JP2004198027A - 蒸気圧縮式冷凍機 - Google Patents
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Abstract
【課題】低温側熱交換器の表面に多量の霜が着霜してまう前に着霜を判定する。
【解決手段】低温側雰囲気の温度及び相対湿度に基づいて露点温度を算出して低温側熱交換器をなす第２室外熱交換器３の表面に霜が発生し得る状況にあるか否か判定し、第２室外熱交換器３の表面に霜が発生し得る状況にあると判定されたときには、循環させる冷媒流量を減少させて蒸気圧縮式冷凍機の吸熱能力及び加熱能力を低下（セーブ）する。これにより、低温側熱交換器の表面に多量の霜が着霜してまう前に着霜を判定することができ得るととともに、着霜の進行速度を小さくすることができるので、吸熱効率が大きく低下することを抑制しながら、除霜運転が行われる頻度を低減することができるので、蒸気圧縮式冷凍機の運転効率を向上させることができる。
【選択図】 図１
【解決手段】低温側雰囲気の温度及び相対湿度に基づいて露点温度を算出して低温側熱交換器をなす第２室外熱交換器３の表面に霜が発生し得る状況にあるか否か判定し、第２室外熱交換器３の表面に霜が発生し得る状況にあると判定されたときには、循環させる冷媒流量を減少させて蒸気圧縮式冷凍機の吸熱能力及び加熱能力を低下（セーブ）する。これにより、低温側熱交換器の表面に多量の霜が着霜してまう前に着霜を判定することができ得るととともに、着霜の進行速度を小さくすることができるので、吸熱効率が大きく低下することを抑制しながら、除霜運転が行われる頻度を低減することができるので、蒸気圧縮式冷凍機の運転効率を向上させることができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸気圧縮式冷凍機に関するもので、高圧（高温）側で発生する温熱を利用する空調装置や給湯器等に用いて有効である。
【０００２】
【従来の技術】
蒸気圧縮式冷凍機では、低温（低圧）側の熱交換器にて冷媒を蒸発させて吸熱して冷熱を生成し、高温（高圧）側の熱交換器にて低温側熱交換器にて吸熱した熱量、及びポンプ手段をなす圧縮機の圧縮仕事相当の熱量を放熱して温熱を生成している。
【０００３】
しかし、低温側熱交換器の温度は雰囲気温度より低いため、低温側熱交換器の表面に霜が発生（着霜）してしまう。
【０００４】
そこで、従来は、低温側熱交換器の雰囲気温度（雰囲気の乾球温度）と低温側熱交換器から流出する冷媒の温度とに基づいて低温側熱交換器の表面に霜が発生したか否かを判定し、霜が発生したことを判定したときには、圧縮機から吐出した高温の冷媒を低温側熱交換器に流入させることにより低温側熱交換器を内側から加熱して低温側熱交換器の表面に発生した霜を除去していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１７４４７４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、低温側熱交換器の表面に発生する霜は、低温側熱交換器の表面に発生した凝縮水が凝固した（凍った）ものであるので、雰囲気温度が水の凝固点以下であっても、凝縮水が発生しなければ霜は発生しない。逆に、低温側熱交換器の表面に凝縮水が発生しても、雰囲気温度が凝固点より高いときには、霜は発生しない。
【０００７】
したがって、低温側熱交換器の雰囲気温度及び低温側熱交換器から流出する冷媒の温度のみから低温側熱交換器の表面に霜が発生し得るか否かを予測することはできない。このため、特許文献１に記載の検出方法にて着霜を判定したときには、既に低温側熱交換器の表面に多量の霜が着霜してまっているおそれが高い。
【０００８】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規な蒸気圧縮式冷凍機を提供し、第２には、低温側熱交換器の表面に多量の霜が着霜してまう前に着霜を判定することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、低温側の熱を高温側に移動させる蒸気圧縮式冷凍機であって、低温側雰囲気中に配置され、冷媒と雰囲気とを熱交換させる低温側熱交換器（３）と、高温側に配置され、冷媒を放冷する高温側熱交換器（２）と、低温側熱交換器（３）と高温側熱交換器（２）との間で冷媒を循環させるポンプ手段（１）と、低温側熱交換器（３）の表面に霜が発生し得る状況にあるか否か判定する着霜予測手段と、着霜予測手段により低温側熱交換器（３）の表面に霜が発生し得る状況にあると判定されたときに、ポンプ手段（１）の作動を制御する着霜判定時ポンプ制御手段とを備え、着霜予測手段は、少なくとも低温側雰囲気の温度及び相対湿度に基づいて露点温度を算出して低温側熱交換器（３）の表面に霜が発生し得る状況にあるか否か判定することを特徴とする。
【００１０】
これにより、低温側熱交換器の雰囲気温度及び低温側熱交換器から流出する冷媒の温度のみから低温側熱交換器の表面に霜が発生し得るか否かを予測する手法に比べて、低温側熱交換器の表面に多量の霜が着霜してまう前に着霜を判定することができ得る。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、着霜判定時ポンプ制御手段は、着霜予測手段により低温側熱交換器（３）の表面に霜が発生し得る状況にあると判定されたときには、着霜予測手段により低温側熱交換器（３）の表面に霜が発生し得る状況にあると判定される前に比べて、循環させる冷媒流量を減少させることを特徴とする。
【００１２】
これにより、吸熱効率が大きく低下することを抑制しながら、除霜運転が行われる頻度を低減することができるので、蒸気圧縮式冷凍機の運転効率を向上させることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、着霜判定時ポンプ制御手段は、着霜予測手段により低温側熱交換器（３）の表面に霜が発生し得る状況にあると判定されたときには、着霜予測手段により低温側熱交換器（３）の表面に霜が発生し得る状況にあると判定される前に比べて、循環させる冷媒流量の目標値を小さくすることを特徴とする。
【００１４】
これにより、吸熱効率が大きく低下することを抑制しながら、除霜運転が行われる頻度を低減することができるので、蒸気圧縮式冷凍機の運転効率を向上させることができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明では、冷媒として二酸化炭素が用いられていることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、高圧側の冷媒圧力を冷媒の臨界圧力以上まで上昇させることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項６に記載の発明では、運転時に発熱する車両機器（２０）から吸熱して加熱された冷却液を熱源として室内に吹き出す空気を加熱するヒータ（１２）を有し、請求項１に記載の蒸気圧縮式冷凍機にて暖房能力を補完する車両用空調装置であって、低温側熱交換器（３）は、車両機器（２０）より車両前方側に搭載されており、さらに、冷却液の温度が所定温度以上となったときに、低温側熱交換器（３）の表面に付着した霜を除去する除霜運転を行うことを特徴とする。
【００１８】
これにより、本発明では、例えば請求項１に記載の発明に比べて低温側熱交換器（３）の表面に多くの霜が発生するものの、低温側熱交換器（３）の表面に多くの霜が発生すると、車両機器（２０）に当たる走行風量が減少するので、低温側熱交換器（３）に霜が発生する以前に比べて冷却液温度が上昇し、蒸気圧縮式冷凍機による暖房補助を停止しても、車両機器（２０）にて加熱された冷却液のみにて室内に吹き出す空気を十分に加熱することができる。
【００１９】
延いては、蒸気圧縮式冷凍機の稼働率を低減することができるので、蒸気圧縮式冷凍機の運転効率を向上させることができる。
【００２０】
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。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る蒸気圧縮式冷凍機を、二酸化炭素を冷媒とする電気自動車用の空調装置に適用したものであって、図１は本実施形態に係る車両用空調装置の模式図である。
【００２２】
なお、本実施形態に係る電気自動車は、酸素と水素とを化学反応させることにより発電する燃料電池（ＦＣスタック）２０から走行用電動モータ（図示せず。）に電力を供給するものであり、ラジエータ２１は燃料電池２０を加熱又は冷却するための冷却水と外気とを熱交換して冷却水を冷却する熱交換器であり、ポンプ２２は冷却水を循環させる電動ポンプである。
【００２３】
圧縮機１は冷媒を吸入圧縮するポンプ手段であり、本実施形態では、インバータ制御方式の電動圧縮機を採用している。第１室外熱交換器２は圧縮機１から吐出した冷媒と燃料電池２０から流出した冷却水とを熱交換する熱交換器であり、第２室外熱交換器３は冷媒と室外空気とを熱交換する熱交換器である。
【００２４】
なお、図１では、第１室外熱交換器２において冷媒と冷却水とは並行流となっているが、実際の第１室外熱交換器２では、両者を対向流として熱交換効率を高めている。
【００２５】
室内熱交換器４は室内に吹き出す空気と冷媒とを熱交換する熱交換器であり、内部熱交換器５は圧縮機１に吸引される低圧冷媒と減圧される前の高圧冷媒とを熱交換する熱交換器である。
【００２６】
切替弁６は圧縮機１から吐出した減圧される前の高圧冷媒を第２室外熱交換器３側に循環させる場合と室内熱交換器４側に循環させる場合とを切り替えるバルブである。第１、２減圧器７、８は冷媒を減圧膨脹させる減圧手段であり、両減圧器７、８の絞り開度は、電子制御装置（図示せず。）により制御される。
【００２７】
そして、電子制御装置には、圧縮機１から吐出する冷媒の温度を検出する吐出冷媒温度センサ９ａ、圧縮機１から吐出する冷媒の圧力検出する吐出冷媒圧力センサ９ｂ、第１室外熱交換器２から流出する冷媒の温度を検出する第１室外熱交換器冷媒温度センサ９ｃ、第２室外熱交換器３から流出する冷媒の温度を検出する第２室外熱交換器冷媒温度センサ９ｄ、室内熱交換器４から流出した冷媒の圧力を検出する室内熱交換器冷媒圧力センサ９ｅ、室内熱交換器４から流出した冷媒の温度を検出する室内熱交換器冷媒温度センサ９ｆ、第１室外熱交換器２に流入する冷却水の温度を検出する水温センサ９ｇ、車室外空気温度を検出する外気温センサ９ｈ、車室外空気の相対湿度を検出する外気湿度センサ９ｊ、室内空気温度を検出する内気温センサ９ｋ、室内に注がれる日射を検出する日射センサ９ｍ、車室内空気の相対湿度を検出する内気湿度センサ９ｎ、及び室内熱交換器４を通過した直後の空気温度を検出する室内熱交換器空気温度センサ９ｐの検出値が入力されている。
【００２８】
なお、アキュムレータ１０は、冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して余剰冷媒を液相冷媒として蓄えるとともに、気相冷媒を圧縮機１の吸入側に供給するものである。
【００２９】
ところで、空調ケーシング１１は、室内熱交換器４を収納して室内に吹き出す空気の通路を構成するもので、この空調ケーシング１１内うち室内熱交換器４より空気流れ下流側には、冷却水を熱源として室内に吹き出す空気を加熱するヒータ１２である。
【００３０】
エアミックスドア１３は、室内熱交換器４を通過した空気のうちヒータ１２を通過して加熱される温風とヒータ１２を迂回して流れる冷風との風量割合を調節することにより室内に吹き出す空気の温度を調節するものである。
【００３１】
また、空調ケーシング１１の最上流側には、空調ケーシング１１内に導入する室内空気量と室外空気量と調節する内外気切換ユニット１４、及び室内に空気を送風する送風機１５が設けられ、空調ケーシング１１の最下流側には、空気を吹き出させる吹出口を選択開閉する吹出モード切換装置（図示せず。）が設けられている。
【００３２】
なお、圧縮機１の回転数、エアミックスドア１３、内外気切換ユニット１４、送風機１５及び吹出モード切換装置も電子制御装置にて制御されている。
【００３３】
次に、本実施形態の作動を述べる。
【００３４】
１．冷房運転（図２参照）
外気温センサ９ｈ、内気温センサ９ｋ及び日射センサ９ｍの検出値、並びに乗員が設定入力した希望室内温度（設定温度）等に基づいて算出された目標吹出温度ＴＡＯが所定温度以下のときに実行されるもので、エアミックスドア１３にてヒータ１２のコア面を閉じて室内に流れ込む温風量を０とした状態で、冷媒を、圧縮機１→第１室外熱交換器２→第２減圧器８→切替弁６→第２室外熱交換器３→内部熱交換器５→第１減圧器７→室内熱交換器４→アキュムレータ１０→内部熱交換器５→圧縮機１の順で循環させる。
【００３５】
このとき、第２減圧器８にて冷媒が減圧されないように第２減圧器８の絞り開度を全開とするとともに、吐出冷媒圧力センサ９ｂの検出圧力が第２室外熱交換器冷媒温度センサ９ｄによって決定される目標高圧圧力Ｐｏとなるように第１減圧器７の絞り開度を制御することにより、室内熱交換器４にて室内に吹き出す空気から吸熱して蒸発した冷媒の熱を第１室外熱交換器２及び第２室外熱交換器３にて放熱する。
【００３６】
なお、目標高圧圧力Ｐｏとは、蒸気圧縮式冷凍機の成績係数が略最大となる圧力であり、この目標高圧圧力Ｐｏは高圧側での放熱能力によって変化するため、冷房運転時では、第２室外熱交換器冷媒温度センサ９ｄの検出温度に基づいて決定する。
【００３７】
また、室内熱交換器空気温度センサ９ｐの検出温度が目標吹出温度ＴＡＯとなるように圧縮機１の回転数が制御される。
【００３８】
２．暖房運転（図３参照）
目標吹出温度ＴＡＯが所定温度以上であって、内気温センサ９ｋの検出温度が内気湿度センサ９ｎの検出湿度及び内気温センサ９ｋの検出温度から算出される露点温度より高いときに実行されるもので、エアミックスドア１３にてヒータ１２を迂回する空気通路を閉じた状態で、冷媒を、圧縮機１→第１室外熱交換器２→第２減圧器８→切替弁６→室内熱交換器４→第１減圧器７→内部熱交換器５→第２室外熱交換器３→切替弁６→アキュムレータ１０→圧縮機１の順に循環させる。
【００３９】
このとき、第２減圧器８にて冷媒が減圧されないように第２減圧器８の絞り開度を全開とするとともに、室内熱交換器冷媒圧力センサ９ｅの検出圧力が室内熱交換器冷媒温度センサ９ｆによって決定される目標高圧圧力Ｐｏとなるように第１減圧器７の絞り開度を制御することにより、第２室外熱交換器３にて室外空気から吸熱して蒸発した冷媒の熱を第１室外熱交換器２及び室内熱交換器４にて放熱する。このため、室内に吹き出す空気は室内熱交換器４及びヒータ１２にて加熱されて室内に吹き出される。
【００４０】
また、ヒータ１２に供給される冷却水（温水）は、燃料電池２０及び第１室外熱交換器２にて加熱されており、ヒータ１２に供給される冷却水の温度は第１室外熱交換器２の加熱能力で決定されることから、本実施形態では、ヒータ１２に供給される冷却水の温度が、目標吹出温度ＴＡＯにヒータ１２での熱交換効率γを乗じた目標水温ＴＷＯ（＝ＴＡＯ×γ）となるように圧縮機１の回転数を制御する。
【００４１】
具体的には、目標水温ＴＷＯと水温センサ９ｇの検出温度との温度差、及び温度差の変化率からファジー理論に基づいて圧縮機１の回転数変化量Δｆを決定するものである。
【００４２】
なお、内部熱交換器５の圧縮機１側及び第１減圧器７側には、共に減圧後の冷媒が流れるため、実質的に熱交換が行われない。
【００４３】
因みに、目標水温ＴＷＯと水温センサ９ｇの検出温度との温度差が所定温度以下のとき、又は水温センサ９ｇの検出温度が目標水温ＴＷＯ以上であるときには、圧縮機１を停止して蒸気圧縮式冷凍機による暖房補助、つまり蒸気圧縮式冷凍機によってヒータ１２に流入する冷却水を加熱することは行わない。
【００４４】
３．除湿暖房
目標吹出温度ＴＡＯが所定温度以上であって、内気温センサ９ｋの検出温度が内気湿度センサ９ｎの検出湿度及び内気温センサ９ｋの検出温度から算出される露点温度より高いときに実行されるもので、エアミックスドア１３にてヒータ１２を迂回する空気通路を閉じた状態で、冷媒を暖房運転時と同様な経路で循環させる。
【００４５】
具体的には、圧縮機１→第１室外熱交換器２→第２減圧器８→切替弁６→室内熱交換器４→第１減圧器７→内部熱交換器５→第２室外熱交換器３→切替弁６→アキュムレータ１０→圧縮機１の順である。
【００４６】
このとき、吐出冷媒圧力センサ９ｂの検出圧力が第１室外熱交換器冷媒温度センサ９ｃによって決定される目標高圧圧力Ｐｏとなるように第２減圧器８の絞り開度を制御することにより、第１室外熱交換器２にて冷却水を加熱して間接的に室内に吹き出す空気を加熱するとともに、室内熱交換器４にて冷媒を蒸発させて室内に吹き出す空気を冷却する。
【００４７】
このため、室内熱交換器４にて除湿冷却された空気がヒータ１２にて再加熱されるため、除湿しながら暖房を行うことができる。因みに、圧縮機１の制御は、暖房運転時と同じである。
【００４８】
なお、暖房運転時及び除湿暖房運転時においては、第２室外熱交換器３が特許請求の範囲に記載された低温側熱交換器となり、第１室外熱交換器２はが特許請求の範囲に記載された高温側熱交換器となる。
【００４９】
ところで、図４は暖房運転時及び除湿暖房運転時における空調装置の特徴的作動を示すフローチャートであり、以下、このフローチャートについて述べる。
【００５０】
外気温センサ９ｈ、内気温センサ９ｋ及び日射センサ９ｍの検出値、並びに乗員が設定入力した希望室内温度（パネル入力）等に基づいて算出された目標吹出温度ＴＡＯを算出し（Ｓ１１０〜Ｓ１３０）、この目標吹出温度ＴＡＯから目標水温ＴＷＯを算出した後（Ｓ１４０）、目標水温ＴＷＯに基づいて圧縮機１の目標回転数ＩＶＯを算出する（Ｓ１６０）。
【００５１】
次に、外気湿度センサ９ｊ及び外気温センサ９ｈの検出温度（外気乾球温度）に基づいて、第２室外熱交換器３の雰囲気の露点温度Ｔｆを算出し、第２室外熱交換器冷媒温度センサ９ｄの検出温度ＴＨＯが露点温度Ｔｆ未満であるか否かを判定する（Ｓ１７０）。
【００５２】
そして、検出温度ＴＨＯが露点温度Ｔｆ未満であるときには、第２室外熱交換器３の表面に凝縮水が発生することから、検出温度ＴＨＯが所定温度α、つまり水の凝固点（０℃）以下か否かを判定する（Ｓ１８０）。
【００５３】
なお、露点温度Ｔｆは、周知ごとく、相対湿度及び乾球温度が解れば、湿り空気線図（図５参照）から求めることができる。
【００５４】
そして、検出温度ＴＨＯが所定温度α以下のときには、第２室外熱交換器３の表面に霜が発生するおそれが非常に高いことから、Ｓ１６０にて決定した目標回転数ＩＶＯより低い回転数を目標圧縮機回転数ＩＶＯとして、アクチュエータ、つまり圧縮機１及び減圧機等を実際に稼動させる（Ｓ１９０、Ｓ２００）。
【００５５】
換言すれば、第２室外熱交換器３の表面に霜が発生し得る状況にあると判定されたときには、第２室外熱交換器３の表面に霜が発生し得る状況にあると判定される前に比べて、循環させる冷媒流量を減少させて蒸気圧縮式冷凍機の吸熱能力及び加熱能力を低下（セーブ）する。
【００５６】
なお、検出温度ＴＨＯと外気温度との温度差が所定温度差（例えば、２０℃）以上となったときには、圧縮機１から吐出した高圧冷媒（ホットガス）を第２室外熱交換器３にに流入させることにより第２室外熱交換器３を内側から加熱して霜を除去する除霜を行う。
【００５７】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００５８】
本実施形態では、低温側雰囲気の温度及び相対湿度に基づいて露点温度を算出して低温側熱交換器をなす第２室外熱交換器３の表面に霜が発生し得る状況にあるか否か判定するので、低温側熱交換器の表面に多量の霜が着霜してまう前に着霜を判定することができ得る。
【００５９】
また、第２室外熱交換器３の表面に霜が発生し得る状況にあると判定されたときには、循環させる冷媒流量を減少させて蒸気圧縮式冷凍機の吸熱能力及び加熱能力を低下（セーブ）するので、着霜の進行速度を小さくすることができる。
【００６０】
したがって、吸熱効率が大きく低下することを抑制しながら、除霜運転が行われる頻度を低減することができるので、蒸気圧縮式冷凍機の運転効率を向上させることができる。
【００６１】
（第２実施形態）
上述の実施形態では、第２室外熱交換器３の表面に霜が発生し得る状況にあると判定されたときには、循環させる冷媒流量を減少させて蒸気圧縮式冷凍機の吸熱能力及び加熱能力を低下（セーブ）したが、本実施形態では、第２室外熱交換器３の表面に霜が発生し得る状況にあると判定されたときには、蒸気圧縮式冷凍機による暖房補助を行うか行わないかのしきい値をなす温度を下げるものである。
【００６２】
具体的には、図６のＳ１９５に示すように、第２室外熱交換器３の表面に霜が発生し得る状況にあると判定されたときには、目標水温ＴＷＯを低下させることにより蒸気圧縮式冷凍機による暖房補助を第１実施形態に比べて早めに停止させて、蒸気圧縮式冷凍機の吸熱能力及び加熱能力を低下（セーブ）させるものである。
【００６３】
なお、Ｓ１９５及び水温センサ９ｇの検出温度が所定温度（例えば、６０℃）以上となったときに除霜運転を行う点以外は第１実施形態と同じである。
【００６４】
ところで、図１では、燃料電池２０はラジエータ２１及び第２室外熱交換器３とは別の部位に配置されているが、実装状態では、車両前側から順に、第２室外熱交換器３、ラジエータ２１、燃料電池２０の順で配置されている。このため、車両の走行風は、第２室外熱交換器３及びラジエータ２１を通過して燃料電池２０に当たる。
【００６５】
これにより、本実施形態では、第１実施形態に比べて第２室外熱交換器３の表面に多くの霜が発生するものの、第２室外熱交換器３の表面に多くの霜が発生すると、燃料電池２０に当たる走行風量が減少するので、第２室外熱交換器３に霜が発生する以前に比べて冷却水温度が上昇し、蒸気圧縮式冷凍機による暖房補助を停止しても、燃料電池２０にて加熱された冷却水のみにて室内に吹き出す空気を十分に加熱することができる。
【００６６】
延いては、蒸気圧縮式冷凍機の稼働率を低減することができるので、蒸気圧縮式冷凍機の運転効率を向上させることができる。
【００６７】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、運転時に発熱する車両機器として燃料電池２０を用いが、本発明はこれに限定されるものではく、運転時に発熱する車両機器として、例えば内燃機関としてもよい。
【００６８】
また、上述の実施形態では、高圧（高温）側で発生する温熱を利用する空調装置に本発明を適用したが、冷凍庫等の低温（低圧）側で発生する冷熱を利用する蒸気圧縮式冷凍機にも適用することができる。
【００６９】
また、上述の実施形態では、高圧側の冷媒圧力を冷媒の臨界圧力以上まで上昇させて必要な能力を得ていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば冷媒をフロンとして、高圧側の冷媒圧力を冷媒の臨界圧力未満としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る空調装置の模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る空調装置の冷媒流れを示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係る空調装置の冷媒流れを示す模式図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る空調装置の制御を示すフローチャートである。
【図５】湿り線図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る空調装置の制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…圧縮機、２…第１室外熱交換器、３…第２室外熱交換器、
４…室内熱交換器、５…内部熱交換器、９ｈ…外気温センサ、
９ｊ…外気湿度センサ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸気圧縮式冷凍機に関するもので、高圧（高温）側で発生する温熱を利用する空調装置や給湯器等に用いて有効である。
【０００２】
【従来の技術】
蒸気圧縮式冷凍機では、低温（低圧）側の熱交換器にて冷媒を蒸発させて吸熱して冷熱を生成し、高温（高圧）側の熱交換器にて低温側熱交換器にて吸熱した熱量、及びポンプ手段をなす圧縮機の圧縮仕事相当の熱量を放熱して温熱を生成している。
【０００３】
しかし、低温側熱交換器の温度は雰囲気温度より低いため、低温側熱交換器の表面に霜が発生（着霜）してしまう。
【０００４】
そこで、従来は、低温側熱交換器の雰囲気温度（雰囲気の乾球温度）と低温側熱交換器から流出する冷媒の温度とに基づいて低温側熱交換器の表面に霜が発生したか否かを判定し、霜が発生したことを判定したときには、圧縮機から吐出した高温の冷媒を低温側熱交換器に流入させることにより低温側熱交換器を内側から加熱して低温側熱交換器の表面に発生した霜を除去していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１７４４７４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、低温側熱交換器の表面に発生する霜は、低温側熱交換器の表面に発生した凝縮水が凝固した（凍った）ものであるので、雰囲気温度が水の凝固点以下であっても、凝縮水が発生しなければ霜は発生しない。逆に、低温側熱交換器の表面に凝縮水が発生しても、雰囲気温度が凝固点より高いときには、霜は発生しない。
【０００７】
したがって、低温側熱交換器の雰囲気温度及び低温側熱交換器から流出する冷媒の温度のみから低温側熱交換器の表面に霜が発生し得るか否かを予測することはできない。このため、特許文献１に記載の検出方法にて着霜を判定したときには、既に低温側熱交換器の表面に多量の霜が着霜してまっているおそれが高い。
【０００８】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規な蒸気圧縮式冷凍機を提供し、第２には、低温側熱交換器の表面に多量の霜が着霜してまう前に着霜を判定することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、低温側の熱を高温側に移動させる蒸気圧縮式冷凍機であって、低温側雰囲気中に配置され、冷媒と雰囲気とを熱交換させる低温側熱交換器（３）と、高温側に配置され、冷媒を放冷する高温側熱交換器（２）と、低温側熱交換器（３）と高温側熱交換器（２）との間で冷媒を循環させるポンプ手段（１）と、低温側熱交換器（３）の表面に霜が発生し得る状況にあるか否か判定する着霜予測手段と、着霜予測手段により低温側熱交換器（３）の表面に霜が発生し得る状況にあると判定されたときに、ポンプ手段（１）の作動を制御する着霜判定時ポンプ制御手段とを備え、着霜予測手段は、少なくとも低温側雰囲気の温度及び相対湿度に基づいて露点温度を算出して低温側熱交換器（３）の表面に霜が発生し得る状況にあるか否か判定することを特徴とする。
【００１０】
これにより、低温側熱交換器の雰囲気温度及び低温側熱交換器から流出する冷媒の温度のみから低温側熱交換器の表面に霜が発生し得るか否かを予測する手法に比べて、低温側熱交換器の表面に多量の霜が着霜してまう前に着霜を判定することができ得る。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、着霜判定時ポンプ制御手段は、着霜予測手段により低温側熱交換器（３）の表面に霜が発生し得る状況にあると判定されたときには、着霜予測手段により低温側熱交換器（３）の表面に霜が発生し得る状況にあると判定される前に比べて、循環させる冷媒流量を減少させることを特徴とする。
【００１２】
これにより、吸熱効率が大きく低下することを抑制しながら、除霜運転が行われる頻度を低減することができるので、蒸気圧縮式冷凍機の運転効率を向上させることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、着霜判定時ポンプ制御手段は、着霜予測手段により低温側熱交換器（３）の表面に霜が発生し得る状況にあると判定されたときには、着霜予測手段により低温側熱交換器（３）の表面に霜が発生し得る状況にあると判定される前に比べて、循環させる冷媒流量の目標値を小さくすることを特徴とする。
【００１４】
これにより、吸熱効率が大きく低下することを抑制しながら、除霜運転が行われる頻度を低減することができるので、蒸気圧縮式冷凍機の運転効率を向上させることができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明では、冷媒として二酸化炭素が用いられていることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、高圧側の冷媒圧力を冷媒の臨界圧力以上まで上昇させることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項６に記載の発明では、運転時に発熱する車両機器（２０）から吸熱して加熱された冷却液を熱源として室内に吹き出す空気を加熱するヒータ（１２）を有し、請求項１に記載の蒸気圧縮式冷凍機にて暖房能力を補完する車両用空調装置であって、低温側熱交換器（３）は、車両機器（２０）より車両前方側に搭載されており、さらに、冷却液の温度が所定温度以上となったときに、低温側熱交換器（３）の表面に付着した霜を除去する除霜運転を行うことを特徴とする。
【００１８】
これにより、本発明では、例えば請求項１に記載の発明に比べて低温側熱交換器（３）の表面に多くの霜が発生するものの、低温側熱交換器（３）の表面に多くの霜が発生すると、車両機器（２０）に当たる走行風量が減少するので、低温側熱交換器（３）に霜が発生する以前に比べて冷却液温度が上昇し、蒸気圧縮式冷凍機による暖房補助を停止しても、車両機器（２０）にて加熱された冷却液のみにて室内に吹き出す空気を十分に加熱することができる。
【００１９】
延いては、蒸気圧縮式冷凍機の稼働率を低減することができるので、蒸気圧縮式冷凍機の運転効率を向上させることができる。
【００２０】
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。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る蒸気圧縮式冷凍機を、二酸化炭素を冷媒とする電気自動車用の空調装置に適用したものであって、図１は本実施形態に係る車両用空調装置の模式図である。
【００２２】
なお、本実施形態に係る電気自動車は、酸素と水素とを化学反応させることにより発電する燃料電池（ＦＣスタック）２０から走行用電動モータ（図示せず。）に電力を供給するものであり、ラジエータ２１は燃料電池２０を加熱又は冷却するための冷却水と外気とを熱交換して冷却水を冷却する熱交換器であり、ポンプ２２は冷却水を循環させる電動ポンプである。
【００２３】
圧縮機１は冷媒を吸入圧縮するポンプ手段であり、本実施形態では、インバータ制御方式の電動圧縮機を採用している。第１室外熱交換器２は圧縮機１から吐出した冷媒と燃料電池２０から流出した冷却水とを熱交換する熱交換器であり、第２室外熱交換器３は冷媒と室外空気とを熱交換する熱交換器である。
【００２４】
なお、図１では、第１室外熱交換器２において冷媒と冷却水とは並行流となっているが、実際の第１室外熱交換器２では、両者を対向流として熱交換効率を高めている。
【００２５】
室内熱交換器４は室内に吹き出す空気と冷媒とを熱交換する熱交換器であり、内部熱交換器５は圧縮機１に吸引される低圧冷媒と減圧される前の高圧冷媒とを熱交換する熱交換器である。
【００２６】
切替弁６は圧縮機１から吐出した減圧される前の高圧冷媒を第２室外熱交換器３側に循環させる場合と室内熱交換器４側に循環させる場合とを切り替えるバルブである。第１、２減圧器７、８は冷媒を減圧膨脹させる減圧手段であり、両減圧器７、８の絞り開度は、電子制御装置（図示せず。）により制御される。
【００２７】
そして、電子制御装置には、圧縮機１から吐出する冷媒の温度を検出する吐出冷媒温度センサ９ａ、圧縮機１から吐出する冷媒の圧力検出する吐出冷媒圧力センサ９ｂ、第１室外熱交換器２から流出する冷媒の温度を検出する第１室外熱交換器冷媒温度センサ９ｃ、第２室外熱交換器３から流出する冷媒の温度を検出する第２室外熱交換器冷媒温度センサ９ｄ、室内熱交換器４から流出した冷媒の圧力を検出する室内熱交換器冷媒圧力センサ９ｅ、室内熱交換器４から流出した冷媒の温度を検出する室内熱交換器冷媒温度センサ９ｆ、第１室外熱交換器２に流入する冷却水の温度を検出する水温センサ９ｇ、車室外空気温度を検出する外気温センサ９ｈ、車室外空気の相対湿度を検出する外気湿度センサ９ｊ、室内空気温度を検出する内気温センサ９ｋ、室内に注がれる日射を検出する日射センサ９ｍ、車室内空気の相対湿度を検出する内気湿度センサ９ｎ、及び室内熱交換器４を通過した直後の空気温度を検出する室内熱交換器空気温度センサ９ｐの検出値が入力されている。
【００２８】
なお、アキュムレータ１０は、冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して余剰冷媒を液相冷媒として蓄えるとともに、気相冷媒を圧縮機１の吸入側に供給するものである。
【００２９】
ところで、空調ケーシング１１は、室内熱交換器４を収納して室内に吹き出す空気の通路を構成するもので、この空調ケーシング１１内うち室内熱交換器４より空気流れ下流側には、冷却水を熱源として室内に吹き出す空気を加熱するヒータ１２である。
【００３０】
エアミックスドア１３は、室内熱交換器４を通過した空気のうちヒータ１２を通過して加熱される温風とヒータ１２を迂回して流れる冷風との風量割合を調節することにより室内に吹き出す空気の温度を調節するものである。
【００３１】
また、空調ケーシング１１の最上流側には、空調ケーシング１１内に導入する室内空気量と室外空気量と調節する内外気切換ユニット１４、及び室内に空気を送風する送風機１５が設けられ、空調ケーシング１１の最下流側には、空気を吹き出させる吹出口を選択開閉する吹出モード切換装置（図示せず。）が設けられている。
【００３２】
なお、圧縮機１の回転数、エアミックスドア１３、内外気切換ユニット１４、送風機１５及び吹出モード切換装置も電子制御装置にて制御されている。
【００３３】
次に、本実施形態の作動を述べる。
【００３４】
１．冷房運転（図２参照）
外気温センサ９ｈ、内気温センサ９ｋ及び日射センサ９ｍの検出値、並びに乗員が設定入力した希望室内温度（設定温度）等に基づいて算出された目標吹出温度ＴＡＯが所定温度以下のときに実行されるもので、エアミックスドア１３にてヒータ１２のコア面を閉じて室内に流れ込む温風量を０とした状態で、冷媒を、圧縮機１→第１室外熱交換器２→第２減圧器８→切替弁６→第２室外熱交換器３→内部熱交換器５→第１減圧器７→室内熱交換器４→アキュムレータ１０→内部熱交換器５→圧縮機１の順で循環させる。
【００３５】
このとき、第２減圧器８にて冷媒が減圧されないように第２減圧器８の絞り開度を全開とするとともに、吐出冷媒圧力センサ９ｂの検出圧力が第２室外熱交換器冷媒温度センサ９ｄによって決定される目標高圧圧力Ｐｏとなるように第１減圧器７の絞り開度を制御することにより、室内熱交換器４にて室内に吹き出す空気から吸熱して蒸発した冷媒の熱を第１室外熱交換器２及び第２室外熱交換器３にて放熱する。
【００３６】
なお、目標高圧圧力Ｐｏとは、蒸気圧縮式冷凍機の成績係数が略最大となる圧力であり、この目標高圧圧力Ｐｏは高圧側での放熱能力によって変化するため、冷房運転時では、第２室外熱交換器冷媒温度センサ９ｄの検出温度に基づいて決定する。
【００３７】
また、室内熱交換器空気温度センサ９ｐの検出温度が目標吹出温度ＴＡＯとなるように圧縮機１の回転数が制御される。
【００３８】
２．暖房運転（図３参照）
目標吹出温度ＴＡＯが所定温度以上であって、内気温センサ９ｋの検出温度が内気湿度センサ９ｎの検出湿度及び内気温センサ９ｋの検出温度から算出される露点温度より高いときに実行されるもので、エアミックスドア１３にてヒータ１２を迂回する空気通路を閉じた状態で、冷媒を、圧縮機１→第１室外熱交換器２→第２減圧器８→切替弁６→室内熱交換器４→第１減圧器７→内部熱交換器５→第２室外熱交換器３→切替弁６→アキュムレータ１０→圧縮機１の順に循環させる。
【００３９】
このとき、第２減圧器８にて冷媒が減圧されないように第２減圧器８の絞り開度を全開とするとともに、室内熱交換器冷媒圧力センサ９ｅの検出圧力が室内熱交換器冷媒温度センサ９ｆによって決定される目標高圧圧力Ｐｏとなるように第１減圧器７の絞り開度を制御することにより、第２室外熱交換器３にて室外空気から吸熱して蒸発した冷媒の熱を第１室外熱交換器２及び室内熱交換器４にて放熱する。このため、室内に吹き出す空気は室内熱交換器４及びヒータ１２にて加熱されて室内に吹き出される。
【００４０】
また、ヒータ１２に供給される冷却水（温水）は、燃料電池２０及び第１室外熱交換器２にて加熱されており、ヒータ１２に供給される冷却水の温度は第１室外熱交換器２の加熱能力で決定されることから、本実施形態では、ヒータ１２に供給される冷却水の温度が、目標吹出温度ＴＡＯにヒータ１２での熱交換効率γを乗じた目標水温ＴＷＯ（＝ＴＡＯ×γ）となるように圧縮機１の回転数を制御する。
【００４１】
具体的には、目標水温ＴＷＯと水温センサ９ｇの検出温度との温度差、及び温度差の変化率からファジー理論に基づいて圧縮機１の回転数変化量Δｆを決定するものである。
【００４２】
なお、内部熱交換器５の圧縮機１側及び第１減圧器７側には、共に減圧後の冷媒が流れるため、実質的に熱交換が行われない。
【００４３】
因みに、目標水温ＴＷＯと水温センサ９ｇの検出温度との温度差が所定温度以下のとき、又は水温センサ９ｇの検出温度が目標水温ＴＷＯ以上であるときには、圧縮機１を停止して蒸気圧縮式冷凍機による暖房補助、つまり蒸気圧縮式冷凍機によってヒータ１２に流入する冷却水を加熱することは行わない。
【００４４】
３．除湿暖房
目標吹出温度ＴＡＯが所定温度以上であって、内気温センサ９ｋの検出温度が内気湿度センサ９ｎの検出湿度及び内気温センサ９ｋの検出温度から算出される露点温度より高いときに実行されるもので、エアミックスドア１３にてヒータ１２を迂回する空気通路を閉じた状態で、冷媒を暖房運転時と同様な経路で循環させる。
【００４５】
具体的には、圧縮機１→第１室外熱交換器２→第２減圧器８→切替弁６→室内熱交換器４→第１減圧器７→内部熱交換器５→第２室外熱交換器３→切替弁６→アキュムレータ１０→圧縮機１の順である。
【００４６】
このとき、吐出冷媒圧力センサ９ｂの検出圧力が第１室外熱交換器冷媒温度センサ９ｃによって決定される目標高圧圧力Ｐｏとなるように第２減圧器８の絞り開度を制御することにより、第１室外熱交換器２にて冷却水を加熱して間接的に室内に吹き出す空気を加熱するとともに、室内熱交換器４にて冷媒を蒸発させて室内に吹き出す空気を冷却する。
【００４７】
このため、室内熱交換器４にて除湿冷却された空気がヒータ１２にて再加熱されるため、除湿しながら暖房を行うことができる。因みに、圧縮機１の制御は、暖房運転時と同じである。
【００４８】
なお、暖房運転時及び除湿暖房運転時においては、第２室外熱交換器３が特許請求の範囲に記載された低温側熱交換器となり、第１室外熱交換器２はが特許請求の範囲に記載された高温側熱交換器となる。
【００４９】
ところで、図４は暖房運転時及び除湿暖房運転時における空調装置の特徴的作動を示すフローチャートであり、以下、このフローチャートについて述べる。
【００５０】
外気温センサ９ｈ、内気温センサ９ｋ及び日射センサ９ｍの検出値、並びに乗員が設定入力した希望室内温度（パネル入力）等に基づいて算出された目標吹出温度ＴＡＯを算出し（Ｓ１１０〜Ｓ１３０）、この目標吹出温度ＴＡＯから目標水温ＴＷＯを算出した後（Ｓ１４０）、目標水温ＴＷＯに基づいて圧縮機１の目標回転数ＩＶＯを算出する（Ｓ１６０）。
【００５１】
次に、外気湿度センサ９ｊ及び外気温センサ９ｈの検出温度（外気乾球温度）に基づいて、第２室外熱交換器３の雰囲気の露点温度Ｔｆを算出し、第２室外熱交換器冷媒温度センサ９ｄの検出温度ＴＨＯが露点温度Ｔｆ未満であるか否かを判定する（Ｓ１７０）。
【００５２】
そして、検出温度ＴＨＯが露点温度Ｔｆ未満であるときには、第２室外熱交換器３の表面に凝縮水が発生することから、検出温度ＴＨＯが所定温度α、つまり水の凝固点（０℃）以下か否かを判定する（Ｓ１８０）。
【００５３】
なお、露点温度Ｔｆは、周知ごとく、相対湿度及び乾球温度が解れば、湿り空気線図（図５参照）から求めることができる。
【００５４】
そして、検出温度ＴＨＯが所定温度α以下のときには、第２室外熱交換器３の表面に霜が発生するおそれが非常に高いことから、Ｓ１６０にて決定した目標回転数ＩＶＯより低い回転数を目標圧縮機回転数ＩＶＯとして、アクチュエータ、つまり圧縮機１及び減圧機等を実際に稼動させる（Ｓ１９０、Ｓ２００）。
【００５５】
換言すれば、第２室外熱交換器３の表面に霜が発生し得る状況にあると判定されたときには、第２室外熱交換器３の表面に霜が発生し得る状況にあると判定される前に比べて、循環させる冷媒流量を減少させて蒸気圧縮式冷凍機の吸熱能力及び加熱能力を低下（セーブ）する。
【００５６】
なお、検出温度ＴＨＯと外気温度との温度差が所定温度差（例えば、２０℃）以上となったときには、圧縮機１から吐出した高圧冷媒（ホットガス）を第２室外熱交換器３にに流入させることにより第２室外熱交換器３を内側から加熱して霜を除去する除霜を行う。
【００５７】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００５８】
本実施形態では、低温側雰囲気の温度及び相対湿度に基づいて露点温度を算出して低温側熱交換器をなす第２室外熱交換器３の表面に霜が発生し得る状況にあるか否か判定するので、低温側熱交換器の表面に多量の霜が着霜してまう前に着霜を判定することができ得る。
【００５９】
また、第２室外熱交換器３の表面に霜が発生し得る状況にあると判定されたときには、循環させる冷媒流量を減少させて蒸気圧縮式冷凍機の吸熱能力及び加熱能力を低下（セーブ）するので、着霜の進行速度を小さくすることができる。
【００６０】
したがって、吸熱効率が大きく低下することを抑制しながら、除霜運転が行われる頻度を低減することができるので、蒸気圧縮式冷凍機の運転効率を向上させることができる。
【００６１】
（第２実施形態）
上述の実施形態では、第２室外熱交換器３の表面に霜が発生し得る状況にあると判定されたときには、循環させる冷媒流量を減少させて蒸気圧縮式冷凍機の吸熱能力及び加熱能力を低下（セーブ）したが、本実施形態では、第２室外熱交換器３の表面に霜が発生し得る状況にあると判定されたときには、蒸気圧縮式冷凍機による暖房補助を行うか行わないかのしきい値をなす温度を下げるものである。
【００６２】
具体的には、図６のＳ１９５に示すように、第２室外熱交換器３の表面に霜が発生し得る状況にあると判定されたときには、目標水温ＴＷＯを低下させることにより蒸気圧縮式冷凍機による暖房補助を第１実施形態に比べて早めに停止させて、蒸気圧縮式冷凍機の吸熱能力及び加熱能力を低下（セーブ）させるものである。
【００６３】
なお、Ｓ１９５及び水温センサ９ｇの検出温度が所定温度（例えば、６０℃）以上となったときに除霜運転を行う点以外は第１実施形態と同じである。
【００６４】
ところで、図１では、燃料電池２０はラジエータ２１及び第２室外熱交換器３とは別の部位に配置されているが、実装状態では、車両前側から順に、第２室外熱交換器３、ラジエータ２１、燃料電池２０の順で配置されている。このため、車両の走行風は、第２室外熱交換器３及びラジエータ２１を通過して燃料電池２０に当たる。
【００６５】
これにより、本実施形態では、第１実施形態に比べて第２室外熱交換器３の表面に多くの霜が発生するものの、第２室外熱交換器３の表面に多くの霜が発生すると、燃料電池２０に当たる走行風量が減少するので、第２室外熱交換器３に霜が発生する以前に比べて冷却水温度が上昇し、蒸気圧縮式冷凍機による暖房補助を停止しても、燃料電池２０にて加熱された冷却水のみにて室内に吹き出す空気を十分に加熱することができる。
【００６６】
延いては、蒸気圧縮式冷凍機の稼働率を低減することができるので、蒸気圧縮式冷凍機の運転効率を向上させることができる。
【００６７】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、運転時に発熱する車両機器として燃料電池２０を用いが、本発明はこれに限定されるものではく、運転時に発熱する車両機器として、例えば内燃機関としてもよい。
【００６８】
また、上述の実施形態では、高圧（高温）側で発生する温熱を利用する空調装置に本発明を適用したが、冷凍庫等の低温（低圧）側で発生する冷熱を利用する蒸気圧縮式冷凍機にも適用することができる。
【００６９】
また、上述の実施形態では、高圧側の冷媒圧力を冷媒の臨界圧力以上まで上昇させて必要な能力を得ていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば冷媒をフロンとして、高圧側の冷媒圧力を冷媒の臨界圧力未満としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る空調装置の模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る空調装置の冷媒流れを示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係る空調装置の冷媒流れを示す模式図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る空調装置の制御を示すフローチャートである。
【図５】湿り線図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る空調装置の制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…圧縮機、２…第１室外熱交換器、３…第２室外熱交換器、
４…室内熱交換器、５…内部熱交換器、９ｈ…外気温センサ、
９ｊ…外気湿度センサ。
Claims (6)
- 低温側の熱を高温側に移動させる蒸気圧縮式冷凍機であって、
低温側雰囲気中に配置され、冷媒と雰囲気とを熱交換させる低温側熱交換器（３）と、
高温側に配置され、冷媒を放冷する高温側熱交換器（２）と、
前記低温側熱交換器（３）と前記高温側熱交換器（２）との間で冷媒を循環させるポンプ手段（１）と、
前記低温側熱交換器（３）の表面に霜が発生し得る状況にあるか否か判定する着霜予測手段と、
前記着霜予測手段により前記低温側熱交換器（３）の表面に霜が発生し得る状況にあると判定されたときに、前記ポンプ手段（１）の作動を制御する着霜判定時ポンプ制御手段とを備え、
前記着霜予測手段は、少なくとも低温側雰囲気の温度及び相対湿度に基づいて露点温度を算出して前記低温側熱交換器（３）の表面に霜が発生し得る状況にあるか否か判定することを特徴とする蒸気圧縮式冷凍機。 - 前記着霜判定時ポンプ制御手段は、前記着霜予測手段により前記低温側熱交換器（３）の表面に霜が発生し得る状況にあると判定されたときには、前記着霜予測手段により前記低温側熱交換器（３）の表面に霜が発生し得る状況にあると判定される前に比べて、循環させる冷媒流量を減少させることを特徴とする請求項１に記載の蒸気圧縮式冷凍機。
- 前記着霜判定時ポンプ制御手段は、前記着霜予測手段により前記低温側熱交換器（３）の表面に霜が発生し得る状況にあると判定されたときには、前記着霜予測手段により前記低温側熱交換器（３）の表面に霜が発生し得る状況にあると判定される前に比べて、循環させる冷媒流量の目標値を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の蒸気圧縮式冷凍機。
- 冷媒として二酸化炭素が用いられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の蒸気圧縮式冷凍機。
- 高圧側の冷媒圧力を冷媒の臨界圧力以上まで上昇させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の蒸気圧縮式冷凍機。
- 運転時に発熱する車両機器（２０）から吸熱して加熱された冷却液を熱源として室内に吹き出す空気を加熱するヒータ（１２）を有し、請求項１に記載の蒸気圧縮式冷凍機にて暖房能力を補完する車両用空調装置であって、
前記低温側熱交換器（３）は、前記車両機器（２０）より車両前方側に搭載されており、
さらに、前記冷却液の温度が所定温度以上となったときに、前記低温側熱交換器（３）の表面に付着した霜を除去する除霜運転を行うことを特徴とする車両用空調装置。
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