CN107000543A - 车辆用空调装置 - Google Patents

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Abstract

车辆用空调装置具备：第1冷却水循环通路，其供冷却水通过发动机；第2冷却水循环通路，其与所述第1冷却水循环通路连通，供冷却水通过车厢内散热器；阻断机构，其在被切换成阻断状态的情况下将所述第1冷却水循环通路与所述第2冷却水循环通路之间的连通阻断；以及冷冻循环系统，所述冷冻循环系统具有：压缩机，其对制冷剂进行压缩；副蒸发器，其供制冷剂从所述第1冷却水循环通路内的冷却水吸热；副冷凝器，其从在所述副蒸发器进行了吸热之后的制冷剂向所述第2冷却水循环通路内的冷却水散热；副膨胀器，其对通过了所述副冷凝器的制冷剂进行减压。

Description

车辆用空调装置
技术领域
本发明涉及车辆用空调装置。
背景技术
在JP2011-131871A中公开了一种车辆用空调装置，该车辆用空调装置搭载于混合动力车辆，使发动机冷却水在加热器芯与发动机之间循环，利用与发动机冷却水之间的换热来对通过了蒸发器的空气进行加热。该车辆用空调装置具备：吸热侧换热器，其设置于加热器芯的下游侧；散热侧换热器，其设置于加热器芯的上游侧；珀尔贴元件，其设置于吸热侧换热器与散热侧换热器之间。并且，在发动机停止时，珀尔贴元件使热从在加热器芯的下游侧流动的发动机冷却水向在加热器芯的上游侧流动的发动机冷却水移动，从而使向加热器芯流入的发动机冷却水的温度不降低。
发明内容
然而，在JP2011-131871A的车辆用空调装置中，利用吸热侧换热器温度降低了的发动机冷却水循环而再次向散热侧换热器引导。因此，一旦冷却后的发动机冷却水被再次加热，能量效率有可能降低。
本发明的目的在于抑制由冷却水的再次加热引起的能量效率的降低。
根据本发明的某一技术方案，一种车辆用空调装置，其具有对向车辆的车厢内引导的空气进行加热的车厢内散热器，其特征在于，该车辆用空调装置具备：第1冷却水循环通路，其供冷却水通过发动机；第2冷却水循环通路，其与所述第1冷却水循环通路连通，供冷却水通过所述车厢内散热器；阻断机构，其在被切换成阻断状态的情况下将所述第1冷却水循环通路与所述第2冷却水循环通路之间的连通阻断；以及冷冻循环系统，其具有：压缩机，对制冷剂进行压缩；副蒸发器，其供制冷剂从所述第1冷却水循环通路内的冷却水吸热；副冷凝器，其从在所述副蒸发器中进行了吸热后的制冷剂向所述第2冷却水循环通路内的冷却水散热；副膨胀器，其对通过了所述副冷凝器的制冷剂进行减压。
在该技术方案中，利用冷冻循环系统使热借助制冷剂从供冷却水通过发动机的第1冷却水循环通路向供冷却水通过车厢内散热器的第2冷却水循环通路移动。另外，第1冷却水循环通路与第2冷却水循环通路之间的连通能够利用阻断机构阻断。因而，在阻断机构被切换成阻断状态的状态下，在第2冷却水循环通路中循环的冷却水一旦被冷却后不会被再次加热。因而，能够抑制由冷却水的再次加热引起的能量效率的降低。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的车辆用空调装置的结构图。
图2是说明第1冷却水循环通路的具体的结构的结构图。
图3是对车辆用空调装置的制冷剂回收模式进行说明的图。
图4是对车辆用空调装置的热泵供暖模式进行说明的图。
图5是对车辆用空调装置的发动机供暖模式进行说明的图。
图6是对加热器单元的变形例进行说明的结构图。
图7是对车辆用空调装置的制冷模式进行说明的图。
图8是对车辆用空调装置的蓄冷模式进行说明的图。
图9是对本发明的第1实施方式的车辆用空调装置中的运转模式切换控制进行说明的流程图。
图10是对车辆用空调装置的作用进行说明的时间图。
图11是本发明的第1实施方式的变形例的车辆用空调装置的结构图。
图12是本发明的第2实施方式的车辆用空调装置的结构图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。
(第1实施方式)
首先，参照图1，对本发明的第1实施方式的车辆用空调装置100的整体结构进行说明。
车辆用空调装置100是可搭载于混合动力车辆(Hybrid Electric Vehicle：HEV)等具有在停车时、行驶时使发动机停止的发动机停止功能的车辆1的空调装置。车辆1具备：车轮的驱动、发电所使用的发动机9；利用循环的冷却水来对发动机9进行冷却的散热器8。
车辆用空调装置100具备：风路2，其具有空气导入口21；鼓风机单元3，其从空气导入口21导入空气而使空气向风路2流动；作为冷冻循环系统的热泵单元4，其对在风路2中流动的空气进行冷却、并且进行除湿；加热器单元6，其对在风路2中流动的空气进行加热。
从空气导入口21吸入的空气向风路2流动。车厢外的外部空气和车厢内的内部空气向风路2吸入。通过了风路2的空气被向车厢内引导。
鼓风机单元3具有利用轴中心的旋转而使空气向风路2流动的作为送风装置的鼓风机31。鼓风机单元3具有用于导入车厢外的外部空气的外部空气取入口和导入车厢内的内部空气的内部空气取入口这两者的开闭用的进气门(省略图示)。鼓风机单元3能够对外部空气取入口和内部空气取入口的开闭或开度进行调整，对车厢外的外部空气的吸入量和车厢内的内部空气的吸入量进行调整。
热泵单元4具有：制冷剂循环回路41，其供制冷剂循环；作为压缩机的电动压缩机42，其被电动马达(省略图示)驱动而对制冷剂进行压缩；室外换热器43，其在制冷时使被电动压缩机42压缩了的制冷剂散热而使该制冷剂冷凝；作为主膨胀器的膨胀阀44，对冷凝了的制冷剂进行减压而使该制冷剂膨胀，使该制冷剂的温度降低；以及作为主蒸发器的蒸发器45，其利用膨胀而温度降低了的制冷剂对在风路2中流动的空气进行冷却。
电动压缩机42是例如叶片形的旋转式压缩机，但也可以使用涡旋形的压缩机。电动压缩机42的旋转速度由来自控制器(省略图示)的指令信号控制。
在电动压缩机42的上游设置有储液器46。储液器46将从蒸发器45输送来的制冷剂中的剩余量暂时储存，并且仅将气体制冷剂向电动压缩机42输送。
制冷时的室外换热器43通过与外部空气之间的换热来对制冷剂进行冷却而使制冷剂液化。此时的室外换热器43具有：主室外换热器43a，其使气体制冷剂液化；储液容器43b，其储存液体制冷剂；以及过冷却室外换热器43c，其对液体制冷剂进一步进行冷却。
膨胀阀44使被室外换热器43冷却了的液体制冷剂膨胀而成为更低温。膨胀阀44具有安装于蒸发器45的出口侧的感温筒部(省略图示)，以将蒸发器45的出口侧的制冷剂的过热度维持在预定值的方式自动地对开度进行调整。
蒸发器45在被膨胀阀44减压了的液体制冷剂与在风路2中流动的空气之间进行换热。蒸发器45设置于风路2内，对在风路2中流动的空气进行冷却和除湿。在蒸发器45中，利用在风路2中流动的空气的热，液体制冷剂蒸发而成为气体制冷剂。利用蒸发器45蒸发了的气体制冷剂经由储液器46被再次向电动压缩机42供给。
另外，热泵单元4还具有：作为副蒸发器的蒸发器51，其供制冷剂从后述的发动机冷却回路60内的冷却水吸热；作为副冷凝器的冷凝器52，其从在蒸发器51进行了吸热的制冷剂向后述的加热器回路70内的冷却水散热；作为副膨胀器的节流元件53，其对通过了冷凝器52的制冷剂进行减压；作为切换阀的三通阀54，其能够切换成将被电动压缩机42压缩了的制冷剂向蒸发器51引导的状态和向蒸发器45引导的状态；旁通通路55，其使被电动压缩机42压缩了的制冷剂绕过节流元件53而循环；以及作为旁通阀的开闭阀56，其对旁通通路55进行开闭。
蒸发器51在通过冷凝器52以及节流元件53而被减压了的制冷剂和后述的发动机冷却回路60的散热器62之间进行换热。利用蒸发器51蒸发而成的气体制冷剂经由储液器46再次向电动压缩机42供给。
冷凝器52利用与后述的加热器回路70的吸热器72之间的换热来冷却制冷剂。
节流元件53对制冷剂的流动进行节流而进行减压。节流元件53使被冷凝器52冷却了的制冷剂膨胀而成为更低温。也可以将温度式膨胀阀、毛细管用作副膨胀器来替代节流元件53。
三通阀54利用来自控制器的指令信号进行切换。三通阀54若被切换成将被电动压缩机42压缩了的制冷剂向蒸发器45引导，则制冷剂通过室外换热器43、膨胀阀44、蒸发器45以及储液器46而再次向电动压缩机42供给。另一方面，若三通阀54被切换成将被电动压缩机42压缩了的制冷剂向蒸发器51引导的状态，则制冷剂在通过了蒸发器51之后，穿过返回通路57并经由储液器46再次向电动压缩机42供给。
旁通通路55使制冷剂循环回路41中的冷凝器52的上游与节流元件53的下游连通。
开闭阀56利用来自控制器的指令信号进行切换。开闭阀56在被切换成开状态的情况下使旁通通路55连通，在切换成闭状态的情况下将旁通通路55阻断。若开闭阀56使旁通通路55连通，则从电动压缩机42引导来的制冷剂绕过冷凝器52和节流元件53，不被减压就向三通阀54引导。也可以使用对将从电动压缩机42引导来的制冷剂向冷凝器52引导的状态和向旁通通路55引导的状态进行切换的三通阀来替代开闭阀56。
加热器单元6具有：发动机冷却回路60，其利用冷却水对发动机9进行冷却；加热器回路70，其利用冷却水对作为车厢内散热器的加热器芯75进行加热，该加热器芯75对经由风路2向车辆1的车厢内引导的空气进行加热；以及作为阻断机构的三通阀7，其在被切换成阻断状态的情况下将发动机冷却回路60与加热器回路70之间的连通阻断。
发动机冷却回路60具有：作为第1冷却水循环通路的冷却水循环通路63，其供冷却水循环；水泵61，其使冷却水循环通路63内的冷却水循环；以及散热器62，其与热泵单元4的蒸发器51对峙地设置。冷却水循环通路63使冷却水向车辆1的发动机9循环。另外，冷却水循环通路63也能够使冷却水向车辆1的散热器8循环。
散热器62与蒸发器51之间进行换热。具体而言，散热器62对在蒸发器51内流动的液体制冷剂进行加热而使液体制冷剂蒸发。在图1中，省略冷却水循环通路63的一部分的结构来表示。对于冷却水循环通路63的具体的结构，随后参照图2详细地进行说明。
加热器回路70具有：作为第2冷却水循环通路的冷却水循环通路73，其供冷却水循环；水泵71，其使冷却水循环通路73内的冷却水循环；吸热器72，其与冷凝器52对峙地设置；以及加热器芯75，其配设于风路2内。
吸热器72与冷凝器52之间进行换热。具体而言，吸热器72对在冷凝器52内流动的气体制冷剂进行冷却。
三通阀7利用来自控制器的指令信号进行切换。若三通阀7被切换成连通状态，则连通通路65连通而冷却水循环通路63与冷却水循环通路73连通。在该情况下，被发动机9加热了的冷却水通过三通阀7而向加热器芯75引导。另一方面，若三通阀7被切换成阻断状态，则连通通路65被阻断而冷却水循环通路63与冷却水循环通路73之间的连通被阻断。在该情况下，在冷却水循环通路63内和冷却水循环通路73内，冷却水各自独立地循环。也可以将对连通通路65的连通状态和阻断状态进行切换的开闭阀用作阻断机构来替代三通阀7。
在风路2内的加热器芯75的上游设置有对在风路2中流动的空气中的向加热器芯75引导的空气的流量和绕过加热器芯75的空气的流量进行调整的混合门76。混合门76利用控制器的指令信号进行动作。
接着，参照图2对冷却水循环通路63的具体的构成进行说明。
如图2所示，发动机9具有：缸体9b，其形成有供活塞(省略图示)往复运动的缸(省略图示)；缸盖9a，其形成有进气口(省略图示)和排气口(省略图示)，被紧固固定于缸体9b的上部。在发动机9的冷启动时的暖机运转中，缸盖9a的由发动机9的运转产生的发热量比缸体9b的该发热量大了与靠近燃烧室相应的量，缸盖9a的温度较快地上升。
冷却水循环通路63具有：第1冷却水通路63a，其形成于缸盖9a，供冷却水通过；第2冷却水通路63b，其形成于缸体9b，供冷却水通过；以及作为温度开闭阀的恒温器63c，若向第2冷却水通路63b引导的冷却水的温度超过预定的温度，则该恒温器63c从闭状态被切换成开状态。也就是说，第1冷却水通路63a形成于发动机9的一部分，第2冷却水通路63b形成于发动机9的另一部分，该另一部分与形成有第1冷却水通路63a的部分相比，由发动机9的运转产生的发热量较小。
冷却水循环通路63具有设置于将散热器8和发动机9连结的冷却水的通路的散热器8的上游的作为温度开闭阀的恒温器8a。若向散热器8引导的冷却水的温度超过预定的温度，则恒温器8a从闭状态被切换成开状态。恒温器63c被切换成开状态的预定的温度设定得比恒温器8a被切换成开状态的预定的温度低。
冷却水循环通路63在发动机9的下游且比设置有蒸发器51的位置靠上游的位置具有供冷却水从发动机9的排气吸热的排气换热器64。排气换热器64是设置于从例如从排气管(省略图示)排出的排气吸热而回收排热的排热回收装置、使排气的一部分向进气侧回流的EGR(排气再循环，Exhaust Gas Recirculation)装置(省略图示)并对EGR气体进行冷却的EGR冷却器。
以下，主要参照图3～图10对车辆用空调装置100的作用进行说明。
在车辆用空调装置100中，从空气导入口21导入到风路2的空气首先利用鼓风机31向热泵单元4引导。在热泵单元4中，在风路2中流动的空气利用与蒸发器45之间的换热进行冷却并且进行除湿。
通过了蒸发器45的空气被混合门76分成向加热器芯75引导的空气和绕过加热器芯75的空气。引导到加热器芯75的空气利用与加热器芯75之间的换热而被加热。并且，被加热器芯75加热了的空气与绕过了加热器芯75的空气再次合流而向车厢内引导。这样，车辆用空调装置100对从空气导入口21导入到风路2的空气的温度和湿度进行调整后向车厢内引导。
接着，参照图3～图8对各运转模式进行说明。在图3～图8中，以粗实线表示制冷剂或冷却水所循环的通路，以虚线表示制冷剂或冷却水的循环停止的通路。
在车辆用空调装置100中，利用如下模式中的任一模式进行供暖运转：三通阀7使冷却水循环通路63和冷却水循环通路73连通的发动机供暖模式；三通阀7将冷却水循环通路63和冷却水循环通路73阻断、并且热泵单元4进行运转的热泵供暖模式。
＜制冷剂回收模式>
制冷剂回收模式下的运转如晩秋、初冬等需要供暖的季节刚开始那样在从制冷运转向供暖运转切换之际进行至少一次。或者、也在从除湿供暖运转向供暖运转切换之际进行。制冷剂回收模式下的运转连续地进行例如1分钟左右，之后切换成供暖运转。如图3所示，在制冷剂回收模式中，三通阀54被切换成将制冷剂向室外换热器43引导的状态。开闭阀56被切换成闭状态。三通阀7被切换成阻断状态。
由此，在热泵单元4中，被电动压缩机42压缩了的制冷剂通过冷凝器52而被冷却，其一部分被液化。接下来，制冷剂通过节流元件53而被减压，在室外换热器43中蒸发。此时，室外换热器43作为蒸发器发挥功能。并且，气相化了的制冷剂通过膨胀阀44而向蒸发器45引导，经由储液器46被再次向电动压缩机42供给。此时，在冷却水循环通路63和冷却水循环通路73中，冷却水各自独立地循环。
这样，在车辆用空调装置100中，通过在制冷剂回收模式下进行运转，利用节流元件53对室外换热器43内进行减压，从而使室外换热器43内的制冷剂蒸发，使电动压缩机42抽吸制冷剂。因而，对在室外换热器43内休止的液体制冷剂进行回收，能够确保热泵供暖模式下的制冷剂的循环量。在车辆用空调装置100中，通过在制冷剂回收模式下进行运转，执行用于进行热泵供暖模式下的供暖运转的准备。
＜热泵供暖模式>
热泵供暖模式下的运转在冷却水的温度比较低的低温的状态下进行。如图4所示，在热泵供暖模式中，三通阀54被切换成将制冷剂向蒸发器51引导的状态。开闭阀56被切换成闭状态。三通阀7被切换成阻断状态。
由此，在热泵单元4中，被电动压缩机42压缩了的制冷剂通过冷凝器52和节流元件53而被冷却，其一部分被液化。此时，制冷剂的热从冷凝器52向吸热器72移动，加热器回路70内的冷却水被加热。
通过了节流元件53的制冷剂经由三通阀54向蒸发器51引导。在蒸发器51中，热从散热器62的冷却水向蒸发器51的制冷剂移动，从而制冷剂被加热。因而，引导到蒸发器51的制冷剂的一部分或全部蒸发而向返回通路57引导。被蒸发器51加热了的制冷剂经由储液器46被再次向电动压缩机42供给。此时，在冷却水循环通路63和冷却水循环通路73中，冷却水各自独立地循环。
这样，在热泵供暖模式中，热泵单元4使热借助制冷剂从发动机冷却回路60向加热器回路70移动。因而，在车辆用空调装置100中，加热器芯75被利用热泵单元4移动了的发动机9的热加热而进行供暖运转。
此时，冷却水循环通路63与冷却水循环通路73之间的连通被三通阀7阻断，因此，在冷却水循环通路73中循环的冷却水一旦被冷却后不会被再次加热。因而，能够抑制由冷却水的再次加热引起的能量效率的降低。
在此，在例如在发动机9的冷启动时进行了热泵供暖模式下的运转的情况下，为了对加热器芯75进行加热而使发动机9的热经由热泵单元4向冷却水循环通路73移动。因此，发动机9的暖机运转有可能花费时间。
与此相对，如图2所示，在发动机冷却回路60中，冷却水循环通路63具有形成于缸盖9a的第1冷却水通路63a和形成于缸体9b的第2冷却水通路63b。在冷却水的温度比较低的时候，恒温器63c处于闭状态，因此，冷却水通过第1冷却水通路63a，但不通过第2冷却水通路63b。因而，在冷却水的温度比较低的时候，冷却水仅通过靠近燃烧室且温度较快地上升的缸盖9a，因此，不有损缸体9b的暖气，就能够高效地加热冷却水。
另外，冷却水循环通路63具有供冷却水从发动机9的排气吸热的排气换热器64。因此，也能够利用发动机9的排气热对与蒸发器51进行换热之前的冷却水进行加热。因而，能够提前开始热泵单元4的运转，并且能够迅速地进行发动机9的暖机运转。
并且，若在冷却水循环通路63中循环的冷却水超过预定的温度，则恒温器63c从闭状态被切换成开状态。由此，冷却水通过第1冷却水通路63a和第2冷却水通路63b这两者。因而，冷却水被缸盖9a和缸体9b这两者的热加热。
＜发动机供暖模式>
发动机供暖模式下的运转在与热泵供暖模式相比较冷却水的温度是高温的状态下进行。如图5所示，在发动机供暖模式中，电动压缩机42的运转被停止，制冷剂不在热泵单元4内循环。三通阀7被切换成连通状态。
由此，冷却水循环通路63与冷却水循环通路73连通，被发动机9加热了的冷却水向加热器芯75引导。因而，在车辆用空调装置100中，加热器芯75被发动机9的热加热而进行供暖运转。
此外，如图6所示，也可以在冷却水循环通路73的连通通路部73a设置有水泵71，对于该冷却水循环通路73的连通通路部73a，在三通阀7被切换成连通状态的情况下，冷却水不通过，仅在被切换成阻断状态的情况下冷却水通过。在该情况下，能够使水泵71的运转停止，仅使水泵61运转而进行发动机供暖模式下的供暖运转。
＜制冷模式>
如图7所示，在制冷模式中，三通阀54被切换成将制冷剂向蒸发器45引导的状态。开闭阀56被切换成开状态。
由此，在热泵单元4中，被电动压缩机42压缩了的制冷剂经由开闭阀56和三通阀54向冷凝器引导。引导到室外换热器43的制冷剂被冷却而被液化，被膨胀阀44进一步形成为低温低压而向蒸发器45引导。引导到蒸发器45的制冷剂蒸发而向储液器46引导。引导到储液器46的制冷剂被再次向电动压缩机42供给。
在以最大能力进行制冷运转的情况下，如图7所示，三通阀7被切换成阻断状态，并且水泵71的运转被停止。因而，冷却水不在冷却水循环通路73内循环，因此，加热器芯75不会被加热。另外，此时，混合门76关闭，以使在风路2中流动的空气不向加热器芯75引导。因而，被蒸发器45冷却和除湿了的空气未被加热，维持着低温就直接向车厢内引导。
另一方面，除了在以最大能力进行制冷运转情况以外的情况下，也可以将三通阀7切换成连通状态。由此，冷却水循环通路63与冷却水循环通路73连通，被发动机9加热了的冷却水向加热器芯75引导。因而，加热器芯75被加热，因此，利用混合门76，在调整风路2中流动的空气中的被向加热器芯75引导的空气的流量和绕过加热器芯75的空气的流量。
此外，只要对混合门76的位置进行调整而使在风路2中流动的空气中的被向加热器芯75引导的空气的流量增加，就成为利用加热器芯75将被蒸发器45除湿了的空气加热而向车厢内引导的除湿供暖运转。
＜蓄冷模式>
蓄冷模式下的运转主要在闷热的时期的制冷运转时进行。另外，蓄冷模式下的运转在发动机9停止着的状态下进行。如图8所示，在蓄冷模式中，与制冷模式同样地，三通阀54被切换成将制冷剂向蒸发器45引导，开闭阀56被切换成开状态。另外，在蓄冷模式中，三通阀7被切换成阻断状态。
由此，在冷却水循环通路63和冷却水循环通路73中，冷却水各自独立地循环。因此，被发动机9加热了的冷却水不会向加热器芯75引导。因而，在风路2内通过蒸发器45而被冷却和被除湿了的空气向加热器芯75引导，从而冷却水循环通路73内的冷却水被蓄冷。并且，通过使蓄冷了的冷却水在制冷运转时向加热器芯75流动，能够冷却风路2内的空气。因而，能够抑制制冷运转时的能量消耗量。
接着，参照图9对车辆用空调装置100中的运转模式切换控制进行说明。控制器例如以每隔10毫秒的恒定时间间隔反复执行图9的例程。
在步骤S11中，设定目标温度Xm[℃]。该目标温度Xm[℃]是能够进行发动机供暖模式下的供暖运转的发动机9的冷却水的温度。
在步骤S12中，判定车辆用空调装置100是否进行供暖运转。于在步骤S12中判定为车辆用空调装置100进行供暖运转的情况下，转向步骤S13。另一方面，于在步骤S12中判定为车辆用空调装置100没有进行供暖运转的情况下，转向步骤S19来进行制冷模式下的制冷运转。
在步骤S13中，对在车辆用空调装置100前次运转之际是否是制冷运转或除湿供暖运转进行判定。于在步骤S13中判定为在前次运转时车辆用空调装置100是制冷运转或除湿供暖运转的情况下，转向步骤S16来进行制冷剂回收模式下的运转。另一方面，于在步骤S13中判定为在前次运转时车辆用空调装置100不是制冷运转或除湿供暖运转的情况下，转向步骤S14。
在步骤S14中，对发动机9的冷却水的温度T[℃]进行检测。具体而言，在步骤S14中，对冷却水循环通路63的冷却水的温度进行检测。
在步骤S15中，对在冷却水的温度T[℃]上升的情况下是否成为T>Xm+5、或在冷却水的温度T[℃]下降的情况下是否成为T>Xm进行判定。此时，Xm+5[℃]相当于第1设定温度，Xm[℃]相当于第2设定温度。此外，第1设定温度比第2设定温度高即可，因此，并不限于Xm+5[℃]。
于在步骤S15中判定为在冷却水的温度上升时成为T>Xm+5、或判定为在冷却水的温度下降时T>Xm的情况下，转向步骤S17而进行发动机供暖模式下的供暖运转。另一方面，于在步骤S15中判定为在冷却水的温度上升时T≤Xm+5、或判定为在冷却水的温度下降时T≤Xm的情况下，转向步骤S18而进行热泵供暖模式下的供暖运转。
这样，对于车辆用空调装置100，在发动机9运转着的状态下，冷却水的温度上升，因此，在冷却水循环通路63的冷却水的温度是Xm+5[℃]以下的情况下，利用热泵供暖模式进行供暖运转，在冷却水循环通路63的冷却水的温度比Xm+5[℃]高的情况下，切换成发动机供暖模式来进行供暖运转。
另一方面，对于车辆用空调装置100，在发动机9停止着的状态下，冷却水的温度下降，因此，在冷却水循环通路63的冷却水的温度比Xm[℃]高的情况下，利用发动机供暖模式进行供暖运转，在冷却水循环通路63的冷却水的温度成为Xm[℃]以下的情况下，利用热泵供暖模式进行供暖运转。
接着，参照图10对供暖运转时的车辆用空调装置100的运转模式切换控制的作用进行说明。
在图10中，横轴是时间t[s]，纵轴是冷却水的温度T[℃]。另外，在图10中，以实线表示发动机9的冷却水的温度，以虚线表示使电动压缩机42以最高输出持续运转了的情况的加热器芯75的冷却水的温度，以粗实线表示进行电动压缩机42的输出控制的实际的加热器芯75的冷却水的温度。
如图10所示，若开始车辆用空调装置100的运转，则利用发动机9的热使冷却水的温度上升。此时，以热泵供暖模式进行供暖运转，因此，冷却水循环通路63内的冷却水的热利用热泵单元4向冷却水循环通路73内的冷却水移动。因而，通过加热器芯75的冷却水的温度相比于通过发动机9的冷却水的温度较快地上升。
若通过加热器芯75的冷却水的温度上升到Xm+5[℃]，则进行电动压缩机42的输出控制。具体而言，控制器对电动压缩机42的输出进行调整，以使通过加热器芯75的冷却水的温度维持Xm+5[℃]。
并且，若通过发动机9的冷却水的温度超过Xm+5[℃]，则从热泵供暖模式切换成发动机供暖模式而进行供暖运转。此时，冷却水循环通路63与冷却水循环通路73连通，因此，通过加热器芯75的冷却水的温度与通过发动机9的冷却水的温度相等。
这样，在热泵供暖模式中，发动机9的热借助热泵单元4向冷却水循环通路73传递，因此，通过加热器芯75的冷却水循环通路73的冷却水的温度相比于通过发动机9的冷却水循环通路63的冷却水的温度较快地上升。因而，加热器芯75的温度较快地上升，因此，能够缩短为了对加热器芯75进行加热而使发动机9运转的时间。
根据以上的第1实施方式，起到以下所示的效果。
在车辆用空调装置100中，利用热泵单元4使热借助制冷剂从供冷却水通过发动机9的冷却水循环通路63向供冷却水通过加热器芯75的冷却水循环通路73移动。另外，冷却水循环通路63与冷却水循环通路73之间的连通能够由三通阀7阻断。因而，在三通阀7被切换到阻断状态的状态下，在冷却水循环通路73中循环的冷却水一旦被冷却后不会被再次加热。因而，能够抑制由冷却水的再次加热引起的能量效率的降低。
另外，在热泵供暖模式中，发动机9的热借助热泵单元4向冷却水循环通路73传递，因此，通过加热器芯75的冷却水循环通路73的冷却水的温度相比于通过发动机9的冷却水循环通路63的冷却水的温度较快地上升。因而，加热器芯75的温度较快地上升，因此，能够缩短为了对加热器芯75进行加热而使发动机9运转的时间。
此外，如图11所示的变形例那样，也可以替代旁通通路55绕过冷凝器52和节流元件53的结构而仅绕过节流元件53。在该情况下，也与上述实施方式同样地能够进行制冷剂回收模式、热泵供暖模式、发动机供暖模式、以及制冷模式下的运转。
(第2实施方式)
接着，参照图12对本发明的第2实施方式的车辆用空调装置200进行说明。此外，在第2实施方式中，对与上述的第1实施方式同样的结构标注相同的附图标记，适当省略重复的说明。
在第2实施方式中，能够适用带驱动压缩机47来替代电动压缩机42。另外，与热泵单元4独立地设置有使冷却水循环通路63内的冷却水的热向冷却水循环通路73内的冷却水移动的作为副冷冻循环系统的副热泵单元5。
在第2实施方式中，与第1实施方式同样地能够进行热泵供暖模式、发动机供暖模式、制冷模式以及蓄冷模式下的运转。此外，在第2实施方式中，无需进行制冷剂回收模式下的运转。
热泵单元4具有：制冷剂循环回路41，其供制冷用的制冷剂循环；带驱动压缩机47，其被发动机9驱动而对制冷剂进行压缩；室外换热器43，其对被带驱动压缩机47压缩了的制冷剂进行冷却而使该制冷剂冷凝；膨胀阀44，其对冷凝了的制冷剂进行减压而使该制冷剂膨胀，使该制冷剂温度降低；以及蒸发器45，其利用膨胀而温度降低了的制冷剂对在风路2中流动的空气进行冷却。
副热泵单元5具有：制冷剂循环回路59，其供制冷剂循环；蒸发器51，其从发动机冷却回路60内的冷却水吸热；冷凝器52，其从在蒸发器51中吸热了的制冷剂向加热器回路70内的冷却水散热；节流元件53，其对通过了冷凝器52的制冷剂进行减压；以及相比于电动压缩机42较小型的电动压缩机58。
在热泵供暖模式中，三通阀7被切换成阻断状态。由此，在冷却水循环通路63和冷却水循环通路73中，冷却水各自独立地循环。
另外，在车辆用空调装置200中，副热泵单元5使热借助制冷剂从发动机冷却回路60向加热器回路70移动。因而，在车辆用空调装置200中，利用由副热泵单元5进行了移动的发动机9的热对加热器芯75进行加热来进行供暖运转。
此时，冷却水循环通路63与冷却水循环通路73之间的连通被三通阀7阻断，因此，在冷却水循环通路73中循环的冷却水一旦被冷却后不会被再次加热。因而，能够抑制由冷却水的再次加热引起的能量效率的降低。
另一方面，在发动机供暖模式中，电动压缩机58的运转被停止，制冷剂不在副热泵单元5内循环。三通阀7被切换成连通状态。
由此，冷却水循环通路63和冷却水循环通路73连通，被发动机9加热的冷却水向加热器芯75引导。因而，在车辆用空调装置200中，利用发动机9的热对加热器芯75加热来进行供暖运转。
根据以上的第2实施方式，与第1实施方式同样地，利用副热泵单元5使热借助制冷剂从供冷却水通过发动机9的冷却水循环通路63向供冷却水通过加热器芯75的冷却水循环通路73移动。另外，冷却水循环通路63和冷却水循环通路73的连通能够利用三通阀7阻断。因而，在三通阀7被切换成阻断状态的状态下，在冷却水循环通路73中循环的冷却水一旦被冷却后不会被再次加热。因而，能够抑制由冷却水的再次加热引起的能量效率的降低。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式只不过表示本发明的适用例的一部分，主旨并不在于将本发明的保护范围限定于上述实施方式的具体的结构。
例如，在上述实施方式中，替代电动压缩机42，也可以使用由发动机进行带驱动的压缩机。不过，在该情况下，在发动机停止时，不进行热泵供暖模式下的供暖运转，而进行发动机供暖模式下的供暖运转。
本申请基于2014年11月27日向日本国特许厅提出申请的特愿2014-239715、以及2015年11月20日向日本国特许厅提出申请的特愿2015-227304主张优先权，该申请的全部内容通过参照编入本说明书中。

Claims (9)

1.一种车辆用空调装置，其具有对向车辆的车厢内引导的空气进行加热的车厢内散热器，其具备：
第1冷却水循环通路，其供冷却水通过发动机；
第2冷却水循环通路，其与所述第1冷却水循环通路连通，供冷却水通过所述车厢内散热器；
阻断机构，其在被切换成阻断状态的情况下将所述第1冷却水循环通路与所述第2冷却水循环通路之间的连通阻断；以及
冷冻循环系统，其具有：压缩机，其对制冷剂进行压缩；副蒸发器，其供制冷剂从所述第1冷却水循环通路内的冷却水吸热；副冷凝器，其从在所述副蒸发器中进行了吸热后的制冷剂向所述第2冷却水循环通路内的冷却水散热；以及副膨胀器，其对通过了所述副冷凝器的制冷剂进行减压。
2.根据权利要求1所述的车辆用空调装置，其中，
所述第1冷却水循环通路具有：
第1冷却水通路，其形成于所述发动机的一部分，供冷却水通过；
第2冷却水通路，其形成于与形成有所述第1冷却水通路的部分相比较由所述发动机的运转产生的发热量较小的、所述发动机的另一部分，供冷却水通过；以及
温度开闭阀，若向所述第2冷却水通路引导的冷却水的温度超过预定的温度，则该温度开闭阀从闭状态切换成开状态，以使冷却水通过所述第2冷却水通路。
3.根据权利要求2所述的车辆用空调装置，其中，
所述第1冷却水循环通路在比设置有所述副蒸发器的位置靠上游的位置还设置有供冷却水从所述发动机的排气吸热的排气换热器。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的车辆用空调装置，其中，
该车辆用空调装置通过如下模式中的任一模式来进行供暖运转：所述阻断机构使所述第1冷却水循环通路和所述第2冷却水循环通路连通的发动机供暖模式；
所述阻断机构将所述第1冷却水循环通路和所述第2冷却水循环通路阻断、并且使所述冷冻循环系统运转的热泵供暖模式。
5.根据权利要求4所述的车辆用空调装置，其中，
在所述发动机运转着的状态下，在所述第1冷却水循环通路的冷却水的温度是预先设定好的第1设定温度以下的情况下，利用所述热泵供暖模式进行供暖运转，在所述第1冷却水循环通路的冷却水的温度比所述第1设定温度高的情况下，利用所述发动机供暖模式进行供暖运转。
6.根据权利要求5所述的车辆用空调装置，其中，
在所述发动机停止着的状态下，在所述第1冷却水循环通路的冷却水是设定得比所述第1设定温度低的第2设定温度以下的情况下，利用所述热泵供暖模式进行供暖运转，在所述第1冷却水循环通路的冷却水的温度比所述第2设定温度高的情况下，利用所述发动机供暖模式进行供暖运转。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的车辆用空调装置，其中，
所述冷冻循环系统还具有：
室外换热器，其利用与外部空气之间的换热来冷却制冷剂；
主膨胀器，其对被所述室外换热器冷却了的制冷剂进行减压；
主蒸发器，其利用被所述主膨胀器减压了的制冷剂来对向所述车厢内引导的空气进行冷却；
切换阀，其对将被所述压缩机压缩了的制冷剂向所述副蒸发器引导的状态和向所述主蒸发器引导的状态进行切换；
旁通阀，其在被切换到开状态的情况下使被所述压缩机压缩了的制冷剂绕过所述副膨胀器而进行循环，
通过将所述切换阀切换成将制冷剂向所述主蒸发器引导的状态，并且将所述旁通阀切换成开状态，从而进行制冷运转。
8.根据权利要求7所述的车辆用空调装置，其中，
于在制冷运转中所述发动机停止着的状态下，将所述阻断机构切换成阻断状态，并且，利用向所述车厢内引导的空气对所述车厢内散热器进行冷却。
9.根据权利要求7或8所述的车辆用空调装置，其中，
在从制冷运转或除湿供暖运转切换成供暖运转的情况下，通过将所述切换阀切换成将制冷剂向所述主蒸发器引导的状态，将所述旁通阀切换成闭状态，从而使被所述副膨胀阀减压了的制冷剂在所述室外换热器蒸发，对所述室外换热器内进行减压。
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