JP7380199B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

本発明は、レシーバと複数の蒸発部とを備える冷凍サイクル装置に関する。

従来、特許文献１には、レシーバと前席側膨張弁と前席側蒸発器と後席側膨張弁と後席側蒸発器とを備える冷凍サイクル装置が記載されている。

レシーバは、コンデンサから排出される冷媒を気液分離して余剰冷媒を貯える。前席側膨張弁は、レシーバから排出される冷媒を減圧する。前席側蒸発器は、前席側送風機から送風される空気を、前席側膨張弁から排出される冷媒の蒸発により冷却する。後席側膨張弁は、コンプレッサからの冷媒流れに対して前席側膨張弁と並列に配置されており、レシーバから排出される冷媒を減圧する。後席側蒸発器は、後席側送風機から送風される空気を、後席側膨張弁から排出される冷媒の蒸発により冷却する。

特開２００９－１４３４０４号公報

上記従来技術では、レシーバから排出される冷媒は、圧力損失と雰囲気からの熱害とを受けて気液二相状態になる。そのため、前席側膨張弁および後席側膨張弁には気液二相状態の冷媒が流入する。

前席側膨張弁および後席側膨張弁で気液二相状態の冷媒が膨張すると前席側膨張弁および後席側膨張弁が振動して音が発生しやすくなる。前席側膨張弁および後席側膨張弁として、絞り径の大きな膨張弁を用いれば、振動や音の発生を抑制できる。

しかしながら、絞り径の大きな膨張弁を用いた場合、絞り径の小さな膨張弁と比較して、膨張弁の体格が大型化したり、減圧量の高精度な制御が難しくなったりする。

本発明は、上記点に鑑みて、減圧部に気液二相状態の冷媒が流入することを極力抑制することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の冷凍サイクル装置は、
冷媒を圧縮する圧縮機（１１）と、
圧縮機から吐出された冷媒を放熱かつ凝縮させる放熱部（１２）と、
放熱部から流出した冷媒の流れを分岐させる第１分岐部（１３ａ）と、
第１分岐部にて分岐された一方の冷媒を減圧させる第１絞り（２３ａ）と、
第１分岐部にて分岐された他方の冷媒を減圧させる可変絞り機構である第１減圧部（１６ａ）と、
第１減圧部から流出した冷媒を凝縮または蒸発させる熱交換部（１８）と、
熱交換部から流出した冷媒の流れを分岐させる第２分岐部（１３ｃ）と、
第２分岐部で分岐された一方の冷媒を圧縮機の吸入側へ導く吸入側通路（２１ｄ）と、
第２分岐部にて分岐された他方の冷媒の流れを分岐させる第３分岐部（１３ｉ）と、
第３分岐部にて分岐された一方の冷媒を減圧させる第２絞り（２３ｂ）と、
第１絞りにて減圧された冷媒、および第２絞りにて減圧された冷媒の気液を分離するレシーバ（１５）と、
レシーバから流出した液相冷媒を分岐させる第４分岐部（１３ｆ）と、
第４分岐部にて分岐された一方の冷媒を第１分岐部と第１減圧部との間に導く出口側通路（２１ｂ）と、
第４分岐部にて分岐された他方の冷媒を減圧させる第２減圧部（１６ｂ、１６ｃ）と、
第２減圧部にて減圧された冷媒を蒸発させる第１蒸発部（１９、２０、２４）と、
第３分岐部にて分岐された他方の冷媒を減圧させる第３減圧部（１６ｄ）と、
第３減圧部にて減圧された冷媒を蒸発させる第２蒸発部（２４、２０）と、
第１分岐部からの冷媒の流出先を、第１絞り側および第１減圧部側のいずれかに切り替える第１切替部（１４ａ、１４ｂ）と、
吸入側通路を開閉する第２切替部（１４ｃ）とを備える。

これによると、第２絞り（２３ｂ）および第３減圧部（１６ｄ）の減圧作用によって、第３減圧部（１６ｄ）へ流入する冷媒を過冷却液相冷媒とすることができる。したがって、第３減圧部（１６ｄ）に気液二相冷媒が流入することを抑制できる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態の冷凍サイクル装置の全体構成図である。 第１実施形態の室内空調ユニットの模式的な構成図である。 第１実施形態の冷凍サイクル装置の電気制御部を示すブロック図である。 第１実施形態の冷凍サイクル装置における冷媒の状態の変化を示すモリエル線図である。 第２実施形態の冷凍サイクル装置の全体構成図である。 第３実施形態の冷凍サイクル装置の全体構成図である。 第４実施形態の冷凍サイクル装置の全体構成図である。 第５実施形態の冷凍サイクル装置の全体構成図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の実施形態を説明する。各実施形態において先行する実施形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の実施形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示していなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
図１～図３を用いて、本発明に係る冷凍サイクル装置１０の第１実施形態を説明する。冷凍サイクル装置１０は、電気自動車に搭載された車両用空調装置に適用されている。電気自動車は、電動モータから走行用の駆動力を得る車両である。本実施形態の車両用空調装置は、電気自動車において、空調対象空間である車室内の空調を行うとともに、バッテリ３０等の車載機器を冷却する車載機器冷却機能付きの空調装置である。

冷凍サイクル装置１０は、車両用空調装置において、車室内へ送風される空気を冷却あるいは加熱する。冷凍サイクル装置１０は、バッテリ３０を冷却する。従って、冷凍サイクル装置１０の温度調整対象物は、空気およびバッテリ３０である。冷凍サイクル装置１０は、車室内の空調およびバッテリ３０の冷却を行うために、冷媒回路を切替可能に構成されている。

冷凍サイクル装置１０では、冷媒としてＨＦＯ系冷媒（具体的には、Ｒ１２３４ｙｆ）を採用している。冷凍サイクル装置１０は、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力を超えない蒸気圧縮式の亜臨界冷凍サイクルを構成している。冷媒には、圧縮機１１を潤滑するための冷凍機油（具体的には、ＰＡＧオイル）が混入されている。冷凍機油の一部は、冷媒とともにサイクルを循環している。

圧縮機１１は、冷凍サイクル装置１０において、冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。圧縮機１１は、車室の前方側の駆動装置室内に配置されている。駆動装置室は、走行用の駆動力を出力するための駆動用装置（例えば、電動モータ）の少なくとも一部が配置される空間を形成している。

圧縮機１１は、吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構を電動モータにて回転駆動する電動圧縮機である。圧縮機１１は、制御装置５０から出力される制御信号によって、回転数（すなわち、冷媒吐出能力）が制御される。

圧縮機１１の吐出口には、室内凝縮器１２の冷媒入口側が接続されている。室内凝縮器１２は、室内空調ユニット４０のケーシング４１内に配置されている。室内凝縮器１２は、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒と、空気とを熱交換させて、高圧冷媒を放熱かつ凝縮させる凝縮部（換言すれば放熱部）である。換言すると、室内凝縮器１２は、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒を熱源として空気を加熱する加熱部である。

室内凝縮器１２の冷媒出口には、三方継手である第１継手１３ａの流入口側が接続されている。三方継手は、互いに連通する３つの流入出口を有する継手である。このような三方継手としては、複数の配管を接合して形成されたものや、金属ブロックや樹脂ブロックに複数の冷媒通路を設けることによって形成されたものを採用することができる。

冷凍サイクル装置１０は、第２継手１３ｂ～第９継手１３ｉを備えている。第２継手１３ｂ、第３継手１３ｃ、第５継手１３ｅ～第９継手１３ｉは三方継手である。第２継手１３ｂ、第３継手１３ｃ、第５継手１３ｅ～第９継手１３ｉの基本的構成は、いずれも第１継手１３ａと同様である。

第１継手１３ａ～第３継手１３ｃ、第５継手１３ｅ～第９継手１３ｉは、３つの流入出口のうち１つが流入口として用いられ、２つが流出口として用いられた際には、１つの流入口から流入した冷媒の流れを分岐する分岐部として機能させることができる。３つの流入出口のうち２つが流入口として用いられ、１つが流出口として用いられた際には、２つの流入口から流入した冷媒の流れを合流させる合流部として機能させることができる。

本実施形態では、第１継手１３ａ、第３継手１３ｃ、第６継手１３ｆ、第７継手１３ｇ、および第９継手１３ｉが、分岐部として機能可能に接続されている。第２継手１３ｂ、第５継手１３ｅ、および第８継手１３ｈが、合流部として機能可能に接続されている。第１継手１３ａは第１分岐部である。第３継手１３ｃは第２分岐部である。第９継手１３ｉは第３分岐部である。第６継手１３ｆは第４分岐部である。

第４継手１３ｄは、四方継手である。四方継手は、互いに連通する４つの流入出口を有する継手である。第４継手１３ｄは、４つの流入出口のうち３つが流入口として用いられ、１つが流出口として用いられており、３つの流入口から流入した冷媒の流れを合流させる合流部として機能させることができる。

第１継手１３ａの一方の流出口には、第１開閉弁１４ａ、第１固定絞り２３ａおよび第５継手１３ｅを介して、レシーバ１５の入口側が接続されている。第１継手１３ａの他方の流出口には、第２開閉弁１４ｂおよび第２継手１３ｂを介して、暖房用膨張弁１６ａの入口側が接続されている。

第１開閉弁１４ａは、第１継手１３ａの一方の流出口からレシーバ１５の入口へ至る入口側通路２１ａを開閉する電磁弁である。第１開閉弁１４ａは第１切替部である。第１開閉弁１４ａは、制御装置５０から出力される制御電圧によって、その開閉作動が制御される。冷凍サイクル装置１０は、第３開閉弁１４ｃを備えている。第２開閉弁１４ｂ、第３開閉弁１４ｃおよび第４開閉弁１４ｄの基本的構成は、第１開閉弁１４ａと同様である。

第１固定絞り２３ａ（換言すれば第１絞り）は、レシーバ１５へ流入する冷媒を減圧させる第１減圧部である。第１固定絞り２３ａは、入口側通路２１ａのうち、第１継手１３ａの一方の流出口からレシーバ１５の入口へ至る範囲に配置されている。このような第１固定絞り２３ａとしては、オリフィス、キャピラリチューブ等を採用することができる。

第５継手１３ｅは、入口側通路２１ａにおいて、一方の流入口が第１固定絞り２３ａの出口側に接続されている。第５継手１３ｅは、入口側通路２１ａにおいて、流出口がレシーバ１５の入口側に接続されている。

レシーバ１５は、気液分離機能を有する貯液部である。すなわち、レシーバ１５は、冷凍サイクル装置１０において冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する熱交換部から流出した冷媒の気液を分離する。そして、レシーバ１５は、分離された液相冷媒の一部を下流側に流出させ、残余の液相冷媒をサイクル内の余剰冷媒として蓄える。

第２開閉弁１４ｂは、第１継手１３ａの他方の流出口から第２継手１３ｂの一方の流入口へ至る外気側通路２１ｃを開閉する電磁弁である。第２開閉弁１４ｂは第１切替部である。第２継手１３ｂの他方の流入口には、レシーバ１５の冷媒出口側が接続されている。レシーバ１５の冷媒出口と第２継手１３ｂの他方の流入口とを接続する出口側通路２１ｂには、第６継手１３ｆおよび第１逆止弁１７ａが配置されている。

第６継手１３ｆは、出口側通路２１ｂにおいて、流入口がレシーバ１５の冷媒出口側に接続されている。第６継手１３ｆは、出口側通路２１ｂにおいて、一方の流出口が第１逆止弁１７ａの入口側に接続されている。第６継手１３ｆの他方の流出口には、第７継手１３ｇの流入口側が接続されている。

第２継手１３ｂの流出口には、暖房用膨張弁１６ａを介して、室外熱交換器１８の冷媒入口側が接続されている。このため、出口側通路２１ｂに配置された第１逆止弁１７ａは、レシーバ１５の出口側から暖房用膨張弁１６ａ側へ冷媒が流れることを許容し、暖房用膨張弁１６ａ側からレシーバ１５の出口側へ冷媒が流れることを禁止している。

暖房用膨張弁１６ａは、少なくとも暖房モードの冷媒回路に切り替えられた際に、レシーバ１５から流出した冷媒を減圧させるとともに、下流側へ流出させる冷媒の流量を調整する第１減圧部である。

暖房用膨張弁１６ａは、絞り開度を変更可能に構成された弁体、および弁体を変位させる電動アクチュエータ（具体的には、ステッピングモータ）を有する電動式の可変絞り機構である。すなわち、暖房用膨張弁１６ａは、電気式膨張弁である。暖房用膨張弁１６ａは、制御装置５０から出力される制御信号（具体的には、制御パルス）によって、その作動が制御される。

暖房用膨張弁１６ａは、弁開度を全開にすることで流量調整作用および冷媒減圧作用を殆ど発揮することなく単なる冷媒通路として機能する全開機能、および弁開度を全閉にすることで冷媒通路を閉塞する全閉機能を有している。

冷凍サイクル装置１０は、第１電気式膨張弁１６ｂおよび第２電気式膨張弁１６ｃを備えている。第１電気式膨張弁１６ｂおよび第２電気式膨張弁１６ｃの基本的構成は、暖房用膨張弁１６ａと同様である。

室外熱交換器１８は、暖房用膨張弁１６ａから流出した冷媒と、図示しない外気ファンから送風された外気とを熱交換させる熱交換器である。室外熱交換器１８は、暖房用膨張弁１６ａから流出した冷媒の状態により、冷媒を凝縮させる凝縮部として機能したり、冷媒を蒸発させる蒸発部として機能したりする熱交換部である。室外熱交換器１８は、駆動装置室内の前方側に配置されている。このため、車両走行時には、室外熱交換器１８に走行風を当てることができる。

室外熱交換器１８の冷媒出口には、第３継手１３ｃの流入口側が接続されている。第３継手１３ｃの一方の流出口には、第３開閉弁１４ｃおよび第３逆止弁１７ｃを介して、第４継手１３ｄの第１の流入口側が接続されている。第３継手１３ｃの他方の流出口には、第２逆止弁１７ｂを介して、第９継手１３ｉの流入口側が接続されている。

第３開閉弁１４ｃは、第３継手１３ｃの一方の流出口から第４継手１３ｄの第１の流入口へ至る吸入側通路２１ｄを開閉する電磁弁である。第３開閉弁１４ｃは第２切替部である。第４継手１３ｄの流出口には、圧縮機１１の吸入口側が接続されている。第３逆止弁１７ｃは、第３継手１３ｃの一方の流出口側から第４継手１３ｄの第１の流入口側へ冷媒が流れることを許容し、第４継手１３ｄの第１の流入口側から第３継手１３ｃの一方の流出口へ冷媒が流れることを禁止している。第２逆止弁１７ｂは、室外熱交換器１８の冷媒出口側から第９継手１３ｉの流入口側へ冷媒が流れることを許容し、第９継手１３ｉの流入口側から室外熱交換器１８の冷媒出口側へ冷媒が流れることを禁止している。

第９継手１３ｉの一方の流出口には、第２固定絞り２３ｂを介して、第５継手１３ｅの他方の流入口側が接続されている。第２固定絞り２３ｂ（換言すれば第２絞り）は、レシーバ１５へ流入する冷媒を減圧させる第１減圧部である。第２固定絞り２３ｂは、第９継手１３ｉの一方の流出口から第５継手１３ｅの他方の流入口へ至る範囲に配置されている。このような第２固定絞り２３ｂとしては、オリフィス、キャピラリチューブ等を採用することができる。

出口側通路２１ｂに配置された第６継手１３ｆの他方の流出口には、第７継手１３ｇの流入口側が接続されている。第７継手１３ｇの一方の流出口には、第１電気式膨張弁１６ｂの入口側が接続されている。第７継手１３ｇの他方の流出口には、第２電気式膨張弁１６ｃの入口側が接続されている。

第１電気式膨張弁１６ｂは、少なくとも冷房モードの冷媒回路に切り替えられた際に、レシーバ１５から流出した冷媒を減圧させるとともに、下流側へ流出させる冷媒の流量を調整する第２減圧部である。

第１電気式膨張弁１６ｂの出口には、室内蒸発器１９の冷媒入口側が接続されている。室内蒸発器１９は、図２に示す室内空調ユニット４０のケーシング４１内に配置されている。室内蒸発器１９は、第１電気式膨張弁１６ｂにて減圧された低圧冷媒を、室内送風機４２から送風された空気と熱交換させて蒸発させる第１蒸発部である。室内蒸発器１９は、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることによって空気を冷却する空気冷却部である。室内蒸発器１９の冷媒出口には、図１に示す第８継手１３ｈの一方の流入口が接続されている。

第８継手１３ｈの流出口には、第４逆止弁１７ｄおよび第４継手１３ｄを介して、圧縮機１１の吸入口側が接続されている。第４逆止弁１７ｄの出口側は、第４継手１３ｄの第２の流入口側に接続されている。第４逆止弁１７ｄは、第８継手１３ｈの流出口側から第４継手１３ｄの第２の流入口側へ冷媒が流れることを許容し、第４継手１３ｄの第２の流入口側から第８継手１３ｈの流出口側へ冷媒が流れることを禁止している。

第２電気式膨張弁１６ｃは、バッテリ３０を冷却する際に、レシーバ１５から流出した冷媒を減圧させるとともに、下流側へ流出させる冷媒の流量を調整する第２減圧部である。第２電気式膨張弁１６ｃの出口には、バッテリ用チラー２０の冷媒入口側が接続されている。バッテリ用チラー２０の冷媒出口には、第４継手１３ｄの第３の流入口が接続されている。

バッテリ用チラー２０は、第２電気式膨張弁１６ｃにて減圧された低圧冷媒と、バッテリ冷却水回路３１の冷却水（以下、バッテリ冷却水と言う。）とを熱交換させて、低圧冷媒を蒸発させる第１蒸発部である。バッテリ用チラー２０における冷媒の吸熱作用によって、バッテリ冷却水が冷却される。バッテリ用チラー２０は、車両に搭載された機器を冷却する冷却用蒸発器である。

バッテリ冷却水回路３１は、バッテリ冷却水を循環させる熱媒体回路である。バッテリ冷却水は、バッテリ３０を冷却する熱媒体である。バッテリ冷却水回路３１にはバッテリ冷却水ポンプ３２およびバッテリ冷却水通路３０ａが配置されている。バッテリ冷却水ポンプ３２は、バッテリ３０から供給された電力によってバッテリ冷却水を吸入して吐出する電動ポンプである。

バッテリ３０は、電動モータ等の電動式の車載機器に電力を供給する。バッテリ３０は、複数の電池セルを電気的に直列的あるいは並列的に接続することによって形成された組電池である。電池セルは、充放電可能な二次電池（本実施形態では、リチウムイオン電池）である。バッテリ３０は、複数の電池セルを略直方体形状となるように積層配置して専用ケースに収容したものである。

この種のバッテリは、低温になると化学反応が進行しにくく出力が低下しやすい。バッテリは、作動時（すなわち、充放電時）に発熱する。バッテリは、高温になると劣化が進行しやすい。このため、バッテリの温度は、バッテリの充放電容量を充分に活用することのできる適切な温度範囲内（本実施形態では、１５℃以上かつ５５℃以下）に維持されていることが望ましい。

バッテリ冷却水通路３０ａは、バッテリ３０の専用ケースに形成されている。冷却水通路３０ａは、バッテリ用チラー２０にて冷却されたバッテリ冷却水によってバッテリ３０を冷却する。つまり、冷却水通路３０ａは、バッテリ冷却水にバッテリ３０の有する熱（すなわち、バッテリ３０の廃熱）を吸熱させてバッテリ３０を冷却するバッテリ冷却部である。

第９継手１３ｉの他方の流出口には、第４開閉弁１４ｄおよび第１機械式膨張弁１６ｄを介して、後席側蒸発器２４の冷媒入口側が接続されている。

第４開閉弁１４ｄは、第９継手１３ｉの他方の流出口から第８継手１３ｈの他方の流入口へ至る分岐通路２１ｅを開閉する電磁弁である。第４開閉弁１４ｄは、第９継手１３ｉで分岐されて第１機械式膨張弁１６ｄおよび後席側蒸発器２４を流れる冷媒の流れを遮断することのできる遮断部である。

第１機械式膨張弁１６ｄは、少なくとも全席冷房モードの冷媒回路に切り替えられた際に、第９継手１３ｉの他方の流出口から流出した冷媒を減圧させるとともに、下流側へ流出させる冷媒の流量を調整する第３減圧部である。第１機械式膨張弁１６ｄは、後席側蒸発器２４の近傍に配置されている。

本実施形態では、第１機械式膨張弁１６ｄとして、機械的機構で構成された機械式膨張弁（換言すれば、温度式膨張弁）を採用している。より具体的には、第１機械式膨張弁１６ｄは、後席側蒸発器２４の出口側冷媒の温度および圧力に応じて変形する変形部材（具体的には、ダイヤフラム）を有する感温部と、変形部材の変形に応じて変位して絞り開度を変化させる弁体部とを有している。

これにより、第１機械式膨張弁１６ｄでは、後席側蒸発器２４の出口側の冷媒の過熱度が予め定めた基準過熱度（本実施形態では、５℃）に近づくように、絞り開度を変化させる。ここで、機械的機構とは、電力の供給を必要とすることなく、流体圧力による荷重や弾性部材による荷重等によって作動する機構を意味している。

後席側蒸発器２４は、後席空調ユニット３４のケーシング３５内に配置されている。後席側蒸発器２４は、第１機械式膨張弁１６ｄにて減圧された低圧冷媒を、後席送風機３６から送風された空気と熱交換させて蒸発させる第２蒸発部である。後席側蒸発器２４は、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることによって空気を冷却する空気冷却部である。室内蒸発器１９の冷媒出口には、図１に示す第８継手１３ｈの一方の流入口が接続されている。後席側蒸発器２４の冷媒出口には、第８継手１３ｈの他方の流入口が接続されている。

後席空調ユニット３４は、車両用空調装置において、適切に温度調整された空気を車室内後席側へ吹き出すためのユニットである。後席空調ユニット３４は、車室内後部の近傍に配置されている。例えば、後席空調ユニット３４は、車室後方側のトランクルームに配置されている。

後席空調ユニット３４のケーシング３５は空気通路を形成している。ケーシング３５内に形成された空気通路には、後席送風機３６、後席側蒸発器２４等が配置されている。ケーシング３５は、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）にて形成されている。

ケーシング３５の空気流れ上流側には、後席送風機３６が配置されている。後席送風機３６は、ケーシング３５の吸入口から吸入された空気を車室内へ向けて送風する。後席送風機３６は、遠心多翼ファンを電動モータにて駆動する電動送風機である。後席送風機３６は、制御装置５０から出力される制御電圧によって、回転数（すなわち、送風能力）が制御される。

後席送風機３６の空気流れ下流側には、後席側蒸発器２４が配置されている。ケーシング３５の空気流れ最下流部には、空気を車室内後席側へ吹き出す開口穴が形成されている。

以上の説明から明らかなように、冷凍サイクル装置１０では、第１開閉弁１４ａ、第２開閉弁１４ｂ、第３開閉弁１４ｃおよび第４開閉弁１４ｄが冷媒通路を開閉することによって、冷媒回路を切り替えることができる。従って、第１開閉弁１４ａ、第２開閉弁１４ｂ、第３開閉弁１４ｃおよび第４開閉弁１４ｄ等は、冷媒回路切替部に含まれる。

そして、第１開閉弁１４ａ、第２開閉弁１４ｂ、および第１継手１３ａは、圧縮機１１から吐出された冷媒を、レシーバ１５側および室外熱交換器１８側の一方へ導く冷媒回路切替部の第１切替部２２ａを構成している。より具体的には、本実施形態の第１切替部２２ａは、室内凝縮器１２から流出した冷媒を、レシーバ１５側および第２継手１３ｂ側の一方へ導いている。

第２継手１３ｂは、第１継手１３ａから流出した冷媒およびレシーバ１５から流出した冷媒の少なくとも一方を、室外熱交換器１８側へ導く冷媒回路切替部の継手部を形成している。より具体的には、本実施形態の継手部は、第１継手１３ａから流出した冷媒およびレシーバ１５から流出した冷媒の一方を、暖房用膨張弁１６ａ側へ導いている。

第３開閉弁１４ｃおよび第３継手１３ｃは、室外熱交換器１８から流出した冷媒を、圧縮機１１の吸入口側および第９継手１３ｉ側の一方へ導く冷媒回路切替部の第２切替部２２ｂを構成している。

第４開閉弁１４ｄおよび第９継手１３ｉは、室外熱交換器１８から流出した冷媒を、レシーバ１５側および後席側蒸発器２４側の一方へ導く冷媒回路切替部の第３切替部を構成している。

次に、図２を用いて、室内空調ユニット４０について説明する。室内空調ユニット４０は、車両用空調装置において、適切に温度調整された空気を車室内の適切な箇所へ吹き出すためのユニットである。室内空調ユニット４０は、空気を主に車室内前席側へ吹き出す。室内空調ユニット４０は、車室内最前部の計器盤（すなわち、インストルメントパネル）の内側に配置されている。

室内空調ユニット４０は、空気通路を形成するケーシング４１を有している。ケーシング４１内に形成された空気通路には、室内送風機４２、室内蒸発器１９、室内凝縮器１２等が配置されている。ケーシング４１は、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）にて形成されている。

ケーシング４１の空気流れ最上流側には、内外気切替装置４３が配置されている。内外気切替装置４３は、ケーシング４１内へ内気（車室内空気）と外気（車室外空気）とを切替導入するものである。内外気切替装置４３の駆動用の電動アクチュエータは、制御装置５０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

内外気切替装置４３の空気流れ下流側には、室内送風機４２が配置されている。室内送風機４２は、内外気切替装置４３を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する。室内送風機４２は、遠心多翼ファンを電動モータにて駆動する電動送風機である。室内送風機４２は、制御装置５０から出力される制御電圧によって、回転数（すなわち、送風能力）が制御される。

室内送風機４２の空気流れ下流側には、室内蒸発器１９と室内凝縮器１２が、空気流れに対して、この順に配置されている。つまり、室内蒸発器１９は、室内凝縮器１２よりも、空気流れ上流側に配置されている。室内蒸発器１９は、車室内前席側へ送風される空気を熱交換させる前席側蒸発器である。

ケーシング４１内には、室内蒸発器１９を通過した空気を、室内凝縮器１２を迂回させて下流側へ流すバイパス通路４５が形成されている。

室内蒸発器１９の空気流れ下流側であって、かつ室内凝縮器１２の空気流れ上流側には、エアミックスドア４４が配置されている。エアミックスドア４４は、室内蒸発器１９を通過後の空気のうち、室内凝縮器１２を通過させる風量とバイパス通路４５を通過させる風量との風量割合を調整する。エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータは、制御装置５０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

室内凝縮器１２の空気流れ下流側には、室内凝縮器１２にて加熱された空気とバイパス通路４５を通過して室内凝縮器１２にて加熱されていない空気とを混合させる混合空間４６が設けられている。ケーシング４１の空気流れ最下流部には、混合空間４６にて混合された空気を、車室内へ吹き出す図示しない開口穴が配置されている。

従って、エアミックスドア４４が室内凝縮器１２を通過させる風量とバイパス通路４５を通過させる風量との風量割合を調整することによって、混合空間４６にて混合されて各開口穴から車室内へ吹き出される空気（以下、空調風と言う。）の温度を調整することができる。

開口穴としては、フェイス開口穴、フット開口穴およびデフロスタ開口穴（いずれも図示せず）が設けられている。フェイス開口穴は、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すための開口穴である。フット開口穴は、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すための開口穴である。デフロスタ開口穴は、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すための開口穴である。

これらの開口穴の上流側には、図示しない吹出モード切替ドアが配置されている。吹出モード切替ドアは、各開口穴を開閉することによって、空調風を吹き出す開口穴を切り替える。吹出モード切替ドア駆動用の電動アクチュエータは、制御装置５０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

次に、図３を用いて、車両用空調装置の電気制御部の概要について説明する。制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。制御装置５０は、ＲＯＭ内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各種制御対象機器１１、１４ａ～１４ｄ、１６ａ～１６ｄ、３７、４２、４３、４４等の作動を制御する。

制御装置５０の入力側には、図３に示すように、各種の制御用センサが接続されている。制御用センサとしては、内気温センサ５１ａ、外気温センサ５１ｂ、日射量センサ５１ｃが含まれる。制御用センサとしては、高圧圧力センサ５１ｄ、空調風温度センサ５１ｅ、蒸発器温度センサ５１ｆ、蒸発器圧力センサ５１ｇ、室外器温度センサ５１ｈ、室外器圧力センサ５１ｉ、バッテリ温度センサ５１ｊが含まれる。

内気温センサ５１ａは、車室内の温度である内気温Ｔｒを検出する内気温検出部である。外気温センサ５１ｂは、車室外の温度である外気温Ｔａｍを検出する外気温検出部である。日射量センサ５１ｃは、車室内へ照射される日射量Ａｓを検出する日射量検出部である。

高圧圧力センサ５１ｄは、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒の圧力である高圧圧力Ｐｄを検出する高圧圧力検出部である。空調風温度センサ５１ｅは、混合空間４６から車室内へ吹き出される吹出空気温度ＴＡＶを検出する空調風温度検出部である。

蒸発器温度センサ５１ｆは、室内蒸発器１９における冷媒蒸発温度（換言すれば、蒸発器温度）Ｔｅを検出する蒸発器温度検出部である。本実施形態の蒸発器温度センサ５１ｆは、具体的に、室内蒸発器１９の出口側冷媒の温度を検出している。

蒸発器圧力センサ５１ｇは、室内蒸発器１９における冷媒蒸発圧力Ｐｅを検出する蒸発器圧力検出部である。本実施形態の蒸発器圧力センサ５１ｇは、具体的に、室内蒸発器１９の出口側冷媒の圧力を検出している。

室外器温度センサ５１ｈは、室外熱交換器１８を流通する冷媒の温度である室外器冷媒温度Ｔ１を検出する室外器温度検出部である。本実施形態の室外器温度センサ５１ｈは、具体的に、室外熱交換器１８の出口側冷媒の温度を検出している。

室外器圧力センサ５１ｉは、室外熱交換器１８を流通する冷媒の圧力である室外器冷媒圧力Ｐ１を検出する室外器温度検出部である。本実施形態の室外器圧力センサ５１ｉは、具体的に、室外熱交換器１８の出口側冷媒の圧力を検出している。

バッテリ温度センサ５１ｊは、バッテリ３０の温度であるバッテリ温度ＴＢを検出するバッテリ温度検出部である。バッテリ温度センサ５１ｊは、複数の温度検出部を有し、バッテリ３０の複数の箇所の温度を検出している。このため、制御装置５０では、バッテリ３０の各部の温度差を検出することもできる。バッテリ温度ＴＢとしては、複数の温度センサの検出値の平均値を採用している。

制御装置５０の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された操作パネル５２が接続され、この操作パネル５２に設けられた各種操作スイッチからの操作信号が入力される。

操作パネル５２に設けられた各種操作スイッチとしては、具体的に、オートスイッチ、エアコンスイッチ、風量設定スイッチ、温度設定スイッチ、後席冷房スイッチ等がある。オートスイッチは、冷凍サイクル装置１０の自動制御運転を設定あるいは解除する操作スイッチである。エアコンスイッチは、室内蒸発器１９で空気の冷却を行うことを要求する操作スイッチである。風量設定スイッチは、室内送風機４２の風量をマニュアル設定する操作スイッチである。温度設定スイッチは、車室内の目標温度Ｔｓｅｔを設定する操作スイッチである。後席冷房スイッチは、後席側蒸発器２４で空気の冷却を行うことを要求する操作スイッチである。

本実施形態の制御装置５０は、その出力側に接続された各種制御対象機器を制御する制御部が一体に構成されたものである。従って、それぞれの制御対象機器の作動を制御する構成（すなわち、ハードウェアおよびソフトウェア）が、それぞれの制御対象機器の作動を制御する制御部を構成している。

例えば、制御装置５０のうち、冷媒回路切替部である第１開閉弁１４ａ、第２開閉弁１４ｂ、第３開閉弁１４ｃおよび第４開閉弁１４ｄの作動を制御する構成は、冷媒回路制御部５０ａを構成している。

次に、上記構成の本実施形態の車両用空調装置の作動について説明する。冷凍サイクル装置１０は、車室内の空調およびバッテリ３０の冷却を行うために、冷媒回路を切替可能に構成されている。

具体的には、冷凍サイクル装置１０は、車室内の空調を行うために、暖房モードの冷媒回路、冷房モードの冷媒回路、除湿暖房モードの冷媒回路を切り替えることができる。暖房モードは、加熱された空気を車室内へ吹き出す運転モードである。冷房モードは、冷却された空気を車室内へ吹き出す運転モードである。除湿暖房モードは、冷却されて除湿された空気を再加熱して車室内へ吹き出す運転モードである。

これらの運転モードの切り替えは、予め制御装置５０に記憶されている空調制御プログラムが実行されることによって行われる。空調制御プログラムは、操作パネル５２のオートスイッチが投入（ＯＮ）されると実行される。空調制御プログラムでは、各種制御用センサの検出信号および操作パネルの操作信号に基づいて、運転モードを切り替える。以下に各運転モードの作動について説明する。

（ａ）暖房モード
暖房モードでは、制御装置５０が、第１開閉弁１４ａを開き、第２開閉弁１４ｂを閉じ、第３開閉弁１４ｃを開き、第４開閉弁１４ｄを閉じる。制御装置５０は、暖房用膨張弁１６ａを冷媒減圧作用を発揮する絞り状態として、第１電気式膨張弁１６ｂを全閉状態とする。

これにより、暖房モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１から吐出された冷媒が、室内凝縮器１２→第１固定絞り２３ａ→レシーバ１５→暖房用膨張弁１６ａ→室外熱交換器１８→圧縮機１１の吸入口の順に循環する第１回路に切り替えられる。

この回路構成で、制御装置５０は、各種制御対象機器の作動を制御する。例えば、圧縮機１１については、制御装置５０は、高圧圧力センサ５１ｄによって検出された高圧圧力Ｐｄが目標高圧ＰＤＯに近づくように吐出能力を制御する。目標高圧ＰＤＯは、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め制御装置５０に記憶されている暖房モード用の制御マップを参照して決定される。目標吹出温度ＴＡＯは、各種制御用センサの検出信号および操作パネルの操作信号を用いて算定される。制御装置５０は、目標吹出温度ＴＡＯと実際の吹出温度との偏差が小さくなるように圧縮機１１の回転数を調整してもよい。

暖房用膨張弁１６ａについては、制御装置５０は、室外熱交換器１８の出口側冷媒の過熱度ＳＨ１が、予め定めた目標過熱度ＫＳＨ（本実施形態では、５℃）に近づくように絞り開度を制御する。過熱度ＳＨ１は、室外器温度センサ５１ｈによって検出された室外器冷媒温度Ｔ１および室外器圧力センサ５１ｉによって検出された室外器冷媒圧力Ｐ１から算定される。

エアミックスドア４４については、制御装置５０は、空調風温度センサ５１ｅによって検出された吹出空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくように開度を制御する。暖房モードでは、室内蒸発器１９を通過した空気の全風量を室内凝縮器１２へ流入させるようにエアミックスドア４４の開度を制御してもよい。

冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１が作動すると、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が室内凝縮器１２へ流入する。室内凝縮器１２へ流入した冷媒は、室内蒸発器１９を通過した空気に放熱して凝縮する。これにより、空気が加熱される。

室内凝縮器１２から流出した冷媒は、第１継手１３ａおよび入口側通路２１ａを介して第１固定絞り２３ａへ流入して中間圧まで減圧される。第１固定絞り２３ａで減圧された冷媒はレシーバ１５へ流入する。レシーバ１５へ流入した冷媒は、レシーバ１５にて気液分離される。レシーバ１５にて分離された一部の液相冷媒は、出口側通路２１ｂおよび第２継手１３ｂを介して暖房用膨張弁１６ａへ流入する。レシーバ１５にて分離された残余の液相冷媒は、余剰冷媒としてレシーバ１５に蓄えられる。

暖房用膨張弁１６ａへ流入した冷媒は、低圧冷媒となるまで減圧される。この際、暖房用膨張弁１６ａの絞り開度は、過熱度ＳＨ１が目標過熱度ＫＳＨに近づくように制御される。暖房モードでは、実質的に、室外熱交換器１８の出口側冷媒の過熱度が目標過熱度ＫＳＨに近づくように制御される。

暖房用膨張弁１６ａにて減圧された低圧冷媒は、室外熱交換器１８へ流入する。室外熱交換器１８へ流入した冷媒は、外気ファンから送風された外気と熱交換し、外気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器１８から流出した冷媒は、第３継手１３ｃ、吸入側通路２１ｄおよび第４継手１３ｄを介して圧縮機１１へ吸入されて再び圧縮される。

従って、暖房モードでは、室内凝縮器１２にて加熱された空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の暖房を行うことができる。

（ｂ）冷房モード
冷房モードでは、制御装置５０が、第１開閉弁１４ａを閉じ、第２開閉弁１４ｂを開き、第３開閉弁１４ｃを閉じる。後席冷房スイッチが投入（ＯＮ）されていない場合、制御装置５０が第４開閉弁１４ｄを閉じ、後席冷房スイッチが投入（ＯＮ）されている場合、制御装置５０が第４開閉弁１４ｄを開く。制御装置５０は、暖房用膨張弁１６ａを全開状態とし、第１電気式膨張弁１６ｂを絞り状態とする。

これにより、冷房モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１から吐出された冷媒が、（室内凝縮器１２→暖房用膨張弁１６ａ→）室外熱交換器１８→第２固定絞り２３ｂ→レシーバ１５→第１電気式膨張弁１６ｂ→室内蒸発器１９→圧縮機１１の吸入口の順に循環する第２回路に切り替えられる。第４開閉弁１４ｄが開かれている場合、圧縮機１１から吐出された冷媒が、（室内凝縮器１２→暖房用膨張弁１６ａ→）室外熱交換器１８→第１機械式膨張弁１６ｄ→後席側蒸発器２４→圧縮機１１の吸入口の順に循環する回路も構成される。

この回路構成で、制御装置５０は、各種制御対象機器の作動を制御する。例えば、圧縮機１１については、蒸発器温度センサ５１ｆによって検出された蒸発器温度Ｔｅが目標蒸発器温度ＴＥＯに近づくように吐出能力を制御する。目標蒸発器温度ＴＥＯは、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め制御装置５０に記憶されている冷房モード用の制御マップを参照して決定される。

この制御マップでは、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、目標蒸発器温度ＴＥＯが上昇するように決定される。目標蒸発器温度ＴＥＯは、室内蒸発器１９の着霜を抑制可能な範囲（具体的には、１℃以上）の値に決定される。

第１電気式膨張弁１６ｂについては、制御装置５０は、室内蒸発器１９の出口側冷媒の過熱度ＳＨ２が、目標過熱度ＫＳＨに近づくように絞り開度を制御する。過熱度ＳＨ２は、蒸発器温度Ｔｅおよび蒸発器圧力センサ５１ｇによって検出された冷媒蒸発圧力Ｐｅから算定される。エアミックスドア４４については、室内蒸発器１９を通過した空気の全風量をバイパス通路４５へ流入させるようにエアミックスドア４４の開度を制御する。

冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１が作動すると、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が室内凝縮器１２へ流入する。冷房モードでは、室内蒸発器１９を通過した空気の全風量がバイパス通路４５へ流入する。このため、室内凝縮器１２へ流入した冷媒は、空気と熱交換することなく室内凝縮器１２から流出する。

室内凝縮器１２から流出した冷媒は、第１継手１３ａおよび外気側通路２１ｃを介して暖房用膨張弁１６ａへ流入する。冷房モードでは、暖房用膨張弁１６ａが全開状態となっている。このため、暖房用膨張弁１６ａへ流入した冷媒は、減圧されることなく暖房用膨張弁１６ａから流出する。つまり、冷房モードでは、室内凝縮器１２および暖房用膨張弁１６ａは、単なる冷媒通路となる。

暖房用膨張弁１６ａから流出した冷媒は、室外熱交換器１８へ流入する。室外熱交換器１８へ流入した冷媒は、外気ファンから送風された外気と熱交換し、外気へ放熱して凝縮する。

室外熱交換器１８から流出した冷媒は、第３継手１３ｃ、第９継手１３ｉを介して第２固定絞り２３ｂへ流入して中間圧まで減圧される。第２固定絞り２３ｂで減圧された冷媒は、第５継手１３ｅおよび入口側通路２１ａを介してレシーバ１５へ流入する。レシーバ１５へ流入した冷媒は、レシーバ１５にて気液分離される。レシーバ１５にて分離された一部の液相冷媒は、出口側通路２１ｂおよび第６継手１３ｆを介して第１電気式膨張弁１６ｂへ流入する。レシーバ１５にて分離された残余の液相冷媒は、余剰冷媒としてレシーバ１５に蓄えられる。

第１電気式膨張弁１６ｂへ流入した冷媒は、低圧冷媒となるまで減圧される。この際、第１電気式膨張弁１６ｂの絞り開度は、過熱度ＳＨ２が目標過熱度ＫＳＨに近づくように制御される。冷房モードでは、実質的に、室内蒸発器１９の出口側冷媒の過熱度が目標過熱度ＫＳＨに近づくように制御される。

第１電気式膨張弁１６ｂにて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器１９へ流入する。室内蒸発器１９へ流入した冷媒は、室内送風機４２から送風された空気と熱交換し、空気から吸熱して蒸発する。これにより、空気が冷却される。室内蒸発器１９から流出した冷媒は、第８継手１３ｈおよび第４継手１３ｄを介して圧縮機１１へ吸入されて再び圧縮される。

従って、冷房モードでは、室内蒸発器１９にて冷却された空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の冷房を行うことができる。

第４開閉弁１４ｄが開かれている場合、室外熱交換器１８から流出した冷媒は、第３継手１３ｃ、第９継手１３ｉおよび分岐通路２１ｅを介して第１機械式膨張弁１６ｄへ流入する。

第１機械式膨張弁１６ｄへ流入した冷媒は、低圧冷媒となるまで減圧される。この際、第１機械式膨張弁１６ｄは、後席側蒸発器２４の出口側の冷媒の過熱度が予め定めた基準過熱度に近づくように、機械的機構によって絞り開度を変化させる。

第１機械式膨張弁１６ｄにて減圧された低圧冷媒は、後席側蒸発器２４へ流入する。後席側蒸発器２４へ流入した冷媒は、後席送風機３６から送風された空気と熱交換し、空気から吸熱して蒸発する。これにより、空気が冷却される。後席側蒸発器２４から流出した冷媒は、第８継手１３ｈおよび第４継手１３ｄを介して圧縮機１１へ吸入されて再び圧縮される。

従って、第４開閉弁１４ｄが開かれている場合、後席側蒸発器２４にて冷却された空気を車室内後席側へ吹き出すことによって、車室内後席側の冷房を行うことができる。

（ｃ）除湿暖房モード
除湿暖房モードでは、制御装置５０が、第１開閉弁１４ａを開き、第２開閉弁１４ｂを閉じ、第３開閉弁１４ｃを開き、第４開閉弁１４ｄを閉じる。制御装置５０は、暖房用膨張弁１６ａを絞り状態とし、第１電気式膨張弁１６ｂを絞り状態とする。

これにより、除湿暖房モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１から吐出された冷媒が、室内凝縮器１２→第１固定絞り２３ａ→レシーバ１５の順に流れる。そして、レシーバ１５→暖房用膨張弁１６ａ→室外熱交換器１８→圧縮機１１の吸入口の順に循環するとともに、レシーバ１５→第１電気式膨張弁１６ｂ→室内蒸発器１９→圧縮機１１の吸入口の順に循環する第３回路が構成される。

すなわち、除湿暖房モードの冷凍サイクル装置１０は、レシーバ１５から流出した冷媒の流れに対して、室外熱交換器１８と室内蒸発器１９が並列的に接続される回路に切り替えられる。

この回路構成で、制御装置５０は、各種制御対象機器の作動を制御する。例えば、圧縮機１１については、冷房モードと同様に吐出能力を制御する。

暖房用膨張弁１６ａについては、制御装置５０は、室外器温度センサ５１ｈによって検出された室外器冷媒温度Ｔ１が、室外器目標温度ＴＯ１に近づくように絞り開度を制御する。室外器目標温度ＴＯ１は、目標吹出温度ＴＡＯおよび外気温Ｔａｍに基づいて、予め制御装置５０に記憶されている除湿暖房モード用の制御マップを参照して決定される。この制御マップでは、室外器目標温度ＴＯ１が外気温Ｔａｍよりも低くなるように決定される。

第１電気式膨張弁１６ｂについては、冷房モードと同様に絞り開度を制御する。エアミックスドア４４については、制御装置５０は、空調風温度センサ５１ｅによって検出された吹出空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくように開度を制御する。

冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１が作動すると、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が室内凝縮器１２へ流入する。室内凝縮器１２へ流入した冷媒は、室内蒸発器１９を通過した空気に放熱して凝縮する。これにより、室内蒸発器１９を通過する際に冷却された空気が加熱される。

室内凝縮器１２から流出した冷媒は、第１継手１３ａおよび入口側通路２１ａを介して第１固定絞り２３ａへ流入して中間圧まで減圧される。第１固定絞り２３ａで減圧された冷媒はレシーバ１５へ流入する。レシーバ１５へ流入した冷媒は、レシーバ１５にて気液分離される。

レシーバ１５にて分離された一部の液相冷媒は、出口側通路２１ｂおよび第２継手１３ｂを介して暖房用膨張弁１６ａへ流入する。レシーバ１５にて分離された別の一部の液相冷媒は、出口側通路２１ｂおよび第６継手１３ｆを介して第１電気式膨張弁１６ｂへ流入する。レシーバ１５にて分離された残余の液相冷媒は、余剰冷媒としてレシーバ１５に蓄えられる。

レシーバ１５から暖房用膨張弁１６ａへ流入した冷媒は、低圧冷媒となるまで減圧される。この際、暖房用膨張弁１６ａの絞り開度は、室外器冷媒温度Ｔ１が外気温Ｔａｍよりも低くなるように制御される。

暖房用膨張弁１６ａにて減圧された低圧冷媒は、室外熱交換器１８へ流入する。室外熱交換器１８へ流入した冷媒は、外気ファンから送風された外気と熱交換し、外気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器１８から流出した冷媒は、第３継手１３ｃおよび吸入側通路２１ｄを介して第４継手１３ｄへ流入する。

レシーバ１５から第１電気式膨張弁１６ｂへ流入した冷媒は、低圧冷媒となるまで減圧される。この際、第１電気式膨張弁１６ｂの絞り開度は、過熱度ＳＨ２が目標過熱度ＫＳＨに近づくように制御される。

第１電気式膨張弁１６ｂにて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器１９へ流入する。室内蒸発器１９へ流入した冷媒は、室内送風機４２から送風された空気と熱交換し、空気から吸熱して蒸発する。これにより、空気が冷却される。室内蒸発器１９から流出した冷媒は、第８継手１３ｈを介して第４継手１３ｄへ流入する。

第４継手１３ｄでは、室外熱交換器１８から流出した冷媒の流れと室内蒸発器１９から流出した冷媒の流れが合流する。第４継手１３ｄから流出した冷媒は、圧縮機１１へ吸入されて再び圧縮される。

従って、除湿暖房モードでは、室内蒸発器１９にて冷却されて除湿された空気を室内凝縮器１２にて再加熱して車室内へ吹き出すことによって、車室内の除湿暖房を行うことができる。

以上の如く、本実施形態の車両用空調装置では、冷凍サイクル装置１０が各運転モードに応じて冷媒回路を切り替えることによって、車室内の快適な空調を実現することができる。本実施形態の車両用空調装置では、冷却モードを実行することによって、バッテリ３０を冷却することができる。

冷却モードは、冷凍サイクル装置１０の作動時であれば、空調用の各運転モードと並行して実行することができる。すなわち、車室内の空調を行うと同時に、バッテリ３０の冷却を行うことができる。冷却モードは、バッテリ温度センサ５１ｊによって検出されたバッテリ温度ＴＢが、予め定めた基準バッテリ温度ＫＴＢ以上となった際に実行される。以下、冷却モードの作動について説明する。

（ｄ）冷却モード
冷却モードでは、制御装置５０が、空調用の各運転モードと同様の制御対象機器を制御することに加えて、第２電気式膨張弁１６ｃを絞り状態とする。

これにより、冷凍サイクル装置１０では、空調用の運転モードによらず、レシーバ１５から流出した冷媒が、第２電気式膨張弁１６ｃ→バッテリ用チラー２０→圧縮機１１の吸入口の順に流れるバッテリ冷却用の回路が構成される。

すなわち、冷却モードと暖房モードが並行して実行される際には、冷凍サイクル装置１０は、レシーバ１５から流出した冷媒の流れに対して、室外熱交換器１８とバッテリ用チラー２０とが並列的に接続される回路に切り替えられる。

冷却モードと冷房モードが並行して実行される際には、冷凍サイクル装置１０は、レシーバ１５から流出した冷媒の流れに対して、室内蒸発器１９とバッテリ用チラー２０とが並列的に接続される回路に切り替えられる。

冷却モードと除湿暖房モードが並行して実行される際には、冷凍サイクル装置１０は、レシーバ１５から流出した冷媒の流れに対して、室外熱交換器１８、室内蒸発器１９およびバッテリ用チラー２０とが並列的に接続される回路に切り替えられる。

この回路構成で、制御装置５０は、各種制御対象機器の作動を制御する。例えば、第２電気式膨張弁１６ｃについては、制御装置５０は、バッテリ温度ＴＢがバッテリ３０の適切な温度範囲内に維持されるように絞り開度を制御する。

冷凍サイクル装置１０では、レシーバ１５から流出した冷媒が、第６継手１３ｆおよび第７継手１３ｇを介して、第２電気式膨張弁１６ｃへ流入する。レシーバ１５から第２電気式膨張弁１６ｃへ流入した冷媒は、低圧冷媒となるまで減圧される。

第２電気式膨張弁１６ｃにて減圧された低圧冷媒は、バッテリ用チラー２０へ流入する。バッテリ用チラー２０へ流入した冷媒は、バッテリ冷却水の有する熱（すなわち、バッテリ３０の廃熱）を吸熱して蒸発する。これにより、バッテリ３０が冷却される。バッテリ用チラー２０から流出した冷媒は、第８継手１３ｈおよび第４継手１３ｄを介して圧縮機１１へ吸入される。

以上の如く、本実施形態の車両用空調装置では、冷却モードを実行することによって、車室内の空調を行いながら、バッテリ３０を冷却することができる。

本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、暖房モードで説明したように、第１回路に切り替えた際に、暖房用膨張弁１６ａにて減圧させた冷媒を室外熱交換器１８にて蒸発させることができる。この際、室内凝縮器１２にて凝縮させた高圧の液相冷媒を余剰冷媒としてレシーバ１５に蓄えることができる。従って、室外熱交換器１８の出口側冷媒に過熱度を持たせることができる。

これによれば、貯液部としてアキュムレータを備える冷凍サイクル装置よりも、冷媒を蒸発させる熱交換部である室外熱交換器１８における冷媒の吸熱量を増加させることができる。その結果、室内凝縮器１２における冷媒の放熱量を増加させて、室内凝縮器１２における空気の加熱能力を向上させることができる。

従って、暖房モードの冷凍サイクル装置１０では、サイクルの成績係数を向上させることができる。

ここで、アキュムレータは、冷媒を蒸発させる熱交換部の冷媒出口側から圧縮機の吸入側へ至る冷媒流路に配置されて、サイクル内の余剰冷媒を液相冷媒として蓄える低圧側の貯液部である。冷媒を蒸発させる熱交換部における冷媒の吸熱量は、冷媒を蒸発させる熱交換部の出口側冷媒のエンタルピから入口側冷媒のエンタルピを減算したエンタルピ差で定義される。

本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、冷房モードで説明したように、第２回路に切り替えた際に、第１電気式膨張弁１６ｂにて減圧させた冷媒を室内蒸発器１９にて蒸発させることができる。この際、室外熱交換器１８にて凝縮させた高圧の液相冷媒を余剰冷媒としてレシーバ１５に蓄えることができる。従って、室内蒸発器１９の出口側冷媒に過熱度を持たせることができる。

これによれば、貯液部としてアキュムレータを備える冷凍サイクル装置よりも、室内蒸発器１９における冷媒の吸熱量を増加させることができる。その結果、室内蒸発器１９における空気の冷却能力を向上させることができる。

従って、冷房モードの冷凍サイクル装置１０では、サイクルの成績係数を向上させることができる。

本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、除湿暖房モードで説明したように、第３回路に切り替えた際には、第１電気式膨張弁１６ｂにて減圧させた冷媒を室内蒸発器１９にて蒸発させることができる。第１電気式膨張弁１６ｂにて減圧させた冷媒を室内蒸発器１９にて蒸発させることができる。この際、室内凝縮器１２にて凝縮させた高圧の液相冷媒を余剰冷媒としてレシーバ１５に蓄えることができる。従って、室外熱交換器１８の出口側冷媒および室内蒸発器１９の出口側冷媒の双方に過熱度を持たせることができる。

これによれば、貯液部としてアキュムレータを備える冷凍サイクル装置よりも、冷媒を蒸発させる熱交換部である室外熱交換器１８における冷媒の吸熱量を増加させることができる。その結果、室内凝縮器１２における冷媒の放熱量を増加させて、室内凝縮器１２における空気の加熱能力を向上させることができる。

また、貯液部としてアキュムレータを備える冷凍サイクル装置よりも、室内蒸発器１９における冷媒の吸熱量を増加させることができる。その結果、室内蒸発器１９における空気の冷却能力を向上させることができる。

従って、除湿暖房モードの冷凍サイクル装置１０では、サイクルの成績係数を向上させることができる。つまり、本実施形態の冷凍サイクル装置１０によれば、冷媒回路を切替可能に構成されていても、成績係数を向上させることができる。

本実施形態では、第１開閉弁１４ａ、第２開閉弁１４ｂ、および第１継手１３ａによって第１切替部２２ａが構成されている。そして、本実施形態の第１切替部２２ａは、具体的に、室内凝縮器１２から流出した冷媒を、レシーバ１５側および第２継手１３ｂ側の一方へ導いている。

本実施形態の継手部を構成する第２継手１３ｂは、具体的に、第１継手１３ａから流出した冷媒およびレシーバ１５から流出した冷媒の一方を、暖房用膨張弁１６ａ側へ導いている。

第３開閉弁１４ｃ、第３継手１３ｃ、および第２逆止弁１７ｂによって第２切替部２２ｂが構成されている。そして、本実施形態の第２切替部２２ｂは、具体的に、室外熱交換器１８から流出した冷媒を、圧縮機１１の吸入口側およびレシーバ１５側の一方へ導いている。

これによれば、冷媒回路を切り替えても、レシーバ１５内の冷媒の流れ方向が変化しない冷凍サイクル装置を容易に実現することができる。従って、冷媒回路を切り替えても、レシーバ１５の気液分離性能が変化しにくい。冷媒回路を切り替えても、共通するレシーバ１５にサイクル内の余剰冷媒を蓄える冷凍サイクル装置を容易に実現することができる。従って、冷凍サイクル装置１０全体としての大型化を抑制することができる。

本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、第１固定絞り２３ａおよび第２固定絞り２３ｂを備えているので、より一層、成績係数を向上させることができる。

このことを図４を用いて説明する。図４は、暖房モード時の冷凍サイクル装置１０における冷媒の状態を示すモリエル線図である。暖房モードでは、室内凝縮器１２が、冷媒を凝縮させる熱交換部となり、室外熱交換器１８が、冷媒を蒸発させる熱交換部となる。

図４では、第１固定絞り２３ａを備える本実施形態の冷凍サイクル装置１０における冷媒の状態の変化を太実線で示している。第１固定絞り２３ａを備えていない比較例の冷凍サイクル装置における冷媒の状態の変化を細破線で示している。

図４では、本実施形態の冷凍サイクル装置１０におけるレシーバ１５内の冷媒の状態を点Ｌｑ１で示している。図４では、比較例の冷凍サイクル装置におけるレシーバ１５内の冷媒の状態を点Ｌｑｅｘで示している。

本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、第１固定絞り２３ａを備えているので、レシーバ１５内の冷媒の圧力が、冷媒を凝縮させる熱交換部（暖房モードでは室内凝縮器１２）における高圧冷媒の圧力よりも低くなる。このため、図４に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置１０の点Ｌｑ１の冷媒の圧力は、比較例の冷凍サイクル装置の点Ｌｑｅｘの冷媒の圧力よりも低い圧力になる。

モリエル線図の飽和液線の傾きに沿って、本実施形態の冷凍サイクル装置１０の点Ｌｑの冷媒のエンタルピは、比較例の冷凍サイクル装置の点Ｌｑｅｘの冷媒のエンタルピよりも低い値となる。このため、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、冷媒を凝縮させる熱交換部（暖房モードでは室内凝縮器１２）の出口側の冷媒が過冷却液相冷媒ＳＣ１となる。

従って、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、比較例の冷凍サイクル装置１０よりも、冷媒を蒸発させる熱交換部（暖房モードでは室外熱交換器１８）へ流入する冷媒のエンタルピを低下させることができる。その結果、冷媒を蒸発させる熱交換部（暖房モードでは室外熱交換器１８）における冷媒の吸熱量を増大させて、成績係数を向上させることができる。

この効果は、他の運転モードでも得ることができる。例えば、冷房モードでは、室外熱交換器１８が、冷媒を凝縮させる熱交換部となり、室内蒸発器１９が、冷媒を蒸発させる熱交換部となる。

本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、第２固定絞り２３ｂを備えているので、冷房モードでは、レシーバ１５内の冷媒の圧力が室外熱交換器１８における高圧冷媒の圧力よりも低くなる。このため、冷房モードでは、室外熱交換器１８の出口側の冷媒が過冷却液相冷媒となる。

従って、冷房モードでは、比較例の冷凍サイクル装置１０よりも室内蒸発器１９へ流入する冷媒のエンタルピを低下させることができる。その結果、室内蒸発器１９における冷媒の吸熱量を増大させて、成績係数を向上させることができる。

上述のように、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、第２固定絞り２３ｂを備えているので、冷房モードでは、室外熱交換器１８の出口側の冷媒が過冷却液相冷媒となる。室外熱交換器１８の出口側の冷媒は、第９継手１３ｉにて後席側蒸発器２４側に分岐される。そのため、冷房モードにおいて、後席側蒸発器２４で空気を冷却するために第４開閉弁１４ｄが開かれている場合、第１機械式膨張弁１６ｄへ流入する冷媒は液相冷媒となる。したがって、第１機械式膨張弁１６ｄに気液二相冷媒が流入することを抑制できる。

第１機械式膨張弁１６ｄのような機械式膨張弁は、蒸発器出口の冷媒温度を感温し、ダイヤフラム内に封入するガス圧を変化させることで弁体を駆動する構造が内部に包含されている。そのため、機械式膨張弁は、構造的に、電気式膨張弁と比較して最大開口径を大きくすることが難しく、開口径を大きく取りつつ必要な減圧量を確保するために開口部の深さを長く取ることが難しい。そのため、冷媒の減圧が急激に生じる特性が強く、機械式膨張弁に気液二相冷媒が流入すると振動や音が発生しやすくなる。第１機械式膨張弁１６ｄは、後席側蒸発器２４とともに車室内中央または後部座席の後ろ側に配置される。そのため、第１機械式膨張弁１６ｄから発生する音は車室内に響きやすい。

その点、本実施形態では、第１機械式膨張弁１６ｄに気液二相冷媒が流入することを抑制できるので、第１機械式膨張弁１６ｄにおいて振動や音が発生することを抑制できる。

本実施形態では、制御装置５０は、後席側蒸発器２４で空気を冷却するために第４開閉弁１４ｄが開かれている場合において、圧縮機１１の回転数が所定回転数以下になった場合、第１機械式膨張弁１６ｄへ流入する冷媒の過冷却度が所定値以下となったと判断して第４開閉弁１４ｄを閉じる。

これにより、第１機械式膨張弁１６ｄへ流入する冷媒の過冷却度が所定値以下となって第１機械式膨張弁１６ｄへ流入する冷媒が気液二相冷媒になるおそれがある場合、第１機械式膨張弁１６ｄへの冷媒の流入が遮断されるので、第１機械式膨張弁１６ｄに気液二相冷媒が流入することを抑制できる。第１機械式膨張弁１６ｄへの冷媒の流入が遮断されても、第４開閉弁１４ｄと合流部１３ｈとの間に残存する冷媒が合流部１３ｈから吸い出されることによって、しばらくの間は冷房性能を維持できる。

本実施形態では、冷房モード、暖房モードおよび除湿暖房モードのいずれにおいても、分岐通路２１ｅには、液相冷媒が流れる、または溜まることとなる。そのため、運転モード毎の要求冷媒量の差を小さく抑えることができるので、各運転モードでの作動を安定化できるとともに、運転モード毎の要求冷媒量の差を吸収するためのレシーバ１５の容積を小さく抑えることができる。

本実施形態では、室外熱交換器１８から流出した冷媒の流れを第９継手１３ｉにて第１固定絞り２３ａ側と第１機械式膨張弁１６ｄ側とに分岐させ、第１機械式膨張弁１６ｄにて減圧された冷媒を後席側蒸発器２４にて蒸発させる。

これによると、図４を用いて説明したように、第１固定絞り２３ａおよび第１機械式膨張弁１６ｄの減圧作用によって、第９継手１３ｉにおける冷媒を過冷却液相冷媒とすることができる。したがって、第１機械式膨張弁１６ｄへ流入する冷媒を過冷却液相冷媒とすることができるので、第１機械式膨張弁１６ｄに気液二相冷媒が流入することを抑制できる。

本実施形態では、第９継手１３ｉで分岐されて第１機械式膨張弁１６ｄおよび後席側蒸発器２４を流れる冷媒の流れを第４開閉弁１４ｄにて遮断できる。これにより、後席側蒸発器２４を使用する状態と使用しない状態とを切り替えることができる。

第４開閉弁１４ｄは、第１機械式膨張弁１６ｄと一体化されていてもよい。これにより、構成を簡素化できる。

制御装置５０は、第１機械式膨張弁１６ｄへ流入する冷媒の過冷却度が所定値以下となった場合、冷媒の流れを遮断するように第４開閉弁１４ｄを制御する。

これにより、第１固定絞り２３ａおよび第１機械式膨張弁１６ｄの減圧作用を利用しても第９継手１３ｉにおける冷媒を過冷却液相冷媒とすることが困難となった場合に、第１機械式膨張弁１６ｄに気液二相冷媒が流入することを抑制できる。

制御装置５０は、圧縮機１１の冷媒吐出能力が所定能力以下になった場合（換言すれば、圧縮機１１の回転数が所定回転数以下になった場合）、過冷却度が所定値以下となったと判定する。これにより、第１機械式膨張弁１６ｄへ流入する冷媒の過冷却度が所定値以下となったか否かを容易に判定できる。

第１機械式膨張弁１６ｄは、冷媒の温度および圧力に応じて変形する感温部と、感温部の変形に応じて変位して絞り開度を変化させる機械的機構とを有する膨張弁である。

上述のように、本実施形態では第１機械式膨張弁１６ｄに液相冷媒が流入することから、第１機械式膨張弁１６ｄで冷媒が膨張する際の振動や音の発生を抑制できる。すなわち、後席側蒸発器２４に流入する冷媒を減圧する減圧部として電気式膨張弁を用いなくとも、冷媒が膨張する際の振動や音の発生を抑制できる。したがって、後席側蒸発器２４に流入する冷媒を減圧する減圧部として電気式膨張弁を用いる場合と比較して、過熱度を検知するセンサ、電気式膨張弁へ電力を供給する電気ハーネス類、および制御装置５０におけるセンサとの入出力ポートやソフトウェア等が不要となる。その結果、冷凍サイクル装置１０全体の構成を簡素化できる。

本実施形態では、第１電気式膨張弁１６ｂおよび第２電気式膨張弁１６ｃは、冷媒の温度および圧力とは無関係に絞り開度を変更可能な膨張弁である。

これによると、第１電気式膨張弁１６ｂおよび第２電気式膨張弁１６ｃは、機械式膨張弁と比較して絞り径を大きくすることが可能であることから、第１電気式膨張弁１６ｂおよび第２電気式膨張弁１６ｃに気液二相冷媒が流入しても、第１電気式膨張弁１６ｂおよび第２電気式膨張弁１６ｃでの振動や音の発生を抑制できる。

本実施形態では、第１機械式膨張弁１６ｄで減圧された冷媒を後席側蒸発器２４にて蒸発させる冷凍サイクル装置において、第１機械式膨張弁１６ｄでの振動や音の発生を抑制できる。

（第２実施形態）
本実施形態では、図５に示すように、バッテリ用チラー２０と後席側蒸発器２４の配置を逆にしている。すなわち、分岐通路２１ｅにおいて第１機械式膨張弁１６ｄの出口側にバッテリ用チラー２０が配置されており、第２電気式膨張弁１６ｃの出口側に後席側蒸発器２４が配置されている。

バッテリ用チラー２０でバッテリ冷却水を冷却する運転モード（具体的には、冷却モード）では、制御装置５０が第４開閉弁１４ｄを開き、バッテリ用チラー２０でバッテリ冷却水を冷却しない運転モードでは、制御装置５０が第４開閉弁１４ｄを閉じる。

冷房モードにおいて後席冷房スイッチが投入（ＯＮ）されていない場合、制御装置５０が第２電気式膨張弁１６ｃを閉じ、後席冷房スイッチが投入（ＯＮ）されている場合、制御装置５０が第２電気式膨張弁１６ｃを絞り状態とする。これにより、上記第１実施形態と同様の作動を実現できる。

そして、上記第１実施形態と同様に、第１機械式膨張弁１６ｄに液相冷媒を極力流入させることができる。すなわち、第１機械式膨張弁１６ｄに気液二相状態の冷媒が流入することを極力抑制できる。

冷却モードは、空調用の運転モードのうち冷房モードおよび除湿暖房モードと並行して実行することができる。暖房モード時に冷却モードを実行する必要がある場合は、空調用の運転モードを強制的に除湿暖房モードに切り替えればよい。

本実施形態では、第１機械式膨張弁１６ｄで減圧された冷媒をバッテリ用チラー２０にて蒸発させる冷凍サイクル装置において、第１機械式膨張弁１６ｄでの振動や音の発生を抑制できる。

（第３実施形態）
上記第１実施形態では、レシーバ１５から流出した冷媒が、バッテリ用チラー２０に流入するが、本実施形態では、図６に示すように、レシーバ１５をバイパスして流れた冷媒が、バッテリ用チラー２０に流入する。

第９継手１３ｉの他方の流出口には、第１０継手１３ｊの流入口側が接続されている。第１０継手１３ｊの基本的構成は、第１継手１３ａと同様である。

第１０継手１３ｊの一方の流出口には、第４開閉弁１４ｄおよび第１機械式膨張弁１６ｄを介して、後席側蒸発器２４の冷媒入口側が接続されている。後席側蒸発器２４の冷媒出口には、第８継手１３ｈの他方の流入口が接続されている。

第１０継手１３ｊの他方の流出口には、第５開閉弁１４ｅおよび第２機械式膨張弁１６ｅを介して、バッテリ用チラー２０の冷媒入口側が接続されている。バッテリ用チラー２０の冷媒出口には、第４継手１３ｄの第３の流入口が接続されている。

第５開閉弁１４ｅの基本的構成は、第１開閉弁１４ａと同様である。第５開閉弁１４ｅは、第１０継手１３ｊの他方の流出口から第４継手１３ｄの第３の流入口へ至る分岐通路２１ｆを開閉する電磁弁である。第２機械式膨張弁１６ｅの基本的構成は、第１機械式膨張弁１６ｄと同様である。第２機械式膨張弁１６ｅの感温部は、バッテリ用チラー２０の出口側冷媒の温度および圧力に応じて変形する変形部材（具体的には、ダイヤフラム）を有している。

バッテリ用チラー２０でバッテリ冷却水を冷却する運転モード（具体的には、冷却モード）では、制御装置５０が第５開閉弁１４ｅを開き、バッテリ用チラー２０でバッテリ冷却水を冷却しない運転モードでは、制御装置５０が第５開閉弁１４ｅを閉じる。これにより、上記第１実施形態と同様の作動を実現できる。

そして、第２機械式膨張弁１６ｅに液相冷媒を極力流入させることができる。すなわち、第２機械式膨張弁１６ｅに気液二相状態の冷媒が流入することを極力抑制できるので、第２機械式膨張弁１６ｅでの振動や音の発生を抑制できる。

（第４実施形態）
上記第２実施形態では、冷凍サイクル装置１０はバッテリ用チラー２０を備えているが、本実施形態では、図７に示すように、冷凍サイクル装置１０はバッテリ用チラー２０に加えて廃熱回収用チラー２５を備えている。

第１継手１３ａの一方の流出口には、第１開閉弁１４ａを介して、第１１継手１３ｋの流入口側が接続されている。第１１継手１３ｋの基本的構成は、第１継手１３ａと同様である。

第１１継手１３ｋの一方の流出口には、第１固定絞り２３ａが接続されている。第１１継手１３ｋの他方の流出口には、第６開閉弁１４ｆおよび第３機械式膨張弁１６ｆを介して、廃熱回収用チラー２５の冷媒入口側が接続されている。廃熱回収用チラー２５の冷媒出口には、第１２継手１３ｌの一方の流入口が接続されている。第１２継手１３ｌの他方の流入口は、バッテリ用チラー２０の冷媒出口側に接続されている。第１２継手１３ｌの流出口は、第８継手１３ｈの他方の流入口に接続されている。

第６開閉弁１４ｆの基本的構成は、第１開閉弁１４ａと同様である。第６開閉弁１４ｆは、第１１継手１３ｋの他方の流出口から第１２継手１３ｌの一方の流入口へ至る分岐通路２１ｇを開閉する電磁弁である。第３機械式膨張弁１６ｆの基本的構成は、第１機械式膨張弁１６ｄと同様である。第３機械式膨張弁１６ｆの感温部は、廃熱回収用チラー２５の出口側冷媒の温度および圧力に応じて変形する変形部材（具体的には、ダイヤフラム）を有している。

廃熱回収用チラー２５は、第３機械式膨張弁１６ｆにて減圧された低圧冷媒と、廃熱回収用冷却水回路３７の冷却水（以下、廃熱回収用冷却水と言う。）とを熱交換させて、低圧冷媒を蒸発させる蒸発部である。廃熱回収用チラー２５における冷媒の吸熱作用によって、廃熱回収用冷却水が冷却される。廃熱回収用チラー２５は、車両に搭載された機器を冷却する冷却用蒸発器であると同時に、機器の冷却により回収される温熱を吸熱源とするヒートポンプ式暖房用の吸熱用蒸発器でもある。

廃熱回収用冷却水回路３７は、廃熱回収用冷却水を循環させる熱媒体回路である。廃熱回収用冷却水は、インバータ等の車載機器３８の廃熱を吸熱して回収する熱媒体である。車載機器３８は、作動に伴って発熱する機器である。

廃熱回収用冷却水回路３７には廃熱回収用冷却水ポンプ３９および廃熱回収用冷却水通路３８ａが配置されている。廃熱回収用冷却水ポンプ３９は、バッテリ３０から供給された電力によって廃熱回収用冷却水を吸入して吐出する電動ポンプである。

暖房モードでは、制御装置５０が第６開閉弁１４ｆを開く。これにより、暖房モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１から吐出された冷媒が、室内凝縮器１２→第１固定絞り２３ａ→レシーバ１５→暖房用膨張弁１６ａ→室外熱交換器１８→圧縮機１１の吸入口の順に循環する第１回路に切り替えられるとともに、圧縮機１１から吐出された冷媒が、室内凝縮器１２→第３機械式膨張弁１６ｆ→廃熱回収用チラー２５→圧縮機１１の吸入口の順に循環する回路が構成される。

これにより、車載機器３８の廃熱を廃熱回収用チラー２５で吸熱し、暖房の熱源として利用できる。

除湿暖房モードでも、制御装置５０が第６開閉弁１４ｆを開く。これにより、暖房モードと同様に、圧縮機１１から吐出された冷媒が、室内凝縮器１２→第３機械式膨張弁１６ｆ→廃熱回収用チラー２５→圧縮機１１の吸入口の順に循環する回路が構成されるので、 これにより、車載機器３８の廃熱を廃熱回収用チラー２５で吸熱し、暖房の熱源として利用できる。

本実施形態では、室内凝縮器１２から流出した冷媒の流れを第１１継手１３ｋにて第１固定絞り２３ａ側と第３機械式膨張弁１６ｆ側とに分岐させ、第３機械式膨張弁１６ｆにて減圧された冷媒を廃熱回収用チラー２５にて蒸発させる。

これによると、上記第１実施形態での図４を用いた説明と同様の理由により、第１固定絞り２３ａおよび第３機械式膨張弁１６ｆの減圧作用によって、第１１継手１３ｋにおける冷媒を過冷却液相冷媒とすることができる。したがって、第３機械式膨張弁１６ｆへ流入する冷媒を過冷却液相冷媒とすることができるので、第３機械式膨張弁１６ｆに気液二相冷媒が流入することを抑制できる。その結果、第３機械式膨張弁１６ｆでの振動や音の発生を抑制できる。

（第５実施形態）
上記第４実施形態では、第１１継手１３ｋは、第１継手１３ａの一方の流出口側かつ第１固定絞り２３ａの入口側に配置されているが、本実施形態では、図８に示すように、第１１継手１３ｋは、室内凝縮器１２の冷媒出口側かつ第１継手１３ａの流入口側に配置されている。これにより、上記第４実施形態と同様の作動を実現できる。

そして、上記第４実施形態と同様に、第３機械式膨張弁１６ｆに液相冷媒を極力流入させることができる。

すなわち、本実施形態では、室内凝縮器１２から流出した冷媒の流れを第１１継手１３ｋにて第１固定絞り２３ａ側と第３機械式膨張弁１６ｆ側とに分岐させ、第３機械式膨張弁１６ｆにて減圧された冷媒を廃熱回収用チラー２５にて蒸発させる。

これによると、上記第４実施形態と同様に、第１固定絞り２３ａおよび第３機械式膨張弁１６ｆの減圧作用によって、第１１継手１３ｋにおける冷媒を過冷却液相冷媒とすることができる。したがって、第３機械式膨張弁１６ｆへ流入する冷媒を過冷却液相冷媒とすることができるので、第３機械式膨張弁１６ｆに気液二相冷媒が流入することを抑制できる。その結果、第３機械式膨張弁１６ｆでの振動や音の発生を抑制できる。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の実施形態では、冷凍サイクル装置１０を、車載機器冷却機能付きの空調装置に適用した例を説明したが、冷凍サイクル装置１０の適用はこれに限定されない。車両用に限定されることなく、定置型の空調装置等に適用してもよい。例えば、サーバとして機能するコンピュータを冷却するとともに、サーバが収容される室内の空調を行うサーバ温度調整機能付きの空調装置等に適用してもよい。

上述の実施形態では、車載機器としてバッテリ３０を採用した例を説明したが、これに限定されない。例えば、モータジェネレータ、電力制御ユニット（いわゆる、ＰＣＵ）、先進運転支援システム（いわゆる、ＡＤＡＳ）用の制御装置等のように作動時に発熱する車載機器を採用すればよい。

冷凍サイクル装置１０を、車載機器等の冷却機能を有していない空調装置に適用してもよい。この場合は、第７継手１３ｇ、第２電気式膨張弁１６ｃ、第８継手１３ｈを廃止すればよい。

（２）冷凍サイクル装置１０の各構成機器は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。

例えば、上述の実施形態では、高圧冷媒を熱源として空気を加熱する加熱部として室内凝縮器１２を採用した例を説明したが、これに限定されない。例えば、高温側熱媒体を循環させる高温側熱媒体回路に、高温側水ポンプ、熱媒体冷媒熱交換器、ヒータコア等を配置して加熱部を形成してもよい。

熱媒体冷媒熱交換器は、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒と高温側熱媒体とを熱交換させて、高圧冷媒を放熱させる放熱部である。高温側水ポンプは、高温側熱媒体回路を循環する高温側熱媒体を熱媒体冷媒熱交換器へ圧送する電動ポンプである。高温側水ポンプは、制御装置５０から出力される制御信号によって、回転数（すなわち、水圧送能力）が制御される。ヒータコアは、熱媒体冷媒熱交換器にて加熱された熱媒体と空気とを熱交換させて、空気を加熱する熱交換部である。

上述の実施形態では、バッテリ用チラー２０で冷却されたバッテリ冷却水でバッテリ３０を冷却する例を説明したが、冷凍サイクル装置１０の低圧冷媒で冷却された空気でバッテリ３０を冷却してもよい。冷凍サイクル装置１０の低圧冷媒とバッテリ３０とを熱交換させる直冷式のバッテリ冷却部を採用してもよい。

バッテリ冷却水回路３１の冷却水、および廃熱回収用冷却水回路３７の冷却水としては、エチレングリコール、ジメチルポリシロキサン、ナノ流体等を含む溶液、不凍液、アルコール等を含む水系の液媒体を採用することができる。バッテリ冷却水回路３１の冷却水、および廃熱回収用冷却水回路３７の冷却水の代わりに、オイル等を含む液媒体等を採用してもい。

第１固定絞り２３ａおよび第２固定絞り２３ｂの代わりに可変絞りが設けられていてもよい。例えば、可変絞りとして、電気的に開度を調整できる電気式膨張弁を用いることで、室内凝縮器１２および室外熱交換器１８での冷媒の過冷却度が最適になるように冷凍サイクル装置１０の運転状況に合わせて開度調整することができるので、圧縮機１１をより省電力で運転することが可能になる。

上述の実施形態で説明した冷凍サイクル装置１０に対して、室内蒸発器１９の冷媒出口と第８継手１３ｈの一方の流入口との間に蒸発圧力調整弁を追加してもよい。蒸発圧力調整弁は、その上流側の冷媒圧力を予め定めた基準圧力以上に維持する圧力調整弁である。つまり、冷凍サイクル装置１０に対して、室内蒸発器１９における冷媒蒸発圧力を、基準圧力以上に維持する蒸発圧力調整弁を追加してもよい。

このような蒸発圧力調整弁としては、室内蒸発器１９の出口側冷媒の圧力の上昇に伴って、弁開度を増加させる機械式の可変絞り機構を採用することができる。これによれば、室内蒸発器１９における冷媒蒸発温度を０℃よりも高い温度に維持することができ、室内蒸発器１９の着霜を抑制することができる。

上述の実施形態では、冷媒としてＲ１２３４ｙｆを採用した例を説明したが、冷媒はこれに限定されない。例えば、Ｒ１３４ａ、Ｒ６００ａ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ３２、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ２９０等を採用してもよい。または、これらのうち複数の冷媒を混合させた混合冷媒等を採用してもよい。

（３）上述の第１実施形態において、第１機械式膨張弁１６ｄに第４開閉弁１４ｄと同様の作動をさせてもよい。具体的には、第４開閉弁１４ｄを全閉する代わりに、後席送風機３６を停止させることによって、後席側蒸発器２４における冷媒の流れを実質的に遮断してもよい。すなわち、後席送風機３６を停止させることによって、後席側蒸発器２４の出口側冷媒の温度および圧力を上昇させて、第１機械式膨張弁１６ｄの絞り開度を著しく減少させてもよい。

１１ 圧縮機
１８ 室外熱交換器（凝縮部）
１３ｉ 第９継手（分岐部）
２３ｂ 第２固定絞り（第１減圧部）
１５ レシーバ
１６ｂ 第１電気式膨張弁（第２減圧部）
１６ｃ 第２電気式膨張弁（第２減圧部）
１９ 室内蒸発器（第１蒸発部）
２０ バッテリ用チラー（第１蒸発部）
１６ｄ 第１機械式膨張弁（第３減圧部）
２４ 後席側蒸発器（第２蒸発部）

Claims (10)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機（１１）と、
   前記圧縮機から吐出された冷媒を放熱かつ凝縮させる放熱部（１２）と、
   前記放熱部から流出した冷媒の流れを分岐させる第１分岐部（１３ａ）と、
   前記第１分岐部にて分岐された一方の冷媒を減圧させる第１絞り（２３ａ）と、
   前記第１分岐部にて分岐された他方の冷媒を減圧させる可変絞り機構である第１減圧部（１６ａ）と、
   前記第１減圧部から流出した冷媒を凝縮または蒸発させる熱交換部（１８）と、
   前記熱交換部から流出した冷媒の流れを分岐させる第２分岐部（１３ｃ）と、
   前記第２分岐部で分岐された一方の冷媒を前記圧縮機の吸入側へ導く吸入側通路（２１ｄ）と、
   前記第２分岐部にて分岐された他方の冷媒の流れを分岐させる第３分岐部（１３ｉ）と、
   前記第３分岐部にて分岐された一方の冷媒を減圧させる第２絞り（２３ｂ）と、
   前記第１絞りにて減圧された冷媒、および前記第２絞りにて減圧された冷媒の気液を分離するレシーバ（１５）と、
   前記レシーバから流出した液相冷媒を分岐させる第４分岐部（１３ｆ）と、
   前記第４分岐部にて分岐された一方の冷媒を前記第１分岐部と前記第１減圧部との間に導く出口側通路（２１ｂ）と、
   前記第４分岐部にて分岐された他方の冷媒を減圧させる第２減圧部（１６ｂ、１６ｃ）と、
   前記第２減圧部にて減圧された冷媒を蒸発させる第１蒸発部（１９、２０、２４）と、
   前記第３分岐部にて分岐された他方の冷媒を減圧させる第３減圧部（１６ｄ）と、
   前記第３減圧部にて減圧された冷媒を蒸発させる第２蒸発部（２４、２０）と、
   前記第１分岐部からの冷媒の流出先を、前記第１絞り側および前記第１減圧部側のいずれかに切り替える第１切替部（１４ａ、１４ｂ）と、
   前記吸入側通路を開閉する第２切替部（１４ｃ）とを備える冷凍サイクル装置。
2. 前記第３分岐部で分岐されて前記第３減圧部および前記第２蒸発部を流れる冷媒の流れを遮断することのできる遮断部（１４ｄ）を備える請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記遮断部は、前記第３減圧部と一体化されている請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記第３減圧部へ流入する冷媒の過冷却度が所定値以下となった場合、冷媒の流れを遮断するように前記遮断部を制御する制御部（５０）を備える請求項２または３に記載の冷凍サイクル装置。
5. 前記制御部は、前記圧縮機の冷媒吐出能力が所定能力以下になった場合、前記過冷却度が所定値以下となったと判定する請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
6. 前記第３減圧部は、冷媒の温度および圧力に応じて変形する感温部と、前記感温部の変形に応じて変位して絞り開度を変化させる機械的機構とを有する膨張弁である請求項１ないし５のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
7. 前記第２減圧部は、冷媒の温度および圧力とは無関係に絞り開度を変更可能な膨張弁である請求項１ないし５のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
8. 車両用空調装置に適用される冷凍サイクル装置であって、
   前記第１蒸発部は、前記第２減圧部にて減圧された冷媒と車室内前席側へ送風される空気とを熱交換させる前席側蒸発器（１９）であり、
   前記第２蒸発部は、前記第３減圧部にて減圧された冷媒と車室内後席側へ送風される空気とを熱交換させる後席側蒸発器（２４）である請求項１ないし７のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
9. 車両に適用される冷凍サイクル装置であって、
   前記第１蒸発部は、前記第２減圧部にて減圧された冷媒と車室内前席側へ送風される空気とを熱交換させる前席側蒸発器（１９）であり、
   前記第２蒸発部は、車両に搭載された機器を冷却する冷却用蒸発器（２０）である請求項１ないし７のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
10. 前記第３減圧部にて減圧された冷媒が前記レシーバを通ることなく前記第２蒸発部に流入する請求項１ないし９のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。

Images