CN110914082A - 空调装置 - Google Patents

Abstract

空调装置具备：使热介质与外部气体进行热交换的低温热介质外部气体热交换器(32)；使热介质在低压侧制冷剂热介质热交换器(17)、发热设备(33、35、36、37)和热介质外部气体热交换器(32)间循环的热介质回路(30)。第一减压部(80)能够切换在制冷剂外部气体热交换器(81)中制冷剂向外部气体散热的状态和在制冷剂外部气体热交换器(81)中制冷剂从外部气体吸热的状态，在空气在空气冷却用热交换器(14)中被冷却且空气在空气加热部(12、22)中被加热的情况下，制冷剂流动切换部(16、84)成为使制冷剂流经低压侧制冷剂热介质热交换器(17)的状态。

Description

空调装置

相关申请的彼此参照

本申请基于2017年8月10日申请的日本专利申请2017-155681号，且将该公开内容通过参照而编入本申请。

技术领域

本发明涉及一种能够进行制冷和制热的空调装置。

背景技术

以往，在专利文献1中记载了具有制冷循环的空调装置。在该制冷循环装置中，在制冷模式和制热模式之间切换制冷剂回路，在制冷模式时使室外热交换器作为散热器发挥作用，在制热模式时使室外热交换器作为蒸发器发挥作用。

即，使室外热交换器的莫里尔图上的位置在制冷模式时为高压，在制热模式时为低压。

此外，在该现有技术中，在除湿制热模式时，根据目标吹出温度，使室外热交换器作为散热器发挥作用，或者作为蒸发器发挥作用。即，在除湿制热模式时，使室外热交换器的莫里尔图上的位置为高压或低压。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-225637号公报

像这样，在根据运转模式切换室外热交换器的高低压的结构中，由于在制冷剂回路中需要压力调整阀、切换阀，因此回路、控制容易变得复杂。

特别是，在除湿制热模式中，需要频繁地切换室外热交换器的高低压，并且必须连续地控制室外热交换器的吸热量、散热量，因此有时工作、控制变得非常复杂。

另外，在上述现有技术中，在制热模式时使室外热交换器作为蒸发器发挥作用，但室外热交换器的吸热能力不足而容易导致制热能力不足。

发明内容

本发明的目的在于，简化能够切换制热模式、制冷模式以及除湿制热模式的空调装置的结构。

另外，本发明的另一目的在于，提高能够切换制热模式、制冷模式及除湿制热模式的空调装置的制热能力。

本发明的一个特征例的空调装置具备：

压缩机，该压缩机吸入、压缩并排出制冷剂；

空气加热部，该空气加热部使从压缩机排出的制冷剂进行热交换，并利用制冷剂的热来加热向空调对象空间吹送的空气；

空气加热量调整部，该空气加热调整部调整空气加热部中的空气的加热量；

第一减压部，该第一减压部配置于空气加热部的制冷剂出口侧且压缩机的制冷剂吸入侧，并使制冷剂减压；

制冷剂外部气体热交换器，该制冷剂外部气体热交换器使从第一减压部流出的制冷剂与外部气体进行热交换；

第二减压部，该第二减压部使在制冷剂外部气体热交换器进行了热交换的制冷剂减压；

空气冷却用热交换器，该空气冷却用热交换器使从第二减压部流出的制冷剂与被空气加热部加热前的空气进行热交换，从而冷却空气；

第三减压部，该第三减压部使在制冷剂外部气体热交换器或空气冷却用热交换器进行了热交换的制冷剂减压；

低压侧制冷剂热介质热交换器，该低压侧制冷剂热介质热交换器使从第三减压部流出的制冷剂与热介质进行热交换；

制冷剂流动切换部，该制冷剂流动切换部切换制冷剂流经低压侧制冷剂热介质热交换器的状态和制冷剂不流经低压侧制冷剂热介质热交换器的状态；

发热设备，该发热设备随着工作而发热，并被热介质冷却；

低温热介质外部气体热交换器，该低温热介质外部气体热交换器使热介质与外部气体进行热交换；以及

热介质回路，该热介质回路使热介质在低压侧制冷剂热介质热交换器、发热设备和热介质外部气体热交换器间循环，

第一减压部能够切换在制冷剂外部气体热交换器中制冷剂向外部气体散热的状态和在制冷剂外部气体热交换器中制冷剂从外部气体吸热的状态，

在空气在空气冷却用热交换器中被冷却且空气在空气加热部中被加热的情况下，制冷剂流动切换部成为使制冷剂流经低压侧制冷剂热介质热交换器的状态。

由此，在空气冷却用热交换器中制冷剂冷却空气，在制冷剂外部气体热交换器中制冷剂向外部气体散热，从而能够实现制冷模式。

在制冷剂外部气体热交换器中制冷剂从外部气体吸热，在空气加热部中利用制冷剂的热来加热空气，从而能够实现制热模式。

并且，在空气冷却用热交换器中制冷剂冷却空气，在空气加热部中利用制冷剂的热来加热空气，从而能够实现除湿制热模式。

在除湿制热模式中，由于是制冷剂流经低压侧制冷剂热介质热交换器的状态，因此制冷剂能够在低压侧制冷剂热介质热交换器中从热介质吸热。因此，在除湿制热模式时，不需要频繁地切换制冷剂外部气体热交换器的高低压，从而能够简化工作和控制。

根据本发明的另一个特征例的空调装置具备：

压缩机，该压缩机吸入、压缩并排出制冷剂；

空气加热部，该空气加热部使从压缩机排出的制冷剂进行热交换，并利用制冷剂的热来加热向空调对象空间吹送的空气；

空气加热量调整部，该空气加热调整部调整空气加热部中的空气的加热量；

第一减压部，该第一减压部配置于空气加热部的制冷剂出口侧且压缩机的制冷剂吸入侧，并使制冷剂减压；

制冷剂外部气体热交换器，该制冷剂外部气体热交换器使从第一减压部流出的制冷剂与外部气体进行热交换；

第二减压部，该第二减压部使在制冷剂外部气体热交换器进行了热交换的制冷剂减压；

空气冷却用热交换器，该空气冷却用热交换器使从第二减压部流出的制冷剂与被空气加热部加热前的空气进行热交换，从而冷却空气；

第三减压部，该第三减压部使在制冷剂外部气体热交换器或空气冷却用热交换器进行了热交换的制冷剂减压；

低压侧制冷剂热介质热交换器，该低压侧制冷剂热介质热交换器使从第三减压部流出的制冷剂与热介质进行热交换；

制冷剂流动切换部，该制冷剂流动切换部切换制冷剂流经低压侧制冷剂热介质热交换器的状态和制冷剂不流经低压侧制冷剂热介质热交换器的状态；

发热设备，该发热设备随着工作而发热，并被热介质冷却；

低温热介质外部气体热交换器，该低温热介质外部气体热交换器使热介质与外部气体进行热交换；以及

热介质回路，该热介质回路使热介质在低压侧制冷剂热介质热交换器、发热设备和热介质外部气体热交换器间循环，

第一减压部能够切换在制冷剂外部气体热交换器中制冷剂向外部气体散热的状态和在制冷剂外部气体热交换器中制冷剂从外部气体吸热的状态，

制冷剂外部气体热交换器具有制冷剂外部气体热交换部，该制冷剂外部气体热交换部使制冷剂与外部气体进行热交换，

热介质外部气体热交换器具有低温热介质外部气体热交换部，该低温热介质外部气体热交换部使热介质与外部气体进行热交换，

制冷剂外部气体热交换部及低温热介质外部气体热交换部中的至少一方的热交换部具有不与另一方的热交换部在外部气体的流动方向上重合的部位，

在制冷剂在制冷剂外部气体热交换器中从外部气体吸热且空气在空气加热部中被加热的情况下，制冷剂流动切换部成为使制冷剂流经低压侧制冷剂热介质热交换器的状态。

由此，在空气冷却用热交换器中制冷剂冷却空气，在制冷剂外部气体热交换器中制冷剂向外部气体散热，从而能够实现制冷模式。

在制冷剂外部气体热交换器中制冷剂从外部气体吸热，在空气加热部中利用制冷剂的热来加热空气，从而能够实现制热模式。

并且，在制热模式中，由于是制冷剂流经低压侧制冷剂热介质热交换器的状态，因此制冷剂能够在低压侧制冷剂热介质热交换器中从热介质吸热。

而且，由于制冷剂外部气体热交换部及低温热介质外部气体热交换部中的至少一方的热交换部具有不与另一方的热交换部在外部气体的流动方向上重合的部位，因此，能够增加制冷剂外部气体热交换部及低温热介质外部气体热交换部的热交换面积而使吸热量增加。因此，能够提高制热性能。

附图说明

图1是第一实施方式中的空调装置的整体结构图。

图2是第一实施方式中的空调装置的冷却水回路的结构图。

图3是表示第一实施方式中的高温侧散热器、低温侧散热器及室外热交换器的配置的一例的示意图。

图4是表示第一实施方式中的高温侧散热器、低温侧散热器及室外热交换器的配置的另一例的示意图。

图5是表示第一实施方式中的高温侧散热器、低温侧散热器及室外热交换器的配置的另一例的示意图。

图6是表示第一实施方式中的空调装置的电气控制部的框图。

图7是表示第一实施方式中的制冷模式时的冷却水流动的结构图。

图8是表示第一实施方式中的制冷模式时的冷却水流动的另一例的结构图。

图9是表示第一实施方式中的制热模式时的冷却水流动的结构图。

图10是表示第一实施方式中的制热模式时的冷却水流动的另一例的结构图。

图11是表示第一实施方式中的电池冷却工作时的冷却水流动的一例的结构图。

图12是表示第一实施方式中的电池冷却工作时的冷却水流动的另一例的结构图。

图13是第二实施方式的空调装置的制冷循环的结构图。

图14是第三实施方式中的空调装置的冷却水回路的结构图。

图15是第四实施方式的空调装置的制冷循环的结构图。

图16是第五实施方式的空调装置的制冷循环的结构图。

具体实施方式

以下，基于附图对实施方式进行说明。在以下的各实施方式中，对于彼此相同或等同的部分，在图中标注相同的附图标记。

(第一实施方式)

以下，基于附图对实施方式进行说明。图1～2所示的车辆用空调装置1是将车室内空间(换言之，空调对象空间)调整为适当的温度的空调装置。车辆用空调装置1具有制冷循环装置10。在本实施方式中，将制冷循环装置10搭载于从发动机(换言之，内燃机)及行驶用电动机获得车辆行驶用的驱动力的混合动力汽车。

本实施方式的混合动力汽车构成为插电式混合动力汽车，该插电式混合动力汽车能够在车辆停车时将从外部电源(换言之，商用电源)供给的电力充电到搭载于车辆的电池(换言之，车载电池)。作为电池，例如可以使用锂离子电池。

从发动机输出的驱动力不仅用于车辆行驶，还用于使发电机工作。而且，能够将由发电机发出的电力和从外部电源供给的电力储存在电池中，储存在电池中的电力不仅被供给到行驶用电动机，还被供给到以构成制冷循环装置10的电动式结构设备为代表的各种车载设备。

制冷循环装置10是具备压缩机11、冷凝器12、第一膨胀阀80、室外热交换器81、第二膨胀阀13、空气冷却用蒸发器14、恒压阀15、第三膨胀阀16以及冷却水冷却用蒸发器17的蒸汽压缩式制冷机。在本实施方式的制冷循环装置10中，作为制冷剂使用氟利昂系制冷剂，并构成了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。

制冷循环装置10具备串联制冷剂流路10a、第一并联制冷剂流路10b以及第二并联制冷剂流路10c。串联制冷剂流路10a、第一并联制冷剂流路10b以及第二并联制冷剂流路10c是供制冷剂流动的流路。

由串联制冷剂流路10a、第一并联制冷剂流路10b以及第二并联制冷剂流路10c形成供制冷剂循环的制冷剂循环回路。第一并联制冷剂流路10b及第二并联制冷剂流路10c以制冷剂在彼此内并联地流动的方式与串联制冷剂流路10a连接。

在串联制冷剂流路10a中，压缩机11、冷凝器12、第一膨胀阀80及室外热交换器81在制冷剂的流动中按照该顺序彼此串联地配置。

在第一并联制冷剂流路10b中，第二膨胀阀13、空气冷却用蒸发器14及恒压阀15在制冷剂的流动中按照该顺序彼此串联地配置。

在第二并联制冷剂流路10c中，第三膨胀阀16和冷却水冷却用蒸发器17在制冷剂的流动中按照该顺序彼此串联地配置。

通过串联制冷剂流路10a及第一并联制冷剂流路10b形成了制冷剂按照压缩机11、冷凝器12、第二膨胀阀13、空气冷却用蒸发器14、恒压阀15、压缩机11的顺序循环的制冷剂循环回路。

通过串联制冷剂流路10a及第二并联制冷剂流路10c形成了制冷剂按照压缩机11、冷凝器12、第三膨胀阀16、冷却水冷却用蒸发器17的顺序循环的制冷剂循环回路。

压缩机11是由从电池供给的电力驱动的电动压缩机，压缩机11吸入制冷循环装置10的制冷剂并压缩后排出。压缩机11也可以是由带驱动的可变容量压缩机。

冷凝器12是通过使从压缩机11排出的高压侧制冷剂与高温冷却水回路20的冷却水进行热交换而使高压侧制冷剂冷凝的高压侧制冷剂热介质热交换器。

高温冷却水回路20的冷却水是作为热介质的流体。高温冷却水回路20的冷却水是高温热介质。在本实施方式中，作为高温冷却水回路20的冷却水，使用至少含有乙二醇、二甲基聚硅氧烷或纳米流体的液体或使用防冻液体。高温冷却水回路20是供高温热介质循环的高温热介质回路。

第一膨胀阀80是使从冷凝器12流出的液相制冷剂减压膨胀的第一减压部。第一膨胀阀80是电气式的可变节流机构，具有阀芯和电动促动器。阀芯构成为能够变更制冷剂通路的通路开度(换言之，节流开度)。电动促动器具有使阀芯的节流开度变化的步进电机。

第一膨胀阀80由具有使制冷剂通路全开的全开功能的可变节流机构构成。第一膨胀阀80的工作由从控制装置60输出的控制信号控制。

室外热交换器81是使在第一膨胀阀80减压膨胀后的制冷剂与外部气体进行热交换的制冷剂外部气体热交换器。

在流通于室外热交换器81的制冷剂的温度比外部气体的温度低的情况下，室外热交换器81作为使制冷剂吸收外部气体的热的吸热器发挥作用。在流通于室外热交换器81的制冷剂的温度比外部气体的温度高的情况下，室外热交换器81作为使制冷剂的热向散热的散热器发挥作用。

通过控制第一膨胀阀80的节流开度，能够切换室外热交换器81作为吸热器发挥作用的状态和室外热交换器81作为散热器发挥作用的状态。

通过使室外热交换器81作为吸热器发挥作用，能够将外部气体的热利用于制热。

通过使室外热交换器81作为散热器发挥作用，能够使制冷循环装置10生成的热中的剩余热向外部气体散热。

第二膨胀阀13是使从室外热交换器81流出的液相制冷剂减压膨胀的第二减压部。第二膨胀阀13是电气式的可变节流机构，具有阀芯和电动促动器。阀芯构成为能够变更制冷剂通路的通路开度(换言之，节流开度)。电动促动器具有使阀芯的节流开度变化的步进电机。

第二膨胀阀13由具有全闭制冷剂通路的全闭功能的可变节流机构构成。即，第二膨胀阀13能够通过使制冷剂通路全闭来切断制冷剂的流动。第二膨胀阀13的工作由图6所示的控制装置60输出的控制信号控制。

空气冷却用蒸发器14是使从第二膨胀阀13流出的制冷剂与向车室内吹送的空气进行热交换从而冷却向车室内吹送的空气的空气冷却用热交换器。在空气冷却用蒸发器14中，制冷剂从向车室内吹送的空气吸热。

恒压阀15是将空气冷却用蒸发器14的出口侧的制冷剂的压力维持在规定值的压力调整部(换言之，压力调整用减压部)。

恒压阀15由机械式的可变节流机构构成。具体而言，当空气冷却用蒸发器14的出口侧的制冷剂的压力低于规定值时，恒压阀15使制冷剂通路的通路面积(即节流开度)减小，当空气冷却用蒸发器14的出口侧的制冷剂的压力超过规定值时，恒压阀15使制冷剂通路的通路面积(即节流开度)增加。

在循环内循环的循环制冷剂流量的变动少的情况下等，也可以采用由节流孔、毛细管等构成的固定节流部来代替恒压阀15。

第三膨胀阀16是使从室外热交换器81流出的液相制冷剂减压膨胀的第三减压部。第三膨胀阀16是电气式的可变节流机构，具有阀芯和电动促动器。阀芯构成为能够变更制冷剂通路的通路开度(换言之，节流开度)。电动促动器具有使阀芯的节流开度变化的步进电机。

第三膨胀阀16由具有使得制冷剂通路全闭的全闭功能的可变节流机构构成。即，第三膨胀阀16能够通过使制冷剂通路全闭来切断制冷剂的流动。第三膨胀阀16的工作由从控制装置60输出的控制信号控制。

冷却水冷却用蒸发器17是通过使从第三膨胀阀16流出的低压制冷剂与低温冷却水回路30的冷却水进行热交换从而使低压制冷剂蒸发的低压侧制冷剂热介质热交换器。在冷却水冷却用蒸发器17中蒸发的气相制冷剂被吸入压缩机11而被压缩。

低温冷却水回路30的冷却水是作为热介质的流体。低温冷却水回路30的冷却水是低温热介质。在本实施方式中，作为低温冷却水回路30的冷却水，使用至少含有乙二醇、二甲基聚硅氧烷或纳米流体的液体或使用防冻液体。低温冷却水回路30是供低温热介质循环的低温热介质回路。

在高温冷却水回路20中配置有冷凝器12、高温侧泵21、加热器芯22、高温侧散热器23、二通阀24以及高温侧贮水箱25。

高温侧泵21是吸入并排出冷却水的热介质泵。高温侧泵21是电动式的泵。

高温侧泵21是调整在高温冷却水回路20中循环的冷却水的流量的高温侧流量调整部。第一低温侧泵31及第二低温侧泵34是调整在低温冷却水回路30中循环的冷却水的流量的低温侧流量调整部。

加热器芯22是空气加热用热交换器，加热器芯22使高温冷却水回路20的冷却水与向车室内吹送的空气进行热交换从而加热向车室内吹送的空气。在加热器芯22中，冷却水向被向车室内吹送的空气散热。

冷凝器12及加热器芯22是使从压缩机11排出的制冷剂进行热交换，并利用制冷剂的热来加热空气的空气加热部。

高温侧散热器23是使高温冷却水回路20的冷却水与外部气体进行热交换的高温热介质外部气体热交换器。

冷凝器12、高温侧泵21以及加热器芯22配置于高温侧循环流路20a。高温侧循环流路20a是供高温侧冷却水循环的流路。

高温侧散热器23及二通阀24配置于散热器流路20b。散热器流路20b是高温侧冷却水相对于加热器芯22并联地流动的流路。

二通阀24是开闭散热器流路20b的电磁阀。二通阀24的工作由控制装置60控制。二通阀24是切换高温冷却水回路20中的冷却水的流动的高温切换部。

二通阀24也可以是温控器。温控器是具有机械机构的冷却水温度响应阀，二通阀24通过体积随温度而变化的热蜡来使阀芯位移从而开闭冷却水流路。

高温侧贮水箱25是储存剩余冷却水的冷却水储存部。通过在高温侧贮水箱25中贮存剩余冷却水，能够抑制在各流路中循环的冷却水的液量的降低。

高温侧贮水箱25是密闭式贮水箱、大气开放式贮水箱。密闭式贮水箱是使贮存的冷却水的液面处的压力为规定压力的贮水箱。大气开放式贮水箱是使贮存的冷却水的液面处的压力为大气压的贮水箱。

在低温冷却水回路30中配置有冷却水冷却用蒸发器17、第一低温侧泵31、低温侧散热器32、电池33、第二低温侧泵34、逆变器35、充电器36、电动发电机37、第一三通阀38、第二三通阀39以及低温侧贮水箱40。

第一低温侧泵31及第二低温侧泵34是吸入并排出冷却水的热介质泵。第一低温侧泵31和第二低温侧泵34是电动式的泵。

低温侧散热器32是使低温冷却水回路30的冷却水与外部气体进行热交换的低温热介质外部气体热交换器。

高温侧散热器23及低温侧散热器32在外部气体的流动方向A1上按照该顺序串联地配置。

高温侧散热器23及低温侧散热器32通过共同的翅片F1彼此接合。共同的翅片F1是促进冷却水与空气的热交换的热交换促进部件。

因此，高温侧散热器23及低温侧散热器32通过共同的翅片F1相互可热移动地连接。

通过室外送风机41而向高温侧散热器23、低温侧散热器32以及室外热交换器81吹送外部气体。

图2所示的室外送风机41是向高温侧散热器23、低温侧散热器32以及室外热交换器81吹送外部气体的外部气体吹送部。室外送风机41是由电动机驱动风扇的电动送风机。高温侧散热器23、低温侧散热器32、室外热交换器81以及室外送风机41配置在车辆的最前部。因此，在车辆行驶时，能够使行驶风吹到高温侧散热器23、低温侧散热器32以及室外热交换器81。

图3～图5表示高温侧散热器23、低温侧散热器32及室外热交换器81的配置的例子。在图3～图5中，上下前后左右的箭头表示车辆的各方向。为了便于图示，在图3～图5中，一体地图示了高温侧散热器23及低温侧散热器32。

在图3的例子中，高温侧散热器23、低温侧散热器32以及室外热交换器81在车辆左右方向上并列配置。高温侧散热器23、低温侧散热器32以及室外热交换器81的车辆上下前后方向上的位置彼此相同。

在图4的例子中，也可以是高温侧散热器23、低温侧散热器32以及室外热交换器81在车辆上下方向上并列配置。

在图5的例子中，也可以是高温侧散热器23、低温侧散热器32以及室外热交换器81在车辆前后方向上的位置错开。

高温侧散热器23、低温侧散热器32以及室外热交换器81由所谓的箱管式热交换器构成。

室外热交换器81具有室外热交换部81a和一对室外箱81b、81c。室外热交换部81a是使室外热交换器81中的制冷剂与外部气体进行热交换的制冷剂外部气体热交换部。

室外热交换部81a具有多根管和多个翅片。多根管是供制冷剂流通的制冷剂管。管由传热性优异的金属(在本实施方式中为铝合金)形成。

多根管隔开一定的间隔层叠配置。由此，在相邻的管彼此之间形成供空气流通的空气通路。翅片配置在形成于相邻的管彼此之间的空气通路中。翅片是促进制冷剂与空气的热交换的热交换促进部件。翅片是通过将与管相同材质的薄板材弯曲成形为波状而形成的波纹翅片。

一对室外箱81b、81c与室外热交换部81a的多根管的两端部连接。一对室外箱81b、81c是对多根管进行制冷剂的集合或分配的制冷剂箱。室外箱81b、81c由与管相同的材质形成。

高温侧散热器23具有高温侧热交换部23a和一对高温侧箱23b、23c。高温侧热交换部23a是使高温侧散热器23中的冷却水与空气进行热交换的制冷剂外部气体热交换部。

高温侧热交换部23a具有多根管和多个翅片。多根管是供冷却水流通的制冷剂管。管由传热性优异的金属(在本实施方式中为铝合金)形成。

多根管隔开一定的间隔层叠配置。由此，在相邻的管彼此之间形成供空气流通的空气通路。翅片配置在形成于相邻的管彼此之间的空气通路中。翅片是促进冷却水与空气的热交换的热交换促进部件。翅片是通过将与管相同材质的薄板材弯曲成形为波状而形成的波纹翅片。

一对高温侧箱23b、23c与高温侧热交换部23a的多根管的两端部连接。一对高温侧箱23b、23c是对多根管进行制冷剂的集合或分配的制冷剂箱。高温侧箱23b、23c由与管相同的材质形成。

低温侧散热器32具有低温侧热交换部32a和一对低温侧箱32b、32c。低温侧热交换部32a是使低温侧散热器32中的冷却水与空气进行热交换的低温热介质外部气体热交换部。

低温侧热交换部32a具有多根管和多个翅片。多根管是供冷却水流通的制冷剂管。管由传热性优异的金属(在本实施方式中为铝合金)形成。

多根管隔开一定的间隔层叠配置。由此，在相邻的管彼此之间形成供空气流通的空气通路。翅片配置在形成于相邻的管彼此之间的空气通路中。翅片是促进冷却水与空气的热交换的热交换促进部件。翅片是通过将与管相同材质的薄板材弯曲成形为波状而形成的波纹翅片。

一对低温侧箱32b、32c与低温侧热交换部32a的多根管的两端部连接。一对低温侧箱32b、32c是对多根管进行制冷剂的集合或分配的制冷剂箱。低温侧箱32b、32c由与管相同的材质形成。

从图3～图5可知，室外热交换部81a及低温侧热交换部32a中的至少一方的热交换部具有不与另一方的热交换部在外部气体的流动方向上重合的部位。换言之，室外热交换部81a及低温侧热交换部32a中的至少一方的热交换部具有从外部气体的流动方向观察时不与另一方的热交换部重合的部位。

图1、图2所示的电池33、逆变器35、充电器36以及电动发电机37是搭载于车辆的车载设备，并且是随着工作而发热的发热设备。电池33、逆变器35、充电器36以及电动发电机37将伴随工作而产生的废热向低温冷却水回路30的冷却水散热。换言之，电池33、逆变器35、充电器36以及电动发电机37向低温冷却水回路30的冷却水供给热。

逆变器35是将从电池33供给的直流电力转换为交流电力而向电动发电机37输出的电力转换部。充电器36是对电池33进行充电的充电器。电动发电机37利用从逆变器35输出的电力来产生行驶用驱动力，并且在减速中、下坡中产生再生电力。

低温侧贮水箱40是贮存剩余冷却水的冷却水贮存部。通过在低温侧贮水箱40中贮存剩余冷却水，能够抑制在各流路中循环的冷却水的液量的降低。

低温侧贮水箱40是密闭式贮水箱、大气开放式贮水箱。密闭式贮水箱是使贮存的冷却水的液面处的压力为规定压力的贮水箱。大气开放式贮水箱是使贮存的冷却水的液面处的压力为大气压的贮水箱。

第一三通阀38、第一低温侧泵31、冷却水冷却用蒸发器17及低温侧贮水箱40配置于低温侧主流路30a。低温侧主流路30a是供低温侧冷却水流动的流路。

低温侧散热器32配置于低温侧散热器流路30b。低温侧散热器流路30b是供低温侧冷却水流动的流路。

由低温侧主流路30a及低温侧散热器流路30b形成供低温侧冷却水循环的冷却水回路。

电池33配置于电池流路30c。电池流路30c与低温侧主流路30a连接。由低温侧主流路30a及电池流路30c形成供低温侧冷却水循环的冷却水回路。

在低温侧主流路30a和电池流路30c的连接部配置有第一三通阀38。第一三通阀38切换低温侧主流路30a的冷却水在电池流路30c中循环的状态和不循环的状态。第一三通阀38的工作由控制装置60控制。

第二低温侧泵34、逆变器35、充电器36、电动发电机37配置于设备流路30d。由低温侧主流路30a及设备流路30d形成供低温侧冷却水循环的冷却水回路。

在设备流路30d连接有旁通流路30e。通过设备流路30d及旁通流路30e形成供低温侧冷却水循环的冷却水回路。

在设备流路30d和旁通流路30e的连接部配置有第二三通阀39。第二三通阀39切换低温侧主流路30a的冷却水在设备流路30d中循环的状态和不循环的状态，并且切换设备流路30d的冷却水在旁通流路30e中循环的状态和不循环的状态。第二三通阀39的工作由控制装置60控制。

第一三通阀38及第二三通阀39是切换低温冷却水回路30中的冷却水的流动的低温切换部。

空气冷却用蒸发器14及加热器芯22收容于图1所示的室内空调单元50的壳体51(以下称为空调壳体)。室内空调单元50配置于车室内前部的未图示的仪表盘的内侧。空调壳体51是形成空气通路的空气通路形成部件。

加热器芯22在空调壳体51内的空气通路中配置于空气冷却用蒸发器14的空气流动的下游侧。在空调壳体51中配置有内部外部气体切换箱52和室内送风机53。内部外部气体切换箱52是切换内部气体和外部气体导入空调壳体51内的空气通路的内部外部气体切换部。室内送风机53吸入并吹送通过内部外部气体切换箱52导入到空调壳体51内的空气通路的内部气体和外部气体。

在空调壳体51内的空气通路中的空气冷却用蒸发器14与加热器芯22之间配置有空气混合门54。空气混合门54调整通过空气冷却用蒸发器14的冷风中流入到加热器芯22的冷风和流经冷风旁路通路55的冷风的风量比例。空气混合门54是调整加热器芯22中的空气的加热量的空气加热量调整部。

冷风旁路通路55是使通过空气冷却用蒸发器14的冷风绕过加热器芯22而流动的空气通路。

空气混合门54是具有旋转轴和门基板部的旋转式门，该旋转轴被支承为能够相对于空调壳体51旋转，该门基板部与旋转轴结合。通过调整空气混合门54的开度位置，能够将从空调壳体51吹出到车室内的空调风的温度调整到所期望的温度。

空气混合门54的旋转轴由伺服电机驱动。伺服电机的工作由控制装置60控制。

空气混合门54也可以是在与空气流动大致正交的方向上滑动移动的滑动门。滑动门可以是由刚体形成的板状的门。也可以是由具有挠性的薄膜材料形成的薄膜门。

由空气混合门54进行温度调整后的空调风从形成于空调壳体51的吹出口56向车室内吹出。

图6所示的控制装置60由包含CPU、ROM和RAM等的公知的微型电子计算机和其周边电路构成。控制装置60基于存储在ROM内的控制程序进行各种运算、处理。在控制装置60的输出侧连接有各种控制对象设备。控制装置60是对各种控制对象设备的工作进行控制的控制部。

由控制装置60控制的控制对象设备是压缩机11、第一膨胀阀80、第二膨胀阀13、第三膨胀阀16、室外送风机41、高温侧泵21、二通阀24、第一低温侧泵31、第二低温侧泵34、第一三通阀38及第二三通阀39等。

控制装置60中的控制压缩机11的电动机的软件及硬件是制冷剂排出能力控制部。控制装置60中的控制第二膨胀阀13的软件及硬件是第一节流控制部。控制装置60中控制第三膨胀阀16的软件及硬件是第二节流控制部。

控制装置60中的控制室外送风机41的软件及硬件是外部气体送风能力控制部。控制装置60中的控制高温侧泵21的软件及硬件是高温热介质流量控制部。

控制装置60中的控制二通阀24的软件及硬件是二通阀控制部。

控制装置60中的控制第一低温侧泵31及第二低温侧泵34的软件及硬件是低温热介质流量控制部。

控制装置60中的控制第一三通阀38的软件及硬件是第一三通阀控制部。

控制装置60中的控制第二三通阀39的软件及硬件是第二三通阀控制部。

在控制装置60的输入侧连接有内部气体温度传感器61、外部气体温度传感器62、日照量传感器63、蒸发器温度传感器64、加热器芯温度传感器65、制冷剂压力传感器66、高温冷却水温度传感器67、低温冷却水温度传感器68、窗表面湿度传感器69等各种控制用传感器组。

内部气体温度传感器61检测车室内温度Tr。外部气体温度传感器62检测外部气体温度Tam。日照量传感器63检测车室内的日照量Ts。

蒸发器温度传感器64是检测冷却水冷却用蒸发器17的温度的温度检测部。蒸发器温度传感器64例如是检测冷却水冷却用蒸发器17的热交换翅片的温度的翅片热敏电阻、检测流经冷却水冷却用蒸发器17的制冷剂的温度的制冷剂温度传感器等。

加热器芯温度传感器65是检测加热器芯22的温度的温度检测部。加热器芯温度传感器65例如是检测加热器芯22的热交换翅片的温度的翅片热敏电阻、检测流经加热器芯22的冷却水的温度的制冷剂温度传感器、检测从加热器芯22流出的空气的温度的空气温度传感器等。

制冷剂压力传感器66是检测从压缩机11排出的制冷剂的压力的制冷剂压力检测部。也可以代替制冷剂压力传感器66而使制冷剂温度传感器与控制装置60的输入侧连接。制冷剂温度传感器是检测从压缩机11排出的制冷剂的温度的制冷剂压力检测部。控制装置60也可以基于制冷剂的温度来推定制冷剂的压力。

高温冷却水温度传感器67是检测高温冷却水回路20的冷却水的温度的温度检测部。例如，高温冷却水温度传感器67检测冷凝器12的冷却水的温度。

低温冷却水温度传感器68是检测低温冷却水回路30的冷却水的温度的温度检测部。例如，低温冷却水温度传感器68检测冷却水冷却用蒸发器17的冷却水的温度。

窗表面湿度传感器69包括窗附近湿度传感器、窗附近空气温度传感器以及窗表面温度传感器。

窗附近湿度传感器检测车室内的前窗玻璃附近的车室内空气的相对湿度(以下称为窗附近相对湿度)。窗附近空气温度传感器检测前窗玻璃附近的车室内空气的温度。窗表面温度传感器检测前窗玻璃的表面温度。

在控制装置60的输入侧连接有未图示的各种操作开关。各种操作开关设置于操作面板70，并由乘员操作。操作面板70配置于车室内前部的仪表盘附近。来自各种操作开关的操作信号被输入到控制装置60。

各种操作开关是空调开关、温度设定开关等。空调开关设定是否由室内空调单元50进行空气的冷却。温度设定开关设定车室内的设定温度。

接着，对上述结构中的工作进行说明。控制装置60基于目标吹出温度TAO等将运转模式切换为图7～8所示的制冷模式及图9～10所示的制热模式中的任一个。

目标吹出温度TAO是向车室内吹出的吹出空气的目标温度。控制装置60根据以下的数学式计算出目标吹出温度TAO。

TAO＝Kset×Tset-Kr×Tr-Kam×Tam-Ks×Ts+C

在该数学式中，Tset是由操作面板70的温度设定开关设定的车室内设定温度，Tr是由内部气体温度传感器61检测出的内部气体温度，Tam是由外部气体温度传感器62检测出的外部气体温度，Ts是由日照量传感器63检测出的日照量。Kset、Kr、Kam、Ks是控制增益，C是校正用的常数。

控制装置60在制热模式中判定为存在车辆的窗起雾的可能性的情况下，切换为除湿制热模式。例如，控制装置60在制热模式中，基于窗表面湿度传感器69的检测值来算出车室内侧表面的相对湿度RHW(以下称为窗表面相对湿度)，进而基于车室内侧表面的相对湿度RHW来判断车辆的窗是否有起雾的可能性。

窗表面相对湿度RHW是表示前窗玻璃起雾的可能性的指标。具体而言，窗表面相对湿度RHW的值越大，表示前窗玻璃起雾的可能性越高。

接着，对制冷模式、制热模式及除湿制热模式中的工作进行说明。

(制冷模式)

在制冷模式中，控制装置60使第一膨胀阀80为全开状态，使第二膨胀阀13为节流状态，使第三膨胀阀16为全闭状态。

控制装置60基于目标吹出温度TAO、传感器组的检测信号等来确定与控制装置60连接的各种控制设备的工作状态(向各种控制设备输出的控制信号)。

对于向第二膨胀阀13输出的控制信号，确定为使向压缩机11流入的制冷剂的过热度接近预先设定的目标过热度，以使循环的性能系数(所谓的COP)接近最大值。

对于向空气混合门54的伺服电机输出的控制信号，确定为使空气混合门54位于图1的实线位置而闭塞加热器芯22的空气通路，从而使通过空气冷却用蒸发器14的空气的全部流量绕过加热器芯22的空气通路而流动。

在制冷模式中，使压缩机11及高温侧泵21工作。在制冷模式中，二通阀24打开散热器流路20b。由此，如图7的高温冷却水回路20中的粗线所示，高温冷却水回路20的冷却水循环到高温侧散热器23，从而在散热器23中从冷却水向外部气体散热。

此时，高温冷却水回路20的冷却水也循环到加热器芯22，但由于空气混合门54闭塞加热器芯22的空气通路，所以在加热器芯22中几乎不进行从冷却水向空气的散热。

在制冷模式时的制冷循环装置10中，制冷剂如图1的虚线箭头所示那样流动，在循环中循环的制冷剂的状态如以下那样变化。

即，从压缩机11排出的高压制冷剂流入冷凝器12。流入到冷凝器12的制冷剂向高温冷却水回路20的冷却水散热。由此，制冷剂在冷凝器12中被冷却而冷凝。

从冷凝器12流出的制冷剂流入到第一膨胀阀80。由于第一膨胀阀80为全开状态，因此制冷剂不会在第一膨胀阀80中减压膨胀。

从第一膨胀阀80流出的制冷剂流入到室外热交换器81而向外部气体散热。由此，在第一膨胀阀80中制冷剂也被冷却而冷凝。

从第一膨胀阀80流出的制冷剂流入到第二膨胀阀13，在第二膨胀阀13减压膨胀成低压制冷剂。在第二膨胀阀13被减压后的低压制冷剂流入到空气冷却用蒸发器14，从向车室内吹送的空气吸热而蒸发。由此，向车室内吹送的空气被冷却。

然后，从空气冷却用蒸发器14流出的制冷剂向压缩机11的吸入侧流动而再次被压缩机11压缩。

如上所述，在制冷模式中，在空气冷却用蒸发器14使低压制冷剂从空气吸热，能够将冷却后的空气向车室内吹出。由此，能够实现车室内的制冷。

在制冷模式中，在需要冷却电池33、逆变器35、充电器36以及电动发电机37中的至少一个的情况下，使第三膨胀阀16成为节流状态，并且使第一低温侧泵31工作。

由此，如图1的实线箭头所示，从冷凝器12流出的制冷剂流入到第三膨胀阀16，在第三膨胀阀16被减压膨胀成低压制冷剂。在第三膨胀阀16被减压后的低压制冷剂流入到冷却水冷却用蒸发器17，并从低温冷却水回路30的冷却水吸热而蒸发。由此，低温冷却水回路30的冷却水被冷却。

在需要冷却电池33的情况下，使第一三通阀38成为使低温侧主流路30a的冷却水在电池流路30c中循环的状态。由此，如图7的低温冷却水回路30中的粗线所示，低温冷却水回路30的冷却水循环到电池33而冷却电池33。

在需要冷却逆变器35、充电器36以及电动发电机37的情况下，使第二三通阀39成为使低温侧主流路30a的冷却水在设备流路30d中循环的状态。由此，如图8的低温冷却水回路30中的粗线所示，低温冷却水回路30的冷却水循环到逆变器35、充电器36以及电动发电机37，从而冷却逆变器35、充电器36以及电动发电机37。

(制热模式)

在制热模式中，控制装置60使第一膨胀阀80为节流状态，使第二膨胀阀13为全闭状态，使第三膨胀阀16为节流状态。

控制装置60基于目标吹出温度TAO、传感器组的检测信号等来确定与控制装置60连接的各种控制设备的工作状态(向各种控制设备输出的控制信号)。

对于向第一膨胀阀80输出的控制信号，确定为使流入到室外热交换器81的制冷剂的温度成为外部气体温度以下。

对于向第三膨胀阀16输出的控制信号，确定为使流入到压缩机11的制冷剂的过热度接近预先设定的目标过热度。目标过热度被设定为使循环的性能系数(所谓的COP)接近最大值。

对于向空气混合门54的伺服电机输出的控制信号，确定为使空气混合门54位于图1的虚线位置来使加热器芯22的空气通路全开，从而使通过空气冷却用蒸发器14的空气的全部流量通过加热器芯22的空气通路。

在制热模式中，使压缩机11、高温侧泵21、第一低温侧泵31工作。在制热模式中，二通阀24关闭散热器流路20b。由此，如图9的高温冷却水回路20中的粗线所示，高温冷却水回路20的冷却水循环到加热器芯22而在加热器芯22中从冷却水向被向车室内吹送的空气散热。

在制热模式中，第一三通阀38关闭电池流路30c，并且第二三通阀39关闭设备流路30d和旁通流路30e。由此，如图9的低温冷却水回路30中的粗线所示，低温冷却水回路30的冷却水循环到低温侧散热器32。

在制热模式的制冷循环装置10中，制冷剂如图1的实线箭头所示那样流动，在循环中循环的制冷剂的状态如以下那样变化。

即，从压缩机11排出的高压制冷剂流入到冷凝器12并与高温冷却水回路20的冷却水进行热交换而散热。由此，高温冷却水回路20的冷却水被加热。

从冷凝器12流出的制冷剂流入到第一膨胀阀80，被减压至外部气体温度以下。然后，在第一膨胀阀80被减压后的制冷剂流入到室外热交换器81，并且几乎不与外部气体进行热交换，或者从外部气体吸热。

从第一膨胀阀80流出的制冷剂流入到第三膨胀阀16，被减压成低压制冷剂。然后，在第三膨胀阀16被减压后的低压制冷剂流入到冷却水冷却用蒸发器17，并从低温冷却水回路30的冷却水吸热而蒸发。

然后，从冷却水冷却用蒸发器17流出的制冷剂向压缩机11的吸入侧流动，并再次被压缩机11压缩。

如上所述，在制热模式中，能够在冷凝器12使从压缩机11排出的高压制冷剂所具有的热向高温冷却水回路20的冷却水散热，在加热器芯22使高温冷却水回路20的冷却水所具有的热向空气散热，并将在加热器芯22被加热后的空气向车室内吹出。由此，能够实现车室内的制热。

由于低温冷却水回路30的冷却水循环到低温侧散热器32，所以能够使低温冷却水回路30的冷却水从外部气体吸热，并在冷却水冷却用蒸发器17使低压制冷剂从低温冷却水回路30的冷却水吸热。因此，能够将外部气体的热用于车室内的制热。

在制热模式中，如图10的低温冷却水回路30中的粗线所示，通过使低温冷却水回路30的冷却水也循环到电池33、逆变器35、充电器36以及电动发电机37，能够使低温冷却水回路30的冷却水吸收电池33、逆变器35、充电器36以及电动发电机37的废热，并在冷却水冷却用蒸发器17使低压制冷剂从低温冷却水回路30的冷却水吸热。

因此，能够将电池33、逆变器35、充电器36以及电动发电机37的废热用于车室内的制热。另外，能够将电池33、逆变器35、充电器36以及电动发电机37的废热用于低温侧散热器32的除霜。

另外，通过使低温冷却水回路30的冷却水也循环到电池33、逆变器35、充电器36以及电动发电机37中的至少一个，能够将电池33、逆变器35、充电器36以及电动发电机37中的至少一个的废热用于车室内的制热和除霜。

(制热模式后的除霜)

在制热模式中，低温冷却水回路30的冷却水在低温侧散热器32从外部气体吸热，因此在低温侧散热器32产生结霜。为此，在执行制热模式后的停车时，利用残留在高温冷却水回路20的冷却水中的热对低温侧散热器32进行除霜。

即，由于高温侧散热器23及低温侧散热器32通过共同的翅片F1相互可热移动地连接，因此高温冷却水回路20的冷却水的热从高温侧散热器23向低温侧散热器32移动。

由此，低温侧散热器32的温度上升，从而能够融化附着在低温侧散热器32的表面的霜。

(除湿制热模式)

在除湿制热模式中，控制装置60使第一膨胀阀80为节流状态，使第二膨胀阀13为节流全闭状态，使第三膨胀阀16为全闭状态。

控制装置60基于目标吹出温度TAO、传感器组的检测信号等来确定与控制装置60连接的各种控制设备的工作状态(向各种控制设备输出的控制信号)。

对于向第一膨胀阀80输出的控制信号，确定为使流入到室外热交换器81的制冷剂的温度小于外部气体温度。

对于向第三膨胀阀16输出的控制信号，确定为使流入到第三膨胀阀16的制冷剂的过热度接近预先设定的目标过热度。目标过热度被设定为使循环的性能系数(所谓的COP)接近最大值。

对于向空气混合门54的伺服电机输出的控制信号，确定为使空气混合门54完全打开加热器芯22的空气通路从而使通过空气冷却用蒸发器14的空气的全部流量通过加热器芯22的空气通路。

在除湿制热模式中，使压缩机11、高温侧泵21、第一低温侧泵31工作。在除湿制热模式中，二通阀24关闭散热器流路20b。由此，如图9的高温冷却水回路20中的粗线所示，高温冷却水回路20的冷却水循环到加热器芯22而在加热器芯22中从冷却水向被向车室内吹送的空气散热。

在除湿制热模式的制冷循环装置10中，制冷剂如图1的虚线箭头所示那样流动，在循环中循环的制冷剂的状态如以下那样变化。

即，从压缩机11排出的高压制冷剂流入到冷凝器12，与高温冷却水回路20的冷却水进行热交换而散热。由此，高温冷却水回路20的冷却水被加热。

从冷凝器12流出的制冷剂流入到第一膨胀阀80，被减压至小于外部气体温度。然后，在第一膨胀阀80被减压后的制冷剂流入到室外热交换器81而从外部气体吸热。

从第一膨胀阀80流出的制冷剂流入到第二膨胀阀13，被减压成低压制冷剂。然后，在第二膨胀阀13被减压后的低压制冷剂流入到空气冷却用蒸发器14，从向车室内吹送的空气吸热而蒸发。由此，向车室内吹送的空气被冷却除湿。然后，从空气冷却用蒸发器14流出的制冷剂向压缩机11的吸入侧流动，再次被压缩机11压缩。

如上所述，在除湿制热模式中，在冷凝器12使从压缩机11排出的高压制冷剂所具有的热向高温冷却水回路20的冷却水散热，在加热器芯22使高温冷却水回路20的冷却水所具有的热向空气散热。

另外，能够使在第三膨胀阀16被减压后的低压制冷剂从在空气冷却用蒸发器14向车室内吹送的空气吸热，将在空气冷却用蒸发器14被冷却并除湿的空气在加热器芯22加热而向车室内吹出。由此，能够实现车室内的除湿制热。

在除湿制热模式中，通过使第一膨胀阀80成为节流状态，在第一膨胀阀80被减压的制冷剂流入到室外热交换器81而从外部气体吸热。因此，能够将外部气体的热用于车室内的制热。

在除湿制热模式中，通过使第三膨胀阀16成为节流状态，在第三膨胀阀16被减压的低压制冷剂流入到冷却水冷却用蒸发器17，从低温冷却水回路30的冷却水吸热而蒸发。

而且，如图9的低温冷却水回路30中的粗线所示，通过使低温冷却水回路30的冷却水循环到低温侧散热器32，能够使低温冷却水回路30的冷却水从外部气体吸热，并在冷却水冷却用蒸发器17使低压制冷剂从低温冷却水回路30的冷却水吸热。因此，能够将外部气体的热用于车室内的制热。

另外，如图10的低温冷却水回路30中的粗线所示，通过使在冷却水冷却用蒸发器17被冷却的冷却水也循环到电池33、逆变器35、充电器36及电动发电机37，能够使低温冷却水回路30的冷却水吸收电池33、逆变器35、充电器36及电动发电机37的废热，并且在冷却水冷却用蒸发器17使低压制冷剂从低温冷却水回路30的冷却水吸热。因此，能够将电池33、逆变器35、充电器36以及电动发电机37的废热用于车室内的制热。

像这样，在本实施方式的车辆用空调装置1中，通过切换制冷剂相对于空气冷却用蒸发器14及热冷却水冷却用蒸发器17的流动和高温冷却水回路20及低温冷却水回路30中的冷却水的流动，能够实行车室内的适当的制冷、制热及除湿制热，进而能够实现车室内的舒适的空气调节。

在不需要将电池33冷却到外部气体温度以下的情况下，或者在需要冷却电池33但在热冷却水冷却用蒸发器17中没有制冷剂流通的情况下，如图11所示，控制装置60控制第一三通阀38，以使低温冷却水回路30的冷却水在低温侧散热器32和电池33之间循环。由此，能够将电池33的废热向外部气体散热而冷却电池33。

在不需要将逆变器35、充电器36以及电动发电机37冷却到小于外部气体温度的情况下，或者在需要冷却电池33但在热冷却水冷却用蒸发器17中没有制冷剂流通的情况下，如图12所示，控制装置60控制第二三通阀39，以使低温冷却水回路30的冷却水在逆变器35、充电器36以及电动发电机37与低温侧散热器32之间循环。由此，能够将逆变器35、充电器36以及电动发电机37的废热向外部气体散热，从而对逆变器35、充电器36以及电动发电机37进行冷却。

在本实施方式中，第一膨胀阀80能够切换在室外热交换器81中制冷剂向外部气体散热的状态和在室外热交换器81中制冷剂从外部气体吸热的状态。并且，在空气在空气冷却用蒸发器14中被冷却且空气在加热器芯22中被加热的情况下，第三膨胀阀16成为使制冷剂流经冷却水冷却用蒸发器17的状态。

由此，在空气冷却用蒸发器14中制冷剂冷却空气，在室外热交换器81中制冷剂向外部气体散热，从而能够实现制冷模式。

在室外热交换器81中制冷剂从外部气体吸热，在冷凝器12和加热器芯22中利用制冷剂的热来加热空气，从而能够实现制热模式。

而且，在空气冷却用蒸发器14中制冷剂冷却空气，在冷凝器12及加热器芯22中利用制冷剂的热来加热空气，从而能够实现除湿制热模式。

在除湿制热模式中，由于是制冷剂流经冷却水冷却用蒸发器17的状态，因此制冷剂能够在冷却水冷却用蒸发器17中从热介质吸热。因此，在除湿制热模式时不需要频繁地切换室外热交换器81的高低压，因此能够简化工作和控制。

在本实施方式中，第一膨胀阀80能够切换在室外热交换器81中制冷剂向外部气体散热的状态和在室外热交换器81中制冷剂从外部气体吸热的状态。室外热交换器81具有使制冷剂与外部气体进行热交换的室外热交换部81a。低温侧散热器32具有使冷却水与外部气体进行热交换的低温侧热交换部32a。

室外热交换部81a及低温侧热交换部32a中的至少一方的热交换部具有不与另一方的热交换部在外部气体的流动方向上重合的部位。

在室外热交换器81中制冷剂从外部气体吸热且在加热器芯22中空气被加热的情况下，第三膨胀阀16成为使制冷剂流经冷却水冷却用蒸发器17的状态。

由此，在空气冷却用蒸发器14中制冷剂冷却空气，在室外热交换器81中制冷剂向外部气体散热，从而能够实现制冷模式。

在室外热交换器81中制冷剂从外部气体吸热，在冷凝器12和加热器芯22中利用制冷剂的热来加热空气，从而能够实现制热模式。

而且，在制热模式中，由于是制冷剂流经冷却水冷却用蒸发器17的状态，因此能够在冷却水冷却用蒸发器17使制冷剂从冷却水吸热。

而且，由于室外热交换部81a及低温侧热交换部32a中的至少一方的热交换部具有不与另一方的热交换部在外部气体的流动方向上重合的部位，因此，能够增加室外热交换部81a及低温侧热交换部32a的热交换面积而使吸热量增加。因此，能够提高制热性能。

另外，由冷却水冷却用蒸发器17冷却后的冷却水在低温冷却水回路30中循环，因此，在低温冷却水回路30的配管部等中，低温冷却水回路30的冷却水也能够吸收外部气体的热。

在本实施方式中，在空气在空气冷却用蒸发器14中被冷却且空气在加热器芯22中被加热的情况下，制冷剂按照压缩机11、加热器芯22、第一膨胀阀80、室外热交换器81、第二膨胀阀13、空气冷却用蒸发器14及压缩机11的顺序循环。

由此，在空气冷却用蒸发器14中制冷剂冷却空气，在冷凝器12及加热器芯22中利用制冷剂的热来加热空气，从而能够实现除湿制热。

在本实施方式中，空气冷却用蒸发器14及冷却水冷却用蒸发器17在制冷剂的流动中彼此并联地配置。由此，能够容易地调整空气冷却用蒸发器14及冷却水冷却用蒸发器17的温度带。

在本实施方式中，压力调整部25使空气冷却用蒸发器14的出口侧制冷剂压力为冷却水冷却用蒸发器17的出口侧制冷剂压力以上。

由此，在制冷剂流经冷却水冷却用蒸发器17及空气冷却用蒸发器14这两方的情况下，能够防止制冷剂逆流到空气冷却用蒸发器14。另外，能够在低外部气体温度带中在大温度范围进行除湿制热。

(第二实施方式)

在上述实施方式中，第二膨胀阀13和第二膨胀阀15是带全闭功能的电气式可变节流机构，但在本实施方式中，如图13所示，第二膨胀阀13及第二膨胀阀15是机械式的温度式膨胀阀，在第一并联制冷剂流路10b中配置有第一开闭阀18，在第二并联制冷剂流路10c中配置有第二开闭阀19。

机械式膨胀阀具有感温部，是通过隔膜等机械机构来驱动阀芯的温度式膨胀阀。

第一开闭阀18是开闭第一并联制冷剂流路10b的电磁阀。第二开闭阀19是开闭第二并联制冷剂流路10c的电磁阀。第一开闭阀18及第二开闭阀19的工作由从控制装置60输出的控制信号控制。

另外，在上述实施方式中，恒压阀15是机械式的可变节流机构，但在本实施方式中，恒压阀15是电气式的可变节流机构，恒压阀15的工作由从控制装置60输出的控制信号控制。

在本实施方式中，也能够起到与上述实施方式同样的作用和效果。

(第三实施方式)

在上述实施方式中，高温侧散热器23及低温侧散热器32通过共同的翅片F1相互可热移动地连接，但在本实施方式中，如图14所示，高温侧散热器23及低温侧散热器32能够经由冷却水相互进行热移动。

散热器流路20b及低温侧散热器流路30b通过两个冷却水流路45、46连通。两个冷却水流路45、46使高温侧散热器23及低温侧散热器32的冷却水的入口侧彼此及出口侧彼此连通。

在一方的冷却水流路45配置有开闭阀47。在另一方的冷却水流路46配置有开闭阀48。一方的开闭阀47是开闭一方的冷却水流路45的电磁阀。另一方的开闭阀48是开闭另一方的冷却水流路46的电磁阀。开闭阀47、48的工作由控制装置60控制。

在通常时，控制装置60控制开闭阀47、48关闭冷却水流路45、46。

在执行制热模式后的停车时，控制装置60控制开闭阀47、48打开冷却水流路45、46。由此，高温冷却水回路20的冷却水被导入到低温侧散热器32，因此，能够利用残留在高温冷却水回路20的冷却水中的热使低温侧散热器32的温度上升，从而融化附着在低温侧散热器32的表面上的霜。

(第四实施方式)

在本实施方式中，如图15所示，在高温冷却水回路20配置有发动机26和发动机用散热器27。发动机用散热器27是使冷却发动机26后的高温冷却水与外部气体进行热交换而从高温冷却水回路20的冷却水向外部气体散热的散热用热交换器。

加热器芯22、高温侧散热器23、发动机26、发动机用散热器27在高温冷却水回路20的冷却水的流动中彼此并联地配置。

在本实施方式中，通过使在发动机26被加热后的高温冷却水回路20的冷却水流通到加热器芯，能够将发动机26的废热用于制热。

(第五实施方式)

在本实施方式中，如图16所示，配置有室内冷凝器82来代替上述实施方式的冷凝器12及加热器芯22。

室内冷凝器82在制冷循环装置10中代替上述实施方式的冷凝器12而配置。具体而言，室内冷凝器82是通过使从压缩机11排出的高压侧制冷剂与向车室内吹送的空气进行热交换而使高压侧制冷剂冷凝，并且对向车室内吹送的空气进行加热的空气加热部。

室内冷凝器82在空调壳体51内的空气通路中，代替上述实施方式的加热器芯22而配置。具体而言，室内冷凝器82在空调壳体51内的空气通路中配置在空气冷却用蒸发器14的空气流动的下游侧。

在上述实施方式中，空气冷却用蒸发器14和冷却水冷却用蒸发器17在制冷剂的流动中彼此并联地配置，但在本实施方式中，如图16所示，空气冷却用蒸发器14和冷却水冷却用蒸发器17在制冷剂的流动中彼此串联地配置。

第二膨胀阀13、空气冷却用蒸发器14、第三膨胀阀16、冷却水冷却用蒸发器17依次配置。

制冷循环装置10具有旁通流路83和旁通三通阀84。

旁通流路83是供制冷剂绕过第三膨胀阀16及冷却水冷却用蒸发器17而流动的制冷剂流路。

旁通三通阀84是切换从空气冷却用蒸发器14流出的制冷剂在第三膨胀阀16及冷却水冷却用蒸发器17中流动的状态和从空气冷却用蒸发器14流出的制冷剂绕过第三膨胀阀16及冷却水冷却用蒸发器17而在旁通流路83中流动的状态的电磁阀。旁通三通阀84的工作由控制装置60控制。

接着，对制冷模式及除湿制热模式中的工作进行说明。

(制冷模式)

在制冷模式中，控制装置60使第一膨胀阀80成为全开状态，使第二膨胀阀13成为节流状态，使旁通三通阀84成为使制冷剂在旁通流路83中流动的状态。

控制装置60基于目标吹出温度TAO、传感器组的检测信号等来确定与控制装置60连接的各种控制设备的工作状态(向各种控制设备输出的控制信号)。

对于向第二膨胀阀13输出的控制信号，确定为使向压缩机11流入的制冷剂的过热度接近预先设定的目标过热度，以使循环的性能系数(所谓的COP)接近最大值。

对于向空气混合门54的伺服电机输出的控制信号，确定为使空气混合门54位于图1的实线位置而闭塞室内冷凝器82的空气通路，从而使通过空气冷却用蒸发器14的空气的全部流量绕过室内冷凝器82的空气通路而流动。

在制冷模式中，使压缩机11工作。在制冷模式时的制冷循环装置10中，制冷剂如图13的虚线箭头所示那样流动，在循环中循环的制冷剂的状态如以下那样变化。

即，从压缩机11排出的高压制冷剂流入到室内冷凝器82。此时，由于空气混合门54闭塞室内冷凝器82的空气通路，因此在室内冷凝器82中几乎不进行从高压制冷剂向空气的散热。

从冷凝器12流出的制冷剂流入到第一膨胀阀80。由于第一膨胀阀80为全开状态，因此制冷剂不会在第一膨胀阀80中减压膨胀。

从第一膨胀阀80流出的制冷剂流入到室外热交换器81而向外部气体散热。由此，制冷剂在第一膨胀阀80中被冷却而冷凝。

从第一膨胀阀80流出的制冷剂流入到第二膨胀阀13，在第二膨胀阀13被减压膨胀成低压制冷剂。在第二膨胀阀13被减压后的低压制冷剂流入到空气冷却用蒸发器14，从向车室内吹送的空气吸热而蒸发。由此，向车室内吹送的空气被冷却。

然后，从空气冷却用蒸发器14流出的制冷剂通过旁通流路83向压缩机11的吸入侧流动，再次被压缩机11压缩。

如上所述，在制冷模式中，在空气冷却用蒸发器14中使低压制冷剂从空气吸热，能够将冷却后的空气向车室内吹出。由此，能够实现车室内的制冷。

(除湿制热模式)

在除湿制热模式中，控制装置60使第一膨胀阀80成为节流状态，使第二膨胀阀13成为节流状态，使旁通三通阀84成为使制冷剂在第三膨胀阀16及冷却水冷却用蒸发器17中流动的状态。使第三膨胀阀16成为全闭状态。

控制装置60基于目标吹出温度TAO、传感器组的检测信号等来确定与控制装置60连接的各种控制设备的工作状态(向各种控制设备输出的控制信号)。

对于向第一膨胀阀80输出的控制信号，确定为使流入到室外热交换器81的制冷剂的温度小于外部气体温度。

对于向第二膨胀阀13输出的控制信号，确定为使流入到压缩机11的制冷剂的过热度接近预先设定的目标过热度。目标过热度被设定为使循环的性能系数(所谓的COP)接近最大值。

对于向空气混合门54的伺服电机输出的控制信号，确定为使空气混合门54完全打开室内冷凝器82的空气通路，从而使通过空气冷却用蒸发器14后的空气的全部流量通过室内冷凝器82的空气通路。

在除湿制热模式中，使压缩机11、第一低温侧泵31工作。在除湿制热模式的制冷循环装置10中，制冷剂如图13的实线箭头所示那样流动，在循环中循环的制冷剂的状态如以下那样变化。

即，从压缩机11排出的高压制冷剂流入到室内冷凝器82，与向车室内吹送的空气进行热交换而散热。由此，向车室内吹送的空气被加热。

从室内冷凝器82流出的制冷剂流入到第一膨胀阀80，被减压至小于外部气体温度。然后，在第一膨胀阀80被减压后的制冷剂流入到室外热交换器81，并从外部气体吸热。

从第一膨胀阀80流出的制冷剂流入到第二膨胀阀13，被减压成低压制冷剂。然后，在第二膨胀阀13被减压后的低压制冷剂流入到空气冷却用蒸发器14，从向车室内吹送的空气吸热而蒸发。由此，向车室内吹送的空气被冷却并除湿。然后，从空气冷却用蒸发器14流出的制冷剂流入到第三膨胀阀16，从第三膨胀阀16流出的制冷剂流入到冷却水冷却用蒸发器17，并从低温冷却水回路30的冷却水吸热而蒸发。从冷却水冷却用蒸发器17流出的制冷剂向压缩机11的吸入侧流动，并再次被压缩机11压缩。

如上所述，在除湿制热模式中，在室内冷凝器82使从压缩机11排出的高压制冷剂所具有的热向空气散热。

另外，能够使在第三膨胀阀16被减压后的低压制冷剂从在空气冷却用蒸发器14中向车室内吹送的空气吸热，将在空气冷却用蒸发器14被冷却并除湿的空气在加热器芯22加热并向车室内吹出。由此，能够实现车室内的除湿制热。

在除湿制热模式中，通过使第一膨胀阀80成为节流状态，在第一膨胀阀80被减压后的制冷剂流入室外热交换器81而从外部气体吸热。因此，能够将外部气体的热用于车室内的制热。

在除湿制热模式中，低压制冷剂流入到冷却水冷却用蒸发器17，从低温冷却水回路30的冷却水吸热而蒸发。

而且，通过使低温冷却水回路30的冷却水循环到低温侧散热器32，能够使低温冷却水回路30的冷却水从外部气体吸热，在冷却水冷却用蒸发器17中使低压制冷剂从低温冷却水回路30的冷却水吸热。因此，能够将外部气体的热用于车室内的制热。

(其他实施方式)

上述实施方式例如可以进行如下各种变形。

(1)在上述实施方式中，在高温冷却水回路20配置有加热器芯22，但也可以代替加热器芯22而配置各种车载设备。

(2)在上述实施方式中，作为热介质使用了冷却水，但也可以将油等各种介质作为热介质而使用。

作为热介质，也可以使用纳米流体。纳米流体是指混入了粒径为纳米级的纳米粒子的流体。通过在热介质中混入纳米粒子，除了如使用了乙二醇的冷却水那样使凝点降低而成为防冻液的作用和效果之外，还可以得到如下的作用和效果。

即，能够得到提高特定的温度带下的热传导率的作用和效果、使热介质的热容量增加的作用和效果、金属配管的防腐蚀效果和防止橡胶配管的劣化的作用和效果以及提高极低温下的热介质的流动性的作用和效果。

像这样的作用和效果根据纳米粒子的粒子构成、粒子形状、配合比率、附加物质而发生各种变化。

由此，能够提高热传导率，因此，即使是与使用了乙二醇的冷却水相比量少的热介质也能够得到同等的冷却效率。

另外，由于能够使热介质的热容量增加，因此能够使热介质自身的显热引起的蓄冷热量增加。

通过增加蓄冷热量，即使在不使压缩机11工作的状态下，也能够在一定程度的时间内利用蓄冷热来实施设备的冷却、加热的温度调节，因此能够实现车辆用热管理装置的省动力化。

纳米粒子的纵横比优选为50以上。这是因为可以获得足够的导热率。另外，纵横比是表示纳米粒子的纵×横的比率的形状指标。

作为纳米粒子，可以使用含有Au、Ag、Cu和C中的任一种的纳米粒子。具体而言，作为纳米粒子的构成原子，可以使用Au纳米粒子、Ag纳米线、CNT、石墨烯、石墨核壳型纳米粒子以及含有Au纳米粒子的CNT等。

CNT为碳纳米管。石墨核壳型纳米粒子是具有包围上述原子的碳纳米管等结构体的粒子体。

(3)在上述实施方式的制冷循环装置10中，作为制冷剂使用了氟利昂系制冷剂，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、烃系制冷剂等。

另外，上述实施方式的制冷循环装置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。

(4)在上述实施方式中，高温侧散热器23和低温侧散热器32为不同的散热器，高温侧散热器23和低温侧散热器32通过共同的翅片F1彼此接合，但高温侧散热器23和低温侧散热器32也可以由一个散热器构成。

例如，也可以通过使高温侧散热器23的箱和低温侧散热器32的箱彼此一体化，从而由一个散热器来构成高温侧散热器23和低温侧散热器32。

(5)在上述实施方式中，低压制冷剂流经空气冷却用蒸发器14，但也可以是中间压制冷剂、高压制冷剂流经空气冷却用蒸发器14。即，也可以调整第一膨胀阀80及第二膨胀阀13的节流开度，以使中压制冷剂、高压制冷剂流经空气冷却用蒸发器14。

Claims (5)

1.一种空调装置，其特征在于，具备：

压缩机(11)，该压缩机吸入、压缩并排出制冷剂；

空气加热部(12、22)，该空气加热部使从所述压缩机(11)排出的所述制冷剂进行热交换，并利用所述制冷剂的热来加热向空调对象空间吹送的空气；

空气加热调整部(54)，该空气加热调整部调整所述空气加热部(12、22)中的所述空气的加热量；

第一减压部(80)，该第一减压部配置于所述空气加热部(12、22)的制冷剂出口侧且所述压缩机(11)的制冷剂吸入侧，并使所述制冷剂减压；

制冷剂外部气体热交换器(81)，该制冷剂外部气体热交换器使从所述第一减压部(80)流出的所述制冷剂与外部气体进行热交换；

第二减压部(13)，该第二减压部使在所述制冷剂外部气体热交换器(81)中进行了热交换的所述制冷剂减压；

空气冷却用热交换器(14)，该空气冷却用热交换器使从所述第二减压部(13)流出的所述制冷剂与被所述空气加热部(12、22)加热前的所述空气进行热交换，从而冷却所述空气；

第三减压部(16)，该第三减压部使在所述制冷剂外部气体热交换器(81)或所述空气冷却用热交换器(14)进行了热交换的所述制冷剂减压；

低压侧制冷剂热介质热交换器(17)，该低压侧制冷剂热介质热交换器使从所述第三减压部(16)流出的所述制冷剂与热介质进行热交换；

制冷剂流动切换部(16、84)，该制冷剂流动切换部切换所述制冷剂流经所述低压侧制冷剂热介质热交换器(17)的状态和所述制冷剂不流经所述低压侧制冷剂热介质热交换器(17)的状态；

发热设备(33、35、36、37)，该发热设备随着工作而发热，并被所述热介质冷却；

低温热介质外部气体热交换器(32)，该低温热介质外部气体热交换器使所述热介质与所述外部气体进行热交换；以及

热介质回路(30)，该热介质回路使所述热介质在所述低压侧制冷剂热介质热交换器(17)、所述发热设备(33、35、36、37)和所述热介质外部气体热交换器(32)间循环，

所述第一减压部(80)能够切换在所述制冷剂外部气体热交换器(81)中所述制冷剂向所述外部气体散热的状态和在所述制冷剂外部气体热交换器(81)中所述制冷剂从所述外部气体吸热的状态，

在所述空气在所述空气冷却用热交换器(14)被冷却且所述空气在所述空气加热部(12、22)被加热的情况下，所述制冷剂流动切换部(16、84)成为使所述制冷剂流经所述低压侧制冷剂热介质热交换器(17)的状态。

2.一种空调装置，其特征在于，具备：

压缩机(11)，该压缩机吸入、压缩并排出制冷剂；

空气加热部(12、22)，该空气加热部使从所述压缩机(11)排出的所述制冷剂进行热交换，并利用所述制冷剂的热来加热向空调对象空间吹送的空气；

空气加热调整部(54)，该空气加热调整部调整所述空气加热部(12、22)中的所述空气的加热量；

第一减压部(80)，该第一减压部配置于所述空气加热部(12、22)的制冷剂出口侧且所述压缩机(11)的制冷剂吸入侧，并使所述制冷剂减压；

制冷剂外部气体热交换器(81)，该制冷剂外部气体热交换器使从所述第一减压部(80)流出的所述制冷剂与外部气体进行热交换；

第二减压部(13)，该第二减压部使在所述制冷剂外部气体热交换器(81)中进行了热交换的所述制冷剂减压；

空气冷却用热交换器(14)，该空气冷却用热交换器使从所述第二减压部(13)流出的所述制冷剂与被所述空气加热部(12、22)加热前的所述空气进行热交换，从而冷却所述空气；

第三减压部(16)，该第三减压部使在所述制冷剂外部气体热交换器(81)或所述空气冷却用热交换器(14)进行了热交换的所述制冷剂减压；

低压侧制冷剂热介质热交换器(17)，该低压侧制冷剂热介质热交换器使从所述第三减压部(16)流出的所述制冷剂与热介质进行热交换；

制冷剂流动切换部(16、84)，该制冷剂流动切换部切换所述制冷剂流经所述低压侧制冷剂热介质热交换器(17)的状态和所述制冷剂不流经所述低压侧制冷剂热介质热交换器(17)的状态；

发热设备(33、35、36、37)，该发热设备随着工作而发热，并被所述热介质冷却；

低温热介质外部气体热交换器(32)，该低温热介质外部气体热交换器使所述热介质与所述外部气体进行热交换；以及

热介质回路(30)，该热介质回路使所述热介质在所述低压侧制冷剂热介质热交换器(17)、所述发热设备(33、35、36、37)和所述热介质外部气体热交换器(32)间循环，

所述第一减压部(80)能够切换在所述制冷剂外部气体热交换器(81)中所述制冷剂向所述外部气体散热的状态和在所述制冷剂外部气体热交换器(81)中所述制冷剂从所述外部气体吸热的状态，

所述制冷剂外部气体热交换器(81)具有制冷剂外部气体热交换部(81a)，该制冷剂外部气体热交换部使所述制冷剂与所述外部气体进行热交换，

所述热介质外部气体热交换器(32)具有低温热介质外部气体热交换部(32a)，该低温热介质外部气体热交换部使所述热介质与所述外部气体进行热交换，

所述制冷剂外部气体热交换部(81a)及所述低温热介质外部气体热交换部(32a)中的至少一方的热交换部具有不与另一方的热交换部在所述外部气体的流动方向上重合的部位，

在所述制冷剂在所述制冷剂外部气体热交换器(81)中从所述外部气体吸热且所述空气在所述空气加热部(12、22)中被加热的情况下，所述制冷剂流动切换部(16、84)成为使所述制冷剂流经所述低压侧制冷剂热介质热交换器(17)的状态。

3.根据权利要求1或2所述的空调装置，其特征在于，

在所述空气在所述空气冷却用热交换器(14)中被冷却且所述空气在所述空气加热部(12、22)中被加热的情况下，所述制冷剂按照所述压缩机(11)、所述空气加热部(12、22)、所述第一减压部(80)、所述制冷剂外部气体热交换器(81)、所述第二减压部(13)、所述空气冷却用热交换器(14)以及所述压缩机(11)的顺序循环。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的空调装置，其特征在于，

所述空气冷却用热交换器(14)及所述低压侧制冷剂热介质热交换器(17)在所述制冷剂的流动中彼此并联地配置。

5.根据权利要求4所述的空调装置，其特征在于，

具有压力调整部(25)，该压力调整部使所述空气冷却用热交换器(14)的出口侧制冷剂压力成为所述低压侧制冷剂热介质热交换器(17)的出口侧制冷剂压力以上。

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