(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮して冷媒を高温高圧の冷媒とするコンプレッサ（２）と、高温高圧の冷媒と室内に導く送風との間で熱交換させる室内コンデンサ（３）と、冷媒を減圧して低圧の冷媒とする減圧手段（６），（７）と、低圧の冷媒と室内に導く送風との間で熱交換させる室内エバポレータ（４）と、冷媒と外気との間で熱交換させる室外熱交換器（５）とを備えた空気調和システム（１Ａ）〜（１Ｃ）であって、
前記コンプレッサ（２）からの高温高圧の冷媒が前記室外熱交換器（５）に導かれた後に前記減圧手段（６）を通って前記室内エバポレータ（４）に導かれる冷房用循環経路と、前記コンプレッサ（２）からの高温高圧の冷媒が前記室内コンデンサ（３）に導かれた後に前記減圧手段（６），（７）を通って、互いに並列に接続される前記室内エバポレータ（４）と前記室外熱交換器（５）に導かれる暖房用循環経路とに切り替えでき、
前記減圧手段（６），（７）は、冷媒の暖房用循環経路で、前記室内エバポレータ（４）側の分岐路に設けられた第１減圧手段（６）と、前記室外熱交換器（５）側の分岐路に設けられた第２減圧手段（７）とを有し、
前記室内エバポレータ（４）側の分岐路と前記室外熱交換器（５）側の分岐路の下流合流点における冷媒圧力を同一圧力に調整する冷媒圧力調整手段（８）が設けられ、前記冷媒圧力調整手段（８）は、室内エバポレータ（４）と下流合流点との間に介在された第１圧力調整弁（８ａ）と、前記室外熱交換器（５）と下流合流点との間に介在された第２圧力調整弁（８ｂ）とを有し、
暖房運転では、前記室内エバポレータ（４）を通過した冷媒が所定の冷媒過熱度になるよう前記第１減圧手段（６）を、前記室外熱交換器（５）を通過した冷媒が所定の冷媒過熱度になるよう前記第２減圧手段（７）を制御すると共に、下流合流点における冷媒圧力が同一圧力になるよう前記第１圧力調整弁（８ａ）及び前記第２圧力調整弁（８ｂ）を制御する制御部（１２）を備えたことを特徴とする空気調和システム（１Ａ）〜（１Ｃ）。
【請求項２】
請求項１記載の空気調和システム（１Ａ）〜（１Ｃ）であって、
前記室内エバポレータ（４）を通過した冷媒の温度を検知する第１冷媒温度センサ（Ｓ１）と、
前記室外熱交換器（５）を通過した冷媒の温度を検知する第２冷媒温度センサ（Ｓ２）と、
外気温度を検知する外気温度検知センサ（Ｓ３）とを備え、
前記制御部（１２）は、前記第１冷媒温度センサ（Ｓ１）、前記第２冷媒温度センサ（Ｓ２）、前記外気温度センサ（Ｓ３）の検知温度情報に基づいて前記第１減圧手段（６）及び前記第２減圧手段（７）を制御することを特徴とする空気調和システム（１Ａ）〜（１Ｃ）。
【請求項３】
請求項２記載の空気調和システム（１Ａ）〜（１Ｃ）であって、
前記制御部（１２）は、前記室外熱交換器（５）の出口側の冷媒蒸発温度を外気温より低温に設定する制御を行うことを特徴とする空気調和システム（１Ａ）〜（１Ｃ）。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の空気調和システム（１Ｂ）であって、
前記前記冷媒圧力調整手段（８）は、下流合流点に配置されたエジェクタ（２１）にて構成されたことを特徴とする空気調和システム（１Ｂ）。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の空気調和システム（１Ｂ）であって、
冷媒の暖房用循環経路には、前記室内コンデンサ（３）と前記減圧手段（７）の間を通過する冷媒と、前記室外熱交換器（５）と下流合流点の間を通過する冷媒間で熱交換させる内部熱交換部（２０）が設けられたことを特徴とする空気調和システム（１Ｂ）。
【請求項６】
請求項５記載の空気調和システム（１Ｂ）であって、
前記内部熱交換部（２０）は、ペアーチューブで構成されたことを特徴とする空気調和システム（１Ｂ）。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれかに記載の空気調和システム（１Ａ）〜（１Ｃ）であって、
前記室外熱交換器（５）は、冷媒が循環されない位置に切り替えできることを特徴とする空気調和システム（１Ａ）〜（１Ｃ）。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれかに記載の空気調和システムであって、
冷媒の暖房用循環経路は、前記室外熱交換器（５）に替えて熱回収熱交換器（３０）が前記室内エバポレータ（４）に並列に接続される経路とされたことを特徴とする空気調和システム（１Ｄ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷房運転と暖房運転が可能であり、暖房運転では除湿暖房となる空気調和システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の空気調和システムとしては、特許文献１に開示されたものがある。この空気調和システム１００は、図１３に示すように、冷媒を圧縮して冷媒を高温高圧とするコンプレッサ１０１と、コンプレッサ１０１で高温高圧とされた冷媒を外気との間で熱交換させる室外コンデンサ１０２と、高温高圧の冷媒と室内に導く送風との間で熱交換させる室内コンデンサ１０３と、室内コンデンサ１０３で冷却された冷媒を減圧して低圧の冷媒とする第１減圧手段１０４と、低圧の冷媒と室内に導く送風との間で熱交換させる室内エバポレータ１０５と、コンプレッサ１０１で高温高圧とされた冷媒を室外コンデンサ１０２に供給するか、室外コンデンサ１０２をバイパスさせるバイパス経路１０６に導くか否かを選択できる三方弁１０７とを備えている。
【０００３】
冷房運転時には、三方弁１０７が室外コンデンサ１０２側を選択し、コンプレッサ１０１からの高温高圧の冷媒が室外コンデンサ１０２、室内コンデンサ１０３及び室内エバポレータ１０５を通る循環経路に切り替えられる。
【０００４】
暖房運転時には、三方弁１０７がバイパス経路１０６側を選択し、コンプレッサ１０１からの高温高圧の冷媒が室内コンデンサ１０３と室内エバポレータ１０５のみを通る循環経路に切り替えられる。
【０００５】
冷房運転では、室内に導かれる送風は、室内エバポレータ１０５と必要に応じて室内コンデンサ１０３を通過し、所望温度の冷風とされて室内に導かれる。そして、冷房運転における冷媒の熱の授受を見ると、冷媒の熱は室内コンデンサ１０３と室外コンデンサ１０２の双方で放熱するため、室内エバポレータ１０５では吸熱量が室内コンデンサ１０３より大きく、十分な冷房性能が期待できる。
【０００６】
暖房運転では、室内に導かれる送風は、室内エバポレータ１０５と必要に応じて室内コンデンサ１０３を通過し、所望温度の温風とされて室内に導かれる。室内に導かれる送風は、室内エバポレータ１０５を通過する際に凝縮水を発生するため、室内を除湿暖房することができる。
【０００７】
一方、他の従来例としては、図１５に示すものが提案されている。図１５に示すように、この空気調和システム１１０は、冷媒を圧縮して冷媒を高温高圧の冷媒とするコンプレッサ１１１と、高温高圧の冷媒と室内に導く送風との間で熱交換させる室内コンデンサ１１２と、室内コンデンサ１１２の下流側の一方の分岐路に配置され、室内コンデンサ１１２で冷却された冷媒を減圧して低圧の冷媒とする第１膨張弁１１３と、第１膨張弁１１３で低圧とされた冷媒と室内に導く送風との間で熱交換させる室内エバポレータ１１４と、室内コンデンサ１１２の下流側の他方の分岐路に配置され、室内コンデンサ１１２で冷却された冷媒を減圧して低圧の冷媒とする第２膨張弁１１５と、第２膨張弁１１５で低圧とされた冷媒と室外空気との間で熱交換させる室外エバポレータ１１６と、室内エバポレータ１１４の出口側に介在され、室内エバポレータ１１４の出口側冷媒圧力が所定未満以下で閉塞し、所定圧力以上で開放する蒸発圧力調整弁１１７とを備えている。
【０００８】
この空気調和システム１１０では、システム駆動開始時は、室内エバポレータ１１４の出口側冷媒温度が所定圧力未満以下であるため、冷媒が室内エバポレータ１１４側には流れずに、室外エバポレータ１１６側に流れる。室内に導かれる送風は、室内コンデンサ１１２を通過して温風とされ、温風が室内に導かれる。
【０００９】
システム駆動開始から時間が経過し、室内エバポレータ１１４の出口側冷媒温度が所定圧力以上となると、蒸発圧力調整弁１１７が開放し、冷媒が室内エバポレータ１１４と室外エバポレータ１１６の双方に流れる。室内に導かれる送風は、室内エバポレータ１１４と室内コンデンサ１１２を通過し、所望温度の温風とされて室内に導かれる。室内に導かれる送風は、室内エバポレータ１１４を通過する際に凝縮水を発生するため、室内を除湿暖房することができる。
【特許文献１】特許公報第２７４５９９７号
【特許文献２】特開平７−２６６８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前者の従来例では、図１４に示すように、暖房運転における冷媒の熱の授受を見ると、冷媒の熱は室内コンデンサ１０３でのみ放熱し、室内エバポレータ１０５で吸熱するため、コンプレッサ１０１の動力に相当する熱量だけが暖房熱量となる。従って、除湿暖房できるものの暖房性能が低いという問題がある。
【００１１】
後者の従来例では、暖房運転と冷房運転の双方を行うことができず、しかも、暖房運転の初期は、除湿暖房ではないという問題がある。
【００１２】
そこで、本発明は、冷房運転と暖房運転ができるシステムにあって、暖房運転では常に除湿暖房でき、しかも、高い暖房性能を発揮する空気調和システム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】
【００１３】
上記目的を達成する請求項１の発明は、冷媒を圧縮して冷媒を高温高圧の冷媒とするコンプレッサと、高温高圧の冷媒と室内に導く送風との間で熱交換させる室内コンデンサと、冷媒を減圧して低圧の冷媒とする減圧手段と、低圧の冷媒と室内に導く送風との間で熱交換させる室内エバポレータと、冷媒と外気との間で熱交換させる室外熱交換器とを備えた空気調和システムであって、前記コンプレッサからの高温高圧の冷媒が前記室外熱交換器に導かれた後に前記減圧手段を通って前記室内エバポレータに導かれる冷房用循環経路と、前記コンプレッサからの高温高圧の冷媒が前記室内コンデンサに導かれた後に前記減圧手段を通って、互いに並列に接続される前記室内エバポレータと前記室外熱交換器に導かれる暖房用循環経路とに切り替えでき、前記減圧手段は、冷媒の暖房用循環経路で、前記室内エバポレータ側の分岐路に設けられた第１減圧手段と、前記室外熱交換器側の分岐路に設けられた第２減圧手段とを有し、前記室内エバポレータ側の分岐路と前記室外熱交換器側の分岐路の下流合流点における冷媒圧力を同一圧力に調整する冷媒圧力調整手段が設けられ、前記冷媒圧力調整手段は、室内エバポレータと下流合流点との間に介在された第１圧力調整弁と、前記室外熱交換器と下流合流点との間に介在された第２圧力調整弁とを有し、暖房運転では、前記室内エバポレータ（４）を通過した冷媒が所定の冷媒過熱度になるよう前記第１減圧手段（６）を、前記室外熱交換器（５）を通過した冷媒が所定の冷媒過熱度になるよう前記第２減圧手段（７）を制御すると共に、下流合流点における冷媒圧力が同一圧力になるよう前記第１圧力調整弁及び前記第２圧力調整弁を制御する制御部を備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１記載の空気調和システムであって、前記室内エバポレータを通過した冷媒の温度を検知する第１冷媒温度センサと、前記室外熱交換器を通過した冷媒の温度を検知する第２冷媒温度センサと、外気温度を検知する外気温度検知センサとを備え、前記制御部は、前記第１冷媒温度センサ、前記第２冷媒温度センサ、前記外気温度センサの検知温度情報に基づいて前記第１減圧手段及び前記第２減圧手段を制御することを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項２記載の空気調和システムであって、前記制御部は、前記室外熱交換器の出口側の冷媒蒸発温度を外気温より低温に設定する制御を行うことを特徴とする。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の空気調和システムであって、前記前記冷媒圧力調整手段は、下流合流点に配置されたエジェクタにて構成されたことを特徴とする。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の空気調和システムであって、冷媒の暖房用循環経路には、室内コンデンサと減圧手段の間を通過する冷媒と、室外熱交換器と下流合流点の間を通過する冷媒間で熱交換させる内部熱交換部が設けられたことを特徴とする。
【００１８】
請求項６の発明は、請求項５記載の空気調和システムであって、内部熱交換部は、ペアーチューブで構成されたことを特徴とする。
【００１９】
請求項７の発明は、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の空気調和システムであって、室外熱交換器は、冷媒が循環されない位置に切り替えできることを特徴とする。
【００２０】
請求項８の発明は、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の空気調和システムであって、冷媒の暖房用循環経路は、室外熱交換器に替えて熱回収熱交換器が室内エバポレータに並列に接続される経路とされたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明によれば、冷房運転ではコンプレッサからの高温高圧の冷媒が室外熱交換器に導かれ、減圧手段で減圧された低圧の冷媒が室内エバポレータに導かれる冷房用循環経路とする。これによって、室内に導かれる送風は、室内エバポレータを通過し、冷風とされて室内に導かれる。
【００２２】
又、暖房運転では、コンプレッサからの高温高圧の冷媒が室内コンデンサに導かれ、減圧手段で減圧された冷媒が並列接続された室内エバポレータと室外熱交換器にそれぞれ導かれる暖房用循環経路とする。これによって、室内に導かれる送風は、室内エバポレータと室内コンデンサを通過し、所望温度の温風とされて室内に導かれる。室内に導かれる送風は、室内エバポレータを通過する際に凝縮水を発生するため、室内を除湿暖房することができる。そして、暖房運転における冷媒の熱の授受を見ると、冷媒は室内コンデンサでのみ放熱し、室内エバポレータと室外熱交換器の双方で吸熱するため、コンプレッサの動力に相当する熱量と室外熱交換器の吸熱に相当する熱量が暖房用熱量となる。以上より、冷房運転と暖房運転ができるシステムにあって、暖房運転では常に除湿暖房ができ、しかも、高い暖房性能を発揮することができる。
【００２３】
又、減圧手段として第１減圧手段と第２減圧手段を有し、暖房運転時には第１減圧手段と第２減圧手段を制御するため、暖房運転にあって、室内エバポレータの出口側の冷媒蒸発温度と室外熱交換器の出口側の冷媒蒸発温度をそれぞれ別個に設定できる。従って、第２減圧手段によって室内エバポレータの冷媒蒸発温度より室外熱交換器の冷媒蒸発温度を低く設定できるため、室外熱交換器は外気温度が低い時でも外気からの吸熱を行うことができ、外気が低温でも優れた暖房性能を発揮することができる。
【００２４】
又、冷媒圧力調整手段を設けたため、冷媒の暖房用循環経路にあって、室内エバポレータ側の分岐路を通った冷媒と室外熱交換器側の分通路を通った冷媒がそれぞれ他の分岐路に逆流することを防止できる。これによって、室内エバポレータ内を通過する冷媒圧力と室外熱交換器を通過する冷媒圧力をそれぞれ所望の圧力に維持できる。
【００２５】
又、冷媒圧力調整手段として第１圧力調整弁と第２圧力調整弁を有するため、室内温度が外気温度よりも高い場合のみならず低い場合にも双方の冷媒圧力を同一に調整できるため、外気温度と室内温度の高低に関わらず除湿暖房が可能である。
請求項２の明によれば、請求項１の発明の効果に加え、暖房運転時にあって、第１減圧手段及び第２減圧手段を第１冷媒温度センサ、第２冷媒温度センサ、外気温度センサの検知情報に基づいて制御できるため、確実な制御が可能である。
請求項３の発明によれば、請求項１又は請求項２の発明の効果に加え、室外熱交換器は外気温度が低い時でも外気からの吸熱を行うことができる。
請求項４の発明によれば、請求項１〜請求項３の発明と同様の効果が得られる。
【００２６】
請求項５の発明によれば、請求項１〜請求項４の発明の効果に加え、内部熱交換部によって外部熱交換器の性能が向上すると共に、室内コンデンサで室内に利用できなかった熱量を回収できる。
【００２７】
請求項６の発明によれば、請求項５の発明の効果に加え、内部熱交換部を簡単に構成できる。
【００２８】
請求項７の発明によれば、請求項１〜請求項６の発明の効果に加え、除湿を主目的とした除湿暖房運転では、コンプレッサからの高温高圧の冷媒が室内コンデンサに導かれ、低圧の冷媒が室外熱交換器に導かれる除湿暖房用循環経路とする。これによって、室内に導かれる送風は、室内エバポレータと必要に応じて室内コンデンサを通過し、所望温度の温風とされて室内に導かれる。室内に導かれる送風は、室内エバポレータを通過する際に凝縮水を発生するため、室内を除湿暖房することができる。そして、除湿暖房運転における冷媒の熱の授受を見ると、冷媒の熱は室内コンデンサで放熱し、室内エバポレータで吸熱するため、コンプレッサの動力に相当する熱量だけが暖房熱量となる。以上より、除湿を主目的とした除湿暖房運転が可能である。
【００２９】
請求項８の発明によれば、請求項１〜請求項７の発明の効果に加え、回収熱交換器は冷房運転時には使用されないため、室外空気への放熱を配慮せずに室外空気からの吸熱のみを配慮した位置に設置することができ、設置位置の自由度が増す。又、室外空気からの吸熱に適した位置（例えば車室の換気空気を利用する位置）に設置できるため、暖房性能の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３１】
（第１実施形態）
図１〜図８は本発明の空気調和システムを車両用空気調和システムに適用した第１実施形態を示し、図１は車両用空気調和システムの概略構成図、図２は車両用空気調和システムの要部回路ブロック図、図３（ａ）は車両用空気調和システムの概略動作フローチャート、図３（ｂ）は暖房が選択された場合の動作フローチャート、図４（ａ）は除湿暖房運転時の動作フローチャート、図４（ｂ）は暖房運転時の動作フローチャート、図５は冷房運転時の冷媒の流れを示す図、図６は除湿暖房運転時の冷媒の流れを示す図、図７は暖房運転時の冷媒の流れを示す図、図８はＰ−ｈ線上に本実施形態に係る冷凍サイクルの状態を示した図である。
【００３２】
図１に示すように、車両用空気調和システム１Ａは、コンプレッサ２と、室内コンデンサ３と、室内エバポレータ４と、室外熱交換器５と、減圧手段である第１膨張弁６及び第２膨張弁７と、冷媒圧力調整手段８と、合流器９と、２つの三方弁１０ａ，１０ｂとを備え、三方弁１０ａ，１０ｂの切り替えと第２膨張弁７及び第１圧力調整弁８ａの開閉によって、図５〜図７に示す３つの循環経路に切り替えできるように構成されている。つまり、図５に示す冷房用循環経路と、図６に示す除湿暖房用循環経路と、図７に示す暖房用循環経路に切り替えできる。
【００３３】
冷房用循環経路では、室外熱交換器５が室内コンデンサ３と共に冷凍サイクルの高圧側に接続され、室内エバポレータ４が冷凍サイクルの例圧側に接続される。
【００３４】
除湿暖房用循環経路では、室外熱交換器５が循環経路外に配置され、室内コンデンサ３が冷凍サイクルの高圧側に、室内エバポレータ４が冷凍サイクルの低圧側に接続される。
【００３５】
暖房用循環経路では、室内コンデンサ３が冷凍サイクルの高圧側に接続され、室内エバポレータ４と室外熱交換器５が共に冷凍サイクルの低圧側に並列接続される。つまり、暖房用循環経路では、室内コンデンサ３の下流で２つの分岐路に分かれ、一方の分岐路に第１膨張弁６及び室内エバポレータ４が、他方の分岐路に第２膨張弁７及び室外熱交換器５接続され、双方の冷媒が合流器９で合流される。
【００３６】
図１に戻り、コンプレッサ２は、冷媒を圧縮し、高温高圧の冷媒として吐出する。冷媒は、二酸化炭素等の超臨界冷媒が使用されている。
【００３７】
室内コンデンサ３は、送風を車室内に導く空調ダクト１１内に配置され、高温高圧の冷媒と送風との間で熱交換させる。
【００３８】
室内エバポレータ４は、同じく空調ダクト１１内に配置され、第１膨張弁６で減圧された低温低圧の冷媒と送風との間で熱交換させる。空調ダクト１１内には、室内コンデンサ３を通過する送風と室内コンデンサ３をバイパスする送風との配風割合を調整できる配風ドア（図示せず）が設けられている。
【００３９】
室外熱交換器５は、車室外（例えばエンジンルーム内）に配置され、冷媒と外気との間で熱交換させる。
【００４０】
減圧手段は、第１減圧手段である第１膨張弁６と、第２減圧手段である第２膨張弁７とから構成されている、
第１膨張弁６は、図７の暖房用循環経路にあって、室内コンデンサ３の下流の一方の分岐路に配置され、室内コンデンサ３より排出された冷媒を減圧する。
【００４１】
第２膨張弁７は、図７の暖房用循環経路にあって、室内コンデンサ３の下流の他方の分岐路に配置され、室内コンデンサ３より排出された冷媒を減圧する。
【００４２】
冷媒圧力調整手段８は、図７の暖房用循環経路にあって、室内エバポレータ４と合流点である合流器９との間に介在された第１圧力調整弁８ａと、室外熱交換器５と合流点である合流器９との間に介在された第２圧力調整弁８ｂとから構成されている。第１圧力調整弁８ａと第２圧力調整弁８ｂは、合流器９に導かれる双方の冷媒を同一圧力にするよう制御部１２（図２に示す）によって制御される。
【００４３】
また、車両用空気調和システム１Ａには、室内エバポレータ４を通過した冷媒温度を検知する第１冷媒温度センサＳ１と、室外熱交換器５を通過した冷媒温度を検知する第２冷媒温度センサＳ２と外気温度を検知する外気温度センサＳ３と車室内の温度を検知する車室内温度センサＳ４とが設けられている。制御部１２は、これらセンサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の検知温度情報とユーザ指令（冷暖房スイッチのオン・オフ、温度設定など）に基づいてコンプレッサ２の駆動、第１膨張弁６及び第２膨張弁７の絞り、第１圧力調整弁８ａ及び第２圧力調整弁８ｂ、三方弁１０ａ，１０ｂ等を制御する。具体的には、制御部１２は、図３（ａ）、（ｂ）及び図４（ａ）、（ｂ）に示す各フローに基づいて制御する。図３（ａ）、（ｂ）及び図４（ａ）、（ｂ）の各フローの内容は、車両用空気調和システム１Ａの動作で説明する。
【００４４】
次に、車両用空気調和システム１Ａの動作を説明する。
【００４５】
図３（ａ）に示すように、車両用空気調和システム１Ａが駆動され、冷暖房スイッチで冷房が選択されると（ステップＳ１）、冷房運転が選択される（ステップＳ２）。又、冷房が選択されない、つまり、暖房が選択されると（ステップＳ１）、暖房（除湿暖房運転と暖房運転の総称）が選択される（ステップＳ３）。
【００４６】
冷房運転では、図５に示す冷房用循環経路に切り替えられる。コンプレッサ２からの高温高圧の冷媒は、室外熱交換器５、室内コンデンサ３、第１膨張弁６、室内エバポレータ４を通ってコンプレッサ２に戻る。室外熱交換器５は、冷凍サイクルの高圧側に配置され、コンデンサ（放熱器）として機能する。これによって、車室内に導かれる送風は、室内エバポレータ４と必要に応じて室内コンデンサ３を通過し、所望温度の冷風とされて車室内に導かれる。そして、冷房運転における冷媒の熱の授受を見ると、冷媒は室内コンデンサ３と室外熱交換器５の双方で放熱するため、室内エバポレータ４では吸熱量が室内コンデンサ３より大きく、高い冷房性能を発揮することができる。
【００４７】
暖房が選択されると、図３（ｂ）に示すように、コンプレッサ２からの冷媒が室内コンデンサ３に入る暖房側経路に２つの三方弁１０ａ，１０ｂを切り替える（ステップＳ１０）。次に、車室内温度センサＳ４の検知データを読み込む（ステップＳ１１）。この読み込んだ車室内温度Ｔａｍｂと暖房用モード切替温度ＴＭとを比較し（ステップＳ１２）、車室内温度Ｔａｍｂが暖房用モード切替温度ＴＭより高ければ、除湿暖房運転が選択される（ステップＳ１３）。車室内温度Ｔａｍｂが暖房用モード切替温度ＴＭより低ければ、暖房運転が選択される（ステップＳ１４）。
【００４８】
除湿暖房運転では、図４（ａ）に示すように、第２膨張弁７を全閉し（ステップＳ２０）、第１圧力調整弁８ａを全開する（ステップＳ２１）。これによって、図６に示す除湿暖房用循環経路に切り替えられる。コンプレッサ２からの高温高圧の冷媒は、室内コンデンサ３、第１膨張弁６、室内エバポレータ４を通ってコンプレッサ２に戻る。このような冷媒の循環にあって、第１膨張弁６は、第１冷媒温度センサＳ１の検知冷媒温度に基づき、所定の冷媒過熱度になるよう弁開度が制御される（ステップＳ２２）。室外熱交換器５は、冷凍サイクルの循環経路より外れた位置とされる。車室内に導かれる送風は、室内エバポレータ４と室内コンデンサ３を通過し、所望温度の温風とされて車室内に導かれる。又、車室内に導かれる送風は、室内エバポレータ４を通過する際に凝縮水を発生するため、車室内を除湿暖房することができる。
【００４９】
暖房運転では、第１及び第２膨張弁６，７と、第１及び第２圧力調整弁８ａ，８ｂを全開位置や全閉位置としないことから、図７に示す暖房用循環経路に切り替えられる。そして、図４（ｂ）に示すように、外気温度センサＳ３等の検知データを読み込み（ステップＳ３０）、室外熱交換器５の出口側の冷媒蒸発温度を設定する（ステップＳ３１）。
【００５０】
コンプレッサ２からの高温高圧の冷媒は、室内コンデンサ３を通過した後に第１膨張弁６及び室内エバポレータ４の分岐路と、第２膨張弁７及び室外熱交換器５の分岐路とに分かれて流れる。合流器９で合流され、その後にコンプレッサ２に戻る。このような冷媒の循環にあって、第２膨張弁７は、第２冷媒温度センサＳ２の検知冷媒温度に基づき、所定の冷媒過熱度になるよう弁開度が制御される（ステップＳ３２）。第１膨張弁６も、第１冷媒温度センサＳ１の検知冷媒温度に基づき、所定の冷媒過熱度になるよう弁開度が制御される（ステップＳ３３）。そして、室内エバポレータ４側を流れた冷媒が室外熱交換器５側を流れた冷媒と同一圧力になるよう第１圧力調整弁８ａが調整される（ステップＳ３４）。
【００５１】
この暖房運転では、室外熱交換器５は、冷凍サイクルの低圧側に配置されてエバポレータ（吸熱器）として機能する。これによって、室内に導かれる送風は、室内エバポレータ４と必要に応じて室内コンデンサ３を通過し、所望温度の温風とされて車室内に導かれる。車室内に導かれる送風は、室内エバポレータ４を通過する際に凝縮水を発生するため、車室内を除湿暖房することができる。そして、暖房運転における冷媒の熱の授受を見ると、冷媒は室内コンデンサ３でのみ放熱し、室内エバポレータ４と室外熱交換器５の双方で吸熱するため、図８に示すように、コンプレッサ２の動力に相当する熱量と室外熱交換器５の吸熱に相当する熱量が暖房熱量となる。
【００５２】
以上より、冷房運転と暖房運転ができるシステムにあって、暖房運転では常に除湿暖房ができ、しかも、高い暖房性能を発揮することができる。
【００５３】
この実施形態では、冷房運転では、コンプレッサ２からの高温高圧の冷媒が室外熱交換器５を流れた後に室内コンデンサ３を流れるよう構成されているが、室外熱交換器５を流れた後に、室内コンデンサ３を流れることなく第１膨張弁６に導かれるよう構成しても良い。
【００５４】
この実施形態では、室内エバポレータ４と室外熱交換器５の上流側にはそれぞれ第１膨張弁６及び第２膨張弁７、つまり、専用の減圧手段が設けられているので、室内エバポレータ４を通過する冷媒の冷媒蒸発温度と室外熱交換器５を通過する冷媒の冷媒蒸発温度をそれぞれ別個に調整できる。従って、第２膨張弁７によって室内エバポレータ４の冷媒蒸発温度より室外熱交換器５の冷媒蒸発温度を低く設定できるため、室外熱交換器５は外気温度が低い時でも外気からの吸熱を行うことができ、外気が低温でも優れた暖房性能を発揮することができる。特に、この実施形態では、冷媒として超臨界冷媒を使用している。従って、外気が超低温（例えばマイナス２０℃程度）であり、室外熱交換器５の冷媒蒸発温度を外気温より低温に設定してもコンプレッサ２の入口側（低圧側）の冷媒圧力が大気圧以下にならないため、外気が超低温でも不具合なくエバポレータ（吸熱器）として機能する。
【００５５】
尚、減圧手段は、２つの分岐路の上流分岐箇所より上流で、且つ、室内コンデンサ３よりも下流位置に介在した単一の減圧手段（膨張弁）にて構成しても良い。
【００５６】
この実施形態では、室外熱交換器５は、冷媒が循環されない位置に切り替えできる。つまり、上記したように除湿暖房運転が可能である。この除湿暖房運転における冷媒の熱の授受を見ると、冷媒の熱は室内コンデンサ３でのみ放熱し、室内エバポレータ４でのみ吸熱するため、コンプレッサ２の動力に相当する熱量だけが暖房熱量となる。以上より、暖房性能が低く、除湿を主目的とした除湿暖房運転が可能である。
【００５７】
この実施形態では、室内エバポレータ４側の分岐路と室外熱交換器５側の分岐路の下流合流点における冷媒圧力を同一圧力に調整する冷媒圧力調整手段８が設けられている。従って、冷媒の暖房用循環経路にあって、室内エバポレータ４側の分岐路を通った冷媒と室外熱交換器５側の分岐路を通った冷媒がそれぞれ他の分岐路に逆流することを防止できる。これによって、室内エバポレータ４内を通過する冷媒圧力と室外熱交換器５を通過する冷媒圧力をそれぞれ所望の圧力に維持できる。
【００５８】
又、冷媒圧力調整手段８は、室内エバポレータ４と下流合流点との間に介在された第１圧力調整弁８ａと、室外熱交換器５と下流合流点との間に介在された第２圧力調整弁８ｂとから構成されているので、室内温度が外気温度よりも高い場合のみならず低い場合にも双方の冷媒圧力を同一に調整できる。又、暖房運転を行う状況下では、室内温度が外気温度より高いのが通常であるため、冷媒圧力調整手段８を第１圧力調整弁８ａのみから構成しても良い。
【００５９】
（第２実施形態）
図９は本発明の第２実施形態に係る車両用空気調和システムの概略構成図である。
【００６０】
図９に示すように、第２実施形態の車両用空気調和システム１Ｂは、前記第１実施形態のものと比較するに、冷媒の除湿暖房用循環経路にあって、室内コンデンサ３と第２膨張弁７の間を通過する冷媒と、室外熱交換器５と下流合流点である合流器９の間を通過する冷媒間で熱交換させる内部熱交換部２０を有する。内部熱交換部２０は、ペアーチューブ（図示せず）にて構成され、ペアーチューブの一方のチューブ内を室内コンデンサ３から排出された高圧の冷媒が、ペアーチューブの他方のチューブ内を室外熱交換器５から排出された低圧の冷媒がそれぞれ通過するようになっている。
【００６１】
他の構成は、前記第１実施形態と同一であるため、図面に同一符号を付して重複説明を省略する。
【００６２】
この車両用空気調和システム１Ｂでは、内部熱交換部２０が設けられたので、室外熱交換器５の性能が向上すると共に、室内コンデンサ３で室内に利用できなかった熱量を回収できる。
【００６３】
この車両用空気調和システム１Ｂでは、内部熱交換部２０がペアーチューブ（図示せず）にて構成されたので、内部熱交換部２０を簡単に構成できる。
【００６４】
（第３実施形態）
図１０及び図１１は本発明の第３実施形態を示し、図１０は車両用空気調和システムの概略構成図、図１１はエジェクタの拡大断面図である。
【００６５】
図１０に示すように、第３実施形態の車両用空気調和システム１Ｃは、前記第１実施形態のものと比較するに、冷媒圧力調整手段がエジェクタ２１にて構成されている。
【００６６】
図１１に示すように、エジェクタ２１は、エジェクタ本体２２を有する。エジェクタ本体２２内には、冷媒吐出部２２ａと、これに連通し、通路径の小さい喉部２２ｂと、喉部２２ｂに連通し、通路径の大きな拡張部２２ｃが形成されている。冷媒吐出部２２ａには、喉部２２ｂに向かって開口する高圧側ノズル２３と、喉部２２ｂに直交する方向に開口する低圧側ノズル２４が接続されている。高圧側ノズル２３は、冷媒吐出部２２ａへの突出量を可変できるようになっている。高圧側ノズル２３には、室外熱交換器５より排出された冷媒が導かれ、低圧側ノズル２４には、室内エバポレータ４より排出された冷媒が導かれている。
【００６７】
他の構成は、前記第１実施形態と同一であるため、図面に同一符号を付して重複説明を省略する。
【００６８】
この第３実施形態にあっても、暖房運転時には、室内エバポレータ４から排出された冷媒と室外熱交換器５から排出された冷媒がエジェクタ２１を通過し、その際に同一圧力とされてコンプレッサ２に戻される。
【００６９】
高圧側ノズル２３は、冷媒吐出部２２ａへの突出量を可変できるので、冷媒蒸発温度、吸引能力などを可変できる。
【００７０】
（第４実施形態）
図１２は本発明の第４実施形態に係る車両用空気調和システムの概略構成図である。
【００７１】
図１２に示すように、第４実施形態の車両用空気調和システム１Ｄは、前記第１実施形態のものと比較するに、室外熱交換器５の他に熱回収熱交換器３０が付設されている。そして、冷媒の除湿暖房用循環経路は、室外熱交換器５に替えて熱回収熱交換器３０が室内エバポレータ４に並列に接続される経路とされる。これに合わせて、第２圧力調整弁８ｂは、熱回収熱交換器３０と合流点である合流器９との間に介在されている。第２冷媒温度センサＳ２は、熱回収熱交換器３０の出口側の冷媒温度を検知する。
【００７２】
この第４実施形態では、冷媒の除湿暖房用循環経路は、室外熱交換器５に替えて熱回収熱交換器３０が室内エバポレータ４に並列に接続される経路とされる。従って、回収熱交換器３０は冷房運転時には使用されないため、室外空気への放熱を配慮せずに室外空気からの吸熱のみを配慮した位置に設置することができ、設置位置の自由度が増す。又、室外空気からの吸熱に適した位置（例えば車室の換気空気を利用する位置）に設置できるため、暖房性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第１実施形態を示し、車両用空気調和システムの概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態を示し、車両用空気調和システムの要部回路ブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態を示し、（ａ）は車両用空気調和システムの概略動作フローチャート、（ｂ）は暖房が選択された場合の動作フローチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態を示し、（ａ）は除湿暖房運転時の動作フローチャート、（ｂ）は暖房運転時の動作フローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態を示し、冷房運転時の冷媒の流れを示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態を示し、除湿暖房運転時の冷媒の流れを示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態を示し、暖房運転時の冷媒の流れを示す図である。
【図８】本発明の第１実施の形態を示し、Ｐ−ｈ線上に本実施形態に係る冷凍サイクルの状態を示した図である。
【図９】本発明の第２実施形態を示し、車両用空気調和システムの概略構成図である。
【図１０】本発明の第３実施形態を示し、車両用空気調和システムの概略構成図である。
【図１１】本発明の第３実施形態を示し、エジェクタの拡大断面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態を示し、車両用空気調和システムの概略構成図である。
【図１３】従来例の空気調和システムの概略構成図である。
【図１４】Ｐ−ｈ線上に従来例に係る冷凍サイクルの状態を示した図である。
【図１５】他の従来例の空気調和システムの概略構成図である。
【符号の説明】
【００７４】
１Ａ〜１Ｄ  車両用空気調和システム（空気調和システム）
２  コンプレッサ
３  室内コンデンサ
４  室内エバポレータ
５  室外熱交換器
６  第１膨張弁（減圧手段、第１減圧手段）
７  第２膨張弁（減圧手段、第２減圧手段）
８  冷媒圧力調整手段
８ａ  第１圧力調整手段
８ｂ  第２圧力調整手段
２０  内部熱交換部
３０  熱回収熱交換器
【図１】
0005108606.tif 000002
【図２】
0005108606.tif 000003
【図３】
0005108606.tif 000004
【図４】
0005108606.tif 000005
【図５】
0005108606.tif 000006
【図６】
0005108606.tif 000007
【図７】
0005108606.tif 000008
【図８】
0005108606.tif 000009
【図９】
0005108606.tif 000010
【図１０】
0005108606.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0005108606.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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