JP2004182166A

JP2004182166A - Vehicular air conditioner

Info

Publication number: JP2004182166A
Application number: JP2002354036A
Authority: JP
Inventors: Tomoyasu Adachi; 知康足立
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-12-05
Filing date: 2002-12-05
Publication date: 2004-07-02
Anticipated expiration: 2022-12-05
Also published as: JP4067951B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicular air conditioner for reducing pressure loss in introducing air flowing in an air-conditioning unit, and minimizing a heat resistant temperature of the air-conditioning unit by securing a heating capacity and quick heating performance. SOLUTION: This vehicular air conditioner comprises a first heating medium/refrigerant heat exchanger 41 arranged outside the air-conditioning unit in the upstream of a coolant heat exchanger in the flowing direction of a coolant and exchanging heat between a high-temperature/high-pressure gas refrigerant delivered from a compressor 11 and the coolant and a second heating medium/refrigerant heat exchanger 43 arranged outside the air-conditioning unit in the downstream of the coolant heat exchanger in the flowing direction of the coolant and exchanging heat between the refrigerant passing through the first heating medium/refrigerant heat exchanger 41 and the coolant passing though the coolant heat exchanger. COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートポンプ式の車両用空調装置に係り、特に、空調ユニット内における空調空気の圧力損失を低減するのに用いて好適な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用空調装置においては、一般に冷房運転にコンプレッサから吐出された冷媒を、放熱器として機能する車外熱交換器、絞り機構及び蒸発器として機能する車内熱交換器の順に循環させて、再度コンプレッサに戻すことにより、車内熱交換器により導入した外気または内気の導入空気を冷却して冷風の空調空気とすることは周知である。
このような従来の車両用空調装置においては、空調ユニット内において車内熱交換器の下流側にエアミックスダンパを介して設置されたヒータコア（加熱用熱交換器）により導入空気を加熱して暖房を行っている。なお、ヒータコアには車両走行用エンジンの冷却水を導入し、これを熱源として使用している。
【０００３】
しかし、上述した従来の車両用空調装置は、エンジン冷却水を熱源として暖房運転を行うため、冬季の朝のように外気温度が低い場合など、エンジン冷却水の温度上昇に時間がかかるため暖房の立ち上がりが悪いという問題がある。また、エンジンのアイドリング時や低負荷時には、充分なエンジン冷却水温度が得られず、即暖性及び暖房能力共に不足する傾向にある。
【０００４】
このような問題を解決するため、暖房時の暖房能力不足をコンプレッサにより高温高圧にした冷媒を用いて補うようにしたヒートポンプ式の車両用空調装置が提案されている。すなわち、空調ユニット内に二つの車内熱交換器及びヒータコア（合計３台の熱交換器）を設置し、二つの流量調整弁（絞り機構）の開度調整により種々の形態の運転を可能にするとともに、高温高圧の冷媒が流通する一方の車内熱交換器により空気加熱を補助するように構成されている。（たとえば、特許文献１参照）
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−４４７５８号公報（段落番号００２１〜００４２及び図１〜２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の車両用空調装置においては、空調ユニット内に３台の熱交換器が設置されているため、これを通過して流れる導入空気にとっては大きな抵抗となり、圧力損失の増大が問題となる。このような圧力損失の増大は、送風能力を増すことによってブロワファンが大型化したり、あるいは騒音の増大を招くことが懸念される。
また，空調ユニット内に３台の熱交換器を設置することにより、空調ユニットの大型化が懸念される。
【０００７】
また、コンプレッサから吐出された高温高圧のガス冷媒を空調ユニット内の車内熱交換器に直接導入しているため、冷媒温度がエンジン冷却水の温度よりも高くなり、従って、空調ユニットを構成する各種部品の耐熱温度を上げることが必要となる。このような耐熱温度の問題は、コンプレッサ吐出温度の高い冷媒、たとえば近年自然冷媒として注目されている二酸化炭素（ＣＯ_２）において顕著である。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、暖房能力や即暖性を確保し、空調ユニット内を流れる導入空気の圧力損失を低減すると共に、空調ユニットの耐熱温度を低く抑えることができる車両用空調装置の提供を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
請求項１に記載の車両用空調装置は、ガス冷媒を圧縮するコンプレッサと、空調ユニット内に配置されて導入空気と冷媒との間で熱交換を行う車内熱交換器と、外気と冷媒との間で熱交換を行う車外熱交換器と、冷媒を減圧する絞り機構と、運転モードに応じて冷媒流れ方向を選択切換する冷媒流れ方向切換手段とを具備してなる冷媒回路と、車両の駆動装置冷却媒体により導入空気を加熱する加熱用熱交換器を具備してなる駆動装置冷却系とを備え、空調ユニット内の空調空気流れ方向上流側から順に前記車内熱交換器及び前記加熱用熱交換器が設置され、前記コンプレッサにより圧縮されたガス冷媒が前記冷媒回路を循環する冷媒流れ方向を切り換えて車室内の空調を行うように構成されたヒートポンプ式の車両用空調装置であって、
前記駆動装置冷却媒体の流れ方向において前記加熱用熱交換器の上流側でかつ前記空調ユニットの外側に設置され、前記コンプレッサから吐出された高温高圧のガス冷媒と前記駆動装置冷却媒体との間で熱交換を行う第１の冷却媒体−冷媒熱交換器と、前記駆動装置冷却媒体の流れ方向において前記加熱用熱交換器の下流側でかつ前記空調ユニットの外側に設置され、前記第１の冷却媒体−冷媒熱交換器を通過した冷媒と前記加熱用熱交換器を通過した前記駆動装置冷却媒体との間で熱交換を行う第２の冷却媒体−冷媒熱交換器とを具備して構成したことを特徴とするものである。
【００１０】
このような車両用空調装置によれば、駆動装置冷却媒体の流れ方向において加熱用熱交換器の上流側でかつ前記空調ユニットの外側に設置され、コンプレッサから吐出された高温高圧のガス冷媒と前記駆動装置冷却媒体との間で熱交換を行う第１の冷却媒体−冷媒熱交換器と、駆動装置冷却媒体の流れ方向において加熱用熱交換器の下流側でかつ空調ユニットの外側に設置され、第１の冷却媒体−冷媒熱交換器を通過した冷媒と前記加熱用熱交換器を通過した駆動装置冷却媒体との間で熱交換を行う第２の冷却媒体−冷媒熱交換器とを具備して構成したので、空調ユニット内に設置する熱交換器の数を２台とし、導入空気の圧力損失を低減することができる。この場合、第１の冷却媒体−冷媒熱交換器は、冷房及び暖房の両運転モードにおいて駆動装置冷却媒体を加熱して昇温させる放熱器として機能し、第２の冷却媒体−冷媒熱交換機は、暖房運転モードにおける蒸発器として機能する。なお、冷房運転モードにおいては、車外熱交換器が主たる放熱器として機能し、車内熱交換器が蒸発器として機能する。
【００１１】
請求項２に記載の車両用空調装置は、請求項１記載のものにおいて、前記第１の冷却媒体−冷媒熱交換器が、前記コンプレッサと第１の冷媒流れ方向切換手段との間を連結する冷媒配管に設けられ、前記第２の冷却媒体−冷媒熱交換器が、前記第１の冷却媒体−冷媒熱交換器の下流で第１の冷媒流れ方向切換手段を介して分岐し、前記車内熱交換器と前記コンプレッサとの間を連結する冷媒配管に接続された冷媒分岐配管に設けられ、該冷媒分岐配管の前記第１の冷媒流れ方向切換手段と前記第２の冷却媒体−冷媒熱交換器との間に他の絞り機構を配設したことを特徴とするものである。
【００１２】
このような車両用空調装置によれば、暖房運転モードにおいては、第１の冷却媒体−冷媒熱交換器が放熱器として機能し、第２の冷却媒体−冷媒熱交換器が蒸発器として機能して冷凍サイクルが構成される。そして、放熱器として機能する第１の冷却媒体−冷媒熱交換器において、高温高圧のガス冷媒から吸熱して昇温した駆動装置冷却媒体を加熱用熱交換器に供給することができるので、導入空気をより高温で加熱することが可能になる。
【００１３】
請求項３に記載の車両用空調装置は、請求項２記載のものにおいて、前記第１の冷却媒体−冷媒熱交換器を、前記第１の冷媒流れ方向切換手段と前記絞り機構との間を連結する冷媒分岐配管に設けたことを特徴とするものであり、これにより、冷房運転時においては、第１の冷却媒体−冷媒熱交換器を高温高圧のガス冷媒が通過しなくてすむので、加熱用熱交換器の放熱を最小限に抑えることができる。
また、高温高圧のガス冷媒による車両駆動用冷却媒体の更なる温度上昇を防止することにより車両駆動装置の運転を確保することができる。
【００１４】
請求項４に記載の車両用空調装置は、請求項２記載のものにおいて、前記第２の冷却媒体−冷媒熱交換器を、前記車外熱交換器と前記車内熱交換器とを連結する冷媒配管から分岐され、前記車内熱交換器と前記コンプレッサとの間を連結する冷媒配管に第２の冷媒流れ方向切換手段を介して接続された第２の冷媒バイパス流路に設けたことを特徴とするものであり、これにより、一つの絞り機構で冷暖房の冷凍サイクルを構成し、放熱器として機能する車内熱交換器及び加熱用熱交換器の両方で導入空気を二段階に加熱する暖房運転が可能となる。
【００１５】
請求項５に記載の車両用空調装置は、請求項２または４記載のものにおいて、前記コンプレッサと前記第１の冷却媒体−冷媒熱交換器との間を連結する冷媒配管から分岐され、前記第１の冷媒流れ方向切換手段と前記車外熱交換器との間を連結する冷媒配管に接続された第１の冷媒バイパス流路を設け、該第１の冷媒バイパス流路に開閉弁を設けたことを特徴とするものであり、これにより、熱媒体温度の異常時に対応した冷房運転が可能となる。例えば夏場の登坂走行により車両駆動用冷却媒体の放熱性能が不足している場合に、高温高圧のガス冷媒による車両駆動用冷却媒体の更なる温度上昇を防止することができる。
【００１６】
請求項６に記載の車両用空調装置は、請求項４記載のものにおいて、前記第１の冷却媒体−冷媒熱交換器を、前記第１の冷媒流れ方向切換手段と前記車内熱交換器または前記第２の冷媒流れ方向切換手段との間を連結する分岐点までの冷媒配管に設けたことを特徴とするものであり、これにより、冷房運転時に第１の冷却媒体−冷媒熱交換器を高温高圧のガス冷媒が通過しないので、加熱用熱交換器からの放熱を最小限に抑えることができる。また、高温高圧のガス冷媒による車両駆動用冷却媒体の更なる温度上昇を防止することにより車両駆動装置の運転を確保することができる。
【００１７】
請求項７に記載の車両用空調装置は、請求項１記載のものにおいて、前記第１の冷却媒体−冷媒熱交換器が、前記コンプレッサと第３の冷媒流れ方向切換手段との間を連結する冷媒配管に設けられ、前記第２の冷却媒体−冷媒熱交換器が、前記車外熱交換器と前記車内熱交換器との間を連結する冷媒配管から第４の冷媒流路切換手段を介して分岐し、前記車内熱交換器と前記コンプレッサとの間を連結する冷媒配管に接続される第３の冷媒バイパス流路に設けられ、前記第３の冷媒流れ方向切換手段から分岐した第４の冷媒バイパス流路が前記車外熱交換器及び逆止弁をバイパスして冷媒回路に合流する冷媒配管とされ、この合流点と前記第４の冷媒流路切換手段との間に前記絞り機構を配置したことを特徴とするものである。
【００１８】
このような車両用空調装置によれば、一つの絞り機構で冷暖房の冷凍サイクルを構成することができる。この場合、冷房運転モードにおいては、第１熱媒体−冷媒熱交換器及び車外熱交換器が放熱器として機能し、車内熱交換器が蒸発器として機能することにより冷凍サイクルを形成している。また、暖房運転モードにおいては、第１熱媒体−冷媒熱交換器が放熱器として機能し、第２熱媒体−冷媒熱交換器が蒸発器として機能することにより冷凍サイクルを形成している。
【００１９】
請求項８に記載の車両用空調装置は、請求項７記載のものにおいて、前記コンプレッサと前記第１の冷却媒体−冷媒熱交換器との間を連結する冷媒配管から分岐され、前記第３の冷媒流れ方向切換手段と前記車外熱交換器との間を連結する冷媒配管に接続された第５の冷媒バイパス流路を設け、該第５の冷媒バイパス流路に開閉弁を設けたことを特徴とするものであり、これにより、熱媒体温度の異常時に対応した冷房運転が可能となる。
【００２０】
請求項９に記載の車両用空調装置は、請求項７記載のものにおいて、前記第１の冷却媒体−冷媒熱交換器が、前記コンプレッサと前記車外熱交換器との間を連結する冷媒配管に設けられた第５の冷媒流れ方向切換手段から分岐され、前記車外熱交換器及び逆止弁をバイパスして冷媒回路に合流する第６のバイパス流路に設けられたことを特徴とするものであり、これにより、冷房運転時に第１の冷却媒体−冷媒熱交換器を高温高圧のガス冷媒が通過しないので、加熱用熱交換器からの放熱を最小限に抑えることができる。また、高温高圧のガス冷媒による車両駆動用冷却媒体の更なる温度上昇を防止することにより車両駆動装置の運転を確保することができる。
【００２１】
請求項１０に記載の車両用空調装置は、請求項２から９のいずれかに記載のものにおいて、前記冷媒回路が、冷房運転モードにおいて前記車外熱交換器により冷却された冷媒と前記車内熱交換器により気化した冷媒との間で熱交換する内部熱交換器を備えていることを特徴とするものであり、これにより、コンプレッサに吸引されるガス冷媒を内部熱交換器で加熱することができ、冷媒温度の上昇により冷媒密度を増すことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る車両用空調装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態の車両用空調装置を構成する冷媒回路（冷凍サイクル）において冷媒の流れを示すフローチャート、図２及び図３は車両用空調装置の冷媒回路を示す構成図で、図２は冷房運転モードにおける冷媒の流れ、図３は暖房運転モードにおける冷媒の流れである。
【００２３】
最初に、図２に基づいて車両用空調装置の冷媒回路構成を説明する。
図示の冷媒回路１０は、ガス冷媒を圧縮するコンプレッサ１１と、空調ユニット３０内に設置された車内熱交換器１２と、外気導入が容易な車体前端部近傍等に設置された車外熱交換器１３と、絞り機構として設けた第１電子膨張弁１４Ａと、冷媒流れ方向切換手段として設けた三方弁（第１の冷媒流れ方向切換手段）１５とを具備し、これらの各機器間が冷媒管路１６により連結されて閉回路を構成している。なお、上述した第１電子膨張弁１４Ａは、車内熱交換器１２と車外熱交換器１３との間を連結する冷媒配管１６に設けられている。
【００２４】
また、コンプレッサ１１と三方弁１５との間を連結する冷媒配管１６には、後述する駆動装置冷却系４０を循環する駆動装置冷却媒体と熱交換する第１熱媒体−冷媒熱交換器（第１の冷却媒体−冷媒熱交換器）４１が設置されている。
さらに、三方弁１５の一つの接続口から分岐するようにして設けられた冷媒分岐配管１６Ａは、車内熱交換器１２とコンプレッサ１１との間を連結する冷媒配管１６の途中に、より具体的には、車内熱交換器１２とコンプレッサ１１の吸入側に設けられているアキュムレータ１８との間を連結する冷媒配管１６に接続されている。この冷媒分岐配管１６Ａには、三方弁１５側から順に、第２電子膨張弁（他の絞り機構）１４Ｂと第２熱媒体−冷媒熱交換器（第２の冷却媒体−冷媒熱交換器）４３とが設けられている。
【００２５】
なお、上述した冷媒回路１０において、図中の符号１７はコンプレッサ１１から冷媒と共に流出する潤滑油を分離させて除去するオイルセパレータ、１８は液冷媒がコンプレッサ１１に吸引されないよう冷媒の気液分離を行うアキュムレータ、１９は冷媒の温度及び圧力をそれぞれ検出するＰＴセンサ、２０は冷媒の温度を検出する温度センサ、２１は冷媒の圧力を検出する圧力センサである。
【００２６】
駆動装置冷却系４０は、車両の駆動源を冷却するための駆動装置冷却媒体として、水等の熱媒体（以下、「クーラント」と呼ぶ）を循環させる流路であり、クーラントの流れ方向上流側から第１熱媒体−冷媒熱交換器４１、クーラント熱交換器（加熱用熱交換器）４２及び第２熱媒体−冷媒熱交換器４３の順に配置された熱交換器がクーラント配管４４で連結されている。ここで使用するクーラントは、たとえば内燃機関エンジンの冷却、車両走行用電動機の冷却、燃料電池装置の冷却などを行って吸熱し、温度上昇したものである。
【００２７】
コンプレッサ１１は、たとえば図示しない電動モータ等を駆動源として運転される。このコンプレッサ１１では、アキュムレータ１８からガス冷媒を吸引して圧縮し、冷媒回路１０に送出する。
車内熱交換器１２は、空調ユニット３０において空調する導入空気、すなわち熱交換器を通過する車室外の空気（外気）または車室内の空気（内気）と熱交換器内部を流れる冷媒との間で熱交換するように構成したものである。この場合、空調ユニット３０内には、空調する導入空気の流れ方向において上流側から順に、車内熱交換器１２及びクーラント熱交換器４２が適当な間隔を設けて直列に配置されている。なお、図２では導入空気の流れ方向における上流側にブロワファン３１を設ける構成としたが、車内熱交換器１２、クーラント熱交換器４２の順に導入空気が熱交換可能な流れを形成する機能をなす配置であれば、これに限られるものではない。
【００２８】
上流側の車内熱交換器１２は、冷媒回路１０を循環する冷媒の流れ方向に応じて、蒸発器（冷房運転時）または必要に応じて放熱器（暖房運転時）として機能する。なお、図示の冷媒回路１０では、車内熱交換器１２を放熱器として使用する暖房運転は行わない。
また、下流側のクーラント熱交換器４２は、クーラントの流れ方向は空調運転モードに係わらず一定であり、クーラントの保有する熱で導入空気を加熱する暖房用の加熱源として機能する。
【００２９】
車外熱交換器１３は、車両の走行風や図示しないファンにより熱交換器を通過する外気と、熱交換器の内部を流れる冷媒との間で熱交換するように構成したものである。この車外熱交換器１３は、冷媒回路１０を循環する冷媒の流れをよって、冷房運転モード時の放熱器として機能する。すなわち、この車外熱交換器１３は、空調運転モードに応じて、車内熱交換器１２が蒸発器として機能する冷房運転時には放熱器として使用され、暖房運転時には冷媒の通過がなく休止状態とされる。
【００３０】
第１電子膨張弁１４Ａ及び第２電子膨張弁１４Ｂは、いずれも開度調整により冷媒を減圧する機能を有する絞り機構である。
また、第２電子膨張弁１４Ｂについては、ダイヤフラム等を用いて弁前圧力を所定値に保つ機械式膨張弁としてもよい。
なお、この電子膨張弁は、必要に応じて全閉とすることもできるため、冷媒管路１６における冷媒の流れを阻止することも可能である。
【００３１】
三方弁１５は、冷媒管路１６の適所に設置されている冷媒流れ方向切換手段である。この三方弁１５は、弁操作により空調運転の運転モードに応じた冷媒の流れ方向を選択切換する機能を有している。図示の冷媒回路では、三方弁１５の操作を行うことにより、コンプレッサ１１で圧縮された高温高圧のガス冷媒が車外熱交換器１３へ流れる冷房運転モード（図２参照）と、第２熱媒体−冷媒熱交換器４３へ流れる暖房運転モード（図３参照）との選択切換が行われる。
なお、三方弁１５については、三つの接続口のうち、図中に黒塗りして示したものが閉じており、また、三方弁に代えて開閉弁を組合せて使用することも可能である。
【００３２】
空調ユニット３０は、いわゆるＨＶＡＣ（Ｈｅａｔｉｎｇ，Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ，ａｎｄＡｉｒ−Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）ユニットと呼ばれるものである。この空調ユニット３０は、内気及び外気の導入口や各種吹出口を備えたケーシング内に、ブロワファン３１、車内熱交換器１２、クーラント熱交換器４２、エアミックスダンパ３２及び図示しない各種ダンパ類（内外気切換ダンパ及び各吹出ダンパ）が設けられている。
このように構成された空調ユニット３０では、空調しようとする導入空気（内気または外気）がブロワファン３１及び車内熱交換器１２を通過して流れ、さらに、エアミックスダンパ３２の開度に応じてクーラント熱交換器４２を通過して流れる。この過程において、導入空気は車内熱交換器１２に供給される冷媒及びクーラント熱交換器４２に供給されるクーラントと熱交換して空調空気となり、設定された吹出モードの吹出口より車室内に吹き出すこととなる。
【００３３】
以下、上述した構成の冷媒回路１０を備えた車両用空調装置について、各空調運転モードの作用を冷媒の流れと共に説明する。
この車両用空調装置には、少なくとも冷房運転モード及び暖房運転モードが設けられている。
【００３４】
冷房運転モードにおいて、コンプレッサ１１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、図１のフローチャート及び図２の冷媒回路構成図に示すように、最初に第１熱媒体−冷媒熱交換器４１へ導かれる。この時、空調ユニット３０内を流れる導入空気がクーラント熱交換器４２を通過して加熱を受けないようにするため、エアミックスダンパ３２は最大の冷房能力を発揮する全閉位置とする。なお、エアミックスダンパ３２の開度調整を行うことにより、導入空気の一部又は全部がクーラント熱交換器４２を通過して加熱されるため、空調空気の温度調整及び除湿暖房が可能となる。
【００３５】
第１熱媒体−冷媒熱交換器４１を通過した高温高圧のガス冷媒は、通常冷媒側より温度の低いクーラント側へ放熱して温度が低下した後、三方弁１５の設定により車外熱交換器１３へ導かれる。この時、冷媒が温度勾配の高いＣＯ_２であれば、一般的なクーラントの温度（８０℃程度）より高温の１２０℃程度となるため、このガス冷媒を直接空調ユニット３０内の熱交換器へ供給することは耐熱温度をかなり高く設定する必要がある。
しかし、このガス冷媒でクーラントを加熱すれば、クーラントが昇温されるものの直接供給する場合ほど温度が高くなることはないので、空調ユニット３０の耐熱温度を大幅に変更する必要はない。なお、図中の三方弁１５においては、黒塗りして示した接続口が閉じられている。
車外熱交換器１３に流れ込んだ高温高圧のガス冷媒は、外気との熱交換によりさらに放熱し、高圧冷媒となる。すなわち、この場合の車外熱交換器１３は、放熱器として機能している。
【００３６】
車外熱交換器１３で放熱した冷媒は、第１電子膨張弁１４Ａを通過することにより減圧されて低圧の液冷媒となる。この液冷媒は車内熱交換器１２に流れ込んで導入空気と熱交換し、導入空気から吸熱して冷却する。この結果、液冷媒は気化して低温低圧のガス冷媒となり、また、冷却された導入空気は温度が低下して冷風となる。すなわち、この場合の車内熱交換器１２は、蒸発器として機能している。
【００３７】
車内熱交換器１２で気化した低温低圧のガス冷媒は、冷媒配管１６を通ってアキュムレータ１８に導かれ、ここで気液の分離がなされる。そして、液分が分離除去された低温低圧のガス冷媒がコンプレッサ１１に吸引され、以下同様の経路をたどって循環する。
このようにして、冷房運転モードの冷媒は、三方弁１５の設定により、コンプレッサ１１、直列に配列された二つの放熱器として機能する第１熱媒体−冷媒熱交換器４１及び車外熱交換器１３、第１電子膨張弁１４Ａ、蒸発器として機能する車内熱交換器１２、アキュムレータ１８の順に流れ、再度コンプレッサ１１に吸引されるという順序で冷媒配管１６を循環する。
【００３８】
暖房運転モードにおいて、コンプレッサ１１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、図１のフローチャート及び図３の冷媒回路構成図に示すように、最初は冷房運転モードと同様に、放熱器として機能する第１熱媒体−冷媒熱交換器４１へ導かれる。この時、空調ユニット３０内を流れる導入空気がクーラント熱交換器４２を通過して加熱を受けるようにするため、エアミックスダンパ３２は全開位置とする。
この運転モードでは三方弁１５の設定が変わり、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１を通過した高温高圧のガス冷媒がクーラントに放熱した後、冷媒分岐配管１６Ａに導かれる。この冷媒は、第２電子膨張弁１４Ｂを通過して減圧された後、第２熱媒体−冷媒熱交換器４３においてクーラントから吸熱して気化する。
こうして気化したガス冷媒は、アキュムレータ１８に導かれて気液の分離がなされた後、ガス冷媒のみが再度コンプレッサ１１に吸引される。
【００３９】
すなわち、三方弁１５の操作により冷媒が冷媒分岐配管１６Ａを流れる暖房運転モード時の冷媒回路１０においては、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１が放熱器として機能し、第２熱媒体−冷媒熱交換器４３が蒸発器として機能することで、冷凍サイクルが構成されている。
【００４０】
この結果、クーラントは第１熱媒体−冷媒熱交換器４１で冷媒から吸熱することにより昇温するので、クーラント熱交換器４２にはより高温のクーラントが供給される。ちなみに、クーラントがエンジン冷却水の場合は通常８０℃程度の温水が供給されるのに対し、コンプレッサ１１から供給された高温高圧のガス冷媒は、冷媒の種類にもよるが、たとえ自然冷媒として近年注目されている二酸化炭素（ＣＯ_２）の場合には１２０℃程度の高温となる。このため、空調ユニット３０内を流れる導入空気は、より高温となったクーラントが流れるクーラント熱交換器４２を通過して加熱されるので、より高温の温風となって所望の吹出口より車室内へ吹き出される。
【００４１】
すなわち、空調装置における暖房能力の最大値を増すことができ、しかも、コンプレッサ１１から高温高圧のガス冷媒を直接導入する場合と比較して、空調ユニット３０内の耐熱温度を低く設定することができる。また、空調ユニット３０内には熱交換器が二台しかないので、３台の熱交換器が直列に配置された従来構造と比較して、導入空気が通過する際の圧力損失は小さくてすみ、空調ユニットの小型化が可能である。。
【００４２】
このようにして、暖房運転モードの冷媒は、三方弁１５の設定により、コンプレッサ１１、第１熱媒体−冷媒熱交換器（放熱器）４１、第２電子膨張弁１４Ｂ、第２熱媒体−冷媒熱交換器（蒸発器）４３、アキュムレータ１８の順に流れ、再度コンプレッサ１１に吸引されるという順序で冷媒配管１６及び冷媒分岐配管１６Ａを循環する。
【００４３】
＜第２の実施形態＞
図４は、本実施形態の車両用空調装置を構成する冷媒回路（冷凍サイクル）において冷媒の流れを示すフローチャート、図５及び図６は車両用空調装置の冷媒回路を示す構成図で、図５は冷房運転モードにおける冷媒の流れ、図６は暖房運転モードにおける冷媒の流れである。
なお、図４ないし図６においては、上述した第１の実施形態と同様の構成部品には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４４】
さて、この実施形態の冷媒回路１０Ａでは、上述した第１の実施形態にはない内部熱交換器２２を備えている。この内部熱交換器２２は、コンプレッサ１１に吸入されるガス冷媒と、車外熱交換器１３と第１電子膨張弁１４Ａとの間を連結する冷媒配管１６を流れる冷媒との間で、熱交換を行うように構成したものである。
なお、冷媒回路１０Ａの他の構成については、上述した第１の実施形態（図２及び図３）と同様である。
【００４５】
このようにして内部熱交換器２２を設けると、冷房運転モード時において、図４及び図５に基づいて以下に説明するような機能を発揮する。
この冷房運転モードでは、コンプレッサ１１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、最初に第１熱媒体−冷媒熱交換器４１へ導かれる。この時、空調ユニット３０内を流れる導入空気がクーラント熱交換器４２を通過して加熱を受けないようにするため、エアミックスダンパ３２は最大の冷房能力を発揮する全閉位置とする。
なお、エアミックスダンパ３２の開度調整を行うことにより、導入空気の一部がクーラント熱交換器４２を通過して加熱されるため、空調空気の温度調整が可能となる。
【００４６】
第１熱媒体−冷媒熱交換器４１を通過して放熱した高温高圧のガス冷媒は、三方弁１５の設定により車外熱交換器１３へ導かれる。なお、図中の三方弁１５においては、黒塗りして示した接続口が閉じられている。
車外熱交換器１３に流れ込んだ高温高圧のガス冷媒は、外気との熱交換により再度放熱し高圧冷媒となる。すなわち、この場合の車外熱交換器１３は、放熱器として機能している。
【００４７】
車外熱交換器１３で放熱した冷媒は比較的温度が高く、内部熱交換器２２に導かれて後述する車内熱交換器１２で気化してアキュムレータ１８で気液分離されたガス冷媒と熱交換する。ここでの熱交換は、高圧冷媒が放熱してコンプレッサ１１に吸引される低温低圧のガス冷媒を昇温させる。
内部熱交換器２２を通過して温度低下した冷媒は、第１電子膨張弁１４Ａを通過することにより減圧されて低温低圧の液冷媒となる。この液冷媒は車内熱交換器１２に流れ込んで導入空気と熱交換し、導入空気から吸熱して冷却する。この結果、液冷媒は気化して低温低圧のガス冷媒となり、また、冷却された導入空気は温度が低下して冷風となる。すなわち、この場合の車内熱交換器１２は、蒸発器として機能している。
【００４８】
車内熱交換器１２で気化した低温低圧のガス冷媒は、冷媒配管１６を通ってアキュムレータ１８に導かれ、ここで気液の分離がなされる。そして、液分が分離除去された低温低圧のガス冷媒が内部熱交換器２２を通過する際に加熱を受け、一方で高圧冷媒が冷却され、車内熱交換器１２の入口冷媒エンタルピを低下させる。これにより、車内熱交換器１２におけるエンタルピ差を増大し、コンプレッサ吸入冷媒の温度上昇により冷媒密度が低下することによる冷媒循環量の低下に打ち勝ち、冷房能力が向上する。そして、コンプレッサ１１に吸引されて圧縮されたガス冷媒は、以下同様の経路をたどって冷媒回路１０Ａを循環する。
【００４９】
このようにして、冷房運転モードの冷媒は、三方弁１５の設定により、コンプレッサ１１、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１、車外熱交換器１３、内部熱交換器２２、第１電子膨張弁１４Ａ、車内熱交換器１２、アキュムレータ１８及び内部熱交換器２２の順に状態変化を繰り返しながら流れ、再度コンプレッサ１１に吸引されるという順序で冷媒配管１６を循環する。
従って、上述した第１の実施形態にはなかった内部熱交換器２２を追加して設けたことにより、冷房運転モード時における車内熱交換器１２におけるエンタルピ差を増大し、コンプレッサ吸入冷媒の温度上昇により冷媒密度が低下することによる冷媒循環量の低下に打ち勝ち、冷房能力が向上する。
【００５０】
さて、本実施形態の冷媒回路１０Ａにおいて、上述した冷房運転モード以外の空調運転、すなわち暖房運転モードでは実質的に上述した第１の実施形態と同様であり、従って、ここではその冷媒の流れを図６に示し、その詳細な説明は省略する。
なお、暖房運転モードにおける内部熱交換器２２は、コンプレッサ１１に吸引する前のガス冷媒のみが流れるため、放熱により車内熱交換器１２におけるエンタルピ差を増すという効果は実質的に期待することができない。
【００５１】
＜第３の実施形態＞
図７は、本実施形態の車両用空調装置を構成する冷媒回路（冷凍サイクル）において冷媒の流れを示すフローチャート、図８ないし図１０は車両用空調装置の冷媒回路を示す構成図で、図８は通常の冷房運転モードにおける冷媒の流れ、図９は熱媒体温度が異常時の冷房運転モードにおける冷媒の流れ、図１０は暖房運転モードにおける冷媒の流れである。
なお、図８ないし図１０においては、上述した各実施形態と同様の構成部品には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５２】
さて図９においては、この実施形態の冷媒回路１０Ｂは、上述した第１及び第２の実施形態にはない構成として、第１の冷媒バイパス流路２３及び電磁弁２４を備えている。第１の冷媒バイパス流路２３は、コンプレッサ１１と第１の熱媒体−冷媒熱交換器４１との間を連結する冷媒配管１６から、より具体的には、コンプレッサ１１の下流に設けられているオイルセパレータ１７と第１の熱媒体−冷媒熱交換器４１との間を連結する冷媒配管１６から分岐し、三方弁１５と車外熱交換器１３との間を連結する冷媒配管１６に接続されたもので、その途中には開閉弁として電磁弁２４が設けられている。
【００５３】
すなわち、この実施形態の冷媒回路１０Ｂでは、電磁弁２４を開閉操作することにより、コンプレッサ１１から第１熱媒体−冷媒熱交換器４１及び三方弁１５をバイパスして車外熱交換器１３へ冷媒を流す冷媒流路を選択的に形成することができるようになっている。
なお、冷媒回路１０Ｂの他の構成については、上述した第１の実施形態（図２及び図３）と同様である。
【００５４】
このようにして第１の冷媒バイパス流路２３及び電磁弁２４を設けると、冷房運転モード時において、図７ないし図９に基づいて以下に説明するような運転が可能となる。
さて、この冷媒回路１０Ｂでは、電磁弁２４を開閉操作することにより、２種類の冷房運転モードからいずれか一方を選択することができる。
【００５５】
冷房運転モードの一つは、図８に冷媒の流れを示した通常の冷房運転モードであり、電磁弁２４が閉じられている。このため、第１の冷媒バイパス流路２３及び電磁弁２４が設けられていない第１の実施形態（図２参照）と実質的に同様の回路構成および冷媒の流れとなり、従って、ここでは図面を示すにとどめ、その詳細な説明を省略する。
また、図１０に示した暖房運転モードについても、電磁弁２４が閉じられているので、第１の冷媒バイパス流路２３及び電磁弁２４が設けられていない第１の実施形態（図３参照）とは実質的に同様の回路構成及び冷媒の流れとなる。従って、ここでは上述した通常の冷房運転モードと同様に図面を示すにとどめ、その詳細な説明を省略する。
【００５６】
さて、本実施形態に示した冷媒回路１０Ｂの構成は、熱媒体温度異常時における冷房運転モードを選択して実施できることに特徴がある。
ここで、熱媒体温度の異常時とは、冷房運転時に駆動装置冷却系４０から第１熱媒体−冷媒熱交換器４１へ供給されたクーラント（熱媒体）の温度が、
（１）所定値以上の高温となった場合、
（２）コンプレッサ１１から吐出される高温高圧のガス冷媒温度より高温となった場合、
（３）コンプレッサ１１から吐出される高温高圧のガス冷媒温度より高温で、かつ、温度差が所定値以上の場合、
（４）コンプレッサ１１から吐出される高温高圧のガス冷媒温度より低温で、かつ、温度差が所定値以下となった場合、
である。
【００５７】
このような熱媒体温度の異常時には、図９に示すように電磁弁２４を開き、コンプレッサ１１から吐出された高温高圧のガス冷媒が第１の冷媒バイパス流路２３を通って車外熱交換器１３へ直接導かれるようにする。この時、三方弁１５を操作して第１熱媒体−冷媒熱交換器４１と車外熱交換器１３との間を連結する冷媒配管１６を遮断し、かつ、第２電子膨張弁１４Ｂを全閉にするとよい。
なお、三方弁１５及び第２電子膨張弁１４Ｂの設定を通常の冷房運転モードと同様にしてもよく、この場合、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１及び第２熱媒体−冷媒熱交換器４３における冷媒流路としての圧力損失が大きいため、冷媒は主として圧力損失が比較的小さい第１の冷媒バイパス流路２３へ流れることとなる。
【００５８】
このようにして、熱媒体温度の異常時における冷房運転モードを実施すると、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１をバイパスして冷媒が流れるため、高温高圧のガス冷媒からクーラントへの放熱がなくなる。従って、クーラントの温度が更に上昇することを防止することができるので、車両駆動装置の運転を確保することができる。
【００５９】
このようにして、熱媒体温度異常時の冷房運転モードにおける冷媒は、電磁弁２４及び三方弁１５の設定により、コンプレッサ１１、車外熱交換器１３、第１電子膨張弁１４Ａ、車内熱交換器１２、アキュムレータ１８の順に流れ、再度コンプレッサ１１に吸引されるという順序で冷媒配管１６を循環する。
【００６０】
＜第４の実施形態＞
図１１は、本実施形態の車両用空調装置を構成する冷媒回路（冷凍サイクル）において冷媒の流れを示すフローチャート、図１２ないし図１４は車両用空調装置の冷媒回路を示す構成図で、図１２は通常時の冷房運転モードにおける冷媒の流れ、図１３は熱媒体温度が異常時の冷房運転モードにおける冷媒の流れ、図１４は暖房運転モードにおける冷媒の流れである。
なお、図１１ないし図１４においては、上述した各実施形態と同様の構成部品には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６１】
さて、この実施形態の冷媒回路１０Ｃでは、上述した第３の実施形態にはない内部熱交換器２２を備えている。この内部熱交換器２２は、上述した第２の実施形態で説明したように、コンプレッサ１１に吸入されるガス冷媒と、車外熱交換器１３と第１電子膨張弁１４Ａとの間を連結する冷媒配管１６を流れる冷媒との間で、熱交換を行うように構成したものである。
なお、冷媒回路１０Ａの他の構成については、上述した第３の実施形態（図８ないし図１０）と同様である。
【００６２】
このようにして内部熱交換器２２を設けると、熱媒体温度が異常時の冷房運転モード時において、図１１及び図１３に基づいて以下に説明するような機能を発揮する。この冷房運転モードでは、電磁弁２４が開とされ、コンプレッサ１１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１をバイパスして車外熱交換器１３へ導かれる。
車外熱交換器１３に流れ込んだ高温高圧のガス冷媒は、外気との熱交換により再度放熱し、放熱して高圧冷媒となる。すなわち、この場合の車外熱交換器１３は、放熱器として機能している。
【００６３】
車外熱交換器１３で放熱した冷媒は比較的温度が高く高圧冷媒であり、この冷媒は内部熱交換器２２に導かれ、後述する車内熱交換器１２で気化してアキュムレータ１８を通過して気液分離されたガス冷媒と熱交換する。ここでの熱交換は、高圧冷媒が放熱してコンプレッサ１１に吸引される低温低圧のガス冷媒を昇温させる。
内部熱交換器２２を通過して温度低下した冷媒は、第１電子膨張弁１４Ａを通過することにより減圧されて低温低圧の液冷媒となる。この液冷媒は車内熱交換器１２に流れ込んで導入空気と熱交換し、導入空気から吸熱して冷却する。この結果、液冷媒は気化して低温低圧のガス冷媒となり、また、冷却された導入空気は温度が低下して冷風となる。すなわち、この場合の車内熱交換器１２は、蒸発器として機能している。
【００６４】
車内熱交換器１２で気化した低温低圧のガス冷媒は、冷媒配管１６を通ってアキュムレータ１８に導かれ、ここで気液の分離がなされる。そして、液分が分離除去された低温低圧のガス冷媒が内部熱交換器２２を通過する際に加熱を受け、一方で高圧冷媒が冷却され、車内熱交換器１２の入口冷媒エンタルピを低下させる。これにより、車内熱交換器１２におけるエンタルピ差を増大し、コンプレッサ吸入冷媒の温度上昇により冷媒密度が低下することによる冷媒循環量の低下に打ち勝ち、冷房能力が向上する。そして、コンプレッサ１１に吸引されて圧縮されたガス冷媒は、以下同様の経路をたどって冷媒回路１０Ａを循環する。
【００６５】
このようにして、熱媒体温度が異常時の冷房運転モードにおける冷媒は、電磁弁２４及び三方弁１５の設定により、コンプレッサ１１、車外熱交換器１３、内部熱交換器２２、第１電子膨張弁１４Ａ、車内熱交換器１２、アキュムレータ１８及び内部熱交換器２２の順に状態変化を繰り返しながら流れ、再度コンプレッサ１１に吸引されるという順序で冷媒配管１６を循環する。従って、上述した第３の実施形態にはなかった内部熱交換器２２を追加して設けたことにより、冷房運転モード時における車内熱交換器１２におけるエンタルピ差を増大し、コンプレッサ吸入冷媒の温度上昇により冷媒密度が低下することによる冷媒循環量の低下に打ち勝ち、冷房能力が向上する。
なお、通常の冷房運転モードから熱媒体温度異常時の冷房運転モードに切り換える条件については、上述した第３の実施形態と同様である。
【００６６】
また、本実施形態の冷媒回路１０Ｃにおいて、上述した熱媒体温度異常時の冷房運転モード以外の空調運転、すなわち通常時の冷房運転モード及び暖房運転モードでは実質的に上述した第３の実施形態と同様であり、従って、ここではその冷媒の流れを図１２及び図１４に示し、その詳細な説明は省略する。
【００６７】
＜第５の実施形態＞
図１５は、本実施形態の車両用空調装置を構成する冷媒回路（冷凍サイクル）において冷媒の流れを示すフローチャート、図１６は冷房運転モードにおける冷媒の流れ、図１７は暖房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
この実施形態の冷媒回路１０Ｄは、上述した第１の実施形態と第１熱媒体−冷媒熱交換器４１の設置位置が異なっている。すなわち、この実施形態では、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１が、三方弁１５と第２電子膨張弁１４Ｂとの間を連結する冷媒分岐配管１６Ａに設けられている。
なお、他の構成については、上述した第１の実施形態と同様である。
【００６８】
このような冷媒回路１０Ｄとすれば、図１６の冷房運転モード時には、三方弁１５の設定により、コンプレッサ１１で圧縮された高温高圧のガス冷媒が第１熱媒体−冷媒熱交換器４１を通過することなく車外熱交換器１３へ導かれる。
このため、クーラント熱交換器４２を経由して循環するクーラントに対し、クーラントより高温のガス冷媒から放熱して温度上昇させることがないので、空調ユニット３０内に設置されたクーラント熱交換器４２の温度上昇は抑制される。この結果、クーラント熱交換器４２からの放熱量が抑制されるので、車内熱交換器１２を通過して冷風となった空調空気の加熱による温度上昇を最小限に抑えて冷房効率を増すことができる。すなわち、車内熱交換器１２を通過して冷風となった空調空気は、エアミックスダンパ４２を全閉にしても放熱源となるクーラント熱交換器４２からの加熱を受けて温度上昇するので、この温度上昇を抑制することで冷房効率が向上する。
【００６９】
このようにして、冷房運転モードにおける冷媒は、三方弁１５の設定により、コンプレッサ１１、車外熱交換器１３、第１電子膨張弁１４Ａ、車内熱交換器１２、アキュムレータ１８の順に流れ、再度コンプレッサ１１に吸引されるという順序で冷媒配管１６を循環する。
【００７０】
また、暖房運転モード時については、三方弁１５の設定を変えることにより、コンプレッサ１１から吐出された高温高圧のガス冷媒が第１熱媒体−冷媒熱交換器４１を通過する。この場合、三方弁１５と第１熱媒体−冷媒熱交換器４１との通過順序は逆になるが、実質的には第１の実施形態と同様の順序で冷媒が循環することとなる。従って、ここでは図１７に冷媒回路構成及び冷媒の流れを示すにとどめ、その詳細な説明は省略する。
【００７１】
＜第６の実施形態＞
図１８は、本実施形態の車両用空調装置を構成する冷媒回路（冷凍サイクル）において冷媒の流れを示すフローチャート、図１９は冷房運転モードにおける冷媒の流れ、図２０は暖房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
この実施形態の冷媒回路１０Ｅは、上述した第５の実施形態に第２の実施形態で説明したのと同様の内部熱交換器２２を追加して設けたものである。なお、他の構成については、上述した第５の実施形態と同様である。
【００７２】
このような冷媒回路１０Ｅとすれば、図１９の冷房運転モード時には、内部熱交換器２２の作用により車内熱交換器１２におけるエンタルピ差を増大し、コンプレッサ吸入冷媒の温度上昇により冷媒密度が低下することによる冷媒循環量の低下に打ち勝ち、冷房能力を向上させることができる。
なお、暖房運転モード時においては、内部熱交換器２２の作用は期待できず、実質的な冷媒の流れは上述した第１の実施形態や第５の実施形態と同様になるので、ここでは図２０に回路構成及び冷媒の流れを示すにとどめ、その詳細な説明は省略する。
【００７３】
＜第７の実施形態＞
図２１は、本実施形態の車両用空調装置を構成する冷媒回路（冷凍サイクル）において冷媒の流れを示すフローチャート、図２２は冷房運転モードにおける冷媒の流れ、図２３は暖房運転モードにおける冷媒の流れ、図２４はホットキープ運転モードにおける冷媒の流れである。
【００７４】
さて、この実施形態の冷媒回路１０Ｆでは、上述した第１の実施形態と第２熱媒体−冷媒熱交換器４２の設置位置が異なっている。
この冷媒回路１０Ｆには、車外熱交換器１３と車内熱交換器１２との間を連結する冷媒配管１６から分岐し、車内熱交換器１２とコンプレッサ１１との間を連結する冷媒配管１６に三方弁（第２の冷媒流れ方向切換手段）１５Ａを介して接続された第２の冷媒バイパス流路２５を設けてある。そして、第２熱媒体−冷媒熱交換器４３は、上述した第２の冷媒バイパス流路２５に設置されている。
【００７５】
また、車外熱交換器１３と車内熱交換器１２との間を連結する冷媒配管１６には、上述した第２の冷媒バイパス流路２５の分岐点より車内熱交換器１３側に、逆止弁２６が設けられている。この逆止弁２６は、車外熱交換器１３から車内熱交換器１２へ向かう方向の流れを許容し、これとは逆向きの流れを阻止する機能を有するものである。
なお、他の冷媒回路の構成については、上述した第１の実施形態と同様であるから、ここではその詳細な説明は省略する。
【００７６】
このような構成の冷媒回路１０Ｆでは、冷房運転モード時において、図２１及び図２２に基づいて以下に説明するような機能を発揮する。この冷房運転モードでは、コンプレッサ１１で圧縮された高温高圧のガス冷媒が第１熱媒体−冷媒熱交換器４１を通過し、ガス冷媒からクーラントに放熱した後、三方弁１５の設定により車外熱交換器１３へ導かれる。
車外熱交換器１３に流れ込んだ高温高圧のガス冷媒は、外気との熱交換によりさらに放熱し高圧冷媒となる。すなわち、この場合の車外熱交換器１３は、放熱器として機能している。
【００７７】
車外熱交換器１３で放熱した冷媒は、逆止弁２６を通過した後、さらに第１電子膨張弁１４Ａを通過することにより減圧されて低圧の液冷媒となる。この液冷媒は車内熱交換器１２に流れ込んで導入空気と熱交換し、導入空気から吸熱して冷却する。この結果、液冷媒は気化して低温低圧のガス冷媒となり、また、冷却された導入空気は温度が低下して冷風となる。すなわち、この場合の車内熱交換器１２は、蒸発器として機能している。
【００７８】
車内熱交換器１２で気化した低温低圧のガス冷媒は、冷媒配管１６を通って三方弁１５Ａに導かれる。そして、この三方弁１５Ａの設定により、第２熱媒体−冷媒熱交換器４３が設けられた第２の冷媒バイパス流路２５を通過することなくアキュムレータ１８に導かれ、ここで気液の分離がなされる。そして、液分が分離除去された低温低圧のガス冷媒のみがコンプレッサ１１に吸引され、以下同様の経路をたどって循環する。
このようにして、冷房運転モードの冷媒は、二つの三方弁１５，１５Ａの設定により、コンプレッサ１１、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１、車外熱交換器１３、第１電子膨張弁１４Ａ、車内熱交換器１２、アキュムレータ１８の順に流れ、再度コンプレッサ１１に吸引されるという順序で冷媒配管１６を循環する。
【００７９】
暖房運転モードにおいて、コンプレッサ１１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、図２１のフローチャート及び図２３の冷媒回路構成図に示すように、最初は冷房運転モードと同様に第１熱媒体−冷媒熱交換器４１へ導かれる。この時、空調ユニット３０内を流れる導入空気がクーラント熱交換器４２を通過して加熱を受けるようにするため、エアミックスダンパ３２は全開位置とする。
この運転モードでは三方弁１５の設定が変わり、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１を通過した高温高圧のガス冷媒がクーラントに放熱した後、冷媒分岐配管１６Ａに導かれる。この冷媒は、冷媒分岐配管１６Ａ及び冷媒配管１６を通過して車内熱交換器１２に導かれ、ここで放熱して導入空気を加熱する。従って、この場合の車内熱交換器１２は、放熱器として機能している。
【００８０】
この結果、導入空気は最初の加熱を受けて昇温し、クーラント熱交換器４２へ向けて流れる。一方、冷媒は車内熱交換器１２で放熱して高圧冷媒となり、第１電子膨張弁１４Ａを通過する際に減圧されて低圧の液冷媒となる。
この液冷媒は、三方弁１５Ａの設定及び逆止弁２６の存在により、第２の冷媒バイパス流路２５へ導かれて第２熱媒体−冷媒熱交換器４３を通過する。こうして第２熱媒体−冷媒熱交換器４３を通過する際には、クーラント熱交換器４２で導入空気を加熱したクーラントと熱交換して吸熱するので、液冷媒が気化してガス冷媒となる。そして、このガス冷媒は、アキュムレータ１８に導かれて気液の分離がなされた後、ガス冷媒のみが再度コンプレッサ１１に吸引される。
【００８１】
すなわち、空調ユニット３０内においては、直列に配置された車内熱交換器１２及びクーラント熱交換器４２の二つの熱交換器により、導入空気を二段階に加熱するように構成されているので、導入空気の圧力損失を小さく抑え、しかも大きな暖房能力を得ることができる。
また、冷媒回路１０Ｆにおいては、上述した第１の実施形態とは異なり、一つの絞り機構により、具体的には一つの電子膨張弁１４Ａのみで冷房運転モード及び暖房運転モードに対応することが可能になる。
【００８２】
このようにして、暖房運転モードの冷媒は、二つの三方弁１５，１５Ａの設定により、コンプレッサ１１、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１、車内熱交換器１２、第１電子膨張弁１４Ａ、第２熱媒体−冷媒熱交換器４３、アキュムレータ１８の順に流れ、再度コンプレッサ１１に吸引されるという順序で冷媒配管１６及び冷媒分岐配管１６Ａを循環する。
【００８３】
また、この実施形態の冷媒回路１０Ｆでは、暖房運転開始の初期に実施するホットキープ運転モードが可能になる。この運転モードは、図２１のフローチャート及び図２４の冷媒回路構成図に示すように、コンプレッサ１１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、最初に第１熱媒体−冷媒熱交換器４１を通過した後、三方弁１５の設定により冷媒分岐配管１６Ａに導かれ、さらに、冷媒配管１６及び三方弁１５Ａを経由してアキュムレータ１８導かれる。この結果、ガス冷媒は車内熱交換器１２、電子膨張弁１４Ａ及び第２熱媒体−冷媒熱交換器４３をバイパスし、コンプレッサ１１に再度吸引されて冷媒回路を循環することとなる。
【００８４】
このようなホットキープ運転モードでは、コンプレッサ１１で圧縮されたガス冷媒が、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１で比較的小さな放熱をするのみで冷媒回路を循環する。このため、比較的小さな温度低下をしたガス冷媒がアキュムレータ１８を通過し、比較的小さな圧力低下したガス冷媒が再度コンプレッサ１１に吸入されるようになる
【００８５】
従って、実質的な冷媒循環量も増加して熱交換能力が短時間で向上する。換言すれば、実質的な冷媒循環量が増加した分だけ熱交換の仕事量も増加するので、適当な時間だけホットキープ運転モードを実施した後に上述した通常の暖房運転モードに切り換えれば、短時間のうちに充分な暖房能力が得られる暖房運転が可能になる。すなわち、暖房運転時における立ち上がり時間を短縮することができる。
【００８６】
＜第８の実施形態＞
図２５は、本実施形態の車両用空調装置を構成する冷媒回路（冷凍サイクル）において冷媒の流れを示すフローチャート、図２６は車両用空調装置の冷媒回路を示す構成図で、冷房運転モードにおける冷媒の流れを示している。なお、図２５及び図２６においては、上述した各実施形態と同様の構成部品には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００８７】
この実施形態の冷媒回路１０Ｇは、上述した第７の実施形態にはない内部熱交換器２２を備えている。この内部熱交換器２２は、上述した第２の実施形態と同様のものであり、コンプレッサ１１に吸入されるガス冷媒と、車外熱交換器１３と第１電子膨張弁１４Ａとの間を連結する冷媒配管１６を流れる冷媒との間で、熱交換を行うようにしたものである。なお、冷媒回路１０Ｇの他の構成については、上述した第７の実施形態（図２２）と同様である。
【００８８】
このようにして内部熱交換器２２を設けると、冷房運転モード時においては、基本的に上述した第７の実施形態と同様の経路をたどって冷媒が循環する。
そして、液分が分離除去された低温低圧のガス冷媒が内部熱交換器２２を通過する際に加熱を受け、一方で高圧冷媒が冷却され、車内熱交換器１２の入口冷媒エンタルピを低下させる。これにより、車内熱交換器１２におけるエンタルピ差を増大し、コンプレッサ吸入冷媒の温度上昇により冷媒密度が低下することによる冷媒循環量の低下に打ち勝ち、冷房能力が向上する。
【００８９】
このようにして、冷房運転モード時の冷媒は、二つの三方弁１５，１５Ａの設定により、コンプレッサ１１、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１、車外熱交換器１３、内部熱交換器２２、第１電子膨張弁１４Ａ、車内熱交換器１２、アキュムレータ１８及び内部熱交換器２２の順に状態変化を繰り返しながら流れ、再度コンプレッサ１１に吸引されるという順序で冷媒配管１６及び冷媒分岐配管１６Ａを循環する。従って、上述した第７の実施形態にはなかった内部熱交換器２２を追加して設けたことにより、冷房運転モード時における車内熱交換器１２におけるエンタルピ差を増大で冷房能力を向上させることができる。
【００９０】
なお、この実施形態における暖房運転モード時及びホットキープ運転モード時については、上述した冷房運転モード時とは異なり、内部熱交換器２２の存在により特別な作用効果を得られないので、ここではその説明を省略する。
【００９１】
＜第９の実施形態＞
図２７は、本実施形態の車両用空調装置を構成する冷媒回路（冷凍サイクル）において冷媒の流れを示すフローチャート、図２８は車両用空調装置の冷媒回路を示す構成図で、熱媒体温度が異常時の冷房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
なお、図２７及び図２８においては、上述した各実施形態と同様の構成部品には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００９２】
さて、この実施形態の冷媒回路１０Ｈは、上述した第８及び第９の実施形態にはない構成として、第２の実施形態で説明した第１の冷媒バイパス流路２３及び電磁弁２４を備えている。第１の冷媒バイパス流路２３は、コンプレッサ１１と第１の熱媒体−冷媒熱交換器４１との間を連結する冷媒配管１６から、より具体的には、コンプレッサ１１の下流に設けられているオイルセパレータ１７と第１の熱媒体−冷媒熱交換器４１との間を連結する冷媒配管１６から分岐し、三方弁１５と車外熱交換器１３との間を連結する冷媒配管１６に接続されたもので、その途中には開閉弁として電磁弁２４が設けられている。
【００９３】
すなわち、この実施形態の冷媒回路１０Ｈでは、電磁弁２４を開閉操作することにより、コンプレッサ１１から第１熱媒体−冷媒熱交換器４１及び三方弁１５をバイパスして車外熱交換器１３へ冷媒を流す冷媒流路を選択的に形成することができるようになっている。
なお、冷媒回路１０Ｈの他の構成については、上述した第８の実施形態（図２１及び図２２）と同様である。
【００９４】
このようにして第１の冷媒バイパス流路２３及び電磁弁２４を設けると、冷房運転モード時において、電磁弁２４を開閉操作することにより、２種類の冷房運転モードからいずれか一方を選択することができる。
冷房運転モードの一方は、電磁弁２４を閉じる通常の冷房運転モードである。
この冷房運転モードは、電磁弁２４が閉じられているため、実質的に第１の冷媒バイパス流路２３及び電磁弁２４のない冷媒回路（図２２に示して説明した第８の実施形態の冷房運転モード）と同じであるから、ここでは冷媒の流れの図示及びその詳細な説明は省略する。また、暖房運転モード及びホットキープ運転モードについても、電磁弁２４が閉じられているため、上述した第８の実施形態（図２３及び図２４）と実質的に同じであり、従って、ここでは冷媒の流れの図示及びその詳細な説明は省略する。
【００９５】
他方の冷房運転モードは、電磁弁２４を開いた場合であり、第３の実施形態で説明した熱媒体温度が異常時の冷房運転モードである。
このような熱媒体温度の異常時には、図２８に示すように、コンプレッサ１１から吐出された高温高圧のガス冷媒が第１の冷媒バイパス流路２３を通って車外熱交換器１３へ直接導かれるようにする。この結果、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１をバイパスして冷媒が流れるため、高温高圧のガス冷媒からクーラントへの放熱量が減少し、従って、クーラント熱交換器４２を循環して流れるクーラントの温度がコンプレッサ１１から吐出される高温高圧のガス冷媒温度と同等またはより高くなるのを防止することができるので、空調ユニット３０の耐熱温度は低く抑えられる。
【００９６】
このようにして、熱媒体温度異常時の冷房運転モードにおける冷媒は、電磁弁２４及び三方弁１５の設定により、コンプレッサ１１、車外熱交換器１３、第１電子膨張弁１４Ａ、車内熱交換器１２、アキュムレータ１８の順に流れ、再度コンプレッサ１１に吸引されるという順序で冷媒配管１６を循環する。
【００９７】
＜第１０の実施形態＞
図２９は、本実施形態の車両用空調装置を構成する冷媒回路（冷凍サイクル）において冷媒の流れを示すフローチャート、図３０は車両用空調装置の冷媒回路を示す構成図で、熱媒体温度が異常時の冷房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
なお、図２９及び図３０においては、上述した各実施形態と同様の構成部品には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００９８】
この実施形態の冷媒回路１０Ｉは、上述した第９の実施形態に第２の実施形態と同様の内部熱交換器２２を設けたものである。この構成では、内部熱交換器２２の作用により、車内熱交換器１２におけるエンタルピ差を増大し、コンプレッサ吸入冷媒の温度上昇により冷媒密度が低下することによる冷媒循環量の低下に打ち勝ち、冷房能力を向上させることができる。
なお、この実施形態における暖房運転モード時及びホットキープ運転モード時については、上述した熱媒体温度が異常時の冷房運転モード時とは異なり、内部熱交換器２２の存在により特別な作用効果を得られないので、ここではその説明を省略する。
【００９９】
＜第１１の実施形態＞
図３１は、本実施形態の車両用空調装置を構成する冷媒回路（冷凍サイクル）において冷媒の流れを示すフローチャート、図３２は車両用空調装置の冷媒回路を示す構成図で、暖房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
なお、図３１及び図３２においては、上述した各実施形態と同様の構成部品には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１００】
この実施形態の冷媒回路１０Ｊは、上述した第７ないし第１０の実施形態の構成と比較して、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１の位置が異なっている。
この場合の第１熱媒体−冷媒熱交換器４１は、暖房運転モード専用として使用されるものであり、三方弁１５と第２電子膨張弁１４Ｂとの間を連結している冷媒分岐配管１６Ａに設けられている。
【０１０１】
このような構成の冷媒回路１０Ｊとすれば、図３２の暖房運転モード時には、三方弁１５，１５Ａの設定により、コンプレッサ１１で圧縮された冷媒が第１熱媒体−冷媒熱交換器４１を通過してクーラントに放熱する。この冷媒は、冷媒分岐配管１６Ａ及び冷媒配管１６を通って車内熱交換器１２へ導かれ、空調ユニット３０内を流れる導入空気と熱交換して放熱（加熱）する。従って、この場合の車内熱交換器１２は、放熱器として機能している。
この結果、ガス冷媒は放熱して高圧冷媒となり、第１電子膨張弁１４Ａを通過することで減圧される。一方、冷媒により最初の加熱を受けた導入空気は、昇温して下流側のクーラント熱交換器４２へ流れる。クーラント熱交換器４２を通過する導入空気は、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１で昇温したクーラントにより二度目の加熱がなされ、高温の温風となって車室内へ吹き出す。
【０１０２】
第１電子膨張弁１４Ａで減圧された液冷媒は、第２熱媒体−冷媒熱交換器４３へ導かれてクーラントから吸熱するので、気化して低圧のガス冷媒となる。従って、この場合の第２熱媒体−冷媒熱交換器４３は、冷凍サイクルにおける蒸発器として機能している。なお、第２熱媒体−冷媒熱交換器４３において冷媒に放熱するクーラントは、クーラント熱交換器４２において導入空気を加熱したものが使用される。
このようにして気化した低温低圧のガス冷媒は、三方弁１５Ａを通過してアキュムレータ１８に導かれ、気液の分離がなされた後に再度コンプレッサ１１に吸引されて同様の経路を循環する。
【０１０３】
このようにして、暖房運転モードの冷媒は、二つの三方弁１５，１５Ａの設定により、コンプレッサ１１、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１、車内熱交換器１２、第１電子膨張弁１４Ａ、第２熱媒体−冷媒熱交換器４３、アキュムレータ１８の順に流れ、再度コンプレッサ１１に吸引されるという順序で冷媒配管１６及び冷媒分岐配管１６Ａを循環する。
【０１０４】
また、冷房運転モード及びホットキープ運転モード時の冷媒は、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１を通過しないこと以外、上述した第７の実施形態（図２２及び図２４参照）と同様の経路を流れることになるので、ここでは図示及びその詳細な説明は省略する。このように、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１を通過しない冷媒の流れが可能になると、車両駆動装置冷却媒体の温度異常上昇を未然に防止することができる。
【０１０５】
＜第１２の実施形態＞
図３３は、本実施形態の車両用空調装置を構成する冷媒回路（冷凍サイクル）において冷媒の流れを示すフローチャート、図３４は車両用空調装置の冷媒回路を示す構成図で、冷房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
なお、図３３及び図３４においては、上述した各実施形態と同様の構成部品には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１０６】
この実施形態の冷媒回路１０Ｋは、上述した第１１の実施形態に第２の実施形態と同様の内部熱交換器２２を設けたものである。この構成では、内部熱交換器２２の作用により、車内熱交換器１２におけるエンタルピ差を増大し、コンプレッサ吸入冷媒の温度上昇により冷媒密度が低下することによる冷媒循環量の低下に打ち勝ち、冷房能力を向上させることができる。
なお、この実施形態における暖房運転モード時及びホットキープ運転モード時については、上述した冷房運転モード時とは異なり、内部熱交換器２２の存在により特別な作用効果を得られないので、ここではその説明を省略する。
【０１０７】
＜第１３の実施形態＞
図３５は、本実施形態の車両用空調装置を構成する冷媒回路（冷凍サイクル）において冷媒の流れを示すフローチャート、図３６は冷房運転モードにおける冷媒の流れ、図３７は暖房運転モードにおける冷媒の流れである。
【０１０８】
さて、この実施形態の冷媒回路１０Ｌは、上述した各実施形態と比較して、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１及び第２熱媒体−冷媒熱交換器４３の設置位置が異なっている。
第１熱媒体−冷媒熱交換器４１は、コンプレッサ１１と三方弁（第３の冷媒流れ方向切換手段）１５Ｂとの間を連結する冷媒配管１６に設けられている。
第２熱媒体−冷媒熱交換器４３は、車外熱交換器１３と車内熱交換器１２との間を連結する冷媒配管１６に設けた三方弁（第４の冷媒流路切換手段）１５Ｃで分岐し、車内熱交換器１２とコンプレッサ１１との間を連結する冷媒配管１６に接続される第３の冷媒バイパス流路２７に設けられている。
【０１０９】
三方弁１５Ｂは、二つの接続口がコンプレッサ１１と車外熱交換器１３との間を連結する冷媒配管１６に接続され、残る一つの接続口には第４の冷媒バイパス流路２８が接続されている。この第４の冷媒バイパス流路２８は、車外熱交換器１３と車内熱交換器１２との間を連結する冷媒配管１６に接続されている。
車外熱交換器１３と車内熱交換器１２との間を連結する冷媒配管１６には、車外熱交換器１３側から順に、逆止弁２６、第４の冷媒バイパス流路２８が接続された合流点、第１電子膨張弁１４Ａ及び三方弁（第４の冷媒バイパス流路切換手段）１５Ｃが存在している。
なお、逆止弁２６は、車外熱交換器１３から車内熱交換器１２へ向かう冷媒の流れを許容し、これとは逆向きの流れを阻止する機能を有するものである。
【０１１０】
この結果、第４の冷媒バイパス流路２８は、三方弁１５Ｂの設定により、車外熱交換器１３及び逆止弁２６をバイパスした冷媒を冷媒回路１６に合流させるようにした冷媒配管となる。また、第３の冷媒バイパス流路２７についても、三方弁１５Ｃの設定により、冷媒が第２熱媒体−冷媒熱交換器４３を通過するか否かの選択切換がなされる。
なお、他の冷媒回路の構成及び駆動装置冷却系４０から供給されるクーラントの流れについては、冷媒分岐配管１６Ａがないことを除いて上述した第１の実施形態と実質的に同様であるから、ここではその詳細な説明は省略する。
【０１１１】
このような冷媒回路１０Ｌでは、冷房運転モード時において、図３５及び図３６に基づいて以下に説明するような機能を発揮する。この冷房運転モードでは、コンプレッサ１１で圧縮された高温高圧のガス冷媒が第１熱媒体−冷媒熱交換器４１を通過し、ガス冷媒からクーラントへ放熱した後、三方弁１５Ｂの設定により車外熱交換器１３へ導かれる。
車外熱交換器１３に流れ込んだ高温高圧のガス冷媒は、外気との熱交換によりさらに放熱し高圧冷媒となる。すなわち、この場合の車外熱交換器１３は、放熱器として機能している。
【０１１２】
車外熱交換器１３で放熱した冷媒は、逆止弁２６を通過した後、さらに第１電子膨張弁１４Ａを通過することにより減圧されて低圧の液冷媒となる。この液冷媒は三方弁１５Ｃを通過して車内熱交換器１２に流れ込み、導入空気と熱交換することで導入空気から吸熱して冷却する。
この結果、液冷媒は気化して低温低圧のガス冷媒となり、また、冷却された導入空気は温度が低下して冷風となる。すなわち、この場合の車内熱交換器１２は、蒸発器として機能している。
【０１１３】
車内熱交換器１２で気化した低温低圧のガス冷媒は、冷媒配管１６を通ってアキュムレータ１８へ導かれる。この時、三方弁１５Ｃの設定により、第２熱媒体−冷媒熱交換器４３及び第３の冷媒バイパス流路２７を冷媒が流れるようなことはない。
アキュムレータ１８に導かれたガス冷媒は、ここで気液の分離がなされた後、液分を分離除去された低温低圧のガス冷媒がコンプレッサ１１に吸引され、以下同様の経路をたどって循環する。
このようにして、冷房運転モードの冷媒は、二つの三方弁１５Ｂ，１５Ｃの設定により、コンプレッサ１１、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１、車外熱交換器１３、第１電子膨張弁１４Ａ、車内熱交換器１２、アキュムレータ１８の順に流れ、再度コンプレッサ１１に吸引されるという順序で冷媒配管１６を循環する。
【０１１４】
暖房運転モードにおいて、コンプレッサ１１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、図２１のフローチャート及び図３７の冷媒回路構成図に示すように、最初は冷房運転モードと同様に第１熱媒体−冷媒熱交換器４１へ導かれる。この時、空調ユニット３０内を流れる導入空気がクーラント熱交換器４２を通過して加熱を受けるようにするため、エアミックスダンパ３２は全開位置とする。
この運転モードでは冷房時と三方弁１５Ｂの設定が変わり、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１を通過した高温高圧のガス冷媒がクーラントに放熱した後、高圧冷媒となって車外熱交換器１３及び逆止弁２６をバイパスする第４の冷媒バイパス流路２８に導かれる。この高圧冷媒は、冷媒配管１６及び第１電子膨張弁１４Ａを通過して減圧された後、三方弁１５Ｃの設定により車内熱交換器１２をバイパスして第２熱媒体−冷媒熱交換器４３に導かれ、ここでクーラントから吸熱することによりて気化してガス冷媒となる。
【０１１５】
このガス冷媒はアキュムレータ１８に導かれ、気液の分離がなされた後、液分を分離除去された低温低圧のガス冷媒がコンプレッサ１１に吸引され、以下同様の経路をたどって循環する。
このようにして、暖房運転モードの冷媒は、二つの三方弁１５Ｂ，１５Ｃの設定により、コンプレッサ１１、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１、第１電子膨張弁１４Ａ、第２熱媒体−冷媒熱交換器４３、アキュムレータ１８の順に流れ、再度コンプレッサ１１に吸引されるという順序で冷媒配管１６を循環する。
従って、この場合は第１熱媒体−冷媒熱交換器４１が冷凍サイクルの放熱器として機能し、第２熱媒体−冷媒熱交換器４３が蒸発器として機能している。
【０１１６】
この結果、高温高圧のガス冷媒から吸熱して昇温したクーラントがクーラント熱交換器４２に導入されるため、駆動装置冷却系４０から導入したクーラントでそのまま導入空気を加熱する場合と比較して、より大きな暖房能力を得ることができる。また、運転開始初期におけるクーラントの昇温時間についても、高温高圧のガス冷媒に加熱される分短縮されるので、暖房能力の即暖性も向上する。なお、この場合の車内熱交換器１２は休止状態となる。
【０１１７】
＜第１４の実施形態＞
図３８は、本実施形態の車両用空調装置を構成する冷媒回路（冷凍サイクル）において冷媒の流れを示すフローチャート、図３９は車両用空調装置の冷媒回路を示す構成図で、冷房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
なお、図３８及び図３９においては、上述した各実施形態と同様の構成部品には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１１８】
この実施形態の冷媒回路１０Ｍは、上述した第１３の実施形態にはない内部熱交換器２２を備えている。この内部熱交換器２２は、上述した第２の実施形態と同様のものであり、コンプレッサ１１に吸入されるガス冷媒と、車外熱交換器１３と第１電子膨張弁１４Ａとの間を連結する冷媒配管１６を流れる冷媒との間で、熱交換を行うようにしたものである。なお、冷媒回路１０Ｍの他の構成については、上述した第１３の実施形態（図３６）と同様である。
【０１１９】
このようにして内部熱交換器２２を設けると、冷房運転モード時においては、基本的に上述した第１３の実施形態と同様の経路をたどって冷媒が循環する。
そして、液分が分離除去された低温低圧のガス冷媒が内部熱交換器２２を通過する際に加熱を受け、一方で高圧冷媒が冷却され、車内熱交換器１２の入口冷媒エンタルピを低下させる。これにより、車内熱交換器１２におけるエンタルピ差を増大し、コンプレッサ吸入冷媒の温度上昇により冷媒密度が低下することによる冷媒循環量の低下に打ち勝ち、冷房能力が向上する。
【０１２０】
このようにして、冷房運転モード時の冷媒は、二つの三方弁１５Ｂ，１５Ｃの設定により、コンプレッサ１１、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１、車外熱交換器１３、内部熱交換器２２、第１電子膨張弁１４Ａ、車内熱交換器１２、アキュムレータ１８及び内部熱交換器２２の順に状態変化を繰り返しながら流れ、再度コンプレッサ１１に吸引されるという順序で冷媒配管１６を循環する。従って、上述した第１３の実施形態にはなかった内部熱交換器２２を追加して設けたことにより、冷房運転モード時において、車内熱交換器１２におけるエンタルピ差を増大し、コンプレッサ吸入冷媒の温度上昇により冷媒密度が低下することによる冷媒循環量の低下に打ち勝ち、冷房能力を向上させることができる。
【０１２１】
なお、この実施形態における暖房運転モード時については、上述した冷房運転モード時と同様の効果が得られるので、ここではその説明を省略する。
【０１２２】
＜第１５の実施形態＞
図４０は、本実施形態の車両用空調装置を構成する冷媒回路（冷凍サイクル）において冷媒の流れを示すフローチャート、図４１は熱媒体温度が異常時の冷房運転モードにおける冷媒の流れである。
【０１２３】
さて、この実施形態の冷媒回路１０Ｎは、上述した第１３の実施形態にはない第５の冷媒バイパス流路２３Ａ及び開閉弁として設けた電磁弁２４Ａを備えている。
第５の冷媒バイパス流路２３Ａは、コンプレッサ１１と第１熱媒体−冷媒熱交換器４１との間を連結する冷媒配管１６から分岐され、三方弁１５Ｂと車外熱交換器１３との間を連結する冷媒配管１６に接続されている。そして、第５の冷媒バイパス流路２３Ａの途中には、電磁弁２４Ａが設けられている。
【０１２４】
すなわち、この実施形態の冷媒回路１０Ｎでは、電磁弁２４Ａを開閉操作することにより、コンプレッサ１１から吐出された高温高圧のガス冷媒が、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１及び三方弁１５Ｂをバイパスして直接車外熱交換器１３へ流れる冷媒流路を選択的に形成することができるようになる。
なお、冷媒回路１０Ｎの他の構成については、上述した第１３の実施形態と同様である。
【０１２５】
このような構成の冷媒回路１０Ｎとすれば、電磁弁２４Ａの開閉操作により、２種類の冷房運転モードからいずれか一方を選択することができる。
なお、電磁弁２４Ａを閉とした通常の冷房運転モード及び暖房運転モードは、実質的に上述した第１３の実施形態で説明したものと同様の冷媒の流れとなるので、ここでは図示及びその詳細な説明は省略する。
【０１２６】
さて、電磁弁２４Ａを開とした熱媒体温度が異常時の冷房運転モードは、図４１に示すように、コンプレッサ１１から吐出された高温高圧のガス冷媒が第５の冷媒バイパス流路２３Ａを通って車外熱交換器１３へ直接導かれるようにする。
この結果、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１をバイパスして冷媒が流れるため、高温高圧のガス冷媒からクーラントへの放熱がなく、従って、クーラント熱交換器４２を循環して流れるクーラントの温度が、通常のクーラント温度より高くなるか、あるいはコンプレッサ１１から吐出される高温高圧のガス冷媒温度と同等の高温まで昇温するのを防止することができるので、空調ユニット３０の耐熱温度は低く抑えられる。また、クーラント温度の更なる上昇を防止することができ、車両用駆動装置の性能を確保することができる。
【０１２７】
このようにして、熱媒体温度が異常時の冷房運転モードにおける冷媒は、電磁弁２４Ａ及び三方弁１５Ｂ，１５Ｃの設定により、コンプレッサ１１、車外熱交換器１３、第１電子膨張弁１４Ａ、車内熱交換器１２、アキュムレータ１８の順に流れ、再度コンプレッサ１１に吸引されるという順序で冷媒配管１６を循環する。
【０１２８】
＜第１６の実施形態＞
図４２は、本実施形態の車両用空調装置を構成する冷媒回路（冷凍サイクル）において冷媒の流れを示すフローチャート、図４３は車両用空調装置の冷媒回路を示す構成図で、通常の冷房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
なお、図４２及び図４３においては、上述した各実施形態と同様の構成部品には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１２９】
この実施形態の冷媒回路１０Ｐは、上述した第１５の実施形態にはない内部熱交換器２２を備えている。この内部熱交換器２２は、上述した第２の実施形態と同様のものであり、コンプレッサ１１に吸入されるガス冷媒と、車外熱交換器１３と第１電子膨張弁１４Ａとの間を連結する冷媒配管１６を流れる冷媒との間で、熱交換を行うようにしたものである。なお、冷媒回路１０Ｐの他の構成については、上述した第１５の実施形態と同様である。
【０１３０】
このようにして内部熱交換器２２を設けると、図４３に示した通常の冷房運転モード時（電磁弁２４Ａが閉）においては、基本的に上述した第１３の実施形態（図３６参照）と同様の経路をたどって冷媒が循環する。
そして、液分が分離除去された低温低圧のガス冷媒が内部熱交換器２２を通過する際に加熱を受け、一方で高圧冷媒が冷却され、車内熱交換器１２の入口冷媒エンタルピを低下させる。これにより、車内熱交換器１２におけるエンタルピ差を増大し、コンプレッサ吸入冷媒の温度上昇により冷媒密度が低下することによる冷媒循環量の低下に打ち勝ち、冷房能力が向上する。
【０１３１】
このようにして、通常時における冷房運転モード時の冷媒は、二つの三方弁１５Ｂ，１５Ｃ及び電磁弁２４Ａの設定により、コンプレッサ１１、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１、車外熱交換器１３、内部熱交換器２２、第１電子膨張弁１４Ａ、車内熱交換器１２、アキュムレータ１８及び内部熱交換器２２の順に状態変化を繰り返しながら流れ、再度コンプレッサ１１に吸引されるという順序で冷媒配管１６を循環する。従って、上述した第１５の実施形態にはなかった内部熱交換器２２を追加して設けたことにより、冷房運転モード時において、車内熱交換器１２におけるエンタルピ差を増大し、コンプレッサ吸入冷媒の温度上昇により冷媒密度が低下することによる冷媒循環量の低下に打ち勝ち、冷房能力を向上させることができる。
【０１３２】
なお、この実施形態における暖房運転モード時についても、上述した冷房運転モード時と同様の作用効果を得られるので、ここではその説明を省略する。
【０１３３】
＜第１７の実施形態＞
図４４は、本実施形態の車両用空調装置を構成する冷媒回路（冷凍サイクル）において冷媒の流れを示すフローチャート、図４５は冷房運転モードにおける冷媒の流れ、図４６は暖房運転モードにおける冷媒の流れである。
【０１３４】
さて、この実施形態の冷媒回路１０Ｑは、上述した第１３の実施形態と比較して、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１の設置位置が異なっている。
第１熱媒体−冷媒熱交換器４１は、コンプレッサ１１と車外熱交換器１３との間を連結する冷媒配管１６に設けられた三方弁（第５の冷媒流れ方向切換手段）１５Ｄから分岐された第６のバイパス流路２９に設けられている。この第６のバイパス流路２９は、車外熱交換器１３及び逆止弁２６をバイパスし、車外熱交換器１３と車内熱交換器１２との間を連結する冷媒配管１６に連結されている。なお、三方弁１５Ｄから分岐した第６のバイパス流路２９は、逆止弁２６と第１電子膨張弁１４Ａとの間で冷媒配管１６に合流している。
なお、他の冷媒回路の構成及び駆動装置冷却系４０から供給されるクーラントの流れについては、上述した第１３の実施形態と実質的に同様であるから、ここではその詳細な説明は省略する。
【０１３５】
このような冷媒回路１０Ｑでは、冷房運転モード時において、図４５及び図４６に基づいて以下に説明するような機能を発揮する。この冷房運転モードでは、三方弁１５Ｄの設定により、コンプレッサ１１で圧縮された高温高圧のガス冷媒が第１熱媒体−冷媒熱交換器４１を設けた第６のバイパス流路２９を通過することなしに、直接車外熱交換器１３へ導かれる。
車外熱交換器１３に流れ込んだ高温高圧のガス冷媒は、外気との熱交換により放熱し高圧冷媒となる。すなわち、この場合の車外熱交換器１３は、放熱器として機能している。
【０１３６】
車外熱交換器１３で放熱した冷媒は、逆止弁２６を通過した後、さらに第１電子膨張弁１４Ａを通過することにより減圧されて低圧の液冷媒となる。この液冷媒は三方弁１５Ｃを通過して車内熱交換器１２に流れ込み、導入空気と熱交換しすることで導入空気から吸熱して冷却する。
この結果、液冷媒は気化して低温低圧のガス冷媒となり、また、冷却された導入空気は温度が低下して冷風となる。すなわち、この場合の車内熱交換器１２は、蒸発器として機能している。
【０１３７】
車内熱交換器１２で気化した低温低圧のガス冷媒は、冷媒配管１６を通ってアキュムレータ１８へ導かれる。この時、三方弁１５Ｃの設定により、第２熱媒体−冷媒熱交換器４３及び第３の冷媒バイパス流路２７を冷媒が流れるようなことはない。
アキュムレータ１８に導かれたガス冷媒は、ここで気液の分離がなされた後、液分を分離除去された低温低圧のガス冷媒がコンプレッサ１１に吸引され、以下同様の経路をたどって循環する。
【０１３８】
このようにして、冷房運転モードの冷媒は、二つの三方弁１５Ｄ，１５Ｃの設定により、コンプレッサ１１、車外熱交換器１３、第１電子膨張弁１４Ａ、車内熱交換器１２、アキュムレータ１８の順に流れ、再度コンプレッサ１１に吸引されるという順序で冷媒配管１６を循環する。
従って、冷房運転モード時においては、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１で高温高圧のガス冷媒によるクーラントの加熱が行われないので、クーラント熱交換器４２へ供給されるクーラントの温度上昇を防止できる。このため、車内熱交換器１２で冷却された導入空気の冷風が、クーラント熱交換器４２の放熱により温度上昇するのを最小限に抑えることができ、冷房効率の向上に有効である。また、クーラント温度の更なる上昇を防止することができ、車両用駆動装置の性能を確保することができる。
【０１３９】
暖房運転モードにおいて、コンプレッサ１１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、図４４のフローチャート及び図４６の冷媒回路構成図に示すように、三方弁１５Ｄの設定により第６のバイパス流路２９の設けられている第１熱媒体−冷媒熱交換器４１へ導かれる。この時、空調ユニット３０内を流れる導入空気がクーラント熱交換器４２を通過して加熱を受けるようにするため、エアミックスダンパ３２は全開位置とする。
【０１４０】
この結果、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１を通過した高温高圧のガス冷媒がクーラントに放熱し高圧冷媒となって冷媒流路１６に流入する。この高圧冷媒は、冷媒配管１６及び第１電子膨張弁１４Ａを通過して減圧された後、三方弁１５Ｃの設定により車内熱交換器１２をバイパスして第２熱媒体−冷媒熱交換器４３に導かれ、ここでクーラントから吸熱することにより気化してガス冷媒となる。
【０１４１】
このガス冷媒はアキュムレータ１８に導かれ、気液の分離がなされた後、液分を分離除去された低温低圧のガス冷媒がコンプレッサ１１に吸引され、以下同様の経路をたどって循環する。
このようにして、暖房運転モードの冷媒は、二つの三方弁１５Ｄ，１５Ｃの設定により、コンプレッサ１１、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１、第１電子膨張弁１４Ａ、第２熱媒体−冷媒熱交換器４３、アキュムレータ１８の順に流れ、再度コンプレッサ１１に吸引されるという順序で冷媒配管１６を循環する。
従って、この場合は第１熱媒体−冷媒熱交換器４１が冷凍サイクルの放熱器として機能し、第２熱媒体−冷媒熱交換器４３が蒸発器として機能している。
【０１４２】
この結果、高温高圧のガス冷媒から吸熱して昇温したクーラントがクーラント熱交換器４２に導入されるため、駆動装置冷却系４０から導入したクーラントでそのまま導入空気を加熱する場合と比較して、より大きな暖房能力を得ることができる。また、運転開始初期におけるクーラントの昇温時間についても、高温高圧のガス冷媒に加熱される分短縮されるので、暖房能力の即暖性も向上する。なお、この場合の車内熱交換器１２は休止状態となる。
【０１４３】
＜第１８の実施形態＞
図４７は、本実施形態の車両用空調装置を構成する冷媒回路（冷凍サイクル）において冷媒の流れを示すフローチャート、図４８は車両用空調装置の冷媒回路を示す構成図で、冷房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
なお、図４７及び図４８においては、上述した各実施形態と同様の構成部品には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１４４】
この実施形態の冷媒回路１０Ｒは、上述した第１７の実施形態にはない内部熱交換器２２を備えている。この内部熱交換器２２は、上述した第２の実施形態と同様のものであり、コンプレッサ１１に吸入されるガス冷媒と、車外熱交換器１３と第１電子膨張弁１４Ａとの間を連結する冷媒配管１６を流れる冷媒との間で、熱交換を行うようにしたものである。
なお、冷媒回路１０Ｒの他の構成については、上述した第１７の実施形態（図４５）と同様である。
【０１４５】
このようにして内部熱交換器２２を設けると、冷房運転モード時においては、基本的に上述した第１３の実施形態と同様の経路をたどって冷媒が循環する。
そして、液分が分離除去された低温低圧のガス冷媒が内部熱交換器２２を通過する際に加熱を受け、一方で高圧冷媒が冷却され、車内熱交換器１２の入口冷媒エンタルピを低下させる。これにより、車内熱交換器１２におけるエンタルピ差を増大し、コンプレッサ吸入冷媒の温度上昇により冷媒密度が低下することによる冷媒循環量の低下に打ち勝ち、冷房能力が向上する。
【０１４６】
このようにして、冷房運転モード時の冷媒は、二つの三方弁１５Ｂ，１５Ｃの設定により、コンプレッサ１１、第１熱媒体−冷媒熱交換器４１、車外熱交換器１３、内部熱交換器２２、第１電子膨張弁１４Ａ、車内熱交換器１２、アキュムレータ１８及び内部熱交換器２２の順に状態変化を繰り返しながら流れ、再度コンプレッサ１１に吸引されるという順序で冷媒配管１６を循環する。従って、上述した第１３の実施形態にはなかった内部熱交換器２２を追加して設けたことにより、冷房運転モード時において車内熱交換器１２におけるエンタルピ差を増大し、コンプレッサ吸入冷媒の温度上昇により冷媒密度が低下することによる冷媒循環量の低下に打ち勝ち、冷房能力を向上させることができる。
【０１４７】
なお、この実施形態における暖房運転モード時についても、上述した冷房運転モード時と同様、内部熱交換器２２の存在により特別な作用効果を得られるので、ここではその説明を省略する。
【０１４８】
ところで、本発明の構成は上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することが可能であることは言うまでもない。
【０１４９】
【発明の効果】
本発明の車両用空調装置によれば、以下の効果を奏する。
請求項１記載の発明によれば、空調ユニットの外側に設置され、コンプレッサから吐出された高温高圧のガス冷媒と駆動装置冷却媒体との間で熱交換を行う第１の冷却媒体−冷媒熱交換器と、同じく空調ユニットの外側に設置され、第１の冷却媒体−冷媒熱交換器を通過した冷媒と加熱用熱交換器を通過した駆動装置冷却媒体との間で熱交換を行う第２の冷却媒体−冷媒熱交換器とを具備して構成したので、空調ユニット内に設置する熱交換器の数を２台とした空調運転が可能となり、導入空気の圧力損失を低減することができる。このため、従来の３台設置と比較して空調ユニット内を流れる導入空気の圧力損失を低減することができるので、空調ユニットの小型化や低騒音化に大きな効果を奏する。
【０１５０】
請求項２記載の発明によれば、暖房運転時においては、第１の冷却媒体−冷媒熱交換器が放熱器として機能し、第２の冷却媒体−冷媒熱交換器が蒸発器として機能して冷凍サイクルが構成され、そして、放熱器として機能する第１の冷却媒体−冷媒熱交換器においては、高温高圧のガス冷媒から吸熱して昇温した駆動装置冷却媒体を加熱用熱交換器に供給することができるので、導入空気をより高温で加熱することが可能になって暖房能力の向上に有効である。
また、高温高圧のガス冷媒による駆動装置冷却媒体の加熱は、暖房運転の開始直後における駆動装置冷却媒体の温度上昇を促進するので、短時間で有効な暖房能力が得られる即暖性の向上にも有効である。
さらに、高温高圧のガス冷媒をコンプレッサから直接空調ユニット内の熱交換器へ供給して導入空気を加熱する場合と比較し、加熱側のガス冷媒より被加熱側となる駆動装置冷却媒体の温度が低くなるので、空調ユニットの耐熱温度を低く設定することができる。
【０１５１】
請求項３記載の発明によれば、第１の冷却媒体−冷媒熱交換器を、第１の冷媒流れ方向切換手段と絞り機構との間を連結する冷媒分岐配管に設けたので、冷房運転時においては、第１の冷却媒体−冷媒熱交換器を高温高圧のガス冷媒が通過しなくてすむので、加熱用熱交換器の放熱を最小限に抑えて冷房効率を向上させることができる。
【０１５２】
請求項４記載の発明によれば、第２の冷却媒体−冷媒熱交換器を、車外熱交換器と車内熱交換器とを連結する冷媒配管から分岐され、車内熱交換器とコンプレッサとの間を連結する冷媒配管に第２の冷媒流れ方向切換手段を介して接続された第２の冷媒バイパス流路に設けたので、一つの絞り機構で冷暖房の冷凍サイクルを構成できし、コスト面で有利になる。また、車内熱交換器及び加熱用熱交換器の両方で導入空気を加熱する暖房運転が可能になるので、暖房能力を向上させることができる。
【０１５３】
請求項５記載の発明によれば、コンプレッサと第１の冷却媒体−冷媒熱交換器との間を連結する冷媒配管から分岐され、第１の冷媒流れ方向切換手段と車外熱交換器との間を連結する冷媒配管に接続された第１の冷媒バイパス流路を設け、該第１の冷媒バイパス流路に開閉弁を設けたので、熱媒体温度の異常時に対応した冷房運転が可能となり、加熱用熱交換器へ流れる駆動装置冷却媒体の温度上昇を抑制することができる。このため、冷媒温度異常時に備えて、空調ユニットの耐熱温度を高く設定する必要はなくなる。また、クーラント温度の更なる上昇を防止することができ、車両用駆動装置の性能を確保することができる。
【０１５４】
請求項６記載の発明によれば、第１の冷却媒体−冷媒熱交換器を、第１の冷媒流れ方向切換手段と車内熱交換器または第２の冷媒流れ方向切換手段との間を連結する分岐点までの冷媒配管に設けたので、冷房運転時に第１の冷却媒体−冷媒熱交換器を高温高圧のガス冷媒が通過しない運転が可能となる。このため、加熱用熱交換器からの放熱を最小限に抑え、冷房運転の効率を向上させることができる。また、クーラント温度の更なる上昇を防止することができ、車両用駆動装置の性能を確保することができる。
【０１５５】
請求項７記載の発明によれば、第１の冷却媒体−冷媒熱交換器が、コンプレッサと第３の冷媒流れ方向切換手段との間を連結する冷媒配管に設けられ、第２の冷却媒体−冷媒熱交換器が、車外熱交換器と車内熱交換器との間を連結する冷媒配管から第４の冷媒流路切換手段を介して分岐し、車内熱交換器とコンプレッサとの間を連結する冷媒配管に接続される第３の冷媒バイパス流路に設けられ、第３の冷媒流れ方向切換手段から分岐した第４の冷媒バイパス流路が車外熱交換器及び逆止弁をバイパスして冷媒回路に合流する冷媒配管とされ、この合流点と前記第４の冷媒流路切換手段との間に絞り機構を配置したので、一つの絞り機構で冷暖房の冷凍サイクルを構成することができ、コスト面で有利になる。
【０１５６】
請求項８記載の発明によれば、コンプレッサと第１の冷却媒体−冷媒熱交換器との間を連結する冷媒配管から分岐され、第３の冷媒流れ方向切換手段と車外熱交換器との間を連結する冷媒配管に接続された第５の冷媒バイパス流路を設け、該第５の冷媒バイパス流路に開閉弁を設けたので、熱媒体温度の異常時に対応した冷房運転が可能となる。従って、加熱用熱交換器へ流れる駆動装置冷却媒体の温度上昇を抑制することができ、冷媒温度異常時に備えて、空調ユニットの耐熱温度を高く設定する必要はなくなる。また、クーラント温度の更なる上昇を防止することができ、車両用駆動装置の性能を確保することができる。
【０１５７】
請求項９記載の発明によれば、第１の冷却媒体−冷媒熱交換器が、コンプレッサと車外熱交換器との間を連結する冷媒配管に設けられた第５の冷媒流れ方向切換手段から分岐され、車外熱交換器及び逆止弁をバイパスして冷媒回路に合流する第６のバイパス流路に設けられているので、冷房運転時に第１の冷却媒体−冷媒熱交換器を高温高圧のガス冷媒が通過することはなく、加熱用熱交換器からの放熱を最小限に抑えて冷房効率を向上させることができる。また、クーラント温度の更なる上昇を防止することができ、車両用駆動装置の性能を確保することができる。
【０１５８】
請求項１０記載の発明によれば、冷媒回路が、冷房運転モードにおいて車外熱交換器により冷却された冷媒と車内熱交換器により気化した冷媒との間で熱交換する内部熱交換器を備えているので、コンプレッサに吸引されるガス冷媒を内部熱交換器で加熱することができ、車内熱交換器１２におけるエンタルピ差を増大し、コンプレッサ吸入冷媒の温度上昇により冷媒密度が低下することによる冷媒循環量の低下に打ち勝ち、冷房能力の向上に大きな効果を奏する。
また、暖房時においても同様の効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両用空調装置を構成する第１の実施形態の冷媒回路において、冷媒の流れを示すフローチャートである。
【図２】第１の実施形態に係る冷媒回路の構成図で、冷房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
【図３】第１の実施形態に係る冷媒回路の構成図で、暖房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
【図４】本発明に係る車両用空調装置を構成する第２の実施形態の冷媒回路において、冷媒の流れを示すフローチャートである。
【図５】第２の実施形態に係る冷媒回路の構成図で、冷房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
【図６】第２の実施形態に係る冷媒回路の構成図で、暖房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
【図７】本発明に係る車両用空調装置を構成する第３の実施形態の冷媒回路において、冷媒の流れを示すフローチャートである。
【図８】第３の実施形態に係る冷媒回路の構成図で、通常時の冷房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
【図９】第３の実施形態に係る冷媒回路の構成図で、熱媒体温度が異常時の冷房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
【図１０】第３の実施形態に係る冷媒回路の構成図で、暖房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
【図１１】本発明に係る車両用空調装置を構成する第４の実施形態の冷媒回路において、冷媒の流れを示すフローチャートである。
【図１２】第４の実施形態に係る冷媒回路の構成図で、通常時の冷房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
【図１３】第４の実施形態に係る冷媒回路の構成図で、熱媒体温度が異常時の冷房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
【図１４】第４の実施形態に係る冷媒回路の構成図で、暖房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
【図１５】本発明に係る車両用空調装置を構成する第５の実施形態の冷媒回路において、冷媒の流れを示すフローチャートである。
【図１６】第５の実施形態に係る冷媒回路の構成図で、冷房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
【図１７】第５の実施形態に係る冷媒回路の構成図で、暖房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
【図１８】本発明に係る車両用空調装置を構成する第６の実施形態の冷媒回路において、冷媒の流れを示すフローチャートである。
【図１９】第６の実施形態に係る冷媒回路の構成図で、冷房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
【図２０】第６の実施形態に係る冷媒回路の構成図で、暖房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
【図２１】本発明に係る車両用空調装置を構成する第７の実施形態の冷媒回路において、冷媒の流れを示すフローチャートである。
【図２２】第７の実施形態に係る冷媒回路の構成図で、冷房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
【図２３】第７の実施形態に係る冷媒回路の構成図で、暖房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
【図２４】第７の実施形態に係る冷媒回路の構成図で、ホットキープ運転モードにおける冷媒の流れを示している。
【図２５】本発明に係る車両用空調装置を構成する第８の実施形態の冷媒回路において、冷媒の流れを示すフローチャートである。
【図２６】第８の実施形態に係る冷媒回路の構成図で、冷房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
【図２７】本発明に係る車両用空調装置を構成する第９の実施形態の冷媒回路において、冷媒の流れを示すフローチャートである。
【図２８】第９の実施形態に係る冷媒回路の構成図で、熱媒体温度が異常時の冷房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
【図２９】本発明に係る車両用空調装置を構成する第１０の実施形態の冷媒回路において、冷媒の流れを示すフローチャートである。
【図３０】第１０の実施形態に係る冷媒回路の構成図で、熱媒体温度が異常時の冷房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
【図３１】本発明に係る車両用空調装置を構成する第１１の実施形態の冷媒回路において、冷媒の流れを示すフローチャートである。
【図３２】第１１の実施形態に係る冷媒回路の構成図で、暖房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
【図３３】本発明に係る車両用空調装置を構成する第１２の実施形態の冷媒回路において、冷媒の流れを示すフローチャートである。
【図３４】第６の実施形態に係る冷媒回路の構成図で、冷房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
【図３５】本発明に係る車両用空調装置を構成する第１３の実施形態の冷媒回路において、冷媒の流れを示すフローチャートである。
【図３６】第１３の実施形態に係る冷媒回路の構成図で、冷房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
【図３７】第１３の実施形態に係る冷媒回路の構成図で、暖房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
【図３８】本発明に係る車両用空調装置を構成する第１４の実施形態の冷媒回路において、冷媒の流れを示すフローチャートである。
【図３９】第１４の実施形態に係る冷媒回路の構成図で、冷房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
【図４０】本発明に係る車両用空調装置を構成する第１５の実施形態の冷媒回路において、冷媒の流れを示すフローチャートである。
【図４１】第１５の実施形態に係る冷媒回路の構成図で、熱媒体が異常時の冷房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
【図４２】本発明に係る車両用空調装置を構成する第１６の実施形態の冷媒回路において、冷媒の流れを示すフローチャートである。
【図４３】第１６の実施形態に係る冷媒回路の構成図で、通常時の冷房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
【図４４】本発明に係る車両用空調装置を構成する第１７の実施形態の冷媒回路において、冷媒の流れを示すフローチャートである。
【図４５】第１７の実施形態に係る冷媒回路の構成図で、冷房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
【図４６】第１７の実施形態に係る冷媒回路の構成図で、暖房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
【図４７】本発明に係る車両用空調装置を構成する第１８の実施形態の冷媒回路において、冷媒の流れを示すフローチャートである。
【図４８】第１８の実施形態に係る冷媒回路の構成図で、冷房運転モードにおける冷媒の流れを示している。
【符号の説明】
１０，１０Ａ〜Ｎ，Ｐ〜Ｒ冷媒回路
１１コンプレッサ
１２車内熱交換器
１３車外熱交換器
１４Ａ第１電子膨張弁（絞り機構）
１４Ｂ第２電子膨張弁（他の絞り機構）
１５三方弁（第１の流れ方向切換手段）
１５Ａ三方弁（第２の流れ方向切換手段）
１５Ｂ三方弁（第３の流れ方向切換手段）
１５Ｃ三方弁（第４の流れ方向切換手段）
１５Ｄ三方弁（第５の流れ方向切換手段）
１６冷媒配管
１６Ａ冷媒分岐配管
２２内部熱交換器
２３第１の冷媒バイパス流路
２３Ａ第５の冷媒バイパス流路
２４，２４Ａ電磁弁（開閉弁）
２５第２の冷媒バイパス流路
２６逆止弁
２７第３の冷媒バイパス流路
２８第４の冷媒バイパス流路
２９第６の冷媒バイパス流路
３０空調ユニット
４０駆動装置冷媒系
４１第１の冷却媒体−冷媒熱交換器（第１熱媒体−冷媒熱交換器）
４２クーラント熱交換器（加熱用熱交換器）
４３第２の冷却媒体−冷媒熱交換器（第２熱媒体−冷媒熱交換器）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat pump type vehicle air conditioner, and more particularly to a technique suitable for reducing a pressure loss of conditioned air in an air conditioning unit.
[0002]
[Prior art]
In a conventional vehicle air conditioner, the refrigerant discharged from the compressor in the cooling operation is generally circulated in the order of an external heat exchanger functioning as a radiator, a throttling mechanism, and an internal heat exchanger functioning as an evaporator, and again. It is well known that by returning the air to the compressor, the introduced air of the outside air or the inside air introduced by the in-vehicle heat exchanger is cooled to form cool air-conditioned air.
In such a conventional vehicle air conditioner, heating is performed by heating the introduced air by a heater core (heating heat exchanger) installed via an air mix damper downstream of the in-vehicle heat exchanger in the air conditioning unit. Is going. It should be noted that cooling water for a vehicle running engine is introduced into the heater core and is used as a heat source.
[0003]
However, the above-described conventional vehicle air conditioner performs a heating operation using the engine cooling water as a heat source, and thus takes a long time to increase the temperature of the engine cooling water, for example, when the outside air temperature is low as in the winter morning. There is a problem that the start-up is bad. In addition, when the engine is idling or at a low load, a sufficient temperature of the engine cooling water cannot be obtained, and both the immediate warming performance and the heating capacity tend to be insufficient.
[0004]
In order to solve such a problem, there has been proposed a heat pump type air conditioner for a vehicle in which a shortage of heating capacity at the time of heating is compensated by using a refrigerant whose temperature and pressure are made high by a compressor. That is, two in-vehicle heat exchangers and heater cores (a total of three heat exchangers) are installed in the air conditioning unit, and various modes of operation can be performed by adjusting the opening degrees of the two flow control valves (throttle mechanisms). At the same time, it is configured such that air heating is assisted by one of the in-vehicle heat exchangers through which a high-temperature and high-pressure refrigerant flows. (For example, see Patent Document 1)
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-10-44758 (paragraph numbers 0021 to 0042 and FIGS. 1 and 2)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned conventional air conditioner for a vehicle, since three heat exchangers are installed in the air conditioning unit, the introduced air flowing through the heat exchanger becomes a large resistance, and the pressure loss increases. It becomes. Such an increase in pressure loss may cause an increase in blower fan size or an increase in noise due to an increase in blowing capacity.
In addition, by installing three heat exchangers in the air conditioning unit, there is a concern that the air conditioning unit may become large.
[0007]
In addition, since the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor is directly introduced into the in-vehicle heat exchanger in the air conditioning unit, the refrigerant temperature becomes higher than the temperature of the engine cooling water. It is necessary to raise the heat resistant temperature of the parts. Such a problem of the heat-resistant temperature is caused by a refrigerant having a high compressor discharge temperature, for example, carbon dioxide (CO 2) which has recently attracted attention as a natural refrigerant. ₂ ).
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and secures heating capacity and immediate warming, reduces the pressure loss of the introduced air flowing in the air conditioning unit, and suppresses the heat-resistant temperature of the air conditioning unit. It aims to provide a vehicle air conditioner that can be used.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
The vehicle air conditioner according to claim 1 is a compressor that compresses a gas refrigerant, an in-vehicle heat exchanger that is arranged in the air conditioning unit and exchanges heat between the introduced air and the refrigerant, A refrigerant circuit including an external heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant, a throttle mechanism that depressurizes the refrigerant, and refrigerant flow direction switching means that selectively switches a refrigerant flow direction according to an operation mode; A drive cooling system comprising a heating heat exchanger for heating the introduced air by a device cooling medium, wherein the in-vehicle heat exchanger and the heat exchange for heating are sequentially arranged from the upstream side in the air-conditioning air flow direction in the air-conditioning unit. A heat pump type vehicle air conditioner in which a device is installed, and gas refrigerant compressed by the compressor switches the direction of flow of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit to perform air conditioning in the vehicle interior,
Installed on the upstream side of the heating heat exchanger and outside the air conditioning unit in the flow direction of the driving device cooling medium, between the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor and the driving device cooling medium. A first cooling medium-refrigerant heat exchanger that performs heat exchange, and a first cooling medium that is installed downstream of the heating heat exchanger and outside the air conditioning unit in a flow direction of the driving device cooling medium, and A second cooling medium-refrigerant heat exchanger that performs heat exchange between the refrigerant that has passed through the medium-refrigerant heat exchanger and the drive device cooling medium that has passed through the heating heat exchanger. It is characterized by the following.
[0010]
According to such a vehicle air conditioner, the high temperature and high pressure gas refrigerant discharged from a compressor is installed on the upstream side of the heating heat exchanger and outside the air conditioning unit in the flow direction of the drive device cooling medium. A first cooling medium-refrigerant heat exchanger that exchanges heat with the drive device cooling medium, and installed downstream of the heating heat exchanger and outside the air conditioning unit in the flow direction of the drive device cooling medium; A second cooling medium-refrigerant heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant that has passed through the first cooling medium-refrigerant heat exchanger and the drive cooling medium that has passed through the heating heat exchanger. With this configuration, the number of heat exchangers installed in the air conditioning unit is set to two, and the pressure loss of the introduced air can be reduced. In this case, the first cooling medium-refrigerant heat exchanger functions as a radiator that heats and raises the temperature of the drive device cooling medium in both the cooling and heating operation modes, and the second cooling medium-refrigerant heat exchanger is , And functions as an evaporator in the heating operation mode. Note that, in the cooling operation mode, the external heat exchanger functions as a main radiator, and the internal heat exchanger functions as an evaporator.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the vehicle air conditioner according to the first aspect, the first cooling medium-refrigerant heat exchanger connects between the compressor and first refrigerant flow direction switching means. The second cooling medium-refrigerant heat exchanger is provided in a refrigerant pipe, and branches off via the first refrigerant flow direction switching means downstream of the first cooling medium-refrigerant heat exchanger, and the heat generated in the vehicle is reduced. A first refrigerant flow direction switching unit provided in a refrigerant branch pipe connected to a refrigerant pipe connecting the exchanger and the compressor, and the second cooling medium-refrigerant heat exchanger And another squeezing mechanism is arranged between them.
[0012]
According to such a vehicle air conditioner, in the heating operation mode, the first cooling medium-refrigerant heat exchanger functions as a radiator, and the second cooling medium-refrigerant heat exchanger functions as an evaporator. Thus, a refrigeration cycle is configured. Then, in the first cooling medium-refrigerant heat exchanger functioning as a radiator, it is possible to supply the driving device cooling medium, which has absorbed heat from the high-temperature and high-pressure gas refrigerant and raised the temperature, to the heating heat exchanger. The air can be heated at a higher temperature.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the vehicle air conditioner according to the second aspect, the first cooling medium-refrigerant heat exchanger is provided between the first refrigerant flow direction switching unit and the throttle mechanism. It is characterized in that it is provided in the refrigerant branch pipe to be connected, and thereby, during the cooling operation, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant does not need to pass through the first cooling medium-refrigerant heat exchanger, Heat radiation of the heating heat exchanger can be minimized.
Further, the operation of the vehicle drive device can be ensured by preventing a further increase in the temperature of the vehicle drive cooling medium due to the high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
[0014]
The air conditioner for a vehicle according to claim 4, wherein the second cooling medium-refrigerant heat exchanger is connected to the refrigerant pipe that connects the heat exchanger outside the vehicle and the heat exchanger inside the vehicle. And a second refrigerant bypass passage connected to a refrigerant pipe connecting the interior heat exchanger and the compressor via a second refrigerant flow direction switching unit. This makes it possible to form a refrigeration cycle for cooling and heating with one throttle mechanism, and to perform heating operation in which the introduced air is heated in two stages by both the in-vehicle heat exchanger and the heating heat exchanger that function as radiators It becomes.
[0015]
The vehicle air conditioner according to claim 5 is the vehicle air conditioner according to claim 2 or 4, wherein the air conditioner is branched from a refrigerant pipe that connects the compressor and the first cooling medium-refrigerant heat exchanger. A first refrigerant bypass passage connected to a refrigerant pipe connecting between the refrigerant flow direction switching means and the external heat exchanger; and an on-off valve provided in the first refrigerant bypass passage. Thus, the cooling operation corresponding to the abnormal temperature of the heat medium can be performed. For example, when the heat dissipation performance of the vehicle drive cooling medium is insufficient due to the uphill running in summer, it is possible to prevent a further increase in the temperature of the vehicle drive cooling medium due to the high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
[0016]
The vehicle air conditioner according to claim 6 is the vehicle air conditioner according to claim 4, wherein the first cooling medium-refrigerant heat exchanger is connected to the first refrigerant flow direction switching means and the in-vehicle heat exchanger or the in-vehicle heat exchanger. The refrigerant pipe is provided up to a branch point connecting to the second refrigerant flow direction switching means, whereby the first cooling medium-refrigerant heat exchanger is heated to a high temperature during the cooling operation. Since the high-pressure gas refrigerant does not pass, heat radiation from the heating heat exchanger can be minimized. Further, the operation of the vehicle drive device can be ensured by preventing a further increase in the temperature of the vehicle drive cooling medium due to the high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
[0017]
According to a seventh aspect of the present invention, in the vehicle air conditioner according to the first aspect, the first cooling medium-refrigerant heat exchanger connects between the compressor and third refrigerant flow direction switching means. The second cooling medium-refrigerant heat exchanger is provided in a refrigerant pipe, and the second cooling medium-refrigerant heat exchanger is connected via a fourth refrigerant flow switching means from a refrigerant pipe connecting between the external heat exchanger and the internal heat exchanger. A fourth refrigerant branched and provided in a third refrigerant bypass flow path connected to a refrigerant pipe connecting between the in-vehicle heat exchanger and the compressor, and branched from the third refrigerant flow direction switching means. The bypass flow path is a refrigerant pipe that bypasses the external heat exchanger and the check valve and joins the refrigerant circuit, and the throttle mechanism is disposed between the junction and the fourth refrigerant flow switching means. It is characterized by the following.
[0018]
According to such an air conditioner for a vehicle, a refrigeration cycle for cooling and heating can be configured with one throttle mechanism. In this case, in the cooling operation mode, the first heat medium-refrigerant heat exchanger and the external heat exchanger function as a radiator, and the internal heat exchanger functions as an evaporator to form a refrigeration cycle. In the heating operation mode, the first heat medium-refrigerant heat exchanger functions as a radiator, and the second heat medium-refrigerant heat exchanger functions as an evaporator, thereby forming a refrigeration cycle.
[0019]
The vehicle air conditioner according to claim 8 is the vehicle air conditioner according to claim 7, wherein a branch is made from a refrigerant pipe connecting the compressor and the first cooling medium-refrigerant heat exchanger, and A fifth refrigerant bypass passage connected to a refrigerant pipe connecting the refrigerant flow direction switching means and the external heat exchanger is provided, and an on-off valve is provided in the fifth refrigerant bypass passage. Thereby, the cooling operation corresponding to the abnormal temperature of the heat medium can be performed.
[0020]
The vehicle air conditioner according to claim 9 is the vehicle air conditioner according to claim 7, wherein the first cooling medium-refrigerant heat exchanger is connected to a refrigerant pipe connecting the compressor and the external heat exchanger. A fifth bypass flow path branched from the fifth refrigerant flow direction switching means provided and bypassing the external heat exchanger and the check valve and joining the refrigerant circuit. Since the high-temperature and high-pressure gas refrigerant does not pass through the first cooling medium-refrigerant heat exchanger during the cooling operation, the heat radiation from the heating heat exchanger can be minimized. Further, the operation of the vehicle drive device can be ensured by preventing a further increase in the temperature of the vehicle drive cooling medium due to the high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
[0021]
According to a tenth aspect of the present invention, in the vehicle air conditioner according to any one of the second to ninth aspects, the refrigerant circuit is configured to exchange heat with the refrigerant cooled by the external heat exchanger in the cooling operation mode. Characterized by having an internal heat exchanger that exchanges heat with the refrigerant vaporized by the compressor, whereby the gas refrigerant sucked into the compressor can be heated by the internal heat exchanger. In addition, the refrigerant density can be increased by increasing the refrigerant temperature.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a vehicle air conditioner according to the present invention will be described with reference to the drawings.
<First embodiment>
FIG. 1 is a flowchart showing the flow of a refrigerant in a refrigerant circuit (refrigeration cycle) constituting the vehicle air conditioner of the present embodiment. FIGS. 2 and 3 are configuration diagrams showing a refrigerant circuit of the vehicle air conditioner. FIG. 3 shows the flow of the refrigerant in the cooling operation mode, and FIG. 3 shows the flow of the refrigerant in the heating operation mode.
[0023]
First, a refrigerant circuit configuration of the vehicle air conditioner will be described with reference to FIG.
The illustrated refrigerant circuit 10 includes a compressor 11 for compressing a gas refrigerant, an in-vehicle heat exchanger 12 installed in an air conditioning unit 30, and an out-of-vehicle heat exchanger 13 installed near the front end of the vehicle body where easy introduction of outside air is easy. And a first electronic expansion valve 14A provided as a throttle mechanism, and a three-way valve (first refrigerant flow direction switching means) 15 provided as refrigerant flow direction switching means. 16 to form a closed circuit. The first electronic expansion valve 14 A is provided in the refrigerant pipe 16 that connects between the in-vehicle heat exchanger 12 and the out-vehicle heat exchanger 13.
[0024]
A refrigerant pipe 16 connecting the compressor 11 and the three-way valve 15 has a first heat medium-refrigerant heat exchanger (first heat exchanger) that exchanges heat with a drive cooling medium circulating in a drive cooling system 40 described later. Of the cooling medium-refrigerant heat exchanger) 41 is provided.
Further, the refrigerant branch pipe 16A provided so as to branch from one connection port of the three-way valve 15 is more specifically provided in the middle of the refrigerant pipe 16 connecting the heat exchanger 12 and the compressor 11 in the vehicle. Is connected to a refrigerant pipe 16 that connects between the in-vehicle heat exchanger 12 and an accumulator 18 provided on the suction side of the compressor 11. A second electronic expansion valve (another throttle mechanism) 14B and a second heat medium-refrigerant heat exchanger (second cooling medium-refrigerant heat exchanger) 43 are sequentially provided from the three-way valve 15 side to the refrigerant branch pipe 16A. Are provided.
[0025]
In the refrigerant circuit 10 described above, reference numeral 17 in the figure denotes an oil separator for separating and removing lubricating oil flowing out together with the refrigerant from the compressor 11, and reference numeral 18 denotes gas-liquid separation of the refrigerant so that the liquid refrigerant is not sucked into the compressor 11. An accumulator for performing the operation, 19 is a PT sensor for detecting the temperature and pressure of the refrigerant, 20 is a temperature sensor for detecting the temperature of the refrigerant, and 21 is a pressure sensor for detecting the pressure of the refrigerant.
[0026]
The drive device cooling system 40 is a flow path that circulates a heat medium such as water (hereinafter, referred to as “coolant”) as a drive device cooling medium for cooling the drive source of the vehicle, and is located on the upstream side in the flow direction of the coolant. The first heat medium-refrigerant heat exchanger 41, the coolant heat exchanger (heat exchanger for heating) 42 and the second heat medium-refrigerant heat exchanger 43 are connected by a coolant pipe 44 in this order. ing. The coolant used here is, for example, one that cools the engine of the internal combustion engine, cools the electric motor for running the vehicle, cools the fuel cell device, absorbs heat, and raises the temperature.
[0027]
The compressor 11 is operated using, for example, an electric motor (not shown) as a drive source. In the compressor 11, the gas refrigerant is sucked from the accumulator 18, compressed and sent to the refrigerant circuit 10.
The in-vehicle heat exchanger 12 is provided between the introduced air to be air-conditioned in the air conditioning unit 30, that is, the air outside the vehicle (outside air) or the air inside the vehicle (inside air) passing through the heat exchanger and the refrigerant flowing inside the heat exchanger. It is configured to exchange heat. In this case, in the air conditioning unit 30, the in-vehicle heat exchanger 12 and the coolant heat exchanger 42 are arranged in series at appropriate intervals in order from the upstream side in the flow direction of the air to be air-conditioned. In FIG. 2, the blower fan 31 is provided on the upstream side in the flow direction of the introduced air. However, a function of forming a flow through which the introduced air can exchange heat in the order of the in-vehicle heat exchanger 12 and the coolant heat exchanger 42 is provided. The arrangement is not limited to this.
[0028]
The upstream in-vehicle heat exchanger 12 functions as an evaporator (during cooling operation) or as required a radiator (during heating operation), depending on the flow direction of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 10. In the illustrated refrigerant circuit 10, a heating operation using the in-vehicle heat exchanger 12 as a radiator is not performed.
Further, the coolant heat exchanger 42 on the downstream side has a constant flow direction of the coolant irrespective of the air conditioning operation mode, and functions as a heating source for heating that heats the introduced air with heat held by the coolant.
[0029]
The external heat exchanger 13 is configured to exchange heat between the outside air passing through the heat exchanger by a traveling wind of the vehicle or a fan (not shown) and the refrigerant flowing inside the heat exchanger. The external heat exchanger 13 functions as a radiator in the cooling operation mode by using the flow of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 10. That is, the external heat exchanger 13 is used as a radiator during a cooling operation in which the internal heat exchanger 12 functions as an evaporator according to the air-conditioning operation mode, and is in a stopped state without a refrigerant passage during a heating operation. .
[0030]
Each of the first electronic expansion valve 14A and the second electronic expansion valve 14B is a throttle mechanism having a function of reducing the pressure of the refrigerant by adjusting the opening degree.
Further, the second electronic expansion valve 14B may be a mechanical expansion valve that maintains the pre-valve pressure at a predetermined value using a diaphragm or the like.
The electronic expansion valve can be fully closed if necessary, so that the flow of the refrigerant in the refrigerant line 16 can be prevented.
[0031]
The three-way valve 15 is a refrigerant flow direction switching unit installed at an appropriate position in the refrigerant pipe 16. The three-way valve 15 has a function of selectively switching the flow direction of the refrigerant according to the operation mode of the air conditioning operation by operating the valve. In the illustrated refrigerant circuit, by operating the three-way valve 15, the cooling operation mode (see FIG. 2) in which the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 11 flows to the external heat exchanger 13, and the second heat medium- The selection switching between the heating operation mode (see FIG. 3) flowing to the refrigerant heat exchanger 43 is performed.
As for the three-way valve 15, among the three connection ports, those shown in black in the figure are closed, and it is also possible to use a combination of an on-off valve instead of the three-way valve.
[0032]
The air conditioning unit 30 is a so-called HVAC (Heating, Ventilation, and Air-Conditioning) unit. The air conditioning unit 30 includes a blower fan 31, an in-vehicle heat exchanger 12, a coolant heat exchanger 42, an air mix damper 32, and various dampers (not shown) in a casing having inlets for inside air and outside air and various outlets. An internal / external air switching damper and each blowout damper) are provided.
In the air-conditioning unit 30 configured as described above, the introduced air (inside air or outside air) to be air-conditioned flows through the blower fan 31 and the in-vehicle heat exchanger 12, and further, according to the opening degree of the air mix damper 32. It flows through the coolant heat exchanger 42. In this process, the introduced air exchanges heat with the refrigerant supplied to the in-vehicle heat exchanger 12 and the coolant supplied to the coolant heat exchanger 42 to become conditioned air, and is blown into the vehicle cabin from the outlet in the set blowing mode. It will be.
[0033]
Hereinafter, the operation of each air-conditioning operation mode of the vehicle air conditioner including the refrigerant circuit 10 having the above-described configuration will be described together with the flow of the refrigerant.
This vehicle air conditioner is provided with at least a cooling operation mode and a heating operation mode.
[0034]
In the cooling operation mode, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 11 is first guided to the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41 as shown in the flowchart of FIG. 1 and the refrigerant circuit configuration diagram of FIG. . At this time, in order to prevent the introduced air flowing in the air conditioning unit 30 from passing through the coolant heat exchanger 42 and being heated, the air mix damper 32 is set to the fully closed position where the maximum cooling capacity is exhibited. In addition, by performing the opening adjustment of the air mix damper 32, a part or all of the introduced air is heated by passing through the coolant heat exchanger 42, so that the temperature adjustment of the conditioned air and the dehumidifying heating can be performed.
[0035]
The high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has passed through the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41 radiates heat to the coolant side having a lower temperature than the normal refrigerant side, and its temperature decreases. Led to. At this time, the refrigerant is CO 2 having a high temperature gradient. ₂ In this case, the temperature of the coolant is about 120 ° C., which is higher than the temperature of a general coolant (about 80 ° C.). Therefore, supplying this gas refrigerant directly to the heat exchanger in the air conditioning unit 30 sets the heat-resistant temperature to be considerably high. There is a need.
However, when the coolant is heated by this gas refrigerant, the temperature of the coolant is raised, but the temperature does not rise as high as when the coolant is directly supplied. Therefore, it is not necessary to largely change the heat-resistant temperature of the air conditioning unit 30. In the three-way valve 15 in the figure, the connection port shown in black is closed.
The high-temperature and high-pressure gas refrigerant flowing into the outside heat exchanger 13 further radiates heat by exchanging heat with the outside air to become a high-pressure refrigerant. That is, the external heat exchanger 13 in this case functions as a radiator.
[0036]
The refrigerant radiated by the external heat exchanger 13 is reduced in pressure by passing through the first electronic expansion valve 14A, and becomes a low-pressure liquid refrigerant. The liquid refrigerant flows into the in-vehicle heat exchanger 12, exchanges heat with the introduced air, absorbs heat from the introduced air, and cools. As a result, the liquid refrigerant is vaporized to become a low-temperature and low-pressure gas refrigerant, and the cooled introduced air is cooled and becomes cold air. That is, the in-vehicle heat exchanger 12 in this case functions as an evaporator.
[0037]
The low-temperature and low-pressure gas refrigerant vaporized in the in-vehicle heat exchanger 12 is guided to an accumulator 18 through a refrigerant pipe 16, where gas-liquid separation is performed. Then, the low-temperature and low-pressure gas refrigerant from which the liquid component has been separated and removed is sucked into the compressor 11, and circulates along the same route.
In this manner, the refrigerant in the cooling operation mode is supplied with the compressor 11, the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41 functioning as two radiators arranged in series, and the external heat exchanger 13 by setting the three-way valve 15. The first electronic expansion valve 14A, the in-vehicle heat exchanger 12 functioning as an evaporator, and the accumulator 18 flow in this order, and are circulated through the refrigerant pipe 16 in the order of being sucked into the compressor 11 again.
[0038]
In the heating operation mode, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 11 firstly functions as a radiator as in the cooling operation mode, as shown in the flowchart of FIG. 1 and the refrigerant circuit configuration diagram of FIG. 1 Heat medium-refrigerant is guided to the heat exchanger 41. At this time, the air mix damper 32 is set to the fully open position so that the introduced air flowing in the air conditioning unit 30 passes through the coolant heat exchanger 42 and is heated.
In this operation mode, the setting of the three-way valve 15 changes, and the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has passed through the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41 radiates heat to the coolant, and is then guided to the refrigerant branch pipe 16A. This refrigerant passes through the second electronic expansion valve 14B and is decompressed, then absorbs heat from the coolant in the second heat medium-refrigerant heat exchanger 43 and vaporizes.
The gas refrigerant thus vaporized is guided to the accumulator 18 to separate gas and liquid, and then only the gas refrigerant is sucked into the compressor 11 again.
[0039]
That is, in the refrigerant circuit 10 in the heating operation mode in which the refrigerant flows through the refrigerant branch pipe 16A by the operation of the three-way valve 15, the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41 functions as a radiator, and the second heat medium-refrigerant. The refrigeration cycle is configured by the heat exchanger 43 functioning as an evaporator.
[0040]
As a result, the coolant rises in temperature by absorbing heat from the refrigerant in the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41, so that a higher temperature coolant is supplied to the coolant heat exchanger 42. Incidentally, when the coolant is engine cooling water, hot water of about 80 ° C. is usually supplied. On the other hand, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant supplied from the compressor 11 depends on the type of the refrigerant. Attention has been paid to carbon dioxide (CO ₂ In the case of ()), the temperature becomes as high as about 120 ° C. For this reason, the introduced air flowing in the air conditioning unit 30 is heated by passing through the coolant heat exchanger 42 through which the higher-temperature coolant flows, and becomes higher-temperature hot air, so that the desired air can be blown into the vehicle interior from the desired outlet. It is blown out to.
[0041]
That is, the maximum value of the heating capacity in the air conditioner can be increased, and the heat resistant temperature in the air conditioning unit 30 can be set lower than in the case where the high-temperature and high-pressure gas refrigerant is directly introduced from the compressor 11. . Also, since there are only two heat exchangers in the air conditioning unit 30, the pressure loss when the introduced air passes is smaller than in the conventional structure in which three heat exchangers are arranged in series. In addition, the size of the air conditioning unit can be reduced. .
[0042]
In this way, the refrigerant in the heating operation mode is supplied to the compressor 11, the first heat medium-refrigerant heat exchanger (radiator) 41, the second electronic expansion valve 14B, and the second heat medium-refrigerant according to the setting of the three-way valve 15. The refrigerant flows in the order of the heat exchanger (evaporator) 43 and the accumulator 18, and is circulated through the refrigerant pipe 16 and the refrigerant branch pipe 16 A in the order of being sucked again by the compressor 11.
[0043]
<Second embodiment>
FIG. 4 is a flowchart showing a refrigerant flow in a refrigerant circuit (refrigeration cycle) constituting the vehicle air conditioner of the present embodiment. FIGS. 5 and 6 are configuration diagrams showing a refrigerant circuit of the vehicle air conditioner. FIG. 6 shows the flow of the refrigerant in the cooling operation mode, and FIG. 6 shows the flow of the refrigerant in the heating operation mode.
4 to 6, the same components as those in the above-described first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0044]
Now, the refrigerant circuit 10A of this embodiment includes an internal heat exchanger 22 that is not provided in the above-described first embodiment. The internal heat exchanger 22 exchanges heat between the gas refrigerant sucked into the compressor 11 and the refrigerant flowing through the refrigerant pipe 16 connecting between the external heat exchanger 13 and the first electronic expansion valve 14A. It is configured to do so.
The other configuration of the refrigerant circuit 10A is the same as that of the above-described first embodiment (FIGS. 2 and 3).
[0045]
When the internal heat exchanger 22 is provided in this manner, a function described below with reference to FIGS. 4 and 5 is exerted in the cooling operation mode.
In the cooling operation mode, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 11 is first guided to the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41. At this time, in order to prevent the introduced air flowing in the air conditioning unit 30 from passing through the coolant heat exchanger 42 and being heated, the air mix damper 32 is set to the fully closed position where the maximum cooling capacity is exhibited.
Note that by adjusting the opening degree of the air mix damper 32, a part of the introduced air passes through the coolant heat exchanger 42 and is heated, so that the temperature of the conditioned air can be adjusted.
[0046]
The high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has radiated heat through the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41 is guided to the external heat exchanger 13 by setting the three-way valve 15. In the three-way valve 15 in the figure, the connection port shown in black is closed.
The high-temperature and high-pressure gas refrigerant flowing into the external heat exchanger 13 radiates heat again by heat exchange with the outside air and becomes a high-pressure refrigerant. That is, the external heat exchanger 13 in this case functions as a radiator.
[0047]
The refrigerant that has radiated heat in the external heat exchanger 13 has a relatively high temperature, is guided to the internal heat exchanger 22, is vaporized in the vehicle internal heat exchanger 12, which will be described later, and exchanges heat with the gas refrigerant separated in gas and liquid by the accumulator 18. . In this heat exchange, the high-temperature refrigerant dissipates heat to raise the temperature of the low-temperature low-pressure gas refrigerant sucked into the compressor 11.
The refrigerant whose temperature has decreased by passing through the internal heat exchanger 22 is decompressed by passing through the first electronic expansion valve 14A, and becomes a low-temperature and low-pressure liquid refrigerant. The liquid refrigerant flows into the in-vehicle heat exchanger 12, exchanges heat with the introduced air, absorbs heat from the introduced air, and cools. As a result, the liquid refrigerant is vaporized to become a low-temperature and low-pressure gas refrigerant, and the cooled introduced air is cooled and becomes cold air. That is, the in-vehicle heat exchanger 12 in this case functions as an evaporator.
[0048]
The low-temperature and low-pressure gas refrigerant vaporized in the in-vehicle heat exchanger 12 is guided to an accumulator 18 through a refrigerant pipe 16, where gas-liquid separation is performed. Then, the low-temperature low-pressure gas refrigerant from which the liquid component has been separated and removed is heated when passing through the internal heat exchanger 22, while the high-pressure refrigerant is cooled, and the inlet refrigerant enthalpy of the in-vehicle heat exchanger 12 is reduced. This increases the enthalpy difference in the in-vehicle heat exchanger 12, overcomes a decrease in the amount of circulating refrigerant due to a decrease in the refrigerant density due to a rise in the temperature of the refrigerant drawn into the compressor, and improves the cooling capacity. The gas refrigerant sucked and compressed by the compressor 11 circulates through the refrigerant circuit 10A following the same route.
[0049]
In this manner, the refrigerant in the cooling operation mode is supplied to the compressor 11, the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41, the external heat exchanger 13, the internal heat exchanger 22, the first electronic expansion valve by setting the three-way valve 15. The refrigerant flows through the refrigerant pipe 16 in the order of 14A, the in-vehicle heat exchanger 12, the accumulator 18, and the internal heat exchanger 22 while repeating the state change and being sucked into the compressor 11 again.
Therefore, by additionally providing the internal heat exchanger 22 which is not provided in the above-described first embodiment, the enthalpy difference in the in-vehicle heat exchanger 12 during the cooling operation mode is increased, and the temperature of the refrigerant drawn into the compressor is increased. As a result, it is possible to overcome the decrease in the amount of circulating refrigerant due to the decrease in the refrigerant density, and to improve the cooling capacity.
[0050]
Now, in the refrigerant circuit 10A of the present embodiment, the air-conditioning operation other than the cooling operation mode described above, that is, the heating operation mode is substantially the same as that of the first embodiment described above. It is shown in FIG. 6 and its detailed description is omitted.
Since only the gas refrigerant before being sucked into the compressor 11 flows through the internal heat exchanger 22 in the heating operation mode, the effect of increasing the enthalpy difference in the in-vehicle heat exchanger 12 due to heat release cannot be substantially expected. .
[0051]
<Third embodiment>
FIG. 7 is a flowchart showing the flow of the refrigerant in a refrigerant circuit (refrigeration cycle) constituting the vehicle air conditioner of the present embodiment. FIGS. 8 to 10 are configuration diagrams showing the refrigerant circuit of the vehicle air conditioner. 9 shows the flow of the refrigerant in the normal cooling operation mode, FIG. 9 shows the flow of the refrigerant in the cooling operation mode when the heat medium temperature is abnormal, and FIG. 10 shows the flow of the refrigerant in the heating operation mode.
8 to 10, the same components as those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and the detailed description thereof will be omitted.
[0052]
In FIG. 9, the refrigerant circuit 10 B of this embodiment includes a first refrigerant bypass channel 23 and an electromagnetic valve 24 as a configuration not included in the above-described first and second embodiments. The first refrigerant bypass channel 23 is provided from the refrigerant pipe 16 that connects the compressor 11 and the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41, and more specifically, downstream of the compressor 11. Branched from the refrigerant pipe 16 connecting the oil separator 17 and the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41, and connected to the refrigerant pipe 16 connecting the three-way valve 15 and the heat exchanger 13 outside the vehicle. An electromagnetic valve 24 is provided on the way as an on-off valve.
[0053]
That is, in the refrigerant circuit 10 B of this embodiment, by opening and closing the electromagnetic valve 24, the refrigerant is bypassed from the compressor 11 to the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41 and the three-way valve 15 to the outside heat exchanger 13. It is possible to selectively form a coolant flow path to flow.
The other configuration of the refrigerant circuit 10B is the same as that of the above-described first embodiment (FIGS. 2 and 3).
[0054]
When the first refrigerant bypass passage 23 and the solenoid valve 24 are provided in this manner, the operation described below with reference to FIGS. 7 to 9 can be performed in the cooling operation mode.
Now, in the refrigerant circuit 10B, by opening and closing the solenoid valve 24, either one of the two cooling operation modes can be selected.
[0055]
One of the cooling operation modes is a normal cooling operation mode in which the flow of the refrigerant is shown in FIG. 8, and the solenoid valve 24 is closed. Therefore, the circuit configuration and the flow of the refrigerant are substantially the same as those of the first embodiment in which the first refrigerant bypass channel 23 and the electromagnetic valve 24 are not provided (see FIG. 2). The detailed description will be omitted.
Also in the heating operation mode shown in FIG. 10, since the electromagnetic valve 24 is closed, the first embodiment in which the first refrigerant bypass channel 23 and the electromagnetic valve 24 are not provided (see FIG. 3). Means substantially the same circuit configuration and refrigerant flow. Therefore, only the drawings are shown here in the same manner as the normal cooling operation mode described above, and the detailed description thereof is omitted.
[0056]
By the way, the configuration of the refrigerant circuit 10B shown in the present embodiment is characterized in that the cooling operation mode when the heat medium temperature is abnormal can be selected and executed.
Here, when the temperature of the heat medium is abnormal, the temperature of the coolant (heat medium) supplied from the drive device cooling system 40 to the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41 during the cooling operation is:
(1) When the temperature becomes higher than a predetermined value,
(2) When the temperature becomes higher than the high-temperature high-pressure gas refrigerant temperature discharged from the compressor 11,
(3) When the temperature is higher than the high-temperature high-pressure gas refrigerant temperature discharged from the compressor 11 and the temperature difference is equal to or more than a predetermined value,
(4) When the temperature is lower than the high-temperature and high-pressure gas refrigerant temperature discharged from the compressor 11 and the temperature difference becomes equal to or less than a predetermined value,
It is.
[0057]
When the temperature of the heat medium is abnormal, the solenoid valve 24 is opened as shown in FIG. 9, and the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 11 passes through the first refrigerant bypass passage 23 and the heat exchanger 13 outside the vehicle. To be led directly to At this time, the three-way valve 15 is operated to shut off the refrigerant pipe 16 connecting the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41 and the external heat exchanger 13 and to completely close the second electronic expansion valve 14B. It is good to
The setting of the three-way valve 15 and the second electronic expansion valve 14B may be the same as in the normal cooling operation mode. In this case, the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41 and the second heat medium-refrigerant heat exchanger Since the pressure loss of the refrigerant flow path at 43 is large, the refrigerant mainly flows to the first refrigerant bypass flow path 23 having a relatively small pressure loss.
[0058]
In this manner, when the cooling operation mode is performed when the temperature of the heat medium is abnormal, the refrigerant flows by bypassing the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41, so that heat is not released from the high-temperature and high-pressure gas refrigerant to the coolant. . Therefore, it is possible to prevent the temperature of the coolant from further increasing, so that the operation of the vehicle drive device can be ensured.
[0059]
In this manner, the refrigerant in the cooling operation mode when the heat medium temperature is abnormal is set by the solenoid valve 24 and the three-way valve 15 so that the compressor 11, the external heat exchanger 13, the first electronic expansion valve 14A, the internal heat exchanger 12 , And then circulates through the refrigerant pipe 16 in the order of being sucked by the compressor 11 again.
[0060]
<Fourth embodiment>
FIG. 11 is a flowchart showing a refrigerant flow in a refrigerant circuit (refrigeration cycle) constituting the vehicle air conditioner of the present embodiment. FIGS. 12 to 14 are configuration diagrams showing a refrigerant circuit of the vehicle air conditioner. 13 shows the flow of the refrigerant in the normal cooling operation mode, FIG. 13 shows the flow of the refrigerant in the cooling operation mode when the heat medium temperature is abnormal, and FIG. 14 shows the flow of the refrigerant in the heating operation mode.
11 to 14, the same components as those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0061]
Now, the refrigerant circuit 10C of this embodiment includes an internal heat exchanger 22 that is not provided in the third embodiment described above. As described in the above-described second embodiment, the internal heat exchanger 22 is a gas refrigerant that is sucked into the compressor 11 and a refrigerant that connects between the external heat exchanger 13 and the first electronic expansion valve 14A. It is configured to exchange heat with the refrigerant flowing through the pipe 16.
The other configuration of the refrigerant circuit 10A is the same as that of the above-described third embodiment (FIGS. 8 to 10).
[0062]
When the internal heat exchanger 22 is provided in this manner, a function described below with reference to FIGS. 11 and 13 is exerted in the cooling operation mode when the heat medium temperature is abnormal. In this cooling operation mode, the electromagnetic valve 24 is opened, and the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 11 is guided to the external heat exchanger 13 by bypassing the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41.
The high-temperature and high-pressure gas refrigerant flowing into the outside heat exchanger 13 radiates heat again by heat exchange with the outside air, and radiates heat to become a high-pressure refrigerant. That is, the external heat exchanger 13 in this case functions as a radiator.
[0063]
The refrigerant radiated by the external heat exchanger 13 is a relatively high-temperature, high-pressure refrigerant. The refrigerant is guided to the internal heat exchanger 22, vaporized by the internal heat exchanger 12 described later, passes through the accumulator 18, It exchanges heat with the gas refrigerant separated. In this heat exchange, the high-temperature refrigerant dissipates heat to raise the temperature of the low-temperature low-pressure gas refrigerant sucked into the compressor 11.
The refrigerant whose temperature has decreased by passing through the internal heat exchanger 22 is decompressed by passing through the first electronic expansion valve 14A, and becomes a low-temperature and low-pressure liquid refrigerant. The liquid refrigerant flows into the in-vehicle heat exchanger 12, exchanges heat with the introduced air, absorbs heat from the introduced air, and cools. As a result, the liquid refrigerant is vaporized to become a low-temperature and low-pressure gas refrigerant, and the cooled introduced air is cooled and becomes cold air. That is, the in-vehicle heat exchanger 12 in this case functions as an evaporator.
[0064]
The low-temperature and low-pressure gas refrigerant vaporized in the in-vehicle heat exchanger 12 is guided to an accumulator 18 through a refrigerant pipe 16, where gas-liquid separation is performed. Then, the low-temperature low-pressure gas refrigerant from which the liquid component has been separated and removed is heated when passing through the internal heat exchanger 22, while the high-pressure refrigerant is cooled, and the inlet refrigerant enthalpy of the in-vehicle heat exchanger 12 is reduced. This increases the enthalpy difference in the in-vehicle heat exchanger 12, overcomes a decrease in the amount of circulating refrigerant due to a decrease in the refrigerant density due to a rise in the temperature of the refrigerant drawn into the compressor, and improves the cooling capacity. The gas refrigerant sucked and compressed by the compressor 11 circulates through the refrigerant circuit 10A following the same route.
[0065]
In this manner, the refrigerant in the cooling operation mode when the temperature of the heat medium is abnormal is controlled by the setting of the solenoid valve 24 and the three-way valve 15, the compressor 11, the external heat exchanger 13, the internal heat exchanger 22, the first electronic expansion valve. The refrigerant flows through the refrigerant pipe 16 in the order of 14A, the in-vehicle heat exchanger 12, the accumulator 18, and the internal heat exchanger 22 while repeating the state change and being sucked into the compressor 11 again. Therefore, by additionally providing the internal heat exchanger 22 that is not provided in the third embodiment described above, the enthalpy difference in the in-vehicle heat exchanger 12 in the cooling operation mode is increased, and the temperature of the refrigerant drawn into the compressor is increased. As a result, it is possible to overcome the decrease in the amount of circulating refrigerant due to the decrease in the refrigerant density, and to improve the cooling capacity.
The conditions for switching from the normal cooling operation mode to the cooling operation mode when the heat medium temperature is abnormal are the same as in the above-described third embodiment.
[0066]
In the refrigerant circuit 10C of the present embodiment, in the air conditioning operation other than the cooling operation mode when the heat medium temperature is abnormal, that is, in the cooling operation mode and the heating operation mode in the normal state, the refrigerant circuit is substantially the same as the third embodiment. The flow of the refrigerant is shown in FIGS. 12 and 14 and the detailed description is omitted.
[0067]
<Fifth embodiment>
FIG. 15 is a flowchart showing the flow of the refrigerant in the refrigerant circuit (refrigeration cycle) constituting the vehicle air conditioner of this embodiment. FIG. 16 is the flow of the refrigerant in the cooling operation mode, and FIG. 17 is the flow of the refrigerant in the heating operation mode. Is shown.
The refrigerant circuit 10D of this embodiment is different from the above-described first embodiment in the installation position of the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41. That is, in this embodiment, the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41 is provided in the refrigerant branch pipe 16A connecting between the three-way valve 15 and the second electronic expansion valve 14B.
The other configuration is the same as that of the first embodiment.
[0068]
With such a refrigerant circuit 10D, in the cooling operation mode in FIG. 16, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 11 passes through the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41 by setting the three-way valve 15. It is guided to the heat exchanger 13 outside a vehicle without.
Therefore, the coolant circulating through the coolant heat exchanger 42 does not radiate heat from the gas refrigerant having a higher temperature than the coolant to increase the temperature. Temperature rise is suppressed. As a result, the amount of heat radiation from the coolant heat exchanger 42 is suppressed, so that the temperature rise due to the heating of the conditioned air that has passed through the in-vehicle heat exchanger 12 and becomes cool air can be minimized to increase the cooling efficiency. it can. That is, the temperature of the conditioned air that has passed through the in-vehicle heat exchanger 12 and becomes cold air is increased by the heat from the coolant heat exchanger 42 serving as a heat radiation source even when the air mix damper 42 is fully closed. By suppressing the temperature rise, the cooling efficiency is improved.
[0069]
In this manner, the refrigerant in the cooling operation mode flows in the order of the compressor 11, the external heat exchanger 13, the first electronic expansion valve 14A, the internal heat exchanger 12, and the accumulator 18 according to the setting of the three-way valve 15, and again the compressor 11 The refrigerant circulates through the refrigerant pipe 16 in the order of being sucked.
[0070]
Further, in the heating operation mode, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 11 passes through the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41 by changing the setting of the three-way valve 15. In this case, the passage order of the three-way valve 15 and the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41 is reversed, but the refrigerant circulates in substantially the same order as in the first embodiment. Therefore, only the refrigerant circuit configuration and the flow of the refrigerant are shown in FIG. 17 here, and the detailed description thereof will be omitted.
[0071]
<Sixth embodiment>
FIG. 18 is a flowchart showing the flow of the refrigerant in the refrigerant circuit (refrigeration cycle) constituting the vehicle air conditioner of the present embodiment, FIG. 19 is the flow of the refrigerant in the cooling operation mode, and FIG. 20 is the flow of the refrigerant in the heating operation mode. Is shown.
The refrigerant circuit 10E of this embodiment is obtained by adding an internal heat exchanger 22 similar to that described in the second embodiment to the fifth embodiment. The other configuration is the same as that of the above-described fifth embodiment.
[0072]
With such a refrigerant circuit 10E, in the cooling operation mode in FIG. 19, the enthalpy difference in the in-vehicle heat exchanger 12 increases due to the operation of the internal heat exchanger 22, and the refrigerant density decreases due to an increase in the temperature of the refrigerant sucked into the compressor. Thus, it is possible to overcome the decrease in the amount of circulating refrigerant and improve the cooling capacity.
In the heating operation mode, the operation of the internal heat exchanger 22 cannot be expected, and the substantial flow of the refrigerant is the same as in the first and fifth embodiments described above. 20 shows only the circuit configuration and the flow of the refrigerant, and a detailed description thereof is omitted.
[0073]
<Seventh embodiment>
FIG. 21 is a flowchart showing the flow of the refrigerant in the refrigerant circuit (refrigeration cycle) constituting the vehicle air conditioner of this embodiment, FIG. 22 is the flow of the refrigerant in the cooling operation mode, and FIG. 23 is the flow of the refrigerant in the heating operation mode. FIG. 24 shows the flow of the refrigerant in the hot keeping operation mode.
[0074]
Now, in the refrigerant circuit 10F of this embodiment, the installation position of the second heat medium-refrigerant heat exchanger 42 is different from that of the above-described first embodiment.
The refrigerant circuit 10F branches from a refrigerant pipe 16 connecting the heat exchanger 13 outside the vehicle and the heat exchanger 12 inside the vehicle to a refrigerant pipe 16 connecting the heat exchanger 12 inside the vehicle and the compressor 11 to each other. A second refrigerant bypass channel 25 connected via a valve (second refrigerant flow direction switching means) 15A is provided. The second heat medium-refrigerant heat exchanger 43 is installed in the above-described second refrigerant bypass channel 25.
[0075]
In addition, a check valve is provided in the refrigerant pipe 16 connecting the outside heat exchanger 13 and the inside heat exchanger 12 to the inside heat exchanger 13 side from the branch point of the second refrigerant bypass flow path 25 described above. 26 are provided. The check valve 26 has a function of allowing a flow in the direction from the external heat exchanger 13 to the internal heat exchanger 12 and preventing a flow in the opposite direction.
Note that the configuration of the other refrigerant circuits is the same as that of the above-described first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted here.
[0076]
In the refrigerant circuit 10F having such a configuration, the functions described below will be exhibited in the cooling operation mode based on FIGS. 21 and 22. In this cooling operation mode, after the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 11 passes through the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41 and radiates heat from the gas refrigerant to the coolant, heat exchange outside the vehicle is performed by setting the three-way valve 15. To the vessel 13.
The high-temperature and high-pressure gas refrigerant flowing into the exterior heat exchanger 13 further radiates heat by heat exchange with the outside air to become a high-pressure refrigerant. That is, the external heat exchanger 13 in this case functions as a radiator.
[0077]
After passing through the check valve 26, the refrigerant that has radiated heat in the external heat exchanger 13 is further reduced in pressure by passing through the first electronic expansion valve 14A to become a low-pressure liquid refrigerant. The liquid refrigerant flows into the in-vehicle heat exchanger 12, exchanges heat with the introduced air, absorbs heat from the introduced air, and cools. As a result, the liquid refrigerant is vaporized to become a low-temperature and low-pressure gas refrigerant, and the cooled introduced air is cooled and becomes cold air. That is, the in-vehicle heat exchanger 12 in this case functions as an evaporator.
[0078]
The low-temperature and low-pressure gas refrigerant vaporized in the in-vehicle heat exchanger 12 is guided to the three-way valve 15A through the refrigerant pipe 16. By setting the three-way valve 15A, the three-way valve 15A is guided to the accumulator 18 without passing through the second refrigerant bypass passage 25 provided with the second heat medium-refrigerant heat exchanger 43, where gas-liquid separation is performed. Done. Then, only the low-temperature and low-pressure gas refrigerant from which the liquid component has been separated and removed is sucked into the compressor 11 and circulates along the same route.
In this way, the refrigerant in the cooling operation mode is supplied to the compressor 11, the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41, the heat exchanger outside the vehicle 13, the first electronic expansion valve 14A, and the two three-way valves 15 and 15A. The refrigerant flows in the order of the in-vehicle heat exchanger 12 and the accumulator 18 and circulates through the refrigerant pipe 16 in the order of being sucked by the compressor 11 again.
[0079]
In the heating operation mode, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 11 is initially the first heat medium-refrigerant heat as in the cooling operation mode, as shown in the flowchart of FIG. 21 and the refrigerant circuit configuration diagram of FIG. It is led to the exchanger 41. At this time, the air mix damper 32 is set to the fully open position so that the introduced air flowing in the air conditioning unit 30 passes through the coolant heat exchanger 42 and is heated.
In this operation mode, the setting of the three-way valve 15 changes, and the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has passed through the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41 radiates heat to the coolant, and is then guided to the refrigerant branch pipe 16A. This refrigerant passes through the refrigerant branch pipe 16A and the refrigerant pipe 16 and is guided to the in-vehicle heat exchanger 12, where it radiates heat to heat the introduced air. Therefore, the in-vehicle heat exchanger 12 in this case functions as a radiator.
[0080]
As a result, the introduced air rises in temperature upon receiving the first heating, and flows toward the coolant heat exchanger 42. On the other hand, the refrigerant radiates heat in the in-vehicle heat exchanger 12 to become a high-pressure refrigerant, and is reduced in pressure when passing through the first electronic expansion valve 14A to become a low-pressure liquid refrigerant.
The liquid refrigerant is guided to the second refrigerant bypass channel 25 and passes through the second heat medium-refrigerant heat exchanger 43 due to the setting of the three-way valve 15A and the presence of the check valve 26. When passing through the second heat medium-refrigerant heat exchanger 43 in this manner, heat is exchanged with the coolant in which the introduced air is heated by the coolant heat exchanger 42 and heat is absorbed, so that the liquid refrigerant is vaporized to become a gas refrigerant. Then, after the gas refrigerant is led to the accumulator 18 and gas-liquid separation is performed, only the gas refrigerant is sucked into the compressor 11 again.
[0081]
That is, in the air-conditioning unit 30, since the introduced air is heated in two stages by the two heat exchangers of the in-vehicle heat exchanger 12 and the coolant heat exchanger 42 arranged in series, The pressure loss of the air can be kept small, and a large heating capacity can be obtained.
Further, in the refrigerant circuit 10F, unlike the above-described first embodiment, it is possible to cope with the cooling operation mode and the heating operation mode with one throttle mechanism, specifically, only one electronic expansion valve 14A. become.
[0082]
In this way, the refrigerant in the heating operation mode is supplied with the compressor 11, the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41, the in-vehicle heat exchanger 12, the first electronic expansion valve 14A, and the two three-way valves 15 and 15A. The refrigerant flows in the order of the second heat medium-refrigerant heat exchanger 43 and the accumulator 18, and circulates through the refrigerant pipe 16 and the refrigerant branch pipe 16 A in the order of being sucked again by the compressor 11.
[0083]
Further, in the refrigerant circuit 10F of this embodiment, a hot-keep operation mode to be performed at the beginning of the heating operation start can be performed. In this operation mode, as shown in the flowchart of FIG. 21 and the refrigerant circuit configuration diagram of FIG. 24, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 11 first passed through the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41. Thereafter, the refrigerant is guided to the refrigerant branch pipe 16A by the setting of the three-way valve 15, and further guided to the accumulator 18 via the refrigerant pipe 16 and the three-way valve 15A. As a result, the gas refrigerant bypasses the in-vehicle heat exchanger 12, the electronic expansion valve 14A, and the second heat medium-refrigerant heat exchanger 43, is sucked again by the compressor 11, and circulates in the refrigerant circuit.
[0084]
In such a hot-keep operation mode, the gas refrigerant compressed by the compressor 11 circulates through the refrigerant circuit by only releasing relatively small heat in the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41. For this reason, the gas refrigerant having a relatively small temperature drop passes through the accumulator 18, and the gas refrigerant having a relatively small pressure drop is sucked into the compressor 11 again.
[0085]
Therefore, the substantial refrigerant circulation amount also increases, and the heat exchange capacity improves in a short time. In other words, since the work amount of heat exchange also increases by an amount corresponding to the substantial increase in the amount of circulating refrigerant, if the hot-keeping operation mode is performed for an appropriate time and then the normal heating operation mode is switched to the above-described one, the short-time operation becomes shorter. It becomes possible to perform a heating operation in which a sufficient heating capacity can be obtained in time. That is, the rise time during the heating operation can be shortened.
[0086]
<Eighth embodiment>
FIG. 25 is a flowchart showing the flow of the refrigerant in a refrigerant circuit (refrigeration cycle) constituting the vehicle air conditioner of the present embodiment. FIG. 26 is a configuration diagram showing the refrigerant circuit of the vehicle air conditioner, showing the refrigerant in the cooling operation mode. It shows the flow. 25 and 26, the same components as those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0087]
The refrigerant circuit 10G of this embodiment includes an internal heat exchanger 22 that is not provided in the seventh embodiment. The internal heat exchanger 22 is the same as that of the second embodiment described above, and connects the gas refrigerant sucked into the compressor 11 with the heat exchanger 13 outside the vehicle and the first electronic expansion valve 14A. The heat exchange is performed with the refrigerant flowing through the refrigerant pipe 16. The other configuration of the refrigerant circuit 10G is the same as that of the above-described seventh embodiment (FIG. 22).
[0088]
When the internal heat exchanger 22 is provided in this manner, in the cooling operation mode, the refrigerant circulates basically along the same path as in the above-described seventh embodiment.
Then, the low-temperature low-pressure gas refrigerant from which the liquid component has been separated and removed is heated when passing through the internal heat exchanger 22, while the high-pressure refrigerant is cooled, and the inlet refrigerant enthalpy of the in-vehicle heat exchanger 12 is reduced. This increases the enthalpy difference in the in-vehicle heat exchanger 12, overcomes a decrease in the amount of circulating refrigerant due to a decrease in the refrigerant density due to a rise in the temperature of the refrigerant drawn into the compressor, and improves the cooling capacity.
[0089]
In this manner, the refrigerant in the cooling operation mode is supplied to the compressor 11, the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41, the external heat exchanger 13, the internal heat exchanger 22, by the setting of the two three-way valves 15, 15A. The first electronic expansion valve 14A, the in-vehicle heat exchanger 12, the accumulator 18, and the internal heat exchanger 22 flow while repeating the state change, and are circulated through the refrigerant pipe 16 and the refrigerant branch pipe 16A in the order of being sucked again by the compressor 11. I do. Therefore, by additionally providing the internal heat exchanger 22 that is not provided in the above-described seventh embodiment, it is possible to increase the enthalpy difference in the in-vehicle heat exchanger 12 in the cooling operation mode and improve the cooling capacity. it can.
[0090]
Note that, in the heating operation mode and the hot keeping operation mode in this embodiment, unlike the cooling operation mode described above, a special operation and effect cannot be obtained due to the presence of the internal heat exchanger 22. Description is omitted.
[0091]
<Ninth embodiment>
FIG. 27 is a flowchart showing the flow of refrigerant in a refrigerant circuit (refrigeration cycle) constituting the vehicle air conditioner of the present embodiment. FIG. 28 is a configuration diagram showing the refrigerant circuit of the vehicle air conditioner, in which the temperature of the heat medium is abnormal. The flow of the refrigerant in the cooling operation mode at the time is shown.
27 and 28, the same components as those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0092]
Now, the refrigerant circuit 10H of this embodiment includes the first refrigerant bypass channel 23 and the solenoid valve 24 described in the second embodiment as a configuration that is not included in the eighth and ninth embodiments described above. I have. The first refrigerant bypass channel 23 is provided from the refrigerant pipe 16 that connects the compressor 11 and the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41, and more specifically, downstream of the compressor 11. Branched from the refrigerant pipe 16 connecting the oil separator 17 and the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41, and connected to the refrigerant pipe 16 connecting the three-way valve 15 and the heat exchanger 13 outside the vehicle. An electromagnetic valve 24 is provided on the way as an on-off valve.
[0093]
That is, in the refrigerant circuit 10H of this embodiment, by opening and closing the solenoid valve 24, the refrigerant is bypassed from the compressor 11 to the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41 and the three-way valve 15 to the heat exchanger 13 outside the vehicle. The flow path of the flowing refrigerant can be selectively formed.
The other configuration of the refrigerant circuit 10H is the same as that of the above-described eighth embodiment (FIGS. 21 and 22).
[0094]
When the first refrigerant bypass channel 23 and the solenoid valve 24 are provided in this manner, one of two cooling operation modes can be selected by opening and closing the solenoid valve 24 in the cooling operation mode. Can be.
One of the cooling operation modes is a normal cooling operation mode in which the solenoid valve 24 is closed.
In the cooling operation mode, since the electromagnetic valve 24 is closed, the refrigerant circuit substantially without the first refrigerant bypass flow path 23 and the electromagnetic valve 24 (the cooling circuit of the eighth embodiment described with reference to FIG. 22). Since the operation mode is the same as that of the operation mode, illustration and detailed description of the flow of the refrigerant are omitted here. Further, the heating operation mode and the hot keeping operation mode are also substantially the same as the above-described eighth embodiment (FIGS. 23 and 24) since the electromagnetic valve 24 is closed, and therefore, the refrigerant is used here. The illustration of the flow and the detailed description thereof are omitted.
[0095]
The other cooling operation mode is a case where the electromagnetic valve 24 is opened, and is the cooling operation mode when the heat medium temperature described in the third embodiment is abnormal.
When the temperature of the heat medium is abnormal, as shown in FIG. 28, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 11 is directly guided to the external heat exchanger 13 through the first refrigerant bypass passage 23. To As a result, since the refrigerant flows by bypassing the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41, the amount of heat released from the high-temperature and high-pressure gas refrigerant to the coolant is reduced, and therefore, the coolant flowing through the coolant heat exchanger 42 is circulated. Can be prevented from becoming equal to or higher than the temperature of the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 11, so that the heat-resistant temperature of the air-conditioning unit 30 can be kept low.
[0096]
In this manner, the refrigerant in the cooling operation mode when the heat medium temperature is abnormal is set by the solenoid valve 24 and the three-way valve 15 so that the compressor 11, the external heat exchanger 13, the first electronic expansion valve 14A, the internal heat exchanger 12 , And then circulates through the refrigerant pipe 16 in the order of being sucked by the compressor 11 again.
[0097]
<Tenth embodiment>
FIG. 29 is a flowchart showing the flow of the refrigerant in a refrigerant circuit (refrigeration cycle) constituting the vehicle air conditioner of this embodiment. FIG. 30 is a configuration diagram showing the refrigerant circuit of the vehicle air conditioner, where the temperature of the heat medium is abnormal. The flow of the refrigerant in the cooling operation mode at the time is shown.
29 and 30, the same reference numerals are given to the same components as those in the above-described embodiments, and the detailed description thereof will be omitted.
[0098]
The refrigerant circuit 10I of this embodiment is the same as the ninth embodiment described above except that an internal heat exchanger 22 similar to that of the second embodiment is provided. In this configuration, the action of the internal heat exchanger 22 increases the enthalpy difference in the in-vehicle heat exchanger 12, overcomes a decrease in the amount of refrigerant circulated due to a decrease in the refrigerant density due to a decrease in the refrigerant density due to a rise in the temperature of the refrigerant drawn into the compressor, and increases the cooling capacity. Can be improved.
Note that, in the heating operation mode and the hot keeping operation mode in this embodiment, unlike the cooling operation mode when the heat medium temperature is abnormal, a special operation effect is obtained by the presence of the internal heat exchanger 22. The description is omitted here.
[0099]
<Eleventh embodiment>
FIG. 31 is a flowchart showing the flow of the refrigerant in a refrigerant circuit (refrigeration cycle) constituting the vehicle air conditioner of the present embodiment. FIG. 32 is a configuration diagram showing the refrigerant circuit of the vehicle air conditioner, showing the refrigerant in the heating operation mode. It shows the flow.
In FIGS. 31 and 32, the same components as those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0100]
In the refrigerant circuit 10J of this embodiment, the position of the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41 is different from the configuration of the seventh to tenth embodiments described above.
The first heat medium-refrigerant heat exchanger 41 in this case is used exclusively for the heating operation mode, and is connected to the refrigerant branch pipe 16A connecting the three-way valve 15 and the second electronic expansion valve 14B. Is provided.
[0101]
With the refrigerant circuit 10J having such a configuration, in the heating operation mode in FIG. 32, the refrigerant compressed by the compressor 11 passes through the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41 by setting the three-way valves 15 and 15A. To radiate heat to the coolant. The refrigerant is guided to the in-vehicle heat exchanger 12 through the refrigerant branch pipe 16 A and the refrigerant pipe 16, and exchanges heat with introduced air flowing in the air conditioning unit 30 to radiate (heat). Therefore, the in-vehicle heat exchanger 12 in this case functions as a radiator.
As a result, the gas refrigerant radiates heat to become a high-pressure refrigerant, and is depressurized by passing through the first electronic expansion valve 14A. On the other hand, the introduced air heated first by the refrigerant rises in temperature and flows to the coolant heat exchanger 42 on the downstream side. The introduced air passing through the coolant heat exchanger 42 is heated a second time by the coolant that has been heated by the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41, becomes high-temperature hot air, and blows out into the vehicle interior.
[0102]
The liquid refrigerant decompressed by the first electronic expansion valve 14A is guided to the second heat medium-refrigerant heat exchanger 43 and absorbs heat from the coolant, so that it is vaporized to become a low-pressure gas refrigerant. Therefore, the second heat medium-refrigerant heat exchanger 43 in this case functions as an evaporator in the refrigeration cycle. As the coolant that radiates heat to the refrigerant in the second heat medium-refrigerant heat exchanger 43, a coolant in which the introduced air is heated in the coolant heat exchanger 42 is used.
The low-temperature low-pressure gas refrigerant thus vaporized passes through the three-way valve 15A, is guided to the accumulator 18, and after being separated into gas and liquid, is sucked into the compressor 11 again and circulates in the same path.
[0103]
In this way, the refrigerant in the heating operation mode is supplied with the compressor 11, the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41, the in-vehicle heat exchanger 12, the first electronic expansion valve 14A, and the two three-way valves 15 and 15A. The refrigerant flows in the order of the second heat medium-refrigerant heat exchanger 43 and the accumulator 18, and circulates through the refrigerant pipe 16 and the refrigerant branch pipe 16 A in the order of being sucked again by the compressor 11.
[0104]
In addition, except that the refrigerant in the cooling operation mode and the hot keeping operation mode does not pass through the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41, the same route as in the above-described seventh embodiment (see FIGS. 22 and 24) is used. Therefore, illustration and detailed description thereof are omitted here. As described above, when the flow of the refrigerant that does not pass through the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41 becomes possible, it is possible to prevent an abnormal increase in the temperature of the vehicle drive device cooling medium.
[0105]
<Twelfth embodiment>
FIG. 33 is a flowchart showing the flow of the refrigerant in a refrigerant circuit (refrigeration cycle) constituting the vehicle air conditioner of the present embodiment. FIG. 34 is a configuration diagram showing the refrigerant circuit of the vehicle air conditioner, showing the refrigerant in the cooling operation mode. It shows the flow.
33 and 34, the same reference numerals are given to the same components as those in the above-described embodiments, and the detailed description thereof will be omitted.
[0106]
The refrigerant circuit 10K of this embodiment is obtained by providing the same internal heat exchanger 22 as that of the second embodiment in the eleventh embodiment described above. In this configuration, the action of the internal heat exchanger 22 increases the enthalpy difference in the in-vehicle heat exchanger 12, overcomes a decrease in the amount of refrigerant circulated due to a decrease in the refrigerant density due to a decrease in the refrigerant density due to a rise in the temperature of the refrigerant drawn into the compressor, and increases the cooling capacity. Can be improved.
Note that, in the heating operation mode and the hot keeping operation mode in this embodiment, unlike the cooling operation mode described above, a special operation and effect cannot be obtained due to the presence of the internal heat exchanger 22. Description is omitted.
[0107]
<Thirteenth embodiment>
FIG. 35 is a flowchart showing the flow of the refrigerant in the refrigerant circuit (refrigeration cycle) constituting the vehicle air conditioner of the present embodiment, FIG. 36 is the flow of the refrigerant in the cooling operation mode, and FIG. 37 is the flow of the refrigerant in the heating operation mode. It is.
[0108]
Now, in the refrigerant circuit 10L of this embodiment, the installation positions of the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41 and the second heat medium-refrigerant heat exchanger 43 are different from those of the above embodiments.
The first heat medium-refrigerant heat exchanger 41 is provided in the refrigerant pipe 16 connecting between the compressor 11 and the three-way valve (third refrigerant flow direction switching means) 15B.
The second heat medium-refrigerant heat exchanger 43 is branched by a three-way valve (fourth refrigerant flow switching means) 15C provided in a refrigerant pipe 16 connecting between the external heat exchanger 13 and the internal heat exchanger 12. The third refrigerant bypass flow path 27 is connected to the refrigerant pipe 16 connecting the heat exchanger 12 and the compressor 11.
[0109]
The three-way valve 15B has two connection ports connected to the refrigerant pipe 16 connecting the compressor 11 and the external heat exchanger 13, and the other connection port is connected to the fourth refrigerant bypass flow path 28. I have. The fourth refrigerant bypass flow path 28 is connected to the refrigerant pipe 16 that connects between the external heat exchanger 13 and the internal heat exchanger 12.
A check valve 26 and a fourth refrigerant bypass passage 28 are connected to the refrigerant pipe 16 connecting the outside heat exchanger 13 and the inside heat exchanger 12 in order from the outside heat exchanger 13 side. In this respect, there are a first electronic expansion valve 14A and a three-way valve (fourth refrigerant bypass flow switching means) 15C.
The check valve 26 has a function of allowing the flow of the refrigerant from the exterior heat exchanger 13 to the interior heat exchanger 12 and preventing the flow in the opposite direction.
[0110]
As a result, the fourth refrigerant bypass passage 28 becomes a refrigerant pipe configured to allow the refrigerant that has bypassed the external heat exchanger 13 and the check valve 26 to join the refrigerant circuit 16 by setting the three-way valve 15B. Also in the third refrigerant bypass flow path 27, selection of whether the refrigerant passes through the second heat medium-refrigerant heat exchanger 43 is switched by setting the three-way valve 15C.
The configuration of the other refrigerant circuits and the flow of the coolant supplied from the drive device cooling system 40 are substantially the same as those in the first embodiment except that the refrigerant branch pipe 16A is not provided. Here, the detailed description is omitted.
[0111]
Such a refrigerant circuit 10L exhibits the following function based on FIGS. 35 and 36 in the cooling operation mode. In this cooling operation mode, after the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 11 passes through the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41 and releases heat from the gas refrigerant to the coolant, heat exchange outside the vehicle is performed by setting the three-way valve 15B. To the vessel 13.
The high-temperature and high-pressure gas refrigerant flowing into the exterior heat exchanger 13 further radiates heat by heat exchange with the outside air to become a high-pressure refrigerant. That is, the external heat exchanger 13 in this case functions as a radiator.
[0112]
After passing through the check valve 26, the refrigerant that has radiated heat in the external heat exchanger 13 is further reduced in pressure by passing through the first electronic expansion valve 14A to become a low-pressure liquid refrigerant. This liquid refrigerant passes through the three-way valve 15C, flows into the in-vehicle heat exchanger 12, and exchanges heat with the introduced air to absorb heat from the introduced air and cool.
As a result, the liquid refrigerant is vaporized to become a low-temperature and low-pressure gas refrigerant, and the cooled introduced air is cooled and becomes cold air. That is, the in-vehicle heat exchanger 12 in this case functions as an evaporator.
[0113]
The low-temperature and low-pressure gas refrigerant vaporized in the in-vehicle heat exchanger 12 is guided to an accumulator 18 through a refrigerant pipe 16. At this time, the setting of the three-way valve 15C prevents the refrigerant from flowing through the second heat medium-refrigerant heat exchanger 43 and the third refrigerant bypass channel 27.
After the gas refrigerant guided to the accumulator 18 is separated into gas and liquid, the low-temperature and low-pressure gas refrigerant from which the liquid component has been separated and removed is sucked into the compressor 11, and circulates along the same route.
In this way, the refrigerant in the cooling operation mode is supplied to the compressor 11, the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41, the heat exchanger 13 outside the vehicle, the first electronic expansion valve 14A, by setting the two three-way valves 15B and 15C. The refrigerant flows in the order of the in-vehicle heat exchanger 12 and the accumulator 18 and circulates through the refrigerant pipe 16 in the order of being sucked by the compressor 11 again.
[0114]
In the heating operation mode, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 11 is initially the first heat medium-refrigerant heat as in the cooling operation mode, as shown in the flowchart of FIG. 21 and the refrigerant circuit configuration diagram of FIG. It is led to the exchanger 41. At this time, the air mix damper 32 is set to the fully open position so that the introduced air flowing in the air conditioning unit 30 passes through the coolant heat exchanger 42 and is heated.
In this operation mode, the setting of the three-way valve 15B changes during cooling, and the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has passed through the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41 radiates heat to the coolant. And a fourth refrigerant bypass passage 28 that bypasses the check valve 26. This high-pressure refrigerant passes through the refrigerant pipe 16 and the first electronic expansion valve 14A and is decompressed, and then bypasses the in-vehicle heat exchanger 12 by setting the three-way valve 15C to the second heat medium-refrigerant heat exchanger 43. It is guided and here, by absorbing heat from the coolant, evaporates to become a gas refrigerant.
[0115]
The gas refrigerant is led to the accumulator 18 where gas-liquid separation is performed. After that, the low-temperature and low-pressure gas refrigerant from which the liquid component has been separated and removed is sucked into the compressor 11, and circulates along the same route.
In this way, the refrigerant in the heating operation mode is supplied to the compressor 11, the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41, the first electronic expansion valve 14A, and the second heat medium-refrigerant by setting the two three-way valves 15B and 15C. The refrigerant flows in the order of the heat exchanger 43 and the accumulator 18 and circulates through the refrigerant pipe 16 in the order of being sucked by the compressor 11 again.
Therefore, in this case, the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41 functions as a radiator of the refrigeration cycle, and the second heat medium-refrigerant heat exchanger 43 functions as an evaporator.
[0116]
As a result, since the coolant that has absorbed heat from the high-temperature and high-pressure gas refrigerant and has been heated is introduced into the coolant heat exchanger 42, compared with the case where the introduced air is directly heated by the coolant introduced from the drive device cooling system 40, Greater heating capacity can be obtained. In addition, the temperature rise time of the coolant in the early stage of the operation is also reduced by the amount of the heating by the high-temperature and high-pressure gas refrigerant, so that the immediate heating property of the heating capacity is also improved. In this case, the in-vehicle heat exchanger 12 is in a halt state.
[0117]
<Fourteenth embodiment>
FIG. 38 is a flowchart showing the flow of the refrigerant in a refrigerant circuit (refrigeration cycle) constituting the vehicle air conditioner of the present embodiment. FIG. 39 is a configuration diagram showing the refrigerant circuit of the vehicle air conditioner. It shows the flow.
38 and 39, the same components as those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0118]
The refrigerant circuit 10M of this embodiment includes an internal heat exchanger 22 that is not provided in the thirteenth embodiment. The internal heat exchanger 22 is the same as that of the second embodiment described above, and connects the gas refrigerant sucked into the compressor 11 with the heat exchanger 13 outside the vehicle and the first electronic expansion valve 14A. The heat exchange is performed with the refrigerant flowing through the refrigerant pipe 16. Note that the other configuration of the refrigerant circuit 10M is the same as that of the above-described thirteenth embodiment (FIG. 36).
[0119]
When the internal heat exchanger 22 is provided in this manner, in the cooling operation mode, the refrigerant circulates basically along the same route as in the above-described thirteenth embodiment.
Then, the low-temperature low-pressure gas refrigerant from which the liquid component has been separated and removed is heated when passing through the internal heat exchanger 22, while the high-pressure refrigerant is cooled, and the inlet refrigerant enthalpy of the in-vehicle heat exchanger 12 is reduced. This increases the enthalpy difference in the in-vehicle heat exchanger 12, overcomes a decrease in the amount of circulating refrigerant due to a decrease in the refrigerant density due to a rise in the temperature of the refrigerant drawn into the compressor, and improves the cooling capacity.
[0120]
In this manner, the refrigerant in the cooling operation mode is supplied to the compressor 11, the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41, the external heat exchanger 13, the internal heat exchanger 22, by the setting of the two three-way valves 15B and 15C. The first electronic expansion valve 14 A, the in-vehicle heat exchanger 12, the accumulator 18, and the internal heat exchanger 22 flow while repeating the state change, and are circulated through the refrigerant pipe 16 in the order of being sucked into the compressor 11 again. Therefore, by additionally providing the internal heat exchanger 22 that is not provided in the above-described thirteenth embodiment, the enthalpy difference in the in-vehicle heat exchanger 12 is increased in the cooling operation mode, and the temperature of the compressor suction refrigerant is increased. The cooling capacity can be improved by overcoming the decrease in the amount of circulating refrigerant due to the decrease in the refrigerant density due to the increase.
[0121]
Note that, in the heating operation mode in this embodiment, the same effects as those in the cooling operation mode described above can be obtained, and a description thereof will be omitted here.
[0122]
<Fifteenth embodiment>
FIG. 40 is a flowchart showing the flow of the refrigerant in the refrigerant circuit (refrigeration cycle) constituting the vehicle air conditioner of the present embodiment, and FIG. 41 is the flow of the refrigerant in the cooling operation mode when the temperature of the heat medium is abnormal.
[0123]
The refrigerant circuit 10N of this embodiment includes a fifth refrigerant bypass channel 23A and an electromagnetic valve 24A provided as an on-off valve, which are not provided in the thirteenth embodiment.
The fifth refrigerant bypass passage 23A is branched from the refrigerant pipe 16 connecting the compressor 11 and the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41, and connects the three-way valve 15B and the external heat exchanger 13 to each other. Connected to the refrigerant pipe 16. An electromagnetic valve 24A is provided in the middle of the fifth refrigerant bypass channel 23A.
[0124]
That is, in the refrigerant circuit 10N of this embodiment, by opening and closing the solenoid valve 24A, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 11 bypasses the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41 and the three-way valve 15B. As a result, it is possible to selectively form the refrigerant flow path directly flowing to the external heat exchanger 13.
Note that the other configuration of the refrigerant circuit 10N is the same as that of the above-described thirteenth embodiment.
[0125]
With the refrigerant circuit 10N having such a configuration, one of the two cooling operation modes can be selected by opening and closing the solenoid valve 24A.
Note that the normal cooling operation mode and the heating operation mode in which the solenoid valve 24A is closed have substantially the same refrigerant flow as that described in the above-described thirteenth embodiment. Detailed description is omitted.
[0126]
Now, in the cooling operation mode when the temperature of the heat medium is abnormal when the solenoid valve 24A is opened, as shown in FIG. 41, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 11 passes through the fifth refrigerant bypass channel 23A. To be directly led to the heat exchanger 13 outside the vehicle.
As a result, since the refrigerant flows by bypassing the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41, there is no heat radiation from the high-temperature and high-pressure gas refrigerant to the coolant, and therefore, the temperature of the coolant flowing through the coolant heat exchanger 42 However, it is possible to prevent the temperature of the air-conditioning unit 30 from becoming higher than the normal coolant temperature or from rising to a high temperature equivalent to the high-temperature high-pressure gas refrigerant temperature discharged from the compressor 11. Can be Further, the coolant temperature can be prevented from further increasing, and the performance of the vehicle drive device can be ensured.
[0127]
In this way, the refrigerant in the cooling operation mode when the temperature of the heat medium is abnormal is controlled by the setting of the solenoid valve 24A and the three-way valves 15B and 15C, the compressor 11, the external heat exchanger 13, the first electronic expansion valve 14A, and the heat inside the vehicle. The refrigerant flows in the order of the exchanger 12 and the accumulator 18 and circulates through the refrigerant pipe 16 in the order of being sucked by the compressor 11 again.
[0128]
<Sixteenth embodiment>
FIG. 42 is a flowchart showing the flow of the refrigerant in a refrigerant circuit (refrigeration cycle) constituting the vehicle air conditioner of the present embodiment. FIG. 43 is a configuration diagram showing the refrigerant circuit of the vehicle air conditioner in a normal cooling operation mode. 2 shows the flow of the refrigerant in FIG.
42 and 43, the same components as those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.
[0129]
The refrigerant circuit 10P of this embodiment includes an internal heat exchanger 22 that is not provided in the fifteenth embodiment described above. The internal heat exchanger 22 is the same as that of the second embodiment described above, and connects the gas refrigerant sucked into the compressor 11 with the heat exchanger 13 outside the vehicle and the first electronic expansion valve 14A. The heat exchange is performed with the refrigerant flowing through the refrigerant pipe 16. Note that the other configuration of the refrigerant circuit 10P is the same as in the fifteenth embodiment described above.
[0130]
When the internal heat exchanger 22 is provided in this manner, in the normal cooling operation mode (the electromagnetic valve 24A is closed) shown in FIG. 43, the internal heat exchanger 22 is basically the same as the thirteenth embodiment (see FIG. 36). The refrigerant circulates along a similar path.
Then, the low-temperature low-pressure gas refrigerant from which the liquid component has been separated and removed is heated when passing through the internal heat exchanger 22, while the high-pressure refrigerant is cooled, and the inlet refrigerant enthalpy of the in-vehicle heat exchanger 12 is reduced. This increases the enthalpy difference in the in-vehicle heat exchanger 12, overcomes a decrease in the amount of circulating refrigerant due to a decrease in the refrigerant density due to a rise in the temperature of the refrigerant drawn into the compressor, and improves the cooling capacity.
[0131]
In this way, the refrigerant in the normal cooling operation mode is supplied to the compressor 11, the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41, and the outside heat exchanger 13 by setting the two three-way valves 15B and 15C and the solenoid valve 24A. , The internal heat exchanger 22, the first electronic expansion valve 14A, the in-vehicle heat exchanger 12, the accumulator 18, and the internal heat exchanger 22. Circulate. Accordingly, by additionally providing the internal heat exchanger 22 which is not provided in the fifteenth embodiment described above, the enthalpy difference in the in-vehicle heat exchanger 12 is increased in the cooling operation mode, and the temperature of the compressor suction refrigerant is increased. The cooling capacity can be improved by overcoming the decrease in the amount of circulating refrigerant due to the decrease in the refrigerant density due to the increase.
[0132]
Note that the same operation and effect as in the above-described cooling operation mode can be obtained also in the heating operation mode in this embodiment, and thus the description thereof is omitted here.
[0133]
<Seventeenth embodiment>
FIG. 44 is a flowchart showing the flow of the refrigerant in the refrigerant circuit (refrigeration cycle) constituting the vehicle air conditioner of this embodiment, FIG. 45 is the flow of the refrigerant in the cooling operation mode, and FIG. 46 is the flow of the refrigerant in the heating operation mode It is.
[0134]
Now, the refrigerant circuit 10Q of this embodiment differs from the thirteenth embodiment in the installation position of the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41.
The first heat medium-refrigerant heat exchanger 41 is branched from a three-way valve (fifth refrigerant flow direction switching means) 15D provided in the refrigerant pipe 16 connecting the compressor 11 and the external heat exchanger 13. The sixth bypass passage 29 is provided. The sixth bypass flow path 29 bypasses the external heat exchanger 13 and the check valve 26 and is connected to the refrigerant pipe 16 that connects the external heat exchanger 13 and the internal heat exchanger 12. The sixth bypass flow path 29 branched from the three-way valve 15D joins the refrigerant pipe 16 between the check valve 26 and the first electronic expansion valve 14A.
Note that the other configuration of the refrigerant circuit and the flow of the coolant supplied from the drive device cooling system 40 are substantially the same as those of the above-described thirteenth embodiment, and thus detailed description thereof will be omitted.
[0135]
In the cooling circuit operation mode, such a refrigerant circuit 10Q exhibits functions as described below with reference to FIGS. 45 and 46. In this cooling operation mode, by setting the three-way valve 15D, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 11 does not pass through the sixth bypass passage 29 provided with the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41. Then, it is led directly to the heat exchanger 13 outside the vehicle.
The high-temperature and high-pressure gas refrigerant flowing into the external heat exchanger 13 radiates heat by heat exchange with the outside air to become a high-pressure refrigerant. That is, the external heat exchanger 13 in this case functions as a radiator.
[0136]
After passing through the check valve 26, the refrigerant that has radiated heat in the external heat exchanger 13 is further reduced in pressure by passing through the first electronic expansion valve 14A to become a low-pressure liquid refrigerant. This liquid refrigerant passes through the three-way valve 15C, flows into the in-vehicle heat exchanger 12, and exchanges heat with the introduced air to absorb heat from the introduced air and cool.
As a result, the liquid refrigerant is vaporized to become a low-temperature and low-pressure gas refrigerant, and the cooled introduced air is cooled and becomes cold air. That is, the in-vehicle heat exchanger 12 in this case functions as an evaporator.
[0137]
The low-temperature and low-pressure gas refrigerant vaporized in the in-vehicle heat exchanger 12 is guided to an accumulator 18 through a refrigerant pipe 16. At this time, the setting of the three-way valve 15C prevents the refrigerant from flowing through the second heat medium-refrigerant heat exchanger 43 and the third refrigerant bypass channel 27.
After the gas refrigerant guided to the accumulator 18 is separated into gas and liquid, the low-temperature and low-pressure gas refrigerant from which the liquid component has been separated and removed is sucked into the compressor 11, and circulates along the same route.
[0138]
In this manner, the refrigerant in the cooling operation mode flows in the order of the compressor 11, the external heat exchanger 13, the first electronic expansion valve 14A, the internal heat exchanger 12, and the accumulator 18 by setting the two three-way valves 15D and 15C. Then, the refrigerant is circulated through the refrigerant pipe 16 in the order of being sucked by the compressor 11 again.
Therefore, in the cooling operation mode, the coolant is not heated by the high-temperature and high-pressure gas refrigerant in the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41, so that the temperature of the coolant supplied to the coolant heat exchanger 42 is prevented from rising. it can. Therefore, it is possible to minimize the temperature rise of the cool air of the introduced air cooled by the in-vehicle heat exchanger 12 due to the heat radiation of the coolant heat exchanger 42, which is effective for improving the cooling efficiency. Further, the coolant temperature can be prevented from further increasing, and the performance of the vehicle drive device can be ensured.
[0139]
In the heating operation mode, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 11 is provided in the sixth bypass passage 29 by setting the three-way valve 15D as shown in the flowchart of FIG. 44 and the refrigerant circuit configuration diagram of FIG. To the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41. At this time, the air mix damper 32 is set to the fully open position so that the introduced air flowing in the air conditioning unit 30 passes through the coolant heat exchanger 42 and is heated.
[0140]
As a result, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has passed through the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41 radiates heat to the coolant, becomes a high-pressure refrigerant, and flows into the refrigerant channel 16. This high-pressure refrigerant passes through the refrigerant pipe 16 and the first electronic expansion valve 14A and is decompressed, and then bypasses the in-vehicle heat exchanger 12 by setting the three-way valve 15C to the second heat medium-refrigerant heat exchanger 43. It is guided and vaporizes here by absorbing heat from the coolant to become a gas refrigerant.
[0141]
The gas refrigerant is led to the accumulator 18 where gas-liquid separation is performed. After that, the low-temperature and low-pressure gas refrigerant from which the liquid component has been separated and removed is sucked into the compressor 11, and circulates along the same route.
In this manner, the refrigerant in the heating operation mode is supplied to the compressor 11, the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41, the first electronic expansion valve 14A, and the second heat medium-refrigerant by setting the two three-way valves 15D and 15C. The refrigerant flows in the order of the heat exchanger 43 and the accumulator 18 and circulates through the refrigerant pipe 16 in the order of being sucked by the compressor 11 again.
Therefore, in this case, the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41 functions as a radiator of the refrigeration cycle, and the second heat medium-refrigerant heat exchanger 43 functions as an evaporator.
[0142]
As a result, since the coolant that has absorbed heat from the high-temperature and high-pressure gas refrigerant and has been heated is introduced into the coolant heat exchanger 42, compared with the case where the introduced air is directly heated by the coolant introduced from the drive device cooling system 40, Greater heating capacity can be obtained. In addition, the temperature rise time of the coolant in the early stage of the operation is also reduced by the amount of the heating by the high-temperature and high-pressure gas refrigerant, so that the immediate heating property of the heating capacity is also improved. In this case, the in-vehicle heat exchanger 12 is in a halt state.
[0143]
<Eighteenth Embodiment>
FIG. 47 is a flowchart showing the flow of the refrigerant in the refrigerant circuit (refrigeration cycle) constituting the vehicle air conditioner of the present embodiment. FIG. 48 is a configuration diagram showing the refrigerant circuit of the vehicle air conditioner, showing the refrigerant in the cooling operation mode. It shows the flow.
47 and 48, the same components as those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0144]
The refrigerant circuit 10R of this embodiment includes an internal heat exchanger 22 that is not provided in the seventeenth embodiment. The internal heat exchanger 22 is the same as that of the second embodiment described above, and connects the gas refrigerant sucked into the compressor 11 with the heat exchanger 13 outside the vehicle and the first electronic expansion valve 14A. The heat exchange is performed with the refrigerant flowing through the refrigerant pipe 16.
The other configuration of the refrigerant circuit 10R is the same as that of the above-described seventeenth embodiment (FIG. 45).
[0145]
When the internal heat exchanger 22 is provided in this manner, in the cooling operation mode, the refrigerant circulates basically along the same route as in the above-described thirteenth embodiment.
Then, the low-temperature low-pressure gas refrigerant from which the liquid component has been separated and removed is heated when passing through the internal heat exchanger 22, while the high-pressure refrigerant is cooled, and the inlet refrigerant enthalpy of the in-vehicle heat exchanger 12 is reduced. This increases the enthalpy difference in the in-vehicle heat exchanger 12, overcomes a decrease in the amount of circulating refrigerant due to a decrease in the refrigerant density due to a rise in the temperature of the refrigerant drawn into the compressor, and improves the cooling capacity.
[0146]
In this manner, the refrigerant in the cooling operation mode is supplied to the compressor 11, the first heat medium-refrigerant heat exchanger 41, the external heat exchanger 13, the internal heat exchanger 22, by the setting of the two three-way valves 15B and 15C. The first electronic expansion valve 14 A, the in-vehicle heat exchanger 12, the accumulator 18, and the internal heat exchanger 22 flow while repeating the state change, and are circulated through the refrigerant pipe 16 in the order of being sucked into the compressor 11 again. Therefore, by additionally providing the internal heat exchanger 22 that is not provided in the above-described thirteenth embodiment, the enthalpy difference in the in-vehicle heat exchanger 12 increases in the cooling operation mode, and the temperature of the refrigerant drawn into the compressor increases. Thereby, it is possible to overcome the decrease in the amount of circulating refrigerant due to the decrease in the refrigerant density, and to improve the cooling capacity.
[0147]
Note that, also in the heating operation mode in this embodiment, similar to the above-described cooling operation mode, a special operation and effect can be obtained by the presence of the internal heat exchanger 22, and thus the description thereof is omitted here.
[0148]
By the way, it is needless to say that the configuration of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
[0149]
【The invention's effect】
According to the vehicle air conditioner of the present invention, the following effects can be obtained.
According to the first aspect of the invention, the first cooling medium-refrigerant heat exchange that is installed outside the air conditioning unit and performs heat exchange between the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor and the drive device cooling medium. And a second heat exchanger, which is also installed outside the air conditioning unit and exchanges heat between the refrigerant passing through the first cooling medium-refrigerant heat exchanger and the drive cooling medium passing through the heating heat exchanger. Since the air conditioner is configured to include the cooling medium-refrigerant heat exchanger, the air conditioning operation can be performed with two heat exchangers installed in the air conditioning unit, and the pressure loss of the introduced air can be reduced. For this reason, the pressure loss of the introduced air flowing in the air conditioning unit can be reduced as compared with the conventional installation of three units, and this has a great effect on downsizing and noise reduction of the air conditioning unit.
[0150]
According to the second aspect of the invention, during the heating operation, the first cooling medium-refrigerant heat exchanger functions as a radiator, and the second cooling medium-refrigerant heat exchanger functions as an evaporator. A refrigeration cycle is configured, and in the first cooling medium-refrigerant heat exchanger that functions as a radiator, a drive device cooling medium that has absorbed heat from a high-temperature and high-pressure gas refrigerant and raised the temperature is supplied to the heating heat exchanger. Therefore, it is possible to heat the introduced air at a higher temperature, which is effective for improving the heating capacity.
In addition, the heating of the driving device cooling medium by the high-temperature and high-pressure gas refrigerant promotes a temperature rise of the driving device cooling medium immediately after the start of the heating operation. Is also effective.
Furthermore, compared with the case where the high-temperature and high-pressure gas refrigerant is directly supplied from the compressor to the heat exchanger in the air conditioning unit to heat the introduced air, the temperature of the drive unit cooling medium that is on the heated side from the gas refrigerant on the heating side is lower. Since the temperature is low, the heat-resistant temperature of the air conditioning unit can be set low.
[0151]
According to the third aspect of the present invention, since the first cooling medium-refrigerant heat exchanger is provided in the refrigerant branch pipe connecting between the first refrigerant flow direction switching means and the throttle mechanism, during the cooling operation. In this case, since the high-temperature and high-pressure gas refrigerant does not need to pass through the first cooling medium-refrigerant heat exchanger, the heat radiation of the heating heat exchanger can be minimized and the cooling efficiency can be improved.
[0152]
According to the invention as set forth in claim 4, the second cooling medium-refrigerant heat exchanger is branched from the refrigerant pipe that connects the external heat exchanger and the internal heat exchanger, and is connected between the internal heat exchanger and the compressor. Is provided in the second refrigerant bypass flow path connected to the refrigerant pipe connecting the second refrigerant flow direction through the second refrigerant flow direction switching means, so that a single refrigerating mechanism can constitute a cooling / heating refrigeration cycle, which is advantageous in cost. become. In addition, since the heating operation for heating the introduced air can be performed in both the in-vehicle heat exchanger and the heating heat exchanger, the heating capacity can be improved.
[0153]
According to the fifth aspect of the present invention, the refrigerant is branched from the refrigerant pipe connecting the compressor and the first cooling medium-refrigerant heat exchanger, and is connected between the first refrigerant flow direction switching means and the external heat exchanger. The first refrigerant bypass flow path connected to the refrigerant pipe connecting the first refrigerant bypass path and the open / close valve provided in the first refrigerant bypass flow path enables cooling operation corresponding to abnormal heating medium temperature, Temperature rise of the drive device cooling medium flowing to the heat exchanger for use can be suppressed. Therefore, it is not necessary to set the heat-resistant temperature of the air-conditioning unit to be high in preparation for the abnormal temperature of the refrigerant. Further, the coolant temperature can be prevented from further increasing, and the performance of the vehicle drive device can be ensured.
[0154]
According to the invention described in claim 6, the first cooling medium-refrigerant heat exchanger is connected between the first refrigerant flow direction switching means and the in-vehicle heat exchanger or the second refrigerant flow direction switching means. Since the refrigerant pipe is provided up to the branch point, an operation in which the high-temperature and high-pressure gas refrigerant does not pass through the first cooling medium-refrigerant heat exchanger during the cooling operation becomes possible. Therefore, the heat radiation from the heating heat exchanger can be minimized, and the efficiency of the cooling operation can be improved. Further, the coolant temperature can be prevented from further increasing, and the performance of the vehicle drive device can be ensured.
[0155]
According to the invention described in claim 7, the first cooling medium-refrigerant heat exchanger is provided in the refrigerant pipe connecting between the compressor and the third refrigerant flow direction switching means, and the second cooling medium-refrigerant heat exchanger is provided. A refrigerant heat exchanger branches from a refrigerant pipe connecting between the exterior heat exchanger and the interior heat exchanger via fourth refrigerant flow switching means, and connects the interior heat exchanger and the compressor. A fourth refrigerant bypass flow path provided in a third refrigerant bypass flow path connected to the refrigerant pipe and branched from the third refrigerant flow direction switching means bypasses the external heat exchanger and the check valve and forms a refrigerant circuit. And a throttle mechanism is disposed between the junction and the fourth refrigerant flow switching means, so that a single throttle mechanism can constitute a cooling / heating refrigeration cycle, and cost is reduced. Is advantageous.
[0156]
According to the eighth aspect of the present invention, the refrigerant is branched from the refrigerant pipe connecting the compressor and the first cooling medium-refrigerant heat exchanger, and is connected between the third refrigerant flow direction switching means and the external heat exchanger. Since the fifth refrigerant bypass passage connected to the refrigerant pipe connecting the first refrigerant passage and the fifth refrigerant bypass passage is provided with the open / close valve, the cooling operation corresponding to the abnormal temperature of the heat medium can be performed. Therefore, it is possible to suppress an increase in the temperature of the driving device cooling medium flowing to the heating heat exchanger, and it is not necessary to set the heat-resistant temperature of the air conditioning unit to be high in preparation for a refrigerant temperature abnormality. Further, the coolant temperature can be prevented from further increasing, and the performance of the vehicle drive device can be ensured.
[0157]
According to the ninth aspect of the present invention, the first cooling medium-refrigerant heat exchanger branches from the fifth refrigerant flow direction switching means provided in the refrigerant pipe connecting between the compressor and the external heat exchanger. The first cooling medium-refrigerant heat exchanger is provided with a high-temperature and high-pressure gas during cooling operation because it is provided in the sixth bypass flow path that bypasses the external heat exchanger and the check valve and joins the refrigerant circuit. The refrigerant does not pass through, and the heat radiation from the heat exchanger for heating can be minimized to improve the cooling efficiency. Further, the coolant temperature can be prevented from further increasing, and the performance of the vehicle drive device can be ensured.
[0158]
According to the invention described in claim 10, the refrigerant circuit includes the internal heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant cooled by the external heat exchanger and the refrigerant vaporized by the internal heat exchanger in the cooling operation mode. Therefore, the gas refrigerant sucked by the compressor can be heated by the internal heat exchanger, the enthalpy difference in the in-vehicle heat exchanger 12 increases, and the refrigerant density decreases due to the increase in the temperature of the refrigerant sucked by the compressor, thereby circulating the refrigerant. It overcomes the drop in volume and has a significant effect on improving cooling capacity.
Similar effects can be expected during heating.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing a flow of a refrigerant in a refrigerant circuit of a first embodiment constituting a vehicle air conditioner according to the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a refrigerant circuit according to the first embodiment, illustrating a flow of the refrigerant in a cooling operation mode.
FIG. 3 is a configuration diagram of a refrigerant circuit according to the first embodiment, illustrating a flow of the refrigerant in a heating operation mode.
FIG. 4 is a flow chart showing a flow of a refrigerant in a refrigerant circuit of a second embodiment constituting a vehicle air conditioner according to the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram of a refrigerant circuit according to a second embodiment, showing a flow of the refrigerant in a cooling operation mode.
FIG. 6 is a configuration diagram of a refrigerant circuit according to a second embodiment, showing a flow of the refrigerant in a heating operation mode.
FIG. 7 is a flowchart showing a flow of a refrigerant in a refrigerant circuit of a third embodiment constituting a vehicle air conditioner according to the present invention.
FIG. 8 is a configuration diagram of a refrigerant circuit according to a third embodiment, showing a flow of refrigerant in a cooling operation mode in a normal state.
FIG. 9 is a configuration diagram of a refrigerant circuit according to a third embodiment, showing the flow of refrigerant in a cooling operation mode when the temperature of a heat medium is abnormal.
FIG. 10 is a configuration diagram of a refrigerant circuit according to a third embodiment, showing a flow of refrigerant in a heating operation mode.
FIG. 11 is a flowchart showing a flow of a refrigerant in a refrigerant circuit of a fourth embodiment constituting a vehicle air conditioner according to the present invention.
FIG. 12 is a configuration diagram of a refrigerant circuit according to a fourth embodiment, showing a flow of a refrigerant in a cooling operation mode in a normal state.
FIG. 13 is a configuration diagram of a refrigerant circuit according to a fourth embodiment, showing the flow of refrigerant in a cooling operation mode when the temperature of a heat medium is abnormal.
FIG. 14 is a configuration diagram of a refrigerant circuit according to a fourth embodiment, showing a flow of refrigerant in a heating operation mode.
FIG. 15 is a flowchart illustrating a flow of a refrigerant in a refrigerant circuit of a fifth embodiment that constitutes the vehicle air conditioner according to the present invention.
FIG. 16 is a configuration diagram of a refrigerant circuit according to a fifth embodiment, showing a flow of refrigerant in a cooling operation mode.
FIG. 17 is a configuration diagram of a refrigerant circuit according to a fifth embodiment, showing a flow of refrigerant in a heating operation mode.
FIG. 18 is a flowchart illustrating a flow of a refrigerant in a refrigerant circuit according to a sixth embodiment of the vehicle air conditioner according to the present invention.
FIG. 19 is a configuration diagram of a refrigerant circuit according to a sixth embodiment, illustrating a flow of the refrigerant in a cooling operation mode.
FIG. 20 is a configuration diagram of a refrigerant circuit according to a sixth embodiment, illustrating a flow of the refrigerant in a heating operation mode.
FIG. 21 is a flowchart illustrating a flow of a refrigerant in a refrigerant circuit of a seventh embodiment that constitutes the vehicle air conditioner according to the present invention.
FIG. 22 is a configuration diagram of a refrigerant circuit according to a seventh embodiment, illustrating a flow of a refrigerant in a cooling operation mode.
FIG. 23 is a configuration diagram of a refrigerant circuit according to a seventh embodiment, showing a flow of refrigerant in a heating operation mode.
FIG. 24 is a configuration diagram of a refrigerant circuit according to a seventh embodiment, showing the flow of refrigerant in a hot-keep operation mode.
FIG. 25 is a flowchart showing a flow of a refrigerant in a refrigerant circuit of an eighth embodiment which constitutes the vehicle air conditioner according to the present invention.
FIG. 26 is a configuration diagram of a refrigerant circuit according to an eighth embodiment, illustrating a flow of the refrigerant in a cooling operation mode.
FIG. 27 is a flowchart illustrating a flow of a refrigerant in a refrigerant circuit of a ninth embodiment that constitutes the vehicle air conditioner according to the present invention.
FIG. 28 is a configuration diagram of a refrigerant circuit according to a ninth embodiment, showing a flow of a refrigerant in a cooling operation mode when a heat medium temperature is abnormal.
FIG. 29 is a flowchart showing a flow of a refrigerant in a refrigerant circuit of a tenth embodiment which constitutes a vehicle air conditioner according to the present invention.
FIG. 30 is a configuration diagram of a refrigerant circuit according to a tenth embodiment, showing the flow of refrigerant in a cooling operation mode when the temperature of a heat medium is abnormal.
FIG. 31 is a flowchart showing a flow of a refrigerant in a refrigerant circuit of an eleventh embodiment that constitutes a vehicle air conditioner according to the present invention.
FIG. 32 is a configuration diagram of a refrigerant circuit according to an eleventh embodiment, showing a flow of refrigerant in a heating operation mode.
FIG. 33 is a flowchart showing a flow of a refrigerant in a refrigerant circuit of a twelfth embodiment that constitutes a vehicle air conditioner according to the present invention.
FIG. 34 is a configuration diagram of a refrigerant circuit according to a sixth embodiment, showing the flow of refrigerant in a cooling operation mode.
FIG. 35 is a flowchart showing a flow of a refrigerant in a refrigerant circuit of a thirteenth embodiment that constitutes the vehicle air conditioner according to the present invention.
FIG. 36 is a configuration diagram of a refrigerant circuit according to a thirteenth embodiment, showing a flow of a refrigerant in a cooling operation mode.
FIG. 37 is a configuration diagram of a refrigerant circuit according to a thirteenth embodiment, showing a flow of refrigerant in a heating operation mode.
FIG. 38 is a flowchart showing a flow of a refrigerant in a refrigerant circuit of a fourteenth embodiment of the vehicle air conditioner according to the present invention.
FIG. 39 is a configuration diagram of a refrigerant circuit according to a fourteenth embodiment, illustrating a flow of a refrigerant in a cooling operation mode.
FIG. 40 is a flowchart showing a flow of a refrigerant in a refrigerant circuit of a fifteenth embodiment which forms the vehicle air conditioner according to the present invention.
FIG. 41 is a configuration diagram of a refrigerant circuit according to a fifteenth embodiment, showing a flow of a refrigerant in a cooling operation mode when a heat medium is abnormal.
FIG. 42 is a flow chart showing a flow of a refrigerant in a refrigerant circuit of a sixteenth embodiment constituting a vehicle air conditioner according to the present invention.
FIG. 43 is a configuration diagram of a refrigerant circuit according to a sixteenth embodiment, illustrating a flow of the refrigerant in a normal cooling operation mode.
FIG. 44 is a flowchart showing a flow of a refrigerant in a refrigerant circuit of a seventeenth embodiment that constitutes a vehicle air conditioner according to the present invention.
FIG. 45 is a configuration diagram of a refrigerant circuit according to a seventeenth embodiment, showing the flow of refrigerant in a cooling operation mode.
FIG. 46 is a configuration diagram of a refrigerant circuit according to a seventeenth embodiment, showing the flow of refrigerant in a heating operation mode.
FIG. 47 is a flowchart showing a flow of a refrigerant in a refrigerant circuit of an eighteenth embodiment of the vehicle air conditioner according to the present invention.
FIG. 48 is a configuration diagram of a refrigerant circuit according to an eighteenth embodiment, showing the flow of refrigerant in a cooling operation mode.
[Explanation of symbols]
10,10A-N, P-R Refrigerant circuit
11 Compressor
12 In-car heat exchanger
13 Outside heat exchanger
14A 1st electronic expansion valve (throttle mechanism)
14B 2nd electronic expansion valve (other throttling mechanism)
15 Three-way valve (first flow direction switching means)
15A three-way valve (second flow direction switching means)
15B three-way valve (third flow direction switching means)
15C three-way valve (fourth flow direction switching means)
15D three-way valve (fifth flow direction switching means)
16 Refrigerant piping
16A refrigerant branch piping
22 Internal heat exchanger
23 1st refrigerant bypass flow path
23A Fifth refrigerant bypass flow path
24, 24A solenoid valve (open / close valve)
25 Second refrigerant bypass flow path
26 Check valve
27 Third refrigerant bypass flow path
28 Fourth refrigerant bypass flow path
29 sixth refrigerant bypass flow path
30 air conditioning unit
40 Drive system refrigerant system
41 1st cooling medium-refrigerant heat exchanger (1st heating medium-refrigerant heat exchanger)
42 Coolant heat exchanger (heat exchanger for heating)
43 Second cooling medium-refrigerant heat exchanger (second heat medium-refrigerant heat exchanger)

Claims

A compressor that compresses a gas refrigerant, an in-vehicle heat exchanger that is arranged in the air conditioning unit and performs heat exchange between the introduced air and the refrigerant, and an out-of-vehicle heat exchanger that performs heat exchange between the outside air and the refrigerant, A throttle mechanism for reducing the pressure of the refrigerant, and a refrigerant circuit including refrigerant flow direction switching means for selectively switching the refrigerant flow direction according to the operation mode,
A drive cooling system comprising a heating heat exchanger for heating the introduced air by the drive cooling medium of the vehicle,
The in-vehicle heat exchanger and the heating heat exchanger are installed in order from the air-conditioning air flow direction upstream side in the air conditioning unit,
A heat pump-type vehicle air conditioner configured to perform air conditioning of a vehicle interior by switching a flow direction of a refrigerant in which a gas refrigerant compressed by the compressor circulates through the refrigerant circuit,
Installed on the upstream side of the heating heat exchanger and outside the air conditioning unit in the flow direction of the driving device cooling medium, between the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor and the driving device cooling medium. A first cooling medium-refrigerant heat exchanger that performs heat exchange;
The drive heat exchanger is disposed downstream of the heating heat exchanger in the flow direction of the driving device cooling medium and outside the air conditioning unit, and exchanges heat with the refrigerant that has passed through the first cooling medium-refrigerant heat exchanger. An air conditioner for a vehicle, comprising: a second cooling medium-refrigerant heat exchanger that exchanges heat with the driving device cooling medium that has passed through a heat exchanger.

The first cooling medium-refrigerant heat exchanger is provided in a refrigerant pipe that connects between the compressor and first refrigerant flow direction switching means,
The second cooling medium-refrigerant heat exchanger branches off via the first refrigerant flow direction switching means downstream of the first cooling medium-refrigerant heat exchanger, and the in-vehicle heat exchanger, the compressor, A refrigerant branch pipe connected to a refrigerant pipe connecting between the first refrigerant flow direction switching means and the second cooling medium-refrigerant heat exchanger of the refrigerant branch pipe. The vehicle air conditioner according to claim 1, further comprising a throttle mechanism.

3. The vehicle according to claim 2, wherein the first cooling medium-refrigerant heat exchanger is provided in a refrigerant branch pipe connecting between the first refrigerant flow direction switching unit and the throttle mechanism. Air conditioner.

The second cooling medium-refrigerant heat exchanger is branched from a refrigerant pipe connecting the external heat exchanger and the internal heat exchanger, and a refrigerant pipe connecting the internal heat exchanger and the compressor. The vehicle air conditioner according to claim 2, wherein a second refrigerant bypass flow path connected to the second refrigerant flow direction switching means is provided on the second refrigerant bypass flow path.

A refrigerant pipe branched from the refrigerant pipe connecting the compressor and the first cooling medium-refrigerant heat exchanger, and connected to the refrigerant pipe connecting the first refrigerant flow direction switching means and the external heat exchanger. The vehicle air conditioner according to claim 2, wherein a connected first refrigerant bypass flow path is provided, and an open / close valve is provided in the first refrigerant bypass flow path.

Refrigerant piping to a branch point connecting the first cooling medium-refrigerant heat exchanger to the first refrigerant flow direction switching means and the in-vehicle heat exchanger or the second refrigerant flow direction switching means. The vehicle air conditioner according to claim 4, wherein the air conditioner is provided in a vehicle.

The first cooling medium-refrigerant heat exchanger is provided in a refrigerant pipe connecting between the compressor and a third refrigerant flow direction switching unit,
The second cooling medium-refrigerant heat exchanger branches from a refrigerant pipe connecting between the external heat exchanger and the internal heat exchanger via fourth refrigerant flow switching means, and A third refrigerant bypass passage connected to a refrigerant pipe connecting the exchanger and the compressor,
A fourth refrigerant bypass passage branched from the third refrigerant flow direction switching means is a refrigerant pipe that bypasses the external heat exchanger and the check valve and joins the refrigerant circuit. 2. The air conditioner for a vehicle according to claim 1, wherein the throttle mechanism is disposed between the air conditioner and the refrigerant flow switching means.

A refrigerant pipe branched from a refrigerant pipe connecting the compressor and the first cooling medium-refrigerant heat exchanger, and connected to a refrigerant pipe connecting the third refrigerant flow direction switching means and the external heat exchanger. The vehicle air conditioner according to claim 7, wherein a connected fifth refrigerant bypass flow path is provided, and an open / close valve is provided in the fifth refrigerant bypass flow path.

The first cooling medium-refrigerant heat exchanger is branched from fifth refrigerant flow direction switching means provided in a refrigerant pipe connecting the compressor and the external heat exchanger, and the external heat exchanger is provided. 8. The air conditioner for a vehicle according to claim 7, wherein the air conditioner is provided in a sixth bypass flow path that bypasses the check valve and joins the refrigerant circuit.

The said refrigerant circuit is provided with the internal heat exchanger which exchanges heat between the refrigerant | coolant cooled by the said external heat exchanger in the cooling operation mode, and the refrigerant | coolant vaporized by the said internal heat exchanger. Item 10. The vehicle air conditioner according to any one of Items 2 to 9.