JP2001354029A - ヒートポンプ式車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両走行用エンジンの回転数が変化しても空
調性能に影響を受けないようにしたヒートポンプ式車両
用空調装置を提供する。 【解決手段】 電動モータで駆動されガス冷媒を圧縮し
て送出するコンプレッサ１１と、冷媒流れ方向を切り換
える四方弁１２と、冷媒流れ方向に応じて吸熱または廃
熱する吸廃熱兼用熱交換器１３と、高温高圧の液冷媒を
減圧・膨張させる膨張弁１４と、それぞれに電磁開閉弁
１５，１６を設けて冷媒の通過を選択切換可能に配置さ
れ空調空気と熱交換するエバポレータ１７及びコンデン
サ１８とを具備して冷凍サイクルを形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヒートポンプ式車
両用空調装置に係り、特に、空調性能が車両走行用エン
ジンの回転数変化による影響を受けないようにしたヒー
トポンプ式車両用空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両用空調装置としては、冷
房運転用のコンプレッサーを車両走行用のエンジン（内
燃機関）で直接駆動して冷媒を循環させ、暖房運転の熱
源としてエンジン冷却水の一部を温水式ヒータに導入し
てエンジン廃熱を利用する方式が一般的である。このよ
うな車両用空調装置においては、空調する空気の冷房及
び除湿（冷房運転）を行う冷凍サイクルの主な構成要素
として、ガス冷媒を圧縮して送出するコンプレッサ、高
温高圧のガス冷媒と外気との間で熱交換（廃熱）するコ
ンデンサ、高温高圧の液冷媒を減圧・膨張させる膨張弁
及び低温低圧の液冷媒と空調空気との間で熱交換（吸
熱）するエバポレータがあり、各構成要素間を冷媒配管
等で連結して冷媒が循環する閉回路を形成している。こ
の場合の冷凍サイクルは、冷媒の流れ方向が一定であ
り、冷房運転時にのみコンプレッサが駆動されて冷媒を
循環させ、エバポレータを通過した空調空気が吸熱され
て冷却されるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、冷房運転用
のコンプレッサーを車両走行用エンジンで直接駆動する
従来方式では、コンプレッサーの運転が車両の走行状態
に応じて変化するエンジン回転数の影響を強く受けるこ
とになる。また、暖房運転時においても、車両の走行状
態などに応じてエンジン出力が変化するため、結果的に
はエンジン廃熱量も変化して利用できるエンジン冷却水
の温度や水量などに影響を受けることがある。特に、近
年の環境問題対策からエンジンの省エネルギ化が進んで
おり、エンジン廃熱量そのものが減少する傾向にある。
すなわち、車両走行用のエンジンは、信号待ちなどで一
時停車した時のアイドル運転（低回転数）から高速走行
時の高速運転（高回転数）まで広い範囲にわたってエン
ジン回転数が変化するものであるため、このようなエン
ジン回転数の変化により所望の冷媒及び温水の供給量が
得られないなどして冷暖房能力に変動が生じ、安定した
空調運転を行う上で問題となることから、車両の走行状
態にかかわらず安定した冷暖房能力を提供できる車両用
空調装置が望まれている。

【０００４】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、車両走行用エンジンの回転数が変化しても空調性
能に影響を受けないようにしたヒートポンプ式車両用空
調装置を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、以下の手段を採用した。請求項１に記載の
ヒートポンプ式車両用空調装置は、電動モータで駆動さ
れガス冷媒を圧縮して送出するコンプレッサと、冷媒流
れ方向を切り換える四方弁と、冷媒流れ方向に応じて吸
熱または廃熱する吸廃熱兼用熱交換器と、高温高圧の液
冷媒を減圧・膨張させる膨張弁と、それぞれに開閉弁を
設けて冷媒の通過を選択切換可能に配置され空調空気と
熱交換するエバポレータ及びコンデンサとを具備して冷
凍サイクルを形成したことを特徴とするものである。

【０００６】このようなヒートポンプ式車両用空調装置
によれば、電動モータでコンプレッサを駆動するように
したので、空調空気を冷却するエバポレータ及び空調空
気を加熱するコンデンサのいずれか一方または両方に選
択的に冷媒を供給することができるようになり、車両走
行用エンジンの影響を受けることなく安定した空調運転
を実施できる。この時、四方弁の操作により冷媒の流れ
方向を切り換えると、吸廃熱兼用熱交換器は、その流れ
方向に応じて廃熱熱交換器（コンデンサ）または吸熱熱
交換器（エバポレータ）のいずれかの機能を果たす。

【０００７】さらに、上述したヒートポンプ式車両用空
調装置は、前記コンデンサを前記エバポレータの空調空
気後流側に配置し、前記空調空気が前記エバポレータ及
び前記コンデンサのいずれか一方を選択して通過するよ
う開閉ダンパを設けて流路を形成するとともに、前記エ
バポレータを通過した冷風及び前記コンデンサを通過し
た温風を任意の割合で混合しまたは複数の室内吹出口へ
任意の割合で配分するダンパ機構を備えたことを特徴と
している。また、前記吸廃熱兼用熱交換器が、外気また
は内気のいずれかを選択して熱交換することを特徴とし
ている。

【０００８】このようなヒートポンプ式車両用空調装置
によれば、エバポレータを単独で使用する冷房運転、コ
ンデンサを単独で使用する暖房運転、及びエバポレータ
で冷却・除湿した空調空気（冷風）をコンデンサで再加
熱するという除湿暖房運転が可能となる。また、エバポ
レータ及びコンデンサをともに使用することで、冷風と
温風とを混合する吹出温度の調整、冷風及び温風を複数
の室内吹出口へ分配して吹き出すことも可能になる。そ
して、前記吸廃熱兼用熱交換器に内気を導入して熱交換
できるので、低外気温時の吸熱や高外気温時の廃熱にお
いて、吸廃熱兼用熱交換器の効率を向上させることがで
きる。

【０００９】この場合、冷房運転時には、前記コンデン
サの開閉弁を閉じて冷媒供給を停止するとともに、前記
吸廃熱兼用熱交換器を廃熱熱交換器として使用する。ま
た、暖房運転時には、前記エバポレータの開閉弁を閉じ
て冷媒供給を停止するとともに、前記吸廃熱兼用熱交換
器を吸熱熱交換器として使用するが、除湿暖房運転時に
おいては、前記エバポレータ及び前記コンデンサの開閉
弁をともに開いて冷媒を供給し、前記エバポレータで冷
却した空調空気を前記コンデンサで再加熱するとよい。
さらに、前記エバポレータ及び前記コンデンサをともに
使用する場合は、運転状況に応じて吸廃熱兼用熱交換器
を廃熱熱交換器（コンデンサ）または吸熱熱交換器（エ
バポレータ）のいずれで使用してもよい。なお、前記コ
ンプレッサの回転数は、電動モータを回転数制御用イン
バーターで制御して任意に設定できるので、冷媒供給量
を容易に変化させて空調能力の調整を行うことが可能に
なる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るヒートポンプ
式車両用空調装置の一実施形態を図面に基づいて説明す
る。図１において、符号の１０は冷媒系、３０は通常Ｈ
ＶＡＣ（Heating, Ventilation, and Air-Conditionin
g)ユニットと呼ばれる温調ユニットを示しており、両者
は後述する冷媒配管１９で接続されている。

【００１１】冷媒系１０は、図示省略の電動モータで駆
動されるコンプレッサ１１と、冷媒の流れ方向を切り換
える機能を有している四方弁１２と、冷媒の流れ方向に
応じて吸熱または廃熱する吸廃熱兼用熱交換器１３と、
高温高圧の液冷媒を減圧・膨張させる膨張弁１４と、そ
れぞれが電磁開閉弁１５，１６を備えたエバポレータ１
７及びコンデンサ１８とを具備しており、これらの各構
成要素間が冷媒配管１９で連結されて、冷媒が循環して
状態変化を繰り返す閉回路の冷凍サイクルを形成してい
る。なお、図中の符号２０はコンプレッサ１１の上流側
に設置されたアキュムレータを示している。

【００１２】温調ユニット３０は、ケーシング３１内に
設置されたブロワファン３２、エバポレータ１７、コン
デンサ１８を備えている。ブロワファン３２の上流側に
は、ブロワファン３２で吸入する空調空気を選択切換す
るダンパ機構として、内外気切換ダンパ３３を備えた内
気導入口３４及び外気導入口３５が開口している。内気
導入口３４は、車室内の空気（内気）を導入するもの
で、車室内の適所にダクト等を介してあるいは直接開口
している。一方、外気導入口３５は、車室外の空気（外
気）を導入するため、車体外部の適所に連通して開口し
ている。

【００１３】温調ユニット３０内に設置されるコンデン
サ１８は、エバポレータ１７の空調空気後流側に配置す
る。従って、ケーシング３１内には、内気導入口３４及
び外気導入口３５側から空調空気の流れ方向へ、ブロワ
ファン３２、エバポレータ１７、コンデンサ１８の順に
配置されている。また、空調空気がエバポレータ１７及
びコンデンサ１８のいずれか一方を選択して通過できる
流路を形成するため、エバポレータ１７及びコンデンサ
１８はいずれもケーシング３１の断面積より小さい設置
面積とし、さらに、流路切換用の第１開閉ダンパ３６及
び第２開閉ダンパ３７を設けてある。

【００１４】すなわち、ケーシング３１内には、エバポ
レータ１７を通過する冷却流路３８と、エバポレータ１
７をバイパスする冷却バイパス流路３９とが形成され、
さらにその下流側には、コンデンサ１８を通過する加熱
流路４０と、コンデンサ１８をバイパスする加熱バイパ
ス流路４１とが形成され、これらの流路３８，３９，４
０，４１は、回転式の第１開閉ダンパ３６とスライド式
の第２開閉ダンパ３７とが協働することで、適宜所望の
流路を選択切換することができるようになっている。な
お、第１ダンパ３６及び第２ダンパ３７は、ともに開度
調整が可能であるため、冷却流路３８と冷却バイパス流
路３９との間、及び加熱流路４０と加熱バイパス流路４
１との間で空調空気の分配が可能である。

【００１５】さらに、上述した第１開閉ダンパ３６及び
第２開閉ダンパ３７は、エバポレータ１７を通過した冷
風及びコンデンサ１８を通過した温風を、その開閉位置
に応じて任意の割合で混合する機能を有している。そし
て、ケーシング３１の下流には、それぞれに単独で開閉
操作可能なダンパを備えた複数の室内吹出口が設けられ
ている。図示の例では、主として乗員の足元へ温風を吹
き出すフット吹出口４２と、主としてフロントガラスへ
向けて温風を吹き出すことで曇りを除去するデフロスト
吹出口４３と、主として乗員の上半身へ向けて冷風を吹
き出すフェイス吹出口４４とが設けられており、それぞ
れの吹出口にはフットダンパ４２ａ、デフロストダンパ
４３ａ及びフェイスダンパ４４ａが設けられている。

【００１６】図示の例ではさらに、ケーシング３１の内
気導入口３４及び外気導入口３５の近傍に吸廃熱兼用熱
交換器１３が設置されている。この吸廃熱兼用熱交換器
１３を通過して熱交換する空気流を内気または外気から
選択することができるようにするため、ケーシング３１
の上流側端部に空気流切換ダンパ４５ａ，４５ｂを設け
てある。この空気流切換ダンパ４５ａ，４５ｂは、内気
吸入口４６または外気吸入口４７のいずれか一方を閉
じ、空気流の選択切換をする機能を有する開閉ダンパで
ある。なお、吸廃熱兼用熱交換器１３は強制対流ファン
１３ａを備えており、この強制対流ファンを１３ａを作
動させることで、内気または外気が開状態にある吸入口
から吸引される。

【００１７】続いて、図２に基づいて、冷媒系１０の構
成を冷房運転時の冷媒の流れに沿って詳述する。コンプ
レッサ１１は、ガス冷媒を圧縮して冷媒系に送出する機
能を有するもので、回転数制御用インバーターで制御さ
れる電動モータを駆動源としている。電動モータの電力
は、内燃機関エンジンで走行する車両の場合、通常は車
両走行用エンジンで駆動される発電機から電力の供給を
受ける。この発電機に交流発電機を採用すると、所定の
エンジン回転数以上では電圧・電流ともに一定の出力が
得られるので、たとえばこの回転速度がアイドル回転数
とほぼ一致するように設定すれば、車両の走行状態にか
かわらず常に安定した電力を得ることができる。すなわ
ち、エンジン回転数が低いアイドル運転時からエンジン
回転数が高い高速走行時まで、広い範囲にわたって安定
したコンプレッサ駆動が可能になる。また、電気自動車
やハイブリッド車のように大容量のバッテリを備えてい
る車両の場合は、コンプレッサ１１駆動用の電力をバッ
テリから受けるようにしてもよい。この場合も、バッテ
リが所定値以上放電されるまでは、車両の走行状態にか
かわらず安定した電力の供給を得ることができる。

【００１８】このように、インバーター制御される電動
モータでコンプレッサ１１を駆動するようにしたので、
電源とコンプレッサ１１との間は電線で接続するだけで
電力の供給が可能である。このため、コンプレッサ１１
の設置位置は、エンジンで直接駆動する場合のように特
に制限を受けることはなく、エンジンルーム内に限らず
車両の適所に設置することが可能となる。また、インバ
ーター制御の電動モータとしたので、電動モータの回転
数、すなわち電動モータで駆動されるコンプレッサ１１
の回転数を任意に設定できるようになり、従って、コン
プレッサ１１の能力を回転数制御によって容易に調整す
ることができる。

【００１９】さて、冷房運転時は、電磁開閉弁１６が全
閉となっているので、コンプレッサ１１から送出された
高温高圧のガス冷媒は、その全量が冷媒配管１９を通っ
て四方弁１２へ導かれる。四方弁１２は冷媒の流れ方向
を切り換える機能を有するもので、具体的には、高温高
圧のガス冷媒を吸廃熱兼用熱交換器１２へ導く冷房運転
時（図１に破線表示）と、電磁膨張弁１４で凝縮液化さ
れた低温低圧の液冷媒を吸廃熱熱交換器１２へ導く暖房
運転時（図１に実線表示）との二つのポジションを有し
ている。従って、冷房運転時には、図２に矢印で示すよ
うに高温高圧のガス冷媒が吸廃熱兼用熱交換器１２へ導
かれ、高温高圧のガス冷媒が供給された吸廃熱兼用熱交
換器１１は、通過する空気へ廃熱する廃熱熱交換器（コ
ンデンサ）として機能する。この廃熱により、高温高圧
のガス冷媒は高温高圧の液冷媒となり、再度四方弁１２
を経た後、電磁膨張弁１４へ導かれる。

【００２０】電磁膨張弁１４へ導かれた高温高圧の液冷
媒は、断熱膨張して低温低圧の液冷媒となり、冷媒配管
１９から分岐された冷媒配管１９ａへ流入する。この
時、電磁開閉弁１５は全開の状態にあるので、低温低圧
の液冷媒はエバポレータ１７へ流れ込んで空調空気と熱
交換し、低温低圧の液冷媒が吸熱して気化する。この結
果、低温低圧の液冷媒が低温低圧のガス冷媒となり、冷
媒配管１９ｂ及びアキュムレータ２０を通ってコンプレ
ッサ１１へ送られ、一方、吸熱された空調空気は冷却さ
れて冷風となる。この時、コンプレッサ１１の回転数を
インバーター制御することにより、冷媒循環量の変化に
よる温度調整が可能になる。

【００２１】以下、冷媒は同様の経路を循環して流れ、
状態変化を繰り返して冷凍サイクルを形成する。なお、
このような冷房運転では、コンデンサ１８への冷媒流入
が電磁開閉弁１６を閉じてカットされているので、冷風
の再熱が防止される。

【００２２】このような冷房運転を実施するとき、温調
ユニット３０内ではブロワファン３２の作動によって内
気導入口３４から内気が導入され、その全量がエバポレ
ータ１７を通過することで冷風となってフェイス吹出口
４４から直接、あるいは図示省略のダクトを通って導か
れた吹出口より、車室内へ向けて吹き出される。この
時、冷却バイパス流路３９が第１開閉ダンパ３６によっ
て閉じられ、また、加熱流路４０が第２開閉ダンパ３７
によって閉じられている。そして、空気流切換ダンパ４
５ａ，４５ｂは内気吸入口４６を閉じ、吸廃熱兼用熱交
換器１３を外気が通過するようにしてある。なお、必要
に応じて内外気切換ダンパ３３を操作し、外気導入口３
５を開いて温調ユニット３０内に導入した外気を空調す
ることも可能であるが、このような場合には、吸廃熱兼
用熱交換器１３を内気が通過するように空気流切換ダン
パ４５ａ，４５ｂを操作する。このようにすれば、外気
温が高い場合であっても、空調されて外気温より低くな
った内気と熱交換することになるので、熱交換効率の面
で有利になる。

【００２３】次に、図３に基づいて、暖房運転時の冷媒
の流れを詳述する。コンプレッサ１１と四方弁１２とを
連結する冷媒配管１９の途中には、分岐してコンデンサ
１８に連結される冷媒配管１９ｃが設けられている。こ
の冷媒配管１９ｃは、高温高圧のガス冷媒をコンデンサ
１８へ導くものである。冷媒配管１９ｃには電磁開閉弁
１６が設けられ、同電磁開閉弁１６を開閉操作すること
により、冷媒の流れを選択的に切り換えることができ
る。コンデンサ１８で熱交換する高温高圧のガス冷媒
は、廃熱により空調空気を加熱して高温高圧の液冷媒と
なり、冷媒配管１９ｄを通って電磁膨張弁１４の上流側
へ導かれる。この結果、コンデンサ１８を通過する空調
空気は加熱されて温風となる。この時、コンプレッサ１
１の回転数をインバーター制御することにより、冷媒循
環量の変化による温度調整が可能になる。

【００２４】電磁膨張弁１４の上流側に導かれた高温高
圧の液冷媒は、電磁膨張弁１４を通過することで断熱膨
張して低温低圧の液冷媒となる。そして、暖房運転時に
は電磁開閉弁１５が閉じているので、液冷媒は四方弁１
２を経由して吸廃熱兼用熱交換器１３へ送られる。低温
低圧の液冷媒が供給された吸廃熱兼用熱交換器１３は、
通過する空気から吸熱する吸熱熱交換器（エバポレー
タ）として機能する。この吸熱により、低温低圧の液冷
媒が気化して低温低圧のガス冷媒となり、再度四方弁１
２及びアキュムレータ２０を経てコンプレッサ１１へ戻
される。

【００２５】このようにして、暖房運転時には、コンプ
レッサ１１から送出された冷媒が、電磁開閉弁１６、コ
ンデンサ１８、電磁膨張弁１４、四方弁１２、吸廃熱兼
用熱交換器１３、四方弁１２、アキュムレータ２０の順
に循環して再度コンプレッサ１１に戻る冷凍サイクルを
形成している。なお、エバポレータ１７への冷媒供給
は、電磁開閉弁１５が閉じられているため遮断され、従
って、エバポレータ１７による再冷を防止できる。

【００２６】このような暖房運転を実施するとき、温調
ユニット３０内ではブロワファン３２の作動によって外
気導入口３５から外気が導入され、その全量がコンデン
サ１８を通過することで温風となり、フット吹出口４２
またはデフロスト吹出口４３から直接、あるいは図示省
略のダクトを通って導かれた吹出口より、車室内へ向け
て吹き出される。この時には、冷却流路３８が第１開閉
ダンパ３６によって閉じられ、また、加熱バイパス流路
４１が第２開閉ダンパ３７によって閉じられている。そ
して、空気流切換ダンパ４５ａ，４５ｂは外気吸入口４
７を閉じ、吸廃熱兼用熱交換器１３を内気が通過するよ
うにしてある。このようにすれば、外気温が低い場合で
あっても、空調されて外気温より高温の内気と熱交換さ
せることができるので、熱交換器の効率面で有利にな
る。なお、必要に応じて内外気切換ダンパ３３を操作
し、内気導入口３４を開いて温調ユニット３０内に導入
した内気を空調することも可能であるが、このような場
合には、吸廃熱兼用熱交換器１３を外気が通過するよう
に空気流切換ダンパ４５ａ，４５ｂを操作する。

【００２７】最後に、図４及び図５に基づいて、多湿時
の運転を説明する。図５は除湿暖房運転時における冷媒
の流れを示している。この場合、上述した冷房運転及び
暖房運転と異なるのは、電磁開閉弁１５，１６がともに
開となっている点であり、従って、エバポレータ１７及
びコンデンサ１８はともに冷媒の供給を受けて熱交換器
として機能する。

【００２８】コンプレッサ１１から送出された高温高圧
のガス冷媒は、電磁開閉弁１６及びコンデンサ１８を通
る冷媒流路１９ｃへ流れ、コンデンサ１８で廃熱して通
過する空調空気を加熱する。この時、コンプレッサ１１
から四方弁１２へ向かう冷媒流路１９は、四方弁１２に
おいて閉じられている。コンデンサ１８で高温高圧の液
冷媒となった冷媒は、冷媒流路１９ｄを通って電磁膨張
弁１４の上流側に導かれるので、電磁膨張弁１４を通過
して低温低圧の液冷媒となる。この後、低温低圧の液冷
媒は、四方弁１２及び吸廃熱兼用熱交換器１３へ向かう
冷媒流路１９と、電磁開閉弁１５及びエバポレータ１７
を通る冷媒流路１９ａとに分かれる。

【００２９】すなわち、エバポレータ１７及び吸廃熱兼
用熱交換器１３は、ともに低温低圧の液冷媒の供給を受
けて吸熱する熱交換器となる。換言すれば、吸熱機能を
有する熱交換器（エバポレータ）を２台並列に並べたこ
とになるので、低温低圧の液冷媒を気化させて低温低圧
のガス冷媒に変える吸熱能力を向上させることができ
る。こうして低温低圧のガス状になった冷媒は、合流し
た後アキュムレータ２０を通ってコンプレッサ１１へ戻
され、以後同様の経路をたどって冷凍サイクルを循環す
る。

【００３０】上述した除湿暖房運転時の温調ユニット３
０では、第１開閉ダンパ３６を操作して冷却流路３８を
開き、導入した空調空気がエバポレータ１７を通過して
冷却及び除湿されるようにしてある。こうして冷却・除
湿された空調空気は、第２開閉弁３７を操作して開いた
加熱流路４０に導かれ、コンデンサ１８を通過して再加
熱される。従って、いったん冷却されて低湿度となった
冷風の空調空気が再加熱されるので、空調空気は低湿度
の温風となってフット吹出口４２やデフロスト吹出口４
３へ供給される。この時、吸熱側の熱交換器が並列にな
っているので、外気温度が低い場合であっても高い吸熱
能力が得られることから、暖房能力の向上に有効であ
る。この場合も、コンプレッサ１１の回転数をインバー
ター制御することにより、冷媒循環量の変化による温度
調整が可能になる。

【００３１】また、図５は廃熱側の熱交換器として機能
するコンデンサを並列にした冷房運転を示している。こ
の場合、電磁開閉弁１５，１６がともに開である点は図
４の暖房除湿運転時と同様であるが、四方弁１２の操作
によって吸廃熱熱交換器１３に供給される冷媒の状態が
異なっている。すなわち、図４の場合は低温低圧の液冷
媒が供給されているのに対し、図５の運転では高温高圧
のガス冷媒が供給されている。このようにすれば、とも
に廃熱機能を有するコンデンサ１８及び吸廃熱兼用熱交
換器１３が並列に並んでいるので、冷凍サイクルの廃熱
能力を向上させることができ、結果として、同一の冷凍
サイクルを形成しているエバポレータ１７の吸熱（冷
却）能力を向上させるのに有効である。

【００３２】このような冷房運転では、空調空気がコン
デンサ１８を通過できるようにするため加熱流路４０の
少なくとも一部を開く必要がある。このように加熱流路
４０を開くと、エバポレータ１７で冷却及び除湿された
冷風に温風が混じることになるので、コンプレッサ１１
のインバーター制御だけでなく、第２開閉ダンパ３７の
開度による吹出空気の温度調整も可能である。

【００３３】さらに、図４及び図５に示した空調運転で
は、車両用空調装置の特徴である頭寒足熱を実現する
「バイレベル吹出モード」が可能になる。この場合、第
２開閉ダンパ３７の開度を調整し、エバポレータ１７で
冷却された冷風の一部が主流となってフェイス吹出口４
４へ向かい、他の冷風がコンデンサ４０を通過して再加
熱された後フット吹出口４２へ向かう。

【００３４】なお、エバポレータ１７及びコンデンサ１
８をともに熱交換器として機能させる空調運転では、吸
廃熱兼用熱交換器１３を吸熱または廃熱のいずれの熱交
換器として機能させるかは、種々の運転条件に応じて適
宜選択すればよく、その場合に熱交換する空気流は、温
調ユニット３０が外気導入モードであれば内気を用い、
温調ユニット３０が内気導入モードであれば外気を用い
るのが好ましい。

【００３５】さて、図６は上述した温調ユニット３０及
び吸廃熱兼用熱交換器１３の車載例を示す図、図７は温
調ユニット３０の構成例を示す斜視図である。図示の例
では、温調ユニット３０をセダン型車両の後部トランク
ルーム内に設置してある。この場合、コンプレッサ１１
等の冷媒系１０についても車体後部に設置し、車体前部
のエンジンルームに設置される発電機と電線により接続
して電力の供給を受けるようにすればよい。また、温調
ユニット３０の各吹出口４２，４３，４４は、図示省略
のダクトを介して、車室内に設けた所望の吹出位置と接
続する構成とすればよい。

【００３６】あるいは、温調ユニット３０を車室内前部
のインストルメントパネル内に設置し、かつコンプレッ
サ１１等の冷媒系を車体後部に設置して、電線による接
続でコンプレッサ１１の電動モータに電力を供給し、温
調ユニット３０と冷媒系１０との間を冷媒配管１９で接
続する構成なども可能である。

【００３７】

【発明の効果】上述した本発明のヒートポンプ式車両用
空調装置によれば、以下の効果を奏する。 （１） 単一のヒートポンプ機構により、空調空気の
吹出温度及び湿度を任意に調整して、冷房・除湿運転、
暖房運転及び除湿暖房運転を実施することができるヒー
トポンプ式車両用空調装置を提供できる。 （２） 電動モータで駆動されるコンプレッサを採用
したので、車両の走行状態等に関わらず安定した空調運
転を実施できる。また、電源との間を電線で接続すれば
よいので、コンプレッサ及び冷媒系の配置において設計
の自由度を増すことができる。 （３） 電動モータにインバーター制御を採用したの
で、コンプレッサの回転数を容易に制御でき、冷媒供給
量の調整により空調空気の温度制御を容易に実施でき
る。 （４） 内気を吸廃熱兼用熱交換器の熱交換空気流と
して導入できるようにしたので、低外気温時における低
温熱源温度を上昇させ、かつ、高外気温時における高温
熱源温度を下降させることができるので、熱交換の効率
を向上させて熱負荷が大きい場合の能力不足を解消でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るヒートポンプ式車両用空調装置
の一実施形態を示す系統図である。

【図２】 図１のヒートポンプ式車両用空調装置が冷房
運転された時の冷媒流れを示す系統図である。

【図３】 図１のヒートポンプ式車両用空調装置が暖房
運転され時の冷媒流れを示す系統図である。

【図４】 図１のヒートポンプ式車両用空調装置が除湿
暖房運転された時の冷媒流れを示す系統図である。

【図５】 図１のヒートポンプ式車両用空調装置が廃熱
側の熱交換器を並列にして冷房運転された時の冷媒流れ
を示す系統図である。

【図６】 本発明に係る温調ユニット及び吸廃熱兼用熱
交換器の車載例を示す図で、（ａ）側面図、（ｂ）は平
面図である。

【図７】 温調ユニットの構成例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ 冷媒系 １１ コンプレッサ １２ 四方弁 １３ 吸廃熱兼用熱交換器 １４ 電磁膨張弁（膨張弁） １５，１６ 電磁開閉弁 １７ エバポレータ １８ コンデンサ １９ 冷媒配管 ３０ 温調ユニット ３１ ケーシング ３２ ブロワファン ３３ 内外気切換ダンパ ３４ 内気導入口 ３５ 外気導入口 ３６ 第１開閉ダンパ ３７ 第２開閉ダンパ ３８ 冷却流路 ３９ 冷却バイパス流路 ４０ 加熱流路 ４１ 加熱バイパス流路 ４２ フット吹出口 ４３ デフロスト吹出口 ４４ フェイス吹出口 ４５ａ，４５ｂ 空気流切換ダンパ ４６ 内気吸入口 ４７ 外気吸入口

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動モータで駆動されガス冷媒を圧縮
   して送出するコンプレッサと、冷媒流れ方向を切り換え
   る四方弁と、冷媒流れ方向に応じて吸熱または廃熱する
   吸廃熱兼用熱交換器と、高温高圧の液冷媒を減圧・膨張
   させる膨張弁と、それぞれに開閉弁を設けて冷媒の通過
   を選択切換可能に配置され空調空気と熱交換するエバポ
   レータ及びコンデンサとを具備して冷凍サイクルを形成
   したことを特徴とするヒートポンプ式車両用空調装置。
2. 【請求項２】 前記コンデンサを前記エバポレータの
   空調空気後流側に配置し、前記空調空気が前記エバポレ
   ータ及び前記コンデンサのいずれか一方を選択して通過
   するよう開閉ダンパを設けて流路を形成するとともに、
   前記エバポレータを通過した冷風及び前記コンデンサを
   通過した温風を任意の割合で混合しまたは複数の室内吹
   出口へ任意の割合で配分するダンパ機構を備えたことを
   特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ式車両用空調
   装置。
3. 【請求項３】 前記吸廃熱兼用熱交換器が、外気また
   は内気のいずれかを選択して熱交換することを特徴とす
   る請求項１または２に記載のヒートポンプ式車両用空調
   装置。
4. 【請求項４】 冷房運転時、前記コンデンサの開閉弁
   を閉じて冷媒供給を停止するとともに、前記吸廃熱兼用
   熱交換器を廃熱熱交換器として用いることを特徴とする
   請求項１ないし３のいずれかに記載のヒートポンプ式車
   両用空調装置。
5. 【請求項５】 暖房運転時、前記エバポレータの開閉
   弁を閉じて冷媒供給を停止するとともに、前記吸廃熱兼
   用熱交換器を吸熱熱交換器として用いることを特徴とす
   る請求項１ないし３のいずれかに記載のヒートポンプ式
   車両用空調装置。
6. 【請求項６】 除湿暖房運転時、前記エバポレータ及
   び前記コンデンサの開閉弁をともに開いて冷媒を供給
   し、前記エバポレータで冷却した空調空気を前記コンデ
   ンサで再加熱することを特徴とする請求項５に記載のヒ
   ートポンプ式車両用空調装置。
7. 【請求項７】 前記コンプレッサの回転数が、電動モ
   ータを回転数制御用インバーターで制御して任意に設定
   されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに
   記載のヒートポンプ式車両用空調装置。