JP2017222226A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧力損失や熱損失を抑制しつつ、暖房運転時と冷房運転時のいずれにおいても換気用の排熱通路の熱エネルギーを回収できるようにして、エネルギーの利用効率を高めることができる車両用空調装置を提供する。【解決手段】主熱交換装置と分離した補助熱交換装置６０は、排熱通路に臨む位置に配置する。補助熱交換装置６０は、コンデンサ６３を車室内の空気と熱交換する内気熱交換状態と、コンデンサ６３を車室外の空気と熱交換する外気熱交換状態と、コンデンサ６３を換気空気と熱交換する換気熱交換状態のいずれかに切り換える。補助熱交換装置６０は、エバポレータ６４を車室内の空気と熱交換する内気熱交換状態と、エバポレータ６４を車室外の空気と熱交換する外気熱交換状態と、エバポレータ６４を換気空気と熱交換する換気熱交換状態のいずれかに切り換える。【選択図】図５

Description

本発明は、車両用空調装置に関するものである。

車両用空調装置として、車室内から車室外に排出される換気熱を回収して、主熱交換装置の暖房時の熱交換効率を高めたものが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

特許文献１に記載の車両用空調装置は、ヒートポンプ回路を用いた主熱交換装置において、ヒートポンプ回路の冷媒通路のうちの膨張弁の下流側に、排熱回収のための補助熱交換部が分岐接続されている。補助熱交換部は、車室内の空気を車室外に排出する換気用の排熱通路に、その排熱通路を通過する空気と熱交換するための熱交換器が配置された構成とされている。補助熱交換部の熱交換器は、排熱通路を通過する空気から吸熱した冷媒を、主熱交換装置の冷媒通路のうちの室内熱交換器の上流部に供給する。これにより、室内熱交換器に供給される冷媒が換気空気から温熱を回収することになり、暖房効率が向上する。

また、特許文献２に記載の車両用空調装置は、主熱交換装置の導風ダクト内に、主の室内熱交換器とともに排熱回収装置の補助室内熱交換器が配置されている。排熱回収装置は、冷媒が補助室内熱交換器と換気熱交換器との間で循環するヒートポンプ回路を有している。換気熱交換器は、車室内の空気を車室外に排出する換気用の排熱通路に配置されている。排熱回収装置は、換気熱交換器で吸熱した冷媒を導風ダクト内の補助室内熱交換器に供給し、導風ダクト内を通過する空気を補助室内熱交換器によって加熱する。したがって、この車両用空調装置の場合も、補助室内熱交換器に供給される冷媒が換気空気から温熱を回収することになり、暖房効率が向上する。

特開２０１１−５１４６６号公報 特許第５１８６４２２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の車両用空調装置は、補助熱交換部の熱交換器が車両の換気用の排熱通路に配置され、その熱交換器が配管によって主熱交換装置の冷媒の主通路に接続されている。このため、特許文献１に記載の車両用空調装置の場合、補助熱交換部の熱交換器と主熱交換装置の冷媒の主通路を接続するための配管の長さが長くなり、配管での圧力損失や熱損失が大きくなるため、エネルギーの利用効率を高めるためのさらなる改善が望まれている。

また、特許文献２に記載の車両用空調装置は、排熱回収装置の換気熱交換器が車両の換気用の排熱通路に配置され、その換気熱交換器が、主熱交換装置の導風ダクト内の補助室内熱交換器に配管によって接続されている。このため、特許文献２に記載の車両用空調装置の場合も、換気熱交換器と導風ダクト内の補助室内熱交換器を接続するための配管の長さが長くなり、やはり配管での圧力損失や熱損失を小さくすることが望まれている。

また、引用文献１，２に記載の車両用空調装置は、車両の暖房運転時に換気用の排熱通路の温熱エネルギーを回収し得るものであるが、車両の冷房運転時にも換気用の排熱通路の冷熱エネルギーを回収できることが望ましい。

そこで本発明は、圧力損失や熱損失を抑制しつつ、暖房運転時と冷房運転時のいずれにおいても換気用の排熱通路の熱エネルギーを回収できるようにして、エネルギーの利用効率を高めることができる車両用空調装置を提供しようとするものである。

本発明に係る車両用空調装置は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
即ち、本発明に係る車両用空調装置は、
温熱発生部（例えば、実施形態の暖房用室内熱交換器５５）と、冷熱発生部（例えば、実施形態のエバポレータ５３）と、前記温熱発生部と前記冷熱発生部の少なくともいずれか一方に導入する空気を車室内の内気と車室外の外気のいずれかに切り換える導入空気切り換え部（例えば、実施形態の切り換え用ダンパ３７）と、を有し、導入空気を、前記温熱発生部と前記冷熱発生部の少なくともいずれか一方を通過させて車室内に流入させる主熱交換装置（例えば、実施形態の主熱交換装置１０）と、
コンプレッサ（例えば、実施形態のコンプレッサ６６）から吐出された冷媒の熱を周囲に放熱するコンデンサ（例えば、実施形態のコンデンサ６３）と、前記コンデンサから流出した冷媒を膨張弁（例えば、実施形態の膨張弁６７）によって膨張させた後に周囲の熱を内部に吸熱するエバポレータ（例えば、実施形態のエバポレータ６４）と、を有し、前記コンプレッサと前記エバポレータが一体ブロックとして構成されているとともに、前記主熱交換装置と分離して、車両の換気用の排熱通路（例えば、実施形態の排熱通路６５）に臨む位置に配置され、運転モードに応じて、前記コンデンサと前記エバポレータのいずれかと室内空気とを選択的に熱交換して空調空気を車室内に吐出する補助熱交換装置（例えば、実施形態の補助熱交換装置６０）と、
前記補助熱交換装置を制御する制御装置（例えば、実施形態の制御装置１５）と、を備え、
前記補助熱交換装置は、
前記コンデンサを車室内の空気と熱交換する内気熱交換状態と、前記コンデンサを車室外の空気と熱交換する外気熱交換状態と、前記コンデンサを、前記排熱通路を通して車室外に排出される換気空気と熱交換する換気熱交換状態と、のいずれかに選択的に切り換えるコンデンサ側熱交換切り換え部（例えば、実施形態の内外気切り換えダンパ７２Ｃ，７５Ｃ）と、
前記エバポレータを車室内の空気と熱交換する内気熱交換状態と、前記エバポレータを車室外の空気と熱交換する外気熱交換状態と、前記エバポレータを、前記排熱通路を通して車室内から車室外に排出される換気空気と熱交換する換気熱交換状態と、のいずれかに選択的に切り換えるエバポレータ側熱交換切り換え部（例えば、実施形態の内外気切り換えダンパ７２Ｅ，７５Ｅ）と、を有しており、
前記制御装置は、運転モードに応じて、前記コンデンサ側熱交換切り換え部と前記エバポレータ側熱交換切り換え部を制御することを特徴とする。

前記制御装置は、前記主熱交換装置の前記導入空気切り換え部が内気を導入する状態で暖房運転を行う運転モードのときに、前記コンデンサが前記内気熱交換状態となるように前記コンデンサ側熱交換切り換え部を制御し、前記エバポレータが前記外気熱交換状態となるように前記エバポレータ側熱交換切り換え部を制御するようにしても良い。

前記制御装置は、前記主熱交換装置の前記導入空気切り換え部が外気を導入する状態で暖房運転を行う運転モードのときに、前記コンデンサが前記内気熱交換状態となるように前記コンデンサ側熱交換切り換え部を制御し、前記エバポレータが前記換気熱交換状態となるように前記エバポレータ側熱交換切り換え部を制御するようにしても良い。

前記制御装置は、前記主熱交換装置の前記導入空気切り換え部が内気を導入する状態で冷房運転を行う運転モードのときに、前記エバポレータが前記内気熱交換状態となるように前記エバポレータ側熱交換切り換え部を制御し、前記コンデンサが前記外気熱交換状態となるように前記コンデンサ側熱交換切り換え部を制御するようにしても良い。

前記制御装置は、前記主熱交換装置の前記導入空気切り換え部が外気を導入する状態で冷房運転を行うときに、前記エバポレータが前記内気熱交換状態となるように前記エバポレータ側熱交換切り換え部を制御し、前記コンデンサが前記換気熱交換状態となるように前記コンデンサ側熱交換切り換え部を制御するようにしても良い。

本発明によれば、暖房運転時には、主熱交換装置の温熱発生部で熱交換した空気を車室内に流入させる一方で、補助熱交換装置のコンデンサを内気熱交換状態にし、かつ補助熱交換装置のエバポレータを換気熱交換状態にすることにより、主熱交換装置と分離して配置された補助熱交換装置によって排熱通路の熱を回収して車室内の空気を暖めることができる。また、冷房運転時には、主熱交換装置の冷熱発生部で熱交換した空気を車室内に流入させる一方で、補助熱交換装置のエバポレータを内気熱交換状態にし、かつ補助熱交換装置のコンデンサを換気熱交換状態にすることにより、主熱交換装置と分離して配置された補助熱交換装置によって排熱通路の冷熱を回収して車室内の空気を冷却することができる。
したがって、本発明によれば、補助熱交換装置を主熱交換装置に冷媒配管で接続する必要がないため、圧力損失や熱損失を抑制しつつ、暖房運転時と冷房運転時のいずれにおいても換気用の排熱通路の熱エネルギーを回収することができる。よって、本発明を採用することにより、エネルギーの利用効率を高めることができる。

本発明の一実施形態の車両用空調装置を採用した車両の模式的な断面図である。 本発明の一実施形態の主熱交換装置の構成図である。 本発明の一実施形態の主熱交換装置の構成図であり、暖房運転時の冷媒と空調空気の流れを示した図である。 本発明の一実施形態の主熱交換装置の構成図であり、冷房運転時の冷媒と空調空気の流れを示した図である。 本発明の一実施形態の補助熱交換装置の模試的な断面図である。 本発明の一実施形態の補助熱交換装置の模試的な断面図であり、暖房運転時の空気の流れを示した図である。 本発明の一実施形態の補助熱交換装置の模試的な断面図であり、冷房運転時の空気の流れを示した図である。 本発明の一実施形態の補助熱交換装置の模試的な断面図であり、冷暖房を行わない換気運転時の空気の流れを示した図である。 本発明の一実施形態の車両用空調装置を採用した車両の模式的な断面図であり、暖房運転時の空気の流れを示した図である。 本発明の一実施形態の車両用空調装置を採用した車両の模式的な断面図であり、冷房運転時の空気の流れを示した図である。 本発明の一実施形態の車両用空調装置のシステム構成図である。 本発明の一実施形態の車両用空調装置を採用した車両の模式的な断面図であり、乗員搭乗前に事前空調を行うときの空気の流れを示した図である。 本発明の一実施形態の車両用空調装置の一部の制御を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係る車両用空調装置を搭載した車両１００を模試的に示した図である。
図１に示すように、車両１００には、車両用空調装置１が搭載されている。車両用空調装置は、主熱交換装置１０と、主熱交換装置１０と完全に分離した補助熱交換装置６０と、を備えている。主熱交換装置１０は、車室９０の前方（例えば、インストルメントパネルとエンジンルーム）に配置されており、補助熱交換装置６０は、車室９０の後方の換気用の排熱通路（室内空気の排出通路）に臨む位置に配置されている。また、車両のルーフ部９１には、太陽光による発電装置であるソーラーパネル９２が設置されている。

図２は、主熱交換装置１０の構成図である。
主熱交換装置１０は、空調ユニット１１と、冷媒が循環可能な冷凍サイクル１２と、制御装置１３と、を主に備えている。

空調ユニット１１は、空調空気が流通するダクト５１と、このダクト５１内に収容されたブロワ５２と、エバポレータ５３と、エアミックスドア５４と、暖房用室内熱交換器５５と、を備えている。
ダクト５１は、空調空気の流通方向における上流側に位置する空気取入口５７、及び下流側に位置する空気吹き出し口５８を有している。そして、上述したブロワ５２、エバポレータ５３、エアミックスドア５４、及び、暖房用室内熱交換器５５は、流通方向の上流側から下流側に向けてこの順で配置されている。

ブロワ５２は、例えば制御装置１３の制御により印加される駆動電圧に応じて駆動し、空気取入口５７を通してダクト５１内に取り込まれた導入空気を、下流側に向けて送出する。空調取入口５７には、車室内に連通する室内通路２０と車室外に連通する室外通路３６を切り換える切り換え用ダンパ３７（導入空気切り換え部）が設けられている。切り換え用ダンパ３７は、例えば制御装置１３の制御により駆動する駆動手段（不図示）によって回動可能にされている。

エバポレータ５３は、内部に流入した低圧の冷媒と車室内雰囲気（ダクト５１内）との間で熱交換を行い、例えば冷媒が蒸発する際の吸熱によって、エバポレータ５３を通過する空調空気を冷却する。

暖房用室内熱交換器５５は、内部に流入した高温かつ高圧の冷媒によって放熱可能であって、例えば暖房用室内熱交換器５５を通過する空調空気を加熱する。

エアミックスドア５４は、例えば制御装置１３の制御により駆動する駆動手段（不図示）によって回動可能とされている。具体的に、エアミックスドア５４は、ダクト５１内のうち、暖房用室内熱交換器５５に向かう通風経路（加熱経路）を開放する加熱位置（図３参照）と、加熱経路を迂回する通風経路（冷却経路）を開放する冷却位置（図４参照）と、の間で回動する。

冷凍サイクル１２は、例えば、上述したエバポレータ５３及び暖房用室内熱交換器５５と、コンプレッサ２１、暖房用膨張弁２２、バイパス弁２３、室外熱交換器２４、冷房弁２６、レシーバタンク２５、サブコンデンサ２７、逆止弁２８、冷房用膨張弁２９、冷房用補助熱交換器３１、暖房弁３２、気液分離器３３、除湿弁３４、及び蒸発能力制御弁３５と、を備え、これら各構成部材が冷媒流路を介して接続されている。

コンプレッサ２１は、気液分離器３３と暖房用室内熱交換器５５との間に接続されている。コンプレッサ２１は、例えば制御装置１３の制御により駆動する駆動手段の駆動力によって駆動され、気液分離器３３から冷媒の主に気体分を吸入するとともに、この冷媒を圧縮した後、高温かつ高圧の冷媒として上述した暖房用室内熱交換器５５に吐出する。

暖房用膨張弁２２は、いわゆる絞り弁であって、暖房用室内熱交換器５５から吐出された冷媒を、膨張させた後、低温かつ低圧で気液２相（液相リッチ）の噴霧状の冷媒として室外熱交換器２４に吐出する。
なお、コンプレッサ２１の吐出部から暖房用室内熱交換器５５を経由して暖房用膨張弁２２に至る通路は、高圧側主通路４１とされている。

バイパス弁２３は、暖房用室内熱交換器５５の下流部において、高圧側主通路４１の暖房用膨張弁２２を迂回して室外熱交換器２４に接続されるバイパス通路４２上に設けられ、例えば制御装置１３により開閉制御される。なお、バイパス弁２３は、暖房運転の実行時には閉状態とされ、冷房運転の実行時には開状態とされる。
これにより、例えば、暖房運転の実行時には、暖房用室内熱交換器５５から流出した冷媒は暖房用膨張弁２２を通過して低温かつ低圧の状態で室外熱交換器２４に流入する。
一方、冷房運転の実行時には、暖房用室内熱交換器５５から流出した冷媒はバイパス弁２３を通過して高温の状態で室外熱交換器２４に流入する。

室外熱交換器２４は、内部に流入した冷媒と室外雰囲気との熱交換を行なう。また、室外熱交換器２４の前方には、室外熱交換器２４に向けて送風可能なファン２４ａが配設されている。なお、ファン２４ａは、例えば制御装置１３の制御により駆動される。

室外熱交換器２４は、暖房運転の実行時には、内部に流入する低温かつ低圧の冷媒によって室外雰囲気から吸熱可能であって、例えば室外雰囲気からの吸熱によって冷媒を気化させる。
一方、冷房運転の実行時には、室外熱交換器２４は、内部に流入する高温の冷媒によって室外雰囲気へと放熱可能であって、例えば室外雰囲気への放熱及びファン２４ａの送風によって冷媒を冷却する。

冷房弁２６は、冷媒流路のうち、室外熱交換器２４の下流部に接続された冷房用主通路４３上に設置され、例えば制御装置１３により開閉制御される。冷房弁２６は、冷房運転の実行時には開状態とされ、暖房運転の実行時には閉状態とされる。

レシーバタンク２５は、冷房用主通路４３のうち、冷房弁２６の下流側に設置されている。レシーバタンク２５は、室外熱交換器２４を通過して冷房用主通路４３内に流入した冷媒のうち、気相の冷媒（冷媒の気体分）を回収する。すなわち、レシーバタンク２５は、冷房用主通路４３内に流入した冷媒のうち、液相の冷媒（冷媒の液体分）のみを冷房用主通路４３の下流側へ流通させるようになっている。

サブコンデンサ２７は、冷房用主通路４３のうち、レシーバタンク２５よりも下流側に設置され、内部に流入した冷媒と室外雰囲気との間で熱交換を行う。

逆止弁２８は、冷房用主通路４３のうち、サブコンデンサ２７よりも下流側に設置されている。逆止弁２８は、冷房運転の実行時において、サブコンデンサ２７を通過した冷媒を下流側に向けて流通させ、除湿運転の実行時において、冷房用主通路４３のうち、逆止弁２８よりも上流側（サブコンデンサ２７側）への冷媒の逆流を防止する。

冷房用膨張弁２９は、いわゆる絞り弁であって、冷房用主通路４３のうちの、逆止弁２８とエバポレータ５３の流入口との間に接続されている。冷房用膨張弁２９は、例えば制御装置１３によって制御される弁開度に応じて逆止弁２８を通過した冷媒を、膨張させた後、低温かつ低圧で気液２相の噴霧状の冷媒としてエバポレータ５３に吐出する。

冷房用補助熱交換器３１は、冷房用主通路４３のうち、冷房用膨張弁２９よりも上流側に位置する上流部分と、エバポレータ５３よりも下流側に位置する下流部分と、の間を跨るように配置されている。冷房用補助熱交換器３１は、冷房運転の実行時において、上述した上流部分及び下流部分の間で熱交換を行い、上流部分の冷媒をエバポレータ５３内に流入する前に冷却する。
なお、本実施形態における冷房用主通路４３は、室外熱交換器２４の下流部から冷房弁２６、レシーバタンク２５、サブコンデンサ２７、逆止弁２８、冷房用補助熱交換器３１、冷房用膨張弁２９、エバポレータ５３、蒸発能力制御弁３５を経由して気液分離器３３に接続される通路である。

暖房弁３２は、冷房用主通路４３を迂回して室外熱交換器２４の下流部と気液分離器３３を接続する暖房用バイパス通路４４上に設置されている。暖房弁３２は、例えば制御装置１３により開閉制御される。暖房弁３２は、暖房運転の実行時には開状態とされ、冷房運転の実行時には閉状態とされる。

気液分離器３３は、冷房用主通路４３の下流端と暖房用バイパス通路４４の下流端を接続する合流部４６と、上述したコンプレッサ２１と、の間に接続されている。気液分離器３３は、合流部４６から流出した冷媒の気液を分離し、主に気相の冷媒をコンプレッサ２１に吸入させる。

除湿弁３４は、冷房用主通路４３における逆止弁２８よりも下流側に位置する部分と、高圧側主通路４１における暖房用室内熱交換器５５よりも下流側に位置する部分と、を接続する除湿流路４８上に設置され、例えば制御装置１３により開閉制御される。除湿弁３４は、除湿運転の実行時に開状態とされ、それ以外の運転（冷房運転及び暖房運転）の実行時には閉状態とされる。

蒸発能力制御弁３５は、冷房用主通路４３のうち、エバポレータ５３と冷房用補助熱交換器３１との間に設置され、例えば制御装置１３により開閉制御される。蒸発能力制御弁３５は、除湿運転の実行時において、冷房運転の実行時に比べて開度が小さくなるように制御される。

ここで、本実施形態においては、暖房運転時に冷媒が内部を循環する暖房用冷媒回路と、冷房運転時に冷媒が内部を循環する冷房用冷媒回路と、を備え、両冷媒回路が、コンプレッサ２１と室外熱交換器２４と気液分離器３３を共用している。
暖房用冷媒回路は、暖房用室内熱交換器５５と暖房用膨張弁２２を経由して、コンプレッサ２１の吐出部と室外熱交換器２４の上流部を接続する高圧側主通路４１と、冷房用主通路４３を迂回して室外熱交換器２４の下流部と気液分離器３３を接続する暖房用バイパス通路４４と、を有している。また、冷房用冷媒回路は、冷房用膨張弁２９やエバポレータ５３を経由して室外熱交換器２４の下流部と気液分離器３３を接続する冷房用主通路４３と、暖房用室内熱交換器５５を経由する高圧側主通路４１の一部とバイパス通路４２とから成り暖房用膨張弁２２を迂回してコンプレッサ２１の吐出部と室外熱交換器２４の上流部を接続する通路と、を有している。

また、制御装置１３は、例えば車室内に配設された図示しないスイッチ等を介して操作者により入力された指令信号等に基づいて、主熱交換装置１０の運転を制御する。さらに、制御装置１３は、主熱交換装置１０の運転を暖房運転や冷房運転、除湿運転等に切り替え制御する。

次に、上述した主熱交換装置１０の動作について説明する。図３は、暖房運転時における主熱交換装置１０の動作を示す説明図であり、図４は、冷房運転時における主熱交換装置１０の動作を示す説明図である。なお、図中において、鎖線は冷媒の高圧状態、実線は冷媒の低圧状態を示し、破線は冷媒の流通しない部分を示している。

（暖房運転）
暖房運転時には、図３に示すように、エアミックスドア５４は加熱経路を開放する加熱位置とされ、暖房弁３２は開状態とされる。なお、暖房運転時において、バイパス弁２３、冷房弁２６、除湿弁３４、及び蒸発能力制御弁３５は閉状態とされる。

この場合、コンプレッサ２１から吐出された高温かつ高圧の冷媒は、暖房用室内熱交換器５５における放熱によってダクト５１内の空調空気を加熱する。
そして、暖房用室内熱交換器５５を通過した冷媒は、暖房用膨張弁２２によって膨張させられて液相リッチの気液２相の噴霧状とされ、その後、室外熱交換器２４において室外雰囲気から吸熱して気相リッチの気液２相の噴霧状となる。室外熱交換器２４を通過した冷媒は、暖房用バイパス通路４４と合流部４６を通って気液分離器３３に流入する。気液分離器３３に流入した冷媒は、その内部において気液分離され、主に気相の冷媒（冷媒の液体分）がコンプレッサ２１に吸入される。

このとき、空調ユニット１１のダクト５１内を流れる空調空気は、エバポレータ５３を通過した後、加熱経路内で暖房用室内熱交換器５５を通過する。そして、空調空気は、暖房用室内熱交換器５５を通過する際に加熱された後、吹き出し口５８を通って車室内に暖房として供給される。

（冷房運転）
冷房運転時には、図４に示すように、エアミックスドア５４はエバポレータ５３を通過した空調空気が冷却経路を通過する冷却位置とされるとともに、バイパス弁２３、冷房弁２６、及び蒸発能力制御弁３５は開状態とされる。なお、暖房用膨張弁２２、暖房弁３２及び除湿弁３４は閉状態とされる。

この場合、コンプレッサ２１から吐出された高温かつ高圧の冷媒は、暖房用室内熱交換器５５とバイパス弁２３とを通過して、室外熱交換器２４において室外雰囲気へと放熱された後、冷房用主通路４３内に流入する。そして、冷媒は、レシーバタンク２５で気相の冷媒が回収された後、サブコンデンサ２７において室外雰囲気へと再び放熱される。その後、冷媒は冷房用膨張弁２９によって膨張させられて液相リッチの気液２相の噴霧状とされ、次に、エバポレータ５３における吸熱によってダクト５１内の空調空気を冷却する。
そして、エバポレータ５３を通過した気相リッチの気液２相の冷媒は、冷房用補助熱交換器３１において熱交換された後、気液分離器３３内に流入する。気液分離器３３に流入した気相リッチの冷媒は、その内部において気液分離され、主に気相の冷媒（冷媒の気体分）がコンプレッサ２１に吸入される。

このとき、空調ユニット１１のダクト５１内を流れる空調空気は、エバポレータ５３を通過する際に冷却された後、暖房用室内熱交換器５５を迂回して吹き出し口５８から車室内に冷房として供給される。

なお、本実施形態の主熱交換装置１０では、冷凍サイクルによって加熱される暖房用室内熱交換器５５が温熱発生部を構成し、エバポレータ５３が冷熱発生部を構成している。ただし、主熱交換装置１０の温熱発生部は、冷凍サイクルによって加熱される暖房用室内熱交換器５５に限るものではなく、エンジンの冷却水の熱を利用して導入空気を加熱するものや、加熱素子等を用いる電気ヒータ等によって導入空気を加熱するものであっても良い。

図５は、補助熱交換装置６０の模試的な断面を示す図である。
補助熱交換装置６０は、図５に示すように、ケーシング６１と、ケーシング６１の内部に配置されて冷媒が内部を循環可能な熱交換ブロック６２と、を備えている。
熱交換ブロック６２は、内部を流通する冷媒の熱を周囲に放熱するコンデンサ６３と、内部を流通する冷媒によって周囲の熱を吸熱するエバポレータ６４とが相互に接続されて、全体が略直方体状のブロックとされている。熱交換ブロック６２はヒートポンプ回路を構成している。

コンデンサ６３の冷媒流入部６３ｉは、コンプレッサ６６の吐出部に接続され、エバポレータ６４の冷媒流出部６４ｏはコンプレッサ６６の吸入部に接続されている。コンデンサ６３の冷媒流出部６３ｏとエバポレータ６４の冷媒流入部６４ｉは膨張弁６７を介して相互に接続されている。膨張弁６７は、コンデンサ６３からエバポレータ６４に流入する冷媒を急激に膨張させることによって冷媒温度を低下させる。熱交換ブロック６２においては、コンプレッサ６６が作動することによってコンデンサ６３とエバポレータ６４を含むヒートポンプ回路の冷媒通路内を冷媒が循環する。

補助熱交換装置６０のケーシング６１の内部は、コンデンサ６３に熱交換のため空気を流すコンデンサ側内部通路６８Ｃと、エバポレータ６４に熱交換のため空気を流すエバポレータ側内部通路６８Ｅと、が形成されている。コンデンサ側内部通路６８Ｃのコンデンサ６３よりも上流側には、送風用のブロア６９Ｃが配置されており、ブロア６９Ｃの設置部のさらに上流側には、外気導入通路７０Ｃと内気導入通路７１Ｃが接続されている。外気導入通路７０Ｃと内気導入通路７１Ｃは、内外気切り換えダンパ７２Ｃによって開口状態が切り換えられるようになっている。
同様にエバポレータ側内部通路６８Ｅのエバポレータ６４よりも上流側には、送風用のブロア６９Ｅが配置されており、ブロア６９Ｅの設置部のさらに上流側には、外気導入通路７０Ｅと内気導入通路７１Ｅが接続されている。外気導入通路７０Ｅと内気導入通路７１Ｅは、内外気切り換えダンパ７２Ｅによって開口状態が切り換えられるようになっている。

一方、コンデンサ側内部通路６８Ｃのコンデンサ６３よりも下流側には、車外排出通路７３Ｃと車内戻し通路７４Ｃが接続されている。車外排出通路７３Ｃと車内戻し通路７４Ｃは、排出切り換えダンパ７５Ｃによって開口状態が切り換えられるようになっている。室内戻し通路７４Ｃは、例えば、後席の足元側に空調空気を吹き出すＦＯＯＴ用の吹き出し口に接続されている。また、室内戻し通路７４Ｃ内の内外気切り換えダンパ７２Ｃの近傍部には、電気式のヒータ装置７６が設置されている。
エバポレータ側内部通路６８Ｅのエバポレータ６４よりも下流側には、車外排出通路７３Ｅと車内戻し通路７４Ｅが接続されている。車外排出通路７３Ｅと車内戻し通路７４Ｅは、排出切り換えダンパ７５Ｅによって開口状態が切り換えられるようになっている。車内戻し通路７４Ｅは、例えば、後席の上方側に空調空気を吹き出すＶＥＮＴ用の吹き出し口に接続されている。

補助熱交換装置６０の内外気切り換えダンパ７２Ｃ，７２Ｅ、排出切り換えダンパ７５Ｃ，７５Ｅ、送風用のブロア６９Ｃ，６９Ｅ、電気式のヒータ装置７６の各作動は、主熱交換器１０の制御装置１３とは別の専用の制御装置１５（図１１参照）によって制御されるようになっている。
また、本実施形態では、補助熱交換装置６０の内気導入通路７１Ｃ，７１Ｅと車外側排出通路７３Ｃ，７３Ｅは、車両の換気用の排熱通路６５（室内空気の排出通路）の一部を構成している。

図６（Ａ）は、内気循環状態で補助熱交換装置６０が暖房運転を行う運転モードのときの補助熱交換装置６０の内部の様子を示し、図６（Ｂ）は、換気状態で補助熱交換装置６０が暖房運転を行う運転モードのときの補助熱交換装置６０の内部の様子を示している。図７（Ａ）は、内気循環状態で補助熱交換装置６０が冷房運転を行う運転モードのときの補助熱交換装置６０の内部の様子を示し、図７（Ｂ）は、換気状態で補助熱交換装置６０が冷房運転を行う運転モードのときの補助熱交換装置６０の内部の様子を示している。なお、図６，図７には、補助熱交換装置６０の内部を流通する空気の流れが矢印で示されている。

コンデンサ側内部通路６８Ｃに臨む内外気切り換えダンパ７２Ｃと排出切り換えダンパ７５Ｃとは、これらによる通路の開閉の組み合わせによってコンデンサ６３を以下の３種の熱交換状態に切り換えることができる。
（１Ｃ）内気熱交換状態
内外気切り換えダンパ７２Ｃが内気導入通路７１Ｃを開き、かつ排出切り換えダンパ７５Ｃが室内戻し通路７４Ｃを開くことにより、コンデンサ６３が車室内の空気と熱交換する（図６（Ａ），図６（Ｂ）参照）。
（２Ｃ）外気熱交換状態
内外気切り換えダンパ７２Ｃが外気導入通路７０Ｃを開き、かつ排出切り換えダンパ７５Ｃが車外排出通路７３Ｃを開くことにより、コンデンサ６３が車室外の空気と熱交換する（図７（Ａ）参照）。
（３Ｃ）換気熱交換状態
内外気切り換えダンパ７２Ｃが内気導入通路７１Ｃを開き、かつ排出切り換えダンパ７５Ｃが車外排出通路７３Ｃを開くことにより、コンデンサ６３が排熱通路６５を通過して車外に排出される換気空気と熱交換する（図７（Ｂ）参照）。
本実施形態においては、内外気切り換えダンパ７２Ｃと排出切り換えダンパ７５Ｃが、コンデンサ６３の熱交換状態を、上記の（１Ｃ），（２Ｃ），（３Ｃ）のいずれかの熱交換状態に切り換えるコンデンサ側熱交換切り換え部を構成している。

また、エバポレータ側内部通路６８Ｅに臨む内外気切り換えダンパ７２Ｅと排出切り換えダンパ７５Ｅとは、これらによる通路の開閉の組み合わせによってエバポレータ６４を以下の３種の熱交換状態に切り換えることができる。
（１Ｅ）内気熱交換状態
内外気切り換えダンパ７２Ｅが内気導入通路７１Ｅを開き、かつ排出切り換えダンパ７５Ｅが室内戻し通路７４Ｅを開くことにより、内気循環状態において、エバポレータ６４が車室内の空気と熱交換する（図７（Ａ），図７（Ｂ）参照）。
（２Ｅ）外気熱交換状態
内外気切り換えダンパ７２Ｅが外気導入通路７０Ｅを開き、かつ排出切り換えダンパ７５Ｅが車外排出通路７３Ｅを開くことにより、エバポレータ６４が車室外の空気と熱交換する（図６（Ａ）参照）。
（３Ｅ）換気熱交換状態
内外気切り換えダンパ７２Ｅが内気導入通路７１Ｅを開き、かつ排出切り換えダンパ７５Ｅが車外排出通路７３Ｅを開くことにより、エバポレータ６４が排熱通路６５を通過して車外に排出される換気空気と熱交換する（図６（Ｂ）参照）。
本実施形態においては、内外気切り換えダンパ７２Ｅと排出切り換えダンパ７５Ｅが、エバポレータ６４の熱交換状態を、上記の（１Ｅ），（２Ｅ），（３Ｅ）のいずれかの熱交換状態に切り換えるエバポレータ側熱交換切り換え部を構成している。

なお、図８は、冷暖房を行わずに車室内を換気する運転モードのときの補助熱交換装置６０の内部の様子を示している。この運転モードのときには、内外気切り換えダンパ７２Ｅが内気導入通路７１Ｅを開き、かつ排出切り換えダンパ７５Ｅが車外排出通路７３Ｅを開くことにより、車室内の換気空気がエバポレータ６４を通過して車外排出通路７３Ｅに排出される。

ところで、補助熱交換装置６０の内外気切り換えダンパ７２Ｃ，７２Ｅと排出切り換えダンパ７５Ｃ，７５Ｅとは、車両用空調装置１の運転モードに応じて制御装置１５によって適宜切り換えられるようになっている。
図９（Ａ）は、内気循環暖房モード（外気吸熱モード）時の主熱交換装置１０と補助熱交換装置６０による空気の流れを示す図であり、図９（Ｂ）は、換気暖房モード（換気熱回収モード）時の主熱交換装置１０と補助熱交換装置６０による空気の流れを示す図である。また、図１０（Ａ）は、内気循環冷房モード（外気排熱モード）時の主熱交換装置１０と補助熱交換装置６０による空気の流れを示す図であり、図１０（Ｂ）は、換気冷房モード（換気熱回収モード）時の主熱交換装置１０と補助熱交換装置６０による空気の流れを示す図である。
以下、各運転モードにおける主熱交換装置１０と補助熱交換装置６０の状態と空気の流れについて説明する。

＜内気循環暖房モード＞
内気循環暖房モードでは、主熱交換装置１０が内気循環状態、つまり、空調ユニット１１の切り換え用ダンパ３７（図２参照）が導入空気の通路を室内通路２０側に切り換えた状態において、暖房運転を行う。
このとき、補助熱交換装置６０は、制御装置１５による制御により、図６（Ａ）に示すようにコンデンサ６３が内気熱交換状態となるように、コンデンサ６３側の内外気切り換えダンパ７２Ｃが内気導入通路７１Ｃを開くとともに、排出切り換えダンパ７５Ｃが車内戻し通路を７４Ｃを開き、エバポレータ６４側の内外気切り換えダンパ７２Ｅが外気導入通路７０Ｅを開くとともに、排出切り換えダンパ７５Ｅが車外排出通路７３Ｅを開く。
これにより、補助熱交換装置６０では、エバポレータ６４が外気から吸熱を行い、コンデンサ６３が車室内の空気を加熱するようになる。このときの空気の流れは図９（Ａ）に示すようになる。

＜換気暖房モード＞
換気暖房モードでは、主熱交換装置１０が外気導入状態、つまり、空調ユニット１１の切り換え用ダンパ３７（図２参照）が導入空気の通路を室外通路３６側に切り換えた状態において、暖房運転を行う。
このとき、補助熱交換装置６０は、制御装置１５による制御により、図６（Ｂ）に示すようにコンデンサ６３が内気熱交換状態となるように、コンデンサ６３側の内外気切り換えダンパ７２Ｃが内気導入通路７１Ｃを開くとともに、排出切り換えダンパ７５Ｃが車内戻し通路を７４Ｃを開き、エバポレータ６４側の内外気切り換えダンパ７２Ｅが内気導入通路７１Ｅを開くとともに、排出切り換えダンパ７５Ｅが車外排出通路７３Ｅを開く。
これにより、補助熱交換装置６０では、エバポレータ６４が、排熱通路６５を通過して車室内から排出される比較的高温の換気空気から吸熱を行い、コンデンサ６３が車室内の空気を加熱するようになる。このときの空気の流れは図９（Ｂ）に示すようになる。
外気の温度が低いときには、車室内から排出される換気空気の温度が外気よりも相対的に高くなるため、エバポレータ６４において効率良く吸熱を行うことができる。したがって、補助熱交換装置６０による暖房効率が高まる。

＜内気循環冷房モード＞
内気循環冷房モードでは、主熱交換装置１０が内気循環状態、つまり、空調ユニット１１の切り換え用ダンパ３７（図２参照）が導入空気の通路を室内通路２０側に切り換えた状態において、冷房運転を行う。
このとき、補助熱交換装置６０は、制御装置１５による制御により、図７（Ａ）に示すようにエバポレータ６４が内気熱交換状態となるように、エバポレータ６４側の内外気切り換えダンパ７２Ｅが内気導入通路７１Ｅを開くとともに、排出切り換えダンパ７５Ｅが車内戻し通路を７４Ｅを開き、コンデンサ６３側の内外気切り換えダンパ７２Ｃが外気導入通路７０Ｃを開くとともに、排出切り換えダンパ７５Ｃが車外排出通路７３Ｃを開く。
これにより、補助熱交換装置６０では、コンデンサ６３が外気に対して放熱を行い、エバポレータ６４が車室内の空気を冷却するようになる。このときの空気の流れは図１０（Ａ）に示すようになる。

＜換気冷房モード＞
換気冷房モードでは、主熱交換装置１０が外気導入状態、つまり、空調ユニット１１の切り換え用ダンパ３７（図２参照）が導入空気の通路を室外通路３６側に切り換えた状態において、冷房運転を行う。
このとき、補助熱交換装置６０は、制御装置１５による制御により、図７（Ｂ）に示すようにエバポレータ６４が内気熱交換状態となるように、エバポレータ６４側の内外気切り換えダンパ７２Ｅが内気導入通路７１Ｅを開くとともに、排出切り換えダンパ７５Ｅが車内戻し通路を７４Ｅを開き、コンデンサ６３側の内外気切り換えダンパ７２Ｃが内気導入通路７１Ｃを開くとともに、排出切り換えダンパ７５Ｃが車外排出通路７３Ｃを開く。
これにより、補助熱交換装置６０では、コンデンサ６３が、排熱通路６５を通過して車室内から排出される比較的低温の換気空気に対して放熱を行い、エバポレータ６４が車室内の空気を冷却するようになる。このときの空気の流れは図１０（Ｂ）に示すようになる。
外気の温度が高いときには、車室内から排出される換気空気の温度が外気よりも相対的に低くなるため、コンデンサ６３において効率良く放熱を行うことができる。したがって、補助熱交換装置６０による冷房効率が高まる。

ところで、図１１は、本実施形態の車両用空調装置１の概略的なシステム構成を示す図である。
車両用空調装置１は、主熱交換装置１０の制御装置１３と、補助熱交換装置６０の制御装置１５と、低圧バッテリ９３の充放電を制御する充放電コントロールユニット９４とが、車載ネットワークＮによって相互に通信されるようになっている。

主熱交換装置１０の制御装置１３は、乗員による操作指令や、車両の前部に設置された室内センサ４や室外センサ５等のセンサ類から入力信号を受け、導入空気の切り換え用ダンパ３７やコンプレッサその他の機器類を制御する。なお、図１１中の符号３は、車両用空調装置１のメインスイッチである。

補助熱交換装置６０の制御装置１５は、車両の後部に設置された室内センサ６等のセンサ類から入力信号を受け、コンプレッサ６６や送風用のブロア６９Ｃ，６９Ｅ、内外気切り換えダンパ７２Ｃ，７２Ｅ、排出切り換えダンパ７５Ｃ，７５Ｅ等を制御する。

充放電コントロールユニット９４は、低圧バッテリ９３から充電状態信号を受けて、ソーラーパネル９２から低圧バッテリ９３への充電や放電を制御するとともに、低圧バッテリ９３の充電状態信号と図示しない日射量センサからの検出信号を受けて補助熱交換装置６０やその他の低電圧機器での電力使用を制御する。

さらに、本実施形態に係る車両用空調装置１は、乗員が車両に乗り込む前（イングニッションスイッチをＯＮにする前）に車室内の事前の換気や冷暖房を行う機能を備えている。
図１２（Ａ）は、車両用空調装置１によって事前の換気を行うときの主熱交換装置１０と補助熱交換装置６０の作動状態を示す図である。また、図１２（Ｂ）は、車両用空調装置１によって事前の冷房を行うときの主熱交換装置１０と補助熱交換装置６０の作動状態を示す図であり、図１２（Ｃ）は、車両用空調装置１によって事前の暖房を行うときの主熱交換装置１０と補助熱交換装置６０の作動状態を示す図である。
以下、図１３に示すフローチャートに参照して、車両用空調装置１による事前の換気や事前の冷暖房の一例について説明する。

ステップＳ１０１においては、イグニッションスイッチがＯＮにされているか否かが判断され、イグニッションスイッチがＯＮの場合にはステップＳ１０２に進み、車両用空調装置１のメインスイッチ３がＯＮの場合には、ステップＳ１０３に進んで通常の冷暖房モードに移行する。

ステップＳ１０１において、イグニッションスイッチがＯＦＦの場合には、ステップＳ１０４に進み、事前の冷暖房の許可信号があるか否かを判断する。事前の冷暖房の許可信号は、例えば、低圧バッテリ９３の残容量信号や日射量センサの検出信号が用いられる。即ち、これらの信号を用いることにより、現在、事前の冷暖房を継続し得る低圧バッテリ９３の電力が残っている否かや、充分な太陽光発電量を得られるか否かを判断することができる。

ステップＳ１０４において、事前の冷暖房の許可信号があるものと判断されたときには、ステップＳ１０５に進み、事前の冷暖房の許可信号がないものと判断されたときには、ステップＳ１１１に進む。ステップＳ１０５では、外気温度が設定温度Ｔ１℃よりも高いか否かを判定し、外気温が設定温度Ｔ１℃よりも高い場合には、ステップＳ１０６に進み、高くない場合には、ステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０６では、室内温度と外気温度の差が設定温度差ΔＴ℃よりも大きいか否かを判断する。ステップＳ１０６において、室内温度と外気温度の差が設定温度差ΔＴ℃よりも大きくないものと判断された場合には、車両後部の補助熱交換装置６０による冷房を実行する（図１２（Ｂ）参照）。
補助熱交換装置６０は、コンデンサ６３とエバポレータ６４が一体ブロック化され、内部の冷媒通路も簡素で短い構造であるため、少ない消費電力によって冷房や暖房を行うことができる。
一方、ステップＳ１０６において、室内温度と外気温度の差が設定温度差ΔＴ℃よりも大きいものと判断された場合には、ステップＳ１０８に進んで、車両前部の主熱交換装置１０から外気を導入し、車両後部の補助熱交換装置６０を換気モードにする（図１２（Ａ）参照）。これにより、車室内が換気される。したがって、室内温度と外気温度の差が設定温度差ΔＴ℃よりも大きい場合には、事前の換気運転を実行して車室内の温度を低下させた後に冷房運転に移行する。

また、外気温度が設定温度Ｔ１℃以下であって、ステップＳ１０７に進んだ場合には、ステップＳ１０７で室内温度が設定温度Ｔ２℃よりも低いか否かを判断する。室内温度が設定温度Ｔ２℃よりも低い場合には、ステップＳ１１０に進んで車両後部の補助熱交換装置６０による暖房を実行する（図１２（Ｃ）参照）。
また、室内温度が設定温度Ｔ２℃以上の場合には、ステップＳ１０８に進んで、車両前部の主熱交換装置１０から外気を導入し、車両後部の補助熱交換装置６０を換気モードにする（図１２（Ａ）参照）。これにより、車室内が換気される。

ステップＳ１０４において、事前の冷暖房の許可信号がなくステップＳ１１１に進んだ場合には、ステップＳ１１１において、事前の換気の許可信号があるか否か（例えば、低圧バッテリ９３の電力がある程度以上残っているか否かや、日射量がある程度以上あるか否か）を判定する。ステップＳ１１１において、事前の換気の許可信号がある場合にはステップＳ１１２に進み、許可信号がない場合には、ステップＳ１１３に進んで補助熱交換装置６０の換気モードを停止にする（何も行わない）。

ステップＳ１１１において事前の冷暖房の許可信号があり、ステップＳ１１２に進んだ場合には、ステップＳ１１２において、室内温度が設定温度Ｔ２℃よりも高いか否かを判断する。ステップＳ１１２において、室内温度が設定温度Ｔ２℃よりも高いものと判断された場合には、ステップＳ１０８に進んで、車両前部の主熱交換装置１０から外気を導入し、車両後部の補助熱交換装置６０を換気モードにする（図１２（Ａ）参照）。これにより、車室内が換気される。
また、ステップＳ１１２において、室内温度が設定温度Ｔ２℃以下であるものと判断された場合には、ステップＳ１１３に進んで補助熱交換装置６０の換気モードを停止にする（何も行わない）。

なお、ユーザーから事前の冷暖房の要求（事前の冷暖房の指示）があった場合には、補助熱交換装置６０とともに主熱交換装置１０を連動作動させるようにしても良い。この場合、低圧バッテリ９３の残容量が一定以上で、かつ車室内の温度が安定してきたことを条件に、主熱交換装置１０の出力を優先して下げる（補助熱交換装置６０を優先して稼働させる）ことが望ましい。これにより、車両の小電力化を図ることができる。

以上のように、本実施形態に係る車両用空調装置１においては、換気暖房モードでの運転時には、外気を導入して主熱交換装置１０の暖房用室内熱交換器５５で昇温した空気を車室内に流入させ、その一方で、補助熱交換装置６０のコンデンサ６３を内気熱交換状態にし、かつ補助熱交換装置６０のエバポレータ６４を換気熱交換状態にすることにより、車室内の温熱空気の一部を排熱通路６５から車外に排出しつつ、補助熱交換装置６０によって排熱通路６５の熱を回収して車室内の空気を効率良く暖めることができる。

また、本実施形態に係る車両用空調装置１においては、換気冷房モードでの運転時には、外気を導入して主熱交換装置１０のエバポレータ５３で冷却した空気を車室内に流入させ、その一方で、補助熱交換装置６０のエバポレータ６４を内気熱交換状態にし、かつ補助熱交換装置６０のコンデンサ６３を換気熱交換状態にすることにより、車室内の冷熱空気の一部を排熱通路６５から車外に排出しつつ、補助熱交換装置６０によって排熱通路６５の冷熱を回収して車室内の空気を効率良く冷却することができる。

本実施形態に係る車両用空調装置１は、補助熱交換装置６０が主熱交換装置１０と完全に分離されて冷媒配管で接続されていないため、冷媒配管での圧力損失や熱損失を抑制しつつ、暖房運転時と冷房運転時のいずれにおいても、換気暖房モードや換気冷房モードにすることによって排熱通路６５の熱エネルギーを回収することができる。したがって、本実施形態に係る車両用空調装置１を採用することにより、エネルギーの利用効率を高めることができる。

また、本実施形態に係る車両用空調装置１では、主熱交換装置１０が内気を導入する内気循環暖房モードのときには、補助熱交換装置６０のコンデンサ６３を内気熱交換状態にし、かつエバポレータ６４を外気熱交換状態にして運転することができ、さらに、主熱交換装置１０が内気を導入する内気循環冷房モードのときには、補助熱交換装置６０のエバポレータ６４を内気熱交換状態にし、かつコンデンサ６３を外気熱交換状態にして運転することができる。したがって、本実施形態に係る車両用空調装置１を採用した場合には、換気暖房と内気循環暖房、換気冷房と内気循環冷房を運転状況に応じて適切に使い分けることができる。

さらに、本実施形態に係る車両用空調装置１においては、補助熱交換装置６０のエバポレータ６４を外気熱交換状態と換気熱交換状態に自由に切り換えることができるため、例えば、冷寒時に内気循環暖房モードで運転しているときに、車外の冷気によってエバポレータ６４に着霜した場合には、エバポレータ６４を換気熱交換状態に切り換えることによって車室内の温熱で除霜することができる。

また、本実施形態に係る車両用空調装置１の場合、補助熱交換装置６０のコンデンサ６３側の室内戻し通路７４Ｃの内部にヒータ装置７６が設置されている。このため、暖房運転時には、必要に応じてヒータ装置７６を作動させることにより、補助熱交換装置６０での暖房効果を高めることができる。

さらに、本実施形態の場合、ヒータ装置７６がコンデンサ６３側の室内戻し通路７４Ｃ内に設置されているため、冷房運転時にコンデンサ６３を通過した空気がヒータ装置７６に当たるのを防止し、ヒータ装置７６による流通抵抗の増大を抑制することができる。したがって、この構成を採用することにより、送風用のブロア６９Ｃの消費電力を低減することができる。

また、本実施形態に係る車両用空調装置１においては、主熱交換装置１０と完全に独立したヒートポンプ回路を持つ補助熱交換装置６０を備えているため、例えば、除霜暖房運転時に、主熱交換装置１０で除霜暖房運転を行い、それと併せて補助熱交換装置６０でも暖房運転を行うようにすれば、除湿に伴う主熱交換装置１０での送風熱量の低下を補助熱交換装置６０によって補い、車室内の温度をより快適に保つことができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
例えば、上記の実施形態においては、ヒートポンプ回路によって主熱交換装置の温熱発生部を構成しているが、主熱交換装置の温熱発生部は、水加熱ヒータや高電圧ＰＴＣヒータ等を用いることも可能である。この場合も、上記の実施形態と同様の補助熱交換装置と組み合わせた運転を行うことにより、エネルギーの利用効率を高めて消費電力の低減を図ることができる。

１…車両用空調装置
１０…主熱交換装置
１５…制御装置
３７…切り換え用ダンパ（導入空気切り換え部）
５３…エバポレータ（冷熱発生部）
５５…暖房用室内熱交換器（温熱発生部）
６０…補助熱交換装置
６３…コンデンサ
６４…エバポレータ
６５…排熱通路
６６…コンプレッサ
６７…膨張弁
７２Ｃ…内外気切り換えダンパ（コンデンサ側熱交換切り換え部）
７２Ｅ…内外気切り換えダンパ（エバポレータ側熱交換切り換え部）
７５Ｃ…排出切り換えダンパ（コンデンサ側熱交換切り換え部）
７５Ｅ…排出切り換えダンパ（エバポレータ側熱交換切り換え部）

Claims (5)

1. 温熱発生部と、冷熱発生部と、前記温熱発生部と前記冷熱発生部の少なくともいずれか一方に導入する空気を車室内の内気と車室外の外気のいずれかに切り換える導入空気切り換え部と、を有し、導入空気を、前記温熱発生部と前記冷熱発生部の少なくともいずれか一方を通過させて車室内に流入させる主熱交換装置と、
   コンプレッサから吐出された冷媒の熱を周囲に放熱するコンデンサと、前記コンデンサから流出した冷媒を膨張弁によって膨張させた後に周囲の熱を内部に吸熱するエバポレータと、を有し、前記コンプレッサと前記エバポレータが一体ブロックとして構成されているとともに、前記主熱交換装置と分離して、車両の換気用の排熱通路に臨む位置に配置され、運転モードに応じて、前記コンデンサと前記エバポレータのいずれかと室内空気とを選択的に熱交換して空調空気を車室内に吐出する補助熱交換装置と、
   前記補助熱交換装置を制御する制御装置と、を備え、
   前記補助熱交換装置は、
   前記コンデンサを車室内の空気と熱交換する内気熱交換状態と、前記コンデンサを車室外の空気と熱交換する外気熱交換状態と、前記コンデンサを、前記排熱通路を通して車室外に排出される換気空気と熱交換する換気熱交換状態と、のいずれかに選択的に切り換えるコンデンサ側熱交換切り換え部と、
   前記エバポレータを車室内の空気と熱交換する内気熱交換状態と、前記エバポレータを車室外の空気と熱交換する外気熱交換状態と、前記エバポレータを、前記排熱通路を通して車室内から車室外に排出される換気空気と熱交換する換気熱交換状態と、のいずれかに選択的に切り換えるエバポレータ側熱交換切り換え部と、を有しており、
   前記制御装置は、運転モードに応じて、前記コンデンサ側熱交換切り換え部と前記エバポレータ側熱交換切り換え部を制御することを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記制御装置は、前記主熱交換装置の前記導入空気切り換え部が内気を導入する状態で暖房運転を行う運転モードのときに、前記コンデンサが前記内気熱交換状態となるように前記コンデンサ側熱交換切り換え部を制御し、前記エバポレータが前記外気熱交換状態となるように前記エバポレータ側熱交換切り換え部を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記制御装置は、前記主熱交換装置の前記導入空気切り換え部が外気を導入する状態で暖房運転を行う運転モードのときに、前記コンデンサが前記内気熱交換状態となるように前記コンデンサ側熱交換切り換え部を制御し、前記エバポレータが前記換気熱交換状態となるように前記エバポレータ側熱交換切り換え部を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
4. 前記制御装置は、前記主熱交換装置の前記導入空気切り換え部が内気を導入する状態で冷房運転を行う運転モードのときに、前記エバポレータが前記内気熱交換状態となるように前記エバポレータ側熱交換切り換え部を制御し、前記コンデンサが前記外気熱交換状態となるように前記コンデンサ側熱交換切り換え部を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
5. 前記制御装置は、前記主熱交換装置の前記導入空気切り換え部が外気を導入する状態で冷房運転を行うときに、前記エバポレータが前記内気熱交換状態となるように前記エバポレータ側熱交換切り換え部を制御し、前記コンデンサが前記換気熱交換状態となるように前記コンデンサ側熱交換切り換え部を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。

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