(57)【要約】      （修正有）【課題】冷媒と熱媒体とを熱交換させて熱媒体を加熱する冷媒熱媒体熱交換器を備える冷凍サイクル装置において、冷媒熱媒体熱交換器内の熱媒体が沸騰することを抑制する。【解決手段】冷媒を吸入して圧縮して吐出する圧縮機３１と、圧縮機から吐出された冷媒と熱媒体とを熱交換させる冷媒熱媒体熱交換器２０と、冷媒熱媒体熱交換器から流出した冷媒を減圧させる第１減圧部３２と、第１減圧部から流出した冷媒と外気とを熱交換させる冷媒外気熱交換器３３と、冷媒外気熱交換器から流出した冷媒を減圧させる第２減圧部３７と、第２減圧部から流出した冷媒に吸熱させる低圧側熱交換器３８と、冷媒外気熱交換器にて冷媒から外気に放熱させている場合において、冷媒熱媒体熱交換器に流入する冷媒の温度が所定温度よりも高いと判断される場合、冷媒熱媒体熱交換器で熱媒体が沸騰することを抑制させる沸騰抑制部１９、２７とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を吸入して圧縮して吐出する圧縮機（３１）と、
前記圧縮機から吐出された前記冷媒と熱媒体とを熱交換させる冷媒熱媒体熱交換器（２０）と、
前記冷媒熱媒体熱交換器から流出した前記冷媒を減圧させる第１減圧部（３２）と、
前記第１減圧部から流出した前記冷媒と外気とを熱交換させる冷媒外気熱交換器（３３）と、
前記冷媒外気熱交換器から流出した前記冷媒を減圧させる第２減圧部（３７）と、
前記第２減圧部から流出した前記冷媒に吸熱させる低圧側熱交換器（３８、５１）と、
前記冷媒外気熱交換器にて前記冷媒から前記外気に放熱させている場合において、前記冷媒熱媒体熱交換器に流入する前記冷媒の温度が所定温度よりも高いと判断される場合、前記冷媒熱媒体熱交換器で前記熱媒体が沸騰することを抑制させる沸騰抑制部（１９、２７、６０）とを備える冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記熱媒体は水を含んでおり、
前記所定温度は１００℃以上１２０℃以下の範囲内で設定されている請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記熱媒体の圧力をＡ［ｋＰａ・Ｇ］としたとき、
前記沸騰抑制部は、前記所定温度を、１００℃以上かつ０．２×Ａ＋１１０［℃］を下回る温度の範囲内にする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記沸騰抑制部は、前記冷媒外気熱交換器にて前記冷媒から前記外気に放熱させている場合において、前記冷媒熱媒体熱交換器に流入する前記冷媒の温度が前記所定温度よりも高いと判断される場合、前記冷媒熱媒体熱交換器を流れる前記熱媒体の流量を増加させる熱媒体流量増加制御を行うことによって、前記冷媒熱媒体熱交換器で前記熱媒体が沸騰することを抑制させる請求項１ないし３のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記冷媒熱媒体熱交換器に流入する前記冷媒の温度を検出または推定する冷媒温度取得部（６５）を備え、
前記沸騰抑制部は、前記冷媒温度取得部が検出または推定した前記冷媒の温度に基づいて、前記冷媒熱媒体熱交換器に流入する前記冷媒の温度が前記所定温度よりも高いか否かを判断する請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記沸騰抑制部は、前記冷媒外気熱交換器にて前記冷媒から前記外気に放熱させている場合において、前記冷媒熱媒体熱交換器に流入する前記冷媒の温度が前記所定温度よりも高いと判断される場合であっても、前記冷媒熱媒体熱交換器における前記熱媒体の圧力が所定圧力を超えていると判断される場合には前記熱媒体流量増加制御を行わない請求項４または５に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記沸騰抑制部は、前記熱媒体流量増加制御を行っている場合において、前記冷媒熱媒体熱交換器における前記熱媒体の圧力が所定圧力を超えていると判断される場合、前記冷媒熱媒体熱交換器における前記熱媒体の圧力が前記所定圧力を超えていないと判断される場合と比較して、前記冷媒熱媒体熱交換器における前記熱媒体の流量を減少させる請求項４または５に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記熱媒体が循環する熱媒体回路（１０）を備え、
前記沸騰抑制部は、前記熱媒体回路における前記熱媒体の温度または圧力が高いほど前記所定温度を高くする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記沸騰抑制部は、前記冷媒外気熱交換器にて前記冷媒から前記外気に放熱させている場合において、前記冷媒熱媒体熱交換器に流入する前記冷媒の温度が前記所定温度よりも高いと判断される場合、前記冷媒熱媒体熱交換器に流入する前記冷媒の温度が、前記所定温度よりも高い上限温度を超えないように前記圧縮機が吸入する前記冷媒の温度、および前記圧縮機が吐出する前記冷媒の圧力のうち少なくとも一方を調整することによって、前記冷媒熱媒体熱交換器で前記熱媒体が沸騰することを抑制させる請求項１ないし８のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
前記冷媒外気熱交換器から流出した前記冷媒と、前記低圧側熱交換器から流出した前記冷媒とを熱交換させる内部熱交換器（３６）を備え、
前記沸騰抑制部は、前記冷媒外気熱交換器にて前記冷媒から前記外気に放熱させている場合において、前記冷媒熱媒体熱交換器に流入する前記冷媒の温度が前記所定温度よりも高いと判断される場合、前記冷媒熱媒体熱交換器に流入する前記冷媒の温度が上限温度を超えないように前記内部熱交換器の熱交換量を調整することによって、前記冷媒熱媒体熱交換器で前記熱媒体が沸騰することを抑制させる請求項１ないし９のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
前記冷媒外気熱交換器から流出した前記冷媒の気液を分離するとともに前記冷媒の余剰分を貯える冷媒貯留部（３４）を備える請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１２】
前記沸騰抑制部は、前記冷媒外気熱交換器にて前記冷媒から前記外気に放熱させている場合において、前記冷媒熱媒体熱交換器に流入する前記冷媒の温度が前記所定温度よりも高いと判断される場合、前記圧縮機に吸入される前記冷媒の過熱度を小さくすることによって、前記冷媒熱媒体熱交換器で前記熱媒体が沸騰することを抑制させる請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１３】
前記冷媒外気熱交換器から流出した前記冷媒と、前記低圧側熱交換器から流出した前記冷媒とを熱交換させる内部熱交換器（３６）を備え、
前記沸騰抑制部は、前記冷媒熱媒体熱交換器に流入する前記冷媒の温度が前記所定温度よりも低いと判断される場合、前記低圧側熱交換器から流出して前記内部熱交換器に流入する前記冷媒の過熱度を調整する入口側過熱度制御を行い、前記入口側過熱度制御を行っている場合において前記内部熱交換器に流入する前記冷媒の過熱度が所定値未満になったと判断される場合、前記内部熱交換器から流出して前記圧縮機に吸入される前記冷媒の過熱度を調整する出口側過熱度制御を行うことによって、前記冷媒熱媒体熱交換器で前記熱媒体が沸騰することを抑制させる請求項１ないし９のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１４】
前記沸騰抑制部は、前記出口側過熱度制御を行っている場合において、前記内部熱交換器から流出して前記圧縮機に吸入される前記冷媒の過熱度が前記所定値未満になると判断される場合、前記圧縮機の冷媒吐出能力を低下させることによって、前記冷媒熱媒体熱交換器で前記熱媒体が沸騰することを抑制させる請求項１３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１５】
熱媒体が循環する熱媒体回路（１０）と、
前記熱媒体を吸入して吐出するポンプ（１３、１９）と、
冷媒を吸入して圧縮して吐出する圧縮機（３１）と、
前記圧縮機から吐出された前記冷媒と熱媒体とを熱交換させる冷媒熱媒体熱交換器（２０）と、
前記冷媒熱媒体熱交換器から流出した前記冷媒を減圧させる第１減圧部（３２）と、
前記第１減圧部から流出した前記冷媒と外気とを熱交換させる冷媒外気熱交換器（３３）と、
前記冷媒外気熱交換器から流出した前記冷媒を減圧させる第２減圧部（３７）と、
前記第２減圧部から流出した前記冷媒に吸熱させる低圧側熱交換器（３８、５１）とを備え、
前記冷媒熱媒体熱交換器は、前記熱媒体回路のうち、前記ポンプが作動している状態において前記熱媒体の圧力が前記熱媒体回路内の最高圧力と最低圧力との中間圧力よりも高くなる部位に配置されている冷凍サイクル装置。
【請求項１６】
前記熱媒体回路に配置され、前記熱媒体の圧力損失を生じさせる圧損体（２１、２７）を備え、
前記冷媒熱媒体熱交換器は、前記熱媒体回路において前記ポンプの熱媒体吐出側かつ前記圧損体の熱媒体入口側に配置されている請求項１５に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１７】
前記熱媒体回路において前記冷媒熱媒体熱交換器の熱媒体出口側かつ前記ポンプの熱媒体吸入側に配置され、前記熱媒体の圧力損失を調整する圧力損失調整手段（２７）と、
前記冷媒外気熱交換器にて前記冷媒から前記外気に放熱させている場合において、前記冷媒熱媒体熱交換器に流入する前記冷媒の温度が所定温度よりも高いと判断される場合、前記冷媒熱媒体熱交換器に流入する前記冷媒の温度が前記所定温度よりも低いと判断される場合と比較して前記熱媒体の圧力損失が大きくなるように前記圧力損失調整手段の作動を制御する制御部（６０）とを備える請求項１５に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１８】
前記熱媒体回路に配置され、前記熱媒体を貯留するとともに、貯留している前記熱媒体の液面における圧力を大気圧とは異なる圧力に調整するリザーブタンク（１６）を備える請求項１５ないし１７のいずれか１つ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】
本発明は、冷媒と熱媒体とを熱交換させて熱媒体を加熱する冷媒熱媒体熱交換器を備える冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンプレッサの吐出冷媒ガスが水冷コンデンサに流入する構成を備える冷凍サイクル装置が特許文献１に記載されている。水冷コンデンサは、コンプレッサの吐出冷媒ガスと冷却水とを熱交換させて冷却水を加熱する熱交換器である。
【０００３】
水冷コンデンサで加熱された冷却水は、ヒータコアを循環するようになっている。ヒータコアは、水冷コンデンサで加熱された冷却水と車室内へ送風される空気とを熱交換させて車室内へ送風される空気を加熱する空気加熱用熱交換器である。
【０００４】
この従来技術では、冷房モードと暖房モードとを切り替え可能になっており、冷房モードでは、水冷コンデンサとヒータコアとの間の冷却水の循環を停止させて、車室内へ送風される空気がヒータコアで加熱されないようにする。
【０００５】
また、この従来技術では、冷房モードおよび暖房モードのいずれにおいてもアキュムレータサイクルとして運転される。アキュムレータサイクルは、エバポレータから流出した冷媒の気液をアキュムレータで分離して気相冷媒をコンプレッサ側へ流出させ、余剰冷媒をアキュムレータで貯える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１３２０９６３６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来技術では、冷房モードでは水冷コンデンサとヒータコアとの間の冷却水の循環を停止させるので、高温の吐出冷媒ガスが水冷コンデンサを通過することによって、水冷コンデンサ内の冷却水が局所的に沸騰してしまうおそれがある。水冷コンデンサ内の冷却水が局所的に沸騰してしまうと、局所沸騰により水冷コンデンサのチューブが削られて破損してしまったり、冷却水内の防錆成分が析出してチューブが目詰まりしてしまう等の問題が生じる。
【０００８】
特に、本出願人は、冷房モード時の圧力損失を低減するために冷房モード時にアキュムレータを使用しないことを検討しているが、アキュムレータを使用しない場合、コンプレッサが吸入する冷媒の過熱度に基づいて膨張弁を制御することが必要となるため、アキュムレータを使用する場合と比較して、コンプレッサが吸入する冷媒の過熱度が大きくなる。そのため、コンプレッサの吐出冷媒ガスの温度がさらに高くなり、水冷コンデンサを通過する吐出冷媒ガスの温度もさらに高くなるので、水冷コンデンサ内の冷却水が局所的に沸騰してしまうおそれがさらに高くなる。
【０００９】
本発明は上記点に鑑みて、冷媒と熱媒体とを熱交換させて熱媒体を加熱する冷媒熱媒体熱交換器を備える冷凍サイクル装置において、冷媒熱媒体熱交換器内の熱媒体が沸騰することを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の冷凍サイクル装置では、
冷媒を吸入して圧縮して吐出する圧縮機（３１）と、
圧縮機（３１）から吐出された冷媒と熱媒体とを熱交換させる冷媒熱媒体熱交換器（２０）と、
冷媒熱媒体熱交換器（２０）から流出した冷媒を減圧させる第１減圧部（３２）と、
第１減圧部（３２）から流出した冷媒と外気とを熱交換させる冷媒外気熱交換器（３３）と、
冷媒外気熱交換器（３３）から流出した冷媒を減圧させる第２減圧部（３７）と、
第２減圧部（３７）から流出した冷媒に吸熱させる低圧側熱交換器（３８、５１）と、
冷媒外気熱交換器（３３）にて冷媒から外気に放熱させている場合において、冷媒熱媒体熱交換器（２０）に流入する冷媒の温度が所定温度よりも高いと判断される場合、冷媒熱媒体熱交換器（２０）で熱媒体が沸騰することを抑制させる沸騰抑制部（１９、２７、６０）とを備える。
【００１１】
これにより、冷媒熱媒体熱交換器（２０）に流入する冷媒の温度が高くなった場合に、冷媒熱媒体熱交換器（２０）で熱媒体が沸騰することを抑制できる。
【００１２】
具体的には、請求項２に記載の冷凍サイクル装置では、請求項１に記載の冷凍サイクル装置において、
沸騰抑制部（１９、６０）は、冷媒外気熱交換器（３３）にて冷媒から外気に放熱させている場合において、冷媒熱媒体熱交換器（２０）に流入する冷媒の温度が所定温度よりも高いと判断される場合、冷媒熱媒体熱交換器（２０）を流れる熱媒体の流量を増加させる熱媒体流量増加制御を行うことによって、冷媒熱媒体熱交換器（２０）で熱媒体が沸騰することを抑制させる。
【００１３】
これによると、冷媒熱媒体熱交換器（２０）を流れる熱媒体の流量を増加させることによって、冷媒熱媒体熱交換器（２０）における熱媒体の温度上昇を抑制できるので、冷媒熱媒体熱交換器（２０）で熱媒体が沸騰することを抑制できる。
【００１４】
上記目的を達成するため、請求項１５に記載の冷凍サイクル装置では、
熱媒体が循環する熱媒体回路（１０）と、
熱媒体を吸入して吐出するポンプ（１３、１９）と、
冷媒を吸入して圧縮して吐出する圧縮機（３１）と、
圧縮機（３１）から吐出された冷媒と熱媒体とを熱交換させる冷媒熱媒体熱交換器（２０）と、
冷媒熱媒体熱交換器（２０）から流出した冷媒を減圧させる第１減圧部（３２）と、
第１減圧部（３２）から流出した冷媒と外気とを熱交換させる冷媒外気熱交換器（３３）と、
冷媒外気熱交換器（３３）から流出した冷媒を減圧させる第２減圧部（３７）と、
第２減圧部（３７）から流出した冷媒に吸熱させる低圧側熱交換器（３８、５１）とを備え、
冷媒熱媒体熱交換器（２０）は、熱媒体回路（１０）のうち、ポンプ（１３、１９）が作動している状態において熱媒体の圧力が熱媒体回路（１０）内の最高圧力と最低圧力との中間圧力よりも高くなる部位に配置されている。
【００１５】
これによると、冷媒熱媒体熱交換器（２０）における熱媒体の圧力を高くすることができるので、冷媒熱媒体熱交換器（２０）における熱媒体の沸点を高くすることができる。そのため、冷媒熱媒体熱交換器（２０）で熱媒体が沸騰することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態における冷凍サイクル装置の全体構成図である。
【図２】第１実施形態における冷凍サイクル装置の電気制御部を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態における冷凍サイクル装置の冷房モードの作動例を示す説明図である。
【図４】第１実施形態における冷凍サイクル装置の冷房モードにおける冷媒の状態を示すモリエル線図である。
【図５】第１実施形態におけるエンジン冷却水の圧力と沸点との関係を示すグラフである。
【図６】第２実施形態における冷凍サイクル装置の全体構成図である。
【図７】第２実施形態における冷凍サイクル装置の制御処理を示すフローチャートである。
【図８】第２実施形態における冷凍サイクル装置の制御処理の要部を示すフローチャートである。
【図９】第２実施形態における冷凍サイクル装置の制御処理の別の要部を示すフローチャートである。
【図１０】第３実施形態における冷凍サイクル装置の制御処理の要部を示すフローチャートである。
【図１１】第４実施形態における冷凍サイクル装置の内部熱交換器を示す模式図である。
【図１２】第５実施形態における冷凍サイクル装置の制御処理の要部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】
【００１７】
以下、実施形態について図に基づいて説明する。以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１８】
（第１実施形態）
図１に示す冷凍サイクル装置は、車両が備える各種機器や車室内を適切な温度に調整するために用いられる。すなわち、冷凍サイクル装置は、車載機器温度調整装置および車両用空調装置として機能する。本実施形態では、冷凍サイクル装置を、エンジン（換言すれば内燃機関）および走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド自動車に適用している。
【００１９】
本実施形態のハイブリッド自動車は、車両停車時に外部電源（いわゆる商用電源）から供給された電力を、車両に搭載された電池（いわゆる車載バッテリ）に充電可能なプラグインハイブリッド自動車として構成されている。電池としては、例えばリチウムイオン電池を用いることができる。
【００２０】
エンジンから出力される駆動力は、車両走行用として用いられるのみならず、発電機を作動させるためにも用いられる。そして、発電機にて発電された電力および外部電源から供給された電力を電池に蓄わえることができ、電池に蓄えられた電力は、走行用電動モータのみならず、冷凍サイクル装置を構成する電動式構成機器をはじめとする各種車載機器に供給される。
【００２１】
冷凍サイクル装置は、エンジン冷却水回路１０を備えている。エンジン冷却水回路１０は、エンジン冷却水が循環する熱媒体回路である。エンジン冷却水は、熱媒体としての流体である。エンジン冷却水は、エンジン冷却用熱媒体である。
【００２２】
本実施形態では、エンジン冷却水として、少なくともエチレングリコール、ジメチルポリシロキサンもしくはナノ流体と水とを含む液体、または不凍液体が用いられている。例えば、エンジン冷却水の沸点は、標準大気圧下において１００〜１０５℃程度である。
【００２３】
エンジン冷却水回路１０は、循環流路１１およびヒータコア流路１２を有している。循環流路１１は、エンジン冷却水が循環するエンジン冷却水流路である。循環流路１１には、エンジンポンプ１３、エンジン１４およびエンジンラジエータ１５が、この順番でエンジン冷却水が循環するように配置されている。
【００２４】
エンジンポンプ１３は、エンジン冷却水を吸入して吐出するポンプである。エンジンポンプ１３は、エンジン１４の駆動力をベルトを介して動力伝達することによって駆動されるベルト駆動式ポンプである。
【００２５】
エンジンラジエータ１５は、エンジン冷却水と車室外空気（以下、外気と言う。）とを熱交換させる冷却水外気熱交換器である。エンジンラジエータ１５は、図示しない室外送風機によって外気が送風される。
【００２６】
エンジンラジエータ１５の近傍にはエンジンリザーブタンク１６が接続されている。エンジンリザーブタンク１６は、余剰エンジン冷却水を貯留する熱媒体貯留部である。エンジンリザーブタンク１６は、蓄えているエンジン冷却水の液面における圧力が、大気圧と異なる所定圧力になるような密閉式リザーブタンクである。
【００２７】
エンジンリザーブタンク１６に余剰エンジン冷却水を貯留しておくことによって、各流路を循環するエンジン冷却水の液量の低下を抑制することができる。
【００２８】
ヒータコア流路１２は、循環流路１１に接続された冷却水流路である。ヒータコア流路１２の一端は、循環流路１１のうちエンジン１４の冷却水出口側かつエンジンラジエータ１５の冷却水入口側に接続されている。ヒータコア流路１２の他端は、循環流路１１のうちエンジンラジエータ１５の冷却水出口側かつエンジンポンプ１３の冷却水吸入側に接続されている。
【００２９】
ヒータコア流路１２の他端と循環流路１１との接続部にはエンジン用三方弁１８が配置されている。エンジン用三方弁１８は、エンジンポンプ１３の冷却水吸入側とエンジンラジエータ１５の冷却水出口側との連通状態を切り替えるとともに、エンジンポンプ１３の冷却水吸入側とヒータコア流路１２との連通状態を切り替える切替部である。エンジン用三方弁１８の作動は、図２に示す制御装置６０によって制御される。
【００３０】
ヒータコア流路１２には、コンデンサポンプ１９、水冷コンデンサ２０およびヒータコア２１が、この順番でエンジン冷却水が流通するように配置されている。コンデンサポンプ１９は、エンジン冷却水を吸入して吐出する電動ポンプである。コンデンサポンプ１９の作動は、制御装置６０によって制御される。コンデンサポンプ１９は、エンジン１４の駆動力をベルトを介して動力伝達することによって駆動されるベルト駆動式ポンプであってもよい。
【００３１】
水冷コンデンサ２０は、冷凍サイクル３０の圧縮機３１から吐出された高圧側冷媒とエンジン冷却水とを熱交換させることによって高圧側冷媒を凝縮させる凝縮器である。水冷コンデンサ２０は、冷媒熱媒体熱交換器である。
【００３２】
水冷コンデンサ２０は、エンジン冷却水回路１０のうち、エンジン冷却水の圧力がエンジン冷却水回路１０内の最高圧力と最低圧力との中間圧力よりも高くなる部位に配置されている。
【００３３】
ヒータコア２１は、エンジン冷却水と車室内へ送風される空気とを熱交換させて車室内へ送風される空気を加熱する空気加熱用熱交換器である。
【００３４】
エンジン冷却水回路１０は、機器冷却流路２２を有している。機器冷却流路２２は、ヒータコア流路１２に接続された冷却水流路である。機器冷却流路２２の一端は、エンジン１４の冷却水出口に接続されている。機器冷却流路２２の他端は、ヒータコア流路１２のうちヒータコア２１の冷却水出口側に接続されている。
【００３５】
機器冷却流路２２には、ＥＧＲクーラ２３が配置されている。ＥＧＲクーラ２３は、エンジン１４の吸気側に戻される排気ガスとエンジン冷却水とを熱交換して排気を冷却する熱交換器である。
【００３６】
ＥＧＲクーラ２３は、エンジン冷却水によって冷却される冷却対象機器である。機器冷却流路２２には、冷却対象機器として排気熱回収器等が配置されていてもよい。排気熱回収器は、エンジン１４の排気ガスとエンジン冷却水とを熱交換させて排気ガスの熱を回収する熱交換器である。
【００３７】
エンジン冷却水回路１０は、バイパス流路２５を有している。バイパス流路２５は、ヒータコア流路１２に接続された冷却水流路部である。
【００３８】
バイパス流路２５は、エンジン１４から流出したエンジン冷却水が水冷コンデンサ２０およびヒータコア２１をバイパスして流れるバイパス流路部である。
【００３９】
バイパス流路２５の一端は、ヒータコア流路１２のうちコンデンサポンプ１９の冷却水吸入側に接続されている。バイパス流路２５の他端は、ヒータコア流路１２のうちヒータコア２１の冷却水出口と機器冷却流路２２の他端の接続部との間の部位に接続されている。
【００４０】
バイパス流路２５の一端とヒータコア流路１２との接続部には、バイパス三方弁２７が配置されている。バイパス三方弁２７は、ヒータコア２１の冷却水出口側とエンジン１４の冷却水入口側とを連通させる状態と、バイパス流路２５の他端側とエンジン１４の冷却水入口側とを連通させる状態とを切り替える切替部である。
【００４１】
バイパス三方弁２７は、エンジン冷却水の圧力損失を調整する圧力損失調整手段である。バイパス三方弁２７は、水冷コンデンサ２０の冷却水流れ下流側に配置された水冷コンデンサ下流側バルブである。バイパス三方弁２７の作動は、制御装置６０によって制御される。
【００４２】
冷凍サイクル３０は、圧縮機３１、水冷コンデンサ２０、第１膨張弁３２、室外コンデンサ３３、モジュレータ３４、過冷却器３５、内部熱交換器３６、第２膨張弁３７および蒸発器３８を備える蒸気圧縮式冷凍機である。本実施形態では、冷凍サイクル３０の冷媒はフロン系冷媒であり、冷凍サイクル３０は、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。
【００４３】
圧縮機３１は、電池から供給される電力によって駆動される電動圧縮機、またはエンジンの駆動力によってエンジンベルトで駆動される圧縮機であり、冷凍サイクル３０の冷媒を吸入して圧縮して吐出する。
【００４４】
第１膨張弁３２は、水冷コンデンサ２０から流出した冷媒を減圧膨張させる第１減圧部である。第１膨張弁３２は、室外コンデンサ３３に流入する冷媒の減圧量を調整する減圧量調整部である。
【００４５】
第１膨張弁３２は、電気的機構によって絞り通路面積を調節する電気式膨張弁である。第１膨張弁３２の作動は、制御装置６０によって制御される。
【００４６】
室外コンデンサ３３は、第１膨張弁３２から流出した冷媒と外気とを熱交換させる冷媒外気熱交換器である。室外コンデンサ３３には、図示しない室外送風機によって外気が送風される。室外コンデンサ３３は、エンジンラジエータ１５とともに車両の最前部に配置されている。
【００４７】
室外コンデンサ３３は、エンジンラジエータ１５よりも外気流れ方向上流側に配置されている。車両の走行時には室外コンデンサ３３およびエンジンラジエータ１５に走行風を当てることができるようになっている。
【００４８】
モジュレータ３４は、室外コンデンサ３３から流出した冷媒の気液を分離するとともに余剰の液相冷媒を貯える冷媒貯留部である。過冷却器３５は、モジュレータ３４から流出した液相冷媒と外気とを熱交換させて液相冷媒を過冷却する過冷却用熱交換器である。
【００４９】
内部熱交換器３６は、過冷却器３５から流出した高温冷媒と、蒸発器３８から流出した低温冷媒とを熱交換させる熱交換器である。内部熱交換器３６は、高圧側冷媒通路３６１と低圧側冷媒通路３６２とを有している。高圧側冷媒通路３６１は、過冷却器３５から流出した高温冷媒が流れる冷媒通路である。高圧側冷媒通路３６１は、蒸発器３８から流出した低温冷媒が流れる冷媒通路である。
【００５０】
第２膨張弁３７は、内部熱交換器３６から流出した冷媒を減圧膨張させる第２減圧部である。第２膨張弁３７は感温部を有する膨張弁である。感温部は、蒸発器３８から流出した冷媒(以下、蒸発器出口側冷媒と言う。）の過熱度を検出する。すなわち、第２膨張弁３７は、蒸発器出口側冷媒の過熱度が予め定めた所定範囲となるように機械的機構によって絞り通路面積を調節する温度式膨張弁である。第２膨張弁３７は、電気的機構によって絞り通路面積を調節する電気式膨張弁であってもよい。
【００５１】
蒸発器３８は、第２膨張弁３７で減圧膨張された低圧冷媒と車室内へ送風される空気とを熱交換させることによって低圧冷媒を蒸発させる低圧側熱交換器である。蒸発器３８で蒸発した気相冷媒は圧縮機３１に吸入されて圧縮される。
【００５２】
モジュレータ３４にはバイパス冷媒流路３９が接続されている。バイパス冷媒流路３９は、モジュレータ３４で気液分離された気相冷媒が過冷却器３５、内部熱交換器３６、第２膨張弁３７および蒸発器３８をバイパスして圧縮機３１の冷媒吸入口へ流れるバイパス部である。
【００５３】
バイパス冷媒流路３９にはバイパス開閉弁４０が配置されている。バイパス開閉弁４０は、バイパス冷媒流路３９の開度を調整するバイパス開度調整部である。バイパス開閉弁４０は電磁弁であり、制御装置６０によって制御される。
【００５４】
モジュレータ３４の冷媒出口側かつ過冷却器３５の冷媒入口側には過冷却開閉弁４１が配置されている。過冷却開閉弁４１は、モジュレータ３４の冷媒出口から過冷却器３５の冷媒入口に至る冷媒流路の開度を調整する。
【００５５】
蒸発器３８およびヒータコア２１は、図示しない室内空調ユニットのケーシングに収容されている。室内空調ユニットは、車室内最前部の計器盤（いわゆるインストルメントパネル）の内側に配置されている。ケーシングは、室内空調ユニットの外殻を形成している。
【００５６】
ケーシングは、図示しない室内送風機によって送風された空気が流れる空気通路を形成しており、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）にて成形されている。
【００５７】
蒸発器３８およびヒータコア２１は、この順番で空気が流れるようにケーシング内の空気通路に配置されている。
【００５８】
ケーシングの空気流れ最上流部には、図示しない内気導入口と図示しない外気導入口とが形成されている。ケーシングの空気流れ最上流側には、図示しない内外気切替ドアが配置されている。内外気切替ドアは、車室内空気（以下、内気と言う。）と外気とを切替導入する内外気切替部である。
【００５９】
内外気切替ドアは、吸込口モードを内気循環モードと外気導入モードと内外気混入モードとに切り替える。内気循環モードでは、内気を導入して外気を導入しない。外気導入モードでは、外気を導入して内気を導入しない。内外気混入モードでは、内気および外気の両方を所定の割合で導入する。
【００６０】
ケーシング内において、蒸発器３８の空気流れ下流側には、図示しないヒータコア通路と図示しないバイパス通路とが並列に形成されている。ヒータコア通路は、蒸発器３８通過後の空気が流れる空気通路である。ヒータコア通路にはヒータコア２１が配置されている。バイパス通路は、蒸発器３８通過後の空気がヒータコア２１をバイパスして流れる空気通路である。
【００６１】
ケーシング内において、ヒータコア通路およびバイパス通路の空気流れ下流側には、図示しない混合空間が形成されている。混合空間は、ヒータコア通路から流出した温風とバイパス通路から流出した冷風とを混合させる空間である。
【００６２】
ケーシング内において、蒸発器３８の空気流れ下流側であって、ヒータコア通路およびバイパス通路の入口側には、図示しないエアミックスドアが配置されている。
【００６３】
エアミックスドアは、ヒータコア通路とバイパス通路との風量割合を連続的に変化させる風量割合調整部である。ヒータコア通路を通過する空気とバイパス通路を通過する空気との風量割合によって、混合空間にて混合された空気の温度が変化する。したがって、エアミックスドアは、混合空間内の空気温度（すなわち、車室内へ送風される空気の温度）を調整する温度調整部である。
【００６４】
エアミックスドアは、図示しない電動アクチュエータによって駆動される回転軸と、その共通の回転軸に連結された板状のドア本体部を有して構成される、いわゆる片持ちドアで構成されている。
【００６５】
エアミックスドアは、直線運動するスライドドアで構成されていてもよい。例えば、スライドドアには、ヒータコア通路の開口面積を狭める形状を有する孔が形成されている。
【００６６】
ケーシングの空気流れ最下流部には、図示しない吹出口が形成されている。吹出口は、混合空間の温度調整された空気を、空調対象空間である車室内空間へ吹き出す。
【００６７】
吹出口としては、フェイス吹出口、フット吹出口およびデフロスタ吹出口が設けられている。フェイス吹出口は、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出す上半身側吹出口である。フット吹出口は、乗員の足元に向けて空調風を吹き出す足元側吹出口である。デフロスタ吹出口は、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出す窓ガラス側吹出口である。
【００６８】
フェイス吹出口、フット吹出口およびデフロスタ吹出口の空気流れ上流側には、図示しない吹出口モードドアが配置されている。吹出口モードドアは、フェイス吹出口、フット吹出口およびデフロスタ吹出口の開口面積を調整することによって吹出口モードを切り替える吹出口モード切替部である。吹出口モードドアは、図示しない電動アクチュエータによって回転操作される。
【００６９】
吹出口モードとしては、フェイスモード、バイレベルモード、フットモード、フットデフロスタモードおよびデフロスタモードがある。
【００７０】
フェイスモードでは、フェイス吹出口を全開してフェイス吹出口から車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出す。バイレベルモードでは、フェイス吹出口とフット吹出口の両方を開口して車室内乗員の上半身と足元に向けて空気を吹き出す。
【００７１】
フットモードでは、フット吹出口を全開するとともにデフロスタ吹出口を小開度だけ開口して、フット吹出口から主に空気を吹き出す。フットデフロスタモードでは、フット吹出口およびデフロスタ吹出口を同程度開口して、フット吹出口およびデフロスタ吹出口の双方から空気を吹き出す。
【００７２】
デフロスタモードでは、デフロスタ吹出口を全開してデフロスタ吹出口から車両前面窓ガラス内面に空気を吹き出す。
【００７３】
次に、冷凍サイクル装置の電気制御部を図２に基づいて説明する。制御装置６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのＲＯＭ内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各種制御対象機器の作動を制御する制御部である。
【００７４】
制御装置６０によって制御される制御対象機器は、図示しない室外送風機、エンジン用三方弁１８、コンデンサポンプ１９、バイパス三方弁２７、圧縮機３１、図示しない室内送風機および図示しない室内空調ユニットの各種ドア（具体的には内外気切替ドア、エアミックスドア、吹出口モードドア等）を駆動する電動アクチュエータ等である。
【００７５】
制御装置６０のうち、その出力側に接続された各種制御対象機器の作動を制御する構成は、それぞれの制御対象機器の作動を制御する制御部を構成している。各制御部は、制御装置６０に対して別体で構成されていてもよい。
【００７６】
制御装置６０の入力側にはセンサ群の検出信号が入力される。センサ群は、内気温度センサ６１、外気温度センサ６２、日射量センサ６３、コンデンサ水圧センサ６４、吐出冷媒センサ６５、吸入冷媒センサ６６、内部熱交換器出口センサ６７、エンジン水温センサ６８、蒸発器温度センサ６９およびヒータコア温度センサ７０である。
【００７７】
内気温度センサ６１は、内気の温度（車室内温度）を検出する内気温度検出部である。外気温度センサ６２は、外気の温度（車室外温度）を検出する外気温度検出部である。日射量センサ６３は、車室内の日射量を検出する日射量検出部である。
【００７８】
コンデンサ水圧センサ６４は、水冷コンデンサ２０で熱交換されたエンジン冷却水の圧力を検出する圧力検出部である。吐出冷媒センサ６５は、圧縮機３１から吐出された冷媒の圧力および温度のうち少なくとも１つを検出する冷媒状態検出部（換言すれば、冷媒圧力検出部または冷媒温度検出部）である。
【００７９】
制御装置６０は、吐出冷媒センサ６５が取得した冷媒圧力に基づいて、圧縮機３１から吐出された冷媒の温度を推定してもよい。制御装置６０および吐出冷媒センサ６５は、圧縮機３１から吐出された冷媒の温度を取得する冷媒温度取得部である。
【００８０】
吸入冷媒センサ６６は、圧縮機３１に吸入される冷媒の圧力および温度のうち少なくとも１つを検出する冷媒状態検出部（換言すれば、冷媒圧力検出部または冷媒温度検出部）である。
【００８１】
内部熱交換器出口センサ６７は、内部熱交換器３６の低圧側冷媒通路３６２から流出した低温冷媒の圧力および温度のうち少なくとも１つを検出する冷媒状態検出部（換言すれば、冷媒圧力検出部または冷媒温度検出部）である。
【００８２】
エンジン水温センサ６８は、エンジン１４から流出したエンジン冷却水の温度を検出する温度検出部である。
【００８３】
蒸発器温度センサ６９は、蒸発器３８の温度を検出する温度検出部である。蒸発器温度センサ６９は、例えば、蒸発器３８の熱交換フィンの温度を検出するフィンサーミスタや、蒸発器３８を流れる冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ等である。
【００８４】
ヒータコア温度センサ７０は、ヒータコア２１の温度を検出する温度検出部である。ヒータコア温度センサ７０は、例えば、ヒータコア２１の熱交換フィンの温度を検出するフィンサーミスタや、ヒータコア２１を流れる冷却水の温度を検出する水温センサ等である。
【００８５】
制御装置６０の入力側には、操作パネル７２に設けられた各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。例えば、操作パネル７２は、車室内前部の計器盤付近に配置されている。
【００８６】
操作パネル７２に設けられた各種空調操作スイッチは、オートスイッチ、エアコンスイッチ、風量設定スイッチおよび車室内温度設定スイッチ等である。
【００８７】
オートスイッチは、空調の自動制御運転を設定する操作部である。エアコンスイッチは、圧縮機３１を手動で作動・停止させる操作部である。
【００８８】
風量設定スイッチは、室内空調ユニットの室内送風機の風量をマニュアル設定するスイッチである。車室内温度設定スイッチは、車室内目標温度Ｔｓｅｔを設定する操作部である。
【００８９】
各スイッチは機械的に押し込むことによって電気接点を導通させる方式のプッシュスイッチでもよいし、静電パネル上の所定の領域に触れることによって反応するタッチスクリーン方式でもよい。
【００９０】
制御装置６０は、車室内吹出空気の目標吹出温度ＴＡＯ、および蒸発器３８からの吹出空気の目標温度ＴＥＯを算出する。
【００９１】
目標吹出温度ＴＡＯは、内気温Ｔｒを速やかに乗員の所望の目標温度Ｔｓｅｔに近づけるために決定される値であって、下記数式により算出される。
【００９２】
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ
この数式において、Ｔｓｅｔは車室内温度設定スイッチによって設定された車室内の目標温度であり、Ｔｒは内気温度センサ６１によって検出された内気温度であり、Ｔａｍは外気温度センサ６２によって検出された外気温度であり、Ｔｓは日射量センサ６３によって検出された日射量である。Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓは制御ゲインであり、Ｃは補正用の定数である。
【００９３】
目標蒸発器吹出温度ＴＥＯは、目標吹出温度ＴＡＯ等に基づいて算出される。具体的には、目標吹出温度ＴＡＯの低下に伴って、目標蒸発器吹出温度ＴＥＯが低下するように算出される。さらに、蒸発器３８の着霜を抑制可能に決定された基準着霜防止温度（例えば、１℃）以上となるように目標蒸発器吹出温度ＴＥＯが算出される。
【００９４】
次に、上記構成における作動を説明する。制御装置６０は、目標吹出温度ＴＡＯ等に基づいて空調モードを冷房モード、暖房モード、第１除湿暖房モードおよび第２除湿暖房モードのいずれかに切り替える。
【００９５】
冷房モードは、エンジンラジエータ１５と水冷コンデンサ２０との間でエンジン冷却水が循環する第１モードである。暖房モードは、水冷コンデンサ２０とヒータコア２１との間でエンジン冷却水が循環する第２モードである。
【００９６】
次に、冷房モードおよび暖房モードにおける作動について説明する。冷房モードは、室外コンデンサ３３にて冷媒から外気に放熱させる放熱モードである。暖房モードは、室外コンデンサ３３にて外気から冷媒に吸熱させる吸熱モードである。
【００９７】
（冷房モード）
冷房モードでは、制御装置６０は、第１膨張弁３２を全開状態とする。冷房モードでは、制御装置６０は、バイパス開閉弁４０を閉弁状態とし、過冷却開閉弁４１を開弁状態とする。冷房モードでは、制御装置６０は、図３に示すように、エンジン冷却水回路１０において水冷コンデンサ２０およびヒータコア２１にエンジン冷却水が循環しないようにエンジン用三方弁１８およびコンデンサポンプ１９の作動を制御する。
【００９８】
制御装置６０は、目標吹出温度ＴＡＯ、センサ群の検出信号等に基づいて、制御装置６０に接続された各種制御機器の作動状態（各種制御機器へ出力する制御信号）を決定する。
【００９９】
圧縮機３１の電動モータに出力される制御信号については、蒸発器温度センサ６９の検出値が目標蒸発器吹出温度ＴＥＯに近づくように決定される。
【０１００】
エアミックスドアへ出力される制御信号については、エアミックスドアがヒータコア通路を閉塞し、蒸発器３８を通過した空気の全流量がバイパス通路を通過するように決定される。
【０１０１】
第２膨張弁３７は、蒸発器出口側冷媒の過熱度が予め定めた所定範囲となるように機械的機構によって絞り通路面積を調節する。
【０１０２】
冷房モード時の冷凍サイクル装置１０では、サイクルを循環する冷媒の状態については、図４のモリエル線図に示すように変化する。なお、図４の破線は、従来のアキュームレータサイクルにおける冷媒の状態を示している。
【０１０３】
すなわち、本実施形態における冷房モード時の冷凍サイクル装置１０では、図４の点ａ１に示すように、圧縮機３１から吐出された高圧冷媒は水冷コンデンサ２０に流入する。水冷コンデンサ２０にエンジン冷却水回路１０のエンジン冷却水が循環していないので、図４の点ａ１および点ａ２に示すように、水冷コンデンサ２０に流入した冷媒は、エンジン冷却水にほとんど放熱することなく水冷コンデンサ２０から流出する。
【０１０４】
水冷コンデンサ２０から流出した冷媒は、第１膨張弁３２に流入する。この際、第１膨張弁３２が冷媒通路を全開状態としているので、水冷コンデンサ２０から流出した冷媒は、第１膨張弁３２にて減圧されることなく、室外コンデンサ３３に流入する。
【０１０５】
図４の点ａ２および点ａ３に示すように、室外コンデンサ３３に流入した冷媒は、室外コンデンサ３３にて外気へ放熱した後モジュレータ３４で気液分離され、液相冷媒は過冷却器３５に流入して外気へ放熱する。
【０１０６】
図４の点ａ３および点ａ４に示すように、過冷却器３５から流出した冷媒は、内部熱交換器３６の高圧側冷媒通路３６１へ流入して、蒸発器３８から流出した低温冷媒と熱交換して冷却される。
【０１０７】
図４の点ａ４および点ａ５に示すように、内部熱交換器３６の高圧側冷媒通路３６１で冷却された冷媒は、第２膨張弁３７へ流入して、第２膨張弁３７にて低圧冷媒となるまで減圧膨張される。図４の点ａ５および点ａ６に示すように、第２膨張弁３７にて減圧された低圧冷媒は、蒸発器３８に流入し、車室内へ送風される空気から吸熱して蒸発する。これにより、車室内へ送風される空気が蒸発器３８で冷却される。
【０１０８】
図４の点ａ６および点ａ７に示すように、蒸発器３８で吸熱した冷媒は、内部熱交換器３６の低圧側冷媒通路３６２へ流入して、室外コンデンサ３３から流出した高温冷媒と熱交換して過熱される。
【０１０９】
そして、図４の点ａ７および点ａ１に示すように、内部熱交換器３６の低圧側冷媒通路３６２で過熱された冷媒は、圧縮機３１に吸入されて再び圧縮される。
【０１１０】
以上の如く、冷房モードでは、蒸発器３８にて冷却された空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の冷房を実現することができる。
【０１１１】
（暖房モード）
暖房モードでは、制御装置６０は、第１膨張弁３２を絞り状態とする。暖房モードでは、制御装置６０は、バイパス開閉弁４０を開弁状態とし、過冷却開閉弁４１を閉弁状態とする。暖房モードでは、制御装置６０は、エンジン冷却水回路１０において水冷コンデンサ２０とヒータコア２１との間でエンジン冷却水が循環するようにエンジン用三方弁１８およびコンデンサポンプ１９の作動を制御する。
【０１１２】
制御装置６０は、目標吹出温度ＴＡＯ、センサ群の検出信号等に基づいて、制御装置６０に接続された各種制御機器の作動状態（各種制御機器へ出力する制御信号）を決定する。
【０１１３】
圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号については、ヒータコア温度センサ７０の検出値が目標吹出温度ＴＡＯに近づくように決定される。
【０１１４】
第１膨張弁３２へ出力される制御信号については、第１膨張弁３２へ流入する冷媒の過冷却度が、予め定められた目標過冷却度に近づくように決定される。目標過冷却度は、サイクルの成績係数（いわゆるＣＯＰ）を最大値に近づけるように定められている。
【０１１５】
第１膨張弁３２へ出力される制御信号については、室外コンデンサ３３から流出した冷媒の過熱度が、予め定められた目標過熱度に近づくように決定されてもよい。目標過熱度は、サイクルの成績係数（いわゆるＣＯＰ）を最大値に近づけるように定められている。
【０１１６】
エアミックスドアのサーボモータへ出力される制御信号については、エアミックスドアがバイパス通路を全開し、蒸発器３８を通過した空気の全流量がヒータコア通路を通過するように決定される。
【０１１７】
これにより、暖房モードでは、圧縮機３１から吐出された高圧冷媒は、水冷コンデンサ２０へ流入して、エンジン冷却水回路１０のエンジン冷却水と熱交換して放熱する。これにより、エンジン冷却水回路１０のエンジン冷却水が加熱されるので、車室内へ送風される空気がヒータコア２１で加熱される。
【０１１８】
水冷コンデンサ２０から流出した冷媒は、第１膨張弁３２に流入し、低圧冷媒となるまで減圧される。そして、第１膨張弁３２にて減圧された低圧冷媒は、室外コンデンサ３３に流入して外気から吸熱して蒸発する。
【０１１９】
室外コンデンサ３３から流出した冷媒は、第２膨張弁３７へ流入する。この際、第２膨張弁３７を全開状態としているので、室外コンデンサ３３から流出した冷媒は、第２膨張弁３７にて減圧されることなくモジュレータ３４に流入する。モジュレータ３４に流入する冷媒は過熱度を持つ気相冷媒であり、モジュレータ３４は単なる冷媒流路として機能する。
【０１２０】
バイパス開閉弁４０が開弁状態であり、過冷却開閉弁４１が閉弁状態であるので、モジュレータ３４から流出した気相冷媒は、バイパス冷媒流路３９を流れて圧縮機３１に吸入されて再び圧縮される。
【０１２１】
以上の如く、暖房モードでは、水冷コンデンサ２０にて圧縮機３１から吐出された高圧冷媒の有する熱をエンジン冷却水回路１０のエンジン冷却水に放熱させ、エンジン冷却水が有する熱をヒータコア２１にて車室内へ送風される空気に放熱させて、加熱された空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の暖房を実現することができる。
【０１２２】
上記の如く、本実施形態の車両用空調装置では、第１膨張弁３２の絞り開度を変化させることによって、車室内の適切な冷房および暖房を実行することができ、ひいては車室内の快適な空調を実現することができる。
【０１２３】
冷房モードでは、冷凍サイクル３０の高圧側冷媒圧力が高くなるので、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が高くなる。さらに、本実施形態の冷凍サイクル３０はレシーバサイクルであるので、従来のアキュームレータサイクルと比較して水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度がさらに高くなる。
【０１２４】
例えば、従来のアキュームレータサイクルでは、冷房モード時に図４の破線に示すように冷媒の状態が変化し、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が約１００℃になる。これに対し、本実施形態の冷凍サイクル３０では、冷房モード時に図４の実線に示すように冷媒の状態が変化し、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が約１２０℃になる。
【０１２５】
冷房モードでは、水冷コンデンサ２０およびヒータコア２１にエンジン冷却水が循環しないので、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度がエンジン冷却水の沸点よりも高くなると、水冷コンデンサ２０でエンジン冷却水が沸騰してしまう。
【０１２６】
この点、本実施形態では、水冷コンデンサ２０は、エンジン冷却水回路１０のうちエンジン冷却水の圧力が高くなる場所に配置されている。例えば、水冷コンデンサ２０は、エンジンポンプ１３やコンデンサポンプ１９の吐出側に配置されている。具体的には、水冷コンデンサ２０の冷却水出口とエンジンポンプ１３やコンデンサポンプ１９の冷却水吸入口との間にヒータコア２１やバイパス三方弁２７といった圧損体が配置されている。これにより、水冷コンデンサ２０におけるエンジン冷却水の圧力を、エンジン冷却水回路１０内の最低圧力よりも、圧損体の圧力損失分だけ高くすることができる。
【０１２７】
換言すれば、水冷コンデンサ２０は、エンジン冷却水回路１０のうち、エンジン冷却水の圧力が、エンジン冷却水回路１０内の最高圧力と最低圧力との中間圧力よりも高くなる部位に配置されている。
【０１２８】
図５に示すように、エンジン冷却水の圧力が高くなると、エンジン冷却水の沸点が上昇する。そのため、水冷コンデンサ２０内のエンジン冷却水の沸点を、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度よりも高くすることができるので、水冷コンデンサ２０でエンジン冷却水が沸騰することを抑制できる。
【０１２９】
本実施形態では、水冷コンデンサ２０は、エンジン冷却水回路１０のうち、エンジンポンプ１３およびコンデンサポンプ１９のうち少なくとも１つが作動している状態においてエンジン冷却水の圧力がエンジン冷却水回路１０内の最高圧力と最低圧力との中間圧力よりも高くなる部位に配置されている。
【０１３０】
これによると、水冷コンデンサ２０における熱媒体の圧力を高くすることができるので、水冷コンデンサ２０におけるエンジン冷却水の沸点を高くすることができる。そのため、水冷コンデンサ２０でエンジン冷却水が沸騰することを抑制できる。
【０１３１】
具体的には、水冷コンデンサ２０は、エンジン冷却水回路１０においてポンプ１３、１９のエンジン冷却水吐出側かつヒータコア２１およびバイパス三方弁２７のエンジン冷却水入口側に配置されている。
【０１３２】
これによると、水冷コンデンサ２０におけるエンジン冷却水の圧力を、エンジン冷却水回路１０内の最低圧力よりも、圧損体の圧力損失分だけ高くすることができる。そのため、水冷コンデンサ２０におけるエンジン冷却水の圧力を高くすることができるので、水冷コンデンサ２０においてエンジン冷却水の沸点を高くすることができ、ひいては、水冷コンデンサ２０でエンジン冷却水が沸騰することを抑制できる。
【０１３３】
本実施形態では、リザーブタンク１６は、エンジン冷却水回路１０に配置され、エンジン冷却水を貯留するとともに、貯留しているエンジン冷却水の液面における圧力を大気圧とは異なる圧力に調整する。
【０１３４】
これにより、エンジン冷却水回路１０に常時残圧が残るため、エンジン冷却水回路１０の基準となる圧力を高くすることができる。そのため、水冷コンデンサ２０におけるエンジン冷却水の圧力を高くすることができるので、水冷コンデンサ２０においてエンジン冷却水の沸点を高くすることができ、ひいては水冷コンデンサ２０でエンジン冷却水が沸騰することを抑制できる。
【０１３５】
（第２実施形態）
上記実施形態では、第２膨張弁３７で減圧膨張された低圧冷媒と車室内へ送風される空気とを蒸発器３８で熱交換させることによって、車室内へ送風される空気を冷却するが、本実施形態では、図６に示すように、第２膨張弁３７で減圧膨張された低圧冷媒と低温冷却水回路５０の低温冷却水とを蒸発器５１で熱交換させることによって低温冷却水を冷却し、低温冷却水と車室内へ送風される空気とをクーラコア５２で熱交換させることによって、車室内へ送風される空気を冷却する。
【０１３６】
低温冷却水回路５０は、低温冷却水が循環する冷却水回路である。低温冷却水は、熱媒体としての流体である。
【０１３７】
本実施形態では、低温冷却水として、少なくともエチレングリコール、ジメチルポリシロキサンもしくはナノ流体を含む液体、または不凍液体が用いられている。
【０１３８】
低温冷却水回路５０には、低温冷却水ポンプ５３が配置されている。低温冷却水ポンプ５３は、低温冷却水を吸入して吐出する電動ポンプである。低温冷却水ポンプ５３の作動は制御装置６０によって制御される。
【０１３９】
制御装置６０には、クーラコア温度センサ７６および内部熱交換器入口センサ７７の検出信号が入力される。
【０１４０】
クーラコア温度センサ７６は、クーラコア５２の温度を検出する温度検出部である。例えば、クーラコア温度センサ７６は、クーラコア５２の熱交換フィンの温度を検出するフィンサーミスタである。クーラコア温度センサ７６は、クーラコア５２を流れる低温冷却水の温度を検出する水温センサ等であってもよい。
【０１４１】
内部熱交換器入口センサ７７は、内部熱交換器３６の高圧側冷媒通路３６１に流入する冷媒の圧力および温度のうち少なくとも１つを検出する冷媒状態検出部である。
【０１４２】
制御装置６０は、目標クーラコア温度ＴＣＯを、目標吹出温度ＴＡＯ等に基づいて算出する。具体的には、目標吹出温度ＴＡＯの低下に伴って、目標クーラコア吹出温度ＴＣＯが低下するように算出される。
【０１４３】
冷房モードでは、制御装置６０は、クーラコア温度センサ７６の検出値が目標クーラコア吹出温度ＴＣＯに近づくように圧縮機３１の電動モータに出力される制御信号を決定される。
【０１４４】
バイパス冷媒流路３９の冷媒流れ下流側端部は、過冷却器３５の冷媒出口側かつ内部熱交換器３６の高圧側冷媒通路３６１の冷媒入口側に接続されている。
【０１４５】
本実施形態の第２膨張弁３７は、電気的機構によって絞り通路面積を調節する電気式膨張弁である。
【０１４６】
第２膨張弁３７へ出力される制御信号については、冷房モードでは、制御装置６０は、蒸発器５１出口側冷媒の過熱度が、予め定めた目標過熱度に近づくように決定される。目標過熱度は、サイクルの成績係数（いわゆるＣＯＰ）を最大値に近づけるように定められている。
【０１４７】
暖房モードでは、制御装置６０は、第２膨張弁３７を全開状態とする。暖房モードでは、制御装置６０は、低温冷却水ポンプ５３を停止する。
【０１４８】
暖房モードでは、モジュレータ３４で気液分離された気相冷媒は、バイパス冷媒流路３９、内部熱交換器３６の高圧側冷媒通路３６１、蒸発器５１、内部熱交換器３６の低圧側冷媒通路３６２の順に流れて圧縮機３１に吸入されて再び圧縮される。このとき、低温冷却水ポンプ５３が停止されているので、内部熱交換器３６および蒸発器５１ではほとんど熱交換されない。
【０１４９】
本実施形態では、冷房モード時に沸騰抑制制御を行うことによって、水冷コンデンサ２０におけるエンジン冷却水の沸騰を抑制する。沸騰抑制制御では、水冷コンデンサ２０からバイパス三方弁２７に流入するエンジン冷却水の流量を絞ることによって、水冷コンデンサ２０におけるエンジン冷却水の沸騰を抑制する。
【０１５０】
制御装置６０は、冷房モード時に図７のフローチャートに示す制御処理を実行することによって、沸騰抑制制御を行うか否かを判定する。ステップＳ１００では、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度を超えているか否かを判定する。
【０１５１】
吐出冷媒センサ６５が圧縮機３１から吐出された冷媒の温度を検出する場合、吐出冷媒センサ６５の検出値を、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度として用いる。
【０１５２】
吐出冷媒センサ６５が圧縮機３１から吐出された冷媒の圧力を検出し、吸入冷媒センサ６６が圧縮機３１に吸入される冷媒の圧力を検出する場合、吐出冷媒センサ６５の検出値と吸入冷媒センサ６６の検出値と圧縮機３１の回転数とに基づいて、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度を推定してもよい。圧縮機３１から吐出された冷媒の圧力を、水冷コンデンサ２０から流出した冷媒の温度に基づいて推定してもよい。
【０１５３】
所定温度は例えば１００℃である。所定温度は、エンジン冷却水の沸点よりも若干低い温度である。
【０１５４】
エチレングリコールを５０％含む冷却水の常圧（すなわち、０ｋＰａ・Ｇ）における沸点は、１１０℃である。また、車両用の冷却水回路の設計圧力は最大で１００ｋＰａ・Ｇ程度であり、圧力が１００ｋＰａ・Ｇのときのエンジン冷却水の沸点はおよそ１３０℃である。したがって、所定温度は、１００℃以上１２０℃以下の範囲内で設定されていてもよい。
【０１５５】
エンジン冷却水の濃度が高いほど、エンジン冷却水の沸点が高くなるので、所定温度を高い温度に設定できる。エンジン冷却水の圧力が高いほど、エンジン冷却水の沸点が高くなるので、所定温度を高い温度に設定できる。
【０１５６】
エンジン冷却水の圧力は、エンジン冷却水の温度から推定することが可能である。例えば、エンジン冷却水の温度と圧力との関係を予め測定してマップ化して制御装置６０に記憶させておくことによって、エンジン冷却水の温度からエンジン冷却水の圧力を推定することができる。エンジン冷却水の圧力を検出する圧力センサが配置されていて、エンジン冷却水の圧力を直接取得してもよい。
【０１５７】
ステップＳ１００にて、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度を超えていないと判定した場合、ステップＳ１００を繰り返して沸騰抑制制御を行わない。
【０１５８】
ステップＳ１００にて、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度を超えていると判定した場合、ステップＳ１１０へ進み、沸騰抑制モードを実行する。
【０１５９】
沸騰抑制モードを実行した場合、図８に示すステップＳ１２０へ進み、バイパス三方弁２７が水冷コンデンサ２０の下流側における冷却水流路を全閉しているか否かを判定する。すなわち、水冷コンデンサ２０およびヒータコア２１から流出したエンジン冷却水の流れをバイパス三方弁２７が遮断しているか否かを判定する。
【０１６０】
ステップＳ１２０にて、バイパス三方弁２７が全閉状態でないと判定した場合、ステップＳ１３０へ進み、バイパス三方弁２７を全閉状態にしてステップＳ１４０へ進む。すなわち、バイパス三方弁２７が水冷コンデンサ２０の下流側における冷却水流路を全閉する。
【０１６１】
一方、ステップＳ１２０にて、バイパス三方弁２７が全閉状態であると判定した場合、そのままステップＳ１４０へ進む。
【０１６２】
エンジンポンプ１３およびコンデンサポンプ１９のうち少なくとも一方が稼動している状態でバイパス三方弁２７を全閉状態にすることによって、水冷コンデンサ２０内におけるエンジン冷却水の圧力（以下、水冷コンデンサ２０の内圧と言う。）が上昇する。これにより、水冷コンデンサ２０におけるエンジン冷却水の沸点が上昇するので水冷コンデンサ２０におけるエンジン冷却水の沸騰を抑制できる。
【０１６３】
ステップＳ１４０では、水冷コンデンサ２０の内圧が所定圧力を上回っているか否かを判定する。
【０１６４】
ステップＳ１４０にて、水冷コンデンサ２０の内圧が所定圧力を上回っていると判定した場合、ステップＳ１４０を繰り返す。すなわち沸騰抑制制御を継続する。
【０１６５】
一方、ステップＳ１４０にて、水冷コンデンサ２０の内圧が所定圧力を上回っていないと判定した場合、ステップＳ１５０へ進み、バイパス三方弁２７を所定量開く。すなわち、水冷コンデンサ２０およびヒータコア２１にエンジン冷却水を所定量流通させる。
【０１６６】
続くステップＳ１６０では、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度を超えているか否かを判定する。所定温度は例えば１００℃である。
【０１６７】
ステップＳ１６０にて、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度を超えていないと判定した場合、ステップＳ１７０へ進み沸騰抑制モードを終了する。
【０１６８】
一方、ステップＳ１６０にて、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度を超えていると判定した場合、ステップＳ１８０へ進み、水冷コンデンサ２０の冷媒温度が上限温度を上回っているか否かを判定する。
【０１６９】
ステップＳ１８０にて、水冷コンデンサ２０の冷媒温度が上限温度を上回っていないと判定した場合、ステップＳ１６０へ戻る。
【０１７０】
一方、ステップＳ１８０にて、水冷コンデンサ２０の冷媒温度が上限温度を上回っていると判定した場合、ステップＳ１９０へ進み、冷凍サイクル３０の制御による沸騰抑制モードに移行する。
【０１７１】
上限温度とは、所定温度よりも高い温度であり、水冷コンデンサ２０においてエンジン冷却水が容易に沸騰するようになる冷媒の温度である。冷凍サイクル３０の制御による沸騰抑制モードでは、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が低下するように冷凍サイクル３０を制御する。冷凍サイクル３０の制御による沸騰抑制モードでは、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が低下する反面、サイクルの成績係数（いわゆるＣＯＰ）が低下してしまう。
【０１７２】
すなわち、沸騰抑制モードを実行しても水冷コンデンサ２０においてエンジン冷却水が容易に沸騰するような場合、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度を低下させることによって、エンジン冷却水の沸騰を抑制する。
【０１７３】
制御装置６０は、水冷コンデンサ２０に流入するエンジン冷却水の温度に応じて、上限温度の値を変化させる。
【０１７４】
例えば、エンジン冷却水の温度が６０℃の場合、上限温度を１１０℃に設定する。すなわち、エンジン冷却水の温度が６０℃の場合、エンジン冷却水の圧力がほとんど高くならずエンジン冷却水の沸点がほとんど高くならないので、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が１１０℃になると水冷コンデンサ２０においてエンジン冷却水が容易に沸騰してしまうからである。
【０１７５】
エンジン冷却水の温度が１００℃以上の場合、上限温度を設定しない。すなわち、エンジン冷却水の温度が１００℃の場合、エンジン冷却水の圧力が高くなってエンジン冷却水の沸点が高くなるので、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が最高温度（例えば１２０℃）になっても、水冷コンデンサ２０においてエンジン冷却水が容易に沸騰しないからである。
【０１７６】
エンジン冷却水の温度が４０℃以下の場合、上限温度を設定しない。すなわち、エンジン冷却水の温度が４０℃の場合、水冷コンデンサ２０に流入するエンジン冷却水の温度が水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度に比べて非常に低いため、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が最高温度（例えば１２０℃）になっても、水冷コンデンサ２０においてエンジン冷却水の温度が沸点まで上昇しないからである。
【０１７７】
冷凍サイクル３０の制御による沸騰抑制モードに移行した場合、図９に示すステップＳ２００へ進み、蒸発器５１から流出した冷媒（以下、蒸発器出口側冷媒と言う。）の目標過熱度を所定温度下げる。
【０１７８】
続くステップＳ２１０では、ステップＳ２００で小さくした目標過熱度が下限値以上であるか否かを判定する。ステップＳ２１０にて、目標過熱度が下限値以上でないと判定した場合、ステップＳ２２０へ進み、圧縮機３１の回転数を所定量低下させる。
【０１７９】
続くステップＳ２３０では、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度を超えているか否かを判定する。所定温度は例えば１００℃である。
【０１８０】
ステップＳ２３０にて、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度を超えていると判定した場合、ステップＳ２２０へ戻り、圧縮機３１の回転数をさらに所定量低下させる。
【０１８１】
ステップＳ２３０にて、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度を超えていないと判定した場合、ステップＳ２４０へ進み、圧縮機３１の回転数を所定量増加させる。
【０１８２】
続くステップＳ２５０では、圧縮機３１の回転数が上限値以上であるか否かを判定する。ステップＳ２５０にて、圧縮機３１の回転数が上限値以上でないと判定した場合、ステップＳ２３０へ戻る。
【０１８３】
ステップＳ２５０にて、圧縮機３１の回転数が上限値以上であると判定した場合、ステップＳ２６０へ進み、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度を超えているか否かを判定する。所定温度は例えば１００℃である。
【０１８４】
ステップＳ２１０にて、目標過熱度が下限値以上であると判定した場合もステップＳ２６０へ進む。ステップＳ２６０にて、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度を超えていると判定した場合、ステップＳ２００へ戻る。
【０１８５】
ステップＳ２６０にて、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度を超えていないと判定した場合、ステップＳ２７０へ進み、蒸発器出口側冷媒の目標過熱度を所定温度上げる。
【０１８６】
続くステップＳ２８０では、ステップＳ２７０で上げた目標過熱度が上限値以上であるか否かを判定する。ステップＳ２８０にて、目標過熱度が上限値以上でないと判定した場合、ステップＳ２６０へ戻る。
【０１８７】
ステップＳ２８０にて、目標過熱度が上限値以上であると判定した場合、ステップＳ２９０へ進み、冷凍サイクル３０の制御による沸騰抑制モードを終了する。
【０１８８】
本実施形態では、ステップＳ１００〜Ｓ２９０で説明したように、バイパス三方弁２７、第２膨張弁３７および制御装置６０は、冷房モードにおいて、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度よりも高いと判断される場合、水冷コンデンサ２０でエンジン冷却水が沸騰することを抑制させる。すなわち、バイパス三方弁２７、第２膨張弁３７および制御装置６０は沸騰抑制部である。
【０１８９】
これにより、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が高くなった場合に、水冷コンデンサ２０でエンジン冷却水が沸騰することを抑制できる。
【０１９０】
例えば、所定温度は、１００℃以上１２０℃以下の範囲内で設定されている。これにより、水冷コンデンサ２０でエンジン冷却水が沸騰するおそれがある場合に水冷コンデンサ２０を流れるエンジン冷却水の流量を確実に増加させて水冷コンデンサ２０でエンジン冷却水が沸騰することを確実に抑制できる。
【０１９１】
例えば、制御装置６０は、所定温度を、１００℃以上かつ０．２×Ａ＋１１０［℃］を下回る温度の範囲内にしてもよい。ここで、Ａは、エンジン冷却水の圧力［ｋＰａ・Ｇ］である。
【０１９２】
エチレングリコールを５０％含むエンジン冷却水の常圧（すなわち、０ｋＰａ・Ｇ）における沸点は、１１０℃である。また、一般的な車両用エンジン冷却水回路の設計圧力は最大で１００ｋＰａ・Ｇ程度であり、圧力が１００ｋＰａ・Ｇのときのエンジン冷却水の沸点はおよそ１３０℃である。したがって、冷媒温度が０．２×Ａ＋１１０［℃］を超える場合、エンジン冷却水が沸騰する危険があるので、所定温度を０．２×Ａ＋１１０［℃］を下回るように設定すれば水冷コンデンサ２０でエンジン冷却水が沸騰することを確実に抑制できる。
【０１９３】
本実施形態では、制御装置６０は、吐出冷媒センサ６５が検出した冷媒の温度に基づいて、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度よりも高いか否かを判断する。これにより、水冷コンデンサ２０でエンジン冷却水が沸騰するおそれがあるか否かを適切に判断できる。
【０１９４】
本実施形態では、ステップＳ１８０〜Ｓ２００、Ｓ２２０で説明したように、制御装置６０は、冷房モードにおいて、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度よりも高いと判断される場合、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が上限温度を超えないように圧縮機３１が吸入する冷媒の温度、および圧縮機３１が吐出する冷媒の圧力のうち少なくとも一方を調整することによって、水冷コンデンサ２０でエンジン冷却水が沸騰することを抑制させる。
【０１９５】
これによると、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が上限温度を超えることを抑制できるので、水冷コンデンサ２０でエンジン冷却水が沸騰することを確実に抑制できる。
【０１９６】
本実施形態では、室外コンデンサ３３から流出した冷媒の気液を分離するとともに冷媒の余剰分を貯えるモジュレータ３４を備える。これによると、冷房モードにおいてレシーバサイクルを形成することができるので、従来のアキュムレータサイクルと比較して効率良く冷房できる。
【０１９７】
本実施形態では、ステップＳ１８０〜Ｓ２００で説明したように、第２膨張弁３７および制御装置６０は、冷房モードにおいて、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度よりも高いと判断される場合、圧縮機３１に吸入される冷媒の過熱度を小さくすることによって、水冷コンデンサ２０でエンジン冷却水が沸騰することを抑制させる。
【０１９８】
これによると、圧縮機３１に吸入される冷媒の過熱度を小さくすることによって、圧縮機３１から吐出された冷媒の温度を低下させることができる。そのため、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度を低下させることができるので、水冷コンデンサ２０でエンジン冷却水が沸騰することを抑制できる。
【０１９９】
本実施形態では、ステップＳ１００〜Ｓ１３０で説明したように、制御装置６０は、冷房モードにおいて、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度よりも高いと判断される場合、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度よりも低いと判断される場合と比較してエンジン冷却水の圧力損失が大きくなるようにバイパス三方弁２７の作動を制御する。
【０２００】
これによると、バイパス三方弁２７がエンジン冷却水の圧力損失を大きくすることによってエンジンポンプ１３およびコンデンサポンプ１９の揚程が大きくなるので、水冷コンデンサ２０におけるエンジン冷却水の圧力を高くすることができる。そのため、水冷コンデンサ２０におけるエンジン冷却水の沸点を高くすることができるので、水冷コンデンサ２０でエンジン冷却水が沸騰することを抑制できる。
【０２０１】
（第３実施形態）
本実施形態では、冷凍サイクル３０の制御による沸騰抑制モードに移行した場合、図１０に示すステップＳ３００へ進み、蒸発器出口側冷媒の目標過熱度を所定温度下げる。
【０２０２】
続くステップＳ３１０では、ステップＳ３００で下げた目標過熱度が下限値以上であるか否かを判定する。ステップＳ３１０にて、目標過熱度が下限値以上であると判定した場合、ステップＳ３２０へ進み、蒸発器出口側過熱度制御から内部熱交換器出口側過熱度制御に切り替える。
【０２０３】
蒸発器出口側過熱度制御では、蒸発器５１から流出した冷媒の過熱度を目標過熱度に制御する。内部熱交換器出口側過熱度制御では、内部熱交換器３６の低圧側冷媒通路３６ｂから流出した冷媒の過熱度を目標過熱度に制御する。
【０２０４】
続くステップＳ３３０では、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度を超えているか否かを判定する。所定温度は例えば１００℃である。
【０２０５】
ステップＳ３３０にて、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度を超えていると判定した場合、ステップＳ３４０へ進み、内部熱交換器３６の低圧側冷媒通路３６２から流出した冷媒の目標過熱度を所定温度下げる。
【０２０６】
続くステップＳ３５０では、ステップＳ３４０で下げた目標過熱度が下限値以上であるか否かを判定する。ステップＳ３５０にて、目標過熱度が下限値以上であると判定した場合、ステップＳ３３０へ戻る。
【０２０７】
ステップＳ３５０にて、目標過熱度が下限値以上でないと判定した場合、ステップＳ３６０へ進み、圧縮機３１の回転数を所定量低下させる。
【０２０８】
続くステップＳ３７０では、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度を超えているか否かを判定する。所定温度は例えば１００℃である。
【０２０９】
ステップＳ３７０にて、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度を超えていると判定した場合、ステップＳ３６０へ戻り、圧縮機３１の回転数をさらに所定量低下させる。
【０２１０】
ステップＳ３７０にて、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度を超えていないと判定した場合、ステップＳ３８０へ進み、圧縮機３１の回転数を所定量増加させる。
【０２１１】
続くステップＳ３９０では、圧縮機３１の回転数が上限値以上であるか否かを判定する。
【０２１２】
ステップＳ３９０にて、圧縮機３１の回転数が上限値以上でないと判定した場合、ステップＳ３７０へ戻る。
【０２１３】
ステップＳ３９０にて、圧縮機３１の回転数が上限値以上であると判定した場合、ステップＳ４１０へ進み、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度を超えているか否かを判定する。所定温度は例えば１００℃である。
【０２１４】
ステップＳ３３０にて、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度を超えていないと判定した場合も、ステップＳ４００で内部熱交換器出口側過熱度制御から蒸発器出口側過熱度制御に切り替えた後、ステップＳ４１０へ進む。
【０２１５】
ステップＳ４１０にて、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度を超えているいと判定した場合、ステップＳ３００へ戻る。
【０２１６】
ステップＳ４１０にて、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度を超えていないと判定した場合、ステップＳ４２０へ進み、蒸発器出口側冷媒の目標過熱度を所定温度上げる。
【０２１７】
続くステップＳ４３０では、ステップＳ４２０で上げた目標過熱度が上限値以上であるか否かを判定する。ステップＳ４３０にて、目標過熱度が上限値以上でないと判定した場合、ステップＳ４１０へ戻る。
【０２１８】
ステップＳ４３０にて、目標過熱度が上限値以上であると判定した場合、ステップＳ４４０へ進み、冷凍サイクル３０の制御による沸騰抑制モードを終了する。
【０２１９】
本実施形態では、第２膨張弁３７および制御装置６０は、水冷コンデンサ２０でエンジン冷却水が沸騰することを抑制させる沸騰抑制部である。すなわち、ステップＳ３００〜Ｓ３２０で説明したように、第２膨張弁３７および制御装置６０は、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度よりも低いと判断される場合、蒸発器５１から流出して内部熱交換器３６に流入する冷媒の過熱度を調整する入口側過熱度制御を行う。そして、入口側過熱度制御を行っている場合において内部熱交換器３６に流入する冷媒の過熱度が所定値未満になったと判断される場合、内部熱交換器３６から流出して圧縮機３１に吸入される冷媒の過熱度を調整する出口側過熱度制御を行うことによって、水冷コンデンサ２０でエンジン冷却水が沸騰することを抑制させる。
【０２２０】
これによると、入口側過熱度制御から出口側過熱度制御に切り替えることによって、圧縮機３１に吸入される冷媒の温度を下げることができる。そのため、圧縮機３１から吐出された冷媒の温度を低下させることができるので、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度を低下させることができ、ひいては水冷コンデンサ２０でエンジン冷却水が沸騰することを確実に抑制できる。
【０２２１】
本実施形態では、ステップＳ３５０、Ｓ３６０に示すように、第２膨張弁３７および制御装置６０は、出口側過熱度制御を行っている場合において、内部熱交換器３６から流出して圧縮機３１に吸入される冷媒の過熱度が下限値（換言すれば所定値）未満になると判断される場合、圧縮機３１の冷媒吐出能力を低下させることによって、水冷コンデンサ２０でエンジン冷却水が沸騰することを抑制させる。
【０２２２】
これによると、冷媒の過熱度が下限値に近づいた場合であっても、圧縮機３１の冷媒吐出能力を低下させることによって、圧縮機３１から吐出された冷媒の温度を低下させることができる。そのため、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度を低下させることができるので、水冷コンデンサ２０でエンジン冷却水が沸騰することを確実に抑制できる。
【０２２３】
（第４実施形態）
本実施形態では、図１１に示すように、内部熱交換器３６の熱交換量を調整可能になっている。例えば、内部熱交換器３６は、高圧側冷媒通路３６１、低圧側冷媒通路３６２、高温側熱媒体通路３６３、低温側熱媒体通路３６４および熱媒体流量調整部３６５とを有している。
【０２２４】
高温側熱媒体通路３６３および低温側熱媒体通路３６４は、内部熱交換熱媒体が流れる熱媒体通路である。内部熱交換熱媒体は、高温側熱媒体通路３６３と低温側熱媒体通路３６４との間を循環する。
【０２２５】
熱媒体流量調整部３６５は、高温側熱媒体通路３６３および低温側熱媒体通路３６４を流れる内部熱交換熱媒体の流量を調整する。内部熱交換熱媒体は、水や蒸気等の熱媒体である。例えば、熱媒体流量調整部３６５は、内部熱交換熱媒体を吸入して吐出するポンプである。熱媒体流量調整部３６５の作動は制御装置６０によって制御される。
【０２２６】
内部熱交換器３６では、高圧側冷媒通路３６１を流れる冷媒と高温側熱媒体通路３６３を流れる内部熱交換熱媒体とが熱交換し、低圧側冷媒通路３６２を流れる冷媒と低温側熱媒体通路３６４を流れる内部熱交換熱媒体とが熱交換する。
【０２２７】
熱媒体流量調整部３６５が内部熱交換熱媒体の流量を調整することによって、内部熱交換器３６の熱交換量を調整することができる。例えば、熱媒体流量調整部３６５が内部熱交換熱媒体の流量を少なくすることによって、内部熱交換器３６の熱交換量を少なくすることができる。
【０２２８】
本実施形態では、内部熱交換器３６の熱交換量を少なくすることによって冷媒の過熱度を小さくできる。そのため、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度を低くすることができるので、エンジン冷却水の沸騰を抑制できる。
【０２２９】
すなわち、制御装置６０は、水冷コンデンサ２０でエンジン冷却水が沸騰することを抑制させる沸騰抑制部である。具体的には、制御装置６０は、冷房モードにおいて、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度よりも高いと判断される場合、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が上限温度を超えないように内部熱交換器３６の熱交換量を調整することによって、水冷コンデンサ２０でエンジン冷却水が沸騰することを抑制させる。
【０２３０】
これによると、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が上限温度を超えることを抑制できるので、水冷コンデンサ２０でエンジン冷却水が沸騰することを確実抑制できる。
【０２３１】
（第５実施形態）
本実施形態では、沸騰抑制モードでは、エンジン冷却水流量増加制御を行うことによって、エンジン冷却水の沸騰を抑制する。エンジン冷却水流量増加制御は、水冷コンデンサ２０を流れるエンジン冷却水（換言すれば熱媒体）の流量を増加させる熱媒体流量増加制御である。
【０２３２】
沸騰抑制モードを実行した場合、図１２に示すステップＳ５００へ進み、コンデンサポンプ１９が作動しているか否かを判定する。ステップＳ５００にて、コンデンサポンプ１９が作動していないと判定した場合、ステップＳ５１０へ進み、コンデンサポンプ１９を作動させた後、ステップＳ５２０へ進む。
【０２３３】
ステップＳ５００にて、コンデンサポンプ１９が作動していると判定した場合、そのままステップＳ５２０へ進む。
【０２３４】
ステップＳ５２０では、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度を超えているか否かを判定する。所定温度は例えば１００℃である。
【０２３５】
ステップＳ５２０にて、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度を超えていないと判定した場合、ステップＳ５３０へ進み沸騰抑制モードを終了する。
【０２３６】
ステップＳ５２０にて、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度を超えていると判定した場合、ステップＳ５４０へ進み、水冷コンデンサ２０の冷媒温度が上限温度を上回っているか否かを判定する。
【０２３７】
ステップＳ５４０にて、水冷コンデンサ２０の冷媒温度が上限温度を上回っていないと判定した場合、ステップＳ５２０へ戻る。
【０２３８】
ステップＳ５４０にて、水冷コンデンサ２０の冷媒温度が上限温度を上回っていると判定した場合、冷凍サイクル３０の制御による沸騰抑制モードに移行する。
【０２３９】
制御装置６０は、水冷コンデンサ２０に流入するエンジン冷却水の温度に応じて、上限温度の値を変化させる。
【０２４０】
例えば、上記第２実施形態と同様に上限温度を設定する。すなわち、エンジン冷却水の温度が６０℃の場合、上限温度を１１０℃に設定する。エンジン冷却水の温度が１００℃以上の場合、上限温度を設定しない。エンジン冷却水の温度が４０℃以下の場合、上限温度を設定しない。
【０２４１】
本実施形態では、コンデンサポンプ１９および制御装置６０は、水冷コンデンサ２０でエンジン冷却水が沸騰することを抑制させる沸騰抑制部である。すなわち、ステップＳ５００〜Ｓ５１０で説明したように、コンデンサポンプ１９および制御装置６０は、冷房モードにおいて、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度よりも高いと判断される場合、水冷コンデンサ２０を流れるエンジン冷却水の流量を増加させるエンジン冷却水流量増加制御を行うことによって、水冷コンデンサ２０でエンジン冷却水が沸騰することを抑制させる。
【０２４２】
これによると、水冷コンデンサ２０を流れるエンジン冷却水の流量を増加させることによって、水冷コンデンサ２０におけるエンジン冷却水の温度上昇を抑制できるので、水冷コンデンサ２０でエンジン冷却水が沸騰することを確実に抑制できる。
【０２４３】
コンデンサポンプ１９および制御装置６０は、冷房モードにおいて、水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度が所定温度よりも高いと判断される場合であっても、水冷コンデンサ２０におけるエンジン冷却水の圧力が所定圧力を超えていると判断される場合にはエンジン冷却水流量増加制御を行わないようにしてもよい。
【０２４４】
これにより、エンジン冷却水の圧力が高くなっていることによってエンジン冷却水の沸点が高くなっていてエンジン冷却水が沸騰するおそれが少ない場合、水冷コンデンサ２０にエンジン冷却水が無駄に多く流れることを抑制できるので、エンジン冷却水を循環させるために消費されるエネルギーを低減できる。
【０２４５】
コンデンサポンプ１９および制御装置６０は、エンジン冷却水流量増加制御を行っている場合において、水冷コンデンサ２０におけるエンジン冷却水の圧力が所定圧力を超えていると判断される場合、水冷コンデンサ２０におけるエンジン冷却水の圧力が所定圧力を超えていないと判断される場合と比較して、水冷コンデンサ２０におけるエンジン冷却水の流量を減少させるようにしてもよい。
【０２４６】
これにより、エンジン冷却水の圧力が高くなっていることによってエンジン冷却水の沸点が高くなっていてエンジン冷却水が沸騰するおそれが少ない場合、水冷コンデンサ２０にエンジン冷却水が無駄に多く流れることを抑制できるので、エンジン冷却水を循環させるために消費されるエネルギーを低減できる。
【０２４７】
制御装置６０は、エンジン冷却水回路１０におけるエンジン冷却水の温度または圧力が高いほど所定温度を高くしてもよい。
【０２４８】
これによると、エンジン冷却水の沸点が高いほど所定温度が高くなってエンジン冷却水流量増加制御が行われにくくなるので、エンジン冷却水の沸点が高くなっていてエンジン冷却水が沸騰するおそれが少ない場合、水冷コンデンサ２０にエンジン冷却水が無駄に多く流れることを抑制できる。そのため、エンジン冷却水を循環させるために消費されるエネルギーを低減できる。
【０２４９】
（他の実施形態）
上記実施形態を適宜組み合わせ可能である。上記実施形態を例えば以下のように種々変形可能である。
【０２５０】
（１）上記実施形態では、バイパス流路２５の一端とヒータコア流路１２との接続部にバイパス三方弁２７が配置されているが、バイパス流路２５を開閉する開閉弁がバイパス三方弁２７の代わりに配置されていてもよい。
【０２５１】
（２）上記各実施形態では、温度調節対象機器を温度調節するための熱媒体として冷却水を用いているが、油などの各種媒体を熱媒体として用いてもよい。
【０２５２】
熱媒体として、ナノ流体を用いてもよい。ナノ流体とは、粒子径がナノメートルオーダーのナノ粒子が混入された流体のことである。ナノ粒子を熱媒体に混入させることで、エチレングリコールを用いた冷却水のように凝固点を低下させて不凍液にする作用効果に加えて、次のような作用効果を得ることができる。
【０２５３】
すなわち、特定の温度帯での熱伝導率を向上させる作用効果、熱媒体の熱容量を増加させる作用効果、金属配管の防食効果やゴム配管の劣化を防止する作用効果、および極低温での熱媒体の流動性を高める作用効果を得ることができる。
【０２５４】
このような作用効果は、ナノ粒子の粒子構成、粒子形状、配合比率、付加物質によって様々に変化する。
【０２５５】
これによると、熱伝導率を向上させることができるので、エチレングリコールを用いた冷却水と比較して少ない量の熱媒体であっても同等の冷却効率を得ることが可能になる。
【０２５６】
また、熱媒体の熱容量を増加させることができるので、熱媒体自体の顕熱による蓄冷熱量を増加させることができる。
【０２５７】
蓄冷熱量を増加させることにより、圧縮機３１を作動させない状態であっても、ある程度の時間は蓄冷熱を利用した機器の冷却、加熱の温調が実施できるため、冷凍サイクル装置の省動力化が可能になる。
【０２５８】
ナノ粒子のアスペクト比は５０以上であるのが好ましい。十分な熱伝導率を得ることができるからである。なお、アスペクト比は、ナノ粒子の縦×横の比率を表す形状指標である。
【０２５９】
ナノ粒子としては、Ａｕ、Ａｇ、ＣｕおよびＣのいずれかを含むものを用いることができる。具体的には、ナノ粒子の構成原子として、Ａｕナノ粒子、Ａｇナノワイヤー、ＣＮＴ、グラフェン、グラファイトコアシェル型ナノ粒子、およびＡｕナノ粒子含有ＣＮＴなどを用いることができる。
【０２６０】
ＣＮＴはカーボンナノチューブである。グラファイトコアシェル型ナノ粒子は、上記原子を囲むようにカーボンナノチューブ等の構造体があるような粒子体である。
【０２６１】
（３）上記各実施形態の冷凍サイクル３０では、冷媒としてフロン系冷媒を用いているが、冷媒の種類はこれに限定されるものではなく、二酸化炭素等の自然冷媒や炭化水素系冷媒等を用いてもよい。
【０２６２】
また、上記各実施形態の冷凍サイクル３０は、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成しているが、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超える超臨界冷凍サイクルを構成していてもよい。
【符号の説明】
【０２６３】
１９  コンデンサポンプ（沸騰抑制部）
２０  水冷コンデンサ（冷媒熱媒体熱交換器）
２７  バイパス三方弁（沸騰抑制部）
３１  圧縮機
３２  第２膨張弁（第１減圧部）
３３  室外コンデンサ（冷媒外気熱交換器）
３７  第２膨張弁（第２減圧部）
３８  蒸発器（低圧側熱交換器）
６０  制御装置（制御部）
【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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【図１１】
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【図１２】
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