(57)【要約】【課題】回路構成を複雑にすることなく冷媒の寝込みを抑制する。【解決手段】冷凍サイクル２は、コンプレッサ２１と、冷房運転時に外気との熱交換によって冷媒を凝縮させる室外熱交換器２３と、室外熱交換器２３にて凝縮した冷媒を膨張させる第２膨張弁２８と、第２膨張弁２８にて膨張した冷媒を蒸発させるエバポレータ２５と、暖房運転時にコンプレッサ２１にて圧縮された冷媒との熱交換によって温水サイクル４内の温水を加熱する水冷コンデンサ２２と、を有し、温水サイクル４は、温水との熱交換によって空調に用いられる空気を加熱するヒータコア４２と、外部動力を用いて温水を加熱する温水ヒータ４３と、を有し、温水ヒータ４３は、冷凍サイクル２にて冷却された空気を温水サイクル４が再加熱する運転状態で、水冷コンデンサ２２における冷媒の飽和温度が温水の温度と比較して高い場合に作動する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が循環する冷凍サイクルと温水が循環する温水サイクルとを備える空調装置であって、
前記冷凍サイクルは、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
冷房運転時に、外気との熱交換によって冷媒を凝縮させる室外熱交換器と、
前記室外熱交換器にて凝縮した冷媒を膨張させる膨張弁と、
前記膨張弁にて膨張した冷媒を蒸発させ、空調に用いられる空気を冷却する蒸発器と、
暖房運転時に、前記圧縮機にて圧縮された冷媒との熱交換によって前記温水サイクル内の温水を加熱する温水−冷媒熱交換器と、を有し、
前記温水サイクルは、
温水との熱交換によって空調に用いられる空気を加熱する加熱器と、
外部動力を用いて温水を加熱する補助加熱器と、を有し、
前記補助加熱器は、前記冷凍サイクルが空調に用いられる空気を冷却すると共に前記温水サイクルが前記冷凍サイクルにて冷却された空気を再加熱する運転状態で、前記温水−冷媒熱交換器における冷媒の飽和温度が温水の温度と比較して高い場合に作動し、前記温水−冷媒熱交換器における温水の温度が冷媒の飽和温度以上になるように温水を加熱する、
ことを特徴とする空調装置。
【請求項２】
請求項１に記載の空調装置であって、
空調に用いられる空気のうち前記加熱器を通過する空気の量を調整するエアミックスドアを更に備え、
前記温水サイクルは、前記エアミックスドアが開いて前記加熱器に空気が導かれる状態になると温水の循環を開始する、
ことを特徴とする空調装置。
【請求項３】
請求項２に記載の空調装置であって、
前記温水サイクルは、温水を循環させるポンプを更に有し、
前記ポンプは、前記補助加熱器が作動していない状態では温水の流量が少ない低流量運転を行い、前記補助加熱器が作動している状態では前記低流量運転よりも温水の流量が多い高流量運転を行う、
ことを特徴とする空調装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載の空調装置であって、
前記冷凍サイクルは、前記圧縮機の吐出圧を検出する吐出圧検出器を有し、
前記温水サイクルは、前記補助加熱器の出口における温水の温度を検出する温度検出器を有し、
前記温水−冷媒熱交換器における冷媒の飽和温度は、前記吐出圧検出器によって検出された冷媒の圧力に対応する飽和温度であり、
前記温水−冷媒熱交換器における温水の温度は、前記温度検出器によって検出された温水の温度から演算された前記温水−冷媒熱交換器の入口における温水の温度である、
ことを特徴とする空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、冷凍サイクル内における冷媒の流れを切り換えることで冷房運転と暖房運転とを行う車両用空調装置が開示されている。この車両用空調装置では、四方弁及び複数の逆流防止弁を切り換え、冷房運転時に温水−冷媒熱交換器を冷媒が流通しないようにして、温水−冷媒熱交換器への冷媒の寝込みを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１５４３１７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の車両用空調装置では、温水−冷媒熱交換器への冷媒の寝込みを抑制するために四方弁及び複数の逆流防止弁を用いているので、部品点数が多く回路構成が複雑である。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、回路構成を複雑にすることなく冷媒の寝込み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】
【０００６】
本発明のある態様によれば、冷媒が循環する冷凍サイクルと温水が循環する温水サイクルとを備える空調装置であって、前記冷凍サイクルは、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷房運転時に、外気との熱交換によって冷媒を凝縮させる室外熱交換器と、前記室外熱交換器にて凝縮した冷媒を膨張させる膨張弁と、前記膨張弁にて膨張した冷媒を蒸発させ、空調に用いられる空気を冷却する蒸発器と、暖房運転時に、前記圧縮機にて圧縮された冷媒との熱交換によって前記温水サイクル内の温水を加熱する温水−冷媒熱交換器と、を有し、前記温水サイクルは、温水との熱交換によって空調に用いられる空気を加熱する加熱器と、外部動力を用いて温水を加熱する補助加熱器と、を有し、前記補助加熱器は、前記冷凍サイクルが空調に用いられる空気を冷却すると共に前記温水サイクルが前記冷凍サイクルにて冷却された空気を再加熱する運転状態で、前記温水−冷媒熱交換器における冷媒の飽和温度が温水の温度と比較して高い場合に作動し、前記温水−冷媒熱交換器における温水の温度が冷媒の飽和温度以上になるように温水を加熱する。
【発明の効果】
【０００７】
上記態様では、冷凍サイクルが空調に用いられる空気を冷却すると共に温水サイクルが冷却された空気を再加熱する運転状態にて、温水−冷媒熱交換器における冷媒の飽和温度が温水の温度と比較して高い場合には、補助加熱器が作動する。補助加熱器は、温水−冷媒熱交換器における温水の温度が冷媒の飽和温度以上になるように温水を加熱する。これにより、切換弁や逆流防止弁を用いずに、温水−冷媒熱交換器にて冷媒が凝縮されることを抑制できる。したがって、回路構成を複雑にすることなく冷媒の寝込みを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る空調装置の回路図である。
【図２】図２は、空調装置の制御ブロック図である。
【図３】図３は、暖房運転時における冷媒及び温水の流れを説明する図である。
【図４】図４は、冷房リヒート運転時における冷媒及び温水の流れを説明する図である。
【図５】図５は、冷房リヒート運転時における第１開閉弁近傍の冷媒の流れを説明する図である。
【図６】図６は、冷房リヒート運転時における冷媒の寝込み抑制制御のフローチャートである。
【図７】図７は、補助加熱器をオンに切り換える際の具体的な制御のフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の実施形態の変形例に係る空調装置の回路図であり、冷房リヒート運転時における冷媒及び温水の流れを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る空調装置１について説明する。
【００１０】
まず、図１及び図２を参照して、空調装置１の全体構成について説明する。
【００１１】
空調装置１は、冷媒が循環する冷凍サイクル２と、温水が循環する温水サイクル４と、車室内の空調に利用する空気が通過するＨＶＡＣ（Ｈｅａｔｉｎｇ  Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ａｉｒ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）ユニット５と、弁の動作などを制御するコントローラ１０と、を備える。
【００１２】
空調装置１は、冷暖房運転可能なヒートポンプシステムである。空調装置１は、車両（図示省略）に搭載されて車室（図示省略）内の空調を行う。例えば、冷媒にはＨＦＯ−１２３４ｙｆが用いられ、温水には不凍液が用いられる。なお、冷房運転とは、冷凍サイクル２が冷房運転を行っている運転状態であり、冷凍サイクル２と共に温水サイクル４が動作する冷房リヒート運転を含むものである。
【００１３】
冷凍サイクル２は、圧縮機としてのコンプレッサ２１と、温水−冷媒熱交換器としての水冷コンデンサ２２と、室外熱交換器２３と、リキッドタンク２４と、蒸発器としてのエバポレータ２５と、アキュムレータ２６と、これらを冷媒が循環可能となるように接続する冷媒流路２０と、を備える。
【００１４】
コンプレッサ２１は、ガス状冷媒を吸入し圧縮する。これにより、ガス状冷媒は高温高圧になる。
【００１５】
水冷コンデンサ２２は、暖房運転時に、コンプレッサ２１を通過した後の冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。水冷コンデンサ２２は、コンプレッサ２１によって高温高圧となった冷媒と温水サイクル４を循環する温水との間で熱交換を行い、冷媒の熱を温水に伝達する。水冷コンデンサ２２は、温水サイクル４を循環する温水を介して、空調に用いられる空気を加熱する。
【００１６】
室外熱交換器２３は、例えば車両のエンジンルーム（電気自動車においてはモータルーム）内に配置され、冷媒と外気との間で熱交換を行う。室外熱交換器２３は、冷房運転時には凝縮器として機能し、暖房運転時には蒸発器として機能する。室外熱交換器２３には、車両の走行や室外ファン３２の回転によって、外気が導入される。
【００１７】
リキッドタンク２４は、冷房運転時に、室外熱交換器２３を通過して凝縮した冷媒を一時的に溜めると共に、冷媒をガス状（気相）冷媒と液状（液相）冷媒とに気液分離する。リキッドタンク２４からは、分離した液状冷媒のみが第２膨張弁２８へと流れる。
【００１８】
エバポレータ２５は、ＨＶＡＣユニット５内に配置される。エバポレータ２５は、冷房運転時に、後述する第２膨張弁２８にて膨張した冷媒を蒸発させ、空調に用いられる空気を冷却する。エバポレータ２５によって蒸発した冷媒は、第２膨張弁２８を通ってアキュムレータ２６へ流れる。
【００１９】
アキュムレータ２６は、冷媒流路２０を流れる冷媒を一時的に溜めると共に、ガス状冷媒と液状冷媒とに気液分離する。アキュムレータ２６からは、分離したガス状冷媒のみがコンプレッサ２１へと流れる。
【００２０】
冷媒流路２０には、冷媒を減圧膨張させる第１膨張弁２７と、第２膨張弁２８と、が配けられる。また、冷媒流路２０には、開閉によって冷媒の流れを切り換える第１開閉弁２９と、第２開閉弁３０と、が配置される。
【００２１】
第１膨張弁２７は、水冷コンデンサ２２と室外熱交換器２３との間に配置され、水冷コンデンサ２２で凝縮した冷媒を減圧膨張させる。第１膨張弁２７には、例えば、固定絞りや可変絞りが用いられる。固定絞りには、例えば、オリフィスやキャピラリーチューブを用いることができる。固定絞りは、予め使用頻度の高い特定の運転条件に対応するように絞り量が設定される。また、可変絞りには、例えば、段階的に又は無段階的に開度を調節できる電磁弁を用いることができる。
【００２２】
第２膨張弁２８は、リキッドタンク２４とエバポレータ２５との間に配置され、リキッドタンク２４から導かれた液状冷媒を減圧膨張させる。第２膨張弁２８には、エバポレータ２５を通過した冷媒の温度に応じて開度が調節される温度式膨張弁が用いられる。
【００２３】
第１開閉弁２９は、冷房運転時に開かれ、暖房運転時に閉じられる。第１開閉弁２９が開かれると、コンプレッサ２１によって圧縮された冷媒は、水冷コンデンサ２２及び第１膨張弁２７をバイパスして、室外熱交換器２３へ直接流入する。一方、第１開閉弁２９が閉じられると、コンプレッサ２１によって圧縮された冷媒は、水冷コンデンサ２２及び第１膨張弁２７を通過して室外熱交換器２３へ流入する。
【００２４】
第２開閉弁３０は、暖房運転時に開かれ、冷房運転時に閉じられる。第２開閉弁３０が開かれると、室外熱交換器２３で蒸発した冷媒は、リキッドタンク２４，第２膨張弁２８，及びエバポレータ２５をバイパスして、アキュムレータ２６に直接流入する。一方、第２開閉弁３０が閉じられると、室外熱交換器２３で蒸発した冷媒は、リキッドタンク２４，第２膨張弁２８，及びエバポレータ２５を通過して、アキュムレータ２６に流入する。
【００２５】
温水サイクル４は、ポンプとしてのウォータポンプ４１と、加熱器としてのヒータコア４２と、補助加熱器としての温水ヒータ４３と、水冷コンデンサ２２と、これらを温水が循環可能となるように接続する温水流路４０と、を備える。
【００２６】
ウォータポンプ４１は、温水流路４０内の温水を循環させる。
【００２７】
ヒータコア４２は、ＨＶＡＣユニット５内に配置され、暖房運転時に、ヒータコア４２を通過する空気と温水との熱交換によって、空調に用いられる空気を加熱する。
【００２８】
温水ヒータ４３は、内部にヒータ（図示省略）を有し、外部動力を用いて温水を加熱する。ヒータには、例えば、シーズヒータやＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）ヒータが用いられる。温水ヒータ４３に代えて、例えば、車両のエンジン（図示省略）の冷却水との熱交換によって温水を加熱するようにしてもよい。
【００２９】
ＨＶＡＣユニット５は、空調に利用する空気を冷却又は加熱する。ＨＶＡＣユニット５は、ブロワ５２と、エアミックスドア５３と、これらを空調に利用する空気が通過可能となるように囲うケース５１と、を備える。ＨＶＡＣユニット５内には、ヒータコア４２とエバポレータ２５とが配置される。ブロワ５２から送風された空気は、ヒータコア４２及びエバポレータ２５内を流れる冷媒との間で熱交換を行う。
【００３０】
ブロワ５２は、ＨＶＡＣユニット５内に空気を送風する送風機である。
【００３１】
エアミックスドア５３は、ＨＶＡＣユニット５内に配置されたヒータコア４２を通過する空気の量を調整する。エアミックスドア５３は、ヒータコア４２のブロワ５２側に設置される。エアミックスドア５３は、暖房運転時にヒータコア４２側を開き、冷房運転時にヒータコア４２側を閉じる。エアミックスドア５３の開度によって、空気とヒータコア４２内の温水との間の熱交換量が調節される。
【００３２】
エアミックスドア５３は、冷房リヒート運転時には、ヒータコア４２側を開く。これにより、ＨＶＡＣユニット５内を流れる空気は、エバポレータ２５を通過して冷却された後、ヒータコア４２を通過して再加熱（リヒート）される。
【００３３】
空調装置１には、吐出圧検出器としての吐出圧センサ１１と、エバポレータ温度センサ１３と、温度検出器としての水温センサ１５と、が設置されている。
【００３４】
吐出圧センサ１１は、コンプレッサ２１の吐出側の冷媒流路２０に設置され、コンプレッサ２１にて圧縮されたガス状冷媒の吐出圧を検出する。
【００３５】
エバポレータ温度センサ１３は、ＨＶＡＣユニット５のエバポレータ２５の空気流れ下流側に設置され、エバポレータ２５を通過した空気の温度を検出する。なお、エバポレータ温度センサ１３は、エバポレータ２５に直接設置されてもよい。
【００３６】
水温センサ１５は、水冷コンデンサ２２の入口付近の温水流路４０に設置される。水温センサ１５は、水冷コンデンサ２２に導かれる温水の温度を検出する。
【００３７】
なお、図８に示すように、水温センサ１５を、温水ヒータ４３の出口における温水の温度を検出する位置に配設してもよい。この場合、水温センサ１５が検出した温度を、エバポレータ温度センサ１３が検出した空気の温度、ブロワ５２による送風量、及びエアミックスドア５３の開度を用いて補正することで、水冷コンデンサ２２の入口における温水の温度を演算することができる。通常、温水ヒータ４３には、内部のヒータの運転を制御するために出口における温水の温度を検出する水温センサ１５が設けられる。よって、この場合、新たにセンサを追加することなく、水冷コンデンサ２２の入口における温水の温度を検出することができる。
【００３８】
コントローラ１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等によって構成されるマイクロコンピュータである。コントローラ１０を複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。コントローラ１０は、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＣＰＵによって読み出すことで、空調装置１に各種機能を発揮させる。
【００３９】
図２に示すように、コントローラ１０には、吐出圧センサ１１と、エバポレータ温度センサ１３と、水温センサ１５と、からの信号が入力される。なお、コントローラ１０には、図示しない他のセンサからの信号が入力されてもよい。
【００４０】
コントローラ１０は、入力された信号に基づいて、冷凍サイクル２の制御を実行する。すなわち、コントローラ１０は、図１に破線で示すように、コンプレッサ２１の出力を設定すると共に、第１開閉弁２９及び第２開閉弁３０の開閉制御を実行する。また、コントローラ１０は、図示しない出力信号を送信することで、温水サイクル４やＨＶＡＣユニット５の制御を実行する。
【００４１】
次に、図３及び図４を参照して、空調装置１の各空調運転モードについて説明する。
【００４２】
＜暖房モード＞
図３に示す暖房モードでは、いわゆる外気吸熱ヒートポンプ運転が実行され、冷媒流路２０の冷媒と温水流路４０の温水とが、太実線で示すようにそれぞれ循環する。
【００４３】
コントローラ１０は、第１開閉弁２９を閉じた状態にすると共に、第２開閉弁３０を開いた状態にする。これにより、コンプレッサ２１で圧縮され高温になった冷媒は、水冷コンデンサ２２へと流れる。
【００４４】
水冷コンデンサ２２へ流れた冷媒は、水冷コンデンサ２２の内部で温水を加熱することにより熱を奪われて低温になった後、第１膨張弁２７を通って減圧膨張することで更に低温となって、室外熱交換器２３へと流れる。室外熱交換器２３へ流れた冷媒は、室外熱交換器２３に導入される外気との間で熱交換を行い加熱された後、そのまま第２開閉弁３０を通って、アキュムレータ２６へと流れて気液分離される。そして、アキュムレータ２６で気液分離された冷媒のうちガス状冷媒が、再びコンプレッサ２１へと流れる。
【００４５】
一方、水冷コンデンサ２２で冷媒によって加熱された温水は、循環してヒータコア４２に流れ、ヒータコア４２の周囲の空気を加熱する。加熱された空気は、ＨＶＡＣユニット５の下流側に流されることで、暖房風として用いられる。
【００４６】
なお、水冷コンデンサ２２で冷媒が充分に温水を加熱できない場合には、外気吸熱ヒートポンプ運転と併用して又は独立して温水ヒータ４３を運転させることによって温水を加熱してもよい。
【００４７】
＜冷房リヒートモード＞
図４に示す冷房リヒートモードでは、冷媒流路２０の冷媒と温水流路４０の温水とが、太実線で示すようにそれぞれ循環する。
【００４８】
コントローラ１０は、第２開閉弁３０を閉じた状態にすると共に、第１開閉弁２９を開いた状態にする。これにより、コンプレッサ２１で圧縮されて高温高圧になった冷媒は、第１開閉弁２９を通ってそのまま室外熱交換器２３へと流れる。
【００４９】
室外熱交換器２３へ流れた冷媒は、室外熱交換器２３に導入される外気と熱交換を行い冷却された後、リキッドタンク２４を通って気液分離される。リキッドタンク２４の下流側に接続される第２膨張弁２８には、リキッドタンク２４にて気液分離された冷媒のうち液状冷媒が流通する。
【００５０】
その後、液状冷媒は、第２膨張弁２８で減圧膨張してエバポレータ２５へ流通し、エバポレータ２５を通過する際に空調に利用する空気の熱を吸収することで蒸発する。エバポレータ２５にて蒸発したガス状冷媒は、アキュムレータ２６を介して再びコンプレッサ２１へと流れる。
【００５１】
エバポレータ２５にて冷媒によって冷却された空気は、ＨＶＡＣユニット５の下流に流されて冷房風として用いられる。
【００５２】
一方、温水サイクル４では、温水ヒータ４３によって加熱された温水は、温水流路４０を循環してヒータコア４２に流れ、ヒータコア４２の周囲の空気を加熱する。これにより、エバポレータ２５を通過してきた冷房風は、再加熱されて車室内に導かれる。また、このとき、エバポレータ２５で空気を冷却することによって、空気中の水蒸気を凝縮させて取り除いているので、車室内が除湿される。
【００５３】
次に、図５から図７を参照して、冷房リヒートモードにおける冷媒の寝込み抑制制御について説明する。
【００５４】
図５に示すように、冷房リヒートモードでは、第１開閉弁２９が開かれているが、コンプレッサ２１と水冷コンデンサ２２との間の冷媒流路２０は遮断されていない。冷媒は、流路抵抗が小さい方の経路を流れやすいので、コンプレッサ２１から導かれた冷媒は、第１開閉弁２９を通過して室外熱交換器２３に導かれる。
【００５５】
しかしながら、水冷コンデンサ２２内で冷媒が冷却されると、水冷コンデンサ２２内の冷媒が凝縮して水冷コンデンサ２２内に溜まる。水冷コンデンサ２２内の冷媒が凝縮すると、水冷コンデンサ２２内の圧力が低下するので、更に冷媒が流れ込みやすくなる。このように、水冷コンデンサ２２内で、いわゆる冷媒の寝込みが発生するおそれがある。
【００５６】
そこで、図６に示すように、空調装置１では、コントローラ１０が以下の制御を実行して、冷房リヒートモードにおいて水冷コンデンサ２２内に冷媒が寝込むことを抑制している。コントローラ１０は、図６に示すルーチンを、空調装置１の運転中に、例えば１０ミリ秒ごとの一定時間隔で繰り返し実行する。
【００５７】
ステップＳ１１では、コントローラ１０は、空調装置１の運転モードが冷房リヒートモードであるか否かを判定する。ステップＳ１１にて、運転モードが冷房リヒートモードであると判定された場合には、ステップＳ１２に移行する。一方、ステップＳ１１にて、運転モードが冷房リヒートモードではない他のモードであると判定された場合には、寝込み抑制制御の必要がないので、ステップＳ２１及びステップＳ２２に移行してリターンする。
【００５８】
ステップＳ１２では、コントローラ１０は、エアミックスドア５３が開かれているか否かを判定する。ステップＳ１２にて、エアミックスドア５３が開かれていると判定された場合には、ステップＳ１３に移行する。一方、ステップＳ１２にて、エアミックスドア５３が開かれていない、即ちエアミックスドア５３が閉じられていると判定された場合には、寝込み抑制制御の必要がないので、ステップＳ２１及びステップＳ２２に移行してリターンする。
【００５９】
ステップＳ２１では、コントローラ１０は、ヒータコア４２を空気が通過せず、温水流路４０内の温水を循環させる必要がないので、ウォータポンプ４１をオフにする。また、ステップＳ２２では、コントローラ１０は、温水ヒータ４３をオフにする。
【００６０】
一方、ステップＳ１３では、コントローラ１０は、ウォータポンプ４１の運転を開始する。このように、温水サイクル４は、エアミックスドア５３が開いてヒータコア４２に空気が導かれる状態になると温水の循環を開始する。
【００６１】
ステップＳ１４では、コントローラ１０は、目標吹き出し温度Ｔｏ［℃］を検出する。この目標吹き出し温度Ｔｏは、ヒータコア４２を通過して車室内に導かれる空気の目標温度である。
【００６２】
ステップＳ１５では、コントローラ１０は、水温センサ１５から送信された電気信号に基づき、水冷コンデンサ２２の入口における温水の温度Ｔｗ［℃］を検出する。
【００６３】
なお、図８に示すように、水温センサ１５を、温水ヒータ４３の出口における温水の温度を検出する位置に配設した場合には、温水の温度Ｔｗは、水温センサ１５によって検出された温水の温度から演算された水冷コンデンサ２２の入口における温水の温度である。
【００６４】
ステップＳ１６では、コントローラ１０は、吐出圧センサ１１から送信された電気信号に基づき、水冷コンデンサ２２における冷媒の圧力を検出する。吐出圧センサ１１が検出するのはコンプレッサ２１の吐出圧であるが、コンプレッサ２１と水冷コンデンサ２２との間の圧力損失は無視できるレベルである。よって、吐出圧センサ１１が検出する圧力は、水冷コンデンサ２２における冷媒の圧力と同等である。また、コントローラ１０は、水冷コンデンサ２２における冷媒の圧力に基づいて、当該圧力に対応する冷媒の飽和温度Ｔｒｅｆ［℃］を検出する。
【００６５】
ステップＳ１７では、コントローラ１０は、水冷コンデンサ２２における温水の温度Ｔｗと目標吹き出し温度Ｔｏとを比較する。ステップＳ１７にて、Ｔｗ＜Ｔｏでない、即ちＴｗ≧Ｔｏであると判定された場合には、ヒータコア４２の温度が目標吹き出し温度Ｔｏ以上であるので、ステップＳ１９に移行する。一方、ステップＳ１７にて、Ｔｗ＜Ｔｏであると判定された場合には、ヒータコア４２の温度が目標吹き出し温度Ｔｏよりも低いので、ステップＳ１８に移行してリターンする。
【００６６】
ステップＳ１８では、ステップＳ１７にてＴｗ＜Ｔｏであると判定された場合には、ヒータコア４２の温度が目標吹き出し温度Ｔｏよりも低いので、水冷コンデンサ２２にて冷媒の寝込みが発生するおそれがあるか否かに関わらず、温水の温度を上昇させるために温水ヒータ４３をオンに切り換える。
【００６７】
ステップＳ１９では、コントローラ１０は、水冷コンデンサ２２における温水の温度Ｔｗと冷媒の飽和温度Ｔｒｅｆとを比較する。ステップＳ１９にて、Ｔｗ＜Ｔｒｅｆであると判定された場合には、ヒータコア４２の温度が冷媒の飽和温度Ｔｒｅｆよりも低い。即ち、水冷コンデンサ２２において、温水の温度Ｔｗが冷媒の飽和温度Ｔｒｅｆよりも低く、冷媒が凝縮して寝込むおそれがあるので、ステップＳ１８に移行する。一方、ステップＳ１９にて、Ｔｗ＜Ｔｒｅｆでない、即ちＴｗ≧Ｔｒｅｆであると判定された場合には、温水の温度Ｔｗが冷媒の飽和温度Ｔｒｅｆ以上であり、冷媒が凝縮して寝込むおそれがないので、ステップＳ２０に移行してリターンする。
【００６８】
ステップＳ１８では、コントローラ１０は、ステップＳ１９にてＴｗ＜Ｔｒｅｆであると判定された場合には、ステップＳ１７にてＴｗ＜Ｔｏであると判定されたか否かに関わらず、温水ヒータ４３をオンにする。
【００６９】
このように、温水ヒータ４３は、冷凍サイクル２が空調に用いられる空気を冷却すると共に温水サイクル４が冷凍サイクル２にて冷却された空気を再加熱する運転状態で、水冷コンデンサ２２における冷媒の飽和温度Ｔｒｅｆが温水の温度Ｔｗと比較して高い場合に作動する。温水ヒータ４３は、水冷コンデンサ２２における温水の温度Ｔｗが冷媒の飽和温度Ｔｒｅｆ以上になるように温水を加熱する。
【００７０】
これにより、切換弁や逆流防止弁を用いずに、水冷コンデンサ２２にて冷媒が凝縮されることを抑制できる。したがって、回路構成を複雑にすることなく冷媒の寝込みを抑制することができる。
【００７１】
なお、ステップＳ１７にてＴｗ＜Ｔｏでないと判定されたにも関わらず、ステップＳ１９にてＴｗ＜Ｔｒｅｆであると判定されて、温水ヒータ４３がオンにされた場合には、温水の温度Ｔｗが目標吹き出し温度Ｔｏを上回っているにも関わらず温水が加熱される。この場合、エアミックスドア５３を閉じる方向に制御して、ヒータコア４２を通過する空気の量を少なくする。これにより、車室内の温度が必要以上に上昇することが防止される。
【００７２】
ステップＳ２０では、コントローラ１０は、温水の温度が充分に高く、水冷コンデンサ２２内で冷媒が寝込むおそれがないので、温水ヒータ４３をオフにする。
【００７３】
ステップＳ１９にてＴｗ＜Ｔｒｅｆであると判定された場合には、ステップＳ１８に移行して温水ヒータ４３をオンにするが、運転モードが冷房リヒートモードに切り換えられた直後には、コントローラ１０は、図７に示す制御を実行する。なお、ステップＳ１７にてＴｗ＜Ｔｏであると判定されてステップＳ１８に移行した場合には、図７に示す制御を実行せず、単に温水ヒータ４３をオンに切り換える。
【００７４】
図７は、図６のステップＳ１８にて温水ヒータ４３をオンに切り換える際の具体的な制御を説明するフローチャートである。
【００７５】
ステップＳ３１では、ウォータポンプ４１は、温水の流量が少ない低流量運転を行う。このとき、温水ヒータ４３はオフのままである。
【００７６】
ステップＳ３２では、所定時間が経過したか否かを判定する。ステップＳ３２にて、所定時間が経過したと判定された場合には、ステップＳ３３に移行する。一方、ステップＳ３２にて、所定時間が経過していないと判定された場合には、ステップＳ３１にリターンする。この所定時間は、温水流路４０内で水冷コンデンサ２２近傍の温水の温度が高くヒータコア４２近傍の温水の温度が低い状態から、温水流路４０内の温水が混ざり合って温度が略一定になるまでの時間に設定される。
【００７７】
ステップＳ３３では、コントローラ１０は、温水ヒータ４３をオンにする。
【００７８】
ステップＳ３４では、コントローラ１０は、ウォータポンプ４１の運転を、低流量運転よりも温水の流量が多い高流量運転にする。ステップＳ３４にて、ウォータポンプ４１を高流量運転にしたら、図６のフローにリターンする。
【００７９】
このように、ウォータポンプ４１は、温水ヒータ４３が作動していない状態では低流量運転を行い、温水ヒータ４３が作動している状態では高流量運転を行う。
【００８０】
これにより、温水流路４０内の温水の温度が低い場合には、温水の循環量を抑制して水冷コンデンサ２２内の温水の温度をできるだけ低下させないようにすると共に、温水流路４０内の温水の温度が高い場合には、温水の循環量を多くして、水冷コンデンサ２２内の温水の温度を積極的に上昇させるようにできる。
【００８１】
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００８２】
冷媒が循環する冷凍サイクル２と温水が循環する温水サイクル４とを備える空調装置１であって、冷凍サイクル２は、冷媒を圧縮するコンプレッサ２１と、冷房運転時に、外気との熱交換によって冷媒を凝縮させる室外熱交換器２３と、室外熱交換器２３にて凝縮した冷媒を膨張させる第２膨張弁２８と、第２膨張弁２８にて膨張した冷媒を蒸発させ、空調に用いられる空気を冷却するエバポレータ２５と、暖房運転時に、コンプレッサ２１にて圧縮された冷媒との熱交換によって温水サイクル４内の温水を加熱する水冷コンデンサ２２と、を有し、温水サイクル４は、温水との熱交換によって空調に用いられる空気を加熱するヒータコア４２と、外部動力を用いて温水を加熱する温水ヒータ４３と、を有し、温水ヒータ４３は、冷凍サイクル２が空調に用いられる空気を冷却すると共に温水サイクル４が冷凍サイクル２にて冷却された空気を再加熱する運転状態で、水冷コンデンサ２２における冷媒の飽和温度Ｔｒｅｆが温水の温度Ｔｗと比較して高い場合に作動し、温水ヒータ４３は、水冷コンデンサ２２における温水の温度Ｔｗが冷媒の飽和温度Ｔｒｅｆ以上になるように温水を加熱する。
【００８３】
また、空調装置１は、空調に用いられる空気のうちヒータコア４２を通過する空気の量を調整するエアミックスドア５３を更に備え、温水サイクル４は、エアミックスドア５３が開いてヒータコア４２に空気が導かれる状態になると温水の循環を開始する。
【００８４】
これにより、冷房リヒートモードにて、エアミックスドア５３が開いてヒータコア４２に空気が導かれる状態になると、温水ヒータ４３が作動して、水冷コンデンサ２２における温水の温度Ｔｗが冷媒の飽和温度Ｔｒｅｆ以上になるように温水を加熱する。よって、切換弁や逆流防止弁を用いずに、水冷コンデンサ２２にて冷媒が凝縮されることを抑制できる。したがって、回路構成を複雑にすることなく冷媒の寝込みを抑制することができる。
【００８５】
また、温水サイクル４は、温水を循環させるウォータポンプ４１を更に有し、ウォータポンプ４１は、温水ヒータ４３が作動していない状態では温水の流量が少ない低流量運転を行い、温水ヒータ４３が作動している状態では低流量運転よりも温水の流量が多い高流量運転を行う。
【００８６】
これにより、温水流路４０内の温水の温度が低い場合には、温水の循環量を抑制して水冷コンデンサ２２内の温水の温度をできるだけ低下させないようにすると共に、温水流路４０内の温度が高い場合には、温水の循環量を多くして、水冷コンデンサ２２内の温水の温度を積極的に上昇させるようにできる。
【００８７】
また、冷凍サイクル２は、コンプレッサ２１の吐出圧を検出する吐出圧センサ１１を有し、温水サイクル４は、温水ヒータ４３の出口における温水の温度を検出する水温センサ１５を有し、水冷コンデンサ２２における冷媒の飽和温度Ｔｒｅｆは、吐出圧センサ１１によって検出された冷媒の圧力に対応する飽和温度であり、水冷コンデンサ２２における温水の温度Ｔｗは、水温センサ１５によって検出された温水の温度から演算された水冷コンデンサ２２の入口における温水の温度である。
【００８８】
これにより、通常、温水ヒータ４３には、内部のヒータの運転を制御するために出口における温水の温度を検出する水温センサ１５が設けられるので、新たにセンサを追加することなく、水冷コンデンサ２２の入口における温水の温度を検出することができる。
【００８９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【符号の説明】
【００９０】
１          空調装置
２          冷凍サイクル
４          温水サイクル
１０        コントローラ
１１        吐出圧センサ（吐出圧検出器）
１５        水温センサ（温度検出器）
２０        冷媒流路
２１        コンプレッサ（圧縮機）
２２        水冷コンデンサ（温水−冷媒熱交換器）
２３        室外熱交換器
２４        リキッドタンク
２５        エバポレータ（蒸発器）
２６        アキュムレータ
２８        第２膨張弁（膨張弁）
４１        ウォータポンプ（ポンプ）
４２        ヒータコア（加熱器）
４３        温水ヒータ（補助加熱器）
５３        エアミックスドア
【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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