CN105358349A - 车辆用空调装置 - Google Patents

Abstract

车辆用空调装置具有外壳(31)、第1热交换器(27)以及第2热交换器(23)。在外壳(31)内形成有供空气朝向车室内流动的空气通路。第1热交换器(27)收纳在外壳(31)内，使在空气通路流动的空气与热介质进行显热交换。第2热交换器(23)收纳在外壳(31)内，使在第1热交换器(27)进行显热交换后的空气与热介质进行显热交换。第1热交换器(27)和第2热交换器(23)具有供热介质流动的多个管(271、231)，第1热交换器(27)的管(271)的长度方向与第2热交换器(23)的管(231)的长度方向成为彼此相同的方向。

Description

车辆用空调装置

本申请以在2013年7月9日申请的日本专利申请2013-143204为基础，通过参照将该公开内容结合到本申请。

技术领域

本公开涉及车辆用空调装置。

背景技术

以往，在专利文献1中记载有车辆用空调装置，该车辆用空调装置具有：冷却用热交换器，将向车室内送风的空气冷却；以及加热用热交换器，对向车室内送风的空气进行加热。

冷却用热交换器通过使向车室内送风的空气和制冷循环的低压侧制冷剂进行热交换，而使低压侧制冷剂蒸发从而将向车室内送风的空气冷却。即，冷却用热交换器利用低压侧制冷剂的蒸发潜热而将向车室内送风的空气冷却。

冷却用热交换器利用低压侧制冷剂的蒸发潜热而将向车室内送风的空气冷却。因此，在理论上，在冷却用热交换器中低压侧制冷剂的温度恒定，不会产生从冷却用热交换器吹出的空气的温度分布。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3237331号公报

本申请发明者们正在研究，在车辆用空调装置中，将显热交换器用于冷却用热交换器和加热用热交换器。在本研究例中，冷却用热交换器使向车室内送风的空气和低温冷却水进行热交换，加热用热交换器使向车室内送风的空气和高温冷却水进行热交换。

在本研究例中，在冷却用热交换器和加热用热交换器中冷却水的相不发生变化。即，冷却用热交换器和加热用热交换器通过显热交换对向车室内送风的空气进行冷却和加热。

根据本研究例，冷却用热交换器和加热用热交换器通过显热交换对向车室内送风的空气进行冷却和加热。因此，在冷却用热交换器和加热用热交换器中冷却水的温度不恒定而发生变化。因此，会产生从冷却用热交换器和加热用热交换器吹出的空气的温度分布。由此，有可能损伤乘坐人员的温度舒适性。

发明内容

鉴于上述点，本发明的目的在于，提供一种车辆用空调装置，通过利用2个显热交换器使向车室内的送风空气进行热交换而能够容易地调整吹出空气的温度分布。

为了实现上述目的，本公开的车辆用空调装置具有：外壳、第1热交换器以及第2热交换器。外壳具有供空气朝向车室内流动的空气通路。第1热交换器收纳在外壳内，使在空气通路流动的空气与热介质进行显热交换。第2热交换器收纳在外壳内，使在第1热交换器显热交换的空气与热介质进行显热交换。第1热交换器和第2热交换器具有供热介质流动的多个管。第1热交换器的管的长度方向与第2热交换器的管的长度方向是彼此相同的方向。

通过上述的结构，本公示的车辆用空调装置利用2个热交换器使向车室内的空气进行显热交换。并且，能够使第1热交换器的吹出空气的温度分布产生的方向与第2热交换器的吹出空气的温度分布产生的方向为相同方向。因此，能够容易地调整由第1热交换器和第2热交换器得到的空调空气的温度分布。

附图说明

图1是表示第1实施方式中的车辆用空调装置的整体结构图，表示供暖运转时的状态。

图2是表示第1实施方式中的车辆用空调装置的整体结构图，表示制冷运转时的状态。

图3是表示第1实施方式中的面部吹出口的配置的立体图。

图4是第1实施方式中的冷却器芯(加热器芯)的主视图。

图5是表示第1实施方式中的冷却器芯和加热器芯的冷却水流动方向的模式图。

图6是表示第2实施方式中的冷却器芯和加热器芯的冷却水流动方向的模式图。

图7是表示第3实施方式中的冷却器芯和加热器芯的冷却水流动方向的模式图。

图8是表示第4实施方式中的冷却器芯和加热器芯的冷却水流动方向的示意图。

具体实施方式

以下，关于实施方式，根据图进行说明。另外，在以下的各实施方式中，在图中对彼此相同或者均等的部分标注同一标号。

(第1实施方式)

图1所示的车辆用空调装置1不仅应用于从发动机(内燃机)获取行驶用驱动力的通常的发动机车辆，还可以应用于混合动力车或电动车等各种车辆。

热泵循环10(制冷循环)在车辆用空调装置1中，对向作为空调对象空间的车室内被送风的空气向车室内送风的空气进行加热或者冷却。因此，该热泵循环10切换制冷剂流路，能够执行供暖运转(加热运转)和制冷运转(冷却运转)，供暖运转对作为热交换对象流体的向车室内送风的空气进行加热而对车室内进行供暖，制冷运转(冷却运转)对向车室内送风的空气进行冷却而将车室内制冷。

在图1中，利用实线箭头表示供暖运转时的制冷剂的流动。在图2中，利用实线箭头表示制冷运转时的制冷剂的流动。

热泵循环10构成采用HFC系制冷剂(具体而言为R134a)作为制冷剂且高压侧的制冷剂压力不超过制冷剂的临界压力的亚临界制冷循环。如果是构成亚临界制冷循环的制冷剂，也可以采用HFO系制冷剂(具体而言为R1234yf)等。在制冷剂中混入有用于润滑压缩机11的冷冻机油，冷冻机油的一部分与制冷剂一同在循环中循环。

压缩机11是在热泵循环10中吸入制冷剂，进行压缩并排出的制冷剂压缩部，配置在车辆的发动机室内。压缩机11是电动压缩机，通过电动机11b驱动排出容量固定的固定容量型压缩机11a。作为固定容量型压缩机11a可以采用涡旋式压缩机构、叶片型压缩机构等各种压缩机构。

电动机11b是变更压缩机11的排出能力的排出能力变更部，利用电动机11b的转速控制来变更压缩机11的制冷剂排出能力。作为电动机11b也可以采用交流电动机、直流电动机的任意的形式。

压缩机11的制冷剂排出口与冷凝器12的制冷剂入口侧连接。冷凝器12是使从压缩机11排出的高温高压制冷剂和冷却水进行热交换，而使高温高压制冷剂冷凝并且加热冷却水的加热用热交换器。

冷却水是作为热介质的流体。在本实施方式中，作为冷却水使用至少包含乙二醇、二甲基聚硅氧烷或者纳米流体的液体或者防冻液体。

冷凝器12的制冷剂出口侧与供暖用固定节流部件13连接。供暖用固定节流部件13是在供暖运转时使从冷凝器12流出的制冷剂减压膨胀的供暖运转用的减压部。作为供暖用固定节流部件13可以采用节流孔、毛细管等。

供暖用固定节流部件13的出口侧与室外热交换器16的制冷剂入口侧连接。室外热交换器16是使由供暖用固定节流部件13减压后的低压制冷剂与从送风风扇17送风来的外气进行热交换的制冷剂外气热交换器，配置在车辆的发动机室内。

室外热交换器16在供暖运转时作为使低压制冷剂蒸发而发挥吸热作用的蒸发器发挥功能，在制冷运转时作为使高压制冷剂散热的散热器发挥功能。

送风风扇17是电动式送风机，通过所输入的控制电压控制转速(送风的空气量)。送风风扇17是变更向室外热交换器16送风的空气的量的空气量变更部。

冷凝器12的制冷剂出口侧与固定节流部件迂回用通路14连接。固定节流部件迂回用通路14是使从冷凝器12流出的制冷剂迂回供暖用固定节流部件13而向室外热交换器16引导的迂回部。

在固定节流部件迂回用通路14中配置有开闭阀15a。开闭阀15a是根据所输入的控制电压来控制其开闭动作的电磁阀。开闭阀15a是将固定节流部件迂回用通路14开闭的开闭部。

开闭阀15a是切换热泵循环10的制冷剂流路的制冷剂流路切换部。在制冷剂通过开闭阀15a时产生的压力损失相对于通过供暖用固定节流部件13时产生的压力损失极其小。因此，从冷凝器12流出的制冷剂在开闭阀15a打开的情况下经由固定节流部件迂回用通路14流入到室外热交换器16，在开闭阀15a关闭的情况下经由供暖用固定节流部件13流入到室外热交换器16。

作为制冷剂流路切换部也可以取代开闭阀15a而采用电气式的三通阀等。作为制冷剂流路切换部的电气式的三通阀只要切换将冷凝器12出口侧和供暖用固定节流部件13入口侧连接的制冷剂回路以及将冷凝器12出口侧和固定节流部件迂回用通路14入口侧连接的制冷剂回路即可。

室外热交换器16的出口侧与电气式的三通阀15b连接。三通阀15b是根据所输入的控制电压来控制其动作的电磁阀。三通阀15b是对热泵循环10的制冷剂流路进行切换的制冷剂流路切换部。

三通阀15b在供暖运转时切换到将室外热交换器16的出口侧和储液器18的入口侧连接的制冷剂流路，在制冷运转时切换到将室外热交换器16的出口侧和制冷用固定节流部件19的入口侧连接的制冷剂流路。

储液器18是将流入到其内部的制冷剂的气液分离而贮存循环内的剩余制冷剂的低压侧制冷剂用的气液分离器。制冷用固定节流部件19是在制冷运转时使从室外热交换器16流出的制冷剂减压膨胀的制冷运转用的减压部。制冷用固定节流部件19的基本结构与供暖用固定节流部件13相同。

制冷用固定节流部件19的出口侧与蒸发器20的制冷剂入口侧连接。蒸发器20是使由制冷用固定节流部件19减压后的低压制冷剂与冷却水进行热交换而使低压制冷剂蒸发并且将冷却水冷却的冷却用热交换器。蒸发器20的制冷剂出口侧与储液器18的入口侧连接。

储液器18的气相制冷剂出口与压缩机11的吸入侧连接。储液器18抑制液相制冷剂被吸入到压缩机11，而防止压缩机11的液压缩。

冷凝器12配置在第1冷却水回路21。第1冷却水回路21是供冷却水循环的回路。在第1冷却水回路21中配置有用于使冷却水循环的第1泵22。第1泵22是根据所输入的控制电压来控制转速(冷却水循环流量)的电动泵。

在第1冷却水回路21中配置有加热器芯23。加热器芯23是使由冷凝器12加热后的冷却水和从送风机24送风的空气进行热交换而对向车室内送风的空气进行加热的加热用热交换器。加热器芯23是使流过加热器芯23内的冷却水(热介质)和流过冷却器芯27的冷却水进行显热交换而与送风到车室内的空气进行显热交换的显热交换器(第2热交换器)。

蒸发器20配置在第2冷却水回路25。第2冷却水回路25是供冷却水循环的回路。在第2冷却水回路25中配置有用于使冷却水循环的第2泵26。第2泵26是根据所输入的控制电压来控制转速(冷却水循环流量)的电动泵。

在第2冷却水回路25中配置有冷却器芯27。冷却器芯27是使由蒸发器20加热后的冷却水和从送风机24送风的空气进行热交换而对向车室内送风的空气进行加热的冷却用热交换器。冷却器芯27是使流过冷却器芯内的冷却水(热介质)与流过外壳31内而向车室内送风的空气进行显热交换的显热交换器(第1热交换器)。

加热器芯23、送风机24以及冷却器芯27收纳在室内空调单元30的外壳31内。室内空调单元30配置在车室内最前部的仪表盘(仪表板)的内侧。图1中的上下箭头表示室内空调单元30的车辆搭载状态下的上下方向(重力方向)。

外壳31形成室内空调单元30的壳体。外壳31的内部形成向车室内送风向车室内送风的空气的空气通路。外壳31具有某程度的弹性，由在强度上也优越的树脂(例如，聚丙烯)成型。

送风机24是利用1个电动机对分别收纳在不同的涡旋外壳的2个离心多叶片风扇(西洛克风扇(日语：シロッコファン))24a、24b进行旋转驱动的电动送风机。该电动机的旋转轴在大致上下方向上延伸，第1离心多叶片风扇24a相对于第2离心多叶片风扇24b配置在下方。送风机24根据所输入的控制电压来控制转速(送风量)。

在收纳第1离心多叶片风扇24a的涡旋外壳上形成的第1空气吸入口24c中配置有内外气切换装置(未图示)。

在收纳第2离心多叶片风扇24b的涡旋外壳上形成的第2空气吸入口24d的空气流动上游侧配置有内外气切换装置33。内外气切换装置33是切换向第2空气吸入口24d导入车室内空气(内气)和车室外空气(外气)的导入空气切换部。在内外气切换装置33形成有使内气导入外壳31内的内气导入口和使外气导入的外气导入口。

在内外气切换装置33的内部配置有内外气切换门33a。内外气切换门33a是连续性地调整内气导入口和外气导入口的开口面积而使内气的风量和外气的风量的风量比例发生变化的风量比例调整部。内外气切换门33a由伺服电动机(未图示)驱动。根据所输入的控制信号来控制伺服电动机的动作。

虽然省略图示，但配置在第1空气吸入口24c的空气流动上游的内外气切换装置的构造与配置在第2空气吸入口24d的空气流动上游的内外气切换装置33的构造相同。基本上在第1空气吸入口24c导入内气，但也能切换成向第1空气吸入口24c导入外气。

当内外气切换装置33向外壳31内导入外气时，从第1离心多叶片风扇24a送风的第1空气的温度成为与从第2离心多叶片风扇24b送风的第2空气的温度不同的温度。

当在外气温较低时向车室内供暖的供暖运转时，外气温相对于内气温低。因此，在供暖运转时，当内外气切换装置33向外壳31内导入外气时，从第1离心多叶片风扇24a送风的第1空气的温度成为比从第2离心多叶片风扇24b送风的第2空气的温度高的温度。

在送风机24的空气流动下游侧，相对于向车室内送风的空气的流动方向X1、X2，冷却器芯27和加热器芯23按该顺序配置。换言之，加热器芯23相对于冷却器芯27配置在向车室内送风的空气的流动方向下游侧。

外壳31内的空气通路中的从送风机24的空气流动下游侧到冷却器芯27的空气流动上游侧的范围中设置有第1分隔板31a。第1分隔板31a是将从第2离心多叶片风扇24b送风的空气引导到冷却器芯27的上部并且将从第1离心多叶片风扇24a送风的空气引导到冷却器芯27的下部的导风部。

在外壳31内的空气通路中的从冷却器芯27的空气流动下游侧到加热器芯23的空气流动上游侧的范围中设置有第2分隔板31b。第2分隔板31b是将从冷却器芯27的上部吹出的空气引导到加热器芯23的上部并且将从冷却器芯27的下部吹出的空气引导到加热器芯23的下部的导风部。

即，第1分隔板31a和第2分隔板31b将外壳31内的空气通路分隔成第1空气通路31c和第2空气通路31d。

第1空气通路31c是将从内外气切换装置33导入的空气(内气或者外气)引导到冷却器芯27的上部和加热器芯23的上部的内外气通路(内气通路或者外气通路)。

第2空气通路31d是将从第2空气吸入口24d导入的内气引导到加热器芯23的下部的内气通路。

在第1空气通路31c中的加热器芯23的上方形成有旁通通路35。第2空气通路31dc中的加热器芯23的下方也形成有旁通通路35。旁通通路35是使通过冷却器芯27后的空气迂回加热器芯23而流动的迂回部。

在旁通通路35配置有空气混合门34。空气混合门34是对通过冷却器芯27后的空气中的通过加热器芯23的风量和通过旁通通路的风量的风量比例进行调整的风量比例调整部。

空气混合门34由伺服电动机(未图示)驱动。根据所输入的控制信号来控制伺服电动机的动作。

在加热器芯23和旁通通路35的空气流动下游设置有合流空间36。合流空间36是将通过加热器芯23与冷却水进行热交换而被加热的空气和通过旁通通路35而未被加热的空气合流的空间。

在外壳31的空气流动最下游部配置开口孔37a、37b、37c。开口孔37a、37b、37c是将在合流空间36合流的空气向作为冷却对象空间的车室内吹出的吹出部。

作为开口孔37a、37b、37c从上方依次设置有除霜器开口孔37a，面部开口孔37b、脚部开口孔37c。除霜器开口孔37a是用于朝向车辆前窗玻璃内侧面吹出空调风的开口孔。

面部开口孔37b是用于朝向车室内的乘坐人员的上半身吹出空调风的开口孔。脚部开口孔37c是用于朝向乘坐人员的脚边吹出空调风的开口孔。

在除霜器开口孔37a的空气流动上游配置有除霜器门38a。除霜器门38a是对除霜器开口孔37a的开口面积进行调整的开口面积调整部。

在面部开口孔37b的空气流动上游配置有面部门38b。面部门38b是对面部开口孔37b的开口面积进行调整的开口面积调整部

在脚部开口孔37c的空气流动上游配置有脚部门38c。脚部门38c是对脚部开口孔37c的开口面积进行调整的开口面积调整部。

除霜器门38a、面部门38b以及脚部门38c是切换吹出模式的吹出模式切换部。除霜器门38a、面部门38b以及脚部门38c经由连杆机构等由伺服电动机(未图示)驱动。根据所输入的控制信号来控制伺服电动机的动作。

除霜器开口孔37a的空气流动下游侧经由形成空气通路的导管而与设置于车室内的除霜器吹出口连接。面部开口孔37b的空气流动下游侧经由形成空气通路的导管而与设置于车室内的面部吹出口连接。脚部开口孔37c的空气流动下游侧经由形成空气通路的导管而与设置于车室内的除霜器吹出口连接。

例如，面部开口孔与图3所示的前部吹出口F1和侧部吹出口F2连接。前部吹出口F1设置于仪表板IP的左右方向中央部，侧部吹出口F2设置于仪表板IP的左右方向端部。

前部吹出口F1和侧部吹出口F2为了驾驶席侧用和副驾驶席侧用而分别设置于多个部位，例如，在供暖运转时加热器芯23中的驾驶席侧的热交换区域中加热的空气主要吹出到驾驶席侧，加热器芯23中的副驾驶席侧的热交换区域中加热的空气主要吹出到副驾驶席侧。

冷却器芯27和加热器芯23的基本结构相同。因此，在图4中图表示冷却器芯27，在图4的括弧内标注与加热器芯23对应的符号而省略加热器芯23的图示。

图4中的上下的箭头表示将冷却器芯27(加热器芯23)搭载在室内空调单元30的外壳31内的状态下的车辆上下方向(重力方向)。

冷却器芯27具有多个管271和一对集水箱272、273等。各管271形成供冷却水流通的流路。一对集水箱272、273中的一方配置在多个管271的长度方向一端，一对集水箱272、273中的另一方配置在多个管271的长度方向另一端。一对集水箱272、273进行在多个管271中流通的冷却水的集合或者分配。

冷却器芯27是在各管271中流通的冷却水的流动方向都相同的全路径类型，构成为箱和管型的热交换器。管271的长度方向是在从车辆的前后方向观察冷却器芯27时与车辆上下方向(重力方向)相同方向。

管271由传热性优越的金属(例如，铝合金)形成，是与在内部流通的冷却水的流动方向垂直的截面形成为扁平形状的扁平管。管271被配置为形成于其外表面的平坦面(扁平面)与向车室内送风的空气的流动方向X1、X2平行。作为管271也可以采用单孔或者多孔的扁平管中的任意一个。

多个管271以各个管271的平坦面之间彼此平行的方式在水平方向上层叠配置，相邻的管271彼此之间形成有供向车室内送风的空气流通的空气通路。相邻的管271彼此之间配置有散热片274，该散热片274促进冷却水与向车室内送风的空气之间的热交换。

散热片274是通过将与管271相同材质的薄板材弯曲成波状而形成的波纹型散热片，其顶部与管271的平坦面钎焊接合。散热片274在相邻的管271之间的大致整个区域中配置。在图4中，为了便于图示，仅图示了散热片274的一部分。

集水箱272、273是形成为在多个管271的层叠方向上延伸的形状的筒状部件。在本实施方式中，将配置在多个管271的空气流动上游的集水箱272用作冷却水分配用的集水箱，将配置在多个管271的空气流动下游的集水箱273用作冷却水集合用的集水箱。

集水箱272、273都构成为分割型的集水箱，由与管271相同材质形成。集水箱272、273形成为筒状，具有与各个管271的长度方向端部钎焊接合的板部件以及与该板部件组合的箱部件。也可以使集水箱272、273由管状部件等形成。

在集水箱272的一端设置有使冷却水向集水箱272内流入的冷却水流入口272a。集水箱272的另一端被作为封闭部件的箱盖272b封闭。

在集水箱273的一端设置有使冷却水从集水箱273内流出的冷却水流出口273a。集水箱273的另一端被作为封闭部件的箱盖273b封闭。

在冷却器芯27中，如图4的粗线箭头所示，由蒸发器20冷却的冷却水经由冷却水流入口272a向集水箱272流入，分配到各个管271。然后，向管271流入的冷却水在管271中流通时与车室内空气进行热交换而从管271流出。从管271流出的冷却水在集水箱273内集合，并经由冷却水流出口273a流出。

此时，在管271中流通的冷却水在管271内一边与向车室内送风的空气进行热交换一边升温。因此，在管271的冷却水流动下游部位进行热交换的向车室内送风的空气与在管271的冷却水流动上游部位进行热交换的向车室内送风的空气相比成为高温。

因此，在冷却器芯27中，与在位于第2分隔板31b(图1、图2)的下方的第1热交换区域27a中流动的冷却水相比，在位于第2分隔板31b的上方的第2热交换区域27b中流动的冷却水为高温。

像在图4的括弧内标注符号那样，加热器芯23与冷却器芯27同样具有多个管231和一对集水箱232、233。管231形成供冷却水流通的流路。一对集水箱232、233中的一方配置在多个管231的长度方向一端，一对集水箱232、233中的另一方配置在多个管231的长度方向另一端。一对集水箱232、233进行在管231中流通的冷却水的集合或者分配。

加热器芯23是在各管231中流通的冷却水的流动方向都相同的全路径类型，构成为箱和管型的热交换器。管231的长度方向为在从车辆的前后方向观察加热器芯23时与车辆上下方向(重力方向)相同的方向。

管231由传热性优越的金属(例如，铝合金)形成，是与在内部流通的冷却水的流动方向垂直的截面形成为扁平形状的扁平管。管231被配置为形成于其外表面的平坦面(扁平面)与向车室内送风的空气的流动方向X1、X2平行。作为管231也可以采用单孔或者多孔的扁平管中的任意一个。

多个管231以各个管231的平坦面之间彼此平行的方式在水平方向上层叠配置，相邻的管231彼此之间形成有供向车室内送风的空气流通的空气通路。相邻的管231彼此之间配置有散热片234，该散热片234促进冷却水与向车室内送风的空气之间的热交换。

散热片234是通过将与管231相同材质的薄板材弯曲成波状而形成的波纹型散热片，其顶部与管231的平坦面钎焊接合。散热片234在相邻的管231之间的大致整个区域中配置。在图4中，为了便于图示，仅图示了散热片234的一部分。

集水箱232、233是形成为在多个管231的层叠方向上延伸的形状的筒状部件。在本实施方式中，将配置在多个管231的上游的集水箱232用作冷却水分配用的集水箱，将配置在多个管231的下游的集水箱233用作冷却水集合用的集水箱。

集水箱232、233都构成为分割型的集水箱，由与管231相同材质形成。集水箱232、233形成为筒状，具有与各个管231的长度方向端部钎焊接合的板部件以及与该板部件组合的箱部件。也可以使集水箱232、233由管状部件等形成。

在集水箱232的一端设置有使冷却水向集水箱232内流入的冷却水流入口232a。集水箱232的另一端被作为封闭部件的箱盖232b封闭。

在集水箱233的一端设置有使冷却水从集水箱233内流出的冷却水流出口233a。集水箱233的另一端被作为封闭部件的箱盖233b封闭。

在冷却器芯27中，如图4的粗线箭头所示，由冷凝器12加热的冷却水经由冷却水流入口232a向集水箱232流入，分配到各个管231。然后，向管231流入的冷却水在管231中流通时与向车室内送风的空气进行热交换而从管231流出。从管231流出的冷却水在集水箱233内集合，并经由冷却水流出口233a流出。

此时，在管231中流通的冷却水在管231内一边与向车室内送风的空气进行热交换一边降温。因此，在管231的冷却水流动下游部位进行热交换的向车室内送风的空气与在管231的冷却水流动上游部位进行热交换的向车室内送风的空气相比成为低温。

因此，在冷却器芯27中，与在位于第2分隔板31b(图1、图2)的下方的第1热交换区域23a中流动的冷却水相比，在位于第2分隔板31b的上方的第2热交换区域23b中流动的冷却水为低温。

图5是从车辆左右方向观察外壳31内的冷却器芯27和加热器芯23的模式图。冷却器芯27中的管271的长度方向与加热器芯23中的管231的长度方向为彼此相同的方向。

冷却器芯27中的管271的长度方向和加热器芯23中的管231的长度方向在从车辆的前后方向(图5的左右方向)观察时与车辆的上下方向(重力方向)一致。

在本例中，冷却器芯27中的管271的长度方向和加热器芯23中的管231的长度方向在从车辆的左右方向(图5的纸面垂直方向)观察时与车辆的上下方向(重力方向)一致。冷却器芯27中的管271的长度方向和加热器芯23中的管231的长度方向在从车辆的左右方向观察时也可以相对于车辆的上下方向(重力方向)在车辆的前后方向上倾斜。

冷却器芯27的管271在向车室内送风的空气的流动方向X1、X2上配置成1列，构成1个路径271A(第1路径)。在路径271A中，冷却水从下方朝向上方流动。换言之，路径271A由冷却水在彼此相同的方向上流动的多个管271(管群)构成。流入到冷却器芯27的冷却水在路径271A中从下方朝向上方流动并从冷却器芯27流出。

加热器芯23的管231在向车室内送风的空气的流动方向X1、X2上配置成1列，构成1个路径231A(第2路径)。在路径231A中，冷却水从下方朝向上方流动。换言之，路径231A由冷却水在彼此相同的方向上流动的多个管271(管群)构成。流入到加热器芯23的冷却水在路径231A中从下方朝向上方流动并从加热器芯23流出。

在冷却器芯27的路径271A和加热器芯23的路径231A中，冷却水彼此在相同方向上流动。具体而言，在冷却器芯27的路径271A和加热器芯23的路径231A中，冷却水从下方向上方流动。

接着，对本实施方式的电控制部进行说明。控制装置由包含CPU、ROM以及RAM等的公知的微型计算机及其周边电路构成。控制装置根据存储在其ROM内的空调控制程序进行各种运算、处理，对与输出侧连接的各种空调控制设备的动作进行控制。

作为与输出侧连接的各种空调控制设备，有压缩机11的电动机11b、开闭阀15a、三通阀15b、送风风扇17、第1泵22、送风机24、第2泵26、内外气切换门33a的伺服电动机、空气混合门34的伺服电动机、吹出模式门38a、38b、38c的伺服电动机等。

在控制装置的输入侧连接有内气传感器、外气传感器、日照传感器、冷却器芯温度传感器、排出制冷剂温度传感器、出口制冷剂温度传感器等各种传感器群。内气传感器检测车室内温度。外气传感器检测外气温度。日照传感器检测车室内的日照量。冷却器芯温度传感器检测冷却器芯27的吹出空气温度(冷却器芯温度)。排出制冷剂温度传感器检测压缩机11排出制冷剂温度。出口制冷剂温度传感器检测室外热交换器16出口侧制冷剂温度。

在控制装置的输入侧连接有配置在车室内前部的仪表盘附近的未图示的操作面板，输入来自设置于该操作面板的各种空调操作开关的操作信号。设置于操作面板的各种空调操作开关例如是车辆用空调装置的动作开关、设定车室内温度的车室内温度设定开关、运转模式的选择开关。

在控制装置中，控制压缩机11的电动机11b、开闭阀15a、三通阀15b等的控制部构成为一体，控制它们的动作。控制装置中的控制压缩机11的动作的结构(硬件和软件)构成制冷剂排出能力控制部。控制装置中的控制构成制冷剂流路切换部的各种设备15a、15b的动作的结构(硬件和软件)构成制冷剂流路控制部。

接着，说明上述结构的动作。车辆用空调装置1能够执行在车室内供暖的供暖运转以及在车室内制冷的制冷运转。以下说明各运转的动作。

(a)供暖运转

供暖运转是在将操作面板的动作开关接通(ON)的状态下通过选择开关选择供暖运转模式时开始的。在供暖运转时，控制装置使内外气切换门33a进行动作，使得外气从内外气切换装置33导入到外壳31内。在供暖运转时，不需要仅从内外气切换装置33导入外气，也可以以使外气的量比内气多的方式导入。

控制装置将热泵循环10的开闭阀15a关闭，并且将三通阀15b切换到连接室外热交换器16的出口侧和储液器18的入口侧的制冷剂流路。由此，热泵循环10如图1的实线箭头所示那样切换到供制冷剂流动的制冷剂流路。

利用该制冷剂流路的结构，控制装置读入空调控制用的传感器群的检测信号和操作面板的操作信号。并且，根据检测信号和操作信号的值来计算向车室内吹出的空气的目标温度即目标吹出温度TAO。此外，根据计算出的目标吹出温度TAO和传感器群的检测信号而决定与控制装置的输出侧连接的各种空调控制设备的动作状态。

并且，将所决定的控制信号等输出到各种空调控制设备。然后，直到通过操作面板请求车辆用空调装置的动作停止，在每个规定的控制周期，重复进行上述的检测信号和操作信号的读入，目标吹出温度TAO的计算，各种空调控制设备的动作状态决定，控制电压和控制信号的输出这样的控制例程。这种控制例程的重复在制冷运转时也基本上同样地进行。

在供暖运转时的热泵循环10中，从压缩机11排出的高压制冷剂流入到冷凝器12。流入到冷凝器12的制冷剂与在第1冷却水回路21中循环的冷却水进行热交换而散热冷凝。由此，对在加热器芯23中循环的冷却水进行加热。

在加热器芯23中，在冷凝器12中加热的冷却水与从送风机24送风且通过了蒸发器20的第1、第2空气进行热交换而散热。由此，对向车室内送风的空气进行加热。

对于从冷凝器12流出的高压制冷剂，开闭阀15a关闭。因此，流入到供暖用固定节流部件13而被减压膨胀。并且，由供暖用固定节流部件13减压膨胀后的低压制冷剂流入到室外热交换器16。流入到室外热交换器16的低压制冷剂从由送风风扇17送风的外气吸热而蒸发。

对于从室外热交换器16流出的制冷剂，三通阀15b切换到连接室外热交换器16的出口侧与储液器18的入口侧的制冷剂流路。因此，流入到储液器18并进行气液分离。并且，由储液器18分离的气相制冷剂被压缩机11吸入且被再次压缩。

如上所述，在供暖运转时，在冷凝器12中借助从压缩机11排出的制冷剂所具有的热量对在加热器芯23中循环的冷却水进行加热，利用加热器芯23对第1、第2空气进行加热。其结果为，能够对作为空调对象空间的车室内进行供暖。

此时，从第2离心多叶片风扇24b送风的第2空气相对于从第1离心多叶片风扇24a送风的第1空气成为低温且低湿度。因此，流入到合流空间36的上方侧的空气也相对于流入到合流空间36的下方侧的空气成为低温且低湿度。

因此，经由与合流空间36的上方空间连通的除霜器开口孔37a从除霜器吹出口朝向车辆前窗玻璃内侧面吹出的空气(空调风)也成为低湿度。其结果为，能够有效地防止车辆前窗玻璃的雾。

另一方面，经由与合流空间36的铅垂方向中间的空间连通的面部开口孔37b从面部吹出口朝向乘坐人员的上半身吹出的空气和经由与合流空间36的下方空间连通的脚部开口孔37c从下部吹出口朝向乘坐人员的下半身吹出的空气与从除霜器吹出口吹出的空气相比成为高温，能够提高乘坐人员的供暖感。

此外，从面部吹出口吹出的空气的温度比从下部吹出口吹出的空气的温度低。因此，能够实现头凉脚热型的舒适的供暖。

(b)制冷运转

制冷运转是在将操作面板的动作开关接通(ON)的状态下通过选择开关选择制冷运转模式时开始的。在制冷运转时，控制装置使内外气切换门33a进行动作，使得从内外气切换装置33向外壳31内导入内气。

在制冷运转时，也可以是，在上述的目标吹出温度TAO处于低温区域和高温区域时仅导入内气，在处于低温区域与高温区域之间的中间温度区域中，使外气的风量相对于内气的风量的风量比例增加。

控制装置打开开闭阀15a，并且将三通阀15b切换到连接室外热交换器16的出口侧和制冷用固定节流部件19的入口侧的制冷剂流路。由此，热泵循环10如图2的实线箭头所示地切换到供制冷剂流动的制冷剂流路。

在制冷运转时的热泵循环10中，从压缩机11排出的高压制冷剂流入到冷凝器12。流入到冷凝器12的制冷剂与在第1冷却水回路21中循环的冷却水进行热交换而散热冷凝。由此，对在加热器芯23中循环的冷却水进行加热。

在加热器芯23中，在冷凝器12中加热的冷却水与从送风机24送风且通过了蒸发器20的第1、第2空气进行热交换而散热。由此，对向车室内送风的空气进行加热。

对于从冷凝器12流出的高压制冷剂，开闭阀15a打开，因此经由固定节流部件迂回用通路14流入到室外热交换器16。

流入到室外热交换器16的低压制冷剂向由送风风扇17送风的外气进一步散热。对于从室外热交换器16流出的制冷剂，三通阀15b切换到连接室外热交换器16的出口侧与制冷用固定节流部件19的入口侧的制冷剂流路。因此，在制冷用固定节流部件19减压膨胀。

从制冷用固定节流部件19流出的制冷剂流入到蒸发器20，从在冷却器芯27中循环的冷却水吸热而蒸发。在冷却器芯27中，在蒸发器20中冷却的冷却水从由送风机24送风的向车室内送风的空气吸热。由此，向车室内送风的空气被冷却。从蒸发器20流出的制冷剂流入到储液器18并进行气液分离。

并且，由储液器18分离的气相制冷剂被压缩机11吸入且被再次压缩。如上所述，在制冷运转时，在蒸发器20中低压制冷剂从向车室内送风的空气吸热而蒸发，由此能够将向车室内送风的空气冷却而进行车室内的制冷。

在制冷运转时，当乘坐人员通过车室内温度设定开关设定比车室内温度高的温度时，调整空气温度空气混合门34的开度，使得向车室内送风的空气的温度成为比车室内温度高的温度。在这种情况下，在蒸发器20中，将向车室内送风的空气冷却，使向车室内送风的空气的绝对湿度降低。因此，能够实现车室内的除湿供暖。

以上，像说明的那样，在本实施方式的车辆用空调装置1中，通过切换热泵循环10的制冷剂流路，而能够执行供暖运转、制冷运转、除湿供暖运转。

在本实施方式中，冷却器芯27的管271的长度方向与加热器芯23的管231的长度方向成为彼此相同的方向。由此，能够使冷却器芯27的吹出空气的温度分布产生的方向与加热器芯23的吹出空气的温度分布产生的方向成为彼此相同的方向。

因此，与从冷却器芯27吹出的空气的温度分布方向与从加热器芯23吹出的空气的温度分布方向成为彼此不同的方向的情况相比，能够容易地调整在冷却器芯27和加热器芯23中得到的空调空气的温度分布。

在本实施方式中，冷却器芯27的管271的长度方向和加热器芯23的管231的长度方向在从车辆的前后方向观察时与车辆的上下方向一致。

由此，能够使在冷却器芯27和加热器芯23中得到的空调空气的温度分布方向为车辆的上下方向。因此，能够抑制在车辆的左右方向上产生温度分布。因此，能够抑制来自左侧吹出口的吹出温度与来自右侧吹出口的吹出温度之间的差。其结果为，能够提高乘坐人员的空调感。

冷却器芯27的管271的长度方向和加热器芯23的管231的长度方向在从车辆的前后方向观察时不需要与车辆的上下方向严格地一致，也可以与车辆的上下方向大致一致。换言之，冷却器芯27的管271的长度方向以及加热器芯23的管231的长度方向也可以相比车辆左右方向更接近车辆上下方向。

由此，能够使在冷却器芯27和加热器芯23中得到的空调空气的温度分布方向相比车辆左右方向更接近车辆上下方向。因此，能够抑制在车辆的左右方向上产生温度分布。因此，能够抑制来自左侧吹出口的吹出温度与来自右侧吹出口的吹出温度之间的差。因此，能够提高乘坐人员的空调感。

在本实施方式中，在冷却器芯27的路径271A与加热器芯23的路径231A中，冷却水在彼此相同的方向上流动。由此，能够抵消从冷却器芯27吹出的空气的温度分布与从加热器芯23吹出的空气的温度分布，进而能够抑制向车室内吹出的空气的温度分布。

在本实施方式中，冷却器芯27和加热器芯23以跨越形成在外壳31内的第1空气通路31c和第2空气通路31d这双方的方式配置。冷却器芯27的管271的长度方向以及加热器芯23的管231的长度方向与第1空气通路31c和第2空气通路31d的排列方向一致。

由此，针对从第1空气通路31c向车室内吹出的空调空气以及从第2空气通路31d向车室内吹出的空调空气这双方，能够容易地调整温度分布。

(第2实施方式)

在本实施方式中，如图6所示，冷却器芯27的多个管271构成路径(下游侧路径或者第1路径)271A和路径(上游侧路径)271B。路径271A和路径271B在车室内空气的流动方向X1、X2上以串列的方式配置。路径271A相对于路径271B配置在流动方向X1、X2下游侧。

在路径271A中，冷却水从下方朝向上方流动。换言之，路径271A由冷却水在彼此相同的方向上流动的多个管271(管群)构成。

在路径271B中，冷却水从上方朝向下方流动。换言之，路径271B由冷却水在彼此相同的方向上流动的多个管271(管群)构成。

流入到冷却器芯27的冷却水在路径271A中从下方朝向上方流动之后，在路径271B中从上方朝向下方流动而从冷却器芯27流出。

流入到冷却器芯27的空气在路径271B中被冷却后在路径271A中被冷却，然后流入到加热器芯23而在加热器芯23的路径231A中被加热。即，加热器芯23的路径231A对在冷却器芯27的路径271B和路径271A中被冷却的空气进行加热。

在本实施方式中，在冷却器芯27的路径271A和加热器芯23的路径231A中，冷却水在彼此相同的方向上流动。由此，能够抵消从冷却器芯27吹出的空气的温度分布与从加热器芯23吹出的空气的温度分布。其结果为，能够抑制向车室内吹出的空气的温度分布。

在加热器芯23中，也可以与冷却器芯27同样，管231在向车室内送风的空气的流动方向X1、X2上配置成2列，构成上游侧路径和下游侧路径。

(第3实施方式)

在本实施方式中，如图7所示，相对于上述第2实施方式，使冷却器芯27中的冷却水的流动方向相反。即，流入到冷却器芯27的冷却水在路径271A中从上方朝向下方流动之后，在路径271B(第1路径)中从下方朝向上方流动而从冷却器芯27流出。

流入到冷却器芯27的空气在路径271B中被冷却后在路径271A中被冷却，然后流入到加热器芯23而在加热器芯23的路径231A中被加热。即，加热器芯23的路径231A对在冷却器芯27的路径271B和路径271A中被冷却的空气进行加热。

在本实施方式中，在冷却器芯27的路径271B与加热器芯23的路径231A中，冷却水在彼此相同的方向上流动。由此，能够抵消从冷却器芯27吹出的空气的温度分布与从加热器芯23吹出的空气的温度分布，进而能够抑制向车室内吹出的空气的温度分布。

(第4实施方式)

在本实施方式中，如图8所示，冷却器芯27的管构成2个路径271A、271B(第1路径)，加热器芯23的管也构成2个路径231A、231B(第2路径)。

在冷却器芯27的2个路径271A、271B中的冷却水流动上游侧的路径271A(以下，称为上游侧路径)中冷却水从上方朝向下方流动，在冷却水流动下游侧的路径271B(以下，称为下游侧路径)中冷却水从下方朝向上方流动。

在加热器芯23的2个路径231A、231B中的冷却水流动上游侧的路径231A(以下，称为上游侧路径)中冷却水从上方朝向下方流动，在冷却水流动下游侧的路径231B(以下，称为下游侧路径)中冷却水从下方朝向上方流动。

即，在冷却器芯27的上游侧路径271A与加热器芯23的上游侧路径231A中冷却水在彼此相同的方向上流动。并且，在冷却器芯27的下游侧路径271B与加热器芯23的下游侧路径231A和B中，冷却水在彼此相同的方向上流动。

在冷却器芯27的上游侧路径271A中被冷却的空气在加热器芯23的上游侧路径231A中被加热。即，加热器芯23的上游侧路径231A对在冷却器芯27的上游侧路径271B中被冷却的空气进行加热。

在冷却器芯27的下游侧路径271B中被冷却的空气在加热器芯23的下游侧路径231B中被加热。即，加热器芯23的下游侧路径231B对在冷却器芯27的下游侧路径271B中被冷却的空气进行加热。

在本实施方式中，在冷却器芯27的上游侧路径271A与加热器芯23的上游侧路径231A中，冷却水在彼此相同的方向上流动。同样，在冷却器芯27的下游侧路径271B与加热器芯23的下游侧路径231B中，冷却水在彼此相同的方向上流动。

由此，能够抵消从冷却器芯27吹出的空气的温度分布与从加热器芯23吹出的空气的温度分布。其结果为，能够抑制向车室内吹出的空气的温度分布。

(其他实施方式)

可以将上述实施方式适当组合。例如可以以如下的方式对上述实施方式进行各种变形。

(1)在上述实施方式中，作为冷却器芯27的管271，对采用在单向上延伸的管的例子进行了说明，但是只要管271的至少一部分在上下方向上延伸也可以形成为蜿蜒状等。同样，只要加热器芯23的管231的至少一部分在上下方向上延伸也可以形成为蜿蜒状等。

(2)也可以在上述实施方式的外壳31中形成排出口，该排出口用于将从第1空气吸入口24c导入且从冷却器芯27吹出的内气排出到车室外。

由此，能够使用从排出到车室外的内气回收的热量，对向车室内吹出的空气进行加热。因此，能够实现空调的节能化。

(3)在上述实施方式中，作为在冷却器芯27和加热器芯23中流动的热介质使用冷却水，但也可以使用油等各种介质作为热介质。

作为热介质也可以使用纳米流体。纳米流体是指混入有粒子直径为纳米级的纳米粒子的流体。通过使纳米粒子混入热介质，而除了像使用乙二醇的冷却水(所谓的防冻液)那样使凝点降低的作用效果之外，还能够得到如下这样的作用效果。

即，能够得到使特定的温度带的热传导率提高的作用效果，使热介质的热容增加的作用效果，金属配管的防蚀效果或防止橡胶配管的劣化的作用效果以及提高极低温下的热介质的流动性的作用效果。

这样的作用效果根据纳米粒子的粒子结构、粒子形状、混合比率、附加物质而各种各样地变化。

由此，能够提高热传导率。因此，与使用乙二醇的冷却水相比，即使是较少的量的热介质也能够得到同等的冷却效率。

并且，能够增加热介质的热容。因此，能够增加热介质自身的蓄冷热量(因显热导致的蓄冷热)。

通过使蓄冷热量增加，而能够在不使压缩机22进行动作的状态下，也在某程度的时间中实施利用了蓄冷热的设备的冷却、加热的温度调节，因此能够使车辆用空调装置1节省能量。

优选纳米粒子的纵横比为50以上。因为能够得到充分的热传导率。另外，纵横比是表示纳米粒子的纵x横的比率的形状指标。

作为纳米粒子可以使用包含Au、Ag、Cu和C中的任意一种的粒子。具体而言，作为纳米粒子的结构原子可以使用Au纳米粒子、Ag纳米线、CNT(碳纳米管)、石墨烯、石墨核壳型纳米粒子(存在碳纳米管等构造体用以包围上述原子的粒子体)、以及Au纳米粒子含有CNT等。

(4)在上述实施方式的热泵循环10中，作为制冷剂使用HFC系制冷剂，但制冷剂的种类不限于此，也可以使用二氧化碳等自然制冷剂或烃系制冷剂等。

并且，上述实施方式的热泵循环10构成高压侧制冷剂压力不超过制冷剂的临界压力的亚临界制冷循环，但也可以构成高压侧制冷剂压力超过制冷剂的临界压力的超临界制冷循环。

Claims (7)

1.一种车辆用空调装置，其特征在于，具有：

外壳(31)，该外壳(31)形成供空气朝向车室内流动的空气通路；

第1热交换器(27)，该第1热交换器(27)收纳在所述外壳(31)内，使在所述空气通路流动的空气与热介质进行显热交换；以及

第2热交换器(23)，该第2热交换器(23)收纳在所述外壳(31)内，使在所述第1热交换器(27)显热交换后的空气与热介质进行显热交换，

所述第1热交换器(27)和所述第2热交换器(23)具有供热介质流动的多个管(271、231)，

所述第1热交换器(27)的所述管(271)的长度方向与所述第2热交换器(23)的所述管(231)的长度方向是彼此相同的方向。

2.根据权利要求1所述的车辆用空调装置，其特征在于，

所述第1热交换器(27)和所述第2热交换器(23)的所述管(271、231)的长度方向在从车辆的前后方向观察时与所述车辆的上下方向大致一致。

3.根据权利要求1所述的车辆用空调装置，其特征在于，

所述第1热交换器(27)和所述第2热交换器(23)的所述管(271、231)的长度方向比车辆的左右方向更接近所述车辆的上下方向。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的车辆用空调装置，其特征在于，

所述第1热交换器(27)是用于冷却空气的冷却用热交换器，

所述第2热交换器(23)是用于加热空气的冷却用热交换器，

包含于所述第1热交换器(27)的所述管(271)的至少一部分形成第1路径(271A、271B)，

包含于所述第2热交换器(23)且对在所述第1路径(271A、271B)被冷却的空气进行加热的所述管(231)的至少一部分形成第2路径(231A)，

热介质在所述第1路径(271A、271B)内和所述第2路径(231A)内向相同方向流动。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的车辆用空调装置，其特征在于，

作为所述空气通路，所述外壳(31)具有：内气朝向车室内流动的内气通路(31c)；以及外气朝向车室内流动的外气通路(31d)，

所述第1热交换器(27)和所述第2热交换器(23)以跨越所述内气通路(31c)和所述外气通路(31d)双方的方式配置，

所述第1热交换器(27)和所述第2热交换器(23)的所述管(271、231)的长度方向与所述内气通路(31c)和所述外气通路(31d)的排列方向一致。

6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的车辆用空调装置，其特征在于，

所述第1热交换器(27)使在所述空气通路流动的空气与在所述第1热交换器(27)内流动的热介质进行显热交换。

7.根据权利要求1至5中的任意一项所述的车辆用空调装置，其特征在于，

所述第2热交换器(23)使与在所述第1热交换器(27)内流动的所述热介质进行显热交换后的空气和在所述第2热交换器(23)内流动的热介质进行显热交换。