JP2001199232A - ヒートポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷房時に、冷媒が室内放熱器をバイパスして
ＣＯＰを向上させるヒートポンプ装置において、コスト
高の電磁弁及びその制御手段を廃止する。 【解決手段】 室内放熱器２をバイパスして冷媒を流通
させるバイパス路２１に設けられて、室内放熱器２前後
の差圧が予め設定される設定差圧ΔＰ０以上になる場合
にバイパス路２１を開く定差圧弁２１ａを備え、設定差
圧ΔＰ０を、暖房運転時の最大冷媒流量により生じる室
内放熱器２前後の差圧ΔＰ１よりも大きく、かつ、冷房
運転時の最大冷媒流量により生じる室内放熱器２前後の
差圧ΔＰ２よりも小さく設定する。これにより、冷房運
転時に、冷媒が室内放熱器２をバイパスしてＣＯＰを向
上させることができ、従来のコスト高の電磁弁及びその
制御手段を廃止してコスト安の定差圧弁２１ａを用いる
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、室内放熱器及び室
内蒸発器を有する、冷暖房切り替え可能なヒ−トポンプ
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、圧縮機、室内放熱器、第１減圧装
置、室外熱交換器、第２減圧装置、室内蒸発器、及びア
キュムレータを冷媒配管で順次連結したヒートポンプ装
置が知られている。この従来装置では、圧縮機より吐出
した冷媒は、暖房運転時には、室内吹出空気を加熱する
室内放熱器、第１減圧装置、室外熱交換器、アキュムレ
ータ、圧縮機の吸入側の順に流れ、冷房運転時には、ダ
ンパにより室内吹出空気と熱交換しないようにされた室
内放熱器、室外熱交換器、第２減圧装置、室内吹出空気
を冷却する室内蒸発器、アキュムレータ、圧縮機の吸入
側の順に流れるようになっている。

【０００３】しかし、上記従来装置によると、冷房運転
時にも室内放熱器を冷媒が流れたままであるので、室内
放熱器により圧損が大きくなり、冷房運転時における冷
凍サイクルの成績係数（以下、ＣＯＰという）の低下を
招いていた。

【０００４】そこで、特開平８−４００５７号公報に
て、室内放熱器と並列に配置され、室内放熱器をバイパ
スして冷媒を流通させるバイパス路を設け、バイパス路
を開閉する電磁弁、及び電磁弁を開閉制御する制御手段
を備えたものが提案されている。これにより、冷房運転
時には、電磁弁を開いて圧縮機から吐出する冷媒が、圧
損を招く室内放熱器をバイパスして室内蒸発器へ流れる
ようにできるので、冷房運転時のＣＯＰを向上させてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報によ
る従来技術では、電磁弁及び電磁弁を開閉制御する制御
手段が必要となるためコストアップとなっていた。

【０００６】本発明は、上記点に鑑み、冷房時に、冷媒
が室内放熱器をバイパスするようにしてＣＯＰを向上さ
せるヒートポンプ装置において、コストアップを招く電
磁弁及び電磁弁を開閉する制御手段を廃止することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、次の点に着目
して上記目的を達成するものである。すなわち、暖房運
転時には室外熱交換器は低温の室外空気から吸熱するた
め、圧縮機の吸入圧力が低下して吸入冷媒の密度が低下
する。このため、圧縮機から吐出される冷媒の流量は、
暖房運転時の最大冷媒流量よりも冷房運転時の最大冷媒
流量の方が多くなるため、室内放熱器を流通する冷媒の
圧損のうち、暖房運転時の最大冷媒流量による圧損より
も冷房運転時の最大冷媒流量による圧損の方が大きくな
る。

【０００８】すなわち、冷房運転時の最大冷媒流量によ
り生じる室内放熱器（２）前後の差圧（ΔＰ２）は、暖
房運転時の最大冷媒流量により生じる室内放熱器（２）
前後の差圧（ΔＰ１）より大きくなる。

【０００９】そこで、上記点に鑑みて請求項１に記載の
発明では、圧縮機（１）から吐出された高温高圧冷媒の
熱を室内に吹き出す吹出空気に放熱する室内放熱器
（２）と、圧縮機（１）の吸入側に設けられて吹出空気
を冷却する室内蒸発器（４）とを備えるヒートポンプ装
置において、室内放熱器（２）をバイパスして冷媒を流
通させるバイパス路（２１）と、バイパス路（２１）に
設けられて室内放熱器（２）前後の差圧が予め設定され
る設定差圧（ΔＰ０）以上になる場合にバイパス路（２
１）を開く定差圧弁（２１ａ）とを備え、設定差圧（Δ
Ｐ０）を、暖房運転時の最大冷媒流量により生じる室内
放熱器（２）前後の差圧（ΔＰ１）よりも大きく、か
つ、冷房運転時の最大冷媒流量により生じる室内放熱器
（２）前後の差圧（ΔＰ２）よりも小さく設定すること
を特徴としている。

【００１０】これにより、暖房運転時には定差圧弁（２
１ａ）が閉じるので、室内放熱器（２）を冷媒がバイパ
スしない。一方、冷房運転のうち少なくとも最大冷媒流
量時には定差圧弁（２１ａ）が開くので、冷媒が室内放
熱器（２）をバイパスして流れる。よって、冷房運転時
のＣＯＰを向上させることができる。

【００１１】以上により、従来のコスト高の電磁弁及び
その制御手段を廃止して、機械式に作動する簡単な構成
でありコスト安の定差圧弁（２１ａ）を用いるので、コ
ストダウンを図ることができる。

【００１２】また、請求項２に記載の発明では、冷媒と
室外空気との間で熱交換を行う室外熱交換器（３）を備
え、室内放熱器（２）からの高圧冷媒が減圧されて室外
熱交換器（３）へ流入し、室外熱交換器（３）にて吸熱
して蒸発する第１除湿モードと、室内放熱器（２）から
流出した高圧冷媒が高圧状態のまま室外熱交換器（３）
へ流入し、室外熱交換器（３）にて放熱して凝縮する第
２除湿モードとを設け、設定差圧（ΔＰ０）を第１、第
２除湿モード時の最大冷媒流量により生じる室内放熱器
（２）前後の差圧よりも大きく設定することを特徴とし
ている。

【００１３】これにより、第１、第２除湿モード時には
定差圧弁（２１ａ）が閉じて、冷媒は室内放熱器（２）
を流通するようになっており、第１除湿モード時には、
室外熱交換器（３）は外気より吸熱して冷媒を蒸発させ
る吸熱側となるので、室内蒸発器（４）のみで吸熱する
場合に比べて吹出空気温度を高くすることができる。一
方、第２除湿モード時には、室外熱交換器（３）に流入
する冷媒は第２バイパス路（２２）により減圧手段
（６）をバイパスして、室外熱交換器（３）は外気へ放
熱して冷媒を凝縮させる放熱側となるので、室内放熱器
（２）のみで放熱する場合に比べて吹出空気温度を低く
することができる。

【００１４】このように、室外熱交換器（３）を吸熱側
と放熱側とに切り替えることにより、除湿モードでの吹
出空気の温度を良好に調整できる。

【００１５】また、請求項３に記載の発明では、室内放
熱器（２）に、バイパス路（２１）、及び定差圧弁（２
１ａ）を一体に設けることを特徴としている。

【００１６】これにより、予め一体化された室内放熱器
（２）を所定位置に設置する作業の際には、バイパス路
（２１）、及び定差圧弁（２１ａ）を設置する作業を廃
止できる。

【００１７】また、バイパス路（２１）、及び定差圧弁
（２１ａ）を室内放熱器（２）に対して別体に設ける場
合に比べて、省スペース化を図ることができる。

【００１８】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。

【００１９】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明を
示す第１実施形態について説明する。

【００２０】本実施形態は、本発明のヒートポンプ装置
を電気自動車用空調装置に適用したものであり、図１
は、本実施形態に係るヒートポンプ装置の模式図であ
る。

【００２１】１は、冷媒を吸入、圧縮、吐出する圧縮機
であり、この圧縮機１は、圧縮機１を駆動する電動モー
タ（図示せず）と一体化された電動圧縮機である。

【００２２】２は、圧縮機１から吐出する冷媒の熱を車
室内に吹き出す吹出空気に放熱する室内放熱器であり、
車室内に向けて空気（吹出空気）を送風する遠心式送風
機１０の吹出口に連結される空気ダクト１１内に配置さ
れている。また、室内放熱器２にはダクト１１内の空気
流れを切り替える気流切替ダンパ１２が備えられてお
り、ダンパ１２が開くと吹出空気は室内放熱器２を通過
し、ダンパ１２が閉じると吹出空気は室内放熱器２を通
過しないで流れるようになっている。

【００２３】３は、冷媒と室外空気との間で熱交換を行
う室外熱交換器であり、室外熱交換器３に対向配置され
た室外ファン３ａにより室外空気が送風されてる。そし
て、４は、冷媒と吹出空気との間で熱交換して、吹出空
気を冷却する室内蒸発器であり、空気ダクト１１内にて
室内放熱器２と送風機１０との間に配置されている。

【００２４】５は、サイクル内を循環する冷媒を蓄える
とともに、内部に流入した冷媒を気相冷媒と液相冷媒と
に分離して気相冷媒を圧縮機１の吸入側に向けて流出す
るアキュムレータ（気液分離手段）である。そして、以
上の圧縮機１、室内放熱器２、室外熱交換器３、室内蒸
発器４、及びアキュムレータ５は、順次、冷媒配管２０
で連結されている。

【００２５】２１は、冷媒配管２０のうち、圧縮機１の
吐出側の冷媒配管２０ａと、室外熱交換器３の出口側冷
媒配管２０ｂとの間に設けられ、室内放熱器２と並列に
配置され、室内放熱器２をバイパスして冷媒を流通させ
る第１バイパス路（バイパス路）２１であり、この第１
バイパス路２１には、冷媒を圧縮機１の吐出側から室外
熱交換器３の方向へ流通させる定差圧弁２１ａが配設さ
れている。この定差圧弁２１ａはバイパス路２１を開閉
するものであり、定差圧弁２１ａの前後に生じる冷媒圧
力の差圧ΔＰが、予め設定される設定差圧ΔＰ０以上に
なる場合に開弁するものである。

【００２６】この定差圧弁２１ａの構造概略を説明する
と、図示しない円筒状のハウジングの両端に、冷媒の流
出入口を設け、ハウジングの内部には、弁口を開閉する
弁体がコイルバネ等の弾性部材によって押圧配設されて
おり、この弁体は弁体前後の冷媒圧力の差圧ΔＰによる
開弁作用力が弾性部材の弾性力による閉弁作用力より大
きくなると開口する構造になっている。

【００２７】６は、冷媒配管２０のうち、定差圧弁２１
ａと室外熱交換器３との間に配設されて、暖房運転時に
室外熱交換器３へ送られる冷媒を減圧膨張する第１電気
式膨張弁（減圧手段）である。この第１電気式膨張弁６
は、図示しない制御装置によって通電制御されることに
よって、その弁の開度（絞り量）が調節される。

【００２８】そして、２２は、第１電気式膨張弁６と並
列に配置され、第１電気式膨張弁６をバイパスして冷媒
を流通させる第２バイパス路であり、この第２バイパス
路２２には第１電磁弁２２ａが配設されている。この第
１電磁弁２２ａは冷房時及び第２除湿モード（後述）時
に開弁し、暖房運転時及び第１除湿モード（後述）時に
は閉弁するものである。

【００２９】７は、冷媒配管２０のうち、室外熱交換器
３と室内蒸発器４との間に配設されて、冷房または除湿
運転時に室内蒸発器４へ送られる冷媒を減圧膨張する第
２電気式膨張弁である。この第２電気式膨張弁７は、図
示しない制御装置によって通電制御されることによっ
て、その弁の開度（絞り量）が調節される。

【００３０】そして、２３は、第２電気式膨張弁７及び
室内蒸発器４と並列に配置され、第２電気式膨張弁７及
び室内蒸発器４をバイパスして冷媒を流通させる第３バ
イパス路であり、この第３バイパス路２３には第２電磁
弁２３ａが配設されている。この第２電磁弁２３ａは冷
房運転時及び第１、第２除湿モード時に閉弁し、暖房運
転時には開弁するものである。

【００３１】次に、本実施形態の作動を述べる。

【００３２】１．暖房運転時 圧縮機１で圧縮された高温高圧の冷媒は室内放熱器２に
流入する。そして、気流切替ダンパ１２を開き、室内放
熱器２にて、高温高圧の冷媒は放熱して吹出空気を加熱
するとともに、自らは冷却された後、第１電気式膨張弁
６の開度調節により減圧されて低温低圧となる。その
後、低温低圧の冷媒は、室外熱交換器３にて外気から熱
を奪って蒸発するとともに、アキュムレータ５を経由し
て圧縮機１に吸入され、再び吐出される。

【００３３】このとき、ヒートポンプ装置の暖房負荷
と、室内放熱器２を流通する冷媒流量及びその冷媒の圧
損との関係を図２（ａ）により説明すると、暖房負荷が
大きくなるほど圧縮機１からの冷媒吐出量を多くさせる
ため、室内放熱器２を流通する冷媒流量は多くなり、室
内放熱器２における冷媒の圧損は大きくなる。すなわ
ち、暖房負荷が大きくなると、室内放熱器２における冷
媒の圧損は大きくなり、最大暖房負荷時における前記圧
損をΔＰ１とする。

【００３４】ところで、定差圧弁２１ａの前後に生じる
冷媒圧力の差圧ΔＰは、室内放熱器２における冷媒の圧
損とほぼ等しくなる。そして、前述の設定差圧ΔＰ０
は、最大暖房負荷時の差圧ΔＰ１（例えば０．１５ＭＰ
ａ）よりも大きく設定（例えば０．２ＭＰａ〜０．５Ｍ
Ｐａ）されている。これにより、定差圧弁２１ａは、暖
房時には開弁することなく、冷媒が第１バイパス路２１
を流通することを防止している。

【００３５】２．冷房運転時 冷房負荷が低い場合には、圧縮機１で圧縮された高温高
圧の冷媒は室内放熱器２に流入する。そして、気流切替
ダンパ１２を閉じ、室内放熱器２では冷媒は熱交換を行
わず通過するのみである。そして、高温高圧の冷媒は、
室外熱交換器３にて冷却された後、第２電気式膨張弁７
の開度調節により減圧されて低温低圧となる。その後、
低温低圧の冷媒は、室内蒸発器４にて吹出空気から熱を
奪って蒸発して吹出空気を冷却するとともに、アキュム
レータ５を経由して圧縮機１に吸入され、再び吐出され
る。

【００３６】このとき、ヒートポンプ装置の冷房負荷
と、室内放熱器２を流通する冷媒流量及びその冷媒の圧
損との関係を図２（ｂ）により説明すると、冷房負荷が
大きくなるほど圧縮機１からの冷媒吐出量を多くさせる
ため、室内放熱器２を流通する冷媒流量は多くなり、室
内放熱器２における冷媒の圧損は大きくなる。すなわ
ち、冷房負荷が大きくなると、室内放熱器２における冷
媒の圧損は大きくなり、仮に定差圧弁２１ａが閉弁した
まま状態である場合の、最大冷房負荷時における前記圧
損をΔＰ２とする。

【００３７】ところで、圧縮機１から吐出される冷媒の
流量は、最大暖房時よりも最大冷房時の方が多いため、
室内放熱器２における冷媒の圧損は、最大暖房負荷時よ
りも最大冷房負荷時の方が大きくなる。そして、定差圧
弁２１ａの設定差圧ΔＰ０（例えば０．２〜０．５ＭＰ
ａ）は、最大冷房負荷時の差圧ΔＰ２（例えば１．５Ｍ
Ｐａ）よりも小さく設定されている。すなわち、設定差
圧ΔＰ０は最大暖房負荷時の差圧ΔＰ１（例えば０．１
５ＭＰａ）よりもわずかに大きな値（例えば０．２ＭＰ
ａ〜０．５ＭＰａ）に設定されている。

【００３８】よって、冷房負荷が低い状態から徐々に高
くなると、室内放熱器２における冷媒の圧損が設定差圧
ΔＰ０まで上昇した時点で、定差圧弁２１ａは開弁す
る。よって、冷媒が第１バイパス路２１を流通するよう
になる。そして、さらに冷房負荷を高くしても冷媒は室
内放熱器２をバイパスして第１バイパス路２１を流通す
るため、室内放熱器２における冷媒の圧損は設定差圧Δ
Ｐ０よりも大きくなることはない。

【００３９】以上の構成による作動により、冷房運転時
に、圧縮機１から吐出する冷媒が室内放熱器２をバイパ
スさせて、ヒートポンプ装置の冷房時におけるＣＯＰを
向上させることができる。そして、従来のコスト高の電
磁弁及びその制御手段を廃止して、機械式に作動する簡
単な構成でありコスト安の定差圧弁２１ａを用いるの
で、コストダウンを図ることができる。

【００４０】３．除湿運転時 本実施形態における除湿運転は、例えば外気温度が低く
室内温度が低下することを防止したい場合に作動させる
第１除湿モードと、例えば外気温度が高く室内温度が上
昇することを防止したい場合に作動させる第２除湿モー
ドとの作動が可能である。以下、これらの第１、第２除
湿モードの作動について説明する。

【００４１】なお、前述の設定差圧ΔＰ０は、第１、第
２除湿モード時の最大冷媒流量により生じる、室内放熱
器２前後の差圧よりも大きく設定されている。よって、
除湿運転時には、冷媒が室内放熱器２をバイパスするこ
とはない。

【００４２】３−１．第１除湿モード時 圧縮機１で圧縮された高温高圧の冷媒は室内放熱器２に
流入する。そして、気流切替ダンパ１２を開き、室内放
熱器２にて、高温高圧の冷媒は放熱して吹出空気を加熱
する。その後、第１電気式膨張弁６の開度調節により減
圧されて低温低圧となり、室外熱交換器３にて外気より
吸熱する。すなわち、室外熱交換器３は外気より吸熱し
て冷媒を蒸発させる吸熱側として作動する。

【００４３】その後、開度が全開にされた第２電気式膨
張弁７を流通し、室内蒸発器４にて吹出空気から熱を奪
って蒸発して吹出空気を冷却するとともに、アキュムレ
ータ５を経由して圧縮機１に吸入され、再び吐出され
る。

【００４４】以上の作動による冷媒のエンタルピと圧力
の関係を示すモリエル線図を図３（ａ）に示す。図３
（ａ）に示すように、室外熱交換器３の吸熱量Ｑ１、室
内蒸発器４の吸熱量Ｑ２、及び圧縮機１の動力Ｌにより
増加したエンタルピＱ１＋Ｑ２＋Ｌは、室内放熱器２の
放熱量Ｑ３により放出している。

【００４５】これにより、ヒートポンプサイクルの吸熱
は、室内蒸発器４の室内からの吸熱の他に、室外熱交換
器３の室外からの吸熱により行うので、室内蒸発器４の
みで吸熱する場合に比べて、室内温度を高くすることが
できる。

【００４６】３−２．第２除湿モード時 圧縮機１で圧縮された高温高圧の冷媒は室内放熱器２に
流入する。そして、気流切替ダンパ１２を開き、室内放
熱器２にて、高温高圧の冷媒は放熱して吹出空気を加熱
する。その後、第１電気式膨張弁６をバイパスして室外
熱交換器３にて室外に放熱する。すなわち、室外熱交換
器３は外気へ放熱して冷媒を凝縮させる放熱側として作
動する。

【００４７】そして、凝縮された冷媒は第２電気式膨張
弁７の開度調節により減圧されて低温低圧となり、室内
蒸発器４にて吹出空気から熱を奪って蒸発して吹出空気
を冷却するとともに、アキュムレータ５を経由して圧縮
機１に吸入され、再び吐出される。

【００４８】以上の作動による冷媒のエンタルピと圧力
の関係を示すモリエル線図を図３（ｂ）に示す。図３
（ｂ）に示すように、室内蒸発器４の吸熱量Ｑ４、及び
圧縮機１の動力Ｌにより増加したエンタルピＱ４＋Ｌ
は、室内放熱器２の放熱量Ｑ５、及び室外熱交換器３の
放熱量Ｑ６により放出している。

【００４９】これにより、ヒートポンプサイクルの放熱
は、室内放熱器２の室内への放熱の他に、室外熱交換器
３の室外への放熱により行うので、室内放熱器２のみで
放熱する場合に比べて、室内温度を低くすることができ
る。

【００５０】以上の第１、第２除湿モードのように、室
外熱交換器３は、冷媒蒸発器としての吸熱作用と冷媒凝
縮器としての放熱作用とを切り替えることができるた
め、除湿モードでの吹出空気の温度を良好に調整でき
る。

【００５１】（第２実施形態）第１実施形態では、第１
バイパス路２１、及び定差圧弁２１ａは、室内放熱器２
とは別体に設けられ、空気ダクト１１の外部において、
バイパス路２１専用の配管を、冷媒配管２０ａ、２０ｂ
に接続しているが、本実施形態では、第１実施形態にお
ける第１バイパス路２１、及び定差圧弁２１ａを、室内
放熱器２の第１ヘッダタンク（後述）３２内部に設け
て、これらを一体化し、モジュール化することを特徴と
している。

【００５２】図４は、本実施形態に係る室内放熱器２の
正面図であり、３１は、冷媒が流通する複数本のチュー
ブであり、３１ａは、チューブ３１と交互に積層された
フィンである。そして、複数本のチューブ３１の長手方
向両端には、各チューブ３１に連通するとともに、上下
方向（チューブ３１の長手方向と直交する方向）に伸び
る第１、第２ヘッダタンク３２、３３が設けられてい
る。そして、第１ヘッダタンク３２は、セパレータ３４
により上下に仕切られて、下方の第１タンク室３２ａ、
及び上方の第２タンク室３２ｂが形成されている。

【００５３】また、第１ヘッダタンク３２には、圧縮機
１の吐出側の冷媒配管２０ａを第１タンク室３２ａに連
結させる入口ジョイント３５と、室内放熱器２の出口側
冷媒配管２０ｂを第２タンク室３２ｂに連結させる出口
ジョイント３６とが設けられている。

【００５４】また、第１ヘッダタンク３２のうち、チュ
ーブ３１と反対側の側方には、第１実施形態の第１バイ
パス路２１が設けられており、このバイパス路２１によ
り第１、第２タンク室３２ａ、３２ｂは連通されてい
る。

【００５５】図５は、バイパス路２１の部分を示す図４
の断面図であり、バイパス路２１内は、弁口２１ｂが開
口する仕切板２１ｃにより仕切られている。そして、バ
イパス路２１内のうち、仕切板２１ｃの第２タンク室３
２ｂ側には、冷媒を第１タンク室３２ａから第２タンク
室３２ｂの方向へ流通させる定差圧弁２１ａが配設され
ている。この定差圧弁２１ａはバイパス路２１を開閉し
て第１実施形態の定差圧弁２１ａと同様の機能を果たす
ものである。そして、この定差圧弁２１ａは、第１実施
形態における定差圧弁２１ａと同じ条件の場合に開弁す
るものである。また、定差圧弁２１ａは、弁口２１ｂを
開閉する球状の弁体３８、開弁圧を決めるバネ３９、及
びバネ３９の弾性力を弁３８に伝えるバネ台座４０から
構成されており、弁体３８はバネ３９による弾性力によ
り仕切板２１ｃに押圧配置されている。

【００５６】以上の構成による冷媒流れを説明すると、
第１タンク室３２ａ内の冷媒圧力と、第２タンク室３２
ｂ内の冷媒圧力との差圧ΔＰが、設定差圧ΔＰ０より小
さくなると、バネ３９の弾性力により弁体３８は弁口２
１ｂを閉じ、バイパス路２１は閉ざされる。このような
場合には、図４の矢印に示すように、圧縮機１から吐出
されて、入口ジョイント３５から第１タンク室３２ａに
流入した冷媒は、チューブ３１内を流通して第２ヘッダ
タンク３３内に流入し、その流通方向を１８０度転向し
た後、チューブ３１内を流通して第２タンク室３２ｂに
流入し、出口ジョイント３６から流出する。

【００５７】一方、前述の差圧ΔＰが設定差圧ΔＰ０以
上になると、弁体３８前後の冷媒圧力の差圧ΔＰによる
開弁作用力がバネ３９の弾性力による閉弁作用力より大
きくなり、バイパス路２１は開かれる。このような場合
には、第１タンク室３２ａ内の冷媒はバイパス路２１を
流通して第２タンク室３２ｂ内に流入する。よって、チ
ューブ３１には冷媒が流通しないようになる。

【００５８】ところで、第１実施形態では、室内放熱器
２を車両の所定位置に設置する作業の際に、冷媒配管２
０にバイパス路２１、及び定差圧弁２１ａを設置しなけ
ればならず、バイパス路２１、及び定差圧弁２１ａの取
付作業性が悪かった。

【００５９】これに対し、第２実施形態では、バイパス
路２１、及び定差圧弁２１ａを室内放熱器２に一体に設
けるので、予め一体化された室内放熱器２を車両の搭載
位置に設置する作業の際には、バイパス路２１、及び定
差圧弁２１ａを設置する作業を廃止できる。

【００６０】また、第１実施形態では、バイパス路２１
専用の配管と、その配管を冷媒配管２０ａ、２０ｂに接
続するジョイント部とを必要とするが、第２実施形態で
は第１ヘッダタンク３２内部にバイパス路２１、及び定
差圧弁２１ａを設けるので、バイパス路２１専用の配管
と上記ジョイント部が不要となる。よって、部品点数を
減少させてコストダウンを図ることができ、また、構造
を簡素化でき、室内放熱器２、第１バイパス路２１、及
び定差圧弁２１ａの車両搭載スペースを省スペース化で
きる。

【００６１】（第３実施形態）第２実施形態では、第１
バイパス路２１、及び定差圧弁２１ａを、第１ヘッダタ
ンク３２の内部に設けて、室内放熱器２と一体化させて
いるが、本実施形態では、第１バイパス路２１、及び定
差圧弁２１ａを第１ヘッダタンク３２の外部に設けて、
室内放熱器２と一体化させている。

【００６２】図６は本実施形態に係る室内放熱器２の斜
視図であり、この室内放熱器２は２つの室内放熱器２
ａ、２ｂを空気流れ方向に積層して構成されている。

【００６３】空気流れ下流側（以下、下流側と略す）の
放熱器２ｂのうち、第２実施形態で説明した室内放熱器
２と異なる点を説明すると、第２ヘッダタンク３３も第
１ヘッダタンク３２と同様にセパレータ３４ａにより仕
切られており、下方の第３タンク室３３ａ、及び上方の
第４タンク室３３ｂが形成されている。また、第２実施
形態における出口ジョイント３６を廃止している。

【００６４】空気流れ上流側（以下、上流側と略す）の
放熱器２ａのうち、第２実施形態の室内放熱器２と異な
る点は、第２ヘッダタンク３３は下流側放熱器２ｂと同
様にセパレータ（図示せず）により仕切られて、第３タ
ンク室（図示せず）及び第４タンク室３３ｂが形成され
ている。また、第２実施形態における入口ジョイント３
５を廃止している。

【００６５】そして、上流側第３タンク室と下流側第３
タンク室３３ａとは連通されており、上流側第４タンク
室３３ｂと下流側第４タンク室３３ｂとは連通されてお
り、上流側及び下流側第１ヘッダタンク３２のうち、チ
ューブ３１と反対側の側方には、下流側第２タンク室３
２ｂと上流側第１タンク室３２ａとを連通する連通路４
３が設けられている。

【００６６】また、入口ジョイント３５と出口ジョイン
ト３６との間には、入口ジョイント３５と出口ジョイン
ト３６とを連通するバイパス路２１が設けられており、
バイパス路２１には、冷媒を入口ジョイント３５から出
口ジョイント３６の方向へ流通させる定差圧弁２１ａが
配設されている。

【００６７】なお、これらのバイパス路２１及び定差圧
弁２１ａは、第１実施形態の第１バイパス路２１及び定
差圧弁２１ａと同様の機能を果たすものであり、定差圧
弁２１ａは、第１実施形態における定差圧弁２１ａと同
じ条件の場合に開弁するものである。

【００６８】以上の構成による冷媒流れを説明すると、
入口ジョイント３５内の冷媒圧力と、出口ジョイント３
６内の冷媒圧力との差圧ΔＰが、設定差圧ΔＰ０より小
さくなると、定差圧弁２１ａはバイパス路２１を閉じる
ように機能する。このような場合には、図６の矢印に示
すように、圧縮機１から吐出されて入口ジョイント３５
に流入した冷媒は、下流側第１タンク室３２ａ、下流側
チューブ３１、下流側第３タンク室３３ａ、上流側第３
タンク室３３ａ、上流側チューブ３１、上流側第１タン
ク室３２ａ、連通路４３、下流側第２タンク室３２ｂ、
下流側チューブ３１、下流側第４タンク室３３ｂ、上流
側第４タンク室３３ｂ、上流側チューブ３１、上流側第
２タンク室３２ｂの順に流通して、出口ジョイント３６
から流出する。

【００６９】一方、前述の差圧ΔＰが設定差圧ΔＰ０以
上になると、定差圧弁２１ａはバイパス路２１を開くよ
うに機能する。このような場合には、入口ジョイント３
５内の冷媒はバイパス路２１を流通して出口ジョイント
３６内に流入する。よって、チューブ３１には冷媒が流
通しないようになる。

【００７０】以上のように、第１バイパス路２１、及び
定差圧弁２１ａを第１ヘッダタンク３２の外部に設け
て、室内放熱器２と一体化させるようにしても、第２実
施形態と同様に、予め一体化された室内放熱器２を車両
の搭載位置に設置する作業の際には、バイパス路２１、
及び定差圧弁２１ａを設置する作業を廃止できる。

【００７１】また、室内放熱器２に第１バイパス路２
１、及び定差圧弁２１ａを一体化させるので、室内放熱
器２、第１バイパス路２１、及び定差圧弁２１ａの車両
搭載スペースを省スペース化できる。

【００７２】（他の実施形態）第１実施形態では、冷媒
の減圧装置として第１、第２電気式膨張弁６、７を用い
ているが、電気式膨張弁６、７の代わりに、キャピラリ
ーチューブを用いてもよい。なお、この場合、第２電気
式膨張弁７と並列に配置され、第２電気式膨張弁７をバ
イパスして冷媒を流通させる第４バイパス路と、第４バ
イパス路を開閉する電磁弁を設ける。これにより、第１
除湿モード時に、第２電気式膨張弁７の開度を全開にし
て冷媒を流通させる代わりに、電磁弁を開いて第４バイ
パス路を流通させればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るヒートポンプ装置
の模式図である。

【図２】（ａ）は、ヒートポンプ装置の暖房負荷と、室
内放熱器を流通する冷媒流量、及びその冷媒の圧損との
関係を示すグラフであり、（ｂ）は、ヒートポンプ装置
の冷房負荷と、室内放熱器を流通する冷媒流量、及びそ
の冷媒の圧損との関係を示すグラフである。

【図３】（ａ）は、第１除湿モード時における冷媒のエ
ンタルピと圧力の関係を示すモリエル線図であり、
（ｂ）は、第２除湿モード時における冷媒のエンタルピ
と圧力の関係を示すモリエル線図である。

【図４】本発明の第２実施形態に係る室内放熱器の正面
図である。

【図５】図４の部分断面図である。

【図６】本発明の第３実施形態に係る室内放熱器の斜視
図である。

【符号の説明】

１…圧縮機、２…室内放熱器、３…室外熱交換器、４…
室内蒸発器、６…減圧手段、２１…第１バイパス路、２
１ａ…定差圧弁、ΔＰ０設定差圧、ΔＰ１…暖房運転時
の最大冷媒流量により生じる室内放熱器前後の差圧、Δ
Ｐ２…冷房運転時の最大冷媒流量により生じる室内放熱
器前後の差圧。

フロントページの続き (72)発明者 尾崎 幸克 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 山口 素弘 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒を吸入、圧縮、吐出する圧縮機
   （１）と、 前記圧縮機（１）の吐出側に設けられ、高温高圧冷媒の
   熱を室内に吹き出す吹出空気に放熱する室内放熱器
   （２）と、 前記圧縮機（１）の吸入側に設けられ、低温低圧冷媒と
   前記吹出空気との間で熱交換して、前記吹出空気を冷却
   する室内蒸発器（４）とを備えるヒートポンプ装置にお
   いて、 前記室内放熱器（２）と並列に配置され、前記室内放熱
   器（２）をバイパスして冷媒を流通させるバイパス路
   （２１）と、 前記バイパス路（２１）に設けられ、前記室内放熱器
   （２）前後の差圧が予め設定される設定差圧（ΔＰ０）
   以上になる場合に、前記バイパス路（２１）を開く定差
   圧弁（２１ａ）とを備え、 前記設定差圧（ΔＰ０）は、暖房運転時の最大冷媒流量
   により生じる、前記室内放熱器（２）前後の差圧（ΔＰ
   １）よりも大きく、かつ、冷房運転時の最大冷媒流量に
   より生じる、前記室内放熱器（２）前後の差圧（ΔＰ
   ２）よりも小さく設定されていることを特徴とするヒー
   トポンプ装置。
2. 【請求項２】 前記冷媒と室外空気との間で熱交換を行
   う室外熱交換器（３）を備え、 前記室内放熱器（２）から流出した高圧冷媒が、減圧さ
   れて前記室外熱交換器（３）へ流入し、前記室外熱交換
   器（３）にて吸熱して蒸発する第１除湿モードと、 前記室内放熱器（２）から流出した高圧冷媒が、高圧状
   態のまま前記室外熱交換器（３）へ流入し、前記室外熱
   交換器（３）にて放熱して凝縮する第２除湿モードとを
   設け、 前記設定差圧（ΔＰ０）は、前記第１、第２除湿モード
   時の最大冷媒流量により生じる、前記室内放熱器（２）
   前後の差圧よりも大きく設定されていることを特徴とす
   る請求項１に記載のヒートポンプ装置。
3. 【請求項３】 前記室内放熱器（２）に、前記バイパス
   路（２１）、及び前記定差圧弁（２１ａ）を一体に設け
   ることを特徴とする請求項１または２に記載のヒートポ
   ンプ装置。