(57)【要約】      （修正有）【課題】電気ヒータ等の使用を極力抑えつつ暖房運転を適切に行うことができる車両用廃熱利用装置および暖房装置を提供する。【解決手段】車両用廃熱利用装置１０は、冷却側流路２２と分岐流路５４とに跨って設けられる熱交換器８０と、熱交換器８０に設けられる蓄熱体と、第１分岐部４２ａと蓄熱体との間の分岐流路５４に設けられる空調側二方弁５６、第２分岐部４２ｂに設けられる空調側第１三方弁５８と、熱交換器８０の下流側の分岐流路５４に設けられる空調側第２三方弁６０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】
冷却側流路に第１熱媒体を還流させて熱源体から熱を吸収する冷却回路と、
空調側流路に第２熱媒体を還流させてヒータコアで熱を放散する空調回路と、を備え、
前記冷却側流路には、前記第１熱媒体を吐出する冷却側ポンプと、前記熱源体と、がその順で配置され、
前記空調側流路には、前記第２熱媒体を圧縮することにより昇温させて吐出する圧縮機と、前記ヒータコアと、前記第２熱媒体を減圧することにより降温させることができる減圧弁と、前記第２熱媒体と外気との間で熱交換を行う空調側ラジエータと、前記第２熱媒体を気液分離して気相の前記第２熱媒体を前記圧縮機側に流すアキュムレータと、がその順で配置され、更に、前記圧縮機の下流側でありかつ前記減圧弁の上流側に分岐部が配置され、前記減圧弁の下流側でありかつ前記空調側ラジエータの上流側に第１合流部が配置され、前記空調側ラジエータの下流側でありかつ前記アキュムレータの上流側に第２合流部が配置され、前記分岐部と前記第１合流部と前記第２合流部に分岐流路が接続され、
前記熱源体の下流側の前記冷却側流路と前記分岐流路とに跨って設けられて、前記第１熱媒体と前記第２熱媒体との間で熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換器に設けられて、前記第１熱媒体および前記第２熱媒体の熱を蓄えまた蓄えた熱を前記第２熱媒体に与える蓄熱体と、
前記分岐部または前記分岐部と前記熱交換器との間の前記分岐流路に設けられて、前記空調側流路と前記熱交換器との連通と遮断とを切り替える空調側第１切替弁と、
前記熱交換器の下流側の前記分岐流路に設けられて、前記熱交換器と前記空調側ラジエータの上流側の前記空調側流路と下流側の前記空調側流路との連通と遮断とを切り替える空調側第２切替弁と、を更に備える
ことを特徴とする車両用廃熱利用装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用廃熱利用装置において、
前記分岐部は、
前記圧縮機と前記ヒータコアとの間に配置される第１分岐部と、
前記ヒータコアと前記減圧弁との間に配置される第２分岐部と、を含み、
前記空調側第１切替弁は、
前記第１分岐部と前記熱交換器との間の前記分岐流路に設けられる二方弁と、
前記第２分岐部に設けられる三方弁と、を含む
ことを特徴とする車両用廃熱利用装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両用廃熱利用装置において、
前記分岐部は、前記ヒータコアと前記減圧弁との間に配置され、
前記空調側第１切替弁は、前記分岐部に設けられる三方弁である
ことを特徴とする車両用廃熱利用装置。
【請求項４】
請求項１に記載の車両用廃熱利用装置において、
前記分岐部は、前記圧縮機と前記ヒータコアとの間に配置され、
前記空調側第１切替弁は、前記分岐部と前記蓄熱体との間の前記分岐流路に設けられる二方弁である
ことを特徴とする車両用廃熱利用装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用廃熱利用装置において、
前記圧縮機から流出する前記第２熱媒体の第１温度を検出する第１温度センサと、
前記ヒータコアから流出する前記第２熱媒体の第２温度を検出する第２温度センサと、
前記蓄熱体の温度を検出する蓄熱体温度センサと、
外気の温度を検出する外気温度センサと、
前記第１温度と前記第２温度と前記蓄熱体の温度と外気の温度に基づいて、前記空調側第１切替弁と前記空調側第２切替弁を制御する制御部と、を更に備える
ことを特徴とする車両用廃熱利用装置。
【請求項６】
熱媒体を圧縮することにより昇温させて吐出する圧縮機と、
前記熱媒体と室内の空気との間で熱交換を行う室内熱交換器と、
前記熱媒体を減圧することにより降温させることができる減圧弁と、
前記熱媒体と室外の空気との間で熱交換を行う室外熱交換器と、
前記熱媒体を気液分離して気相の前記熱媒体を前記圧縮機側に流すアキュムレータと、
前記圧縮機と前記室内熱交換器と前記減圧弁と前記室外熱交換器と前記アキュムレータとがその順で配置され、前記熱媒体が還流する空調側流路と、を備える暖房装置であって、
前記空調側流路には、前記圧縮機の下流側でありかつ前記減圧弁の上流側に分岐部が配置され、前記減圧弁の下流側でありかつ前記室外熱交換器の上流側に第１合流部が配置され、前記室外熱交換器の下流側でありかつ前記アキュムレータの上流側に第２合流部が配置され、前記分岐部と前記第１合流部と前記第２合流部に分岐流路が接続され、
前記分岐流路に設けられ、前記熱媒体の熱を蓄えまた蓄えた熱を前記熱媒体に与える蓄熱体と、
前記分岐部または前記分岐部と前記蓄熱体との間の前記分岐流路に設けられて、前記空調側流路と前記蓄熱体との連通と遮断とを切り替える空調側第１切替弁と、
前記蓄熱体の下流側の前記分岐流路に設けられて、前記蓄熱体と前記室外熱交換器の上流側の前記空調側流路と下流側の前記空調側流路との連通と遮断とを切り替える空調側第２切替弁と、を備える
ことを特徴とする暖房装置。
【請求項７】
請求項６に記載の暖房装置において、
前記分岐部は、
前記圧縮機と前記室内熱交換器との間に配置される第１分岐部と、
前記室内熱交換器と前記減圧弁との間に配置される第２分岐部と、を含み、
前記空調側第１切替弁は、
前記第１分岐部と前記蓄熱体との間の前記分岐流路に設けられる二方弁と、
前記第２分岐部に設けられる三方弁と、を含む
ことを特徴とする暖房装置。
【請求項８】
請求項６に記載の暖房装置において、
前記分岐部は、前記室内熱交換器と前記減圧弁との間に配置され、
前記空調側第１切替弁は、前記分岐部に設けられる三方弁である
ことを特徴とする暖房装置。
【請求項９】
請求項６に記載の暖房装置において、
前記分岐部は、前記圧縮機と前記室内熱交換器との間に配置され、
前記空調側第１切替弁は、前記分岐部と前記蓄熱体との間の前記分岐流路に設けられる二方弁である
ことを特徴とする暖房装置。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれか１項に記載の暖房装置において、
前記圧縮機から流出する前記熱媒体の第１温度を検出する第１温度センサと、
前記室内熱交換器から流出する前記熱媒体の第２温度を検出する第２温度センサと、
前記蓄熱体の温度を検出する蓄熱体温度センサと、
外気の温度を検出する外気温度センサと、
前記第１温度と前記第２温度と前記蓄熱体の温度と外気の温度に基づいて、前記空調側第１切替弁と前記空調側第２切替弁を制御する制御部と、を更に備える
ことを特徴とする暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両に設けられる駆動モータ等の熱源体の廃熱を利用して車室内を暖房する車両用廃熱利用装置および暖房装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンを搭載する車両はエンジンの廃熱を熱媒体で吸収してエンジンを冷却すると共に、熱媒体の熱をヒータコアで放散することにより車室内を暖房する。一方、エンジンを搭載しない電動車両は熱媒体を駆動モータの廃熱や電気ヒータで暖めて、熱媒体の熱をヒータコアで放散することにより車室内を暖房する。
【０００３】
特許文献１には、熱媒体を圧縮機で昇温させた後に室内熱交換器（ヒータコア）で放熱させ、減圧弁で降温させた後に室外熱交換器（ラジエータ）で吸熱させるヒートポンプ回路を使用して車室内を暖房する空調装置が示される。この空調装置は、発電機やインバータ等の廃熱を利用する加熱器を有しており、減圧弁で降温させた熱媒体を加熱器で昇温させた後に分流し、一方をラジエータに流して除霜を行うと共に、他方を圧縮機で吸込むことにより、除霜と暖房を同時に行うことを可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−７６５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の空調装置が行う暖房運転には、加熱器側の熱媒体が暖まるまで車室内を暖房することができない等の改良の余地がある。このような場合に電気ヒータ等を使用することも考えられる。しかし、電動車両では航続距離を伸ばすために電気ヒータ等の電力消費を回避することが望ましい。
【０００６】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、電気ヒータ等の使用を極力抑えつつ暖房運転を適切に行うことができる車両用廃熱利用装置および暖房装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る車両用廃熱利用装置は、
冷却側流路に第１熱媒体を還流させて熱源体から熱を吸収する冷却回路と、
空調側流路に第２熱媒体を還流させてヒータコアで熱を放散する空調回路と、を備え、
前記冷却側流路には、前記第１熱媒体を吐出する冷却側ポンプと、前記熱源体と、がその順で配置され、
前記空調側流路には、前記第２熱媒体を圧縮することにより昇温させて吐出する圧縮機と、前記ヒータコアと、前記第２熱媒体を減圧することにより降温させることができる減圧弁と、前記第２熱媒体と外気との間で熱交換を行う空調側ラジエータと、前記第２熱媒体を気液分離して気相の前記第２熱媒体を前記圧縮機側に流すアキュムレータと、がその順で配置され、更に、前記圧縮機の下流側でありかつ前記減圧弁の上流側に分岐部が配置され、前記減圧弁の下流側でありかつ前記空調側ラジエータの上流側に第１合流部が配置され、前記空調側ラジエータの下流側でありかつ前記アキュムレータの上流側に第２合流部が配置され、前記分岐部と前記第１合流部と前記第２合流部に分岐流路が接続され、
前記熱源体の下流側の前記冷却側流路と前記分岐流路とに跨って設けられて、前記第１熱媒体と前記第２熱媒体との間で熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換器に設けられて、前記第１熱媒体および前記第２熱媒体の熱を蓄えまた蓄えた熱を前記第２熱媒体に与える蓄熱体と、
前記分岐部または前記分岐部と前記熱交換器との間の前記分岐流路に設けられて、前記空調側流路と前記熱交換器との連通と遮断とを切り替える空調側第１切替弁と、
前記熱交換器の下流側の前記分岐流路に設けられて、前記熱交換器と前記空調側ラジエータの上流側の前記空調側流路と下流側の前記空調側流路との連通と遮断とを切り替える空調側第２切替弁と、を更に備える
ことを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、空調側第１切替弁を適切なタイミングで切り替えることにより第１熱媒体および第２熱媒体の熱を蓄熱体に蓄えることができる。また、外気温が低い状況、すなわち、空調側ラジエータで第２熱媒体が外気から熱を吸収できずヒートポンプシステムによる室内暖房を維持することができない状況であっても、空調側第１切替弁および空調側第２切替弁を適切なタイミングで切り替えることによりホットガス暖房が可能になる。また、空調側第１切替弁および／または空調側第２切替弁を適切なタイミングで切り替えることにより、空調側ラジエータとアキュムレータの両者に高温の第２熱媒体を同時に供給することができる。このため、電気ヒータを使用しなくても室内の暖房と空調側ラジエータの除霜を同時に行うことができる。更に、空調側第１切替弁および／または空調側第２切替弁を適宜切り替えることにより、様々な暖房運転と除霜運転を行うことができる。
【０００９】
本発明に係る車両用廃熱利用装置において、
前記分岐部は、
前記圧縮機と前記ヒータコアとの間に配置される第１分岐部と、
前記ヒータコアと前記減圧弁との間に配置される第２分岐部と、を含み、
前記空調側第１切替弁は、
前記第１分岐部と前記熱交換器との間の前記分岐流路に設けられる二方弁と、
前記第２分岐部に設けられる三方弁と、を含んでいてもよい。
【００１０】
上記構成によれば、二方弁により圧縮機と熱交換器との連通と遮断とを切り替えることができる。圧縮機と熱交換器とが連通すると、圧縮機から吐出される高温の第２熱媒体が第１分岐部で分流し、その一部がヒータコアに流入し、残りが熱交換器に直接流入する。このため、暖房を行いつつ、蓄熱体に蓄熱することができる。また、上記構成によれば、三方弁によりヒータコアと熱交換器との連通と遮断とを切り替えることができる。ヒータコアと熱交換器とが連通すると、ヒータコアで放熱し降温した第２熱媒体が熱交換器で吸熱して昇温する。このため、空調側ラジエータとアキュムレータの両者に高温の第２熱媒体を同時に供給することができる。
【００１１】
本発明に係る車両用廃熱利用装置において、
前記分岐部は、前記ヒータコアと前記減圧弁との間に配置され、
前記空調側第１切替弁は、前記分岐部に設けられる三方弁であってもよい。
【００１２】
上記構成によれば、三方弁によりヒータコアと熱交換器との連通と遮断とを切り替えることができる。ヒータコアと熱交換器とが連通すると、ヒータコアで放熱し降温した第２熱媒体が熱交換器で吸熱して昇温する。このため、空調側ラジエータとアキュムレータの両者に高温の第２熱媒体を同時に供給することができる。
【００１３】
本発明に係る車両用廃熱利用装置において、
前記分岐部は、前記圧縮機と前記ヒータコアとの間に配置され、
前記空調側第１切替弁は、前記分岐部と前記蓄熱体との間の前記分岐流路に設けられる二方弁であってもよい。
【００１４】
上記構成によれば、二方弁により圧縮機と熱交換器との連通と遮断とを切り替えることができる。圧縮機と熱交換器とが連通すると、圧縮機から吐出される高温の第２熱媒体が第１分岐部で分流し、その一部がヒータコアに流入し、残りが熱交換器に直接流入する。このため、暖房を行いつつ、蓄熱体に蓄熱することができる。
【００１５】
本発明に係る車両用廃熱利用装置において、
前記圧縮機から流出する前記第２熱媒体の第１温度を検出する第１温度センサと、
前記ヒータコアから流出する前記第２熱媒体の第２温度を検出する第２温度センサと、
前記蓄熱体の温度を検出する蓄熱体温度センサと、
外気の温度を検出する外気温度センサと、
前記第１温度と前記第２温度と前記蓄熱体の温度と外気の温度に基づいて、前記空調側第１切替弁と前記空調側第２切替弁を制御する制御部と、を更に備えてもよい。
【００１６】
上記構成によれば、空調側第１切替弁と空調側第２切替弁を適切なタイミングで動作させることができ、様々な暖房運転、除霜運転、蓄熱運転を行うことができる。
【００１７】
本発明に係る暖房装置は、
熱媒体を圧縮することにより昇温させて吐出する圧縮機と、
前記熱媒体と室内の空気との間で熱交換を行う室内熱交換器と、
前記熱媒体を減圧することにより降温させることができる減圧弁と、
前記熱媒体と室外の空気との間で熱交換を行う室外熱交換器と、
前記熱媒体を気液分離して気相の前記熱媒体を前記圧縮機側に流すアキュムレータと、
前記圧縮機と前記室内熱交換器と前記減圧弁と前記室外熱交換器と前記アキュムレータとがその順で配置され、前記熱媒体が還流する空調側流路と、を備える暖房装置であって、
前記空調側流路には、前記圧縮機の下流側でありかつ前記減圧弁の上流側に分岐部が配置され、前記減圧弁の下流側でありかつ前記室外熱交換器の上流側に第１合流部が配置され、前記室外熱交換器の下流側でありかつ前記アキュムレータの上流側に第２合流部が配置され、前記分岐部と前記第１合流部と前記第２合流部に分岐流路が接続され、
前記分岐流路に設けられ、前記熱媒体の熱を蓄えまた蓄えた熱を前記熱媒体に与える蓄熱体と、
前記分岐部または前記分岐部と前記蓄熱体との間の前記分岐流路に設けられて、前記空調側流路と前記蓄熱体との連通と遮断とを切り替える空調側第１切替弁と、
前記蓄熱体の下流側の前記分岐流路に設けられて、前記蓄熱体と前記室外熱交換器の上流側の前記空調側流路と下流側の前記空調側流路との連通と遮断とを切り替える空調側第２切替弁と、を備える
ことを特徴とする。
【００１８】
上記構成によれば、空調側第１切替弁を適切なタイミングで切り替えることにより熱媒体の熱を蓄熱体に蓄えることができ、また、蓄熱体に蓄えた熱を熱媒体に与えることができる。このため、例えば、夜間に蓄熱体に熱を蓄えておけば、朝等室内を急速に暖めたいときに急速暖房を行うことができる。また、空調側第１切替弁および／または空調側第２切替弁を適切なタイミングで切り替えることにより、室外熱交換器とアキュムレータの両者に高温の熱媒体を同時に供給することができる。このため、電気ヒータを使用しなくても室内の暖房と室外熱交換器の除霜を同時に行うことができる。更に、空調側第１切替弁および／または空調側第２切替弁を適宜切り替えることにより、様々な暖房運転と除霜運転を行うことができる。
【００１９】
本発明に係る暖房装置において、
前記分岐部は、
前記圧縮機と前記室内熱交換器との間に配置される第１分岐部と、
前記室内熱交換器と前記減圧弁との間に配置される第２分岐部と、を含み、
前記空調側第１切替弁は、
前記第１分岐部と前記蓄熱体との間の前記分岐流路に設けられる二方弁と、
前記第２分岐部に設けられる三方弁と、を含んでいてもよい。
【００２０】
上記構成によれば、二方弁により圧縮機と蓄熱体との連通と遮断とを切り替えることができる。圧縮機と蓄熱体とが連通すると、圧縮機から吐出される高温の熱媒体が第１分岐部で分流し、その一部が室内熱交換器に流入し、残りが蓄熱体に直接流入する。このため、暖房を行いつつ、蓄熱体に蓄熱することができる。また、上記構成によれば、三方弁により室内熱交換器と蓄熱体との連通と遮断とを切り替えることができる。室内熱交換器と蓄熱体とが連通すると、室内熱交換器で放熱し降温した熱媒体が蓄熱体で吸熱して昇温する。このため、室外熱交換器とアキュムレータの両者に高温の熱媒体を同時に供給することができる。
【００２１】
本発明に係る暖房装置において、
前記分岐部は、前記室内熱交換器と前記減圧弁との間に配置され、
前記空調側第１切替弁は、前記分岐部に設けられる三方弁であってもよい。
【００２２】
上記構成によれば、三方弁により室内熱交換器と蓄熱体との連通と遮断とを切り替えることができる。室内熱交換器と蓄熱体とが連通すると、室内熱交換器で放熱し降温した熱媒体が蓄熱体で吸熱して昇温する。このため、室外熱交換器とアキュムレータの両者に高温の熱媒体を同時に供給することができる。
【００２３】
本発明に係る暖房装置において、
前記分岐部は、前記圧縮機と前記室内熱交換器との間に配置され、
前記空調側第１切替弁は、前記分岐部と前記蓄熱体との間の前記分岐流路に設けられる二方弁であってもよい。
【００２４】
上記構成によれば、二方弁により圧縮機と蓄熱体との連通と遮断とを切り替えることができる。圧縮機と蓄熱体とが連通すると、圧縮機から吐出される高温の熱媒体が第１分岐部で分流し、その一部が室内熱交換器に流入し、残りが蓄熱体に直接流入する。このため、暖房を行いつつ、蓄熱体に蓄熱することができる。
【００２５】
本発明に係る暖房装置において、
前記圧縮機から流出する前記熱媒体の第１温度を検出する第１温度センサと、
前記室内熱交換器から流出する前記熱媒体の第２温度を検出する第２温度センサと、
前記蓄熱体の温度を検出する蓄熱体温度センサと、
外気の温度を検出する外気温度センサと、
前記第１温度と前記第２温度と前記蓄熱体の温度と外気の温度に基づいて、前記空調側第１切替弁と前記空調側第２切替弁を制御する制御部と、を更に備えてもよい。
【００２６】
上記構成によれば、空調側第１切替弁と空調側第２切替弁を適切なタイミングで動作させることができ、様々な暖房運転、除霜運転、蓄熱運転を行うことができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、熱媒体を急速に暖めて室内の暖房を行うことができ、暖房を行いつつ除霜を行うこともできる。更に、切替弁を適宜切り替えることにより、様々な暖房運転と除霜運転を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は第１実施形態に係る車両用廃熱利用装置の構成図である。
【図２】図２は熱交換器の構成図である。
【図３】図３は第１実施形態に係る車両用廃熱利用装置で行われる処理のフローチャートである。
【図４】図４は第１実施形態に係る車両用廃熱利用装置で行われる処理のフローチャートである。
【図５】図５は第１実施形態に係る車両用廃熱利用装置で行われる処理のフローチャートである。
【図６】図６は第１実施形態の通常暖房運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【図７】図７は第１実施形態の第１ホットガス暖房運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【図８】図８は第１実施形態の第２ホットガス暖房運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【図９】図９は第１実施形態の第１除霜運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【図１０】図１０は第１実施形態の第２除霜運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【図１１】図１１は第１実施形態の第３除霜運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【図１２】図１２は第１実施形態の第１蓄熱運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【図１３】図１３は第１実施形態の第２蓄熱運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【図１４】図１４は第２実施形態に係る車両用廃熱利用装置の構成図である。
【図１５】図１５は第２実施形態に係る車両用廃熱利用装置で行われる処理のフローチャートである。
【図１６】図１６は第２実施形態に係る車両用廃熱利用装置で行われる処理のフローチャートである。
【図１７】図１７は第２実施形態の通常暖房運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【図１８】図１８は第２実施形態の第１ホットガス暖房運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【図１９】図１９は第２実施形態の第２ホットガス暖房運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【図２０】図２０は第２実施形態の第１除霜運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【図２１】図２１は第２実施形態の第２除霜運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【図２２】図２２は第２実施形態の蓄熱運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【図２３】図２３は第３実施形態に係る車両用廃熱利用装置の構成図である。
【図２４】図２４は第３実施形態に係る車両用廃熱利用装置で行われる処理のフローチャートである。
【図２５】図２５は第３実施形態に係る車両用廃熱利用装置で行われる処理のフローチャートである。
【図２６】図２６は第３実施形態の通常暖房運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【図２７】図２７は第３実施形態の第１ホットガス暖房運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【図２８】図２８は第３実施形態の第２ホットガス暖房運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【図２９】図２９は第３実施形態の第１除霜運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【図３０】図３０は第３実施形態の第２除霜運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【図３１】図３１は第３実施形態の蓄熱運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【図３２】図３２は第４実施形態に係る車両用廃熱利用装置の構成図である。
【図３３】図３３は第４実施形態に係る車両用廃熱利用装置で行われる処理のフローチャートである。
【図３４】図３４は第４実施形態に係る車両用廃熱利用装置で行われる処理のフローチャートである。
【図３５】図３５は第４実施形態の通常暖房運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【図３６】図３６は第４実施形態の第１ホットガス暖房運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【図３７】図３７は第４実施形態の第２ホットガス暖房運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【図３８】図３８は第４実施形態の第１除霜運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【図３９】図３９は第４実施形態の第２除霜運転時に第１熱媒体および第２熱媒体が流れる流路を示す図である。
【図４０】図４０は第１実施形態に相当する暖房装置の構成図である。
【図４１】図４１は第２実施形態に相当する暖房装置の構成図である。
【図４２】図４２は第３実施形態に相当する暖房装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明に係る車両用廃熱利用装置および暖房装置について、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】
［１．第１実施形態］
図１〜図１３を用いて第１実施形態に係る車両用廃熱利用装置１０を説明する。
【００３１】
［１．１．車両用廃熱利用装置１０の構成］
図１に示される車両用廃熱利用装置１０は、バッテリやジェネレータから供給される電力により駆動モータを作動させて走行する電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両に設けられる。車両用廃熱利用装置１０は、冷却回路２０と、空調回路４０と、制御部９０と、を備え、更に冷却回路２０と空調回路４０に跨る熱交換器８０を備える。
【００３２】
冷却回路２０は、水等の第１熱媒体を還流させる環状の冷却側流路２２を有し、第１熱媒体で熱源体２６から熱を吸収することにより熱源体２６を冷却する。冷却側流路２２には、冷却側ポンプ２４と、熱源体２６と、熱交換器８０と、逆止弁２７と、冷却側ラジエータ２８と、が第１熱媒体の還流方向（矢線Ｘ）に沿って、その順で配置される。また、冷却側流路２２には、熱交換器８０をバイパスする冷却側バイパス流路３０が接続される。冷却側バイパス流路３０は、分岐部２２ａで冷却側流路２２から分岐し、合流部２２ｂで冷却側流路２２に合流する。分岐部２２ａには冷却側切替弁３２が設けられる。また、冷却回路２０には、熱源体２６から流出する第１熱媒体の温度Ｔｍを検出する冷却側温度センサ３６が設けられる。
【００３３】
冷却側ポンプ２４は、第１熱媒体を冷却側ラジエータ２８側から吸込んで熱源体２６側に吐出する。熱源体２６は、走行用の駆動モータや駆動モータの駆動回路やバッテリのような冷却が必要な冷却対象物である。熱源体２６には、第１熱媒体の流路が近接して設けられる。例えば、駆動モータはその周囲をケースで覆われ、そのケースには第１熱媒体を流す流路が形成される。駆動モータの熱はケースを介して第１熱媒体に吸収される。熱交換器８０に関しては後述する。逆止弁２７は、熱交換器８０から合流部２２ｂへの第２熱媒体の流れを許容し、合流部２２ｂから熱交換器８０への第２熱媒体の流れを阻止する。冷却側ラジエータ２８は、第１熱媒体を流す流路を備える熱交換装置であり、第１熱媒体と車室外の空気との間で熱交換を行い、第１熱媒体の熱を車室外に放散する。冷却側切替弁３２は、制御部９０から出力される指令信号に従い、上流側の冷却側流路２２と下流側の冷却側流路２２との連通と遮断とを切り替えると共に、上流側の冷却側流路２２と冷却側バイパス流路３０との連通と遮断とを切り替える。
【００３４】
空調回路４０は、フロン等の第２熱媒体を還流させる環状の空調側流路４２を有し、ヒータコア４６で第２熱媒体の熱を放散する。空調側流路４２には、圧縮機４４と、ヒータコア４６と、減圧弁４８と、空調側ラジエータ５０と、アキュムレータ５２と、が第２熱媒体の還流方向（矢線Ｙ）に沿って、その順で配置される。空調側流路４２のうち、圧縮機４４の吐出口とヒータコア４６との間には第１分岐部４２ａが配置される。ヒータコア４６と減圧弁４８との間には第２分岐部４２ｂが配置される。減圧弁４８と空調側ラジエータ５０との間には第１合流部４２ｃが配置される。空調側ラジエータ５０とアキュムレータ５２との間には第２合流部４２ｄが配置される。第１分岐部４２ａと第２分岐部４２ｂと第１合流部４２ｃと第２合流部４２ｄには、分岐流路５４が接続される。分岐流路５４には熱交換器８０が設けられる。
【００３５】
熱交換器８０よりも上流側の分岐流路５４は、第１分岐部４２ａおよび第２分岐部４２ｂで空調側流路４２から分岐し、分岐したそれぞれの分岐流路５４が合流箇所５４ａで合流して熱交換器８０に繋がる。熱交換器８０よりも下流側の分岐流路５４は、熱交換器８０に繋がる分岐流路５４が分岐箇所５４ｂで分岐して、第１合流部４２ｃおよび第２合流部４２ｄで空調側流路４２に合流する。第１分岐部４２ａと合流箇所５４ａとの間の分岐流路５４には空調側二方弁５６が設けられる。第２分岐部４２ｂには空調側第１三方弁５８が設けられる。分岐箇所５４ｂには空調側第２三方弁６０が設けられる。熱交換器８０と空調側第２三方弁６０との間の分岐流路５４と、空調側第１三方弁５８と減圧弁４８との間の空調側流路４２は、空調側バイパス流路６２を介して連通する。
【００３６】
また、空調回路４０には、圧縮機４４から流出する第２熱媒体の第１温度Ｔｐを検出する第１温度センサ６４と、ヒータコア４６から流出する第２熱媒体の第２温度Ｔｈを検出する第２温度センサ６６と、空調側ラジエータ５０から流出する第２熱媒体の第３温度Ｔｆを検出する第３温度センサ６８と、後述する蓄熱体８８の温度Ｔｒを検出する蓄熱体温度センサ７０と、が設けられる。
【００３７】
圧縮機４４は、アキュムレータ５２側から気相の第２熱媒体を吸込み、吸込んだ第２熱媒体を圧縮し、圧縮に伴い昇温した第２熱媒体をヒータコア４６側に吐出する。ヒータコア４６は、図示しない空調装置の内部に設けられる。ヒータコア４６は、第２熱媒体を流す流路を備える熱交換装置であり、第２熱媒体と空調装置内の空気との間で熱交換を行い、第２熱媒体の熱を空調装置内に放散する。なお、空調装置には、ヒータコア４６に送風するブロア７４が設けられる。減圧弁４８は、上流側から流入する第２熱媒体を減圧することができ、減圧時には降温／膨張した第２熱媒体を下流側に流し、非減圧時には等温／等圧の第２熱媒体を下流側に流す。減圧弁４８は、制御部９０の指令信号に応じて弁の開度を変えて、第２熱媒体を減圧（降温／膨張）して下流側に流す状態と減圧せずに下流側に流す状態と、流路を閉塞する状態とを切り替える。空調側ラジエータ５０は、第２熱媒体を流す流路を備える熱交換装置であり、第２熱媒体と車室外の空気との間で熱交換を行い、車室外の空気から熱を吸収する。アキュムレータ５２は、第２熱媒体を気液分離して、気相の第２熱媒体を圧縮機４４側に流す。
【００３８】
空調側二方弁５６は、制御部９０から出力される指令信号に従い、上流側の分岐流路５４と下流側の分岐流路５４との連通と遮断とを切り替える。空調側第１三方弁５８は、制御部９０から出力される指令信号に従い、上流側の空調側流路４２と下流側の空調側流路４２との連通と遮断とを切り替えると共に、上流側の空調側流路４２と分岐流路５４との連通と遮断とを切り替える。空調側第２三方弁６０は、制御部９０から出力される指令信号に従い、上流側の分岐流路５４と下流側の分岐流路５４との連通と遮断とを切り替える。
【００３９】
空調側二方弁５６と空調側第１三方弁５８は、第２分岐部４２ｂまたは第１分岐部４２ａと熱交換器８０との間の分岐流路５４に設けられて、空調側流路４２と熱交換器８０との連通と遮断とを切り替える空調側第１切替弁５５である。また、空調側第２三方弁６０は、熱交換器８０と空調側ラジエータ５０の上流側の空調側流路４２と下流側の空調側流路４２との連通と遮断とを切り替える空調側第２切替弁６９である。
【００４０】
制御部９０はＥＣＵにより構成され、プロセッサ等の演算装置と、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置と、を備える。制御部９０は、演算装置が記憶装置に記憶されるプログラムを実行することにより各種機能を実現する。制御部９０は、車室内に設けられる操作パネル９２で指示される暖房要求に応じて空調装置を制御する。この際、各種温度センサから各種温度Ｔｍ、Ｔｐ、Ｔｈ、Ｔｆ、Ｔｒ、Ｔ１を入力し、減圧弁４８、空調側二方弁５６、空調側第１三方弁５８、空調側第２三方弁６０に対して指令信号を出力する。
【００４１】
制御部９０の記憶装置には、各種のプログラムや数値が記憶される。数値としては、例えば、実施すべき暖房運転を判定するための外気の閾値温度Ｔｔｈと、蓄熱体８８に蓄熱する場合の目標温度Ｔｔｒ１と、空調側ラジエータ５０が着霜しているか否かを判定するための閾値温度Ｔｆｔｈ１と、空調側ラジエータ５０の除霜が終了したか否かを判定するための閾値温度Ｔｆｔｈ２（＞Ｔｆｔｈ１）と、が記憶される。また、後述する通常暖房運転とホットガス暖房運転のいずれを行うかを判定するための外気の閾値温度Ｔｔｈ（例えば−１０℃）が記憶される。また、第１温度Ｔｐと、第２温度Ｔｈと、蓄熱体８８の温度Ｔｒと、を入力パラメータとして、空調側ラジエータ５０に流入する第２熱媒体の推測温度ＴＣ１、ＴＣ２を求めるためのマップＭ１、Ｍ２が記憶される。マップＭ１、Ｍ２は実測またはシミュレーションにより予め定められる。
【００４２】
また、車両用廃熱利用装置１０は、外気の温度Ｔ１を検出する外気温度センサ７２を備える。
【００４３】
［１．２．熱交換器８０の構成］
図２に示されるように、熱交換器８０は、冷却側流路２２を流れる第１熱媒体と分岐流路５４を流れる第２熱媒体との間で熱交換を行う回路間熱交換装置である。熱交換器８０は、冷却回路側熱交換器８２と、空調回路側熱交換器８４と、を備える。冷却回路側熱交換器８２は、熱伝導率の高い金属、例えばアルミニウムで形成されており、その内部に第１熱媒体が流れる流路が形成される。空調回路側熱交換器８４は、熱伝導率の高い金属、例えばアルミニウムで形成されており、その内部に第２熱媒体が流れる流路が形成される。冷却回路側熱交換器８２と空調回路側熱交換器８４は、ヒートパイプ８６を介して互いに接続される。
【００４４】
熱交換器８０の空調回路側熱交換器８４側には、蓄熱体８８が設けられる。蓄熱体８８は、一般的な蓄熱材、例えば水や酸化バナジウム等で形成される。蓄熱体８８は、空調回路側熱交換器８４と接するように設けられてもよいし、ヒートパイプ８６に接するように設けられてもよいし、空調回路側熱交換器８４とヒートパイプ８６の両者に接するように設けられてもよい。この構造により、蓄熱体８８は、冷却側流路２２を流れる第１熱媒体および分岐流路５４を流れる第２熱媒体の熱を蓄えることができ、蓄えた熱を第２熱媒体に与えることができる。
【００４５】
［１．３．車両用廃熱利用装置１０の動作］
図３〜図５を用いて車両用廃熱利用装置１０の動作を説明する。以下で説明する一連の処理は、電動車両の電源が投入されている間に所定時間間隔で繰り返し実行される。
【００４６】
図３のステップＳ１において、制御部９０は、空調装置の暖房要求があるか否かを判定する。電動車両の乗員が操作パネル９２を操作すると、操作パネル９２から制御部９０に対して暖房作動信号または暖房停止信号が出力される。制御部９０は、暖房作動信号を入力すると、暖房停止信号を入力するまで暖房要求があるものと判定する。暖房要求がある場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ３に移行する。一方、暖房要求がない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、処理はステップＳ２に移行する。
【００４７】
ステップＳ１からステップＳ２に移行すると、制御部９０は、暖房運転を停止状態にする。具体的には、制御部９０は、圧縮機４４およびブロア７４を停止状態にする。このとき、圧縮機４４およびブロア７４を駆動させている場合は停止させ、既に圧縮機４４およびブロア７４を停止させている場合は停止状態を維持する。そして、一連の処理は一旦終了し、次の一連の処理に備える。
【００４８】
ステップＳ１からステップＳ３に移行すると、制御部９０は、外気温度センサ７２で検出される外気の温度Ｔ１と閾値温度Ｔｔｈとを比較する。Ｔ１＜Ｔｔｈである場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、処理はステップＳ４に移行する。一方、Ｔ１≧Ｔｔｈである場合（ステップＳ３：ＮＯ）、処理はステップＳ５に移行する。
【００４９】
ステップＳ３からステップＳ４に移行すると、制御部９０は、通常暖房運転を行うために、冷却側切替弁３２、ヒータコア４６、空調側二方弁５６、空調側第１三方弁５８、空調側第２三方弁６０に指令信号を出力する。指令信号に応じて各弁は動作し、冷却回路２０と空調回路４０は図６に示される状態となる。第１熱媒体と第２熱媒体は実線部分の流路を流れる。通常暖房運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れについては下記［１．４．１］で説明する。
【００５０】
ステップＳ３からステップＳ５に移行すると、制御部９０は、蓄熱体温度センサ７０で検出される蓄熱体８８の温度Ｔｒと第２温度センサ６６で検出される第２温度Ｔｈとを比較する。Ｔｒ＞Ｔｈである場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、蓄熱体８８が第２熱媒体に加熱することができる状態であり、処理はステップＳ６に移行する。一方、Ｔｒ≦Ｔｈである場合（ステップＳ５：ＮＯ）、蓄熱体８８が第２熱媒体に加熱することができない状態であり、処理はステップＳ７に移行する。
【００５１】
ステップＳ５からステップＳ６に移行すると、制御部９０は、第１ホットガス暖房運転を行うために、冷却側切替弁３２、ヒータコア４６、空調側二方弁５６、空調側第１三方弁５８、空調側第２三方弁６０に指令信号を出力する。指令信号に応じて各弁は動作し、冷却回路２０と空調回路４０は図７に示される状態となる。第１熱媒体と第２熱媒体は実線部分の流路を流れる。第１ホットガス暖房運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れについては下記［１．４．２］で説明する。ここで、一連の処理は一旦終了し、次の一連の処理に備える。
【００５２】
ステップＳ５からステップＳ７に移行すると、制御部９０は、第２ホットガス暖房運転を行うために、冷却側切替弁３２、ヒータコア４６、空調側二方弁５６、空調側第１三方弁５８、空調側第２三方弁６０に指令信号を出力する。指令信号に応じて各弁は動作し、冷却回路２０と空調回路４０は図８に示される状態となる。第１熱媒体と第２熱媒体は実線部分の流路を流れる。第２ホットガス暖房運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れについては下記［１．４．３］で説明する。ここで、一連の処理は一旦終了し、次の一連の処理に備える。
【００５３】
ステップＳ４の通常暖房運転が行われる場合に、処理は図４のステップＳ８に移行する。ステップＳ８おいて、制御部９０は、空調側ラジエータ５０の除霜が必要か否かを判定する。空調側ラジエータ５０に着霜が発生すると、空調側ラジエータ５０における第２熱媒体の吸熱量が低下し、暖房効率が悪化する。このため除霜を行い、暖房効率の低下を抑制する必要がある。制御部９０は、第３温度センサ６８で検出される第３温度Ｔｆと閾値温度Ｔｆｔｈ１とを比較する。Ｔｆ＜Ｔｆｔｈ１である場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、除霜が必要であり、処理はステップＳ９に移行する。一方、Ｔｆ≧Ｔｆｔｈ１である場合（ステップＳ８：ＮＯ）、除霜は不要である。このとき、処理は図５に示されるステップＳ１７に移行する。
【００５４】
ステップＳ８からステップＳ９に移行すると、制御部９０は、蓄熱体温度センサ７０で検出される蓄熱体８８の温度Ｔｒと第２温度センサ６６で検出される第２温度Ｔｈとを比較する。Ｔｒ＞Ｔｈである場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、蓄熱体８８が第２熱媒体に加熱することができる状態であり、処理はステップＳ１１に移行する。一方、Ｔｒ≦Ｔｈである場合（ステップＳ９：ＮＯ）、蓄熱体８８が第２熱媒体に加熱することができない状態であり、処理はステップＳ１０に移行する。
【００５５】
ステップＳ９からステップＳ１０に移行すると、制御部９０は、第３除霜運転を行うために、冷却側切替弁３２、ヒータコア４６、空調側二方弁５６、空調側第１三方弁５８、空調側第２三方弁６０に指令信号を出力する。指令信号に応じて各弁は動作し、冷却回路２０と空調回路４０は図１１に示される状態となる。第１熱媒体と第２熱媒体は実線部分の流路を流れる。第３除霜運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れについては下記［１．４．６］で説明する。
【００５６】
ステップＳ９からステップＳ１１に移行すると、制御部９０は、蓄熱体温度センサ７０で検出される蓄熱体８８の温度Ｔｒと第１温度センサ６４で検出される第１温度Ｔｐとを比較する。Ｔｒ＞Ｔｐである場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１２に移行する。一方、Ｔｒ≦Ｔｐである場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、処理はステップＳ１３に移行する。
【００５７】
ステップＳ１１からステップＳ１２に移行すると、制御部９０は、推測温度ＴＣ１とＴＣ２とを比較する。ＴＣ１というのは、図９に示される第１除霜運転を行った場合に、空調側ラジエータ５０に流入する第２熱媒体の温度の推測値である。ＴＣ２というのは、図１０に示される第２除霜運転を行った場合に、空調側ラジエータ５０に流入する第２熱媒体の温度の推測値である。ＴＣ１およびＴＣ２は、第１温度センサ６４により検出される第１温度Ｔｐと、第２温度センサ６６により検出される第２温度Ｔｈと、蓄熱体温度センサ７０により検出される蓄熱体８８の温度Ｔｒと、マップＭ１、Ｍ２により求められる。ＴＣ２＜ＴＣ１である場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１４に移行する。一方、ＴＣ２≧ＴＣ１である場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、処理はステップＳ１３に移行する。
【００５８】
ステップＳ１１またはステップＳ１２からステップＳ１３に移行すると、制御部９０は、第１除霜運転を行うために、冷却側切替弁３２、ヒータコア４６、空調側二方弁５６、空調側第１三方弁５８、空調側第２三方弁６０に指令信号を出力する。指令信号に応じて各弁は動作し、冷却回路２０と空調回路４０は図９に示される状態となる。第１熱媒体と第２熱媒体は実線部分の流路を流れる。第１除霜運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れについては下記［１．４．４］で説明する。
【００５９】
ステップＳ１２からステップＳ１４に移行すると、制御部９０は、第２除霜運転を行うために、冷却側切替弁３２、ヒータコア４６、空調側二方弁５６、空調側第１三方弁５８、空調側第２三方弁６０に指令信号を出力する。指令信号に応じて各弁は動作し、冷却回路２０と空調回路４０は図１０に示される状態となる。第１熱媒体と第２熱媒体は実線部分の流路を流れる。第２除霜運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れについては下記［１．４．５］で説明する。
【００６０】
ステップＳ１０、ステップＳ１３、ステップＳ１４の除霜運転が行われると、ステップＳ１５において、制御部９０は、空調側ラジエータ５０の除霜が終了したか否かを判定する。制御部９０は、第３温度センサ６８で検出される第３温度Ｔｆと閾値温度Ｔｆｔｈ２とを比較する。Ｔｆ≧Ｔｆｔｈ２である場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、空調側ラジエータ５０から霜が除かれた除霜終了状態であり、処理はステップＳ１６に移行する。一方、Ｔｆ＜Ｔｆｔｈ２である場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、空調側ラジエータ５０に霜が残っている除霜未終了状態であり、処理はステップＳ９に戻りいずれかの除霜運転が継続される。
【００６１】
ステップＳ１５からステップＳ１６に移行すると、制御部９０は、実行中の除霜運転を停止する。ここで、一連の処理は一旦終了し、次の一連の処理に備える。
【００６２】
図４のステップＳ８から図５のステップＳ１７に移行すると、制御部９０は、蓄熱体温度センサ７０で検出される蓄熱体８８の温度Ｔｒと第１温度センサ６４で検出される第１温度Ｔｐとを比較する。Ｔｒ＜Ｔｐである場合（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、第２熱媒体の熱を蓄熱体８８に蓄熱可能な状態であり、処理はステップＳ１８に移行する。一方、Ｔｒ≧Ｔｐである場合（ステップＳ１７：ＮＯ）、第２熱媒体の熱を蓄熱体８８に蓄熱不可能な状態であり、一連の処理は一旦終了し、次の一連の処理に備える。
【００６３】
ステップＳ１７からステップＳ１８に移行すると、制御部９０は、蓄熱体温度センサ７０で検出される蓄熱体８８の温度Ｔｒと第２温度センサ６６で検出される第２温度Ｔｈから所定温度、ここでは５℃を減じた温度Ｔｈ−５とを比較する。Ｔｒ＜Ｔｈ−５である場合（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１９に移行する。一方、Ｔｒ≧Ｔｈ−５である場合（ステップＳ１８：ＮＯ）、処理はステップＳ２０に移行する。
【００６４】
ステップＳ１８からステップＳ１９に移行すると、制御部９０は、第１蓄熱運転を行うために、冷却側切替弁３２、ヒータコア４６、空調側二方弁５６、空調側第１三方弁５８、空調側第２三方弁６０に指令信号を出力する。指令信号に応じて各弁は動作し、冷却回路２０と空調回路４０は図１２に示される状態となる。第１熱媒体と第２熱媒体は実線部分の流路を流れる。第１蓄熱運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れについては下記［１．４．７］で説明する。
【００６５】
ステップＳ１８からステップＳ２０に移行すると、制御部９０は、第２蓄熱運転を行うために、冷却側切替弁３２、ヒータコア４６、空調側二方弁５６、空調側第１三方弁５８、空調側第２三方弁６０に指令信号を出力する。指令信号に応じて各弁は動作し、冷却回路２０と空調回路４０は図１３に示される状態となる。第１熱媒体と第２熱媒体は実線部分の流路を流れる。第２蓄熱運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れについては下記［１．４．８］で説明する。
【００６６】
ステップＳ２１において、制御部９０は、蓄熱体温度センサ７０で検出される蓄熱体８８の温度Ｔｒと目標温度Ｔｔｒ１とを比較する。Ｔｒ≦Ｔｔｒ１である場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、ステップＳ１７〜ステップＳ２０の処理（蓄熱体８８への蓄熱）が繰り返し行われる。一方、Ｔｒ＞Ｔｔｒ１となる場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、ステップＳ１７〜ステップＳ２０の処理（蓄熱体８８への蓄熱）は終了する。そして、一連の処理は一旦終了し、次の一連の処理に備える。
【００６７】
［１．４．各種空調運転］
図３〜図５に示されるように、本実施形態では、通常暖房運転、第１、第２ホットガス暖房運転、第１〜第３除霜運転、第１、第２蓄熱運転という８つの空調運転が行われる。以下で、各種空調運転における第１熱媒体および第２熱媒体の流れを説明する。
【００６８】
［１．４．１．通常暖房運転］
図６を用いて通常暖房運転の説明をする。空調側二方弁５６は、上流側の分岐流路５４と下流側の分岐流路５４とを遮断する。空調側第１三方弁５８は、上流側の空調側流路４２と下流側の空調側流路４２とを連通し、上流側の空調側流路４２と分岐流路５４とを遮断する。空調側第２三方弁６０は、上流側の分岐流路５４と第１合流部４２ｃに繋がる分岐流路５４とを遮断し、上流側の分岐流路５４と第２合流部４２ｄに繋がる分岐流路５４とを遮断し、第１合流部４２ｃに繋がる分岐流路５４と第２合流部４２ｄに繋がる分岐流路５４とを遮断する。減圧弁４８は、第２熱媒体を減圧（膨張、降温）して下流側に流す。
【００６９】
このとき、第２熱媒体は、図６の実線で示される空調側流路４２を流れる。第２熱媒体は、圧縮機４４で昇温し、ヒータコア４６で放熱し、空調側第１三方弁５８で空調側流路４２の下流側に流れ、減圧弁４８で降温し、空調側ラジエータ５０で昇温（吸熱）し、アキュムレータ５２で気液分離されて圧縮機４４に戻る。
【００７０】
このように、通常暖房運転時には、第２熱媒体は熱交換器８０を流れない。このため、第２熱媒体から蓄熱体８８への蓄熱は行われない。また、第１熱媒体と第２熱媒体との間の熱交換も行われない。
【００７１】
各運転時に、制御部９０は、冷却側温度センサ３６で検出される温度Ｔｍと蓄熱体温度センサ７０で検出される蓄熱体８８の温度Ｔｒとを比較し、冷却側切替弁３２に対してＴｍとＴｒに応じた指令信号を出力する。Ｔｍ≧Ｔｒである場合、冷却側切替弁３２は、指令信号に応じて、上流側の冷却側流路２２と下流側の冷却側流路２２とを連通し、冷却側流路２２と冷却側バイパス流路３０とを遮断する。このとき、第１熱媒体は熱交換器８０を流れる。すると、熱源体２６の廃熱が第１熱媒体を介して蓄熱体８８に蓄熱される。図６では、この状態の冷却側流路２２が実線で示される。
【００７２】
一方、Ｔｍ＜Ｔｒである場合、冷却側切替弁３２は、上流側の冷却側流路２２と下流側の冷却側流路２２とを遮断し、上流側の冷却側流路２２と冷却側バイパス流路３０とを連通する。このとき、第１熱媒体は熱交換器８０を流れない。このため、蓄熱体８８の熱が第１熱媒体に吸収されることはない。また、逆止弁２７は、冷却側バイパス流路３０を流れた第１熱媒体が熱交換器８０側に戻ることを防止するため、蓄熱体８８の熱が第１熱媒体に漏れることもない。
【００７３】
［１．４．２．第１ホットガス暖房運転］
図７を用いて第１ホットガス暖房運転の説明をする。空調側二方弁５６は、上流側の分岐流路５４と下流側の分岐流路５４とを遮断する。空調側第１三方弁５８は、上流側の空調側流路４２と下流側の空調側流路４２とを遮断し、上流側の空調側流路４２と分岐流路５４とを連通する。空調側第２三方弁６０は、上流側の分岐流路５４と第１合流部４２ｃに繋がる分岐流路５４とを遮断し、上流側の分岐流路５４と第２合流部４２ｄに繋がる分岐流路５４とを連通し、第１合流部４２ｃに繋がる分岐流路５４と第２合流部４２ｄに繋がる分岐流路５４とを遮断する。減圧弁４８は、上流側の空調側流路４２と下流側の空調側流路４２とを遮断する。
【００７４】
このとき、第２熱媒体は、図７の実線で示される空調側流路４２および分岐流路５４を流れる。第２熱媒体は、圧縮機４４で昇温し、ヒータコア４６で放熱し、空調側第１三方弁５８で分岐流路５４に流れ、熱交換器８０で昇温（吸熱）し、空調側第２三方弁６０および第２合流部４２ｄを流れ、アキュムレータ５２で気液分離されて圧縮機４４に戻る。
【００７５】
第１ホットガス暖房運転は、外気の温度Ｔ１が低く、空調側ラジエータ５０で外気の熱を吸収できない場合に行われる。第１ホットガス暖房運転時には、第２熱媒体は減圧弁４８および空調側ラジエータ５０を流れない。このため、第２熱媒体を減圧弁４８で降温させた後に空調側ラジエータ５０に流す場合と比較して、第２熱媒体の温度を高い温度に維持することができる。
【００７６】
また、第１ホットガス暖房運転時には、第２熱媒体は熱交換器８０を流れる。このため、第１熱媒体から第２熱媒体への放熱が行われると共に、蓄熱体８８から第２熱媒体への放熱が行われる。その結果、第２熱媒体は昇温し、第１熱媒体は降温する。
【００７７】
［１．４．３．第２ホットガス暖房運転］
図８を用いて第２ホットガス暖房運転の説明をする。空調側二方弁５６は、上流側の分岐流路５４と下流側の分岐流路５４とを遮断する。空調側第１三方弁５８は、上流側の空調側流路４２と下流側の空調側流路４２とを連通し、上流側の空調側流路４２と分岐流路５４とを遮断する。空調側第２三方弁６０は、上流側の分岐流路５４と第１合流部４２ｃに繋がる分岐流路５４とを遮断し、上流側の分岐流路５４と第２合流部４２ｄに繋がる分岐流路５４とを連通し、第１合流部４２ｃに繋がる分岐流路５４と第２合流部４２ｄに繋がる分岐流路５４とを遮断する。減圧弁４８は、上流側の空調側流路４２と下流側の空調側流路４２とを遮断する。
【００７８】
このとき、第２熱媒体は、図８の実線で示される空調側流路４２、分岐流路５４および空調側バイパス流路６２を流れる。第２熱媒体は、圧縮機４４で昇温し、ヒータコア４６で放熱し、空調側第１三方弁５８で空調側流路４２の下流側に流れ、空調側バイパス流路６２を流れ、空調側第２三方弁６０および第２合流部４２ｄを流れ、アキュムレータ５２で気液分離されて圧縮機４４に戻る。
【００７９】
第２ホットガス暖房運転は、外気の温度Ｔ１が低く、空調側ラジエータ５０で外気の熱を吸収できない場合に行われる。第２ホットガス暖房運転時には、第２熱媒体は減圧弁４８および空調側ラジエータ５０を流れない。このため、第２熱媒体を減圧弁４８で降温させた後に空調側ラジエータ５０に流す場合と比較して、第２熱媒体の温度を高い温度に維持することができる。
【００８０】
［１．４．４．第１除霜運転］
図９を用いて第１除霜運転の説明をする。空調側二方弁５６は、上流側の分岐流路５４と下流側の分岐流路５４とを遮断する。空調側第１三方弁５８は、上流側の空調側流路４２と下流側の空調側流路４２とを遮断し、上流側の空調側流路４２と分岐流路５４とを連通する。空調側第２三方弁６０は、上流側の分岐流路５４と第１合流部４２ｃに繋がる分岐流路５４とを連通し、上流側の分岐流路５４と第２合流部４２ｄに繋がる分岐流路５４とを連通し、第１合流部４２ｃに繋がる分岐流路５４と第２合流部４２ｄに繋がる分岐流路５４とを連通する。減圧弁４８は、上流側の空調側流路４２と下流側の空調側流路４２とを遮断する。
【００８１】
このとき、第２熱媒体は、図９の実線で示される空調側流路４２および分岐流路５４を流れる。第２熱媒体は、圧縮機４４で昇温し、ヒータコア４６で放熱し、空調側第１三方弁５８で分岐流路５４に流れ、熱交換器８０で昇温（吸熱）し、空調側第２三方弁６０で分流する。一部の第２熱媒体は、空調側ラジエータ５０で除霜（放熱）し、第２合流部４２ｄに流入する。残りの第２熱媒体は、空調側ラジエータ５０を流れることなく第２合流部４２ｄに流入する。第２合流部４２ｄで合流した第２熱媒体は、アキュムレータ５２で気液分離されて圧縮機４４に戻る。
【００８２】
このように、第１除霜運転時には、第２熱媒体の一部は減圧弁４８を流れず空調側ラジエータ５０を流れる。第２熱媒体はホットガスのまま空調側ラジエータ５０を流れるため、除霜を行うことができる。また、第２熱媒体の残りが減圧弁４８および空調側ラジエータ５０を流れずに、アキュムレータ５２で気液分離される。このため、アキュムレータ５２において、第２熱媒体の乾き度は比較的高い状態に維持される。従って、除霜運転と同時に暖房運転を行うことができる。
【００８３】
また、第１除霜運転時には、第２熱媒体は熱交換器８０を流れる。このため、第１熱媒体から第２熱媒体への放熱が行われると共に、蓄熱体８８から第２熱媒体への放熱が行われる。その結果、第２熱媒体は昇温し、第１熱媒体は降温する。従って、除霜および暖房の効率が後述する第３除霜運転よりもよい。
【００８４】
［１．４．５．第２除霜運転］
図１０を用いて第２除霜運転の説明をする。空調側二方弁５６は、上流側の分岐流路５４と下流側の分岐流路５４とを連通する。空調側第１三方弁５８は、上流側の空調側流路４２と下流側の空調側流路４２とを連通し、上流側の空調側流路４２と分岐流路５４とを遮断する。空調側第２三方弁６０は、上流側の分岐流路５４と第１合流部４２ｃに繋がる分岐流路５４とを連通し、上流側の分岐流路５４と第２合流部４２ｄに繋がる分岐流路５４とを連通し、第１合流部４２ｃに繋がる分岐流路５４と第２合流部４２ｄに繋がる分岐流路５４とを連通する。減圧弁４８は、上流側の空調側流路４２と下流側の空調側流路４２とを遮断する。
【００８５】
このとき、第２熱媒体は、図１０の実線で示される空調側流路４２、分岐流路５４および空調側バイパス流路６２を流れる。第２熱媒体は、圧縮機４４で昇温し、第１分岐部４２ａで分流する。一部の第２熱媒体は、空調側二方弁５６を流れ、熱交換器８０で昇温（吸熱）し、空調側第２三方弁６０に流入する。残りの第２熱媒体は、ヒータコア４６で放熱し、空調側第１三方弁５８で空調側流路４２の下流側に流れ、空調側バイパス流路６２を流れ、空調側第２三方弁６０に流入する。第２熱媒体は、空調側第２三方弁６０で再び分流する。一部の第２熱媒体は、空調側ラジエータ５０で除霜（放熱）し、第２合流部４２ｄに流入する。残りの第２熱媒体は、空調側ラジエータ５０を流れることなく第２合流部４２ｄに流入する。第２合流部４２ｄで合流した第２熱媒体は、アキュムレータ５２で気液分離されて圧縮機４４に戻る。
【００８６】
このように、第２除霜運転時には、第２熱媒体の一部は減圧弁４８を流れず空調側ラジエータ５０を流れる。第２熱媒体はホットガスのまま空調側ラジエータ５０を流れるため、除霜を行うことができる。また、第２熱媒体の残りが減圧弁４８および空調側ラジエータ５０を流れずに、アキュムレータ５２で気液分離される。このため、アキュムレータ５２において、第２熱媒体の乾き度は比較的高い状態に維持される。従って、除霜運転と同時に暖房運転を行うことができる。
【００８７】
また、第２除霜運転時には、第２熱媒体の一部は減圧弁４８を流れない。このため、第２熱媒体は減圧弁４８で降温しない。また、第２熱媒体の一部は熱交換器８０を流れる。このため、第１熱媒体から第２熱媒体への放熱が行われると共に、蓄熱体８８から第２熱媒体への放熱が行われる。その結果、第２熱媒体は昇温し、第１熱媒体は降温する。従って、除霜および暖房の効率が後述する第３除霜運転よりもよい。但し、第２熱媒体の一部がヒータコア４６を流れないため、第１除霜運転と比較して暖房の効率は低くなる。
【００８８】
［１．４．６．第３除霜運転］
図１１を用いて第３除霜運転の説明をする。空調側二方弁５６は、上流側の分岐流路５４と下流側の分岐流路５４とを遮断する。空調側第１三方弁５８は、上流側の空調側流路４２と下流側の空調側流路４２とを連通し、上流側の空調側流路４２と分岐流路５４とを遮断する。空調側第２三方弁６０は、上流側の分岐流路５４と第１合流部４２ｃに繋がる分岐流路５４とを連通し、上流側の分岐流路５４と第２合流部４２ｄに繋がる分岐流路５４とを連通し、第１合流部４２ｃに繋がる分岐流路５４と第２合流部４２ｄに繋がる分岐流路５４とを連通する。減圧弁４８は、上流側の空調側流路４２と下流側の空調側流路４２とを遮断する。
【００８９】
このとき、第２熱媒体は、図１１の実線で示される空調側流路４２、分岐流路５４および空調側バイパス流路６２を流れる。第２熱媒体は、圧縮機４４で昇温し、ヒータコア４６で放熱し、空調側第１三方弁５８で空調側流路４２の下流側に流れ、空調側バイパス流路６２を流れ、空調側第２三方弁６０で分流する。一部は、空調側ラジエータ５０で除霜（放熱）し、第２合流部４２ｄを流れ、アキュムレータ５２で気液分離されて圧縮機４４に戻る。残りは、空調側ラジエータ５０を流れることなく第２合流部４２ｄを流れ、アキュムレータ５２で気液分離されて圧縮機４４に戻る。
【００９０】
このように、第３除霜運転時には、第２熱媒体の一部は減圧弁４８を流れず空調側ラジエータ５０を流れる。第２熱媒体はホットガスのまま空調側ラジエータ５０を流れるため、除霜を行うことができる。また、第２熱媒体の残りが減圧弁４８および空調側ラジエータ５０を流れずに、アキュムレータ５２で気液分離される。このため、アキュムレータ５２において、第２熱媒体の乾き度は比較的高い状態に維持される。従って、除霜運転と同時に暖房運転を行うことができる。
【００９１】
［１．４．７．第１蓄熱運転］
図１２を用いて第１蓄熱運転の説明をする。空調側二方弁５６は、上流側の分岐流路５４と下流側の分岐流路５４とを遮断する。空調側第１三方弁５８は、上流側の空調側流路４２と下流側の空調側流路４２とを遮断し、上流側の空調側流路４２と分岐流路５４とを連通する。空調側第２三方弁６０は、上流側の分岐流路５４と第１合流部４２ｃに繋がる分岐流路５４とを遮断し、上流側の分岐流路５４と第２合流部４２ｄに繋がる分岐流路５４とを遮断し、第１合流部４２ｃに繋がる分岐流路５４と第２合流部４２ｄに繋がる分岐流路５４とを遮断する。減圧弁４８は、第２熱媒体を減圧（膨張、降温）して下流側に流す。
【００９２】
このとき、第２熱媒体は、図１２の実線で示される空調側流路４２、分岐流路５４および空調側バイパス流路６２を流れる。第２熱媒体は、圧縮機４４で昇温し、ヒータコア４６で放熱し、空調側第１三方弁５８で分岐流路５４に流れ、熱交換器８０で蓄熱（放熱）し、空調側バイパス流路６２を流れ、減圧弁４８で降温し、空調側ラジエータ５０で昇温（吸熱）し、アキュムレータ５２で気液分離されて圧縮機４４に戻る。
【００９３】
このように、第１蓄熱運転時には、第２熱媒体は熱交換器８０を流れる。このため、第２熱媒体から蓄熱体８８への蓄熱が行われる。また、第１熱媒体と第２熱媒体との間の熱交換も行われる。また、第１蓄熱運転時には、全ての第２熱媒体が熱交換器８０を流れるため、蓄熱体８８の温度Ｔｒを急速に上昇させることができる。
【００９４】
［１．４．８．第２蓄熱運転］
図１３を用いて第２蓄熱運転の説明をする。空調側二方弁５６は、上流側の分岐流路５４と下流側の分岐流路５４とを連通する。空調側第１三方弁５８は、上流側の空調側流路４２と下流側の空調側流路４２とを連通し、上流側の空調側流路４２と分岐流路５４とを遮断する。空調側第２三方弁６０は、上流側の分岐流路５４と第１合流部４２ｃに繋がる分岐流路５４とを遮断し、上流側の分岐流路５４と第２合流部４２ｄに繋がる分岐流路５４とを遮断し、第１合流部４２ｃに繋がる分岐流路５４と第２合流部４２ｄに繋がる分岐流路５４とを遮断する。減圧弁４８は、第２熱媒体を減圧（膨張、降温）して下流側に流す。
【００９５】
このとき、第２熱媒体は、図１３の実線で示される空調側流路４２、分岐流路５４および空調側バイパス流路６２を流れる。第２熱媒体は、圧縮機４４で昇温し、第１分岐部４２ａで分流する。一部の第２熱媒体は、空調側二方弁５６を流れ、熱交換器８０で昇温（吸熱）し、空調側バイパス流路６２を流れ、減圧弁４８に流入する。残りの第２熱媒体は、ヒータコア４６で放熱し、空調側第１三方弁５８で空調側流路４２の下流側に流れ、減圧弁４８に流入する。合流した第２熱媒体は、減圧弁４８で降温し、空調側ラジエータ５０で昇温（吸熱）し、アキュムレータ５２で気液分離されて圧縮機４４に戻る。
【００９６】
このように、第２蓄熱運転時には、第２熱媒体は熱交換器８０を流れる。このため、第２熱媒体から蓄熱体８８への蓄熱が行われる。また、第１熱媒体と第２熱媒体との間の熱交換も行われる。また、第２蓄熱運転時には、圧縮機４４から吐出される一部の第２熱媒体が熱交換器８０を直接流れるため、蓄熱体８８の温度Ｔｒを目標温度Ｔｔｒ１まで上昇させることができる。
【００９７】
［２．第２実施形態］
図１４〜図２２を用いて第２実施形態に係る車両用廃熱利用装置１０を説明する。なお、第１実施形態に係る車両用廃熱利用装置１０と同一の構成に関しては同一の符号を付してその説明を省略する。
【００９８】
［２．１．車両用廃熱利用装置１０の構成］
図１４に示されるように、第２実施形態に係る車両用廃熱利用装置１０は、第１実施形態に係る車両用廃熱利用装置１０に設けられる第１分岐部４２ａおよび空調側二方弁５６を有さない。その点を除き、第２実施形態に係る車両用廃熱利用装置１０の構成は、第１実施形態に係る車両用廃熱利用装置１０の構成と同じである。
【００９９】
［２．２．車両用廃熱利用装置１０の動作］
図１５、図１６は第２実施形態に係る車両用廃熱利用装置１０で行われる一連の処理のフローチャートである。第２実施形態に係る車両用廃熱利用装置１０で行われる処理の流れは、第１実施形態に係る車両用廃熱利用装置１０で行われる処理の流れと概ね同じである。
【０１００】
図１５に示されるステップＳ３１〜ステップＳ３３、ステップＳ３５の処理は、図３に示されるステップＳ１〜ステップＳ３、ステップＳ５の処理に相当する。ステップＳ３４、ステップＳ３６、ステップＳ３７で行われる各種空調運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れについては下記［２．３］で説明する。
【０１０１】
図１６に示されるステップＳ３８、ステップＳ４２、ステップＳ４３の処理は、図４に示されるステップＳ８、ステップＳ１５、ステップＳ１６の処理に相当する。また、図１６に示されるステップＳ４６の処理は、図５に示されるステップＳ２１の処理に相当する。ステップＳ４０、ステップＳ４１、ステップＳ４５で行われる各種空調運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れについては下記［２．３］で説明する。
【０１０２】
ステップＳ３９は、図４のステップＳ９と判定後の処理が異なる。ステップＳ３９において、Ｔｒ＞Ｔｈである場合（ステップＳ３９：ＹＥＳ）、処理はステップＳ４０（第１除霜運転）に移行する。一方、Ｔｒ≦Ｔｈである場合（ステップＳ３９：ＮＯ）、処理はステップＳ４１（第２除霜運転）に移行する。
【０１０３】
ステップＳ４４は、図４のステップＳ９と比較対象および判定後の処理が異なる。ステップＳ４４において、制御部９０は、蓄熱体温度センサ７０で検出される蓄熱体８８の温度Ｔｒと第２温度センサ６６で検出される第２温度Ｔｈとを比較する。Ｔｒ＜Ｔｈである場合（ステップＳ４４：ＹＥＳ）、処理はステップＳ４５（蓄熱運転）に移行し、Ｔｒ≧Ｔｈである場合（ステップＳ４４：ＮＯ）、一連の処理は一旦終了し、次の一連の処理に備える。
【０１０４】
［２．３．各種空調運転］
図１５、図１６に示されるように、本実施形態では、通常暖房運転、第１、第２ホットガス暖房運転、第１、第２除霜運転、蓄熱運転という６つの空調運転が行われる。以下で、各種空調運転における第１熱媒体および第２熱媒体の流れを説明する。
【０１０５】
［２．３．１．通常暖房運転］
第２実施形態における通常暖房運転時の各弁の状態は、第１実施形態における通常暖房運転時の各弁の状態と同じである。このため、図１７に示される第２実施形態における通常暖房運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れは、図６に示される第１実施形態における通常暖房運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れと実質的に同じである。
【０１０６】
［２．３．２．第１ホットガス暖房運転］
第２実施形態における第１ホットガス暖房運転時の各弁の状態は、第１実施形態における第１ホットガス暖房運転時の各弁の状態と同じである。このため、図１８に示される第２実施形態における第１ホットガス暖房運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れは、図７に示される第１実施形態における第１ホットガス暖房運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れと実質的に同じである。
【０１０７】
［２．３．３．第２ホットガス暖房運転］
第２実施形態における第２ホットガス暖房運転時の各弁の状態は、第１実施形態における第２ホットガス暖房運転時の各弁の状態と同じである。このため、図１９に示される第２実施形態における第２ホットガス暖房運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れは、図８に示される第１実施形態における第２ホットガス暖房運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れと実質的に同じである。
【０１０８】
［２．３．４．第１除霜運転］
第２実施形態における第１除霜運転時の各弁の状態は、第１実施形態における第１除霜運転時の各弁の状態と同じである。このため、図２０に示される第２実施形態における第１除霜運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れは、図９に示される第１実施形態における第１除霜運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れと実質的に同じである。
【０１０９】
［２．３．５．第２除霜運転］
第２実施形態における第２除霜運転時の各弁の状態は、第１実施形態における第２除霜運転時の各弁の状態と同じである。このため、図２１に示される第２実施形態における第２除霜運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れは、図１１に示される第１実施形態における第３除霜運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れと実質的に同じである。
【０１１０】
［２．３．６．蓄熱運転］
第２実施形態における蓄熱運転時の各弁の状態は、第１実施形態における第１蓄熱運転時の各弁の状態と同じである。このため、図２２に示される第２実施形態における蓄熱運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れは、図１２に示される第１実施形態における第１蓄熱運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れと実質的に同じである。
【０１１１】
［３．第３実施形態］
図２３〜図３１を用いて第３実施形態に係る車両用廃熱利用装置１０を説明する。なお、第１実施形態に係る車両用廃熱利用装置１０と同一の構成に関しては同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１１２】
［３．１．車両用廃熱利用装置１０の構成］
図２３に示されるように、第３実施形態に係る車両用廃熱利用装置１０は、第１実施形態に係る車両用廃熱利用装置１０に設けられる第２分岐部４２ｂおよび空調側第１三方弁５８を有さない。その点を除き、第３実施形態に係る車両用廃熱利用装置１０の構成は、第１実施形態に係る車両用廃熱利用装置１０の構成と同じである。
【０１１３】
［３．２．車両用廃熱利用装置１０の動作］
図２４、図２５は第３実施形態に係る車両用廃熱利用装置１０で行われる一連の処理のフローチャートである。第３実施形態に係る車両用廃熱利用装置１０で行われる処理の流れは、第１実施形態に係る車両用廃熱利用装置１０で行われる処理の流れと概ね同じである。
【０１１４】
図２４に示されるステップＳ５１〜ステップＳ５３の処理は、図３に示されるステップＳ１〜ステップＳ３の処理に相当する。ステップＳ５４、ステップＳ５６、ステップＳ５７で行われる各種空調運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れについては下記［３．３］で説明する。
【０１１５】
図２５に示されるステップＳ５８、ステップＳ６２、ステップＳ６３の処理は、図４に示されるステップＳ８、ステップＳ１５、ステップＳ１６の処理に相当する。また、図２５に示されるステップＳ６６の処理は、図５に示されるステップＳ２１の処理に相当する。ステップＳ６０、ステップＳ６１、ステップＳ６５で行われる各種空調運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れについては下記［３．３］で説明する。
【０１１６】
ステップＳ５５は、図３のステップＳ５と比較対象が異なる。ステップＳ５５において、制御部９０は、蓄熱体温度センサ７０で検出される蓄熱体８８の温度Ｔｒと第１温度センサ６４で検出される第１温度Ｔｐとを比較する。Ｔｒ＞Ｔｐである場合（ステップＳ５５：ＹＥＳ）、処理はステップＳ５６（第１ホットガス暖房運転）に移行し、Ｔｒ≦Ｔｐである場合（ステップＳ５５：ＮＯ）、処理はステップＳ５７（第２ホットガス暖房運転）に移行する。
【０１１７】
ステップＳ５９は、ステップＳ９と比較対象および判定後の処理が異なる。制御部９０は、蓄熱体温度センサ７０で検出される蓄熱体８８の温度Ｔｒと第１温度センサ６４で検出される第１温度Ｔｐとを比較する。ステップＳ５９において、Ｔｒ＞Ｔｐである場合（ステップＳ５９：ＹＥＳ）、処理はステップＳ６０（第１除霜運転）に移行する。一方、Ｔｒ≦Ｔｐである場合（ステップＳ５９：ＮＯ）、処理はステップＳ６１（第２除霜運転）に移行する。
【０１１８】
ステップＳ６４は、ステップＳ１７と判定後の処理が異なる。ステップＳ６４において、Ｔｒ＜Ｔｐである場合（ステップＳ６４：ＹＥＳ）、処理はステップＳ６５（蓄熱運転）に移行し、Ｔｒ≧Ｔｐである場合（ステップＳ６４：ＮＯ）、一連の処理は一旦終了し、次の一連の処理に備える。
【０１１９】
［３．３．各種空調運転］
図２４、図２５に示されるように、本実施形態では、通常暖房運転、第１、第２ホットガス暖房運転、第１、第２除霜運転、蓄熱運転という６つの空調運転が行われる。以下で、各種空調運転における第１熱媒体および第２熱媒体の流れを説明する。
【０１２０】
［３．３．１．通常暖房運転］
第３実施形態における通常暖房運転時の各弁の状態は、第１実施形態における通常暖房運転時の各弁の状態と同じである。このため、図２６に示される第３実施形態における通常暖房運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れは、図６に示される第１実施形態における通常暖房運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れと実質的に同じである。
【０１２１】
［３．３．２．第１ホットガス暖房運転］
図２７を用いて第１ホットガス暖房運転の説明をする。空調側二方弁５６は、上流側の分岐流路５４と下流側の分岐流路５４とを連通する。空調側第２三方弁６０は、上流側の分岐流路５４と第１合流部４２ｃに繋がる分岐流路５４とを遮断し、上流側の分岐流路５４と第２合流部４２ｄに繋がる分岐流路５４とを連通し、第１合流部４２ｃに繋がる分岐流路５４と第２合流部４２ｄに繋がる分岐流路５４とを遮断する。減圧弁４８は、上流側の空調側流路４２と下流側の空調側流路４２とを遮断する。
【０１２２】
このとき、第２熱媒体は、圧縮機４４で昇温し、第１分岐部４２ａで分流する。一部の第２熱媒体は、空調側二方弁５６を流れ、熱交換器８０で昇温（吸熱）し、空調側第２三方弁６０に流入する。残りの第２熱媒体は、ヒータコア４６で放熱し、空調側バイパス流路６２を流れ、空調側第２三方弁６０に流入する。合流した第２熱媒体は、空調側第２三方弁６０および第２合流部４２ｄを流れ、アキュムレータ５２で気液分離されて圧縮機４４に戻る。
【０１２３】
第１ホットガス暖房運転は、外気の温度Ｔ１が低く、空調側ラジエータ５０で外気の熱を吸収できない場合に行われる。第２ホットガス暖房運転時には、第２熱媒体は減圧弁４８および空調側ラジエータ５０を流れない。このため、第２熱媒体を減圧弁４８で降温させた後に空調側ラジエータ５０に流す場合と比較して、第２熱媒体の温度を高い温度に維持することができる。
【０１２４】
第１ホットガス暖房運転時には、第２熱媒体の一部はヒータコア４６を流れない。このため、第２熱媒体はヒータコア４６で降温しない。また、第２熱媒体の一部は熱交換器８０を流れる。このため、第１熱媒体から第２熱媒体への放熱が行われる。その結果、第２熱媒体は昇温する。従って、暖房の効率がよい。
【０１２５】
［３．３．３．第２ホットガス暖房運転］
第３実施形態における第２ホットガス暖房運転時の各弁の状態は、第１実施形態における第２ホットガス暖房運転時の各弁の状態と同じである。このため、図２８に示される第３実施形態における第２ホットガス暖房運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れは、図８に示される第１実施形態における第２ホットガス暖房運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れと実質的に同じである。
【０１２６】
［３．３．４．第１除霜運転］
第３実施形態における第１除霜運転時の各弁の状態は、第１実施形態における第２除霜運転時の各弁の状態と同じである。このため、図２９に示される第３実施形態における第１除霜運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れは、図１０に示される第１実施形態における第２除霜運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れと実質的に同じである。
【０１２７】
［３．３．５．第２除霜運転］
第３実施形態における第２除霜運転時の各弁の状態は、第１実施形態における第３除霜運転時の各弁の状態と同じである。このため、図３０に示される第３実施形態における第２除霜運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れは、図１１に示される第１実施形態における第３除霜運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れと実質的に同じである。
【０１２８】
［３．３．６．蓄熱運転］
第３実施形態における蓄熱運転時の各弁の状態は、第１実施形態における第２蓄熱運転時の各弁の状態と同じである。このため、図３１に示される第３実施形態における蓄熱運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れは、図１３に示される第１実施形態における第２蓄熱運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れと実質的に同じである。
【０１２９】
［４．第４実施形態］
図３２〜図３９を用いて第４実施形態に係る車両用廃熱利用装置１１０を説明する。なお、第１実施形態に係る車両用廃熱利用装置１０と同一の構成に関しては同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１３０】
［４．１．車両用廃熱利用装置１０の構成］
図３２に示されるように、第４実施形態に係る車両用廃熱利用装置１１０は、冷却回路２０と、空調回路４０と、制御部９０と、を備え、更に冷却回路２０と空調回路４０に跨る熱交換器８０を備える。
【０１３１】
冷却回路２０は、水等の第１熱媒体を還流させる環状の冷却側流路２２を有し、第１熱媒体で熱源体２６から熱を吸収することにより熱源体２６を冷却する。
【０１３２】
冷却側流路２２には、冷却側ラジエータ２８をバイパスする冷却側バイパス流路１３０が設けられる。冷却側バイパス流路１３０は、分岐部１２２ａで冷却側流路２２から分岐し、合流部１２２ｂで冷却側流路２２に合流する。分岐部１２２ａにはサーモスタット１３２が設けられる。
【０１３３】
サーモスタット１３２は、流入する第１熱媒体の温度が所定温度よりも低い場合に、上流側の冷却側流路２２と冷却側バイパス流路１３０とを連通すると共に、上流側の冷却側流路２２と下流側の冷却側ラジエータ２８とを遮断する。また、サーモスタット１３２は、流入する第１熱媒体の温度が所定温度よりも高い場合に、上流側の冷却側流路２２と冷却側バイパス流路１３０とを遮断すると共に、上流側の冷却側流路２２と冷却側ラジエータ２８とを連通する。
【０１３４】
空調回路４０は、フロン等の第２熱媒体を還流させる環状の空調側流路４２を有し、ヒータコア４６で第２熱媒体の熱を放散する。
【０１３５】
空調側流路４２には、第２分岐部４２ｂと第１合流部４２ｃと第２合流部４２ｄに接続される分岐流路５４が設けられる。なお、第４実施形態では第１実施形態にあった第１分岐部４２ａはない。第２分岐部４２ｂはヒータコア４６と減圧弁４８との間に設けられる。第１合流部４２ｃはヒータコア４６と空調側ラジエータ５０との間に設けられ、第２合流部４２ｄは空調側ラジエータ５０とアキュムレータ５２との間に設けられる。分岐流路５４には熱交換器８０が設けられる。
【０１３６】
熱交換器８０よりも上流側の分岐流路５４には第１分岐箇所１５４ａが設けられ、熱交換器８０よりも下流側の分岐流路５４には合流箇所１５４ｂと第２分岐箇所１５４ｃが設けられる。第１分岐箇所１５４ａには空調側第１三方弁１５８が設けられる。空調側第１三方弁１５８と合流箇所１５４ｂには、熱交換器８０をバイパスする熱交換器バイパス流路１５６が設けられる。第２分岐箇所１５４ｃには空調側第２三方弁６０が設けられる。
【０１３７】
空調側第１三方弁１５８は、制御部９０から出力される指令信号に従い、上流側の分岐流路５４と下流側の分岐流路５４との連通と遮断とを切り替えると共に、上流側の分岐流路５４と熱交換器バイパス流路１５６との連通と遮断とを切り替える。空調側第２三方弁６０は、制御部９０から出力される指令信号に従い、上流側の分岐流路５４と下流側の分岐流路５４との連通と遮断とを切り替える。
【０１３８】
［４．２．車両用廃熱利用装置１１０の動作］
図３３、図３４は車両用廃熱利用装置１１０で行われる一連の処理のフローチャートである。車両用廃熱利用装置１１０で行われる処理の流れは、第１実施形態等に係る車両用廃熱利用装置１０で行われる処理の流れと部分的に同じである。
【０１３９】
図３３に示されるステップＳ７１〜ステップＳ７３の処理は、図３に示されるステップＳ１〜ステップＳ３の処理に相当する。ステップＳ７４、ステップＳ７６、ステップＳ７７で行われる各種空調運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れについては下記［４．３］で説明する。
【０１４０】
図３４に示されるステップＳ７８、ステップＳ８５、ステップＳ８６の処理は、図４に示されるステップＳ８、ステップＳ１５、ステップＳ１６の処理に相当する。ステップＳ８０、ステップＳ８１で行われる各種空調運転時の第１熱媒体および第２熱媒体の流れについては下記［４．３］で説明する。
【０１４１】
ステップＳ７５は、図３のステップＳ５と比較対象が異なる。ステップＳ７５において、制御部９０は、冷却側温度センサ３６で検出される温度Ｔｍと第２温度センサ６６で検出される第２温度Ｔｈとを比較する。Ｔｍ＞Ｔｈである場合（ステップＳ７５：ＹＥＳ）、処理はステップＳ７６（第１ホットガス暖房運転）に移行し、Ｔｍ≦Ｔｈである場合（ステップＳ７５：ＮＯ）、処理はステップＳ７７（第２ホットガス暖房運転）に移行する。
【０１４２】
ステップＳ７９は、ステップＳ９と比較対象および判定後の処理が異なる。ステップＳ７９において、制御部９０は、冷却側温度センサ３６で検出される温度Ｔｍと第２温度センサ６６で検出される第２温度Ｔｈとを比較する。Ｔｍ＞Ｔｈである場合（ステップＳ７９：ＹＥＳ）、処理はステップＳ８０（第１除霜運転）に移行する。一方、Ｔｍ≦Ｔｈである場合（ステップＳ７９：ＮＯ）、処理はステップＳ８１（第２除霜運転）に移行する。
【０１４３】
ステップＳ８０またはステップＳ８１において除霜運転が行われると、ステップＳ８２において、空調側ラジエータ５０に流すべき第２熱媒体の増減判定が行われる。制御部９０は、第１温度センサ６４で検出される第１温度Ｔｐと第２熱媒体の目標温度Ｔｔｒ２とを比較する。Ｔｐ＞Ｔｔｒ２である場合（ステップＳ８２：ＹＥＳ）、処理はステップＳ８３に移行する。一方、Ｔｐ≦Ｔｔｒ２である場合（ステップＳ８２：ＮＯ）、処理はステップＳ８４に移行する。
【０１４４】
ステップＳ８２からステップＳ８３に移行すると、制御部９０は、空調側第２三方弁６０に流量調整の指令信号を出力する。空調側第２三方弁６０は、指令信号に応じて開度を調整し、空調側ラジエータ５０に流す第２熱媒体の流量を増加させ、空調側ラジエータ５０をバイパスする第２熱媒体の流量を減少させる。
【０１４５】
ステップＳ８２からステップＳ８４に移行すると、制御部９０は、空調側第２三方弁６０に流量調整の指令信号を出力する。空調側第２三方弁６０は、指令信号に応じて開度を調整し、空調側ラジエータ５０に流す第２熱媒体の流量を減少させ、空調側ラジエータ５０をバイパスする第２熱媒体の流量を増加させる。
【０１４６】
［４．３．各種空調運転］
図３３、図３４に示されるように、本実施形態では、通常暖房運転、第１、第２ホットガス暖房運転、第１、第２除霜運転という５つの空調運転が行われる。以下で、各種空調運転における第１熱媒体および第２熱媒体の流れを説明する。
【０１４７】
［４．３．１．通常暖房運転］
図３５を用いて通常暖房運転の説明をする。空調側第１三方弁１５８は、第２分岐部４２ｂに繋がる分岐流路５４と熱交換器８０に繋がる分岐流路５４とを遮断し、分岐流路５４と熱交換器バイパス流路１５６とを遮断する。空調側第２三方弁６０は、熱交換器８０に繋がる分岐流路５４と第１合流部４２ｃに繋がる分岐流路５４とを遮断し、熱交換器８０に繋がる分岐流路５４と第２合流部４２ｄに繋がる分岐流路５４とを遮断し、第１合流部４２ｃに繋がる分岐流路５４と第２合流部４２ｄに繋がる分岐流路５４とを遮断する。減圧弁４８は、第２熱媒体を減圧（膨張、降温）して下流側に流す。
【０１４８】
このとき、第２熱媒体は、図３５の実線で示される空調側流路４２を流れる。第２熱媒体は、圧縮機４４で昇温し、ヒータコア４６で放熱し、減圧弁４８で降温し、空調側ラジエータ５０で昇温（吸熱）し、アキュムレータ５２で気液分離されて圧縮機４４に戻る。
【０１４９】
このように、通常暖房運転時には、第２熱媒体は熱交換器８０を流れない。このため、第２熱媒体から蓄熱体８８への蓄熱は行われない。また、第１熱媒体と第２熱媒体との間の熱交換も行われない。
【０１５０】
［４．３．２．第１ホットガス暖房運転］
図３６を用いて第１ホットガス暖房運転の説明をする。空調側第１三方弁１５８は、第２分岐部４２ｂに繋がる分岐流路５４と熱交換器８０に繋がる分岐流路５４とを連通し、分岐流路５４と熱交換器バイパス流路１５６とを遮断する。空調側第２三方弁６０は、熱交換器８０に繋がる分岐流路５４と第２合流部４２ｄに繋がる分岐流路５４とを連通する一方で、熱交換器８０に繋がる分岐流路５４と第１合流部４２ｃに繋がる分岐流路５４とを遮断し、第１合流部４２ｃに繋がる分岐流路５４と第２合流部４２ｄに繋がる分岐流路５４とを遮断する。減圧弁４８は、上流側の空調側流路４２と下流側の空調側流路４２とを遮断する。
【０１５１】
このとき、第２熱媒体は、図３６の実線で示される空調側流路４２および分岐流路５４を流れる。第２熱媒体は、圧縮機４４で昇温し、ヒータコア４６で放熱し、第２分岐部４２ｂで分岐流路５４に流れ、空調側第１三方弁１５８で分岐流路５４に流れ、熱交換器８０で昇温（吸熱）し、空調側第２三方弁６０および第２合流部４２ｄを流れ、アキュムレータ５２で気液分離されて圧縮機４４に戻る。
【０１５２】
第１ホットガス暖房運転は、外気の温度Ｔ１が低く、空調側ラジエータ５０で外気の熱を吸収できない場合であって、第１熱媒体の温度が第２熱媒体の温度よりも高い場合に行われる。第１ホットガス暖房運転時には、第２熱媒体は減圧弁４８および空調側ラジエータ５０を流れない。このため、第２熱媒体を減圧弁４８で降温させた後に空調側ラジエータ５０に流す場合と比較して、第２熱媒体の温度を高い温度に維持することができる。
【０１５３】
また、第１ホットガス暖房運転時には、第２熱媒体は熱交換器８０を流れる。このため、第１熱媒体から第２熱媒体への放熱が行われる。その結果、第２熱媒体は昇温し、第１熱媒体は降温する。
【０１５４】
［４．３．３．第２ホットガス暖房運転］
図３７を用いて第２ホットガス暖房運転の説明をする。空調側第１三方弁１５８は、第２分岐部４２ｂに繋がる分岐流路５４と熱交換器バイパス流路１５６とを連通する一方で、第２分岐部４２ｂに繋がる分岐流路５４と熱交換器８０に繋がる分岐流路５４とを遮断し、熱交換器８０に繋がる分岐流路５４と熱交換器バイパス流路１５６とを遮断する。空調側第２三方弁６０は、熱交換器８０に繋がる分岐流路５４と第２合流部４２ｄに繋がる分岐流路５４とを連通する一方で、熱交換器８０に繋がる分岐流路５４と第１合流部４２ｃに繋がる分岐流路５４とを遮断し、第１合流部４２ｃに繋がる分岐流路５４と第２合流部４２ｄに繋がる分岐流路５４とを遮断する。減圧弁４８は、上流側の空調側流路４２と下流側の空調側流路４２とを遮断する。
【０１５５】
このとき、第２熱媒体は、図３７の実線で示される空調側流路４２、分岐流路５４および熱交換器バイパス流路１５６を流れる。第２熱媒体は、圧縮機４４で昇温し、ヒータコア４６で放熱し、第２分岐部４２ｂで分岐流路５４に流れ、空調側第１三方弁１５８で熱交換器バイパス流路１５６に流れ、空調側第２三方弁６０および第２合流部４２ｄを流れ、アキュムレータ５２で気液分離されて圧縮機４４に戻る。
【０１５６】
第２ホットガス暖房運転は、外気の温度Ｔ１が低く、空調側ラジエータ５０で外気の熱を吸収できない場合であって、第１熱媒体の温度が第２熱媒体の温度以下である場合に行われる。このとき、第２熱媒体は熱交換器８０を流れないため、第２熱媒体の熱が第１熱媒体に吸収されることはない。
【０１５７】
［４．３．４．第１除霜運転］
図３８に示されるように、第１除霜運転は、図３６に示される第１ホットガス暖房運転と比較して、空調側第２三方弁６０が全ての流路を連通する点で異なる。
【０１５８】
このとき、第２熱媒体は、図３８の実線で示される空調側流路４２および分岐流路５４を流れる。第２熱媒体は、圧縮機４４で昇温し、ヒータコア４６で放熱し、第２分岐部４２ｂで分岐流路５４に流れ、空調側第１三方弁１５８で分岐流路５４に流れ、熱交換器８０で昇温（吸熱）し、空調側第２三方弁６０で分流する。一部の第２熱媒体は、空調側ラジエータ５０で除霜（放熱）し、第２合流部４２ｄに流入する。残りの第２熱媒体は、空調側ラジエータ５０を流れることなく第２合流部４２ｄに流入する。第２合流部４２ｄで合流した第２熱媒体は、アキュムレータ５２で気液分離されて圧縮機４４に戻る。
【０１５９】
このように、第１除霜運転時には、第２熱媒体の一部は減圧弁４８を流れず空調側ラジエータ５０を流れる。第２熱媒体はホットガスのまま空調側ラジエータ５０を流れるため、除霜を行うことができる。また、第２熱媒体の残りが減圧弁４８および空調側ラジエータ５０を流れずに、アキュムレータ５２で気液分離される。このため、アキュムレータ５２において、第２熱媒体の乾き度は比較的高い状態に維持される。従って、除霜運転と同時に暖房運転を行うことができる。
【０１６０】
また、第１除霜運転時には、第２熱媒体は熱交換器８０を流れる。このため、第１熱媒体から第２熱媒体への放熱が行われると共に、蓄熱体８８から第２熱媒体への放熱が行われる。その結果、第２熱媒体は昇温し、第１熱媒体は降温する。従って、除霜および暖房の効率が後述する第２除霜運転よりもよい。
【０１６１】
［４．３．５．第２除霜運転］
図３９に示されるように、第２除霜運転は、図３７に示される第２ホットガス暖房運転と比較して、空調側第２三方弁６０が全ての流路を連通する点で異なる。
【０１６２】
このとき、第２熱媒体は、図３９の実線で示される空調側流路４２、分岐流路５４および熱交換器バイパス流路１５６を流れる。第２熱媒体は、圧縮機４４で昇温し、ヒータコア４６で放熱し、第２分岐部４２ｂで分岐流路５４に流れ、空調側第１三方弁１５８で熱交換器バイパス流路１５６に流れ、空調側第２三方弁６０で分流する。一部の第２熱媒体は、空調側ラジエータ５０で除霜（放熱）し、第２合流部４２ｄに流入する。残りの第２熱媒体は、空調側ラジエータ５０を流れることなく第２合流部４２ｄに流入する。第２合流部４２ｄで合流した第２熱媒体は、アキュムレータ５２で気液分離されて圧縮機４４に戻る。
【０１６３】
第２除霜運転は、第１熱媒体の温度が第２熱媒体の温度以下である場合に行われる。このとき、第２熱媒体は熱交換器８０を流れないため、第２熱媒体の熱が第１熱媒体に吸収されることはない。
【０１６４】
［５．第１〜第４実施形態のまとめ］
第１〜第４実施形態に係る車両用廃熱利用装置１０、１１０は、冷却側流路２２に第１熱媒体を還流させて熱源体２６から熱を吸収する冷却回路２０と、空調側流路４２に第２熱媒体を還流させてヒータコア４６で熱を放散する空調回路４０と、を備える。冷却側流路２２には、第１熱媒体を吐出する冷却側ポンプ２４と、熱源体２６と、がその順で配置される。空調側流路４２には、第２熱媒体を圧縮することにより昇温させて吐出する圧縮機４４と、ヒータコア４６と、第２熱媒体を減圧することにより降温させることができる減圧弁４８と、第２熱媒体と外気との間で熱交換を行う空調側ラジエータ５０と、第２熱媒体を気液分離して気相の第２熱媒体を圧縮機４４側に流すアキュムレータ５２と、がその順で配置される。更に、圧縮機４４の下流側でありかつ減圧弁４８の上流側に分岐部（第１分岐部４２ａおよび／または第２分岐部４２ｂ）が配置される。また、減圧弁４８の下流側でありかつ空調側ラジエータ５０の上流側に第１合流部４２ｃが配置される。また、空調側ラジエータ５０の下流側でありかつアキュムレータ５２の上流側に第２合流部４２ｄが配置される。分岐部（第１分岐部４２ａおよび／または第２分岐部４２ｂ）と第１合流部４２ｃと第２合流部４２ｄには分岐流路５４が接続される。また、車両用廃熱利用装置１０は、熱源体２６の下流側の冷却側流路２２と分岐流路５４とに跨って設けられて、第１熱媒体と第２熱媒体との間で熱交換を行う熱交換器８０と、熱交換器８０に設けられて、第１熱媒体および第２熱媒体の熱を蓄えまた蓄えた熱を第２熱媒体に与える蓄熱体８８と、分岐部または分岐部と熱交換器８０との間の分岐流路５４に設けられて、空調側流路４２と熱交換器８０との連通と遮断とを切り替える空調側第１切替弁５５（空調側二方弁５６、空調側第１三方弁５８）と、熱交換器８０の下流側の分岐流路５４に設けられて、熱交換器８０と空調側ラジエータ５０の上流側の空調側流路４２と下流側の空調側流路４２との連通と遮断とを切り替える空調側第２切替弁６９（空調側第２三方弁６０）と、を更に備える。
【０１６５】
上記構成によれば、空調側第１切替弁５５を適切なタイミングで切り替えることにより第１熱媒体および第２熱媒体の熱を蓄熱体８８に蓄えることができる。また、外気温が低い状況、すなわち、空調側ラジエータ５０で第２熱媒体が外気から熱を吸収できずヒートポンプシステムによる室内暖房を維持することができない状況であっても、空調側第１切替弁５５および空調側第２切替弁６９を適切なタイミングで切り替えることによりホットガス暖房が可能になる。また、空調側第１切替弁５５および／または空調側第２切替弁６９を適切なタイミングで切り替えることにより、空調側ラジエータ５０とアキュムレータ５２の両者に高温の第２熱媒体を同時に供給することができる。このため、電気ヒータを使用しなくても室内の暖房と空調側ラジエータ５０の除霜を同時に行うことができる。更に、空調側第１切替弁５５および／または空調側第２切替弁６９を適宜切り替えることにより、様々な暖房運転と除霜運転を行うことができる。
【０１６６】
第１実施形態に係る車両用廃熱利用装置１０において、分岐部は、圧縮機４４とヒータコア４６との間に配置される第１分岐部４２ａと、ヒータコア４６と減圧弁４８との間に配置される第２分岐部４２ｂと、を含む。空調側第１切替弁５５は、第１分岐部４２ａと熱交換器８０との間の分岐流路５４に設けられる空調側二方弁５６と、第２分岐部４２ｂに設けられる空調側第１三方弁５８と、を含む。
【０１６７】
上記構成によれば、空調側二方弁５６により圧縮機４４と熱交換器８０との連通と遮断とを切り替えることができる。圧縮機４４と熱交換器８０とが連通すると、圧縮機４４から吐出される高温の第２熱媒体が第１分岐部４２ａで分流し、その一部がヒータコア４６に流入し、残りが熱交換器８０に直接流入する。このため、暖房を行いつつ、蓄熱体８８に蓄熱することができる。また、上記構成によれば、空調側第１三方弁５８によりヒータコア４６と熱交換器８０との連通と遮断とを切り替えることができる。ヒータコア４６と熱交換器８０とが連通すると、ヒータコア４６で放熱し降温した第２熱媒体が熱交換器８０で吸熱して昇温する。このため、空調側ラジエータ５０とアキュムレータ５２の両者に高温の第２熱媒体を同時に供給することができる。
【０１６８】
第２実施形態に係る車両用廃熱利用装置１０において、分岐部（第２分岐部４２ｂ）は、ヒータコア４６と減圧弁４８との間に配置される。空調側第１切替弁５５は、分岐部（第２分岐部４２ｂ）に設けられる空調側第１三方弁５８である。
【０１６９】
上記構成によれば、空調側第１三方弁５８によりヒータコア４６と熱交換器８０との連通と遮断とを切り替えることができる。ヒータコア４６と熱交換器８０とが連通すると、ヒータコア４６で放熱し降温した第２熱媒体が熱交換器８０で吸熱して昇温する。このため、空調側ラジエータ５０とアキュムレータ５２の両者に高温の第２熱媒体を同時に供給することができる。
【０１７０】
第３実施形態に係る車両用廃熱利用装置１０において、分岐部（第１分岐部４２ａ）は、圧縮機４４とヒータコア４６との間に配置される。空調側第１切替弁５５は、分岐部（第１分岐部４２ａ）と蓄熱体８８との間の分岐流路５４に設けられる空調側二方弁５６である。
【０１７１】
上記構成によれば、空調側二方弁５６により圧縮機４４と熱交換器８０との連通と遮断とを切り替えることができる。圧縮機４４と熱交換器８０とが連通すると、圧縮機４４から吐出される高温の第２熱媒体が第１分岐部４２ａで分流し、その一部がヒータコア４６に流入し、残りが熱交換器８０に直接流入する。このため、暖房を行いつつ、蓄熱体８８に蓄熱することができる。
【０１７２】
第１〜第４実施形態に係る車両用廃熱利用装置１０、１１０は、圧縮機４４から流出する第２熱媒体の第１温度Ｔｐを検出する第１温度センサ６４と、ヒータコア４６から流出する第２熱媒体の第２温度Ｔｈを検出する第２温度センサ６６と、蓄熱体８８の温度Ｔｒを検出する蓄熱体温度センサ７０と、外気の温度Ｔ１を検出する外気温度センサ７２と、第１温度Ｔｐと第２温度Ｔｈと蓄熱体８８の温度Ｔｒと外気の温度Ｔ１に基づいて、空調側第１切替弁５５と空調側第２切替弁６９を制御する制御部９０と、を備える。
【０１７３】
上記構成によれば、空調側第１切替弁５５と空調側第２切替弁６９を適切なタイミングで動作させることができ、様々な暖房運転、除霜運転、蓄熱運転を行うことができる。
【０１７４】
［６．暖房装置２００］
第１〜第４実施形態に係る車両用廃熱利用装置１０、１１０は冷却回路２０と空調回路４０との間で熱交換を行う。しかし、空調回路４０は、冷却回路２０とは別に単体で使用可能であり、車両の暖房装置を含むあらゆる暖房装置、例えば家庭用の暖房装置に使用可能である。
【０１７５】
図４０に示される暖房装置２００は、図１に示される空調回路４０に相当する空調回路２４０を有する。空調回路２４０は、空調回路４０の熱交換器８０の代わりに蓄熱体８８を有し、ヒータコア４６の代わりに室内熱交換器２４６を有し、空調側ラジエータ５０の代わりに室外熱交換器２５０を有する。空調回路２４０のその他の構成は、図１に示される空調回路４０の構成と同じである。また、暖房装置２００は、図３〜図５に示される一連の処理を行うことができる。
【０１７６】
図４１に示される暖房装置２００は、図１４に示される空調回路４０に相当する空調回路２４０を有する。空調回路２４０は、空調回路４０の熱交換器８０の代わりに蓄熱体８８を有し、ヒータコア４６の代わりに室内熱交換器２４６を有し、空調側ラジエータ５０の代わりに室外熱交換器２５０を有する。空調回路２４０のその他の構成は、図１４に示される空調回路４０の構成と同じである。また、暖房装置２００は、図１５、図１６に示される一連の処理を行うことができる。
【０１７７】
図４２に示される暖房装置２００は、図２３に示される空調回路４０に相当する空調回路２４０を有する。空調回路２４０は、空調回路４０の熱交換器８０の代わりに蓄熱体８８を有し、ヒータコア４６の代わりに室内熱交換器２４６を有し、空調側ラジエータ５０の代わりに室外熱交換器２５０を有する。空調回路２４０のその他の構成は、図２３に示される空調回路４０の構成と同じである。また、暖房装置２００は、図２４、図２５に示される一連の処理を行うことができる。
【０１７８】
［７．暖房装置２００のまとめ］
暖房装置２００は、熱媒体を圧縮することにより昇温させて吐出する圧縮機４４と、熱媒体と室内の空気との間で熱交換を行う室内熱交換器２４６と、熱媒体を減圧することにより降温させることができる減圧弁４８と、熱媒体と室外の空気との間で熱交換を行う室外熱交換器２５０と、熱媒体を気液分離して気相の熱媒体を圧縮機４４側に流すアキュムレータ５２と、圧縮機４４と室内熱交換器２４６と減圧弁４８と室外熱交換器２５０とアキュムレータ５２とがその順で配置され、熱媒体が還流する空調側流路４２と、を備える。空調側流路４２には、圧縮機４４の下流側でありかつ減圧弁４８の上流側に分岐部（第１分岐部４２ａ、第２分岐部４２ｂ）が配置され、減圧弁４８の下流側でありかつ室外熱交換器２５０の上流側に第１合流部４２ｃが配置され、室外熱交換器２５０の下流側でありかつアキュムレータ５２の上流側に第２合流部４２ｄが配置され、分岐部と第１合流部４２ｃと第２合流部４２ｄに分岐流路５４が接続される。暖房装置２００は、分岐流路５４に設けられ、熱媒体の熱を蓄えまた蓄えた熱を熱媒体に与える蓄熱体８８と、分岐部または分岐部と蓄熱体８８との間の分岐流路５４に設けられて、空調側流路４２と蓄熱体８８との連通と遮断とを切り替える空調側第１切替弁５５（空調側二方弁５６、空調側第１三方弁５８）と、蓄熱体８８の下流側の分岐流路５４に設けられて、蓄熱体８８と室外熱交換器２５０の上流側の空調側流路４２と下流側の空調側流路４２との連通と遮断とを切り替える空調側第２切替弁６９（空調側第２三方弁６０）と、を備える。
【０１７９】
上記構成によれば、空調側第１切替弁５５を適切なタイミングで切り替えることにより熱媒体の熱を蓄熱体８８に蓄えることができ、また、蓄熱体８８に蓄えた熱を熱媒体に与えることができる。このため、例えば、夜間に蓄熱体８８に熱を蓄えておけば、朝等室内を急速に暖めたいときに急速暖房を行うことができる。また、空調側第１切替弁５５および／または空調側第２切替弁６９を適切なタイミングで切り替えることにより、室外熱交換器２５０とアキュムレータ５２の両者に高温の熱媒体を同時に供給することができる。このため、電気ヒータを使用しなくても室内の暖房と室外熱交換器２５０の除霜を同時に行うことができる。更に、空調側第１切替弁５５および／または空調側第２切替弁６９を適宜切り替えることにより、様々な暖房運転と除霜運転を行うことができる。
【０１８０】
図４０に示される暖房装置２００において、分岐部は、圧縮機４４と室内熱交換器２４６との間に配置される第１分岐部４２ａと、室内熱交換器２４６と減圧弁４８との間に配置される第２分岐部４２ｂと、を含む。空調側第１切替弁５５は、第１分岐部４２ａと蓄熱体８８との間の分岐流路５４に設けられる空調側二方弁５６と、第２分岐部４２ｂに設けられる空調側第１三方弁５８と、を含む。
【０１８１】
上記構成によれば、空調側二方弁５６により圧縮機４４と蓄熱体８８との連通と遮断とを切り替えることができる。圧縮機４４と蓄熱体８８とが連通すると、圧縮機４４から吐出される高温の熱媒体が第１分岐部４２ａで分流し、その一部が室内熱交換器２４６に流入し、残りが蓄熱体８８に直接流入する。このため、暖房を行いつつ、蓄熱体８８に蓄熱することができる。また、上記構成によれば、空調側第１三方弁５８により室内熱交換器２４６と蓄熱体８８との連通と遮断とを切り替えることができる。室内熱交換器２４６と蓄熱体８８とが連通すると、室内熱交換器２４６で放熱し降温した熱媒体が蓄熱体８８で吸熱して昇温する。このため、室外熱交換器２５０とアキュムレータ５２の両者に高温の熱媒体を同時に供給することができる。
【０１８２】
図４１に示される暖房装置２００において、分岐部（第２分岐部４２ｂ）は、室内熱交換器２４６と減圧弁４８との間に配置される。空調側第１切替弁５５は、分岐部（第２分岐部４２ｂ）に設けられる空調側第１三方弁５８である。
【０１８３】
上記構成によれば、空調側第１三方弁５８により室内熱交換器２４６と蓄熱体８８との連通と遮断とを切り替えることができる。室内熱交換器２４６と蓄熱体８８とが連通すると、室内熱交換器２４６で放熱し降温した熱媒体が蓄熱体８８で吸熱して昇温する。このため、室外熱交換器２５０とアキュムレータ５２の両者に高温の熱媒体を同時に供給することができる。
【０１８４】
図４２に示される暖房装置２００において、分岐部（第１分岐部４２ａ）は、圧縮機４４と室内熱交換器２４６との間に配置される。空調側第１切替弁５５は、分岐部（第１分岐部４２ａ）と蓄熱体８８との間の分岐流路５４に設けられる空調側二方弁５６である。
【０１８５】
上記構成によれば、空調側二方弁５６により圧縮機４４と蓄熱体８８との連通と遮断とを切り替えることができる。圧縮機４４と蓄熱体８８とが連通すると、圧縮機４４から吐出される高温の熱媒体が第１分岐部４２ａで分流し、その一部が室内熱交換器２４６に流入し、残りが蓄熱体８８に直接流入する。このため、暖房を行いつつ、蓄熱体８８に蓄熱することができる。
【０１８６】
図４０〜図４２に示される暖房装置２００は、圧縮機４４から流出する熱媒体の第１温度Ｔｐを検出する第１温度センサ６４と、室内熱交換器２４６から流出する熱媒体の第２温度Ｔｈを検出する第２温度センサ６６と、蓄熱体８８の温度Ｔｒを検出する蓄熱体温度センサ７０と、外気の温度Ｔ１を検出する外気温度センサ７２と、第１温度Ｔｐと第２温度Ｔｈと蓄熱体８８の温度Ｔｒと外気の温度Ｔ１に基づいて、空調側第１切替弁５５と空調側第２切替弁６９を制御する制御部９０と、を備える。
【０１８７】
上記構成によれば、空調側第１切替弁５５と空調側第２切替弁６９を適切なタイミングで動作させることができ、様々な暖房運転、除霜運転、蓄熱運転を行うことができる。
【０１８８】
なお、本発明に係る車両用廃熱利用装置および暖房装置は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【０１８９】
１０、１１０…車両用廃熱利用装置      ２０…冷却回路
２２…冷却側流路                      ２４…冷却側ポンプ
２６…熱源体                          ３０…冷却側バイパス流路
３２…冷却側切替弁                    ４０…空調回路
４２…空調側流路                      ４２ａ…第１分岐部
４２ｂ…第２分岐部                    ４２ｃ…第１合流部
４２ｄ…第２合流部                    ４４…圧縮機
４６…ヒータコア                      ４８…減圧弁
５０…空調側ラジエータ                ５２…アキュムレータ
５４…分岐流路                        ５５…空調側第１切替弁
５６…空調側二方弁                    ５８、１５８…空調側第１三方弁
６０…空調側第２三方弁                ６９…空調側第２切替弁
８０…熱交換器                        ８８…蓄熱体
２００…暖房装置                      ２４６…室内熱交換器
２５０…室外熱交換器
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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