JP2002005532A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発熱機器からの廃熱量が少ないときでも廃熱
回収を効果的に行うことができるようにする。 【解決手段】 ガスインジェクション式冷凍サイクル装
置において、発熱機器８１の廃熱を回収した温水から冷
媒に吸熱させる熱交換器２３を備え、熱交換器２３を冷
凍サイクル低圧側に設定して圧縮機２２に吸入される低
圧冷媒に温水から吸熱させるモードと、熱交換器２３を
冷凍サイクル中間圧側に設定して圧縮機ガスインジェク
ションポート２２ｃに導入される中間圧冷媒に温水から
吸熱させるモードとを切り替える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発熱機器からの廃
熱回収により暖房能力の向上を図るヒートポンプ式の冷
凍サイクル装置に関するもので、例えば、電気自動車用
空調装置に用いて好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気自動車等の車両では、エンジ
ン廃熱（温水）を熱源として車室内の暖房を行うことが
できないので、ヒートポンプ式の冷凍サイクル装置を装
備して、凝縮器での冷媒凝縮熱により車室内を暖房する
ようにしている。

【０００３】しかし、冬季の低外気温時には蒸発器とし
て作用する室外熱交換器での吸熱量が低下して、圧縮機
吸入圧力が低下するので、冷媒比容積が大きくなり、冷
媒循環量が減少するので、暖房能力が低下するという問
題があった。このため、寒冷地使用では車室内の暖房能
力が不足してしまう。

【０００４】そこで、本出願人では、特開平９−３２８
０１３号公報、特開平１１−３４６４０号公報におい
て、暖房時に、サイクル高圧冷媒を中間圧に減圧し、こ
の中間圧冷媒を気液分離器にてガス冷媒と液冷媒とに分
離し、この中間圧のガス冷媒を圧縮機にガスインジェク
ションするとともに、車両搭載の発熱機器からの廃熱を
中間圧冷媒にて回収することにより、暖房能力を増大さ
せるようにした冷凍サイクル装置を提案している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の従来
装置では、いずれも車両搭載の発熱機器からの廃熱を中
間圧冷媒にて回収しているが、中間圧冷媒はガスインジ
ェクションによる暖房能力向上のために通常、圧力：５
ｋｇ／ｃｍ²ａｂｓ、温度：１５℃程度以上にすること
が好ましい。従って、発熱機器から吸熱する温水（廃熱
回収流体）の温度が低いときには、この温水と中間圧冷
媒との温度差をとることができず、廃熱回収を行うこと
ができないという不具合が生じる。

【０００６】本発明は上記点に鑑みて、発熱機器からの
廃熱回収流体の温度が低いときでも廃熱回収を効果的に
行うことができる冷凍サイクル装置を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、ガスインジェクション
式冷凍サイクル装置において、発熱機器（８１）の廃熱
を回収した廃熱回収流体から冷媒に吸熱させる熱交換手
段（２３）を備え、更に、この熱交換手段（２３）を低
圧側に設定して、圧縮機（２２）に吸入される低圧冷媒
に廃熱回収流体から吸熱させる低圧側吸熱ヒートポンプ
モードと、熱交換手段（２３）を中間圧側に設定して、
ガスインジェクションポート（２２ｃ）に導入される中
間圧冷媒に廃熱回収流体から吸熱させる中間圧側吸熱ヒ
ートポンプモードと、廃熱回収流体からの吸熱を停止し
て、ガスインジェクションポート（２２ｃ）に中間圧の
ガス冷媒を導入するガスインジェクションヒートポンプ
モードとを切替可能としたことを特徴とする。

【０００８】このように３つのヒートポンプモードを切
替可能とすることにより、廃熱回収流体の温度の高低や
発熱機器（８１）からの廃熱量の大小等に応じて適切な
ヒートポンプモードを選択することができる。従って、
この適切なモード選択により発熱機器（８１）からの廃
熱回収を効果的に行うことができるので、廃熱回収流体
の温度の低いときから高いときにわたって、あるいは廃
熱量が少ないときから多いときにわたって暖房能力を良
好に向上できる。

【０００９】請求項２に記載の発明では、ガスインジェ
クション式冷凍サイクル装置において、発熱機器（８
１）の廃熱を回収した廃熱回収流体から冷媒に吸熱させ
る熱交換手段（２３）を備え、廃熱回収流体の温度が低
いときは熱交換手段（２３）を低圧側に設定して、圧縮
機（２２）に吸入される低圧冷媒に廃熱回収流体から吸
熱させ、一方、廃熱回収流体の温度が高いときは熱交換
手段（２３）を中間圧側に設定して、圧縮機ガスインジ
ェクションポート（２２ｃ）に導入される中間圧冷媒に
廃熱回収流体から吸熱させることを特徴とする。

【００１０】これにより、廃熱回収流体の温度が低いと
きは低圧側吸熱を選択し、また、廃熱回収流体の温度が
高いときは中間圧側吸熱を選択することにより、それぞ
れ廃熱回収を良好に行うことができる。そのため、発熱
機器（８１）からの温度が低いときでも低圧側吸熱によ
って廃熱回収を効果的に行うことができる。従って、廃
熱回収流体の温度の低いときから高いときにわたって暖
房能力を良好に向上できる。

【００１１】請求項３に記載の発明では、熱交換手段
（２３）は、少なくとも、冷媒が流れる冷媒通路（２３
ｂ）と廃熱回収流体が流れる流体通路（２３ｃ）とを有
し、冷媒通路（２３ｂ）に低圧冷媒が流れ状態と、冷媒
通路（２３ｂ）に中間圧冷媒が流れる状態とを切替可能
としたことを特徴とする。

【００１２】これにより、１つの熱交換手段（２３）で
もって中間圧側吸熱と低圧側吸熱の機能を達成できる。

【００１３】請求項４に記載の発明では、熱交換手段
（２３）は、少なくとも、冷媒が流れる冷媒通路（２３
ｂ）と廃熱回収流体が流れる流体通路（２３ｃ）とを有
し、廃熱回収流体の温度が低いときは冷媒通路（２３
ｂ）に低圧冷媒が流れ、廃熱回収流体の温度が高いとき
は冷媒通路（２３ｂ）に中間圧冷媒が流れるようにした
ことを特徴とする。

【００１４】これにより、１つの熱交換手段（２３）で
もって廃熱回収流体の温度に応じて中間圧側吸熱と低圧
側吸熱の機能を達成できる。

【００１５】請求項５に記載の発明では、熱交換手段
は、室内熱交換器（１２）通過後の高圧冷媒が流れる第
１通路（２３ａ）と中間圧冷媒が流れる第２通路（２３
ｂ）と廃熱回収流体が流れる第３通路（２３ｃ）とを一
体に構成した熱交換器（２３）であって、中間圧冷媒が
高圧冷媒および廃熱回収流体の両方と熱交換可能になっ
ていることを特徴とする。

【００１６】これにより、廃熱回収流体から吸熱できな
い場合でも、第１、第２通路（２３ａ、２３ｂ）による
冷媒−冷媒間での熱交換により中間圧冷媒をガス化して
ガスインジェクションできるので、ガスインジェクショ
ンのための気液分離器が不要となる。

【００１７】請求項６に記載の発明のように、熱交換手
段（２３）は、室内熱交換器（１２）通過後の高圧冷媒
と中間圧冷媒との間で熱交換を行う第１熱交換部（２３
１）と、廃熱回収流体と中間圧冷媒または低圧冷媒との
間で熱交換を行う第２熱交換部（２３２）とをそれぞれ
別体で構成しても良い。

【００１８】請求項７に記載の発明のように、熱交換手
段（２３）は、廃熱回収流体の温度が高いときに中間圧
冷媒に廃熱回収流体から吸熱させる中間圧側熱交換部
（２３３）と、廃熱回収流体の温度が低いときに低圧冷
媒に廃熱回収流体から吸熱させる低圧側熱交換部（２３
２）とを有する構成にしても良い。

【００１９】請求項８に記載の発明では、廃熱回収流体
の温度が第１設定値（ＴＷ１）より低いときは廃熱回収
流体からの吸熱を停止して、中間圧のガス冷媒をガスイ
ンジェクションポート（２２ｃ）に導入するガスインジ
ェクションヒートポンプモードを実行し、廃熱回収流体
の温度が第１設定値（ＴＷ１）と、第１設定値（ＴＷ
１）より高い第２設定値（ＴＷ２）との間にあるとき
は、廃熱回収流体から低圧冷媒に吸熱させる低圧側吸熱
ヒートポンプモードを実行し、廃熱回収流体の温度が第
２設定値（ＴＷ２）より高いときは廃熱回収流体から中
間圧冷媒に吸熱させる中間圧側吸熱ヒートポンプモード
を実行することを特徴とする。

【００２０】これにより、廃熱回収流体の温度上昇に応
じてガスインジェクションヒートポンプモードと低圧側
吸熱ヒートポンプモードと中間圧側吸熱ヒートポンプモ
ードの３つのモードを順次切り替えることができ、その
結果、後述の図１３に例示するように暖房能力の向上と
ＣＯＰの向上の両立を効果的に実現できる。

【００２１】請求項９に記載の発明では、ガスインジェ
クション式冷凍サイクル装置において、発熱機器（８
１）の廃熱を回収した廃熱回収流体から冷媒に吸熱させ
る熱交換手段（２３）を備え、この熱交換手段（２３）
を、廃熱回収流体および室内熱交換器（１２）通過後の
高圧冷媒の両方から中間圧冷媒が吸熱するように構成し
たことを特徴とする。

【００２２】これにより、廃熱回収流体および高圧冷媒
の両方から中間圧冷媒が吸熱するとともに、この吸熱に
よりガス化した中間圧冷媒をガスインジェクションする
ことにより、暖房能力を効果的に向上できる。しかも、
廃熱回収流体から吸熱できない場合でも、高圧冷媒と中
間圧冷媒間での熱交換により中間圧冷媒をガス化してガ
スインジェクションできるので、ガスインジェクション
のための気液分離器が不要となる。また、低圧側吸熱を
行わないので、その分、ヒートポンプのサイクル構成を
簡素化できる。

【００２３】請求項１０に記載の発明では、ガスインジ
ェクション式冷凍サイクル装置において、発熱機器（８
１）の廃熱を回収した廃熱回収流体から冷媒に吸熱させ
る熱交換手段（２３２）を備え、この熱交換手段（２３
２）を低圧側に設定して、圧縮機（２２）に吸入される
低圧冷媒に廃熱回収流体から吸熱させることを特徴とす
る。

【００２４】これにより、発熱機器（８１）からの廃熱
回収流体の温度がそれほど上がらない場合でも、低圧側
吸熱により廃熱回収を行って暖房能力を向上できる。ま
た、中間圧側吸熱を行わないので、その分、ヒートポン
プのサイクル構成を簡素化できる。

【００２５】請求項１１に記載の発明では、請求項１０
において、室外熱交換器（２４）が凝縮器として作用す
る冷房モード時に、熱交換手段（２３２）が廃熱回収流
体により高圧冷媒を冷却する凝縮器として作用するよう
したことを特徴とする。

【００２６】これにより、冷房モード時における凝縮能
力を、廃熱回収用の熱交換手段（２３２）をそのまま利
用して向上させ、冷房モード時のサイクル効率を向上で
きる。

【００２７】請求項１２に記載の発明では、発熱機器
（８１）の廃熱を回収した廃熱回収流体から冷媒に吸熱
させる熱交換手段（２３２）を備え、この熱交換手段
（２３２）を低圧側に設定して、圧縮機（２２）に吸入
される低圧冷媒に廃熱回収流体から吸熱させるととも
に、室外熱交換器（２４）が凝縮器として作用する冷房
モード時に、熱交換手段（２３２）が廃熱回収流体によ
り高圧冷媒を冷却する凝縮器として作用するようしたこ
とを特徴とする。

【００２８】これにより、発熱機器（８１）からの廃熱
回収流体の温度がそれほど上がらない場合でも、低圧側
吸熱により廃熱回収を行って暖房能力を向上できる。ま
た、中間圧側吸熱およびガスインジェクションを行わな
いので、ヒートポンプのサイクル構成を大幅に簡素化で
きる。しかも、冷房モード時における凝縮能力を、廃熱
回収用の熱交換手段（２３２）をそのまま利用して向上
させ、冷房モード時のサイクル効率を向上できる。

【００２９】請求項１３記載の発明のように請求項１１
または１２において、熱交換手段（２３２）は室外熱交
換器（２４）と並列的に配置することができ、あるいは
請求項１４に記載のように、熱交換手段（２３２）を室
外熱交換器（２４）と直列に配置しても良い。

【００３０】請求項１５に記載の発明では、暖房モード
時に室外熱交換器（２４）の着霜が生じたときに、室内
熱交換器（１２）通過後の高圧冷媒を室外熱交換器（２
４）に流入させることにより、室外熱交換器（２４）の
除霜を行うようにしたことを特徴とする。

【００３１】これにより、室内熱交換器（１２）にて送
風空気を加熱して室内の暖房モードを持続しながら、室
外熱交換器（２４）の除霜を行うことができる。

【００３２】請求項１６に記載の発明では、暖房モード
時に室外熱交換器（２４）の着霜が生じたときに圧縮機
（２２）の吐出ガス冷媒を２つの流れに分岐し、その一
方の冷媒流れを室内熱交換器（１２）に流入させるとと
もに、他方の冷媒流れを室外熱交換器（２４）に流入さ
せることにより室外熱交換器（２４）の除霜を行うよう
にしたことを特徴とする。

【００３３】これによっても、室内の暖房モードを持続
しながら室外熱交換器（２４）の除霜を行うことができ
る。

【００３４】請求項１７に記載の発明では、室内熱交換
器として圧縮機（２２）の吐出ガス冷媒が流入する凝縮
器（１２）を設けるとともに、空調通路（２）内で凝縮
器（１２）の上流側に、低圧側の気液２相冷媒が流入し
て空気を冷却する蒸発器（１１）を設け、蒸発器（１
１）で冷却した空気を凝縮器（１２）で加熱することに
より、除湿暖房が可能になっていることを特徴とする。

【００３５】このような除湿暖房が可能な冷凍サイクル
装置において、本発明は廃熱回収による暖房能力の向上
を効果的に達成できる。

【００３６】請求項１８に記載の発明では、発熱機器
（８１）の廃熱量に基づいて低圧側吸熱ヒートポンプモ
ードと中間圧側吸熱ヒートポンプモードとガスインジェ
クションヒートポンプモードとを切り替えるようにした
ことを特徴とする。

【００３７】これにより、発熱機器（８１）の廃熱量大
小を考慮したヒートポンプモードの切替が可能となる。

【００３８】請求項１９に記載の発明では、請求項１８
において、廃熱量の判定値として、第１設定値（ＱＷ
１）と、この第１設定値（ＱＷ１）より大きい第２設定
値（ＱＷ２）を設定し、廃熱量が第１設定値（ＱＷ１）
より小さいときはガスインジェクションヒートポンプモ
ードを設定し、廃熱量が第１設定値（ＱＷ１）と第２設
定値（ＱＷ２）との間にあるときは中間圧側吸熱ヒート
ポンプモードを設定し、廃熱量が第２設定値（ＱＷ２）
より大きいときは低圧側吸熱ヒートポンプモードを設定
することを特徴とする。

【００３９】これにより、廃熱回収流体からの吸熱量が
大となる低圧側吸熱ヒートポンプモード、廃熱回収流体
からの吸熱量が小となる中間圧側吸熱ヒートポンプモー
ド、および廃熱回収流体からの吸熱を行わないガスイン
ジェクションヒートポンプモードを、それぞれ廃熱量の
大小に応じて設定することができる。

【００４０】換言すると、廃熱量の大小に適合した吸熱
量となるヒートポンプモードを自動選択できるので、発
熱機器（８１）の廃熱量が小さいとか、廃熱量の変動が
大きい場合においても、発熱機器（８１）の温度を適切
な範囲に維持しながら、廃熱回収を良好に行って暖房能
力、ＣＯＰを向上できる。

【００４１】請求項２０に記載の発明では、請求項１８
において、廃熱量の判定値として、第１設定値（ＱＷ
１）と、この第１設定値（ＱＷ１）より大きい第２設定
値（ＱＷ２）を設定するとともに、廃熱回収流体の温度
の判定値として、第１設定値（ＴＷ１）と、この第１設
定値（ＴＷ１）より高い第２設定値（ＴＷ２）を設定
し、廃熱量が第２設定値（ＱＷ２）より大きく、且つ、
廃熱回収流体の温度が第１設定値（ＴＷ１）より高いと
きは低圧側吸熱ヒートポンプモードを設定し、廃熱量が
第１設定値（ＱＷ１）より大きく、且つ、廃熱回収流体
の温度が第２設定値（ＴＷ２）より高いときは中間圧側
吸熱ヒートポンプモードを設定し、廃熱量および廃熱回
収流体の温度が低圧側吸熱ヒートポンプモードおよび中
間圧側吸熱ヒートポンプモードの設定領域以外にあると
きはガスインジェクションヒートポンプモードを設定す
ることを特徴とする。

【００４２】これにより、廃熱量の大小および廃熱回収
流体の温度の高低の双方を考慮したヒートポンプモード
の切替を行って、発熱機器温度の適切な範囲への維持、
廃熱回収による暖房能力、ＣＯＰの向上をより効果的に
行うことができる。

【００４３】請求項２１に記載の発明のように、廃熱量
は廃熱回収流体温度の時間に対する変化率から算出する
ことができる。

【００４４】請求項２２に記載の発明では、暖房モード
時に室内熱交換器（１２）通過後の高圧冷媒の一部をバ
イパスして中間圧に減圧し、この中間圧冷媒と高圧冷媒
とを熱交換させる熱交換手段（２３、２３１）を備え、
この熱交換手段（２３、２３１）における熱交換により
ガス化した中間圧ガス冷媒を圧縮機（２２）のガスイン
ジェクションポート（２２ｃ）に導入するようになって
おり、さらに、熱交換手段（２３、２３１）は、高圧冷
媒が流れる偏平な第１通路部（２３ａ）と、中間圧冷媒
が流れる偏平な第２通路部（２３ｂ）と、第１通路部
（２３ａ）の端部が接続される第１ヘッダ部材（９２）
と、第２通路部（２３ｂ）の端部が接続される第２ヘッ
ダ部材（９３）とを有し、第１通路部（２３ａ）および
第２通路部（２３ｂ）のいずれか一方が第１ヘッダ部材
（９２）および第２ヘッダ部材（９３）のいずれか一方
を貫通することを特徴とする。

【００４５】これにより、第１通路部（２３ａ）および
第２通路部（２３ｂ）が偏平形状であることに加え、第
１通路部（２３ａ）および第２通路部（２３ｂ）のいず
れか一方が第１ヘッダ部材（９２）および第２ヘッダ部
材（９３）のいずれか一方を貫通する構造であるため、
後述の図４１に例示するように熱交換手段（２３、２３
１）全体の厚さ寸法Ｄを第１、第２ヘッダ部材９２、９
３の寸法と同一寸法に抑えることができる。従って、熱
交換手段（２３、２３１）全体の厚さ寸法Ｄを偏平通路
部とヘッダ部材との貫通構成を持たないものに比して大
幅に縮小でき、熱交換手段を小型化できる。

【００４６】請求項２３に記載の発明では、暖房モード
時に室内熱交換器（１２）通過後の高圧冷媒の一部をバ
イパスして中間圧に減圧し、この中間圧冷媒を、高圧冷
媒、および発熱機器（８１）からの廃熱回収流体の両方
と熱交換させる熱交換手段（２３）を備え、この熱交換
手段（２３、２３１）における熱交換によりガス化した
中間圧ガス冷媒をガスインジェクションポート（２２
ｃ）に導入するようになっており、さらに、熱交換手段
（２３、２３１）は、高圧冷媒が流れる偏平な第１通路
部（２３ａ）と、中間圧冷媒が流れる偏平な第２通路部
（２３ｂ）と、廃熱回収流体が流れる偏平な第３通路部
（２３ｃ）と、第１通路部（２３ａ）の端部が接続され
る第１ヘッダ部材（９２）と、第２通路部（２３ｂ）の
端部が接続される第２ヘッダ部材（９３）と、第３通路
部（２３ｃ）の端部が接続される第３ヘッダ部材（９
５）とを有し、第１通路部（２３ａ）、第２通路部（２
３ｂ）および第３通路部（２３ｃ）の少なくとも１つが
第１ヘッダ部材（９２）、第２ヘッダ部材（９３）およ
び第３ヘッダ部材（９５）の少なくとも１つを貫通する
ことを特徴とする。

【００４７】これにより、中間圧冷媒を、高圧冷媒およ
び発熱機器（８１）からの廃熱回収流体の両方と熱交換
させる熱交換手段（２３）においても、請求項２２と同
様の理由からその厚さ寸法Ｄを縮小でき、熱交換手段を
小型化できる。

【００４８】請求項２４に記載の発明では、複数の偏平
通路部（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）をそれぞれ独立に成
形された偏平チューブ（９０、９１、９４）により構成
し、この複数の偏平チューブ（９０、９１、９４）相互
間を一体に接合したことを特徴とする。

【００４９】このように複数の偏平通路部（２３ａ、２
３ｂ、２３ｃ）をそれぞれ独立に成形することにより、
各偏平通路部の成形が容易となる。

【００５０】請求項２５に記載の発明では、複数の偏平
通路部（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）を一体成形の偏平チ
ューブ（９６）により構成したことを特徴とする。

【００５１】このように一体成形の偏平チューブ（９
６）を用いることにより、複数の偏平チューブを用いる
場合に比して耐圧性確保のためのチューブ肉厚を薄肉化
でき、熱交換手段を軽量化できる。

【００５２】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す。

【００５３】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１は、本発明
を電気自動車用空調装置に適用した第１実施形態で、空
調ユニット１は電気自動車の車室内に設置されるもの
で、その空調ダクト２は、車室内に空調空気を導く空調
通路を構成する。この空調ダクト２の一端側に内外気を
吸入する吸入口３、４、５が設けられている。内気吸入
口４と外気吸入口５は、内外気切替ドア６により切替開
閉される。

【００５４】上記吸入口３〜５に隣接して、空調ダクト
２内に空気を送風する送風機７が設置されており、この
送風機７は図示しないモ−タとこのモータにより駆動さ
れるファン７ａ、７ｂにより構成される。

【００５５】一方、空調ダクト２の他端側には車室内へ
通ずる複数の吹出口、すなわち車室内乗員の足元部に向
かって空調空気を吹き出すフット吹出口８、車室内乗員
の上半身に向かって空調空気を吹き出すフェイス吹出口
９および車両フロントガラスの内面に空調空気を吹き出
すデフロスタ吹出口１０が形成されている。

【００５６】また、送風機７よりも空気下流側における
空調ダクト２内には冷房用蒸発器１１が設けられてい
る。この冷房用蒸発器１１は、冷凍サイクル２１の一部
を構成する室内熱交換器であり、後述する冷房運転およ
び除湿運転モード時に、内部を流れる冷媒の吸熱作用に
よって、空調ダクト２内の空気を除湿、冷却する冷却器
として機能する。

【００５７】また、冷房用蒸発器１１よりも空気下流側
における空調ダクト２内には暖房用凝縮器１２が設けら
れている。この暖房用凝縮器１２は、冷凍サイクル２１
の一部を構成する室内熱交換器であり、後述する暖房運
転および除湿運転モード時に、内部を流れる冷媒の放熱
作用によって、空調ダクト２内の空気を加熱する加熱器
として機能する。

【００５８】また、空調ダクト２内の空気流路は、仕切
り壁１３によりフット吹出口８側の第１空気流路１４
と、フェイス吹出口９およびデフロスタ吹出口１０側の
第２空気流路１５とに仕切られている。この空気流路１
４、１５の２分割は冬季の暖房時に次の内外気２層モー
ドを実施するためである。すなわち、冬季暖房時にフッ
ト吹出口８側の第１空気流路１４には内気吸入口３から
温度の高い内気を吸入して足元へ温風を吹き出すことに
より暖房負荷を軽減すると同時に、デフロスタ吹出口１
０側の第２空気流路１５には外気吸入口５から湿度の低
い外気を吸入して、フロントウインドの曇りを確実に防
止する内外気２層モードを実施するために、空気流路１
４、１５の２分割を行っている。

【００５９】ドア１６、１７は凝縮器１２を通る空気通
路と凝縮器１２をバイパスするバイパス通路１２ａとを
切り替える通路切替ドアであり、一方のドア１７は空気
流路１４、１５の仕切り部材の役割を兼ねている。ま
た、１８は空気流路１４、１５の下流側に配置されたド
アで、空気流路１４、１５の仕切り作用と空気流路１
４、１５の連通状態とを切り替えるドアである。なお、
前記した各吹出口８、９、１０は図示しない吹出口切替
ドアにより開閉される。

【００６０】ところで、上記冷凍サイクル２１は、冷房
用の蒸発器１１と暖房用の凝縮器１２とで冷房、暖房お
よび除湿を行うヒートポンプ式冷凍サイクルとして構成
されており、蒸発器１１と凝縮器１２の他に以下の機器
を備えている。

【００６１】すなわち、電動式の冷媒圧縮機２２を備
え、この圧縮機２２の吸入側にはアキュムレータ（気液
分離器）２５が配置され、このアキュムレータ２５によ
りサイクル低圧冷媒（圧縮機吸入冷媒）の気液を分離し
て余剰液冷媒を溜めておく。アキュムレータ２５はＵ状
の冷媒出口管２５ａを有しており、余剰液冷媒を底部側
に溜めてガス冷媒をＵ状の冷媒出口管２５ａの上端開口
部から吸入することにより圧縮機２２への液バックを防
止する。また、同時に、アキュムレータ２５のＵ状の冷
媒出口管２５ａの底部に設けた小径のオイル戻し穴（図
示せず）から、オイルが一部溶け込んだ液冷媒を吸入し
てガス冷媒に混合することより、圧縮機２２へのオイル
戻り性を確保するように構成されている。

【００６２】熱交換器２３は、気液２相の中間圧冷媒を
高圧冷媒と熱交換してガス化する冷媒−冷媒熱交換部
と、温水（廃熱回収流体）から廃熱回収を行う水−冷媒
熱交換部とを一体化したものであって、その具体的構造
例は、図２により後述する。

【００６３】室外熱交換器２４は電気自動車の車室外に
設置され、電動室外ファン（図示せず）により送風され
る外気と熱交換するようになっている。第１減圧装置２
６は、凝縮器１２通過後の高圧冷媒の一部をバイパスさ
せて中間圧に減圧する。第２減圧装置２７は、熱交換器
２３の出口の高圧冷媒を暖房時に低圧まで減圧する。

【００６４】この第１減圧装置２６および第２減圧装置
２７はともに電気的に弁開度が調整される電気式膨張弁
からなり、この電気式膨張弁は例えば、ステップモータ
のような電気駆動手段を有し、この電気駆動手段により
弁体の変位量を調整して、この弁体により冷媒絞り通路
の開度を調整するものである。

【００６５】また、第３減圧装置２９は冷房時に室外熱
交換器２４からの凝縮後の高圧冷媒を低圧まで減圧する
もので、本例ではこの第３減圧装置２９として上流側の
キャピラリチューブと下流側のオリフィスとの組み合わ
せから構成される固定絞り手段を用いているが、第３減
圧装置２９を第１、第２減圧装置２６、２７と同様に電
気式膨張弁で構成しても良い。電磁弁２８ａ〜２８ｄ
は、冷媒流れの経路をサイクル運転条件に応じて切り替
える冷媒経路切替手段を構成する。

【００６６】なお、上記冷媒圧縮機２２は図示しない交
流モータを密封ケース内に一体に内蔵した電動式圧縮機
であって、このモータにより駆動されて冷媒の吸入、圧
縮、吐出を行う。この冷媒圧縮機２２の交流モータには
インバータ３０により交流電圧が印加され、このインバ
ータ３０により交流電圧の周波数を調整することによっ
てモータ回転速度を連続的に変化させるようになってい
る。従って、インバータ３０は圧縮機２２の回転数調整
手段をなすものであり、このインバータ３０には、車載
バッテリ３１からの直流電圧が印加される。インバータ
３０は空調用制御装置４０によって通電制御される。

【００６７】冷媒圧縮機２２には圧縮した冷媒を吐出す
る吐出ポート２２ａ、サイクル低圧側の冷媒を吸入する
吸入ポート２２ｂ、および中間圧のガス冷媒をインジェ
クションするガスインジェクションポート２２ｃが備え
られている。このガスインジェクションポート２２ｃ
は、電磁弁２８ｄを配置したガスインジェクション通路
９１を介して熱交換器２３に連通している。

【００６８】また、第２減圧装置２７上流の高圧側の冷
媒配管部には、熱交換器２３出口の高圧冷媒の温度およ
び圧力を検出するための冷媒温度センサ４１ａと高圧セ
ンサ４１ｂが設置されている。このセンサ４１ａ、４１
ｂの出力信号は空調用制御装置４０に入力され、第２減
圧装置２７の開度を制御することで熱交換器２３出口の
高圧冷媒のサブクール（過冷却度）を制御する。

【００６９】また、前記したインジェクション通路９１
には、第１減圧装置２６で減圧された中間圧冷媒の温度
および圧力を検出する中間圧冷媒温度センサ４１ｆ、中
間圧センサ４１ｇが設置されている。このセンサ４１
ｆ、４１ｇの出力信号は空調用制御装置４０に入力さ
れ、第１減圧装置２６の開度を制御することで、熱交換
器２３出口の中間圧冷媒のスーパヒート（過熱度）を制
御する。

【００７０】次に、図２は熱交換器２３の具体例を示す
もので、熱交換器２３は、凝縮器１２出口からの高圧冷
媒が流れる第１通路２３ａと、第１減圧装置１６により
減圧された気液２相の中間圧冷媒または低圧冷媒が流れ
る第２通路２３ｂと、後述の温水回路８０からの温水
（廃熱回収流体）が流れる第３通路２３ｃとを一体化し
ている。

【００７１】この一体化は具体的には、上記三者の通路
２３ａ〜２３ｃをいずれも、アルミニュウム等の金属に
より押し出し加工された扁平状の多穴チューブ（図２
（ｂ）参照）により構成するとともに、第２通路２３ｂ
を中央にして、その両側に第１（高圧）通路２３ａと第
３（温水）通路２３ｃとを密着接合して一体化してい
る。これにより、第２通路２３ｂの冷媒は第１通路２３
ａの高圧冷媒および第３通路２３ｃの温水との間で熱交
換が可能である。

【００７２】次に、上記熱交換器２３の第３（温水）通
路２３ｃに温水を循環させる温水回路８０について説明
すると、この温水回路８０は電気自動車に搭載される発
熱機器（廃熱源）８１の冷却を行うものであって、発熱
機器８１としては、例えば、電気自動車走行用交流モー
タ（図示せず）の回転速度制御用インバータの半導体ス
イッチ素子（パワートランジスタ）、あるいは燃料電
池、燃料電池の燃料（水素）を生成する燃料改質器等で
ある。

【００７３】この温水回路８０には、前記した熱交換器
２３の他に、温水循環用の電動式水ポンプ８２、電磁弁
タイプの三方弁（水回路切替手段）８３、８６、温水
（冷却水）の熱を外気中に放熱する放熱器８４、および
放熱器８４のバイパス通路８５が備えられている。一方
の三方弁８３は、発熱機器８１で加熱された温水が熱交
換器２３側に流れるか、または放熱器８４側に流れるか
を切り替えるもので、他方の三方弁８６は温水が放熱器
８４側に流れるか、またはバイパス通路８５側に流れる
かを切り替える。

【００７４】空調用制御装置４０はマイクロコンピュー
タとその周辺回路にて構成されるもので、空調用制御装
置４０には、上記センサ４１ａ、４１ｂ、４１ｆ、４１
ｇの他に、室外熱交換器２４付近に配置される外気温セ
ンサ４１ｃ、蒸発器直後の空気温度を検出する蒸発器温
度センサ４１ｄ、圧縮機２２の吐出ガス温度を検出する
吐出温度センサ４１ｅ、室外熱交換器２４出口の冷媒温
度センサ４１ｈ、温水回路８０の発熱機器８１の温水出
口部の水温センサ４１ｉ、インバータ３０の電流センサ
４１ｊ等のセンサ群４１からセンサ信号が入力される。

【００７５】また、空調用制御装置４０には、空調用コ
ントロールパネル５０（図３参照）から乗員（ユーザ）
により操作される各レバーの設定状況に応じた信号も入
力されるようになっている。

【００７６】なお、図１には圧縮機２２とインバータ３
０と空調用制御装置４０との間の電気的接続のみを示
し、他の機器と空調用制御装置４０との電気的接続を図
示していないが、第１、第２減圧装置２６、２７、電磁
弁２８ａ〜２８ｄ、ドア６、１６、１７、１８、図示し
ない吹出口切替ドア、送風機７、図示しない室外ファ
ン、および温水回路８０の電動式水ポンプ８２、電磁弁
タイプの三方弁８３、８６の作動も制御装置４０により
制御される。

【００７７】図３に示す空調コントロールパネル５０に
は、乗員により手動操作される以下の操作部材が設けら
れている。５１は車室内への吹出空気の温度の目標値を
設定する温度コントロールレバーで、本例では、電動式
圧縮機２２の回転数調整の目標値を設定するように構成
されている。

【００７８】また、温度コントロールレバー５１の操作
位置により設定される目標値に対し、電磁弁２８ａ〜２
８ｄ、通路切替ドア１６、１７の開閉等を制御し、冷凍
サイクルの運転モードの切替および凝縮器１２での熱交
換量を制御する。

【００７９】各運転モードの切替は例えば図４に示すよ
うにレバー５１を左から右に移動させることにより冷房
モード、除湿モード、暖房モードを順次設定する。ま
た、図５、６、７に示すように温度コントロールレバー
５１の操作位置の移動により、冷房時には目標蒸発器吹
出温度が設定され、除湿時および暖房時には目標高圧圧
力が設定されるようになっている。

【００８０】温度コントロールレバー５１の操作位置信
号は制御装置４０に入力され、そして制御装置４０は、
センサ群４１により検出される実際の蒸発器吹出空気温
度または高圧圧力が上記目標値と一致するように圧縮機
２２の回転数を制御して、車室内への吹出空気温度を制
御する。

【００８１】５２は送風機７の速度切替レバー、５３は
圧縮機２２の運転を断続するエアコンスイッチ、５４は
吹出口８、９、１０の切替ドア（図示せず）を開閉する
空調吹出モード切替レバー、５５は内外切替ドア６を開
閉する内外気切替レバーである。

【００８２】次に、上記構成において本第１実施形態の
作動を説明する。エアコンスイッチ５３が投入される
と、その信号が制御装置４０に投入され、圧縮機２２を
起動する。図８は制御装置４０により実行される制御ル
ーチンであって、エアコンスイッチ５３の投入によりス
タートし、ステップＳ１００にてセンサ群４１の検出信
号、空調コントロールパネル５０からの操作信号等を読
み込む。

【００８３】次に、ステップＳ１１０にて暖房モードで
あるか判定する。すなわち、温度コントロールレバー５
１が図４のＰＨ２からＰＨ１の位置にあると、暖房モー
ドであると判定してステップＳ１２０に進む。ここで、
温水回路８０の発熱機器８１の温水出口部の水温ＴＷが
第１設定値ＴＷ１より高いかどうか判定する。

【００８４】ＴＷ≦ＴＷ１のときはステップＳ１３０に
進み、ガスインジェクションモードを設定する。このガ
スインジェクションモードでは、図９の暖房モードにお
けるの状態に弁、ドア類が制御され、電磁弁２８ｃが
閉状態、電磁弁２８ｄが開状態となる。このため、図１
において熱交換器２３の第２通路２３ｂが黒色矢印Ａの
ように通路９１を介して圧縮機２２のガスインジェクシ
ョンポート２２ｃに連通する。

【００８５】一方、暖房モードが選択されると、温水回
路８０では三方弁８６が常にバイパス通路８５側を開放
し、放熱器８４側を閉じるので、温水が常にバイパス通
路８５側を流れて放熱器８４からの放熱を阻止する。更
に、暖房モードのガスインジェクションモードが設定さ
れると、三方弁８３がバイパス通路８５側を開放し、、
冷凍サイクル２１の熱交換器２３側を閉じるので、温水
が熱交換器２３側へ流れない。

【００８６】従って、冷凍サイクル２１において、ガス
インジェクションモードによる暖房モードが次のように
行われる。

【００８７】圧縮機２２から吐出された高温高圧の過熱
ガス冷媒は、まず、室内に設定された凝縮器１２に流入
し、ここで送風機７により送風される空気と熱交換（放
熱）し、ガス冷媒が凝縮する。ガス冷媒の凝縮により加
熱された温風は主にフット吹出口８より車室内へ吹き出
され、車室内の暖房を行う。ここで、通路切替ドア１
６、１７は凝縮器１２側の空気通路を開いてバイパス通
路１２ａを全閉するので、送風機７の送風空気の全量が
凝縮器１２を通過して加熱される。

【００８８】凝縮器１２から流出した高圧の二相冷媒の
一部は、分岐点９２から熱交換器２３の第２通路２３ｂ
側にバイパスされ、第１減圧装置２６に流入し、図１０
のモリエル線図に示す高圧ＰＨから中間圧ＰＭまで減圧
される。この中間圧ＰＭまで減圧された二相冷媒は熱交
換器２３の第２通路２３ｂを通り、第１通路２３ａを通
る室内凝縮器１２出口の高圧冷媒と熱交換（吸熱）する
ことでガス化され、黒色矢印Ａのように通路９１を通っ
てインジェクションポート２２ｃに導入される。

【００８９】一方、分岐点９２から熱交換器２３の第１
通路２３ａを通る高圧冷媒は第２通路２３ｂを通る冷媒
と熱交換（放熱）し、過冷却される。この過冷却された
高圧冷媒は第２減圧装置２７により低圧ＰＬまで減圧さ
れ室外熱交換器２４に流入する。ここで、冷房用電磁弁
２８ｂは閉じているため、冷房用電磁弁２８ｂ側の冷媒
通路には冷媒が流れない。そして、低圧冷媒が室外熱交
換器２４を通る際に室外ファンの送風空気（外気）から
吸熱して蒸発する。

【００９０】室外熱交換器２４で蒸発したガス冷媒は、
暖房用電磁弁２８ａを通過してアキュムレータ２５に流
入し、暖房負荷の変動により生じる液冷媒はアキュムレ
ータ２５内に溜められる。アキュムレータ２５ではその
Ｕ状の冷媒出口管２５ａの上端開口部からガス冷媒を吸
入するとともに、Ｕ状の冷媒出口管２５ａの底部に設け
たオイル戻し穴（図示せず）から、オイルが溶け込んだ
液冷媒を吸入してガス冷媒に混合し、このガス冷媒を圧
縮機２２の吸入ポート２２ｂに吸入させる。これによ
り、中間期の暖房低負荷時のように冷媒流量が少ない条
件のもとでも、圧縮機２２へ確実にオイルを戻すことが
できる。

【００９１】図１０は上記したガスインジェクションモ
ードによる暖房運転時における冷凍サイクルの冷媒の状
態を示すモリエル線図であり、図１中の黒色矢印は暖房
運転時の冷媒流れ経路を示す。

【００９２】第１減圧装置（電気式膨張弁）２６の開度
は、中間圧冷媒の温度センサ４１ｆおよび圧力センサ４
１ｇの検出信号に基づいて制御装置４０により制御され
て、圧縮機２２のインジェクションポート２２ｃに流入
するガスインジェクション冷媒のスーパーヒートＳＨが
所定量になるように冷媒流量を制御する。すなわち、ガ
スインジェクション冷媒のスーパーヒートＳＨが大きく
なれば、第１減圧装置（電気式膨張弁）２６の開度を増
大し、逆にスーパーヒートＳＨが小さくなれば、第１減
圧装置（電気式膨張弁）２６の開度を減少させる。

【００９３】また、第２減圧装置２７の開度は制御装置
４０により制御されて、熱交換器２３の第１通路２３ａ
を出た高圧冷媒のサブクールＳＣが所定量になるように
熱交換器２３での交換熱量を制御する。すなわち、高圧
冷媒のサブクールＳＣが大きくなれば、第２減圧装置２
７の開度を増大して高圧を低下させてサブクールＳＣを
減少させる。逆に、高圧冷媒のサブクールＳＣが小さく
なれば、第２減圧装置２７の開度を減少して高圧を上昇
させて、サブクールＳＣを増加させる。

【００９４】なお、図１０において、Ｇｉはインジェク
ション通路９１からインジェクションポート２２ｃにガ
スインジェクションされる冷媒流量、Ｇｅは室外熱交換
器（暖房時の蒸発器）２４を通して圧縮機２２に吸入さ
れる冷媒流量、Δｉ₁は熱交換器２３で吸熱するガスイ
ンジェクション側の中間圧冷媒のエンタルピ差で、Δｉ
₂は熱交換器２３で放熱して、第２減圧装置２７に向か
う高圧冷媒のエンタルピ差である。室内凝縮器１２への
循環流量がＧｉ＋Ｇｅに増加することにより、暖房能力
を向上できる。

【００９５】次に、図８のステップＳ１２０にて温水回
路８０の発熱機器８１の温水出口部の水温ＴＷが第１設
定値ＴＷ１より高くなると、ステップＳ１４０に進み、
水温ＴＷが第２設定値ＴＷ２より高いか判定する。ここ
で、ＴＷ１＜ＴＷ２の関係にある。

【００９６】ＴＷがＴＷ２より低いとき、すなわち、Ｔ
Ｗ１＜ＴＷ＜ＴＷ２であるときは、ステップＳ１５０に
進み、低圧側水吸熱ヒートポンプモードを設定する。こ
の低圧側水吸熱ヒートポンプモードでは、図９の暖房モ
ードにおけるの状態に弁、ドア類が制御され、電磁弁
２８ｃが開状態、電磁弁２８ｄが閉状態となる。

【００９７】このため、ガスインジェクション通路９１
が閉塞され、熱交換器２３の第２通路２３ｂが黒色矢印
Ｂのように通路９３を介してアキュムレータ２５の入口
側合流部９４に連通する。また、冷房用電磁弁２８ｂお
よび第２減圧装置２７がともに閉じることにより、室外
熱交換器２４には冷媒が流れない。

【００９８】一方、低圧側水吸熱ヒートポンプモードが
設定されると、温水回路８０では三方弁８３がバイパス
通路８５側を閉塞し、冷凍サイクル２１の熱交換器２３
側を開放するので、温水が熱交換器２３側へ流れる。

【００９９】従って、冷凍サイクル２１において、低圧
側水吸熱ヒートポンプモードによる暖房モードが次のよ
うに行われる。

【０１００】圧縮機２２から吐出された高温高圧の過熱
ガス冷媒は室内凝縮器１２にて送風機７の送風空気と熱
交換（放熱）し、ガス冷媒が凝縮する。凝縮器１２から
流出した高圧冷媒の全量が第１減圧装置２６に流入し、
図１１のモリエル線図に示す高圧ＰＨから低圧ＰＬまで
減圧される。

【０１０１】この低圧ＰＬまで減圧された二相冷媒は熱
交換器２３の第２通路２３ｂを通り、第３通路２３ｃを
通る温水と熱交換（吸熱）することで蒸発する。すなわ
ち、この作動モードでは熱交換器２３が低圧側の蒸発器
として作用する。そして、熱交換器２３の第２通路２３
ｂで蒸発したガス冷媒は通路９３からアキュムレータ２
５を介して圧縮機２２の吸入ポート２２ｂに吸入され
る。

【０１０２】ところで、低圧側水吸熱ヒートポンプモー
ドによると、図１１に示すように、蒸発温度の低い低圧
冷媒にて温水から廃熱回収を行うので、比較的温水温度
が低くても（ＴＷ＜ＴＷ２）、温水と冷媒との温度差を
とることができ、温水からの廃熱回収が可能となる。も
し、中間圧の冷媒にて比較的低温の温水から廃熱回収を
行おうとすると、中間圧の冷媒温度を温水温度より下げ
る必要があり、これに伴って、中間圧が低下し、結果と
してガスインジェクション流量Ｇｉが低下し、暖房能力
が低下してしまうが、低圧側水吸熱ヒートポンプモード
であるため、このような不具合は生じない。

【０１０３】また、低圧側水吸熱ヒートポンプモードで
あると、外気温より温度の高い温水から吸熱しているた
め、冷凍サイクルの低圧ＰＬを上記したガスインジェク
ションモードよりも高くすることができる。このため、
圧縮機２２の圧縮比を小さくでき、サイクル効率を向上
できる。更に、温水からの吸熱であるため、蒸発器とし
て作用する熱交換器２３への着霜が発生しない。従っ
て、除霜による暖房中止が発生せず、暖房運転を連続し
て長時間行うことができる。

【０１０４】次に、図８のステップＳ１４０にて、水温
ＴＷが第２設定値ＴＷ２より高い（ＴＷ＞ＴＷ２）と判
定されたときは、ステップＳ１６０に進み、中間圧側水
吸熱ヒートポンプモードを設定する。この中間圧側水吸
熱ヒートポンプモードでは、図９の暖房モードにおける
の状態に弁、ドア類が制御され、電磁弁２８ｃが閉状
態、電磁弁２８ｄが開状態となる。

【０１０５】このため、熱交換器２３の第２通路２３ｂ
が再び黒色矢印Ａのように通路９１を介して圧縮機２２
のガスインジェクションポート２２ｃに連通する。ま
た、第２減圧装置２７が制御開度にて開くので、室外熱
交換器２４が外気より吸熱する蒸発器として作用する。

【０１０６】一方、温水回路８０では、低圧側水吸熱ヒ
ートポンプモード時と同様に三方弁８３が冷凍サイクル
２１の熱交換器２３側への流路を開放するので、温水が
熱交換器２３側へ流れる。

【０１０７】従って、冷凍サイクル２１において、中間
圧側水吸熱ヒートポンプモードによる暖房モードが次の
ように行われる。

【０１０８】圧縮機２２から吐出された高温高圧の過熱
ガス冷媒は室内凝縮器１２にて送風機７の送風空気と熱
交換（放熱）し、ガス冷媒が凝縮する。凝縮器１２から
流出した高圧冷媒は分岐点９２で、熱交換器２３の第１
通路２３ａ、第２減圧装置２７を通り室外熱交換器２４
へ向かう室外側の流れと、第１減圧装置２６、熱交換器
２３の第２通路２３ｂを通りガスインジェクションポー
ト２２ｃへ向かうインジェクション側の流れとに分岐さ
れる。

【０１０９】図１２は中間圧側水吸熱ヒートポンプモー
ドのモリエル線図であり、後者の冷媒流れは第１減圧装
置２６により高圧ＰＨから中間圧ＰＭまで減圧され、そ
の後、中間圧ＰＭの二相冷媒は熱交換器２３の第２通路
２３ｂを通り、第１通路２３ａを通る高圧冷媒および第
３通路２３ｃを通る温水と熱交換（吸熱）することで蒸
発する。そして、図１の黒色矢印Ａのように通路９１を
通ってインジェクションポート２２ｃに中間圧のガス冷
媒が導入される。

【０１１０】一方、熱交換器２３の第１通路２３ａを通
る高圧冷媒は第２通路２３ｂを通る中間圧冷媒と熱交換
（放熱）し、過冷却される。この過冷却された高圧冷媒
は第２減圧装置２７により低圧ＰＬまで減圧され室外熱
交換器２４に流入し、外気から吸熱して蒸発する。室外
熱交換器２４で蒸発したガス冷媒は、暖房用電磁弁２８
ａ、アキュムレータ２５を通過して圧縮機２２の吸入ポ
ート２２ｂに吸入される。

【０１１１】このような中間圧側水吸熱ヒートポンプモ
ードによる効果は、暖房能力の向上とＣＯＰ（成績係
数）の向上との両立である。

【０１１２】すなわち、本モードでは、中間圧側で温水
から吸熱すると同時に低圧側でも外気から吸熱するの
で、暖房能力とＣＯＰは下記数式１、２のように表すこ
とができ、両方とも向上できる。

【０１１３】

【数１】暖房能力Ｑｃ＝室外熱交換器２４の吸熱量Ｑｅ
＋中間圧側吸熱量Ｑｒ＋圧縮機動力Ｌ

【０１１４】

【数２】ＣＯＰ＝暖房能力Ｑｃ／圧縮機動力Ｌ 本モードによると、前述のガスインジェクションヒート
ポンプモードに対して中間圧側吸熱量Ｑｒを加えた熱量
を室内凝縮器１２より放熱できるため、暖房能力とＣＯ
Ｐをともに向上できる。また、前述の低圧側水吸熱ヒー
トポンプモードに対しては、室外熱交換器２４からの吸
熱量Ｑｅおよびガスインジェクション量の追加による圧
縮機動力Ｌの増加分が室内凝縮器１２より放熱されるた
め、暖房能力とＣＯＰを向上できる。。

【０１１５】図１３は第１実施形態による暖房運転時に
おけるガスインジェクションヒートポンプモードと低
圧側水吸熱ヒートポンプモードと中間圧側水吸熱ヒー
トポンプモードの切替と、暖房能力ＱｃおよびＣＯＰ
との関係を示すもので、温水温度ＴＷの上昇に伴って、
上記→→と順次３つのモードを切り替えることに
より、暖房能力を向上させつつ、高いＣＯＰで効率の良
い暖房運転を実現できる。

【０１１６】次に、暖房モード以外の運転モードの作動
を簡単に説明する。温度コントロールレバー５１が図４
のＰＣ１からＰＣ２の位置にあると、図８のフローチャ
ートにおいてステップＳ１１０からステップＳ１７０に
進み、冷房モードであると判定する。そして、ステップ
Ｓ１８０にて弁、ドア等の機器を図９の冷房モードの状
態に制御する。冷房モードでは、第１、第２減圧装置２
６、２７がともに全閉状態に制御され、かつ、冷房用電
磁弁２８ｂが開弁状態に制御される。また、通路切替ド
ア１６、１７は凝縮器１２側の空気通路を全閉し、バイ
パス通路１２ａを全開する。

【０１１７】図１の白抜き矢印はこの冷房モードにおけ
る冷媒流れを示しており、圧縮機２２から吐出された高
温高圧の過熱ガス冷媒は、まず、室内に設定された凝縮
器１２に流入するが、通路切替ドア１６、１７が凝縮器
１２側の空気通路を全閉するため、凝縮器１２でガス冷
媒は送風機７により送風される空気と熱交換（放熱）し
ない。送風機７の送風空気は全量、バイパス通路１２ａ
を流れる。そのため、圧縮機２２からの吐出ガス冷媒
は、高温高圧の過熱状態のまま凝縮器１２を通過する。

【０１１８】このとき、第１、第２減圧装置２６、２７
がともに全閉され、かつ、冷房用電磁弁２８ｂが開弁し
ているので、凝縮器１２出口からの高圧ガス冷媒の全量
が冷房用電磁弁２８ｂを通過して室外熱交換器２４に流
入する。

【０１１９】この室外熱交換器２４では、室外ファンの
送風空気（外気）と高圧ガス冷媒とが熱交換（放熱）し
て冷媒が凝縮する。そして、室外熱交換器２４で凝縮し
た冷媒は、暖房用電磁弁２８ａの閉弁により第３減圧装
置２９を通過し、ここで低圧ＰＬまで減圧された後、蒸
発器１１に流入する。

【０１２０】この蒸発器１１にて冷媒が送風機７の送風
空気から吸熱して蒸発する。蒸発器１１にて吸熱され冷
却された冷風は、上記したように下流側の室内凝縮器１
２は通過せず、そのバイパス通路１２ａを冷風のまま通
過して、主にフェイス吹出口９から車室内へ吹き出して
車室内を冷房する。一方、蒸発器１１で蒸発したガス冷
媒は出口低圧通路９５からアキュムレータ２５を通過し
て圧縮機２２の吸入ポート２２ｂに吸入される。

【０１２１】なお、冷房モードでは温水回路８０におい
て、発熱機器８１→水ポンプ８２→三方弁８３→三方弁
８６→放熱器８４→発熱機器８１の経路で温水を循環
し、発熱機器８１を冷却した温水の熱を放熱器８４にて
外気中に放熱する。

【０１２２】最後に、温度コントロールレバー５１が図
３のＰＤ１からＰＤ２の位置にあると、図８のフローチ
ャートにおいてステップＳ１７０からステップＳ１９０
に進み、除湿モードであると判定する。そして、ステッ
プＳ２００にて弁、ドア等の機器を図９の除湿モードの
状態に制御する。この除湿モードでは、電磁弁２８ａ〜
２８ｄおよび第１減圧装置２６が全閉状態に制御され、
一方、第２減圧装置２７が制御開度で開放され、また、
通路切替ドア１６、１７はバイパス通路１２ａを全閉
し、凝縮器１２側の空気通路を全開する。

【０１２３】なお、除湿モードにおける温水回路８０
は、冷房モードと同様に発熱機器８１→水ポンプ８２→
三方弁８３→三方弁８６→放熱器８４→発熱機器８１の
経路で温水を循環し、発熱機器８１の熱を放熱器８４に
て外気中に放熱する。

【０１２４】図１の斜線矢印はこの除湿モードにおける
冷媒流れを示しており、圧縮機２２から吐出された高温
高圧の過熱ガス冷媒は室内に設定された凝縮器１２に流
入する。このとき、通路切替ドア１６、１７が凝縮器１
２側を開いているので、凝縮器１２内のガス冷媒が送風
機７の送風空気と熱交換（放熱）し、凝縮する。

【０１２５】そして、第１減圧装置２６と冷房用電磁弁
２８ｂが全閉しているので、凝縮器１２出口からの高圧
冷媒の全量が熱交換器２３の第１通路２３ａを通過す
る。このとき、熱交換器２３の第２通路２３ｂに冷媒が
流れないとともに、第３通路２３ｂに温水が流れないの
で、第１通路２３ａを通過する高圧冷媒は熱交換器２３
で熱交換をしない。

【０１２６】従って、高圧冷媒は室内凝縮器１２を出た
ときの状態のまま、熱交換器２３を通過して第２減圧装
置２７に流入し、この第２減圧装置２７により中間圧に
減圧され室外熱交換器２４に流入する。

【０１２７】ここで、第２減圧装置２７により作られる
中間圧は、除湿モードにおいて高い吹出温度が必要な第
１除湿モードでは、外気温度に対する冷媒の飽和圧力よ
り低く設定することにより、室外熱交換器２４を蒸発器
として作用させて吸熱側に設定できる。すなわち、第２
減圧装置２７の開度を小さくして減圧量を大きくするこ
とにより中間圧が低く設定される。

【０１２８】そして、室外熱交換器２４を流れ出た中間
圧冷媒は、暖房用電磁弁２８ａの閉弁により第３減圧装
置２９に流入し、低圧ＰＬまで減圧される。この減圧さ
れた低圧冷媒は、蒸発器１１に流入し、送風機７の送風
空気から吸熱して蒸発した後、アキュムレータ２５を通
過して圧縮機２２の吸入ポート２２ｂに吸入される。

【０１２９】除湿モードでは、室内空調ユニット１内に
設定された蒸発器１１および凝縮器１２にともに冷媒が
流れて、送風機７の送風空気はまず蒸発器１１で冷却、
除湿され、その後に凝縮器１２にて再加熱され、温風と
なる。この温風は主にデフ吹出口１０より車室内へ吹き
出され、窓ガラスの曇り止めを行うとともに、車室内を
除湿暖房する。

【０１３０】一方、除湿モードの中で、低い吹出温度が
必要な第２除湿モードでは、第２減圧装置２７により作
られる中間圧を、外気温度に対する冷媒の飽和圧力より
も高く設定することにより、室外熱交換器２４を凝縮器
として作用させて放熱側に設定できる。すなわち、第２
減圧装置２７の弁開度を大きくして減圧量を小さくする
ことにより中間圧が高く設定される。

【０１３１】このように室外熱交換器２４が凝縮器とな
り放熱側として作用するため、室内凝縮器１１での放熱
量Ｑｃが第１除湿モードの場合より減少するので、目的
とする低い吹出温度を作り出すことができる。

【０１３２】（第２実施形態）図１４は第２実施形態で
あり、第１実施形態ではガスインジェクション通路９１
にインジェクション用電磁弁２８ｄを配置していたが、
第２実施形態ではこの電磁弁２８ｄを廃止している。

【０１３３】通常、圧縮機２２のガスインジェクション
ポート２２ｃには圧縮機内から外部への冷媒の逆流防止
のための逆止弁機構２２ｄを備えている。第２実施形態
では、この逆止弁機構２２ｄに着目して、電磁弁２８ｄ
の役割を逆止弁機構２２ｄに兼務させている。

【０１３４】すなわち、ガスインジェクションヒートポ
ンプモードおよび中間圧側水吸熱ヒートポンプモード
では、逆止弁機構２２ｄにサイクルの中間圧ＰＭが作
用して逆止弁機構２２ｄが開弁するので、中間圧冷媒に
よるガスインジェクションを行う。

【０１３５】これに対し、低圧側水吸熱ヒートポンプモ
ードでは、逆止弁機構２２ｄにサイクルの低圧ＰＬが
作用するが、予め、逆止弁機構２２ｄの開弁圧＞低圧Ｐ
Ｌの関係に設定してあるので、逆止弁機構２２ｄがガス
インジェクションポート２２ｃを閉じたままに維持す
る。従って、電磁弁２８ｄを廃止することができる。

【０１３６】（第３実施形態）図１５は第３実施形態で
あり、第１実施形態では、暖房モード時に温水温度に応
じて図８、９、１３に示す３つのヒートポンプモード
、、に切り替えているが、第３実施形態では低圧
側水吸熱ヒートポンプモードを廃止して、ガスインジ
ェクションヒートポンプモードと中間圧側水吸熱ヒー
トポンプモードとの間で直接切替を行う。

【０１３７】このため、第３実施形態では低圧側水吸熱
ヒートポンプモードを実行するための電磁弁２８ｃ、
およびこれを配置した通路９３を廃止することができ
る。

【０１３８】（第４実施形態）図１６は第４実施形態で
あり、第１実施形態では図２に示すように熱交換器２３
に、凝縮器１２出口からの高圧冷媒が流れる第１通路２
３ａと、第１減圧装置１６により減圧された気液２相の
中間圧冷媒または低圧冷媒が流れる第２通路２３ｂと、
温水回路８０からの温水（冷却水）が流れる第３通路２
３ｃとを一体化している。

【０１３９】これに対し、第４実施形態では、熱交換器
２３を別体で構成された第１熱交換器（冷媒ー冷媒熱交
換器）２３１と第２熱交換器（水ー冷媒熱交換器）２３
２とに分割している。そして、第１熱交換器２３１の第
２通路２３ｂと第２熱交換器２３２の冷媒通路（第２通
路）２３ｂ’との間を配管９６により接続している。

【０１４０】（第５実施形態）図１７は第５実施形態で
あり、上記第４実施形態では第２熱交換器２３２にて温
水から吸熱した冷媒をガスインジェクション通路９１と
低圧側通路９３の両方に流すようにしているが、第５実
施形態では第２熱交換器２３２にて温水から吸熱した冷
媒を低圧側通路９３のみに流すようにしている。すなわ
ち、ガスインジェクションヒートポンプモードと低圧
側水吸熱ヒートポンプモードの切替のみを行い、中間
圧側水吸熱ヒートポンプモードは行わない。

【０１４１】発熱機器８１からの温水温度が低く、中間
圧冷媒に吸熱させることができない場合に第５実施形態
は好適である。

【０１４２】（第６実施形態）図１８は第６実施形態で
あり、上記第５実施形態による第２熱交換器２３２を室
外熱交換器２４と並列的に接続することにより、冷房モ
ード時に室外熱交換器２４を凝縮器として作用させると
きに第２熱交換器２３２も凝縮器として作用させ、冷房
モード時のサイクル効率を向上させることができる。図
１９に第６実施形態による弁、ドア類の作動状態を示
す。

【０１４３】第６実施形態では、冷房モード時に温水回
路８０において温水を三方弁８３により放熱器８４側と
第２熱交換器２３２の温水通路（第３通路）２３ｃ側の
両方に流して、温水を放熱器８４で冷却するとともに、
この冷却された温水により第２熱交換器２３２の冷媒通
路２３ｂ’内の高圧冷媒を冷却して凝縮させる。

【０１４４】（第７実施形態）図２０は第７実施形態で
あり、第６実施形態における第１熱交換器（冷媒ー冷媒
熱交換器）２３１等を廃止して、ガスインジェクション
機能を廃止している。従って、第７実施形態では暖房モ
ード時に電磁弁２８ｄを閉弁し、電磁弁２８ｃを開弁す
ることにより、低圧側水吸熱モードのみ実施する。

【０１４５】（第８実施形態）図２１は第８実施形態で
あり、第６実施形態における第２熱交換器（水ー冷媒熱
交換器）２３２を室外熱交換器２４に下流側に直列に配
置したものであり、第６実施形態と同様に冷房モード時
に第２熱交換器２３２も凝縮器として作用させてサイク
ル効率を向上できる。

【０１４６】（第９実施形態）図２２は第９実施形態で
あり、第１実施形態に対して温水回路８０を変更して、
熱交換器２３の第３通路（温水通路）２３ｃを循環する
空調側温水温度を調整できるようにしたものである。

【０１４７】すなわち、温水回路８０に、断熱構造を持
った保温タンク８７と三方弁タイプの流量制御弁８８と
電動水ポンプ８９と水温センサ４１ｋを追加している。
水温センサ４１ｋは空調側温水温度を検出するために熱
交換器２３の温水入口部配置されている。

【０１４８】流量制御弁８８は水温センサ４１ｋの検出
温度に基づいてバイパス回路１００側への温水流れと水
ポンプ８９側への温水流れの比率を連続的に調整可能な
ものである。水ポンプ８９はバイパス回路１０１と熱交
換器２３の第３通路２３ｃを含む空調側温水回路１０２
で温水を循環する。

【０１４９】発熱機器８１を通過した高温の温水が空調
側温水回路１０２に流入する比率を水温センサ４１ｋの
検出温度に基づいて流量制御弁８８により調整すること
により、この空調側温水回路１０２の温水温度を調整で
きる。

【０１５０】（第１０実施形態）図２３は第１０実施形
態であり、上記第９実施形態に対して温水回路８０を互
いに独立した２つの回路、すなわち、発熱機器側温水回
路１０３と空調側温水回路１０２とにより構成してい
る。

【０１５１】そして、この両温水回路１０２、１０３相
互の間に第１、第２温水通路１０４ａ、１０４ｂを持つ
熱交換器１０４を設け、両温水回路１０２、１０３相互
の間で温水の熱交換を行うようになっている。空調側温
水回路１０２に設けた電動水ポンプ８９の回転数は水温
センサ４１ｋの検出温度に基づいて調整するようになっ
ている。

【０１５２】第１０実施形態によると、例えば、発熱機
器８１の廃熱量が増加して発熱機器側温水回路１０３の
温水温度が上昇するときには、空調側温水回路１０２の
電動水ポンプ８９の回転数を増加させて、空調側温水回
路１０２の温水流量を増加することにより、空調側温水
回路１０２の温水温度を一定に保つことができる。

【０１５３】（第１１実施形態）図２４は第１１実施形
態であり、第１減圧装置２６により中間圧ＰＭに減圧さ
れた中間圧冷媒を気液分離器２００により気液分離し、
そして、この気液分離器２００内の中間圧ガス冷媒を第
１ガスインジェクション通路９１を介して圧縮機２２の
ガスインジェクションポート２２ｃに導入する。

【０１５４】従って、第１１実施形態によると、ガスイ
ンジェクション機能を得るための冷媒−冷媒熱交換器２
３１（図１７等）が不要となる。

【０１５５】なお、第１〜１０実施形態ではすべて圧縮
機２２の吐出ガス冷媒を暖房、冷房、除湿の全モードに
おいて常に室内凝縮器１２側に流入させる冷媒通路構成
としているが、第１１実施形態では圧縮機２２の吐出ポ
ート２２ａと室内凝縮器１２および室外熱交換器２４と
の間に、制御装置４０の出力により切り替えられる四方
弁２０１を設置している。

【０１５６】暖房および除湿モードでは図２４の黒色矢
印および斜線矢印に示すように四方弁２０１を通して室
内凝縮器１２側へ圧縮機２２の吐出冷媒を流し、これに
対して、冷房モードでは図２４の白抜き矢印に示すよう
に四方弁２０１を通しては圧縮機２２の吐出冷媒が直接
室外熱交換器２４に向かって流れる。従って、冷房モー
ド時に圧縮機２２の吐出ガス冷媒が室内凝縮器１２に流
入することはない。

【０１５７】また、第１１実施形態では圧縮機２２の吸
入冷媒の過熱度を調整する温度式膨張弁を第２減圧装置
２７として用いており、この１つの第２減圧装置２７が
第１〜１０実施形態の第２、第３減圧装置２７、２９の
役割を兼ねるサイクル構成になっている。

【０１５８】また、第１１実施形態では、図２１と同様
に廃熱回収のために低圧側の水−冷媒熱交換器２３２を
室外熱交換器２４の下流側に配置している。一方、気液
分離器２００の底部側の液冷媒域と圧縮機２２のガスイ
ンジェクションポート２２ｃとを連通する第２ガスイン
ジェクション通路２０３を第１ガスインジェクション通
路９１と並列に設けている。

【０１５９】そして、この第２ガスインジェクション通
路２０３に廃熱回収のための中間圧側の水−冷媒熱交換
器２３３を配置している。この水−冷媒熱交換器２３３
には気液分離器２００の底部から液冷媒が流入する冷媒
通路２３ｂと、温水回路８０からの温水が流入する温水
通路２３ｃが備えられている。温水回路８０からの温水
は最初に中間圧側の水−冷媒熱交換器２３３の温水通路
２３ｃを通過し、その後に低圧側の水−冷媒熱交換器２
３２の温水通路２３ｃを通過して発熱機器８１側へ戻
る。

【０１６０】なお、図２４において、２０２ａ、２０２
ｂ、２０２ｃ、２０２ｄは逆止弁である。電磁弁２８ａ
は暖房モード時に開弁し、電磁弁２８ｂは冷房モード、
除湿モード時に開弁し、電磁弁２８ｅは冷房モードおよ
び暖房モードの低圧側水吸熱ヒートポンプモード時に開
弁し、電磁弁２８ｆは暖房モードの中間圧側水吸熱ヒー
トポンプモード時に開弁する。

【０１６１】第１１実施形態は第１実施形態等と同様
に、暖房モードにおいて、温水回路８０の温水温度ＴＷ
の上昇につれて図１３のごとくガスインジェクションモ
ード→低圧側水吸熱ヒートポンプモード→中間圧側水吸
熱ヒートポンプモードと順次切り替えるようになってい
る。

【０１６２】図２５は第１１実施形態の中間圧側水吸熱
ヒートポンプモード時におけるモリエル線図で、電磁弁
２８ａ、２８ｆが開弁し、電磁弁２８ｂ、２８ｅが閉弁
するので、第１減圧装置２６により中間圧ＰＭに減圧さ
れた中間圧冷媒を気液分離器２００により気液分離し、
そして、この気液分離器２００内の中間圧ガス冷媒を第
１ガスインジェクション通路９１を介して圧縮機２２の
ガスインジェクションポート２２ｃに導入する。

【０１６３】これと同時に、気液分離器２００内の中間
圧液冷媒を第２ガスインジェクション通路２０３に設け
た水−冷媒熱交換器２３３の冷媒通路２３ｂにて温水か
ら吸熱させてガス化してガスインジェクションポート２
２ｃに導入する。また、気液分離器２００内の中間圧液
冷媒は第２減圧装置２７により低圧ＰＬに減圧され、こ
の低圧冷媒は室外熱交換器（蒸発器）２４で外気から吸
熱して蒸発する。次に、低圧冷媒は水−冷媒熱交換器２
３２の冷媒通路２３ｂ’、電磁弁２８ａを通過して圧縮
機２２の吸入ポート２２ｂに吸入される。

【０１６４】図２６は低圧側水吸熱ヒートポンプモード
時におけるモリエル線図で、電磁弁２８ａ、２８ｅが開
弁し、電磁弁２８ｂ、２８ｆが閉弁するので、気液分離
器２００が室内凝縮器１２出口からの高圧冷媒の気液を
分離する。そして、気液分離器２００内の高圧液冷媒が
第２減圧装置２７により低圧ＰＬに減圧され、低圧冷媒
は室外熱交換器（蒸発器）２４で外気から吸熱して蒸発
する。

【０１６５】次に、低圧冷媒は水−冷媒熱交換器２３２
の冷媒通路２３ｂ’にて温水から吸熱した後、電磁弁２
８ａを通過して圧縮機２２の吸入ポート２２ｂに吸入さ
れる。

【０１６６】なお、ガスインジェクションモードでは、
電磁弁２８ａが開弁し、電磁弁２８ｂ、２８ｅ、２８ｆ
が閉弁するので、中間圧液冷媒が第２ガスインジェクシ
ョン通路２０３に流れない。また、温水回路８０の三方
弁８３により中間圧側水−冷媒熱交換器２３３および低
圧側水−冷媒熱交換器２３２への温水の流れを阻止す
る。

【０１６７】従って、ガスインジェクションモード時の
モリエル線図（図示せず）は、図２５から中間圧側水−
冷媒熱交換器２３３での吸熱を除去したものとなる。

【０１６８】なお、上記した第１１実施形態において、
低圧側水−冷媒熱交換器２３２の温水通路２３ｃの入口
部を発熱機器８１の温水吸入側に直接接続するバイパス
通路を設けるとともに、この温水通路２３ｃの温水入口
部に電磁式の三方弁を追加し、中間圧側水吸熱ヒートポ
ンプモード時には三方弁により温水通路２３ｃの温水入
口部を閉塞して上記バイパス通路を開放することによ
り、中間圧側水−冷媒熱交換器２３３の温水通路２３ｃ
を通過した温水を上記バイパス通路を通して発熱機器８
１に直接戻すことができる。低圧側水吸熱ヒートポンプ
モード時には三方弁により温水通路２３ｃの温水入口部
を開放して上記バイパス通路を閉塞すれば、前述と同じ
作動を行うことができる。

【０１６９】（第１２実施形態）第１２実施形態は、暖
房モード時に室外熱交換器（蒸発器）２４の除霜を行い
ながら車室内の暖房を持続できるようにしたもので、そ
のサイクル構成は図１と同じである。

【０１７０】図２７の（Ｂ）（Ｃ）は第１２実施形態に
よる室外熱交換器２４の除霜サイクルを示し、図２７
（Ａ）は参考のために中間圧側水吸熱ヒートポンプモー
ド時におけるモリエル線図（図１２と同じ）を示す。

【０１７１】低外気温、高湿度の条件で暖房運転を行う
と、室外熱交換器２４に着霜が生じて外気からの吸熱量
が減少して暖房性能を低下させる場合がある。従って、
室外熱交換器２４に着霜が生じたら、これを検出して室
外熱交換器２４の除霜を行う必要がある。

【０１７２】室外熱交換器２４の着霜は種々な方法で判
定することができ、例えば、室外熱交換器２４の出口冷
媒温度センサ４１ｈの検出温度Ｔｈｏが設定温度以下に
低下したことを判定して、室外熱交換器２４の着霜を判
定しても良い。また、外気温と検出温度Ｔｈｏとの差が
設定値以上になったことを判定して、室外熱交換器２４
の着霜を判定しても良い。

【０１７３】このようにして室外熱交換器２４の着霜が
判定されると、図２７（Ｂ）または（Ｃ）の除霜サイク
ルに切り替えて室外熱交換器２４の除霜を行う。図２７
（Ｂ）の除霜サイクルは、温水回路８０からの温水の温
度ＴＷが比較的高いとき（例えば、２０〜３０℃以上の
とき）、すなわち、中間圧側水吸熱ヒートポンプモード
であるときに実施するもので、電磁弁２８ｂを開弁して
室外熱交換器２４をサイクル高圧側に位置させる。これ
により、室内凝縮器１２出口側からの高温、高圧冷媒を
室外熱交換器２４に流入させて室外熱交換器２４の除霜
を行う。

【０１７４】このとき、電磁弁２８ａを閉弁することに
より室内蒸発器１１に冷媒が流れて室内への送風空気か
ら吸熱するとともに、熱交換器２３にて中間圧冷媒が温
水回路８０の温水から吸熱する。そのため、室内凝縮器
１２では下記数式３による暖房能力Ｑｃで車室内の暖房
を持続できる。

【０１７５】

【数３】暖房能力Ｑｃ＝室内蒸発器１１の吸熱量Ｑｅｉ
＋中間圧側吸熱量Ｑｒ’＋圧縮機動力Ｌ−室外熱交換器
２４の放熱量Ｑｃｏ 次に、図２７（Ｃ）の除霜サイクルは、温水回路８０か
らの温水温度が比較的低いとき（例えば、２０〜３０℃
以下のとき）、すなわち、ガスインジェクションヒート
ポンプモードであるときに実施するもので、電磁弁２８
ｂを開弁して室外熱交換器２４に室内凝縮器１２出口側
からの高温、高圧冷媒を流入させて室外熱交換器２４の
除霜を行う。

【０１７６】このとき、室内蒸発器１１に冷媒が流れて
室内への送風空気から吸熱するとともに、電磁弁２８ｃ
を開弁して熱交換器２３の第２冷媒通路２３ｂをサイク
ルの低圧側に切り替える。これにより、低圧冷媒が温水
回路８０の温水から吸熱する。そのため、室内凝縮器１
２では下記数式４による暖房能力Ｑｃで車室内の暖房を
持続できる。

【０１７７】

【数４】暖房能力Ｑｃ＝室内蒸発器１１の吸熱量Ｑｅｉ
＋低圧側吸熱量Ｑｒ’＋圧縮機動力Ｌ−室外熱交換器２
４の放熱量Ｑｃｏ 図２７（Ｂ）（Ｃ）の除霜サイクルにおいて、室内蒸発
器１１の温度が低下しすぎて室内蒸発器１１が着霜する
ときは、蒸発器吹出温度センサ４１ｄの検出温度の低下
に基づいて電磁弁２８ａを断続的に開弁して室内蒸発器
１１への冷媒流れを断続することにより、室内蒸発器１
１の着霜を防止できる。

【０１７８】（第１３実施形態）図２８は第１３実施形
態であり、第１実施形態の図１の温水回路８０に、断熱
構造を持った保温タンク８７（図２２と同じもの）を追
加している。

【０１７９】これにより、図２７（Ｂ）または（Ｃ）の
除霜サイクルを実施するときに、発熱機器８１の熱を除
霜作動に備えて予め保温タンク８７内に蓄熱しておくこ
とができる。その結果、除霜モード時に車室内の暖房能
力を落とさずに室外熱交換器２４の除霜を行うことがで
きる。

【０１８０】（第１４実施形態）図２９は第１４施形態
であり、上記第１３実施形態の保温タンク８７の代わり
に電気ヒータ８７ａを追加している。

【０１８１】これにより、図２７（Ｂ）または（Ｃ）の
除霜サイクルを実施するときに、電気ヒータ８７ａに通
電して温水を加熱することにより、除霜モード時の温水
熱量を増加できる。その結果、除霜モード時に車室内の
暖房能力を落とさずに室外熱交換器２４の除霜を行うこ
とができる。また、熱交換器２３の温水入口部に設けた
水温センサ４１ｋの検出温度に基づいて電気ヒータ８７
ａへの通電を制御することにより、熱交換器２３への流
入温水温度を調整できる。

【０１８２】（第１５実施形態）図３０は第１５実施形
態であり、第１３実施形態において、更に室内蒸発器１
１の空気流れ上流部に電気ヒータ８７ｂを追加設置した
ものである。この電気ヒータ８７ｂは室内蒸発器１１の
内部に一体的に内蔵させても良い。

【０１８３】これにより、図２７（Ｂ）または（Ｃ）の
除霜サイクルを実施するときに、電気ヒータ８７ｂに通
電して室内蒸発器１１の温度（冷媒蒸発温度）を上昇さ
せることができる。その結果、除霜モード時に車室内の
暖房能力を落とさずに室外熱交換器２４の除霜を行うこ
とができる。

【０１８４】なお、第１４、第１５実施形態における電
気ヒータ８７ａ、８７ｂとして、所定温度（キューリ
点）にて電気抵抗値が急増する正の温度抵抗特性を持つ
ＰＴＣヒータを用いれば、ヒータ自身にて自己温度制御
機能を発揮できる。

【０１８５】また、図３０では温水回路８０に保温タン
ク８７を追加設置することと、室内蒸発器１１の空気流
れ上流部に電気ヒータ８７ｂを追加設置することとを組
み合わせているが、室内蒸発器１１部への電気ヒータ８
７ｂの追加設置のみを行っても良い。

【０１８６】（第１６実施形態）図３１は第１６実施形
態であり、上記第１２〜第１５実施形態と同様に、暖房
モード時に室外熱交換器（蒸発器）２４の除霜を行いな
がら車室内の暖房を持続できるようにしたものである
が、除霜モードのために、冷凍サイクル構成を一部変更
している。

【０１８７】すなわち、図１のサイクル構成に対して、
圧縮機２２の吐出側（室内凝縮器１２の入口側）を室外
熱交換器２４の入口側に直接連通させるバイパス通路３
０１を設け、このバイパス通路３０１に除霜用の第４減
圧装置３０２を設けている。この第４減圧装置３０２は
厳格な開度制御が不要であるので、第４減圧装置３０２
として電磁弁を用い、電磁弁の弁口による固定絞りで構
成することができる。しかし、電気膨張弁により第４減
圧装置３０を構成してもよい。

【０１８８】暖房モードの中間圧側水吸熱ヒートポンプ
モード時に室外熱交換器２４の着霜を検出すると、第４
減圧装置３０２を開弁する。すると、圧縮機２２の吐出
冷媒は室内凝縮器１２への流れとバイパス通路３０１へ
の流れに分岐される。

【０１８９】従って、図３２のモリエル線図に示すよう
に、室内凝縮器１２での放熱による車室内の暖房作用を
行うと同時に、室外熱交換器２４の除霜を行うことがで
きる。図３３は中間圧側水吸熱ヒートポンプによる暖房
モード時に室外熱交換器２４の除霜モードを実施する場
合の弁、ドア類の作動状態を示す。

【０１９０】なお、上記第１２〜第１６実施形態におい
て、発熱機器８１が燃料電池であるときは、室外熱交換
器２４の除霜モード時に燃料電池の出力が上昇するよう
に燃料電池又はその燃料改質器の制御を行って、除霜モ
ード時の温水熱量（温度）を上げることにより、車室内
暖房能力を落とさずに室外熱交換器２４の除霜を行うこ
とができる。

【０１９１】（第１７実施形態）電気自動車等における
発熱機器８１ではその作動条件によって廃熱量が小さか
ったり、あるいは廃熱量の変動幅が大きい場合がある。

【０１９２】そこで、第１７実施形態においては、温水
（廃熱回収流体）の温度だけでなく、発熱機器８１での
廃熱量の大小をも考慮して、冷凍サイクル側の廃熱回収
のための吸熱モードを適切に選択するようにしたもので
ある。

【０１９３】第１７実施形態の全体システム構成は第１
実施形態の図１と同じであるので、説明を省略する。図
３４は第１７実施形態によるヒートポンプモード切替の
考え方を示すもので、縦軸は発熱機器８１での廃熱量
（吸熱可能な熱量）であり、横軸は廃熱回収流体として
の温水の温度ＴＷである。この温水温度ＴＷは、図１の
水温センサ４１ｉにより検出される、発熱機器８１側の
温水温度である。図３４の例では、温水温度ＴＷの判定
値として第１設定値ＴＷ１とこれより高い第２設定値Ｔ
Ｗ２とを設定している。

【０１９４】第１設定値ＴＷ１は低圧側水吸熱ヒートポ
ンプモードとガスインジェクションヒートポンプモード
との切替を決定する温度であって、温水温度ＴＷが第１
設定値ＴＷ１より低下すると、低圧側吸熱量の減少によ
り圧縮機吸入圧が低下して圧縮比が大きくなり、その結
果、圧縮機吐出冷媒温度が圧縮機使用限界温度を上回る
ようになる。すると、圧縮機２２を最高回転数（最高能
力）で使用できず、暖房能力の低下を生じる。

【０１９５】そこで、本例では、第１設定値ＴＷ１とし
て、圧縮機吸入圧の低下により圧縮機吐出冷媒温度が圧
縮機使用限界温度を上回ってしまうような低温側の温度
を設定している。そして、温水温度ＴＷが第１設定値Ｔ
Ｗ１より低下すると、低圧側水吸熱ヒートポンプモード
を停止してガスインジェクションヒートポンプモードに
切り替えるようにしてある。

【０１９６】また、第２設定値ＴＷ２は中間圧側水吸熱
ヒートポンプモードとガスインジェクションヒートポン
プモードとの切替を決定する温度であって、第１設定値
ＴＷ１より所定量高い温度である。中間圧冷媒の圧力に
より決まる所定の飽和温度と温水温度との間にある程度
の温度差がないと、中間圧冷媒と温水との間で熱交換
（廃熱回収）ができない。

【０１９７】そこで、本例では、第２設定値ＴＷ２とし
て、中間圧冷媒の圧力により決まる所定の飽和温度より
ある程度高い温度を設定している。温水温度ＴＷが第２
設定値ＴＷ２より低下すると、中間圧側水吸熱ヒートポ
ンプモードを停止してガスインジェクションヒートポン
プモードに切り替えるようにしてある。

【０１９８】また、図３４において、廃熱量ＱＷの判定
値として、第１設定値ＱＷ１とこれより大きい第２設定
値ＱＷ２とを設定している。ここで、この両設定値ＱＷ
１，ＱＷ２の設定理由を説明すると、第２設定値ＱＷ２
は低圧側水吸熱ヒートポンプモードの作動しきい値とな
るもので、低圧側水吸熱ヒートポンプモードでは温水温
度ＴＷが寒冷時の外気温よりはるかに高い温度であるの
で、通常の低圧側大気吸熱ヒートポンプモードに比較し
て冷媒蒸発圧力（圧縮機吸入圧力）が上昇する。

【０１９９】これにより、冷媒循環流量が増加して温水
からの吸熱量が増大するので、この吸熱量増大に見合う
廃熱量がないと、温水温度ＴＷが過度に低下して発熱機
器８１の作動特性を悪化させる等の不具合が生じる。そ
こで、本例では、廃熱量ＱＷの第２設定値ＱＷ２を低圧
側水吸熱ヒートポンプモードを実行しても温水温度ＴＷ
が過度に低下しないレベルに設定する。

【０２００】一方、第１設定値ＱＷ１は中間圧側水吸熱
ヒートポンプモードの作動しきい値となるもので、中間
圧側水吸熱ヒートポンプモードでは中間圧冷媒の温度が
低圧冷媒の温度より高くなり、温水との温度差が小さく
なるとともに、冷媒流量が低圧側水吸熱ヒートポンプモ
ード時より減少するため、温水からの吸熱量が低圧側水
吸熱ヒートポンプモードより減少する。

【０２０１】そこで、本例では、廃熱量ＱＷの第１設定
値ＱＷ１は、第２設定値ＱＷ２より所定量小さいレベル
（すなわち、吸熱量の減少分だけ第２設定値ＱＷ２より
小さい値）に設定する。

【０２０２】図３５は図８に対応する、第１７実施形態
の冷凍サイクル制御フローチャートで、上記温水温度Ｔ
Ｗの第１設定値ＴＷ１および第２設定値ＴＷ２と、上記
廃熱量ＱＷの第１設定値ＱＷ１および第２設定値ＱＷ２
を用いて冷凍サイクル制御を行うものである。

【０２０３】図３５において、図８と同一処理のステッ
プには同一符号を付して説明を省略する。水温センサ４
１ｉにより検出される温水温度ＴＷが第１設定値ＴＷ１
より低いときは、ステップＳ１２０からステップＳ１３
０に進み、ガスインジェクションヒートポンプモードを
設定する。

【０２０４】一方、温水温度ＴＷが第１設定値ＴＷ１よ
り高いときは、ステップＳ１２０からステップＳ１４０
に進み、温水温度ＴＷが第２設定値ＴＷ２より高いか判
定する。温水温度ＴＷが第２設定値ＴＷ２より低いとき
は、次に、ステップＳ２１０で発熱機器８１の廃熱量Ｑ
Ｗが第２設定値ＱＷ２より大きいか判定する。なお、図
３４の例では廃熱量ＱＷの第１設定値ＱＷ１および第２
設定値ＱＷ２を温水温度ＴＷの変化にかかわらず、一定
の値としている。

【０２０５】ここで、発熱機器８１の廃熱量ＱＷは具体
的には温水温度ＴＷの時間に対する変化率（℃／ｓｅ
ｃ）に基づいて推定することができる。例えば、発熱機
器８１の起動後、温水温度ＴＷの変化率（上昇率）が大
きいときは廃熱量ＱＷが大きいと推定し、温水温度ＴＷ
の変化率（上昇率）が小さいときは廃熱量ＱＷが小さい
と推定できる。そして、発熱機器８１の起動後時間が経
過して、温水温度ＴＷが所定温度（例えば、第２設定値
ＴＷ２と同等若しくは第２設定値ＴＷ２＋αの温度）以
上の高温域まで上昇した後は廃熱量ＱＷが第２設定値Ｑ
Ｗ２以上に到達したと推定する。

【０２０６】上記のようにして推定された廃熱量ＱＷが
第２設定値ＱＷ２より大きいときはステップＳ１５０に
進み、低圧側水吸熱ヒートポンプモードを設定する。こ
れに反し、廃熱量ＱＷが第２設定値ＱＷ２より小さいと
きはステップＳ１３０に進み、ガスインジェクションヒ
ートポンプモードを設定する。

【０２０７】一方、ステップＳ１４０で温水温度ＴＷが
第２設定値ＴＷ２より高いと判定されると、次のステッ
プＳ２２０で廃熱量ＱＷが第１設定値ＱＷ１より大きい
か判定する。廃熱量ＱＷが第１設定値ＱＷ１より小さい
ときはステップＳ１３０に進み、ガスインジェクション
ヒートポンプモードを設定する。

【０２０８】これに反し、廃熱量ＱＷが第１設定値ＱＷ
１より大きいときは次のステップＳ２１０で廃熱量ＱＷ
が第２設定値ＱＷ２より小さいか判定する。廃熱量ＱＷ
が第２設定値ＱＷ２より小さいときはステップＳ１６０
に進み、中間圧側水吸熱ヒートポンプモードを設定す
る。また、廃熱量ＱＷが第２設定値ＱＷ２より大きいと
きはステップＳ１５０に進み、低圧側水吸熱ヒートポン
プモードを設定する。

【０２０９】図３６は第１７実施形態によるヒートポン
プモード切替の作動特性を示すもので、図３６（ａ）、
（ｂ）は圧縮機回転数一定の条件下における暖房能力
（室内凝縮器１２の放熱量）Ｑｃと温水からの吸熱量Ｑ
Ｗ’を示し、図３６（ｃ）、（ｄ）は暖房能力一定の条
件下におけるＣＯＰ（成績係数）と温水からの吸熱量Ｑ
Ｗ’を示す。

【０２１０】図３６から理解されるように、第１７実施
形態によると、温水温度ＴＷの低温側でガスインジェク
ションヒートポンプモードを設定し、温水温度ＴＷが所
定温度（第１、第２設定値ＴＷ１、ＴＷ２）より高い領
域で低圧側水吸熱ヒートポンプモードまたは中間圧側水
吸熱ヒートポンプモードを設定することにより、暖房能
力の不足が生じる寒冷地での使用に際しても、暖房能力
ＱｃおよびＣＯＰ（成績係数）をともに向上できる。

【０２１１】しかも、第１７実施形態では、温水からの
吸熱量ＱＷ’が中間圧側水吸熱ヒートポンプモードより
低圧側水吸熱ヒートポンプモードの方で大きくなるとい
う点に着目して、廃熱量ＱＷの判定値として第１、第２
設定値ＱＷ１、ＱＷ２（ＱＷ１＜ＱＷ２）を設定し、Ｑ
Ｗ＞ＱＷ２のとき低圧側水吸熱ヒートポンプモードを設
定し、ＱＷ２＞ＱＷ＞ＱＷ１のときは中間圧側水吸熱ヒ
ートポンプモードを設定している。

【０２１２】このため、廃熱量ＱＷの大きいときに、吸
熱量ＱＷ’の大きい低圧側水吸熱ヒートポンプモードを
実行し、廃熱量ＱＷの小さいときに吸熱量ＱＷ’の小さ
い中間圧側水吸熱ヒートポンプモードを実行することに
なり、廃熱量ＱＷと吸熱量ＱＷ’とが適合した廃熱回収
吸熱モードを選択することができる。そのため、廃熱回
収吸熱モードの実行により発熱機器８１の温度が過度に
低下して発熱機器８１の作動効率が悪化するといった不
具合を回避できる。

【０２１３】（第１８実施形態）第１８実施形態も上記
第１７実施形態と同様に、温水（廃熱回収流体）の温度
と発熱機器８１での廃熱量の両方を考慮して、冷凍サイ
クル側の廃熱回収吸熱モードを適切に選択するようにし
たものである。

【０２１４】図３７は第１８実施形態による制御フロー
チャートであり、図３８は発熱機器８１の起動後の経過
時間と発熱機器８１側の温水温度ＴＷとの関係を示すも
のである。図３８において、ＴＷ１’、ＴＷ２’は、温
水温度ＴＷを判定する第１設定値、第２設定値であり、
第１７実施形態における第１設定値ＴＷ１、第２設定値
ＴＷ２より若干量高めの温度としている。

【０２１５】図３７において、ステップＳ１１０で暖房
モードが判定されると、次のステップＳ１２０で温水温
度ＴＷが第１設定値ＴＷ１’より高いか判定される。温
水温度ＴＷが第１設定値ＴＷ１’より高いときは次のス
テップＳ１５０で低圧側水吸熱ヒートポンプモードを設
定する。

【０２１６】次に、ステップＳ２４０で発熱機器８１の
廃熱量ＱＷが低圧側水吸熱ヒートポンプモードに適合し
たレベルにあるか判定する。この判定は、具体的には、
発熱機器８１側の温水温度ＴＷの時間に対する変化率
（℃／ｓｅｃ）に基づいて行うことができる。すなわ
ち、低圧側水吸熱ヒートポンプモードを実行すると、熱
交換器２３での廃熱回収によって温水温度ＴＷが低下し
ようとするので、温水温度ＴＷの変化率（温度低下率）
ΔＴＷを算出して、この変化率ΔＴＷが第１設定値ΔＴ
Ｗ１より小さいか判定する。

【０２１７】ここで、第１設定値ΔＴＷ１は、温水温度
ＴＷが第１設定値ＴＷ１’より高い領域において許容さ
れる所定の温度変化率である。そして、実際の温度変化
率ΔＴＷがこの第１設定値ΔＴＷ１より小さいときは発
熱機器８１の廃熱量ＱＷが低圧側水吸熱ヒートポンプモ
ードに適合したレベルにあると判定して、低圧側水吸熱
ヒートポンプモードの実行を継続する。

【０２１８】これに反し、実際の温度変化率ΔＴＷがこ
の第１設定値ΔＴＷ１より大きいときは、発熱機器８１
の廃熱量ＱＷが低圧側水吸熱ヒートポンプモードの吸熱
量に対して不足するときであるため、ステップＳ２４０
からステップＳ１４０に進み、温水温度ＴＷが第２設定
値ＴＷ２’より高いか判定する。温水温度ＴＷが第２設
定値ＴＷ２’より高いときは次のステップＳ１６０で中
間圧側水吸熱ヒートポンプモードを設定する。

【０２１９】次に、ステップＳ２５０で発熱機器８１の
廃熱量ＱＷが中間圧側水吸熱ヒートポンプモードに適合
したレベルにあるか判定する。この判定も、具体的に
は、発熱機器８１側の温水温度ＴＷの変化率（温度低下
率）ΔＴＷを算出して、この温度変化率ΔＴＷが第２設
定値ΔＴＷ２より小さいか判定する。

【０２２０】ここで、第２設定値ΔＴＷ２は、温水温度
ＴＷが第２設定値ＴＷ２’より高い領域において許容さ
れる所定の温度変化率である。そして、実際の温度変化
率ΔＴＷがこの第２設定値ΔＴＷ２より小さいときは発
熱機器８１の廃熱量ＱＷが中間圧側水吸熱ヒートポンプ
モードに適合したレベルにあると判定して、中間圧側水
吸熱ヒートポンプモードの実行を継続する。

【０２２１】これに反し、実際の温度変化率ΔＴＷがこ
の第１設定値ΔＴＷ１より大きいときは、発熱機器８１
の廃熱量ＱＷが低圧側水吸熱ヒートポンプモードの吸熱
量に対して不足するときであるため、ステップＳ１３０
に進みガスインジェクションヒートポンプモードを設定
する。

【０２２２】なお、ステップＳ１２０で温水温度ＴＷが
第１設定値ＴＷ１’より低いと判定されたとき、および
ステップＳ１４０で温水温度ＴＷが第２設定値ＴＷ２’
より低いと判定されたときは、いずれもステップＳ１３
０に進みガスインジェクションヒートポンプモードを設
定する。

【０２２３】以上のように、第１８実施形態において
は、ステップＳ１５０での低圧側水吸熱ヒートポンプモ
ードの設定、また、ステップＳ１６０での中間圧側水吸
熱ヒートポンプモードの設定後における温水温度変化率
ΔＴＷを算出し、この温度変化率ΔＴＷから廃熱量ＱＷ
が各モードに適合したレベルにあるかどうかを判定し
て、各モードの切替を行うことにより、第１７実施形態
と同様の作用効果を発揮できる。

【０２２４】（第１９実施形態）図３９は第１９実施形
態によるガスインジェクションヒートポンプモードと低
圧側水吸熱ヒートポンプモードと中間圧側水吸熱ヒート
ポンプモードとの切替の考え方を示す図である。第１９
実施形態では、ヒートポンプ起動前における発熱機器８
１側の温水温度ＴＷだけに基づいて廃熱量ＱＷを推定す
るものである。

【０２２５】具体的には、ヒートポンプ起動前の温水温
度ＴＷが第１設定値ＴＷ３より低いときは廃熱量ＱＷが
第１設定値ＱＷ１以下であると推定して、ガスインジェ
クションヒートポンプモードを設定し、ヒートポンプ起
動前の温水温度ＴＷが第１設定値ＴＷ３と第２設定値Ｔ
Ｗ４との間にあるときは廃熱量ＱＷが第１設定値ＱＷ１
と第２設定値ＱＷ２との間にあると推定して、中間圧側
水吸熱ヒートポンプモードを設定し、ヒートポンプ起動
前の温水温度ＴＷが第２設定値ＴＷ４より高いときは廃
熱量ＱＷが第２設定値ＱＷ２以上であると推定して、低
圧側水吸熱ヒートポンプモードを設定する。

【０２２６】このように、ヒートポンプ起動前の温水温
度ＴＷから廃熱量ＱＷを推定してヒートポンプモードを
切り替えることにより、廃熱量ＱＷの大小に適合したモ
ードを選択でき、これにより、吸熱量過大→温水温度Ｔ
Ｗの過度な低下といった不具合を未然に回避できる。

【０２２７】なお、上記第１７〜第１９実施形態におい
ては図１に示すように冷媒−冷媒熱交換部を含む熱交換
器２３により中間圧冷媒をガス化して圧縮機２２へガス
インジェクションする形式の冷凍サイクルについて説明
したが、図２４に示す第１１実施形態のように中間圧冷
媒の気液分離器２００を設置し、この気液分離器２００
で分離された中間圧ガス冷媒を圧縮機２２へガスインジ
ェクションする形式の冷凍サイクルにおいても上記第１
７〜第１９実施形態を適用できる。

【０２２８】（第２０実施形態）第２０実施形態は、第
４実施形態（図１６）の第１熱交換器（冷媒−冷媒熱交
換器）２３１のように２種類の流体間の熱交換を行う熱
交換器構造に関するものであって、特に、熱交換器の小
型化、その接続配管の簡素化を目的としている。

【０２２９】図４０〜図４４は第２０実施形態の具体的
熱交換器構造を例示するものであり、冷媒−冷媒熱交換
器２３１は中央部の第１偏平チューブ９０の両側に第２
偏平チューブ９１を接合した構造を有する。ここで、第
１偏平チューブ９０は、凝縮器１２出口からの高圧冷媒
が流れる第１通路２３ａを形成し、また、第２偏平チュ
ーブ９１は、第１減圧装置２６により減圧された中間圧
冷媒が流れる第２通路２３ｂを形成する。

【０２３０】第２偏平チューブ９１には高圧冷媒に比し
て比容積の大きい中間圧冷媒が流れるため、１本の第１
偏平チューブ９０に対して２本の第２偏平チューブ９１
を組み合わせて中間圧冷媒流路の断面積を拡大し、これ
により、中間圧冷媒流路の圧損を低減するようにしてい
る。なお、第１、第２偏平チューブ９０、９１として同
一断面形状の偏平チューブを使用できる。

【０２３１】第１、第２偏平チューブ９０、９１は図４
２に示すような扁平状の多穴断面形状を有するもので、
アルミニュウム等の金属を押し出し加工して形成され
る。第１、第２偏平チューブ９０、９１の両端部には、
それぞれ第１、第２ヘッダ部材（集合管）９２、９３が
接合される。ここで、第２偏平チューブ９１の冷媒流れ
方向（図４１左右方向）の長さを第１偏平チューブ９０
の長さより短くして、冷媒流れ方向において第１ヘッダ
部材９２の内側に第２ヘッダ部材９３を配置するように
なっている。

【０２３２】第１、第２ヘッダ部材９２、９３は、それ
ぞれ第１、第２偏平チューブ９０、９１の両端部との接
合部をなす管状部９２ａ、９３ａと、この管状部９２
ａ、９３ａの一端部を閉じるキャップ９２ｂ、９３ｂ
と、管状部９２ａ、９３ａの他端部に設けられたジョイ
ント部９２ｃ、９３ｃとを備えている。第１、第２ヘッ
ダ部材９２、９３の各部も例えば、アルミニュウム材で
形成される。

【０２３３】本例では熱交換器２３１をアルミニュウム
の一体ろう付けで組み付けるため、、第１、第２偏平チ
ューブ９０、９１および第１、第２ヘッダ部材９２、９
３の表面にろう材をクラッド、溶射等の手法により付着
してある。

【０２３４】第２ヘッダ部材９３の管状部９３ａにはそ
の軸方向に延びる第１、第２スリット溝９３ｄ，９３ｅ
（図４３）が開けてある。第１スリット溝９３ｄは、第
１、第２偏平チューブ（計３本の偏平チューブ）９０、
９１を挿入可能な広い間隔を有し、これに反し、第２ス
リット溝９３ｅは１本の第１偏平チューブ９０のみを挿
入可能な狭い間隔に設定してある。第１、第２スリット
溝９３ｄ，９３ｅは管状部９３ａの円周面において１８
０度離れた位置に開口してあるので、第１偏平チューブ
９０の端部は第１、第２スリット溝９３ｄ，９３ｅを通
して第２ヘッダ部材９３の管状部９３ａを貫通できる。

【０２３５】また、第１ヘッダ部材９２の管状部９２ａ
にはその軸方向に延びる１つのスリット溝９２ｄが開け
てあり、このスリット溝９２ｄにより第１偏平チューブ
９０の端部を第１ヘッダ部材９２の管状部９２ａ内に挿
入可能となっている。

【０２３６】以上のような構成を持っているため、図４
３の各部品は図４４の状態に仮組付することができ、そ
の仮組付体の組付状態を適宜の治具により保持してろう
付け用加熱炉内に搬入し、仮組付体をろう材の溶融温度
まで加熱することにより、仮組付体を一体ろう付けす
る。

【０２３７】次に、第２０実施形態の熱交換器構造によ
る作用効果を説明すると、計３本の偏平チューブ９０、
９１を組み合わせる構成であっても、２本の第２偏平チ
ューブ９１をともに共通の第２ヘッダ部材９３に連通さ
せるから、３本の各偏平チューブ９０、９１毎にヘッダ
部材を設定する場合（例えば、図２（ａ）のようなヘッ
ダ部材配置構成）に比較してヘッダ部材の数を減らし
て、接続配管を簡素化できる。

【０２３８】また、第１偏平チューブ９０の端部を第２
ヘッダ部材９３の管状部９３ａを貫通して第１ヘッダ部
材９２の管状部９２ａ内に連通させるから、図４１に示
すように熱交換器全体の厚さ寸法Ｄを第１、第２ヘッダ
部材９２、９３の外径寸法と同一寸法に抑えることがで
きる。従って、熱交換器全体の厚さ寸法Ｄを例えば、図
２（ａ）のようなヘッダ部材配置構成を持つものに比し
て大幅に縮小できる。

【０２３９】また、温度の高い高圧冷媒が流れる第１偏
平チューブ９０を中央部に配置し、温度の低い中間圧冷
媒が流れる第２偏平チューブ９１を第１偏平チューブ９
０の両側に配置しているから、高圧冷媒の熱を効果的に
第２偏平チューブ９１の中間圧冷媒に伝導することがで
きる。そのため、高圧冷媒の熱が外気中に無駄に放出さ
れることをうまく抑制できる。

【０２４０】（第２１実施形態）第２０実施形態ではス
リット溝９２ｄおよびスリット溝９３ｄ，９３ｅがいず
れも第１、第２ヘッダ部材９２、９３の管状部９２ａ、
９３ａのキャップ側端部に開口する形状としているが、
第２１実施形態では、図４５、４６に示すようにスリッ
ト溝９２ｄおよびスリット溝９３ｄ，９３ｅがいずれも
第１、第２ヘッダ部材９２、９３の管状部９２ａ、９３
ａのキャップ側端部に開口しない細長の矩形状としてい
る。他の点は第２０実施形態と同じである。

【０２４１】なお、上記第２０、第２１実施形態は冷媒
ー冷媒熱交換器２３１について説明したが、第４実施形
態（図１６）等に示すに水−冷媒熱交換器２３２に上記
第２０、第２１実施形態を適用できることはもちろんで
ある。

【０２４２】（第２２実施形態）上記第２０、第２１実
施形態は冷媒ー冷媒熱交換器２３１のように２種の流体
間での熱交換を行う熱交換器に関するが、第２２実施形
態は、第１実施形態（図１）の熱交換器２３のように高
圧冷媒と中間圧冷媒と温水との３種類の流体間の熱交換
を行う熱交換器に関する。

【０２４３】このため、第２２実施形態では、図４７〜
図４９に示すように、発熱機器８１からの温水（廃熱回
収流体）が流れる第３通路２３ｃを形成する第３偏平チ
ューブ９４を第２偏平チューブ９１の更に外側に接合す
るようにしている。

【０２４４】そして、２本の第３偏平チューブ９４の両
端部を連通させる第３ヘッダ部材９５を追加している。
ここで、第３偏平チューブ９４の温水（冷媒）流れ方向
の長さは第２偏平チューブ９１の長さより更に短くし
て、温水（冷媒）流れ方向において第２ヘッダ部材９３
の内側に第３ヘッダ部材９５を配置するようになってい
る。

【０２４５】第３ヘッダ部材９５も管状部９５ａとキャ
ップ９５ｂを有している。但し、第３ヘッダ部材９５で
は第１、第２ヘッダ部材９２、９３におけるジョイント
部９２ｃ、９３ｃの代わりに管状部９５ａの端部に温水
配管接続用の径拡大部９５ｃを形成している。

【０２４６】第３ヘッダ部材９５の管状部９５ａには、
計５本の第１〜第３偏平チューブ９０、９１、９４を挿
入可能なスリット溝９５ｄと、計３本の第１〜第２偏平
チューブ９０、９１を挿入可能なスリット溝９５ｅが設
けてある。

【０２４７】他の点は上記第２０、第２１実施形態と同
じであり、第２２実施形態でも上記第２０、第２１実施
形態と同様に一体ろう付けで組み付けることができる。

【０２４８】（第２３実施形態）上記第２２実施形態で
は、温水（廃熱回収流体）が流れる２本の第３偏平チュ
ーブ９４の両端部をそれぞれ共通の第３ヘッダ部材９５
に連通させる構成としているので、第３ヘッダ部材９５
に計５本の第１〜第３偏平チューブ９０、９１、９４を
挿入し、接合する必要が生じ、接合部が煩雑となる。

【０２４９】そこで、第２３実施形態では、図５０、図
５１に示すように、第３偏平チューブ９４の両端部にそ
れぞれ独立に第３ヘッダ部材９５を接合する構成とし
て、第３ヘッダ部材９５の接合部を簡素化している。

【０２５０】（第２４実施形態）前述の第２０、第２１
実施形態では冷媒ー冷媒熱交換器２３１において、１本
の第１偏平チューブ９０の両側に第２偏平チューブ９１
を配置し、計３本の偏平チューブ９０、９１を用いてい
るが、第２４実施形態では、図５２〜図５４に示すよう
に１本の第１偏平チューブ９０の片側に１本の第２偏平
チューブ９１を配置し、計２本の偏平チューブ９０、９
１を用いる構成としている。

【０２５１】（第２５実施形態）前述の第２２実施形態
では高圧冷媒と中間圧冷媒と温水との３種類の流体間の
熱交換を行う熱交換器２３において、１本の第１偏平チ
ューブ９０と、２本の第２偏平チューブ９１と、２本の
第３偏平チューブ９４とを組み合わせ、計５本の第１〜
第３偏平チューブ９０、９１、９４を用いているが、第
２５実施形態では、図５５に示すように第１〜第３偏平
チューブ９０、９１、９４をそれぞれ１本ずつ配置し、
計３本の偏平チューブ９０、９１、９４を用いる構成と
している。

【０２５２】（第２６実施形態）上記第１７〜第２５実
施形態では、いずれも複数本の偏平チューブ９０、９
１、９４を接合する構成としているが、第２６実施形態
では図５６に示すように複数本の偏平チューブの役割を
一体成形の１つの偏平チューブ９６に持たせている。

【０２５３】すなわち、図５６は冷媒ー冷媒熱交換器２
３１に適用した例であり、高圧冷媒が流れる第１通路２
３ａを形成する中央通路部９６ａと、この中央通路部９
６ａの両側に位置して中間圧冷媒が流れる第２通路２３
ｂを形成する両側通路部９６ｂとを押し出し加工で一体
成形し、中央通路部９６ａの端部を両側通路部９６ｂの
端部より突き出すように偏平チューブ９６の端面加工を
行う。

【０２５４】これにより、一体成形の１つの偏平チュー
ブ９６を用いても、第１通路２３ａと第２通路２３ｂを
それぞれ別の第１、第２ヘッダ部材９２、９３に接合す
ることが可能となる。

【０２５５】なお、上記第１７〜第２６実施形態におい
て第１〜第３ヘッダ部材９２、９３、９５はいずれも断
面円形の管状部材であるが、第１〜第３ヘッダ部材９
２、９３、９５の断面形状を円形以外の形状とすること
もできる。

【０２５６】（他の実施形態）なお、上述の各実施形態
では、空調ダクト２内の空気流路を、フット吹出口８側
の第１空気流路１４と、フェイス吹出口９およびデフロ
スタ吹出口１０側の第２空気流路１５とに仕切って、暖
房時に内外気２層モードを実施するようにしているが、
空調ダクト２内の空気流路を２つの流路１４、１５に仕
切らない、通常の１つの空気流路構成を持つ空調ユニッ
ト１に対して本発明を同様に適用できることはもちろん
である。

【０２５７】また、上述の各実施形態では、凝縮器１２
への空気流れとバイパス通路１２ａへの空気流れを切り
替えるドア手段として、連動操作される２枚の板状の通
路切替ドア１６、１７を用いているが、このドア手段と
して、１枚の板状ドア、さらにはフィルム状ドア等を用
いてもよいことはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す冷凍サイクル図で
ある。

【図２】（ａ）は第１実施形態で使用する冷媒−冷媒−
温水熱交換器の斜視図、（ｂ）は（ａ）の断面図であ
る。

【図３】第１実施形態で使用する空調制御パネルの正面
図である。

【図４】図３の空調制御パネルにおける温度コントロー
ルレバーの作動領域と運転モードとの特性図である。

【図５】同温度コントロールレバーの冷房領域の特性図
である。

【図６】同温度コントロールレバーの除湿領域の特性図
である。

【図７】同温度コントロールレバーの暖房領域の特性図
である。

【図８】第１実施形態の作動を説明するフローチャート
である。

【図９】第１実施形態で使用する弁・ドアの作動説明用
の図表である。

【図１０】第１実施形態における暖房モードのガスイン
ジェクションヒートポンプ時のモリエル線図である。

【図１１】第１実施形態における暖房モードの低圧側水
吸熱ヒートポンプ時のモリエル線図である。

【図１２】第１実施形態における暖房モードの中間圧側
水吸熱ヒートポンプ時のモリエル線図である。

【図１３】第１実施形態におけるヒートポンプモード切
替に伴う暖房能力とＣＯＰの説明図である。

【図１４】第２実施形態を示す冷凍サイクル図である。

【図１５】第３実施形態の冷凍サイクル図である。

【図１６】第４実施形態の冷凍サイクル図である。

【図１７】第５実施形態の冷凍サイクル図である。

【図１８】第６実施形態の冷凍サイクル図である。

【図１９】第６実施形態で使用する弁・ドアの作動説明
用の図表である。

【図２０】第７実施形態の冷凍サイクル図である。

【図２１】第８実施形態を示す冷凍サイクル図である。

【図２２】第９実施形態の冷凍サイクル図である。

【図２３】第１０実施形態の冷凍サイクル図である。

【図２４】第１１実施形態の冷凍サイクル図である。

【図２５】第１１施形態における暖房モードの中間圧側
水吸熱ヒートポンプ時のモリエル線図である。

【図２６】第１１実施形態における暖房モードの低圧側
水吸熱ヒートポンプ時のモリエル線図である。

【図２７】第１２実施形態による除霜サイクルを説明す
るモリエル線図である。

【図２８】第１３実施形態の冷凍サイクル図である。

【図２９】第１４実施形態の冷凍サイクル図である。

【図３０】第１５実施形態の冷凍サイクル図である。

【図３１】第１６実施形態の冷凍サイクル図である。

【図３２】第１６実施形態による除霜サイクルを説明す
るモリエル線図である。

【図３３】第１６実施形態によるで使用する弁・ドアの
作動説明用の図表である。

【図３４】第１７実施形態によるヒートポンプモード切
替の説明図である。

【図３５】第１７実施形態の作動を説明するフローチャ
ートである。

【図３６】第１７実施形態におけるヒートポンプモード
切替に伴う暖房能力とＣＯＰと吸熱量の説明図である。

【図３７】第１８実施形態の作動を説明するフローチャ
ートである。

【図３８】第１８実施形態における温水温度の設定値の
説明図である。

【図３９】第１９実施形態におけるヒートポンプモード
切替の説明図である。

【図４０】第２０実施形態による冷媒−冷媒熱交換器の
正面図である。

【図４１】図４０のＡ−Ａ断面図である。

【図４２】図４０のＢ−Ｂ断面図である。

【図４３】第２０実施形態による冷媒−冷媒熱交換器の
要部の分解斜視図である。

【図４４】第２０実施形態による冷媒−冷媒熱交換器の
要部の組付状態の斜視図である。

【図４５】第２１実施形態による冷媒−冷媒熱交換器の
要部の分解斜視図である。

【図４６】第２１実施形態による冷媒−冷媒熱交換器の
要部の組付状態の斜視図である。

【図４７】第２２実施形態による冷媒−冷媒−温水熱交
換器の要部の正面図である。

【図４８】図４７のＡ−Ａ断面図である。

【図４９】図４７のＢ−Ｂ断面図である。

【図５０】第２３実施形態による冷媒−冷媒−温水熱交
換器の要部の正面図である。

【図５１】図５０のＡ−Ａ断面図である。

【図５２】第２４実施形態による冷媒−冷媒熱交換器の
正面図である。

【図５３】図５２のＡ−Ａ断面図である。

【図５４】図５２のＢ−Ｂ断面図である。

【図５５】第２５実施形態による冷媒−冷媒−温水熱交
換器の断面図である。

【図５６】第２６実施形態による冷媒−冷媒熱交換器の
要部斜視図である。

【符号の説明】

１１…蒸発器、１２…凝縮器、２２…圧縮機、２２ｃ…
ガスインジェクションポート、２３…熱交換器、２４…
室外熱交換器、２５…アキュムレータ、２６…第１減圧
装置、２７…第２減圧装置、２９…第３減圧装置、９１
…ガスインジェクション通路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２５Ｂ 27/00 Ｆ２５Ｂ 27/00 Ｚ 39/02 39/02 Ｚ (72)発明者 石川 浩 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 廣瀬 敬幸 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3L060 AA03 AA06 CC02 DD07 EE09

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室内へ向かって空気が流れる空調通路
   （２）と、 前記空調通路（２）に空気を送風する送風機（７）と、 中間圧のガス冷媒を導入するガスインジェクションポー
   ト（２２ｃ）を有する圧縮機（２２）と、 前記空調通路（２）内に設置され、暖房モード時に前記
   圧縮機（２２）から吐出された高圧のガス冷媒が流入し
   て空気を加熱する室内熱交換器（１２）と、 前記暖房モード時に低圧冷媒を外気から吸熱して蒸発さ
   せる室外熱交換器（２４）と、 発熱機器（８１）の廃熱を回収した廃熱回収流体から冷
   媒に吸熱させる熱交換手段（２３）とを備え、 更に、前記熱交換手段（２３）を低圧側に設定して、前
   記圧縮機（２２）に吸入される低圧冷媒に前記廃熱回収
   流体から吸熱させる低圧側吸熱ヒートポンプモードと、 前記熱交換手段（２３）を中間圧側に設定して、前記ガ
   スインジェクションポート（２２ｃ）に導入される中間
   圧冷媒に前記廃熱回収流体から吸熱させる中間圧側吸熱
   ヒートポンプモードと、 前記廃熱回収流体からの吸熱を停止して、前記ガスイン
   ジェクションポート（２２ｃ）に前記中間圧のガス冷媒
   を導入するガスインジェクションヒートポンプモードと
   を切替可能としたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 【請求項２】 室内へ向かって空気が流れる空調通路
   （２）と、 前記空調通路（２）に空気を送風する送風機（７）と、 中間圧のガス冷媒を導入するガスインジェクションポー
   ト（２２ｃ）を有する圧縮機（２２）と、 前記空調通路（２）内に設置され、暖房モード時に前記
   圧縮機（２２）から吐出された高圧のガス冷媒が流入し
   て空気を加熱する室内熱交換器（１２）と、 前記暖房モード時に低圧冷媒を外気から吸熱して蒸発さ
   せる室外熱交換器（２４）と、 発熱機器（８１）の廃熱を回収した廃熱回収流体から冷
   媒に吸熱させる熱交換手段（２３）とを備え、 前記廃熱回収流体の温度が低いときは前記熱交換手段
   （２３）を低圧側に設定して、前記圧縮機（２２）に吸
   入される低圧冷媒に前記廃熱回収流体から吸熱させ、 一方、前記廃熱回収流体の温度が高いときは前記熱交換
   手段（２３）を中間圧側に設定して、前記ガスインジェ
   クションポート（２２ｃ）に導入される中間圧冷媒に前
   記廃熱回収流体から吸熱させることを特徴とする冷凍サ
   イクル装置。
3. 【請求項３】 前記熱交換手段（２３）は、少なくと
   も、冷媒が流れる冷媒通路（２３ｂ）と前記廃熱回収流
   体が流れる流体通路（２３ｃ）とを有し、 前記冷媒通路（２３ｂ）に前記低圧冷媒が流れる状態
   と、前記冷媒通路（２３ｂ）に前記中間圧冷媒が流れる
   状態とを切替可能としたことを特徴とする請求項１また
   は２に記載の冷凍サイクル装置。
4. 【請求項４】 前記熱交換手段（２３）は、少なくと
   も、冷媒が流れる冷媒通路（２３ｂ）と前記廃熱回収流
   体が流れる流体通路（２３ｃ）とを有し、 前記廃熱回収流体の温度が低いときは前記冷媒通路（２
   ３ｂ）に前記低圧冷媒が流れ、前記廃熱回収流体の温度
   が高いときは前記冷媒通路（２３ｂ）に前記中間圧冷媒
   が流れるようにしたことを特徴とする請求項１または２
   に記載の冷凍サイクル装置。
5. 【請求項５】 前記熱交換手段は、前記室内熱交換器
   （１２）通過後の高圧冷媒が流れる第１通路（２３ａ）
   と前記中間圧冷媒が流れる第２通路（２３ｂ）と前記廃
   熱回収流体が流れる第３通路（２３ｃ）とを一体に構成
   した熱交換器（２３）であって、 前記中間圧冷媒が前記高圧冷媒および前記廃熱回収流体
   の両方と熱交換可能になっていることを特徴とする請求
   項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
6. 【請求項６】 前記熱交換手段（２３）は、前記室内熱
   交換器（１２）通過後の高圧冷媒と前記中間圧冷媒との
   間で熱交換を行う第１熱交換部（２３１）と、前記廃熱
   回収流体と前記中間圧冷媒または前記低圧冷媒との間で
   熱交換を行う第２熱交換部（２３２）とをそれぞれ別体
   で構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の
   冷凍サイクル装置。
7. 【請求項７】 前記熱交換手段（２３）は、前記廃熱回
   収流体の温度が高いときに前記中間圧冷媒に前記廃熱回
   収流体から吸熱させる中間圧側熱交換部（２３３）と、 前記廃熱回収流体の温度が低いときに前記低圧冷媒に前
   記廃熱回収流体から吸熱させる低圧側熱交換部（２３
   ２）とを有することを特徴とする請求項１または２に記
   載の冷凍サイクル装置。
8. 【請求項８】 前記廃熱回収流体の温度が第１設定値
   （ＴＷ１）より低いときは前記廃熱回収流体からの吸熱
   を停止して、前記中間圧のガス冷媒を前記ガスインジェ
   クションポート（２２ｃ）に導入するガスインジェクシ
   ョンヒートポンプモードを実行し、 前記廃熱回収流体の温度が前記第１設定値（ＴＷ１）
   と、前記第１設定値（ＴＷ１）より高い第２設定値（Ｔ
   Ｗ２）との間にあるときは、前記廃熱回収流体から前記
   低圧冷媒に吸熱させる低圧側吸熱ヒートポンプモードを
   実行し、 前記廃熱回収流体の温度が前記第２設定値（ＴＷ２）よ
   り高いときは前記廃熱回収流体から前記中間圧冷媒に吸
   熱させる中間圧側吸熱ヒートポンプモードを実行するこ
   とを特徴とする請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
9. 【請求項９】 室内へ向かって空気が流れる空調通路
   （２）と、 前記空調通路（２）に空気を送風する送風機（７）と、 中間圧のガス冷媒を導入するガスインジェクションポー
   ト（２２ｃ）を有する圧縮機（２２）と、 前記空調通路（２）内に設置され、暖房モード時に前記
   圧縮機（２２）から吐出された高圧のガス冷媒が流入し
   て空気を加熱する室内熱交換器（１２）と、 前記暖房モード時に低圧冷媒を外気から吸熱して蒸発さ
   せる室外熱交換器（２４）と、 発熱機器（８１）の廃熱を回収した廃熱回収流体から冷
   媒に吸熱させる熱交換手段（２３）とを備え、 前記熱交換手段（２３）は、前記廃熱回収流体および前
   記室内熱交換器（１２）通過後の高圧冷媒の両方から前
   記中間圧冷媒が吸熱するように構成されていることを特
   徴とする冷凍サイクル装置。
10. 【請求項１０】 室内へ向かって空気が流れる空調通路
    （２）と、 前記空調通路（２）に空気を送風する送風機（７）と、 中間圧のガス冷媒を導入するガスインジェクションポー
    ト（２２ｃ）を有する圧縮機（２２）と、 前記空調通路（２）内に設置され、暖房モード時に前記
    圧縮機（２２）から吐出された高圧のガス冷媒が流入し
    て空気を加熱する室内熱交換器（１２）と、 前記暖房モード時に低圧冷媒を外気から吸熱して蒸発さ
    せる室外熱交換器（２４）と、 発熱機器（８１）の廃熱を回収した廃熱回収流体から冷
    媒に吸熱させる熱交換手段（２３２）とを備え、 前記熱交換手段（２３２）を低圧側に設定して、前記圧
    縮機（２２）に吸入される低圧冷媒に前記廃熱回収流体
    から吸熱させることを特徴とする冷凍サイクル装置。
11. 【請求項１１】 前記室外熱交換器（２４）が凝縮器と
    して作用する冷房モード時に、前記熱交換手段（２３
    ２）が前記廃熱回収流体により高圧冷媒を冷却する凝縮
    器として作用するようしたことを特徴とする請求項１０
    に記載の冷凍サイクル装置。
12. 【請求項１２】 室内へ向かって空気が流れる空調通路
    （２）と、 前記空調通路（２）に空気を送風する送風機（７）と、 冷媒を圧縮し吐出する圧縮機（２２）と、 前記空調通路（２）内に設置され、暖房モード時に前記
    圧縮機（２２）から吐出された高圧のガス冷媒が流入し
    て空気を加熱する室内熱交換器（１２）と、 前記暖房モード時に低圧冷媒を外気から吸熱して蒸発さ
    せる室外熱交換器（２４）と、 発熱機器（８１）の廃熱を回収した廃熱回収流体から冷
    媒に吸熱させる熱交換手段（２３２）とを備え、 前記熱交換手段（２３２）を低圧側に設定して、前記圧
    縮機（２２）に吸入される低圧冷媒に前記廃熱回収流体
    から吸熱させるとともに、 前記室外熱交換器（２４）が凝縮器として作用する冷房
    モード時に、前記熱交換手段（２３２）が前記廃熱回収
    流体により高圧冷媒を冷却する凝縮器として作用するよ
    うしたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
13. 【請求項１３】 前記熱交換手段（２３２）が前記室外
    熱交換器（２４）と並列的に配置されていることを特徴
    とする請求項１１または１２に記載の冷凍サイクル装
    置。
14. 【請求項１４】 前記熱交換手段（２３２）が前記室外
    熱交換器（２４）のと直列に配置されていることを特徴
    とする請求項１１または１２に記載の冷凍サイクル装
    置。
15. 【請求項１５】 前記暖房モード時に前記室外熱交換器
    （２４）の着霜が生じたときに、前記室内熱交換器（１
    ２）通過後の高圧冷媒を前記室外熱交換器（２４）に流
    入させることにより、前記室外熱交換器（２４）の除霜
    を行うようにしたことを特徴とする請求項１ないし１４
    のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
16. 【請求項１６】 前記暖房モード時に前記室外熱交換器
    （２４）の着霜が生じたときに前記圧縮機（２２）の吐
    出ガス冷媒を２つの流れに分岐し、その一方の冷媒流れ
    を前記室内熱交換器（１２）に流入させるとともに、 他方の冷媒流れを前記室外熱交換器（２４）に流入させ
    ることにより前記室外熱交換器（２４）の除霜を行うよ
    うにしたことを特徴とする請求項１ないし１４のいずれ
    か１つに記載の冷凍サイクル装置。
17. 【請求項１７】 前記室内熱交換器は前記圧縮機（２
    ２）の吐出ガス冷媒が流入する凝縮器（１２）であり、 前記空調通路（２）内で、前記凝縮器（１２）の上流側
    に、低圧側の気液２相冷媒が流入して空気を冷却する蒸
    発器（１１）を設置し、 前記蒸発器（１１）で冷却した空気を前記凝縮器（１
    ２）で加熱することにより、除湿暖房が可能になってい
    ることを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか１つ
    に記載の冷凍サイクル装置。
18. 【請求項１８】 前記発熱機器（８１）の廃熱量に基づ
    いて前記低圧側吸熱ヒートポンプモードと前記中間圧側
    吸熱ヒートポンプモードと前記ガスインジェクションヒ
    ートポンプモードとを切り替えるようにしたことを特徴
    とする請求項１、３、４、５、６、７、１５、１６、１
    ７のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
19. 【請求項１９】 前記廃熱量の判定値として、第１設定
    値（ＱＷ１）と、この第１設定値（ＱＷ１）より大きい
    第２設定値（ＱＷ２）を設定し、 前記廃熱量が前記第１設定値（ＱＷ１）より小さいとき
    は前記ガスインジェクションヒートポンプモードを設定
    し、前記廃熱量が前記第１設定値（ＱＷ１）と前記第２
    設定値（ＱＷ２）との間にあるときは前記中間圧側吸熱
    ヒートポンプモードを設定し、前記廃熱量が前記第２設
    定値（ＱＷ２）より大きいときは前記低圧側吸熱ヒート
    ポンプモードを設定することを特徴とする請求項１８に
    記載の冷凍サイクル装置。
20. 【請求項２０】 前記廃熱量の判定値として、第１設定
    値（ＱＷ１）と、この第１設定値（ＱＷ１）より大きい
    第２設定値（ＱＷ２）を設定するとともに、前記廃熱回
    収流体の温度の判定値として、第１設定値（ＴＷ１）
    と、この第１設定値（ＴＷ１）より高い第２設定値（Ｔ
    Ｗ２）を設定し、 前記廃熱量が前記第２設定値（ＱＷ２）より大きく、且
    つ、前記廃熱回収流体の温度が前記第１設定値（ＴＷ
    １）より高いときは前記低圧側吸熱ヒートポンプモード
    を設定し、 前記廃熱量が前記第１設定値（ＱＷ１）より大きく、且
    つ、前記廃熱回収流体の温度が前記第２設定値（ＴＷ
    ２）より高いときは前記中間圧側吸熱ヒートポンプモー
    ドを設定し、 前記廃熱量および前記廃熱回収流体の温度が前記低圧側
    吸熱ヒートポンプモードおよび前記中間圧側吸熱ヒート
    ポンプモードの設定領域以外にあるときは前記ガスイン
    ジェクションヒートポンプモードを設定することを特徴
    とする請求項１８に記載の冷凍サイクル装置。
21. 【請求項２１】 前記廃熱量を前記廃熱回収流体温度の
    時間に対する変化率から算出することを特徴とする請求
    項１８ないし２０のいずれか１つに記載の冷凍サイクル
    装置。
22. 【請求項２２】 室内へ向かって空気が流れる空調通路
    （２）と、 中間圧のガス冷媒を導入するガスインジェクションポー
    ト（２２ｃ）を有する圧縮機（２２）と、 前記空調通路（２）内に設置され、暖房モード時に前記
    圧縮機（２２）の吐出ポート（２２ａ）から吐出された
    高圧のガス冷媒により空気を加熱する室内熱交換器（１
    ２）と、 前記暖房モード時に前記室内熱交換器（１２）通過後の
    高圧冷媒の一部をバイパスして中間圧に減圧した中間圧
    冷媒と前記高圧冷媒とを熱交換する熱交換手段（２３、
    ２３１）と、 前記暖房モード時に前記熱交換手段（２３、２３１）を
    通過した高圧冷媒を低圧まで減圧する減圧装置（２７）
    と、 前記暖房モード時に前記第２減圧装置（２７）通過後の
    低圧冷媒と外気とを熱交換する室外熱交換器（２４）と
    を備え、 前記暖房モード時に前記熱交換手段（２３、２３１）に
    おける熱交換によりガス化した中間圧ガス冷媒を前記ガ
    スインジェクションポート（２２ｃ）に導入するように
    なっており、 さらに、前記熱交換手段（２３、２３１）は、前記高圧
    冷媒が流れる偏平な第１通路部（２３ａ）と、前記中間
    圧冷媒が流れる偏平な第２通路部（２３ｂ）と、前記第
    １通路部（２３ａ）の端部が接続される第１ヘッダ部材
    （９２）と、前記第２通路部（２３ｂ）の端部が接続さ
    れる第２ヘッダ部材（９３）とを有し、 前記第１通路部（２３ａ）および前記第２通路部（２３
    ｂ）のいずれか一方が前記第１ヘッダ部材（９２）およ
    び前記第２ヘッダ部材（９３）のいずれか一方を貫通す
    ることを特徴とする冷凍サイクル装置。
23. 【請求項２３】 室内へ向かって空気が流れる空調通路
    （２）と、 中間圧のガス冷媒を導入するガスインジェクションポー
    ト（２２ｃ）を有する圧縮機（２２）と、 前記空調通路（２）内に設置され、暖房モード時に前記
    圧縮機（２２）から吐出された高圧のガス冷媒により空
    気を加熱する室内熱交換器（１２）と、 前記暖房モード時に前記室内熱交換器（１２）通過後の
    高圧冷媒の一部をバイパスして中間圧に減圧した中間圧
    冷媒を、前記高圧冷媒、および発熱機器（８１）からの
    廃熱回収流体の両方と熱交換させる熱交換手段（２３）
    と、 前記暖房モード時に前記熱交換手段（２３）を通過した
    高圧冷媒を低圧まで減圧する減圧装置（２７）と、 前記暖房モード時に前記第２減圧装置（２７）通過後の
    低圧冷媒と外気とを熱交換する室外熱交換器（２４）と
    を備え、 前記暖房モード時に前記熱交換手段（２３、２３１）に
    おける熱交換によりガス化した中間圧ガス冷媒を前記ガ
    スインジェクションポート（２２ｃ）に導入するように
    なっており、 さらに、前記熱交換手段（２３、２３１）は、前記高圧
    冷媒が流れる偏平な第１通路部（２３ａ）と、前記中間
    圧冷媒が流れる偏平な第２通路部（２３ｂ）と、前記廃
    熱回収流体が流れる偏平な第３通路部（２３ｃ）と、前
    記第１通路部（２３ａ）の端部が接続される第１ヘッダ
    部材（９２）と、前記第２通路部（２３ｂ）の端部が接
    続される第２ヘッダ部材（９３）と、前記第３通路部
    （２３ｃ）の端部が接続される第３ヘッダ部材（９５）
    とを有し、 前記第１通路部（２３ａ）、前記第２通路部（２３ｂ）
    および前記第３通路部（２３ｃ）の少なくとも１つが前
    記第１ヘッダ部材（９２）、前記第２ヘッダ部材（９
    ３）および前記第３ヘッダ部材（９５）の少なくとも１
    つを貫通することを特徴とする冷凍サイクル装置。
24. 【請求項２４】 前記複数の偏平通路部（２３ａ、２３
    ｂ、２３ｃ）はそれぞれ独立に成形された偏平チューブ
    （９０、９１、９４）により構成され、前記複数の偏平
    チューブ（９０、９１、９４）相互間を一体に接合した
    ことを特徴とする請求項２２または２３に記載の冷凍サ
    イクル装置。
25. 【請求項２５】 前記複数の偏平通路部（２３ａ、２３
    ｂ、２３ｃ）は一体成形の偏平チューブ（９６）により
    構成されていることを特徴とする請求項２２または２３
    に記載の冷凍サイクル装置。