WO2017163594A1 - 車両用空調装置 - Google Patents

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WO2017163594A1
WO2017163594A1 PCT/JP2017/002647 JP2017002647W WO2017163594A1 WO 2017163594 A1 WO2017163594 A1 WO 2017163594A1 JP 2017002647 W JP2017002647 W JP 2017002647W WO 2017163594 A1 WO2017163594 A1 WO 2017163594A1
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refrigerant
heat exchanger
valve
cooling
compressor
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PCT/JP2017/002647
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健太朗 黒田
圭俊 野田
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H2001/00928—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices comprising a secondary circuit

Definitions

  • the present disclosure relates to a vehicle air conditioner.
  • a heating device for vehicles many hot water heaters that use the heat of engine cooling water to heat the vehicle interior are employed.
  • a heat pump type cooling device that cools air sent into the passenger compartment with a low-temperature refrigerant of a heat pump is generally employed.
  • Patent Document 1 uses a common compressor and refrigerant for cooling and heating, based on the configurations of a hot water heater and a heat pump cooling device as used in conventional vehicles, and a heat pump.
  • the vehicle air conditioner which improved the heating performance by adding the auxiliary heating function which further heats engine cooling water by this is disclosed.
  • various components mounted on the vehicle require adjustment and cooling, such as heat generating components such as engines that normally only require cooling with cooling water, as well as in-vehicle devices such as oil coolers and inverters. Warm target parts are also known.
  • the vehicle air conditioner includes a compressor, a heat exchanger, a condenser, an evaporator, a refrigerant passage, and an on-off valve.
  • the compressor compresses the refrigerant.
  • the heat exchanger performs heat exchange between the refrigerant and the coolant for heat transport.
  • the condenser condenses the refrigerant by releasing the heat of the high-temperature and high-pressure refrigerant.
  • the evaporator performs heat exchange between the low-temperature and low-pressure refrigerant and the air sent to the passenger compartment.
  • the refrigerant flows through the refrigerant passage.
  • the on-off valve can block the refrigerant passage.
  • the heating refrigerant circuit is configured such that the refrigerant returns from the compressor through the heat exchanger to the compressor.
  • the cooling refrigerant circuit is configured such that the refrigerant returns from the compressor through the condenser and the evaporator to the compressor.
  • the refrigerant path from the condenser to the compressor in the cooling refrigerant circuit is divided into a first path passing through the evaporator and a second path passing through a heat exchanger provided in parallel with the evaporator in the middle of the refrigerant path.
  • the on-off valve is provided on the upstream side of the heat exchanger in the second passage.
  • the present disclosure it is possible to easily heat or cool the temperature control target component at a low cost with a simple configuration, based on the configuration of a conventional vehicle air conditioner having an auxiliary heating function.
  • FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a vehicle air conditioner according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining an operation in the heating mode of the vehicle air conditioner according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the operation in the cooling mode of the vehicle air conditioner according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the operation in the cooling / cooling mode of the vehicle air conditioner according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a configuration diagram showing a vehicle air conditioner according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a configuration diagram showing a vehicle air conditioner according to the third embodiment.
  • FIG. 7 is a configuration diagram showing a vehicle air conditioner according to the fourth embodiment.
  • FIG. 8 is a configuration diagram showing a vehicle air conditioner according to the fifth embodiment.
  • the present disclosure is based on the configuration of a conventional vehicle air conditioner having an auxiliary heating function, and can easily heat or cool a temperature controlled component with a simple configuration at low cost. Providing the device.
  • FIG. 1 is a configuration diagram illustrating the vehicle air conditioner according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the vehicle air conditioner 1 is provided in a vehicle including an engine (internal combustion engine) 40 corresponding to a heat generating component and an in-vehicle device (for example, an oil cooler or an inverter) 41 corresponding to a temperature control target component. It is a device that is installed and performs air conditioning in the passenger compartment.
  • engine internal combustion engine
  • in-vehicle device for example, an oil cooler or an inverter
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the operation in the heat pump heating mode for heating the passenger compartment.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the operation in the cooling mode for cooling the passenger compartment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an operation in the cooling / cooling mode in which the vehicle interior is cooled and the in-vehicle device 41 is cooled. Details of the operations in FIGS. 2 to 4 will be described later.
  • the vehicle air conditioner 1 includes a compressor 10, a first heat exchanger 11, a second heat exchanger 12, an outdoor condenser (corresponding to a condenser) 20, a heater core 31, an evaporator 32, a first on-off valve 51, and a second on-off valve. 52, a third on-off valve 53, a throttle valve 54, expansion valves 55 and 56, a check valve 57, and a three-way valve 58.
  • a refrigerant circuit 2 (circuit shown by a solid line in FIG. 1) is configured by connecting at least two of these parts with a refrigerant pipe (passage) through which refrigerant flows, and between at least two of these parts.
  • the coolant circuit 3 (the circuit shown by the dotted line in FIG. 1) is configured by connecting the coolant with a coolant pipe (passage) through which coolant flows.
  • the vehicle air conditioner 1 is connected to the engine 40 and the vehicle-mounted device 41 via a coolant pipe.
  • a refrigerant pipe that connects the compressor 10, the second heat exchanger 12, and the first heat exchanger 11 and circulates the refrigerant constitutes a heating refrigerant circuit 2 ⁇ / b> A.
  • a refrigerant pipe connecting the condenser 20 and the evaporator 32 and circulating the refrigerant forms a cooling refrigerant circuit 2B.
  • a part of the refrigerant circuit 2A for heating and a part of the refrigerant circuit 2B for cooling are common.
  • the coolant piping that forms the coolant circuit 3 includes the engine 40 that is the object of cooling, the in-vehicle device 41 that is not only cooled but also the object of heating, and the first heat exchanger 11, the second heat exchanger 12, and The heater cores 31 are connected to each other and the coolant is circulated.
  • the engine 40 includes an engine cooling unit.
  • the engine cooling unit includes a water jacket for flowing the coolant around the engine 40 and a pump for flowing the coolant to the water jacket, and releases the exhaust heat of the engine 40 to the coolant flowing in the water jacket.
  • the pump is rotated by the power of the engine 40, for example.
  • the coolant inlet of the engine cooling section provided in the engine 40 communicates with the first heat exchanger 11 and the in-vehicle device 41 via the coolant pipe.
  • the coolant outlet of the engine cooling unit included in the engine 40 communicates with the second heat exchanger 12 via the coolant pipe.
  • the engine cooling unit may be provided with a radiator that releases heat to the outside air when the amount of exhaust heat from the engine 40 increases.
  • the cooling liquid is an antifreezing liquid such as LLC (Long Life Coolant), and is a liquid for transporting heat.
  • LLC Long Life Coolant
  • the transfer of the coolant in the coolant circuit 3 can be performed using only the pump provided in the engine cooling unit. Thereby, reduction of the cost of an apparatus and reduction of the installation space of an apparatus can be aimed at.
  • a pump may be added to another part of the coolant pipe.
  • the in-vehicle device 41 is a temperature control target component that needs to be cooled as well as heated, such as an oil cooler or an inverter.
  • the in-vehicle device 41 is also provided with, for example, a device temperature control unit having the same configuration as the engine cooling unit, and heat is released from the in-vehicle device 41 to the coolant flowing in the device temperature control unit included in the in-vehicle device 41. Heat is supplied from the liquid to the in-vehicle device 41.
  • the inlet of the coolant of the device temperature adjustment unit included in the in-vehicle device 41 is communicated with the second heat exchanger 12 via the coolant pipe.
  • the coolant outlet of the device temperature adjustment unit included in the in-vehicle device 41 communicates with the coolant inlet of the engine cooling unit included in the engine 40 via the coolant pipe.
  • the coolant sent from the second heat exchanger 12 may be further introduced into the in-vehicle device 41 after passing through a radiator.
  • the compressor 10 is a device that is driven by engine power or electricity, compresses sucked refrigerant, and discharges high-temperature and high-pressure refrigerant.
  • the refrigerant compressed by the compressor 10 is sent from the discharge port of the compressor 10 to the outdoor condenser 20 or the second heat exchanger 12 through the refrigerant pipe.
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant discharged from the first heat exchanger 11 or the evaporator 32 is sucked from the suction port of the compressor 10 through the refrigerant pipe.
  • the refrigerant pipe extending from the discharge port of the compressor 10 is provided with a branch portion that branches the refrigerant pipe into a pipe that reaches the refrigerant inlet of the outdoor capacitor 20 and a pipe that reaches the refrigerant inlet of the second heat exchanger 12. Yes.
  • the refrigerant flows through the piping extending from the discharge port of the compressor 10 leading to this branching part both during heating and during cooling.
  • a first on-off valve (corresponding to a switching unit) 51 that can block the flow of the refrigerant is disposed in a pipe between the branching unit and the refrigerant inlet of the outdoor capacitor 20.
  • a second on-off valve (corresponding to a switching unit) 52 capable of blocking the flow of the refrigerant is disposed in the pipe between the branching unit and the refrigerant inlet of the second heat exchanger 12.
  • the first on-off valve 51 and the second on-off valve 52 are, for example, valves that switch between opening and closing in the middle of the refrigerant pipe by electrical control.
  • pilot valves that are a kind of electromagnetic valves are employed.
  • the pilot type valve is a valve that controls a flow of fluid by opening and closing a small hole and operates a valve body by utilizing a pressure difference of the fluid generated thereby.
  • the direction in which the refrigerant flows is always constant, so a pilot valve can be employed. In the case of a pilot valve, even if the refrigerant pressure in the refrigerant pipe to be arranged is high, it can be operated without any problem.
  • the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 10 is sent to the cooling refrigerant circuit 2B including the outdoor capacitor 20, or Whether to be sent to the refrigerant circuit 2A for heating including the second heat exchanger 12 is selected.
  • the second heat exchanger 12 functions as a sub-condenser (condenser) in the heating mode, which will be described in detail later, and has an internal passage through which high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 10 flows and an internal passage through which coolant flows. Then, heat exchange is performed between the refrigerant and the coolant. Specifically, in the heating mode, the high-temperature and high-pressure refrigerant is sent from the compressor 10 to the second heat exchanger 12 to release heat from the high-temperature and high-pressure refrigerant to the coolant. Thereby, the 2nd heat exchanger 12 condenses a high temperature / high pressure refrigerant.
  • the refrigerant inlet of the second heat exchanger 12 is communicated with the outlet of the compressor 10 via the refrigerant pipe of the heating refrigerant circuit 2A.
  • the refrigerant outlet of the second heat exchanger 12 communicates with the intake port of the compressor 10 through the expansion valve 55 and the first heat exchanger 11 in order, similarly through the refrigerant pipe of the refrigerant circuit 2A for heating. Yes.
  • the refrigerant inlet of the second heat exchanger 12 communicates with the refrigerant outlet of the outdoor condenser 20 via a pipe branched from the refrigerant pipe extending from the outdoor condenser 20.
  • the refrigerant piping from the outdoor condenser 20 to the compressor 10 includes a refrigerant piping (first passage) that passes through the evaporator 32 on the way and a bypass refrigerant circuit that passes through the second heat exchanger 12 provided in parallel with the evaporator 32.
  • the refrigerant piping of the bypass refrigerant circuit 2 ⁇ / b> B ′ upstream of the second heat exchanger 12 is connected to the refrigerant piping of the heating refrigerant circuit 2 ⁇ / b> A from the compressor 10 to the second heat exchanger 12.
  • the refrigerant pipe of the bypass refrigerant 2 ⁇ / b> B ′ communicates with the refrigerant inlet of the second heat exchanger 12.
  • a refrigerant pipe of the bypass refrigerant circuit 2B ′ is provided with a third on-off valve (corresponding to an on-off valve) 53 that allows the refrigerant to flow into the refrigerant inlet of the second heat exchanger 12 or blocks the refrigerant flow. It is done.
  • the third on-off valve 53 is a valve that switches between opening and closing in the middle of the refrigerant pipe by, for example, electrical control, and shuts off the refrigerant flow when closed.
  • a direct acting valve which is a kind of electromagnetic valve is employed as the third on-off valve 53.
  • the direct acting valve is a valve that controls the flow of fluid (refrigerant) by operating a movable core and mechanically opening and closing a main orifice.
  • a direct acting valve it is possible to open and close even if the pressure of the refrigerant is high by making the connection diameter to the refrigerant pipe small.
  • the direct acting valve can fulfill the function of expanding the refrigerant, the throttle valve 54 described later can be dispensed with.
  • a pilot valve can be used instead of the direct acting valve.
  • the refrigerant sent from the outdoor capacitor 20 returns to the compressor 10 through only the refrigerant pipe having the evaporator 32 by switching control of the opening / closing of the third on-off valve 53.
  • it is selected whether to return to the compressor 10 not only through the refrigerant pipe with the evaporator 32 but also through the refrigerant pipe of the bypass refrigerant circuit 2B ′ including the second heat exchanger 12 and the first heat exchanger 11.
  • the third on-off valve 53 is not limited to the position shown in FIG. 1 as long as it can block the refrigerant flow at some point in the refrigerant piping of the bypass refrigerant circuit 2B ′.
  • the second heat exchanger 12 functions as a sub-condenser (condenser) that condenses the refrigerant by exchanging heat between the high-temperature and high-pressure refrigerant and the coolant in a state where the refrigerant flows through the heating refrigerant circuit 2A. To do.
  • the second heat exchanger 12 in the state where the refrigerant flows into the cooling refrigerant circuit 2B and the third on-off valve 53 is opened, the second heat exchanger 12 is supplied with the refrigerant and the coolant that are expanded after being sent from the outdoor capacitor 20. It functions as a sub-evaporator (evaporator) that exchanges heat between them to vaporize the refrigerant.
  • a throttle valve 54 is disposed between the refrigerant inlet of the second heat exchanger 12 and the third on-off valve 53.
  • the throttle valve 54 expands the high-temperature and high-pressure refrigerant, and sends the low-temperature and low-pressure refrigerant to the second heat exchanger 12.
  • an orifice electromagnetic valve or the like may be used.
  • the coolant inlet of the second heat exchanger 12 is communicated with the engine cooling part of the engine 40 via the coolant pipe.
  • the coolant outlet of the second heat exchanger 12 communicates with either the heater core 31 or the in-vehicle device 41 through the coolant pipe by the three-way valve 58.
  • the three-way valve 58 is configured such that, for example, the flow of the coolant sent from the refrigerant outlet of the second heat exchanger 12 is flowed toward the heater core 31 or toward the vehicle-mounted device 41 by electrical control. It is a valve to switch to.
  • the first heat exchanger 11 functions as a sub-evaporator (evaporator) in the heating mode and the cooling / cooling mode.
  • the first heat exchanger 11 has an internal passage through which a low-temperature and low-pressure refrigerant flows and an internal passage through which a cooling liquid flows, and performs heat exchange between the refrigerant and the cooling liquid.
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant is introduced from the expansion valve 55, and heat is transferred from the coolant to the low-temperature and low-pressure refrigerant. Moving. Thereby, the first heat exchanger 11 vaporizes the low-temperature and low-pressure refrigerant.
  • the refrigerant inlet of the first heat exchanger 11 communicates with the refrigerant outlet of the second heat exchanger 12 via the expansion valve 55.
  • the refrigerant outlet of the first heat exchanger 11 communicates with the refrigerant pipe connecting the check valve 57 and the compressor 10.
  • the expansion valve 55 expands the refrigerant and discharges the low-temperature and low-pressure refrigerant to the first heat exchanger 11.
  • the expansion valve 55 is disposed in the vicinity of the first heat exchanger 11 on the upstream side of the first heat exchanger 11.
  • the expansion valve 55 is, for example, a thermal expansion valve that has a function of automatically adjusting the amount of refrigerant discharged according to the temperature of the refrigerant sent from the first heat exchanger 11.
  • the coolant inlet of the first heat exchanger 11 is communicated with the heater core 31 via the coolant pipe.
  • the coolant outlet of the first heat exchanger 11 communicates with the engine cooling section of the engine 40 via the coolant pipe.
  • the outdoor condenser 20 has an internal passage through which high-temperature and high-pressure refrigerant flows and an internal passage through which air flows.
  • the outdoor condenser 20 is disposed near the top of the vehicle in the engine room and exchanges heat between the refrigerant and the outside air.
  • the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 10 flows through the outdoor condenser 20 in the cooling mode and the cooling / cooling mode, and heat is discharged from the refrigerant to the outside air. Outside air is blown onto the outdoor capacitor 20 by, for example, a fan.
  • a reservoir tank may be provided on the refrigerant delivery side of the outdoor capacitor 20.
  • the heater core 31 and the evaporator 32 are disposed in an intake passage of an HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) 30.
  • the HVAC 30 is provided with a fan 34 for flowing intake air.
  • the heater core 31 is included in the coolant circuit 3, and the evaporator 32 is included in the refrigerant circuit 2.
  • the heater core 31 is a device that exchanges heat between the coolant and air, and is disposed in the intake passage of the HVAC 30 that supplies air into the passenger compartment. Heated coolant is supplied to the heater core 31 and releases heat to the intake air (air sent to the vehicle interior) sent into the vehicle compartment in the heating mode.
  • the heater core 31 can adjust the amount of air passing through the opening of the door 33 in the intake passage.
  • the door 33 can be opened and closed by electrical control, and is also called a mix door.
  • the evaporator 32 is a device that exchanges heat between the low-temperature and low-pressure refrigerant and the air, and is disposed in the intake passage of the HVAC 30.
  • the evaporator 32 is supplied with a low-temperature and low-pressure refrigerant in the cooling mode and the cooling / cooling mode, and cools the intake air (air sent to the vehicle interior) supplied to the vehicle interior.
  • the expansion valve 56 expands the high-pressure refrigerant and discharges the low-temperature and low-pressure refrigerant to the evaporator 32.
  • the expansion valve 56 is disposed in the vicinity of the evaporator 32 on the upstream side of the evaporator 32.
  • the expansion valve 56 is, for example, a temperature type expansion valve having a function of automatically adjusting the amount of refrigerant to be discharged according to the temperature of the refrigerant sent from the evaporator 32.
  • a check valve 57 is disposed in the middle of the refrigerant circuit from the evaporator 32 to the compressor 10.
  • the check valve 57 is a valve that prevents the refrigerant from flowing back in the heating mode in which the refrigerant does not flow to the outdoor condenser 20 and the evaporator 32.
  • the refrigerant pressure in the outdoor condenser 20 and the evaporator 32 may be low.
  • the refrigerant flowing in the refrigerant circuit 2A of the first heat exchanger 11 and the second heat exchanger 12 flows back to the cooling refrigerant circuit 2B on the evaporator 32 side, and the heat pump cycle Efficiency will decrease.
  • Such inconvenience can be avoided by the presence of the check valve 57.
  • the vehicle air conditioner 1 has a control system configuration in which the compressor 10 is driven, the operating parts of the HVAC 30 are driven, and the on-off valves (first on-off valve 51, second on-off valve 52, and third on-off valve 53). And a control unit (not shown) for controlling the switching of the flow path of the three-way valve 58, the pump for transferring the cooling liquid by power, and the like.
  • the control unit includes, for example, a microcomputer, an I / O, a program memory storing a control program, a working memory, and the like, and the microcomputer performs predetermined control according to the control program, but is configured as one unit. It may be made up of a plurality of units.
  • the operation mode of the vehicle air conditioner 1 includes a hot water heating mode, a heat pump heating mode, a cooling mode, a cooling / cooling mode, and the like. These operating modes are switched to operate.
  • the hot water heating mode is a mode in which the passenger compartment is heated without operating the heat pump.
  • the heating mode, the cooling mode, and the cooling / cooling mode will be described in order as representative examples.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the operation in the heating mode.
  • the heating mode is a mode in which the first on-off valve 51 is closed, the second on-off valve 52 is opened, and the third on-off valve 53 is closed. Further, the door 33 of the heater core 31 is opened (for example, fully opened). Further, the three-way valve 58 is switched so that the coolant sent from the second heat exchanger 12 flows to the heater core 31.
  • the refrigerant discharged from the compressor 10 passes through the second heat exchanger 12, the expansion valve 55, and the first heat exchanger 11 in order in the heating refrigerant circuit 2A and returns to the compressor 10. Circulate like so.
  • the high-temperature and high-pressure refrigerant compressed by the compressor 10 dissipates heat to the coolant in the second heat exchanger 12 and condenses.
  • the condensed refrigerant is expanded by the expansion valve 55 to become a low-temperature and low-pressure refrigerant, and is sent to the first heat exchanger 11.
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant is vaporized by absorbing heat from the coolant in the first heat exchanger 11.
  • the vaporized low-pressure refrigerant is sucked into the compressor 10 and compressed again.
  • the coolant circulates in the coolant circuit 3 so as to pass through the engine 40, the second heat exchanger 12, the heater core 31, and the first heat exchanger 11 in this order.
  • the coolant that has absorbed the exhaust heat by the engine 40 is further heated by the second heat exchanger 12 and sent to the heater core 31.
  • the coolant that has reached a high temperature can sufficiently heat the intake air that is sent into the passenger compartment by the heater core 31.
  • the first heat exchanger 11 can release the heat to the refrigerant to vaporize the refrigerant. Further, the coolant cooled in the first heat exchanger 11 is sent to the engine 40 and used for cooling the engine 40.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the operation in the cooling mode.
  • the cooling mode is a mode in which the first on-off valve 51 is opened, the second on-off valve 52 is closed, and the third on-off valve 53 is also closed. Further, the door 33 of the heater core 31 is fully closed. Further, the three-way valve 58 is switched so that the coolant sent from the second heat exchanger 12 flows to the heater core 31.
  • the refrigerant discharged from the compressor 10 circulates back through the outdoor condenser 20, the expansion valve 56, and the evaporator 32 in order in the cooling refrigerant circuit 2B so as to return to the compressor 10.
  • the high-temperature and high-pressure refrigerant compressed by the compressor 10 dissipates heat to the air by the outdoor condenser 20 and condenses.
  • the condensed refrigerant is expanded by the expansion valve 56 to become a low-temperature and low-pressure refrigerant and is sent to the evaporator 32.
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant cools and evaporates the intake air sent into the passenger compartment in the evaporator 32.
  • the vaporized low-pressure refrigerant is sucked into the compressor 10 and compressed.
  • the flow of the coolant is the same as in the heating mode, and circulates in the coolant circuit 3 so as to pass through the engine 40, the second heat exchanger 12, the heater core 31, and the first heat exchanger 11 in order. To do. In this case, when the coolant passes through the second heat exchanger 12, the heater core 31, and the first heat exchanger 11 in this order, it hardly exchanges heat with the refrigerant or air.
  • the heat dissipation of the coolant is mainly performed by a radiator of an engine cooling unit in the engine 40.
  • the engine 40 Since the engine 40 is very hot, it is cooled by heat dissipation from the radiator even if the outside air temperature is high. Here, it is good also as employ
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the operation in the cooling and cooling mode.
  • the first on-off valve 51 is opened, the second on-off valve 52 is closed, and the third on-off valve 53 is opened. Further, the door 33 of the heater core 31 is fully closed. Further, the three-way valve 58 is switched so that the coolant sent from the second heat exchanger 12 flows not to the heater core 31 but to the in-vehicle device 41.
  • the refrigerant discharged from the compressor 10 passes through the outdoor condenser 20 in the cooling refrigerant circuit 2B and then flows through the refrigerant pipe (first passage) passing through the evaporator 32, as well as the evaporator 32. And the refrigerant pipe (second passage) passing through each heat exchanger (the first heat exchanger 11 and the second heat exchanger 12) provided in parallel.
  • the refrigerant sent from the outdoor condenser 20 passes through the expansion valve 56 and the evaporator 32 in order and returns to the compressor 10, the third on-off valve 53, the throttle valve 54, the second heat exchanger 12, and the first heat.
  • the refrigerant flows through both the refrigerant pipes of the bypass refrigerant circuit 2B ′ that passes through the exchanger 11 and returns to the compressor 10 in order.
  • the refrigerant compressed by the compressor 10 dissipates heat to the air by the outdoor condenser 20 and condenses.
  • the condensed refrigerant expands in the expansion valve 56 to become a low-temperature and low-pressure refrigerant and is sent to the evaporator 32.
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant cools and evaporates the intake air sent into the passenger compartment in the evaporator 32.
  • the vaporized low-pressure refrigerant is sucked into the compressor 10 and compressed.
  • the refrigerant passing through the refrigerant pipe of the bypass refrigerant circuit 2 ⁇ / b> B ′ is expanded in the throttle valve 54 and then sent to the second heat exchanger 12.
  • the second heat exchanger 12 cools the coolant by vaporizing the refrigerant, instead of condensing the refrigerant as in the heating mode.
  • the refrigerant sent out from the second heat exchanger 12 expands in the expansion valve 55 to become a low-temperature and low-pressure refrigerant and is sent to the first heat exchanger 11.
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant is vaporized by absorbing heat from the coolant in the first heat exchanger 11.
  • the vaporized low-pressure refrigerant is sucked into the compressor 10 and compressed again.
  • the coolant circulates in the coolant circuit 3 so as to pass through the engine 40, the second heat exchanger 12, and the in-vehicle device 41 in order.
  • the coolant that has absorbed the exhaust heat by the engine 40 is cooled by the second heat exchanger 12 and then sent to the in-vehicle device 41 via the three-way valve 58.
  • the vehicle-mounted device 41 can be cooled by sending the coolant cooled by the second heat exchanger 12 to the vehicle-mounted device 41.
  • Such an operation can sufficiently cool the passenger compartment and also cool the in-vehicle device 41.
  • the vehicle air conditioner 1 uses the configuration of the hot water heater that uses the coolant of the engine 40 to flow through the heater core 31 for heating and the low-temperature and low-pressure refrigerant of the heat pump. It also has a heat pump type cooling device that performs cooling as a basic configuration. And it becomes the structure by which the auxiliary heating function which further heats a cooling fluid with a heat pump was added to this basic structure. With such a configuration, even when the engine 40 is at a low temperature, the vehicle interior can be quickly heated with a small amount of energy by the action of the heat pump.
  • the basic structure is the same as that of a hot water heater and a heat pump type cooling device as used in a conventional vehicle, and at the time of cooling and heating.
  • the common compressor 10 and the refrigerant By using the common compressor 10 and the refrigerant, the heating performance can be improved at a low cost, and the increase in installation space can be reduced from the conventional configuration.
  • the bypass refrigerant circuit 2B ′ is added to the cooling refrigerant circuit 2B, the third on-off valve is also arranged, and the refrigerant flows through the bypass refrigerant circuit 2B ′.
  • the second heat exchanger 12 is made to function as a sub-evaporator, not as a sub-capacitor. Accordingly, it is possible to add a function of cooling the in-vehicle device 41 while keeping the basic configuration as it is while suppressing an increase in the number of parts and installation space as much as possible.
  • cooling refrigerant circuit 2B it is possible to not only heat the cooling liquid but also to cool it by only changing a part of the refrigerant flow path. It can be performed.
  • the refrigerant pipe extending from the second heat exchanger 12 to the first heat exchanger 11 and the refrigerant extending from the outdoor condenser 20 to the evaporator 32. Since the pipes are different, each refrigerant pipe can be independently adjusted to suit a plurality of operation modes (for example, a heating mode and a cooling mode).
  • the expansion valve 55 that expands the refrigerant in front of the first heat exchanger 11 and the expansion valve 56 that expands the refrigerant in front of the evaporator 32 are provided.
  • each expansion valve can be independently adjusted to suit a plurality of operating modes.
  • the adjustment can be made according to a plurality of operation modes. It becomes possible to demonstrate specialized operation performance. In addition, the operation mode can be switched smoothly.
  • the outdoor condenser is switched when the operation mode is switched.
  • the refrigerant accumulates in 20 and it becomes difficult to collect and the amount of refrigerant becomes unstable.
  • the vehicle air conditioner 1 of the present embodiment such a problem hardly occurs.
  • the configuration in which the first heat exchanger 11 is provided on the downstream side of the second heat exchanger 12 in the refrigerant circuit 2A for heating has been described as an example.
  • the structure which does not provide the heat exchanger 11 may be sufficient. Next, such a case will be described.
  • FIG. 5 is a configuration diagram illustrating a vehicle air conditioner 1a according to the second embodiment of the present disclosure.
  • symbol is attached
  • This vehicle air conditioner 1a has the same basic configuration as that of the first embodiment. However, in this vehicle air conditioner 1a, the first heat exchanger 11 is not disposed between the refrigerant outlet of the second heat exchanger 12 and the refrigerant inlet of the compressor 10 in the refrigerant circuit 2, A hot gas cycle method may be employed.
  • the coolant circuit 3 is configured so that the coolant circulates between the engine 40, the second heat exchanger 12, and the in-vehicle device 41.
  • the vehicle air conditioner 1a as well, as with the vehicle air conditioner 1, it is possible not only to heat the coolant by the second heat exchanger 12, but also to cool it.
  • the operation mode can be switched to any one of the heating mode, the cooling mode, and the cooling / cooling mode in accordance with the temperature control status (desired to warm / cool) of the in-vehicle device 41.
  • the operation mode is switched to the heating mode.
  • the refrigerant discharged from the compressor 10 circulates back to the compressor 10 through the second heat exchanger 12.
  • the coolant circulates through the engine 40, the second heat exchanger 12, and the in-vehicle device 41 in order.
  • heat exchange is performed between the high-temperature and high-pressure refrigerant and the coolant, and the heated coolant is sent to the in-vehicle device 41 to heat the in-vehicle device 41.
  • the operation mode is switched to the cooling mode.
  • the refrigerant discharged from the compressor 10 circulates back to the compressor 10 through the outdoor condenser 20, the expansion valve 56, the evaporator 32, and the compressor 10 in this order.
  • the coolant flow is the same as in the heating mode.
  • the operation mode is switched to the cooling / cooling mode.
  • the refrigerant discharged from the compressor 10 not only flows through the refrigerant pipe (first passage) passing through the evaporator 32 as in the cooling mode, but also includes second heat provided in parallel with the evaporator 32. It flows through the refrigerant pipe (second passage) passing through the exchanger 12. The flow of the coolant is the same as in the heating mode and the cooling mode.
  • heat exchange is performed between the refrigerant expanded in the throttle valve 54 and the coolant, and the cooled coolant is sent to the in-vehicle device 41 to cool the in-vehicle device 41.
  • piping for sending the coolant sent from the second heat exchanger 12 to the heater core 31 is omitted, but the vehicle-mounted device 41 or the heater core 31 is the same as in the first embodiment.
  • the coolant circuit 3 may be configured so that the coolant can be delivered to any one of the above.
  • FIG. 6 is a configuration diagram illustrating a vehicle air conditioner according to the third embodiment of the present disclosure.
  • symbol is attached
  • the vehicle air conditioner 1b has a configuration in which a throttle valve 59 and the first heat exchanger 11 are added to the vehicle air conditioner 1a of the second embodiment. That is, the throttle valve 59 and the first heat exchanger 11 similar to the first embodiment are provided between the refrigerant outlet of the second heat exchanger 12 and the refrigerant inlet of the compressor 10 in the refrigerant circuit 2. Arranged to constitute a heat pump cycle.
  • the coolant circuit 3 is configured such that the coolant circulates between the engine 40, the second heat exchanger 12, the in-vehicle device 41, and the first heat exchanger 11.
  • the vehicle air conditioner 1b it is possible not only to heat the coolant by the second heat exchanger 12 but also to cool the vehicle as in the case of the vehicle air conditioner 1a.
  • the on / off control of each on-off valve controls the heating mode and the cooling mode.
  • the operation mode can be switched to either the cooling / cooling mode.
  • the exhaust heat of the engine 40 can be absorbed more and stable driving can be performed without depending on the outside air temperature or the like.
  • a throttle valve 59 for expanding the refrigerant is disposed upstream of the first heat exchanger 11.
  • the throttle valve 59 has the same configuration as that of the throttle valve 54, but the above-described expansion valve 55 may be employed instead of the throttle valve 54, and the selection of a specific valve type may be changed as appropriate.
  • the piping for sending the coolant sent from the second heat exchanger 12 to the heater core 31 is omitted, but the vehicle-mounted device 41 or the heater core 31 is the same as in the first embodiment.
  • the coolant circuit 3 may be configured so that the coolant can be delivered to any one of the above.
  • FIG. 7 is a configuration diagram illustrating a vehicle air conditioner 1c according to the fourth embodiment of the present disclosure. Note that the same reference numerals are given to the same components as those in the first to third embodiments, and a duplicate description will be omitted.
  • the vehicle air conditioner 1c has the same basic configuration as that of the first embodiment, and the refrigerant circuit 2 is configured in the same manner as in the first embodiment. However, the coolant circuit 3 is partially different in the route of the coolant pipe.
  • the coolant circuit 3 is configured so that the coolant circulates between the engine 40, the second heat exchanger 12, the heater core 31, the in-vehicle device 41, and the first heat exchanger 11. Yes.
  • the heater core 31 and the in-vehicle device 41 are arranged in series. Therefore, when heating the heater core 31, the vehicle-mounted device 41 can also be heated simultaneously, and when heating the vehicle-mounted device 41, the heater core 31 can also be heated simultaneously.
  • FIG. 8 is a configuration diagram illustrating a vehicle air conditioner 1d according to the fifth embodiment of the present disclosure.
  • the same components as those in the first to fourth embodiments are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
  • This vehicle air conditioner 1d has the same basic configuration as that of the third embodiment, and the refrigerant circuit 2 is configured in the same manner as in the first and third embodiments. However, the coolant circuit 3 is partially different in the route of the coolant pipe.
  • the coolant pipe from the coolant delivery port of the engine 40 is branched by a three-way valve 61, and the coolant fluid introduction of the engine 40 is introduced through the second heat exchanger 12 and the in-vehicle device 41 in order.
  • the coolant flow path can be switched between the coolant flow path that returns to the opening and the coolant flow path that passes through the expansion valve 55 and the first heat exchanger 11 and returns to the refrigerant liquid inlet of the engine 40. It is configured as follows.
  • the three-way valve 61 is a valve that can switch the flow of the coolant sent from the engine 40 between one side and the other side, for example, by electrical control. In this way, by flowing the coolant through one of the first heat exchanger 11 and the second heat exchanger 12, the pressure loss can be reduced.
  • the vehicle air conditioner of the present disclosure is applied not only to a system that configures a heat pump cycle, but also to a system that configures a hot gas cycle, such as the vehicle air conditioner 1a of the second embodiment. May be.
  • the heating component of the vehicle is the engine 40
  • other heating components such as an electric motor for driving in an electric vehicle, a secondary battery for supplying electric power for driving It may be.
  • first heat exchanger 11, the second heat exchanger 12, the expansion valve 55, the first on-off valve 51, the second on-off valve 52, and the like may be configured as an integrated unit.
  • the unit may be one in which each component is housed and integrated in one housing, or may be one in which each component is joined.
  • the present disclosure can be used for an air conditioner for vehicles mounted on various vehicles such as an engine vehicle, an electric vehicle, or a HEV (Hybrid Electric Vehicle) vehicle.
  • vehicles such as an engine vehicle, an electric vehicle, or a HEV (Hybrid Electric Vehicle) vehicle.
  • HEV Hybrid Electric Vehicle
  • Coolant circuit 10 Compressor 11 First heat exchanger 12 Second heat exchange 51 First on-off valve (switching part) 52 Second on-off valve (switching part) 53 Third open / close valve 54, 59 Throttle valve 55, 56 Expansion valve 57 Check valve 58, 61 Three-way valve 20 Outdoor condenser 30 HVAC 31 Heater core 32 Evaporator 33 Door 34 Fan 40 Engine (engine cooling part) 41 On-vehicle device (engine temperature control part)

Abstract

車両用空調装置は、コンプレッサと、熱交換器と、コンデンサと、エバポレータと、冷媒通路と、開閉弁と、を備える。コンプレッサは、冷媒を圧縮する。熱交換器は、冷媒と熱輸送用の冷却液との間で熱交換を行う。コンデンサは、高温高圧の冷媒の熱を放出させることにより、冷媒を凝縮させる。エバポレータは、低温低圧の冷媒と車室内へ送られる空気との間で熱交換を行う。冷媒通路には、冷媒が流れる。開閉弁は、冷媒通路を遮断可能とする。暖房用冷媒回路は、冷媒が、コンプレッサから熱交換器を通ってコンプレッサに戻るように構成される。冷房用冷媒回路は、冷媒が、コンプレッサからコンデンサ及びエバポレータを通ってコンプレッサに戻るように構成される。冷房用冷媒回路のうちコンデンサからコンプレッサへ至る冷媒通路は、冷媒通路の途中で、エバポレータを通る第１通路と、エバポレータと並列に設けられた熱交換器を通る第２通路とに分かれている。開閉弁は、第２通路における熱交換器の上流側に設けられる。

Description

車両用空調装置
　本開示は、車両用空調装置に関する。
　従来の車両用の暖房装置として、エンジン冷却水の熱を利用して車室内を暖房する温水式ヒータが多く採用されている。また、従来の車両用の冷房装置として、車室内へ送られる空気をヒートポンプの低温冷媒により冷却するヒートポンプ式冷房装置が一般に採用されている。
　特許文献１には、従来の車両に採用されているような温水式ヒータ、並びに、ヒートポンプ式冷房装置の構成を基本としつつ、冷房時と暖房時とで共通のコンプレッサおよび冷媒を利用し、ヒートポンプによりエンジン冷却水をさらに加熱する補助暖房機能を付加することで、暖房性能を向上させた車両用空調装置が開示されている。
　また、車両に搭載された各種部品には、通常冷却水による冷却のみを必要とするエンジン等の発熱部品の他、オイルクーラやインバータ等の車載デバイスのように、冷却や加温が必要な調温対象部品も知られている。
国際公開第２０１５／０１１８８７号
　本開示の一態様に係る車両用空調装置は、コンプレッサと、熱交換器と、コンデンサと、エバポレータと、冷媒通路と、開閉弁と、を備える。コンプレッサは、冷媒を圧縮する。熱交換器は、冷媒と熱輸送用の冷却液との間で熱交換を行う。コンデンサは、高温高圧の冷媒の熱を放出させることにより、冷媒を凝縮させる。エバポレータは、低温低圧の冷媒と車室内へ送られる空気との間で熱交換を行う。冷媒通路には、冷媒が流れる。開閉弁は、冷媒通路を遮断可能とする。暖房用冷媒回路は、冷媒が、コンプレッサから熱交換器を通ってコンプレッサに戻るように構成される。冷房用冷媒回路は、冷媒が、コンプレッサからコンデンサ及びエバポレータを通ってコンプレッサに戻るように構成される。冷房用冷媒回路のうちコンデンサからコンプレッサへ至る冷媒通路は、冷媒通路の途中で、エバポレータを通る第１通路と、エバポレータと並列に設けられた熱交換器を通る第２通路とに分かれている。開閉弁は、第２通路における熱交換器の上流側に設けられる。
　本開示によれば、従来の補助暖房機能を備えた車両用空調装置の構成を基本としつつ、簡易な構成により低コストで、調温対象部品の加熱ないし冷却を容易に行うことができる。
図１は、第１の実施の形態に係る車両用空調装置を示す構成図である。 図２は、第１の実施の形態に係る車両用空調装置の暖房モードにおける動作を説明する図である。 図３は、第１の実施の形態に係る車両用空調装置の冷房モードにおける動作を説明する図である。 図４は、第１の実施の形態に係る車両用空調装置の冷房兼冷却モードにおける動作を説明する図である。 図５は、第２の実施の形態に係る車両用空調装置を示す構成図である。 図６は、第３の実施の形態に係る車両用空調装置を示す構成図である。 図７は、第４の実施の形態に係る車両用空調装置を示す構成図である。 図８は、第５の実施の形態に係る車両用空調装置を示す構成図である。
　本開示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。特許文献１に開示の車両用空調装置では、エンジン冷却は行われていたが、調温対象部品の冷却ないし加温については触れられていない。近年、特許文献１に開示の車両用空調装置の構成を基本としつつ、調温対象部品の冷却ないし加温を行うような調温機能を簡易な構成により低コストで実現可能な車両用空調装置の開発が強く望まれている。
　本開示は、従来の補助暖房機能を備えた車両用空調装置の構成を基本としつつ、簡易な構成により低コストで、調温対象部品の加熱ないし冷却を容易に行うことが可能な車両用空調装置を提供する。
　以下、本開示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。
　［第１の実施の形態］
　図１は、本開示の第１の実施の形態の車両用空調装置を示す構成図である。
　第１の実施の形態の車両用空調装置１は、発熱部品に相当するエンジン（内燃機関）４０、調温対象部品に相当する車載デバイス（例えば、オイルクーラやインバータ等）４１を備えた車両に搭載されて、車室内の空気調整を行う装置である。
　図２は、車室内を暖房するヒートポンプ式の暖房モードにおける動作を説明する図である。図３は、車室内を冷房する冷房モードにおける動作を説明する図である。図４は、車室内を冷房し、且つ、車載デバイス４１を冷却する冷房兼冷却モードにおける動作を説明する図である。図２～図４における動作の詳細は後述する。
　車両用空調装置１は、コンプレッサ１０、第１熱交換器１１、第２熱交換器１２、室外コンデンサ（コンデンサに相当）２０、ヒーターコア３１、エバポレータ３２、第１開閉弁５１，第２開閉弁５２，第３開閉弁５３、絞り弁５４、膨張弁５５，５６、逆止弁５７、三方弁５８と、を具備する。これらの部品の少なくとも２つの間を、冷媒を流す冷媒配管（通路）で繋ぐことにより冷媒回路２（図１の実線で示される回路）が構成され、および、これらの部品の少なくとも２つの間を、冷却液を流す冷却液配管（通路）で繋ぐことにより冷却液回路３（図１の点線で示される回路）が構成される。また、車両用空調装置１は、エンジン４０および車載デバイス４１と、冷却液配管を介して繋がっている。
　冷媒回路２のうち、コンプレッサ１０、第２熱交換器１２、第１熱交換器１１の間を結び、冷媒が循環する冷媒配管は、暖房用の冷媒回路２Ａをなし、また、コンプレッサ１０、室外コンデンサ２０、エバポレータ３２の間を結び、冷媒が循環する冷媒配管は、冷房用の冷媒回路２Ｂをなしている。なお、暖房用の冷媒回路２Ａの一部と、冷房用の冷媒回路２Ｂの一部とは共通している。
　冷却液回路３をなす冷却液配管は、冷却の対象であるエンジン４０、冷却のみならず加温の対象ともなる車載デバイス４１、それに、第１熱交換器１１、第２熱交換器１２、および、ヒーターコア３１の間を結び、冷却液が循環するように構成されている。
　エンジン４０は、エンジン冷却部を備えている。エンジン冷却部は、エンジン４０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具備し、ウォータジャケットに流れる冷却液にエンジン４０の排熱を放出させる。ポンプは、例えば、エンジン４０の動力により回転する。
　エンジン４０が備えるエンジン冷却部の冷却液の導入口は、冷却液配管を介して第１熱交換器１１、および、車載デバイス４１に連通している。また、エンジン４０が備えるエンジン冷却部の冷却液の送出口は、冷却液配管を介して第２熱交換器１２に連通している。なお、エンジン冷却部には、エンジン４０の排熱量が多くなった場合に、熱を外気に放出するラジエータが備わっていてもよい。
　冷却液は、例えば、ＬＬＣ（Ｌｏｎｇ　Ｌｉｆｅ　Ｃｏｏｌａｎｔ）等の不凍液であり、熱を輸送するための液体である。ここで、冷却液回路３における冷却液の移送は、エンジン冷却部が備えたポンプのみを用いておこなうことができる。これにより、装置のコストの低減および装置の設置スペースの縮小を図ることができる。なお、冷却液の移送能力を高めるために、冷却液配管の他の箇所にポンプを追加してもよい。
　車載デバイス４１は、例えば、オイルクーラやインバータ等のように、加温のみならず冷却する必要がある調温対象部品である。車載デバイス４１にも、例えば、エンジン冷却部と同様な構成のデバイス調温部を設けて、車載デバイス４１が備えるデバイス調温部に流れる冷却液に車載デバイス４１から熱を放出させ、また、冷却液から車載デバイス４１に熱を供給する。ここで、デバイス調温部にも、冷却液を動力で移送するポンプを追加してもよい。
　車載デバイス４１が備えるデバイス調温部の冷却液の導入口は、冷却液配管を介して第２熱交換器１２に連通されている。一方、車載デバイス４１が備えるデバイス調温部の冷却液の送出口は、冷却液配管を介して、エンジン４０が備えるエンジン冷却部の冷却液の導入口に連通している。なお、車載デバイス４１の排熱量が多いような場合には、第２熱交換器１２から送出された冷却液を、さらにラジエータに通してから車載デバイス４１に導入させてもよい。
　コンプレッサ１０は、エンジンの動力または電気により駆動して、吸入した冷媒を圧縮し、高温高圧の冷媒を吐出する装置である。コンプレッサ１０で圧縮された冷媒は、コンプレッサ１０の吐出口より冷媒配管を通って室外コンデンサ２０、または、第２熱交換器１２へ送られる。
　また、第１熱交換器１１、または、エバポレータ３２から吐出される低温低圧の冷媒は、冷媒配管を通ってコンプレッサ１０の吸入口から吸入される。
　コンプレッサ１０の吐出口から延びる冷媒配管には、室外コンデンサ２０の冷媒導入口に至る配管と、第２熱交換器１２の冷媒導入口に至る配管とに冷媒配管を分岐させる分岐部が設けられている。
　この分岐部に至るコンプレッサ１０の吐出口から延びる配管には、暖房時にも、冷房時にも冷媒が流れる。そして、上記分岐部と室外コンデンサ２０の冷媒導入口との間の配管には、冷媒の流れを遮断可能な第１開閉弁（切替部に相当）５１が配置されている。一方、上記分岐部と第２熱交換器１２の冷媒導入口との間の配管には、冷媒の流れを遮断可能な第２開閉弁（切替部に相当）５２が配置されている。
　第１開閉弁５１および第２開閉弁５２は、例えば、電気的な制御により冷媒配管の途中で開閉を切り替える弁である。例えば、第１開閉弁５１および第２開閉弁５２として、電磁弁の一種であるパイロット式弁が採用される。パイロット式弁は、小孔を開閉させることで流体の流れを制御し、それによって生じる流体の圧力差を利用して弁体を作動させる弁である。第１開閉弁５１、第２開閉弁５２を配置する冷媒配管の箇所では、冷媒が流れる方向は常に一定であるため、パイロット式弁を採用することができる。パイロット式弁の場合、配置する冷媒配管における冷媒の圧力が高くても問題なく作動させることができる。
　そして、第１開閉弁５１および第２開閉弁５２の開閉の切り替え制御により、コンプレッサ１０から吐出された高温高圧の冷媒が、室外コンデンサ２０を含む冷房用の冷媒回路２Ｂに送出されるのか、または、第２熱交換器１２を含む暖房用の冷媒回路２Ａに送出されるのかが選択される。
　第２熱交換器１２は、後に詳しく説明する暖房モードではサブコンデンサ（凝縮器）として機能し、コンプレッサ１０から吐出された高温高圧の冷媒を流す内部通路と、冷却液を流す内部通路とを有し、冷媒と冷却液との間で熱交換を行う。具体的には、第２熱交換器１２には、暖房モードのときに、コンプレッサ１０から高温高圧の冷媒が送られて、高温高圧の冷媒から冷却液へ熱を放出させる。これにより、第２熱交換器１２は、高温高圧の冷媒を凝縮させる。
　第２熱交換器１２の冷媒導入口は、暖房用の冷媒回路２Ａの冷媒配管を介してコンプレッサ１０の吐出口に連通されている。一方、第２熱交換器１２の冷媒送出口は、同じく暖房用の冷媒回路２Ａの冷媒配管を介して、膨張弁５５および第１熱交換器１１を順に経てコンプレッサ１０の吸入口に連通している。さらに、第２熱交換器１２の冷媒導入口は、室外コンデンサ２０から延びる冷媒配管から分岐する配管を介して、室外コンデンサ２０の冷媒送出口にも連通している。
　このように、室外コンデンサ２０からコンプレッサ１０へ至る冷媒配管は、途中でエバポレータ３２を通る冷媒配管（第１通路）と、エバポレータ３２と並列に設けられた第２熱交換器１２を通るバイパス冷媒回路２Ｂ’の冷媒配管（第２通路）とに分岐している。第２熱交換器１２の上流側のバイパス冷媒回路２Ｂ’の冷媒配管は、コンプレッサ１０から第２熱交換器１２に至る暖房用の冷媒回路２Ａの冷媒配管に接続される。これにより、バイパス冷媒２Ｂ’の冷媒配管は、第２熱交換器１２の冷媒導入口に連通する。
　また、バイパス冷媒回路２Ｂ’の冷媒配管のうち、第２熱交換器１２の冷媒送出口から膨張弁５５および第１熱交換器１１を順に経て、コンプレッサ１０の吸入口に連通される部分は、暖房用の冷媒回路２Ａの冷媒配管と共通のものとなっている。そして、バイパス冷媒回路２Ｂ’の冷媒配管には、第２熱交換器１２の冷媒導入口に冷媒を流入させ、または、冷媒の流れを遮断する第３開閉弁（開閉弁に相当）５３が設けられる。
　第３開閉弁５３は、例えば、電気的な制御により、冷媒配管の途中で開閉を切り替える弁であり、閉じたときに冷媒の流れを遮断する。例えば、第３開閉弁５３として、電磁弁の一種である直動式弁が採用される。直動式弁は、可動コアを作動させて機械的にメインオリフィスを開閉させることにより、流体（冷媒）の流れを制御する弁である。
　直動式弁の場合、冷媒配管に対する接続口径を小口径にすることで、冷媒の圧力が高くても開閉させることができる。この場合、直動式弁は冷媒を膨張させる機能を果たすことができるので、後述する絞り弁５４を不要とすることもできる。また、第３開閉弁５３を逆止弁と併用することで、直動式弁の代わりにパイロット式弁を用いることもできる。
　冷房用の冷媒回路２Ｂに冷媒が流れる状態では、第３開閉弁５３の開閉の切り替え制御により、室外コンデンサ２０から送出された冷媒が、エバポレータ３２のある冷媒配管だけを通ってコンプレッサ１０に戻るか、または、エバポレータ３２のある冷媒配管だけでなく、第２熱交換器１２および第１熱交換器１１を含むパイパス冷媒回路２Ｂ’の冷媒配管も通ってコンプレッサ１０に戻るのかが選択される。なお、第３開閉弁５３は、バイパス冷媒回路２Ｂ’の冷媒配管のどこかで冷媒の流れを遮断できればよく、その位置は図１に示した位置に限定されることはない。
　また、第２熱交換器１２は、暖房用の冷媒回路２Ａに冷媒が流れる状態では、高温高圧の冷媒と冷却液との間で熱交換させて冷媒を凝縮させるサブコンデンサ（凝縮器）として機能する。一方、冷房用の冷媒回路２Ｂに冷媒が流れ、かつ、第３開閉弁５３が開いた状態では、第２熱交換器１２は、室外コンデンサ２０から送出された後に膨張させた冷媒と冷却液との間で熱交換させて冷媒を気化させるサブエバポレータ（蒸発器）として機能する。
　さらに、第２熱交換器１２の冷媒導入口と第３開閉弁５３との間には、絞り弁５４が配置される。絞り弁５４は、高温高圧の冷媒を膨張させ、低温低圧の冷媒を第２熱交換器１２へ送出する。なお、第３開閉弁５３と絞り弁５４の代わりにオリフィス電磁弁などを用いることとしてもよい。
　一方、冷却液回路３においては、第２熱交換器１２の冷却液の導入口は、冷却液配管を介してエンジン４０のエンジン冷却部に連通されている。一方、第２熱交換器１２の冷却液の送出口は、冷却液配管を介して三方弁５８により、ヒーターコア３１または車載デバイス４１のいずれかに連通する。
　三方弁５８は、例えば、電気的な制御により、第２熱交換器１２の冷媒送出口から送出された冷却液の流れを、ヒーターコア３１に向かう流れと、車載デバイス４１に向かう流れのいずれかに切り替える弁である。
　第１熱交換器１１は、暖房モード、および、冷房兼冷却モードにおいてサブエバポレータ（蒸発器）として機能する。この第１熱交換器１１は、低温低圧の冷媒を流す内部通路と、冷却液を流す内部通路とを有し、冷媒と冷却液との間で熱交換を行う。第１熱交換器１１では、後に詳しく説明するが、暖房モード、および、冷房兼冷却モードのときに、膨張弁５５から低温低圧の冷媒が導入され、冷却液から低温低圧の冷媒へと熱が移動する。これにより、第１熱交換器１１は低温低圧の冷媒を気化させる。
　第１熱交換器１１の冷媒導入口は、膨張弁５５を介して、第２熱交換器１２の冷媒送出口に連通している。一方、第１熱交換器１１の冷媒送出口は、逆止弁５７とコンプレッサ１０とを接続する冷媒配管の途中に連通している。
　膨張弁５５は、冷媒を膨張させ、低温低圧となった冷媒を第１熱交換器１１に吐出する。膨張弁５５は、第１熱交換器１１の上流側に第１熱交換器１１に近接して配置されている。膨張弁５５は、例えば、第１熱交換器１１から送出される冷媒の温度により、吐出する冷媒量を自動的に調整する機能を有する温度式膨張弁（Ｔｈｅｒｍａｌ　Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ　Ｖａｌｖｅ）である。
　また、冷却液回路３においては、第１熱交換器１１の冷却液の導入口は、冷却液配管を介してヒーターコア３１に連通される。一方、第１熱交換器１１の冷却液の送出口は、冷却液配管を介してエンジン４０のエンジン冷却部に連通している。
　室外コンデンサ２０は、高温高圧の冷媒を流す内部通路と、空気を流す内部通路とを有し、例えばエンジンルーム内の車両の先頭付近に配置されて、冷媒と外気との間で熱交換を行う。室外コンデンサ２０には、冷房モード、および、冷房兼冷却モードのときに、コンプレッサ１０から吐出された高温高圧の冷媒が流れ、冷媒から外気へ熱が排出される。室外コンデンサ２０には、例えば、ファンにより外気が吹き付けられる。なお、室外コンデンサ２０の冷媒の送出側に、リザーバタンクを設けることとしてもよい。
　ヒーターコア３１とエバポレータ３２は、ＨＶＡＣ（Ｈｅａｔｉｎｇ，　Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ，　ａｎｄ　Ａｉｒ　Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）３０の吸気通路内に配置される。ＨＶＡＣ３０には、吸気を流すファン３４が設けられている。ヒーターコア３１は、冷却液回路３に含まれており、エバポレータ３２は、冷媒回路２に含まれている。
　ヒーターコア３１は、冷却液と空気との間で熱交換を行う機器であり、車室内へ空気を供給するＨＶＡＣ３０の吸気通路内に配置される。ヒーターコア３１には、加熱された冷却液が供給され、暖房モードのとき、車室内へ送られる吸気（車室内に送られる空気）に熱を放出する。ヒーターコア３１は、吸気通路内にあるドア３３の開度により通過する空気の量を調整可能になっている。ここでドア３３は、電気的な制御で開閉可能であり、ミックスドアとも呼ばれる。
　エバポレータ３２は、低温低圧の冷媒と、空気との間で熱交換を行う機器であり、ＨＶＡＣ３０の吸気通路内に配置される。エバポレータ３２には、冷房モード、冷房兼冷却モードのとき、低温低圧の冷媒が流され、車室内へ供給される吸気（車室内に送られる空気）を冷却する。
　膨張弁５６は、高圧の冷媒を膨張させ、低温低圧の冷媒をエバポレータ３２に吐出する。膨張弁５６は、エバポレータ３２の上流側にエバポレータ３２に近接して配置されている。膨張弁５６は、例えば、エバポレータ３２から送出される冷媒の温度により、吐出する冷媒量を自動的に調整する機能を有する温度式膨張弁である。
　エバポレータ３２からコンプレッサ１０へ至る冷媒回路の途中には、逆止弁５７が配置されている。逆止弁５７は、室外コンデンサ２０およびエバポレータ３２に冷媒が流れない暖房モードのときに、冷媒の逆流を防ぐ弁である。
　暖房モードにおいても、外気が低いと、室外コンデンサ２０およびエバポレータ３２における冷媒圧力が低くなることがある。この圧力低下があると、第１熱交換器１１および第２熱交換器１２の冷媒回路２Ａに流れている冷媒が、エバポレータ３２側の冷房用の冷媒回路２Ｂへ逆流してしまい、ヒートポンプサイクルの効率が低下してしまう。このような不都合を逆止弁５７があることにより回避することができる。
　また、車両用空調装置１は、制御系の構成として、コンプレッサ１０の駆動、ＨＶＡＣ３０の各動作部分の駆動、各開閉弁（第１開閉弁５１，第２開閉弁５２，第３開閉弁５３）の開閉、三方弁５８の流路の切替、冷却液を動力で移送するポンプ等をそれぞれ制御するための制御部（図示せず）を備えている。制御部は、例えば、マイクロコンピュータ、Ｉ／Ｏ、制御プログラムを格納したプログラムメモリ、作業用のメモリ等を備え、マイクロコンピュータが制御プログラムに従って所定の制御を行う装置であるが、一つのユニットとして構成されていてもよいし、複数のユニットから構成されていてもよい。
　次に、車両用空調装置１の動作について説明する。車両用空調装置１の動作モードには、温水式の暖房モードの他、ヒートポンプ式の暖房モード、冷房モード、冷房兼冷却モード等があり、これらの動作モードを切り替えて動作する。このうち温水式の暖房モードとは、ヒートポンプを作動させずに車室内を暖房するモードである。以下では、暖房モード、冷房モード、および、冷房兼冷却モードを代表例として順に説明する。
　［暖房モード］
　図２は、暖房モードにおける動作を説明する図である。暖房モードは、第１開閉弁５１が閉じ、第２開閉弁５２が開き、第３開閉弁５３が閉じた状態となるモードである。また、ヒーターコア３１のドア３３は開かれる（例えば全開）。さらに、三方弁５８は、第２熱交換器１２から送出された冷却液が、ヒーターコア３１に流れるように切り替えられる。
　暖房モードでは、コンプレッサ１０から吐出された冷媒は、暖房用の冷媒回路２Ａにて、第２熱交換器１２、膨張弁５５、および、第１熱交換器１１を順に通って、コンプレッサ１０に戻るように循環する。
　ここで、コンプレッサ１０により圧縮された高温高圧の冷媒は、第２熱交換器１２にて冷却液へ放熱して凝縮する。凝縮した冷媒は、膨張弁５５により膨張して低温低圧の冷媒となり、第１熱交換器１１へ送られる。低温低圧の冷媒は、第１熱交換器１１にて冷却液から熱を吸収して気化する。気化した低圧の冷媒は、コンプレッサ１０に吸引されて再び圧縮される。
　冷却液は、冷却液回路３にて、エンジン４０、第２熱交換器１２、ヒーターコア３１、および、第１熱交換器１１を順に通るように循環する。ここで、エンジン４０にて排熱を吸収した冷却液は、さらに第２熱交換器１２で加熱されてヒーターコア３１に送られる。高温になった冷却液は、ヒーターコア３１で車室内へ送られる吸気を十分に加熱することができる。
　そして、ヒーターコア３１を通過した冷却液は、外気より温度が高い状態であるため、第１熱交換器１１にて冷媒に熱を放出して冷媒を気化させることができる。また、第１熱交換器１１にて冷却された冷却液はエンジン４０に送られ、エンジン４０の冷却に用いられる。
　このような動作により、車室内の十分な暖房を行うことができる。
　［冷房モード］
　図３は、冷房モードの動作を説明する図である。冷房モードは、第１開閉弁５１が開き、第２開閉弁５２が閉じ、第３開閉弁５３も閉じた状態となるモードである。また、ヒーターコア３１のドア３３は全閉される。さらに、三方弁５８は、第２熱交換器１２から送出された冷却液が、ヒーターコア３１に流れるように切り替えられる。
　冷房モードでは、コンプレッサ１０から吐出された冷媒は、冷房用の冷媒回路２Ｂにて、室外コンデンサ２０、膨張弁５６、および、エバポレータ３２を順に通って、コンプレッサ１０に戻るように循環する。
　ここで、コンプレッサ１０により圧縮された高温高圧の冷媒は、室外コンデンサ２０にて空気へ放熱して凝縮する。凝縮した冷媒は、膨張弁５６により膨張して低温低圧の冷媒となり、エバポレータ３２へ送られる。低温低圧の冷媒は、エバポレータ３２にて、車室内へ送られる吸気を冷却して気化する。気化した低圧の冷媒は、コンプレッサ１０に吸引されて圧縮される。
　冷却液の流れは、暖房モードの場合と同じであり、冷却液回路３にて、エンジン４０、第２熱交換器１２、ヒーターコア３１、および、第１熱交換器１１を順に通るように循環する。この場合、冷却液は、第２熱交換器１２、ヒーターコア３１、および、第１熱交換器１１を順に通過するとき、冷媒または空気との間でほとんど熱交換しない。冷却液の放熱は、主に、エンジン４０にあるエンジン冷却部のラジエータで行われる。
　エンジン４０は非常に高温になるので、外気温が高くてもラジエータによる放熱により冷却がなされる。ここで、ラジエータ側に冷却液を多く流し、ヒーターコア３１側の流れを少なくする構成を採用することとしてもよい。
　このような動作により、車室内の十分な冷房を行うことができる。
　［冷房兼冷却モード］
　図４は、冷房兼冷却モードの動作を説明する図である。冷房兼冷却モードでは、第１開閉弁５１が開き、第２開閉弁５２が閉じ、第３開閉弁５３は開いた状態となるモードである。また、ヒーターコア３１のドア３３は全閉される。さらに、三方弁５８は、第２熱交換器１２から送出された冷却液が、ヒーターコア３１にではなく、車載デバイス４１に流れるように切り替えられる。
　冷房兼冷却モードでは、コンプレッサ１０から吐出された冷媒は、冷房用の冷媒回路２Ｂにて室外コンデンサ２０を通った後、エバポレータ３２を通る冷媒配管（第１通路）を流れるだけでなく、エバポレータ３２と並列に設けられた各熱交換器（第１熱交換器１１，第２熱交換器１２）を通る冷媒配管（第２通路）を流れる。
　すなわち、室外コンデンサ２０から送出された冷媒は、膨張弁５６、エバポレータ３２を順に通ってコンプレッサ１０に戻る冷媒配管と、第３開閉弁５３、絞り弁５４、第２熱交換器１２、第１熱交換器１１を順に通ってコンプレッサ１０に戻るバイパス冷媒回路２Ｂ’の冷媒配管の双方に流れる。
　この場合、コンプレッサ１０により圧縮された冷媒は、室外コンデンサ２０にて空気へ放熱して凝縮する。凝縮した冷媒は、膨張弁５６において膨張して低温低圧の冷媒となり、エバポレータ３２に送られる。そして、低温低圧の冷媒は、エバポレータ３２にて、車室内へ送られる吸気を冷却して気化する。気化した低圧の冷媒は、コンプレッサ１０に吸引されて圧縮される。
　一方、バイパス冷媒回路２Ｂ’の冷媒配管を通る冷媒は、絞り弁５４において膨張してから、第２熱交換器１２へ送られる。ここで第２熱交換器１２は、暖房モードのように冷媒を凝縮させるのではなく、冷媒を気化させることにより冷却液を冷やす。
　そして、第２熱交換器１２から送出された冷媒は、膨張弁５５において膨張してさらに低温低圧の冷媒となり、第１熱交換器１１へ送られる。低温低圧の冷媒は、第１熱交換器１１にて冷却液から熱を吸収して気化する。気化した低圧の冷媒は、コンプレッサ１０に吸引されて再び圧縮される。
　一方、冷却液は、冷房モードの場合とは異なり、冷却液回路３にて、エンジン４０、第２熱交換器１２、および、車載デバイス４１を順に通るように循環する。ここで、エンジン４０にて排熱を吸収した冷却液は、第２熱交換器１２で冷却された後、三方弁５８を経て車載デバイス４１に送られる。このように、第２熱交換器１２により冷却された冷却液が車載デバイス４１に送られることにより、車載デバイス４１の冷却を行うことができる。
　このような動作により、車室内の十分な冷房を行うことができるとともに、車載デバイス４１の冷却も行うことができる。
　以上のように、本実施の形態の車両用空調装置１は、エンジン４０の冷却液をヒーターコア３１に流して暖房に利用する温水式ヒータの構成と、ヒートポンプの低温低圧の冷媒を利用して冷房を行うヒートポンプ式冷房装置の構成とを基本構成として併せ持つ。そして、この基本構成に、ヒートポンプにより冷却液をさらに加熱する補助暖房機能が追加された構成となっている。このような構成により、エンジン４０が低温なときでも、ヒートポンプの作用により、少ないエネルギーで速やかに車室内の暖房を行うことが可能となる。
　すなわち、本実施の形態の車両用空調装置１によれば、従来の車両で採用されているような温水式ヒータ、並びに、ヒートポンプ式冷房装置の構成を基本としつつ、冷房時と暖房時とで共通のコンプレッサ１０および冷媒を利用することにより、低コストに暖房性能を向上することができ、且つ、従来の構成から設置スペースの増加分を少なくできる。
　しかも、本実施の形態の車両用空調装置１によれば、冷房用の冷媒回路２Ｂにバイバス冷媒回路２Ｂ’を追加して第３開閉弁も配置し、バイバス冷媒回路２Ｂ’に冷媒が流れる冷房兼冷却モードでは、第２熱交換器１２をサブコンデンサとしてではなく、サブエバポレータとして機能させることとした。これにより、部品点数や設置スペースの増加を極力抑えつつ、上記基本構成をそのまま生かした上で、車載デバイス４１を冷却できる機能を付加することができる。
　すなわち、冷房用の冷媒回路２Ｂにおいては、冷媒の流れる経路を一部変更するだけで、冷却液の加熱のみならず冷却も可能とし、構成の複雑化を抑えつつ、車載デバイス４１の加熱、冷却を行うことができる。
　ここで車載デバイス４１を加熱する場合の動作の詳細は省略したが、例えば、暖房モードのときに、三方弁５８を切り替えて車載デバイス４１に高温の冷却液を流すことにより、新たな配管等を追加することなく容易に車載デバイス４１を加熱することができる。
　また、本実施の形態の車両用空調装置１によれば、冷媒回路２のうち、第２熱交換器１２から第１熱交換器１１へ至る冷媒配管と、室外コンデンサ２０からエバポレータ３２へ至る冷媒配管とが異なるので、各冷媒配管を、複数の動作モード（例えば暖房モードと冷房モード）に適合するよう独立に調整することができる。
　また、本実施の形態の車両用空調装置１によれば、第１熱交換器１１の前で冷媒を膨張させる膨張弁５５と、エバポレータ３２の前で冷媒を膨張させる膨張弁５６とを有しているので、各膨張弁を、複数の動作モードに合うように独立に調整することができる。
　本実施の形態では、冷房モードでは空気と冷媒とを熱交換させ、暖房モードでは冷却液と冷媒とを熱交換させるが、複数の動作モードに合せて調整することができることから、各動作モードに特化した動作性能を発揮させることが可能となる。また、動作モードをスムーズに切り替えることが可能となる。
　さらに、第２熱交換器１２から第１熱交換器１１へ至る冷媒配管と、室外コンデンサ２０からエバポレータ３２へ至る冷媒配管との一部が共通となる構成では、動作モードの切り替え時に、室外コンデンサ２０に冷媒が貯まって回収困難となり、冷媒量が不安定になるという課題が考えられる。しかし、本実施の形態の車両用空調装置１では、このような課題が生じ難い。
　上記実施の形態では、暖房用の冷媒回路２Ａにおいて、第２熱交換器１２の下流側に第１熱交換器１１を備えた構成を例にして説明したが、車両用空調装置は、第１熱交換器１１を設けない構成であってもよい。次に、このような場合について説明する。
　［第２の実施の形態］
　図５は、本開示の第２の実施の形態の車両用空調装置１ａを示す構成図である。なお、第１の実施の形態と同様の構成には同一符号を付して重複した説明を省略する。
　この車両用空調装置１ａは、第１の実施の形態と基本的な構成は共通する。しかし、この車両用空調装置１ａでは、冷媒回路２のうち第２熱交換器１２の冷媒送出口とコンプレッサ１０の冷媒吸入口の間には第１熱交換器１１が配置されておらず、また、ホットガスサイクル方式が採用され得る。
　図５の例では、冷却液回路３は、エンジン４０、第２熱交換器１２、および、車載デバイス４１の間を冷却液が循環するように構成されている。この車両用空調装置１ａでも、上記車両用空調装置１と同様に、第２熱交換器１２によって冷却液を加熱するだけでなく冷却することが可能である。車載デバイス４１の調温状況（暖めたい／冷やしたい）に合わせて、暖房モード、冷房モード、冷房兼冷却モードの何れかに運転モードを切り替えることができる。
　すなわち、図５において、第１開閉弁５１を閉じ、第２開閉弁５２を開き、第３開閉弁５３を閉じれば、運転モードが暖房モードに切り替わる。暖房モードでは、コンプレッサ１０から吐出された冷媒は、第２熱交換器１２を通って、コンプレッサ１０に戻るように循環する。冷却液は、エンジン４０、第２熱交換器１２、および、車載デバイス４１を順に通るように循環する。第２熱交換器１２では、高温高圧の冷媒と冷却液との間で熱交換が行われ、加熱された冷却液は、車載デバイス４１へ送出されて、車載デバイス４１を加熱する。
　また、第１開閉弁５１を開き、第２開閉弁５２を閉じ、第３開閉弁５３を閉じれば、運転モードが冷房モードに切り替わる。冷房モードでは、コンプレッサ１０から吐出された冷媒は、室外コンデンサ２０、膨張弁５６、および、エバポレータ３２、コンプレッサ１０を順に通って、コンプレッサ１０に戻るように循環する。冷却液の流れは、暖房モードの場合と同様である。
　さらに、第１開閉弁５１を開き、第２開閉弁５２を閉じ、第３開閉弁５３も開けば、運転モードが冷房兼冷却モードに切り替わる。冷房兼冷却モードでは、コンプレッサ１０から吐出された冷媒は、冷房モードの場合と同様にエバポレータ３２を通る冷媒配管（第１通路）を流れるだけでなく、エバポレータ３２と並列に設けられた第２熱交換器１２を通る冷媒配管（第２通路）を流れる。冷却液の流れは、暖房モードおよび冷房モードの場合と同様である。
　そして、第２熱交換器１２では、絞り弁５４において膨張した冷媒と冷却液との間で熱交換が行われ、冷却された冷却液は車載デバイス４１へ送出され、車載デバイス４１を冷却する。
　なお、図５では、第２熱交換器１２から送出された冷却液をヒーターコア３１へ送出する配管が省略されているが、第１の実施の形態と同様に、車載デバイス４１またはヒーターコア３１の何れか一方に冷却液を送出できるように冷却液回路３を構成してもよい。
　［第３の実施の形態］
　図６は、本開示の第３の実施の形態の車両用空調装置を示す構成図である。なお、第１、第２の実施の形態と同様の構成には同一符号を付して重複した説明を省略する。
　この車両用空調装置１ｂは、第２の実施の形態の車両用空調装置１ａに絞り弁５９、および、第１熱交換器１１を追加した構成である。すなわち、冷媒回路２のうち第２熱交換器１２の冷媒送出口とコンプレッサ１０の冷媒吸入口の間に、絞り弁５９、および、第１の実施の形態と同様の第１熱交換器１１が配置され、ヒートポンプサイクルが構成される。
　冷却液回路３は、エンジン４０、第２熱交換器１２、車載デバイス４１、および、第１熱交換器１１の間を冷却液が循環するように構成されている。
　車両用空調装置１ｂでも、上記車両用空調装置１ａと同様に、第２熱交換器１２によって冷却液を加熱するだけでなく冷却することが可能である。車載デバイス４１の調温状況（暖めたい／冷やしたい）に合わせて、各開閉弁（第１開閉弁５１、第２開閉弁５２、第３開閉弁５３）の開閉制御により、暖房モード、冷房モード、冷房兼冷却モードの何れかに運転モードを切り替えることができる。
　特に、第１熱交換器１１を設けることにより、車載デバイス４１を通過した冷却液がさらに冷却されるヒートポンプサイクルが形成される。従って、第２の実施の形態における車両用空調装置１ａに比べて、エンジン４０の排熱をより吸収することが可能となり、外気温等に頼らずに安定した駆動が可能となる。
　なお、冷媒回路２において、第１熱交換器１１の上流側には、冷媒を膨張させる絞り弁５９が配置されている。絞り弁５９は、絞り弁５４と同様の構成であるが、絞り弁５４の代わりに前述の膨張弁５５を採用してもよく、具体的な弁の種類の選択は適宜変更し得る。
　また、図６では、第２熱交換器１２から送出された冷却液をヒーターコア３１へ送出する配管が省略されているが、第１の実施の形態と同様に、車載デバイス４１またはヒーターコア３１の何れか一方に冷却液を送出できるように冷却液回路３を構成してもよい。
　［第４の実施の形態］
　図７は、本開示の第４の実施の形態の車両用空調装置１ｃを示す構成図である。なお、第１～第３の実施の形態と同様の構成には同一符号を付して重複した説明を省略する。
　この車両用空調装置１ｃは、第１の実施の形態と基本的な構成は共通し、冷媒回路２については、第１の実施の形態と同様に構成されている。しかし、冷却液回路３については、冷却液配管のルートが一部異なっている。
　具体的には、冷却液回路３は、エンジン４０、第２熱交換器１２、ヒーターコア３１、車載デバイス４１、および、第１熱交換器１１の間を冷却液が循環するように構成されている。ここで、ヒーターコア３１と車載デバイス４１とは直列に配置されている。従って、ヒーターコア３１を温めるときは、車載デバイス４１も同時に温めることができ、車載デバイス４１を温めるときは、ヒーターコア３１も同時に温めることができる。
　［第５の実施の形態］
　図８は、本開示の第５の実施の形態の車両用空調装置１ｄを示す構成図である。なお、第１～第４の実施の形態と同様の構成には同一符号を付して重複した説明を省略する。
　この車両用空調装置１ｄは、第３の実施の形態と基本的な構成は共通し、冷媒回路２については、第１、第３の実施の形態と同様に構成されている。しかし、冷却液回路３については、冷却液配管のルートが一部異なっている。
　具体的には、冷却液回路３は、エンジン４０の冷媒液送出口からの冷却液配管が三方弁６１により分岐され、第２熱交換器１２、車載デバイス４１を順に通りエンジン４０の冷媒液導入口に戻る冷却液の流路と、膨張弁５５および第１熱交換器１１を通りエンジン４０の冷媒液導入口に戻る冷却液の流路のいずれかに冷却液の流路を切り替えることができるように構成されている。
　三方弁６１は、例えば、電気的な制御により、エンジン４０から送出された冷却液の流れを、一方の側と他方の側とに切り替え可能な弁である。このように冷却液を、第１熱交換器１１、第２熱交換器１２の一方に流すことにより、圧力損失を低減することが可能となる。
　以上、本開示の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本開示に含まれる。例えば、本開示の車両用空調装置は、ヒートポンプサイクルを構成するシステムに適用するだけでなく、第２の実施の形態の車両用空調装置１ａのように、ホットガスサイクルを構成するシステムにも適用してもよい。
　また、上記実施の形態では、車両の加熱部品がエンジン４０である場合を例にとって説明したが、電気自動車における走行用の電気モータ、走行用の電力を供給する二次電池等、他の加熱部品であってもよい。
　さらに、第１熱交換器１１、第２熱交換器１２、膨張弁５５、第１開閉弁５１、および、第２開閉弁５２等は、一体化されたユニットとして構成されてもよい。ここでユニットとは、１つの筐体に各構成要素が収容されて一体化されたものであってもよいし、各構成要素が接合されることで一体化されたものであってもよい。
　本開示は、エンジン車、電気自動車、或いは、ＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）車等、各種車両に搭載される車両用空調装置に利用できる。
　１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ　車両用空調装置
　２　冷媒回路
　２Ａ　暖房用の冷媒回路
　２Ｂ　冷房用の冷媒回路
　２Ｂ’　バイパス冷媒回路
　３　冷却液回路
　１０　コンプレッサ
　１１　第１熱交換器
　１２　第２熱交換器
　５１　第１開閉弁（切替部）
　５２　第２開閉弁（切替部）
　５３　第３開閉弁（開閉弁）
　５４，５９　絞り弁
　５５，５６　膨張弁
　５７　逆止弁
　５８，６１　三方弁
　２０　室外コンデンサ
　３０　ＨＶＡＣ
　３１　ヒーターコア
　３２　エバポレータ
　３３　ドア
　３４　ファン
　４０　エンジン（エンジン冷却部）
　４１　車載デバイス（エンジン調温部）

Claims (7)

  1. 　冷媒を圧縮するコンプレッサと、
    　前記冷媒と熱輸送用の冷却液との間で熱交換を行う熱交換器と、
    　高温高圧の前記冷媒の熱を放出させることにより、前記冷媒を凝縮させるコンデンサと、
    　低温低圧の前記冷媒と車室内へ送られる空気との間で熱交換を行うエバポレータと、
    　前記冷媒が流れる冷媒通路と、
    　前記冷媒通路を遮断可能な開閉弁と、を具備し、
    　暖房用冷媒回路は、前記冷媒が、前記コンプレッサから前記熱交換器を通って前記コンプレッサに戻るように構成され、
    　冷房用冷媒回路は、前記冷媒が、前記コンプレッサから前記コンデンサ及び前記エバポレータを通って前記コンプレッサに戻るように構成され、
    　前記冷房用冷媒回路のうち前記コンデンサから前記コンプレッサへ至る前記冷媒通路は、前記冷媒通路の途中で、前記エバポレータを通る第１通路と、前記エバポレータと並列に設けられた前記熱交換器を通る第２通路とに分かれており、前記開閉弁は、前記第２通路における前記熱交換器の上流側に設けられる、
    　車両用空調装置。
  2. 　前記熱交換器は、前記暖房用冷媒回路に前記冷媒が流れる状態では、高温高圧の前記冷媒と前記冷却液との間で熱交換させて、前記冷媒を凝縮させ、前記冷房用冷媒回路に前記冷媒が流れ、且つ、前記開閉弁が開いた状態では、前記コンデンサから送出された後に膨張させた前記冷媒と前記冷却液との間で熱交換させて、前記冷媒を気化させる、
    　請求項１に記載の車両用空調装置。
  3. 　前記暖房用冷媒回路に前記冷媒が流れる状態と、前記冷房用冷媒回路に前記冷媒が流れる状態とに切り替え可能な切替部をさらに具備し、
    　前記冷房用冷媒回路に前記冷媒が流れる状態では、前記開閉弁は、前記開閉弁が閉じて、前記熱交換器に前記冷媒が流れず、前記エバポレータに前記冷媒が流れる状態と、前記開閉弁が開いて、前記熱交換器、および、前記エバポレータに前記冷媒が流れる状態とを切り替える、
    　請求項１または２に記載の車両用空調装置。
  4. 　前記冷媒回路のうち前記コンプレッサから延びる前記冷媒通路は、前記冷房用冷媒回路にて前記コンデンサに至る第３通路と、前記暖房用冷媒回路にて前記熱交換器に至る第４通路とに分岐する分岐部を有し、
    　前記切替部は、
    　前記分岐部と前記コンデンサとの間の前記冷媒通路と、前記分岐部と前記熱交換器との間の前記冷媒通路のいずれかを遮断することにより、前記暖房用冷媒回路に前記冷媒が流れる状態と、前記冷房用冷媒回路に前記冷媒が流れる状態とを切り替える、
    　請求項３に記載の車両用空調装置。
  5. 　前記開閉弁は、直動式弁により構成され、
    　前記切替部は、パイロット式弁により構成される、
    　請求項４に記載の車両用空調装置。
  6. 　前記熱交換器は、車両の発熱部品から前記冷却液を導入するとともに、車両の調温対象部品、および、車室内に送られる空気を加熱するヒーターコアの少なくとも１つに前記冷却液を送出する、
    　請求項１～５の何れか一項に記載の車両用空調装置。
  7. 　前記熱交換器は、第１熱交換器と第２熱交換器とを含み、前記第１熱交換器は、前記暖房用冷媒回路にて前記第２熱交換器の下流側に直列に設けられ、
    　前記第１熱交換器は、前記暖房用冷媒回路に前記冷媒が流れる状態では、前記冷却液を導入し、低温低圧の前記冷媒と前記冷却液との間で熱交換させて前記冷媒を気化させる、
    　請求項１～６の何れか一項に記載の車両用空調装置。
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