JP2009192155A - 車両用空気調和システム - Google Patents

Abstract

【課題】ヒートポンプ式冷房装置を用いたシステムにあって、即暖性に優れた車両用空気調和システムを提供する。
【解決手段】第１の冷媒が循環する第１循環経路１を有するヒートポンプ式冷房装置Ａと、第２の冷媒が循環する第２循環経路１０を有する暖房用循環装置Ｂとを備え、第１循環経路１には、第１の冷媒の熱を第２の冷媒に放熱する冷媒／冷媒コンデンサ３と、第１の冷媒の熱を空気に放熱する冷媒／空気コンデンサ４とが設けられ、第２循環経路１０には、第２の冷媒と空気との間で熱交換させて空気を加熱するヒータコア１４が設けられ、冷媒／空気コンデンサ４及びヒータコア１４は、ブロアファンによって送風を車室内に導入する空調ダクト内に配置され、且つ、冷媒／空気コンデンサ４がヒータコア１４より下流に配置された。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒートポンプ式冷房装置を用いて暖房を行うことができる車両用空気調和システムに関する。

この種の従来の空気調和システムとしては、特許文献１に開示されたものがある。この空気調和システムは、図８に示すように、第１の冷媒が循環する第１循環流路１０１を有するヒートポンプ式冷房装置１００と、第２の冷媒が循環する第２循環流路１２１を有する暖房用循環装置１２０とを備えている。

ヒートポンプ式冷房装置１００の第１循環流路１０１中には、コンプレッサ１０２と内部熱交換部１０３の放熱部と室内用熱交換器１０４と膨脹弁１０５とエバポレータ（室外用熱交換器）１０６と気液分離器１０７とが設けられている。室内用熱交換器１０４は、空調ダクト１１０内に配置されている。暖房用循環装置１２０の第２循環流路１２１には、第２の冷媒を循環させるポンプ１２２と内部熱交換部１０３の受熱部とヒータコア１２３が設けられている。

暖房モードにあっては、ヒートポンプ式冷房装置１００のコンプレッサ１０２と暖房用循環装置１２０のポンプ１２２が共に駆動される。そして、第１の冷媒の熱が室内用熱交換器１０４で放熱され、この熱が暖房に供される。又、第１の冷媒の熱が内部熱交換部１０３で第２の冷媒に放熱される。これにより加熱された第２の冷媒がヒータコア１２３で放熱され、この熱が暖房に供される。

このようにヒートポンプ式冷房装置１００を用いた空気調和システムでは、暖房モードにあってもヒートポンプ式冷房装置１００が駆動され、ヒータコア１２３と室内用熱交換器１０４の双方が暖房用の機器として用いることができる。
特開２００２−９８４３０号公報（図１）

しかしながら、前記従来例では、第１の冷媒の熱が内部熱交換部１０３で第２の冷媒に伝達され、加熱された第２の冷媒がヒータコア１２３で放熱するが、第２の冷媒が空調風を加熱できるまで温度上昇し、且つ、熱容量の大きなヒータコア１２３が放熱するまでには時間を要し、即暖性能が劣る。又、第１の冷媒の熱は、内部熱交換部１０３、室内用熱交換器１０４の順に放熱するが、暖房運転開始直後では第１の冷媒の熱は、内部熱交換部１０３での放熱量が多く、室内用熱交換器１０４での放熱量が少ないため、室内用熱交換器１０４は即暖性能が劣る。以上より、従来例の空気調和システムは、即暖性において問題がある。また、この従来例のシステムは、家庭用の暖房システムであり、車両用ではない。

そこで、本発明は、ヒートポンプ式冷房装置を用いたシステムにあって、即暖性に優れた車両用空気調和システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成する請求項１の発明は、第１の冷媒が循環する第１循環経路を有するヒートポンプ式冷房装置と、第１循環経路とは別に、第２の冷媒が循環する第２循環経路を有する暖房用循環装置とを備え、ヒートポンプ式冷房装置の第１循環経路には、第１の冷媒を圧縮するコンプレッサと、第２循環経路内に配置され、第１の冷媒の熱を第２の冷媒に放熱する冷媒／冷媒コンデンサと、第１の冷媒の熱を空気に放熱する冷媒／空気コンデンサと、第１の冷媒を膨張させる膨張手段と、膨張手段で膨張された第１の冷媒と空気との間で熱交換させて空気を冷却するエバポレータとが設けられ、暖房用循環装置の第２循環経路には、第２の冷媒を循環させるポンプと、第２の冷媒と空気との間で熱交換させて空気を加熱するヒータコアとが設けられ、第２の冷媒は流体で、顕熱変化によって熱交換を行うものであり、冷媒／空気コンデンサ及びヒータコアは、ファンによって送風を車室内に導入する空調ダクト内に配置され、且つ、冷媒／空気コンデンサがヒータコアより下流に配置されたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載の車両用空気調和システムであって、第１循環経路には、第１の冷媒を冷媒／冷媒コンデンサと冷媒／空気コンデンサに共に流す経路と、冷媒／空気コンデンサにのみ流す経路とに切り替えできる第１切替手段が設けられたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１記載の車両用空気調和システムであって、冷媒／冷媒コンデンサと冷媒／空気コンデンサは、第１循環経路中に直列に配置され、且つ、コンプレッサからの第１の冷媒の流れに対し冷媒／空気コンデンサが上流に、冷媒／冷媒コンデンサが下流に配置されたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の車両用空気調和システムであって、空調ダクトには、冷媒／空気コンデンサ及びヒータコアが配置される暖房用通路と、エバポレータが配置される冷房用通路が設けられていると共にエバポレータを通過した冷却風を車室外部に排出する排出手段が設けられ、暖房用通路と冷房用通路への配風割合を調整できるミックスドアが設けられたことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の車両用空気調和システムであって、空調ダクトには、冷媒／空気コンデンサ及びヒータコアが配置される暖房用通路と、エバポレータが配置される冷房用通路が設けられていると共にエバポレータを通過した冷却風を車室外部に排出する排出手段が設けられ、ファンは、暖房用通路に主に送風する第１ファンと、冷房用通路に主に送風する第２ファンとから構成され、第１ファンと第２ファンは別個独立に送風力が調整できることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、暖房運転が開始されると、コンプレッサが第１の冷媒の圧縮を開始し、コンプレッサの仕事分の熱量によって第１の冷媒が直ちに加熱されるため、冷媒／空気コンデンサは暖房運転開始直後から直ちに暖房性能を発揮できる。これに対し、第２の冷媒は、冷媒／冷媒コンデンサからの放熱を受けても徐々にしか加熱されないため、暖房運転開始直後はヒータコアは暖房性能をほとんど発揮しない。このことに着目して、空調ダクト内の送風は、ヒータコアの通過後に冷媒／空気コンデンサを通過するように配置したため、暖房運転開始直後は、空調ダクト内の送風が暖房性能を発揮しないヒータコアを先ず通過し、その後に、暖房性能を発揮する冷媒／空気コンデンサを通過するため、温風がヒータコアで冷却されることなく車室内に送風される。以上より、即暖性が向上する。

請求項２の発明によれば、暖房運転を暖房運転直後の暖気モードと、暖気モード後の暖房モードとに分け、暖気モードでは第１の冷媒を冷媒／空気コンデンサにのみ流すように第１切替手段によって経路を切り替えれば、第１の冷媒の熱が冷媒／冷媒コンデンサで放熱されることなく冷媒／空気コンデンサで放熱されるため、即暖性が更に向上する。

請求項３の発明によれば、冷媒／冷媒コンデンサと冷媒／空気コンデンサを直列に配置すれば良いため、流路を切り替える手段が不要である。又、冷媒／空気コンデンサが冷媒／冷媒コンデンサより上流であるため、第１の冷媒の熱が冷媒／空気コンデンサの放熱に優先的に使用される。以上より、ヒートポンプ式冷房装置の構成を複雑化することなく即暖性の向上を図ることができる。

請求項４の発明によれば、暖房運転を暖房運転直後の暖気モードと、暖気モード後の暖房モードとに分け、ミックスドアの配風によって暖気モードではエバポレータへの送風量を多くして排出空気からの熱回収を積極的に行うようにすると共に、冷媒／空気コンデンサとヒータコアへの送風量を少なくして送風の温度上昇の向上を図り、これによって、暖房運転直後における乗員の暖房感の向上を図ることができる。

請求項５の発明によれば、暖房運転を暖房運転直後の暖気モードと、暖気モード後の暖房モードとに分け、第１ファンと第２ファンの送風力を別個に制御することによって暖気モードではエバポレータへの送風量を多くして排出空気からの熱回収を積極的に行うようにすると共に、冷媒／空気コンデンサとヒータコアへの送風量を少なくして送風の温度上昇の向上を図り、これによって、暖房運転直後における乗員の暖房感の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（第１の実施形態）
図１〜図５は本発明の第１の実施形態を示し、図１は車両用空気調和システムの要部構成図、図２は空調ダクト内に要部断面図、図３は車両用空気調和システムの暖気モードの冷媒流れを示す構成図、図４は車両用空気調和システムの寒冷地用の暖気モードの冷媒流れを示す構成図、図５は車両用空気調和システムの暖房モードの冷媒流れを示す構成図である。

図１に示すように、車両用空気調和システムは、ヒートポンプ式冷房装置Ａと暖房用循環装置Ｂとを有し、これらが組み合わせている。

ヒートポンプ式冷房装置Ａは、第１の冷媒としてのＲ１３４が封入された第１循環経路１を有し、この第１循環経路１には、コンプレッサ２、第１切替手段である第１切替弁８Ａ、冷媒／冷媒コンデンサである水冷コンデンサ３、この水冷コンデンサ３と並列に接続された冷媒／空気コンデンサ４、膨張手段である膨張弁５、気液分離器６、エバポレータ７、第２切替弁８Ｂがこの順で配置されている。又、第１循環経路１には、気液分離器６と第２切替弁８Ｂとの間を連通するガス冷媒用バイパス通路９が設けられている。

コンプレッサ２は、吸入した低温低圧の第１の冷媒を圧縮して高温高圧の冷媒として吐出する。

第１切替弁８Ａは、第１の冷媒を水冷コンデンサ３と冷媒／空気コンデンサ４に共に流す経路と、冷媒／空気コンデンサ４にのみ流す経路とに切り替えできる。

水冷コンデンサ３は、下記する第２循環経路１０中の機器収容室１３内に配置されており、コンプレッサ２から圧送された第１の冷媒が第２の冷媒によって冷却される。すなわち、水冷コンデンサ３において第１の冷媒と第２の冷媒との間で熱交換が行われ、第２の冷媒は第１の冷媒によって加熱される。

冷媒／空気コンデンサ４は、コンプレッサ２から、又は、水冷コンデンサ３からの第１の冷媒と冷媒／空気コンデンサ４を通過する送風とを熱交換させ、冷媒／空気コンデンサ４を通過する送風は、第１の冷媒によって加熱される。冷媒／空気コンデンサ４は、下記するように空調ダクト３０内に配置されている。

膨張弁５は、冷媒／空気コンデンサ４を通過した第１の冷媒を膨張（減圧）させて低温低圧のガスとして気液分離器６へと送出する。

気液分離器６は、エバポレータ７から送出された第１の冷媒を気液分離すると共に液相状態の第１の冷媒を一時的に貯留する。気液分離器６は、分離した液冷媒を第１循環経路１を通してエバポレータ７に送出し、分離したガス冷媒をガス冷媒用バイパス通路９を通してエバポレータ７をバイパスさせる。

エバポレータ７は、気液分離器６から送出された第１の液冷媒とエバポレータ７を通過する空気とを熱交換させ、エバポレータ７を通過する空気は第１の冷媒によって冷却される。エバポレータ７は、下記するように空調ダクト３０内に配置されている。

第２切替弁８Ｂは、ガス冷媒用バイパス通路９が第１循環経路１に合流する位置に設けられ、ガス冷媒用バイパス通路９が第１循環経路１に連通し、且つ、エバポレータ７に液冷媒が流れないように第１循環経路１を閉塞する第１切替位置と、エバポレータ７に液冷媒が流れるように第１循環経路１を開口する第２切替位置に切り替えできる。つまり、第１切替位置では、ガス冷媒のみが冷凍サイクル内を循環し、第２切替位置では、ガス冷媒と液冷媒が共に冷凍サイクル内を循環する。

暖房用循環装置Ｂは、第２の冷媒としての水や不凍液などの液体が封入された第２循環経路１０を有し、この第２循環経路１０中に、ポンプ１１、放熱器１２、機器収容室１３及びヒータコア１４がこの順で配置されている。機器収容室１３は、第２循環経路１０よりも大きな断面積を有するスペースであり、この内部に上記した水冷コンデンサ３と共にヒータである電気ヒータ１５が収納されている。

ポンプ１１は、第２の冷媒を第２循環経路１０内に循環させるため、吸入した第２の冷媒を圧送する。ポンプ１１で圧送された液体の冷媒は、相変化することなく液相のまま第２循環経路１０内を循環し、熱交換により顕熱変化する。

放熱器１２は、第２の冷媒の熱を外気に放熱させるものであり、電動ファンや走行風によって外気が吹き付けられ、第２の冷媒と外気との間で熱交換が行われる。

電気ヒータ１５は、水冷コンデンサ３の下流側に設けられ、通電することで発熱して第２の冷媒を加熱する。

ヒータコア１４は、第２の冷媒とヒータコア１４を通過する空気とを熱交換させることで、ヒータコア１４を通過する空気を加熱する。ヒータコア１４は、下記するように空調ダクト３０内に配置されている。

第２循環経路１０には、放熱器１２をバイパスする放熱器バイパス流路１６が設けられ、放熱器バイパス流路１６の上流側に設けられた流路切替弁１７を切り換えることで、第２の冷媒の流れを放熱器１２側と放熱器バイパス流路１６側のいずれかに切り換えることができる。

次に、空調ダクト３０内の構成を説明する。空調ダクト３０内には、内外気ドア（図示せず）及びブロアファン３１がこの順で配置されている。内外気ドアは車室内の空気（内気）を取り込む内気位置と車室外の空気（外気）を取り込む外気位置との間で移動し、ブロアファン３１の送風力によって空調ダクト３０内に内気と外気を取り込むことができる。

空調ダクト３０内のブロアファン３１より下流側の一部は、分岐壁３２によって暖房用通路３３と冷房用通路３４に分岐されている。暖房用通路３３には、ヒータコア１４及び冷媒／空気コンデンサ４がこの順で配置されている。冷房用通路３４には、エバポレータ７が配置されている。空調ダクト３０のエバポレータ７の配置位置より下流には、車室外部であるエンジンルームに開口する排出口３５と、この排出口３５を開閉する第１排出用ドア３６と、エバポレータ７を通過した送風を排出口３５側に導く第２排出用ドア３７が設けられている。排出口３５と第１排出用ドア３６と第２排出用ドア３７によって排出手段が構成されている。

分岐壁３２の上流端にはミックスドア３８が配置され、ミックスドア３８によって暖房用通路３３と冷房用通路３４への配風割合を調整できる。

空調ダクト３０の冷媒／空気コンデンサ４とエバポレータ７より下流には、車室内と連通する複数のモードドア３９が設けられている。開放するモードドア３９の組み合わせによって空調風を車室内の所望の位置に吹き出させることができる。

又、エバポレータ７の直ぐ上流位置には温度センサ４０が配置されている。温度センサ４０は、エバポレータ７の通過前空気温度（吸気温度）を検知する。

次に、本実施形態における車両用空気調和システムの暖房運転時の動作を説明する。

暖房運転指令があると、暖気モードに入る。この暖気モードでは、図３に示すように、ヒートポンプ式冷房装置Ａは、第１切替弁８Ａが冷媒／空気コンデンサ４にのみ第１の冷媒を流す切替位置とし、第２切替弁８Ｂが液冷媒とガス冷媒を共に流す切替位置とし、コンプレッサ２が駆動される。暖房用循環装置Ｂは、流路切替弁１７が放熱器バイパス流路１６側の切替位置とし、電気ヒータ１５がオンされ、ポンプ１１が駆動される。

又、空調ダクト３０内では、図２に示すように、内外気ドア（図示せず）が内気導入位置とし、ミックスドア３８がエバポレータ７への送風量を多くする位置とし、第１排出用ドア３６及び第２排出用ドア３７が冷却風を排出する位置とし、ブロアファン３１が駆動される。

この暖気モードでは、ヒートポンプ式冷房装置Ａの第１の冷媒は、気液分離器６で液冷媒とガス冷媒に分離され、液冷媒がエバポレータ７に流され、ガス冷媒がガス冷媒用バイパス通路９を通って冷凍サイクル内を循環する。エバポレータ７は、送風の温度が極低温でないため、送風より吸熱できる。従って、コンプレッサ２の仕事分だけの熱量と第１の冷媒の凝縮によって第１の冷媒が加熱され、加熱された第１の冷媒は、冷媒／空気コンデンサ４にのみ流れ、第１の冷媒の熱は冷媒／空気コンデンサ４でのみ放熱される。又、第２の冷媒は、電気ヒータ１５によって加熱されるが、徐々にしか加熱されないため、暖機モードの段階ではヒータコア１４は放熱機器としてほとんど機能しない。

空調ダクト３０内の冷房用通路３４を通過する送風は、エバポレータ７で冷却された後に、車室外部に排出される。暖房用通路３３を流れる送風は、ヒータコア１４を通過した後に、冷媒／空気コンデンサ４を通過し、ここで温風とされて車室内に送出される。

暖気モードにあって、温度センサ４０の検知温度が所定温度以上になると、暖房モードに移行する。暖房モードでは、図５に示すように、第１切替弁８Ａが水冷コンデンサ３と冷媒／空気コンデンサ４に第１の冷媒が共に流れる切替位置とされる。これにより、第１の冷媒は水冷コンデンサ３でも放熱され、これによって第２の冷媒が加熱される。従って、第２の冷媒の熱がヒータコア１４で放熱されるため、空調ダクト３０内の送風は、ヒータコア１４と冷媒／空気コンデンサ４の双方で加熱されることになる。

尚、冷房運転指令があると、暖房モードと概略同じであるが、流路切替弁１７が放熱器１２側に切り替えられる。これによって、第１の冷媒の熱が放熱器１２を介して車室外に放熱される。又、ミックスドア３８は、ヒータコア１４及び冷媒／空気コンデンサ４への送風量を制限する位置に位置される。そして、エバポレータ７で第１の冷媒が空調ダクト３０内の送風を冷却し、この冷却風、又は、ヒータコア１４を通過した温風によって温度調整された冷却風が車室内に送られる。

以上、暖房運転が開始されると、コンプレッサ２が第１の冷媒の圧縮を開始し、コンプレッサ２の仕事分の熱量によって第１の冷媒が直ちに加熱されるため、冷媒／空気コンデンサ４は暖房運転開始直後から直ちに暖房性能を発揮できる。これに対し、第２の冷媒は、水冷コンデンサ３からの放熱を受けても徐々にしか加熱されないため、暖房運転開始直後はヒータコア１４は暖房性能をほとんど発揮しない。このことに着目して、空調ダクト３０内の送風は、ヒータコア１４の通過後に冷媒／空気コンデンサ４を通過するように配置したため、暖房運転開始直後は、空調ダクト３０内の送風が暖房性能を発揮しないヒータコア１４を先ず通過し、その後に、暖房性能を発揮する冷媒／空気コンデンサ４を通過するため、温風がヒータコア１４で冷却されることなく車室内に送風される。以上より、即暖性が向上する。

この実施形態では、第１循環経路１には、第１の冷媒を水冷コンデンサ３と冷媒／空気コンデンサ４に共に流す経路と、冷媒／空気コンデンサ４にのみ流す経路とに切り替えできる第１切替弁８Ａが設けられている。従って。前記動作で説明したように、暖気モードでは第１の冷媒を冷媒／空気コンデンサ４にのみ流すように第１切替弁８Ａによって経路を切り替えれば、第１の冷媒の熱が水冷コンデンサ３で放熱されることなく冷媒／空気コンデンサ４でのみ放熱されるため、即暖性が更に向上する。

この実施形態では、空調ダクト３０には、冷媒／空気コンデンサ４及びヒータコア１４が配置される暖房用通路３３と、エバポレータ７が配置される冷房用通路３４が設けられていると共にエバポレータ７を通過した冷却風を車室外部に排出する排出手段が設けられ、暖房用通路３３と冷房用通路３４への配風割合を調整できるミックスドア３８が設けられている。従って、前記動作で説明したように、ミックスドア３８の配風によって暖気モードではエバポレータ７への送風量を多くして排出空気からの熱回収を積極的に行うようにすると共に、冷媒／空気コンデンサ４とヒータコア１４への送風量を少なくして送風の温度上昇の向上を図り、これによって、暖房運転直後における乗員の暖房感の向上を図ることができる。

この実施形態では、膨張弁５とエバポレータ７との間に配置され、膨張弁５より第１循環経路１を通して供給された冷媒をガス冷媒と液冷媒に分離し、液冷媒を第１循環経路１よりエバポレータ７に導く気液分離器６と、気液分離器６で分離されたガス冷媒をエバポレータ７をパイパスさせて第１循環経路１に戻すガス冷媒用バイパス通路９と、気液分離器６で分離された液冷媒をエバポレータ７に供給しないように阻止できる第２切替弁８Ｂとを備えたので、外気が極低温（マイナス２０℃未満）の場合、つまり、エバポレータ７が送風と熱交換できない状況であっても暖房運転が可能である。

この暖房モードでは、気液分離器６からの液冷媒はエバポレータ７に流され、エバポレータ７で熱交換するが、気液分離器６がエバポレータ７とコンプレッサ２との間に配置された場合に比べて、エバポレータ７の出口側の冷媒蒸発圧力を、気液分離器６の通路抵抗分とエバポレータ７の通路抵抗の軽減分だけ低下させることができる。そのため、極低温（マイナス２０℃程度）の状況下でも第１の冷媒温度とエバポレータ７を通過する空気温度との間の温度差を大きく取ることができ、効率の良い熱交換が可能であり、暖房モードの暖房性能が向上する。

暖房モードにあって、エバポレータ７で吸熱にあまり寄与しないガス冷媒をエバポレータ７に対しバイパスさせたため、エバポレータ７の熱交換効率が向上し、この点からも暖房モードの暖房性能が向上する。

次に、寒冷地用の暖気モードについて説明する。外気が極低温（マイナス２０℃未満）の場合、つまり、エバポレータ７が送風と熱交換できない状況が発生するためである。

暖房運転指令があって、検知した温度センサ４０の検知温度が極低温（例えばマイナス２０℃未満）であれば、暖機モードに入る。この暖機モードでは、図４に示すように、第２切替弁８Ｂがエバポレータ７に液冷媒を流さずにガス冷媒のみを循環させる切替位置とされる。つまり、極低温の場合には、エバポレータ７が空調ダクト３０内を通過する送風より吸熱することができないためである。又、空調ダクト３０内では、内外気ドア（図示せず）が内気導入位置とし、ミックスドア３８が暖房用通路３３にのみ送風を流す位置とし、ブロアファン３１が駆動される。他の制御は、前記した寒冷地用でない暖機モードと同じである。

この寒冷地用の暖機モードでは、第１の冷媒は、気液分離器６で液冷媒とガス冷媒に分離され、液冷媒はエバポレータ７に流されずに、ガス冷媒のみがガス冷媒用バイパス通路９を通って冷凍サイクル内を循環する。従って、コンプレッサ２の仕事分だけの熱量によって第１の冷媒が加熱され、第１の冷媒の熱が冷媒／空気コンデンサ４でのみ放熱される。又、第２の冷媒は、電気ヒータ１５によって加熱されるが、徐々にしか加熱されないため、暖機モードの段階ではヒータコア１４は放熱機器としてほとんど機能しない。

空調ダクト３０内の暖房用通路３３を流れる送風の全ては、ヒータコア１４を通過した後に、冷媒／空気コンデンサ４を通過し、ここで温風とされて車室内に送出される。

暖気モードにあって、温度センサ４０の検知温度が所定温度以上になると、前記と同様に、暖房モードに移行する。暖房モードは、前記と同様である。

以上、暖房運転が開始されると、コンプレッサ２が第１の冷媒の圧縮を開始し、コンプレッサ２の仕事分の熱量によって第１の冷媒が直ちに加熱されるため、冷媒／空気コンデンサ４は暖房運転開始直後から直ちに暖房性能を発揮でき、車室内に温風が送出される。このように、外気が極低温（マイナス２０℃未満）の場合、つまり、エバポレータ７が送風と熱交換できない状況であっても、即暖性の向上を図ることができる。

（第１の実施形態の変形例）
図６は前記第１の実施形態に係る変形例を示す空調ダクト内の断面図である。図６に示すように、この変形例は、前記第１の実施形態と比較するに、ブロアファンが２台並列に配置されている点が相違する。第１ブロアファン３１ａは、暖房用通路３３に主に送風し、第２ブロアファン３１ｂは冷房用通路３４に主に送風し、第１ブロアファン３１ａと第２ブロアファン３１ｂは別個独立に送風力が調整できるよう構成されている。

他の構成は前記第１の実施形態と同様であるため、重複説明を省略する。

この変形例では、第１ブロアファン３１ａと第２ブロアファン３１ｂの送風力を別個に制御することによって、暖気モードでは、エバポレータ７への送風量を多くして排出空気からの熱回収を積極的に行うようにすると共に、冷媒／空気コンデンサ４とヒータコア１４への送風量を少なくして送風の温度上昇の向上を図る。これによって、暖房運転直後における乗員の暖房感の向上を図ることができる。

（第２の実施形態）
図７は本発明の第２の実施形態を示す車両用空気調和システムの暖房運転時の各冷媒の流れを示す構成図である。

図７に示すように、この第２の実施形態は、前記第１の実施形態と比較するに、水冷コンデンサ３と冷媒／空気コンデンサ４が第１循環経路１中に直列に配置され、且つ、コンプレッサ２からの第１の冷媒の流れに対し冷媒／空気コンデンサ４が上流に、水冷コンデンサ３が下流に配置されている。又、第１切替弁８Ａが設けられておらず、第１の冷媒は、常に水冷コンデンサ３と冷媒／空気コンデンサ４とをこの順で流れるようになっている。

ヒートポンプ式冷房装置Ａ及び暖房用循環装置Ｂの他の構成は、前記第１の実施形態と同様であるため、図面の同一構成箇所には同一符号を付してその説明を省略する。又、空調ダクト内の構成も前記第１の実施形態と同様であるため、重複説明を省略する。

この実施形態にあっても、前記第１の実施形態と同様に、空調ダクト内の送風は、ヒータコア１４の通過後に冷媒／空気コンデンサ４を通過するように配置したため、暖房運転開始直後は、空調ダクト内の送風が暖房性能を発揮しないヒータコア１４を先ず通過し、その後に、暖房性能を発揮する冷媒／空気コンデンサ４を通過するため、温風がヒータコア１４で冷却されることなく車室内に送風され、即暖性が向上する等の効果がある。

その上、この実施形態では、水冷コンデンサ３と冷媒／空気コンデンサ４は、第１循環経路１中に直列に配置され、且つ、コンプレッサ２からの第１の冷媒の流れに対し冷媒／空気コンデンサ４が上流に、水冷コンデンサ３が下流に配置されている。従って、水冷コンデンサ３と冷媒／空気コンデンサ４を直列に配置すれば良いため、流路を切り替える手段（第１切替弁８Ａ）が不要である。又、冷媒／空気コンデンサ４が水冷コンデンサ３より上流であるため、第１の冷媒の熱が冷媒／空気コンデンサ４の放熱に優先的に使用される。以上より、ヒートポンプ式冷房装置Ａの構成を複雑化することなく即暖性の向上を図ることができる。

（その他）
前記各実施形態では、ヒータとして電気ヒータ１５を使用しているが、燃焼ヒータなどを用いても同様の作用・効果を得ることができる。

前記各実施形態では、第１の冷媒としてＲ１３４を、第２の冷媒として水や不凍液などの液体をそれぞれ使用しているが、これら以外を冷媒として使用しても良いことはもちろんである。

本発明の第１の実施形態を示し、車両用空気調和システムの要部構成図である。 本発明の第１の実施形態を示し、空調ダクト内の要部断面図である。 本発明の第１の実施形態を示し、車両用空気調和システムの通常時の暖気モードの冷媒流れを示す構成図である。 本発明の第１の実施形態を示し、車両用空気調和システムの寒冷地用の暖気モードの冷媒流れを示す構成図である。 本発明の第１の実施形態を示し、車両用空気調和システムの暖房モードの冷媒流れを示す構成図である。 本発明の第１の実施形態の変形例を示し、空調ダクト内の要部断面図である。 本発明の第２の実施形態を示し、車両用空気調和システムの暖房運転時の各冷媒の流れを示す構成図である。 従来例の車両用空気調和システムの要部構成図である。

符号の説明

Ａ ヒートポンプ式冷房装置
Ｂ 暖房用循環装置
１ 第１循環経路
２ コンプレッサ
３ 水冷コンデンサ（冷媒／冷媒コンデンサ）
４ 冷媒／空気コンデンサ
５ 膨張弁（膨張手段）
７ エバポレータ
８Ａ 第１切替弁（第１切替手段）
８Ｂ 第２切替弁（液冷媒流通阻止手段）
１０ 第２循環経路
１１ ポンプ
１２放熱器
１４ ヒータコア
３０ 空調ダクト
３１ ブロアファン（ファン）
３１ａ 第１ブロアファン（第１ファン）
３１ｂ 第２ブロアファン（第２ファン）
３３ 暖房用通路
３４ 冷房用通路
３５ 排出口（排出手段）
３６ 第２排出用ドア（排出手段）
３７ 第１排出用ドア（排出手段）
３８ ミックスドア

Claims (5)

1. 第１の冷媒が循環する第１循環経路（１）を有するヒートポンプ式冷房装置（Ａ）と、前記第１循環経路（１）とは別に、第２の冷媒が循環する第２循環経路（１０）を有する暖房用循環装置（Ｂ）とを備え、
   前記ヒートポンプ式冷房装置（Ａ）の前記第１循環経路（１）には、第１の冷媒を圧縮するコンプレッサ（２）と、前記第２循環経路（１０）内に配置され、第１の冷媒の熱を第２の冷媒に放熱する冷媒／冷媒コンデンサ（３）と、前記第１の冷媒の熱を空気に放熱する冷媒／空気コンデンサ（４）と、第１の冷媒を膨張させる膨張手段（５）と、前記膨張手段（５）で膨張された第１の冷媒と空気との間で熱交換させて空気を冷却するエバポレータ（７）とが設けられ、
   前記暖房用循環装置（Ｂ）の前記第２循環経路（１０）には、第２の冷媒を循環させるポンプ（１１）と、第２の冷媒と空気との間で熱交換させて空気を加熱するヒータコア（１４）とが設けられ、第２の冷媒は流体で、顕熱変化によって熱交換を行うものであり、
   前記冷媒／空気コンデンサ（４）及び前記ヒータコア（１４）は、ファン（３１）によって送風を車室内に導入する空調ダクト（３０）内に配置され、且つ、前記冷媒／空気コンデンサ（４）が前記ヒータコア（１４）より下流に配置されたことを特徴とする車両用空気調和システム。
2. 請求項１記載の車両用空気調和システムであって、
   前記第１循環経路（１）には、第１の冷媒を冷媒／冷媒コンデンサ（３）と前記冷媒／空気コンデンサ（４）に共に流す経路と、前記冷媒／空気コンデンサ（４）にのみ流す経路とに切り替えできる第１切替手段（８Ａ）が設けられたことを特徴とする車両用空気調和システム。
3. 請求項１記載の車両用空気調和システムであって、
   前記冷媒／冷媒コンデンサ（３）と前記冷媒／空気コンデンサ（４）は、前記第１循環経路（１）中に直列に配置され、且つ、前記コンプレッサ（２）からの第１の冷媒の流れに対し前記冷媒／空気コンデンサ（４）が上流に、前記冷媒／冷媒コンデンサ（３）が下流に配置されたことを特徴とする車両用空気調和システム。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の車両用空気調和システムであって、
   前記空調ダクト（３０）には、前記冷媒／空気コンデンサ（４）及び前記ヒータコア（１４）が配置される暖房用通路（３３）と、前記エバポレータ（７）が配置される冷房用通路（３４）が設けられていると共に前記エバポレータ（７）を通過した冷却風を車室外部に排出する排出手段（３５，３６，３７）が設けられ、前記暖房用通路（３３）と前記冷房用通路（３４）への配風割合を調整できるミックスドア（３８）が設けられたことを特徴とする車両用空気調和システム。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の車両用空気調和システムであって、
   前記空調ダクト（３０）には、前記冷媒／空気コンデンサ（４）及び前記ヒータコア（１４）が配置される暖房用通路（３３）と、前記エバポレータ（７）が配置される冷房用通路（３４）が設けられていると共に前記エバポレータ（７）を通過した冷却風を車室外部に排出する排出手段（３５，３６，３７）が設けられ、
   前記ファン（３１）は、前記暖房用通路（３３）に主に送風する第１ファン（３１ａ）と、前記冷房用通路（３４）に主に送風する第２ファン（３１ｂ）とから構成され、前記第１ファン（３１ａ）と前記第２ファン（３１ｂ）は別個独立に送風力が調整できることを特徴とする車両用空気調和システム。

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