(57)【要約】      （修正有）【課題】吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置において、車室内の加熱目的での高温熱源の駆動を抑制し、燃費の向上を図る。【解決手段】吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置１０は、ブロワ下流に設けられた室内熱交換器５２と、ヒータコア８２からなる室内空調ユニットを備えている。また、高温熱源（エンジン８０）と脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ、２４Ａ）との間で冷却液を循環させるための第１の循環路４０と、吸着式ヒートポンプ２０内の熱源とヒータコア８２と室内熱交換器５２及び室外熱交換器６２のいずれか一方との間で冷却液を循環させるための第２の循環路９０と、吸着工程側の蒸発凝縮部（２２Ｂ、２４Ｂ）と、室内熱交換器５２及び室外熱交換器６２のいずれか他方との間で冷却液を循環させるための第３の循環路９２と、を備えている。【選択図】図１
2018090028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロワ下流に設けられた室内熱交換器と、前記室内熱交換器の下流に設けられたヒータコアからなる室内空調ユニットと、
冷媒の吸着及び脱離を行う吸着脱離部と、冷媒の蒸発及び凝縮を行う蒸発凝縮部と、を有する複数の容器を含んで構成され、前記容器内において吸着工程及び脱離工程が繰り返し行われる吸着式ヒートポンプと、
高温熱源と、脱離工程側の前記吸着脱離部との間で冷却液を循環させるための第１の循環路と、
前記吸着式ヒートポンプ内の熱源と、前記ヒータコアと、前記室内熱交換器及び室外熱交換器のいずれか一方との間で冷却液を循環させるための第２の循環路と、
吸着工程側の前記蒸発凝縮部と、前記室内熱交換器及び前記室外熱交換器のいずれか他方との間で冷却液を循環させるための第３の循環路と、
を備える吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、冷却することで水を吸着し、加熱することで水を脱離する吸着コアと、当該吸着コアにおける吸着時に水が蒸発し、脱離時に水が凝縮する蒸発凝縮器を備える空調装置が開示されている。この空調装置では、ブロワの空気下流側に室内熱交換器とヒータコアが配置されている。また、エンジンの冷却水が吸着コアに導入された後にヒータコアに導入される点が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１４０６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の空調装置では、除湿運転時に、室内熱交換器で空気を冷却結露させた上で、ヒータにて再加熱させるため熱消費が増える。そのため、ハイブリッド車など、燃費の良い廃熱の少ない車では、エンジンの熱源不足、又はエンジンの負荷増加による燃費悪化が問題となる。また、暖房運転時においても、エンジンの熱源を利用する従来のヒータでは冬季に熱源が不足し、電気ヒータを併用するなど、車両燃費が悪化するという問題が発生している。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して、吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置において、車室内の加熱目的での高温熱源の駆動を抑制し、燃費の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載された吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置は、ブロワ下流に設けられた室内熱交換器と、前記室内熱交換器の下流に設けられたヒータコアからなる室内空調ユニットと、冷媒の吸着及び脱離を行う吸着脱離部と、冷媒の蒸発及び凝縮を行う蒸発凝縮部と、を有する複数の容器を含んで構成され、前記容器内において吸着工程及び脱離工程が繰り返し行われる吸着式ヒートポンプと、高温熱源と、脱離工程側の前記吸着脱離部との間で冷却液を循環させるための第１の循環路と、前記吸着式ヒートポンプ内の熱源と、前記ヒータコアと、前記室内熱交換器及び室外熱交換器のいずれか一方との間で冷却液を循環させるための第２の循環路と、吸着工程側の前記蒸発凝縮部と、前記室内熱交換器及び前記室外熱交換器のいずれか他方との間で冷却液を循環させるための第３の循環路と、を備えている。
【０００７】
上記構成の吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置は、ブロワ下流に設けられた室内熱交換器と、室内熱交換器の下流に設けられたヒータコアからなる室内空調ユニットを備えている。また、当該車両用エアコン装置では、吸着式ヒートポンプが、複数の容器を含んで構成されている。この容器は、冷媒の吸着及び脱離を行う吸着脱離部と、冷媒の蒸発及び凝縮を行う蒸発凝縮部と、を有している。そして、各容器において、吸着工程及び脱離工程が繰り返し行われる。
【０００８】
一方、当該車両用エアコン装置は、高温熱源と脱離工程側の吸着脱離部との間で冷却液を循環させるための第１の循環路を備えている。また、吸着式ヒートポンプ内の熱源と、ヒータコアと、室内熱交換器及び室外熱交換器のいずれか一方との間で冷却液を循環させるための第２の循環路を備えている。さらに、吸着工程側の蒸発凝縮部と室内熱交換器及び室外熱交換器のいずれか他方との間で冷却液を循環させるための第３の循環路とを備えている。
ここで、「吸着式ヒートポンプ内の熱源」とは、吸着熱が発生する吸着工程側の吸着脱離部と、凝縮熱が発生する脱離工程側の蒸発凝縮部が該当する。
【０００９】
上記構成の吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置では、稼働により内部で発生した熱（吸着熱、凝縮熱）を車室内の加熱に使用することができる。一方、高温熱源（例えば、エンジン）の廃熱は吸着式ヒートポンプの冷媒脱離用に使用し、車室内の加熱には使用しないので、廃熱消費を節約することができる。特に、高温熱源の廃熱が不足したときに高温熱源を駆動させて廃熱を生み出すことが減らせるため、除湿暖房時の燃費が向上する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置によれば、車室内の加熱目的での高温熱源の駆動を抑制し、燃費の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態に係る吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置の構成図であって、冷房要求時及び除湿暖房時の状態を示す図である。
【図２】本実施の形態に係る吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置の構成図であって、暖房要求時の状態を示す図である。
【図３】本実施の形態に係る吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置に用いられる室内空調ユニットを模式的に示す図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図１〜図３を用いて本実施の形態に係る吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置１０（以下、車両用エアコン装置１０という）について説明する。図１及び図２に示されるように、車両用エアコン装置１０は、吸着式ヒートポンプ２０を備えたエアコン装置として構成されている。この車両用エアコン装置１０は、「高温熱源」としてのエンジン８０と吸着式ヒートポンプ２０（詳しくは、後述する脱離工程側の吸着脱離部）との間において冷却液を循環させるための「第１の循環路」として、第１循環回路４０を備えている。また、車両用エアコン装置１０は、吸着式ヒートポンプ２０内の熱源（詳しくは、後述する吸着工程側の吸着脱離部及び脱離工程側の蒸発凝縮部）と第１の熱交換器との間において冷却液を循環させるための「第２の循環路」として、第２循環回路９０を備えている。さらに、車両用エアコン装置１０は、吸着式ヒートポンプ２０（詳しくは、後述する吸着工程側の蒸発凝縮部）と第２の熱交換器との間において冷却液を循環させるための「第３の循環路」として、第３循環回路９２を備えている。
【００１３】
そして、第１循環回路４０では「高温」の冷却液が循環し、第２循環回路９０では「低温」の冷却液が循環し、第３循環回路９２では「冷温」の冷却液が循環する。ここで、「高温」とは、後述する吸着脱離部における脱離工程を促す温度（例えば、９０°Ｃ程度）が該当する。本実施の形態では、エンジン８０から排出される冷却液は「高温」に温められている。また、「冷温」とは、車内温度より低い温度（例えば、１０°Ｃ程度）が該当する。本実施の形態では、蒸発凝縮部における冷媒の蒸発潜熱によって、冷却液は「冷温」に冷却される。さらに、「低温」とは、大気温度より高く、「冷温」と「高温」の間の温度（例えば、４０°Ｃ程度）が該当する。本実施の形態では、吸着式ヒートポンプ２０の内部において発生する熱（吸着熱、凝縮熱）によって、冷却液は「低温」に温められる。
【００１４】
そして、冷房要求時及び除湿暖房時においては、第１の熱交換器は室外熱交換器６２が、第２の熱交換器は室内熱交換器５２がそれぞれ対応する。また、暖房要求時においては、第１の熱交換器は室内熱交換器５２が、第２の熱交換器は室外熱交換器６２がそれぞれ対応する。
以下、車両用エアコン装置１０の構成について説明する。
【００１５】
（吸着式ヒートポンプ）
本実施の形態の車両用エアコン装置１０は、吸着式ヒートポンプ２０を含んで構成されている。吸着式ヒートポンプ２０は、複数（本実施の形態では２つ）の容器を備えており、一方の容器において吸着工程が行われ、他方の容器において脱離工程が行われるようになっている。すなわち、一方の容器において、吸着剤３２によって冷媒（水）を吸着し、吸着剤３２による冷媒の吸着に伴って冷媒が蒸発することで生じる蒸発潜熱を利用して、「冷温」に冷却された冷却液を得るようになっている。また、他方の容器において、冷媒（水）を吸着した吸着剤３２を加熱することで、吸着剤３２から冷媒（水）を脱離するようになっている。そして、吸着式ヒートポンプ２０では、各容器内において吸着工程及び脱離工程が繰り返し行われる。
以下、具体的に説明する。
【００１６】
吸着式ヒートポンプ２０は、「吸着脱離部」としての第１吸着脱離部２２Ａ及び第２吸着脱離部２４Ａと、「蒸発凝縮部」としての第１蒸発凝縮部２２Ｂ及び第２蒸発凝縮部２４Ｂと、を含んで構成されている。そして、第１吸着脱離部２２Ａ及び第１蒸発凝縮部２２Ｂが対を成して「容器」としての第１容器２２を構成している。第１容器２２の内部は密閉されている。また、第２吸着脱離部２４Ａ及び第２蒸発凝縮部２４Ｂが対を成して「容器」としての第２容器２４を構成している。第２容器２４の内部は密閉されている。
【００１７】
第１吸着脱離部２２Ａ及び第２吸着脱離部２４Ａの内部には、それぞれ吸着剤３２が収容されており、吸着剤３２は、シリカゲルやゼオライト等（本実施の形態では、ゼオライト）で構成されている。また、第１吸着脱離部２２Ａの内部には、第１吸着コア２２Ｃ（熱交換器）が配置されており、第１吸着コア２２Ｃは、４方弁２６Ａ，２６Ｂに接続されている。この４方弁２６Ａ，２６Ｂには、制御部３０（図１参照、図２では図示省略）が電気的に接続されており、４方弁２６Ａ，２６Ｂの切替制御を制御部３０によって行う構成になっている。そして、第１吸着コア２２Ｃは、４方弁２６Ａ，２６Ｂよって、後述する第１循環回路４０又は第２循環回路９０に接続される。
【００１８】
さらに、第１吸着脱離部２２Ａと同様に、第２吸着脱離部２４Ａの内部には、第２吸着コア２４Ｃ（熱交換器）が配置されており、第２吸着コア２４Ｃは、４方弁２６Ａ，２６Ｂに接続されて、４方弁２６Ａ，２６Ｂによって、後述する第１循環回路４０又は第２循環回路９０に接続される構成となっている。そして、第１吸着コア２２Ｃ及び第２吸着コア２４Ｃ内には、第１循環回路４０内又は第２循環回路９０内を流れる冷却液が循環されるようになっている。
【００１９】
一方、第１蒸発凝縮部２２Ｂ及び第２蒸発凝縮部２４Ｂの内部には、冷媒（本実施の形態では、冷却水）が注入されている。また、第１蒸発凝縮部２２Ｂの内部には、第１蒸発凝縮コア２２Ｄ（熱交換器）が配置されており、第１蒸発凝縮コア２２Ｄは、４方弁２８Ａ，２８Ｂに接続されている。この４方弁２８Ａ，２８Ｂには、前述した制御部３０が電気的に接続されており、４方弁２８Ａ，２８Ｂの切替制御を制御部３０によって行う構成になっている。そして、第１蒸発凝縮コア２２Ｄが、４方弁２８Ａ，２８Ｂによって、後述する第２循環回路９０又は第３循環回路９２に接続される。
【００２０】
さらに、第１蒸発凝縮部２２Ｂと同様に、第２蒸発凝縮部２４Ｂの内部には、第２蒸発凝縮コア２４Ｄ（熱交換器）が配置されており、第２蒸発凝縮コア２４Ｄは、４方弁２８Ａ，２８Ｂに接続されて、４方弁２８Ａ，２８Ｂによって、後述する第２循環回路９０又は第３循環回路９２に接続される構成となっている。そして、第１蒸発凝縮コア２２Ｄ及び第２蒸発凝縮コア２４Ｄ内には、第２循環回路９０内又は第３循環回路９２内を流れる冷却液が循環されるようになっている。
【００２１】
一方、車両用エアコン装置１０は、第１の熱交換器を室内熱交換器５２及び室外熱交換器６２のいずれか一方に、第２の熱交換器を室内熱交換器５２及び室外熱交換器６２のいずれか他方に切り替え可能な「切替弁」として、４方弁９４Ａ，９４Ｂを備えている。この４方弁９４Ａ，９４Ｂには、前述した制御部３０が電気的に接続されており、４方弁９４Ａ，９４Ｂの切替制御を制御部３０によって行う構成になっている。４方弁９４Ａは、連結配管２７Ａによって４方弁２６Ａに、連結配管９６Ａによって４方弁２８Ａに、それぞれ連結されている。そして、連結配管２７Ａの４方弁２６Ａ側には冷却液を循環させるための第２ポンプ２９Ｂが設けられている。また、４方弁９４Ｂは、連結配管２７Ｂによって、４方弁２６Ｂに、連結配管９６Ｂによって４方弁２８Ｂに、それぞれ連結されている。そして、連結配管９６Ｂの中間部には冷却液を循環させるための第４ポンプ９８が設けられている。
【００２２】
連結配管２７Ａは第２ポンプ２９Ｂの下流側の分岐部９５Ａにおいて分岐されており、分岐部９５Ａと４方弁２８Ａとが連結配管２７Ｃによって連結されている。また、分岐部９５Ａの下流側にはヒータコア８２が設けられている。このヒータコア８２は、後述する室内空調ユニット７０の一部を構成している。さらに、連結配管２７Ｂは中間の分岐部９５Ｂにおいて分岐されており、分岐部９５Ｂと４方弁２８Ｂとが連結配管２７Ｄによって連結されている。そして、連結配管２７Ｄの中間部には冷却液を循環させるための第３ポンプ２９Ｃが設けられている。
【００２３】
（第１循環回路）
第１循環回路４０は、エンジン８０と、吸着式ヒートポンプ２０、詳しくは脱離工程側の吸着脱離部（第１吸着脱離部２２Ａ又は第２吸着脱離部２４Ａ）とを接続し、両者間において冷却液を循環させるための回路として構成されている。第１循環回路４０は、第１循環回路４０の上流側の部分を構成する上流側配管４０Ａと、第１循環回路４０の下流側の部分を構成する下流側配管４０Ｂと、を有している。上流側配管４０Ａは４方弁２６Ｂに接続されており、下流側配管４０Ｂは４方弁２６Ａに接続されている。また、下流側配管４０Ｂには冷却液を循環させるための第１ポンプ２９Ａが設けられている。
【００２４】
以上、第１循環回路４０は、エンジン８０から脱離工程側の吸着脱離部に至り、第１ポンプ２９Ａを経由して再びエンジン８０に至る回路とされている。すなわち、第１循環回路４０は、エンジン８０から排出された「高温」の冷却液が循環する回路とされている。第１循環回路４０では、第１吸着脱離部２２Ａ（第１吸着コア２２Ｃ）又は第２吸着脱離部２４Ａ（第２吸着コア２４Ｃ）に「高温」の冷却液が供給されることにより、第１吸着脱離部２２Ａ又は第２吸着脱離部２４Ａにおいて、脱離工程が行われる。
【００２５】
（第２循環回路）
第２循環回路９０は、吸着式ヒートポンプ２０内の熱源と、ヒータコア８２と、第１の熱交換器（室内熱交換器５２又は室外熱交換器６２）と、を接続し、これらの間において冷却液を循環させるための回路として構成されている。ここで、「吸着式ヒートポンプ２０内の熱源」とは、吸着熱が発生する吸着工程側の吸着脱離部（第１吸着脱離部２２Ａ、第２吸着脱離部２４Ａ）と、凝縮熱が発生する脱離工程側の蒸発凝縮部（第１蒸発凝縮部２２Ｂ、第２蒸発凝縮部２４Ｂ）とが該当する。また、「吸着熱」とは、吸着工程側の容器において吸着剤３２が冷媒を吸着することによって生じる熱である。また、「凝縮熱」とは、脱離工程側の容器において冷媒が凝縮することで生じる熱である。
【００２６】
第２循環回路９０は、吸着工程側の吸着脱離部から第２ポンプ２９Ｂ、ヒータコア８２を経由して第１の熱交換器に至り、再び吸着工程側の吸着脱離部に至る回路と、脱離工程側の蒸発凝縮部からヒータコア８２を経由して第１の熱交換器に至り、第３ポンプ２９Ｃを経由して再び脱離工程側の蒸発凝縮部に至る回路と、を合わせた回路とされている。すなわち、第２循環回路９０は、吸着熱及び凝縮熱により温められた「低温」の冷却液が循環する回路とされている。
【００２７】
ここで、第１の熱交換器は、室内熱交換器５２及び室外熱交換器６２のいずれかが対応する。詳しくは、冷房要求時及び除湿暖房時においては室外熱交換器６２が、暖房要求時においては室内熱交換器５２が対応する。室内熱交換器５２は、後述する室内空調ユニット７０の一部を構成しており、車室内に設けられた熱交換器として構成されている。また、室内熱交換器５２は、その上流側では上流側配管５０Ａによって４方弁９４Ａに連結され、その下流側では下流側配管５０Ｂによって４方弁９４Ｂに連結されている。一方、室外熱交換器６２は、車両のエンジンルームの前端部に配置されており、エンジン冷却用のラジエータとは別の熱交換器として構成されている。また、室外熱交換器６２は、その上流側では上流側配管６０Ａによって４方弁９４Ａに連結され、その下流側では下流側配管６０Ｂによって４方弁９４Ｂに連結されている。さらに、室外熱交換器６２には、ファン６６が設けられている。このファン６６を回転駆動させることで、強制的に熱交換を行うことができる。なお、第１の熱交換器を室内熱交換器５２及び室外熱交換器６２のいずれに対応させるか、換言すると第２循環回路９０に室内熱交換器５２及び室外熱交換器６２のいずれを接続させるかの切り替えは、「切替弁」としての４方弁９４Ａ，９４Ｂにより行われる。
【００２８】
以上、本実施の形態の車両用エアコン装置１０では、冷房要求時及び除湿暖房時は第１の熱交換器としての室外熱交換器６２において温熱が放熱され、暖房要求時は第１の熱交換器としての室内熱交換器５２において温熱が放熱される。
【００２９】
（第３循環回路）
第３循環回路９２は、吸着式ヒートポンプ２０、詳しくは吸着工程側の蒸発凝縮部（第１蒸発凝縮部２２Ｂ又は第２蒸発凝縮部２４Ｂ）と、第２の熱交換器（室内熱交換器５２又は室外熱交換器６２）と、を接続し、両者間において冷却液を循環させるための回路として構成されている。詳しくは、第３循環回路９２は、吸着工程側の蒸発凝縮部から第２の熱交換器に至り、第４ポンプ９８を経由して再び吸着工程側の蒸発凝縮部に至る回路とされている。すなわち、第３循環回路９２は、吸着工程側の蒸発凝縮部において「冷温」とされた冷却液が循環する回路とされている。
【００３０】
ここで、第２の熱交換器は、室内熱交換器５２及び室外熱交換器６２のいずれかが対応する。詳しくは、冷房要求時及び除湿暖房時においては室内熱交換器５２が、暖房要求時においては室外熱交換器６２が対応する。第２の熱交換器を室内熱交換器５２及び室外熱交換器６２のいずれに対応させるか、換言すると第３循環回路９２に室内熱交換器５２及び室外熱交換器６２のいずれを接続させるかの切り替えは、「切替弁」としての４方弁９４Ａ，９４Ｂにより行われる。
【００３１】
以上、本実施の形態の車両用エアコン装置１０では、冷房要求時及び除湿暖房時は第２の熱交換器としての室内熱交換器５２において吸熱され、暖房要求時は第１の熱交換器としての室外熱交換器６２において吸熱される。
【００３２】
（室内空調ユニット）
図３に示されるように、室内空調ユニット７０は、通風ダクト７２を有している。通風ダクト７２の上流側には、図示しない外気導入用の空気取入口、内気導入用の空気取入口、が設けられている。また、通風ダクト７２内には、その上流側において、ブロワファンを備えたブロワ７４が設けられており、空気取入口又は空気取入口から通風ダクト７２内に導入された空気をブロワ７４によって通風ダクト７２の下流側へ送風するように構成されている。
【００３３】
また、通風ダクト７２内には、ブロワ７４に対して下流側において、導入空気を除湿冷却するための室内熱交換器５２、導入空気を加熱するためのヒータコア８２、導入空気のヒータコア８２への送風量を調節するためのエアミックスダンパ７６がそれぞれ設けられている。エアミックスダンパ７６は、図示しないアクチュエータにより回動するように形成されている。ここで、エアミックスダンパ７６を図３において２点鎖線Ｘで示される状態に回動させることで、通風ダクト７２を、室内熱交換器５２を通過した空気を流す第１通路とすることができる。一方、エアミックスダンパ７６を図３において実線Ｙで示される状態に回動させることで、通風ダクト７２を、室内熱交換器５２及びヒータコア８２を通過した空気を流す第２通路とすることができる。このように、室内空調ユニット７０では、エアミックスダンパ７６の回転位置を調整することにより第１通路を通過する空気と第２通路を通過する空気との割合を変更することができる（図３の２点鎖線Ｚ参照）。エアミックスダンパ７６により調温された空気は通風ダクト７２の下流側へ流れて、車室内に送風される。
【００３４】
次に、車両用エアコン装置１０の動作を説明しつつ、本実施の形態の作用及び効果について説明する。
【００３５】
（冷房要求時及び除湿暖房時）
冷房要求時及び除湿暖房時には、制御部３０が４方弁２６Ａ，２６Ｂ、４方弁２８Ａ，２８Ｂ、及び４方弁９４Ａ，９４Ｂを制御することで、吸着工程側の吸着脱離部を第２循環回路９０に接続させ、吸着工程側の蒸発凝縮部を第３循環回路９２に接続させる。一方、脱離工程側の吸着脱離部を第１循環回路４０に接続させ、脱離工程側の蒸発凝縮部を第２循環回路９０に接続させる。そして、制御部３０が４方弁２６Ａ，２６Ｂ、及び４方弁２８Ａ，２８Ｂを繰り返し切替制御することで、吸着式ヒートポンプ２０では、各容器内において吸着工程及び脱離工程が繰り返し行われる。
具体的には、図１に示されるように、室外熱交換器６２が４方弁９４Ａ，９４Ｂによって、第２循環回路９０に接続され、室内熱交換器５２が４方弁９４Ａ，９４Ｂによって、第３循環回路９２に接続される。
【００３６】
次に、図１に示されるように、第１容器２２では吸着工程、第２容器２４では脱離工程が行われるとする。まず、第１吸着コア２２Ｃが４方弁２６Ａ，２６Ｂによって第２循環回路９０に接続される。これにより、第１吸着コア２２Ｃ、ヒータコア８２及び室外熱交換器６２を循環する経路が形成される（図１の矢印Ａを参照）。また、第１蒸発凝縮コア２２Ｄが４方弁２８Ａ，２８Ｂによって第３循環回路９２に接続される。これにより、第１蒸発凝縮コア２２Ｄ及び室内熱交換器５２を循環する経路が形成される（図１の矢印Ｂを参照）。また、第２吸着コア２４Ｃが４方弁２６Ａ，２６Ｂによって第１循環回路４０に接続される。これにより、第２吸着コア２４Ｃ及び第１循環回路４０（エンジン８０）を循環する経路が形成される（図１の矢印Ｃを参照）。さらに、第２蒸発凝縮コア２４Ｄが４方弁２８Ａ，２８Ｂによって第２循環回路９０に接続される。これにより、第２蒸発凝縮コア２４Ｄ、ヒータコア８２及び室外熱交換器６２を循環する経路が形成される（図１の矢印Ｄを参照）。なお、ヒータコア８２及び室外熱交換器６２では、第１吸着コア２２Ｃの循環（図１の矢印Ａを参照）と、第２蒸発凝縮コア２４Ｄの循環（図１の矢印Ｄを参照）とが合流している。
【００３７】
そして、第１容器２２において吸着工程が行われる。すなわち、第１容器２２では、乾燥された吸着剤３２が冷媒を吸着し、第１容器２２内が減圧することで、第１蒸発凝縮部２２Ｂの冷媒が蒸発する。このとき、冷媒の蒸発潜熱によって第１蒸発凝縮コア２２Ｄ内の冷却液が冷却される。これにより、第３循環回路９２内を流れる冷却液が「冷温」に冷却されて、室内熱交換器５２に供給される。また、第１吸着脱離部２２Ａでは、吸着剤３２が冷媒を吸着することによって生じる吸着熱によって第１吸着コア２２Ｃ内の冷却液が「低温」に温められる。そして、第１吸着コア２２Ｃ内で温められた冷却液が第２循環回路９０によってヒータコア８２及び室外熱交換器６２に供給される。
【００３８】
一方、第２容器２４において脱離工程が行われる。すなわち、第２吸着コア２４Ｃは４方弁２６Ａ，２６Ｂによって第１循環回路４０に接続されているため、「高温」の冷却液が第２吸着コア２４Ｃを介して第２吸着脱離部２４Ａ内の吸着剤３２を加熱する。これにより、第２吸着脱離部２４Ａ内の吸着剤３２が乾燥して、吸着剤３２から冷媒が脱離される。そして、第２循環回路９０に接続されている第２蒸発凝縮部２４Ｂ（第２蒸発凝縮コア２４Ｄ）では、吸着剤３２から脱離された冷媒が凝縮されて水として復元される。そして、このとき生成される凝縮熱によって第２蒸発凝縮コア２４Ｄ内の冷却液が「低温」に温められる。そして、第２蒸発凝縮コア２４Ｄ内で温められた冷却液が第２循環回路９０によってヒータコア８２及び室外熱交換器６２に供給される。
【００３９】
本実施の形態の車両用エアコン装置１０では、第１容器２２における吸着工程後及び第２容器２４における脱離工程後に、制御部３０の制御によって４方弁２６Ａ，２６Ｂ及び４方弁２８Ａ，２８Ｂを切り替える。これにより、第１容器２２は吸着工程から脱離工程に切り替わると共に、第２容器２４は脱離工程から吸着工程に切り替わる。具体的には、図示は省略するが、第１吸着コア２２Ｃが４方弁２６Ａ，２６Ｂによって第１循環回路４０に接続され、第１蒸発凝縮コア２２Ｄが４方弁２８Ａ，２８Ｂによって第２循環回路９０に接続される。一方、第２吸着コア２４Ｃが４方弁２６Ａ，２６Ｂによって第２循環回路９０に接続され、第２蒸発凝縮コア２４Ｄが４方弁２８Ａ，２８Ｂによって第３循環回路９２に接続される。以上、第１吸着脱離部２２Ａ及び第２吸着脱離部２４Ａにおいて、それぞれ吸着工程及び脱離工程が繰り返し行われて、「冷温」の冷却液が室内熱交換器５２に供給される。
【００４０】
一方、室内空調ユニット７０では、図３の２点鎖線Ｚで示されるように、エアミックスダンパ７６の回転位置が調整されることで、室内熱交換器５２を通過した冷気と、ヒータコア８２を通過した暖気の割合が調整される。すなわち、通風ダクト７２を通過する空気が所望の温度に調整されて車室内に送風される。なお、通風ダクト７２に導入された空気は、室内熱交換器５２において露点温度まで冷却されることで水分が除去され、ヒータコア８２において加熱されることで除湿が行われる。
【００４１】
（暖房要求時）
暖房要求時には、制御部３０が４方弁２６Ａ，２６Ｂ、４方弁２８Ａ，２８Ｂ、及び４方弁９４Ａ，９４Ｂを制御することで、吸着工程側の吸着脱離部を第２循環回路９０に接続させ、吸着工程側の蒸発凝縮部を第３循環回路９２に接続させる。一方、脱離工程側の吸着脱離部を第１循環回路４０に接続させ、脱離工程側の蒸発凝縮部を第２循環回路９０に接続させる。そして、制御部３０が４方弁２６Ａ，２６Ｂ、及び４方弁２８Ａ，２８Ｂを繰り返し切替制御することで、吸着式ヒートポンプ２０では、各容器内において吸着工程及び脱離工程が繰り返し行われる。
具体的には、図２に示されるように、室外熱交換器６２が４方弁９４Ａ，９４Ｂによって、第３循環回路９２に接続され、室内熱交換器５２が４方弁９４Ａ，９４Ｂによって、第２循環回路９０に接続される。
【００４２】
次に、図２に示されるように、第１容器２２では吸着工程、第２容器２４では脱離工程が行われるとする。まず、第１吸着コア２２Ｃが４方弁２６Ａ，２６Ｂによって第２循環回路９０に接続される。これにより、第１吸着コア２２Ｃ、ヒータコア８２及び室内熱交換器５２を循環する経路が形成される（図２の矢印Ａを参照）。また、第１蒸発凝縮コア２２Ｄが４方弁２８Ａ，２８Ｂによって第３循環回路９２に接続される。これにより、第１蒸発凝縮コア２２Ｄ及び室外熱交換器６２を循環する経路が形成される（図２の矢印Ｂを参照）。また、第２吸着コア２４Ｃが４方弁２６Ａ，２６Ｂによって第１循環回路４０に接続される。これにより、第２吸着コア２４Ｃ及び第１循環回路４０（エンジン８０）を循環する経路が形成される（図２の矢印Ｃを参照）。さらに、第２蒸発凝縮コア２４Ｄが４方弁２８Ａ，２８Ｂによって第２循環回路９０に接続される。これにより、第２蒸発凝縮コア２４Ｄ、ヒータコア８２及び室内熱交換器５２を循環する経路が形成される（図２の矢印Ｄを参照）。なお、ヒータコア８２及び室内熱交換器５２では、第１吸着コア２２Ｃの循環（図１の矢印Ａを参照）と、第２蒸発凝縮コア２４Ｄの循環（図１の矢印Ｄを参照）とが合流している。
【００４３】
そして、第１容器２２において吸着工程が行われる。すなわち、第１容器２２では、乾燥された吸着剤３２が冷媒を吸着し、第１容器２２内が減圧することで、第１蒸発凝縮部２２Ｂの冷媒が蒸発する。このとき、冷媒の蒸発潜熱によって第１蒸発凝縮コア２２Ｄ内の冷却液が冷却される。これにより、第３循環回路９２内を流れる冷却液が「冷温」に冷却されて、室外熱交換器６２に供給される。また、第１吸着脱離部２２Ａでは、吸着剤３２が冷媒を吸着することによって生じる吸着熱によって第１吸着コア２２Ｃ内の冷却液が「低温」に温められる。そして、第１吸着コア２２Ｃ内で温められた冷却液が第２循環回路９０によってヒータコア８２及び室内熱交換器５２に供給される。
【００４４】
一方、第２容器２４において脱離工程が行われる。すなわち、第２吸着コア２４Ｃは４方弁２６Ａ，２６Ｂによって第１循環回路４０に接続されているため、「高温」の冷却液が第２吸着コア２４Ｃを介して第２吸着脱離部２４Ａ内の吸着剤３２を加熱する。これにより、第２吸着脱離部２４Ａ内の吸着剤３２が乾燥して、吸着剤３２から冷媒が脱離される。そして、第２循環回路９０に接続されている第２蒸発凝縮部２４Ｂ（第２蒸発凝縮コア２４Ｄ）では、吸着剤３２から脱離された冷媒が凝縮されて水として復元される。そして、このとき生成される凝縮熱によって第２蒸発凝縮コア２４Ｄ内の冷却液が「低温」に温められる。そして、第２蒸発凝縮コア２４Ｄ内で温められた冷却液が第２循環回路９０によってヒータコア８２及び室内熱交換器５２に供給される。
【００４５】
本実施の形態の車両用エアコン装置１０では、第１容器２２における吸着工程後及び第２容器２４における脱離工程後に、制御部３０の制御によって４方弁２６Ａ，２６Ｂ及び４方弁２８Ａ，２８Ｂを切り替える。これにより、第１容器２２は吸着工程から脱離工程に切り替わると共に、第２容器２４は脱離工程から吸着工程に切り替わる。具体的には、図示は省略するが、第１吸着コア２２Ｃが４方弁２６Ａ，２６Ｂによって第１循環回路４０に接続され、第１蒸発凝縮コア２２Ｄが４方弁２８Ａ，２８Ｂによって第２循環回路９０に接続される。一方、第２吸着コア２４Ｃが４方弁２６Ａ，２６Ｂによって第２循環回路９０に接続され、第２蒸発凝縮コア２４Ｄが４方弁２８Ａ，２８Ｂによって第３循環回路９２に接続される。以上、第１吸着脱離部２２Ａ及び第２吸着脱離部２４Ａにおいて、それぞれ吸着工程及び脱離工程が繰り返し行われて、温められた冷却液がヒータコア８２及び室内熱交換器５２に供給される。
【００４６】
一方、室内空調ユニット７０では、エアミックスダンパ７６の回転位置を、第２通路（図３の実線Ｙ参照）とすることで、ヒータコア８２に加えて室内熱交換器５２からも吸着熱及び凝縮熱を受熱することができる。
【００４７】
（まとめ）
以上、本実施の形態の車両用エアコン装置１０によれば、４方弁９４Ａ，９４Ｂを切り替えることで、冷房運転と暖房運転とを切り替えることができる。そして、本実施の形態の車両用エアコン装置１０は、４方弁２６Ａ，２６Ｂ及び４方弁２８Ａ，２８Ｂを同時に切り替えて、第１容器２２及び第２容器２４のいずれか一方の吸着工程と、いずれか他方の脱離工程とを連続的に入れ替えて冷房運転（除湿運転）又は暖房運転を連続的に行うことができる。
【００４８】
ここで、除湿運転を行う場合は、車両用エアコン装置１０に対し冷房要求を行い、室内熱交換器５２において室内空気を一旦露点温度まで冷却し、水分を除去しつつ、その下流で加熱して除湿を行う。詳しくは、ブロワ７４の下流側に設置された室内熱交換器５２に対し、「冷温」に冷却された冷却液を導入し、室内熱交換器５２のさらに下流に設置されたヒータコア８２に対し、「低温」に加熱された冷却液を導入する。これにより、室内熱交換器５２において室内空気を一旦露点温度まで冷却させた後、ヒータコア８２において加熱させることで除湿を行うことができる。
【００４９】
ここで、従来のエンジンの廃熱を利用して車室空気を加熱する方式の吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置では以下の問題が生じている。すなわち、車両燃費が向上すると、走行距離当たりの燃料消費率が低下し、エンジンの廃熱が不足する傾向にある。そのような状況下において、除湿運転を行う場合、一旦露点温度まで冷却させた車室空気を再加熱させて乾燥させるため、冷却のためにエンジンの廃熱を利用し、さらに加熱のために廃熱を利用する必要が生ずる。このため、ハイブリッド車など、燃費の良い廃熱の少ない車では熱源不足に陥る可能性がある。また、電気加熱式のヒータを補助ヒータとして使用する場合、エンジンの燃焼熱を動力に変え、さらにその動力から発電した電気を利用することになるため、車両燃費の悪化の問題が生ずる。
【００５０】
このような問題に対し、本実施の形態によれば、車両用エアコン装置１０の内部で発生した熱（吸着熱、凝縮熱）を車室内の加熱に使用することができる。すなわち、高温熱源であるエンジン８０の廃熱は吸着式ヒートポンプ２０の冷媒脱離用に使用し、車内空気の加熱には使用しないので、廃熱消費を節約することができる。特に、エンジン８０の廃熱が不足したときにエンジン８０を駆動させて廃熱を生み出すことが減らせるため、除湿暖房時の燃費が向上する。
【００５１】
一方、暖房運転を行う場合は、車両用エアコン装置１０の内部で発生した熱（吸着熱、凝縮熱）がヒータコア８２に加えて室内熱交換器５２に導入される。ここで、従来の蒸気圧縮式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置では、室内熱交換器の運転を停止し、エンジンの冷却液が導入されるヒータコアにおいて車内空気を加熱していた。これに対して、本実施の形態によれば、車内空気を室内熱交換器５２において一時加熱し、さらにヒータコア８２において加熱するため、効率よく暖房を行うことができる。また、冷房運転及び除湿運転と暖房運転との切り替えは、室内熱交換器５２への熱源の入れ替え、すなわち、冷温の冷却液と低温の冷却液の入れ替えのみで容易に行うことができる。
【００５２】
さらに、本実施の形態の車両用エアコン装置１０では、第２循環回路９０において、第１の熱交換器（室内熱交換器５２又は室外熱交換器６２）の上流側にヒータコア８２が設けられている。一方、室内空調ユニット７０においては、ブロワ７４側に室内熱交換器５２が設けられ、その下流側にヒータコア８２が設けられている。つまり、室内空気が最初に受熱する室内熱交換器５２の冷却液の温度よりも、下流で受熱するヒータコア８２の冷却液の温度の方が高温となる。したがって、本実施の形態の車両用エアコン装置１０によれば、通風ダクト７２に導入された空気は２段階の受熱を受けることになる。これにより、一つの熱交換器で受熱するよりも効率よく暖房が行われる。
【符号の説明】
【００５３】
１０      吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置
２０      吸着式ヒートポンプ
２２      第１容器（容器）
２２Ａ    第１吸着脱離部（吸着脱離部）
２２Ｂ    第１蒸発凝縮部（蒸発凝縮部）
２４      第２容器（容器）
２４Ａ    第２吸着脱離部（吸着脱離部）
２４Ｂ    第２蒸発凝縮部（蒸発凝縮部）
４０      第１循環回路（第１の循環路）
５２      室内熱交換器
７０      室内空調ユニット
７４      ブロワ
８０      エンジン（高温熱源）
８２      ヒータコア
９０      第２循環回路（第２の循環路）
９２      第３循環回路（第３の循環路）
【図１】
2018090028.tif 000003
【図２】
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【図３】
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