JP6390431B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

本発明は、空調対象空間の除湿暖房を行う空調装置に適用される冷凍サイクル装置に関する。

従来、特許文献１に、空調対象空間である車室内の除湿暖房を行う車両用空調装置に適用された冷凍サイクル装置が開示されている。この特許文献１の冷凍サイクル装置は、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器、室外熱交換器から流出した冷媒と車室内へ送風される送風空気とを熱交換させる室内蒸発器、および圧縮機から吐出された高圧冷媒と室内蒸発器通過後の送風空気とを熱交換させる室内凝縮器を備えている。

そして、車室内の除湿暖房を行う除湿暖房モード時には、圧縮機→室内凝縮器→減圧装置→室外熱交換器→室内蒸発器→圧縮機の順で冷媒を循環させ、室内蒸発器にて冷却されて除湿された送風空気を、室内凝縮器にて再加熱して空調対象空間へ送風している。つまり、特許文献１の冷凍サイクル装置では、室外熱交換器および室内蒸発器を直列的に接続した簡素なサイクル構成で空調対象空間の除湿暖房を実現している。

特許第３３３１７６５号公報

ところで、特許文献１の冷凍サイクル装置では、室内蒸発器の着霜を抑制するために、室内蒸発器における冷媒蒸発温度を予め定めた基準着霜抑制温度（特許文献１では、３℃）よりも高い温度に調整している。このため、特許文献１の冷凍サイクル装置のように、室外熱交換器と室内蒸発器が冷媒流れに対して直列的に接続されるサイクル構成では、室外熱交換器における冷媒蒸発温度も基準着霜抑制温度よりも高い温度になりやすい。

従って、低外気温時（例えば、外気温が１０℃以下の時）には、室外熱交換器における冷媒蒸発温度と外気温との温度差が縮小して、室外熱交換器にて冷媒が外気から吸熱する吸熱量が減少してしまう。その結果、特許文献１の冷凍サイクル装置では、除湿暖房モード時に、室内凝縮器にて冷媒が送風空気へ放熱することのできる放熱量が減少して、送風空気の加熱能力が低下してしまうおそれがある。

本発明は、上記点に鑑み、サイクル構成の複雑化を招くことなく、除湿暖房モード時における送風空気の加熱能力の低下を抑制可能な冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、請求項１に記載の発明では、空調装置に適用される冷凍サイクル装置であって、
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、圧縮機（１１）から吐出された冷媒を放熱させて、空調対象空間へ送風される送風空気を加熱する加熱手段（１２、７０）と、加熱手段（１２、７０）から流出した冷媒を減圧させる高段側減圧手段（１３、１３ａ）と、高段側減圧手段（１３、１３ａ）にて減圧された冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１４）と、室外熱交換器（１４）から流出した冷媒を蒸発させて、送風空気を冷却する冷却手段（１７）と、を備え、
加熱手段（１２、７０）は、空調対象空間の除湿暖房を行う除湿暖房モード時に、冷却手段（１７）にて冷却された送風空気を加熱し、
室外熱交換器（１４）は、除湿暖房モード時に、冷媒を蒸発させ、
冷媒として、乾き度の増加に伴って飽和温度が上昇する非共沸混合冷媒が採用されていることを特徴とする。

これによれば、除湿暖房モード時に、圧縮機（１１）→加熱手段（１２、７０）→高段側減圧手段（１３、１３ａ）→室外熱交換器（１４）→冷却手段（１７）→圧縮機（１１）の順に冷媒を循環させる簡素なサイクル構成で、冷却手段（１７）にて冷却されて除湿された送風空気を加熱手段（１２、７０）にて再加熱して、空調対象空間の除湿暖房を行うことができる。

さらに、冷媒として、乾き度の増加に伴って飽和温度が上昇する非共沸混合冷媒が採用されているので、冷媒流れ上流側に接続される室外熱交換器（１４）における冷媒蒸発温度を、冷媒流れ下流側に接続される冷却手段（１７）における冷媒蒸発温度よりも低くすることができる。

従って、低外気温時であっても、室外熱交換器（１４）における冷媒蒸発温度と外気温との温度差が縮小してしまうことを抑制し、室外熱交換器（１４）にて冷媒が外気から吸熱する吸熱量の減少を抑制することができる。その結果、加熱手段（１２、７０）にて冷媒が送風空気へ放熱することのできる放熱量の減少を抑制することができる。

すなわち、本請求項に記載の発明によれば、サイクル構成の複雑化を招くことなく、除湿暖房モード時における送風空気の加熱能力の低下を抑制することができる。

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冷房モードの冷媒流れを示す車両用空調装置の全体構成図である。 第１実施形態の冷凍サイクル装置の暖房モードの冷媒流れを示す車両用空調装置の全体構成図である。 第１実施形態の冷凍サイクル装置の除湿暖房モードの冷媒流れを示す車両用空調装置の全体構成図である。 第１実施形態の車両用空調装置の電気制御部を示すブロック図である。 第１実施形態の除湿暖房モード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冷房モードの冷媒流れを示す車両用空調装置の全体構成図である。 第２実施形態の冷凍サイクル装置の暖房モードの冷媒流れを示す車両用空調装置の全体構成図である。 第２実施形態の冷凍サイクル装置の除湿暖房モードの冷媒流れを示す車両用空調装置の全体構成図である。 第３実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。

（第１実施形態）
図１〜図５を用いて、本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態では、本発明に係る冷凍サイクル装置１０を、走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得る電気自動車の車両用空調装置１に適用している。この冷凍サイクル装置１０は、車両用空調装置１において、空調対象空間である車室内へ送風される送風空気を冷却あるいは加熱する機能を果たす。

さらに、本実施形態の冷凍サイクル装置１０は、送風空気を冷却して車室内を冷房する冷房モードの冷媒回路（図１参照）、送風空気を加熱して車室内を暖房する暖房モードの冷媒回路（図２参照）、および冷却して除湿された送風空気を再加熱して車室内の除湿暖房を行う除湿暖房モードの冷媒回路（図３参照）を切替可能に構成されている。

この冷凍サイクル装置１０では、冷媒として、非共沸混合冷媒が採用されている。非共沸混合冷媒とは、複数の種類の冷媒を混合させた冷媒であって、相変化に伴って飽和温度が変化する性質を有する冷媒である。より具体的には、本実施形態では、主にＲ１２３４ｙｆとＲ３２とを主成分とし、乾き度の増加に伴って飽和温度が上昇する非共沸混合冷媒が採用されている。

さらに、冷媒には圧縮機１１を潤滑するための冷凍機油が混入されており、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。

冷凍サイクル装置１０の構成機器のうち、圧縮機１１は、車両ボンネット内に配置されており、冷凍サイクル装置１０において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものである。本実施形態の圧縮機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駆動する電動圧縮機として構成されている。この圧縮機構としては、具体的に、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用することができる。

電動モータは、後述する空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動（回転数）が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれの形式を採用してもよい。そして、空調制御装置４０が電動モータの回転数を制御することによって、圧縮機構の冷媒吐出能力が変更される。

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、後述する室内空調ユニット３０のケーシング３１内に配置されており、暖房モード時および除湿暖房モード時に、圧縮機１１から吐出された冷媒を放熱させて、放熱させた熱によって送風空気を加熱する加熱手段である。

より具体的には、室内凝縮器１２は、暖房モード時等に、圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒と送風空気とを熱交換させて、送風空気を加熱する加熱用熱交換器である。

室内凝縮器１２の冷媒出口には、第１膨張弁１３の入口側が接続されている。第１膨張弁１３は、暖房モード時および除湿暖房モード時に、室内凝縮器１２から流出した冷媒を減圧させる高段側減圧手段である。より具体的には、第１膨張弁１３は、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の絞り開度を変化させるステッピングモータからなる電動アクチュエータとを有して構成された可変絞り機構である。

さらに、第１膨張弁１３は、絞り開度を全開にすることによって、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付きの可変絞り機構である。第１膨張弁１３は、空調制御装置４０から出力される制御信号（制御パルス）によって、その作動が制御される。

第１膨張弁１３の出口には、室外熱交換器１４の冷媒入口側が接続されている。室外熱交換器１４は、車両ボンネット内の車両前方側に配置されて、その内部を流通する冷媒と図示しない送風ファンから送風された車室外空気（外気）とを熱交換させるものである。送風ファンは、空調制御装置４０から出力される制御電圧によって回転数（送風能力）が制御される電動送風機である。

室外熱交換器１４の冷媒出口には、第１三方継手１５の冷媒流入口が接続されている。第１三方継手１５は、複数の配管を接合して形成されたものであってもよいし、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であってもよい。さらに、第１三方継手１５では、３つの冷媒流入出口のうち、１つを冷媒流入口とし、残りの２つを冷媒流出口として用いている。

第１三方継手１５の一方の冷媒流出口には、第２膨張弁１６の入口側が接続されている。第２膨張弁１６は、除湿暖房モード時に、室外熱交換器１４から流出した冷媒を減圧させて、室内蒸発器１７側へ流出させる低段側減圧手段である。第２膨張弁１６の基本的構成は、第１膨張弁１３と同様である。

さらに、第２膨張弁１６は、絞り開度を全開した際に第１三方継手１５から室内蒸発器１７へ至る冷媒通路を全開する全開機能のみならず、絞り開度を全閉して当該冷媒通路を閉塞する全閉機能付きの可変絞り機構で構成されている。

従って、第２膨張弁１６は、第１三方継手１５の一方の冷媒流出口と室内蒸発器１７の冷媒入口とを連通させる冷媒回路、および第１三方継手１５の一方の冷媒流出口と室内蒸発器１７の冷媒入口とを連通させない冷媒回路を切り替えることができる。つまり、本実施形態の第２膨張弁１６は、冷媒回路切替手段としての機能を兼ね備えている。

第２膨張弁１６の出口には、室内蒸発器１７の冷媒入口側が接続されている。室内蒸発器１７は、室内空調ユニット３０のケーシング３１内のうち、室内凝縮器１２の送風空気流れ上流側に配置されており、冷房モード時および除湿暖房モード時に、室外熱交換器１４から流出した冷媒を蒸発させて、送風空気を冷却する冷却手段である。

より具体的には、室内蒸発器１７は、冷房モード時等に、室外熱交換器１４から流出した低圧冷媒を室内凝縮器１２通過前の送風空気と熱交換させて蒸発させ、低圧冷媒に吸熱作用を発揮させることによって送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。

室内蒸発器１７の冷媒出口側には、第２三方継手１８の一方の冷媒流入口が接続されている。第２三方継手１８の基本的構成は、第１三方継手１５と同様である。第２三方継手１８では、３つの冷媒流入出口のうち、２つを冷媒流入口とし、残りの１つを冷媒流出口として用いている。第２三方継手１８の他方の冷媒流入口には、暖房用バイパス通路１９を介して、第１三方継手１５の他方の冷媒流出口が接続されている。

暖房用バイパス通路１９には、暖房用バイパス通路１９を開閉する暖房用開閉弁２０が配置されている。暖房用開閉弁２０は、空調制御装置４０から出力される制御電圧によって開閉作動する電磁弁である。

従って、暖房用開閉弁２０は、第１三方継手１５の他方の冷媒流出口と第２三方継手１８の他方の冷媒流入口とを連通させる冷媒回路、および第１三方継手１５の他方の冷媒流出口と第２三方継手１８の他方の冷媒流入口とを連通させない冷媒回路を切り替える冷媒回路切替手段である。

第２三方継手１８の冷媒流出口には、アキュムレータ２１の入口側が接続されている。アキュムレータ２１は、内部に流入した冷媒の気液を分離してサイクル内の余剰冷媒を蓄えるとともに、分離された気相冷媒を下流側へ流出させる気液分離手段である。アキュムレータ２１の気相冷媒出口には、圧縮機１１の吸入口側が接続されている。

次に、室内空調ユニット３０について説明する。室内空調ユニット３０は、冷凍サイクル装置１０によって温度調整された送風空気を車室内へ吹き出すためのもので、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側に配置されている。さらに、室内空調ユニット３０は、その外殻を形成するケーシング３１内に送風機３２、室内蒸発器１７、室内凝縮器１２等を収容することによって構成されている。

ケーシング３１は、車室内に送風される送風空気の空気通路を形成するもので、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）にて成形されている。このケーシング３１内の送風空気流れ最上流側には、ケーシング３１内へ内気（車室内空気）と外気（車室外空気）とを切替導入する内外気切替手段としての内外気切替装置３３が配置されている。

内外気切替装置３３は、ケーシング３１内へ内気を導入させる内気導入口および外気を導入させる外気導入口の開口面積を、内外気切替ドアによって連続的に調整して、内気の風量と外気の風量との風量割合を連続的に変化させるものである。内外気切替ドアは、内外気切替ドア用の電動アクチュエータによって駆動され、この電動アクチュエータは、空調制御装置４０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３３の送風空気流れ下流側には、内外気切替装置３３を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する送風手段としての送風機（ブロワ）３２が配置されている。この送風機３２は、遠心多翼ファン（シロッコファン）を電動モータにて駆動する電動送風機であって、空調制御装置４０から出力される制御電圧によって回転数（送風量）が制御される。

送風機３２の送風空気流れ下流側には、室内蒸発器１７および室内凝縮器１２が、送風空気の流れに対して、この順に配置されている。換言すると、室内蒸発器１７は、室内凝縮器１２よりも送風空気流れ上流側に配置されている。また、ケーシング３１内には、室内蒸発器１７を通過した送風空気を、室内凝縮器１２を迂回させて下流側へ流す冷風バイパス通路３５が形成されている。

室内蒸発器１７の送風空気流れ下流側であって、かつ、室内凝縮器１２の送風空気流れ上流側には、エアミックスドア３４が配置されている。本実施形態のエアミックスドア３４は、室内蒸発器１７通過後の送風空気を室内凝縮器１２側へ導く通風路と、冷風バイパス通路３５側へ導く通風路とを切り替える通風路切替手段である。

なお、このエアミックスドア３４は、室内蒸発器１７通過後の送風空気のうち室内凝縮器１２を通過させる風量割合を調整する風量割合調整手段として機能させることもできる。また、エアミックスドア３４は、エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータによって駆動され、この電動アクチュエータは、空調制御装置４０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の送風空気流れ下流側には、室内凝縮器１２にて加熱された送風空気あるいは冷風バイパス通路３５を通過して室内凝縮器１２にて加熱されていない送風空気が流入する図示しない流入空間が設けられている。さらに、ケーシング３１の送風空気流れ最下流部には、流入空間へ流入した送風空気（空調風）を、空調対象空間である車室内へ吹き出す開口穴が配置されている。

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

これらのフェイス開口穴、フット開口穴およびデフロスタ開口穴の送風空気流れ下流側は、それぞれ空気通路を形成するダクトを介して、車室内に設けられたフェイス吹出口、フット吹出口およびデフロスタ吹出口（いずれも図示せず）に接続されている。

また、フェイス開口穴、フット開口穴、およびデフロスタ開口穴の送風空気流れ上流側には、それぞれ、フェイス開口穴の開口面積を調整するフェイスドア、フット開口穴の開口面積を調整するフットドア、デフロスタ開口穴の開口面積を調整するデフロスタドア（いずれも図示せず）が配置されている。

これらのフェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、開口穴モードを切り替える開口穴モード切替手段を構成するものであって、リンク機構等を介して、吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータに連結されて連動して回転操作される。この電動アクチュエータも、空調制御装置４０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。

吹出口モード切替手段によって切り替えられる吹出口モードとしては、具体的に、フェイスモード、バイレベルモード、フットモード、フットデフロスタモード等がある。

フェイスモードは、フェイス吹出口を全開してフェイス吹出口から車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出す吹出口モードである。バイレベルモードは、フェイス吹出口とフット吹出口の両方を開口して車室内乗員の上半身と足元に向けて空気を吹き出す吹出口モードである。フットモードは、フット吹出口を全開するとともにデフロスタ吹出口を小開度だけ開口して、フット吹出口から主に空気を吹き出す吹出口モードである。フットデフロスタモードは、フット吹出口およびデフロスタ吹出口を同程度開口して、フット吹出口およびデフロスタ吹出口の双方から空気を吹き出す吹出口モードである。

さらに、乗員が後述する操作パネル６０に設けられた吹出モード切替スイッチをマニュアル操作することによって、デフロスタ吹出口を全開してデフロスタ吹出口から車両フロント窓ガラス内面に空気を吹き出すデフロスタモードとすることもできる。

次に、図４を用いて、本実施形態の電気制御部について説明する。空調制御装置４０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。そして、その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、その出力側に接続された、圧縮機１１、第１膨張弁１３、第２膨張弁１６、暖房用開閉弁２０、送風機３２等の各種空調制御機器の作動を制御する。

また、空調制御装置４０の入力側には、内気センサ５１、外気センサ５２、日射センサ５３、凝縮器入口側温度センサ５４ａ、凝縮器出口側温度センサ５４ｂ、高圧側圧力センサ５５、蒸発器入口側温度センサ５６ａ、蒸発器出口側温度センサ５６ｂ、送風空気温度センサ５７等の空調制御用のセンサ群が接続されている。そして、これらの空調制御用のセンサ群によって検出された検出信号が空調制御装置４０に入力される。

内気センサ５１は、車室内温度（内気温）Ｔｒを検出する内気温検出手段である。外気センサ５２は、車室外温度（外気温）Ｔａｍを検出する外気温検出手段である。日射センサ５３は、車室内へ照射される日射量Ａｓを検出する日射量検出手段である。

凝縮器入口側温度センサ５４ａは、圧縮機１１から吐出されて室内凝縮器１２へ流入する冷媒の凝縮器入口側温度Ｔｃｉｎを検出する凝縮器入口側温度検出手段である。凝縮器出口側温度センサ５４ｂは、室内凝縮器１２から流出した冷媒の凝縮器出口側温度Ｔｃｏｕｔを検出する凝縮器出口側温度検出手段である。高圧側圧力センサ５５は、室内凝縮器１２出口側冷媒の圧力（高圧側冷媒圧力）Ｐｄを検出する高圧側圧力検出手段である。

蒸発器入口側温度センサ５６ａは、室内蒸発器１７へ流入する冷媒の蒸発器入口側温度Ｔｅｉｎを検出する蒸発器入口側温度検出手段である。蒸発器出口側温度センサ５６ｂは、室内蒸発器１７から流出した冷媒の蒸発器出口側温度Ｔｅｏｕｔを検出する蒸発器出口側温度検出手段である。

送風空気温度センサ５７は、流入空間から車室内へ送風される送風空気温度ＴＡＶを検出する送風空気温度検出手段である。送風空気温度検出手段を廃止する場合は、送風空気温度ＴＡＶとして、凝縮器入口側温度Ｔｃｉｎ、凝縮器出口側温度Ｔｃｏ、蒸発器入口側温度Ｔｅｉｎ、蒸発器出口側温度Ｔｅｏｕｔ等に基づいて算出された値を採用してもよい。

さらに、空調制御装置４０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６０が接続されており、操作パネル６０に設けられた各種空調操作スイッチの操作信号が入力される。

操作パネル６０の各種空調操作スイッチとしては、具体的に、車両用空調装置１の自動制御運転を設定あるいは解除するオートスイッチ、車室内の冷房を行うことを要求する冷房スイッチ（Ａ／Ｃスイッチ）、送風機３２の風量をマニュアル設定する風量設定スイッチ、車室内の目標温度である車室内設定温度Ｔｓｅｔを設定する温度設定スイッチ、吹出モードをマニュアル設定する吹出モード切替スイッチ等が設けられている。

なお、空調制御装置４０は、その出力側に接続された各種空調制御機器を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、それぞれの空調制御機器の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が、それぞれの空調制御機器の作動を制御する制御手段を構成している。

例えば、本実施形態では、圧縮機１１の作動（冷媒吐出能力）を制御する構成が吐出能力制御手段４０ａを構成し、第１膨張弁１３の作動（高段側絞り開度）を制御する構成が高段側絞り開度制御手段４０ｂを構成し、第２膨張弁１６の作動（低段側絞り開度）を制御する構成が低段側絞り開度制御手段４０ｃを構成している。

もちろん、吐出能力制御手段４０ａ、高段側絞り開度制御手段４０ｂ、低段側絞り開度制御手段４０ｃ等を、空調制御装置４０に対して別体の制御装置で構成してもよい。

次に、上記構成における本実施形態の車両用空調装置１の作動について説明する。前述の如く、本実施形態の車両用空調装置１では、冷房モード、暖房モード、および除湿暖房モードでの運転を切り替えることができる。これらの各運転モードの切り替えは、予め空調制御装置４０に記憶された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。

この空調制御プログラムは、操作パネル６０のオートスイッチが投入（ＯＮ）された際に実行される。より具体的には、空調制御プログラムのメインルーチンでは、空調制御用のセンサ群５１〜５７等の検出信号および操作パネル６０の操作信号等を読み込む。そして、読み込まれた検出信号および操作信号に基づいて、車室内へ吹き出す送風空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯを算出する。

この目標吹出温度ＴＡＯは、以下数式Ｆ１によって算出される。
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ａｓ＋Ｃ…（Ｆ１）
ここで、Ｔｓｅｔは温度設定スイッチによって設定された車室内設定温度であり、Ｔｒは内気センサ５１によって検出された車室内温度（内気温）であり、Ｔａｍは外気センサ５２によって検出された外気温であり、Ａｓは日射センサ５３によって検出された日射量である。Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓは制御ゲインであり、Ｃは補正用の定数である。

さらに、操作パネルの冷房スイッチが投入されており、かつ、目標吹出温度ＴＡＯが予め定めた冷房基準温度αよりも低くなっている場合には、冷房モードでの運転を実行する。また、冷房スイッチが投入されており、かつ、目標吹出温度ＴＡＯが冷房基準温度α以上になっている場合には、除湿暖房モードでの運転を実行する。また、冷房スイッチが投入されていない場合には、暖房モードでの運転を実行する。以下に、各運転モードにおける作動を説明する。

（ａ）冷房モード
冷房モードでは、空調制御装置４０が、第１膨張弁１３を全開とし、第２膨張弁１６を冷媒減圧作用を発揮する絞り状態とし、暖房用開閉弁２０を閉じる。これにより、冷房モードでは、図１の実線矢印に示すように、圧縮機１１→室内凝縮器１２→（第１膨張弁１３→）室外熱交換器１４→第２膨張弁１６→室内蒸発器１７→アキュムレータ２１→圧縮機１１の吸入口の順で冷媒を循環させる冷凍サイクルが構成される。

さらに、空調制御装置４０は、この冷媒回路の構成で、目標吹出温度ＴＡＯ、センサ群の検出信号等に基づいて、各種制御対象機器の作動状態（各種制御対象機器へ出力する制御信号）を決定する。

例えば、圧縮機１１の冷媒吐出能力（圧縮機１１の電動モータへ出力される制御信号）については、以下のように決定される。まず、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して、室内蒸発器１７における目標冷媒蒸発温度ＴＥＯを決定する。

より具体的には、この制御マップでは、目標吹出温度ＴＡＯの低下に伴って、目標冷媒蒸発温度ＴＥＯを低下させるように決定する。さらに、この制御マップでは、室内蒸発器１７の着霜を抑制するために、目標冷媒蒸発温度ＴＥＯが基準着霜抑制温度ＫＴｆ（例えば、１℃）以上となるように決定する。

そして、この目標蒸発器吹出温度ＴＥＯと蒸発器温度センサによって検出された蒸発器入口側温度Ｔｅｉｎとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法を用いて蒸発器入口側温度Ｔｅｉｎが目標蒸発器吹出温度ＴＥＯに近づくように、圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号が決定される。

このため、本実施形態では、目標蒸発器吹出温度ＴＥＯの低下に伴って圧縮機１１の回転数（冷媒吐出能力）を増加させ、目標蒸発器吹出温度ＴＥＯの上昇に伴って圧縮機１１の回転数を減少させることになる。

また、第２膨張弁１６の絞り開度（第２膨張弁１６へ出力される制御信号）については、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して、第２膨張弁１６へ流入する冷媒の過冷却度が、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）が極大値に近づくように定められた目標過冷却度に近づくように決定される。

また、エアミックスドア３４の開度（エアミックスドア３４用の電動アクチュエータへ出力される制御信号）については、エアミックスドア３４が冷風バイパス通路３５を全開とし、室内蒸発器１７通過後の送風空気の全流量が冷風バイパス通路３５を通過するように決定される。

なお、冷房モードでは、送風空気温度センサ５７によって検出された送風空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくようにエアミックスドア３４の開度を制御してもよい。

そして、上記の如く決定された制御信号等を各種制御対象機器へ出力する。その後、車両用空調装置１の作動停止が要求されるまで、所定の制御周期毎に、上述の検出信号および操作信号の読み込み→目標吹出温度ＴＡＯの算出→各種制御対象機器の作動状態決定→制御電圧および制御信号の出力といった制御ルーチンが繰り返される。なお、このような制御ルーチンの繰り返しは、他の運転モード時にも同様に行われる。

従って、冷房モード時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へ流入する。この際、冷房モードでは、エアミックスドア３４が冷風バイパス通路３５を全開としているので、室内凝縮器１２へ流入した冷媒は、送風空気に放熱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、全開となっている第１膨張弁１３を介して、室外熱交換器１４へ流入する。室外熱交換器１４へ流入した冷媒は、送風ファンから送風された外気と熱交換して放熱する。室外熱交換器１４から流出した冷媒は、暖房用開閉弁２０が閉じているので、第２膨張弁１６へ流入して減圧される。

第２膨張弁１６にて減圧された冷媒は、室内蒸発器１７へ流入する。室内蒸発器１７へ流入した冷媒は、送風機３２から送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、送風空気が冷却される。室内蒸発器１７から流出した冷媒は、アキュムレータ２１へ流入して気液分離される。アキュムレータ２１にて分離された気相冷媒は、圧縮機１１に吸入され再び圧縮される。

従って、冷房モードの車両用空調装置１では、室内蒸発器１７にて冷却された送風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。

（ｂ）暖房モード
暖房モードでは、空調制御装置４０が、第１膨張弁１３を絞り状態とし、第２膨張弁１６を全閉とし、暖房用開閉弁２０を開く。これにより、暖房モードでは、図２の実線矢印に示すように、圧縮機１１→室内凝縮器１２→第１膨張弁１３→室外熱交換器１４→暖房用バイパス通路１９→アキュムレータ２１→圧縮機１１の吸入口の順で冷媒を循環させる冷凍サイクルが構成される。

さらに、空調制御装置４０は、この冷媒回路の構成で、目標吹出温度ＴＡＯ、センサ群の検出信号等に基づいて、各種制御対象機器の作動状態（各種制御対象機器へ出力する制御信号）を決定する。

例えば、圧縮機１１の冷媒吐出能力（圧縮機１１の電動モータへ出力される制御信号）については、以下のように決定される。まず、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して、室内凝縮器１２における目標凝縮温度ＴＣＯを決定する。より具体的には、この制御マップでは、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、目標凝縮温度ＴＣＯが上昇するように決定する。

さらに、以下数式Ｆ２に示すように、凝縮器平均温度Ｔｃａを算出する。
Ｔｃａ＝（Ｔｃｉｎ＋Ｔｃｏｕｔ）／２ …（Ｆ２）
ここで、Ｔｃｉｎは凝縮器入口側温度センサ５４ａによって検出された凝縮器入口側温度であり、Ｔｃｏｕｔは凝縮器出口側温度センサ５４ｂによって検出された凝縮器出口側温度である。

そして、目標凝縮温度ＴＣＯと凝縮器平均温度Ｔｃａとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法を用いて、凝縮器平均温度Ｔｃａが目標凝縮温度ＴＣＯに近づくように、圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号が決定される。このため、本実施形態では、目標凝縮温度ＴＣＯの上昇に伴って圧縮機１１の回転数（冷媒吐出能力）を増加させ、目標凝縮温度ＴＣＯの低下に伴って圧縮機１１の回転数を減少させることになる。

また、第１膨張弁１３の絞り開度（第１膨張弁１３へ出力される制御信号）については、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して、第１膨張弁１３へ流入する冷媒の過冷却度が、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）が極大値に近づくように定められた目標過冷却度に近づくように決定される。

また、エアミックスドア３４の開度（エアミックスドア３４用の電動アクチュエータへ出力される制御信号）については、エアミックスドア３４が冷風バイパス通路３５を全閉とし、室内蒸発器１７通過後の送風空気の全流量が室内凝縮器１２を通過するように決定される。

従って、暖房モード時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へ流入する。室内凝縮器１２へ流入した冷媒は、室内蒸発器１７を通過した送風空気と熱交換して放熱する。これにより、送風空気が加熱される。

室内凝縮器１２から流出した冷媒は、第１膨張弁１３へ流入して減圧される。第１膨張弁１３にて減圧された冷媒は、室外熱交換器１４へ流入する。室外熱交換器１４へ流入した低圧冷媒は、送風ファンから送風された外気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器１４から流出した冷媒は、暖房用開閉弁２０が開いており、第２膨張弁１６が全閉となっているので、暖房用バイパス通路１９を介して、アキュムレータ２１へ流入する。以降の作動は、冷房モードと同様である。

従って、暖房モードの車両用空調装置１では、室内凝縮器１２にて加熱された送風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。

（ｃ）除湿暖房モード
除湿暖房モードでは、空調制御装置４０が、第１膨張弁１３を絞り状態とし、第２膨張弁１６を全開あるいは絞り状態とし、暖房用開閉弁２０を閉じる。これにより、除湿暖房モードでは、図３の実線矢印に示すように、圧縮機１１→室内凝縮器１２→第１膨張弁１３→室外熱交換器１４→第２膨張弁１６→室内蒸発器１７→アキュムレータ２１→圧縮機１１の吸入口の順で冷媒を循環させる冷凍サイクルが構成される。つまり、実質的に、冷房モードと同様の順で冷媒を循環させる冷凍サイクルが構成される。

さらに、空調制御装置４０は、この冷媒回路の構成で、目標吹出温度ＴＡＯ、センサ群の検出信号等に基づいて、各種制御対象機器の作動状態（各種制御対象機器へ出力する制御信号）を決定する。

例えば、圧縮機１１の冷媒吐出能力（圧縮機１１の電動モータへ出力される制御信号）については、冷房モードと同様に、蒸発器入口側温度Ｔｅｉｎが目標蒸発器吹出温度ＴＥＯに近づくように決定される。また、第１膨張弁１３の絞り開度（第１膨張弁１３へ出力される制御信号）については、暖房モードと同様に、第１膨張弁１３へ流入する冷媒の過冷却度が目標過冷却度に近づくように決定される。

また、第２膨張弁１６の絞り開度（第２膨張弁１６へ出力される制御信号）については、以下のように決定される。まず、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して、室内凝縮器１２における目標凝縮温度ＴＣＯを決定する。より具体的には、この制御マップでは、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、目標凝縮温度ＴＣＯが上昇するように決定する。

さらに、暖房モードと同様に、凝縮器平均温度Ｔｃａを算出する。そして、目標凝縮温度ＴＣＯと凝縮器平均温度Ｔｃａとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法を用いて、凝縮器平均温度Ｔｃａが目標凝縮温度ＴＣＯに近づくように、第２膨張弁１６へ出力される制御信号が決定される。

このため、本実施形態では、目標凝縮温度ＴＣＯの上昇に伴って、第２膨張弁１６の絞り開度を増加させて室外熱交換器１４における冷媒蒸発温度を低下させ、目標凝縮温度ＴＣＯの低下に伴って第２膨張弁１６の絞り開度を減少させて室外熱交換器１４における冷媒蒸発温度を上昇させることになる。

また、エアミックスドア３４の開度（エアミックスドア３４用の電動アクチュエータへ出力される制御信号）については、暖房モードと同様に、エアミックスドア３４が冷風バイパス通路３５を全閉とするように決定される。

従って、除湿暖房モード時の冷凍サイクル装置１０では、図５のモリエル線図に示すように、冷媒の状態が変化する。なお、図５のモリエル線図では、目標凝縮温度ＴＣＯが比較的高くなっており、第２膨張弁１６が、全開に近い絞り開度となっている状態を示している。

つまり、除湿暖房モード時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（図５のａ５点）が、室内凝縮器１２へ流入し、室内蒸発器１７にて冷却されて除湿された送風空気と熱交換して放熱する（図５のａ５点→ｂ５点）。これにより、送風空気が加熱される。

室内凝縮器１２から流出した冷媒は、第１膨張弁１３へ流入して減圧される（図５のｂ５点→ｃ５点）。第１膨張弁１３にて減圧された冷媒は、室外熱交換器１４へ流入する。室外熱交換器１４へ流入した低圧冷媒は、送風ファンから送風された外気から吸熱して蒸発する（図５のｃ５点→ｄ５点）。

室外熱交換器１４から流出した冷媒は、暖房用開閉弁２０が閉じているので、第２膨張弁１６へ流入して減圧される（図５のｄ５点→ｅ５点）。第２膨張弁１６にて減圧された冷媒は、室内蒸発器１７へ流入する。室内蒸発器１７へ流入した冷媒は、送風機３２から送風された送風空気から吸熱して蒸発する（図５のｅ５点→ｆ５点）。これにより、送風空気が冷却される。以降の作動は、冷房モードと同様である。

従って、除湿暖房モードの車両用空調装置１では、室内蒸発器１７にて冷却されて除湿された送風空気を室内凝縮器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。

さらに、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、除湿暖房モード時に、室外熱交換器１４と室内蒸発器１７が冷媒流れに対して直列的に接続されるサイクル構成となる。従って、室外熱交換器１４と室内蒸発器１７が冷媒流れに対して並列的に接続されるサイクル構成よりも簡素なサイクル構成で、空調対象空間（車室内）の除湿暖房を実現することができる。

ここで、除湿暖房モードの室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力Ｑｃ（すなわち、室内凝縮器１２における冷媒の放熱量）について説明する。室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力Ｑｃは、以下数式Ｆ３にて定義することができる。
Ｑｃ＝Ｑｅ＋Ｌ＋Ｑｏ …（Ｆ３）
なお、数式Ｆ２におけるＱｅは、室内蒸発器１７における送風空気の除湿能力（すなわち、室内凝縮器１２における冷媒の吸熱量）であり、Ｌは、圧縮機１１の圧縮仕事量であり、Ｑｏは、室外熱交換器１４における冷媒の吸熱量である。

従って、本実施形態の除湿暖房モードのように、所望の除湿能力Ｑｅを得るために圧縮機１１の冷媒吐出能力を調整する構成において、加熱能力Ｑｃを増加させるためには、吸熱量Ｑｏを増加させる必要がある。さらに、吸熱量Ｑｏは、室外熱交換器１４における冷媒蒸発温度と外気温との温度差の拡大に伴って増加する。

ところが、室内蒸発器１７の着霜を抑制するために、蒸発器入口側温度Ｔｅｉｎを基準着霜抑制温度ＫＴｆ以上となるように制御すると、室外熱交換器１４における冷媒蒸発温度も基準着霜抑制温度ＫＴｆよりも高い温度になりやすい。

このため、低外気温時（例えば、外気温が１０℃以下の時）には、室外熱交換器１４における冷媒蒸発温度と外気温との温度差が縮小して、室外熱交換器１４にて冷媒が外気から吸熱する吸熱量が減少してしまいやすい。その結果、室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力Ｑｃが不足してしまうおそれがある。

これに対して、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、冷媒として、乾き度の増加に伴って飽和温度が上昇する非共沸混合冷媒を採用しているので、図５に示すように、モリエル線図上の等温線に傾きが生じる。これにより、冷媒流れ上流側に接続される室外熱交換器１４における冷媒蒸発温度を、冷媒流れ下流側に接続される室内蒸発器１７における冷媒蒸発温度よりも低くすることができる。

従って、低外気温時であっても、外気温と室外熱交換器１４における冷媒蒸発温度との温度差の縮小を抑制し、室外熱交換器１４にて冷媒が外気から吸熱する吸熱量Ｑｏが減少してしまうことを抑制することができる。その結果、室内凝縮器１２における冷媒の放熱量の低下を抑制することができる。

つまり、本実施形態の冷凍サイクル装置１０によれば、除湿暖房モード時に、サイクル構成の複雑化を招くことなく、送風空気の加熱能力Ｑｃの低下を抑制することができる。

また、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、低段側減圧手段として可変絞り機構で構成された第２膨張弁１６を採用しているので、除湿暖房モード時に第２膨張弁１６の絞り開度を変化させることができる。これにより、室外熱交換器１４における冷媒蒸発温度を変化させて、室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力Ｑｃを調整することができる。

また、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、冷房モード時および除湿暖房モード時に、蒸発器入口側温度Ｔｅｉｎが基準着霜抑制温度ＫＴｆ以上となるように圧縮機１１の冷媒吐出能力を制御している。従って、乾き度の増加に伴って飽和温度が上昇する非共沸混合冷媒を採用しても、室内蒸発器１７の着霜を確実に抑制することができる。

また、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、暖房モード時および除湿暖房モード時に、凝縮器平均温度Ｔｃａが目標凝縮温度ＴＣＯに近づくように制御している。これによれば、非共沸混合冷媒を採用することによって凝縮器入口側温度Ｔｃｉｎと凝縮器出口側温度Ｔｃｏｕｔとの間に温度差が生じても、室内凝縮器１２にて加熱された送風空気の送風空気温度ＴＡＶをユーザの所望の温度に近づけやすい。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、図６〜図８に示すように、冷凍サイクル装置１０の構成機器を変更した例を説明する。なお、図６〜図８は、第１実施形態の図１〜図３に対応する図面であって、第１実施形態と同一もしくは均等部分には、同一の符号を付している。このことは、以下の図面においても同様である。

まず、本実施形態の室内凝縮器１２の冷媒出口には、高段側減圧手段としての高段側固定絞り１３ａの入口側が接続されている。このような高段側固定絞り１３ａ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。

さらに、本実施形態では、室内凝縮器１２から流出した冷媒を、高段側固定絞り１３ａを迂回させて室外熱交換器１４の冷媒入口側へ導く高段側バイパス通路１３ｂが設けられている。この高段側バイパス通路１３ｂには、高段側バイパス通路１３ｂを開閉する高段側開閉手段である高段側開閉弁１３ｃが配置されている。高段側開閉弁１３ｃの基本的構成は、暖房用開閉弁２０と同様である。

ここで、高段側開閉弁１３ｃが開いている場合に、冷媒が高段側バイパス通路１３ｂを通過する際に生じる圧力損失は、冷媒が高段側固定絞り１３ａを通過する際に生じる圧力損失に対して極めて小さい。従って、高段側開閉弁１３ｃが高段側バイパス通路１３ｂを開いている場合には、室内凝縮器１２から流出した冷媒のほぼ全流量が、高段側バイパス通路１３ｂを介して室外熱交換器１４の冷媒入口側へ流れる。

また、本実施形態の室外熱交換器１４の冷媒出口側には、電気式三方弁１５ａの冷媒流入口が接続されている。電気式三方弁１５ａは、室外熱交換器１４の冷媒出口側と第２三方継手１８の他方の冷媒流入口とを連通させる冷媒回路、および室外熱交換器１４の冷媒出口側と低段側固定絞り１６ａの入口側とを連通させる冷媒回路を切り替える冷媒回路切替手段である。電気式三方弁１５ａは、空調制御装置４０から出力される制御電圧によって、その作動が制御される。

電気式三方弁１５ａの一方の冷媒流出口には、低段側減圧手段としての低段側固定絞り１６ａの入口側が接続されている。低段側固定絞り１６ａの基本的構成は、高段側固定絞り１３ａと同様である。

さらに、本実施形態では、電気式三方弁１５ａから流出した冷媒を、低段側固定絞り１６ａを迂回させて室内蒸発器１７の冷媒入口側へ導く低段側バイパス通路１６ｂが設けられている。この低段側バイパス通路１６ｂには、低段側バイパス通路１６ｂを開閉する低段側開閉手段である低段側開閉弁１６ｃが配置されている。

低段側バイパス通路１６ｂおよび低段側開閉弁１６ｃの基本的構成は、それぞれ高段側バイパス通路１３ｂおよび高段側開閉弁１３ｃと同様である。その他の冷凍サイクル装置１０および車両用空調装置１の構成は第１実施形態と同様である。

次に、上記構成における本実施形態の車両用空調装置１の作動について説明する。本実施形態の車両用空調装置１においても、第１実施形態と全く同様に、冷房モード、暖房モード、および除湿暖房モードでの運転が切り替えられる。以下に、各運転モードにおける作動を説明する。

（ａ）冷房モード
冷房モードでは、空調制御装置４０が、高段側開閉弁１３ｃを開き、低段側開閉弁１６ｃを閉じ、さらに、室外熱交換器１４の冷媒出口側と低段側固定絞り１６ａの入口側とを連通させるように電気式三方弁１５ａの作動を制御する。

これにより、冷房モードでは、図６の実線矢印に示すように、圧縮機１１→室内凝縮器１２→高段側バイパス通路１３ｂ→室外熱交換器１４→低段側固定絞り１６ａ→室内蒸発器１７→アキュムレータ２１→圧縮機１１の吸入口の順で冷媒を循環させる冷凍サイクルが構成される。その他の各構成機器の作動は、第１実施形態の冷房モードと同様である。

従って、本実施形態の冷房モードにおいても、第１実施形態の冷房モードと同様に、室内蒸発器１７にて冷却された送風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。

（ｂ）暖房モード
暖房モードでは、空調制御装置４０が、高段側開閉弁１３ｃを閉じ、さらに、室外熱交換器１４の冷媒出口側と第２三方継手１８の他方の冷媒流入口とを連通させるように電気式三方弁１５ａの作動を制御する。

これにより、暖房モードでは、図７の実線矢印に示すように、圧縮機１１→室内凝縮器１２→高段側固定絞り１３ａ→室外熱交換器１４→暖房用バイパス通路１９→アキュムレータ２１→圧縮機１１の吸入口の順で冷媒を循環させる冷凍サイクルが構成される。その他の各構成機器の作動は、第１実施形態の暖房モードと同様である。

従って、本実施形態の暖房モードにおいても、第１実施形態の暖房モードと同様に、室内凝縮器１２にて加熱された送風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。

（ｃ）除湿暖房モード
除湿暖房モードでは、空調制御装置４０が、高段側開閉弁１３ｃを閉じ、さらに、室外熱交換器１４の冷媒出口側と低段側固定絞り１６ａの入口側とを連通させるように電気式三方弁１５ａの作動を制御する。

これにより、除湿暖房モードでは、図８の実線矢印に示すように、圧縮機１１→室内凝縮器１２→高段側固定絞り１３ａ→室外熱交換器１４→低段側固定絞り１６ａまたは低段側バイパス通路１６ｂ→室内蒸発器１７→アキュムレータ２１→圧縮機１１の吸入口の順で冷媒を循環させる冷凍サイクルが構成される。

さらに、空調制御装置４０は、この冷媒回路の構成で、目標吹出温度ＴＡＯ、センサ群の検出信号等に基づいて、各種制御対象機器の作動状態（各種制御対象機器へ出力する制御信号）を決定する。

例えば、低段側開閉弁１６ｃの開閉状態については、第１実施形態と同様に、凝縮器平均温度Ｔｃａが目標凝縮温度ＴＣＯに近づくように決定される。より具体的には、室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力Ｑｃを増加させる際には、低段側開閉弁１６ｃを開いて、冷媒を低段側バイパス通路１６ｂ側へ流入させる。一方、加熱能力Ｑｃを減少させる際には、低段側開閉弁１６ｃを閉じて、冷媒を低段側固定絞り１６ａ側へ流入させる。その他の各構成機器の作動は、第１実施形態の冷房モードと同様である。

従って、本実施形態の除湿暖房モードにおいても、第１実施形態の除湿暖房モードと同様に、室内蒸発器１７にて冷却されて除湿された送風空気を室内凝縮器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。さらに、本実施形態の冷凍サイクル装置１０においても、第１実施形態と同様に、サイクル構成の複雑化を招くことなく、送風空気の加熱能力Ｑｃの低下を抑制することができる。

また、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、低段側開閉弁１６ｃを備えているので、冷媒を低段側固定絞り１６ａにて減圧させる冷媒回路と、冷媒を低段側固定絞り１６ａを迂回させて室内蒸発器１７側へ導く冷媒回路とを切り替えることができる。これにより、室外熱交換器１４における冷媒蒸発温度を変化させて、室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力Ｑｃを調整することができる。

さらに、低段側開閉弁１６ｃを断続的に開閉作動させて、開弁率（単位時間当たりの低段側開閉弁１６ｃが開いている時間割合）を調整することによって、室外熱交換器１４における冷媒蒸発温度を調整してもよい。

（第３実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、図９に示すように、加熱手段を変更した例を説明する。本実施形態の加熱手段である加熱装置７０は、熱媒体を循環させる熱媒体循環回路７１、並びに、この熱媒体循環回路７１に配置された水ポンプ７２、熱媒体−冷媒熱交換器７３、ヒータコア７４を有している。

熱媒体−冷媒熱交換器７３は、圧縮機１１から吐出された冷媒と熱媒体とを熱交換させて、熱媒体を加熱するものである。ヒータコア７４は、第１実施形態で説明した室内凝縮器１２と同様にケーシング３１内に配置されており、熱媒体−冷媒熱交換器７３にて加熱された熱媒体を熱源として送風空気を加熱するものである。

水ポンプ７２は、ヒータコア７４から流出した熱媒体を熱媒体−冷媒熱交換器７３側へ圧送する電動ポンプである。本実施形態では、水ポンプ７２を作動させると、熱媒体が水ポンプ７２→熱媒体−冷媒熱交換器７３→ヒータコア７４→水ポンプ７２の順に循環する。この水ポンプ７２は、空調制御装置４０から出力される制御電圧によって、その作動が制御される。

従って、本実施形態の加熱装置７０では、圧縮機１１から吐出された冷媒を放熱させて、放熱させた熱によって送風空気を加熱することができる。その他の冷凍サイクル装置１０および車両用空調装置１の構成は第１実施形態と同様である。

次に、上記構成における本実施形態の車両用空調装置１の作動について説明する。本実施形態では、暖房モード時および除湿暖房モード時に、空調制御装置４０が予め定めた水圧送能力を発揮するように水ポンプ７２を作動させる。これにより、暖房モード時および除湿暖房モード時には、熱媒体−冷媒熱交換器７３にて加熱された熱媒体をヒータコア７４へ流入させて、送風空気を加熱することができる。

その他の作動は、第１実施形態と同様である。従って、本実施形態の車両用空調装置１においても、第１実施形態と同様に、車室内の冷房、暖房、および除湿暖房を行うことができる。さらに、本実施形態の冷凍サイクル装置１０においても、除湿暖房モード時に、サイクル構成の複雑化を招くことなく、送風空気の加熱能力Ｑｃの低下を抑制することができる。

なお、本実施形態では、第１実施形態に対して、加熱手段を変更した例を説明したが、同様に冷却手段を変更してもよい。つまり、冷却手段として、室内蒸発器１７に代えて、熱媒体を循環させる冷却用の熱媒体循環回路、並びに、冷却用の熱媒体循環回路に配置された冷却用の水ポンプ、冷却用の熱媒体−冷媒熱交換器、クーラコアを有する冷却装置を採用してもよい。

より詳細には、冷却用の熱媒体−冷媒熱交換器は、第２膨張弁１６から流出した冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることによって、熱媒体を冷却するものであればよい。クーラコアは、第１実施形態で説明した室内蒸発器１７と同様にケーシング３１内に配置されて、冷却用の熱媒体−冷媒熱交換器にて冷却された熱媒体を冷熱源として送風空気を冷却するものであればよい。

そして、少なくとも冷房モード時および除湿暖房モード時に、空調制御装置４０が予め定めた水圧送能力を発揮するように冷却用の水ポンプを作動させることで、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（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、本発明の冷凍サイクル装置１０を、電気自動車に搭載される車両用空調装置１に適用した例を説明したが、本発明の適用はこれに限定されない。例えば、車両走行用の駆動力を内燃機関（エンジン）から得る通常の車両に搭載される車両用空調装置に適用してもよいし、走行用電動モータおよび内燃機関の双方から走行用の駆動力を得るハイブリッド車両に搭載される車両用空調装置に適用してもよい。

また、内燃機関を有する車両に適用する場合は、送風空気の補助加熱手段として内燃機関の冷却水を熱源として送風空気を加熱する補助加熱手段を設けてもよい。さらに、本発明の冷凍サイクル装置１０は、車両用に限定されることなく、据え置き型の空調装置等に適用してもよい。

（２）上述の実施形態では、蒸発器入口側温度Ｔｅｉｎが基準着霜抑制温度ＫＴｆ以上となるように制御した例を説明したが、室内蒸発器１７の着霜を抑制可能であれば、蒸発器出口側温度Ｔｅｏｕｔが予め定めた基準温度以上となるように制御してもよいし、蒸発器入口側温度Ｔｅｉｎと蒸発器出口側温度Ｔｅｏｕｔとの平均値が予め定めた基準温度以上となるように制御してもよい。

（３）上述の実施形態では、空調制御プログラムを実行することによって、各運転モードを切り替えた例を説明したが、各運転モードの切り替えはこれに限定されない。例えば、操作パネルに各運転モードを設定する運転モード設定スイッチを設け、当該運転モード設定スイッチの操作信号に応じて、運転モードを切り替えるようにしてもよい。

（４）上述した各実施形態に開示された手段は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。例えば、第１実施形態で説明した冷凍サイクル装置１０において、第１三方継手１５に代えて、第２実施形態で説明した電気式三方弁１５ａを採用してもよい。

また、第１実施形態で説明した冷凍サイクル装置１０において、第１膨張弁１３を変更することなく、第２膨張弁１６に代えて、第２実施形態で説明した低段側固定絞り１６ａ、低段側バイパス通路１６ｂ、低段側開閉弁１６ｃを採用してもよい。また、第３実施形態で説明した加熱装置７０を第２実施形態の冷凍サイクル装置１０に適用してもよい。

（５）上述の実施形態では、運転モードを切替可能に構成された冷凍サイクル装置１０について説明したが、少なくとも除湿暖房モードでの運転が実行可能であれば、本発明の効果を得ることができる。

（６）上述の実施形態では、冷媒として、主にＲ１２３４ｙｆとＲ３２とを主成分とするものを採用したが、冷媒はこれに限定されることなく、乾き度の増加に伴って飽和温度が上昇する非共沸混合冷媒であれば幅広く採用することができる。

１１ 圧縮機
１２、７０ 室内凝縮器、加熱装置（加熱手段）
１３、１３ａ 第１膨張弁、高段側固定絞り（高段側減圧手段）
１４ 室外熱交換器
１６、１６ａ 第２膨張弁、低段側固定絞り（低段側減圧手段）
１７ 室内蒸発器（冷却手段）

Claims (5)

1. 空調装置に適用される冷凍サイクル装置であって、
   冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
   前記圧縮機（１１）から吐出された冷媒を放熱させて、空調対象空間へ送風される送風空気を加熱する加熱手段（１２、７０）と、
   前記加熱手段（１２、７０）から流出した冷媒を減圧させる高段側減圧手段（１３、１３ａ）と、
   前記高段側減圧手段（１３、１３ａ）にて減圧された冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１４）と、
   前記室外熱交換器（１４）から流出した冷媒を蒸発させて、前記送風空気を冷却する冷却手段（１７）と、を備え、
   前記加熱手段（１２、７０）は、前記空調対象空間の除湿暖房を行う除湿暖房モード時に、前記冷却手段（１７）にて冷却された送風空気を加熱し、
   前記室外熱交換器（１４）は、前記除湿暖房モード時に、前記冷媒を蒸発させ、
   前記冷媒として、乾き度の増加に伴って飽和温度が上昇する非共沸混合冷媒が採用されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. さらに、前記室外熱交換器（１４）から流出した冷媒を減圧させて、前記冷却手段（１７）側へ流出させる低段側減圧手段（１６）を備え、
   前記低段側減圧手段（１６）は、絞り開度を変更可能に構成された可変絞り機構で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. さらに、前記室外熱交換器（１４）から流出した冷媒を減圧させて、前記冷却手段（１７）側へ流出させる低段側減圧手段（１６ａ）と、
   前記低圧冷媒を前記低段側減圧手段（１６ａ）を迂回させて前記冷却手段（１７）側へ導く低段側バイパス通路（１６ｂ）と、
   前記低段側バイパス通路（１６ｂ）を開閉する低段側開閉手段（１６ｃ）とを備えることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記冷却手段（１７）へ流入する冷媒の温度（Ｔｅｉｎ）が、予め定めた基準温度（ＫＴｆ）以上となるように調整されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
5. 前記非共沸混合冷媒は、少なくともＲ１２３４ｙｆとＲ３２とを混合させたものである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。

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