CN102271943A - 车辆用空调装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆用空调装置，通过简单的结构，在外气温度较低的情况下，在发动机启动初期使用发动机冷却水进行车厢内的制热时，可以使发动机冷却水的温度急速上升。第1水用热交换器(26)、第2水用热交换器(27)和设置在第1水用热交换器(26)、第2水用热交换器(27)之间的致冷剂凝缩用的第1外部热交换器(18)被一体连接，所述第1水用热交换器(26)设置在使发动机冷却水从发动机(3)的水套向加热器芯(8a)流动的流路中途，所述第2水用热交换器(27)设置在使发动机冷却水从加热器芯(8a)向发动机(3)的水套流动的流路中途，在外气温度较低的情况下，在发动机启动初期，利用第1外部热交换器(18)的放热来加热从水套流到加热器芯(8a)中的发动机冷却水，从而使发动机冷却水的温度急速上升。

Description

车辆用空调装置

技术领域

本发明涉及到利用冷却水进行车厢内制热的车辆用空调装置。

背景技术

一般来讲，车辆用空调装置普遍设置有利用冷却水的制热装置及利用冷冻循环的制冷装置。

众所周知，该制热装置在车厢内制热时，使冷却水在车厢内空调用加热器芯(车厢内热交换器)内循环，并且使通过加热器芯的风经车厢内的排气口吹入从而使车厢内的制热成为可能。

在使用该车辆用空调装置进行车厢内制热的情况下，冷却水的水温充分上升之前吹入车厢内的空气温度较低，达到让乘客感到舒适的温度所需要的时间较长。

作为解除方法，使用人们熟知的一种车辆用空调装置，即通过在外气温度较低时驱动制冷装置，并且利用被该制冷装置的压缩机压缩的高压致冷剂的热量加热冷却水，将加热的冷却水提供给加热器芯从而在加热器芯的作用下加热车厢内的空气(示例参照专利文献1)。

所述专利文献1的车辆用空调装置具有一种制冷用模式和多种制热用模式。制热用模式的其中之一的方式是：在发动机冷却水的温度较低的情况下把冷冻循环的高压致冷剂作为热源，来加热发动机冷却水。此外，其他的制热模式把高压致冷剂作为热源，使用车厢内侧的热交换器将其热量应用到空调风的加热上来实现制热。

此外，作为其他的解除方法还可以考虑到，在外气温度较低的情况下的发动机驱动初期驱动制冷装置，并且用所述制冷装置的压缩机压缩的高压致冷剂的热量直接加热车厢内的空气的热泵式的制热方法。另外，在以下的说明中，将制冷装置的热泵式的制热方法作为制冷装置的热泵运行使用。

所述热泵运行方法中，用被压缩机压缩的高压致冷剂的热量加热车厢内的空气时，高压致冷剂失去热量冷凝成高压冷凝液致冷剂。因此，为了再次用压缩机压缩致冷剂，使用膨胀/减压方法使冷凝液致冷剂膨胀变为低压液致冷剂后，通过热交换器使低压液致冷剂吸热，从而使低压液致冷剂气化成为致冷剂气体是必要的。

通过热交换器使低压液致冷剂吸热时，热交换器的周围空气的温度的热量被吸走，温度降低。从而，在低压液致冷剂通过热交换器变为致冷剂气体时为了不对车厢内的制热造成影响，热交换器需要使用在车厢外配置的外部热交换器。因此，用热泵运行制冷装置的方法中，外气温度越低，越有必要增加在高压致冷剂的热量下加热的车厢内的空气的加热量。

专利文献1：日本特开平8-310227号公报

发明内容

但是，在所述的加热发动机冷却水的方式的制热方法中，在外气温度较低的情况下，为使发动机启动初期的车厢内制热能够舒适地运行，有必要在车辆用空调装置上设置多个热交换器和多个止回阀，多个电磁阀等，从而易形成车辆用空调装置的部件数量增加和重量增大的结构，也不能否定产品成本的上升。并且，所述部件数量的增加使车辆用空调装置的结构变得复杂。

此外，在所述的制冷装置中，由于外气温度较低时在车厢外部的冷凝器和车厢内部的汽化器内滞留有大量的致冷剂，此时若只用热泵运行来进行车厢内的制热，则冷凝器和汽化器内的致冷剂不能为制热有效的利用，从而无法发挥充分的制热性能。

并且，所述制冷装置的热泵运行中，随着外气温度的降低制热能力出现降低的倾向，很难使冷却水的温度快速上升。

因此，本发明的目的在于提供一种车辆用空调装置，即，在进行车厢内的制热时，能以简单的结构使冷却水的温度快速上升。

为了达成上述目的，技术方案1所述的本发明是一种车辆用空调装置，该车辆用空调装置具有：制冷用致冷剂循环配管路，使致冷剂按照顺序依次在压缩机、车厢外的致冷剂凝缩用的冷凝器、第1膨胀减压机构、车厢内的空气冷却以及液体蒸发用的蒸发器装置、存储器中循环；制热用冷却水循环配管路，使冷却水在其与加热器芯之间循环；旁路流路，与所述冷凝器以及所述蒸发器装置并列连接，经由所述存储器而连接到所述压缩机；切换阀，将所述压缩机的致冷剂排出口切换到所述冷凝器和所述旁路流路中任一方而连通；水加热用热交换机构，具有配置在朝向所述加热器芯的流路的中途的水用热交换机构、以及设置在所述旁路流路的中途而在与所述水用热交换机构之间进行热量的给予和接受的致冷剂用热交换机构，而且，所述致冷剂用热交换机构具有串联设置在所述旁路流路的中途的致冷剂凝缩用的热交换机构、和使由该致冷剂凝缩用的热交换机构凝缩的致冷剂膨胀的第2膨胀减压机构，该车辆用空调装置的特征在于，所述水用热交换机构具备使冷却水向所述加热器芯流动的水用热交换器，所述致冷剂凝缩用的热交换机构以可加热所述水用热交换器内的冷却水的方式来设置。

在技术方案1所述的车辆用空调装置的基础上，技术方案2所述的发明的特征在于，所述致冷剂凝缩用的热交换机构具备：致冷剂凝缩用的第1、第2热交换器，串联设置在所述旁路流路的中途；第3热交换器，利用由所述第2热交换器凝缩的致冷剂来吸热，使借助所述第2膨胀减压机构膨胀的致冷剂蒸发。

在技术方案1所述的车辆用空调装置的基础上，技术方案3所述的发明的特征在于，所述水用热交换器设置在使冷却水流到所述加热器芯的流路中途。

在技术方案1所述的车辆用空调装置的基础上，技术方案4所述的发明的特征在于，所述水用热交换器设置在使冷却水从所述加热器芯流动的流路中途。

在技术方案1～4中任一项所述的车辆用空调装置的基础上，技术方案5所述的发明的特征在于，所述水用热交换机构具备设置在使冷却水在所述加热器芯中流动的流路中途的第1水用热交换器、和设置在使所述冷却水从所述加热器芯流动的流路中途的第2水用热交换器，而且，所述第1外部热交换器设置在所述第1水用热交换器、第2水用热交换器之间。

在技术方案2所述的车辆用空调装置的基础上，技术方案6所述的发明的特征在于，所述第2、第3热交换机构以可热交换的方式彼此连接而一体设置。

在所述技术方案1所述的车辆用空调装置的基础上，技术方案7所述的发明的特征在于，所述热交换机构具备：致冷剂凝缩用的第1、第2热交换器，串联设置在所述旁路流路的中途；第3热交换器，从由所述第2热交换器凝缩的致冷剂吸热，使借助所述第2膨胀减压机构膨胀的致冷剂蒸发，所述水用热交换机构具备使发动机冷却水在发动机水套和所述加热器芯之间流动的水用热交换器，所述第1热交换器以可以加热所述水用热交换器内的发动机冷却水的方式设置，而且，还设置有对第1流路、第2流路和第3流路进行切换的切换机构，该第1流路是从所述冷凝器开始至所述第1膨胀减压机构的流路，该第2流路是从所述第1热交换器开始至所述第2热交换器的流路，该第3流路是从所述第1热交换器开始至所述第1膨胀减压机构的流路。

在技术方案7所述的车辆用空调装置的基础上，技术方案8所述的发明的特征在于，在将所述冷凝器和所述第1膨胀减压机构之间的流路取为第1流路、将从所述第1热交换器开始至所述第2热交换器的流路取为第2流路时，所述切换机构配置在所述第1、第2流路的中途。

在技术方案7或8所述的车辆用空调装置的基础上，技术方案9所述的发明的特征在于，所述水用热交换器设置在使发动机冷却水从发动机的水套流向所述加热器芯的流路中途。

在技术方案7所述的车辆用空调装置的基础上，技术方案10所述的发明的特征在于，第3热交换机构与所述第2热交换机构一体设置。

在技术方案7所述的车辆用空调装置的基础上，技术方案11所述的发明的特征在于，所述水用热交换机构具有：第1水用热交换器，设置在使发动机冷却水从所述水套流向所述加热器芯的流路中途；第2水用热交换器，设置在使发动机冷却水从所述加热器芯流向所述水套的流路中途，所述第1水用热交换器内的发动机冷却水以可以由所述致冷剂凝缩用的第1热交换器加热的方式来设置，所述第2水用热交换器内的发动机冷却水以可以加热所述致冷剂凝缩用的第2热交换器的致冷剂的方式来设置，而且，在将所述冷凝器和所述第1膨胀减压机构之间的流路取为第1流路、将从所述第1热交换器开始至所述第2热交换器的流路取为第2流路时，还设置有将所述第1、第2流路连通起来的第3流路，且所述切换机构具有设置在所述第1流路中途和所述第3流路之间的第1切换机构、和设置在所述第2流路中途和所述第3流路之间的第2切换机构。

在所述技术方案1所述的车辆用空调装置的基础上，技术方案12所述的发明的特征在于，所述热交换机构具备：致冷剂凝缩用的第1前段侧热交换机构，串联设置在所述旁路流路的中途；第1后段侧热交换机构，从由所述第1前段侧热交换机构凝缩的致冷剂中吸热，使利用所述第2膨胀减压机构所膨胀过的致冷剂蒸发，所述水用热交换机构具备使发动机冷却水在发动机的水套和所述加热器芯之间流动的水用热交换器，而且，该水用热交换器设置在所述第1前段侧热交换机构和所述第1后段侧热交换机构之间。

在所述技术方案12所述的车辆用空调装置的基础上，技术方案13所述的发明的特征在于，所述水用热交换器是使从所述水套向所述加热器芯流动的发动机冷却水的水用热交换器，而且，所述水用热交换器设置在所述第1前段侧热交换机构和所述第1后段侧热交换机构之间。

在所述技术方案12所述的车辆用空调装置的基础上，技术方案14所述的发明的特征在于，所述水用热交换器是使从所述加热器芯向所述水套流动的发动机冷却水的水用热交换器，而且，所述水用热交换器设置在所述第1前段侧热交换机构和所述第1后段侧热交换机构之间。

在所述技术方案1所述的车辆用空调装置的基础上，技术方案15所述的发明的特征在于，所述热交换机构具备：致冷剂凝缩用的第1前段侧热交换机构，串联设置在所述旁路流路的中途；第1后段侧热交换机构，从由所述第1前段侧热交换机构凝缩的致冷剂中吸热，使利用所述第2膨胀减压机构所膨胀过的致冷剂蒸发，所述水用热交换器具备使从所述发动机的水套向所述加热器芯流动的发动机冷却水的第1水用热交换器、和使从所述加热器芯向所述水套流动的发动机冷却水的第2水用热交换器，而且，所述第1前段侧热交换机构设置在第1水用热交换器和第2水用热交换器之间，所述第2水用热交换器设置在所述第1前段侧热交换机构和所述第1后段侧热交换机构之间。

根据本发明的车辆用空调装置，在车厢内进行制热时，可以由简单的结构以使冷却的温度急速上升。

此外，通过简单的结构，在外气温度较低的情况下，在发动机启动初期使用发动机冷却水进行车厢内的制热时，从而可以使发动机冷却水的温度急速上升。

附图说明

图1是本发明的实施方式1所涉及到的车辆用空调装置的概要配管图。

图2是在实施方式1所涉及到的车辆用空调装置中配置在车厢内的空调组件的概要结构图。

图3是表示实施方式1所涉及到的车辆用空调装置的控制系统的框图。

图4是车辆用空调装置的通常的冷冻循环的说明图。

图5是实施方式1涉及到的车辆用空调装置的冷冻循环的说明图。

图6是表示实施方式1所涉及到的车辆用空调装置的变形例1的概要配管图。

图7是表示实施方式1所涉及到的车辆用空调装置的变形例2的概要配管图。

图8是表示实施方式1所涉及到的车辆用空调装置的变形例3的概要配管图。

图9是本发明的实施方式2所涉及到的车辆用空调装置的概要配管图。

图10是实施方式2涉及到的车辆用空调装置的动作说明图。

图11是实施方式2涉及到的车辆用空调装置的其他的动作说明图。

图12是表示实施方式2所涉及到的车辆用空调装置的变形例的概要配管图。

图13是图12的变形例中的车辆用空调装置的动作说明图。

图14是图12的变形例中的车辆用空调装置的其他的动作说明图。

图15是本发明的实施方式3所涉及到的车辆用空调装置的概要配管图。

图16是表示实施方式3所涉及到的车辆用空调装置的变形例的概要配管图。

图17是本发明的实施方式4所涉及到的车辆用空调装置的概要配管图。

图18是实施方式4所涉及到的车辆用空调装置的冷却水加热用热交换机构的放大说明图。

图19是表示实施方式4所涉及到的车辆用空调装置的冷却水加热用热交换机构的各部分的温度特性的说明图。

具体实施方式

以下，根据图示的实施方式对本发明进行说明。

(实施方式1)

图1是表示本发明的实施方式1所涉及到的车辆用空调装置的结构的概要图。

图1中，1是车辆(汽车)的车厢，2是车辆的发动机室，3是设置在发动机室2内的水冷式发动机。所述发动机3上设有众所周知的为使发动机冷却而流通有发动机冷却水的水套(未图示)。

此外，设在车厢1前部的仪表板(未图示)内配置有车辆用空调装置4的空调组件5。

如图2所示，所述空调组件5具有鼓风机组6、冷却机组7和加热器机组8。另外，在空调组件5的冷却机7，制热机8内形成由鼓风机6吹送的空气流通而成的一条风路5a。

鼓风机组6具有鼓风机(送风扇)6a，并且具有进气机组6b。所述进气机组6b具有外气吸入口6b1和内气吸入口6b2，并且具有外气吸入口6b1和内气吸入口6b2的开关用的进气节气门6c。所述进气节气门6c设为由电动机等的门驱动装置6c1驱动(旋转)，调整外气吸入口6b1和内气吸入口6b2的开关或开放的程度，并且可以调整车厢外的外气和车厢内的内气的流量吸入量。

而且，被所述外气吸入口6b1吸收的外气或被内气吸入口6b2吸收的内气，或者被外气吸入口6b1及内气吸入口6b2吸收的外气和内气的混合空气，均由鼓风机6a鼓风到冷却机组7。

所述冷却机组7设有循环有制冷用致冷剂的热交换装置(空气冷却用的热交换器)7a。而且，在由鼓风机组6鼓风送入的吸入的空气通过热交换装置7a中未图示的空气通道时，热交换装置7a可以通过热交换而冷却。而且，通过所述热交换装置7a的空气被送往加热器机组8。

另外，在所述热交换装置7a的上游(鼓风机6a和热交换装置7a之间)，设有开关风道5a的下部的风道调整门7b。所述风道调整门7b由电动机等的驱动装置7b1驱动(旋转)。

在加热器机组8内设有循环有发动机的冷却水的加热器芯(空气加热用的热交换器)8a。此外，在加热器芯8a的侧部(图2为下部)设有回旋所述加热器芯8a的旁路风道8b，此外在加热器芯8a的前表面设有混合风门8c。而且，所述混合风门8c受电动机等的门驱动装置8c1驱动(旋转)，通过调节加热器芯8a的上游的未图示的空气通道的开放的程度，从而可以调节在加热器芯8a的空气通道内流通的空气的量和在旁路风道8b内流通的空气的量的比率。

在所述加热器芯8a的下游形成混合室8d，在混合室8d设有分别连通与室内的防雾格栅、排气格栅及底部格栅相连通的排气口8e。

图1所示的车辆用空调装置4具有致冷剂循环配管路9和制热用的冷却水循环配管路10。所述致冷剂循环配管路9具有实施制冷用的冷冻循环(即制冷循环)的第1制冷致冷剂循环配管路9a和实施冷却水加热用的冷冻循环(制热用加热循环)的第2致冷剂循环配管路9b。

所述第1制冷致冷剂循环配管路9a具有被发动机驱动的压缩机11；和一端被连接到压缩机11中未图示的致冷剂出口(致冷剂出口侧)的第1制冷致冷剂配管11a；和被连接到所述第1制冷致冷剂配管11a的另一端、且配置在车厢1外的致冷剂凝结用的冷凝器12。

此外，第1制冷致冷剂循环配管路9a具有以下结构，即：致冷剂入口(未图示)与冷凝器12的致冷剂出口(未图示)连接的液体容纳器13，和一端与液体容纳器13的致冷剂出口(未图示)连接的第2制冷致冷剂配管13a，和所述第2制冷致冷剂配管13a的另一端与致冷剂入口(未图示)连接的第1的节流装置(第1的膨胀减压机构)14，和连接有所述第1节流装置14的致冷剂出口(未图示)的上述空气冷却用的热交换装置7a。

所述第1节流装置14检测自热交换装置7a的致冷剂出口(未图示)排出(流出)的致冷剂温度及致冷剂压力，将流入热交换装置7a的致冷剂入口(未图示)的液体致冷剂的流量调整为负载的致冷剂流量，即为使自热交换装置7a的致冷剂出口(未图示)排出(流出)的致冷剂达到设定的目标(规定的)温度、压力的过热状态(过热度)，而调整流入热交换装置7a的致冷剂入口(未图示)的液体致冷剂的流量。因其可采用人们熟知的结构，所以省略详细的说明。

进而，第1制冷致冷剂循环配管路9a具备以下结构。即，一端和热交换装置7a的致冷剂出口(未图示)连接的第3制冷致冷剂配管7a1，在第3制冷致冷剂配管7a1的另一端和致冷剂入口(未图示)连接的第1单向阀15，一端和所述第1单向阀15的致冷剂出口(未图示)连接的第4制冷致冷剂配管15a，连接所述第4的致冷剂配管15a和压缩机11的致冷剂入口(未图示)的气液分离用的储液器16等。

而且，自压缩机11排出的致冷剂按照以下顺序流通，即：依次按照第1的制冷致冷剂配管11a、冷凝器12、液体容纳器13、第2制冷致冷剂配管13a、第1节流装置14、热交换装置7a、第3制冷致冷剂配管7a1、第1单向阀15、第4制冷致冷剂配管15a、和储液器16的顺序流通后，返回到压缩机11循环的第1的冷冻循环可重复进行。

此时，压缩机11压缩致冷剂气体形成高温高压的压缩致冷剂(压缩致冷剂气体)，冷凝器12通过将压缩致冷剂的热量放出到外气、冷却压缩致冷剂而使其凝结成为液体致冷剂，液体容纳器13储留液体致冷剂，第1节流装置14通过使来自液体容纳器13的高压的液体致冷剂膨胀从而形成低压的液体致冷剂(凝结致冷剂)。

来自所述第1节流装置14的液体致冷剂被供给到热交换装置7a内吸收(夺取)风道5a内的空气的热量，在冷却风道5a内的空气时被蒸发成为致冷剂气体。所述致冷剂气体经第3制冷致冷剂配管7a1，第1单向阀15，第4制冷致冷剂配管15a及储液器16返回压缩机11。

第2致冷剂循环配管路9b具有压缩机11、配置于第1制冷致冷剂配管11a中途的三向电磁切换阀17、一端与三向电磁切换阀17连接的第1旁路致冷剂配管17a、和配置在车厢1外并在第1旁路致冷剂配管17a的另一端连接有致冷剂入口(未图示)的第1外部热交换器18。此外，第2致冷剂循环配管路9b还具有一端和第1外部热交换器18的致冷剂出口(未图示)连接的第2旁路致冷剂配管18b、配置在车厢1外且与第2旁路致冷剂配管18b的另一端连接的第2外部热交换器18a、和与所述第2外部热交换器18a的致冷剂出口(未图示)连接的车厢1外的第2的节流装置(第2膨胀/减压装置)19。

进而，第2致冷剂循环配管路9b具有在第2节流装置19处被供给有已膨胀的致冷剂的第3外部热交换器20、一端与第3外部热交换器20的致冷剂出口(未图示)连接的第3旁路致冷剂配管20a、与连接到所述第3旁路致冷剂配管20a的另一端与第1单向阀15的致冷剂出口(未图示)的第4制冷致冷剂配管15a的中途相连接的第2单向阀21和储液器16。另外，第2外部热交换器18a与第3外部热交换器20被设为一个整体。

而且，自压缩机11排出的致冷剂按照以下顺序流通，即：依次按照三向电磁切换阀17、第1旁路致冷剂配管17a、第1外部热交换器18、第2旁路致冷剂配管18b、第2外部热交换器18a、第2节流装置19、第3外部热交换器20、第3旁路致冷剂配管20a、第2单向阀21、和储液器16的顺序流通后，返回到压缩机11循环的第2的冷冻循环可重复进行。

本实施方式中，致冷剂用热交换机构23由所述第1外部热交换器18、第2外部热交换器18a和第3外部热交换器20构成。此外，连接到压缩机11的旁路通路由第1～第3旁路致冷剂配管17a、18b、20a等与冷凝器12及热交换装置7a并列构成。因而，在所述旁路通路上配置有由第1外部热交换器18、第2外部热交换器18a、和第3外部热交换器20构成的致冷剂用热交换机构23。

另外，在本实施方式中，第1外部热交换器18作为致冷剂凝结用(冷却水加热用)的热交换器发挥作用，第2外部热交换器18a作为致冷剂凝结用的热交换器发挥作用，第3外部热交换器20作为致冷剂蒸发用的热交换器发挥作用。

制热用的冷却水循环配管路10具有冷却水循环通路24，即：自发动机3的水套(未图示)内的通路，和在未图示的水泵的作用下自水套的冷却水出口(未图示)排出的冷却水在流通至加热器芯8a后使其返回发动机3的水套内的通路。

所述冷却水循环通路24具有：连接(连通)发动机3的水套的冷却水出口(未图示)与加热器芯8a的冷却水入口(未图示)的第1冷却水通路24a；和将连接有加热器芯8a的冷却水入口(未图示)的第1的冷却水出口(未图示)与发动机3的水套的冷却水入口(未图示)连接(连通)的第2冷却水通路24b。进而，在冷却水循环通路24的中途设置有水用热交换装置25。

所述水用热交换装置25具有设在第1冷却水通路24a的中途的第1水用热交换器26和设在第2的冷却水通路24b的中途的第2水用热交换器27。另外，在第1水用热交换器26内形成第1冷却水通路24a的一部分，在第2水用热交换器27内形成第2的冷却水通路24b的一部分。

而且，在第1、第2水用热交换器26、27之间配置有第1外部热交换器18。冷却水加热用热交换机构28由所述第1、第2的水用热交换器26、27和第1外部热交换器18构成。

从而，第1水用热交换器26和致冷剂用的第1外部热交换器18设为一体，所述第1水用热交换器26和第1外部热交换器18之间可进行热的交换。通过所述热的交换，用自压缩机11供给给第1外部热交换器18的高温高压的压缩致冷剂的热量加热第1水用热交换器26内的发动机冷却水的同时，在所述加热作用下，气体状的高压致冷剂在第1外部热交换器18内被吸收热量而凝结成液体致冷剂。

此外，第2水用热交换器27也和第1外部热交换器18设为一体，从而可以在所述第2水用热交换器27和第1外部热交换器18之间进行热的授予和接受。通过所述热量的授予和接受，来自第1外部热交换器18的液体致冷剂得以加热自加热器芯8a流向发动机3的水套侧的发动机冷却水。

上述空调组件5的鼓风机6a(参照图2)、压缩机11及三向电磁切换阀17等动作由图3所示的控制组件(控制机构)29输出的控制信号控制。

此外，在第1冷却水通路24a的中途设有检测冷却水温度并将检测信号作为水温信号(温度信号)输出的水温检测传感器30(参照图3)。从而所述水温检测传感器30输出的检测信号得以输入控制单元29。进而，如图3所示，控制单元29得以输入致冷开关31输出的操作信号(ON/OFF信号)及制热开关32输出的操作信号(ON/OFF信号)。

另外，水温检测传感器30设在发动机的水套或冷却水循环通路24的至少一方，通过信号通信系统把检测信号输入控制单元29。另外，来自制热开关32的操作信号(ON/OFF信号)可经由控制单元29自动输出，或由乘客手动操作输出。

以下对上述本实施方式的车辆用空调装置4的运行动作进行说明。

(通常情况下的致冷运行)发动机3启动后若致冷开关31发出的ON信号输入到控制单元29，则控制单元29开始通常的致冷运行的控制。

此时，控制单元29驱动控制三向电磁切换阀17，在所述三向电磁切换阀17的作用下，不仅截断了压缩机11的致冷剂出口(未图示)和第1旁路致冷剂配管17a的连通，还连通了压缩机11的致冷剂出口(未图示)和冷凝器12的致冷剂入口(未图示)。

之后，控制单元29不仅驱动控制加热单元8的门驱动装置8c1，通过混合风门8c关闭加热器芯8a的空气通道(未图示)的上游侧，而且还驱动控制进气机组6b的门驱动装置6c1，在关闭进气机组6b的外气吸入口6b1的同时打开内气吸入口6b2。

同时，控制单元29驱动鼓风机6a自内气吸入口6b2吸收车厢1内的空气。被吸收的空气流经风道5a、蒸发装置7a的未图示的空气通道内后，经过加热单元8的旁路风道8b、混合室8d由排气口8e吹向车厢1内。

此外，控制单元29驱动控制压缩机11开始压缩气体状的致冷剂(致冷剂气体)，将高温高压的压缩致冷剂排到第1的制冷致冷剂配管11a中。所述压缩致冷剂经过三向电磁切换阀17供给给冷凝器12，在冷凝器12中冷却凝结成液体致冷剂。所述液体致冷剂在液体容纳器13中储留后，经过第2制冷致冷剂配管13a供给给第1节流装置14而被膨胀(减压)。

所述被减压的液体致冷剂供给给车厢1内的热交换器7a，吸收由鼓风机6a鼓风且在热交换器7a的未图示的空气通道内流通的车厢1的空气的热量，降低空气的温度。所述温度降低的空气如上所述由排风口8e吹向车厢1内，对车厢1内进行致冷。

此时，因吸热作用来自第1节流装置14的液体致冷剂蒸发成气体状的致冷剂，所述致冷剂(致冷剂气体)经过第3制冷配管7a1、第1单向阀15、第4制冷致冷剂配管15a、储液器16返回压缩机11进行循环，由压缩机11压缩。

(外气温度较低情况下的制热运行)若接通车辆的未图示的点火开关，启动发动机3的话，通过水温检测传感器30检测发动机3的水套的发动机冷却水的水温，由所述水温检测传感器30输出温度检测信号并输入到控制单元29。

在此状态下，接通制热开关32，若将此ON信号作为车辆用空调装置4的制热运行的指令输入到控制单元29的话，则控制单元29可根据水温检测传感器30的温度检测信号判断发动机冷却水的温度是否到达了车厢1内的制热所需的温度(规定温度)。

而且，冬季等外气温度较低的情况下，在发动机启动初期，若控制单元29判断发动机冷却水的温度(水温)未到达车厢1内的制热所需的温度(规定温度)，则驱动控制三向电磁切换阀17。

此时，控制单元29在三向电磁切换阀17作用下，不仅截断压缩机11的致冷剂出口(未图示)和冷凝器12的致冷剂入口(未图示)，而且还连通压缩机11的致冷剂出口(未图示)和旁路通路的第1旁路致冷剂配管17a。在此状态下，即使驱动压缩机11，致冷剂也不会流通冷凝器12、液体容纳器13、第1节流装置14和蒸发装置7a等。

之后，控制单元29不仅驱动控制加热单元8的门驱动装置8c1，在混合风门8c的作用下打开加热器芯8a的空气通道(未图示)的上游侧，而且还驱动控制进气机组6b的门驱动装置6c1，在关闭进气机组6b的外气吸入口6b1的同时打开内气吸入口6b2。

在此状态下，控制单元29驱动鼓风机6a自内气吸入口6b2吸收车厢1内的空气。被吸收的空气流经并通过风道5a和蒸发装置7a的未图示的空气通道内后，经过加热单元8的空气通道(未图示)、混合室8d由排气口8e吹向车厢1内。在此状态下，即使驱动压缩机11，致冷剂也不会如上所述供给给蒸发装置7a，所以即使由鼓风机6a鼓风的空气经过蒸发装置7a的空气通道(未图示)内，空气也不会被蒸发装置7a冷却。

此外，控制单元29驱动压缩机11以压缩致冷剂气体，从而将高温高压的压缩致冷剂排出到第1的制冷致冷剂配管11a中。所述压缩致冷剂按照以下顺序流通，即：依次按照三向电磁切换阀17、第1旁路致冷剂配管17a、第1外部热交换器18、第2旁路致冷剂配管18b、第2外部热交换器18a、第2节流装置19、第3外部热交换器20、第3旁路致冷剂配管20a、第2单向阀21和储液器16等的顺序流通并返回到压缩机11进行循环。

此时，压缩致冷剂在第1外部热交换器18中释放热量凝结成高温高压的液体致冷剂后，按照致冷剂用热交换器23的第2外部热交换器18a、第2节流装置19和第3外部热交换器20的顺序流通，并由第3外部热交换器20流出到第3旁路致冷剂配管20a。

同时，流入到第2外部热交换器18a的液体致冷剂的热量被第3外部热交换器20内的致冷剂吸收。此外，被吸收热量的液体致冷剂由第2外部热交换器18a供给第2节流装置19。

此时，所述液体致冷剂在第2节流装置19膨胀/减压并流入第3外部热交换器20内，在第3外部热交换器20内被蒸发。该蒸发的致冷剂如上所述在第3外部热交换器20内吸收第2外部热交换器18a的热量从而蒸发成致冷剂气体。这样蒸发的致冷剂气体经过第3旁路致冷剂配管20a、第1单向阀15和储液器16返回到压缩机11。

此外，发动机冷却水从发动机3的水套开始，经过第1水用热交换器26流入加热器芯8a内以后，又从加热器芯8a流出经过第2水用热交换器27返回到发动机3的水套而进行循环。

与此相伴，压缩致冷剂在第1外部热交换器18中流动时，在第1外部热交换器18与第1水用热交换器26之间进行热量的给予和接受，从而对在第1水用热交换器26内向加热器芯8a一侧流动的发动机冷却水进行加热，而且，在第1外部热交换器18与第2水用热交换器27之间进行热量的给予和接受，从而对从加热器芯8a中流出的、在第2水用热交换器27内向发动机3的水套侧流动的发动机冷却水进行加热。

由该第1外部热交换器18以及第1水用热交换器26加热的发动机冷却水，被供给到加热器芯8a内，将在加热器芯8a的空气流路(未图示)中流动的空气加热以便取暖。而且，变暖和的空气从吹出口8e吹到车厢1内以温暖车厢1内部。

通过以上的运转动作，利用第1外部热交换器18，使从压缩机11排出的高压汽化致冷剂释放的凝缩热放热给发动机冷却水，而且，在致冷剂用热交换机构23中与自身的低压致冷剂的蒸发热相互抵消，从而设置压力的高低差，形成理想的冷冻循环。即，仅以压缩机11的动力部分的热量冲发动机冷却水放热。

根据以上说明，实施方式1的车辆用空调装置4具有：制冷用的致冷剂循环配管路9，使致冷剂依照受到发动机驱动的压缩机11、车厢1外的致冷剂凝缩用的冷凝器12、第1节流装置14、车厢内的空气冷却以及液体致冷剂蒸发用的蒸发装置7a的顺序循环；制热用的冷却水循环配管路10，使发动机冷却水在发动机3的水套和车厢1内的加热器芯之间循环。

此外，该车辆用空调装置4具有：旁路流路，与冷凝器12以及热交换装置7a并排而连接到压缩机11；三向电磁切换阀17，将压缩机11的致冷剂排出口切换到冷凝器12和所述旁路流路中的任一者。

而且，该车辆用空调装置4具备冷却水加热用热交换机构28，该冷却水加热用热交换机构28具有第1外部热交换器18，第1外部热交换器18在发动机3的水套和加热器芯8a之间，设置在介于流路中途的水用热交换装置25以及所述旁路流路的中途，与水用热交换装置25之间进行热量的给予和接受。

而且，该车辆用空调装置4具有控制单元29，该控制单元29在发动机驱动时的发动机冷却水的温度在规定值以下时，使第1制冷致冷剂循环配管路9a的压缩机11工作，而且，还使三向电磁切换阀17工作，将压缩机11的致冷剂排出口与所述旁路流路连通起来。

此外，致冷剂用热交换装置23具备：致冷剂凝缩用的第1、第2的外部热交换器18、18a，串联设置在所述旁路流路的中途；第2节流装置19，使由第1、第2的外部热交换器18、18a凝缩的致冷剂膨胀；第3外部热交换器20，从由第2节流装置19膨胀后的液体致冷剂吸热，并使液体致冷剂蒸发。

此外，水用热交换装置25具备使在发动机3的水套和加热器芯8a之间流动的发动机冷却水流动的第1水用热交换器26和第2水用热交换器27中的至少任一方、或者具备第1水用热交换器26和第2水用热交换器27两者，第1外部热交换器18以可以加热水用热交换装置25(第1水用热交换器26和第2水用热交换器27中的至少任一方、或者第1水用热交换器26和第2水用热交换器27两者)内的发动机冷却水的方式设置，并且，第2外部热交换器18a、第3外部热交换器20，以可热交换的方式相互叠合一体设置。

根据该结构，在外气温度较低的情况下，在发动机启动初期使用发动机冷却水进行车厢内的制热时，可以使发动机冷却水的温度急速上升。也就是说，在外气温度较低的情况，在发动机启动初期，利用致冷剂用的第2外部热交换器18a的放热来加热发动机冷却水，从而可以使发动机冷却水的温度急速上升。

也就是说，其既是使用冷冻循环的简单结构，又拥有可以消除热泵运行时出现的问题(由于是从外气吸取热量，所以当外气温度较低时吸热无法进行从而出现循环启动的延迟)的措施。即，通过吸取自身的热量，可以在早期扩大冷冻循环中高压致冷剂和低压致冷剂之间的压力差，从而可以将高压高温致冷剂作为高温的热源使用。进而，通过与加热冷却水的方法组合使用，例如若是发动机用的冷却用冷却水的话，则可以加温发动机自身，大幅缩短所谓的发动机的暖机时间，从而可以大幅减少因暖机而消耗的大量的燃料量，并且通过将该冷却水应用于车厢内的空调用制热，可以期待获得称为二次效果的即刻制热的性能。

此外，在实施方式1的车辆用空调装置4中，第1水用热交换器26设置在使发动机冷却水从发动机3的水套向加热器芯8a流动的流路中途。

由此，在外气温度较低的情况下，在发动机启动初期使用发动机冷却水进行车厢内的制热时，可以使从发动机3的水套向加热器芯8a流动的发动机冷却水的温度急速上升。也就是说，在外气温度较低的情况，在发动机启动初期，利用致冷剂用的第1外部热交换器18的放热来加热自发动机3的水套流向加热器芯8a的发动机冷却水，从而可以使发动机冷却水的温度急速上升。

而且，在实施方式1的车辆用空调装置4中，第2水用热交换器27设置在使发动机冷却水从加热器芯8a向发动机3的水套流动的流路中途。

由此，在外气温度较低的情况下，在发动机启动初期使用发动机冷却水进行车厢内的制热时，可以使从加热器芯8a返回到发动机3的水套中的发动机冷却水的温度急速上升。也就是说，在外气温度较低的情况，在发动机启动初期，利用致冷剂用的第1外部热交换器18的放热来加热从加热器芯8a返回到发动机3的水套中的发动机冷却水，从而可以使发动机冷却水的温度急速上升。

此外，在实施方式1的车辆用空调装置4中，第2水用热交换器27具备：第1水用热交换器26，设置在使发动机冷却水从发动机3的水套流向加热器芯8a的流路中途；第2水用热交换器27，设置在使发动机冷却水从加热器芯8a流向发动机3的水套中的流路中途，而且，第1外部热交换器18设置在第1、第2的水用热交换器26、27之间。

由此，在外气温度较低的情况下，在发动机启动初期使用发动机冷却水进行车厢内的制热时，可以使从发动机3的水套流向加热器芯8a的发动机冷却水的温度急速上升。也就是说，在外气温度较低的情况下，在发动机启动初期，利用致冷剂用的第1外部热交换器18的放热来加热从水套流到加热器芯8a中的发动机冷却水，从而可以使发动机冷却水的温度急速上升。

而且，在外气温度较低的情况下，在发动机启动初期使用发动机冷却水进行车厢内的制热时，可以使从加热器芯8a返回到发动机3的水套中的发动机冷却水的温度急速上升。也就是说，在外气温度较低的情况，在发动机启动初期，利用致冷剂用的第1外部热交换器18的放热来加热从加热器芯8a返回到发动机3的水套中的发动机冷却水，从而可以使发动机冷却水的温度上升。由此，为了预热送到车厢内的空气，即使在加热器芯8a内发动机冷却水的水温被降低，也可以在该发动机冷却水返回到发动机3的水套中时，由第1外部热交换器18将其加热，因而可以防止发动机的暖机运转出现障碍。

而且，在实施方式1的车辆用空调装置4中，第2、第3的外部热交换器18a、20可热交换地彼此一体连接。

根据该结构，流进第2外部热交换器18a中的液体致冷剂，受到第3外部热交换器20内的致冷剂吸热，在流入第3外部热交换器20时蒸发而成为汽化致冷剂，经过储液器16返回到压缩机11。由此，在外气温度较低的情况下，在发动机启动初期使用发动机冷却水进行车厢内的制热时，可以顺利进行致冷剂的循环。其结果是，在外气温度较低的情况下，在发动机启动初期，利用致冷剂用的第2外部热交换器18a的放热来加热冷却水，从而可以使冷却水的温度急速上升。

此外，在实施方式1的车辆用空调装置4中，第2、第3外部热交换器18a、20，在高压致冷剂和低压致冷剂之间直接进行热交换、经过将高压致冷剂和低压致冷剂分隔的隔壁进行热交换，高压侧和低压侧的热交换量相等。进而，利用第1外部热交换器18，使从压缩机11排出的高压汽化致冷剂释放的凝缩热放热给发动机冷却水，而且，在第2外部热交换器18a中与自身的低压致冷剂的蒸发热相互抵消，从而设置压力的高低差，形成理想的冷冻循环。即，压缩机11的仅动力部分的热量能够由第1外部热交换器18放热。

此外，第1、第2水用热交换器26、27和第1外部热交换器18一体设置，所以可以使由第1、第2水用热交换器26、27和第1外部热交换器18等组成的冷却水加热用交换机构28小型化，而且用于安置冷却水加热用交换机构28的空间也可变小。

而且，在该实施方式1所述的车辆用空调装置4中，储液器16朝向第1单向阀15以及第2单向阀21的下游侧配置。这是为了保证在制热时所需的致冷剂量。

也就是说，在低外气温度时，致冷剂滞留在冷凝器12和热交换装置7a中(由于长期放置以及由低外气温度引起的致冷剂的移动导致)。因而，即便一旦打算制热运转，所必需的致冷剂滞留在制冷线(冷凝器12和热交换装置7a)中，则不能够充分发挥制热性能。由此，可以在初期启动时根据致冷剂回收模式进行致冷剂回收，保证在储液器16中留有制热所需的致冷剂量。

在此处，所谓所述致冷剂回收模式是指进行通常的致冷循环的模式。该模式的目的是使致冷线的制冷剂移动，通过进行致冷循环运转使致冷剂移动，从而将滞留在冷凝器12和热交换装置7a中的致冷剂回收到储液器16。因而，通常的致冷循环是液体收纳器+膨胀阀系统，以前储液器16稍有一点压损就不再需要，在实施方式1所述的车辆用空调装置特意设置在此位置。

接下来对该储液器16的配置进行详细说明。

在车辆用空调装置的致冷剂循环系统中，在制冷时的冷冻循环中，由压缩机压缩汽化致冷剂并提供给室外热交换器(高压侧热交换器)，而且由室外送风扇将外气送至室外热交换器，使提供给室外热交换器内的致冷剂冷却并液化。而且，在所述致冷剂循环系统中，制冷时，将在室外热交换器中液化的致冷剂通过节流阀提供给室内用热交换器(低压侧热交换器)，同时用室内送风扇将车厢内的空气提供给室内用热交换器，从而使室内的空气在室内用热交换器的作用下冷却。

这样的通常的致冷时的冷冻循环的高压和低压的压力差如图4所示。

一方面，在汽车等车辆中，在发动机运转时利用冷却液(发动机冷冻水)来冷却发动机。而为了完善冬季的制热性能而将该冷冻液提供给车厢内的空调装置的加热器芯，应用于车厢内的制热。此外，汽车除拥有使用该冷却液的制热装置外，还可以考虑到利用车辆用空调装置的致冷剂循环系统，以热泵来运转该致冷剂循环系统的制热装置。

在附加了该热泵运转的致冷剂制热装置的冷冻循环中，为了使用于车辆空调装置的致冷的致冷剂循环系统的致冷剂作为热源，而在车厢内热交换器内残留有低压低温的致冷剂。因而在附加了该热泵运转的制热装置中，若使送风机工作，则在车厢内也致冷。为了防止这种情况，在制热时的冷冻循环中使车厢内送风机以低速工作。

而且，由于在车辆用空调装置中在室外热交换器中残留有高温高压的致冷剂，因而，在该致冷剂的热量向外气放热时，制热用热量减少，从而在制热时的冷冻循环中使室外送风机停止。

在这种制热时的冷冻循环中，几乎不进行高压侧热交换器和低压侧热交换器两者的热交换。这种制热时的冷冻循环的高压和低压的压力差如图5所示。

因而，将上述的图4的通常的致冷时的冷冻循环的高压和低压的压力差、与图5的制热时的冷冻循环的高压和低压的压力差进行比较，制热时的冷冻循环的高压和低压的压力差比致冷时的冷冻循环的高压和低压的压力差小足够多，制热时的冷冻循环的压缩机的设备运转力也变小。

另外，图4、图5的横轴是每单位质量的热量，利用图4、图5的焓可以将实际的热交换器的交换热量以下述公式来计算。

热交换器的交换热量＝焓×质量流量

在具有这种冷冻循环的致冷系统中，由于较多的致冷剂残留在内部体积较大的室外热交换器和室内热交换器内，因而，压缩机的动力变小且高压侧压力和高压侧温度都一直较低。为此，仅靠采用了在制热时的冷冻循环(热泵运转)中使送风机停止的结构，很难将车辆用空调装置的致冷剂循环系统作为高温源来使用。

此外，车辆用空调装置的致冷剂循环系统的内容是：通常以冷冻循环(制冷循环)中朝外气放热的高温高压的致冷剂作为室内的制热用热源。为此，若在发动机启动时使冷冻循环工作，则利用致冷剂的高温源来加热车厢内，由于该空调风在内气循环时通过加热器芯，所以发动机冷却水被稍微加温一点。

但是，由于这种方式是冷冻循环的低压侧致冷剂利用热交换装置由空调风加热，该空调风由冷冻循环的高压侧致冷剂来加热，因而，根据图5所示的状态，如图4所示，不仅高压侧压力升高，而且低压侧压力还降低，到压缩机的运转动力增加为止需要消耗较长时间。

另外，根据实验显然可知，在外气是0℃的条件下，直到产生0.5MPa为止的时间需要5分钟以上，并不能达到即刻制热的性能。

此外，为了抑制低外气温时的性能低下，可以考虑将附冷凝器设置在能够从车厢内的加热器芯给予热量的位置。该情况下，由于附冷凝器的设置而出现空调装置大型化、附冷凝器内的致冷剂出现过冷却度(过冷)、过热度(过热)的话，则附冷凝器的通过空气温度出现温度分布，从而使排出的空气温度难以实现均一化，且很难进行排出温度控制。

而且，如上所述在以热泵来运转车辆用空调装置的致冷剂循环系统的方法中，低压凝缩致冷剂利用室外热交换器或者室内热交换器从空气中吸收热量。为此，在外气温度或室内温度(换言之，即低压凝缩致冷剂的蒸发温度)的作用下空气中所含的水分在前述热交换器上凝结/结霜，从而不可避免的会损害热交换器的热交换功能，因此需要对策。

因而，如上所述，可以将储液器16配置在第1的单向阀15及第2的单向阀21的下游侧作为其解决措施。根据所述结构，既是使用冷冻循环的简单结构，又拥有可以消除在以热泵运转时出现的问题(由于从外气吸取热量，所以外气温度较低时吸热无法进行导致循环启动延迟)的措施。即，通过吸取自身的热量，可以在早期扩大冷冻循环中高压致冷剂和低压致冷剂之间的压力差，从而将高压高温致冷剂作为高温的热源使用。

进而，通过与加热冷却水的方法组合使用，例如若是发动机用的冷却用冷却水的话，则可以加温发动机自身，大幅缩短所谓的发动机的暖机时间，从而可以大幅减少因暖机而消耗的大量的燃料量，并且通过将该冷却水应用于车厢内的空调用制热，可以期待获得称为二次效果的即刻制热的性能。

(实施方式1的变形例1)

在上述说明的实施方式1中表示出如下例子，即：设置有第1水用热交换器26和第2水用热交换器27，该第1水用热交换器26使从发动机3的水套向加热器芯8a提供的发动机冷却水流动，该第2水用热交换器27从加热器芯8a返回到发动机3的水套中的发动机冷却水流动，而且，致冷剂凝缩用的第2外部热交换器18a设置在第1、第2水用热交换器26、27之间，但是也未必一定限定于此。

例如，如图6所示，可以省略图1的第2水用热交换器27，以能够由第1外部热交换器18来加热水用热交换器26a内的发动机冷却水的方式来设置。在这种情况下，冷却水加热用热交换机构28a由水用热交换器26a和第1外部热交换器18构成。

(实施方式1的变形例2)

此外，如图7所示，可以省略图1的第1水用热交换器26，以能够由第1外部热交换器18来加热水用热交换器27a内的发动机冷却水的方式来设置。在这种情况下，冷却水加热用热交换机构28b由水用热交换器26a和第1外部热交换器18构成。

(实施方式1的变形例3)

在上述实施方式1中，其结构构成为将储液器16朝第1的单向阀15及第2的单向阀21的下游侧配置，但并不限定于此。

例如，如图8所示，在冷凝器12的液体容纳器13的下游(吐出侧)设置分歧而出的第2的制冷致冷剂13a和致冷剂回收配管100，不仅具有在储液器16的上游将致冷剂回收配管100连接到第4的制冷致冷剂配管15a的机构，还具有在致冷剂回收配管100的中途设置电磁阀101的结构。其他结构与图6所示的实施形式1的变形例1相同。

另外，在图8中采取了将致冷剂回收配管100连接到第4的制冷致冷剂配管15a上的结构，然而，如果致冷剂回收配管100的连接位置位于在制热循环流路(制热时致冷剂流通的流路)上的、储液器16的上游侧且第2节流装置19的下游侧之间的话，则可以位于任何位置。这里，作为储液器16的上游侧且第2节流装置19的下游侧之间的连接位置，例如，有第2节流装置19和第3外部热交换器20之间的流路、第3旁路致冷剂配管20a等。

而且，致冷剂回收模式时为：三向电磁切换阀17连通制冷致冷剂配管11a和冷凝器12且截断制冷致冷剂配管11a和第1旁路致冷剂配管17a的连通，另一方面，通过开启电磁阀101且起动压缩机11从而吸出冷凝器12中残留的致冷剂并回收到储液器16。

该结构也是避免阻碍上述的热交换器的热交换功能的措施。

另外，在上述实施方式1中列举有三向阀，该三向阀是利用了电磁力的三向电磁切换阀17，但是也可以不局限于此，例如可以使用利用差压可以开关的三向阀。此外，压缩机11以发动机为主驱动源，但其结构可以是根据外部信号可改变吐出容量的结构或者是利用内部控制为达到设定的吸入压力而可改变吐出容量的结构，或者是吐出容量固定的结构，可以是上述任一种结构。进而，压缩机11也可以是能够可变控制转速的电动式压缩机。

此外，在上述实施方式1中列举有作为被冷却体的发动机驱动式的车辆的发动机，但是也可以不局限于此，例如在混合动力车和电动汽车等车辆(电动车)的情况下，作为被冷却体可以是驱动用电动机、变换器、二次电池或者燃料电池等。

另外，混合动力车和电动汽车等车辆(电动车)的情况下的冷却水是设置在车辆驱动用的电动机的电动机壳体中的水套内的电动机冷却水。此外，在电动车的情况下，除了该电动机冷却水以外，其也可以是用于对如向电动机提供电力的电源(二次电池等)等这样的发热部进行冷却的发热部冷却水。

因而，在混合动力车和电动汽车等车辆(电动车)的情况下，也与上述实施方式相同，在外气温度较低的情况下，在用于车辆驱动的发动机启动初期使用发动机冷却水进行车厢内的制热时，可以使发动机冷却水的温度急速上升。

(实施方式2)

图9是表示本发明的实施方式2所涉及到的车辆用空调装置的结构的概要图。另外，具有与图1中所示的实施方式1的车辆用空调装置的相同功能的部件附加相同的附图标记，重复的说明被省略。

在图9中所示的本实施方式的车辆用空调装置4a中具有致冷剂循环配管路9和冷却水循环配管路10。该致冷剂循环配管路9具有进行制冷用的冷冻循环的第1致冷剂循环配管路9a、和进行冷却水加热用的冷冻循环(制热用加热循环)的第2致冷剂循环配管路9b。第1致冷剂循环配管路9a的结构与上述实施方式1相同。

本实施方式的第2致冷剂循环配管路9b具有：压缩机11；三向电磁切换阀17，连接到第1制冷致冷剂配管11a中途；旁路致冷剂配管Bp，与冷凝器12以及热交换装置7a并列而连接到压缩机11的致冷剂入口(未图示)；致冷剂用热交换机构23，设置在旁路致冷剂配管Bp的中途。另外，在本实施方式中，冷却水加热用热交换机构28a由水用热交换器26a和第1外部热交换器18构成。

致冷剂用热交换机构23由第1外部热交换器18、第2外部热交换器18a和第3外部热交换器20构成。另外，在本实施方式中，第1外部热交换器18作为致冷剂凝缩用(冷却水加热用)的热交换器发挥作用；第2外部热交换器18a作为致冷剂凝缩用的热交换器发挥作用；第3外部热交换器20作为致冷剂蒸发用的热交换器发挥作用。

致冷剂用热交换机构23具备：第2外部热交换器18a，使由第1外部热交换器18凝缩的高压的液体致冷剂的热量放热而成为低压的液体致冷剂；车厢1外的第2节流装置19，使从第2外部热交换器18a排出(流出)的高温、高压的液体致冷剂成为低压的液体致冷剂；致冷剂蒸发用的第3外部热交换器20，使利用该第2节流装置19所膨胀的低压的液体致冷剂蒸发；等部件。

第2外部热交换器18a和第3外部热交换器20一体设置，从第2节流装置19流入该第3外部热交换器20中的低压的液体致冷剂，受到第2外部热交换器18a内的高压的液体致冷剂的热量加热而蒸发。

旁路致冷剂配管Bp具有：将三向电磁切换阀17和第1外部热交换器18的致冷剂入口(未图示)连接起来的第1旁路致冷剂配管17a；将第1外部热交换器18的致冷剂出口(未图示)和第2外部热交换器18a的致冷剂入口(未图示)连通(连接)在一起的第2旁路致冷剂配管18b。

此外，第2旁路致冷剂配管18b具有一端连接到第1外部热交换器18的致冷剂出口(未图示)的第2旁路上游侧致冷剂配管18b1和一端连接到第2外部热交换器18a的致冷剂入口(未图示)的第2旁路下游侧致冷剂配管18b2。而且，旁路致冷剂配管Bp具有一端连接到第3外部热交换器20的致冷剂出口(未图示)的第3旁路致冷剂配管20a。

此外，如上所述，第4的制冷致冷剂配管15a的一端连接到第1单向阀15的致冷剂出口(未图示)，第3旁路致冷剂配管20a的另一端连接到该第4的制冷致冷剂配管15a的中途。该第2单向阀21的致冷剂出口(未图示)连接到第4的制冷致冷剂配管15a的中途。此外，压缩机11的致冷剂入口(未图示)经过储液器16连接到该第4的制冷致冷剂配管15a的另一端。

此外，四向电磁切换阀40位于致冷用的致冷剂循环配管路9的第2上游侧制冷致冷剂配管13a1和第2下游侧制冷致冷剂配管13a2之间、以及第2旁路上游侧致冷剂配管18b1和第2旁路下游侧致冷剂配管18b2之间。

在此处，若将从冷凝器12流出的液体致冷剂，经过致冷剂循环配管路9的第2制冷致冷剂配管13a(第2上游侧制冷致冷剂配管13a1、第2下游侧制冷致冷剂配管13a2)朝向第1节流装置14侧流动的第1致冷剂流路f1(参考图9)的流体取为第1流体(第1致冷剂流)；将从第1外部热交换器18流出的液体致冷剂，经过第2旁路致冷剂配管18b(第2旁路上游侧致冷剂配管18b1、第2旁路下游侧致冷剂配管18b2)，朝向致冷剂用热交换装置23的第2致冷剂流路f2(参考图10)的流体取为第2流体(第2致冷剂流)；将从第2外部热交换器18流出的液体致冷剂，经过第2旁路上游侧致冷剂配管18b1以及制冷致冷剂循环配管路9a的第2下游侧制冷致冷剂配管13b2，朝向第1节流装置14侧流动的第3致冷剂流路f3(参考图11)的流体取为第3流体(第3致冷剂流)，则四向电磁切换阀40能够对上述第1～第3流体进行切换。

而且，从压缩机11排出的致冷剂可以反复进行如下第2冷冻循环，即：依次按照三向电磁切换阀17、第1旁路致冷剂配管17a、第1外部热交换器18、第2旁路致冷剂配管18b1、四向电磁切换阀40、第2旁路下游侧致冷剂配管18b2、第2外部热交换器18a、第2节流装置19、第3外部热交换器20、第3旁路致冷剂配管20a、第2单向阀21和储液器16等的顺序流通并返回到压缩机11进行循环。

冷却水循环配管10具有冷却水循环流路24，该冷却水循环流路24经过加热器芯8a而将发动机3的水套的冷却水出口(未图示)和冷却水入口(未图示)连通起来。该冷却水循环流路24具有：第1冷却水通路24a，将发动机3的水套的冷却水出口(未图示)和加热器芯8a的冷却水入口(未图示)连接(连通)起来；第2冷却水通路24b，将与加热器芯8a的冷却水入口(未图示)相连接的第1冷却水出口(未图示)、和发动机3的水套的冷却水入口(未图示)连接(连通)起来。另外，第1冷却水通路24a以及第2冷却水通路24b形成在省略了图示的冷却水配管内。

此外，在冷却水循环流路24的第1冷却水流路24a的中途设置有水用热交换器26a。该水用热交换器26a与第2外部热交换器18一体设置。在本实施方式中，冷却水加热用热交换机构28a由第1外部热交换器18和水用热交换器26a构成。

像这样，水用热交换器26a与致冷剂用的第1外部热交换器18一体设置，从而可以在水用热交换器26a与第1外部热交换器18之间进行热量的给予和接受。通过热量的给予和接受，由从压缩机11向第1外部热交换器18提供的高温高压的压缩致冷剂的热量来加热水用热交换器26a内的发动机冷却水，而且，通过该热量，汽化的高压致冷剂在第1外部热交换器18内吸热而凝结成凝缩的液体致冷剂。其它结构与上述实施方式1同样。

下面对于上述本实施方式的车辆用空调装置4a的运转动作进行说明。

(通常的致冷运转)

通常的致冷运转时的动作与实施方式1相同，在本实施方式中重复的说明被省略。

(在外气温度较低的情况下的通常的制热运转)

若接通车辆的未图示的点火开关，启动发动机3，则发动机3的水套的发动机冷却水的水温由水温检测传感器30(参考图3)检测，温度检测信号由该水温检测传感器30输出，该温度检测信号被输入到控制单元29(参考图3)。

在该状态下，接通制热开关32(参考图3)并将该接通信号作为车辆用空调装置4a的制热运转的指令输入到控制单元29中，则控制单元29根据水温检测传感器30的温度检测信号来判断发动机冷却水的温度是否达到了车厢1内制热所需的温度(规定温度)。

而且，在冬季等外气温度较低的情况下，在发动机启动初期在判断为发动机冷却水的温度(水温)还没有达到车厢1内的制热所需的必要温度(规定温度)，则控制单元29驱动三向电磁切换阀17工作。

此时，控制单元29驱动三向电磁切换阀17工作，通过三向电磁切换阀17截断压缩机11的致冷剂出口(未图示)和冷凝器12的致冷剂入口(未图示)，并且将压缩机11的致冷剂出口(未图示)和旁路致冷剂配管Bp的第1旁路致冷剂配管17a连通起来。在该状态下，即使使压缩机11工作，致冷剂也不会在冷凝器12、液体容纳器13、节流装置14、热交换装置7a等内部流动。

与此相伴，控制单元29还驱动四向电磁切换阀40工作，通过四向电磁切换阀40将第2旁路上游侧致冷剂配管18b1和第2旁路下游侧致冷剂配管18b2连通起来，而且，通过四向电磁切换阀40将连通的上游侧制冷致冷剂配管13a1和第2的下游侧制冷致冷剂配管13a2之间截断。

另一方面，控制单元29驱动加热器机组8的门驱动装置8c1工作，通过混合风门8c将加热器芯8a的空气通路(未图示)的上游侧打开，并且，驱动进气机组6b的门驱动装置6c1工作，关闭进气机组6b的外气吸入口6b1，还打开内气吸入口6b2。

在该状态下，控制单元29使鼓风机6a工作并从内气吸入口6b2吸入车厢1内的空气。所述吸入的空气在风路5a中流动，从热交换装置7a的未图示的空气通路内流通后，经过加热器机组8的空气通路(未图示)、混合室8d，从吹出口8e吹到车厢1内。在该状态下，即使使压缩机11工作，由于致冷剂如上所述没有被提供给热交换装置7a，所以由鼓风机6a送来的空气就算是从热交换装置7a的空气通路(未图示)内流通过，空气也不会被热交换装置7a冷却。

此外，控制单元29使压缩机11工作以压缩汽化致冷剂，并将高温的压缩致冷剂排出到第1制冷致冷剂配管11a中。该压缩致冷剂依照三向电磁切换阀17、旁路致冷剂配管Bp的第1旁路致冷剂配管17a、第1外部热交换器18、第2旁路上游侧致冷剂配管18b1、四向电磁切换阀40、第2旁路下游侧致冷剂配管18b2、第2外部热交换器18a、第2节流装置19、第3外部热交换器20、第3旁路致冷剂配管20a、第2单向阀21和储液器16等顺序流通，并返回到压缩机11而循环。

此时，压缩致冷剂在第1外部热交换器18中放热、凝结成高压的液体致冷剂，该液体致冷剂由第2节流装置19膨胀而成为低压的液体致冷剂之后，流入到第2外部热交换器18a中。流入到第2外部热交换器18a的液体致冷剂的热量被第3外部热交换器20内的致冷剂吸收，将第3外部热交换器20内的致冷剂加热，因而，供给到第2节流装置19中液体致冷剂的压力降低。

压力被降低后的液体致冷剂由第2节流装置19膨胀、减压后，流入到第3外部热交换器20内，该低压液体致冷剂在第3外部热交换器20内吸收来自第2外部热交换器18a的热量，蒸发而成为汽化致冷剂。所述已受到蒸发的汽化致冷剂经过第3旁路致冷剂配管20a、第2单向阀21和储液器16而返回到压缩机11。

此外，压缩机3的水套内的发动机冷却水借助未图示的水泵从水套中排出，被供给到水用热交换器26a。该发动机冷却水经过水用热交换器26a而流入到加热器芯8a内之后，从加热器芯8a流出并返回到压缩机3的水套中而进行循环。

与此相伴，压缩致冷剂在第1外部热交换器18中流动时，在第1外部热交换器18与水用热交换器26a之间进行热量的给予和接受，从而对在水用热交换器26a内向加热器芯8a一侧流动的发动机冷却水进行加热。由第1外部热交换器18以及水用热交换器26a加热的发动机冷却水，被供给到加热器芯8a，对在加热器芯8a的空气流路(未图示)中流动的空气进行加热来取暖。而且，变暖后的空气从吹出口8e吹到车厢1内以温暖车厢1内。

(除湿制热运转)

若将从除湿开关33(参考图3)发出的操作信号(ON信号)输入，则控制单元29驱动四向电磁切换阀40工作，使所述的通常的制热运转状态的致冷剂流动改变。

也就是说，若将从除湿开关33发出的操作信号(ON信号)输入，则控制单元29驱动四向电磁切换阀40工作，通过四向电磁切换阀40将第2旁路上游侧致冷剂配管18b1和第2下游侧制冷致冷剂配管13a2连通在一起，而且，通过四向电磁切换阀40将连通的第2旁路上游侧致冷剂配管18b1和第2旁路下游侧致冷剂配管18b2截断，还通过四向电磁切换阀40将连通的第2上游侧制冷致冷剂配管13a1和第2下游侧制冷致冷剂配管13a2截断，由此，从第1外部热交换器18流出的液体致冷剂，经过第2旁路上游侧致冷剂配管18b1以及第3的下游侧制冷致冷剂配管13a2而流入到第1节流装置14。流入到第1节流装置14中的高压液体致冷剂由第1节流装置14膨胀(减压)成为低压的液体致冷剂。

受过减压的凝缩致冷剂被提供给车厢1内的热交换装置7a，用来吸收从鼓风机6a送来的、且在热交换装置7a的未图示的空气流路中流动的车厢1内的空气的热量，使在该空气流路中流动的空气温度降低。此时，包含在该空气中的水分凝结在热交换装置7a的热交换部的外表面，从而起到除湿。除湿过的空气如上所述，在加热器芯8a内的未图示的空气流路中流通并被加热(暖和)之后，从吹出口8e吹到车厢1内以温暖车厢1内。

另一方面，在利用热交换装置7a对室内空气进行除湿时，从第1节流装置14流入热交换装置7a中的液体致冷剂(致冷剂液)，受到蒸发而成为汽化状的致冷剂(汽态致冷剂)，该致冷剂(汽态致冷剂)经过制冷致冷剂配管7a1、第1单向阀15、第4的制冷致冷剂配管15a、储液器16等，返回到压缩机11而进行循环，由压缩机11压缩。

(实施方式2的变形例)

在以上说明的实施方式2中表示出如下的例子，即：从发动机3的水套排出的发动机冷却水，以经过水用热交换器26a而提供给加热器芯8a的方式设置，而且，在水用热交换器26a内流动时以可以由第1外部热交换器18加热的方式来设置，然而也未必限定于此。

例如，在实施方式2的变形例中的车辆用空调装置4a中，如图12所示，设置有使发动机3的水套的冷却水出口(未图示)和冷却水入口(未图示)经过加热器芯8a而连通在一起的冷却水循环流路24，水用热交换装置25设置在该冷却水循环流路24的中途。

该水用热交换装置25具有：使从发动机3的水套提供给加热器芯8a的发动机冷却水流动的第1水用热交换器26；使从加热器芯8a返回到发动机3的水套中的发动机冷却水流动的第2水用热交换器27。此外，在图12中省略图9的第2外部热交换器18a，在本变形例中图9的第3外部热交换器20作为第3外部热交换器20’。

在本实施方式中，冷却水加热用热交换机构28c由第1外部热交换器18和水用热交换装置25(第1水用热交换器26、第2水用热交换器27)构成。此外，致冷剂用热交换机构23a由第1外部热交换器18和第3外部热交换器20’构成。

此外，第1水用热交换器26和第1外部热交换器18一体设置，从而能够在第1水用热交换器26和第1外部热交换器18之间进行热量的给予和接受；而且，第1外部热交换器18和第3外部热交换器20’也一体设置，从而能够在第1外部热交换器18和第3外部热交换器20’之间进行热量的给予和接受。

另外，用于将上述的第3外部热交换器20和第2单向阀21连通在一起的图9的第3旁路致冷剂配管20a，在本变形例中是第3外部热交换器20a’。

此外，在图12中如F1所示的那样，使致冷剂从第2上游侧制冷致冷剂配管13a1向第2下游侧制冷致冷剂配管13a2侧流动而在压缩机11中循环的流路取为第1致冷剂流路(F1)；在图13中如F2所示的那样，使致冷剂从第1外部热交换器18向第3外部热交换器20’流动而在压缩机11中循环的流路取为第2致冷剂流路(F2)；在图14中如F3所示的那样，使从第1外部热交换器18排出的致冷剂向第2的下游侧制冷致冷剂配管13a2侧流动而在压缩机11中循环的流路取为第3致冷剂流路(F3)。

在第2上游侧制冷致冷剂配管13a1和第2下游侧制冷致冷剂配管13a2之间，第1致冷剂流路F1的一部分作为第1液体致冷剂流路来形成，在第1外部热交换器18到第3外部热交换器20’之间，第2致冷剂流路F2的一部分作为第2液体致冷剂流路来形成。

此外，设置有致冷剂配管18c，该致冷剂配管18c用于将第1外部热交换器18的致冷剂出口(未图示)、第2上游侧制冷致冷剂配管13a1和第2下游侧制冷致冷剂配管13a2连接起来，在该致冷剂配管18c内，第3致冷剂流路F3的一部分作为第3液体致冷剂流而形成。另外，第2节流装置19设置在所述第2致冷剂流路的中途。

此外，设置有对第1流路、第2流路和第3流路进行切换的切换流路的电磁切换阀41，该第1流路是从冷凝器12开始至第1节流装置14侧的流路，该第2流路是从第1外部热交换器18至第3外部热交换器20’的流路，该第3流路是从第1外部热交换器18至第1节流装置14侧的流路。

该电磁切换阀41具有第1电磁切换阀42，该第1电磁切换阀42设置在致冷剂配管18c与第2上游侧制冷致冷剂配管13a1、第2下游侧制冷致冷剂配管13a2之间，并将第2下游侧制冷致冷剂配管13a2与第2上游侧制冷致冷剂配管13a1和致冷剂配管18c中的任一方连通在一起；另外，电磁切换阀41具有第2电磁切换阀43，该第2电磁切换阀43设置在第1三向电磁切换阀42的致冷剂入口(未图示)与致冷剂配管18c、第2节流装置19的致冷剂入口(未图示)之间，并将第1外部热交换器18的致冷剂出口(未图示)与第2节流装置19的致冷剂入口(未图示)和致冷剂配管18c中的任一方连通在一起。

而且，第2电磁切换阀42、第3电磁切换阀43受控制单元29驱动而工作，从而对冷凝器12到第1节流装置14的第1流路、从第1外部热交换器18开始至第3外部热交换器20’的第2流路、从第1外部热交换器18开始至第1节流装置14侧的第3流路进行切换。

接下来对于上述的本实施方式的变形例1中的车辆空调用装置4a的运转动作进行说明。

(通常的制冷运转)

通常的制冷运转时的动作与实施方式1相同，在本实施方式中重复的说明被省略。

(在外气温度较低的情况下的通常的制热运转)

若接通车辆的未图示的点火开关，启动发动机3，则发动机3的水套的发动机冷却水的水温由水温检测传感器30(参考图3)检测，温度检测信号由该水温检测传感器30输出，该温度检测信号被输入到控制单元29(参考图3)。

在该状态下，接通制热开关32(参考图3)并将该接通信号作为车辆用空调装置4a的制热运转的指令输入到控制单元29中，则控制单元29根据水温检测传感器30的温度检测信号来判断发动机冷却水的温度是否达到了车厢1内制热所需的温度(规定温度)。

而且，在冬季等外气温度较低的情况下，在发动机启动初期在判断为发动机冷却水的温度(水温)还没有达到车厢1内的制热所需的必要温度(规定温度)，则控制单元29驱动三向电磁切换阀17工作。

此时，控制单元29驱动三向电磁切换阀17工作，通过三向电磁切换阀17截断压缩机11的致冷剂出口(未图示)、即第1制冷致冷剂配管11a和冷凝器12的致冷剂入口(未图示)，并且将压缩机11的致冷剂出口(未图示)、即第1制冷致冷剂配管11a和旁路致冷剂配管Bp(旁路流路)的第1旁路致冷剂配管17a连通起来。在该状态下，即使使压缩机11工作，致冷剂也不会在冷凝器12、液体容纳器13、第1节流装置14、热交换装置7a等内部流动。

与此相伴，控制单元29驱动第2电磁切换阀43工作，通过第2电磁切换阀43将连通的第1外部热交换器18的制冷机出口(未图示)和致冷剂配管18c截断，并且，通过第2电磁切换阀43将第1外部热交换器18的制冷机出口(未图示)和第2节流装置19连通。

另一方面，控制单元29驱动加热器机组8的门驱动装置8c1工作，通过混合风门8c将加热器芯8a的空气通路(未图示)的上游侧打开，并且，驱动进气机组6b的门驱动装置6c1工作，关闭进气机组6b的外气吸入口6b1，还打开内气吸入口6b2。

在该状态下，控制单元29使鼓风机6a工作并从内气吸入口6b2吸入车厢1内的空气。所述吸入的空气在风路5a中流动，从热交换装置7a的未图示的空气通路内流通后，经过加热器机组8的空气通路(未图示)、混合室8d，从吹出口8e吹到车厢1内。在该状态下，即使使压缩机11工作，由于致冷剂如上所述没有被提供给热交换装置7a，所以由鼓风机6a送来的空气就算是从热交换装置7a的空气通路(未图示)内流通过，空气也不会被热交换装置7a冷却。

此外，在发动机3的驱动下，压缩机3的水套内的发动机冷却水借助未图示的水泵从水套中排出，被供给到第1水用热交换器26。该发动机冷却水经过第1水用热交换器26而流入到加热器芯8a内之后，从加热器芯8a流出，并经过第2水用热交换器27而返回到压缩机3的水套中而进行循环。

而且，控制单元29使压缩机11工作以压缩汽化致冷剂，并将高温的压缩致冷剂排出到第1制冷致冷剂配管11a中。该压缩致冷剂依照三向电磁切换阀17、旁路致冷剂配管Bp的第1旁路致冷剂配管17a、第1外部热交换器18、第2电磁切换阀43、第2节流装置19、第3外部热交换器20’、第3旁路致冷剂配管20a’、第2单向阀21和储液器16等顺序流通，进而返回到压缩机11，如此循环。

此时，在第1外部热交换器18内流动的高温高压的压缩致冷剂，在第1外部热交换器18放热而将第1水用热交换器26内向加热器芯8a侧流动的发动机冷却水加热。由所述第1外部热交换器18以及第1水用热交换器26加热后的发动机冷却水，被供给到加热器芯8a，对在加热器芯8a的空气流路(未图示)中流动的空气进行加热来取暖。而且，变暖后的空气从吹出口8e吹到车厢1内以温暖车厢1内。与此相伴，在第1外部热交换器18内流动的高温高压的压缩致冷剂，在第1外部热交换器18放热而凝结成高压的液体致冷剂，该液体致冷剂由第2节流装置19膨胀而成为低压的液体致冷剂。

压力被降低后的液体致冷剂流入到第3外部热交换器20’内，受到从加热器芯8a中流出的、从第2水用热交换器27内部流过的发动机冷却水加热，在第3外部热交换器20’内吸收热量而蒸发成为汽化致冷剂。该蒸发而成的汽化致冷剂经过第3旁路致冷剂配管20a’、第2单向阀21和储液器16而返回到压缩机11。

(除湿制热运转)

若将从除湿开关33(参考图3)发出的操作信号(ON信号)输入，则控制单元29驱动第1、第2的电磁切换阀42、43工作，使所述的通常的制热运转状态的致冷剂流动改变。

也就是说，若将从除湿开关33(参考图3)发出的操作信号(ON信号)输入，则控制单元29驱动第1电磁切换阀42工作，通过第1电磁切换阀42将连通的第2上游侧制冷致冷剂配管13a1和第2下游侧制冷致冷剂配管13a2截断，而且，通过第2电磁切换阀43将致冷剂配管18c和第2下游侧制冷致冷剂配管13a2连通。

与此相伴，控制单元29驱动第2电磁切换阀43工作，通过第2电磁切换阀43将连通的第1外部热交换器18的制冷机出口(未图示)和第2节流装置19截断，并且，通过第2电磁切换阀43将第1外部热交换器18的制冷机出口(未图示)和致冷剂配管18c连通。

由此，从第1外部热交换器18流出的液体致冷剂，经过第2电磁切换阀43、致冷剂配管18c、第2电磁切换阀42以及第2下游侧制冷致冷剂配管13a2而流入到第1节流装置14。流入到第1节流装置14中的高压液体致冷剂由第1节流装置14膨胀(减压)成为低压的液体致冷剂。

受过减压的凝缩致冷剂被提供给车厢1内的热交换装置7a，用来吸收从鼓风机6a送来的、且在热交换装置7a的未图示的空气流路中流动的车厢1内的空气的热量，使在该空气流路中流动的空气温度降低。此时，包含在该空气中的水分凝结在热交换装置7a的热交换部的外表面，从而起到除湿。除湿过的空气如上所述，在加热器芯8a内的未图示的空气流路中流通并被加热(暖和)之后，从吹出口8e吹到车厢1内以温暖车厢1内。

另一方面，从第1节流装置14流入到热交换装置7a中的液体致冷剂(致冷剂液)，在利用热交换装置7a进行室内空气除湿时，受到蒸发成为汽态的致冷剂(汽化致冷剂)，该致冷剂(汽化致冷剂)经过第3制冷致冷剂配管7a1、第1单向阀15、第4制冷致冷剂配管15a、储液器16并返回到压缩机11，进而如此循环，在压缩机11被压缩。

根据以上说明可知，实施方式2的车辆用空调装置4a具有：制冷用的致冷剂循环配管路9，使致冷剂依照受发动机驱动的压缩机11、车厢1外的致冷剂凝缩用的冷凝器12、第1节流装置14、车厢内的空气冷却以及液体致冷剂蒸发用的热交换装置7a的顺序循环；制热用的冷却水循环配管路10，使发动机冷却水在发动机3的水套与车厢1内的加热器芯之间循环。

此外，所述车辆用空调装置4a具有：与冷凝器12以及热交换装置7a并排而连接到压缩机11的旁路流路；并排设置的旁路流路(第1旁路致冷剂配管17a内的旁路流路)；将压缩机11的致冷剂排出口切换并连通到冷凝器12和所述旁路流路(第1旁路致冷剂配管17a内的旁路流路)中的任一者的三向电磁切换阀17。

此外，致冷剂用热交换机构23a具备：致冷剂凝缩用的第1外部热交换器18，设置在上述旁路流路(第1旁路致冷剂配管17a内的旁路流路)的中途；第2外部热交换器18a、第3外部热交换器20，使来自第1外部热交换器18的液体致冷剂蒸发后返回到压缩机11。而且，水用热交换装置25具备使发动机冷却水在发动机3的水套和加热器芯8a之间流动的水用热交换器(第1水用热交换器26、第2水用热交换器27中的至少一方)，第1外部热交换器18以可以加热水用热交换器(第1水用热交换器26、第2水用热交换器27中的至少一方)内的发动机冷却水的方式来设置。并且还设置有四向电磁切换阀40，其用于切换冷凝器12到第1节流装置14侧的第1流路、从第1外部热交换器18开始至致冷剂用热交换机构23的第2流路、从第1外部热交换器18开始至第1节流装置14侧的第3流路。

根据该结构，通过简单的结构，在外气温度较低的情况下，在发动机启动初期使用发动机冷却水进行车厢内的制热时，可以使发动机冷却水的温度急速上升。而且，借助四向电磁切换阀40切换到第3流路，从而可以进行除湿运转。

此外，在本实施方式所述的车辆用空调装置4a中，在将冷凝器12和第1节流装置14之间的流路取为第1流路、将从所述第1外部热交换器18开始至致冷剂用热交换机构23的流路取为第2流路时，四向电磁切换阀40可被设置在所述第1、第2流路的中途。

根据该结构，借助介于第1、第2流路的中途的四向电磁切换阀40以切换到第3流路，从而可以进行除湿运转。

此外，在本实施方式所述的车辆用空调装置4a中，第1水用热交换器26设置在使发动机冷却水从发动机3的水套流向加热器芯8a的流路中途。

根据该结构，在外气温度较低的情况下，在发动机启动初期使用发动机冷却水进行车厢内的制热时，可以使从发动机3的水套流到加热器芯8a中的发动机冷却水的温度急速上升。

此外，在本实施方式所述的车辆用空调装置4a中，水用热交换装置25具备：第1水用热交换器26，设置在使发动机冷却水从发动机3的水套流到加热器芯8a中的流路中途；第2水用热交换器27，设置在使发动机冷却水从加热器芯8a流到发动机3的水套中的流路中途。而且，第1水用热交换器26内的发动机冷却水以可由第1外部热交换器18加热的方式来设置，第2水用热交换器27内的发动机冷却水以可以加热致冷剂用热交换机构23a内的致冷剂的方式来设置。此外，在将冷凝器12和第1节流装置14之间的流路取为第1流路、将从第1外部热交换器18开始至致冷剂用热交换机构23a的流路取为第2流路时，还设置有将所述第1、第2流路连通起来的第3流路，且在此基础上，电磁切换阀41具有介于所述第1流路中途和所述第3流路之间的第1电磁切换阀42、和介于所述第2流路中途和所述第3流路之间的第2电磁切换阀43。

根据该结构，在外气温度较低的情况下，在发动机启动初期使用发动机冷却水进行车厢内的制热时，可以使从发动机3的水套流到加热器芯8a中的发动机冷却水的温度急速上升。而且，通过从加热器芯8a流到发动机3的水套中的发动机冷却水来加热致冷剂用热交换机构23内的致冷剂，可以促进液体致冷剂的蒸发。

而且，在本实施方式所述的车辆用空调装置4a中，表示的是将储液器16配置在了第1单向阀15以及第2单向阀21的下游侧的例子，但是并不限定于此。例如，可以将储液器16配置在第1单向阀15的下游侧的、并且是配置第2单向阀21的第3旁路致冷剂配管20a与第4制冷致冷剂配管15a的连接部的上游侧，或者可以配置在第2单向阀21的上游侧。

像这样，通过配置储液器16而将在发动机启动初期或者在低外气时产生的气态致冷剂的液化现象储留在储液器16内，从而位于构成水用热交换装置25的第1、第2水用热交换器26、27之间的第1外部热交换器18的热交换损失被降低，即可使发动机冷却水的温度急速上升，而且还可以马上变暖，使车厢内感觉舒适。

(实施方式3)

图15是表示本发明的实施方式3所涉及到的车辆用空调装置的结构的概要图。另外，具有与图1中所示的实施方式1的车辆用空调装置的相同功能的部件附加相同的附图标记，重复的说明被省略。

图15中表示的本实施方式的车辆用空调装置4b也具有致冷剂循环配管路9和冷却水循环配管路10。该致冷剂循环配管路9具有进行制冷用的冷冻循环(制冷循环)的第1致冷剂循环配管路9a和进行冷却水加热用的冷冻循环(制热用加热循环)的第2致冷剂循环配管路9b。制冷致冷剂循环配管路9a的结构与上述实施方式1相同。

本实施方式所述的第2致冷剂循环配管路9b具有：压缩机11、配置于第1制冷致冷剂配管11a中途的三向电磁切换阀17、一端与三向电磁切换阀17连接的第1旁路致冷剂配管17a、配置在车厢1外并在第1旁路致冷剂配管17a的另一端连接有致冷剂入口(未图示)的致冷剂凝缩用(冷却水加热用)第1外部热交换器18、和与所述第1外部热交换器18的致冷剂出口(未图示)连接的车厢1外的第2节流装置19。

此外，第2致冷剂循环配管路9b具有：致冷剂蒸发用的第2外部热交换器18a，用于提供利用该第2节流装置19而被膨胀的致冷剂；第3旁路致冷剂配管20a，一端连接到第2外部热交换器18a的致冷剂出口(未图示)；第2单向阀21，将该第3旁路致冷剂配管20a的另一端与连接到第1单向阀15的致冷剂出口(未图示)的第4制冷致冷剂配管15a的中途连接起来；储液器16。

而且，从压缩机11排出的致冷剂可以反复进行如下第2冷冻循环，即：依次按照三向电磁切换阀17、第1旁路致冷剂配管17a、第1外部热交换器18、第2节流装置19、第2外部热交换器18a、第3旁路致冷剂配管20a、第2单向阀21和储液器16等的顺序流通后，并返回到压缩机11进行循环。

在第1、第3旁路致冷剂配管17a、20a内形成有旁路流路(未图示)，该旁路流路与冷凝器12以及热交换装置7a并排而连通(连接)到压缩机11，在该旁路流路的中途设置有具备第1外部热交换器18、第2外部热交换器18a、水用热交换器26a的冷却水加热用热交换机构28d。此外，在本实施方式中，致冷剂用热交换机构23b由第1外部热交换器18、第2外部热交换器18a构成。

冷却水循环配管路10具有：发动机3的水套内的流路；冷却水循环流路24，通过未图示的水泵，在使从发动机3的水套的冷却水出口(未图示)排出的冷却水流到加热器芯8a之后，返回到发动机3的水套内的流路。

所述冷却水循环通路24具有：将发动机3的水套的冷却水出口(未图示)和加热器芯8a的冷却水入口(未图示)连接起来的第1冷却水通路24a；和将与加热器芯8a的冷却水入口(未图示)连接的第1冷却水出口(未图示)和发动机3的水套的冷却水入口(未图示)连接(连通)起来的第2冷却水通路24b。而且，在第1冷却水通路24a的中途设置有水用热交换器26a。

而且，水用热交换器26a被设置在致冷剂用的第1外部热交换器18、第2外部热交换器18a之间并一体形成，从而能够在水用热交换器26a与第1外部热交换器18、第2外部热交换器18a之间进行热量的给予和接受。通过热量的给予和接受，由从压缩机11向第1外部热交换器18提供的高温高压的压缩致冷剂的热量来加热水用热交换器26a内的发动机冷却水，而且，通过该热量，汽化的高压致冷剂在第1外部热交换器18内吸热而凝结成凝缩的液体致冷剂。

另一方面，从第2节流装置19流入到第2外部热交换器18a内的低压的液体致冷剂，由第1水用热交换器26内的发动机冷却水加热，并且，液体致冷剂在加热作用下，在第2外部热交换器18a内蒸发而成为汽化致冷剂。其它的结构均与上述实施方式1的车辆用空调装置相同。

接下来对于上述的本实施方式的车辆用空调装置4b的运转动作进行说明。

(通常的制冷运转)

通常的制冷运转时的动作与实施方式1相同，在本实施方式中重复的说明被省略。

(在外气温度较低的情况下的制热运转)

若接通车辆的未图示的点火开关，启动发动机3，则发动机3的水套的发动机冷却水的水温由水温检测传感器30(参考图3)检测，温度检测信号由该水温检测传感器30输出，该温度检测信号被输入到控制单元29(参考图3)。

在该状态下，接通制热开关32(参考图3)并将该接通信号作为车辆用空调装置4b的制热运转的指令输入到控制单元29中，则控制单元29根据水温检测传感器30的温度检测信号来判断发动机冷却水的温度是否达到了车厢1内制热所需的温度(规定温度)。

而且，在冬季等外气温度较低的情况下，在发动机启动初期在判断为发动机冷却水的温度(水温)还没有达到车厢1内的制热所需的必要温度(规定温度)，则控制单元29驱动三向电磁切换阀17工作。

此时，控制单元29驱动三向电磁切换阀17工作，通过三向电磁切换阀17截断压缩机11的致冷剂出口(未图示)和冷凝器12的致冷剂入口(未图示)，并且将压缩机11的致冷剂出口(未图示)和形成旁路流路的第1旁路致冷剂配管17a连通起来。在该状态下，即使使压缩机11工作，致冷剂也不会在冷凝器12、液体容纳器13、第1节流装置14、热交换装置7a等内部流动。

然后，控制单元29驱动加热器机组8的门驱动装置8c1工作，通过混合风门8c将加热器芯8a的空气通路(未图示)的上游侧打开，并且，驱动进气机组6b的门驱动装置6c1工作，关闭进气机组6b的外气吸入口6b1，还打开内气吸入口6b2。

在该状态下，控制单元29使鼓风机6a工作并从内气吸入口6b2吸入车厢1内的空气。所述吸入的空气在风路5a中流动，从热交换装置7a的未图示的空气通路内流通后，经过加热器机组8的空气通路(未图示)、混合室8d，从吹出口8e吹到车厢1内。在该状态下，即使使压缩机11工作，由于致冷剂如上所述没有被提供给热交换装置7a，所以由鼓风机6a送来的空气就算是从热交换装置7a的空气通路(未图示)内流通过，空气也不会被热交换装置7a冷却。

另一方面，控制单元29使压缩机11工作以压缩汽化致冷剂，并将高温的压缩致冷剂排出到第1制冷致冷剂配管11a中。该压缩致冷剂依照三向电磁切换阀17、第1旁路致冷剂配管17a、第1外部热交换器18、第2节流装置19、第2外部热交换器18a、第2单向阀21和储液器16等顺序流通，进而返回到压缩机11，如此循环。

此时，压缩致冷剂在第1外部热交换器18中放热、凝结成高压的液体致冷剂，该液体致冷剂由第2节流装置19膨胀而成为低压的液体致冷剂之后，流入到第2外部热交换器18a内，该低压的液体致冷剂由第2外部热交换器18a蒸发而成为汽化致冷剂。所述蒸发得到的汽化致冷剂经过第3旁路致冷剂配管20a、第2单向阀21、储液器16而返回到压缩机11。

此外，来自发动机3的水套的发动机冷却水按照如下方式循环，即：在经过水用热交换器26a而流入加热器芯8a内后，从加热器芯8a流出并返回到发动机3的水套。

与此相伴，压缩致冷剂在第1外部热交换器18中流动时，在第1外部热交换器18与水用热交换器26a之间进行热量的给予和接受，从而对在水用热交换器26a内向加热器芯8a一侧流动的发动机冷却水进行加热，而且，在水用热交换器26a与第2外部热交换器18a之间进行热量的给予和接受，从而经过水用热交换器26a内的发动机冷却水，对流入到第2外部热交换器18a内的液体致冷剂进行加热。

而且，由第1外部热交换器18以及水用热交换器26a加热的发动机冷却水，被供给到加热器芯8a，对在加热器芯8a的空气流路(未图示)中流动的空气进行加热来取暖。而且，变暖后的空气从吹出口8e吹到车厢1内以温暖车厢1内。

另一方面，第1外部热交换器18内的压缩致冷剂，经过水用热交换器26a内的发动机冷却水，将流入到第2外部热交换器18a内的液体致冷剂加热，从而催进第2外部热交换器18a内的低压的液体致冷剂的蒸发。

(实施方式3的变形例)

在上述说明的实施方式3中，设置使从发动机3的水套提供给加热器芯8a的发动机冷却水流动的水用热交换器26a，在该水用热交换器26a与第1外部热交换器18、第2外部热交换器18a之间进行热量的给予和接受，由此，利用致冷剂用的第1外部热交换器18内的压缩致冷剂的热量来加热水用热交换器26a内的发动机冷却水，并且，致冷剂用的第1外部热交换器18内的压缩致冷剂的热量经过水用热交换器26a内的发动机冷却水，将流入到致冷剂蒸发用的第2外部热交换器18a内的液体致冷剂加热。然而，也并不限定于此。

可以采取如下结构，即：例如，如图16中所示的车辆用空调装置4b所示的那样，省略上述的水用热交换器26a，在加热器芯8a的发动机冷却水出口和发动机3的水套的发动机冷却水入口之间的流路(配管)的中途设置水用热交换器27a，并且将该水用热交换器27a设置在第1、第2外部热交换器18、18a之间。

根据该结构，一方面，从致冷剂用的第1外部热交换器18内流过的压缩致冷剂，与水用热交换器27a之间进行热量的给予和接受，在水用热交换器27a内将从加热器芯8a流向发动机3的水套侧的发动机冷却水加热；另一方面，与第2外部热交换器18a之间进行热量的给予和接受，将流入到第2外部热交换器18a内的低压的液体致冷剂加热，促使第2外部热交换器18a内的低压的液体致冷剂蒸发。

另外，在该变形例所述的车辆用空调装置4b中，冷却水用加热用热交换机构28e由水用热交换器27a、致冷剂用的第1、第2的外部热交换器18、18a构成。

根据以上说明可知，实施方式3的车辆用空调装置4b具有：第1制冷致冷剂循环配管路9a，使致冷剂依照压缩机11、致冷剂凝缩用的冷凝器12、第1节流装置14、热交换装置7a的顺序循环；制热用的冷却水循环配管路10，使发动机冷却水在发动机3的水套与车厢1内的加热器芯之间循环。

此外，所述车辆用空调装置4b具有：旁路流路，与冷凝器12以及热交换装置7a并排而连接到压缩机11；三向电磁切换阀17，将压缩机11的致冷剂排出口切换到冷凝器12和所述旁路流路中的任一者而连通起来。

此外，所述车辆用空调装置4b具备：水用热交换器26a(27a)，在发动机3的水套和加热器芯8a之间设置在流路中途；以及冷却水加热用热交换机构28d(28e)，设置在所述旁路流路的中途，与水用热交换装置26a(27a)之间进行热量的给予和接受。

而且，所述车辆用空调装置4b具有控制单元29，该控制单元29在发动机驱动时的发动机冷却水的温度在规定值以下时，使压缩机11工作，而且，还使三向电磁切换阀17工作，将压缩机11的致冷剂排出口与所述旁路流路连通起来。

此外，冷却水加热用热交换机构28d(28e)具备：第1外部热交换器18，设置在所述旁路流路的中途；第2节流装置19，使由该第1外部热交换器18凝缩的致冷剂膨胀；第2外部热交换器18a，从利用该第2节流装置19而被膨胀的液体致冷剂中吸热以使液体致冷剂蒸发。而且，冷却水加热用热交换机构28d(28e)具备使在发动机3的水套和加热器芯8a之间流动的发动机冷却水流动的水用热交换器26a(27a)，水用热交换器26a(27a)设置在第1、第2的外部热交换器18、18a之间。

根据该结构，在外气温度较低的情况下，在发动机启动初期使用发动机冷却水进行车厢内的制热时，可以使发动机冷却水的温度急速上升。也就是说，在外气温度较低的情况，在发动机启动初期，利用致冷剂用的第1外部热交换器18的放热来加热发动机冷却水，从而可以使发动机冷却水的温度急速上升。

此外，利用致冷剂用的第1外部热交换器18的放热，加热流入到液体致冷剂蒸发用的第2外部热交换器18a内的低压的液体致冷剂，从而可以促进液体致冷剂的蒸发。

而且，在本实施方式所述的车辆用空调装置4b中，冷却水加热用热交换机构28d是使发动机冷却水从发动机3的水套流向加热器芯的水用热交换器26a，该水用热交换器26a设置在第1、第2的外部热交换器18、18a之间。

根据该结构，在发动机的冷却水加热用的冷冻循环中，第1外部热交换器18内的高压高热的压缩致冷剂的热量，能够加热从发动机3的水套流向加热器芯一侧的水用热交换器26a内的发动机冷却水，所以可以提高发动机冷却水的加热效率。

而且，第1外部热交换器18内的高压高热的压缩致冷剂的热量的一部分，经过水用热交换器26a而将流入到第2外部热交换器18a内的低压的液体致冷剂加热以促进蒸发。此外，水用热交换器26a设置在第1、第2的外部热交换器18、18a之间，所以能够将水用热交换器26a与第1、第2的外部热交换器18、18a一体设置成为一个热交换机构，既可以提高水加热用的热交换机构的操作性，又可易于保证配置空间。

此外，在本实施方式所述的车辆用空调装置4b中，冷却水加热用热交换机构28e是使发动机冷却水从加热器芯8a流向发动机的水套的水用热交换器27a，该水用热交换器27a设置在第1、第2的外部热交换器18、18a之间。

根据该结构，在发动机的冷却水加热用的冷冻循环中，第1外部热交换器18内的高压高热的压缩致冷剂的热量，能够加热从加热器芯流向发动机3的水套一侧的发动机冷却水，所以可以提高发动机冷却水的加热效率。而且，第1外部热交换器18内的高压高热的压缩致冷剂，经过水用热交换器27a而将流入到第2外部热交换器18a内的低压的液体致冷剂加热以促进蒸发。

此外，由于水用热交换器27a设置在第1、第2外部热交换器18、18a之间，所以能够将水用热交换器27a与第1、第2外部热交换器18、18a一体设置成为一个热交换机构，既可以提高水加热用的热交换机构的操作性，又可易于保证配置空间。

而且，在本实施方式所述的车辆用空调装置4b中，表示的是将储液器16配置在了第1单向阀15以及第2单向阀21的下游侧的例子，但是并不限定于此。例如，可以将储液器16配置在第1单向阀15的下游侧的、并且是配置第2单向阀21的第3旁路致冷剂配管20a与第4致冷剂配管15a的连接部的上游侧，或者可以配置在第2单向阀21的上游侧。这样，通过配置储液器16而将在发动机启动初期或者在低外气时产生的气态致冷剂的液化现象储留在储液器16内，从而位于构成冷却水加热用热交换机构28d(28e)的第1、第2水用热交换器26a(27a)之间的第1外部热交换器18的热交换损失被降低，即可使发动机冷却水的温度急速上升，而且还可以马上变暖，使车厢内感觉舒适。

(实施方式4)

图17是表示本发明的实施方式4所涉及到的车辆用空调装置的结构的概要图。另外，具有与图1中所示的实施方式1的车辆用空调装置的相同功能的部件附加相同的附图标记，重复的说明被省略。

在图17中所示的本实施方式的车辆用空调装置4c中也具有致冷剂循环配管路9和冷却水循环配管路10。该致冷剂循环配管路9具有进行制冷用的冷冻循环(即制冷循环)的第1致冷剂循环配管路9a、和进行冷却水加热用的冷冻循环(制热用加热循环)的第2致冷剂循环配管路9b。第1致冷剂循环配管路9a的结构与上述实施方式1相同。

本实施方式所述的致冷剂循环配管路9b具有：压缩机11、配置于第1的制冷致冷剂配管11a中途的三向电磁切换阀17、一端与三向电磁切换阀17连接的第1旁路致冷剂配管17a、配置在车厢1外并在第1旁路致冷剂配管17a的另一端连接有致冷剂入口(未图示)的致冷剂凝缩用(冷却水加热用)的第1外部热交换器18、和与第1外部热交换器18的致冷剂出口(未图示)连接的车厢1外的第2节流装置19。

第2致冷剂循环配管路9b具有：致冷剂蒸发用的第2外部热交换器18a，用于提供利用该第2节流装置19而被膨胀的致冷剂；第2旁路致冷剂配管20a，一端连接到第2外部热交换器18a的致冷剂出口(未图示)；第2单向阀21，将该第3旁路致冷剂配管20a的另一端与连接到第1单向阀15的致冷剂出口(未图示)的第4制冷致冷剂配管15a的中途连接起来；储液器16。

而且，从压缩机11排出的致冷剂可以反复进行如下第2冷冻循环，即：依次按照三向电磁切换阀17、第1旁路致冷剂配管17a、第1外部热交换器18、第2节流装置19、第2外部热交换器18a、第2旁路致冷剂配管20a、第2单向阀21和储液器16等的顺序流通后，并返回到压缩机11进行循环。

另外，在第1旁路致冷剂配管17a、第2旁路致冷剂配管20a内形成有旁路流路(未图示)，该旁路流路与冷凝器12以及热交换装置7a并排而连通(连接)到压缩机11，在该旁路流路的中途设置有具备第1外部热交换器18和第2外部热交换器18a的冷却水加热用热交换机构23b。

制热用的冷却水循环配管路10具有：发动机3的水套内的流路；冷却水循环流路24，通过未图示的水泵，在使从发动机3的水套的冷却水出口(未图示)排出的冷却水流到加热器芯8a之后，返回到发动机3的水套内的流路。

冷却水循环流路24具有：第1冷却水通路24a，将发动机3的水套的冷却水出口(未图示)和加热器芯8a的冷却水入口(未图示)连接(连通)起来；第2冷却水通路24b，将与加热器芯8a的冷却水入口(未图示)相连接的第1冷却水出口(未图示)、和发动机3的水套的冷却水入口(未图示)连接(连通)起来。而且，在冷却水循环流路24的中途设置有水用热交换装置25。

该水用热交换装置25具有设置在第1冷却水流路24a的中途的第1水用热交换器26和设置在第2冷却水流路24b的中途的第2水用热交换器27。另外，在第1水用热交换器26内形成第1冷却水流路24a的一部分，在第2水用热交换器27内形成第2冷却水流路24b的一部分。

而且，如图17、图18所示，在第1水用热交换器26和第2水用热交换器27之间设置有致冷剂用的第2外部热交换器18；在第2外部热交换器18和第2外部热交换器18a设置有第2水用热交换器27。第1水用热交换器26、第1外部热交换器18、第2水用热交换器27以及第2外部热交换器18a一体连接起来而构成冷却水加热用热交换机构28f。

接下来对于上述的本实施方式的车辆用空调装置4c的运转动作进行说明。

(通常的制冷运转)

通常的制冷运转时的动作与实施方式1相同，在本实施方式中重复的说明被省略。

(在外气温度较低的情况下的制热运转)

若接通车辆的未图示的点火开关，启动发动机3，则发动机3的水套的发动机冷却水的水温由水温检测传感器30(参考图3)检测，温度检测信号由该水温检测传感器30输出，该温度检测信号被输入到控制单元29(参考图3)。

在该状态下，接通制热开关32(参考图3)并将该接通信号作为车辆用空调装置4c的制热运转的指令输入到控制单元29中，则控制单元29根据水温检测传感器30的温度检测信号来判断发动机冷却水的温度是否达到了车厢1内制热所需的温度(规定温度)。

而且，在冬季等外气温度较低的情况下，在发动机启动初期在判断为发动机冷却水的温度(水温)还没有达到车厢1内的制热所需的必要温度(规定温度)，则控制单元29驱动三向电磁切换阀17工作。

此时，控制单元29驱动三向电磁切换阀17工作，通过三向电磁切换阀17截断压缩机11的致冷剂出口(未图示)和冷凝器12的致冷剂入口(未图示)，并且将压缩机11的致冷剂出口(未图示)和形成旁路流路的第1旁路致冷剂配管17a连通起来。在该状态下，即使使压缩机11工作，致冷剂也不会在冷凝器12、液体容纳器13、节流装置14、热交换装置7a等内部流动。

然后，控制单元29驱动加热器机组8的门驱动装置8c1工作，通过混合风门8c将加热器芯8a的空气通路(未图示)的上游侧打开，并且，驱动进气机组6b的门驱动装置6c1工作，关闭进气机组6b的外气吸入口6b1，还打开外气吸入口6b2。

在该状态下，控制单元29使鼓风机6a工作并从外气吸入口6b2吸入车厢1内的空气。所述吸入的空气在风路5a中流动，从热交换装置7a的未图示的空气通路内流通后，经过加热器机组8的空气通路(未图示)、混合室8d，从吹出口8e吹到车厢1内。在该状态下，即使使压缩机11工作，由于致冷剂如上所述没有被提供给热交换装置7a，所以由鼓风机6a送来的空气就算是从热交换装置7a的空气通路(未图示)内流通过，空气也不会被热交换装置7a冷却。

另一方面，控制单元29使压缩机11工作以压缩汽化致冷剂，并将高温的压缩致冷剂排出到第1制冷致冷剂配管11a中。该压缩致冷剂依照三向电磁切换阀17、第1旁路致冷剂配管17a、第1外部热交换器18、第2节流装置19、第2外部热交换器18a、第3旁路致冷剂配管20a、单向阀21和储液器16等顺序流通，进而返回到压缩机11，如此循环。

此时，压缩致冷剂在第1外部热交换器18中放热、凝结成高压的液体致冷剂，该液体致冷剂由第2节流装置19膨胀而成为低压的液体致冷剂之后，流入到第2外部热交换器18a内，该低压的液体致冷剂由第2外部热交换器18a蒸发而成为汽化致冷剂。所述蒸发得到的汽化致冷剂经过第2旁路致冷剂配管20a、第2单向阀21、储液器16而返回到压缩机11。

此外，来自发动机3的水套的发动机冷却水按照如下方式循环，即：在经过第1水用热交换器26而流入加热器芯8a内后，从加热器芯8a流出并经过第2水用热交换器27而返回到发动机3的水套。

与此相伴，压缩致冷剂在第1外部热交换器18中之中流动时，在第1外部热交换器18与第1水用热交换器26之间进行热量的给予和接受，从而对在第1水用热交换器26内向加热器芯8a一侧流动的发动机冷却水进行加热，而且，在第1外部热交换器18与第2水用热交换器27之间进行热量的给予和接受，从而对从加热器芯8a中流出的、在第2水用热交换器27内向发动机3的水套侧流动的发动机冷却水进行加热。

由第1外部热交换器18以及第1水用热交换器26加热的发动机冷却水，被供给到加热器芯8a，对在加热器芯8a的空气流路(未图示)中流动的空气进行加热来取暖。而且，变暖后的空气从吹出口8e吹到车厢1内以温暖车厢1内。另外，由第1外部热交换器18以及第2水用热交换器27加热的发动机冷却水，返回到发动机3的水套内，从而形成循环。

此外，第2外部热交换器18a在其与第2水用热交换器27之间进行热量的给予和接受，并利用第2水用热交换器27内的发动机冷却水的热量对流入到第2外部热交换器18a内的低压的液体致冷剂进行加热，从而催进第2外部热交换器18a内的低压的液体致冷剂的蒸发。

图19是表示由图18的冷却水加热用热交换机构28f的(1)～(4)表示的部分(致冷剂蒸发部、发动机冷却水、致冷剂凝缩部、发动机冷却水)的温度特性。

在图19中，(1)表示第2外部热交换器18a内的致冷剂的温度特性线，(2)表示第2水用热交换器27内的发动机冷却水的温度特性线，(3)表示第1外部热交换器18内的致冷剂的温度特性线，(4)表示第1水用热交换器26内的发动机冷却水的温度特性线。

如温度特性线(4)明确所示，因为流向加热器芯8a一侧的第1水用热交换器26内的发动机冷却水的温度由第1外部热交换器18加热，所以在制热初期急速上升。

一方面，从加热器芯8a流到发动机3的水套内的发动机冷却水由于在加热器芯8a内吸收室内空气的热能，因而温度降低，另一方面，第1外部热交换器18的压缩致冷剂被第1水用热交换器26内的发动机冷却水吸收很多热能，因而温度降低。而且，第2水用热交换器27内的发动机冷却水对流到第2外部热交换器18a内的液体致冷剂进行加热并使其蒸发时，能量被吸收。

综合这些结果，如温度特性(2)明显可知，从加热器芯8a流到发动机3的水套内的发动机冷却水，在制热初期在被第1外部热交换器18加热时，温度(水温)急速上升，仅比在第1水用热交换器26内流动的发动机冷却水温度稍低。

但是，从加热器芯8a返回到发动机3的水套内的发动机冷却水受第1外部热交换器18的压缩致冷剂的热量加热，因而，与直接从加热器芯8a返回到发动机3的水套内的情况相比，可以维持高水温状态。其结果是，在外气温度较低的情况下启动发动机3时，可以防止在发动机启动初期的阻碍暖机运转情况的发生。

另外，在把由压缩机11压缩的压缩致冷剂供给到第1外部热交换器18时，第1外部热交换器18内的压缩致冷剂的温度根据温度特性线(3)明显可知，在高于温度特性线(1)、(2)、(4)的温度的状态下，在发动机启动初期剧烈启动。此外，显然根据温度特性线(1)可知，第2外部热交换器18a内的致冷剂温度在比温度特性线(2)的温度低很大的状态下，逐渐上升。

根据上述说明，本实施方式的车辆用空调装置4c具有制冷用致冷剂循环配管路9和制热用的冷却水循环配管路10，其中，该有制热用致冷剂循环配管路9使致冷剂依照压缩机11、冷凝器12、第1节流装置14、热交换装置7a的顺序循环；该制热用的冷却水循环配管路10使发动机冷却水在发动机3的水套与车厢1内的加热器芯之间循环。

此外，所述车辆用空调装置4c具有：旁路流路，与第1外部热交换器12以及热交换装置7a并排而连接到压缩机11；三向电磁切换阀17，将压缩机11的致冷剂排出口切换到冷凝器12和所述旁路流路中的任一者而连通起来。

而且，所述车辆用空调装置4c具备冷却水加热用热交换机构28f，该冷却水加热用热交换机构28f具有致冷剂用热交换机构23b，致冷剂用热交换机构23b在发动机3的水套和加热器芯8a之间，设置在介于流路中途的水用热交换装置25以及所述旁路流路的中途，与水用热交换装置25之间进行热量的给予和接受。

而且，所述车辆用空调装置4c具有控制单元29，该控制单元29在发动机驱动时的发动机冷却水的温度在规定值以下时，使第1制冷致冷剂循环配管路9a的压缩机11工作，而且，还使三向电磁切换阀17工作，将压缩机11的致冷剂排出口与所述旁路流路连通起来。

此外，致冷剂用热交换机构23b具备：第1外部热交换器18，设置在所述旁路流路的中途；第2节流装置19，使由该第1外部热交换器18凝缩的致冷剂膨胀；第2外部热交换器18a，从利用该第2节流装置19而被膨胀的液体致冷剂中吸热以使液体致冷剂蒸发。

而且，水用热交换机构23b具备：第1水用热交换器26，使从发动机3的水套流到加热器芯8a中的发动机冷却水流动；第2水用热交换器27，使从加热器芯8a流到发动机3的水套中的发动机冷却水流动，而且，第1外部热交换器18设置在第1、第2的水用热交换器26、27之间，第2水用热交换器27设置在第1、第2的外部热交换器18、18a之间。

根据该结构，通过简单的结构，在外气温度较低的情况下，在发动机启动初期使用发动机冷却水进行车厢内的制热时，可以使发动机冷却水的温度急速上升。

也就是说，在使用制冷用的压缩机11来加热供给到加热器芯8a内的发动机冷却水的冷冻循环中，能够利用致冷剂凝缩用的第1外部热交换器18加热被供给到加热器芯8a内的发动机冷却水，因而，在外气温度较低的情况下，在发动机启动初期使用发动机冷却水进行车厢1内的制热时，可以使发动机冷却水的温度急速上升。而且，在该冷冻循环中，利用从加热器芯8a流出的发动机冷却水来加热液体致冷剂蒸发用的第2外部热交换器18a内的致冷剂并促使其蒸发，从而可以长期维持冷却水加热用的冷冻循环。

此外，由于结构构成为：第1外部热交换器18设置在第1水用热交换器26和第2水用热交换器27之间，第2水用热交换器27设置在第1外部热交换器18和第2外部热交换器18a之间，因而，第1水用热交换器26、第2水用热交换器27以及第1外部热交换器18和第2外部热交换器18a一体形成，多个用于冷却水加热的热交换器成为一个热交换机构，这样使得作业性提高且可以易于保证配置空间。

而且，在本实施方式所述的车辆用空调装置4c中，表示的是将储液器16配置在了第1单向阀15以及第2单向阀21的下游侧的例子，但是并不限定于此。例如，可以将储液器16配置在第1单向阀15的下游侧的、并且是配置第2单向阀21的第2旁路致冷剂配管18a与第4致冷剂配管15a的连接部的上游侧，或者可以配置在第2单向阀21的上游侧。

这样，通过配置储液器16而将在发动机启动初期或者在低外气时产生的气态致冷剂的液化现象储留在储液器16内，从而位于构成水用热交换装置25的第1、第2水用热交换器26、27之间的第1外部热交换器18的热交换损失被降低，即可使发动机冷却水的温度急速上升，而且还可以马上变暖，使车厢内感觉舒适。

本申请基于2009年12月21日向日本专利局提交的日本申请特愿2009-289282号以及在2009年1月9日日本专利局提交的日本申请特愿2009-003300号、特愿2009-003301号、特愿2009-003302号、特愿2009-003303号而主张优先权，并在此处引用它的内容。

Claims (15)

1.一种车辆用空调装置，该车辆用空调装置具有：

制冷用致冷剂循环配管路，使致冷剂按照顺序依次在压缩机、车厢外的致冷剂凝缩用的冷凝器、第1膨胀减压机构、车厢内的空气冷却以及液体蒸发用的蒸发器装置、存储器中循环；

制热用冷却水循环回路，使冷却水在其与加热器芯之间循环；

旁路流路，与所述冷凝器以及所述蒸发器装置并列连接，经由所述存储器而连接到所述压缩机；

切换阀，将所述压缩机的致冷剂排出口切换到所述冷凝器和所述旁路流路中任一方而连通；

水加热用热交换机构，具有配置在朝向所述加热器芯的流路的中途的水用热交换机构、以及设置在所述旁路流路的中途而在与所述水用热交换机构之间进行热量的给予和接受的致冷剂用热交换机构，

而且，所述致冷剂用热交换机构具有串联设置在所述旁路流路的中途的致冷剂凝缩用的热交换机构、和使由该致冷剂凝缩用的热交换机构凝缩的致冷剂膨胀的第2膨胀减压机构，

该车辆用空调装置的特征在于，所述水用热交换机构具备使冷却水向所述加热器芯流动的水用热交换器，

所述致冷剂凝缩用的热交换机构以可加热所述水用热交换器内的冷却水的方式来设置。

2.根据权利要求1所述的车辆用空调装置，其特征在于，所述致冷剂凝缩用的热交换机构具备：

致冷剂凝缩用的第1、第2热交换器，串联设置在所述旁路流路的中途；

第3热交换器，利用由所述第2热交换器凝缩的致冷剂来吸热，使借助所述第2膨胀减压机构膨胀的致冷剂蒸发。

3.根据权利要求1所述的车辆用空调装置，其特征在于，

所述水用热交换器设置在使冷却水流到所述加热器芯的流路中途。

4.根据权利要求1所述的车辆用空调装置，其特征在于，

所述水用热交换器设置在使冷却水从所述加热器芯流动的流路中途。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的车辆用空调装置，其特征在于，

所述水用热交换机构具备设置在使冷却水在所述加热器芯中流动的流路中途的第1水用热交换器、和设置在使所述冷却水从所述加热器芯流动的流路中途的第2水用热交换器，而且，所述第1外部热交换器设置在所述第1水用热交换器、第2水用热交换器之间。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的车辆用空调装置，其特征在于，所述第2、第3热交换器以可热交换的方式彼此连接而一体设置。

7.根据权利要求1所述的车辆用空调装置，其特征在于，

所述致冷剂凝缩用的热交换机构具备：

致冷剂凝缩用的第1、第2热交换器，串联设置在所述旁路流路的中途；

第3热交换器，从由所述第2热交换器凝缩的致冷剂吸热，使借助所述第2膨胀减压机构膨胀的致冷剂蒸发，

所述水用热交换机构具备使发动机冷却水在发动机水套和所述加热器芯之间流动的水用热交换器，所述第1热交换器以可以加热所述水用热交换器内的发动机冷却水的方式设置，

而且，还设置有对第1流路、第2流路和第3流路进行切换的切换机构，该第1流路是从所述冷凝器开始至所述第1膨胀减压机构的流路，该第2流路是从所述第1热交换器开始至所述第2热交换器的流路，该第3流路是从所述第1热交换器开始至所述第1膨胀减压机构的流路。

8.根据权利要求7所述的车辆用空调装置，其特征在于，

在将所述冷凝器和所述第1膨胀减压机构之间的流路取为第1流路、将从所述第1热交换器开始至所述第2热交换器的流路取为第2流路时，所述切换机构配置在所述第1、第2流路的中途。

9.根据权利要求7或8所述的车辆用空调装置，其特征在于，

所述水用热交换器设置在使发动机冷却水从发动机的水套流向所述加热器芯的流路中途。

10.根据权利要求7～9中任一项所述的车辆用空调装置，其特征在于，

第3热交换器与所述第2热交换器一体设置。

11.根据权利要求7所述的车辆用空调装置，其特征在于，

所述水用热交换机构具有：

第1水用热交换器，设置在使发动机冷却水从所述水套流向所述加热器芯的流路中途；

第2水用热交换器，设置在使发动机冷却水从所述加热器芯流向所述水套的流路中途，

所述第1水用热交换器内的发动机冷却水以可以由所述致冷剂凝缩用的第1热交换器加热的方式来设置，所述第2水用热交换器内的发动机冷却水以可以加热所述致冷剂凝缩用的第2热交换器的致冷剂的方式来设置，

而且，在将所述冷凝器和所述第1膨胀减压机构之间的流路取为第1流路、将从所述第1热交换器开始至所述第2热交换器的流路取为第2流路时，还设置有将所述第1、第2流路连通起来的第3流路，且所述切换机构具有设置在所述第1流路中途和所述第3流路之间的第1切换机构、和设置在所述第2流路中途和所述第3流路之间的第2切换机构。

12.根据权利要求1所述的车辆用空调装置，其特征在于，

所述致冷剂凝缩用的热交换机构具备：

致冷剂凝缩用的第1热交换器，串联设置在所述旁路流路的中途；

第2热交换器，从由所述第1热交换器凝缩的致冷剂中吸热，使利用所述第2膨胀减压机构所膨胀过的致冷剂蒸发，

所述水用热交换机构具备使发动机冷却水在发动机的水套和所述加热器芯之间流动的水用热交换器，而且，该水用热交换器设置在所述第1、第2热交换器之间。

13.根据权利要求12所述的车辆用空调装置，其特征在于，

在所述水用热交换器内流动的发动机冷却水，从所述水套向所述加热器芯侧流动。

14.根据权利要求12所述的车辆用空调装置，其特征在于，

在所述水用热交换器内流动的发动机冷却水，从所述加热器芯向所述水套侧流动。

15.根据权利要求1所述的车辆用空调装置，其特征在于，

所述致冷剂凝缩用的热交换机构具备：

致冷剂凝缩用的第1热交换器，串联设置在所述旁路流路的中途；

第2热交换器，从由所述第1热交换器凝缩的致冷剂中吸热，使利用所述第2膨胀减压机构所膨胀过的致冷剂蒸发，

所述水用热交换机构具备：

第1水用热交换器，使从发动机的水套流到所述加热器芯中的发动机冷却水流动；第2水用热交换器，使从所述加热器芯流到所述水套中的发动机冷却水流动，而且，所述第1外部热交换器设置在所述第1、第2水用热交换器之间，所述第2水用热交换器设置在所述第1、第2外部热交换机构之间。

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