(57)【要約】【課題】簡単な構成で冷房能力を向上できるヒートポンプ式空調システムを提供する。【解決手段】冷房運転時に、メインコンデンサ１１から送られた冷媒体を減圧する膨張弁３０の手前の冷媒体と、コンプレッサ１の手前の冷媒体とで熱交換を行う内部熱交換器６０Ａによって、第１エバポレータ４０の入口に導入される冷媒体の比エンタルピを減少させる。また、内部熱交換器６０Ａの低圧側熱交換部６２Ｂをバイパスするバイパス配管１２４およびバイパス弁Ｖ５を備え、暖房運転時には、バイパス弁Ｖ５を開いて、内部熱交換器６０Ａでの熱交換を停止する。【選択図】図１
2011196664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷房運転と暖房運転とを切り替え可能なヒートポンプ式空調システムであって、
冷媒体を圧送するコンプレッサと、
前記コンプレッサから送られた冷媒体と外気とで熱交換を行う第１コンデンサと、
前記第１コンデンサから送られた前記冷媒体を減圧する膨張弁と、
前記膨張弁により減圧された冷媒体と、空調用空気とで熱交換を行う第１エバポレータと、
冷房運転時に、前記膨張弁の手前の冷媒体と前記コンプレッサの手前の冷媒体とで熱交換を行う内部熱交換器と、を備えることを特徴とするヒートポンプ式空調システム。
【請求項２】
前記コンプレッサから送られた冷媒体と前記空調用空気とで熱交換を行う第２コンデンサと、
前記膨張弁で減圧された冷媒体と前記空調用空気とで熱交換を行う第２エバポレータと、
冷房運転時と暖房運転時とで前記冷媒体および前記空調用空気の流れを切り替える冷暖切替手段と、
前記内部熱交換器に設けられ、前記コンプレッサの手前の冷媒体が通る熱交換部をバイパスするバイパス路と、
前記熱交換部および前記バイパス路のいずれかに冷媒体の流れを切り替えるバイパス路切替手段と、
前記冷暖切替手段および前記バイパス路切替手段を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記冷暖切替手段により暖房運転に切り替えた際、前記バイパス路切替手段を制御して前記バイパス路に切り替えることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ式空調システム。
【請求項３】
前記内部熱交換器は、前記膨張弁の手前を流れる冷媒体が、前記第１エバポレータをバイパスする第１エバポレータバイパス手段の下流の接続部と前記第１エバポレータとの間を流れる冷媒体と熱交換を行うように構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヒートポンプ式空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車両などに搭載されるヒートポンプ式空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化を防止すべく、ヒートポンプ式の空調システムでは、環境負荷の低い冷媒に切り替えることが求められている。しかし、冷媒を環境負荷の低いもの（例えば、ＨＦＣ−１３４ａやＨＦＯ−１２３４ｙｆ）に変更すると、冷媒の効率が低下するという問題がある。そこで、このような問題を解決する手段として、放熱器前面の空気の温度により、高圧冷媒と低圧冷媒とを熱交換する熱交換器を設けて、冷房効率を向上させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３４９９７７号公報（段落００２１、００２２、図１）
【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に記載の技術は、内部熱交換器の使用可否を制御するための電磁弁の導入が必要であり、さらにはその電磁弁の開閉を常時行う必要があるという問題があった。
【０００５】
本発明は、前記従来の問題を解決するものであり、簡単な構成で冷房能力を向上できるヒートポンプ式空調システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、冷房運転と暖房運転とを切り替え可能なヒートポンプ式空調システムであって、冷媒体を圧送するコンプレッサと、前記コンプレッサから送られた冷媒体と外気とで熱交換を行う第１コンデンサと、前記第１コンデンサから送られた前記冷媒体を減圧する膨張弁と、前記膨張弁により減圧された冷媒体と、空調用空気とで熱交換を行う第１エバポレータと、冷房運転時に、前記膨張弁の手前の冷媒体と前記コンプレッサの手前の冷媒体とで熱交換を行う内部熱交換器と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
これによれば、内部熱交換器において、膨張弁の手前の高圧の冷媒体を、コンプレッサの手前の低圧の冷媒体により冷却することで、第１エバポレータの入口における冷媒体の比エンタルピを減少させることができ、第１エバポレータでの吸熱能力（比エンタルピの変化量）を向上させることができる。第１エバポレータでの吸熱能力が向上することにより、冷媒体と空調用空気とを熱交換したときに、空調用空気の熱をより多く奪うことができ、冷房能力を向上させることが可能になる。その結果として、冷媒能力の高くない新冷媒を用いた場合でも能力不足に陥るのを防止することが可能になる。
【０００８】
また、冷房運転時には、膨張弁の手前の冷媒体と、コンプレッサの手前の冷媒体との間で熱交換を行うので、内部熱交換器をバイパスするバイパス路を設けて弁による開閉制御を行う必要がない。
【０００９】
また、前記コンプレッサから送られた冷媒体と前記空調用空気とで熱交換を行う第２コンデンサと、前記膨張弁で減圧された冷媒体と前記空調用空気とで熱交換を行う第２エバポレータと、冷房運転時と暖房運転時とで前記冷媒体および前記空調用空気の流れを切り替える冷暖切替手段と、前記内部熱交換器に設けられ、前記コンプレッサの手前の冷媒体が通る熱交換部をバイパスするバイパス路と、前記熱交換部および前記バイパス路のいずれかに冷媒体の流れを切り替えるバイパス路切替手段と、前記冷暖切替手段および前記バイパス路切替手段を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記冷暖切替手段により暖房運転に切り替えた際、前記バイパス路切替手段を制御して前記バイパス路に切り替えることを特徴とする。
【００１０】
これによれば、バイパス路およびバイパス路切替手段を備えることにより、暖房運転時において、低圧の冷媒体が通る熱交換部をバイパスして、高圧の冷媒体との熱交換を停止することで、コンプレッサに吸入される冷媒体が加熱されて冷媒体の密度が低下する分の性能低下を避けることができる。さらに、暖房運転時において、冷媒体をバイパス路に流れるようにすることで、低圧側の冷媒体の圧力損失を小さくすることができる。
【００１１】
また、前記内部熱交換器は、前記膨張弁の手前を流れる冷媒体が、前記第１エバポレータをバイパスする第１エバポレータバイパス手段の下流の接続部と前記第１エバポレータとの間を流れる冷媒体と熱交換を行うように構成したことを特徴とする。
【００１２】
これによれば、暖房運転時において低圧側の冷媒体の圧力損失を小さくできるとともに、第１エバポレータをバイパスする弁と内部熱交換器をバイパスする弁とをひとつの弁で構成できるので、空調システムを簡略化することが可能になる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡単な構成で冷房能力を向上させることができるヒートポンプ式空調システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態のヒートポンプ式空調システムを示し、冷房運転時の冷媒体の流れを示す全体構成図である。
【図２】第１実施形態のヒートポンプ式空調システムを示し、暖房運転時の冷媒体の流れを示す全体構成図である。
【図３】モリエル線図上に示した冷房運転時のサイクル図である。
【図４】第２実施形態のヒートポンプ式空調システムを示し、冷房運転時の冷媒体の流れを示す全体構成図である。
【図５】第２実施形態のヒートポンプ式空調システムを示し、暖房運転時の冷媒体の流れを示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態のヒートポンプ式空調システム（空調システムと略記する）Ｆ１，Ｆ２は、電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）、燃料電池車（ＦＣＶ：Fuel Cell Vehicle）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ：HybridElectric Vehicle）などの車両Ｖに適用することができる。
【００１６】
（第１実施形態）
図１および図２に示すように、第１実施形態の空調システムＦ１は、コンプレッサ１と、コンデンサユニット１０と、第２コンデンサ２０と、膨張弁３０と、第１エバポレータ４０と、第２エバポレータ５０と、内部熱交換器６０Ａと、冷暖切替手段７０と、内部熱交換器バイパス手段８０と、制御部９０と、を含んで構成されている。なお、第１実施形態において、太線で示す配管が、冷媒体の流れを意味している（第２実施形態も同様）。
【００１７】
コンプレッサ１は、モータ（またはエンジン）などの動力によって駆動され、冷媒体を吸入、圧縮して、配管１１１を介して第２コンデンサ２０に向けて高温・高圧の冷媒体（ガス冷媒）を圧送するようになっている。
【００１８】
コンデンサユニット１０は、上流側から順にメインコンデンサ（第１コンデンサ）１１、レシーバタンク１２、サブコンデンサ１３が直列に接続されて構成され、車両Ｖの前端の空間内に配置され、車両Ｖの前方から導入される外気と熱交換を行うようになっている。また、コンデンサユニット１０の入口は、電磁弁Ｖ１を備えた配管１１２を介して第２コンデンサ２０と接続されている。こうしたコンデンサユニット１０に限らず、既存のサブクールコンデンサを用いてももちろんよい。
【００１９】
メインコンデンサ１１は、複数のチューブ（不図示）、放熱フィン（不図示）などを組み合わせて構成され、冷媒体の熱を外気に伝達して放出させることによって、冷媒体を冷却する機能を有している。メインコンデンサ１１では、コンプレッサ１からのガス冷媒が凝縮（冷却）されて液冷媒になる。
【００２０】
レシーバタンク１２は、メインコンデンサ１１から排出された液冷媒とガス冷媒とを分離する機能（気液分離機能）を有し、液冷媒のみを排出するようになっている。このレシーバタンク１２は、冷媒体の不足を補うバッファ部として機能している。
【００２１】
サブコンデンサ１３は、暖房運転時（図２参照）に、サブクール部として機能するものであり、第２コンデンサ２０で冷却された冷媒体をさらに冷却して、冷媒体を完全な液冷媒にするものである。また、サブコンデンサ１３は、冷房運転時にも冷媒を冷却するサブクール部として機能する。
【００２２】
第２コンデンサ２０は、いわゆる冷媒ヒータであり、コンプレッサ１とコンデンサユニット１０との間の配管１１２に設けられ、暖房運転時に、コンプレッサ１から送られた高温・高圧のガス冷媒によって空調用空気Ａを加熱する機能を有している。
【００２３】
膨張弁３０は、例えば冷媒体の温度・圧力に応じて開度を変化させることができ、検出された温度に応じて冷媒体の流量を変化させる機能を有している。また、膨張弁３０は、配管１１３、内部熱交換器６０Ａ、配管１１４を介してコンデンサユニット１０と接続されている。なお、膨張弁３０は、温度・圧力式に限定されるものではなく、電磁弁の開閉制御によって冷媒体の流量を調整する電子式のものであってもよい。
【００２４】
第１エバポレータ４０は、車室内Ｃに配置され、冷媒体と空調用空気Ａ（外気）との間で熱交換を行う吸熱器であり、空調用空気Ａの流れに対して第２コンデンサ２０よりも上流側に配置されている。
【００２５】
第２エバポレータ５０は、冷媒体が車室内Ｃから排出される空調用空気Ａ（熱源）と熱交換を行う吸熱器であり、車両Ｖの荷室Ｄ（例えば、トランクルーム）など、空調用空気が車外に排出される車両Ｖの後部に配置されている。この第２エバポレータ５０によって、熱が無駄に車外に排出されないようになっている。
【００２６】
なお、第２エバポレータ５０の入口と接続される配管１１５は、膨張弁３０の出口と接続され、第２エバポレータ５０の出口と接続される配管１１６は、第１エバポレータ４０の入口と接続されている。また、第１エバポレータ４０の出口は、配管１１７を介して後記する内部熱交換器６０Ａの低圧側熱交換部６２Ａの入口と接続されている。
【００２７】
内部熱交換器６０Ａは、膨張弁３０の手前の高圧の冷媒体を、コンプレッサ１の手前の低圧の冷媒体によって冷却する機能を有し、高圧の冷媒体が流れる高圧側熱交換部６１Ａと、低圧の冷媒体が流れる低圧側熱交換部６２Ａとで構成されている。また、内部熱交換器６０Ａは、低圧側熱交換部６２Ａの出口が配管１１８を介してコンプレッサ１の吸入口１ａと接続されている。
【００２８】
冷暖切替手段７０は、冷房運転時における冷媒体および空調用空気Ａのそれぞれの流れと、暖房運転時における冷媒体および空調用空気Ａのそれぞれの流れとを切り替えるものであり、メインコンデンサバイパス手段（第１コンデンサバイパス手段）７１、第１エバポレータバイパス手段７２、第２エバポレータバイパス手段７３、エアダンパ７４および内部熱交換器バイパス手段８０で構成されている。
【００２９】
メインコンデンサバイパス手段７１は、暖房運転時に、メインコンデンサ１１をバイパスして冷媒体を流すものであり、メインコンデンサバイパス配管（第１コンデンサバイパス配管）１２１、電磁弁Ｖ１，Ｖ２で構成されている。これら電磁弁Ｖ１，Ｖ２は、三方弁でひとつにまとめられていてもよい。
【００３０】
メインコンデンサバイパス配管１２１は、上流端が、第２コンデンサ２０と電磁弁Ｖ１との間の配管１１２に接続され、下流端が、レシーバタンク１２に接続されている。電磁弁Ｖ１は、配管１１２のメインコンデンサバイパス配管１２１の分岐部の下流に設けられ、電磁弁Ｖ２は、メインコンデンサバイパス配管１２１上に設けられている。
【００３１】
第１エバポレータバイパス手段７２は、第１エバポレータバイパス配管１２２および電磁弁Ｖ３で構成されている。第１エバポレータバイパス配管１２２は、冷媒体が第１エバポレータ４０をバイパスして流れるようにしたものであり、上流端が配管１１６に接続され、下流端が配管１１７に接続されている。電磁弁Ｖ３は、第１エバポレータバイパス配管１２２上に設けられている。
【００３２】
第２エバポレータバイパス手段７３は、第２エバポレータバイパス配管１２３および電磁弁Ｖ４で構成されている。第２エバポレータバイパス配管１２３は、冷媒体が第２エバポレータ５０をバイパスして流れるようにしたものであり、上流端が配管１１５に接続され、下流端が第１エバポレータバイパス配管１２２の分岐部の上流側の配管１１６に接続されている。電磁弁Ｖ４は、第２エバポレータバイパス配管１２３上に設けられている。
【００３３】
エアダンパ７４は、第２コンデンサ２０と第１エバポレータ４０との間の空間に配置されている。冷房運転時には、エアダンパ７４が全閉に制御されて、車室内Ｃに導入される空調用空気Ａが、第１エバポレータ４０のみを通過するように制御される（図１参照）。暖房運転時には、エアダンパ７４が全開に制御されて、車室内Ｃに導入される空調用空気Ａが、第１エバポレータ４０を通過した後に第２コンデンサ２０を通過するように流れが制御される（図２参照）。
【００３４】
内部熱交換器バイパス手段８０は、バイパス配管（バイパス路）１２４およびバイパス弁（バイパス路切替手段）Ｖ５で構成されている。バイパス配管１２４は、内部熱交換器６０Ａの低圧側熱交換部６２Ａのみをバイパスするように、上流端が配管１１７に接続され、下流端が配管１１８に接続されている。
【００３５】
なお、本実施形態では、メインコンデンサ１１が、配管１３１を介して配管１１８と接続されている。この配管１３１の一端は、メインコンデンサ１１の下流側の流路と接続され、他端は、配管１１８のバイパス配管１２４の合流部とコンプレッサ１との間に接続されている。また、配管１３１上には、上流側から順に、電磁弁Ｖ６、逆止弁Ｖ７が設けられている。なお、逆止弁Ｖ７は、メインコンデンサ１１からコンプレッサ１への流れのみを許容する弁で構成されている。
【００３６】
制御部９０は、電磁弁Ｖ１〜Ｖ４，Ｖ６およびバイパス弁Ｖ５を開閉制御するとともに、エアダンパ７４を開閉制御して、冷房運転時と暖房運転時の各運転時における冷媒体の流れおよび空調用空気Ａの流れを切り替える。
【００３７】
次に、空調システムＦ１の動作について説明する。図１は、冷房運転時の冷媒体および空調用空気Ａの流れを示したものであり、電磁弁Ｖ２，Ｖ３，Ｖ６、バイパス弁Ｖ５が閉じ、電磁弁Ｖ１，Ｖ４が開き、エアダンパ７４が全閉となっている。図２は、暖房運転時の冷媒体および空調用空気Ａの流れを示したものであり、電磁弁Ｖ１，Ｖ４が閉じ、電磁弁Ｖ２，Ｖ３，Ｖ６およびバイパス弁Ｖ５が開き、エアダンパ７４が全開となっている。
【００３８】
（冷房運転時の動作）
図１に示すように、コンプレッサ１が駆動されると、コンプレッサ１で圧縮された冷媒体は、配管１１１を介して第２コンデンサ２０に供給される。なお、冷房運転時には、エアダンパ７４が全閉に設定されているので、空調用空気Ａが第２コンデンサ２０を通過せず、よって、高温・高圧のガス冷媒によって空調用空気Ａが加熱されることがない。
【００３９】
第２コンデンサ２０を通過した高温・高圧のガス冷媒は、配管１１２を通ってコンデンサユニット１０に導入される。コンデンサユニット１０では、メインコンデンサ１１およびサブコンデンサ１３において、車両Ｖの前方から導入される外気によってガス冷媒が冷却され、凝縮して、液冷媒となる。
【００４０】
なお、レシーバタンク１２では、液冷媒と、液冷媒になりきれなかったガス冷媒とが分離されて、液冷媒のみがレシーバタンク１２からサブコンデンサ１３に導入される。そして、サブコンデンサ１３において、さらに液冷媒が冷却された後、内部熱交換器６０Ａに導入される。
【００４１】
内部熱交換器６０Ａでは、コンデンサユニット１０で冷却された高圧の冷媒体（液冷媒）と、低圧の冷媒体（ガス冷媒）との間で熱交換が行われて、高圧の冷媒体が、低圧の冷媒体によって冷却され、高圧の冷媒体の温度が低下する。
【００４２】
膨張弁３０では、液冷媒が減圧されて、液冷媒とガス冷媒とが混在した冷媒体になる。膨張弁３０を通過した冷媒体は、第２エバポレータ５０をバイパスして、第１エバポレータ４０に導入される。
【００４３】
第１エバポレータ４０では、車室内Ｃに導入される空調用空気（外気）Ａと冷媒体との間で熱交換が行われることにより、空調用空気Ａの熱が冷媒体によって吸収されて冷却された後、車室内Ｃに導入される。なお、このとき、エアダンパ７４が全閉に位置しているので、第１エバポレータ４０を通過した空調用空気Ａが第２コンデンサ２０を通過することがなく、空調用空気Ａが暖められることがない。
【００４４】
第１エバポレータ４０を通過した冷媒体は、内部熱交換器６０Ａの低圧の冷媒体が流れる低圧側熱交換部６２Ａを通流して、前記したように、膨張弁３０の手前を流れる高圧の冷媒体との間で熱交換が行われ、コンプレッサ１に戻る。
【００４５】
（暖房運転時の動作）
図２に示すように、コンプレッサ１が駆動されると、コンプレッサ１で圧縮された高温・高圧の冷媒体（ガス冷媒）は、配管１１１を介して第２コンデンサ２０に供給される。なお、暖房運転時には、エアダンパ７４が全開に位置しているので、空調用空気Ａが第２コンデンサ２０を通過するようになっている。
【００４６】
コンプレッサ１から供給された冷媒体は、配管１１１を通って第２コンデンサ２０に導入され、車外から取り込まれた外気（空調用空気Ａ）と熱交換を行う。すなわち、空調用空気Ａは、高温・高圧のガス冷媒によって加熱されることにより昇温する。一方、冷媒体は、空調用空気Ａ（冷たい外気）によって冷却されることにより凝縮され、ガス冷媒から液冷媒となる。
【００４７】
第２コンデンサ２０を通過した液冷媒は、配管１１２、第１コンデンサバイパス配管１２１を通ってメインコンデンサ１１をバイパスして、レシーバタンク１２およびサブコンデンサ１３に導入される。レシーバタンク１２では、気液分離されて、液冷媒がレシーバタンク１２からサブコンデンサ１３に導入される。サブコンデンサ１３では、液冷媒がさらに冷却され、完全な液冷媒となる。なお、レシーバタンク１２およびサブコンデンサ１３での処理が、いわゆるサブクール部（サブクール領域）となっている。
【００４８】
サブコンデンサ１３を通過した液冷媒は、配管１１３を通って内部熱交換器６０Ａの高圧側熱交換部６１Ａに導入される。なお、暖房運転時には、低圧側熱交換部６２Ａに冷媒体が流れないようになっているので、内部熱交換器６０Ａにおいて、高圧の液冷媒が熱交換を行うことはないまま、膨張弁３０に導入される。つまり、暖房運転時には、制御部９０によってバイパス弁Ｖ５が開弁されて、冷媒体がバイパス配管１２４を通って、低圧側熱交換部６２Ａをバイパスするようになっているので、高圧側熱交換部６１Ａを流れる冷媒体が、低圧側熱交換部６２Ａを流れる冷媒体によって冷却されることがない。これに加えて、低圧側熱交換部６２Ａによる圧力損失により、冷媒体の圧力や温度が低下することがない。
【００４９】
膨張弁３０では、高圧側熱交換部６１Ａを通過した液冷媒が減圧され、液体と気体とが混在した状態の冷媒体に変化して、配管１１５を通って第２エバポレータ５０に導入される。
【００５０】
第２エバポレータ５０では、車室内Ｃから荷室Ｄを介して車外に排出される空気用空気Ａと冷媒体とで熱交換を行う。すなわち、冷媒体が第２エバポレータ５０を通過する際、空調用空気Ａが有している熱を吸収して冷媒体の比エンタルピが増大する。
【００５１】
第２エバポレータ５０を通過した冷媒体は、配管１１６、第１エバポレータバイパス配管１２２、配管１１７の一部およびバイパス配管１２４、配管１１８の一部を通って、コンプレッサ１に戻る。このように、暖房運転時には、バイパス弁Ｖ５が開かれて、低圧の冷媒体がバイパス配管１２４を通ってコンプレッサ１に戻るようになっている。
【００５２】
また、暖房運転時には、エアダンパ７４が全開に設定されることにより、車外から取り込んだ空調用空気Ａ（冷たい空気）が、第１エバポレータ４０と第２コンデンサ２０の双方を通過する。第１エバポレータ４０では、冷媒体がバイパスするので空調用空気Ａとの間で熱交換は行われず、また第２コンデンサ２０では、コンプレッサ１からの高温・高圧のガス冷媒によって空調用空気Ａが加熱される。したがって、車室内Ｃには暖かい空気が導入される。
【００５３】
なお、暖房運転時には、制御部９０によって電磁弁Ｖ６が開弁されることで、配管１３１を介してメインコンデンサ１１とコンプレッサ１の吸入口１ａとが連通する。これにより、コンプレッサ１が作動しているときの吸入口１ａに発生する吸引力（負圧）によって、メインコンデンサ１１内に残留した冷媒体が、配管１３１を通って吸引されるので、冷媒体を有効に活用することができる。
【００５４】
なお、除湿暖房運転時には、暖房運転時の状態において、さらに制御部９０によって電磁弁Ｖ３が閉じられて、冷媒体が第１エバポレータ４０を通るように制御される。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態の空調システムＦ１によれば、冷房運転時において、内部熱交換器６０Ａにおいて、膨張弁３０の手前（膨張弁３０とメインコンデンサ１１との間）の高圧の冷媒体を、コンプレッサ１の手前（コンプレッサ１と第１エバポレータ４０との間）に吸入される低圧の冷媒体により冷却することで、第１エバポレータ４０の入口における冷媒体の比エンタルピを減少させることができ、第１エバポレータ４０での吸熱能力を向上（比エンタルピの変化量を増加）させることができる。
【００５６】
第１エバポレータ４０での吸熱能力が向上することにより、冷媒体と空調用空気Ａとを熱交換したときに、空調用空気Ａの熱をより多く奪うことが可能になり、冷房能力を向上させることができる。その結果として、環境負荷の低い新冷媒を用いた場合でも能力不足に陥るのを防止することが可能になる。
【００５７】
さらに説明すると、内部熱交換器６０Ａによって、膨張弁３０に導入される手前の冷媒体を冷却することにより、図３のサイクル図において矢印Ｓ１で示すように、冷媒体の比エンタルピを低下、換言すると温度を低下させることが可能になる。これにより、第１エバポレータ４０の入口における冷媒体の比エンタルピ（温度）が減少するので、第１エバポレータ４０での比エンタルピの変化量（吸熱能力）をＱ１からＱ２に増加させることができる。このようにして、第１エバポレータ４０での空調用空気Ａに対する吸熱量が増加するので、車室内Ｃに導入される空調用空気Ａの冷却効果を高めることが可能になる。さらには、冷房効率（ＣＯＰ：図３のＱ２／Ｗ）を高めることができる。
【００５８】
また、本実施形態によれば、暖房運転時に、バイパス弁Ｖ５およびバイパス配管１２４を設けて、低圧の冷媒体が通る内部熱交換器６０Ａの低圧側熱交換部６２Ａをバイパスして、高圧の冷媒体との熱交換を停止することで、コンプレッサ１に吸入される低圧の冷媒体が加熱されて冷媒体の密度が低下することによる性能低下を避けることができる。さらに、暖房運転時において、冷媒体がバイパス配管１２４に流れるようにすることで、低圧側の冷媒体の圧力損失を小さくすることができる。
【００５９】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の空調システムＦ２について図４および図５を参照して説明する。図４は、冷房運転時の冷媒体および空調用空気Ａの流れを示したものであり、電磁弁Ｖ２，Ｖ３，Ｖ６が閉じ、電磁弁Ｖ１，Ｖ４が開き、エアダンパ７４が全閉となっている。また、図４に示す破線の矢印は、車室内Ｃに導入された空調用空気Ａが、第２エバポレータ５０を介して車外に排出されることを意味している。図５は、暖房運転時の冷媒体および空調用空気Ａの流れを示したものであり、電磁弁Ｖ１，Ｖ４が閉じ、電磁弁Ｖ２，Ｖ３，Ｖ６が開き、エアダンパ７４が全開となっている。なお、第２実施形態について、第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付して重複した説明を省略する。第２実施形態において、第１実施形態と異なる点は、内部熱交換器の位置である。
【００６０】
すなわち、第２実施形態の空調システムＦ２は、高圧の冷媒体が流れる高圧側熱交換部６１Ｂと低圧の冷媒体が流れる低圧側熱交換部６２Ｂとで構成された内部熱交換器６０Ｂを備えている。高圧側熱交換部６１Ｂは、第１実施形態と同様に、膨張弁３０の手前（膨張弁３０とメインコンデンサ１１（コンデンサユニット１０）との間）に配置されている。低圧側熱交換部６２Ｂは、第１エバポレータ４０をバイパスする第１エバポレータバイパス手段（電磁弁Ｖ３を備えた配管１２２）の下流の接続部Ｐと第１エバポレータ４０との間に配置されている。
【００６１】
さらに説明すると、低圧側熱交換部６２Ｂの入口が、配管１１７ａを介して第１エバポレータ４０の出口と接続され、低圧側熱交換部６２Ｂの出口が、膨張弁３０を通して、コンプレッサ１と接続されている。つまり、第２実施形態では、第１エバポレータバイパス手段７２における第１エバポレータバイパス配管１２２がバイパス路に相当し、電磁弁Ｖ３がバイパス弁（バイパス路切替手段）に相当する。換言すると、第１エバポレータバイパス手段と、内部熱交換器バイパス手段８０とが、共通の部材（第１エバポレータバイパス配管１２２および電磁弁Ｖ３）構成されている。
【００６２】
このように構成された第２実施形態の空調システムＦ２によれば、第１実施形態での効果に加えて、暖房運転時において低圧側の冷媒体の圧力損失を小さくできるとともに、第１エバポレータ４０をバイパスする弁と内部熱交換器６０Ｂをバイパスする弁をひとつの電磁弁Ｖ３で構成できるので、空調システムＦ２を簡略化することが可能になる。これらにより、暖房性能と冷房性能を最大限に高めることができる。
【００６３】
前記した実施形態では、第２エバポレータ５０は、車室内の空気と熱交換を行っているが、これに限らず、外気、バッテリの排熱、燃料電池スタックの熱等の様々な熱源から吸熱しても同様の効果を得られる。
【符号の説明】
【００６４】
１      コンプレッサ
１１    メインコンデンサ（第１コンデンサ）
３０    第２コンデンサ
４０    第１エバポレータ
５０    第２エバポレータ
６０Ａ，６０Ｂ  内部熱交換器
６１Ａ，６１Ｂ  高圧側熱交換部
６２Ａ，６２Ｂ  低圧側熱交換部（熱交換部）
７０    冷暖切替手段
７１    メインコンデンサバイパス手段
７２    第１エバポレータバイパス手段
７３    第２エバポレータバイパス手段
７４    エアダンパ
８０    内部熱交換器バイパス手段
１２４  バイパス配管（バイパス路）
Ｆ１，Ｆ２  ヒートポンプ式空調システム
Ｐ      接続部
Ｖ５    バイパス弁（バイパス路切替手段）
【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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