(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内へ向かって空気が流れる空調通路（２）と、
冷媒を圧縮し吐出する圧縮機（２２）と、
前記空調通路（２）内に設置され、前記圧縮機（２２）からの吐出ガス冷媒により空気を加熱する凝縮器（１２）と、
前記空調通路（２）内に形成され、前記凝縮器（１２）をバイパスして空気を流すバイパス通路（１２ａ）と、
前記空調通路（２）内に設置され、前記凝縮器（１２）への空気流れと前記バイパス通路（１２ａ）への空気流れとを切り替えるドア手段（１６、１７）と、
室外に設置される室外熱交換器（２４）と、
前記室外熱交換器（２４）の冷媒入口側に設置された暖房用減圧装置（２７）と、
前記空調通路（２）内で、前記凝縮器（１２）の上流側に設置された蒸発器（１１）と、
前記蒸発器（１１）の冷媒入口側に設置された冷房用減圧装置（２９）と、
前記暖房用減圧装置（２７）をバイパスして冷媒が流れる冷媒バイパス通路（６３）と、
前記冷媒バイパス通路（６３）に設けられたバイパス側減圧装置（２６）とを備え、
前記圧縮機（２２）の吐出側を常に前記凝縮器（１２）に接続して、前記圧縮機（２２）からの吐出ガス冷媒が常に前記凝縮器（１２）を通過して前記室外熱交換器（２４）側への一方向に流れるようにし、
暖房モード時には、前記空調通路（２）内の送風空気が前記凝縮器（１２）を通過する位置に前記ドア手段（１６、１７）を切り替えることにより、前記圧縮機（２２）の吐出ガス冷媒が前記凝縮器（１２）に流入して前記空調通路（２）内の送風空気に放熱することで凝縮し、前記凝縮器（１２）通過後の高圧冷媒が前記暖房用減圧装置（２７）により減圧されて低圧状態となり、前記暖房用減圧装置（２７）通過後の低圧冷媒が前記室外熱交換器（２４）に流入して蒸発し、前記室外熱交換器（２４）通過後の低圧冷媒が前記圧縮機（２２）に吸入されるようになっており、前記暖房モードでは前記凝縮器（１２）により加熱された温風を室内へ吹き出し、
冷房モード時には、前記空調通路（２）内の送風空気が前記バイパス通路（１２ａ）を通過する位置に前記ドア手段（１６、１７）を切り替えることにより、前記圧縮機（２２）の吐出ガス冷媒が前記空調通路（２）内の送風空気と熱交換しないまま前記凝縮器（１２）を通過し、前記凝縮器（１２）通過後の吐出ガス冷媒が高圧状態のまま前記室外熱交換器（２４）に流入し、前記室外熱交換器（２４）にて前記吐出ガス冷媒が凝縮し、前記室外熱交換器（２４）通過後の高圧冷媒が前記冷房用減圧装置（２９）により減圧されて低圧状態となり、前記冷房用減圧装置（２９）通過後の低圧冷媒が前記蒸発器（１１）に流入して前記空調通路（２）内の送風空気から吸熱することで蒸発し、前記蒸発器（１１）通過後の低圧冷媒が前記圧縮機（２２）に吸入されるようになっており、前記冷房モードでは前記蒸発器（１１）により冷却された冷風が前記バイパス通路（１２ａ）を通過して室内へ吹き出し、
除湿モード時には、前記空調通路（２）内の送風空気が前記凝縮器（１２）を通過する位置に前記ドア手段（１６、１７）を切り替えることにより、前記圧縮機（２２）の吐出ガス冷媒が前記凝縮器（１２）に流入して前記空調通路（２）内の送風空気に放熱することで凝縮し、前記凝縮器（１２）通過後の高圧冷媒が前記暖房用減圧装置（２７）により減圧されて中間圧状態となり、前記暖房用減圧装置（２７）通過後の中間圧冷媒が前記室外熱交換器（２４）に流入して室外空気と熱交換し、前記室外熱交換器（２４）通過後の中間圧冷媒が前記冷房用減圧装置（２９）により減圧されて低圧状態となり、前記冷房用減圧装置（２９）通過後の低圧冷媒が前記蒸発器（１１）に流入して前記空調通路（２）内の送風空気から吸熱することで蒸発し、前記蒸発器（１１）通過後の低圧冷媒が前記圧縮機（２２）に吸入されるようになっており、前記除湿モードでは前記蒸発器（１１）により冷却除湿された冷風を前記凝縮器（１２）にて再加熱して室内へ吹き出し、
前記暖房モード時に前記室外熱交換器（２４）の除霜を行う除霜モードを設定するときは、前記空調通路（２）内の送風空気が前記バイパス通路（１２ａ）を通過する位置に前記ドア手段（１６、１７）を切り替えることにより、前記圧縮機（２２）の吐出ガス冷媒が前記空調通路（２）内の送風空気と熱交換しないまま前記凝縮器（１２）を通過し、前記凝縮器（１２）通過後の吐出ガス冷媒を、前記暖房用減圧装置（２７）に向かう流れと前記冷媒バイパス通路（６３）に向かう流れとに分岐し、
前記分岐ガス冷媒の一方が前記暖房用減圧装置（２７）により減圧されて低圧状態となり、前記暖房用減圧装置（２７）通過後の低圧状態のガス冷媒が前記室外熱交換器（２４）に流入して前記室外熱交換器（２４）の除霜を行い、前記室外熱交換器（２４）通過後の低圧冷媒が前記圧縮機（２２）に吸入されるようになっており、
また、前記分岐ガス冷媒の他方が前記冷媒バイパス通路（６３）に流入して前記バイパス側減圧装置（２６）により減圧されて低圧状態となり、前記バイパス側減圧装置（２６）通過後の低圧状態のガス冷媒が前記蒸発器（１１）に流入し、前記蒸発器（１１）にて前記空調通路（２）内の送風空気を前記低圧状態のガス冷媒により加熱し、前記蒸発器（１１）通過後の低圧冷媒も前記圧縮機（２２）に吸入されるようになっており、前記除霜モードでは前記蒸発器（１１）にて加熱された温風が前記バイパス通路（１２ａ）を通過して室内へ吹き出すことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
発熱部品（８１）の廃熱を回収する第１熱交換手段（７４、３２０）を有し、
前記除霜モード時に、前記バイパス側減圧装置（２６）により減圧された低圧状態のガス冷媒が前記第１熱交換手段（７４、３２０）により前記発熱部品（８１）の廃熱を吸熱し、前記廃熱を吸熱した後の低圧状態のガス冷媒が前記蒸発器（１１）に流入することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記圧縮機（２２）は、圧縮した冷媒を吐出する吐出ポート（２２ａ）、冷凍サイクル低圧側の冷媒を吸入する吸入ポート（２２ｂ）、および冷凍サイクル中間圧側のガス冷媒を導入するガスインジェクションポート（２２ｃ）を有しており、
前記暖房モード時においても、前記凝縮器（１２）にて凝縮した高圧冷媒を前記暖房用減圧装置（２７）に向かう流れと前記冷媒バイパス通路（６３）に向かう流れとに分岐し、
前記分岐冷媒の一方が前記暖房用減圧装置（２７）により減圧されて低圧状態となって前記室外熱交換器（２４）に流入し、
前記分岐冷媒の他方は、前記バイパス側減圧装置（２６）により中間圧まで減圧し、この中間圧冷媒に前記第１熱交換手段（７４、３２０）により前記発熱部品（８１）の廃熱を吸熱させて、この中間圧冷媒をガス化し、この中間圧ガス冷媒を前記ガスインジェクションポート（２２ｃ）に流入させるようになっており、
前記暖房モード時には、前記室外熱交換器（２４）通過後の低圧冷媒が前記吸入ポート（２２ｂ）に吸入され、前記冷房モード時には、前記蒸発器（１１）通過後の低圧冷媒が前記吸入ポート（２２ｂ）に吸入され、前記除霜モード時には、前記室外熱交換器（２４）通過後の低圧冷媒及び前記蒸発器（１１）通過後の低圧冷媒が前記吸入ポート（２２ｂ）に吸入されることを特徴とする請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記暖房モード時に、前記暖房用減圧装置（２７）に向かう前記一方の分岐冷媒である高圧冷媒と、前記バイパス側減圧装置（２６）により減圧された前記中間圧冷媒との間で熱交換を行う第２熱交換手段（２３、２３０）を有することを特徴とする請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記第１熱交換手段と前記第２熱交換手段とを１つの熱交換器（２３０）として一体に構成したことを特徴とする請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
発熱部品（８１）の廃熱を回収する第１熱交換手段（７４、３２０）を有し、
前記暖房モード時に前記圧縮機（２２）に吸入される、前記室外熱交換器（２４）通過後の低圧冷媒に前記第１熱交換手段（７４、３２０）により前記発熱部品（８１）の廃熱を吸熱させ、
前記除霜モード時には、前記圧縮機（２２）に吸入される、前記室外熱交換器（２４）通過後の低圧冷媒、及び前記圧縮機（２２）に吸入される、前記蒸発器（１１）通過後の低圧冷媒に前記第１熱交換手段（７４、３２０）により前記発熱部品（８１）の廃熱を吸熱させることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記吸入ポート（２２ｂ）の入口側に、冷媒の気液を分離するアキュームレータ（２５）を備え、
このアキュームレータ（２５）から、オイルの溶け込んだ液冷媒をガス冷媒に混合して前記吸入ポート（２２ｂ）に吸入させるようになっており、
前記アキュームレータ（２５）の入口側に前記第１熱交換手段（７４、３２０）を配置したことを特徴とする請求項６に記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、暖房モードと冷房モードと除湿モードとを切替可能なヒートポンプ式の冷凍サイクル装置に関し、例えば、電気自動車用空調装置に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気自動車等の車両では、エンジン廃熱（温水）を熱源として車室内の暖房を行うことができないので、ヒートポンプ式の冷凍サイクル装置を装備して、凝縮器での冷媒凝縮熱により車室内を暖房するようにしている。
【０００３】
しかし、冬季の寒冷地使用のごとく外気温が−１０°Ｃ以下に低下するような使用環境では、ヒートポンプサイクルにおいて蒸発器として作用する室外熱交換器での吸熱量が低下して、圧縮機吸入圧力が低下するので、冷媒比容積が大きくなり、冷媒循環量が減少するので、暖房能力が低下するという問題があった。このため、寒冷地使用では車室内の暖房能力が不足してしまう。
【０００４】
そこで、本出願人においては、先に、特開平９−３２８０１３号公報において、暖房時に、サイクル高圧冷媒を中間圧に減圧し、この中間圧冷媒を気液分離器にてガス冷媒と液冷媒とに分離し、この中間圧のガス冷媒を圧縮機にガスインジェクションすることにより、暖房時での圧縮機の圧縮仕事量を増大させて、暖房能力を増大させるようにした冷凍サイクル装置を提案している。
【０００５】
この従来技術では、室内空調ユニットの空気通路の上流側に冷凍サイクルの蒸発器を、また、その下流側に冷凍サイクルの凝縮器を配置して、除湿運転を実施することにより、車両窓ガラスの曇り止めを行うようにしている。
【０００６】
また、上記の従来技術では、圧縮機の吐出側に配置した四方弁により冷房時では圧縮機の吐出ガスを室外熱交換器に流入させ、また、暖房時には圧縮機の吐出ガスを室内凝縮器に流入させるように冷媒の流れ方向を切り替えている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の従来技術では、暖房時に室外熱交換器に着霜が生じたときは、四方弁により冷媒流れを反転させて逆サイクル（冷房サイクル）とし、室外熱交換器の霜を圧縮機の高温吐出ガスの熱で除去するようにしている。
【０００８】
このように逆サイクルへの反転により室外熱交換器の除霜を行うので、除霜中は室内の暖房を行うことができず、暖房フィーリングを損なうという不具合がある。
【０００９】
また、上記の従来技術では、四方弁により冷房流れを切り替えて運転モードの切替を行っているので、サイクルの冷媒配管構成が煩雑になり、かつ、逆止弁等の部品点数が増加する。
【００１０】
本発明は上記点に鑑みて、第１には、室外熱交換器の除霜モードにおける室内暖房作用を確保することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は第２には、通常暖房時における暖房能力の向上と、室外熱交換器の除霜中における室内暖房作用の確保とを両立させることを目的とする。
【００１２】
また、本発明は第３には、サイクルの冷媒通路構成の簡略化を図ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、室内へ向かって空気が流れる空調通路（２）と、
冷媒を圧縮し吐出する圧縮機（２２）と、
前記空調通路（２）内に設置され、前記圧縮機（２２）からの吐出ガス冷媒により空気を加熱する凝縮器（１２）と、
前記空調通路（２）内に形成され、前記凝縮器（１２）をバイパスして空気を流すバイパス通路（１２ａ）と、
前記空調通路（２）内に設置され、前記凝縮器（１２）への空気流れと前記バイパス通路（１２ａ）への空気流れとを切り替えるドア手段（１６、１７）と、
室外に設置される室外熱交換器（２４）と、
前記室外熱交換器（２４）の冷媒入口側に設置された暖房用減圧装置（２７）と、
前記空調通路（２）内で、前記凝縮器（１２）の上流側に設置された蒸発器（１１）と、
前記蒸発器（１１）の冷媒入口側に設置された冷房用減圧装置（２９）と、
前記暖房用減圧装置（２７）をバイパスして冷媒が流れる冷媒バイパス通路（６３）と、
前記冷媒バイパス通路（６３）に設けられたバイパス側減圧装置（２６）とを備え、
前記圧縮機（２２）の吐出側を常に前記凝縮器（１２）に接続して、前記圧縮機（２２）からの吐出ガス冷媒が常に前記凝縮器（１２）を通過して前記室外熱交換器（２４）側への一方向に流れるようにし、
暖房モード時には、前記空調通路（２）内の送風空気が前記凝縮器（１２）を通過する位置に前記ドア手段（１６、１７）を切り替えることにより、前記圧縮機（２２）の吐出ガス冷媒が前記凝縮器（１２）に流入して前記空調通路（２）内の送風空気に放熱することで凝縮し、前記凝縮器（１２）通過後の高圧冷媒が前記暖房用減圧装置（２７）により減圧されて低圧状態となり、前記暖房用減圧装置（２７）通過後の低圧冷媒が前記室外熱交換器（２４）に流入して蒸発し、前記室外熱交換器（２４）通過後の低圧冷媒が前記圧縮機（２２）に吸入されるようになっており、前記暖房モードでは前記凝縮器（１２）により加熱された温風を室内へ吹き出し、
冷房モード時には、前記空調通路（２）内の送風空気が前記バイパス通路（１２ａ）を通過する位置に前記ドア手段（１６、１７）を切り替えることにより、前記圧縮機（２２）の吐出ガス冷媒が前記空調通路（２）内の送風空気と熱交換しないまま前記凝縮器（１２）を通過し、前記凝縮器（１２）通過後の吐出ガス冷媒が高圧状態のまま前記室外熱交換器（２４）に流入し、前記室外熱交換器（２４）にて前記吐出ガス冷媒が凝縮し、前記室外熱交換器（２４）通過後の高圧冷媒が前記冷房用減圧装置（２９）により減圧されて低圧状態となり、前記冷房用減圧装置（２９）通過後の低圧冷媒が前記蒸発器（１１）に流入して前記空調通路（２）内の送風空気から吸熱することで蒸発し、前記蒸発器（１１）通過後の低圧冷媒が前記圧縮機（２２）に吸入されるようになっており、前記冷房モードでは前記蒸発器（１１）により冷却された冷風が前記バイパス通路（１２ａ）を通過して室内へ吹き出し、
除湿モード時には、前記空調通路（２）内の送風空気が前記凝縮器（１２）を通過する位置に前記ドア手段（１６、１７）を切り替えることにより、前記圧縮機（２２）の吐出ガス冷媒が前記凝縮器（１２）に流入して前記空調通路（２）内の送風空気に放熱することで凝縮し、前記凝縮器（１２）通過後の高圧冷媒が前記暖房用減圧装置（２７）により減圧されて中間圧状態となり、前記暖房用減圧装置（２７）通過後の中間圧冷媒が前記室外熱交換器（２４）に流入して室外空気と熱交換し、前記室外熱交換器（２４）通過後の中間圧冷媒が前記冷房用減圧装置（２９）により減圧されて低圧状態となり、前記冷房用減圧装置（２９）通過後の低圧冷媒が前記蒸発器（１１）に流入して前記空調通路（２）内の送風空気から吸熱することで蒸発し、前記蒸発器（１１）通過後の低圧冷媒が前記圧縮機（２２）に吸入されるようになっており、前記除湿モードでは前記蒸発器（１１）により冷却除湿された冷風を前記凝縮器（１２）にて再加熱して室内へ吹き出し、
前記暖房モード時に前記室外熱交換器（２４）の除霜を行う除霜モードを設定するときは、前記空調通路（２）内の送風空気が前記バイパス通路（１２ａ）を通過する位置に前記ドア手段（１６、１７）を切り替えることにより、前記圧縮機（２２）の吐出ガス冷媒が前記空調通路（２）内の送風空気と熱交換しないまま前記凝縮器（１２）を通過し、前記凝縮器（１２）通過後の吐出ガス冷媒を、前記暖房用減圧装置（２７）に向かう流れと前記冷媒バイパス通路（６３）に向かう流れとに分岐し、
前記分岐ガス冷媒の一方が前記暖房用減圧装置（２７）により減圧されて低圧状態となり、前記暖房用減圧装置（２７）通過後の低圧状態のガス冷媒が前記室外熱交換器（２４）に流入して前記室外熱交換器（２４）の除霜を行い、前記室外熱交換器（２４）通過後の低圧冷媒が前記圧縮機（２２）に吸入されるようになっており、
また、前記分岐ガス冷媒の他方が前記冷媒バイパス通路（６３）に流入して前記バイパス側減圧装置（２６）により減圧されて低圧状態となり、前記バイパス側減圧装置（２６）通過後の低圧状態のガス冷媒が前記蒸発器（１１）に流入し、前記蒸発器（１１）にて前記空調通路（２）内の送風空気を前記低圧状態のガス冷媒により加熱し、前記蒸発器（１１）通過後の低圧冷媒も前記圧縮機（２２）に吸入されるようになっており、前記除霜モードでは前記蒸発器（１１）にて加熱された温風が前記バイパス通路（１２ａ）を通過して室内へ吹き出すことを特徴としている。
【００１４】
これによると、室外熱交換器（２４）の除霜を行いながら、同時に蒸発器（１１）による空気加熱作用により室内の暖房を続行できる。つまり、暖房モード時には蒸発器（１１）が使用されない点に着目して、本発明では除霜モード時に蒸発器（１１）を有効利用することにより、サイクルの煩雑化を招くことなく、除霜モードにおける室内暖房作用を確保することができる。
【００１５】
また、請求項１記載の発明では、冷房、除霜モード時には、ドア手段（１６、１７）により凝縮器（１２）への空気流れを遮断してバイパス通路（１２ａ）に空気を通過させることができ、そのため、凝縮器（１２）は高圧冷媒が流れる冷媒通路の一部としての役割を果たすことになる。
そのため、暖房、冷房、除湿、除霜の各モードを通じて、凝縮器（１２）に冷媒が流れたままとなり、圧縮機（２２）の吐出ガス冷媒を常に凝縮器（１２）を通して室外熱交換器（２４）へ向かう一方向に流すことができる。その結果、冷媒流れ方向逆転のための四方弁の廃止、あるいは、冷媒流れ経路切替用の逆止弁、電磁弁等の弁装置の数を低減することが可能となり、冷媒配管構成の簡素化により製品コストを低減できる。
次に、請求項２記載の発明では、請求項１において、発熱部品（８１）の廃熱を回収する第１熱交換手段（７４、３２０）を有し、
除霜モード時に、バイパス側減圧装置（２６）により減圧された低圧状態のガス冷媒が第１熱交換手段（７４、３２０）により発熱部品（８１）の廃熱を吸熱し、この廃熱を吸熱した後の低圧状態のガス冷媒が蒸発器（１１）に流入することを特徴としている。
【００１６】
これによると、除霜モード時の蒸発器（１１）による室内暖房能力を発熱部品（８１）の廃熱回収により向上できる。
【００１７】
次に、請求項３記載の発明では、請求項２において、圧縮機（２２）として、圧縮した冷媒を吐出する吐出ポート（２２ａ）、冷凍サイクル低圧側の冷媒を吸入する吸入ポート（２２ｂ）、および冷凍サイクル中間圧側のガス冷媒を導入するガスインジェクションポート（２２ｃ）を有する圧縮機を用い、
暖房モード時においても、凝縮器（１２）にて凝縮した高圧冷媒を暖房用減圧装置（２７）に向かう流れと冷媒バイパス通路（６３）に向かう流れとに分岐し、
前記分岐冷媒の一方が暖房用減圧装置（２７）により減圧されて低圧状態となって室外熱交換器（２４）に流入し、
前記分岐冷媒の他方は、バイパス側減圧装置（２６）により中間圧まで減圧し、この中間圧冷媒に第１熱交換手段（７４、３２０）により発熱部品（８１）の廃熱を吸熱させて、この中間圧冷媒をガス化し、この中間圧ガス冷媒をガスインジェクションポート（２２ｃ）に流入させるようになっており、
暖房モード時には、室外熱交換器（２４）通過後の低圧冷媒が吸入ポート（２２ｂ）に吸入され、冷房モード時には、蒸発器（１１）通過後の低圧冷媒が吸入ポート（２２ｂ）に吸入され、除霜モード時には、室外熱交換器（２４）通過後の低圧冷媒及び蒸発器（１１）通過後の低圧冷媒が吸入ポート（２２ｂ）に吸入されることを特徴としている。
【００１８】
これによると、圧縮機（２２）へのガスインジェクションによる暖房能力の向上効果と発熱部品（８１）の廃熱回収による暖房能力の向上効果とを合わせ奏することができる。そのため、通常暖房時における暖房能力の向上と、室外熱交換器の除霜中における室内暖房作用の確保とを良好に両立できる。
【００１９】
次に、請求項４記載の発明では、請求項３において、暖房モード時に、暖房用減圧装置（２７）に向かう前記一方の分岐冷媒である高圧冷媒と、バイパス側減圧装置（２６）により減圧された中間圧冷媒との間で熱交換を行う第２熱交換手段（２３、２３０）を有することを特徴としている。
【００２０】
これによると、中間圧冷媒が高圧冷媒から吸熱するとともに発熱部品（８１）の廃熱からも吸熱するので、中間圧冷媒のガス化が促進され暖房能力を効果的に向上できる。
【００２１】
次に、請求項５記載の発明では、請求項４において、第１熱交換手段と第２熱交換手段とを１つの熱交換器（２３０）として一体に構成したことを特徴としている。
【００２２】
これによると、第１、第２の熱交換手段を一体型熱交換器（２３０）により小型、簡潔に構成できる。
【００２３】
次に、請求項６記載の発明では、請求項１において、発熱部品（８１）の廃熱を回収する第１熱交換手段（７４、３２０）を有し、
暖房モード時に圧縮機（２２）に吸入される、室外熱交換器（２４）通過後の低圧冷媒に第１熱交換手段（７４、３２０）により発熱部品（８１）の廃熱を吸熱させ、
除霜モード時には、圧縮機（２２）に吸入される、室外熱交換器（２４）通過後の低圧冷媒、及び圧縮機（２２）に吸入される、蒸発器（１１）通過後の低圧冷媒に第１熱交換手段（７４、３２０）により発熱部品（８１）の廃熱を吸熱させることを特徴としている。
【００２４】
これによると、低圧側冷媒は中間圧冷媒に比して温度が低いから、発熱部品（８１）の温度が低い条件のときでも廃熱回収を行うことができる。
【００２５】
次に、請求項７記載の発明では、請求項６において、圧縮機（２２）の吸入ポート（２２ｂ）の入口側に、冷媒の気液を分離するアキュームレータ（２５）を備え、このアキュームレータ（２５）から、オイルの溶け込んだ液冷媒をガス冷媒に混合して吸入ポート（２２ｂ）に吸入させるようになっており、アキュームレータ（２５）の入口側に第１熱交換手段（７４、３２０）を配置したことを特徴としている。
【００２６】
これによると、アキュームレータ（２５）によりオイルが溶け込んだ液冷媒を低圧ガス冷媒に確実に混入させて、圧縮機（２２）の吸入ポート（２２ｂ）に送り込むことができる。その結果、圧縮機回転数の低下により室外熱交換器（２４）を流れる冷媒の流量（流速）が低下して室外熱交換器（２４）に冷媒中のオイルが溜まりやすい暖房低負荷時においても、圧縮機（２２）へのオイル戻り性を良好に確保でき、圧縮機（２２）の耐久性向上に貢献できる。しかも、アキュームレータ（２５）の入口側に第１熱交換手段（７４、３２０）を配置することにより、アキュームレータ入口側の気液２相域の冷媒（ガス域冷媒より一層低温の冷媒）に発熱部品（８１）の廃熱を吸熱させることができ、発熱部品（８１）の低温時においても廃熱回収を良好に行うことができる。
【００３０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す。
【００３１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は、本発明を電気自動車用空調装置に適用した第１実施形態で、空調ユニット１は電気自動車の車室内に設置されるもので、その空調ダクト２は、車室内に空調空気を導く空調通路を構成するものである。この空調ダクト２の一端側に内外気を吸入する吸入口３、４、５が設けられている。内気吸入口４と外気吸入口５は、内外気切替ドア６により切替開閉される。
【００３２】
上記吸入口３〜５に隣接して、空調ダクト２内に空気を送風する送風機７が設置されており、この送風機７は図示しないモ−タとこのモータにより駆動されるファン７ａ、７ｂにより構成される。
【００３３】
一方、空調ダクト２の他端側には車室内へ通ずる複数の吹出口、すなわち車室内乗員の足元部に向かって空調空気を吹き出すフット吹出口８、車室内乗員の上半身に向かって空調空気を吹き出すフェイス吹出口９および車両フロントガラスの内面に空調空気を吹き出すデフロスタ吹出口１０が形成されている。
【００３４】
また、送風機７よりも空気下流側における空調ダクト２内には冷房用蒸発器１１が設けられている。この冷房用蒸発器１１は、冷凍サイクル２１の一部を構成する室内側熱交換器であり、後述する冷房モードおよび除湿モード時に、内部を流れる冷媒の吸熱作用によって、空調ダクト２内の空気を除湿、冷却する冷却器として機能する。また、後述する除霜モード時には内部を流れる冷媒の放熱作用によって、空調ダクト２内の空気を加熱する加熱器として機能する。
【００３５】
また、冷房用蒸発器１１よりも空気下流側における空調ダクト２内には暖房用凝縮器１２が設けられている。この暖房用凝縮器１２は、冷凍サイクル２１の一部を構成する室内側熱交換器であり、後述する暖房モードおよび除湿モード時に、内部を流れる冷媒の放熱作用によって、空調ダクト２内の空気を加熱する加熱器として機能する。
【００３６】
また、空調ダクト２内の空気流路は、仕切り壁１３によりフット吹出口８側の第１空気流路１４と、フェイス吹出口９およびデフロスタ吹出口１０側の第２空気流路１５とに仕切られている。この空気流路１４、１５の２分割は冬季の暖房時に次の内外気２層モードを実施するためである。すなわち、冬季暖房時にフット吹出口８側の第１空気流路１４には内気吸入口３から温度の高い内気を吸入して足元へ温度を吹き出すことにより暖房負荷を軽減すると同時に、デフロスタ吹出口１０側の第２空気流路１５には外気吸入口５から湿度の低い外気を吸入して、フロントウインドの曇りを確実に防止する内外気２層モードを実施するために、空気流路１４、１５の２分割を行っている。
【００３７】
ドア１６、１７は凝縮器１２を通る空気通路と凝縮器１２をバイパスするバイパス通路１２ａとを切り替える通路切替ドアであり、一方のドア１７は空気流路１４、１５の仕切り部材の役割を兼ねている。また、１８は空気流路１４、１５の下流側に配置されたドアで、空気流路１４、１５の仕切り作用と空気流路１４、１５の連通状態とを切り替えるドアである。なお、前記した各吹出口８、９、１０は図示しない吹出口切替ドアにより開閉される。
【００３８】
ところで、上記冷凍サイクル２１は、冷房用の蒸発器１１と暖房用の凝縮器１２とで冷房、暖房および除湿を行うヒートポンプ式冷凍サイクルとして構成されており、蒸発器１１と凝縮器１２の他に以下の機器を備えている。
【００３９】
すなわち、冷媒圧縮機２２、気液２相の中間圧冷媒を高圧冷媒と熱交換してガス化する冷媒−冷媒熱交換器２３、室外熱交換器２４、サイクル低圧冷媒（圧縮機吸入冷媒）の気液を分離して余剰液冷媒を溜めておくアキュムレータ（気液分離器）２５、凝縮器１２通過後の高圧冷媒の一部を分岐（バイパス）させて中間圧に減圧する第１減圧装置２６、冷媒−冷媒熱交換器２３の出口の高圧冷媒を暖房時に低圧まで減圧する第２減圧装置２７、冷房時に室外熱交換器２４からの凝縮後の高圧冷媒を低圧まで減圧する第３減圧装置２９、冷房、暖房、除湿、除霜の各モードでの冷媒流れを切り替える電磁弁（冷媒経路切替手段）２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、および水−冷媒熱交換器７４が冷凍サイクル２１に備えられている。
【００４０】
なお、室外熱交換器２４は電気自動車の車室外に設置され、電動室外ファン２４ａにより送風される外気と熱交換するようになっている。また、上記冷媒圧縮機２２は電動式圧縮機であって、図示しない交流モータを一体に密封ケース内に内蔵し、このモータにより駆動されて冷媒の吸入、圧縮、吐出を行う。この冷媒圧縮機２２の交流モータにはインバータ３０により交流電圧が印加され、このインバータ３０により交流電圧の周波数を調整することによってモータ回転速度を連続的に変化させるようになっている。従って、インバータ３０は圧縮機２２の回転数調整手段をなすものであり、このインバータ３０には、車載バッテリ３１からの直流電圧が印加される。インバータ３０は空調用制御装置４０によって通電制御される。
【００４１】
冷媒圧縮機２２には圧縮した冷媒を吐出する吐出ポート２２ａ、サイクル低圧側の冷媒を吸入する吸入ポート２２ｂ、および中間圧のガス冷媒をインジェクションするガスインジェクションポート２２ｃが備えられている。このガスインジェクションポート２２ｃは、ガスインジェクション通路２２ｄを介して冷媒−冷媒熱交換器２３に連通している。
【００４２】
第１減圧装置２６、第２減圧装置２７および第３減圧装置２９はいずれも電気的に弁開度が調整される電気式膨張弁からなり、この電気式膨張弁は例えば、ステップモータのような電気駆動手段を有し、この電気駆動手段により弁体の変位量を調整して、この弁体により冷媒絞り通路の開度を調整するものである。なお、第１〜第３減圧装置２６、２７、２９は固定絞り手段（例えば、キャピラリチューブ、オリフィス等）により構成することもできる。
【００４３】
アキュムレータ２５はＵ状の冷媒出口管２５ａを有しており、余剰液冷媒を底部側に溜めてガス冷媒をＵ状の冷媒出口管２５ａの上端開口部から吸入することにより圧縮機２２への液バックを防止する。また、同時に、アキュムレータ２５のＵ状の冷媒出口管２５ａの底部に設けた小径のオイル戻し穴（図示せず）から、オイルが溶け込んだ液冷媒を吸入してガス冷媒に混合することより、圧縮機２２へのオイル戻り性を確保するように構成されている。
【００４４】
また、冷媒−冷媒熱交換器２３と第２減圧装置２７を接続する高圧側の冷媒配管（主流路）３２には、冷媒−冷媒熱交換器２３出口の高圧冷媒の温度および圧力を検出するための冷媒温度センサ４１ａと高圧センサ４１ｂが設置されている。このセンサ４１ａ、４１ｂの出力信号は空調用制御装置４０に入力され、第２減圧装置２７の開度を制御することで冷媒−冷媒熱交換器２３出口の高圧冷媒のサブクール（過冷却度）を制御する。
【００４５】
また、前記したインジェクション通路２２ｄには、第１減圧装置２６で減圧された中間圧冷媒の温度および圧力を検出する中間圧冷媒温度センサ４１ｆ、中間圧センサ４１ｇが設置されている。このセンサ４１ｆ、４１ｇの出力信号は空調用制御装置４０に入力され、第１減圧装置２６の開度を制御することで、冷媒−冷媒熱交換器出口の中間圧冷媒のスーパヒート（過熱度）を制御する。
【００４６】
空調用制御装置４０はマイクロコンピュータとその周辺回路にて構成されるもので、空調用制御装置４０には、上記センサ４１ａ、４１ｂ、４１ｆ、４１ｇの他に、外気温センサ４１ｃ、蒸発器直後の空気温度を検出する蒸発器温度センサ４１ｄ、圧縮機２２の吐出ガス温度を検出する吐出温度センサ４１ｅ、室外熱交換器２４出口の冷媒温度センサ４１ｈ、インバータ３０の電流センサ４１ｉ等のセンサ群４１からセンサ信号が入力されるようになっている。
【００４７】
また、空調用制御装置４０には、空調用コントロールパネル５０（図２参照）から乗員（ユーザ）により操作される各レバーの設定状況に応じた信号も入力されるようになっている。
【００４８】
なお、図１にはインバータ３０と空調用制御装置４０との間の電気的接続のみを示し、他の機器と空調用制御装置４０との電気的接続を図示していないが、第１〜第３減圧装置２６、２７、２９、電磁弁２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、ドア６、１６、１７、１８、図示しない吹出口切替ドア、送風機７、および室外ファン２４ａの作動も制御装置４０により制御される。電磁弁２８ａ、２８ｂ、２８ｃは、制御装置４０により後述の図８のように開閉制御されて冷媒循環経路を冷房、暖房、除湿、除霜の各運転モードに対応して切り替える。
【００４９】
一方、前記した冷媒−冷媒熱交換器２３は例えば図２に示すように、内部通路２３ａと外部通路２３ｂとを同心状に形成した二重通路構造の円筒形状になっている。内部通路２３ａは中心部に位置して室外熱交換器２４へ向かう主流の冷媒（高圧冷媒）が流れる。
【００５０】
これに対し、外部通路２３ｂは、内部通路２３ａの外周側の円周方向に並列配置された多数の小通路から形成されており、外部通路２３ｂには第１減圧装置２６で減圧された中間圧冷媒がバイパス通路６３から流入する。
【００５１】
ここで、内部通路２３ａおよび外部通路２３ｂを形成する管状体２３ｃはアルミニウム等の熱伝導性に優れた金属にて成形（例えば、押出し成形）され、かつ、管状体２３ｃの外表面には断熱材２３ｄが固着されているので、内部通路２３ａ内の高圧冷媒と外部通路２３ｂ内の中間圧冷媒との相互間のみで良好に熱交換を行うことができる。
【００５２】
この冷媒−冷媒熱交換器２３は、ガスインジェクションを必要としないときには、第１減圧装置２６を全閉することにより、内部通路２３ａのみに高圧冷媒が流れるので、高圧側配管３２の一部として使われる。
【００５３】
また、水−冷媒熱交換器７４も上記冷媒−冷媒熱交換器２３と同様に内部通路（温水通路）７４ａと外部通路（冷媒通路）７４ｂとを同心状に形成した二重通路構造の円筒形状にて構成することができる。外部通路７４ｂには冷媒−冷媒熱交換器２３の外部通路２３ｂから中間圧冷媒が配管７１を介して流入する。
【００５４】
この外部通路７４ｂの出口側は、インジェクション通路２２ｄを介してインジェクションポート２２ｃに接続されるとともに、分岐点７３ａから除霜用電磁弁２８ｃを設けた配管７２に接続される。この配管７２は第３減圧装置２９下流の分岐点７３ｂに接続されている。
【００５５】
ここで、水−冷媒熱交換器７４の内部通路（温水通路）７４ａに温水を循環させる温水回路８０について説明すると、この温水回路８０は電気自動車に搭載される発熱部品８１の冷却を行うものであって、発熱部品８１としては、例えば、電気自動車走行用交流モータ（図示せず）の回転速度制御用インバータの半導体スイッチ素子（パワートランジスタ）等である。
【００５６】
この温水回路８０には、前記した水−冷媒熱交換器７４の他に、温水循環用の電動式水ポンプ８２、電磁弁タイプの三方弁（水回路切替手段）８３、温水（冷却水）の熱を外気中に放熱する放熱器８４が備えられている。三方弁３５の切替作用により、発熱部品８１で加熱された温水が実線矢印Ａのように水−冷媒熱交換器７４側に流れるか、または破線矢印Ｂのように放熱器８４側に流れるようになっている。
【００５７】
次に、図３に示す空調コントロールパネル５０には、乗員により手動操作される以下の操作部材が設けられている。５１は車室内への吹出空気の温度の目標値を設定する温度コントロールレバーで、本例では、電動式圧縮機２２の回転数調整の目標値を設定するように構成されている。
【００５８】
また、温度コントロールレバー５１の操作位置により設定される目標値に対し、電磁弁２８ａ、２８ｂ、２８ｃおよび通路切替ドア１６、１７の開閉を制御し、冷凍サイクルの運転モードを切り替える。
【００５９】
各運転モードの切替は例えば図４に示すようにレバー５１を左から右に移動させることにより冷房モード、除湿モード、暖房モードを順次設定する。また、図５、６、７に示すように温度コントロールレバー５１の操作位置の移動により、冷房時には目標蒸発器吹出温度が設定され、除湿時および暖房時には目標高圧圧力が設定されるようになっている。
【００６０】
温度コントロールレバー５１の操作位置信号は制御装置４０に入力され、そして制御装置４０は、センサ群４１により検出される実際の蒸発器吹出空気温度または高圧圧力が上記目標値と一致するように圧縮機２２の回転数を制御して、吹出空気温度を制御する。
【００６１】
５２は送風機７の速度（風量）切替レバー、５３は圧縮機２２の運転を断続するエアコンスイッチ、５４は吹出口８、９、１０の切替ドア（図示せず）を開閉する空調吹出モード切替レバー、５５は内外切替ドア６を開閉する内外気切替レバーである。
【００６２】
次に、上記構成において第１実施形態の作動を説明する。エアコンスイッチ５３が投入されると、その信号が制御装置４０に投入され、圧縮機２２を起動する。この状態にて温度コントロールレバー５１が図４のＰＨ２からＰＨ１の位置にあると、制御装置４０は暖房モードと判定して電磁弁２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、通路切替ドア１６、１７等の機器を図８の暖房モード時の状態に制御する。
【００６３】
図１の黒色矢印は暖房モード時における冷媒流れを示し、図９は暖房モード時における冷凍サイクルの冷媒の状態を示すモリエル線図である。圧縮機２２から吐出された高温高圧の過熱ガス冷媒は、まず、室内に設定された凝縮器１２に流入し、ここで送風機７により送風される空気と熱交換（放熱）し、ガス冷媒が凝縮する。ガス冷媒の凝縮により加熱された温風は主にフット吹出口８より車室内へ吹き出され、車室内の暖房を行う。
【００６４】
凝縮器１２から流出した高圧冷媒の一部は、冷房用電磁弁２８ｂが閉じているため、分岐点６１ａからバイパス通路６３側へ分岐される。そして、この分岐された高圧冷媒は第１減圧装置２６に流入し、中間圧ＰＭまで減圧される。中間圧ＰＭまで減圧された二相冷媒は冷媒−冷媒熱交換器２３の外部通路２３ｂを通り、内部通路２３ａを通る室内凝縮器１２出口の高圧冷媒と熱交換（吸熱）することで乾き度が増加する。
【００６５】
暖房モード時には温水回路８０の発熱部品８１にて加熱された温水が三方弁８３により実線矢印Ａのように水−冷媒熱交換器７４側に流れるので、冷媒−冷媒熱交換器２３の外部通路２３ｂから流出した中間圧冷媒は水−冷媒熱交換器７４において温水と熱交換（吸熱）することで乾き度が増加してガス化する。
【００６６】
電磁弁２８ｃは暖房モード時に閉状態にあるので、中間圧のガス冷媒はインジェクション通路２２ｄを通ってインジェクションポート２２ｃに流入する。
【００６７】
一方、冷媒−冷媒熱交換器２３の内部通路２３ａを通る高圧冷媒は外部通路２３ｂを通る冷媒と熱交換（放熱）し、過冷却される。この過冷却された高圧冷媒は第２減圧装置２７に流入し、第２減圧装置２７により低圧ＰＬまで減圧され室外熱交換器２４に流入する。そして、この低圧冷媒が室外熱交換器２４を通る際に室外ファン２４ａの送風空気（外気）から吸熱して蒸発する。
【００６８】
室外熱交換器２４で蒸発したガス冷媒は、開状態にある暖房用電磁弁２８ａを通過してアキュムレータ２５に流入し、暖房負荷の変動により生じる液冷媒はアキュムレータ２５内に溜められる。アキュムレータ２５ではそのＵ状の冷媒出口管２５ａの上端開口部からガス冷媒を吸入するとともに、Ｕ状の冷媒出口管２５ａの底部に設けたオイル戻し穴（図示せず）から、オイルが溶け込んだ液冷媒を吸入してガス冷媒に混合し、このガス冷媒を圧縮機２２の吸入ポート２２ｂに吸入させる。これにより、中間期の暖房低負荷時のように冷媒流量が少ない条件のもとでも、圧縮機２２へ確実にオイルを戻すことができる。
【００６９】
第１減圧装置（電気式膨張弁）２６の開度は、中間圧冷媒の温度センサ４１ｆおよび圧力センサ４１ｇの検出信号に基づいて制御装置４０により制御されて、圧縮機２２のインジェクションポート２２ｃに流入するガスインジェクション冷媒のスーパーヒートＳＨが所定量になるように冷媒流量を制御する。すなわち、ガスインジェクション冷媒のスーパーヒートＳＨが大きくなれば、第１減圧装置（電気式膨張弁）２６の開度を増大し、逆にスーパーヒートＳＨが小さくなれば、第１減圧装置（電気式膨張弁）２６の開度を減少させる。このようなガスインジェクション冷媒のスーパーヒート制御により圧縮機２２への過度な液戻りを防止できる。
【００７０】
また、第２減圧装置２７の開度は制御装置４０により制御されて、冷媒−冷媒熱交換器２３の内部通路２３ａを出た高圧冷媒のサブクールＳＣが所定量になるように冷媒−冷媒熱交換器２３での交換熱量を制御する。すなわち、高圧冷媒のサブクールＳＣが大きくなれば、第２減圧装置２７の開度を増大して高圧を低下させてサブクールＳＣを減少させる。逆に、高圧冷媒のサブクールＳＣが小さくなれば、第２減圧装置２７の開度を減少して高圧を上昇させて、サブクールＳＣを増加させる。
【００７１】
なお、図９において、Ｇｉはインジェクション通路２２ｄからインジェクションポート２２ｃにガスインジェクションされる冷媒流量、Ｇｅは室外熱交換器（暖房時の蒸発器）２４を通して圧縮機２２に吸入される冷媒流量、Δｉ1 は冷媒−冷媒熱交換器２３および水−冷媒熱交換器７４で吸熱するガスインジェクション側の中間圧冷媒のエンタルピ差で、Δｉ2 は冷媒−冷媒熱交換器２３で放熱して、第２減圧装置２７に向かう高圧冷媒のエンタルピ差である。
【００７２】
また、通路切替ドア１６、１７は凝縮器１２側の空気通路を開いてバイパス通路１２ａを全閉するので、圧縮機２２から吐出された高温高圧冷媒と送風機７により送風された空気とを凝縮器１２にて熱交換させる。
【００７３】
図１０は第１減圧装置２６により減圧された中間圧冷媒の圧力（中間圧）を横軸にとり、縦軸にインジェクション冷媒のスーパーヒートＳＨおよび暖房能力Ｑｃをとったもので、スーパーヒートＳＨが所定値Ｔ１であるときに、水−冷媒熱交換器７４での廃熱回収がないときは中間圧＝Ｐｍとなり、そのときの暖房能力ＱｃはＱ１となる。
【００７４】
これに対し、本実施形態のように、水−冷媒熱交換器７４で温水から廃熱回収を行うときは、スーパーヒートＳＨを同じ値Ｔ１に制御しても、温水からの廃熱回収により中間圧冷媒のガス化が促進されるので、図１１に示すように中間圧をＰｍからＰｍ１まで高めることができる。この中間圧の上昇により、ガスインジェクション冷媒流量がＧｉからＧｉ１に増加して、暖房能力Ｑｃを図１０のＱ１からＱ２に向上できる。図１１は廃熱回収の有無によるサイクル冷媒状態の変化を示すモリエル線図である。
【００７５】
次に、暖房モード時における除霜モードについて説明する。暖房モード時では蒸発器として作用する室外熱交換器２４において発生する凝縮水が凍結して、室外熱交換器２４に着霜状態が生じる。この室外熱交換器２４の着霜状態が制御装置４０により判定されると、電磁弁２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、通路切替ドア１６、１７等の機器が図８の除霜モード時の状態に切り替えられる。
【００７６】
室外熱交換器２４の着霜状態は種々な方法で判定することができるが、本例では、室外熱交換器２４の着霜により室外熱交換器２４の出口冷媒温度Ｔｈｏが低下して、外気温Ｔａｍとこの出口冷媒温度Ｔｈｏとの差（Ｔａｍ−Ｔｈｏ）が所定値（例えば、２０°Ｃ）より大きくなると、室外熱交換器２４が着霜状態であるとしてサイクルを図１２の除霜モード状態に切り替える。
【００７７】
図１２の矢印は除霜モードにおける冷媒の流れ方向を示し、図１３は除霜モードにおける冷媒の状態変化を示すモリエル線図である。
【００７８】
除霜モード時には、通路切替ドア１６、１７により凝縮器１２の空気通路が全閉されているので、送風機７の送風空気はすべて凝縮器１２のバイパス通路１２ａを通過する。そのため、圧縮機２２からの吐出ガス冷媒は凝縮器１２で熱交換せずに吐出直後の状態のまま凝縮器１２を通過し、分岐点６１ａにて２つの流れに分岐される。
【００７９】
すなわち、一方の冷媒流れは冷媒−冷媒熱交換器２３の内部通路２３ａを通って放熱した後に、第２減圧装置２７により減圧され室外熱交換器２４に流入する。ここで、減圧後のガス冷媒（ホットガス）が室外熱交換器２４にて放熱して、室外熱交換器２４の霜を溶かす。室外熱交換器２４を通過した冷媒は開状態にある暖房用電磁弁２８ａを通過してアキュムレータ２５に流入する。
【００８０】
分岐点６１ａからの他方の冷媒流れは、第１減圧装置２６に流入し、減圧される。この減圧後のガス冷媒は冷媒−冷媒熱交換器２３の外部通路２３ｂを通り、内部通路２３ａを通る高圧ガス冷媒と熱交換して吸熱した後に、水−冷媒熱交換器７４の外部通路（冷媒通路）７４ｂにて温水から再度吸熱する。
【００８１】
その後に、ガス冷媒は除霜用電磁弁２８ｃを通過して室内蒸発器１１に流入し、送風機７の送風空気中に放熱する。室内蒸発器１１を通過した冷媒は、アキュムレータ２５に流入し、室外熱交換器２４を通過した冷媒と合流し、圧縮機２２に吸入される。
【００８２】
室内蒸発器１１にて加熱された送風空気（温風）は凝縮器１２のバイパス通路１２ａを通過して主にフット吹出口８から車室内へ吹き出し、車室内の暖房を行う。従って、除霜中にも車室内の暖房を続行できるので、除霜中における車室内温度の低下を抑制できる。なお、除霜モード時には第１、第２減圧装置２６、２７は予め設定された所定の制御開度に保持される。
【００８３】
除霜モードが進行して、室外熱交換器２４の出口冷媒温度Ｔｈｏが上昇して外気温Ｔａｍとこの出口冷媒温度Ｔｈｏとの差（Ｔａｍ−Ｔｈｏ）が所定値（例えば、２０°Ｃ）以下になり、かつ、その状態が所定時間（例えば、１０秒）以上継続されると、室外熱交換器２４の除霜が終了したと判定し、自動的に暖房モードに復帰させる。
【００８４】
次に、温度コントロールレバー５１が図３のＰＣ１からＰＣ２の位置にあると、制御装置４０は冷房モードと判定して電磁弁２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、通路切替ドア１６、１７等の機器を図８の冷房モードの状態に制御する。図１の白抜き矢印は冷房モードにおける冷媒流れを示す。
【００８５】
冷房モード時には、通路切替ドア１６、１７が凝縮器１２側の空気通路を全閉するため、送風機７の送風空気は全量、バイパス通路１２ａを流れる。そのため、圧縮機２２から吐出された高温高圧の過熱ガス冷媒は、凝縮器１２で送風機７の送風空気と熱交換（放熱）せず、それ故、圧縮機２２からの吐出直後の過熱状態のまま、凝縮器１２を通過する。
【００８６】
このとき、第１、第２減圧装置（電気式膨張弁）２６、２７が全閉状態に制御されているため、圧縮機２２からの吐出ガス冷媒の全量が、開弁状態にある冷房用電磁弁２８ｂおよびバイパス通路６２を通って室外熱交換器２４に流入する。
【００８７】
この室外熱交換器２４では、高圧ガス冷媒が室外ファン２４ａの送風空気（外気）と熱交換（放熱）して凝縮する。そして、室外熱交換器２４で凝縮した冷媒は、電磁弁２８ａ、２８ｃの閉弁により第３減圧装置２９を通過して低圧ＰＬまで減圧された後、蒸発器１１に流入する。ここで、第３減圧装置２９は高圧センサ４１ｂと室外熱交換器２４の出口冷媒温度センサ４１ｈの検出信号に基づいて室外熱交換器２４出口冷媒のサブクールが所定値となるように弁開度が制御される。
【００８８】
蒸発器１１にて冷媒が送風機７の送風空気から吸熱して蒸発し、蒸発器１１にて冷却された冷風は、上記したように下流側の室内凝縮器１２は通過せず、そのバイパス通路１２ａを冷風のまま通過して、主にフェイス吹出口９から車室内へ吹き出して車室内を冷房する。
【００８９】
一方、蒸発器１１で蒸発したガス冷媒はアキュムレータ２５に流入し、このアキュムレータ２５からガス冷媒は圧縮機２２の吸入ポート２２ｂに吸入される。
【００９０】
次に、温度コントロールレバー５１が図３のＰＤ１からＰＤ２の位置にあると、制御装置４０は除湿モードと判定して電磁弁２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、通路切替ドア１６、１７等の機器を図８の除湿モード時の状態に制御する。図１の斜線付き矢印は除湿モード時の冷媒流れ経路を示す。
【００９１】
除湿モード時には、通路切替ドア１６、１７により凝縮器１２の空気通路が開放されるので、圧縮機２２から吐出された高温高圧の過熱ガス冷媒は凝縮器１２に流入し、ここで送風機７の送風空気と熱交換（放熱）し、ガス冷媒が凝縮する。
【００９２】
このとき、第１減圧装置２６および冷房用電磁弁２８ｂが全閉されているので、凝縮器１２で凝縮した高圧冷媒の全量が冷媒−冷媒熱交換器２３の内部通路２３ａを通過する。このとき、内部通路２３ａを通過する冷媒は冷却されず、室内凝縮器１２を出たときの状態のまま、冷媒−冷媒熱交換器２３を通過して第２減圧装置２７に流入し、この第２減圧装置２７により中間圧に減圧され室外熱交換器２４に流入する。
【００９３】
ここで、第２減圧装置２７により作られる中間圧は、除湿モードにおいて高い吹出温度が必要な第１除湿モードＤ1 では、外気温度に対する冷媒の飽和圧力より低く設定することにより、室外熱交換器２４を蒸発器として作用させて吸熱側に設定できる。すなわち、第２減圧装置２７の開度を小さくして減圧量を大きくすることにより中間圧が低く設定される。
【００９４】
そして、室外熱交換器２４を流れ出た中間圧冷媒は、暖房用電磁弁２８ａの閉弁により第３減圧装置２９に流入し、低圧ＰＬまで減圧される。この減圧された低圧冷媒は蒸発器１１に流入し、送風機７の送風空気から吸熱して蒸発した後、アキュムレータ２５に流入する。アキュムレータ２５からガス冷媒は圧縮機２２の吸入ポート２２ｂに吸入される。
【００９５】
除湿モードでは、室内空調ユニット１内に設定された蒸発器１１および凝縮器１２にともに冷媒が流れて、送風機７の送風空気はまず蒸発器１１で冷却、除湿され、その後に凝縮器１２にて再加熱され、温風となる。この温風は主にデフ吹出口１０より車室内へ吹き出され、窓ガラスの曇り止めを行うとともに、車室内を除湿暖房する。
【００９６】
ところで、除湿モードの中で、高い吹出温度が必要な第１除湿モードＤ1 では、圧縮機２２の動力、室外熱交換器２４の吸熱量、および室内蒸発器１１での吸熱量の総和を室内凝縮器１２から放熱できるため、目的とする高い吹出温度を作り出すことができる。
【００９７】
一方、除湿モードの中で、低い吹出温度が必要な第２除湿モードＤ2 では、第２減圧装置２７により作られる中間圧を、外気温度に対する冷媒の飽和圧力よりも高く設定することにより、室外熱交換器２４を凝縮器として作用させて放熱側に設定できる。すなわち、第２減圧装置２７の弁開度を大きくして減圧量を小さくすることにより中間圧が高く設定される。
【００９８】
これにより、室外熱交換器２４が凝縮器となり放熱側として作用するため、圧縮機２２の動力Ｌおよび室内蒸発器１１での吸熱量の合計と、室外熱交換器２４での放熱量Ｑｅｈと室内凝縮器１１での放熱量Ｑｃの合計とが等しくなる。従って、室内凝縮器１１での放熱量は第１除湿モードＤ1 の場合より減少するので、目的とする低い吹出温度を作り出すことができる。
【００９９】
なお、本第１実施形態によると、以下の理由からサイクル冷媒循環経路を簡素化できる。すなわち、除霜モードおよび冷房モード時においても、通路切替ドア１６、１７により凝縮器１２への空気流れを遮断してバイパス通路１２ａを空気が通過するようにしているため、凝縮器１２は高圧冷媒が流れる冷媒通路の一部となる。そのため、暖房、冷房、除湿および除霜の全モードを通じて、凝縮器１２に冷媒が流れたままとなるので、圧縮機２２の吐出ガス冷媒を常に凝縮器１２を通して室外熱交換器２４等へ向かう一方向に流すことができる。その結果、冷媒流れ方向逆転のための四方弁の廃止、あるいは、冷媒流れ経路切替用の逆止弁、電磁弁等の弁装置の数を低減することが可能となり、冷媒配管構成を簡素化できる。
【０１００】
（第２実施形態）
図１４は第２実施形態であり、第１実施形態では温水回路８０に三方弁８３を設けて、暖房、除霜モード時には発熱部品８１で加熱された温水を実線矢印Ａのように水−冷媒熱交換器７４側に流し、また、冷房、除湿モード時には発熱部品８１で加熱された温水を破線矢印Ｂのように放熱器８４側に流すようにしているが、第２実施形態では三方弁８３、放熱器８４を廃止して、常に水−冷媒熱交換器７４に温水が流れるようにしている。
【０１０１】
第２実施形態によると、放熱器８４の廃止に伴って発熱部品８１の冷却を常に水−冷媒熱交換器７４にて行う必要が生じる。従って、インジェクション通路２２ｄ側に常に冷媒を循環することになり、冷房モード時にインジェクション冷媒の温度上昇により圧縮機吐出冷媒温度が上昇するものの、温水回路８０の部品点数低減によるコスト低減を図ることができる。
【０１０２】
（第３実施形態）
図１５は第３実施形態であり、第１実施形態では水−冷媒熱交換器７４を中間圧冷媒が流れるインジェクション通路２２ｄ側に設けて、インジェクション冷媒により発熱部品８１の廃熱回収を行っているが、第３実施形態では低圧側冷媒により発熱部品８１の廃熱回収を行うようにしている。
【０１０３】
すなわち、図１５に示すように、蒸発器１１の出口側と暖房用電磁弁２８ａの出口側との合流点７３ｃと、アキュムレータ２５の入口部との間に水−冷媒熱交換器７４を設けている。
【０１０４】
第３実施形態によると、冷房時に蒸発器１１出口からの冷媒が水−冷媒熱交換器７４の外部通路（冷媒通路）７４ｂを通って流れるので、圧損増加による若干の効率低下が生じるとともに、暖房モード時に廃熱回収によるインジェクション冷媒の増量効果を発揮できないが、その代わりに、第３実施形態においては温水回路８０の温水温度が低い条件の時にも、温水からの廃熱回収を行って暖房能力を向上できる。
【０１０５】
すなわち、図１６は第３実施形態による除霜モード時のモリエル線図（図１３に対応）であり、水−冷媒熱交換器７４の外部通路（冷媒通路）７４ｂではアキュムレータ２５入口側の気液２相域の低圧冷媒が流れる。この気液２相域の低圧冷媒の温度は過熱ガス域の冷媒より十分低い温度であるので、温水回路８０の温水温度が多少低くくなっても温水と冷媒との温度差を確保して、温水からの廃熱回収による暖房能力向上を実現できる。この効果は、除霜モード時だけでなく、暖房モード時にも同様に発揮できる。
【０１０６】
なお、図１３、１６では、図面作成上の理由から蒸発器１１での冷媒圧力を室外熱交換器２４での冷媒圧力より低い状態で図示しているが、実際は両者１１、２４での冷媒圧力が同等であることはもちろんである。
【０１０７】
（第４実施形態）
図１７は第４実施形態であり、第１〜第３実施形態では水−冷媒熱交換器（第１熱交換手段）７４と冷媒−冷媒熱交換器（第２熱交換手段）２３とをそれぞれ独立に構成しているが、第４実施形態では図１７〜図１９に示すように、両熱交換器２３、７４を１つの一体型熱交換器２３０として構成している。
【０１０８】
図１８、１９により、一体型熱交換器２３０の具体例を説明すると、冷媒−冷媒熱交換器２３における高圧冷媒が流れる内部通路２３ａに相当する高圧冷媒通路部２３０ａと、冷媒−冷媒熱交換器２３における中間圧冷媒が流れる外部通路２３ｂに相当する中間圧冷媒通路部２３０ｂと、水−冷媒熱交換器７４における温水が流れる内部通路７４ａに相当する温水通路部２３０ｃとを一体化している。
【０１０９】
この一体化に際して、上記三者の通路部２３０ａ〜２３０ｃをいずれもアルミニュウム等の金属により押し出し加工された扁平状の多穴チューブにより構成するとともに、中間圧冷媒通路部２３０ｂを中央にして、その両側に高圧冷媒通路部２３０ａと温水通路部２３０ｃとを密着接合して一体化している。
【０１１０】
（他の実施形態）
なお、上記した第１〜第４実施形態では、凝縮器１２の出口側（冷媒−冷媒熱交換器２３の上流側）の分岐点６１ａと、室外熱交換器２４の入口側（第２減圧装置２７の下流側）の合流点６１ｂとを直接結合するバイパス通路６２を設け、このバイパス通路６０に電磁弁（電気的開閉手段）２８ｂを挿入しているが、バイパス通路６２を廃止して電磁弁２８ｂを第２減圧装置２７の入口、出口間に直接並列接続してもよい。
【０１１１】
上述の各実施形態では、凝縮器１２への空気流れとバイパス通路１２ａへの空気流れを切り替えるドア手段として、連動操作される２枚の板状の通路切替ドア１６、１７を用いているが、このドア手段として、１枚の板状ドア、さらにはフィルム状ドア等を用いてもよいことはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す冷凍サイクル図である。
【図２】第１実施形態で使用する冷媒−冷媒熱交換器の具体例を示す断面図である。
【図３】第１実施形態で使用する空調制御パネルの正面図である。
【図４】図３の空調制御パネルにおける温度コントロールレバーの作動領域と運転モードとの特性図である。
【図５】同温度コントロールレバーの冷房領域の特性図である。
【図６】同温度コントロールレバーの除湿領域の特性図である。
【図７】同温度コントロールレバーの暖房領域の特性図である。
【図８】第１実施形態で使用する弁・ドアの作動説明用の図表である。
【図９】第１実施形態における暖房モードの冷凍サイクルの作動を説明するモリエル線図である。
【図１０】第１実施形態における廃熱回収有無による暖房能力の説明図である。
【図１１】第１実施形態における廃熱回収有無による冷凍サイクルの作動の違いを説明するモリエル線図である。
【図１２】第１実施形態における除霜時の作動を説明する冷凍サイクル図である。
【図１３】第１実施形態における除霜時の作動を説明するモリエル線図である。
【図１４】本発明の第２実施形態を示す冷凍サイクル図である。
【図１５】本発明の第３実施形態を示す冷凍サイクル図である。
【図１６】第３実施形態における除霜時の作動を説明するモリエル線図である。
【図１７】第４実施形態を示す冷凍サイクル図である。
【図１８】第４実施形態による一体型熱交換器を例示する概略斜視図である。
【図１９】図１８の各通路接合部の断面図である。
【符号の説明】
１１…蒸発器、１２…凝縮器、１６、１７…通路切替ドア、２２…圧縮機、
２２ｃ…ガスインジェクションポート、２２ｄ…ガスインジェクション用通路、２３…冷媒−冷媒熱交換器、２４…室外熱交換器、２５…アキュムレータ、
２６…第１減圧装置、２７…第２減圧装置、２９…第３減圧装置、
７４…水−冷媒熱交換器、８１…発熱部品。
【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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