(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に冷媒を流通し、前記冷媒と外気とで熱交換を行う第１コンデンサと、
該第１コンデンサから排出された冷媒の圧力を低下させる減圧手段と、
該減圧手段を通過した前記冷媒と、空調用の空気とで、熱交換を行う第１エバポレータと、
該第１エバポレータの下流側に配置されたコンプレッサと、
該コンプレッサの直近の下流側に配置され、前記コンプレッサから排出された冷媒と、前記第１エバポレータで熱交換された空調用の空気とで、熱交換を行う第２コンデンサと、
前記第２コンデンサでの熱交換を行わずに、前記第１エバポレータで熱交換された空調用の空気を室内に供給する第２コンデンサ空気迂回手段と、
前記室内に供給する前記空調用の空気が、前記第２コンデンサを、冷房時は迂回し、暖房時は通過するよう、前記第２コンデンサ空気迂回手段を制御する迂回手段制御装置を有し、
前記空調用の空気の流通経路に対して、前記第１エバポレータと前記第２コンデンサとが直列に配置され、前記迂回手段制御装置による制御を行うことにより、冷暖房を切替可能な車両用空調システムであって、
前記冷媒の流通経路に対して、前記減圧手段と前記第１エバポレータとの間に配置され、前記減圧手段により減圧された前記冷媒の温度よりも高温であり、且つ、前記第１エバポレータで熱交換を行う前記空調用の空気よりも高温である流体と、前記減圧手段を通過した前記冷媒とで、熱交換を行う第２エバポレータを備えるとともに、
前記減圧手段は、前記第１エバポレータから流出した冷媒の温度を検知し、当該冷媒の温度に応じて前記第１エバポレータにこれから流入する冷媒に対し弁開度を変える膨張弁である
ことを特徴とする車両用空調システム。
【請求項２】
請求項１記載の車両用空調システムにおいて、
前記減圧手段で減圧された前記冷媒が、冷房時、前記第２エバポレータを迂回して、前記第１エバポレータに流入する第２エバポレータ迂回経路を、備えることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項３】
請求項１または２記載の車両用空調システムにおいて、
前記第２エバポレータで、前記冷媒と熱交換する前記流体は、室内から排出された空気であることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項４】
請求項１または２記載の車両用空調システムにおいて、
前記第２エバポレータで、前記冷媒と熱交換する前記流体は、エンジンまたは燃料電池で使用される冷却水であることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項５】
請求項１または２記載の車両用空調システムにおいて、
前記第２エバポレータで、前記冷媒と熱交換する前記流体は、燃料電池の排気ガスであることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項６】
請求項１または請求項２記載の車両用空調システムにおいて、
前記減圧手段の下流側にエジェクタをさらに配置し、前記第１エバポレータを通過した前記冷媒の一部を副流として導入することを特徴とする車両用空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調システムにおける暖房運転時の結露の抑制に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来例の車両用空調システムとして、特許文献１の段落００１６〜００２０に記載の通り、４方弁を切り換えて、配管中の冷媒の流れの方向を逆転させると共に、エバポレータ（吸熱用熱交換器）及びコンデンサ（放熱用熱交換器）の役割を逆転させることにより、冷暖房の切替を行う車両用空調システムが開示されている。この車両用空調システムでは、コンプレッサから吐出された高圧ガスが、電動膨張弁で膨張されると共に、エバポレータで空調用の空気の熱を吸収する（吸熱する）かまたはコンデンサで空調用の空気へ熱を放出した（放熱した）後、コンプレッサに再び導入されることで冷媒を循環している。従って、冷媒は電動膨張弁で膨張されるまでは高圧ガスであるが、暖房時と冷房時とで冷媒の流れの方向が異なることにより、全ての配管の肉厚を厚くする等、全ての配管を高圧に耐えることができる耐圧力性の配管としなければならない。
【０００３】
なお、前記の特許文献１に記載の車両用空調システム以外に、従来例の車両用空調システムとして、暖房時と冷房時とで配管中の冷媒の流れの方向が同じである車両用空調システムが、特許文献２の段落００３４〜００５２に記載されている。この車両用空調システムでは、前記の特許文献１に記載の車両用空調システムとは異なり、全ての配管を耐圧力性の配管にしなくても、即ち、コンプレッサから膨張弁までの経路の配管以外の配管を耐圧力性の配管にしなくても、冷媒を循環することができる。
【０００４】
更に、この車両用空調システムでは、空調用の空気を、暖房時にはコンデンサを通過させて車内の前席もしくは後席に供給し、一方、冷房時にはエバポレータを通過させて車内の前席もしくは後席に供給する。また、特許文献２の図４に記載の通り、前席に供給する空調用の空気と熱交換するユニット（コンデンサ、エバポレータ）を有する配管と、後席に供給する空調用の空気と熱交換するユニット（コンデンサ、エバポレータ）を有する配管とが並列に接続された車両用空調システムであり、並列に接続された両配管には、コンデンサとエバポレータとを、それぞれ１つずつ有している。
【０００５】
なお、暖房時において、前席に供給する空調用の空気は、エバポレータを通過して温度を一旦低下させた後、コンデンサを通過することにより、温度を上昇させている。エバポレータを通過させることで空調用の空気の温度を一旦低下させるのは、車外から取り込まれた空気に含まれる水蒸気を除去するためである。即ち、除湿するためである。
【特許文献１】特許第２９９２７７９号公報
【特許文献２】特開平１０−１００６６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に記載の従来の車両用空調システムは、前記の通り、特許文献１に記載の従来の車両用空調システムと比べて、全ての配管を耐圧性の配管にしなくても良いことにより、製造コストを低く抑えることができる。しかしながら、特許文献２に記載の従来の車両用空調システムでは、暖房運転を連続して行った場合、特に外気温度が低いとき、前席に供給する空調用の空気が通過するエバポレータで結露が発生し、結露した水分がエバポレータで凍結した際には、その水分が解氷するまでは運転を再開することができないという不具合が発生する。
【０００７】
また、特許文献２に記載の従来の車両用空調システムは、前記の通り、前席に供給する空調用の空気の熱を吸収するエバポレータを有する配管と、後席に供給する空調用の空気の熱を吸収するエバポレータを有する配管とを並列に接続している構成である。この構成により、一方のエバポレータの吸熱量が他方のエバポレータの吸熱量よりも多いと、即ち、一方のエバポレータの冷媒の蒸発量が他方のエバポレータでの冷媒の蒸発量よりも多いと、一方のエバポレータの方が他方のエバポレータに比べて冷媒の流れに対する抵抗が大きくなる。その結果、他方のエバポレータには冷媒が多く流れるものの、一方のエバポレータには冷媒が少ししか流れなくなることにより、あまり冷媒が流れない一方のエバポレータでは、十分な暖房能力が得られないという不具合が発生する。
【０００８】
更に、特許文献２に記載の従来の車両用空調システムは、特許文献２の図４に記載の通り、前席に供給する空調用の空気と熱交換するユニット（コンデンサ、エバポレータ）を有する配管と、後席に供給する空調用の空気と熱交換するユニット（コンデンサ、エバポレータ）を有する配管に、それぞれ膨張弁を設けていることにより、即ち、膨張弁も複数有することにより、膨張弁が１つだけの車両用空調システムに比べて製造コストが高くなるという問題がある。
【０００９】
そこで本発明では、下記（１）〜（３）を満たす車両用空調システムを提供することを目的とする。
（１）暖房運転を連続して行っても、エバポレータで結露が発生するのを抑制できる。
（２）暖房時、十分な暖房能力が得られる。
（３）製造コストを低く抑えることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の課題を解決するための手段として、本発明に係る請求項１の車両用空調システムは、内部に冷媒を流通し、前記冷媒と外気とで熱交換を行う第１コンデンサと、該第１コンデンサから排出された冷媒の圧力を低下させる減圧手段（自動膨張弁）と、該減圧手段を通過した前記冷媒と、空調用の空気とで、熱交換を行う第１エバポレータ（ラジエタ）と、該第１エバポレータの下流側に配置されたコンプレッサと、該コンプレッサの直近の下流側に配置され、前記コンプレッサから排出された冷媒と、前記第１エバポレータで熱交換された空調用の空気とで、熱交換を行う第２コンデンサと、前記第２コンデンサでの熱交換を行わずに、前記第１エバポレータで熱交換された空調用の空気を室内に供給する第２コンデンサ空気迂回手段と、前記室内に供給する前記空調用の空気が、前記第２コンデンサを、冷房時は迂回し、暖房時は通過するよう、前記第２コンデンサ空気迂回手段を制御する迂回手段制御装置（ＥＣＵ）を有し、前記空調用の空気の流通経路に対して、前記第１エバポレータと前記第２コンデンサとが直列に配置され、前記迂回手段制御装置による制御を行うことにより、冷暖房を切替可能な車両用空調システムであって、前記冷媒の流通経路に対して、前記減圧手段と前記第１エバポレータの間に配置され、前記減圧手段により減圧された前記冷媒の温度よりも高温であり、且つ、前記第１エバポレータで熱交換を行う前記空調用の空気よりも高温である流体と、前記減圧手段を通過した前記冷媒とで、熱交換を行う第２エバポレータを備えるとともに、前記減圧手段は、前記第１エバポレータから流出した冷媒の温度を検知し、当該冷媒の温度に応じて前記第１エバポレータにこれから流入する冷媒に対し弁開度を変える膨張弁であることを特徴とする。
【００１１】
このように構成したことにより、暖房時、第１のエバポレータに流入される冷媒は、第２のエバポレータで暖められることで、第１のエバポレータでの吸熱が減るため、第１のエバポレータでの結露の発生を抑制することができる。更に、暖房時、第１のエバポレータに流入される冷媒は、第２のエバポレータで、冷媒の温度よりも高温で、空調用の空気よりも高温である流体に暖められることにより、十分な暖房能力が得られる。また、減圧手段は１つのみであることにより、製造コストを低く抑えることができる。
【００１２】
本発明に係る請求項２の車両用空調システムは、前記減圧手段で減圧された前記冷媒が、冷房時、前記第２エバポレータを迂回して、前記第１エバポレータに流入する第２エバポレータ迂回経路を、備えることを特徴とする。
第２エバポレータ迂回経路を備えたことにより、冷房時、第２エバポレータを迂回するように制御することにより、第１及び第２のエバポレータを有していても、第２エバポレータによる冷媒の温度上昇がないため、エバポレータとして第１のエバポレータのみを有する車両用空調システムと同等の冷却効率を得ることができる。
【００１３】
本発明に係る請求項３の車両用空調システムは、前記第２エバポレータで、前記冷媒と熱交換する前記流体は、室内から排出された空気であることを特徴とする。
前記冷媒と熱交換する前記流体を、室内から排出された空気としたことにより、暖房動作開始時、外気と室内の温度差が少ないため、第１及び第２のエバポレータで吸熱を行うが、室内温度が上昇するにつれ、第２エバポレータでの吸熱が主となり、第１エバポレータでの吸熱が減少することで、第１エバポレータでの結露及び結露水の凍結を防止することができる。また、現状、そのまま排出している室内の排気を再利用できるため、第２エバポレータと熱交換する熱源を新たに設けなくても済む。
【００１４】
本発明に係る請求項４の車両用空調システムは、前記第２エバポレータで、前記冷媒と熱交換する前記流体は、エンジンまたは燃料電池で使用される冷却水であることを特徴とする。
前記冷媒と熱交換する前記流体を、エンジンまたは燃料電池で使用される冷却水としたことにより、エンジンまたは燃料電池で使用される冷却水の温度が上昇するにつれ、第２エバポレータでの吸熱が主となり、第１エバポレータでの吸熱が減少することで、第１エバポレータでの結露及び結露水の凍結を防止することができる。また、現状、そのまま排出しているエンジンまたは燃料電池で使用される冷却水（暖められた冷却水）の排熱を、再利用できるため、第２エバポレータと熱交換する熱源を新たに設けなくて済む。
【００１５】
本発明に係る請求項５の車両用空調システムは、前記第２エバポレータで、前記冷媒と熱交換する前記流体は、燃料電池の排気ガスであることを特徴とする。
前記冷媒と熱交換する前記流体を、燃料電池の排気ガスとしたことにより、燃料電池の温度上昇に伴って、燃料電池の排気ガスの温度が上昇すると、第２エバポレータでの吸熱が主となり、第１エバポレータでの吸熱が減少することで、第１エバポレータでの結露及び結露水の凍結を防止することができる。また、現状、そのまま排出している燃料電池の排気ガスの熱を再利用できるため、第２エバポレータと熱交換する熱源を新たに設けなくても済む。
本発明に係る請求項６の車両用空調システムは、前記減圧手段の下流側にエジェクタをさらに配置し、前記第１エバポレータを通過した前記冷媒の一部を副流として導入することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、下記（１）〜（３）を満たす車両用空調システムを提供することができる。
（１）暖房運転を連続して行っても、エバポレータで結露が発生するのを抑制できる。
（２）暖房運転時、十分な暖房能力が得られる。
（３）製造コストを低く抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態である車両用空調システムについて、説明する。
＜１．第１の実施形態の車両用空調システムの構成＞
まず、本発明の第１の実施形態の車両用空調システムの構成について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の車両用空調システムの構成を示すブロック図である。以下、本発明の第１の実施形態の車両用空調システムを、本実施形態の車両用空調システム１と称する。
【００１８】
本実施形態の車両用空調システム１は、圧縮された高圧ガスを冷媒として吐き出すコンプレッサ１０と、コンプレッサ１０から吐き出された冷媒を循環する配管１１と、配管１１に設けられ、空調用の空気等と熱交換を行う複数の熱交換器（コンデンサ、エバポレータ）と、配管１１に設けられ、冷媒を膨張する自動膨張弁１２を有している。従って、コンプレッサ１０から吐き出された高圧ガスの冷媒は、熱交換器で熱交換すると共に、自動膨張弁１２で膨張された後、再び、コンプレッサ１０に導入される構成となっている。
【００１９】
また、本実施形態の車両用空調システム１では、第１コンデンサ（ラジエタ）１３、第２コンデンサ１４、第１エバポレータ１５、第２エバポレータ１６の４つの熱交換器を有し、冷房時か暖房時かで、冷媒を通過させる熱交換器を切り替えている。例えば、冷房時、冷媒は、第２コンデンサ１４、第１コンデンサ１３、第１エバポレータ１５を通過し、一方、暖房時、第２コンデンサ１４、第２エバポレータ１６、第１エバポレータ１５を通過する。なお、冷媒を通過させる熱交換器の切替は、切替手段１７ａ、１７ｂ（例えば、三方弁）により冷媒の流入経路を切り替えることにより行う。そして、切替手段１７ａ、１７ｂによる冷媒の流入経路の切替は、操作者によるエアコン操作部（図示せず）の操作に基づき、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０からの指令により行う。
【００２０】
＜２．第１の実施形態の車両用空調システムの動作＞
次に、本実施形態の車両用空調システム１の冷房時、暖房時の動作について、図２〜図４を用いて説明する。図２は、本実施形態の車両用空調システム１の冷房時の動作を示す図である。図３は、本実施形態の車両用空調システム１の暖房時の動作を示す図である。図４は、本実施形態の車両用空調システム１を搭載した車両内における冷房時及び暖房時の空調用の空気の車内循環ルートを示す図である。
【００２１】
（２．１  冷房時の動作）
まず、冷房時の動作について、図２、図４（ａ）を用いて説明する。冷房時では、図２の通り、コンプレッサ１０から吐き出された高圧ガスの冷媒は、第２コンデンサ１４、第１コンデンサ１３で放熱した後、自動膨張弁１２で膨張され、その後、第２エバポレータ迂回経路２１を通過することで、第１エバポレータ１５で吸熱し、再びコンプレッサ１０に導入される。冷媒が通過する熱交換器である第２コンデンサ１４、第１コンデンサ１３、第１エバポレータ１５の内、第１エバポレータ１５で、冷媒が空調用の空気１９から熱を吸収する（吸熱する）ことにより、空調用の空気１９は冷却される。
【００２２】
なお、自動膨張弁１２は、空調用の空気１９を冷却する第１エバポレータ１５から流出した冷媒の温度を検知する手段（図示せず）を有し、第１エバポレータ１５から流出した冷媒の温度に応じて、自動膨張弁１２の開度を変えることにより、冷媒流量を変えている。具体的には、第１エバポレータ１５から流出した冷媒の圧力における蒸発温度に対し流出温度が高いほど、開度を大きくすることで、自動膨張弁１２から流出される冷媒量を増加させる。逆に、第１エバポレータ１５から流出された冷媒の温度が低いほど、開度を小さくすることにより、自動膨張弁１２から流出される冷媒量を減少させる。
【００２３】
即ち、冷媒流量が少ないことにより、第１エバポレータ１５の吸熱能力が不足するため、第１エバポレータ１５から流出した冷媒の圧力における蒸発温度に対し流出温度が高くなることにより、第１エバポレータ１５の吸熱能力が不足するときには、自動膨張弁１２の開度を大きくすることにより、冷媒量を増加させることで、第１エバポレータ１５の吸熱能力を大きくする。逆に、冷媒流量が大きいほど、第１エバポレータ１５の吸熱能力が大きくなるため、第１エバポレータ１５から流出した冷媒の圧力における蒸発温度に流出温度が近づくことにより、第１エバポレータ１５の吸熱能力が大きすぎるときには、自動膨張弁１２の開度を小さくすることにより、冷媒量を減少させることで、第１エバポレータ１５の吸熱能力を小さくする。
【００２４】
前記の通り、冷房時、冷媒は第２エバポレータ１６を通過しないことにより、即ち、第２エバポレータ１６を迂回することにより、第２エバポレータ１６による冷媒の温度上昇がないため、空調用の空気１９の冷却効率が低下することがない。即ち、エバポレータとして第１のエバポレータ１５のみを有する車両用空調システムと同等の冷却効率を得ることができる。また、第１エバポレータ１５で冷媒が空調用の空気１９から熱を吸収する（吸熱する）前、第１コンデンサ１３で外気に対して放熱することで、冷媒の温度を下げている。
【００２５】
一方、空調用の空気１９は、第１エバポレータ１５で冷却された後、第２コンデンサ空気迂回手段１８により第２コンデンサ１４を迂回して、車室内に送出される。なお、第２コンデンサ空気迂回手段１８とは、図４（ａ）の通り、例えば、第１エバポレータ１５を通過した空調用の空気が暖められないようにするため、第２コンデンサ１４を通過させないように設けられたエアミックスダンパ４０のことである。
【００２６】
（２．２  暖房時の動作）
次に、暖房時の動作について、図３、図４（ｂ）を用いて説明する。暖房時では、図３の通り、コンプレッサ１０から吐き出された高圧ガスの冷媒は、第２コンデンサ１４で放熱した後、自動膨張弁１２で膨張され、その後、第２エバポレータ迂回経路２１を迂回することで、第２エバポレータ１６、第１エバポレータ１５で吸熱し、再びコンプレッサ１０に導入される。なお、第１エバポレータ１５で吸熱する前に、第２エバポレータ１６で吸熱するようにしたのは、第１エバポレータ１５での結露を抑止し、その結露水の凍結を防止するためである。
【００２７】
即ち、図４（ｂ）の通り、暖房時、空調用の空気１９は車外から取り込んでいることにより、外気温度が低く、第１エバポレータ１５を通過する空調用の空気１９の温度が低いとしても、第２エバポレータ１６で熱源となる室内の排熱気体、エンジン冷却水、温水ヒータ等から吸熱することにより、第１エバポレータ１５に流入する冷媒は暖められる。よって、第１エバポレータ１５での吸熱が減ることで、第１エバポレータ１５での結露を抑止し、その結露水の凍結を防止することができるためである。
【００２８】
一方、空調用の空気１９は、第１エバポレータ１５で、冷媒が空調用の空気１９から熱を吸収する（吸熱する）ことにより、一旦冷却された後、第２コンデンサ１４で、冷媒が熱を放出する（放熱する）ことにより暖められ、車室内に送出される。なお、空調用の空気１９が第１エバポレータ１５で一旦冷却してから、第２コンデンサ１４で暖めるようにしたのは、車外から取り込まれた空気に含まれる水蒸気を除去するためである。即ち、除湿するためである。
【００２９】
（２．３  まとめ）
以上の通り、本実施形態の車両用空調システム１では、冷房時において、第１及び第２エバポレータを有していても、第２エバポレータ１６による冷媒の温度上昇がないため、エバポレータとして第１のエバポレータ１５のみを有する車両用空調システムと同等の冷却効率を得ることができる。一方、暖房時において、空調用の空気１９と熱交換するエバポレータで、即ち、第１エバポレータ１５で、結露が発生するのを抑制し、その結露水の凍結を防止することができる。
【００３０】
＜３．その他の実施形態の車両用空調システム＞
以下、前記の本発明の第１の実施形態の車両用空調システム以外の車両用空調システムについて、説明する。
（３．１  第２の実施形態の車両用空調システム）
まず、本発明の第２の実施形態の車両用空調システムについて、図５を用いて説明する。図５は、本発明の第２の実施形態の車両用空調システムの構成と、冷房時及び暖房時の空調用の空気の車内循環ルートを示すブロック図である。以下、本発明の第２の実施形態の車両用空調システムを、本実施形態の車両用空調システム５と称する。
【００３１】
本実施形態の車両用空調システム５は、図５より、本発明の第１の実施形態の車両用空調システムの第２コンデンサ１４を、温水を吐き出すポンプ５０と温水が循環する配管５１とから成る第２コンデンサに変えたものである。そして、温水が循環する配管５１は、冷媒と熱交換を行う第１熱交換部５１ａ、空調用の空気１９と熱交換を行う第２熱交換部５１ｂとを有する。
【００３２】
更に、本実施形態の車両用空調システム５は、本発明の第１の実施形態の車両用空調システムと同様にして、冷房時か暖房時かで、冷媒を通過させる熱交換器を切り替えている。例えば、冷房時、冷媒は、第２コンデンサの第１熱交換部５１ａ、第１コンデンサ１３、第１エバポレータ１５を通過し、一方、暖房時、第２コンデンサの第１熱交換部５１ａ、第２エバポレータ１６、第１エバポレータ１５を通過する。なお、冷媒を通過させる熱交換器の切替は、切替手段１７ａ、１７ｂ（例えば、三方弁）により冷媒の流入経路を切り替えることにより行う。そして、切替手段１７ａ、１７ｂによる冷媒の流入経路の切替は、前記の第１の実施形態の車両用空調システムと同様にして、操作者によるエアコン操作部（図示せず）の操作に基づき、ＥＣＵ（図示せず）からの指令により行う。
【００３３】
本実施形態の車両用空調システム５の冷房時の動作について、図５（ａ）を用いて説明する。冷房時では、コンプレッサ１０から吐き出された高圧ガスの冷媒は、第２コンデンサの第１熱交換部５１ａ、第１コンデンサ１３で放熱された後、自動膨張弁１２で膨張され、その後、第１エバポレータ１５で吸熱し、再びコンプレッサ１０に導入される。冷媒が通過する熱交換器である第２コンデンサの第１熱交換部５１ａ、第１コンデンサ１３、第１エバポレータ１５の内、第１エバポレータ１５で、冷媒が空調用の空気１９から熱を吸収する（吸熱する）ことにより、空調用の空気１９は冷却される。なお、冷却効率は、前記の本発明の第１の車両用空調システムと同様にして、第２エバポレータ１６による冷媒の温度上昇がないため、低下することがない。即ち、エバポレータとして第１のエバポレータ１５のみを有する車両用空調システムと同等の冷却効率を得ることができる。
【００３４】
一方、空調用の空気１９は、第１エバポレータ１５で冷却された後、第２コンデンサ空気迂回手段により第２コンデンサの第２熱交換部５１ｂを迂回して、車室内に送出される。なお、第２コンデンサ空気迂回手段とは、図５（ａ）の通り、例えば、第１エバポレータ１５を通過した空調用の空気１９が暖められないようにするため、第２コンデンサの第２熱交換部５１ｂを通過させないように設けられたエアミックスダンパ５２のことである。
【００３５】
本実施形態の車両用空調システム５の暖房時の動作について、図５（ｂ）を用いて説明する。暖房時では、コンプレッサ１０から吐き出された高圧ガスの冷媒は、第２コンデンサの第１熱交換部５１ａで放熱した後、自動膨張弁１２で膨張され、その後、第２エバポレータ１６、第１エバポレータ１５で吸熱し、再びコンプレッサ１０に導入される。なお、第１エバポレータ１５で吸熱する前に、第２エバポレータ１６で吸熱するようにしたのは、第１エバポレータ１５での結露を抑止し、その結露水の凍結を防止するためである。
【００３６】
即ち、図５（ｂ）の通り、暖房時、空調用の空気１９は車外から取り込んでいることにより、外気温度が低く、第１エバポレータ１５を通過する空調用の空気１９の温度が低いとしても、第２エバポレータ１６で室内の排熱気体、エンジン冷却水、温水ヒータ等から吸熱することにより、第１エバポレータ１５に流入する冷媒は暖められる。従って、第１エバポレータ１５での吸熱が減ることで、第１エバポレータ１５での結露を抑止し、その結露水の凍結を防止することができるためである。
【００３７】
一方、空調用の空気１９は、第１エバポレータ１５で、冷媒が空調用の空気１９から熱を吸収する（吸熱する）ことにより、一旦冷却された後、第２コンデンサの第２熱交換部５１ｂで、冷媒が熱を放出する（放熱する）ことにより暖められ、車室内に送出される。なお、空調用の空気１９が第１エバポレータ１５で一旦冷却してから、第２コンデンサの第２熱交換部５１ｂで暖めるようにしたのは、車外から取り込まれた空気に含まれる水蒸気を除去するためである。即ち、除湿するためである。
【００３８】
以上の通り、本実施形態の車両用空調システム５では、前記の第１の実施形態の車両用空調システムと同様にして、冷房時において、第１及び第２エバポレータを有していても、第２エバポレータ１６による冷媒の温度上昇がないため、エバポレータとして第１エバポレータ１５のみを有する車両用空調システムと同等の冷却効率を得ることができる。一方、暖房時において、空調用の空気１９と熱交換するエバポレータで、即ち、第１のエバポレータ１５で結露が発生するのを抑制し、その結露水の凍結を防止することができる。特に、配管５１を循環する温水の温度が高い場合、第２エバポレータ１６での吸熱が主となり、第１エバポレータ１５での吸熱が減少するため、第１のエバポレータ１５で結露が発生するのを抑制するのが容易に行え、且つ、その結露水の凍結を防止し易くできる。
【００３９】
（３．２  第３の実施形態の車両用空調システム）
次に、本発明の第３の実施形態の車両用空調システムについて、図６を用いて説明する。図６は、本発明の第３の実施形態の車両用空調システムの構成と、冷房時及び暖房時の空調用の空気の車内循環ルートを示すブロック図である。以下、本発明の第３の実施形態の車両用空調システムを、本実施形態の車両用空調システム６と称する。
【００４０】
本実施形態の車両用空調システム６は、図６より、エンジン冷却水を、暖房時の熱源として用いた車両用空調システムである。なお、暖房時、エンジン６０からのエンジン冷却水の熱は、第２エバポレータ６１で吸収される。そして、第２エバポレータ６１で吸収されたエンジン冷却水の熱は、配管１１内で循環する冷媒を介して、第１エバポレータ１５に伝導され、更に、この熱が、第１エバポレータ１５から車室内に送出される空調用の空気１９に伝導される。
【００４１】
更に、本実施形態の車両用空調システム６は、本発明の第１の実施形態の車両用空調システムと同様にして、冷房時か暖房時かで、冷媒を通過させる熱交換器を切り替えている。例えば、冷房時、冷媒は、第２コンデンサ１４、第１コンデンサ１３、第１エバポレータ１５を通過し、一方、暖房時、第２コンデンサ１４、第２エバポレータ６１、第１エバポレータ１５を通過する。なお、冷媒を通過させる熱交換器の切替は、切替手段１７ａ、１７ｂ（例えば、三方弁）により冷媒の流入経路を切り替えることにより行う。そして、切替手段１７ａ、１７ｂによる冷媒の流入経路の切替は、前記の第１の実施形態の車両用空調システムと同様にして、操作者によるエアコン操作部（図示せず）の操作に基づき、ＥＣＵ（図示せず）からの指令により行う。
【００４２】
本実施形態の車両用空調システム６の冷房時の動作について、図６（ａ）を用いて、説明する。冷房時では、コンプレッサ１０から吐き出された高圧ガスの冷媒は、第２コンデンサ１４、第１コンデンサ１３で放熱された後、自動膨張弁１２で膨張され、その後、第１エバポレータ１５で吸熱し、再びコンプレッサ１０に導入される。冷媒が通過する熱交換器である第２コンデンサ１４、第１コンデンサ１３、第１エバポレータ１５の内、第１エバポレータ１５で、冷媒が空調用の空気から熱を吸収する（吸熱する）ことにより、空調用の空気１９は冷却される。なお、冷却効率は、前記の本発明の第１の実施形態の車両用空調システムと同様にして、第２エバポレータ６１による冷媒の温度上昇がないため、低下することがない。即ち、エバポレータとして第１のエバポレータ１５のみを有する車両用空調システムと同等の冷却効率を得ることができる。
【００４３】
一方、空調用の空気１９は、第１エバポレータ１５で冷却された後、第２コンデンサ空気迂回手段により第２コンデンサ１４を迂回して、車室内に送出される。なお、第２コンデンサ空気迂回手段とは、図６の通り、例えば、第１エバポレータ１５を通過した空調用の空気１９が暖められないようにするため、第２コンデンサ１４を通過させないように設けられたエアミックスダンパ４０のことである。
【００４４】
本実施形態の車両用空調システム６の暖房時の動作について、図６（ｂ）を用いて、説明する。暖房時では、コンプレッサ１０から吐き出された高圧ガスの冷媒は、第２コンデンサ１４で放熱した後、自動膨張弁１２で膨張され、その後、第２エバポレータ６１、第１エバポレータ１５で吸熱し、再びコンプレッサ１０に導入される。なお、第１エバポレータ１５で吸熱する前に、第２エバポレータ６１で吸熱するようにしたのは、第１エバポレータ１５での結露を抑止し、その結露水の凍結を防止するためである。
【００４５】
即ち、図６の通り、空調用の空気１９は車外から取り込んでいることにより、外気温度が低く、第１エバポレータ１５を通過する空調用の空気１９の温度が低いとしても、前記の通り、第２エバポレータ６１でエンジン冷却水の熱を吸熱することにより、第１エバポレータ１５に流入する冷媒は暖められるため、第１エバポレータ１５での吸熱が減ることで、第１エバポレータ１５での結露を抑止できるためである。そして、第１エバポレータ１５での結露を抑止できることにより、その結露水の凍結を防止することができる。なお、本実施形態の車両用空調システム６の熱源となるエンジン冷却水は、流入経路である配管６２を介して、エンジン６０から第２エバポレータ６１に送出された後、再びエンジン６０に導入されることにより、循環している。
【００４６】
一方、空調用の空気１９は、第１エバポレータ１５で、冷媒が空調用の空気１９から熱を吸収する（吸熱する）ことにより、一旦冷却された後、第２コンデンサ１４で、冷媒が熱を放出する（放熱する）ことにより暖められ、車室内に送出される。なお、空調用の空気１９が第１エバポレータ１５で一旦冷却してから、第２コンデンサ１４で暖めるようにしたのは、車外から取り込まれた空気に含まれる水蒸気を除去するためである。即ち、除湿するためである。
【００４７】
以上の通り、本実施形態の車両用空調システム６では、前記の第１の実施形態の車両用空調システムと同様にして、冷房時において、第１及び第２エバポレータを有していても、第２エバポレータ６１による冷媒の温度上昇がないため、エバポレータとして第１エバポレータ１５のみを有する車両用空調システムと同等の冷却効率を得ることができる。一方、暖房時において、空調用の空気１９と熱交換するエバポレータで、即ち、第１エバポレータ１５で結露が発生するのを抑制し、その結露水の凍結を防止することができる。
【００４８】
特に、エンジン冷却水の温度が高い場合、第２エバポレータ６１での吸熱が主となり、第１エバポレータ１５での吸熱が減少するため、第１のエバポレータ１５で結露が発生するのを抑制するのが容易に行え、且つ、その結露水の凍結を防止し易くできる。また、高温のエンジンの排熱を再利用することができるため、第２エバポレータ６１と熱交換を行う熱源を新たに設ける必要がなくなる。
【００４９】
なお、本実施形態の車両用空調システム６では、熱源にエンジン冷却水を用いた場合について説明したが、これに限定されるものではない。エンジン冷却水以外でも、燃料電池冷却水等を熱源として用いても、冷房時において、同様にして、エバポレータとして第１エバポレータ１５のみを有する車両用空調システムと同等の冷却効率を得ることができる。一方、暖房時においても、同様にして、空調用の空気と熱交換するエバポレータで、即ち、第１エバポレータ１５で結露が発生するのを抑制し、その結露水の凍結を防止することができる。更に、暖房時において、高温の燃料電池の排熱等を再利用することができるため、第２エバポレータ６１と熱交換を行う熱源を新たに設ける必要がなくなる。
【００５０】
（３．３  第４の実施形態の車両用空調システム）
次に、本発明の第４の実施形態の車両用空調システムについて、図７を用いて説明する。図７は、本発明の第４の実施形態の車両用空調システムの構成と、冷房時及び暖房時の空調用の空気の車内循環ルートを示すブロック図である。以下、本発明の第４の実施形態の車両用空調システムを、本実施形態の車両用空調システム７と称する。
【００５１】
本実施形態の車両用空調システム７では、図７より、本発明の第１の実施形態の車両用空調システムの自動膨張弁１２と切替手段１７ｂとの間に、エジェクタ７０を設けた車両用空調システムである。そして、エジェクタ７０の噴出力で冷媒を循環させるようにした車両用空調システムである。
【００５２】
更に、本実施形態の車両用空調システム７は、本発明の第１の実施形態の車両用空調システムと同様にして、冷房時か暖房時かで、冷媒を通過させる熱交換器を切り替えている。例えば、冷房時、冷媒は、第２コンデンサ１４、第１コンデンサ１３、第１エバポレータ１５を通過し、一方、暖房時、第２コンデンサ１４、第２エバポレータ１６、第１エバポレータ１５を通過する。なお、冷媒を通過させる熱交換器の切替は、切替手段１７ａ、１７ｂ、１７ｃ（例えば、三方弁）により冷媒の流入経路を切り替えることにより行う。そして、切替手段１７ａ、１７ｂ、１７ｃによる冷媒の流入経路の切替は、前記の第１の実施形態の車両用空調システムと同様にして、操作者によるエアコン操作部（図示せず）の操作に基づき、ＥＣＵ（図示せず）からの指令により行う。
【００５３】
本実施形態の車両用空調システム７の冷房時の動作について、図７（ａ）を用いて、説明する。冷房時では、コンプレッサ１０から吐き出された高圧ガスの冷媒は、第２コンデンサ１４、第１コンデンサ１３で放熱された後、自動膨張弁１２で膨張され、エジェクタ７０で噴出され、その後、第１エバポレータ１５で吸熱し、再びコンプレッサ１０に導入される。冷媒が通過する熱交換器である第２コンデンサ１４、第１コンデンサ１３、第１エバポレータ１５の内、第１エバポレータ１５で、冷媒が空調用の空気１９から熱を吸収する（吸熱する）ことにより、空調用の空気１９は冷却される。なお、冷却効率は、前記の本発明の第１の車両用空調システムと同様にして、第２エバポレータ１６による冷媒の温度上昇がないため、低下することがない。即ち、エバポレータとして第１のエバポレータ１５のみを有する車両用空調システムと同等の冷却効率を得ることができる。
【００５４】
一方、空調用の空気１９は、第１エバポレータ１５で冷却された後、第２コンデンサ空気迂回手段により第２コンデンサ１４を迂回して、車室内に送出される。なお、第２コンデンサ空気迂回手段とは、図７（ａ）の通り、例えば、第１エバポレータ１５を通過した空調用の空気１９が暖められないようにするため、第２コンデンサ１４を通過させないように設けられたエアミックスダンパ４０のことである。
【００５５】
本実施形態の車両用空調システム７の暖房時の動作について、図７（ｂ）を用いて、説明する。コンプレッサ１０から吐き出された高圧ガスの冷媒は、第２コンデンサ１４で放熱した後、自動膨張弁１２で膨張され、エジェクタ７０で噴出され、第２エバポレータ１６、第１エバポレータ１５で吸熱し、再びコンプレッサ１０に導入される。なお、第１エバポレータ１５で吸熱する前に、第２エバポレータ１６で吸熱するようにしたのは、第１エバポレータ１５での結露を抑止し、その結露水の凍結を防止するためである。
【００５６】
即ち、図７（ｂ）の通り、空調用の空気１９は車外から取り込んでいることにより、外気温度が低く、第１エバポレータ１５を通過する空調用の空気１９の温度が低いとしても、前記の通り、第２エバポレータ１６で室内の排熱等を吸熱することにより、第１エバポレータ１５に流入する冷媒は暖められるため、第１エバポレータ１５での吸熱が減ることで、第１エバポレータ１５での結露を抑止できるためである。そして、第１エバポレータ１５での結露を抑止できることにより、その結露水の凍結を防止することができる。
【００５７】
一方、空調用の空気１９は、第１エバポレータ１５で、冷媒が空調用の空気１９から熱を吸収する（吸熱する）ことにより、一旦冷却された後、第２コンデンサ１４で、冷媒が熱を放出する（放熱する）ことにより暖められ、車室内に送出される。なお、空調用の空気が第１エバポレータ１５で一旦冷却してから、第２コンデンサ１４で暖めるようにしたのは、車外から取り込まれた空気に含まれる水蒸気を除去するためである。即ち、除湿するためである。
【００５８】
以上の通り、本実施形態の車両用空調システム７では、前記の第１の実施形態の車両用空調システムと同様にして、冷房時において、第１及び第２エバポレータを有していても、第２エバポレータ１６による冷媒の温度上昇がないため、エバポレータとして第１エバポレータ１５のみを有する車両用空調システムと同等の冷却効率を得ることができる。一方、暖房時において、空調用の空気１９と熱交換するエバポレータで、即ち、第１エバポレータ１５で結露が発生するのを抑制し、その結露水の凍結を防止することができる。
【００５９】
（３．４  第５の実施形態の車両用空調システム）
次に、本発明の第５の実施形態の車両用空調システムについて、図８を用いて説明する。図８は、本発明の第５の実施形態の車両用空調システムの構成と、冷房時及び暖房時の空調用の空気の車内循環ルートを示すブロック図である。以下、本発明の第５の実施形態の車両用空調システムを、本実施形態の車両用空調システム８と称する。
【００６０】
本実施形態の車両用空調システム８は、図８より、エンジン冷却水を暖房時の熱源として用いると共に、本発明の第１の実施形態の車両用空調システムの自動膨張弁１２と切替手段１７ｂとの間に、エジェクタ７０を設けた車両用空調システムである。なお、図８（ｂ）より、暖房時、エンジン６０から配管６２を介して排出されたエンジン冷却水の熱は、第２エバポレータ６１で吸収される。そして、第２エバポレータ６１で吸収されたエンジン冷却水の熱は、配管１１内で循環する冷媒を介して、第１エバポレータ１５に伝導され、更に、この熱が、第１エバポレータ１５から車室内に送出される空調用の空気１９に伝導される。また、エジェクタ７０の噴出力で冷媒を循環させるようにした車両用空調システムである。
【００６１】
更に、本実施形態の車両用空調システム８は、本発明の第１の実施形態の車両用空調システムと同様にして、冷房時か暖房時かで、冷媒を通過させる熱交換器を切り替えている。例えば、冷房時、冷媒は、第２コンデンサ１４、第１コンデンサ１３、第１エバポレータ１５を通過し、一方、暖房時、第２コンデンサ１４、第２エバポレータ６１、第１エバポレータ１５を通過する。なお、冷媒を通過させる熱交換器の切替は、切替手段１７ａ、１７ｂ、１７ｃ（例えば、三方弁）により冷媒の流入経路を切り替えることにより行う。そして、切替手段１７ａ、１７ｂ、１７ｃによる冷媒の流入経路の切替は、前記の第１の実施形態の車両用空調システムと同様にして、操作者によるエアコン操作部（図示せず）の操作に基づき、ＥＣＵ（図示せず）からの指令により行う。
【００６２】
本実施形態の車両用空調システム８の冷房時の動作について、図８（ａ）を用いて、説明する。冷房時では、コンプレッサ１０から吐き出された高圧ガスの冷媒は、第２コンデンサ１４、第１コンデンサ１３で放熱された後、自動膨張弁１２で膨張され、エジェクタ７０で噴出され、その後、第１エバポレータ１５で吸熱し、再びコンプレッサ１０に導入される。冷媒が通過する熱交換部である第２コンデンサ１４、第１コンデンサ１３、第１エバポレータ１５の内、第１エバポレータ１５で、冷媒が空調用の空気１９から熱を吸収する（吸熱する）ことにより、空調用の空気は冷却される。なお、冷却効率は、前記の本発明の第１の車両用空調システムと同様にして、第２エバポレータ６１による冷媒の温度上昇がないため、低下することがない。即ち、エバポレータとして第１のエバポレータ１５のみを有する車両用空調システムと同等の冷却効率を得ることができる。
【００６３】
一方、空調用の空気１９は、第１エバポレータ１５で冷却された後、第２コンデンサ空気迂回手段により第２コンデンサ１４を迂回して、車室内に送出される。なお、第２コンデンサ空気迂回手段とは、図８（ａ）の通り、例えば、第１エバポレータ１５を通過した空調用の空気１９が暖められないようにするため、第２コンデンサ１４を通過させないように設けられたエアミックスダンパ４０のことである。
【００６４】
本実施形態の車両用空調システム８の暖房時の動作について、図８（ｂ）を用いて、説明する。コンプレッサ１０から吐き出された高圧ガスの冷媒は、第２コンデンサ１４で放熱した後、自動膨張弁１２で膨張され、エジェクタ７０で噴出され、第２エバポレータ６１、第１エバポレータ１５で吸熱し、再びコンプレッサ１０に導入される。なお、第１エバポレータ１５で吸熱する前に、第２エバポレータ６１で吸熱するようにしたのは、第１エバポレータ１５での結露を抑止し、その結露水の凍結を防止するためである。
【００６５】
即ち、図８（ｂ）の通り、空調用の空気１９は車外から取り込んでいることにより、外気温度が低く、第１エバポレータ１５を通過する空調用の空気の温度が低いとしても、前記の通り、第２エバポレータ６１でエンジン冷却水の熱を吸収する（吸熱する）ことにより、第１エバポレータ１５に流入する冷媒は暖められるため、第１エバポレータ１５での吸熱が減ることで、第１エバポレータ１５での結露を抑止することができるためである。そして、第１エバポレータ１５での結露を抑止することができることにより、その結露水の凍結を防止することができるためである。なお、本実施形態の車両用空調システム８の熱源となるエンジン冷却水は、配管６２内を流れることにより、エンジン６０から第２エバポレータ６１に送出された後、再びエンジン６０に導入されることにより、循環している。
【００６６】
一方、空調用の空気１９は、第１エバポレータ１５で、冷媒が空調用の空気１９から熱を吸収する（吸熱する）ことにより、一旦冷却された後、第２コンデンサ１４で、冷媒が熱を放出する（放熱する）ことにより暖められ、車室内に送出される。なお、空調用の空気１９が第１エバポレータ１５で一旦冷却してから、第２コンデンサ１４で暖めるようにしたのは、車外から取り込まれた空気に含まれる水蒸気を除去するためである。即ち、除湿するためである。
【００６７】
以上の通り、本実施形態の車両用空調システム８では、前記の第１の実施形態の車両用空調システムと同様にして、冷房時において、第１及び第２のエバポレータを有していても、第２エバポレータ６１による冷媒の温度上昇がないため、エバポレータとして第１のエバポレータ１５のみを有する車両用空調システムと同等の冷却効率を得ることができる。一方、暖房時において、空調用の空気と熱交換するエバポレータで、即ち、第１のエバポレータ１５で結露が発生するのを抑制し、その結露水の凍結を防止することができる。
【００６８】
特に、エンジン冷却水の温度が高い場合、第２エバポレータ６１での吸熱が主となり、第１エバポレータ１５での吸熱が減少するため、第１のエバポレータ１５で結露が発生するのを抑制するのが容易に行え、且つ、その結露水の凍結を防止し易くできる。また、高温のエンジンの排熱を再利用することができるため、第２エバポレータ６１と熱交換を行う熱源を新たに設ける必要がなくなる。
【００６９】
なお、本実施形態の車両用空調システム８では、熱源にエンジン冷却水を用いた場合について説明したが、これに限定されるものではない。エンジン冷却水以外でも、燃料電池冷却水等を熱源として用いても、冷房時において、同様にして、エバポレータとして第１のエバポレータ１５のみを有する車両用空調システムと同等の冷却効率を得ることができる。一方、暖房時においても、同様にして、空調用の空気１９と熱交換するエバポレータで、即ち、第１のエバポレータ１５で結露が発生するのを抑制し、その結露水の凍結を防止することができる。更に、暖房時において、高温の燃料電池の排熱等を再利用することができるため、第２エバポレータ６１と熱交換を行う熱源を新たに設ける必要がなくなる。
【００７０】
（３．５  第６の実施形態の車両用空調システム）
次に、本発明の第６の実施形態の車両用空調システムについて、図９を用いて説明する。図９は、本発明の第６の実施形態の車両用空調システムの構成と、冷房時及び暖房時の空調用の空気の車内循環ルートを示すブロック図である。以下、本発明の第６の実施形態の車両用空調システムを、本実施形態の車両用空調システム９と称する。
【００７１】
本実施形態の車両用空調システム９は、図９より、燃料電池９０の排気ガスを、暖房時の熱源として用いた車両用空調システムである。暖房時、燃料電池９０の排気ガスの熱は、即ち、希釈器９１を介して燃料電池９０から排出された排気ガスの熱は、第２エバポレータ１６で吸収される。そして、第２エバポレータ１６で吸収された排気ガスの熱は、配管１１内で循環する冷媒を介して、第１エバポレータ１５に伝導され、更に、この熱が、第１エバポレータ１５から車室内に送出される空調用の空気１９に伝導される。
【００７２】
更に、本実施形態の車両用空調システム９は、本発明の第１の実施形態の車両用空調システムと同様にして、冷房時か暖房時かで、冷媒を通過させる熱交換器を切り替えている。例えば、冷房時、冷媒は、第２コンデンサ１４、第１コンデンサ１３、第１エバポレータ１５を通過し、一方、暖房時、第２コンデンサ１４、第２エバポレータ１６、第１エバポレータ１５を通過する。なお、冷媒を通過させる熱交換器の切替は、切替手段１７ａ、１７ｂ（例えば、三方弁）により冷媒の流入経路を切り替えることにより行う。そして、切替手段１７ａ、１７ｂによる冷媒の流入経路の切替は、前記の第１の実施形態の車両用空調システムと同様にして、操作者によるエアコン操作部（図示せず）の操作に基づき、ＥＣＵ（図示せず）からの指令により行う。
【００７３】
本実施形態の車両用空調システム９の冷房時の動作について、図９（ａ）を用いて、説明する。冷房時では、コンプレッサ１０から吐き出された高圧ガスの冷媒は、第２コンデンサ１４、第１コンデンサ１３で放熱された後、自動膨張弁１２で膨張され、その後、第１エバポレータ１５で吸熱し、再びコンプレッサ１０に導入される。冷媒が通過する熱交換器である第２コンデンサ１４、第１コンデンサ１３、第１エバポレータ１５の内、第１エバポレータ１５で、冷媒が空調用の空気１９から熱を吸収する（吸熱する）ことにより、空調用の空気１９は冷却される。なお、冷却効率は、前記の本発明の第１の車両用空調システムと同様にして、第２エバポレータ１６による冷媒の温度上昇がないため、低下することがない。即ち、エバポレータとして第１のエバポレータ１５のみを有する車両用空調システムと同等の冷却効率を得ることができる。
【００７４】
一方、空調用の空気１９は、第１エバポレータ１５で冷却された後、第２コンデンサ空気迂回手段により第２コンデンサ１４を迂回して、車室内に送出される。なお、第２コンデンサ空気迂回手段とは、図９（ａ）の通り、例えば、第１エバポレータ１５を通過した空調用の空気１９が暖められないようにするため、第２コンデンサ１４を通過させないように設けられたエアミックスダンパ４０のことである。
【００７５】
本実施形態の車両用空調システム９の暖房時の動作について、図９（ｂ）を用いて、説明する。コンプレッサ１０から吐き出された高圧ガスの冷媒は、第２コンデンサ１４で放熱した後、自動膨張弁１２で膨張され、その後、第２エバポレータ１６、第１エバポレータ１５で吸熱し、再びコンプレッサ１０に導入される。なお、第１エバポレータ１５で吸熱する前に、第２エバポレータ１６で吸熱するようにしたのは、第１エバポレータ１５での結露を抑止し、その結露水の凍結を防止するためである。
【００７６】
即ち、図９（ｂ）の通り、空調用の空気１９は車外から取り込んでいることにより、外気温度が低く、第１エバポレータ１５を通過する空調用の空気の温度が低いとしても、前記の通り、第２エバポレータ１６で燃料電池の排気ガスの熱を吸収する（吸熱する）ことにより、第１エバポレータ１５に流入する冷媒は暖められるため、第１エバポレータ１５での吸熱が減ることで、第１エバポレータ１５での結露を抑止することができる。そして、第１エバポレータ１５での結露を抑止することができることにより、その結露水の凍結を防止することができる。
【００７７】
なお、本実施形態の車両用空調システム９の熱源となる燃料電池９０の排気ガスは、図９（ｂ）の通り、パージ弁９２を介して燃料電池９０から排出される水素ガスと、背圧弁９３を介して燃料電池９０から排出される空気とが希釈器９１で混合されることで生成される。そして、希釈器９１で生成された排気ガスは、第２エバポレータ１６とで熱交換した後、車外に排出される。なお、エジェクタ９４は、燃料電池から排出された未反応の水素を、再び燃料電池に戻して、再循環させるものであり、コンプレッサ９５は、燃料電池９０に供給する高圧の空気を吐き出させるものである。
【００７８】
一方、空調用の空気１９は、第１エバポレータ１５で、冷媒が空調用の空気１９から熱を吸収する（吸熱する）ことにより、一旦冷却された後、第２コンデンサ１４で、冷媒が熱を放出する（放熱する）ことにより暖められ、車室内に送出される。なお、空調用の空気１９が第１エバポレータ１５で一旦冷却してから、第２コンデンサ１４で暖めるようにしたのは、車外から取り込まれた空気に含まれる水蒸気を除去するためである。即ち、除湿するためである。
【００７９】
以上の通り、本実施形態の車両用空調システム９では、前記の第１の実施形態の車両用空調システムと同様にして、冷房時において、第１及び第２エバポレータを有していても、第２エバポレータ１６による冷媒の温度上昇がないため、エバポレータとして第１エバポレータ１５のみを有する車両用空調システムと同等の冷却効率を得ることができる。
【００８０】
一方、暖房時において、空調用の空気と熱交換するエバポレータで、即ち、第１エバポレータ１５で結露が発生するのを抑制し、その結露水の凍結を防止することができる。特に、燃料電池９０の排気ガスの温度が高い場合、第２エバポレータ１６での吸熱が主となり、第１エバポレータ１５での吸熱が減少するため、第１のエバポレータ１５で結露が発生するのを抑制するのが容易に行え、且つ、その結露水の凍結を防止し易くできる。更に、暖房時において、高温の燃料電池９０の排熱ガスを再利用することができるため、第２エバポレータ１６と熱交換を行う熱源を新たに設ける必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の第１の実施形態の車両用空調システムの構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第１の実施形態の車両用空調システムの冷房時の動作を示す図。
【図３】本発明の第１の実施形態の車両用空調システムの暖房時の動作を示す図。
【図４】本発明の第１の実施形態の車両用空調システムにおける冷房時及び暖房時の空調用の空気の車内循環ルートを示す図。
【図５】本発明の第２の実施形態の車両用空調システムの構成と、冷房時及び暖房時の空調用の空気の車内循環ルートを示すブロック図。
【図６】本発明の第３の実施形態の車両用空調システムの構成と、冷房時及び暖房時の空調用の空気の車内循環ルートを示すブロック図。
【図７】本発明の第４の実施形態の車両用空調システムの構成と、冷房時及び暖房時の空調用の空気の車内循環ルートを示すブロック図。
【図８】本発明の第５の実施形態の車両用空調システムの構成と、冷房時及び暖房時の空調用の空気の車内循環ルートを示すブロック図。
【図９】本発明の第６の実施形態の車両用空調システムの構成と、冷房時及び暖房時の空調用の空気の車内循環ルートを示すブロック図。
【符号の説明】
【００８２】
１                        本発明の第１の実施形態の車両用空調システム
５                        本発明の第２の実施形態の車両用空調システム
６                        本発明の第３の実施形態の車両用空調システム
７                        本発明の第４の実施形態の車両用空調システム
８                        本発明の第５の実施形態の車両用空調システム
９                        本発明の第６の実施形態の車両用空調システム
１０                      コンプレッサ
１１                      配管
１２                      自動膨張弁
１３                      第１コンデンサ（ラジエタ）
１４                      第２コンデンサ
１５                      第１エバポレータ
１６                      第２エバポレータ
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ    切替手段
１８                      第２コンデンサ空気迂回手段
１９                      空調用の空気
２０                      ＥＣＵ
４０                      エアミックスダンパ
５０                      ポンプ
５１                      配管
５１ａ                    第２コンデンサの第１熱交換部
５１ｂ                    第２コンデンサの第２熱交換部
５２                      エアミックスダンパ
６０                      エンジン
６１                      第２エバポレータ
６２                      配管
７０                      エジェクタ
９０                      燃料電池
９１                      希釈器
９２                      パージ弁
９３                      背圧弁
９４                      エジェクタ
９５                      コンプレッサ
【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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