(57)【要約】【課題】走行用駆動源としてエンジンを用いないもの、若しくはエンジンの駆動を少なくする手段を具備する車両において、バッテリ等の発熱体を効率的に冷却できるようにすると共に、暖房性能の向上を図る。【解決手段】冷媒の相変化を利用して空気調和を行う車両用空調装置を利用して、車載の発熱体９を冷却する発熱体冷却システムであって、暖房時に、車室内から排出される空気中に配置される熱交換器において冷媒の吸熱をさせる手段と、前記発熱体の冷却必要時に、該発熱体と熱的に連結された熱交換器おいて冷媒の吸熱をさせる手段とを具備する【選択図】図１
2007069733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒の相変化を利用して空気調和を行う車両用空調装置を利用して、車載の発熱体を冷却する発熱体冷却システムであって、
暖房時に、車室内から排出される空気中に配置される熱交換器において冷媒の吸熱をさせる手段と、
前記発熱体の冷却必要時に、該発熱体と熱的に連結された熱交換器おいて冷媒の吸熱をさせる手段と、
を具備することを特徴とする車両用空調装置を利用した発熱体冷却システム。
【請求項２】
冷媒を圧縮する圧縮機、
圧縮後の冷媒を外気と熱交換させる室外熱交換器、
圧縮後の冷媒を車室内へ吹き出される空気と熱交換させる加熱用室内熱交換器、
凝縮後の冷媒を減圧する減圧手段、
減圧後の冷媒を車室内へ吹き出される空気と熱交換させる冷却用室内熱交換器、
減圧後の冷媒を車室内から排出される空気と熱交換させる排気熱交換器、
減圧後の冷媒が流入し、前記発熱体と一体に構成されるか又はその近傍に配置される発熱体熱交換器、
所定の条件に基づいて冷媒の流通経路を変更させる冷媒流路変更手段、
を具備して構成される請求項１記載の車両用空調装置を利用した発熱体冷却システム。
【請求項３】
前記室外熱交換器と、前記加熱用室内熱交換器とが並列に配置され、
前記冷却用室内熱交換器と、前記排気熱交換器と、前記発熱体熱交換器とが並列に配置されることを特徴とする請求項２記載の車両用空調装置を利用した発熱体冷却システム。
【請求項４】
冷媒を圧縮する圧縮機、
圧縮後の冷媒を外気と熱交換させる室外熱交換器、
圧縮後の冷媒を車室内へ吹き出される空気と熱交換させる加熱用室内熱交換器、
凝縮後の冷媒を減圧する減圧手段、
減圧後の冷媒を車室内へ吹き出される空気と熱交換させる冷却用室内熱交換器、
減圧後の冷媒を車室内から排出される空気と熱交換させ、前記発熱体と一体的に構成されるか又はその近傍に配置される排気熱交換器、
所定の条件に基づいて冷媒の流通経路を変更させる冷媒流路変更手段、
を具備することを特徴とする請求項１記載の車両用空調装置を利用した発熱体冷却システム。
【請求項５】
前記室外熱交換器と、前記加熱用室内熱交換器とが並列に配置され、
前記冷却用室内熱交換器と、前記排気熱交換器とが並列に配置されることを特徴とする請求項４記載の車両用空調装置を利用した発熱体冷却システム。
【請求項６】
冷媒を圧縮する圧縮機、
圧縮後の冷媒を外気と熱交換させる室外熱交換器、
圧縮後の冷媒をエンジン冷却水と熱交換させる媒体間熱交換器、
エンジン冷却水を車室内へ吹き出される空気と熱交換させるヒータコア、
凝縮後の冷媒を減圧する減圧手段、
減圧後の冷媒を車室内へ吹き出される空気と熱交換させる冷却用室内熱交換器、
減圧後の冷媒を車室内から排出される空気と熱交換させる排気熱交換器、
減圧後の冷媒が流入し、前記発熱体と一体に構成されるか又はその近傍に配置される発熱体熱交換器、
所定の条件に基づいて冷媒の流通経路を変更させる冷媒流路変更手段、
を具備して構成される請求項１記載の車両用空調装置を利用した発熱体冷却システム。
【請求項７】
前記室外熱交換器と、前記媒体間熱交換器とが並列に配置され、
前記冷却用室内熱交換器と、前記排気熱交換器と、前記発熱体熱交換器とが並列に配置されることを特徴とする請求項６記載の車両用空調装置を利用した発熱体冷却システム。
【請求項８】
冷媒を圧縮する圧縮機、
圧縮後の冷媒を外気と熱交換させる室外熱交換器、
圧縮後の冷媒をエンジン冷却水と熱交換させる媒体間熱交換器、
エンジン冷却水を車室内へ吹き出される空気と熱交換させるヒータコア、
凝縮後の冷媒を減圧する減圧手段、
減圧後の冷媒を車室内へ吹き出される空気と熱交換させる冷却用室内熱交換器、
減圧後の冷媒を車室内から排出される空気と熱交換させ、前記発熱体と一体的に構成されるか又はその近傍に配置される排気熱交換器、
所定の条件に基づいて冷媒の流通経路を変更させる冷媒流路変更手段、
を具備することを特徴とする請求項１記載の車両用空調装置を利用した発熱体冷却システム。
【請求項９】
前記室外熱交換器と、前記媒体間熱交換器とが並列に配置され、
前記冷却用室内熱交換器と、前記排気熱交換器とが並列に配置されることを特徴とする請求項８記載の車両用空調装置を利用した発熱体冷却システム。
【請求項１０】
前記減圧手段は、前記冷却用室内熱交換器の入口側に設けられた第１の減圧手段と、前記排気熱交換器又は前記発熱体熱交換器の入口側に設けられた第２の減圧手段とからなり、
前記発熱体の温度に応じて前記第２の減圧手段の絞り量を変化させる手段を具備することを特徴とする請求項３，５，７，９のいずれか１つに記載の車両用空調装置を利用した発熱体冷却システム。
【請求項１１】
前記発熱体は、バッテリ、インバータ、モータのうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１〜１０記載の車両用空調装置を利用した発熱体冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車に搭載されるバッテリ、インバータ、モータ等の発熱体を、空調装置を利用して冷却するためのシステムに関し、特に電気自動車、燃料電池車、ハイブリッド車、アイドリングストップ車等において好適に用いられるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常のエンジン走行車に搭載される空調装置においては、エンジンの発熱を暖気の生成に利用するようになされている。例えば、エンジン冷却水を空調空気中で放熱させるヒータコア等を具備することが一般に行われている。しかし、エンジンを搭載しない電気自動車や、エンジンの駆動率が少ないハイブリッド車、アイドリングストップ車等においては、エンジンによる発熱がないか若しくは少ないため、十分な暖房性能を確保するための工夫が必要である。
【０００３】
また、電気自動車、ハイブリッド車等においては、バッテリ、インバータ、モータ等の発熱体の冷却にも特別な配慮が必要である。例えば、バッテリの最適温度は略常温であるが、充電及び放電に伴う発熱のため、使用時には略常に常温より高い温度となり、この高温状態が機器の寿命等に悪影響を及ぼすこととなる。
【０００４】
空調装置とバッテリ等の冷却に関する従来の技術として、次のようなものが開示されている。この従来技術は、エンジンの放熱や駆動モータの放熱部を有する熱源と室外熱交換器とを同一ダクトにて連通し、室外熱交換器には可逆運転ファンを備え、ダクトのうち室外熱交換器の熱源と反対側のダクトに吸気口と排気口とを備えて切換ダンパにて吸排切換えを行う自動車用空調装置である（特許文献１）。この構造によれば、暖房時及び冷房時の両方において、熱源が配置されたダクト内での空冷による冷却が可能となり、また暖房時、即ち室外熱交換器で吸熱を行う場合に、熱源からの熱を利用することができる。
【特許文献１】特開平１１−１９８６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示されるものにおいて、室外熱交換器、バッテリや電気機器用のラジエータ、エンジン用のラジエータを同一のダクトに配置する場合、バッテリや電気機器用のラジエータは、室外熱交換器の下流側となるため、冷房時、即ち室外熱交換器の放熱時には、この放熱により温められた空気がバッテリや電気機器用のラジエータにあたることとなり、バッテリ等を十分に冷却することができないことが憂慮される。また、夏場には外気温自体が高くなるため、空調装置の室外熱交換器やエンジン用のラジエータによる影響を排除できたとしても、バッテリ等を最適な温度まで冷却することは不可能である。
【０００６】
そこで、本発明は、走行用駆動源としてエンジンを用いないもの、若しくはその駆動を少なくする手段を具備する車両において、バッテリ等の発熱体を効率的に冷却できるようにすると共に、暖房性能の向上を図ることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、冷媒の相変化を利用して空気調和を行う車両用空調装置を利用して、車載の発熱体を冷却する発熱体冷却システムであって、暖房時に、車室内から排出される空気中で冷媒に吸熱させる手段と、前記発熱体の冷却必要時に、該発熱体と熱的に連結された熱交換器おいて冷媒に吸熱させる手段とを具備することを特徴とするものである（請求項１）。
【０００８】
この構成のように、暖房時に車室内で温められた排気空気中で冷媒の吸熱を行うことにより、冬場等には外気中で吸熱させるよりも冷凍サイクルのＣＯＰを向上させることができ、十分な暖房性能を確保することができる。そして、バッテリ等の発熱体の冷却が必要となった時には、発熱体と熱的に連結した状態にある熱交換器において冷媒の吸熱を行うので、空冷等による場合よりも大きな冷却能力を得ることができる。尚、発熱体と熱交換器とが熱的に連結した状態とは、熱交換器での吸熱による冷却作用が発熱体に及びやすい状態のことであり、発熱体と熱交換器とが直接又は熱伝導率の高い部材を介して接触した状態、また非接触であっても互いが近傍位置に配置された状態等である。また、発熱体としては、バッテリ、インバータ、モータ等が好適である。
【０００９】
上記請求項１の具体的構成としては、図１に示すように、冷媒を圧縮する圧縮機２、圧縮後の冷媒を外気と熱交換させる室外熱交換器３、圧縮後の冷媒を車室内へ吹き出される空気と熱交換させる加熱用室内熱交換器４、凝縮後の冷媒を減圧する減圧手段５，６、減圧後の冷媒を車室内へ吹き出される空気と熱交換させる冷却用室内熱交換器７、減圧後の冷媒を車室内から排出される空気と熱交換させる排気熱交換器８、減圧後の冷媒が流入し、前記発熱体９と一体に構成されるか又はその近傍に配置される発熱体熱交換器１０、所定の条件に基づいて冷媒の流通経路を変更させる冷媒流路変更手段１５，１６を具備するものが挙げられる（請求項２）。
【００１０】
この構成によれば、圧縮機２により圧縮された冷媒は、室外熱交換器３又は加熱用室内熱交換器４において凝縮（放熱）し、減圧された後、冷却用室内熱交換器７又は排気熱交換器８又は発熱体熱交換器１０において蒸発（吸熱）する。どの熱交換器において放熱及び吸熱を行うかは、冷媒流路変更手段１５，１６により適宜変更される。冷媒流路変更手段１５，１６は、所定のコントロールユニットにより空調装置の運転モード、発熱体温度、外気温度、車室内温度、その他所定の条件に基づいて操作される。
【００１１】
また、上記請求項２記載の構成においては、前記室外熱交換器３と、前記加熱用室内熱交換器４とが並列に配置され、前記冷却用室内熱交換器７と、前記排気熱交換器８と、前記発熱体熱交換器９とが並列に配置されることが好ましい（請求項３）。
【００１２】
この構成により、冷媒の凝縮（放熱）を、室外熱交換器３又は加熱用室内熱交換器４において選択的に行えると共に、冷媒の蒸発（吸熱）を、冷却用室内熱交換器７又は排気熱交換器８又は発熱体熱交換器１０において選択的（両方でも可）に行うことができる。
【００１３】
また、上記請求項１の別の具体的構成としては、図５に示すように、冷媒を圧縮する圧縮機２、圧縮後の冷媒を外気と熱交換させる室外熱交換器３、圧縮後の冷媒を車室内へ吹き出される空気と熱交換させる加熱用室内熱交換器４、凝縮後の冷媒を減圧する減圧手段５，６、減圧後の冷媒を車室内へ吹き出される空気と熱交換させる冷却用室内熱交換器７、減圧後の冷媒を車室内から排出される空気と熱交換させ、前記発熱体９と一体的に構成されるか又はその近傍に配置される排気熱交換器８、所定の条件に基づいて冷媒の流通経路を変更させる冷媒流路変更手段１５を具備するものが挙げられる（請求項４）。
【００１４】
この構成は、上記請求項２の構成と比して、発熱体熱交換器１０が存しない点で相違するものであり、排気熱交換器８を空調用及び発熱体冷却用として兼用するものである。図５に示すのは、発熱体９と排気熱交換器８との位置関係が非接触の場合であるが、図１４及び図１５に示すように、発熱体９と排気熱交換器８とが一体化された構造であってもよい。
【００１５】
また、上記請求項４記載の構成においては、前記室外熱交換器３と、前記加熱用室内熱交換器４とが並列に配置され、前記冷却用室内熱交換器７と、前記排気熱交換器８とが並列に配置されることが好ましい（請求項５）。
【００１６】
この構成により、冷媒の凝縮（放熱）を、室外熱交換器３又は加熱用室内熱交換器４において選択的に行えると共に、冷媒の蒸発（吸熱）を、冷却用室内熱交換器７又は排気熱交換器８において選択的に行うことができる。
【００１７】
また、上記請求項１の別の具体的構成としては、図９に示すように、冷媒を圧縮する圧縮機２、圧縮後の冷媒を外気と熱交換させる室外熱交換器３、圧縮後の冷媒をエンジン冷却水と熱交換させる媒体間熱交換器３１、エンジン冷却水を車室内へ吹き出される空気と熱交換させるヒータコア３６、凝縮後の冷媒を減圧する減圧手段５，６、減圧後の冷媒を車室内へ吹き出される空気と熱交換させる冷却用室内熱交換器７、減圧後の冷媒を車室内から排出される空気と熱交換させる排気熱交換器８、減圧後の冷媒が流入し、前記発熱体９と一体に構成されるか又はその近傍に配置される発熱体熱交換器１０、所定の条件に基づいて冷媒の流通経路を変更させる冷媒流路変更手段１５，３３，３４を具備するものが挙げられる（請求項６）。
【００１８】
この構成は、エンジンを有する自動車、特にハイブリッド車やアイドリングストップ車に好適に用いられるものであり、エンジン冷却水の放熱により空調空気を加熱するヒータコア３６を備えると共に、エンジン冷却水と冷媒とを熱交換させる媒体間熱交換器３１を備えている。この媒体間熱交換器３１により、エンジン冷却水温度が不足している時に、圧縮後の冷媒によりエンジン冷却水を加熱することができる。また、上記請求項２の構成と同様に、発熱体熱交換器１０を備えている。
【００１９】
また、上記請求項６記載の構成においては、前記室外熱交換器３と、前記媒体間熱交換器３１とが並列に配置され、前記冷却用室内熱交換器７と、前記排気熱交換器８と、前記発熱体熱交換器１０とが並列に配置されることが好ましい（請求項７）。
【００２０】
この構成により、冷媒の凝縮（放熱）を、室外熱交換器３又は媒体間熱交換器３１において選択的に行えると共に、冷媒の蒸発（吸熱）を、冷却用室内熱交換器７又は排気熱交換器８又は排気熱交換器１０において選択的に行うことができる。
【００２１】
また、上記請求項１の別の具体的構成としては、図１３に示すように、冷媒を圧縮する圧縮機２、圧縮後の冷媒を外気と熱交換させる室外熱交換器３、圧縮後の冷媒をエンジン冷却水と熱交換させる媒体間熱交換器３１、エンジン冷却水を車室内へ吹き出される空気と熱交換させるヒータコア３６、凝縮後の冷媒を減圧する減圧手段５，６、減圧後の冷媒を車室内へ吹き出される空気と熱交換させる冷却用室内熱交換器７、減圧後の冷媒を車室内から排出される空気と熱交換させ、前記発熱体９と一体的に構成されるか又はその近傍に配置される排気熱交換器８、所定の条件に基づいて冷媒の流通経路を変更させる冷媒流路変更手段１５を具備するものが挙げられる（請求項８）。
【００２２】
この構成も、エンジンを有する自動車、特にハイブリッド車やアイドリングストップ車に好適に用いられるものであり、上記請求項４の構成と同様に、エンジン冷却水が循環するヒータコア３６と媒体間熱交換器３１を備え、また上記請求項２の構成と同様に、発熱体熱交換器１０を有しないものである。
【００２３】
また、上記請求項８記載の構成においては、前記室外熱交換器３と、前記媒体間熱交換器３１とが並列に配置され、前記冷却用室内熱交換器７と、前記排気熱交換器８とが並列に配置されることが好ましい（請求項９）。
【００２４】
この構成により、冷媒の凝縮（放熱）を、室外熱交換器３又は媒体間熱交換器３１において選択的に行えると共に、冷媒の蒸発（吸熱）を、冷却用室内熱交換器７又は排気熱交換器８において選択的に行うことができる。
【００２５】
また、上記請求項３，５，７，９記載のいずれかの構成において、前記減圧手段は、前記冷却用室内熱交換器の入口側に設けられた第１の減圧手段５と、前記排気熱交換器又は前記発熱体熱交換器の入口側に設けられた第２の減圧手段６とからなり、前記発熱体９の温度に応じて前記第２の減圧手段６の絞り量を変化させる手段を具備することが好ましい（請求項１０）。
【００２６】
例えば、発熱体９の温度が高いほど、第２の減圧装置６の開度を大きくすることにより、発熱体熱交換器１０又は排気熱交換器８での冷却能力を大きくすることができる。これにより、発熱体９を最適温度付近（例えば常温）に維持することが可能となる。
【００２７】
また、請求項１〜１０記載のいずれかの構成において、前記発熱体は、バッテリ、インバータ、モータのうちの少なくとも１つであることが好ましい（請求項１１）。
【発明の効果】
【００２８】
上記本発明によれば、電気自動車、ハイブリッド車等において、バッテリ等の発熱体の効率的な冷却と、暖房性能の向上とを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を説明する。尚、異なる実施例において、同一又は同様の箇所についてはその説明を省略する。
【実施例１】
【００３０】
図１に示す本実施例に係る車両用空調装置１は、エンジンを持たず電動モータのみを走行用駆動源とする電気自動車、燃料電池車等において特に好適に用いることができるものであり、冷媒を圧縮する圧縮機２、圧縮後の冷媒を外気と熱交換させる室外熱交換器３、圧縮後の冷媒を車内へ吹き出される空気と熱交換させる加熱用室内熱交換器４、凝縮後の冷媒を減圧する第１の減圧手段５及び第２の減圧手段６、減圧後の冷媒を車内へ吹き出される空気と熱交換させる冷却用室内熱交換器７、減圧後の冷媒を車内から排出される空気と熱交換させる排気熱交換器８、減圧後の冷媒をバッテリ、インバータ、モータ等の発熱体９と熱交換させる発熱体熱交換器１０、冷媒流通経路を変更させる手段としての三方弁１５，１６、逆止弁１７を有して構成される。前記発熱体９と発熱体熱交換器１０とは、直接又は高い熱伝導率を有する部材を介して一体的に形成されている。
【００３１】
上記構成の車両用空調装置１は、通常のヒートポンプサイクル（暖房時には室内熱交換器を凝縮器、室外熱交換器を蒸発器とし、冷房時には室内熱交換器を蒸発器、室外熱交換器を凝縮器とするように冷媒流路を切り換えるもの）に比べて、特に暖房性能を向上させることができるものである。即ち、暖房時には必要に応じて図２に示すように、圧縮機２→ヒータ用熱交換器４→第２の減圧手段６→排気熱交換器８→圧縮機２からなる冷媒の循環経路が構成され、暖房時には排気熱交換器８を蒸発器として機能させるものであり、これにより、冷媒の蒸発に必要な熱を外気よりも高温の車内空気から吸収することができるので、ＣＯＰ（暖房性能）が向上し、また蒸発器としての排気熱交換器８に着霜が発生する可能性が低減する。
【００３２】
そして、本実施例に係る車両用空調装置１においては、暖房時で且つ発熱体９の冷却必要時に、図３に示すように、圧縮機２→ヒータ用熱交換器４→第２の減圧手段６→発熱体熱交換器１０→圧縮機２からなる循環経路が構成される。尚、発熱体９の冷却の必要性の有無は、発熱体９の温度を検出する温度センサ、温度センサによる検出値を解析するＥＣＵ等により、適宜の方法で判定される。これにより、発熱体熱交換器１０において吸熱させることができるので、発熱体９を効果的に冷却することができると共に、優れた暖房性能を維持することができる。
【００３３】
また、図４において、冷房時で且つ発熱体９の冷却必要時の状態が示されている。この時、車両用空調装置１は、圧縮機２→室外熱交換器３→第１の減圧手段５→冷却用室内熱交換器７→圧縮機２からなる循環経路と、圧縮機２→室外熱交換器３→第２の減圧手段６→発熱体熱交換器１０→圧縮機２からなる循環経路とが構成される。これにより、吸熱が冷却用室内熱交換器７はもとより発熱体熱交換器１０でも行われるので、夏場の冷房作動時にも発熱体９を効果的に冷却することができる。
【実施例２】
【００３４】
図５に示す本実施例に係る車両用空調装置２０は、エンジンを持たず電動モータのみを走行用駆動源とする電気自動車、燃料電池車等において特に好適に用いることができるものであり、上記実施例１と同様の作用を有する圧縮機２、室外熱交換器３、加熱用室内熱交換器４、第１の減圧手段５、第２の減圧手段６、冷却用室内熱交換器７、排気熱交換器８、三方弁１５、逆止弁１７を有して構成されている。そして、車室内と車外とを連通させる排気ダクト２１内に、図６に示すように、送風機２２、排気熱交換器８、発熱体９が配置され、発熱体９が排気熱交換器８の下流側となるように配置されている。
【００３５】
上記構成の車両用空調装置２０において、暖房時又は発熱体９の冷却必要時には、図７に示すように、圧縮機２→加熱用室内熱交換器４→第２の減圧手段６→排気熱交換器８→圧縮機２からなる循環経路が形成される。これにより、冷媒の吸熱が排気熱交換器８で行われるので、排気ダクト２１内の排気空気が冷却され、排気熱交換器８の通風方向下流側に配置される発熱体９は、この冷却された排気空気により効果的に冷却される。
【００３６】
また、図８において、冷房時で且つ発熱体９の冷却必要時の状態が示されている。この時、車両用空調装置２０は、圧縮機２→室外熱交換器３→第１の減圧手段５→冷却用室内熱交換器７→圧縮機２からなる循環経路と、圧縮機２→室外熱交換器３→第２の減圧手段６→排気熱交換器８→圧縮機２からなる循環経路とが構成される。これにより、吸熱が冷却用室内熱交換器７はもとより排気熱交換器８でも行われるので、夏場の冷房作動時にも発熱体９を効果的に冷却することができる。
【実施例３】
【００３７】
図９に示す本実施例に係る車両用空調装置３０は、エンジン及び電動モータの両方を走行用駆動源とするハイブリッド車において特に好適に用いられるものであり、圧縮機２、室外熱交換器３、圧縮後の冷媒とエンジン冷却水とを熱交換させる媒体間熱交換器３１、車内へ吹き出される空気とエンジン冷却水とを熱交換させるヒータ用冷却水放熱器３６、第１の減圧手段５、第２の減圧手段６、冷却用室内熱交換器７、排気熱交換器８、発熱体９、発熱体熱交換器１０、三方弁１５、逆止弁１７、開閉弁３３，３４を有して構成されている。媒体間熱交換器３１及びヒータ用冷却水放熱器３６が接続される冷却水循環サイクル３５には、エンジン、ラジエータ（図示せず）等が接続される。
【００３８】
上記構成の車両用空調装置３０は、従来の構成に比べて、特に暖房性能を向上させることができるものである。即ち、暖房時には必要に応じて図１０に示すように、圧縮機２→媒体間熱交換器３１→第２の減圧手段６→排気熱交換器８→圧縮機２からなる冷媒の循環経路が構成されるものであり、これにより、冷媒の蒸発に必要な熱を外気よりも高温の車内空気から吸収することができるので、ＣＯＰ（暖房性能）が向上し、また蒸発器としての排気熱交換器８に着霜が発生する可能性が低減する。また、ヒータ用冷却水放熱器３６の熱源であるエンジン冷却水の熱量が不足している時には、圧縮後の冷媒を媒体間熱交換器３１に送ることにより、エンジン冷却水を温めることができる（エンジン冷却水の熱量が十分な時には、圧縮後の冷媒を室外熱交換器３へ送ればよい）。
【００３９】
そして、本実施例に係る車両用空調装置３０においては、暖房時で且つ発熱体９の冷却必要時には、図１１に示すように、圧縮機２→媒体間熱交換器３１（又は室外熱交換器３）→第２の減圧手段６→発熱体熱交換器１０→圧縮機２からなる循環経路が構成される。これにより、発熱体熱交換器１０において吸熱させることができるので、発熱体９を効果的に冷却することができると共に、優れた暖房性能を維持することができる。
【００４０】
また、図１２において、冷房時で且つ発熱体９の冷却必要時における状態が示されている。この時、車両用空調装置３０は、圧縮機２→室外熱交換器３（除湿暖房、冷却水温度不足時等には、媒体間熱交換器３１）→第１の減圧手段５→冷却用室内熱交換器７→圧縮機２からなる循環経路と、圧縮機２→室外熱交換器３（又は媒体間熱交換器３１）→第２の減圧手段６→発熱体熱交換器１０→圧縮機２からなる循環経路とが構成される。これにより、吸熱が冷却用室内熱交換器７はもとより発熱体熱交換器１０でも行われるので、夏場の冷房作動時にも発熱体９を効果的に冷却することができる。また、必要に応じて排気熱交換器８にも同時に冷媒を流すようにしてもよい。
【実施例４】
【００４１】
図１３に示す本実施例に係る車両用空調装置４０は、エンジン及び電動モータの両方を走行用駆動源とするハイブリッド車において特に好適に用いられるものであり、圧縮機２、室外熱交換器３、媒体間熱交換器３１、ヒータコア３６、第１の減圧手段５、第２の減圧手段６、冷却用室内熱交換器７、排気熱交換器８、発熱体９、三方弁１５、逆止弁１７、開閉弁３３，３４を有して構成されている。また、排気熱交換器８及び発熱体９は、上記実施例２と同様に、図６に示すように、排気ダクト２１内に配置されている。
【００４２】
このような構成によっても、上記実施例２と同様に、減圧後の冷媒を排気熱交換器８に送ることにより、排気ダクト２１内の排気空気により、発熱体９を効果的に冷却することができる。
【実施例５】
【００４３】
図１４に示す本実施例に係る車両用空調装置５０は、エンジンを持たず電動モータのみを走行用駆動源とする電気自動車、燃料電池車等において特に好適に用いることができるものであり、圧縮機２、室外熱交換器３、第１の減圧手段５、第２の減圧手段６、冷却用室内熱交換器７、排気ダクト２１内に設置される発熱体冷却ユニット５５を有して構成されている。発熱体冷却ユニット５５は、図１５に示すように、排気熱交換器８と発熱体９とが、アルミ等からなる熱伝導部材５６を介して一体に形成されたものである。
【００４４】
このような構成によっても、上記実施例２又は４と同様に、減圧後の冷媒を排気熱交換器８に送ることにより、発熱体９の熱が熱伝導部材５６を介して排気熱交換器８を流れる冷媒に吸収されるので、効果的に発熱体９を冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係る車両用空調装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、実施例１において暖房時の状態を示す図である。
【図３】図３は、実施例１において暖房時且つ発熱体冷却時の状態を示す図である。
【図４】図４は、実施例１において冷房時且つ発熱体冷却時の状態を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施例２に係る車両用空調装置の構成を示す図である。
【図６】図６は、実施例２に係る車両用空調装置において、排気ダクト内の構造を示す図である。
【図７】図７は、実施例２において暖房時の状態を示す図である。
【図８】図８は、実施例２において冷房時の状態を示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施例３に係る車両用空調装置の構成を示す図である。
【図１０】図１０は、実施例３において暖房時の状態を示す図である。
【図１１】図１１は、実施例３において暖房時且つ発熱体冷却時の状態を示す図である。
【図１２】図１２は、実施例３において冷房時且つ発熱体冷却時の状態を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施例４に係る車両用空調装置の構成を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施例５に係る車両用空調装置の構成を示す図である。
【図１５】図１５は、実施例５に係る車両用空調装置において、発熱体冷却ユニットの構造を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１，２０，３０，４０，５０  車両用空調装置
２  圧縮機
３  室外熱交換器
４  加熱用室内熱交換器
５  第１の減圧手段
６  第２の減圧手段
７  冷却用室内熱交換器
８  排気熱交換器
９  発熱体
１０  発熱体熱交換器
２１  排気ダクト
３１  媒体間熱交換器
３６  ヒータ用冷却水放熱器
５５  発熱体冷却ユニット
５６  熱伝導部材
【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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