(57)【要約】【課題】冷房運転と暖房運転ができるシステムにあって、除湿暖房で、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。【解決手段】電動コンプレッサ１と、室外コンデンサ２と、室内コンデンサ３と、第１膨張弁６及び第２膨張弁７と、室内エバポレータ４と、室内エバポレータ４と並列に接続され、且つ、第２膨張弁７で低圧とされた冷媒と電動コンプレッサ１との間で熱交換させる室外エバポレータ５と、電動コンプレッサ１からの高温高圧の冷媒が室外コンデンサ２に導かれ、第１膨張弁６を通って室内エバポレータ４に導かれる冷房用循環経路と、電動コンプレッサ１からの高温高圧の冷媒が室内コンデンサ３に導かれ、第１膨張弁６及び第２膨張弁７を通って室内エバポレータ４及び室外エバポレータ５に導かれる除湿暖房用循環経路に切り替える。【選択図】図１
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【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（１）と、
高温高圧の冷媒と外気との間で熱交換させる室外コンデンサ（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、
高圧の冷媒を減圧して低圧の冷媒とする減圧手段（６），（７）と、
前記減圧手段（６）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（４）と、
前記室内エバポレータ（４）と並列に接続され、且つ、前記減圧手段（７）で低圧とされた冷媒と前記コンプレッサ（１）との間で熱交換させる室外エバポレータ（５）と、
前記コンプレッサ（１）からの高温高圧の冷媒が前記室外コンデンサ（２）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（１）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）を通って前記室内エバポレータ（４）及び前記室外エバポレータ（５）に導かれる除湿暖房用循環経路に切り替えできる第１切替手段（８）とを備えたことを特徴とする空気調和システム（Ａ）。
【請求項２】
請求項１記載の空気調和システム（Ａ）であって、
前記コンプレッサ（１）からの高温高圧の冷媒を前記室外コンデンサ（２）に導く熱交換経路と、前記室外コンデンサ（２）を迂回するバイパス通路（１０）に導くバイパス経路とに切り替えできる第２切替手段（９）を有することを特徴とする空気調和システム（Ａ）。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の空気調和システム（Ａ）であって、
前記減圧手段は、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、前記室外エバポレータ（５）側の分岐路に設けられた第２減圧手段（７）とを有することを特徴とする空気調和システム（Ａ）。
【請求項４】
請求項３記載の空気調和システム（Ａ）であって、
前記第１切替手段（８）は、前記コンプレッサ（１）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（７）を通って前記室外エバポレータ（５）に導かれ、前記室内エバポレータ（４）に導かない非除湿暖房用循環経路に切り替えできることを特徴とする空気調和システム（Ａ）。
【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（Ａ）であって、
前記室外エバポレータ（５），（５Ａ），（５Ｂ）は、前記コンプレッサ（１）に一体化されたことを特徴とする空気調和システム（Ａ）。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の空気調和システム（Ａ）であって、
前記室外エバポレータ（５Ａ）は、前記コンプレッサ（１）の外周を冷媒が通るよう構成されたことを特徴とする空気調和システム（Ａ）。
【請求項７】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の空気調和システム（Ａ）であって、
前記室外エバポレータ（５Ｂ）は、前記コンプレッサ（１）の内部を冷媒が通るよう構成されたことを特徴とする空気調和システム（Ａ）。
【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、除湿暖房が可能な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１１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１３に示すものが提案されている。図１３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１２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、除湿暖房で、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、高温高圧の冷媒と外気との間で熱交換させる室外コンデンサと、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、高圧の冷媒を減圧して低圧の冷媒とする減圧手段と、減圧手段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と、室内エバポレータと並列に接続され、且つ、減圧手段で低圧とされた冷媒とコンプレッサとの間で熱交換させる室外エバポレータと、コンプレッサからの高温高圧の冷媒が室外コンデンサに導かれた後に減圧手段を通って室内エバポレータに導かれる冷房用循環経路と、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た後に減圧手段を通って室内エバポレータ及び室外エバポレータに導かれる除湿暖房用循環経路に切り替えできる第１切替手段と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、コンプレッサからの高温高圧の冷媒を室外コンデンサに導く熱交換経路と、室外コンデンサを迂回するバイパス通路に導くバイパス経路とに切り替えできる第２切替手段を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載の空気調和システムであって、減圧手段は、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、室外エバポレータ側の分岐路に設けられた第２減圧手段とを有することを特徴とする。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項３記載の空気調和システムであって、第１切替手段は、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た後に減圧手段を通って室外エバポレータに導かれ、室内エバポレータに導かない非除湿暖房用循環経路に切り替えできることを特徴とする。
【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、室外エバポレータは、コンプレッサに一体化されたことを特徴とする。
【００１８】
請求項６の発明は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の空気調和システムであって、室外エバポレータは、コンプレッサの外周を冷媒が通るよう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５のいずれかに記載の空気調和システムであって、室外エバポレータは、コンプレッサの内部を冷媒が通るよう構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の発明によれば、冷房運転では第１切替手段によって冷房用循環経路を選択する。すると、コンプレッサからの高温高圧の冷媒は、室外コンデンサに導かれて放熱し、減圧手段で減圧された後に室内エバポレータに導かれて吸熱する。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。
【００２１】
又、除湿暖房運転では第１切替手段によって除湿暖房用循環経路を選択する。すると、コンプレッサからの高温高圧の冷媒は、室内コンデンサに導かれて放熱し、減圧手段で減圧された後に室内エバポレータと室外エバポレータの双方に導かれて吸熱する。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、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、除湿暖房運転では、冷媒は室内エバポレータのみならず室外エバポレータでも吸熱するため、コンプレッサの動力に相当する熱量と室外エバポレータの吸熱量に相当する熱量が暖房用熱量として利用可能である。しかも、室外エバポレータは外気に比べて十分に高温となるコンプレッサから吸熱するため、外気より吸熱させる場合に比べて吸熱性能が高い。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、除湿暖房で、しかも、高い暖房性能を発揮することができる。
【００２２】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、暖房運転では第２切替手段によってバイパス経路を選択する。すると、コンプレッサからの高温高圧の冷媒は、室外コンデンサには導かれずに室内コンデンサにのみ導かれ、室内コンデンサの放熱量がアップする。この室内コンデンサによる放熱量のアップ分だけ暖房性能が向上する。
【００２３】
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、第１減圧手段は、車室内温度に応じて室内エバポレータの出口側の冷媒蒸発温度を調整し、第２減圧手段は、冷却用冷媒の温度に応じて室外エバポレータの出口側の冷媒蒸発温度を調整できるため、室内温度と冷却用冷媒の温度が異なる場合でも一定の冷媒過熱度を維持する制御が可能である。
【００２４】
請求項４の発明によれば、請求項３の発明の効果に加え、非除湿暖房運転では、室内に導かれる送風は、室内エバポレータで冷却されずに室内コンデンサで加熱されるため、暖房性能が大幅に向上する。
【００２５】
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、システムの構成部品の増加、これに伴うコストアップを極力抑えることができると共に、車載性にも影響を与えない。
【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、室外エバポレータのコンプレッサへの組み付けが容易である。
【００２７】
請求項６の発明によれば、請求項１〜請求項４の発明の効果に加え、冷媒がコンプレッサ内部の熱を効率良く吸熱できるため、室外エバポレータの吸熱性能が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
（実施形態）
図１〜図７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一実施形態を示し、図１は車両用空気調和システムの概略構成図、図２は室外エバポレータを電動コンプレッサの外周に装着した状態を示す斜視図、図３は車両用空気調和システムの要部回路ブロック図、図４は冷房運転時の冷媒の流れを示す図、図５は除湿暖房運転時の冷媒の流れを示す図、図６は非除湿暖房運転時の冷媒の流れを示す図、図７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。
【００３０】
図１に示すように、車両用空気調和システムＡは、コンプレッサである電動コンプレッサ１と、室外コンデンサ２と、室内コンデンサ３と、室内エバポレータ４と、室外エバポレータ５と、減圧手段である第１膨張弁６及び第２膨張弁７と、第２切替手段である２つの三方弁８ａ，８ｂと、冷媒圧力調整手段９及び合流器１０とを備えている。
【００３１】
電動コンプレッサ１は、冷媒を圧縮する圧縮機構部とこの圧縮機構部を駆動する電動モータと電動モータを駆動制御するモータ制御部とを内蔵する。そして、吸引した冷媒を圧縮機構部で圧縮し、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。
【００３２】
２つの三方弁８ａ，８ｂは、電動コンプレッサ１及び室外コンデンサ２の間と、室外コンデンサ２及び室内コンデンサ３間にそれぞれ配置されている。そして、２つの三方弁８ａ，８ｂは、電動コンプレッサ１からの高温高圧の冷媒を室外コンデンサ２に導く熱交換経路と、室外コンデンサ２をバイパスするバイパス通路１１に導くバイパス経路とを選択する。２つの三方弁８ａ，８ｂは、制御部１５によって制御される。
【００３３】
室外コンデンサ２は、エンジンルーム内に配置され、高温高圧の冷媒と外気との間で熱交換させる。
【００３４】
室内コンデンサ３は、送風を車室内に導く空調ダクト１２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。室内コンデンサ３の下流通路は２つに分岐され、分岐された２つの通路はコンプレッサ１の手前で合流されている。一方の分岐通路に第１膨張弁６及び室内エバポレータ４が、他方の分岐通路に第２膨張弁７及び室外エバポレータ５が設けられている。
【００３５】
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、上記したように、室内コンデンサ３の下流の一方の分岐路に配置されている。第１膨張弁６は、室内コンデンサ３より排出された高圧の冷媒を減圧する。
【００３６】
第２膨張弁７は、上記したように、室内コンデンサ３の下流の他方の分岐路に配置されている。第２膨張弁７は、室内コンデンサ３より排出された高温の冷媒を減圧する。
【００３７】
又、第１膨張弁６及び第２膨張弁７は、第１切替手段を兼用している。つまり、第２膨張弁７の全閉位置では、室内コンデンサ３を通過した冷媒が他方の分岐通路に導かれない。又、第１膨張弁６の全閉位置では、室内コンデンサ３を通過した冷媒が一方の分岐通路に導かれない。つまり、第１膨張弁６と第２膨張弁７によって、室内コンデンサ３で冷却された冷媒を、室内エバポレータ４にのみ導く図４の冷房用循環経路と、室内エバポレータ４と室外エバポレータ５の双方に導く図５の除湿暖房用循環経路と、室外エバポレータ５にのみ導く図６の非除湿暖房用循環経路に切り替えできる。第１膨張弁６及び第２膨張弁７は、制御部１５によって制御される。
【００３８】
室内エバポレータ４は、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】
室外エバポレータ５は、空調ダクト１１の外部で、且つ、電動コンプレッサ１より吸熱可能に配置されている。具体的には、室外エバポレータ５は、図２に詳しく示すように、電動コンプレッサ１の外周にほぼ密着された螺旋状パイプにて構成され、電動コンプレッサ１の外周に一体化されている。これにより、電動コンプレッサ１の外周を冷媒が通るようになっている。そして、室外エバポレータ５は、第２膨張弁７で減圧された低温低圧の冷媒と電動コンプレッサ１との間で熱交換させる。
【００４０】
図１に戻り、冷媒圧力調整手段９は、前記した２つの分岐通路にそれぞれ配置された第１圧力調整弁９ａと第２圧力調整弁９ｂとから構成されている。第１圧力調整弁９ａと第２圧力調整弁９ｂは、２つの分岐通路の合流箇所における冷媒圧力を同じにするよう上流側の圧力が高い方が調整される。又、第１圧力調整弁９ａと第２圧力調整弁９ｂは、制御部１５によって弁開度が調整される。
【００４１】
制御部１５（図３に示す）は、上記したように第１膨張弁６及び第２膨張弁７の弁開度と三方弁８ａ，８ｂの切替えを制御することによって、図４に示す冷房用循環経路と、図５に示す暖房用循環経路に切り替える。この詳しい経路内容については、下記の動作で説明する。
【００４２】
また、車両用空気調和システムＡには、室内エバポレータ４の出口側の冷媒温度を検知する第１冷媒温度センサＳ１と、室外エバポレータ５の出口側の冷媒温度を検知する第２冷媒温度センサＳ２と外気温を検知する外気温センサＳ３と車室内の温度を検知する車室内温度センサＳ４（図３に示す）、車室内の湿度を検知する湿度センサＳ５とが設けられている。制御部１５は、これらセンサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５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）に基づいて電動コンプレッサ１の駆動、第１膨張弁６及び第２膨張弁７の絞り、電磁弁８、三方弁９等を制御する。具体的な制御内容については、車両用空気調和システムＡの動作で説明する。
【００４３】
また、車両用空気調和システムＡ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、室外エバポレータ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とエンジン冷却水の温度を検知する冷却水温度センサＳ３と車室内の温度を検知する車室内温度センサＳ４（図２に示す）とが設けられている。制御部１５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１の駆動、第１膨張弁６及び第２膨張弁７の絞り、電磁弁８、三方弁９等を制御する。具体的な制御内容については、車両用空気調和システムＡの動作で説明する。
【００４４】
次に、車両用空気調和システムＡの動作を説明する。冷房運転が選択されると、制御部１５によって３つの三方弁８ａ，８ｂが室外コンデンサ２の通路を選択し、第２膨張弁７が全閉位置とされ、図４に示す冷房用循環経路に切り替えられる。
【００４５】
電動コンプレッサ１からの高温高圧の冷媒は、室外コンデンサ２、室内コンデンサ３を通った後に、室内エバポレータ４のみを通ってコンプレッサ１に戻る。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、室内エバポレータ４の出口の冷媒過熱度を一定に保つよう弁開度が制御される。
【００４６】
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（フル冷房では、室内コンデンサ３を通らない）、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、冷媒は室外コンデンサ２と室内コンデンサ３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】
除湿暖房運転が選択されると、制御部１５によって２つの三方弁８ａ，８ｂがバイパス通路１０を選択し、図５に示す除湿暖房用循環経路に切り替えられる。
【００４８】
コンプレッサ１からの高温高圧の冷媒は、室内コンデンサ３を通った後に分岐され、第１膨張弁６と室内エバポレータ４を通る分岐路と第２膨張弁７及び室外エバポレータ５を通る分岐路を流れ、その後に合流してコンプレッサ１に戻る。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、室内エバポレータ４の出口の冷媒過熱度を一定に保つよう弁開度が制御される。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、室外エバポレータ５の出口の冷媒過熱度を一定に保つよう弁開度が制御される。尚、電動コンプレッサ１の起動直後等にあって、電動コンプレッサ１より潜熱による吸熱ができない場合には、第２膨張弁７を全開位置として顕熱によって吸熱する。
【００４９】
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（フル暖房では、室内コンデンサ３を全て通る）、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、除湿暖房運転では、冷媒は室内エバポレータ４のみならず室外エバポレータ５でも吸熱するため、図７に示すように、電動コンプレッサ１の動力に相当する熱量と室外エバポレータ５の吸熱量に相当する熱量が暖房用熱量となる。しかも、室外エバポレータ５は外気に比べて十分に高温となる電動コンプレッサ１から吸熱するため、外気より吸熱させる場合に比べて吸熱性能が高い。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、除湿暖房で、しかも、高い暖房性能を発揮することができる。
【００５０】
又、除湿暖房であるため、「リサーク」でも窓ガラスの曇りを防止できるとともに、「フレッシュ」に対して吸気温度が高いため、その分だけ吹き出し温度も高くできる。
【００５１】
内外気温度及び室内の湿度から室内の除湿が必要ない場合には非除湿暖房運転が選択される。非除湿暖房運転が選択されると、制御部１５によって２つの三方弁８ａ，８ｂがバイパス通路１０を選択し、第１膨張弁６が全閉位置に位置され、図６に示す非除湿暖房用循環経路に切り替えられる。
【００５２】
コンプレッサ１からの高温高圧の冷媒は、室内コンデンサ３を通った後に、第２膨張弁７及び室外エバポレータ５を通る分岐路のみを流れてコンプレッサ１に戻る。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、室外エバポレータ５の出口の冷媒過熱度を一定に保つよう弁開度が制御される。
【００５３】
室内に導かれる送風は、室内コンデンサ３を通過し、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で吸熱されないため、除湿されることはないが冷却もされないことから除湿暖房運転に比べて高温の温風が得られる。
【００５４】
除湿暖房運転及び非除湿暖房運転では、室外エバポレータ５によって電動コンプレッサ１の熱が吸熱されるため、電動コンプレッサ１（特に、モータ制御部）が冷却され、長寿命化に寄与する。
【００５５】
この第１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コンデンサ２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、室外コンデンサ２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を経て室内エバポレータ４に導かれるよう構成しても良い。
【００５６】
この第１実施形態では、コンプレッサ１からの高温高圧の冷媒を室外コンデンサ２に流す熱交換経路と、バイパス通路１０に流すバイパス経路に切り替えできる三方弁９を有するので、前記したように非常に高い暖房性能を発揮することができる。
【００５７】
この第１実施形態では、減圧手段は、室内エバポレータ４への分岐通路に設けられた第１膨張弁６と、室外エバポレータ５への分岐通路に設けられた第２膨張弁７とから構成されている。つまり、室内エバポレータ４と室外エバポレータ５が専用の減圧手段を有するので、第１膨張弁６は、車室内温度等の吸気送風温度に応じて室内エバポレータ４の出口側の冷媒蒸発温度を調整し、第２膨張弁７は、電動コンプレッサ１の温度に応じて室外エバポレータ５の出口側の冷媒蒸発温度を調整できるため、室内エバポレータ４の出口側と室外エバポレータ５の出口側をそれぞれ一定の冷媒過熱度に調整する制御が可能である。例えば、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エバポレータ５の冷媒蒸発温度を低く設定できるため、室外エバポレータ５は電動コンプレッサ１の温度が非常に低い時でも電動コンプレッサ１からの吸熱を行うことができ、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、外気温度が超低温（例えばマイナス２０℃程度）であり、エンジン２１の始動時に電動コンプレッサ１の低く、室外エバポレータ５の冷媒蒸発温度を外気温度より低温に設定しても電動コンプレッサ１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室外エバポレータ５を有効作動できる。
【００５８】
この実施形態では、室内エバポレータ４側の分岐路と室外エバポレータ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９ａ，９ｂが設けられている。つまり、冷媒の除湿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エバポレータ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。
【００５９】
又、冷媒圧力調整手段は、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９ａと、室外エバポレータ５と下流合流点との間に介在された第２圧力調整弁９ｂとから構成されている。従って、室内温度と電動コンプレッサ１の温度の高低に関わらず双方の冷媒圧力を同じに調整できる。
【００６０】
この実施形態では、室外エバポレータ５が電動コンプレッサ１に一体化されているので、システムの構成部品の増加、これに伴うコストアップを極力抑えることができると共に、車載性にも影響を与えない。
【００６１】
この実施形態では、室外エバポレータ５は、電動コンプレッサ１の外周を冷媒が通るよう構成されている。従って、室外エバポレータ５は電動コンプレッサ１の外周に配置すれば良いため、組み付けが容易である。
【００６２】
（室外エバポレータの変形例）
図８は第１変形例の室外エバポレータを内蔵した電動コンプレッサの斜視図である。図８に示すように、電動コンプレッサ１は、ハウジング１ａによって被われおり、このハウジング１ａ内に本来の圧縮用とは異なる冷媒通路を設けることによって室外エバポレータ５Ａが一体に構成されている。室外エバポレータ５Ａは、ハウジング１ａの外側にサブ吸入ポート１ｂとサブ吐出ポート１ｃを有する。
【００６３】
この第１変形例の室外エバポレータ５Ａが電動コンプレッサ１に一体化されているので、システムの構成部品の増加、これに伴うコストアップを極力抑えることができると共に、車載性にも影響を与えない。
【００６４】
この第１変形例の室外エバポレータ５Ａは、電動コンプレッサ１の内部を冷媒が通るよう構成されているので、冷媒が電動コンプレッサ１の内部の熱を効率良く吸熱できるため、室外エバポレータ５Ａの吸熱性能が向上する。
【００６５】
図９及び図１０は室外エバポレータの第２変形例を示し、図９は室外エバポレータを内蔵した電動コンプレッサ１の断面図、図１０は図９のＤ−Ｄ線断面図である。
【００６６】
図９及び図１０に示すように、電動コンプレッサ１は、ハウジング３０を有し、ハウジング３０に、冷媒を圧縮する圧縮機構部３１と、この圧縮機構部３１を駆動する電動モータ３２と、電動モータ３２を駆動制御するモータ制御部３３とを内蔵する。電動コンプレッサ１には、冷媒が吸入ポート３４から吸入通路３５を通って圧縮機構部３１に吸引され、圧縮機構部３１に圧縮された冷媒が吐出通路３６を通り吐出ポート３７から外部に排出される。ハウジング３０は、モータ制御部３３に密着する位置に２枚の密着された補助ハウジング４０，４１を有する。この補助ハウジング４０，４１は、吸入通路３５とは別の冷媒通路４２を設けることによって室外エバポレータ５Ｂが一体に構成されている。冷媒通路４２の一端は、補助ハウジング４０，４１のサブ吸入ポート４３に開口し、冷媒通路４２の他端は、電動コンプレッサ１の本来の冷媒吸入通路３４に開口されている。
【００６７】
この第２変形例の室外エバポレータ５Ｂにあっても、第１変形例のものと同様の効果が得られる。その上、この第２変形例の室外エバポレータ５Ｂは、モータ制御部３３の近傍を冷媒が通るため、電動コンプレッサ１内で最大の発熱体であるモータ制御部３３より有効に吸熱でき、吸熱性に優れている。
【００６８】
室外エバポレータとしては、熱交換効率が上げるための種々の手段が考えられる。例えば、管内ビードや冷媒の多パス流れ等を適用する手段である。
【００６９】
（その他）
減圧手段は、室内エバポレータ４側の分岐路と室外エバポレータ５側の分岐路の分岐箇所より上流に設けられた単一の減圧手段としても良い。２つのエバポレータ（室内エバポレータ４と室外エバポレータ５）に対して１つの第１膨張弁６で低圧の冷媒を導くため、部品点数の削減化、コストの低減化、システム構成のシンプル化になる。
【００７０】
第１膨張弁６を温度感知式（圧力感知式）とすると共に、室内エバポレータ４の出口に感温筒を設け、第１膨張弁６が感温筒からの検知温度（検知圧力）に基づき、室内エバポレータ４の出口側の冷媒過熱度を一定に保つよう弁開度を自動調整するよう構成しても良い。第２膨張弁７側も同様である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一実施形態を示し、車両用空気調和システムの概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態を示し、室外エバポレータを電動コンプレッサの外周に装着した状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態を示し、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４】本発明の一実施形態を示し、冷房運転時の冷媒の流れを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態を示し、除湿暖房運転時の冷媒の流れを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態を示し、非除湿暖房運転時の冷媒の流れを示す図である。
【図７】本発明の一実施形態を示し、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８】第１変形例の室外エバポレータを内蔵した電動コンプレッサの斜視図である。
【図９】第２変形例の室外エバポレータを内蔵した電動コンプレッサ１の断面図である。
【図１０】図９のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１１】従来例の空気調和システムの概略構成図である。
【図１２】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１３】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】
【００７２】
Ａ  車両用空気調和システム（空気調和システム）
１  電動コンプレッサ（コンプレッサ）
２  室外コンデンサ
３  室内コンデンサ
４  室内エバポレータ
５，５Ａ，５Ｂ  室外エバポレータ
６  第１膨張弁（減圧手段、第１切替手段）
７  第２膨張弁（減圧手段、第１切替手段）
８ａ，８ｂ  三方弁（第２切替手段）
１０  バイパス通路
【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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