JP2001041601A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

冷凍サイクル装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 暖房時に高圧冷媒のサブクールを効果的に向
上させ、室外熱交換器でのエンタルピ差（吸熱量）を拡
大し、成績係数を向上させる。 【解決手段】 暖房モード時に空調通路２内の凝縮器１
２を通過した高圧冷媒の一部を分岐し、この分岐冷媒を
第１減圧装置２６により中間圧に減圧し、凝縮器１２通
過後の残余の高圧冷媒と第１減圧装置２６通過後の中間
圧冷媒とを冷媒−冷媒熱交換器２３により熱交換させ
る。暖房モード時に冷媒−冷媒熱交換器２３にて冷却さ
れた高圧冷媒を空調通路２内の過冷却器６０により過冷
却し、この過冷却された高圧冷媒を第２減圧装置２７に
より低圧まで減圧し、室外熱交換器２４にて蒸発させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスインジェクシ
ョンにより暖房能力の向上を図るヒートポンプ式の冷凍
サイクル装置に関し、例えば、電気自動車用空調装置に
用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、特開平３−２９４７５０号公報に
おいては、凝縮器出口の高圧冷媒の一部を分岐して第１
減圧手段により中間圧に減圧し、この中間圧冷媒と凝縮
器出口の残余の高圧冷媒とを熱交換して、高圧冷媒を過
冷却し、この過冷却冷媒を第２減圧手段により減圧して
蒸発器に導入し、蒸発器で蒸発させている。また、中間
圧冷媒は高圧冷媒と熱交換してガス化して圧縮機の圧縮
過程に導入（ガスインジェクション）される。
【０００３】この従来技術では、高圧冷媒の過冷却によ
り、蒸発器の入口、出口間のエンタルピ差（吸熱量）を
拡大し、成績係数（ＣＯＰ）を向上させることができ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来装
置では、中間圧冷媒と凝縮器出口の高圧冷媒とを熱交換
しているだけであるので、高圧冷媒は最大でも中間圧冷
媒の飽和温度までしか過冷却することができない。その
結果、高圧冷媒のサブクール（過冷却度）が不充分とな
り、成績係数（ＣＯＰ）を充分向上させることができな
い。
【０００５】本発明は上記点に鑑みて、圧縮機へのガス
インジェクションにより暖房能力を向上させるヒートポ
ンプ式の冷凍サイクル装置において、暖房時に室外熱交
換器でのエンタルピ差（吸熱量）を拡大し、成績係数
（ＣＯＰ）を向上させることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、暖房モード時に空調通路
（２）内の空気を加熱する凝縮器（１２）を通過した高
圧冷媒の一部を分岐し、この分岐冷媒を第１減圧装置
（２６）により中間圧に減圧し、凝縮器（１２）通過後
の残余の高圧冷媒と第１減圧装置（２６）通過後の中間
圧冷媒とを冷媒−冷媒熱交換器（２３）により熱交換さ
せるようにし、暖房モード時に冷媒−冷媒熱交換器（２
３）にて冷却された高圧冷媒を空調通路（２）内の空気
と熱交換して過冷却する過冷却器（６０）を空調通路
（２）内に設置し、この過冷却器（６０）にて過冷却さ
れた高圧冷媒を第２減圧装置（２７）により低圧まで減
圧し、この第２減圧装置（２７）通過後の低圧冷媒を室
外熱交換器（２４）にて蒸発させ、暖房モード時に冷媒
−冷媒熱交換器（２３）における熱交換によりガス化し
た中間圧ガス冷媒を圧縮機（２２）のガスインジェクシ
ョンポート（２２ｃ）に導入することを特徴としてい
る。
【０００７】これによると、冷媒−冷媒熱交換器（２
３）における熱交換によりガス化した中間圧ガス冷媒を
用いて、圧縮機（２２）へのガスインジェクションを実
施することにより暖房時での圧縮機（２２）の圧縮仕事
量を増大させて、暖房能力を増大できる。
【０００８】しかも、暖房モード時に冷媒−冷媒熱交換
器（２３）にて冷却された高圧冷媒を過冷却器（６０）
において更に空調通路（２）内の空気と熱交換して過冷
却し、この過冷却された高圧冷媒を第２減圧装置（２
７）により低圧まで減圧し、この低圧冷媒を室外熱交換
器（２４）にて蒸発させるようにしているから、過冷却
器（６０）によるサブクール増加分だけ室外熱交換器
（２４）での吸熱量を増大でき、この吸熱量増大分を過
冷却器（６０）から空調通路（２）内の空気に放熱でき
るので、暖房モード時の成績係数（ＣＯＰ）を向上でき
る。
【０００９】また、冷媒−冷媒熱交換器（２３）を用い
たガスインジェクションであるため、中間圧冷媒の気液
を分離する気液分離器が不要となり、圧縮機（２２）吸
入側に配置したアキュームレータ（２５）から圧縮機
（２２）の吸入ポート（２２ｂ）に低圧冷媒を送り込む
アキュームレータサイクルの構成を採用できる。
【００１０】このサイクル構成によれば、アキュームレ
ータ（２５）によりオイルが溶け込んだ液冷媒を低圧ガ
ス冷媒に確実に混入させることができ、圧縮機（２２）
へのオイル戻り性を良好に確保できるので、圧縮機（２
２）の耐久性向上に貢献できる。
【００１１】次に、請求項２記載の発明は、暖房モード
時に空調通路（２）内の空気を加熱する凝縮器（１２）
を通過した高圧冷媒を第１減圧装置（２６）により中間
圧に減圧し、この第１減圧装置（２６）通過後の中間圧
冷媒の気液を気液分離器（９０）により分離し、暖房モ
ード時に気液分離器（９０）により分離された中間圧液
冷媒を空調通路（２）内の空気と熱交換して過冷却する
過冷却器（６０）を空調通路（２）内に設置し、この過
冷却器（６０）にて過冷却された中間圧冷媒を第２減圧
装置（２７）により低圧まで減圧し、この第２減圧装置
（２７）通過後の低圧冷媒を室外熱交換器（２４）にて
蒸発させ、暖房モード時に気液分離器（９０）により分
離された中間圧ガス冷媒を圧縮機（２２）のガスインジ
ェクションポート（２２ｃ）に導入することを特徴とし
ている。
【００１２】これによると、気液分離器（９０）からの
中間圧ガス冷媒を用いて、圧縮機（２２）へのガスイン
ジェクションを実施することにより暖房時での圧縮機
（２２）の圧縮仕事量を増大させて、暖房能力を増大で
きる。
【００１３】しかも、暖房モード時に気液分離器（９
０）からの中間圧液冷媒を過冷却器（６０）において更
に空調通路（２）内の空気と熱交換して過冷却し、この
過冷却された中間圧冷媒を第２減圧装置（２７）により
減圧し、室外熱交換器（２４）にて蒸発させるようにし
ているから、請求項１と同様に、過冷却器（６０）によ
るサブクール増加分だけ室外熱交換器（２４）での吸熱
量を増大できるので、暖房モード時の成績係数（ＣＯ
Ｐ）を向上できる。
【００１４】次に、請求項３記載の発明では、請求項１
または２において、空調通路（２）内で、凝縮器（１
２）の空気流れ上流側に蒸発器（１１）を設置するとと
もに、この蒸発器（１１）の冷媒通路入口側に第３減圧
装置（２９）を設置し、冷房モード時には圧縮機（２
２）からの高圧ガス冷媒を室外熱交換器（２４）にて凝
縮させ、この室外熱交換器（２４）通過後の高圧冷媒を
第３減圧装置（２９）により低圧まで減圧し、この低圧
冷媒を蒸発器（１１）にて蒸発させることを特徴として
いる。
【００１５】これにより、室内側熱交換器として凝縮器
（１２）とは別に設けた蒸発器（１１）により冷房機能
を発揮できる。
【００１６】次に、請求項４記載の発明では、請求項３
において、除湿モード時には凝縮器（１２）における高
圧冷媒の凝縮作用と、蒸発器（１１）における低圧冷媒
の蒸発作用とを同時に行わせて、蒸発器（１１）で冷却
された冷風を凝縮器（１２）にて再加熱することを特徴
としている。
【００１７】これにより、室内側の凝縮器（１２）と蒸
発器（１１）とを併用して除湿（除湿暖房）機能を良好
に発揮できる。
【００１８】次に、請求項５記載の発明では、請求項１
ないし４のいずれか１つにおいて、空調通路（２）に外
気側空気通路（１５）と内気側空気通路（１４）とを備
えるとともに、過冷却器（６０）を外気側空気通路（１
５）に設置したことを特徴としている。
【００１９】これにより、冬季暖房時に内気に比して低
温の外気を用いて過冷却器（６０）において冷媒を冷却
できるので、冷媒のサブクール量増加に有利である。
【００２０】次に、請求項６記載の発明のように、過冷
却器（６０）を外気側空気通路（１５）において凝縮器
（１２）の空気流れ上流側に設置すれば、冬季暖房時に
低温外気をそのまま過冷却器（６０）に流入させて冷媒
を良好に冷却できるので、冷媒のサブクール量を効果的
に増加できる。
【００２１】次に、請求項７記載の発明のように、請求
項５において、過冷却器（６０）を外気側空気通路（１
５）に設置するとともに、凝縮器（１２）を内気側空気
通路（１４）に設置し、過冷却器（６０）と凝縮器（１
２）とを１つの熱交換器として一体に構成すれば、過冷
却器（６０）と凝縮器（１２）とを小型コンパクトにま
とめて空調通路（２）内に容易に設置できる。
【００２２】次に、請求項８記載の発明のように、請求
項１において、凝縮器（１２）、冷媒−冷媒熱交換器
（２３）、第１減圧装置（２６）および過冷却器（６
０）を１つの熱交換器として一体に構成すれば、これら
４つの部品を一体化して小型コンパクトにまとめること
ができ、その取り付け作業も大幅に簡素化できる。
【００２３】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。
【００２４】
【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１は、本発明
を電気自動車用空調装置に適用した第１実施形態で、空
調ユニット１は電気自動車の車室内に設置されるもの
で、その空調ダクト２は、車室内に空調空気を導く空調
通路を構成するものである。この空調ダクト２の一端側
に内外気を吸入する吸入口３、４、５が設けられてい
る。内気吸入口４と外気吸入口５は、内外気切替ドア６
により切替開閉される。
【００２５】上記吸入口３〜５に隣接して、空調ダクト
２内に空気を送風する送風機７が設置されており、この
送風機７は図示しないモ−タとこのモータにより駆動さ
れるファン７ａ、７ｂにより構成される。
【００２６】一方、空調ダクト２の他端側には車室内へ
通ずる複数の吹出口、すなわち車室内乗員の足元部に向
かって空調空気を吹き出すフット吹出口８、車室内乗員
の上半身に向かって空調空気を吹き出すフェイス吹出口
９および車両フロントガラスの内面に空調空気を吹き出
すデフロスタ吹出口１０が形成されている。
【００２７】また、送風機７よりも空気下流側における
空調ダクト２内には冷房用蒸発器１１が設けられてい
る。この冷房用蒸発器１１は、冷凍サイクル２１の一部
を構成する室内側熱交換器であり、後述する冷房運転お
よび除湿運転モード時に、内部を流れる冷媒の吸熱作用
によって、空調ダクト２内の空気を除湿、冷却する冷却
器として機能する。
【００２８】また、冷房用蒸発器１１よりも空気下流側
における空調ダクト２内には暖房用凝縮器１２が設けら
れている。この暖房用凝縮器１２は、冷凍サイクル２１
の一部を構成する室内側熱交換器であり、後述する暖房
モードおよび除湿モード時に、内部を流れる冷媒の放熱
作用によって、空調ダクト２内の空気を加熱する加熱器
として機能する。
【００２９】また、空調ダクト２内の空気通路は、仕切
り壁１３によりフット吹出口８側の第１空気通路１４
と、フェイス吹出口９およびデフロスタ吹出口１０側の
第２空気通路１５とに仕切られている。この空気通路１
４、１５の２分割は冬季の暖房時に次の内外気２層モー
ドを実施するためである。すなわち、冬季暖房時にフッ
ト吹出口８側の第１空気通路１４には内気吸入口３から
温度の高い内気を吸入して足元へ温度を吹き出すことに
より暖房負荷を軽減すると同時に、デフロスタ吹出口１
０側の第２空気通路１５には外気吸入口５から湿度の低
い外気を吸入して、フロントウインドの曇りを確実に防
止する内外気２層モードを実施するために、空気通路１
４、１５の２分割を行っている。
【００３０】ドア１６、１７は凝縮器１２を通る空気通
路と凝縮器１２をバイパスするバイパス通路１２ａとを
切り替える通路切替ドアであり、一方のドア１７は空気
通路１４、１５の仕切り部材の役割を兼ねている。ま
た、１８は空気通路１４、１５の下流側に配置されたド
アで、空気通路１４、１５の仕切り作用と空気通路１
４、１５の連通状態とを切り替えるドアである。なお、
前記した各吹出口８、９、１０は図示しない吹出口切替
ドアにより開閉される。
【００３１】ところで、上記冷凍サイクル２１は、冷房
用の蒸発器１１と暖房用の凝縮器１２とで冷房、暖房お
よび除湿を行うヒートポンプ式冷凍サイクルとして構成
されており、蒸発器１１と凝縮器１２の他に以下の機器
を備えている。すなわち、冷媒圧縮機２２、気液２相の
中間圧冷媒を高圧冷媒と熱交換してガス化する冷媒−冷
媒熱交換器２３、室外熱交換器２４、サイクル低圧冷媒
（圧縮機吸入冷媒）の気液を分離して余剰液冷媒を溜め
ておくアキュムレータ（気液分離器）２５が冷凍サイク
ル２１に備えられている。
【００３２】さらに、凝縮器１２通過後の高圧冷媒の一
部を分岐（バイパス）させて中間圧に減圧する第１減圧
装置２６、冷媒−冷媒熱交換器２３の出口の高圧冷媒を
過冷却する過冷却器６０、暖房時にこの過冷却器６０を
通過した高圧冷媒を低圧まで減圧する第２減圧装置（暖
房用減圧装置）２７、冷房時に室外熱交換器２４からの
凝縮後の高圧冷媒を低圧まで減圧する第３減圧装置（冷
房用減圧装置）２９、および冷房、暖房での冷媒流れを
切り替える電磁弁（冷媒経路切替手段）２８ａ、２８ｂ
が冷凍サイクル２１に備えられている。
【００３３】なお、室外熱交換器２４は電気自動車の車
室外に設置され、電動室外ファン２４ａにより送風され
る外気と熱交換するようになっている。また、上記冷媒
圧縮機２２は、電動式圧縮機であって、図示しない交流
モータを一体に密封ケース内に内蔵し、このモータによ
り駆動されて冷媒の吸入、圧縮、吐出を行う。この冷媒
圧縮機２２の交流モータにはインバータ３０により交流
電圧が印加され、このインバータ３０により交流電圧の
周波数を調整することによってモータ回転速度を連続的
に変化させるようになっている。従って、インバータ３
０は圧縮機２２の回転数調整手段をなすものであり、こ
のインバータ３０には、車載バッテリ３１からの直流電
圧が印加される。インバータ３０は空調用制御装置４０
によって通電制御される。
【００３４】冷媒圧縮機２２には圧縮した冷媒を吐出す
る吐出ポート２２ａ、サイクル低圧側の冷媒を吸入する
吸入ポート２２ｂ、および中間圧のガス冷媒をインジェ
クションするガスインジェクションポート２２ｃが備え
られている。このガスインジェクションポート２２ｃ
は、ガスインジェクション通路２２ｄを介して冷媒−冷
媒熱交換器２３に連通している。
【００３５】第１減圧装置２６および第２減圧装置２７
は電気的に弁開度が調整される電気式膨張弁（可変絞り
手段）からなり、この電気式膨張弁は例えば、ステップ
モータのような電気駆動手段を有し、この電気駆動手段
により弁体の変位量を調整して、この弁体により冷媒絞
り通路の開度を調整するものである。また、第３減圧装
置２９は、本例では固定絞り手段としてのキャピラリチ
ューブを用いている。ここで、第３減圧装置２９として
電気式膨張弁のような可変絞り手段を用いてもよい。
【００３６】第１減圧装置２６は、凝縮器１２出口の分
岐点６１ａをガスインジェクション通路２２ｄに結合す
るバイパス通路６３に設けられ、冷房用電磁弁２８ｂ
は、上記分岐点６１ａと室外熱交換器２４入口の合流点
６１ｂとを直結するバイパス通路６２に設けられてい
る。
【００３７】アキュムレータ２５はＵ状の冷媒出口管２
５ａを有しており、余剰液冷媒を底部側に溜めてガス冷
媒をＵ状の冷媒出口管２５ａの上端開口部から吸入する
ことにより圧縮機２２への液バックを防止する。また、
同時に、アキュムレータ２５のＵ状の冷媒出口管２５ａ
の底部に設けた小径のオイル戻し穴（図示せず）から、
オイルが溶け込んだ液冷媒を吸入してガス冷媒に混合す
ることより、圧縮機２２へのオイル戻り性を確保するよ
うに構成されている。
【００３８】また、過冷却器６０は、サイクルの冷媒通
路では、冷媒−冷媒熱交換器２３の高圧通路２３ａの出
口と第２減圧装置２７を接続する高圧側の冷媒配管３２
に設けられている。そして、過冷却器６０は暖房時の成
績係数向上を目的として空調ダクト２内に設置され、過
冷却器６０での放熱により室内吹出空気を加熱するよう
になっている。本例では、過冷却器６０は、空調ダクト
２内のうち、外気側通路である第２空気通路１５におい
て、凝縮器１２の上流側に配置されている。
【００３９】また、上記高圧側の冷媒配管３２には、過
冷却器６０出口の高圧冷媒の温度および圧力を検出する
ための冷媒温度センサ４１ａと高圧センサ４１ｂが設置
されている。このセンサ４１ａ、４１ｂの出力信号は空
調用制御装置４０に入力され、第２減圧装置２７の開度
を制御することで過冷却器６０出口の高圧冷媒のサブク
ール（過冷却度）を制御する。
【００４０】また、前記したインジェクション通路２２
ｄには、第１減圧装置２６で減圧された中間圧冷媒の温
度および圧力を検出する中間圧冷媒温度センサ４１ｆ、
中間圧センサ４１ｇが設置されている。このセンサ４１
ｆ、４１ｇの出力信号は空調用制御装置４０に入力さ
れ、第１減圧装置２６の開度を制御することで、冷媒−
冷媒熱交換器出口の中間圧冷媒のスーパヒート（過熱
度）を制御する。
【００４１】空調用制御装置４０はマイクロコンピュー
タとその周辺回路にて構成されるもので、空調用制御装
置４０には、上記センサ４１ａ、４１ｂ、４１ｆ、４１
ｇの他に、外気温センサ４１ｃ、蒸発器直後の空気温度
を検出する蒸発器温度センサ４１ｄ、圧縮機２２の吐出
ガス温度を検出する吐出温度センサ４１ｅ、室外熱交換
器２４出口の冷媒温度センサ４１ｈ、インバータ３０の
電流センサ４１ｉ等のセンサ群４１からセンサ信号が入
力されるようになっている。
【００４２】また、空調用制御装置４０には、空調用コ
ントロールパネル５０（図２参照）から乗員（ユーザ）
により操作される各レバーの設定状況に応じた信号も入
力されるようになっている。
【００４３】なお、図１にはインバータ３０と空調用制
御装置４０との間の電気的接続のみを示し、他の機器と
空調用制御装置４０との電気的接続を図示していない
が、第１、第２減圧装置２６、２７、電磁弁２８ａ、２
８ｂ、ドア６、１６、１７、１８、図示しない吹出口切
替ドア、送風機７、および室外ファン２４ａ等の作動も
制御装置４０により制御される。電磁弁２８ａ、２８ｂ
は、制御装置４０により開閉制御されて冷媒循環経路を
冷房、暖房、除湿の各運転モードに対応して切り替え
る。
【００４４】図２に示す空調コントロールパネル５０に
は、乗員により手動操作される以下の操作部材が設けら
れている。５１は車室内への吹出空気の温度の目標値を
設定する温度コントロールレバーで、本例では、電動式
圧縮機２２の回転数調整の目標値を設定するように構成
されている。
【００４５】また、温度コントロールレバー５１の操作
位置により設定される目標値に対し、電磁弁２８ａ、２
８ｂおよび通路切替ドア１６、１７の開閉を制御し、冷
凍サイクルの運転モードの切替および凝縮器１２での熱
交換量を制御する。
【００４６】各運転モードの切替は例えば図３に示すよ
うにレバー５１を左から右に移動させることにより冷房
モード、除湿モード、暖房モードを順次設定する。ま
た、図４、５、６に示すように温度コントロールレバー
５１の操作位置の移動により、冷房時には目標蒸発器吹
出温度が設定され、除湿時および暖房時には目標高圧圧
力が設定されるようになっている。
【００４７】温度コントロールレバー５１の操作位置信
号は制御装置４０に入力され、そして制御装置４０は、
センサ群４１により検出される実際の蒸発器吹出空気温
度または高圧圧力が上記目標値と一致するように圧縮機
２２の回転数を制御して、吹出空気温度を制御する。
【００４８】５２は送風機７の速度切替レバー、５３は
圧縮機２２の運転を断続するエアコンスイッチ、５４は
吹出口８、９、１０の切替ドア（図示せず）を開閉する
空調吹出モード切替レバー、５５は内外切替ドア６を開
閉する内外気切替レバーである。
【００４９】一方、前記した冷媒−冷媒熱交換器２３
は、例えば図７に示すように、中心部に位置する高圧通
路２３ａと、この高圧通路２３ａの外側に位置する中間
圧通路２３ｂとを同心状に形成した二重通路構造の円筒
形状になっている。高圧通路２３ａは図１の分岐点６１
ａからの主流の冷媒（高圧冷媒）が過冷却器６０へ向か
って流れる。
【００５０】これに対し、中間圧通路２３ｂは、高圧通
路２３ａの外周側の円周方向に並列配置された多数の小
通路から形成されている。分岐点６１ａから分岐された
冷媒はバイパス通路６３に流入して第１減圧装置２６よ
り中間圧に減圧され、この中間圧冷媒が中間圧通路２３
ｂに流れる。中間圧通路２３ｂを通過した冷媒はインジ
ェクション通路２２ｄを通りインジェクションポート２
２ｃに導かれる。
【００５１】ここで、高圧通路２３ａおよび中間圧通路
２３ｂを形成する管状体２３ｃはアルミニウム等の熱伝
導性に優れた金属にて成形（例えば、押出し成形）さ
れ、かつ、管状体２３ｃの外表面には断熱材２３ｄが固
着されているので、高圧通路２３ａ内の高圧冷媒と中間
圧通路２３ｂ内の中間圧冷媒との相互間のみで良好に熱
交換を行うことができる。
【００５２】この冷媒−冷媒熱交換器２３は、ガスイン
ジェクションを必要としないときには、第１減圧装置２
６を全閉することにより、高圧通路２３ａのみに高圧冷
媒が流れるので、高圧側配管３２の一部として使われ
る。
【００５３】次に、上記構成において第１実施形態の作
動を説明する。エアコンスイッチ５３が投入されると、
その信号が制御装置４０に投入され、圧縮機２２を起動
する。この状態にて温度コントロールレバー５１が図３
のＰＨ２からＰＨ１の位置にあると、制御装置４０は暖
房モードと判定して電磁弁２８ａ、２８ｂおよび通路切
替ドア１６、１７を図８の暖房運転時の状態に制御す
る。
【００５４】この暖房モード時における冷媒流れを図１
のサイクルにて説明すると、図１のの黒色矢印は暖房モ
ードの冷媒流れを示しており、圧縮機２２から吐出され
た高温高圧の過熱ガス冷媒は、まず、室内に設定された
凝縮器１２に流入し、ここで送風機７により送風される
空気と熱交換（放熱）し、ガス冷媒が凝縮する。ガス冷
媒の凝縮により加熱された温風は主にフット吹出口８よ
り車室内へ吹き出され、車室内の暖房を行う。
【００５５】暖房時には冷房用電磁弁２８ｂが閉じてい
るため、凝縮器１２から流出した高圧の二相冷媒の一部
はバイパス通路６３にバイパスされ、ここで第１減圧装
置２６に流入し、中間圧ＰＭまで減圧される。中間圧Ｐ
Ｍまで減圧された二相冷媒は冷媒−冷媒熱交換器２３の
中間圧通路２３ｂを通り、高圧通路２３ａを通る室内凝
縮器１２出口の高圧冷媒と熱交換（吸熱）することでガ
ス化されインジェクションポート２２ｃに流入する。
【００５６】一方、凝縮器１２から流出した高圧冷媒の
主流は、冷媒−冷媒熱交換器２３の高圧通路２３ａを通
過するときに中間圧通路２３ｂを通る中間圧冷媒と熱交
換（放熱）し、過冷却される。この過冷却された高圧冷
媒は、次に、過冷却器６０に流入して再度、過冷却され
る。
【００５７】すなわち、過冷却器６０は、空調ダクト２
内のうち、外気側通路である第２空気通路１５におい
て、凝縮器１２の上流側に配置されているため、空調ダ
クト２内に導入された冬期の低温外気が直接、過冷却器
６０に流入する。そのため、過冷却器６０では冷媒−冷
媒熱交換器２３で過冷却された高圧冷媒を再度、充分過
冷却できる。
【００５８】このことをより具体的に説明すると、過冷
却器６０の入口冷媒は、暖房モード時には、概略、圧
力：８〜１５ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ、温度：１５〜４５°Ｃ
（前記圧力に対するサブクール：１０〜２０°Ｃ）の状
態にあるので、冬期の低温外気（例えば、０°Ｃ以下の
外気）との熱交換により高圧冷媒を再度、充分過冷却で
きる。
【００５９】そして、過冷却器６０を通過した高圧冷媒
は第２減圧装置２７に流入し、第２減圧装置２７により
低圧ＰＬまで減圧され室外熱交換器２４に流入する。次
に、この低圧冷媒が室外熱交換器２４を通る際に室外フ
ァン２４ａの送風空気（外気）から吸熱して蒸発する。
【００６０】室外熱交換器２４で蒸発したガス冷媒は、
暖房用電磁弁２８ａを通過してアキュムレータ２５に流
入し、暖房負荷の変動により生じる液冷媒はアキュムレ
ータ２５内に溜められる。アキュムレータ２５ではその
Ｕ状の冷媒出口管２５ａの上端開口部からガス冷媒を吸
入するとともに、Ｕ状の冷媒出口管２５ａの底部に設け
たオイル戻し穴（図示せず）から、オイルが溶け込んだ
液冷媒を吸入してガス冷媒に混合し、このガス冷媒を圧
縮機２２の吸入ポート２２ｂに吸入させる。これによ
り、中間期の暖房低負荷時のように冷媒流量が少ない条
件のもとでも、圧縮機２２へ確実にオイルを戻すことが
できる。
【００６１】図９は上記した暖房運転時における冷凍サ
イクルの冷媒の状態を示すモリエル線図であり、第１減
圧装置（電気式膨張弁）２６の開度は、中間圧冷媒の温
度センサ４１ｆおよひ圧力センサ４１ｇの検出信号に基
づいて制御装置４０により制御されて、圧縮機２２のイ
ンジェクションポート２２ｃに流入するガスインジェク
ション冷媒のスーパーヒートＳＨが所定量になるように
冷媒流量を制御する。
【００６２】すなわち、ガスインジェクション冷媒のス
ーパーヒートＳＨが大きくなれば、第１減圧装置（電気
式膨張弁）２６の開度を増大し、逆にスーパーヒートＳ
Ｈが小さくなれば、第１減圧装置（電気式膨張弁）２６
の開度を減少させる。
【００６３】また、第２減圧装置２７の開度は制御装置
４０により制御されて、過冷却器６０を出た高圧冷媒の
サブクールＳＣが所定量になるように、冷媒−冷媒熱交
換器２３と過冷却器６０での交換熱量を制御する。すな
わち、高圧冷媒のサブクールＳＣが大きくなれば、第２
減圧装置２７の開度を増大して高圧を低下させてサブク
ールＳＣを減少させる。逆に、高圧冷媒のサブクールＳ
Ｃが小さくなれば、第２減圧装置２７の開度を減少して
高圧を上昇させて、サブクールＳＣを増加させる。
【００６４】なお、図９において、Ｇｉはインジェクシ
ョン通路２２ｄからインジェクションポート２２ｃにガ
スインジェクションされる冷媒流量、Ｇｅは室外熱交換
器（暖房時の蒸発器）２４を通して圧縮機２２に吸入さ
れる冷媒流量である。Δｉ1は冷媒−冷媒熱交換器２３
で吸熱するガスインジェクション側の中間圧冷媒のエン
タルピ差で、Δｉ2 は冷媒−冷媒熱交換器２３で放熱し
て、過冷却器６０に向かう高圧冷媒のエンタルピ差で、
Δｉ3 は過冷却器６０で放熱して第２減圧装置２７に向
かう高圧冷媒のエンタルピ差であり、室外熱交換器（暖
房時の蒸発器）２４での吸熱量（Δｉ）＝Δｉ1 ＋Δｉ
2 ＋Δｉ3 となる。
【００６５】また、通路切替ドア１６、１７は凝縮器１
２側の空気通路を開いてバイパス通路１２ａを全閉し、
圧縮機２２から吐出された高温高圧冷媒と送風機７によ
り送風された空気とを過冷却器６０および凝縮器１２の
双方で熱交換させる。
【００６６】次に、本実施形態による暖房能力の向上効
果について説明する。従来のガスインジェクションを行
わないヒートポンプシステムでは、暖房時に外気温度が
低くなると、吸入圧力が低下して冷媒比容積が大きくな
るため、圧縮機２２で吸入する冷媒循環量Ｇ１が減少
し、暖房能力が低下する。また、吸入圧力の低下により
圧縮比が大きくなるため、圧縮機２２の吐出冷媒温度Ｔ
ｄが図９のＴ1 点まで上昇する。このため、圧縮機２２
保護のため、圧縮機２２を最大能力（最大回転数）で使
用できない。
【００６７】これに対して、本実施形態においては、室
内凝縮器１２の出口冷媒の一部を減圧し、冷媒−冷媒熱
交換器２３にて熱交換し、ガス化させ、このガス冷媒を
ガスインジェクション通路２２ｄを通して圧縮機２２の
圧縮過程途中に戻す（ガスインジェクション）ため、圧
縮機２２で吸入する冷媒循環量Ｇｅに、ガスインジェク
ションされる冷媒量Ｇｉが加わって、圧縮仕事がなされ
ることになる。これにより、圧縮仕事量が増加し、凝縮
器１２での冷媒放熱量が増加するので、暖房能力を向上
できる。
【００６８】また、同時に、圧縮機２２の圧縮過程の途
中に中間圧のガス冷媒がインジェクションされるため、
途中まで圧縮加熱されたガス冷媒が中間圧ガス冷媒によ
り冷却され、吐出冷媒温度Ｔｄが図９のＴ1 からＴ2 点
まで低下する。このため、圧縮機２２を最大能力（最大
回転数）で使用することが可能となる。
【００６９】さらに、上記に加えて、本実施形態による
と、凝縮器１２出口の高圧冷媒を冷媒−冷媒熱交換器２
３と過冷却器６０とにより２段階にわたって過冷却する
ことにより、室外熱交換器（暖房時の蒸発器）２４での
吸熱量（Δｉ）をΔｉ1 ＋Δｉ2 ＋Δｉ3 に増大させ、
そして、過冷却器６０により加熱した空気を室内へ吹き
出すから、暖房能力を向上できると同時に、成績係数
（ＣＯＰ）も向上できる。
【００７０】特に、本実施形態では、過冷却器６０を空
調ダクト２の外気側通路１５において凝縮器１２上流部
に配置しているから、過冷却器６０を低温外気と直接熱
交換させることができる。従って、サイクル運転条件の
変動により過冷却器６０入口冷媒の圧力、温度が低くな
る状態においても、過冷却器６０入口冷媒の温度と低温
外気との間に充分な温度差を確保して、過冷却器６０に
おいて常に高圧冷媒を充分過冷却できる。
【００７１】これにより、高圧冷媒のサブクールを常に
大きくすることができ、室外熱交換器２４での吸熱量
（Δｉ）を大きくして成績係数（ＣＯＰ）を効果的に向
上できる。
【００７２】次に、温度コントロールレバー５１が図３
のＰＣ１からＰＣ２の位置にあると、制御装置４０は冷
房モードと判定して電磁弁２８ａ、２８ｂおよびエアミ
ックスドア１６、１７を図８の冷房モードの状態に制御
する。
【００７３】図１の白抜き矢印は冷房モードにおける冷
媒流れを示す。冷房モード時には、通路切替ドア１６、
１７が凝縮器１２（過冷却器６０）側の空気通路を全閉
するため、送風機７の送風空気は全量、バイパス通路１
２ａを流れる。そのため、圧縮機２２から吐出された高
温高圧の過熱ガス冷媒が凝縮器１２に流入しても、ガス
冷媒と送風機７の送風空気は熱交換しない。その結果、
圧縮機２２からの吐出ガス冷媒は高温高圧の過熱状態の
まま、分岐点６１ａに至る。
【００７４】このとき、第１減圧装置（電気式膨張弁）
２６および第２減圧装置（電気式膨張弁）２７がともに
全閉状態に制御され、かつ、冷房用電磁弁２８ｂが開弁
状態にあるため、圧縮機２２からの吐出ガス冷媒はその
ままの状態で分岐点６１ａからバイパス通路６２を通過
して室外熱交換器２４に流入する。
【００７５】この室外熱交換器２４では、室外ファン２
４ａの送風空気（外気）と高圧ガス冷媒とが熱交換（放
熱）して冷媒が凝縮する。そして、室外熱交換器２４で
凝縮した冷媒は、暖房用電磁弁２８ａの閉弁により第３
減圧装置２９を通過し、ここで低圧ＰＬまで減圧された
後、蒸発器１１に流入する。
【００７６】この蒸発器１１にて冷媒が送風機７の送風
空気から吸熱して蒸発する。蒸発器１１にて吸熱され冷
却された冷風は、上記したように下流側の室内凝縮器１
２は通過せず、そのバイパス通路１２ａを冷風のまま通
過して、主にフェイス吹出口９から車室内へ吹き出して
車室内を冷房する。
【００７７】一方、蒸発器１１で蒸発したガス冷媒はア
キュムレータ２５に流入し、このアキュムレータ２５か
らガス冷媒が圧縮機２２の吸入ポート２２ｂに吸入され
る。
【００７８】次に、温度コントロールレバー５１が図３
のＰＤ１からＰＤ２の位置にあると、制御装置４０は除
湿モードと判定して電磁弁２８ａ、２８ｂおよび通路切
替ドア１６、１７を図８の除湿モードの状態に制御す
る。
【００７９】図１の斜線付き矢印は除湿モードにおける
冷媒流れを示す。、通路切替ドア１６、１７により凝縮
器１２側の空気通路が開放されるので、圧縮機２２から
吐出された高温高圧の過熱ガス冷媒は、凝縮器１２に流
入し、ここで送風機７の送風空気と熱交換（放熱）し、
ガス冷媒が凝縮する。
【００８０】ここで、除湿モード時にはバイパス通路６
３の第１減圧装置（電気式膨張弁）２６が全閉されるの
で、冷媒−冷媒熱交換器２３の中間圧通路２３ｂに冷媒
が流れない。また、冷房用電磁弁２８ｂはこのとき閉弁
している。従って、凝縮器１２で凝縮した高圧冷媒の全
量が冷媒−冷媒熱交換器２３の高圧通路２３ａを通過す
る。このとき、高圧通路２３ａを通過する冷媒は冷却さ
れず、室内凝縮器１２を出たときの状態のまま、冷媒−
冷媒熱交換器２３を通過する。この高圧冷媒は過冷却器
６０を通過した後に第２減圧装置２７に流入し、この第
２減圧装置２７により中間圧に減圧され室外熱交換器２
４に流入する。
【００８１】ここで、第２減圧装置２７により作られる
中間圧は、除湿モードにおいて高い吹出温度が必要な第
１除湿モードＤ1 では、外気温度に対する冷媒の飽和圧
力より低く設定することにより、室外熱交換器２４を蒸
発器として作用させて吸熱側に設定できる。すなわち、
第２減圧装置２７の開度を小さくして減圧量を大きくす
ることにより中間圧が低く設定される。
【００８２】そして、室外熱交換器２４を流れ出た中間
圧冷媒は、暖房用電磁弁２８ａの閉弁により第３減圧装
置２９に流入し、低圧ＰＬまで減圧される。この減圧さ
れた低圧冷媒は蒸発器１１に流入し、送風機７の送風空
気から吸熱して蒸発した後、アキュムレータ２５に流入
する。アキュムレータ２５からガス冷媒が圧縮機２２の
吸入ポート２２ｂに吸入される。
【００８３】除湿モードでは、室内空調ユニット１内に
設定された蒸発器１１、過冷却器６０および凝縮器１２
に冷媒が流れて、送風機７の送風空気はまず蒸発器１１
で冷却、除湿され、その後に過冷却器６０および凝縮器
１２にて再加熱され、温風となる。この温風は主にデフ
吹出口１０より車室内へ吹き出され、窓ガラスの曇り止
めを行うとともに、車室内を除湿暖房する。
【００８４】ところで、除湿モードの中で、高い吹出温
度が必要な第２除湿モードＤ1 では、圧縮機２２の動
力、室外熱交換器２４の吸熱量、および室内蒸発器１１
での吸熱量の総和が室内凝縮器１２および過冷却器６０
から放熱できるため、目的の高い吹出温度を作り出すこ
とができる。
【００８５】一方、除湿モードの中で、低い吹出温度が
必要な第２除湿モードＤ2では、第２減圧装置２７によ
り作られる中間圧を、外気温度に対する冷媒の飽和圧力
よりも高く設定することにより、室外熱交換器２４を凝
縮器として作用させて放熱側に設定できる。すなわち、
第２減圧装置２７の弁開度を大きくして減圧量を小さく
することにより中間圧が高く設定される。
【００８６】このように室外熱交換器２４が凝縮器とな
り放熱側として作用するため、圧縮機２２の動力および
室内蒸発器１１での吸熱量の合計と、室外熱交換器２４
での放熱量と室内凝縮器１１および過冷却器６０での放
熱量の合計とが等しくなる。従って、室内凝縮器１１お
よび過冷却器６０での放熱量は第１除湿モードＤ1の場
合より減少するので、目的とする低い吹出温度を作り出
すことができる。
【００８７】なお、本実施形態によると、次の理由から
サイクル冷媒循環経路を簡素化できる。すなわち、冷房
モード時に通路切替ドア１６、１７により凝縮器１２へ
の空気流れを遮断してバイパス通路１２ａを空気が通過
するようにしているため、凝縮器１２は高圧冷媒が流れ
る冷媒通路の一部となる。そのため、暖房、冷房、除湿
の全モードを通じて、凝縮器１２に冷媒が流れたままと
なるので、圧縮機２２の吐出ガス冷媒を常に凝縮器１２
を通して室外熱交換器２４へ向かう一方向に流すことが
できる。その結果、冷媒流れ方向逆転のための四方弁の
廃止、あるいは、冷媒流れ経路切替用の逆止弁、電磁弁
等の弁装置の数を低減することが可能となり、冷媒配管
構成を簡素化できる。
【００８８】（第２実施形態）図１０、図１１は第２実
施形態であり、凝縮器１２において、外気側空気通路１
５に位置する外気側コア部を過冷却器６０として構成し
ている。
【００８９】すなわち、第１実施形態では、過冷却器６
０を空調ダクト２の外気側通路１５において凝縮器１２
上流部に凝縮器１２とは独立に配置しているが、第２実
施形態では、１つの一体構成された熱交換器において、
内気側空気通路１４に位置する内気側コア部を凝縮器１
２として構成し、そして、外気側空気通路１５に位置す
る外気側コア部を過冷却器６０として構成している。
【００９０】図１１は第２実施形態による凝縮器１２と
過冷却器６０とを一体化した熱交換器を例示するもの
で、凝縮器１２と過冷却器６０は後述の図１３に示すよ
うな偏平チューブとコルゲートフィンとから構成される
コア部の左右方向両端部に、複数の偏平チューブへの冷
媒の分配、あるいは複数の偏平チューブからの冷媒の集
合を行うヘッダータンク６５、６６を設けている。
【００９１】そして、一方のヘッダータンク６５に凝縮
器１２と過冷却器６０の冷媒入口６７、６８および冷媒
出口６９、７０を設け、ヘッダータンク６５、６６内に
は、その内部空間をタンク長手方向（図１１の上下方
向）において仕切る仕切り板７１〜７４が設けてある。
これにより、凝縮器１２と過冷却器６０のコア部を、そ
れぞれ、冷媒が図示矢印のようにＵターンして流れる。
【００９２】（第３実施形態）図１２、図１３は第３実
施形態であり、第２実施形態による、凝縮器１２と過冷
却器６０とを一体化した熱交換器に対して、更に、冷媒
−冷媒熱交換器２３と第１減圧装置２６を一体化したも
のである。
【００９３】第３実施形態による熱交換器一体化構造を
具体的に説明すると、凝縮器１２と過冷却器６０との中
間部に冷媒−冷媒熱交換器２３を配置し、凝縮器１２を
内気側空気通路１４に配置し、過冷却器６０を外気側空
気通路１５に配置している。そして、冷媒−冷媒熱交換
器２３の部分には遮蔽部材（図示せず）を配置して、冷
媒−冷媒熱交換器２３を空調ダクト２内の空気流れから
遮断するようにしてある。
【００９４】図１３において、凝縮器１２と過冷却器６
０のコア部は偏平チューブ７５とコルゲートフィン７６
とにより構成されている。また、冷媒−冷媒熱交換器２
３は、高圧通路２３ａを構成する偏平チューブと中間圧
通路を構成する偏平チューブとを交互に密着して積層す
ることにより構成されている。
【００９５】凝縮器１２のコア部を通過した高圧冷媒
は、矢印ａのように冷媒ー冷媒熱交換器２３の高圧通路
２３ａに流入する流れと、凝縮器１２のコア部の最上部
の偏平チューブ７５’に流入する流れとに分岐される。
図１３の右側のヘッダータンク６５には、補助ヘッダー
タンク７７が設けてあり、この補助ヘッダータンク７７
の内部は高圧室７８と中間圧室７９とに仕切ってある。
そして、この高圧室７８と中間圧室７９との仕切り部
に、固定絞り（オリフィス）からなる第１減圧装置２６
が設けてある。
【００９６】そのため、偏平チューブ７５’から高圧室
７８に流入した高圧冷媒は第１減圧装置２６により減圧
されて中間圧となって、中間圧室７９に流入する。この
中間圧冷媒は次に冷媒ー冷媒熱交換器２３の中間圧通路
２３ｂを通過する間に高圧通路２３ａの高圧冷媒と熱交
換してガス化する。中間圧通路２３ｂでガス化した中間
圧冷媒は補助ヘッダータンク８０からインジェクション
ポート２２ｃに向かって流出する。
【００９７】なお、第３実施形態では、図１２に示すよ
うに、冷房用電磁弁２８ｂを設けるバイパス通路６２
を、圧縮機２２の吐出ポート２２ａと室外熱交換器２４
入口の合流点６１ｂとの間に設けている。これにより、
冷房モード時に冷房用電磁弁２８ｂを開くことにより圧
縮機２２の吐出ガス冷媒をバイパス通路６２を通して直
接、室外熱交換器２４に流入させることができる。
【００９８】そのため、冷媒ー冷媒熱交換器２３の高圧
通路２３ａが圧損の大きい偏平チューブで構成しても、
冷房モード時にこの高圧通路２３ａを高圧ガス冷媒が通
過せず、圧損を低減できるので、冷房性能向上のために
有利である。
【００９９】（第４実施形態）図１４は第４実施形態で
あり、第１、第２実施形態における分岐点６１ａの三方
分岐構造の改良に関する。
【０１００】図１４において、８１は凝縮器１２の出口
と、冷媒ー冷媒熱交換器２３の高圧通路２３ａの入口と
を結合する高圧配管であって、暖房モード時にはこの高
圧配管８１には凝縮器１２で凝縮した気液２相状態の冷
媒が流れる。この場合、液相冷媒とガス相冷媒との粘性
の相違から、高圧配管８１の中心部にガス相冷媒が流
れ、高圧配管８１の壁面側に液相冷媒が流れる、環状流
が形成される。
【０１０１】そこで、第４実施形態ではこの点に着目し
て、第１減圧装置２６が設けられるバイパス通路６３の
入口部を高圧配管８１の中心部に開口させている。これ
により、暖房モード時に高圧配管８１内を流れる気液２
相冷媒のうち主にガス相冷媒をバイパス通路６３の入口
部に流入させ、一方、気液２相冷媒のうち主に液相冷媒
を冷媒ー冷媒熱交換器２３の高圧通路２３ａに流入させ
ることができる。
【０１０２】そのため、第１減圧装置２６により減圧さ
れた中間圧冷媒の乾き度を大きくすることができ、この
中間圧冷媒を冷媒ー冷媒熱交換器２３においてガス化す
るために必要な交換熱量を低減できるので、冷媒ー冷媒
熱交換器２３を小型化できる。
【０１０３】（第５実施形態）図１５は第５実施形態で
あり、上記第４実施形態と同一目的を別の手段にて達成
するものである。高圧配管８１内を流れる気液２相冷媒
のうち液相冷媒は、ガス冷媒に比して密度が大きいの
で、直進しようとする慣性が強い。そこで、第５実施形
態ではこの点に着目して、高圧配管８１の直線部を冷媒
ー冷媒熱交換器２３の高圧通路２３ａに結合し、これに
対し、バイパス通路６３を高圧配管８１の直線部に対し
て交差状に結合している。
【０１０４】これにより、バイパス通路６３には気液２
相冷媒のうち主にガス冷媒を流入させることができ、第
４実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０５】（第６実施形態）図１６は第６実施形態に
よる暖房モード時のモリエル線図であり、暖房モードに
おけるガスインジェクションの方式を上記第１〜第５実
施形態とは異なる方式にしている。すなわち、第６実施
形態では、暖房モード時に凝縮器１２で凝縮した気液２
相状態の高圧冷媒を第１減圧装置２６により中間圧に減
圧し、この中間圧冷媒を気液分離器９０に導入し、ここ
で、中間圧の飽和ガス冷媒と飽和液冷媒とに分離する。
【０１０６】そして、中間圧の飽和ガス冷媒を圧縮機２
２のガスインジェクションポート２２ｃから圧縮過程途
中に導入する。一方、中間圧の飽和液冷媒を上記第１〜
第５実施形態と同様に空調ダクト２内に設置された過冷
却器６０に導入して過冷却する。
【０１０７】ここで、第６実施形態によると、中間圧の
飽和液冷媒が過冷却器６０に導入されるので、過冷却器
６０の入口冷媒は、概略、圧力：３〜８ｋｇ／ｃｍ
2 Ｇ、温度：８〜３５°Ｃ（前記圧力に対する飽和温
度）の状態にあり、第１〜第５実施形態に比して温度、
圧力とも低下する。しかし、この中間圧の飽和液冷媒は
冬期の低温外気（例えば、０°Ｃ以下の外気）との熱交
換により充分過冷却できる。
【０１０８】そして、この過冷却された中間圧冷媒を次
に第２減圧装置２７により低圧に減圧し、その後に、こ
の低圧冷媒を室外熱交換器（暖房モード時は蒸発器）２
４に導入して蒸発させる。
【０１０９】第６実施形態においても、暖房モード時に
過冷却器６０によるサブクール分（エンタルピ差Δ
ｉ3）だけ室外熱交換器２４での吸熱量を増大できるの
で、成績係数（ＣＯＰ）を向上できる。
【０１１０】なお、気液分離器９０にて分離された中間
圧の飽和ガス冷媒を圧縮機２２のガスインジェクション
ポート２２ｃから圧縮過程途中に導入することは、特開
平９−３９５５０号公報にて公知であるので、第６実施
形態による冷凍サイクル全体の詳細説明は省略する。
【０１１１】（他の実施形態）なお、過冷却器６０は、
空調ダクト２内のうち、外気側空気通路１５の凝縮器１
２上流部に設置することがサブクール増大のために好ま
しいが、暖房使用条件によっては、過冷却器６０を空調
ダクト２内のうち、外気側空気通路１５の凝縮器１２下
流部に設置しても、過冷却器６０により高圧冷媒あるい
は中間圧冷媒を過冷却できる。
【０１１２】同様に、過冷却器６０を空調ダクト２内の
うち、内気側空気通路１４の凝縮器１２上流部または下
流部に設置しても、暖房使用条件によっては、過冷却器
６０により高圧冷媒あるいは中間圧冷媒を過冷却でき
る。
【０１１３】また、第１実施形態における作動説明で
は、暖房モード時に常に第１減圧装置２６を所定開度に
開いて、圧縮機２２にガス冷媒をインジェクションして
いるが、車室内への吹出温度を高くしたい第１暖房モー
ドＨ1 と、車室内への吹出温度を低くしたい第２暖房モ
ードＨ2 とを設定し、第１暖房モードＨ1 では第１減圧
装置２６を開き、第２暖房モードＨ2 では第１減圧装置
２６を閉じて圧縮機２２へのガスインジェクションを停
止するようにしてもよい。
【０１１４】上述の各実施形態では、凝縮器１２への空
気流れとバイパス通路１２ａへの空気流れを切り替える
ドア手段として、連動操作される２枚の板状の通路切替
ドア１６、１７を用いているが、このドア手段として、
１枚の板状ドア、さらにはフィルム状ドア等を用いても
よいことはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す冷凍サイクル図で
ある。
【図２】第１実施形態で使用する空調制御パネルの正面
図である。
【図３】図２の空調制御パネルにおける温度コントロー
ルレバーの作動領域と運転モードとの特性図である。
【図４】同温度コントロールレバーの冷房領域の特性図
である。
【図５】同温度コントロールレバーの除湿領域の特性図
である。
【図６】同温度コントロールレバーの暖房領域の特性図
である。
【図７】第１実施形態で使用する冷媒−冷媒熱交換器の
具体例を示す断面図である。
【図８】第１実施形態で使用する弁・ドアの作動説明用
の図表である。
【図９】第１実施形態における暖房モードの冷凍サイク
ルの作動を示すモリエル線図である。
【図１０】第２実施形態を示す冷凍サイクル図である。
【図１１】第２実施形態による凝縮器と過冷却器とを一
体化した熱交換器の概略正面図である。
【図１２】第３実施形態を示す冷凍サイクル図である。
【図１３】第３実施形態による凝縮器と過冷却器と冷媒
−冷媒熱交換器とを一体化した熱交換器の概略正面図で
ある。
【図１４】第４実施形態による凝縮器出口部の三方分岐
構造を示す要部断面図である。
【図１５】第５実施形態による凝縮器出口部の三方分岐
構造を示す要部断面図である。
【図１６】第６実施形態による暖房モードの冷凍サイク
ルの作動を示すモリエル線図である。
【符号の説明】
１１…蒸発器、１２…凝縮器、１６、１７…通路切替ド
ア、２２…圧縮機、２２ｃ…ガスインジェクションポー
ト、２２ｄ…ガスインジェクション用通路、２３…冷媒
−冷媒熱交換器、２４…室外熱交換器、２５…アキュム
レータ、２６…第１減圧装置、２７…第２減圧装置、２
９…第３減圧装置、６０…過冷却器。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一端に空気の吸入口（３、４、５）を有
    し、他端側に室内への吹出口（８、９、１０）を有する
    空調通路（２）と、 前記空調通路（２）に空気を送風する送風機（７）と、 圧縮した冷媒を吐出する吐出ポート（２２ａ）、冷凍サ
    イクル低圧側の冷媒を吸入する吸入ポート（２２ｂ）、
    および冷凍サイクル中間圧側のガス冷媒を導入するガス
    インジェクションポート（２２ｃ）を有する圧縮機（２
    ２）と、 前記空調通路（２）内に設置され、暖房モード時に前記
    圧縮機（２２）の吐出ポート（２２ａ）から吐出された
    高圧のガス冷媒が流入して空気を加熱する凝縮器（１
    ２）と、 前記暖房モード時に前記凝縮器（１２）通過後の高圧冷
    媒から分岐した高圧冷媒を中間圧に減圧する第１減圧装
    置（２６）と、 前記凝縮器（１２）通過後の残余の高圧冷媒と前記第１
    減圧装置（２６）通過後の中間圧冷媒とを熱交換する冷
    媒−冷媒熱交換器（２３）と、 前記空調通路（２）内に設置され、前記暖房モード時に
    前記冷媒−冷媒熱交換器（２３）にて冷却された高圧冷
    媒が流入し、前記高圧冷媒を前記空調通路（２）内の空
    気と熱交換して過冷却する過冷却器（６０）と、 前記暖房モード時に前記過冷却器（６０）にて過冷却さ
    れた高圧冷媒を低圧まで減圧する第２減圧装置（２７）
    と、 前記暖房モード時に前記第２減圧装置（２７）通過後の
    低圧冷媒を蒸発させる室外熱交換器（２４）とを備え、 前記暖房モード時に前記冷媒−冷媒熱交換器（２３）に
    おける熱交換によりガス化した中間圧ガス冷媒を前記ガ
    スインジェクションポート（２２ｃ）に導入することを
    特徴とする冷凍サイクル装置。
  2. 【請求項２】 一端に空気の吸入口（３、４、５）を有
    し、他端側に室内への吹出口（８、９、１０）を有する
    空調通路（２）と、 前記空調通路（２）に空気を送風する送風機（７）と、 圧縮した冷媒を吐出する吐出ポート（２２ａ）、冷凍サ
    イクル低圧側の冷媒を吸入する吸入ポート（２２ｂ）、
    および冷凍サイクル中間圧側のガス冷媒を導入するガス
    インジェクションポート（２２ｃ）を有する圧縮機（２
    ２）と、 前記空調通路（２）内に設置され、暖房モード時に前記
    圧縮機（２２）の吐出ポート（２２ａ）から吐出された
    高圧のガス冷媒が流入して空気を加熱する凝縮器（１
    ２）と、 前記暖房モード時に前記凝縮器（１２）通過後の高圧冷
    媒を中間圧に減圧する第１減圧装置（２６）と、 前記暖房モード時に前記第１減圧装置（２６）通過後の
    中間圧冷媒の気液を分離する気液分離器（９０）と、 前記空調通路（２）内に設置され、前記暖房モード時に
    前記気液分離器（９０）により分離された中間圧液冷媒
    が流入し、前記中間圧液冷媒を前記空調通路（２）内の
    空気と熱交換して過冷却する過冷却器（６０）と、 前記暖房モード時に前記過冷却器（６０）にて過冷却さ
    れた中間圧冷媒を低圧まで減圧する第２減圧装置（２
    ７）と、 前記暖房モード時に前記第２減圧装置（２７）通過後の
    低圧冷媒を蒸発させる室外熱交換器（２４）とを備え、 前記暖房モード時に前記気液分離器（９０）により分離
    された中間圧ガス冷媒を前記ガスインジェクションポー
    ト（２２ｃ）に導入することを特徴とする冷凍サイクル
    装置。
  3. 【請求項３】 前記空調通路（２）内で、前記凝縮器
    （１２）の空気流れ上流側に蒸発器（１１）を設置する
    とともに、前記蒸発器（１１）の冷媒通路入口側に第３
    減圧装置（２９）を設置し、 冷房モード時には前記圧縮機（２２）からの高圧ガス冷
    媒を前記室外熱交換器（２４）にて凝縮させ、前記室外
    熱交換器（２４）通過後の高圧冷媒を前記第３減圧装置
    （２９）により低圧まで減圧し、前記低圧冷媒を前記蒸
    発器（１１）にて蒸発させることを特徴とする請求項１
    または２に記載の冷凍サイクル装置。
  4. 【請求項４】 除湿モード時には前記凝縮器（１２）に
    おける高圧冷媒の凝縮作用と、前記蒸発器（１１）にお
    ける低圧冷媒の蒸発作用とを同時に行わせて、前記蒸発
    器（１１）で冷却された冷風を前記凝縮器（１２）にて
    再加熱することを特徴とする請求項３に記載の冷凍サイ
    クル装置。
  5. 【請求項５】 前記空調通路（２）に外気側空気通路
    （１５）と内気側空気通路（１４）とを備えるととも
    に、 前記過冷却器（６０）を前記外気側空気通路（１５）に
    設置したことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか
    １つに記載の冷凍サイクル装置。
  6. 【請求項６】 前記過冷却器（６０）を前記外気側空気
    通路（１５）において前記凝縮器（１２）の空気流れ上
    流側に設置したことを特徴とする請求項５に記載の冷凍
    サイクル装置。
  7. 【請求項７】 前記過冷却器（６０）を前記外気側空気
    通路（１５）に設置するとともに、前記凝縮器（１２）
    を前記内気側空気通路（１４）に設置し、 前記過冷却器（６０）と前記凝縮器（１２）とを１つの
    熱交換器として一体に構成したことを特徴とする請求項
    ５に記載の冷凍サイクル装置。
  8. 【請求項８】 前記凝縮器（１２）、前記冷媒−冷媒熱
    交換器（２３）、前記第１減圧装置（２６）および前記
    過冷却器（６０）を１つの熱交換器として一体に構成し
    たことを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装
    置。
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