JPWO2016059791A1 - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

この車両用空調装置は、高温冷媒を冷却液と熱交換させて凝縮させる水冷媒コンデンサと、低圧冷媒を冷却液と熱交換させて蒸発させる水冷媒エバポレータと、水冷媒コンデンサの冷媒の導出先を、水冷媒エボポレータへ向かう第１冷媒通路と、車室内へ送られる空気を冷却する冷房用エバポレータへ向かう第２冷媒通路とに切り換え可能な冷媒通路切換部と、水冷媒コンデンサの冷却液の通路を、冷却液の熱を外気に放出するラジエータへ連通する第１水通路と、を備え、冷房モードのとき、水冷媒コンデンサの冷媒の導出先が第２冷媒通路に切り換えられて、冷房用エバポレータにより空気から冷媒に移された熱が、水冷媒コンデンサにより冷媒から冷却液に移され、ラジエータにより冷却液から外気へ放出される構成を採る。上記により、冷媒の寝込みが発生する部分が少なくなり、外気温が低いときに暖房サイクルと冷房サイクルとが切り換わって運転される場合でも、冷媒の寝込みを低減できる。

Description

本発明は、車両用空調装置に関する。

従来、ヒートポンプを利用して車室内の冷房および暖房を行う車両用空調装置がある（例えば特許文献１を参照）。車室内の暖房は、エンジン排熱とヒートポンプを利用して行われる。

ヒートポンプを利用して冷房を行う車両用空調装置では、高温の冷媒から熱を放出させる構成として、冷媒から車室外の空気へ熱を放出させる室外コンデンサを備えるのが一般である（例えば特許文献１のコンデンサ７６）。室外コンデンサは、車外の空気が多く当たるように、例えば車両の前方に配置される。

一方、このような車両用空調装置では、車室内の暖房を行う場合、冷房時に使用されるコンデンサに冷媒が流れないように、冷媒の流れが制御される。

米国特許第６６４０８８９号明細書

本発明の目的は、冷房サイクルと暖房サイクルとを切り換えて運転を行う場合でも冷媒の寝込みが生じ難い車両用空調装置を提供することである。冷媒の寝込みとは、特定の部位に冷媒が貯まってしまう現象を言う。

本発明の一態様に係る車両用空調装置は、水冷媒コンデンサと、水冷媒エバポレータと、冷媒通路切換部と、第１水通路とを備える。水冷媒コンデンサは、コンプレッサで圧縮された高温冷媒を冷却液と熱交換させて凝縮させる。水冷媒エバポレータは、第１膨張弁を通過して膨張した冷媒を冷却液と熱交換させて蒸発させる。冷媒通路切換部は、水冷媒コンデンサの冷媒の導出先を、水冷媒エボポレータへ向かう第１冷媒通路と、車室内へ送られる空気を冷却する冷房用エバポレータへ向かう第２冷媒通路とに切り換える。第１水通路は、水冷媒コンデンサの冷却液を、冷却液の熱を外気に放出するラジエータへ流通させる。さらに車両用空調装置は、冷房モードのとき、水冷媒コンデンサの冷媒の導出先が第１冷媒通路に切り換えられて、冷房用エバポレータにより空気から冷媒に移された熱が、水冷媒コンデンサにより冷媒から冷却液に移され、ラジエータにより冷却液から外気へ放出される構成を採る。

本発明によれば、冷房モードのときには、冷房用エバポレータにより空気から冷媒に移された熱が、水冷媒コンデンサにより冷媒から冷却液に移され、ラジエータにより冷却液から外気へ放出される。よって、冷房モードのときに、冷媒から外気へ熱を放出するコンデンサを無くす、或いは、小さくできる。よって、冷媒の寝込みが発生する部分が少なくなり、外気温が低いときに暖房サイクルと冷房サイクルとが切り換わって運転される場合でも、冷媒の寝込みを低減できる。

図１は、実施の形態１の車両用空調装置を示す構成図である。 図２は、実施の形態１の車両用空調装置の冷房モードの動作を示す図である。 図３は、実施の形態１の車両用空調装置の暖房モードの動作を示す図である。 図４は、変形例１の車両用空調装置の冷房モードの動作を示す図である。 図５は、変形例１の車両用空調装置の暖房モードの動作を示す図である。 図６は、変形例２の車両用空調装置の冷房モードの動作を示す図である。 図７は、変形例２の車両用空調装置の暖房モードの動作を示す図である。 図８は、変形例３の車両用空調装置の冷房モードの動作を示す図である。 図９は、変形例３の車両用空調装置の暖房モードの動作を示す図である。 図１０は、変形例４の車両用空調装置の冷房モードの動作を示す図である。 図１１は、変形例４の車両用空調装置の暖房モードの動作を示す図である。 図１２は、変形例５の車両用空調装置の冷房モードの動作を示す図である。 図１３は、変形例５の車両用空調装置の暖房モードの動作を示す図である。 図１４は、実施の形態２の車両用空調装置を示す構成図である。 図１５は、実施の形態３の車両用空調装置を示す構成図である。 図１６は、実施の形態４の車両用空調装置を示す構成図である。

本発明の実施の形態の説明に先立ち、従来の車両用空調装置における問題点を簡単に説明する。上記従来の車両用空調装置では、ヒートポンプを利用して車室内の暖房を行う際、室外コンデンサが外気によって非常に冷やされ、室外コンデンサ内または室外コンデンサに接続される冷媒配管において冷媒の寝込みが発生するという課題があった。冷媒の寝込みが生じると、暖房サイクルの冷媒量が少なくなり、暖房効率に影響が生じる。冬において暖房中に除湿が必要になる場合など、暖房サイクルと冷房サイクルとが切り換わって運転される状況があり、このような場合に、冷媒の寝込みの影響が大きくなる。

以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態において、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の車両用空調装置を示す構成図である。図２は、実施の形態１の車両用空調装置の冷房モードの動作を示す図である。図３は、実施の形態１の車両用空調装置の暖房モードの動作を示す図である。

実施の形態１の車両空調装置は、ラジエータ１０と、水冷媒コンデンサ１２と、水冷媒エバポレータ１３と、第１膨張弁１４と、コンプレッサ１５と、エンジン冷却部（第１冷却部に相当）１６と、ヒータコア１７と、冷房用エバポレータ１８と、第２膨張弁１９と、吸気ファン２１と、水通路切換部（三方弁３７、３８およびウォータポンプ１１）と、冷媒通路切換部（開閉弁３３、３４および逆止弁３９）とを有している。

ヒータコア１７、冷房用エバポレータ１８および吸気ファン２１は、ＨＶＡＣ（Ｈｅａｔｉｎｇ， Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ， ａｎｄ Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）２０の吸気通路内に配置される。

ラジエータ１０、水冷媒コンデンサ１２、水冷媒エバポレータ１３、ヒータコア１７およびエンジン冷却部１６には、冷却液が流れる。冷却液は、例えばＬＬＣ（Ｌｏｎｇ Ｌｉｆｅ Ｃｏｏｌａｎｔ）などの不凍液であり、熱を輸送するための液体である。

水冷媒コンデンサ１２、水冷媒エバポレータ１３、コンプレッサ１５、冷房用エバポレータ１８、第１膨張弁１４、および、第２膨張弁１９には、冷媒が流れる。冷媒は、圧縮と膨張とが交互に繰り返されて、ヒートポンプの作用により低温部から高温部へ熱を輸送する。

ラジエータ１０は、空気と冷却液との熱交換を行って、冷却液から空気へ熱を放出させる。ラジエータ１０は、車両の外気が通過する箇所に配置するとよい。

コンプレッサ１５は、冷媒を圧縮する。コンプレッサ１５は、電動またはエンジンの動力により駆動する。

水冷媒コンデンサ１２は、圧縮された高温冷媒と冷却液との熱交換を行って、圧縮された高温冷媒を冷却して、冷媒を凝縮させる。

第１膨張弁１４は、凝縮された冷媒を膨張させて水冷媒エバポレータ１３へ通過させる。第１膨張弁１４は、水冷媒エバポレータ１３における冷媒の温度および圧力に応じて冷媒の流量を調整する。

水冷媒エバポレータ１３は、膨張された低温冷媒と冷却液との熱交換を行って、膨張された低温冷媒を加熱して、冷媒を蒸発させる。

第２膨張弁１９は、凝縮された冷媒を膨張させて冷房用エバポレータ１８へ通過させる。第２膨張弁１９は、冷房用エバポレータ１８における冷媒の温度および圧力に応じて冷媒の流量を調整する。

冷房用エバポレータ１８は、膨張された低温冷媒と空気との熱交換を行って、低温冷媒を加熱して冷媒を蒸発させ、且つ、車室内へ送られる空気を冷却する。

エンジン冷却部１６は、エンジン（第１発熱部品）の周囲に冷却液を流すウォータジャケットと、ウォータジャケットに冷却液を流すポンプとを有し、エンジンの熱を冷却液へ放出させる。エンジン冷却部１６は、ラジエータ１０の他に、別のラジエータと冷却液を循環できるように接続され、エンジンの発熱が大きい場合には、別のラジエータから放熱が行われるように構成してもよい。ラジエータ１０が一括的にエンジンの熱の放出を行ってもよい。

ヒータコア１７は、高温の冷却液と空気との熱交換を行って、車室内へ送られる空気を加熱する。

水通路切換部（第１水通路切換部に相当）は、三方弁３７、３８およびウォータポンプ１１を有している。水通路切換部は、水冷媒コンデンサ１２を流れる冷却液の導出先をラジエータ１０に流れる第１水通路ＲＷ１（図２を参照）と、ヒータコア１７に流れる第２水通路ＲＷ２（図３を参照）とに切り換え可能に構成されている。なお、水通路切換部は、その他の構成を利用しても実現可能である。例えば、１つの三方弁を二つの開閉弁に置き換えるなど、様々な変更が可能である。

第１水通路ＲＷ１は、図２に示すように、水冷媒コンデンサ１２とラジエータ１０とに冷却液が循環する通路である。第１水通路ＲＷ１からは、エンジン冷却部１６と水冷媒エバポレータ１３とヒータコア１７とが切り離される。なお、冷却液を加熱する作用が少なければ、第１水通路ＲＷ１に、水冷媒エバポレータ１３とヒータコア１７とが含まれてもよい。第１水通路ＲＷ１が形成されているとき、第１水通路ＲＷ１と独立して、エンジン冷却部１６とヒータコア１７と水冷媒エバポレータ１３とに冷却液が循環する別の水通路ＲＷ１ｂが形成されてもよい。

第２水通路ＲＷ２は、図３に示すように、水冷媒コンデンサ１２、ヒータコア１７、水冷媒エバポレータ１３、および、エンジン冷却部１６に、この順に冷却液が循環する通路である。第２水通路ＲＷ２からは、ラジエータ１０が切り離される。なお、ラジエータ１０と第２水通路ＲＷ２との接続と遮断とを切り換え可能にして、第２水通路ＲＷ２の冷却液が高温になりすぎたときに、ラジエータ１０を接続してラジエータ１０から放熱可能に構成してもよい。

冷媒通路切換部（開閉弁３３、３４および逆止弁３９）は、水冷媒コンデンサ１２から導出される冷媒を冷房用エバポレータ１８側へ送る第１冷媒通路ＲＭ１（図２を参照）と、水冷媒エバポレータ１３側へ送る第２冷媒通路ＲＭ２（図３を参照）とに切り換え可能に構成されている。

第１冷媒通路ＲＭ１は、コンプレッサ１５、水冷媒コンデンサ１２、第２膨張弁１９、および、冷房用エバポレータ１８に、この順で冷媒を循環する通路である。本実施の形態の車両用空調装置には、高温高圧な冷媒を外気と熱交換して凝縮する室外コンデンサを持たず、さらに、第１冷媒通路ＲＭ１からは第１膨張弁１４と水冷媒エバポレータ１３とが切り離される。

第２冷媒通路ＲＭ２は、コンプレッサ１５、水冷媒コンデンサ１２、第１膨張弁１４、および、水冷媒エバポレータ１３に、この順で冷媒を循環する通路である。第２冷媒通路ＲＭ２からは第２膨張弁１９と冷房用エバポレータ１８とが切り離される。

冷媒通路切換部は、一例として、開閉弁３３、３４および逆止弁３９を有している。逆止弁３９は、コンプレッサ１５の冷媒導入通路、水冷媒エバポレータ１３の冷媒導出通路および冷房用エバポレータ１８の冷媒導出通路が交わる交差点と、冷房用エバポレータ１８との間に設けられている。

なお、冷媒通路切換部は、別の構成により実現可能である。例えば、２つの開閉弁３３、３４を１つの三方弁に変更してもよい。また、開閉弁３３と第１膨張弁１４とを一体化することもできる。逆止弁３９は、開閉弁に変更してもよい。

＜冷房モード＞
実施の形態１の車両用空調装置では、冷房モードのとき、図２に示すように、冷媒の通路が第１冷媒通路ＲＭ１に切り換えられ、冷却液の通路が第１水通路ＲＷ１および水通路ＲＷ１ｂに切り換えられる。なお、冷房モードには、除湿モードも含まれる。

冷房モードのとき、コンプレッサ１５で圧縮された高温高圧冷媒は、水冷媒コンデンサ１２で冷却液を加熱して凝縮し、第２膨張弁１９で低圧にされて冷房用エバポレータ１８で蒸発する。このとき、冷房用エバポレータ１８で車室内に送られる空気が冷却されて、車室内の冷房が可能となる。気化された冷媒は、逆止弁３９を通過してコンプレッサ１５に戻され、逆止弁３９は、水冷媒エバポレータの冷媒導出口から冷房用エバポレータの冷媒導出口へ冷媒が流れるのを防止する。

水冷媒コンデンサ１２で加熱された冷却液は、ラジエータ１０で外気に熱を放熱し、ウォータポンプ１１の作用により、再び水冷媒コンデンサ１２に戻される。このとき、エンジン冷却部１６で加熱された冷却液は、ヒータコア１７と水冷媒エバポレータ１３を通過して、再びエンジン冷却部１６に戻される。このとき、ヒータコア１７には空気が流されず、水冷媒エバポレータ１３には冷媒が流されない。よって、ヒータコア１７での熱交換と、水冷媒エバポレータ１３での熱交換は行われない。なお、このとき、温度調節のためにヒータコア１７に空気を流してもよい。また、実施の形態４（図１６を参照）に示すように、水冷媒エバポレータ１３と並列してバイパス通路を設け、水冷媒エバポレータ１３を迂回して冷却液を流してもよい。

冷房モードのとき、冷房用エバポレータ１８で空気から冷媒に移動した熱は、水冷媒コンデンサ１２で冷却液に移動し、ラジエータ１０で外気に放出される。よって、冷媒から外気へ熱を放出する室外コンデンサを不要とすることができる。或いは、水冷媒コンデンサ１２と室外コンデンサとを併設した場合には、室外コンデンサを小型化することができる。よって、外気温が低い場合に、室外コンデンサで冷媒が寝込んでしまうことを防止或いは減少することができる。

＜暖房モード＞
実施の形態１の車両用空調装置では、暖房モードのとき、図３に示すように、冷媒の通路が第２冷媒通路ＲＭ２に切り換えられ、冷却液の通路が第２水通路ＲＷ２に切り換えられる。

暖房モードのとき、コンプレッサ１５で圧縮された高温高圧冷媒は、水冷媒コンデンサ１２で冷却液に熱を放出して凝縮し、次いで、第１膨張弁１４で低圧にされ、その後、水冷媒エバポレータ１３で蒸発する。気化された冷媒は、コンプレッサ１５に戻される。

冷却液は、水冷媒エバポレータ１３で冷却される一方、エンジン冷却部１６と水冷媒コンデンサ１２とで加熱されて、ヒータコア１７へ送られる。そして、ヒータコア１７が車室内へ送られる空気を加熱して、車室内の暖房が可能となる。ヒータコア１７を通過した冷却液は水冷媒エバポレータ１３へ戻される。

暖房モードのとき、水冷媒エバポレータ１３を流れる低温の冷却液から水冷媒コンデンサ１２を流れる高温の冷却液へ、ヒートポンプの作用により熱が移動する。よって、エンジン冷却部１６の温度が低いときにも、ヒータコア１７の冷却液の温度を高くして、車室内の暖房能力を高めることができる。

以上のように、実施の形態１の車両用空調装置によれば、冷房モードにおいて、室外コンデンサを使用しないため、冷房モードと暖房モードとが切り換えられるような場合でも、室外コンデンサでの冷媒の寝込みを回避できる。よって、冷房モードと暖房モードとの切換えを速やかに行うことができる。

さらに、実施の形態１の車両用空調装置によれば、室外コンデンサを使用しないため、車両のフロント周りのスペースに余裕を持たせることができる。さらに、室外コンデンサを使用しないため、冷媒量の低減を図ることができる。

上記実施の形態１では、冷房モードのときの冷却液の通路として水通路ＲＷ１ｂ（図２を参照）、暖房モードのときの冷却液の通路として第２水通路ＲＷ２（図３を参照）をそれぞれ例に挙げて説明したが、冷却液の通路はこれらに限定されない。以下、冷却液の通路の変形例１〜５について図面を用いて説明する。なお、変形例１〜５の説明に用いる各図において、図１〜図３と同一の構成要素には同一の符号を付し、それらの説明については省略する。

［変形例１］
図４は、変形例１の車両用空調装置の冷房モードの動作を示す図である。

変形例１の車両用空調装置では、冷房モードのとき、図４に示すように、冷媒の通路が第１冷媒通路ＲＭ１に切り換えられ、冷却液の通路が第１水通路ＲＷ１および水通路ＲＷ１ｃに切り換えられる。

水通路ＲＷ１ｃにおいて、エンジン冷却部１６から流出した冷却液は、ヒータコア１７へ流入し、その後、再びエンジン冷却部１６へ流入する。

図５は、変形例１の車両用空調装置の暖房モードの動作を示す図である。

変形例１の車両用空調装置では、暖房モードのとき、図５に示すように、冷媒の通路が第２冷媒通路ＲＭ２に切り換えられ、冷却液の通路が第２水通路ＲＷ２ａに切り換えられる。

第２水通路ＲＷ２ａにおいて、エンジン冷却部１６から流出した冷却液は、水冷媒コンデンサ１２、水冷媒エバポレータ１３、ヒータコア１７の順に流れ、その後、再びエンジン冷却部１６へ流入する。

［変形例２］
図６は、変形例２の車両用空調装置の冷房モードの動作を示す図である。

変形例２の車両用空調装置では、冷房モードのとき、図６に示すように、冷媒の通路が第１冷媒通路ＲＭ１に切り換えられ、冷却液の通路が第１水通路ＲＷ１および水通路ＲＷ１ｄに切り換えられる。

水通路ＲＷ１ｄにおいて、エンジン冷却部１６から流出した冷却液は、ヒータコア１７へ流入し、その後、再びエンジン冷却部１６へ流入する。

図７は、変形例２の車両用空調装置の暖房モードの動作を示す図である。

変形例２の車両用空調装置では、暖房モードのとき、図７に示すように、冷媒の通路が第２冷媒通路ＲＭ２に切り換えられ、冷却液の通路が第２水通路ＲＷ２ｂに切り換えられる。

第２水通路ＲＷ２ｂにおいて、エンジン冷却部１６から流出した冷却液は、水冷媒エバポレータ１３、ヒータコア１７、水冷媒コンデンサ１２の順に流れ、その後、再びエンジン冷却部１６へ流入する。

［変形例３］
図８は、変形例３の車両用空調装置の冷房モードの動作を示す図である。

変形例３の車両用空調装置では、冷房モードのとき、図８に示すように、冷媒の通路が第１冷媒通路ＲＭ１に切り換えられ、冷却液の通路が第１水通路ＲＷ１および水通路ＲＷ１ｅに切り換えられる。

水通路ＲＷ１ｅにおいて、エンジン冷却部１６から流出した冷却液は、ヒータコア１７へ流入し、その後、再びエンジン冷却部１６へ流入する。

図９は、変形例３の車両用空調装置の暖房モードの動作を示す図である。

変形例３の車両用空調装置では、暖房モードのとき、図９に示すように、冷媒の通路が第２冷媒通路ＲＭ２に切り換えられ、冷却液の通路が第２水通路ＲＷ２ｃに切り換えられる。

第２水通路ＲＷ２ｃにおいて、エンジン冷却部１６から流出した冷却液は、水冷媒エバポレータ１３、水冷媒コンデンサ１２、ヒータコア１７の順に流れ、その後、再びエンジン冷却部１６へ流入する。

［変形例４］
図１０は、変形例４の車両用空調装置の冷房モードの動作を示す図である。

変形例４の車両用空調装置では、冷房モードのとき、図１０に示すように、冷媒の通路が第１冷媒通路ＲＭ１に切り換えられ、冷却液の通路が第１水通路ＲＷ１および水通路ＲＷ１ｆに切り換えられる。

水通路ＲＷ１ｆにおいて、エンジン冷却部１６から流出した冷却液は、ヒータコア１７へ流入し、その後、再びエンジン冷却部１６へ流入する。

図１１は、変形例４の車両用空調装置の暖房モードの動作を示す図である。

変形例４の車両用空調装置では、暖房モードのとき、図１１に示すように、冷媒の通路が第２冷媒通路ＲＭ２に切り換えられ、冷却液の通路が第２水通路ＲＷ２ｄに切り換えられる。

第２水通路ＲＷ２ｄにおいて、エンジン冷却部１６から流出した冷却液は、ヒータコア１７、水冷媒コンデンサ１２、水冷媒エバポレータ１３の順に流れ、その後、再びエンジン冷却部１６へ流入する。

［変形例５］
図１２は、変形例５の車両用空調装置の冷房モードの動作を示す図である。

変形例５の車両用空調装置では、冷房モードのとき、図１２に示すように、冷媒の通路が第１冷媒通路ＲＭ１に切り換えられ、冷却液の通路が第１水通路ＲＷ１および水通路ＲＷ１ｇに切り換えられる。

水通路ＲＷ１ｇにおいて、エンジン冷却部１６から流出した冷却液は、ヒータコア１７へ流入し、その後、再びエンジン冷却部１６へ流入する。

図１３は、変形例５の車両用空調装置の暖房モードの動作を示す図である。

変形例５の車両用空調装置では、暖房モードのとき、図１３に示すように、冷媒の通路が第２冷媒通路ＲＭ２に切り換えられ、冷却液の通路が第２水通路ＲＷ２ｅに切り換えられる。

第２水通路ＲＷ２ｅにおいて、エンジン冷却部１６から流出した冷却液は、ヒータコア１７、水冷媒エバポレータ１３、水冷媒コンデンサ１２の順に流れ、その後、再びエンジン冷却部１６へ流入する。

以上、冷却液の通路の変形例１〜５について説明した。

（実施の形態２）
図１４は、本発明の実施の形態２の車両用空調装置を示す構成図である。

実施の形態２の車両用空調装置は、実施の形態１の第１水通路ＲＷ１にラジエータと水冷媒コンデンサとに直列に接続するようにＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）クーラ５１を追加した例である。

ＥＧＲクーラ５１は、燃焼後の排気ガスの一部をエンジンへ再度吸気させる上で、排気ガスを冷却するための部品である。なお、ＥＧＲクーラ５１は第２冷却部としての一例である。第２冷却部が冷却する部品（第２発熱部品）としては、その他、インバータ回路、水冷ＣＡＣ（Ｃｈａｒｇｅ Ａｉｒ Ｃｏｏｌｅｒ）、電池、またはコンプレッサなど、車両の様々な発熱部品を適用してもよい。

実施の形態２によれば、冷房モードの際、ラジエータ１０と水冷媒コンデンサ１２とに循環して流れる冷却液が、ＥＧＲクーラ５１にも流れ、ＥＧＲクーラ５１の熱をラジエータ１０から放出できる。暖房モードの際には、ウォータポンプ１１を作動させることで、ＥＧＲクーラ５１の熱をラジエータ１０から放出させるようにしてもよい。

実施の形態２の車両用空調装置によれば、ＥＧＲクーラ５１を冷却することができ、且つ、この冷却のために、水通路を切り換える弁構成の追加が少なくなり（例えば追加不要）、装置全体のコンパクト化および低コスト化を図ることができる。

（実施の形態３）
図１５は、本発明の実施の形態３の車両用空調装置を示す構成図である。

実施の形態３の車両用空調装置は、実施の形態１の構成に、ＥＧＲクーラ５１の冷却液を流す第３水通路ＲＷ３と、第３水通路ＲＷ３の冷却液の流れをＯＮ／ＯＦＦする切換部（例えば開閉弁４１：第２水通路切換部に相当）とを追加した構成である。

第３水通路ＲＷ３は、第１水通路ＲＷ１において、水冷媒コンデンサ１２をバイパスして冷却液を流せるように、ラジエータ１０の通路と並列に設けられている。

実施の形態３によれば、冷房モードの際、開閉弁４１が開となることで、ラジエータ１０に流れる冷却液は分岐して、水冷媒コンデンサ１２とＥＧＲクーラ５１とに並列的に流れ、その後、合流してラジエータ１０に戻される。よって、水冷媒コンデンサ１２とＥＧＲクーラ５１との熱を、ラジエータ１０により放出することができる。

一方、暖房モードの際、ウォータポンプ１１を作動、開閉弁４１を閉とすることで、実施の形態１の暖房モードの冷却液の流れとは独立して、ラジエータ１０とＥＧＲクーラ５１とに循環する冷却液の流れを形成できる。よって、この流れにより、暖房モードのときでも、ＥＧＲクーラ５１を十分に冷却することができる。

（実施の形態４）
図１６は、本発明の実施の形態４の車両用空調装置を示す構成図である。

実施の形態４の車両用空調装置は、実施の形態２の構成に、バイパス通路ＲＷ４と、バイパス通路ＲＷ４の冷却液を停止又は流す水通路切換部（例えば開閉弁４３：第３水通路切換部に相当）とを追加した構成である。

バイパス通路ＲＷ４は、水冷媒エバポレータ１３の冷却液の導入側と導出側とを連通させる通路である。

水通路切換部は、例えば１つの開閉弁４３から構成される。開閉弁４３は、例えばバイパス通路ＲＷ４の途中に設けられ、開となることで、抵抗差から水冷媒エバポレータ１３の冷却液の流れをほぼ止めて、冷却液をバイパス通路ＲＷ４に流すことができる。

この構成によれば、冷房モードのとき、バイパス通路ＲＷ４に冷却液を流して水冷媒エバポレータ１３を回避することで、冷却液の通路の圧損を小さくすることができる。冷房モードのとき、水冷媒エバポレータ１３は冷媒を流さずに熱交換を行わないので、水冷媒エバポレータ１３に冷却液が流れなくても、熱の移動には影響を与えない。

また、暖房モードのとき、例えば、水冷媒エバポレータ１３に流れる冷却液の温度が低くなった場合に、一時的に、バイパス通路ＲＷ４に冷却液を流して水冷媒エバポレータ１３を回避することで、冷却液の温度を速やかに上昇させることができる。

以上、本発明の各実施の形態について説明した。

なお、上記実施の形態では、室外コンデンサを使用しない構成を示したが、室外コンデンサを完全になくす必要はなく、小型の室外コンデンサを併用してもよい。併用した場合でも、室外コンデンサを小型にできることから、冷媒の寝込み量を減少することができるという効果が得られる。

また、実施の形態２〜４の車両用空調装置に、変形例１〜５で説明した冷却液の通路を適用してもよい。

本発明は、車両に搭載される空調装置に利用できる。

１０ ラジエータ
１１ ウォータポンプ
１２ 水冷媒コンデンサ
１３ 水冷媒エバポレータ
１４ 第１膨張弁
１５ コンプレッサ
１６ エンジン冷却部（第１冷却部）
１７ ヒータコア
１８ 冷房用エバポレータ
１９ 第２膨張弁
２１ 吸気ファン
３７，３８，４０ 三方弁
３３，３４ 開閉弁
３９ 逆止弁
４１，４３ 開閉弁
ＲＷ１ 第１水通路
ＲＷ２ 第２水通路
ＲＷ３ 第３水通路
ＲＷ４ バイパス通路
ＲＭ１ 第１冷媒通路
ＲＭ２ 第２冷媒通路
５１ ＥＧＲクーラ（第２冷却部）

Claims (8)

1. コンプレッサで圧縮された高温冷媒を冷却液と熱交換させて凝縮させる水冷媒コンデンサと、
   第１膨張弁を通過して膨張した冷媒を冷却液と熱交換させて蒸発させる水冷媒エバポレータと、
   前記水冷媒コンデンサの冷媒の導出先を、前記水冷媒エボポレータへ向かう第１冷媒通路と、車室内へ送られる空気を冷却する冷房用エバポレータへ向かう第２冷媒通路とに切り換えるよう構成された冷媒通路切換部と、
   前記水冷媒コンデンサの冷却液を、冷却液の熱を外気に放出するラジエータへ流通させる第１水通路と、
   を備え、
   冷房モードのとき、前記水冷媒コンデンサの冷媒の導出先が前記第１冷媒通路に切り換えられ、前記冷房用エバポレータにより空気から冷媒に移された熱が、前記水冷媒コンデンサにより冷媒から冷却液に移され、前記ラジエータにより冷却液から外気へ放出される、
   車両用空調装置。
2. 前記水冷媒コンデンサの冷却液の導出先を、前記第１水通路と、車室内へ送られる空気を温めるヒータコアへ連通する第２水通路とに切り換えるよう構成された第１水通路切換部を更に備える、
   請求項１記載の車両用空調装置。
3. 車両の第１発熱部品から冷却液へ熱を放出させる第１冷却部を更に備え、
   前記第１冷却部の冷却液の通路を、前記水冷媒コンデンサを通る通路と、前記水冷媒コンデンサを通らない通路とに切り換えるよう構成された第２水通路切換部を更に備える、
   請求項１に記載の車両用空調装置。
4. 車両の第２発熱部品から冷却液へ熱を放出させる第２冷却部を更に備え、
   前記第２冷却部は、前記ラジエータと前記水冷媒コンデンサとに直列に接続されている、
   請求項１に記載の車両用空調装置。
5. 車両の第２発熱部品から冷却液へ熱を放出させる第２冷却部を更に備え、
   前記第２冷却部は、前記ラジエータと前記水冷媒コンデンサと並列に接続され、前記水冷媒コンデンサを通さずに前記ラジエータと前記第２冷却部との間で冷却液が循環するよう構成された、
   請求項１に記載の車両用空調装置。
6. 前記水冷媒エバポレータの冷却液の通路をバイパスするバイパス通路と、
   冷却液を前記水冷媒エバポレータに流すか、前記バイパス通路に流すか切換るよう構成された第３水通路切換部と、
   を更に備える請求項１に記載の車両用空調装置。
7. 前記第１膨張弁と別の膨張弁であり、前記冷房用エバポレータの前段で冷媒を膨張させる第２膨張弁を更に備える、
   請求項１に記載の車両用空調装置。
8. 前記水冷媒エバポレータの冷媒導出口から前記冷房用エバポレータの冷媒導出口へ冷媒が流れるのを防止する逆止弁を更に備える、
   請求項１に記載の車両用空調装置。

Images