JP2018118562A - 吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置において、吸着工程側の蒸発凝縮部において必要な水温の冷却液を確保することにより、暖房性能を安定させる。
【解決手段】吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置１０では、エンジン８０と脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）との間で冷却液を循環させるための第１循環回路４０と、吸着工程側の蒸発凝縮部（２２Ｂ，２４Ｂ）と室外熱交換器６２との間で冷却液を循環させるための第３循環回路９２と、第１循環回路４０から伝達された熱を蓄熱し、かつ第３循環回路９２に熱を伝達可能な蓄熱器８２と、を備えている。そして、車両の外気温が所定の温度よりも低い場合に、第３循環回路９２において、室外熱交換器６２に代えて蓄熱器８２に冷却液を循環させるように制御する制御部３０を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置に関する。

下記特許文献１には、小規模の施設でも使用できる吸着式ヒートポンプが開示されている。この吸着式ヒートポンプは、熱源から排出された熱を熱媒体（温水）を介して蓄熱する蓄熱部を備えており、吸着式ヒートポンプの吸着器に対して、熱源及び蓄熱部の両方から熱を供給することができる。また、この吸着式ヒートポンプには、吸着式ヒートポンプの内部で発生した凝縮熱を冷却するために室外に配置される熱交換器として、空冷装置を備えている。一方、吸着式ヒートポンプの吸着器において冷却された冷却液は室内の空調や電子機器の冷却に使用される。すなわち、室内に配置される熱交換器を備えている。

特開２０１３−２１０１１６号公報

ここで、特許文献１に記載の吸着式ヒートポンプにおいて、室外と室内の熱交換器を入れ替えることで室内の暖房運転を行う場合、室外の温度が吸着工程により発生した冷温の冷却液の温度よりも低いと、冷温の冷却液が循環される室外の熱交換器において吸熱が行われない。すなわち、冬季の暖房運転時において、室外の温度が低すぎると吸着工程が促進されず、所望の暖房性能を発揮することができない。

本発明は、上記事実を考慮して、吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置において、吸着工程側の蒸発凝縮部において必要な水温の冷却液を確保することにより、暖房性能を安定させることを目的とする。

請求項１に記載された吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置は、冷媒の吸着及び脱離を行う吸着脱離部と、冷媒の蒸発及び凝縮を行う蒸発凝縮部と、を有する複数の容器を含んで構成され、前記容器内において吸着工程及び脱離工程が繰り返し行われる吸着式ヒートポンプと、高温熱源と脱離工程側の前記吸着脱離部との間で冷却液を循環させるための第１の循環路と、吸着工程側の前記蒸発凝縮部と室外熱交換器との間で冷却液を循環させるための第２の循環路と、前記第１の循環路から伝達された熱を蓄熱し、かつ前記第２の循環路に熱を伝達可能な蓄熱器と、車両の外気温が所定の温度よりも低い場合に、前記第２の循環路において、前記室外熱交換器に代えて前記蓄熱器に冷却液を循環させるように制御する制御装置と、を備えている。

上記構成の吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置では、吸着式ヒートポンプが、複数の容器を含んで構成されている。この容器は、冷媒の吸着及び脱離を行う吸着脱離部と、冷媒の蒸発及び凝縮を行う蒸発凝縮部と、を有している。そして、各容器において、吸着工程及び脱離工程が繰り返し行われる。

ここで、当該車両用エアコン装置は、高温熱源と脱離工程側の吸着脱離部との間で冷却液を循環させるための第１の循環路と、吸着工程側の前記蒸発凝縮部と室外熱交換器との間で冷却液を循環させるための第２の循環路と、を備えている。なお、「吸着工程側の蒸発凝縮部」とは、吸着工程側の吸着脱離部に対応する蒸発凝縮部であって、冷媒の蒸発に伴い蒸発潜熱による冷却が行われる蒸発凝縮部である。

そして、当該車両用エアコン装置では、第１の循環路から伝達された熱を蓄熱し、かつ第２の循環路に熱を伝達可能な蓄熱器を備えている。また、車両の外気温が所定の温度よりも低い場合に、第２の循環路において、室外熱交換器に代えて蓄熱器に冷却液を循環させるように制御する制御装置を備えている。ここで、「所定の温度」としては、例えば、予め定められた設定温度や、室外熱交換器に流入される前の冷却液の温度に許容値を加えた温度とすることができる。

上記構成の吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置では、第１の循環路の熱、つまり、高温熱源（例えば、エンジン）で発生した熱を蓄熱器に伝達させて、蓄熱させることができる。ここで、熱の「伝達」とは、熱伝達媒体を利用して離れた場所に熱を移動させることを含む。熱伝達媒体としては、例えば、各循環路を循環する冷却液が利用される。そして、暖房運転時に車両の外気温が所定の温度よりも低い場合に、蓄熱器が第２の循環路に接続されることにより、蓄熱器から第２の循環路に対し、蓄熱されている熱を伝達することができる。ここで、第２の循環路に蓄熱器が接続される場合、第２の循環路から室外熱交換器が外されるように制御装置により制御される。すなわち、制御装置は、第２の循環路において、室外熱交換器に代えて蓄熱器に冷却液を循環させる。以上のように構成された車両用エアコン装置によれば、吸着工程側の蒸発凝縮部において必要な水温の冷却液を確保することにより、暖房性能を安定させることができる。

本発明の吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置によれば、吸着工程側の蒸発凝縮部において必要な水温の冷却液を確保することにより、暖房性能を安定させることができる。

本実施の形態に係る吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置の構成図であって、暖房要求時の状態を示す図である。 本実施の形態に係る吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置の構成図であって、冷房要求時の状態を示す図である。 本実施の形態に係る吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置に用いられる室内空調ユニットを模式的に示す図を示す。

以下、図１〜図３を用いて本実施の形態に係る吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置１０（以下、車両用エアコン装置１０という）について説明する。図１及び図２に示されるように、車両用エアコン装置１０は、吸着式ヒートポンプ２０を備えたエアコン装置として構成されている。この車両用エアコン装置１０は、「高温熱源」としてのエンジン８０と吸着式ヒートポンプ２０（詳しくは、後述する脱離工程側の吸着脱離部）との間において冷却液を循環させるための「第１の循環路」として、第１循環回路４０を備えている。また、車両用エアコン装置１０は、吸着式ヒートポンプ２０内の熱源（詳しくは、後述する吸着工程側の吸着脱離部及び脱離工程側の蒸発凝縮部）と第１の熱交換器との間において冷却液を循環させるための第２循環回路９０を備えている。さらに、車両用エアコン装置１０は、吸着式ヒートポンプ２０（詳しくは、後述する吸着工程側の蒸発凝縮部）と第２の熱交換器との間において冷却液を循環させるための「第２の循環路」として、第３循環回路９２を備えている。

そして、第１循環回路４０では「高温」の冷却液が循環し、第２循環回路９０では「低温」の冷却液が循環し、第３循環回路９２では「冷温」の冷却液が循環する。ここで、「高温」とは、後述する吸着脱離部における脱離工程を促す温度（例えば、９０°Ｃ程度）が該当する。本実施の形態では、エンジン８０から排出される冷却液は「高温」に温められている。また、「冷温」とは、車内温度より低い温度（例えば、１０°Ｃ程度）が該当する。本実施の形態では、蒸発凝縮部における冷媒の蒸発潜熱によって、冷却液は「冷温」に冷却される。さらに、「低温」とは、大気温度より高く、「冷温」と「高温」の間の温度（例えば、４０°Ｃ程度）が該当する。本実施の形態では、吸着式ヒートポンプ２０の内部において発生する熱（吸着熱、凝縮熱）によって、冷却液は「低温」に温められる。

そして、冷房要求時においては、第１の熱交換器は室外熱交換器６２が、第２の熱交換器は室内熱交換器５２がそれぞれ対応する。また、暖房要求時においては、第１の熱交換器は室内熱交換器５２が、第２の熱交換器は室外熱交換器６２がそれぞれ対応する。
以下、車両用エアコン装置１０の構成について説明する。

（吸着式ヒートポンプ）
本実施の形態の車両用エアコン装置１０は、吸着式ヒートポンプ２０を含んで構成されている。吸着式ヒートポンプ２０は、複数（本実施の形態では２つ）の容器を備えており、一方の容器において吸着工程が行われ、他方の容器において脱離工程が行われるようになっている。すなわち、一方の容器において、吸着剤３２によって冷媒（水）を吸着し、吸着剤３２による冷媒の吸着に伴って冷媒が蒸発することで生じる蒸発潜熱を利用して、「冷温」に冷却された冷却液を得るようになっている。また、他方の容器において、冷媒（水）を吸着した吸着剤３２を加熱することで、吸着剤３２から冷媒（水）を脱離するようになっている。そして、吸着式ヒートポンプ２０では、各容器内において吸着工程及び脱離工程が繰り返し行われる。
以下、具体的に説明する。

吸着式ヒートポンプ２０は、「吸着脱離部」としての第１吸着脱離部２２Ａ及び第２吸着脱離部２４Ａと、「蒸発凝縮部」としての第１蒸発凝縮部２２Ｂ及び第２蒸発凝縮部２４Ｂと、を含んで構成されている。そして、第１吸着脱離部２２Ａ及び第１蒸発凝縮部２２Ｂが対を成して「容器」としての第１容器２２を構成している。第１容器２２の内部は密閉されている。また、第２吸着脱離部２４Ａ及び第２蒸発凝縮部２４Ｂが対を成して「容器」としての第２容器２４を構成している。第２容器２４の内部は密閉されている。

第１吸着脱離部２２Ａ及び第２吸着脱離部２４Ａの内部には、それぞれ吸着剤３２が収容されており、吸着剤３２は、シリカゲルやゼオライト等（本実施の形態では、ゼオライト）で構成されている。また、第１吸着脱離部２２Ａの内部には、第１吸着コア２２Ｃ（熱交換器）が配置されており、第１吸着コア２２Ｃは、４方弁２６Ａ，２６Ｂに接続されている。この４方弁２６Ａ，２６Ｂには、「制御装置」としての制御部３０（図１参照、図２では図示省略）が電気的に接続されており、４方弁２６Ａ，２６Ｂの切替制御を制御部３０によって行う構成になっている。そして、第１吸着コア２２Ｃは、４方弁２６Ａ，２６Ｂよって、後述する第１循環回路４０又は第２循環回路９０に接続される。

さらに、第１吸着脱離部２２Ａと同様に、第２吸着脱離部２４Ａの内部には、第２吸着コア２４Ｃ（熱交換器）が配置されており、第２吸着コア２４Ｃは、４方弁２６Ａ，２６Ｂに接続されて、４方弁２６Ａ，２６Ｂによって、後述する第１循環回路４０又は第２循環回路９０に接続される構成となっている。そして、第１吸着コア２２Ｃ及び第２吸着コア２４Ｃ内には、第１循環回路４０内又は第２循環回路９０内を流れる冷却液が循環されるようになっている。

一方、第１蒸発凝縮部２２Ｂ及び第２蒸発凝縮部２４Ｂの内部には、冷媒（本実施の形態では、冷却水）が注入されている。また、第１蒸発凝縮部２２Ｂの内部には、第１蒸発凝縮コア２２Ｄ（熱交換器）が配置されており、第１蒸発凝縮コア２２Ｄは、４方弁２８Ａ，２８Ｂに接続されている。この４方弁２８Ａ，２８Ｂには、前述した制御部３０が電気的に接続されており、４方弁２８Ａ，２８Ｂの切替制御を制御部３０によって行う構成になっている。そして、第１蒸発凝縮コア２２Ｄが、４方弁２８Ａ，２８Ｂによって、後述する第２循環回路９０又は第３循環回路９２に接続される。

さらに、第１蒸発凝縮部２２Ｂと同様に、第２蒸発凝縮部２４Ｂの内部には、第２蒸発凝縮コア２４Ｄ（熱交換器）が配置されており、第２蒸発凝縮コア２４Ｄは、４方弁２８Ａ，２８Ｂに接続されて、４方弁２８Ａ，２８Ｂによって、後述する第２循環回路９０又は第３循環回路９２に接続される構成となっている。そして、第１蒸発凝縮コア２２Ｄ及び第２蒸発凝縮コア２４Ｄ内には、第２循環回路９０内又は第３循環回路９２内を流れる冷却液が循環されるようになっている。

一方、車両用エアコン装置１０は、第１の熱交換器を室内熱交換器５２及び室外熱交換器６２のいずれか一方に、第２の熱交換器を室内熱交換器５２及び室外熱交換器６２のいずれか他方に切り替え可能な「切替弁」として、４方弁９４Ａ，９４Ｂを備えている。この４方弁９４Ａ，９４Ｂには、前述した制御部３０が電気的に接続されており、４方弁９４Ａ，９４Ｂの切替制御を制御部３０によって行う構成になっている。４方弁９４Ａは、連結配管２７Ａによって４方弁２６Ａに、連結配管９６Ａによって４方弁２８Ａに、それぞれ連結されている。そして、連結配管２７Ａの中間部には冷却液を循環させるための第２ポンプ２９Ｂが設けられている。また、４方弁９４Ｂは、連結配管２７Ｂによって、４方弁２６Ｂに、連結配管９６Ｂによって４方弁２８Ｂに、それぞれ連結されている。そして、連結配管９６Ｂの中間部には冷却液を循環させるための第４ポンプ９８が設けられている。

連結配管２７Ａは第２ポンプ２９Ｂの下流側の分岐部９５Ａにおいて分岐されており、分岐部９５Ａと４方弁２８Ａとが連結配管２７Ｃによって連結されている。一方、連結配管２７Ｂは中間の分岐部９５Ｂにおいて分岐されており、分岐部９５Ｂと４方弁２８Ｂとが連結配管２７Ｄによって連結されている。そして、連結配管２７Ｄの中間部には冷却液を循環させるための第３ポンプ２９Ｃが設けられている。

（第１循環回路）
第１循環回路４０は、エンジン８０と、吸着式ヒートポンプ２０、詳しくは脱離工程側の吸着脱離部（第１吸着脱離部２２Ａ又は第２吸着脱離部２４Ａ、以下、省略して「２２Ａ，２４Ａ」とする）とを接続し、両者間において冷却液を循環させるための回路として構成されている。第１循環回路４０は、第１循環回路４０の上流側の部分を構成する上流側配管４０Ａと、第１循環回路４０の下流側の部分を構成する下流側配管４０Ｂと、を有している。上流側配管４０Ａは４方弁２６Ｂに接続されており、下流側配管４０Ｂは４方弁２６Ａに接続されている。また、エンジン８０から脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に至るまでの第１循環回路４０（上流側配管４０Ａ）においては、エンジン８０を起点とすると、上流側から順に、ヒータコア４４、及び排気熱回収器４２が配置されている。ヒータコア４４は、後述する室内空調ユニット７０の一部を構成している。さらに、下流側配管４０Ｂには冷却液を循環させるための第１ポンプ２９Ａが設けられ、第１ポンプ２９Ａの下流側には電磁式の流路切替弁である第１バルブ４８が設けられている。この第１バルブ４８には、後述する蓄熱器８２に連結される分岐配管４０Ｃが接続されているが、詳細は後述する。

以上、第１循環回路４０は、エンジン８０からヒータコア４４及び排気熱回収器４２を経由して脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に至り、第１ポンプ２９Ａを経由して再びエンジン８０に至る回路とされている。すなわち、第１循環回路４０は、エンジン８０から排出された「高温」の冷却液が循環する回路とされている。第１循環回路４０では、第１吸着脱離部２２Ａ（第１吸着コア２２Ｃ）又は第２吸着脱離部２４Ａ（第２吸着コア２４Ｃ）に「高温」の冷却液が供給されることにより、第１吸着脱離部２２Ａ又は第２吸着脱離部２４Ａにおいて、脱離工程が行われる。

なお、本実施の形態の第１ポンプ２９Ａには電気的に作動する電動ウォータポンプが採用されている。すなわち、第１ポンプ２９Ａは、エンジン８０が停止した場合でも第１循環回路４０において冷却液を循環させることができる。第１ポンプ２９Ａは、前述した制御部３０に電気的に接続されており（図２参照）、第１ポンプ２９Ａの制御は、制御部３０によって行われる。

排気熱回収器４２は、エンジン８０より排出される排気ガスから熱を回収するものである。排気熱回収器４２は、排気ガス流路４２Ａと、排気ガス流路４２Ａの内部に引き込まれた内部配管４２Ｂとを含んで構成されている。この内部配管４２Ｂは上流側配管４０Ａの途中に設けられており、第１循環回路４０の一部を構成している。以上の構成により、内部配管４２Ｂを流れる冷却液は、排気ガス流路４２Ａを流れる排気ガスにより加熱される。すなわち、排気ガスと冷却液との間で熱交換が行われることにより、排気ガスの熱が回収される。なお、排気熱回収器４２は、排気ガス流路４２Ａとは別に、冷却液と熱交換を行わずに排気ガスを通過させる主流路（図示せず）を備えており、切り替えバルブ（図示せず）が、排気ガス流路４２Ａと主流路との切り替えを行うことができる。例えば、制御部３０は、内部配管４２Ｂを流れる冷却液の温度に応じて、排気ガスの流路を切り替えることができる。

（第２循環回路）
第２循環回路９０は、吸着式ヒートポンプ２０内の熱源と、第１の熱交換器（室内熱交換器５２又は室外熱交換器６２）と、を接続し、両者間において冷却液を循環させるための回路として構成されている。ここで、「吸着式ヒートポンプ２０内の熱源」とは、吸着熱が発生する吸着工程側の吸着脱離部（第１吸着脱離部２２Ａ、第２吸着脱離部２４Ａ、以下、省略して「２２Ａ，２４Ａ」とする）と、凝縮熱が発生する脱離工程側の蒸発凝縮部（第１蒸発凝縮部２２Ｂ、第２蒸発凝縮部２４Ｂ、以下、省略して「２２Ｂ，２４Ｂ」とする）とが該当する。また、「吸着熱」とは、吸着工程側の容器において吸着剤３２が冷媒を吸着することによって生じる熱である。また、「凝縮熱」とは、脱離工程側の容器において冷媒が凝縮することで生じる熱である。

第２循環回路９０は、吸着工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）から第２ポンプ２９Ｂを経由して第１の熱交換器に至り、再び吸着工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に至る回路と、脱離工程側の蒸発凝縮部（２２Ｂ，２４Ｂ）から第１の熱交換器に至り、第３ポンプ２９Ｃを経由して再び脱離工程側の蒸発凝縮部（２２Ｂ，２４Ｂ）に至る回路と、を合わせた回路とされている。すなわち、第２循環回路９０は、吸着熱及び凝縮熱により温められた「低温」の冷却液が循環する回路とされている。

ここで、第１の熱交換器は、室内熱交換器５２及び室外熱交換器６２のいずれかが対応する。詳しくは、冷房要求時においては室外熱交換器６２が、暖房要求時においては室内熱交換器５２が対応する。

以上、本実施の形態の車両用エアコン装置１０では、冷房要求時は第１の熱交換器としての室外熱交換器６２において温熱が放熱され、暖房要求時は第１の熱交換器としての室内熱交換器５２において温熱が放熱される。

（第３循環回路）
第３循環回路９２は、吸着式ヒートポンプ２０、詳しくは吸着工程側の蒸発凝縮部（第１蒸発凝縮部２２Ｂ又は第２蒸発凝縮部２４Ｂ、以下、省略して「２２Ｂ，２４Ｂ」とする）と、第２の熱交換器（室内熱交換器５２又は室外熱交換器６２）と、を接続し、両者間において冷却液を循環させるための回路として構成されている。詳しくは、第３循環回路９２は、吸着工程側の蒸発凝縮部（２２Ｂ，２４Ｂ）から第２の熱交換器に至り、第４ポンプ９８を経由して再び吸着工程側の蒸発凝縮部（２２Ｂ，２４Ｂ）に至る回路とされている。すなわち、第３循環回路９２は、吸着工程側の蒸発凝縮部（２２Ｂ，２４Ｂ）において「冷温」とされた冷却液が循環する回路とされている。

ここで、第２の熱交換器は、室内熱交換器５２及び室外熱交換器６２のいずれかが対応する。詳しくは、冷房要求時においては室内熱交換器５２が、暖房要求時においては室外熱交換器６２が対応する。第２の熱交換器を室内熱交換器５２及び室外熱交換器６２のいずれに対応させるか、換言すると第３循環回路９２に室内熱交換器５２及び室外熱交換器６２のいずれを接続させるかの切り替えは、「切替弁」としての４方弁９４Ａ，９４Ｂにより行われる。

以上、本実施の形態の車両用エアコン装置１０では、冷房要求時は第２の熱交換器としての室内熱交換器５２において吸熱され、暖房要求時は第１の熱交換器としての室外熱交換器６２において吸熱される。

（室内熱交換器、室外熱交換器）
室内熱交換器５２は、後述する室内空調ユニット７０の一部を構成しており、車室内に設けられた熱交換器として構成されている。また、室内熱交換器５２は、その上流側では上流側配管５０Ａによって４方弁９４Ａに連結され、その下流側では下流側配管５０Ｂによって４方弁９４Ｂに連結されている。一方、室外熱交換器６２は、車両のエンジンルームの前端部に配置されており、エンジン冷却用のラジエータとは別の熱交換器として構成されている。また、室外熱交換器６２は、その上流側では上流側配管６０Ａによって４方弁９４Ａに連結され、その下流側では下流側配管６０Ｂによって４方弁９４Ｂに連結されている。さらに、室外熱交換器６２には、ファン６６が設けられている。このファン６６を回転駆動させることで、強制的に熱交換を行うことができる。なお、第１の熱交換器を室内熱交換器５２及び室外熱交換器６２のいずれに対応させるか、換言すると第２循環回路９０に室内熱交換器５２及び室外熱交換器６２のいずれを接続させるかの切り替えは、「切替弁」としての４方弁９４Ａ，９４Ｂにより行われる。

ここで、本実施の形態の上流側配管６０Ａには、上流側から順に、温度センサ６８、第２バルブ６４Ａ、及び第３バルブ６４Ｂが配置されている。温度センサ６８は、室外熱交換器６２に流入される前の冷却液の温度を測定するセンサであって、前述した制御部３０が電気的に接続されている。

第２バルブ６４Ａには、後述する蓄熱器８２が連結される分岐配管９６が接続されているが、詳細は後述する。第３バルブ６４Ｂには、バイパス配管６０Ｃが接続されている。このバイパス配管６０Ｃは上流側配管６０Ａを流れる冷却液を室外熱交換器６２に流入させずに下流側配管６０Ｂに流す迂回路として形成されている。なお、第３バルブ６４Ｂは、電磁式の流路切替弁であって、前述した制御部３０が電気的に接続されている。つまり、第３バルブ６４Ｂの切替制御は制御部３０によって行われる。

（蓄熱器）
本実施の形態の車両用エアコン装置１０には、「第１の循環路」としての第１循環回路４０から伝達された熱を蓄熱し、かつ「第２の循環路」としての第３循環回路９２に熱を伝達可能な「蓄熱器」として、蓄熱器８２を備えている。この蓄熱器８２は、第２循環回路９０から伝達された熱を蓄熱し、かつ第１循環回路４０に熱を伝達することも可能である。蓄熱器８２は、内部に蓄熱材８４を備えている。この蓄熱材８４としては、物質の比熱を利用した顕熱蓄熱材、物質の固液のような相変化に伴って発生する潜熱を利用した潜熱蓄熱材、又は化学反応熱を利用した化学蓄熱材などを採用することができる。

また、蓄熱器８２は、下流側配管４０Ｂにおけるエンジン８０よりも上流側に接続される第１蓄熱熱交換器８６Ａと、上流側配管６０Ａにおける室外熱交換器６２よりも上流側に接続される第２蓄熱熱交換器８６Ｂと、を備えている。ここで、第１蓄熱熱交換器８６Ａは、下流側配管４０Ｂから分岐される分岐配管４０Ｃ内に設けられた熱交換器である。分岐配管４０Ｃは、第１循環回路４０の下流側配管４０Ｂに設けられた第１バルブ４８から分岐し、第１蓄熱熱交換器８６Ａを経由して第１バルブ４８の下流側、かつエンジン８０の上流側で下流側配管４０Ｂに合流する。すなわち、分岐配管４０Ｃにより、第１蓄熱熱交換器８６Ａが第１循環回路４０に組み込まれる。また、第２蓄熱熱交換器８６Ｂは、上流側配管６０Ａから分岐される分岐配管９６内に設けられた熱交換器である。詳しくは、分岐配管９６は、上流側配管６０Ａに設けられた第２バルブ６４Ａから分岐し、第２蓄熱熱交換器８６Ｂを経由して第２バルブ６４Ａの下流側、かつ第３バルブ６４Ｂの上流側で再び上流側配管６０Ａに合流する。すなわち、分岐配管９６により、第２蓄熱熱交換器８６Ｂが第２循環回路９０又は第３循環回路９２に組み込まれる。なお、第１バルブ４８及び第２バルブ６４Ａは、電磁式の流路切替弁であって、前述した制御部３０が電気的に接続されている。つまり、第１バルブ４８及び第２バルブ６４Ａの切替制御は制御部３０によって行われる。

以上、暖房要求時において、室外熱交換器６２が第３循環回路９２に接続される場合、蓄熱器８２は以下の機能を有する。すなわち、蓄熱器８２では、第１循環回路４０に第１蓄熱熱交換器８６Ａを接続し、冷却液を循環させることにより、蓄熱材８４にエンジン８０の廃熱が蓄熱される。また、第３循環回路９２に第２蓄熱熱交換器８６Ｂを接続し、冷却液を循環させることにより、「冷温」の冷却液に対して蓄熱材８４の熱を放熱することができる。

一方、冷房要求時において、室外熱交換器６２が第２循環回路９０に接続される場合、蓄熱器８２は以下の機能を有する。すなわち、蓄熱器８２では、第２循環回路９０に第２蓄熱熱交換器８６Ｂを接続し、吸着熱及び凝縮熱により温められた「低温」の冷却液を循環させることにより、蓄熱材８４に吸着熱及び凝縮熱が蓄熱される。また、第１循環回路４０に第１蓄熱熱交換器８６Ａを接続し、冷却液を循環させることにより、エンジン８０の冷間時に冷却液に対して蓄熱材８４の熱を放熱することができる。

（室内空調ユニット）
図３に示されるように、室内空調ユニット７０は、通風ダクト７２を有している。通風ダクト７２の上流側には、図示しない外気導入用の空気取入口、内気導入用の空気取入口、が設けられている。また、通風ダクト７２内には、その上流側において、ブロワファンを備えたブロワ７４が設けられており、空気取入口又は空気取入口から通風ダクト７２内に導入された空気をブロワ７４によって通風ダクト７２の下流側へ送風するように構成されている。

また、通風ダクト７２内には、ブロワ７４に対して下流側において、冷房運転時に導入空気を除湿冷却するための室内熱交換器５２、導入空気を加熱するためのヒータコア４４、導入空気のヒータコア４４への送風量を調節するためのエアミックスダンパ７６がそれぞれ設けられている。エアミックスダンパ７６は、図示しないアクチュエータにより回動するように形成されている。ここで、エアミックスダンパ７６を図３において２点鎖線で示される状態に回動させることで、通風ダクト７２を、室内熱交換器５２を通過した空気を流す第１通路とすることができる。一方、エアミックスダンパ７６を図３において実線で示される状態に回動させることで、通風ダクト７２を、室内熱交換器５２及びヒータコア４４を通過した空気を流す第２通路とすることができる。このように、室内空調ユニット７０では、エアミックスダンパ７６の回転位置を調整することにより第１通路を通過する空気と第２通路を通過する空気との割合を変更することができる。エアミックスダンパ７６により調温された空気が通風ダクト７２の下流側へ流れて、車室内に送風される。

（制御部）
図１に示されるように（図２では省略）、本実施の形態の車両用エアコン装置１０は「制御装置」としての制御部３０を備えている。制御部３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を含むマイクロコンピュータであるＥＣＵ（Electronic Control Unit）で構成されている。なお、制御部３０は、１のＥＣＵで構成する場合に限らず、複数のＥＣＵを組み合わせて構成してもよい。制御部３０には、車両用エアコン装置１０の通常運転に係る第１ポンプ２９Ａ、第２ポンプ２９Ｂ、第３ポンプ２９Ｃ、第４ポンプ９８、４方弁２６Ａ，２６Ｂ、４方弁２８Ａ，２８Ｂ、４方弁９４Ａ，９４Ｂが電気的に接続されている。また、制御部３０には、蓄熱器８２の作動に係る第１バルブ４８、第２バルブ６４Ａ、第３バルブ６４Ｂ、温度センサ６８、外気温センサ１００が電気的に接続されている。さらに、制御部３０には、室内空調ユニットに係るブロワ７４や図示しないアクチュエータが電気的に接続されている。

そして、制御部３０は、車両用エアコン装置１０に対する運転・停止要求、冷房要求、暖房要求、除湿要求、風量変更要求などを受け付け、各ポンプ、４方弁、バルブ等を制御する。

（作用効果）
次に、車両用エアコン装置１０の動作を説明しつつ、本実施の形態の作用及び効果について説明する。
＜通常運転＞
まず、本実施の形態の車両用エアコン装置１０における通常制御について説明する。ここで、「通常運転」とは、蓄熱器８２において熱交換が行われていない通常の状態の車両用エアコン装置１０の動作である。

（暖房要求時）
暖房要求時には、制御部３０が４方弁２６Ａ，２６Ｂ、４方弁２８Ａ，２８Ｂ、及び４方弁９４Ａ，９４Ｂを制御することで、吸着工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）を第２循環回路９０に接続させ、吸着工程側の蒸発凝縮部（２２Ｂ，２４Ｂ）を第３循環回路９２に接続させる。一方、脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）を第１循環回路４０に接続させ、脱離工程側の蒸発凝縮部（２２Ｂ，２４Ｂ）を第２循環回路９０に接続させる。そして、制御部３０が４方弁２６Ａ，２６Ｂ、及び４方弁２８Ａ，２８Ｂを繰り返し切替制御することで、吸着式ヒートポンプ２０では、各容器内において吸着工程及び脱離工程が繰り返し行われる。

具体的には、図１に示されるように、室外熱交換器６２が４方弁９４Ａ，９４Ｂによって、第３循環回路９２に接続され、室内熱交換器５２が４方弁９４Ａ，９４Ｂによって、第２循環回路９０に接続される。

次に、図１に示されるように、第１容器２２では吸着工程、第２容器２４では脱離工程が行われるとする。まず、第１吸着コア２２Ｃが４方弁２６Ａ，２６Ｂによって第２循環回路９０に接続される。これにより、第１吸着コア２２Ｃ及び室内熱交換器５２を循環する経路が形成される（図１の矢印Ａを参照）。また、第１蒸発凝縮コア２２Ｄが４方弁２８Ａ，２８Ｂによって第３循環回路９２に接続される。これにより、第１蒸発凝縮コア２２Ｄ及び室外熱交換器６２を循環する経路が形成される（図１の矢印Ｂを参照）。また、第２吸着コア２４Ｃが４方弁２６Ａ，２６Ｂによって第１循環回路４０に接続される。これにより、第２吸着コア２４Ｃ及び第１循環回路４０（エンジン８０）を循環する経路が形成される（図１の矢印Ｃを参照）。さらに、第２蒸発凝縮コア２４Ｄが４方弁２８Ａ，２８Ｂによって第２循環回路９０に接続される。これにより、第２蒸発凝縮コア２４Ｄ及び室内熱交換器５２を循環する経路が形成される（図１の矢印Ｄを参照）。なお、室内熱交換器５２では、第１吸着コア２２Ｃの循環（図１の矢印Ａを参照）と、第２蒸発凝縮コア２４Ｄの循環（図１の矢印Ｄを参照）とが合流している。

そして、第１容器２２において吸着工程が行われる。すなわち、第１容器２２では、乾燥された吸着剤３２が冷媒を吸着し、第１容器２２内が減圧することで、第１蒸発凝縮部２２Ｂの冷媒が蒸発する。このとき、冷媒の蒸発潜熱によって第１蒸発凝縮コア２２Ｄ内の冷却液が冷却される。これにより、第３循環回路９２内を流れる冷却液が「冷温」に冷却されて、室外熱交換器６２に供給される。また、第１吸着脱離部２２Ａでは、吸着剤３２が冷媒を吸着することによって生じる吸着熱によって第１吸着コア２２Ｃ内の冷却液が「低温」に温められる。そして、第１吸着コア２２Ｃ内で温められた冷却液が第２循環回路９０によって室内熱交換器５２に供給される。

一方、第２容器２４において脱離工程が行われる。すなわち、第２吸着コア２４Ｃは４方弁２６Ａ，２６Ｂによって第１循環回路４０に接続されているため、「高温」の冷却液が第２吸着コア２４Ｃを介して第２吸着脱離部２４Ａ内の吸着剤３２を加熱する。これにより、第２吸着脱離部２４Ａ内の吸着剤３２が乾燥して、吸着剤３２から冷媒が脱離される。そして、第２循環回路９０に接続されている第２蒸発凝縮部２４Ｂ（第２蒸発凝縮コア２４Ｄ）では、吸着剤３２から脱離された冷媒が凝縮されて水として復元される。そして、このとき生成される凝縮熱によって第２蒸発凝縮コア２４Ｄ内の冷却液が「低温」に温められる。そして、第２蒸発凝縮コア２４Ｄ内で温められた冷却液が第２循環回路９０によって室内熱交換器５２に供給される。

本実施の形態の車両用エアコン装置１０では、第１容器２２における吸着工程後及び第２容器２４における脱離工程後に、制御部３０の制御によって４方弁２６Ａ，２６Ｂ及び４方弁２８Ａ，２８Ｂを切り替える。これにより、第１容器２２は吸着工程から脱離工程に切り替わると共に、第２容器２４は脱離工程から吸着工程に切り替わる。具体的には、図示は省略するが、第１吸着コア２２Ｃが４方弁２６Ａ，２６Ｂによって第１循環回路４０に接続され、第１蒸発凝縮コア２２Ｄが４方弁２８Ａ，２８Ｂによって第２循環回路９０に接続される。一方、第２吸着コア２４Ｃが４方弁２６Ａ，２６Ｂによって第２循環回路９０に接続され、第２蒸発凝縮コア２４Ｄが４方弁２８Ａ，２８Ｂによって第３循環回路９２に接続される。以上、第１吸着脱離部２２Ａ及び第２吸着脱離部２４Ａにおいて、それぞれ吸着工程及び脱離工程が繰り返し行われて、温められた冷却液が室内熱交換器５２に供給される。

一方、室内空調ユニット７０では、エアミックスダンパ７６の回転位置が調整されることで、室内熱交換器５２を通過した暖気と、ヒータコア４４を通過した暖気の割合が調整される。ここで、通風ダクト７２内の通路を、第２通路（図３の実線で示されるエアミックスダンパ７６を参照）とすることで、エンジン８０の廃熱だけでなく、吸着熱及び凝縮熱を補助熱源として活用でき、暖房効率を向上させることができる。

（冷房要求時）
冷房要求時には、制御部３０が４方弁２６Ａ，２６Ｂ、４方弁２８Ａ，２８Ｂ、及び４方弁９４Ａ，９４Ｂを制御することで、吸着工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）を第２循環回路９０に接続させ、吸着工程側の蒸発凝縮部（２２Ｂ，２４Ｂ）を第３循環回路９２に接続させる。一方、脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）を第１循環回路４０に接続させ、脱離工程側の蒸発凝縮部（２２Ｂ，２４Ｂ）を第２循環回路９０に接続させる。そして、制御部３０が４方弁２６Ａ，２６Ｂ、及び４方弁２８Ａ，２８Ｂを繰り返し切替制御することで、吸着式ヒートポンプ２０では、各容器内において吸着工程及び脱離工程が繰り返し行われる。

具体的には、図２に示されるように、室外熱交換器６２が４方弁９４Ａ，９４Ｂによって、第２循環回路９０に接続され、室内熱交換器５２が４方弁９４Ａ，９４Ｂによって、第３循環回路９２に接続される。

次に、図２に示されるように、第１容器２２では吸着工程、第２容器２４では脱離工程が行われるとする。まず、第１吸着コア２２Ｃが４方弁２６Ａ，２６Ｂによって第２循環回路９０に接続される。これにより、第１吸着コア２２Ｃ及び室外熱交換器６２を循環する経路が形成される（図２の矢印Ａを参照）。また、第１蒸発凝縮コア２２Ｄが４方弁２８Ａ，２８Ｂによって第３循環回路９２に接続される。これにより、第１蒸発凝縮コア２２Ｄ及び室内熱交換器５２を循環する経路が形成される（図２の矢印Ｂを参照）。また、第２吸着コア２４Ｃが４方弁２６Ａ，２６Ｂによって第１循環回路４０に接続される。これにより、第２吸着コア２４Ｃ及び第１循環回路４０（エンジン８０）を循環する経路が形成される（図２の矢印Ｃを参照）。さらに、第２蒸発凝縮コア２４Ｄが４方弁２８Ａ，２８Ｂによって第２循環回路９０に接続される。これにより、第２蒸発凝縮コア２４Ｄ及び室外熱交換器６２を循環する経路が形成される（図２の矢印Ｄを参照）。なお、室外熱交換器６２では、第１吸着コア２２Ｃの循環（図２の矢印Ａを参照）と、第２蒸発凝縮コア２４Ｄの循環（図２の矢印Ｄを参照）とが合流している。

そして、第１容器２２において吸着工程が行われる。すなわち、第１容器２２では、乾燥された吸着剤３２が冷媒を吸着し、第１容器２２内が減圧することで、第１蒸発凝縮部２２Ｂの冷媒が蒸発する。このとき、冷媒の蒸発潜熱によって第１蒸発凝縮コア２２Ｄ内の冷却液が冷却される。これにより、第３循環回路９２内を流れる冷却液が「冷温」に冷却されて、室内熱交換器５２に供給される。また、第１吸着脱離部２２Ａでは、吸着剤３２が冷媒を吸着することによって生じる吸着熱によって第１吸着コア２２Ｃ内の冷却液が「低温」に温められる。そして、第１吸着コア２２Ｃ内で温められた冷却液が第２循環回路９０によって室外熱交換器６２に供給される。

一方、第２容器２４において脱離工程が行われる。すなわち、第２吸着コア２４Ｃは４方弁２６Ａ，２６Ｂによって第１循環回路４０に接続されているため、「高温」の冷却液が第２吸着コア２４Ｃを介して第２吸着脱離部２４Ａ内の吸着剤３２を加熱する。これにより、第２吸着脱離部２４Ａ内の吸着剤３２が乾燥して、吸着剤３２から冷媒が脱離される。そして、第２循環回路９０に接続されている第２蒸発凝縮部２４Ｂ（第２蒸発凝縮コア２４Ｄ）では、吸着剤３２から脱離された冷媒が凝縮されて水として復元される。そして、このとき生成される凝縮熱によって第２蒸発凝縮コア２４Ｄ内の冷却液が「低温」に温められる。そして、第２蒸発凝縮コア２４Ｄ内で温められた冷却液が第２循環回路９０によって室外熱交換器６２に供給される。

本実施の形態の車両用エアコン装置１０では、第１容器２２における吸着工程後及び第２容器２４における脱離工程後に、制御部３０の制御によって４方弁２６Ａ，２６Ｂ及び４方弁２８Ａ，２８Ｂを切り替える。これにより、第１容器２２は吸着工程から脱離工程に切り替わると共に、第２容器２４は脱離工程から吸着工程に切り替わる。具体的には、図示は省略するが、第１吸着コア２２Ｃが４方弁２６Ａ，２６Ｂによって第１循環回路４０に接続され、第１蒸発凝縮コア２２Ｄが４方弁２８Ａ，２８Ｂによって第２循環回路９０に接続される。一方、第２吸着コア２４Ｃが４方弁２６Ａ，２６Ｂによって第２循環回路９０に接続され、第２蒸発凝縮コア２４Ｄが４方弁２８Ａ，２８Ｂによって第３循環回路９２に接続される。以上、第１吸着脱離部２２Ａ及び第２吸着脱離部２４Ａにおいて、それぞれ吸着工程及び脱離工程が繰り返し行われて、「冷温」の冷却液が室内熱交換器５２に供給される。

一方、室内空調ユニット７０では、エアミックスダンパ７６の回転位置が調整されることで、室内熱交換器５２を通過した冷気と、ヒータコア４４を通過した暖気の割合が調整される。すなわち、通風ダクト７２を通過する空気が所望の温度に調整されて車室内に送風される。

＜蓄熱器の作動時の運転＞
次に、本実施の形態の車両用エアコン装置１０において、蓄熱器８２において熱交換が行われる場合の車両用エアコン装置１０の動作について説明する。

（蓄熱工程）
本実施の形態の車両用エアコン装置１０では、蓄熱器８２において熱が蓄熱される蓄熱工程として、エンジン８０で発生した廃熱を蓄熱する場合と、吸着式ヒートポンプ２０の内部で発生した熱（吸着熱及び凝縮熱）を蓄熱する場合とがある。

（１）エンジンで発生した廃熱を蓄熱する場合
エンジン８０の暖機が既に完了している場合、すなわち、エンジン８０において余剰の熱がある場合、これを蓄熱器８２に蓄熱することができる。具体的には、制御部３０により第１バルブ４８が切り替えられると、下流側配管４０Ｂから分岐する分岐配管４０Ｃを冷却液が循環する。ここで、第１循環回路４０ではエンジン８０から流出した冷却液が、ヒータコア４４において放熱され、排気熱回収器４２において吸熱され、脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）において再び放熱される。そして、第１蓄熱熱交換器８６Ａには、脱離工程により温度が低下した状態の冷却液が流入され、蓄熱材８４には、脱離工程を経てもなお余剰とされるエンジン８０の廃熱が蓄熱される。

（２）吸着式ヒートポンプの内部で発生した熱を蓄熱する場合
本実施の形態の車両用エアコン装置１０では、冷房運転時において、室外熱交換器６２が第２循環回路９０に接続されている。ここで、制御部３０により第２バルブ６４Ａが切り替えられると、第２循環回路９０から分岐する分岐配管９６を冷却液が循環する。上述のとおり、第２循環回路９０では吸着式ヒートポンプ２０の内部で発生した吸着熱及び凝縮熱により冷却液が「低温」に温められている。また、分岐配管９６は、室外熱交換器６２よりも上流側で分岐している。したがって、「低温」に温められた冷却液は、室外熱交換器６２において放熱されるよりも前に第２蓄熱熱交換器８６Ｂに供給される。そして、蓄熱器８２において、吸着熱及び凝縮熱による熱が蓄熱材８４に蓄熱される。

なお、エンジン８０及び吸着式ヒートポンプ２０の稼働状況の変化により、第２蓄熱熱交換器８６Ｂを流れる冷却液の温度が蓄熱材８４の温度よりも低下すると、蓄熱材８４から冷却液への放熱が行われることになる。この場合、第２バルブ６４Ａを切り替えて第２蓄熱熱交換器８６Ｂへの流れを止めることにより、蓄熱器８２における蓄熱材８４の蓄熱状態を維持させることができる。

（放熱工程）
本実施の形態の車両用エアコン装置１０では、蓄熱工程により蓄熱器８２に熱が蓄熱されており、蓄熱器８２から熱が放熱される放熱工程として、第３循環回路９２の冷却液に放熱する場合と、第１循環回路４０の冷却液に放熱する場合とがある。

（１）第３循環回路の冷却液に放熱する場合
本実施の形態の車両用エアコン装置１０では、吸着工程側の蒸発凝縮部（２２Ｂ，２４Ｂ）から流出された「冷温」の冷却液が室外熱交換器６２において受熱されない、又は受熱され難い場合に、蓄熱器８２における蓄熱材８４から第３循環回路９２の冷却液に対して熱を放熱することができる。具体的に、受熱されない、又は受熱され難い場合として、冬季において外気温が極端に低い場合や、外気温が冷却液の温度を下回りそうな場合を想定している。

本実施の形態では、外気温センサ１００によって測定される外気温が所定の温度よりも低い場合に蓄熱材８４から第３循環回路９２の冷却液に向けて放熱が行われる。ここで、所定の温度とは、放熱工程を行うための閾値である。例えば、予め定められた設定温度（例えば、５°Ｃ程度）を所定の温度とすることができる。この場合、外気温が設定温度を下回った場合に第３循環回路９２の冷却液に向けて放熱が行われる。また例えば、温度センサ６８によって測定される温度、つまり、室外熱交換器６２に流入される前の冷却液の温度に、許容値（例えば、５°Ｃ程度）を加えた温度を所定の温度とすることができる。この場合、室外熱交換器６２に流入される前の冷却液の温度と外気温との差が許容値を下回った場合に第３循環回路９２の冷却液に向けて放熱が行われる。

放熱に際しては、まず、制御部３０により第２バルブ６４Ａが切り替えられる。すると、第２バルブ６４Ａの切り替えによって、第３循環回路９２を循環する冷却液であって、室外熱交換器６２に流入される前の冷却液が、分岐配管９６に流入される。これにより、第２蓄熱熱交換器８６Ｂにおいて、蓄熱材８４から冷却液に放熱され、冷却液が温められる。また、制御部３０により第３バルブ６４Ｂが切り替えられる。すると、蓄熱材８４により温められた冷却液が室外熱交換器６２に流入されることなく、下流側配管６０Ｂに導かれる。これにより、蓄熱器８２において蓄熱材８４から得た熱が室外熱交換器６２において放熱されないようにすることができる。

以上、通常運転においては、吸着工程側の蒸発凝縮部（２２Ｂ，２４Ｂ）と、室外熱交換器６２との間を冷却液が循環する第３循環回路９２において、第２バルブ６４Ａ及び第３バルブ６４Ｂを同時に切り替えることにより、冷却液は次のように流れる。すなわち、第３循環回路９２では、吸着工程側の蒸発凝縮部（２２Ｂ，２４Ｂ）と、室外熱交換器６２に代えて蓄熱器８２との間で冷却液が循環することになる。これにより、冬季において外気温が極端に低い場合や、外気温が冷却液の温度を下回りそうな場合において、室外熱交換器６２の代わりに蓄熱器８２が「冷温」の冷却液に熱を供給することができる。

（２）第１循環回路の冷却液に放熱する場合
本実施の形態の車両用エアコン装置１０では、エンジン８０を冷間始動させた場合等、エンジン８０や補機類（例えば、スロットルボディなど）が暖機中であって、第１循環回路４０における冷却液の温度が低い場合、制御部３０により第１バルブ４８が切り替えられる。すると、脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）において放熱された後の冷却液が、第１蓄熱熱交換器８６Ａ内に流れ込む。ここで、蓄熱工程によって蓄熱器８２における蓄熱材８４には、エンジン８０の廃熱又は吸着熱及び凝縮熱による熱が蓄熱されており、第１蓄熱熱交換器８６Ａの冷却液の温度が蓄熱材８４の温度よりも低い場合は、蓄熱材８４から冷却液に熱が放熱される。これにより、冷却液が温められ、エンジン８０や補機類の暖機促進が図られる。なお、エンジン８０や補機類の暖機が終了した後は、第１バルブ４８を切り替えて第１蓄熱熱交換器８６Ａへの流れを止めることで、第１循環回路４０の「高温」の熱が蓄熱材８４に蓄熱されることが防止される。

（まとめ）
以上、本実施の形態の車両用エアコン装置１０によれば、４方弁９４Ａ，９４Ｂを切り替えることで、冷房運転と暖房運転とを切り替えることができる。そして、本実施の形態の車両用エアコン装置１０は、４方弁２６Ａ，２６Ｂ及び４方弁２８Ａ，２８Ｂを同時に切り替えて、第１容器２２及び第２容器２４のいずれか一方の吸着工程と、いずれか他方の脱離工程とを連続的に入れ替えて冷房運転又は暖房運転を連続的に行うことができる。

なお、本実施の形態では、必ずしも４方弁９４Ａ，９４Ｂを設ける必要はない。この場合、４方弁２６Ａ，２６Ｂ及び４方弁２８Ａ，２８Ｂのうち、４方弁２８Ａ，２８Ｂのみを切り替えることにより、冷房運転と暖房運転とを切り替えることができる。

ここで、本実施の形態のようにエンジンの廃熱を利用して車室空気を加熱する方式の吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置では、以下の問題が生じ得る。すなわち、車両用エアコン装置１０は、車両燃費が向上すると、走行距離当たりの燃料消費率が低下し、エンジン８０の廃熱が不足する傾向にある。そのため、エンジン８０の始動時などの冷間時においては、脱離工程に必要な高温熱源を得ることができない。そこで、本実施の形態の車両用エアコン装置１０では、ヒータコア４４と、脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）との間に排気熱回収器４２を設けている。これにより、排気熱回収器４２がエンジン８０から流出された冷却液において不足する熱を補う構成としている。また、排気熱回収器４２は、暖房運転によりヒータコア４４における放熱量が多く冷却液の温度が大きく低下する場合において、低下した冷却液の温度を再上昇させることができる。

また、本実施の形態において、第２循環回路９０から得られる「低温」の熱源は、吸着熱及び凝縮熱の２つの熱源を基に生成される。そして、暖房要求時において、室内熱交換器５２を第２循環回路９０に接続した場合、図３に示されるように、ブロワ７４の直下に室内熱交換器５２が配置され、その後流側にヒータコア４４が配置されることになる。すなわち、室内熱交換器５２で一度温められた室内空気は、ヒータコア４４によりさらに温められるため、効果的に暖房が行うことができる。

暖房運転時において、室内熱交換器５２を第２循環回路９０に接続した場合、室外熱交換器６２は第３循環回路９２に接続され、室外熱交換器６２には「冷温」の冷却液が循環される。通常、吸着工程において、第３循環回路９２では、吸着工程側の蒸発凝縮部（２２Ｂ，２４Ｂ）において蒸発潜熱を利用して、「冷温」に冷却された冷却液が得られるが、この「冷温」の冷却液が室外熱交換器６２に流入されると、車両の外部からの熱を受熱する。そして、受熱により温度が上昇された冷却液が再び吸着工程側の蒸発凝縮部（２２Ｂ，２４Ｂ）に戻ると、冷却液は蒸発潜熱により再度「冷温」に冷却される。しかしながら、例えば、冬季において、外気温が室外熱交換器６２を流れる冷却液の温度よりも低くなると、室外熱交換器６２では、外部からの受熱が行われず、かえって放熱により冷却液の温度はさらに低下する。このため、蒸発凝縮部（２２Ｂ，２４Ｂ）における吸着工程が抑制され、車両用エアコン装置１０の暖房性能が低下する。

そこで、本実施の形態では、エンジン８０の廃熱であるエンジン８０自体の熱、及びエンジン８０の排気から得られる熱を蓄熱可能な蓄熱器８２を設け、蓄熱器８２の熱を第３循環回路９２の冷却液に放熱可能とした。具体的に蓄熱器８２は、第１蓄熱熱交換器８６Ａ及び第２蓄熱熱交換器８６Ｂを有しており、第１蓄熱熱交換器８６Ａは第１バルブ４８により第１循環回路４０に接続されている。また、第２蓄熱熱交換器８６Ｂは第２バルブ６４Ａにより室外熱交換器６２側の循環路、すなわち、暖房運転時では第３循環回路９２に接続されている。

そして、エンジン８０の暖機が既に完了しており、エンジン８０において余剰の熱がある場合、制御部３０により第１バルブ４８を切り替え、第１循環回路４０の冷却液を第１蓄熱熱交換器８６Ａに導入し、エンジン８０の廃熱を蓄熱器８２に蓄熱させる。

一方、暖房要求時において室外熱交換器６２が第３循環回路９２に接続されている場合、制御部３０により第２バルブ６４Ａを切り替えることで、蓄熱器８２における蓄熱材８４の熱を第３循環回路９２の冷却液に放熱することができる。この第２バルブ６４Ａの切り替えは、外気温センサ１００によって測定される外気温が所定の温度よりも低い場合に実行される。上述のとおり所定の温度としては、予め定められた設定温度（例えば、５°Ｃ程度）や、温度センサ６８によって測定される室外熱交換器６２に流入される前の冷却液の温度に、許容値（例えば、５°Ｃ程度）を加えた温度などを採用することができる。

また、本実施の形態では、室外熱交換器６２の上流側であって、蓄熱器８２（第２蓄熱熱交換器８６Ｂ）の下流側に第３バルブ６４Ｂと、バイパス配管６０Ｃが設けられている。制御部３０により第３バルブ６４Ｂが切り替えられると、第３循環回路９２の流路は室外熱交換器６２を経由しない流路、すなわち、上流側配管６０Ａからバイパス配管６０Ｃを経て下流側配管６０Ｂに至る流路に変更される。本実施の形態では、第３バルブ６４Ｂの切り替えは第２バルブ６４Ａを切り替えと同時に実行される。これにより、蓄熱器８２から得た熱が室外熱交換器６２から車外に放熱されることが抑制される。

以上、第３循環回路９２においては、外気温が所定の温度よりも低い場合、室外熱交換器６２に代えて蓄熱器８２（第２蓄熱熱交換器８６Ｂ）が接続される。したがって、外気温が所定の温度よりも低い場合、例えば、冬季において外気温が極端に低い場合や、外気温が冷却液の温度を下回りそうな場合などにおいて、室外熱交換器６２の代わりに蓄熱器８２が「冷温」の冷却液に熱を供給することができる。これにより、蒸発凝縮部（２２Ｂ，２４Ｂ）において吸着工程に必要とされる水温の冷却液が供給されるため、車両用エアコン装置１０の暖房性能を安定させることができる。

本実施の形態では、エンジン８０の廃熱を蓄熱材８４を介して第３循環回路９２に供給している。そのため、エンジン８０や車両用エアコン装置１０の運転状況の変化により、第１蓄熱熱交換器８６Ａに流入される冷却液の温度が変化する場合であっても、この温度変化は蓄熱材８４により緩和されるため、車両用エアコン装置１０の暖房性能は安定する。

また、本実施の形態では、暖房運転時、冬季において外気温が極端に低い場合や、外気温が冷却液の温度を下回りそうな場合に限らずに、蓄熱材８４から第３循環回路９２の冷却液に熱を供給させてもよい。すなわち、蓄熱器８２が室外熱交換器６２における吸熱を補助することにより、室外熱交換器６２の容量を減らすことが可能となる。なお、室外熱交換器６２の容量を減らすことで、冷房運転する場合の室外熱交換器６２の冷却能力も軽減される。しかしながら、第２循環回路９０において過剰となった熱（吸着熱及び凝縮熱）は蓄熱器８２に一時的に蓄熱させることができるため、室外熱交換器６２の冷却負担についても軽減される。

さらに、本実施の形態では、第１蓄熱熱交換器８６Ａに接続される分岐配管４０Ｃを第１循環回路４０のエンジン８０付近から取り込むことができ、第２蓄熱熱交換器８６Ｂに接続される分岐配管９６を室外熱交換器６２付近から取り込むことができる。したがって、本実施の形態では、蓄熱器８２の各構成物が全てエンジンルーム内に形成されるため、質量増加の抑制や、放熱ロスの低減を図ることができる。

なお、エンジン８０の廃熱を第３循環回路９２における冷却液の加熱に活用した場合、第１循環回路４０におけるエンジン８０への冷却液の流入温度が低下する。しかし、冷却液は、エンジン８０との温度差が増大することにより、エンジン８０から生ずる熱を効果的に吸熱できる。そのため、本実施の形態では、結果としてエンジン８０の廃熱を有効に利用することができる。

また、本実施の形態の蓄熱器８２は、第１循環回路４０の冷却液に熱を放熱することも可能である。例えば、エンジン８０の冷間始動時に第１循環回路４０に第１蓄熱熱交換器８６Ａを接続することにより、蓄熱器８２における蓄熱材８４から第１循環回路４０に熱が伝達されて、暖機の促進を図ることができる。

１０ 吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置
２０ 吸着式ヒートポンプ
２２ 第１容器（容器）
２２Ａ 第１吸着脱離部（吸着脱離部）
２２Ｂ 第１蒸発凝縮部（蒸発凝縮部）
２４ 第２容器（容器）
２４Ａ 第２吸着脱離部（吸着脱離部）
２４Ｂ 第２蒸発凝縮部（蒸発凝縮部）
３０ 制御部（制御装置）
４０ 第１循環回路（第１の循環路）
８０ エンジン（高温熱源）
６２ 室外熱交換器
８２ 蓄熱器
９２ 第３循環回路（第２の循環路）

Claims (1)

1. 冷媒の吸着及び脱離を行う吸着脱離部と、冷媒の蒸発及び凝縮を行う蒸発凝縮部と、を有する複数の容器を含んで構成され、前記容器内において吸着工程及び脱離工程が繰り返し行われる吸着式ヒートポンプと、
   高温熱源と脱離工程側の前記吸着脱離部との間で冷却液を循環させるための第１の循環路と、
   吸着工程側の前記蒸発凝縮部と室外熱交換器との間で冷却液を循環させるための第２の循環路と、
   前記第１の循環路から伝達された熱を蓄熱し、かつ前記第２の循環路に熱を伝達可能な蓄熱器と、
   車両の外気温が所定の温度よりも低い場合に、前記第２の循環路において、前記室外熱交換器に代えて前記蓄熱器に冷却液を循環させるように制御する制御装置と、
   を備える吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置。