JP2008155850A - 空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の蒸発器が設定される炭酸ガス冷凍サイクルにおいて、蒸発器の数に限らず冷媒の過熱度が取れすぎるのを防止することができる空調装置を提供すること。
【解決手段】内部熱交換器６を備えたCO₂冷凍サイクルによる車両用空調装置において、内部熱交換器６の出口側から分岐し、アキュムレータ５の入口側に合流する一つの並列冷媒回路を設定し、並列冷媒回路に、リアエバポレータ７と制御型リア膨張弁８とリア内部熱交換器９を設け、リアエバポレータ７は、フロントエバポレータ４の熱交換時において熱交換もしくは熱交換停止が選択可能であり、リア内部熱交換器９は、高圧側冷媒路９ａと低圧側冷媒路９ｂの間で熱交換する手段とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両等に適用される空調装置に関し、詳細には、デュアルエアコン方式の空調装置に関する。

従来、前席側の空調を行う前席用空調ユニットと後席側の空調を行う後席用空調ユニットを備えるデュアルエアコン方式の空調装置としては、前席用空調ユニットと後席用空調ユニットにそれぞれ蒸発器（エバポレータ）を設け、一つの内部熱交換器を共通の熱交換器として使用する構成とされている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−１０６７９９号公報

しかしながら、従来装置のように、２つの蒸発器を備えたデュアルエアコン方式の空調装置において、一つの内部熱交換器を２つの蒸発器にて共用しようとした場合、内部熱交換器のサイズは、２つの蒸発器を同時使用する際に必要な熱交換性能を持たせる必要がある。

このため、例えば、前席用空調ユニットのみを動作させるといった場合、前席側の蒸発器のみを使用すると冷媒の過熱度（degree of superheat）が取れすぎてしまい（＝冷媒の過熱度が大きくなりすぎてしまい）、圧縮機（コンプレッサ）の吐出温度を上昇させることになり、冷凍サイクルの信頼性を損なってしまう、もしくは、運転範囲を狭める結果となる、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、複数の蒸発器が設定される炭酸ガス冷凍サイクルにおいて、蒸発器の数に限らず冷媒の過熱度が取れすぎるのを防止することができる空調装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、圧縮機、ガスクーラ、絞り弁、蒸発器、気液分離器を順次環状に接続し、前記ガスクーラを出た高圧冷媒と前記気液分離器を出た低圧冷媒との間で熱交換する内部熱交換器を備えた炭酸ガス冷凍サイクルによる空調装置において、
前記内部熱交換器の出口側から分岐し、前記気液分離器の入口側に合流する少なくとも一つ以上の並列冷媒回路を設定し、
前記並列冷媒回路のそれぞれに副蒸発器と副蒸発器用絞り弁と副内部熱交換器を設け、
前記副蒸発器は、前記主たる蒸発器の熱交換時において熱交換もしくは熱交換停止が選択可能であり、
前記副内部熱交換器は、分岐位置から副蒸発器用絞り弁の間の高圧側冷媒路と、前記副蒸発器の出口から合流位置の間の低圧側冷媒路と、の間で熱交換することを特徴とする。

よって、本発明の空調装置にあっては、主たる蒸発器の熱交換時において副蒸発器の熱交換をするときは、圧縮機→ガスクーラ→絞り弁→主たる蒸発器→気液分離器による冷凍サイクルを冷媒（炭酸ガス）の状態が変化しながら循環し、主たる蒸発器において、冷媒が蒸発し周りの空気から吸熱することにより冷房する。このとき、内部熱交換器において、ガスクーラを出た高圧冷媒と気液分離器を出た低圧冷媒との間で熱交換される。
加えて、圧縮機→ガスクーラ→副蒸発器用絞り弁→副蒸発器→気液分離器による冷凍サイクルを冷媒の状態が変化しながら循環し、副蒸発器において、冷媒が蒸発し周りの空気から吸熱することにより冷房する。このとき、内部熱交換器において熱交換された冷媒が、さらに、副内部熱交換器において、並列冷媒回路の分岐位置から副蒸発器用絞り弁の間の高圧側冷媒路と、副蒸発器の出口から並列冷媒回路の合流位置の間の低圧側冷媒路と、の間で熱交換される。
すなわち、副蒸発器は、内部熱交換器と副内部熱交換器の２つを用いることで、エンタルピー差（定圧条件下で系が持つ熱エネルギー）を大きくしているため、内部熱交換器のサイズとして、例えば、主たる蒸発器のみを使用する際に必要な熱交換性能を持たせたサイズとしても、副蒸発器作動時には、副蒸発器側に分流した冷媒のみで熱交換する副内部熱交換器を通過するため、内部熱交換器の性能不足を補うことができる。
このため、副蒸発器を停止し、主たる蒸発器のみにより熱交換する際、冷媒の過熱度が取れすぎてしまうということがない。
この結果、複数の蒸発器が設定される炭酸ガス冷凍サイクルにおいて、蒸発器の数に限らず冷媒の過熱度が取れすぎるのを防止することができる。

以下、本発明の空調装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１及び実施例２に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１の車両用空調装置（空調装置の一例）を示す全体システム図である。図２は実施例１の車両用空調装置におけるリア内部熱交換器を示す断面図である。

実施例１における車両用空調装置のCO₂冷凍サイクル系には、図１に示すように、容量制御型コンプレッサ１（圧縮機）と、ガスクーラ２と、制御型フロント膨張弁３（主蒸発器用絞り弁）と、フロントエバポレータ４（主蒸発器）と、アキュムレータ５（気液分離器）と、内部熱交換器６と、リアエバポレータ７（副蒸発器）と、制御型リア膨張弁８（副蒸発器用絞り弁）と、リア内部熱交換器９（副内部熱交換器）と、冷媒流量制御弁１０（開閉弁、流量調整弁）と、を備えている。

冷媒をCO₂（炭酸ガス）とする冷凍サイクルのうち、フロントエバポレータ４に対する主たる冷凍サイクルは、図１に示すように、容量制御型コンプレッサ１と、ガスクーラ２と、制御型フロント膨張弁３、フロントエバポレータ４、アキュムレータ５を順次環状に接続し、前記ガスクーラ２を出た高圧冷媒と前記アキュムレータ５を出た低圧冷媒との間で熱交換する内部熱交換器６を備えることで構成される。
なお、内部熱交換器６及びリア内部熱交換器９は、冷凍サイクル内で熱交換し、外部の空気と熱交換しないので、「内部熱交換器」と呼んでいる。

前記容量制御型コンプレッサ１は、ガスクーラ２の出口冷媒温度及び出口冷媒圧力に基づいて、冷媒吐出量を制御する容量制御弁１１を備えている。

前記制御型フロント膨張弁３は、ガスクーラ２の出口冷媒温度及び出口冷媒圧力に基づいて、膨張弁開度を制御することにより冷媒の過熱度を一定に保持するようにフロントエバポレータ４へ流入する冷媒量を調整する。

前記主たる冷凍サイクルには、前記内部熱交換器６の出口側から分岐し、前記アキュムレータ５の入口側に合流する一つの並列冷媒回路を設定している。そして、並列冷媒回路に、リアエバポレータ７と制御型リア膨張弁８とリア内部熱交換器９を設けている。

前記リアエバポレータ７は、フロントエバポレータ４の熱交換時において熱交換もしくは熱交換停止が選択可能である。

前記制御型リア膨張弁８は、制御型フロント膨張弁３と同様に、ガスクーラ２の出口冷媒温度及び出口冷媒圧力に基づいて、膨張弁開度を制御することにより冷媒の過熱度を一定に保持するようにリアエバポレータ７へ流入する冷媒量を調整する。

前記リア内部熱交換器９は、並列冷媒回路の分岐位置の下流に設けられた冷媒流量制御弁１０から制御型リア膨張弁８の間の高圧側冷媒路９ａと、リアエバポレータ７の出口から並列冷媒回路の合流位置の間の低圧側冷媒路９ｂと、の間で熱交換する。
このリア内部熱交換器９は、図２に示すように、高圧側冷媒路９ａを中央部に配置し、高圧側冷媒路９ａを取り囲むように複数の低圧側冷媒路９ｂを配置する構造により構成されている。

前記フロントエバポレータ４は、車両前席側空調を行う前席用空調ユニット１２内に配置している。前記容量制御型コンプレッサ１とガスクーラ２と内部熱交換器６とアキュムレータ５は、車体のエンジンルームに配置している。前記並列冷媒回路は、車体のエンジンルームから後席に向かう床下部分１３に制御型リア膨張弁８及びリア内部熱交換器９と共にレイアウトしている。前記リアエバポレータ７は、車両後席側空調を行う後席用空調ユニット１４内に配置している。

前記フロントエバポレータ４と前記リアエバポレータ７のそれぞれには、独立のフロント送風機１５（主蒸発器用送風機）とリア送風機１６（副蒸発器用送風機）が設けられている。

実施例１における車両用空調装置の空調制御系には、図１に示すように、空調コントローラ２０と、ガスクーラ出口冷媒温度センサ２１と、ガスクーラ出口冷媒圧力センサ２２と、リアエバポレータ温度センサ２３（副蒸発器温度検出手段）と、フロントエアコンスイッチ２４と、リアエアコンスイッチ２５と、を備えている。

前記空調コントローラ２０は、リア送風機１６の送風（例えば、リアエアコンスイッチ２５のON時）によりリアエバポレータ７の熱交換を選択し、リア送風機１６の送風停止（例えば、リアエアコンスイッチ２５のOFF時）によりリアエバポレータ７の熱交換停止を選択するようにしている（第１熱交換制御手段）。

前記冷媒流量制御弁１０は、前記並列冷媒回路のうち、内部熱交換器２の出口側分岐位置からリア内部熱交換器９の入口位置までの間に設けている。そして、前記空調コントローラ２０は、冷媒流量制御弁１０が持つ開閉弁機能に着目した場合、冷媒流量制御弁１０の開放（全開）によりリアエバポレータ７の熱交換を選択し、冷媒流量制御弁１０の閉止（全閉）によりリアエバポレータ７の熱交換停止を選択するようにしている（第２熱交換制御手段）。

前記空調コントローラ２０は、冷媒流量制御弁１０が持つ冷媒流量調整機能に着目した場合、リアエバポレータ温度センサ２３からの温度検出値に基づき、冷媒流量制御弁１０を流れる冷媒流量を制御するようにしている（第３熱交換制御手段）。
ここで、リアエバポレータ温度センサ２３は、リアエバポレータ７の熱交換面直後の位置に設けられ、リアエバポレータ７の熱交換面直後の温度（以下、「リアエバ直後温度」という。）を検出する。
そして、冷媒流量制御弁１０による冷媒流量制御としては、リアエバ直後温度検出値が低いほど冷媒流量制御弁１０を流れる冷媒流量を抑えるように弁開度を閉じ方向に制御し、リアエバ直後温度検出値が、中低負荷時における冷媒液溜まりを回避するために設定された設定温度以下になると冷媒流量制御弁１０を閉じる制御を行う。

次に、作用を説明する。

［前席側のみでの冷房作用］
前後席を冷房するとき、フロントエバポレータ４とリアエバポレータ７のそれぞれに独立に設けられたフロント送風機１５とリア送風機１６により、フロントエバポレータ４とリアエバポレータ７への送風が行われている。
したがって、前席側のみでの冷房するとき、リアエバポレータ７のリア送風機１６を停止することで、リアエバポレータ７が熱交換停止状態になる。なお、熱交換停止状態にするために分岐後でリア内部熱交換器９前の高圧配管に設けられた冷媒流量制御弁１０を閉止するとさらに良い。

まず、容量制御型コンプレッサ１の吸込ポートからシリンダの低圧室側に吸入された低圧の冷媒ガスは、コンプレッサ動作により圧縮されて高圧高温の冷媒ガスとなり、高圧室側から吐出ポートを通り吐出される。このとき、冷媒は適切な超臨界圧力まで圧縮される。

そして、容量制御型コンプレッサ１から吐出された高圧高温の冷媒ガスは、ガスクーラ２に流入し、そこで空冷若しくは水冷方式により放熱される。さらに、内部熱交換器６を通過するとき、ガスクーラ２を出た高圧冷媒とアキュムレータ５を出た低圧冷媒との間での熱交換により冷却される。

そして、冷却された冷媒は、制御型フロント膨張弁３における圧力低下によりガス／液体の二相混合体とされ、その状態でフロントエバポレータ４内に流入する。

フロントエバポレータ４では、流入してきた冷媒が蒸発し、そのときに車室内の前席側を循環する空気から吸熱することにより冷却作用を発揮して車室内の前席側を冷房した後、流出する。そして、アキュムレータ５に至り、アキュムレータ５では気液が分離され、ガス冷媒のみが内部熱交換器６を通過し、そこで高圧側の冷媒により加熱作用を受ける。そして、内部熱交換器６からのガス冷媒が、容量制御型コンプレッサ１の吸込ポートからシリンダの低圧室側に吸入される。以上のサイクルを繰り返す。

このとき、ガスクーラ２の出口冷媒温度、出口冷媒圧力、蒸発器出口空気温度等に基づいて、制御型フロント膨張弁３の膨張弁開度と、容量制御型コンプレッサ１の容量制御弁１１を制御している。また、容量制御型コンプレッサ１の容量制御によりフロントエバポレータ４が凍結する前に吐出容量を下げることで、フロントエバポレータ４の凍結防止も行っている。

[前後席での冷房作用]
フロント送風機１５とリア送風機１６によりフロントエバポレータ４とリアエバポレータ７への送風を行い、かつ、冷媒流量制御弁１０を開き側として前後席を冷房するときの冷房作用について説明する。

フロントエバポレータ４の熱交換時においてリアエバポレータ７の熱交換をするとき、前席側での冷房作用は、上記と同様に、容量制御型コンプレッサ１→ガスクーラ２→制御型フロント膨張弁３→フロントエバポレータ４→アキュムレータ５による冷凍サイクルを冷媒（CO₂）の状態が変化しながら循環し、フロントエバポレータ４において、冷媒が蒸発し周りの空気から吸熱することにより前席側を冷房する。このとき、内部熱交換器６において、ガスクーラ２を出た高圧冷媒とアキュムレータ５を出た低圧冷媒との間で熱交換される。

加えて、後席側での冷房作用は、容量制御型コンプレッサ１→ガスクーラ２→制御型リア膨張弁８→リアエバポレータ７→アキュムレータ５による冷凍サイクルを冷媒の状態が変化しながら循環し、リアエバポレータ７において、冷媒が蒸発し周りの空気から吸熱することにより後席側を冷房する。

このとき、内部熱交換器６において熱交換された冷媒が、さらに、リア内部熱交換器９において、並列冷媒回路の分岐位置から制御型リア膨張弁８の間の高圧側冷媒路と、リアエバポレータ７の出口から並列冷媒回路の合流位置の間の低圧側冷媒路と、の間で熱交換される。

容量制御型コンプレッサ１から吐出された高圧高温の冷媒ガスは、ガスクーラ２に流入し、そこで空冷若しくは水冷方式により放熱される。さらに、内部熱交換器６を通過するとき、ガスクーラ２を出た高圧冷媒とアキュムレータ５を出た低圧冷媒との間での熱交換により冷却される。加えて、リア内部熱交換器９を通過するとき、並列冷媒回路の分岐位置から制御型リア膨張弁８の間の高圧側冷媒路と、リアエバポレータ７の出口から並列冷媒回路の合流位置の間の低圧側冷媒路と、の間での熱交換により冷却される。
そして、冷却された冷媒は、制御型リア膨張弁８における圧力低下によりガス／液体の二相混合体とされ、その状態でリアエバポレータ７内に流入する。

このため、前後席での冷房状態から、リアエバポレータ７を停止し、フロントエバポレータ４のみにより熱交換する前席のみの冷房状態に切り替えたとしても、冷媒の過熱度が取れすぎてしまうということがなく、シングル運転とデュアル運転とを両立する安定した運転が可能となった。

[リアエバポレータでの冷力調整作用]
実施例１では、冷媒流量制御弁１０による冷媒流量制御として、リアエバ直後温度検出値が低いほど冷媒流量制御弁１０を流れる冷媒流量を抑えるように弁開度を閉じ方向に制御し、リアエバ直後温度検出値が、中低負荷時における冷媒液溜まりを回避するために設定された設定温度以下になると冷媒流量制御弁１０を閉じる制御が行われる。

このため、前席側と後席側とで独立した温度コントロールができるようになり、車両乗員の快適性の向上を図ることができる。また、冷媒流量制御により、中・低負荷時における配管への冷媒（31℃以下の液冷媒）の冷媒液溜まりを防止することができ、デュアル運転時に安定した運転が可能となった。

次に、効果を説明する。
実施例１の車両用空調装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 容量制御型コンプレッサ１と、ガスクーラ２と、制御型フロント膨張弁３、フロントエバポレータ４、アキュムレータ５を順次環状に接続し、前記ガスクーラ２を出た高圧冷媒と前記アキュムレータ５を出た低圧冷媒との間で熱交換する内部熱交換器６を備えたCO₂冷凍サイクルによる車両用空調装置において、前記内部熱交換器６の出口側から分岐し、前記アキュムレータ５の入口側に合流する一つの並列冷媒回路を設定し、前記並列冷媒回路に、リアエバポレータ７と制御型リア膨張弁８とリア内部熱交換器９を設け、前記リアエバポレータ７は、フロントエバポレータ４の熱交換時において熱交換もしくは熱交換停止が選択可能であり、前記リア内部熱交換器９は、分岐位置の下流に設けられた冷媒流量制御弁１０から制御型リア膨張弁８の間の高圧側冷媒路９ａと、リアエバポレータ７の出口から合流位置の間の低圧側冷媒路９ｂと、の間で熱交換するため、２つのエバポレータ４，７が設定されるCO₂冷凍サイクルにおいて、エバポレータの数に限らず冷媒の過熱度が取れすぎるのを防止することができる。

(2) 前記フロントエバポレータ４と前記リアエバポレータ７にそれぞれ独立のフロント送風機１５とリア送風機１６を設け、空調コントローラ２０は、リア送風機１６の送風によりリアエバポレータ７の熱交換を選択し、リア送風機１６の送風停止によりリアエバポレータ７の熱交換停止を選択するため、リア送風機１６の送風または送風停止により、容易にリアエバポレータ７での熱交換か熱交換停止を選択することができる。

(3) 前記並列冷媒回路のうち、内部熱交換器２の出口側分岐位置からリア内部熱交換器９の入口位置までの間に冷媒流量制御弁１０を設け、空調コントローラ２０は、冷媒流量制御弁１０の開放によりリアエバポレータ７の熱交換を選択し、冷媒流量制御弁１０の閉止によりリアエバポレータ７の熱交換停止を選択するため、冷媒流量制御弁１０の開閉により、確実にリアエバポレータ７での熱交換か熱交換停止を選択することができる。

(4) 前記並列冷媒回路のうち、内部熱交換器２の出口側分岐位置からリア内部熱交換器９の入口位置までの間に冷媒流量制御弁１０を設け、空調コントローラ２０は、リアエバポレータ７の冷媒温度に関する検出値に基づき、冷媒流量制御弁１０を流れる冷媒流量を制御するため、リアエバポレータ７で必要な冷媒流量を制御することで、安定したデュアル運転を行うことができる。

(5) リアエバポレータ７の熱交換面直後の温度を検出するリアエバポレータ温度センサ２３を設け、空調コントローラ２０は、リアエバ直後温度検出値が低いほど冷媒流量制御弁１０を流れる冷媒流量を抑えるように弁開度を閉じ方向に制御し、リアエバ直後温度検出値が設定温度以下になると冷媒流量制御弁１０を閉じる制御を行うため、中・低負荷時における配管への冷媒溜まりを防止し、デュアル運転時に安定した運転を行うことができる。

(6) 前記フロントエバポレータ４は、車両前席側空調を行う前席用空調ユニット１２内に配置し、前記並列冷媒回路は、車体のエンジンルームから後席に向かう床下部分１３に制御型リア膨張弁８及びリア内部熱交換器９と共にレイアウトし、前記リアエバポレータ７は、車両後席側空調を行う後席用空調ユニット１４内に配置したため、エンジンルームの必要スペースはシングル空調ユニットと同じとしままで、デュアル空調ユニットをコンパクトに車両搭載を行うことができる。

実施例２は、副蒸発器用絞り弁を固定オリフィスとした例である。

まず、構成を説明する。
図３は実施例２の車両用空調装置（空調装置の一例）を示す全体システム図である。

実施例１における車両用空調装置のCO₂冷凍サイクル系には、図３に示すように、容量制御型コンプレッサ１（圧縮機）と、ガスクーラ２と、制御型フロント膨張弁３（主蒸発器用絞り弁）、フロントエバポレータ４（主蒸発器）、アキュムレータ５（気液分離器）、内部熱交換器６、リアエバポレータ７（副蒸発器）、固定オリフィス１８（副蒸発器用絞り弁）、リア内部熱交換器９（副内部熱交換器）と、冷媒流量制御弁１０（開閉弁、流量調整弁）と、を備えている。
すなわち、実施例１の制御型リア膨張弁８に代え、固定オリフィス１８を採用していて、他の構成は実施例１と同様であるので説明を省略する。

作用について説明すると、並列冷媒回路には、内部熱交換器２の出口側分岐位置からリア内部熱交換器９の入口位置までの間に冷媒流量制御弁１０を設けられている。制御型リア膨張弁８による過熱度制御機能を、冷媒流量制御弁１０の開度制御に持たせれば、必ずしも制御型リア膨張弁８を用いることは要さない。そして、固定オリフィス１８とすることで、コストが低減できるというメリットを持つ。なお、他の作用については、実施例１と同様であるので説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例２の車両用空調装置にあっては、実施例１の効果に加え、下記の効果を得ることができる。

(7) 前記副蒸発器用絞り弁は、固定オリフィス１８であるため、デュアル空調システムのコストを低減することができる。

以上、本発明の空調装置を実施例１及び実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１，２では、内部熱交換器６の出口側から分岐し、アキュムレータ５の入口側に合流する一つの並列冷媒回路を設定し、この並列冷媒回路に、リアエバポレータ７と制御型リア膨張弁８とリア内部熱交換器９を設けた例を示した。しかし、並列冷媒回路を二つ以上設定し、それぞれの並列冷媒回路に、副蒸発器と副絞り弁と副内部熱交換器を設けるような例としても良い。

実施例１，２では、リア内部熱交換器（副内部熱交換器）として、高圧側冷媒路９ａを中央部に配置し、高圧側冷媒路９ａを取り囲むように複数の低圧側冷媒路９ｂを配置する構造により構成した例を示した（図２）。しかし、例えば、高圧側冷媒路が中央にあり、低圧側冷媒路が高圧流路の外側に配置された二重管構造や、高圧側冷媒路と低圧側冷媒路をなす扁平チューブを積層させたもの等、他の構造を採用しても良い。

実施例１，２では、車両用空調装置への適用例を示したが、車両以外の空調装置、例えば、家庭用空調装置や工場や事業所の空調装置等へも適用できる。要するに、内部熱交換器を備えた炭酸ガス冷凍サイクルによる空調装置であれば適用できる。

実施例１の車両用空調装置を示す全体システム図である。 実施例１の車両用空調装置におけるリア内部熱交換器を示す断面図である。 実施例２の車両用空調装置を示す全体システム図である。

符号の説明

１ 容量制御型コンプレッサ（圧縮機）
２ ガスクーラ
３ 制御型フロント膨張弁（主蒸発器用絞り弁）
４ フロントエバポレータ（主蒸発器）
５ アキュムレータ（気液分離器）
６ 内部熱交換器
７ リアエバポレータ（副蒸発器）
８ 制御型リア膨張弁（副蒸発器用絞り弁）
９ リア内部熱交換器（副内部熱交換器）
１０ 冷媒流量制御弁（開閉弁、流量調整弁）
１８ 固定オリフィス（副蒸発器用絞り弁）
２０ 空調コントローラ
２１ ガスクーラ出口冷媒温度センサ
２２ ガスクーラ出口冷媒圧力センサ
２３ リアエバポレータ温度センサ（副蒸発器温度検出手段）
２４ フロントエアコンスイッチ
２５ リアエアコンスイッチ

Claims (7)

1. 圧縮機、ガスクーラ、絞り弁、蒸発器、気液分離器を順次環状に接続し、前記ガスクーラを出た高圧冷媒と前記気液分離器を出た低圧冷媒との間で熱交換する内部熱交換器を備えた炭酸ガス冷凍サイクルによる空調装置において、
   前記内部熱交換器の出口側から分岐し、前記気液分離器の入口側に合流する少なくとも一つ以上の並列冷媒回路を設定し、
   前記並列冷媒回路のそれぞれに副蒸発器と副蒸発器用絞り弁と副内部熱交換器を設け、
   前記副蒸発器は、前記主たる蒸発器の熱交換時において熱交換もしくは熱交換停止が選択可能であり、
   前記副内部熱交換器は、分岐位置から副蒸発器用絞り弁の間の高圧側冷媒路と、前記副蒸発器の出口から合流位置の間の低圧側冷媒路と、の間で熱交換することを特徴とする空調装置。
2. 請求項１に記載された空調装置において、
   前記主たる蒸発器を主蒸発器というとき、主蒸発器と前記副蒸発器にそれぞれ独立の主蒸発器用送風機と副蒸発器用送風機を設け、
   前記副蒸発器用送風機の送風により前記副蒸発器の熱交換を選択し、前記副蒸発器用送風機の送風停止により前記副蒸発器の熱交換停止を選択する第１熱交換制御手段を設けたことを特徴とする空調装置。
3. 請求項１または請求項２に記載された空調装置において、
   前記並列冷媒回路のうち、前記内部熱交換器の出口側分岐位置から前記副内部熱交換器の入口位置までの間に開閉弁を設け、
   前記開閉弁の開放により前記副蒸発器の熱交換を選択し、前記開閉弁の閉止により前記副蒸発器の熱交換停止を選択する第２熱交換制御手段を設けたことを特徴とする空調装置。
4. 請求項１または請求項２に記載された空調装置において、
   前記並列冷媒回路のうち、前記内部熱交換器の出口側からの分岐位置から前記副内部熱交換器の入口位置までの間に流量調整弁を設け、
   前記副蒸発器の冷媒温度に関する検出値に基づき、前記流量調整弁を流れる冷媒流量を制御する第３熱交換制御手段を設けたことを特徴とする空調装置。
5. 請求項４に記載された空調装置において、
   前記副蒸発器の熱交換面直後の温度を検出する副蒸発器温度検出手段を設け、
   前記第３熱交換制御手段は、副蒸発器温度検出値が低いほど前記流量調整弁を流れる冷媒流量を抑え、副蒸発器温度検出値が設定温度以下になると前記流量調整弁を閉じる制御を行うことを特徴とする空調装置。
6. 請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載された空調装置において、
   前記主蒸発器は、車両前席側空調を行う前席用空調ユニット内に配置したフロントエバポレータであり、
   前記並列冷媒回路は、車体のエンジンルームから後席に向かう床下部分に前記副内部熱交換器と共にレイアウトし、
   前記副蒸発器は、車両後席側空調を行う後席用空調ユニット内に配置したリアエバポレータであることを特徴とする空調装置。
7. 請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載された空調装置において、
   前記副蒸発器用絞り弁は、固定オリフィスであることを特徴とする空調装置。

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