膨張弁１４１及び室外熱交換器１２１を流れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−２３２５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図８Ａに示す車両用空調装置１００によれば、再加熱除湿運転において、室外熱交換器１２１の冷媒の流量及び第１室内熱交換器１１２の冷媒の流量を調節することができない。そのため、再加熱除湿運転における車両用空調装置１００の性能は芳しくない。
【００１１】
このような事情に鑑み、本開示は、優れた性能を発揮しうる車両用空調装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
すなわち、本開示は、
暖房運転、冷房運転及び再加熱除湿運転を選択的に実行できる車両用空調装置であって、
圧縮機、室内凝縮器、第１膨張機構、室外熱交換器、第２膨張機構及び室内蒸発器がこの順番に接続されることによって形成された主回路と、
外気導入口、内気導入口及び車室内への吹出口を有し、前記室内蒸発器を通過した空気が前記室内凝縮器を通過できるように、前記室内凝縮器及び前記室内蒸発器が内部に配置されたダクトと、
前記室外熱交換器と前記第２膨張機構との間において前記主回路に設けられ、前記室外熱交換器から前記第２膨張機構に向かう方向に冷媒が流れることを許容し、前記第２膨張機構から前記室外熱交換器に向かう方向に冷媒が流れることを禁止する方向制御弁と、
前記室内凝縮器と前記第１膨張機構との間で前記主回路から分岐し、前記方向制御弁と前記第２膨張機構との間で前記主回路に合流している第１連絡路と、
前記第１連絡路に配置され、前記室内凝縮器から流出した冷媒が前記室外熱交換器をバイパスして前記第２膨張機構に供給されることを許容でき、かつ前記室内凝縮器から流出した冷媒が前記室外熱交換器をバイパスして前記第２膨張機構に供給されることを禁止できる第１弁と、
前記室外熱交換器と前記方向制御弁との間で前記主回路から分岐し、前記室内蒸発器と前記圧縮機との間で前記主回路に合流している第２連絡路と、
前記第２連絡路に配置され、前記室外熱交換器から流出した冷媒が前記室内蒸発器をバイパスして前記圧縮機に供給されることを許容でき、かつ前記室外熱交換器から流出した冷媒が前記室内蒸発器をバイパスして前記圧縮機に供給されることを禁止できる第２弁と、
を備えた、車両用空調装置を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
上記の車両用空調装置は、どの運転モードでも優れた性能を発揮しうる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両用空調装置の暖房運転時の概略構成図
【図２】図１に示す車両用空調装置の冷房運転及び再加熱除湿運転時の概略構成図
【図３】変形例１に係る車両用空調装置の暖房運転時の概略構成図
【図４】図３に示す車両用空調装置の冷房運転及び再加熱除湿運転時の概略構成図
【図５】変形例２に係る車両用空調装置の概略構成図
【図６】本発明の第２実施形態に係る車両用空調装置の暖房運転時の概略構成図
【図７】図６に示す車両用空調装置の冷房運転及び再加熱除湿運転時の概略構成図
【図８Ａ】従来の車両用空調装置の冷房運転、再加熱除湿運転及び除霜運転時の概略構成図
【図８Ｂ】従来の車両用空調装置の除湿暖房運転時の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図８Ａに示す車両用空調装置１００によれば、再加熱除湿運転において、室外熱交換器１２１のガス冷媒の流量及び第１室内熱交換器１１２のガス冷媒の流量を調節できない。なぜなら、室外熱交換器１２１を経由する流れと第１室内熱交換器１１２を経由する流れとの合流点よりも上流側に冷媒の流量を調節するための手段が存在しないからである。冷媒の流量を調節するための手段は、室外熱交換器１２１及び第１室内熱交換器１１２の下流側に位置している第１膨張弁１１３に限られている。そのため、室外熱交換器１２１及び第１室内熱交換器１１２の一方の熱交換器に冷媒が過剰に流れ、ガス冷媒を十分に凝縮及び液化させることが困難となる可能性がある。他方の熱交換器では凝縮能力に対して冷媒の流量が不足し、冷媒の液化が過度に進むことによって熱交換器の内部に液化した冷媒が滞留する可能性がある。この場合、ヒートポンプ回路を循環する冷媒の量が不足する。さらに、熱交換器の内部に冷媒とともに冷凍機油が滞留し、圧縮機１１１で冷凍機油が不足する可能性がある。
【００１６】
本開示の第１態様は、
暖房運転、冷房運転及び再加熱除湿運転を選択的に実行できる車両用空調装置であって、
圧縮機、室内凝縮器、第１膨張機構、室外熱交換器、第２膨張機構及び室内蒸発器がこの順番に接続されることによって形成された主回路と、
外気導入口、内気導入口及び車室内への吹出口を有し、前記室内蒸発器を通過した空気が前記室内凝縮器を通過できるように、前記室内凝縮器及び前記室内蒸発器が内部に配置されたダクトと、
前記室外熱交換器と前記第２膨張機構との間において前記主回路に設けられ、前記室外熱交換器から前記第２膨張機構に向かう方向に冷媒が流れることを許容し、前記第２膨張機構から前記室外熱交換器に向かう方向に冷媒が流れることを禁止する方向制御弁と、
前記室内凝縮器と前記第１膨張機構との間で前記主回路から分岐し、前記方向制御弁と前記第２膨張機構との間で前記主回路に合流している第１連絡路と、
前記第１連絡路に配置され、前記室内凝縮器から流出した冷媒が前記室外熱交換器をバイパスして前記第２膨張機構に供給されることを許容でき、かつ前記室内凝縮器から流出した冷媒が前記室外熱交換器をバイパスして前記第２膨張機構に供給されることを禁止できる第１弁と、
前記室外熱交換器と前記方向制御弁との間で前記主回路から分岐し、前記室内蒸発器と前記圧縮機との間で前記主回路に合流している第２連絡路と、
前記第２連絡路に配置され、前記室外熱交換器から流出した冷媒が前記室内蒸発器をバイパスして前記圧縮機に供給されることを許容でき、かつ前記室外熱交換器から流出した冷媒が前記室内蒸発器をバイパスして前記圧縮機に供給されることを禁止できる第２弁と、
を備えた、車両用空調装置を提供する。
【００１７】
上記の車両用空調装置において冷房運転又は再加熱除湿運転を行うとき、第１弁及び第２弁を用い、第１連絡路及び第２連絡路に冷媒が流れることを禁止する。すると、圧縮機から吐出された冷媒は、室内凝縮器、室外熱交換器、第２膨張機構及び室内蒸発器をこの順番に流れ、圧縮機に再び吸入される。その結果、室内蒸発器による除湿と室内凝縮器による加熱とを行うことができる。このとき、冷媒は、室内凝縮器と、凝縮器として機能する室外熱交換器とを順番に直列に流れる。従って、室内凝縮器にも室外熱交換器にも冷媒及び冷凍機油が滞留しない。また、室内凝縮器及び室外熱交換器で冷媒を全て凝縮させた後に第２膨張機構で冷媒を膨張させることができる。
【００１８】
除湿を必要としない暖房運転を行うとき、第１弁及び第２弁を用い、第１連絡路に冷媒が流れることを禁止し、第２連絡路に冷媒が流れることを許容する。すると、圧縮機から吐出された冷媒は、室内凝縮器、第１膨張機構、蒸発器として機能する室外熱交換器及び第２連絡路をこの順番に流れ、圧縮機に再び吸入される。その結果、室内凝縮器による加熱を行うことができる。
【００１９】
除湿を必要とする除湿暖房運転を行うとき、第１弁及び第２弁を用い、第１連絡路及び第２連絡路に冷媒が流れることを許容する。すると、圧縮機から吐出された冷媒は、室内凝縮器を通過した後、室外熱交換器（蒸発器としての）及び室内蒸発器に並列に流れる。さらに、室外熱交換器の上流側には第１膨張機構が配置されている。室内蒸発器の上流側には第２膨張機構が配置されている。従って、第１膨張機構及び第２膨張機構を用い、室外熱交換器及び室内蒸発器のそれぞれに適切な量の冷媒を流すことができる。
【００２０】
このように、室外熱交換器が蒸発器又は凝縮器として機能するので、運転モードに応じてヒートポンプサイクル（冷凍サイクル）に複数の蒸発器が存在する場合と、複数の凝縮器が存在する場合とがある。すなわち、除湿暖房運転時には２台の蒸発器がヒートポンプサイクルに存在する。冷房運転時又は再加熱除湿運転時には２台の凝縮器がヒートポンプサイクルに存在する。
【００２１】
２台の蒸発器がヒートポンプサイクルに存在する場合、２台の蒸発器に冷媒が並列に流れる。これにより、冷媒の圧力損失を低減できるのでヒートポンプサイクルの効率が向上する。また、各蒸発器の内部では、液冷媒が気化するだけなので、各蒸発器への冷媒の流入量（質量流量）が各蒸発器からの冷媒の流出量（質量流量）を上回る現象は起こらない。従って、各蒸発器の内部に冷媒及び冷凍機油が滞留することを防止できる。
【００２２】
２台の凝縮器がヒートポンプサイクルに存在する場合、各凝縮器の内部でガス冷媒が液化する。本実施形態では、２台の凝縮器を直列に冷媒が流れるので、２台の凝縮器には同じ量の冷媒が流れる。従って、２台の凝縮器の一方に冷媒及び冷凍機油が滞留することを防止できる。
【００２３】
本開示の第２態様は、第１態様に加え、前記方向制御弁が逆止弁又は開閉弁である、車両用空調装置を提供する。逆止弁及び開閉弁は、方向制御弁に必要な機能を発揮でき、しかも安価である。
【００２４】
本開示の第３態様は、第１又は第２態様に加え、前記暖房運転には、除湿を必要とするときに行われる除湿暖房運転が含まれ、前記除湿暖房運転において、前記第１弁は、前記第１連絡路の冷媒の流れを許容し、前記第２弁は、前記第２連絡路の冷媒の流れを許容し、前記室内凝縮器から流出した冷媒は、前記室内蒸発器及び蒸発器として機能する前記室外熱交換器を並列に流れる、車両用空調装置を提供する。第３態様によれば、冷媒の圧力損失を低減できるのでヒートポンプサイクルの効率が向上する。また、室内蒸発器の内部では、液冷媒が気化するだけなので、室内蒸発器への冷媒の流入量が室内蒸発器からの冷媒の流出量を上回る現象は起こらない。従って、室内蒸発器の内部に冷媒及び冷凍機油が滞留することを防止できる。このことは、室外熱交換器についても当てはまる。
【００２５】
本開示の第４態様は、第３態様に加え、前記室外熱交換器の冷媒の流量に対する前記室内蒸発器の冷媒の流量の比率が前記第２膨張機構によって調整される、車両用空調装置を提供する。第４態様によれば、室内蒸発器の冷媒の流量を適切に制御できるので、室内蒸発器によって空気が過度に冷却されることを防止できる。すなわち、ダクトに吸い込まれた空気を過度に冷却することによる暖房能力の低下を防止できる。
【００２６】
本開示の第５態様は、第１〜第４態様のいずれか１つに加え、前記冷房運転又は前記再加熱除湿運転において、前記第１弁は、前記第１連絡路の冷媒の流れを禁止し、前記第２弁は、前記第２連絡路の冷媒の流れを禁止し、前記室内凝縮器から流出した冷媒は、凝縮器として機能する前記室外熱交換器及び前記室内蒸発器をこの順番で流れる、車両用空調装置を提供する。第５態様によれば、室内蒸発器で冷房効果が得られる。冷媒が室外熱交換器及び室内凝縮器を順番に流れるので、室外熱交換器及び室内凝縮器に冷媒及び冷凍機油が滞留することも防止される。
【００２７】
本開示の第６態様は、第５態様に加え、前記冷房運転又は前記再加熱除湿運転において、前記圧縮機の吸入冷媒の過熱度が前記第２膨張機構によって調整される、車両用空調装置を提供する。圧縮機の吸入冷媒の過熱度を適切に調整することによって、ヒートポンプサイクルの効率が向上する。
【００２８】
本開示の第７態様は、第１〜第６態様のいずれか１つに加え、前記暖房運転には、除湿を必要としないときに行われる通常暖房運転が含まれ、前記通常暖房運転において、前記第１弁は、前記第１連絡路の冷媒の流れを禁止し、前記第２弁は、前記第２連絡路の冷媒の流れを許容し、前記室外熱交換器から流出した冷媒は、前記室内蒸発器をバイパスするように前記第２連絡路を流れる、車両用空調装置を提供する。第７態様によれば、室内凝縮器で暖房効果が得られる。
【００２９】
本開示の第８態様は、第３又は第７態様に加え、前記除湿暖房運転又は前記通常暖房運転において、前記圧縮機の吸入冷媒の過熱度が前記第１膨張機構によって調整される、車両用空調装置を提供する。圧縮機の吸入冷媒の過熱度を適切に調整することによって、ヒートポンプサイクルの効率が向上する。
【００３０】
本開示の第９態様は、第１〜第８態様のいずれか１つに加え、前記第１弁及び前記第２弁のそれぞれが開閉弁である、車両用空調装置を提供する。開閉弁は、コスト、信頼性などの観点から推奨される。
【００３１】
本開示の第１０態様は、第１〜第９態様のいずれか１つに加え、前記第１膨張機構をバイパスするように前記主回路に接続され、前記室内凝縮器から流出した冷媒を前記室外熱交換器に供給するバイパス路をさらに備えた、車両用空調装置を提供する。冷媒が第１膨張機構を経由しないようにバイパス路を使用すれば、第１膨張機構における冷媒の圧力損失を回避できる。
【００３２】
本開示の第１１態様は、第１〜第８態様のいずれか１つに加え、前記第１膨張機構をバイパスするように前記主回路に接続され、前記室内凝縮器から流出した冷媒を前記室外熱交換器に供給するバイパス路をさらに備え、前記第１弁が１つの流入口及び２つの流出口を有する方向切換弁であり、前記第１連絡路に前記方向切換弁が配置され、前記方向切換弁の前記２つの流出口の一方と前記流入口とのそれぞれに前記第１連絡路が接続されており、前記バイパス路によって、前記方向切換弁の前記２つの流出口の他方が前記主回路の前記第１膨張機構と前記室外熱交換器との間の部分に接続されている、車両用空調装置を提供する。第１１態様によれば、冷房運転及び再加熱除湿運転において、第１膨張機構をバイパスするようにバイパス路に冷媒を流すことができるので、第１膨張機構における冷媒の圧力損失を回避できる。
【００３３】
本開示の第１２態様は、第１１態様に加え、前記冷房運転又は前記再加熱除湿運転において、前記室内凝縮器から流出した冷媒は、前記方向切換弁によって前記バイパス路に導かれる、車両用空調装置を提供する。冷媒が第１膨張機構を経由しないようにバイパス路を使用すれば、第１膨張機構における冷媒の圧力損失を回避できる。
【００３４】
本開示の第１３態様は、第１１又は第１２態様に加え、前記方向切換弁が三方弁である、車両用空調装置を提供する。方向切換弁として三方弁を使用すれば、複数の開閉弁を使用する場合と比べて、部品点数を減らすことができる。また、比較的大きい内径を有する三方弁を安価に入手できるので、方向切換弁として三方弁を使用する場合には、方向切換弁での冷媒の圧力損失を減らすことができる。
【００３５】
本開示の第１４態様は、
暖房運転、冷房運転及び再加熱除湿運転を選択的に実行できる車両用空調装置であって、
圧縮機、凝縮器、第１膨張機構、室外熱交換器、第２膨張機構及び蒸発器がこの順番に接続されることによって形成された主回路と、
空気を加熱するための室内加熱器を有し、前記室内加熱器と前記凝縮器との間で熱媒体を循環させるように構成された第１回路と、
空気を冷却するための室内冷却器を有し、前記室内冷却器と前記蒸発器との間で前記熱媒体又は他の熱媒体を循環させるように構成された第２回路と、
外気導入口、内気導入口及び車室内への吹出口を有し、前記室内冷却器を通過した空気が前記室内加熱器を通過できるように、前記室内冷却器及び前記室内加熱器が内部に配置されたダクトと、
前記室外熱交換器と前記第２膨張機構との間において前記主回路に設けられ、前記室外熱交換器から前記第２膨張機構に向かう方向に冷媒が流れることを許容し、前記第２膨張機構から前記室外熱交換器に向かう方向に冷媒が流れることを禁止する方向制御弁と、
前記凝縮器と前記第１膨張機構との間で前記主回路から分岐し、前記方向制御弁と前記第２膨張機構との間で前記主回路に合流している第１連絡路と、
前記第１連絡路に配置され、前記凝縮器から流出した冷媒が前記室外熱交換器をバイパスして前記第２膨張機構に供給されることを許容でき、かつ前記凝縮器から流出した冷媒が前記室外熱交換器をバイパスして前記第２膨張機構に供給されることを禁止できる第１弁と、
前記室外熱交換器と前記方向制御弁との間で前記主回路から分岐し、前記蒸発器と前記圧縮機との間で前記主回路に合流している第２連絡路と、
前記第２連絡路に配置され、前記室外熱交換器から流出した冷媒が前記蒸発器をバイパスして前記圧縮機に供給されることを許容でき、かつ前記室外熱交換器から流出した冷媒が前記蒸発器をバイパスして前記圧縮機に供給されることを禁止できる第２弁と、
を備えた、車両用空調装置を提供する。
【００３６】
第１４態様では、ダクトに吸い込まれた空気の加熱が第１回路の室内加熱器によって行われ、ダクトに吸い込まれた空気の冷却が第２回路の室内冷却器によって行われる。この点を除き、第１４態様の構成は、第１態様の構成と一致している。従って、第１態様で得られる効果は、第１４態様でも得られる。
【００３７】
本開示の第１５態様は、第１４態様に加え、前記第１回路が前記熱媒体を貯めるための第１タンクを有し、前記第２回路が前記熱媒体を貯めるための第２タンクを有し、前記第１タンクと前記第２タンクとが連通管によって接続されている、車両用空調装置を提供する。第１５態様によれば、第１回路又は第２回路で熱媒体が不足することを防止できる。
【００３８】
本開示の第１６態様は、
暖房運転、冷房運転及び再加熱除湿運転を選択的に実行できる車両用空調装置であって、
圧縮機、室内凝縮器、第１膨張機構、室外熱交換器、第２膨張機構及び室内蒸発器がこの順番に接続されることによって形成された主回路を有するヒートポンプ回路と、
外気導入口、内気導入口及び車室内への吹出口を有し、前記室内蒸発器を通過した空気が前記室内凝縮器を通過できるように、前記室内凝縮器及び前記室内蒸発器が内部に配置されたダクトと、を備え、
前記暖房運転には、除湿を必要とする除湿暖房運転が含まれ、
前記ヒートポンプ回路は、（i）前記除湿暖房運転において、前記室内凝縮器から流出した冷媒が、２つの流れに分かれた後、前記室内蒸発器及び蒸発器として機能する前記室外熱交換器を並列に流れ、かつ（ii）前記冷房運転又は前記再加熱除湿運転において、前記室内凝縮器から流出した冷媒が、凝縮器として機能する前記室外熱交換器及び前記室内蒸発器をこの順番で流れるように構成されている、車両用空調装置を提供する。
【００３９】
第１６態様によっても、第１態様と同じ効果が得られる。第１６態様において、室内凝縮器に代えて、ダクトの外部に配置された凝縮器を使用してもよい。室内蒸発器に代えて、ダクトの外部に配置された凝縮器を使用してもよい。ダクトの内部には、室内冷却器を通過した空気が室内加熱器を通過できるように、室内冷却器及び室内加熱器が配置されうる。室内加熱器は、ヒートポンプ回路の凝縮器で得られる熱を用い、ダクトに吸い込まれた空気を加熱する。室内冷却器は、ダクトに吸い込まれた空気から熱を奪い、奪った熱をヒートポンプ回路の蒸発器で冷媒に与える。
【００４０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態によって本発明が限定されるものではない。
【００４１】
［第１実施形態］
図１及び図２に示すように、本実施形態の車両用空調装置１Ａは、ダクト５、ヒートポンプ回路６及び制御装置７を備えている。車両用空調装置１Ａは、暖房運転、除霜運転、冷房運転及び再加熱除湿運転から選ばれるいずれかのモードで運転されうる。暖房運転には、２種類の暖房運転が含まれる。１つの暖房運転は、除湿を必要としないときに行われる通常暖房運転である。他の１つの暖房運転は、除湿を必要とするときに行われる除湿暖房運転である。「再加熱除湿運転」とは、除湿のために空気をいったん冷却した後、除湿された空気を再加熱することによって、車室内の温度が下がることを抑制しつつ除湿を行える運転である。
【００４２】
ダクト５は、車室内に外気を取り込んだり、内気を循環させたりするための構造物である。図１及び図２では、ダクト５の形状が模式的に表されている。ダクト５の形状は特に限定されず、ダクト５が配置されるべきスペースに合わせて設計される。例えば、ダクト５の一部が膨らんでいたりうねっていたりしていてもよい。
【００４３】
ダクト５は、ダクト５の内部に外気を導入するための外気導入口５ａ、ダクト５の内部に内気（車室内の空気）を導入するための内気導入口５ｂ及び温度調整された空気を車室内に吹き出すための吹出口５ｃを有している。外気導入口５ａ及び内気導入口５ｂは、ダクト５の一方の端部に位置している。吹出口５ｃは、ダクト５の他方の端部に位置している。図示は省略するが、外気導入口５ａ及び内気導入口５ｂの近傍には、外気導入口５ａからダクト５に吸い込まれる外気の量と内気導入口５ｂからダクト５に吸い込まれる内気の量との比率を調整する吸気ダンパが配置されている。吹出口５ｃは、デフロスタ吹出口、フェイス吹出口及びフット吹出口などの複数の吹出口に分岐していてもよい。
【００４４】
ダクト５の内部には、送風機９が配置されている。送風機９は、ダクト５の一方の端部から他方の端部に向かう空気の流れを生じさせる。また、送風機９は、外気導入口５ａ及び内気導入口５ｂの近くに配置されていてもよいし、吹出口５ｃの近くに配置されていてもよい。
【００４５】
ヒートポンプ回路６は、主回路２、第１連絡路３及び第２連絡路４を有する。ヒートポンプ回路６を循環する冷媒の種類は特に限定されない。冷媒として、Ｒ１３４ａ、Ｒ４１０Ａ、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅなどのハイドロフルオロカーボン冷媒、イソブタン、プロパンなどのハイドロカーボン冷媒、ＣＯ2などの自然冷媒を使用できる。
【００４６】
主回路２は、圧縮機１０、室内凝縮器１１、第１膨張弁１４（第１膨張機構）、室外熱交換器１３、第２膨張弁１５（第２膨張機構）及び室内蒸発器１２を有する。これらのコンポーネントは、冷媒配管によってこの順番で環状に接続されている。第１膨張弁１４及び第２膨張弁１５は、例えば電動膨張弁である。ただし、第１膨張弁１４及び第２膨張弁１５として、オリフィス、キャピラリチューブなどの固定絞りの機能と開閉弁の機能とを併せ持った電磁弁を使用してもよいし、カーエアコンの蒸発器に一般的に使用される温度膨張弁を使用してもよい。
【００４７】
主回路２は、さらに、逆止弁２２及びアキュムレータ１６を有する。逆止弁２２は、室外熱交換器１３と第２膨張弁１５との間において主回路２に設けられている。アキュムレータ１６は、室内蒸発器１２と圧縮機１０との間において主回路２に設けられている。逆止弁２２は、方向制御弁の一例であり、室外熱交換器１３から第２膨張弁１５に向かう方向に冷媒が流れることを許容し、第２膨張弁１５から室外熱交換器１３に向かう方向に冷媒が流れることを禁止する。逆止弁２２と同じ機能を発揮できる限り、逆止弁２２に代えて、開閉弁などの他の方向制御弁を使用してもよい。逆止弁２２及び開閉弁は、方向制御弁に必要な機能を発揮でき、しかも安価である。ただし、電気的な制御を必要としない、スペースを節約できるなどの理由により、逆止弁２２の使用が推奨される。さらに、大きい内径を有する逆止弁２２を比較的安価に入手できる。逆止弁２２の内径が大きければ大きいほど、逆止弁２２での冷媒の圧力損失を減らすことができる。
【００４８】
圧縮機１０は、図示しない電動モータにより駆動され、吸入口から吸入した冷媒を圧縮して吐出口から吐出する。電動モータは、圧縮機１０の内部に配置されていてもよいし、外部に配置されていてもよい。例えば電気自動車では、電動モータが車両走行用のモータであってもよい。
【００４９】
室内凝縮器１１及び室内蒸発器１２は、ダクト５の内部に配置されている。詳細には、室内蒸発器１２を通過した空気が室内凝縮器１１を通過できるように、室内蒸発器１２がダクト５の内部における空気の流路の上流側に配置され、室内凝縮器１１が空気の流路の下流側に配置されている。室内蒸発器１２及び室内凝縮器１１は、送風機９によって供給される空気（内気及び／又は外気）と冷媒との間で熱交換を行う。
【００５０】
ダクト５の内部には、第１風路５Ｃ及び第２風路５Ｄが形成されている。第１風路５Ｃは、室内凝縮器１１を経由する風路である。第２風路５Ｄは、室内凝縮器１１を経由しない風路である。ダクト５の内部には、第１風路５Ｃと第２風路５Ｄとを仕切る仕切り板１９が配置されている。
【００５１】
さらに、ダクト５の内部には、第１風路５Ｃの空気の流量と第２風路５Ｄの空気の流量との比率を調整する調整ダンパ２１が設けられている。本実施形態では、調整ダンパ２１が室内凝縮器１１と仕切り板１９との間に配置されている。すなわち、調整ダンパ２１の揺動軸が仕切り板１９の風上側の端部に取り付けられている。調整ダンパ２１は、第１風路５Ｃを遮断する位置（熱交換器側遮断位置）と第２風路５Ｄを遮断する位置（バイパス側遮断位置）との間で揺動する。調整ダンパ２１は、仕切り板１９の風下側に逆向きで配置されていてもよい。
【００５２】
室外熱交換器１３は、例えば、車両の前部に配置されている。室外熱交換器１３は、車両の走行又はファン１７によって供給される外気と冷媒との間で熱交換を行う。室外熱交換器１３は、冷房運転及び再加熱除湿運転時に凝縮器として機能し、暖房運転時及び除湿暖房時に蒸発器として機能する。
【００５３】
室内凝縮器１１、室内蒸発器１２及び室外熱交換器１３として、例えば、フィンチューブ熱交換器が使用される。
【００５４】
第１連絡路３は、室内凝縮器１１と第１膨張弁１４との間で主回路２から分岐し、逆止弁２２と第２膨張弁１５との間で主回路２に合流している。つまり、第１連絡路３の上流端３ａは、主回路２の室内凝縮器１１と第１膨張弁１４との間の部分に位置している。第１連絡路３の下流端３ｂは、主回路２の逆止弁２２と第２膨張弁１５との間の部分に位置している。第１連絡路３には、第１開閉弁２３が配置されている。
【００５５】
第２連絡路４は、室外熱交換器１３と逆止弁２２との間で主回路２から分岐し、室内蒸発器１２と圧縮機１０との間で主回路２に合流している。つまり、第２連絡路４の上流端４ａは、主回路２の室外熱交換器１３と逆止弁２２との間の部分に位置している。第２連絡路４の下流端４ｂは、主回路２の室内蒸発器１２と圧縮機１０との間の部分に位置している。第２連絡路４には、第２開閉弁２４が配置されている。なお、第２連絡路４は、アキュムレータ１６に直接接続されていてもよい。つまり、第２連絡路４がアキュムレータ１６の内部で主回路２に合流していたとしても、第２連絡路４が室内蒸発器１２と圧縮機１０との間で主回路２に合流しているとみなすことができる。
【００５６】
第１開閉弁２３は、室内凝縮器１１から流出した冷媒が室外熱交換器１３をバイパスして第２膨張弁１５に供給されることを許容でき、かつ室内凝縮器１１から流出した冷媒が室外熱交換器１３をバイパスして第２膨張弁１５に供給されることを禁止できる。同様に、第２開閉弁２４は、室外熱交換器１３から流出した冷媒が室内蒸発器１２をバイパスして圧縮機１０に供給されることを許容でき、かつ室外熱交換器１３から流出した冷媒が室内蒸発器１２をバイパスして圧縮機１０に供給されることを禁止できる。従って、第１開閉弁２３及び第２開閉弁２４に代えて、上記の機能を発揮しうる他の弁を使用することができる。例えば、第１開閉弁２３に代えて、第１連絡路３の上流端３ａに配置された三方弁を使用してもよい。第２開閉弁２４に代えて、第２連絡路４の上流端４ａに配置された三方弁を使用してもよい。ただし、コスト、信頼性などの観点から開閉弁の使用が推奨される。
【００５７】
制御装置７は、通常暖房運転、除湿暖房運転、除霜運転、冷房運転及び再加熱除湿運転を実行するように、第１膨張弁１４、第２膨張弁１５、第１開閉弁２３、第２開閉弁２４、圧縮機１０及び調整ダンパ２１を適切に制御する。また、制御装置７には、車室内に配置された操作パネル（図示せず）、温度センサ８ａ、温度センサ８ｂなどが接続されている。制御装置７として、Ａ／Ｄ変換回路、入出力回路、演算回路、記憶装置などを含むＤＳＰ（Digital Signal Processor）を使用できる。制御装置７には、車両用空調装置１Ａを制御するためのプログラムが格納されている。図１では、図面の簡略化のために信号線の一部のみが描かれている。
【００５８】
先に説明したように、室外熱交換器１３が蒸発器又は凝縮器として機能するので、運転モードに応じてヒートポンプサイクルに複数の蒸発器が存在する場合と、複数の凝縮器が存在する場合とがある。具体的に、除湿暖房運転時には２台の蒸発器がヒートポンプサイクルに存在する。冷房運転時又は再加熱除湿運転時には２台の凝縮器がヒートポンプサイクルに存在する。
【００５９】
２台の蒸発器がヒートポンプサイクルに存在する場合、２台の蒸発器に冷媒が並列に流れる。これにより、冷媒の圧力損失を低減できるのでヒートポンプサイクルの効率が向上する。また、各蒸発器の内部では、液冷媒が気化するだけなので、各蒸発器への冷媒の流入量（質量流量）が各蒸発器からの冷媒の流出量（質量流量）を上回る現象は起こらない。従って、各蒸発器の内部に冷媒及び冷凍機油が滞留することを防止できる。
【００６０】
他方、２台の凝縮器がヒートポンプサイクルに存在する場合、各凝縮器の内部でガス冷媒が液化する。本実施形態では、２台の凝縮器を直列に冷媒が流れるので、２台の凝縮器には同じ量の冷媒が流れる。従って、２台の凝縮器の一方に冷媒及び冷凍機油が滞留することを防止できる。
【００６１】
以下、車両用空調装置１Ａが実行できるいくつかの運転モードを詳細に説明する。
【００６２】
（通常暖房運転）
通常暖房運転は、起動時などの除湿が必要でないときに実行される暖房運転である。通常暖房運転において、制御装置７は、第１連絡路３の冷媒の流れを禁止し、第２連絡路４の冷媒の流れを許容するように、第１開閉弁２３及び第２開閉弁２４を制御する。すなわち、第１開閉弁２３が閉じられ、第２開閉弁２４が開かれる。これにより、第２連絡路４が上流端４ａと下流端４ｂとの間で連通する。また、室内蒸発器１２に冷媒が流れないように第２膨張弁１５が閉じられる。なお、第１連絡路３の上流点３ａから第２膨張弁１５までの流路の長さが十分に短い場合には、その流路に多量の冷媒が滞留する可能性は小さい。従って、通常暖房運転において、第１開閉弁２３が閉じられることは必須ではない。
【００６３】
通常暖房運転において、室外熱交換器１３から流出した冷媒は、室内蒸発器１２をバイパスするように第２連絡路４を流れる。詳細には、圧縮機１０から吐出された冷媒は、図１に実線矢印で示すように、室内凝縮器１１、第１膨張弁１４、室外熱交換器１３及び第２連絡路４をこの順番に直列に流れ、再び圧縮機１０に吸入される。これにより、室内凝縮器１１で暖房効果が得られる。なお、通常暖房運転では、室内蒸発器１２に冷媒が流れないので、室内蒸発器１２に冷媒が滞留するようにも思われる。しかし、室内蒸発器１２の中の圧力は圧縮機１０の吸入圧力に概ね等しいので、室内蒸発器１２の中で冷媒は気化し、室内蒸発器１２に冷媒は滞留しない。
【００６４】
第１膨張弁１４の開度は、圧縮機１０の吸入冷媒が特定の過熱度（例えば、３〜７℃の範囲の過熱度）を有するように調整される。具体的には、圧縮機１０の吸入冷媒の温度が温度センサ８ａで検出される。検出された温度とヒートポンプサイクルの低圧側の飽和温度との差（過熱度）が特定の値に一致する又は特定の範囲に収まるように第１膨張弁１４の開度が調整される。ヒートポンプサイクルの低圧側の飽和温度は、例えば、室外熱交換器１３に設けられた温度センサ（蒸発温度センサ）によって検出されうる。圧縮機１０の吸入冷媒の過熱度を適切に調整することによって、ヒートポンプサイクルの効率が向上する。調整ダンパ２１は、第２風路５Ｄを遮断する位置にセットされる。なお、適切な過熱度の範囲は、以下の説明にも適用されうる。
【００６５】
（除湿暖房運転）
除湿暖房運転は、除湿が必要なときに実行される暖房運転である。除湿暖房運転において、制御装置７は、第１連絡路３の冷媒の流れを許容し、第２連絡路４の冷媒の流れを許容するように、第１開閉弁２３及び第２開閉弁２４を制御する。すなわち、第１開閉弁２３及び第２開閉弁２４の両方が開かれる。これにより、第１連絡路３が上流端３ａと下流端３ｂとの間で連通する。第２連絡路４が上流端４ａと下流端４ｂとの間で連通する。
【００６６】
除湿暖房運転において、室内凝縮器１１から流出した冷媒は、室内蒸発器１２及び蒸発器として機能する室外熱交換器１３を並列に流れる。詳細には、圧縮機１０から吐出された冷媒は、図１に破線矢印で示すように、室内凝縮器１１を通過した後、主回路２の室内凝縮器１１と第１膨張弁１４との間の部分で２つの流れに分かれる。すなわち、冷媒の一部は、第１膨張弁１４、室外熱交換器１３及び第２連絡路４を流れる。冷媒の残部は、第１連絡路３、第２膨張弁１５及び室内蒸発器１２を流れる。２つの流れは、主回路２の室内蒸発器１２と圧縮機１０との間の部分、すなわち、第２連絡路４の下流端４ｂで合流する。
【００６７】
除湿暖房運転において、冷媒は、室内蒸発器１２及び室外熱交換器１３を並列に流れる。これにより、冷媒の圧力損失を低減できるのでヒートポンプサイクルの効率が向上する。また、室内蒸発器１２の内部では、液冷媒が気化するだけなので、室内蒸発器１２への冷媒の流入量（質量流量）が室内蒸発器１２からの冷媒の流出量（質量流量）を上回る現象は起こらない。従って、室内蒸発器１２の内部に冷媒及び冷凍機油が滞留することを防止できる。このことは、室外熱交換器１３についても当てはまる。
【００６８】
除湿暖房運転において、室外熱交換器１３を通過した冷媒は、第１膨張弁１４で減圧されているので、その圧力は相対的に低い。他方、第１連絡路３を通過した冷媒は相対的に高い圧力を維持している。そのため、逆止弁２２の入口側（例えば、第２連絡路４の上流端４ａ）の圧力が低く、逆止弁２２の出口側（例えば、第１連絡路３の下流端３ｂ）の圧力が高い。この圧力差によって逆止弁２２は閉じられる。室外熱交換器１３を経由する冷媒の流れは、逆止弁２２によって、室内蒸発器１２を経由する冷媒の流れから自動的に隔てられる。
【００６９】
第１膨張弁１４の開度は、室外熱交換器１３から流出した冷媒が特定の過熱度を有するように調整される。つまり、圧縮機１０の吸入冷媒の過熱度が第１膨張弁１４によって調整される。具体的には、室外熱交換器１３から流出した冷媒が温度センサ８ｂで検出される。検出された温度とヒートポンプサイクルの低圧側の飽和温度との温度差が特定の値に一致する又は特定の範囲に収まるように第１膨張弁１４の開度が調整される。圧縮機１０の吸入冷媒の過熱度を適切に調整することによって、ヒートポンプサイクルの効率が向上する。
【００７０】
室外熱交換器１３の冷媒の流量に対する室内蒸発器１２の冷媒の流量の比率は、第２膨張機構１５によって調整されうる。つまり、第２膨張弁１５の開度は、室外熱交換器１３の冷媒の流量に対する室内蒸発器１２の冷媒の流量の比率（分配率）が特定の値に一致する又は特定の範囲に収まるように調整される。例えば、室外熱交換器１３のサイズが室内蒸発器１２のサイズに比べて大きいとき、両者のサイズの違いに応じて冷媒の分配率を決定することができる。分配率を適切に調整することによって、室内蒸発器の冷媒の流量を適切に制御できるので、室内蒸発器によって空気が過度に冷却されることを防止できる。すなわち、ダクト５に吸い込まれた空気を過度に冷却することによる暖房能力の低下を防止できる。なお、第１膨張弁１４の開度と第２膨張弁１５の開度とのバランスによって分配率が決まる。このことは、圧縮機１０の吸入冷媒の過熱度にもあてはまる。ダクト５に外気を導入するときには、第１膨張弁１４での冷媒の流量が多いので、過熱度及び分配率を決定するうえで、第１膨張弁１４がより大きい役割を担っている。
【００７１】
調整ダンパ２１は、第２風路５Ｄを遮断する位置にセットされる。これにより、ダクト５に吸い込まれた空気は、室内蒸発器１２で冷却及び除湿された後、室内凝縮器１１で加熱される。
【００７２】
（除霜運転）
除霜運転は、暖房運転中に室外熱交換器１３に霜が付着したとき又は定期的に実行される運転である。除霜運転において、制御装置７は、第１連絡路３の冷媒の流れを禁止するように第１開閉弁２３を制御する。すなわち、第１開閉弁２３が閉じられる。さらに、制御装置７は、全開又は高開度となるように第１膨張弁１４を制御する。第２開閉弁２４が開かれ、第２膨張弁１５が閉じられる。これにより、暖房運転から除霜運転へと移行する。圧縮機１０から吐出された高温の冷媒が室外熱交換器１３に供給され、室外熱交換器１３に付着した霜を溶かすことができる。室内凝縮器１１での放熱を抑えるために、ファン９を停止させることが望ましい。ただし、除霜運転中も車室内を暖めるために、ファン９を停止させることに代えて、ファン９の回転数を適度に下げてもよい。
【００７３】
なお、外気温度が０℃以上であれば、圧縮機１０の入力に相当する熱量で暖房を行いながら、０℃以上の外気を利用して除霜を行うことができる。具体的には、第１開閉弁２３を開き、第２開閉弁２４を閉じ、第１膨張弁１４を全閉にする。また、ガス冷媒のみが室内蒸発器１２を経由して圧縮機１０に戻るように第２膨張弁１５の開度を調整する。このとき、室外熱交換器１３の内部に残された冷媒が蒸発することによって、第１膨張弁１４、第２開閉弁２４及び逆止弁２２で閉じられた流路の圧力が次第に上昇する。すると、逆止弁２２の入口側の圧力が出口側の圧力を上回り、逆止弁２２が開く。これにより、室外熱交換器１３の内部の冷媒が逆止弁２２を経由して圧縮機１０に戻り、圧力の過剰な上昇を防止できる。さらに、室外熱交換器１３の内部に多量の冷媒が滞留することを防止できるので、ヒートポンプサイクルの冷媒不足を防止できる。
【００７４】
（冷房運転）
冷房運転において、制御装置７は、第１連絡路３の冷媒の流れを禁止し、第２連絡路４の冷媒の流れを禁止するように、第１開閉弁２３及び第２開閉弁２４を制御する。すなわち、第１開閉弁２３及び第２開閉弁２４の両方が閉じられる。従って、冷媒は主回路２のみを循環する。さらに、制御装置７は、全開となるように第１膨張弁１４を制御する。
【００７５】
冷房運転において、室内凝縮器１１から流出した冷媒は、凝縮器として機能する室外熱交換器１３及び室内蒸発器１２をこの順番で流れる。詳細には、圧縮機１０から吐出された冷媒は、図２に実線矢印で示すように、室内凝縮器１１、室外熱交換器１３、第２膨張弁１５及び室内蒸発器１２をこの順番に直列に流れ、再び圧縮機１０に吸入される。これにより、室内蒸発器１２で冷房効果が得られる。冷媒が室外熱交換器１３及び室内凝縮器１２を順番に流れるので、室外熱交換器１３及び室内凝縮器１２に冷媒及び冷凍機油が滞留することも防止される。
【００７６】
第２膨張弁１５の開度は、圧縮機１０の吸入冷媒が特定の過熱度を有するように調整される。具体的には、圧縮機１０の吸入冷媒の温度が温度センサ８ａで検出される。検出された温度とヒートポンプサイクルの低圧側の飽和温度との差が特定の値に一致する又は特定の範囲に収まるように第２膨張弁１５の開度が調整される。ヒートポンプサイクルの低圧側の飽和温度は、例えば、室内蒸発器１２に設けられた温度センサ（蒸発温度センサ）によって検出されうる。圧縮機１０の吸入冷媒の過熱度を適切に調整することによって、ヒートポンプサイクルの効率が向上する。調整ダンパ２１は、第１風路５Ｃを遮断する位置にセットされる。従って、ダクト５に吸い込まれた空気が室内凝縮器１１を流れず、加熱されない。
【００７７】
（再加熱除湿運転）
冷房運転のときと同じように、再加熱除湿運転では、第１連絡路３の冷媒の流れを禁止し、第２連絡路４の冷媒の流れを禁止するように、第１開閉弁２３及び第２開閉弁２４を制御する。すなわち、第１開閉弁２３及び第２開閉弁２４の両方が閉じられる。従って、冷媒は主回路２のみを循環する。さらに、制御装置７は、全開となるように第１膨張弁１４を制御する。
【００７８】
再加熱除湿運転において、室内凝縮器１１から流出した冷媒は、凝縮器として機能する室外熱交換器１３及び室内蒸発器１２をこの順番で流れる。詳細には、圧縮機１０から吐出された冷媒は、図２に実線矢印で示すように、室内凝縮器１１、室外熱交換器１３、第２膨張弁１５及び室内蒸発器１２をこの順番に直列に流れ、再び圧縮機１０に吸入される。これにより、室内蒸発器１２で冷房効果が得られ、かつ室内凝縮器１１で暖房効果が得られる。冷媒が室外熱交換器１３及び室内凝縮器１２を順番に流れるので、室外熱交換器１３及び室内凝縮器１２に冷媒及び冷凍機油が滞留することも防止される。
【００７９】
第２膨張弁１５の開度は、冷房運転のときと同じように、圧縮機１０の吸入冷媒が特定の過熱度を有するように調整される。後述するように、第１膨張弁１４で大きい圧力損失が生じて冷媒の圧力が大幅に低下することが懸念される場合には、第１膨張弁１４をバイパスするバイパス路が設けられていてもよい。
【００８０】
冷房運転と再加熱除湿運転とで異なる点は、調整ダンパ２１の位置である。冷房運転において、調整ダンパ２１は、第１風路５Ｃを遮断する位置にセットされる。これに対し、再加熱除湿運転では、調整ダンパ２１は、室内凝縮器１１を空気が通過できる位置、例えば、第２風路５Ｄを遮断する位置にセットされる。従って、ダクト５に吸い込まれた空気が室内蒸発器１２で冷却及び除湿された後、室内凝縮器１１で加熱される。
【００８１】
再加熱除湿運転において、圧縮機１０から吐出された冷媒の一部が室内凝縮器１１で凝縮及び液化し、残部が室外熱交換器１３で凝縮及び液化する。その後、冷媒は、第２膨張弁１５で膨張及び減圧され、室内蒸発器１２で蒸発及び気化し、再び圧縮機１０に吸入される。冷媒の一部が室内凝縮器１１で液化するものの、冷媒の全量が室内凝縮器１１及び室外熱交換器１３を直列に流れる。そのため、室内凝縮器１１にも室外熱交換器１３にも冷媒が滞留し得ない。また、第２膨張弁１５を経由して冷媒が圧縮機１０に戻るため、圧縮機１０の吸入冷媒の過熱度を第２膨張弁１５によって適切に制御できる。
【００８２】
以下、車両用空調装置のいくつかの変形例及び第２実施形態を説明する。図１及び図２に示す車両用空調装置１Ａと各変形例又は第２実施形態とで共通する要素には同じ参照符号を付し、それらの説明を省略することがある。すなわち、車両用空調装置１Ａに関する説明は、技術的に矛盾しない限り、以下の変形例及び第２実施形態にも適用されうる。逆に、以下の変形例及び第２実施形態に関する説明は、技術的に矛盾しない限り、車両用空調装置１Ａにも適用されうる。
【００８３】
［変形例１］
図３及び図４に示すように、変形例１の車両用空調装置１Ｂは、第１膨張弁１４をバイパスして室内凝縮器１１から流出した冷媒を室外熱交換器１３に供給するバイパス路２７を備えている。冷房運転及び再加熱除湿運転において、冷媒が第１膨張弁１４を経由しないようにバイパス路２７を使用すれば、第１膨張弁１４における冷媒の圧力損失を回避できる。
【００８４】
第１連絡路３には、１つの流入口及び２つの流出口を有する方向切換弁としての三方弁２５が配置されている。本実施形態では、バイパス路２７が第１連絡路３から分岐している。第１連絡路３からのバイパス路２７の分岐位置に三方弁２５が配置されている。三方弁２５の２つの流出口の一方と流入口とのそれぞれに第１連絡路３が接続されている。バイパス路２７によって、三方弁２５の２つの流出口の他方が主回路２の第１膨張弁１４と室外熱交換器１３との間の部分に接続されている。すなわち、バイパス路２７の下流端２７ｂは、主回路２の第１膨張弁１４と室外熱交換器１３との間の部分に位置している。
【００８５】
三方弁２５は、第１膨張弁１４をバイパスするバイパス路２７に冷媒を流す役割だけでなく、第１実施形態における第１開閉弁２３と同じ役割を持っている。すなわち、三方弁２５は、室内凝縮器１１から流出した冷媒が室外熱交換器１３をバイパスして第２膨張弁１５に供給されることを許容でき、かつ室内凝縮器１１から流出した冷媒が室外熱交換器１３をバイパスして第２膨張弁１５に供給されることを禁止できる。具体的には、三方弁２５が第１の状態（図３）にあるとき、第１連絡路３が上流端３ａと下流端３ｂとの間で連通する。三方弁２５が第２の状態（図４）にあるとき、バイパス路２７を通じて、第１連絡路３の上流端３ａからバイパス路２７の下流端２７ｂに向けて冷媒を流すことができる。
【００８６】
第１膨張弁１４は、通常、開度を調整可能な弁である。そのため、第１膨張弁１４の内径（オリフィスの内径）は比較的小さく、第１膨張弁１４が全開であったとしても、比較的大きい圧力損失が第１膨張弁１４で発生しがちである。本変形例によれば、冷房運転及び再加熱除湿運転において、第１膨張弁１４をバイパスするようにバイパス路２７に冷媒を流すことができるので、第１膨張弁１４における冷媒の圧力損失を回避できる。
【００８７】
本実施形態では、方向切換弁として三方弁２５が使用されている。方向切換弁として三方弁２５を使用すれば、複数の開閉弁を使用する場合と比べて、部品点数を減らすことができる。また、比較的大きい内径を有する三方弁２５を安価に入手できるので、方向切換弁として三方弁２５を使用する場合には、方向切換弁での冷媒の圧力損失を減らすことができる。
【００８８】
以下、車両用空調装置１Ｂが実行できるいくつかの運転モードを詳細に説明する。三方弁２５及び第１膨張弁１４の制御を除き、車両用空調装置１Ｂの各運転モードでの制御は、第１実施形態の車両用空調装置１Ａの各運転モードでの制御と同じである。
【００８９】
（通常暖房運転）
通常暖房運転において、制御装置７は、第１連絡路３の冷媒の流れを禁止し、第２連絡路４の冷媒の流れを許容するように、三方弁２５、第２開閉弁２４（開閉弁２４）及び第２膨張弁１５を制御する。すなわち、三方弁２５が第１の状態となり、第２開閉弁２４が開かれる。これにより、第１連絡路３が上流端３ａと下流端３ｂとの間で連通する。第２連絡路４が上流端４ａと下流端４ｂとの間で連通する。ただし、第１連絡路３から室内蒸発器１２に冷媒が流れないように第２膨張弁１５が閉じられる。圧縮機１０から吐出された冷媒は、図３に実線矢印で示すように、室内凝縮器１１、第１膨張弁１４、室外熱交換器１３及び第２連絡路４をこの順番に直列に流れ、再び圧縮機１０に吸入される。
【００９０】
（除湿暖房運転）
通常暖房運転の状態から第２膨張弁１５を開くことによって、除湿暖房運転を実行することができる。室内凝縮器１１から流出した冷媒は、室内蒸発器１２及び室外熱交換器１３を並列に流れる。圧縮機１０から吐出された冷媒は、図３に破線矢印で示すように、室内凝縮器１１を通過した後、主回路２の室内凝縮器１１と第１膨張弁１４との間の部分で２つの流れに分かれる。２つの流れは、主回路２の室内蒸発器１２と圧縮機１０との間の部分で合流する。第１膨張弁１４の開度は、室外熱交換器１３から流出した冷媒が特定の過熱度を有するように調整される。第２膨張弁１５の開度は、室外熱交換器１３の冷媒の流量に対する室内蒸発器１２の冷媒の流量の比率（分配率）が特定の値に一致する又は特定の範囲に収まるように調整される。
【００９１】
（除霜運転）
除霜運転において、制御装置７は、第１連絡路３の冷媒の流れを禁止するように、三方弁２５及び第２膨張弁１５を制御する。すなわち、三方弁２５が第１の状態となる。これにより、第１連絡路３が上流端３ａと下流端３ｂとの間で連通する。ただし、第１連絡路３から室内蒸発器１２に冷媒が流れないように第２膨張弁１５が閉じられる。さらに、制御装置７は、全開又は高開度となるように第１膨張弁１４を制御する。圧縮機１０から吐出された高温の冷媒が室外熱交換器１３に供給され、室外熱交換器１３に付着した霜を溶かすことができる。第１膨張弁１４において大きい圧力損失が発生することを回避するために、第１膨張弁１４をバイパスするようにバイパス路２７に冷媒を流してもよい。なお、外気温度が０℃以上であれば、圧縮機１０の入力に相当する熱量で暖房を行いながら、０℃以上の外気を利用して除霜を行うことができる。具体的には、上流端３ａから下流端３ｂに冷媒が流れるように三方弁２５を第１の状態に切り換える。第１膨張弁１４を全閉とする。ガス冷媒のみが室内蒸発器１２を経由して圧縮機１０に戻るように第２膨張弁１５の開度を調整する。
【００９２】
（冷房運転）
冷房運転において、制御装置７は、第１連絡路３の冷媒の流れを禁止し、第２連絡路４の冷媒の流れを禁止するように、三方弁２５及び第２開閉弁２４を制御する。すなわち、第１連絡路３の上流端３ａからバイパス路２７の下流端２７ｂへと冷媒が流れるように三方弁２５が第２の状態となる。第２開閉弁２４は閉じられる。従って、冷媒は、主回路２及びバイパス路２７のみを循環する。圧縮機１０から吐出された冷媒は、図４に実線矢印で示すように、室内凝縮器１１、室外熱交換器１３、第２膨張弁１５及び室内蒸発器１２をこの順番に直列に流れ、再び圧縮機１０に吸入される。第２膨張弁１５の開度は、圧縮機１０の吸入冷媒が特定の過熱度を有するように調整される。調整ダンパ２１は、第１風路５Ｃを遮断する位置にセットされる。
【００９３】
（再加熱除湿運転）
冷房運転の状態から調整ダンパ２１の位置を変更することによって、再加熱除湿運転を実行することができる。調整ダンパ２１は、室内凝縮器１１を空気が通過できる位置、例えば、第２風路５Ｄを遮断する位置にセットされる。再加熱除湿運転において、圧縮機１０から吐出された冷媒の一部が室内凝縮器１１で凝縮及び液化し、残部が室外熱交換器１３で凝縮及び液化する。その後、冷媒は、第２膨張弁１５で膨張及び減圧され、室内蒸発器１２で蒸発及び気化し、再び圧縮機１０に吸入される。従って、第１実施形態で説明した効果と同じ効果が本変形例でも得られる。
【００９４】
本変形例によれば、冷房運転及び再加熱除湿運転において、バイパス路２７を経由して室内凝縮器１１から室外熱交換器１３に冷媒を流すことができる。すなわち、冷媒が第１膨張弁１４を経由しないので、第１膨張弁１４において大きい圧力損失が発生することを回避できる。その結果、室外熱交換器１３での冷媒の蒸発温度をなるべく高く維持することができ、これにより、室外熱交換器１３での熱交換効率が向上する。
【００９５】
［変形例２］
図５に示すように、変形例２の車両用空調装置１Ｃは、第１膨張弁１４をバイパスして室内凝縮器１１から流出した冷媒を室外熱交換器１３に供給するバイパス路２８を備えている。冷房運転及び再加熱除湿運転において、冷媒が第１膨張弁１４を経由しないようにバイパス路２８を使用すれば、第１膨張弁１４における冷媒の圧力損失を回避できる。
【００９６】
バイパス路２８は、室内凝縮器１１と第１膨張弁１４との間で主回路２から分岐し、第１膨張弁１４と室外熱交換器１３との間で主回路２に合流している。つまり、バイパス路２８の上流端２８ａは、主回路２の室内凝縮器１１と第１膨張弁１４との間の部分に位置している。バイパス路２８の上流端２８ａの位置は、第１連絡路３の上流端３ａの位置に一致していてもよい。バイパス路２８の下流端２８ｂは、主回路２の第１膨張弁１４と室外熱交換器１３との間の部分に位置している。バイパス路２８には、バイパス開閉弁２９が配置されている。開閉弁２３及び２９の組み合わせは、変形例１における三方弁２５と同じ機能を発揮しうる。
【００９７】
冷房運転及び再加熱除湿運転において、第１開閉弁２３が閉じられ、第１膨張弁１４が閉じられ、バイパス開閉弁２９が開かれ、第２開閉弁２４が閉じられる。室内凝縮器１１から流出した冷媒の全量が、バイパス路２８を経由して、室外熱交換器１３へと供給される。主回路２において、冷媒は、室内凝縮器１１、室外熱交換器１３、第２膨張弁１５及び室内蒸発器１２をこの順番に直列に流れる。
【００９８】
通常暖房運転及び除湿暖房運転において、第１開閉弁２３が開かれ、バイパス開閉弁２９が閉じられる。第１膨張弁１４の開度が特定の開度に調整される。これにより、室外熱交換器１３及び室内蒸発器１２に冷媒を並列に流すことができる。
【００９９】
［第２実施形態］
図６及び図７に示すように、本実施形態の車両用空調装置１Ｄは、ダクト５、ヒートポンプ回路４６、第１回路３０、第２回路３１及び制御装置７を備えている。ヒートポンプ回路４６は、主回路４２、第１連絡路３及び第２連絡路４を有している。第１連絡路３及び第２連絡路４の詳細は、第１実施形態で説明した通りである。ヒートポンプ回路４６は、第１回路３０及び第２回路３１のそれぞれに熱的に接続されている。つまり、ヒートポンプ回路４６と第１回路３０との間で熱の授受が行われる。ヒートポンプ回路４６と第２回路３１との間で熱の授受が行われる。
【０１００】
主回路４２は、圧縮機１０、凝縮器４１、第１膨張弁１４、室外熱交換器１３、第２膨張弁１５及び蒸発器４０を有する。これらのコンポーネントは、冷媒配管によってこの順番で環状に接続されている。また、主回路４２には、逆止弁２２及びアキュムレータ１６が設けられている。
【０１０１】
第１回路３０は、室内加熱器４８、タンク３３（第１タンク）及びポンプ３２を有する。これらのコンポーネントは、配管によってこの順番で環状に接続されている。室内加熱器４８は、空気を加熱するための熱交換器であって、ダクト５の内部に配置されている。第１回路３０には、水、ブラインなどの液体の熱媒体が充填されている。タンク３３には熱媒体が貯められている。タンク３３の中の熱媒体はポンプ３２によって凝縮器４１に送られる。熱媒体は、主回路２の凝縮器４１で加熱された後、室内加熱器４８に送られる。熱媒体の熱は、室内加熱器４８において、ダクト５に吸い込まれた空気に与えられる。その後、熱媒体はタンク３３に戻される。このように、第１回路３０は、室内加熱器４８と凝縮器４１との間で熱媒体を循環させるように構成されている。
【０１０２】
第２回路３１は、室内冷却器４９、タンク３５（第２タンク）及びポンプ３４を有する。これらのコンポーネントは、配管によってこの順番で環状に接続されている。室内冷却器４９は、空気を冷却するための熱交換器であって、ダクト５の内部に配置されている。第２回路３１にも、水、ブラインなどの液体の熱媒体が充填されている。タンク３５には熱媒体が貯められている。タンク３５の中の熱媒体はポンプ３４によって蒸発器４０に送られる。熱媒体は、主回路２の蒸発器４０で冷却された後、室内冷却器４９に送られる。熱媒体は、室内熱冷却器４９において、ダクト５に吸い込まれた空気から熱を奪う。その後、熱媒体はタンク３５に戻される。このように、第２回路３１は、室内冷却器４９と蒸発器４０との間で熱媒体を循環させるように構成されている。
【０１０３】
タンク３３の下部は、タンク３５の下部と連通管３６によって接続されている。連通管３６を通じて、第１回路３０と第２回路３１との間を熱媒体が往来できる。タンク３３の熱媒体の量とタンク３５の熱媒体の量との間に偏りが生じないように、タンク３３及び３５の一方から他方へと熱媒体が流れる。これにより、第１回路３０又は第２回路３１で熱媒体が不足することを防止できる。ただし、第１回路３０の熱媒体の種類が、第２回路３１の熱媒体の種類と異なっていてもよい。この場合、連通管３６は省略される。
【０１０４】
凝縮器４１及び蒸発器４０は、液体と冷媒（気相又は気液二相）との間で熱交換を生じさせることができる熱交換器である。そのような熱交換器として、二重管式熱交換器、プレート式熱交換器などが挙げられる。
【０１０５】
本実施形態では、凝縮器４１及び蒸発器４０は、ダクト５の外に配置されている。つまり、主回路２がダクト５の中を通っていない。ダクト５の中には、第１回路３０及び第２回路３１が通されている。詳細には、室内冷却器４９を通過した空気が室内加熱器４８を通過できるように、室内冷却器４９及び室内加熱器４８がダクト５の内部に配置されている。ダクト５の内部における空気の流路の上流側に室内冷却器４９が位置し、下流側に室内加熱器４８が位置している。
【０１０６】
以下、車両用空調装置１Ｄが実行できるいくつかの運転モードを詳細に説明する。ヒートポンプ回路４６の冷媒とダクト５に吸い込まれた空気との間の熱交換が第１回路３０及び第２回路３１を介して行われることを除けば、車両用空調装置１Ｄの各運転モードでの制御は、第１実施形態の車両用空調装置１Ａの各運転モードでの制御と同じである。
【０１０７】
（通常暖房運転）
通常暖房運転において、圧縮機１０から吐出された冷媒は、図６に実線矢印で示すように、凝縮器４１、第１膨張弁１４、室外熱交換器１３及び第２連絡路４をこの順番に直列に流れ、再び圧縮機１０に吸入される。第１回路３０を熱媒体が循環するようにポンプ３２を駆動すると、第１回路３０の熱媒体が凝縮器４１において加熱される。加熱された熱媒体は、室内加熱器４８に送られ、ダクト５に吸い込まれた空気を加熱する。これにより、室内加熱器４８で暖房効果が得られる。
【０１０８】
他方、通常暖房運転において、蒸発器４０には冷媒が流れない。第２回路３１のポンプ３４は停止しており、熱媒体は第２回路３１を循環しない。従って、室内冷却器４９による空気の冷却は行われない。
【０１０９】
（除湿暖房運転）
除湿暖房運転において、圧縮機１０から吐出された冷媒は、図６に破線矢印で示すように、凝縮器４１を通過した後、主回路４２の凝縮器４１と第１膨張弁１４との間の部分で２つの流れに分かれる。冷媒の一部は、第１膨張弁１４、室外熱交換器１３及び第２連絡路４を流れる。冷媒の残部は、第１連絡路３、第２膨張弁１５及び蒸発器４０を流れる。２つの流れは、主回路２の蒸発器４０と圧縮機１０との間の部分で合流する。第１回路３０を熱媒体が循環するようにポンプ３２を駆動すると、第１回路３０の熱媒体が凝縮器４１において加熱される。加熱された熱媒体は、室内加熱器４８に送られ、ダクト５に吸い込まれた空気を加熱する。同様に、第２回路３１を熱媒体が循環するようにポンプ３４を駆動すると、第２回路３１の熱媒体が蒸発器４０において冷却される。冷却された熱媒体は、室内冷却器４９に送られ、ダクト５に吸い込まれた空気を冷却する。調整ダンパ２１は、第２風路５Ｄを遮断する位置にセットされる。従って、ダクト５に吸い込まれた空気は、室内冷却器４９で除湿された後、室内加熱器４８で加熱される。
【０１１０】
（除霜運転）
除霜運転では、ポンプ３２及びポンプ３４は止められる。その他の制御は、第１実施形態で説明した通りである。
【０１１１】
（冷房運転）
冷房運転において、圧縮機１０から吐出された冷媒は、凝縮器４１、室外熱交換器１３、第２膨張弁１５及び蒸発器４０をこの順番に直列に流れ、再び圧縮機１０に吸入される。第１回路３０を熱媒体が循環するようにポンプ３２を駆動すると、第１回路３０の熱媒体が凝縮器４１において加熱される。加熱された熱媒体は、室内加熱器４８に送られる。調整ダンパ２１は、第１風路５Ｃを遮断する位置にセットされる。従って、ダクト５に吸い込まれた空気が室内加熱器４８を流れず、加熱されない。第２回路３１を熱媒体が循環するようにポンプ３４を駆動すると、第２回路３１の熱媒体が蒸発器４０において冷却される。冷却された熱媒体は、室内冷却器４９に送られる。これにより、ダクト５に吸い込まれた空気が室内冷却器４９で冷却される。なお、調整ダンパ２１によって第１風路５Ｃを遮断することに代えて、ポンプ３２を停止することによって、室内加熱器４８への加熱された熱媒体の供給を止めてもよい。
【０１１２】
（再加熱除湿運転）
冷房運転と再加熱除湿運転とで異なる点は、調整ダンパ２１の位置である。調整ダンパ２１は、室内加熱器４８を空気が通過できる位置、例えば、第２風路５Ｄを遮断する位置にセットされる。再加熱除湿運転において、圧縮機１０から吐出された冷媒は、図７に実線矢印で示すように、凝縮器４１、室外熱交換器１３、第２膨張弁１５及び蒸発器４０をこの順番に直列に流れ、再び圧縮機１０に吸入される。第１回路３０を熱媒体が循環するようにポンプ３２を駆動すると、第１回路３０の熱媒体が凝縮器４１において加熱される。加熱された熱媒体は、室内加熱器４８に送られ、ダクト５に吸い込まれた空気を加熱する。同様に、第２回路３１を熱媒体が循環するようにポンプ３４を駆動すると、第２回路３１の熱媒体が蒸発器４０において冷却される。冷却された熱媒体は、室内冷却器４９に送られ、ダクト５に吸い込まれた空気を冷却する。つまり、ダクト５に吸い込まれた空気は、室内冷却器４９で除湿された後、室内加熱器４８で加熱される。
【０１１３】
（その他の変形例）
図６及び図７に示す車両用空調装置１Ｄは、第１回路３０及び第２回路３１から選ばれる一方のみを有していてもよい。例えば、車両用空調装置１Ｄが第１回路３０のみを有しているとき、主回路４２は、蒸発器４０に代えて、第１実施形態で説明した室内蒸発器１２を有していてもよい。車両用空調装置１Ｄが第２回路３１のみを有しているとき、主回路４２は、凝縮器４１に代えて、第１実施形態で説明した室内凝縮器１１を有していてもよい。特に、前者では、ヒートポンプ回路の室内蒸発器と水循環式ヒータコアである室内加熱器とがダクトの内部に配置された構造が採用される。この構造は、エンジン冷却後の高温水をヒータコアに送ることにより暖房を行う既存の車両の構造と同じである。そのため、本明細書に開示された車両用空調装置を構築するために、従来のＨＶＡＣユニット（Heating, Ventilation, and Air Conditioning）を大きな設計変更を加えることなく使用できる可能性がある。この場合、開発期間の短縮及びコストの低減効果を期待できる。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本明細書に開示された車両用空調装置は、ハイブリッドカー、電気自動車、燃料電池自動車などの車両に特に有用である。
【符号の説明】
【０１１５】
１Ａ〜１Ｄ  車両用空調装置
２，４２  主回路
３  第１連絡路
４  第２連絡路
５  ダクト
５ａ  外気導入口
５ｂ  内気導入口
５ｃ  吹出口
６，４６  ヒートポンプ回路
７  制御装置
１０  圧縮機
１１  室内凝縮器
１２  室内蒸発器
１３  室外熱交換器
１４  第１膨張弁
１５  第２膨張弁
２２  逆止弁
２３  第１開閉弁
２４  第２開閉弁
２５  三方弁
２７，２８  バイパス路
２９  バイパス開閉弁
３０  第１回路
３１  第２回路
４０  蒸発器
４１  凝縮器
４８  室内加熱器
４９  室内冷却器
【図１】
2014156143.tif 000003
【図２】
2014156143.tif 000004
【図３】
2014156143.tif 000005
【図４】
2014156143.tif 000006
【図５】
2014156143.tif 000007
【図６】
2014156143.tif 000008
【図７】
2014156143.tif 000009
【図８Ａ】
2014156143.tif 000010
【図８Ｂ】
2014156143.tif 000011