JPH05319077A - 自動車用空調装置 - Google Patents

自動車用空調装置

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JPH05319077A
JPH05319077A JP4107027A JP10702792A JPH05319077A JP H05319077 A JPH05319077 A JP H05319077A JP 4107027 A JP4107027 A JP 4107027A JP 10702792 A JP10702792 A JP 10702792A JP H05319077 A JPH05319077 A JP H05319077A
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duct
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晃 伊佐治
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 凝縮器203の放熱及び蒸発器207の吸熱
を有効に利用して空調を行う。 【構成】 ダクト100内に蒸発器207と凝縮器20
3を配置する。さらに凝縮器の203の側方にはバイパ
ス通路150を設けエアミックスダンパ154の回動で
バイパス流量を制御する。合わせて蒸発器207の側方
にもバイパス路を設け、バイパスダンパ159の回動で
流量を制御する。蒸発器207での冷却割合及び凝縮器
203での加熱割合を可変することで最適な吹き出し温
度へ空調した空気を吹き出す口141,142,143
より室内へ吹き出す。ダクト外部に室外熱交換器を設
け、冷媒流れをこの室外熱交換器202,蒸発器207
および凝縮器203との間で適宜切り替えることで、冷
房,暖房,除湿,除湿暖房および除霜運転を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車車室内の空調を行
う自動車用空調装置に関する。本発明の空調装置は、例
えば電気自動車のように余剰熱源を有さない車両に用い
て有効である。
【0002】
【従来の技術】一般に自動車用空調装置では空気の加熱
は自動車走行用エンジンの冷却水から熱を用いるが、エ
ンジンの冷却水の熱量が不足する場合や、又は電気自動
車のようにもともとエンジン冷却水を有さないものにあ
っては、ヒートポンプを用いて空気の加熱を行うように
していた。
【0003】例えば特開昭60−219114号公報記
載のものでは、四方弁による冷媒流れの切り替えで、室
内熱交換器を蒸発器として用いて空気の冷却を行った
り、または凝縮器として用いて空気の加熱を行ったりす
るようにしていた。
【0004】しかしながら、このように四方弁の切り替
えにより冷房運転、暖房運転を交替させるものでは、単
一の熱交換器が蒸発器の機能から凝縮器の機能へ直ちに
変化することになるため、特にこの切り替え時において
室内熱交換器表面より多量の水分が車室内に向けて送風
されるという恐れがあった。
【0005】すなわち、冷房運転時に室内熱交換器の表
面に凝縮していた水分が、暖房運転への切り替えと共に
室内熱交換器表面より蒸発し、送風機により室内に運ば
れることになるからである。このような多量の水分の送
風は、窓ガラスを瞬時に曇らせることになり、自動車の
運転視界を妨げることとなって極めて不都合である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記点に鑑
みてなされたもので、エンジン冷却水が充分な熱源とな
らないようなエンジンを備えた自動車やもしくは電気自
動車の如く余剰熱源を全く有さない自動車において、冷
凍サイクルの凝縮、蒸発に伴う熱の変動を巧みに利用し
て、望ましい空調を行えるようにすることを目的とす
る。
【0007】特に、本発明ではダクト内に配置される熱
交換器を、加熱器と蒸発器とでその機能を特定しておく
ことで、単一の熱交換器が加熱器としての機能を果たし
たり、蒸発器としての機能を果たしたりすることがない
ようにしている。すなわち、本発明では空気調和の各運
転条件の切り替え時においても、多量の水分が蒸発して
窓ガラスの曇り等を起すことがないようにすることを目
的とする。
【0008】本発明の一の発明の目的としては、圧縮機
を電動モータにより駆動することで、圧縮機容量を可変
制御できるようにし、この圧縮機吐出容量と、加熱器に
よる空気の再加熱とを適宜コントロールすることで、空
調を小動力で効率的に行えるようにすることを目的とす
る。
【0009】さらに、本発明の一の発明の目的は、ダク
ト内に配置された加熱器及び蒸発器の能力を補完すべく
室外熱交換器を設け、この室外熱交換器への冷媒流れを
制御することで、冷房運転もしくは暖房運転をより効率
的に行えるようにすることを目的とする。
【0010】さらに本発明の一の発明は、ダクト内に配
置された蒸発器及び加熱器をバイパスして流れる空気流
れをダンパで可変制御することで、冷房運転、除湿運
転、及び暖房運転をより一層効果的に行えるようにする
ことを目的とする。
【0011】また本発明の一の発明は、ダクト内に蒸発
器及び加熱器を配置し、かつダクト外部に室外熱交換器
を配置して、圧縮機より吐出された冷媒の流れをダクト
内の蒸発器、加熱器及びダクト外部の室外熱交換器間で
適宜制御することにより、冷房運転、除湿運転、及び暖
房運転を達成できるようにすることを目的とする。
【0012】本発明の一の発明の目的は、加熱器及び蒸
発器の凝縮、蒸発機能を補完すべく室外凝縮器及び室外
蒸発器を設け、この室外凝縮器及び室外蒸発器の熱交換
能力を可変させることで、冷房、除湿及び暖房運転をさ
らに良好に達成できるようにすることを目的とする。
【0013】本発明の一の発明の目的は、冷媒流れを切
り替えて、冷媒が圧縮機、加熱器、減圧手段、室外熱交
換器の順で循環する暖房運転と、冷媒が圧縮機、加熱
器、室外熱交換器、減圧手段、蒸発器の順で流れる除湿
運転とで切り替えるようにし、さらに暖房運転状態でも
必要に応じ、適宜除湿運転に切り替え、窓ガラスの曇り
を防止しつつ、暖房運転を持続できるようにすることを
目的とする。
【0014】本発明の一の発明の目的は、同じく切替手
段にて、暖房運転状態と除湿運転状態との切り替えを行
い、暖房運転状態であっても、室外熱交換器の着霜が心
配される状態では、除湿運転状態に切り替え、室外熱交
換器の着霜防止を達成することを目的とする。
【0015】本発明の一の発明の目的は、同じく切替手
段にて、暖房運転と除湿運転との切り替えを行い、除湿
運転時であっても蒸発器の着霜が心配される状態では、
暖房運転に切り替え、蒸発器の着霜防止を良好に達成す
ることを目的とする。
【0016】本発明の一の発明の目的は、除湿運転時に
加熱器と室外熱交換器との双方で冷媒の凝縮を行い、更
に室外熱交換器の凝縮能力を可変することで、加熱器に
おける冷媒の凝縮圧力を可変し、もって加熱器の温度を
制御できるようにすることを目的とする。
【0017】本発明の一の発明の目的は、室内蒸発器を
バイパスする冷媒流れを設け、電磁弁にて冷媒を室内蒸
発器側へ流れる流れと、このバイパス通路を流れる流れ
とに切り替えることにより、蒸発器の冷媒圧力を所定値
以下にならないようにし、もって室内蒸発器での着霜を
防止することを目的とする。
【0018】さらに本発明の一の発明の目的は、室内加
熱器を複数に分け、冷媒流れ上流側の室内加熱器を冷媒
の凝縮を行う凝縮器として機能し、冷媒流れ下流側の室
内加熱器は凝縮した高圧液冷媒の放熱を行う過冷却器と
して用いることで、冷凍サイクルにおける高圧側冷媒に
十分な過冷却度をもたすことができ、効率的な冷凍サイ
クル運転ができるようにすることを目的とする。
【0019】さらに本発明の一の発明の目的は、低温下
での暖房運転開始時のような暖房負荷の高い時で、特に
内気循環の暖房を行う時に、室内加熱器を凝縮器として
用いるとともに室内蒸発器および室外熱交換器の双方を
蒸発器として用いることでヒートポンプ運転時の吸熱量
を増やし、もって暖房能力を上昇させることを目的とす
る。
【0020】本発明の一の目的は、室内加熱器を室内凝
縮器と室内過冷却器とに分け、室内過冷却器で所定量の
過冷却量が得られるように膨張手段の絞り量を可変する
サイクルにおいて、実質的に室内凝縮器および室内過冷
却器に冷媒が流れないような状態であっても、膨張手段
の絞り量制御が適性に行われるようにすることを目的と
する。
【0021】本発明のさらに他の一の発明の目的は、冷
凍サイクル内を循環する冷媒流量の変動を適切に吸収す
べくレシーバを設けるに際し、レシーバを冷凍サイクル
中に良好に設置できるようにすることを目的とする。
【0022】本発明のさらに他の一の発明の目的は除湿
運転を行うに際し、蒸発器表面に着霜が検出されたよう
な場合であっても、吹き出し温度の大幅な変動を伴うこ
となく、蒸発器の除霜ができるようにすることを目的と
する。
【0023】本発明の更に他の1の発明は、暖房運転時
に室外熱交換器の除霜を行う際、除霜終了後暖房運転に
復帰するに際して、室外熱交換器内で凝縮していた冷媒
が一同に圧縮機側へ帰還するのを防止する。
【0024】さらに本発明の他の1の発明では、除湿運
転を行う際、除湿運転用冷媒回路を、室外蒸発器を吸熱
器として用いるサイクルと室外熱交換器を放熱器として
用いるサイクルとの2通りとし、冷媒状態に応じてこの
2通りの除湿運転を切替え制御できるようにすることを
目的とする。
【0025】
【構成】上記目的を達成するため、本発明では、空気通
路をなすダクト内に冷凍サイクルを構成する蒸発器と加
熱器を配置するという構成を採用する。
【0026】併わせて、本発明の一の発明ではダクト内
の加熱器側方にバイパス通路を形成し、エアミックスダ
ンパを用いてこのバイパス通路を通過する空気の風量と
加熱器を通過する空気の風量とを連続的に可変制御する
ようにする。
【0027】また、本発明の一の発明では、ダクト内の
加熱器及び蒸発器、更にダクト外部の室外熱交換器へ流
入する冷媒の流れ及び流量を適宜制御することでダクト
内の蒸発器による冷却能力及びダクト内の加熱器による
加熱能力を適宜制御するようにする。
【0028】また本発明の一の発明では、圧縮機を電気
モータで駆動し、この電気モータの回転数をコントロー
ラによって連続的に可変し、圧縮機吐出容量を可変制御
するようにする。
【0029】さらに本発明の一の発明では、ダクト外に
室外熱交換器を配置し、この室外熱交換器で加熱器もし
くは蒸発器の熱交換性能を補完するようにする。さらに
本発明の一の発明では、室外熱交換器を通る冷媒流れ
を、空調装置に要求される運転状態、すなわち暖房運転
か冷房運転かに応じて切り替えるべく、切り替え手段を
配置する。
【0030】また、本発明の一の発明は、室外熱交換器
を凝縮専用の室外凝縮器と、蒸発専用の室外蒸発器とに
分けて配置し、それぞれ凝縮機能、蒸発機能を可変する
可変手段を設ける。
【0031】また、本発明の一の発明は、切替手段を設
け、冷媒が圧縮機、室外熱交換器、減圧手段、蒸発器の
順で循環する冷房運転状態と、冷媒が圧縮機、加熱器、
減圧手段、室外熱交換器の順で循環する暖房運転状態
と、冷媒が圧縮機、加熱器、室外熱交換器、減圧手段、
蒸発器の順で循環する除湿運転状態とを切替制御できる
ようにする。
【0032】さらに、本発明の一の発明は、自動車車室
の窓ガラスの曇りが予知される状態では、切替手段を駆
動制御して暖房運転状態から除湿運転状態へ切り替える
ようにする。
【0033】また、本発明の一の発明では、蒸発器の凍
結が予知される状態では、切替手段を駆動制御して除湿
運転状態から暖房運転状態へ切り替えるものとする。ま
た、本発明の一の発明では、室外熱交換器の凍結が予知
される状態では、室外熱交換器に流入する冷媒を膨張手
段通過後の低圧状態から、膨張手段通過前の高圧状態に
切り替える手段を有する。
【0034】また、本発明の一の発明では、室外熱交換
器の能力を可変する手段を備え、室外熱交換器と加熱器
との双方が冷媒の凝縮を行う除湿運転時に、室外熱交換
器の能力を可変して加熱器での凝縮温度を制御する。
【0035】本発明の一の発明では、室内蒸発器をバイ
パスに冷媒を流すバイパス通路を設け、冷媒流れを電磁
弁にて室内蒸発器側へ流れる流れと、バイパス通路側へ
流れる流れとに切り替え制御する。
【0036】また、本発明の一の発明では、室内加熱器
を複数に分割形成し、冷媒流れ上流側の室内加熱器を室
内凝縮器として作動させ、一方冷媒流れ下流側の室内加
熱器は室内過冷却器として機能させる。
【0037】また本発明の一の発明では、暖房運転時室
内加熱器を凝縮器として機能させ、室外熱交換器を蒸発
器として機能させ、特に暖房負荷の大きい時は上記室外
熱交換器とともに室内蒸発器も蒸発器として作動させる
よう冷媒流れの切り替えを制御する。
【0038】また、本発明の一の発明では、室内加熱器
を室内凝縮器と室内過冷却器とにわけ、所定の過冷却度
を得ることができるよう膨張弁の絞り量を制御する冷凍
サイクルとし、暖房運転時および除湿運転時に冷媒が室
内過冷却器へ流れるような構成とする。
【0039】さらに本発明の一の発明では膨張手段の冷
媒流れ上流側にレシーバを配置する冷凍サイクルとし、
かつこのレシーバの配置位置が、冷房運転,暖房運転,
除湿運転と切り換わっても常に膨張手段上流側となるよ
うな構成とする。
【0040】本発明のさらに他の一の発明の空気調和装
置は、ダクト内の上流側熱交換器が冷媒蒸発器として機
能し、ダクト内の下流側熱交換器が冷媒凝縮器として機
能する除湿運転時で、蒸発器に着霜が予知、あるいは検
出された時に、室外熱交換器を、冷媒と空気との熱交換
器として使用しない状態、あるいは冷媒凝縮器として使
用する状態から、冷媒蒸発器として使用する状態へ切り
替えるという構成を採用する。
【0041】本発明の更に他の1の空調装置は、除湿運
転を、圧縮機,加熱器,膨張手段,室外熱交換器,蒸発
器の順で流す第1除湿運転と、圧縮機,加熱器,室外熱
交換器,膨張手段,蒸発器の順で流す第2除湿および除
霜運転との2通りの切替えが行えるようにし、除霜運転
から暖房運転に切り換える際には、一端第1除湿運転モ
ードとしたのちに暖房運転へ切り換えるようにする。
【0042】また本発明の更に他の1の発明では、上述
のごとく除湿運転を第1除湿運転モードと第2除湿,除
霜運転モード等の2通りで行えるようにし、さらにこの
第1除湿運転モードと第2除湿,除霜運転モードとを圧
縮機の高圧圧力および低圧圧力に基づき適宜制御するも
のとする。
【0043】
【作用】上記構成の採用により、本発明では、ダクト内
に配置された蒸発器は空気の冷却のみを行い、またダク
ト内に配置された加熱器は空気の加熱のみを行うことと
なる。従って、単一の熱交換器が運転条件に応じて空気
の冷却を行ったり空気の加熱を行ったりするようなこと
はない。しかも、蒸発器による空気の冷却と加熱器によ
る空気の加熱とを合わせて用いることで空気の除湿を行
いつつ適正な温度制御が達成可能である。
【0044】また、本発明の一の発明では、圧縮機の吐
出容量を可変制御することで、冷房能力を変化させ、そ
れにより蒸発器通過後の空気温度を可変できる。従っ
て、圧縮機の吐出容量の変更により空気の吹き出し温度
を制御することとなる。さらに、本発明の一の発明で
は、室外熱交換器をダクト外に配置しダクト外空気と冷
媒との間で熱交換を行うが、この室外熱交換器へ流れる
冷媒流れを、加熱器へ向かう冷媒流れか蒸発器からの帰
還冷媒流れかで切り替えることで、加熱器もしくは蒸発
器の熱交換機能を補完することとなる。この場合、室外
熱交換器は冷媒流れの切り替えで凝縮器としての作動と
蒸発器としての作動を持つことになるが、室外熱交換器
はダクト外の空気と熱交換行うので、切り替え時に水分
が一部に多量に発生したとしても、そのことにより自動
車の運転等に支障をきたすことはない。
【0045】また本発明の一の発明では、蒸発器及び加
熱器の側方にバイパス通路を設け、この通路を流れる空
気流量と蒸発器もしくは加熱器を流れる空気流量との割
合をダンパで制御するので、この場合には、ダクト内で
の空気の冷却及び空気の加熱を制御することができる。
結果として、空気の無駄な冷却や無駄な再加熱を抑制す
ることとなる。
【0046】さらに、本発明の一の発明では、室外熱交
換器を、室外凝縮器と室外蒸発器とに分けて設置するの
で、この場合には、室外熱交換器も常にその機能が特定
され、それぞれその機能に応じた最適の場所に設置され
る。また、この場合に室外凝縮器及び室外蒸発器の熱交
換機能を可変する可変手段を用いることでダクト内に設
置された凝縮器及び蒸発器の機能を、室外凝縮器及び室
外蒸発器の機能と関連させて可変制御できる。
【0047】また本発明の一の発明では、蒸発器をバイ
パスして冷媒を流すバイパス通路を設け、冷媒流れを蒸
発器側とこのバイパス通路側とに切り替え制御するよう
にしたため、蒸発器内の冷媒圧力が所定値以下に低下し
た時には冷媒をバイパス通路側へ流すことができる。冷
媒をバイパス通路側へ流す時には、蒸発器を冷媒が流れ
ないこととなるので、結果として蒸発器内の冷媒圧力が
上昇する。そして蒸発器内の冷媒圧力が所定値以上に上
昇すれば再び冷媒を蒸発器側へ流すよう切り替える。こ
のような切り替えを行うことで、蒸発器の冷媒圧力を所
定値に制御することができる。
【0048】また本発明の一の発明では、室内加熱器を
凝縮器として機能する熱交換器と、凝縮した液冷媒の過
冷却を行う過冷却器として機能する熱交換器とにわけて
形成するため、冷凍サイクルにおける高圧側冷媒に十分
な過冷却度をもたすことができ、効率の良い冷凍サイク
ルの運転を行うことができる。
【0049】また本発明の一の発明では、暖房運転時に
室内加熱器で放熱を行うとともに、室内熱交換器を蒸発
器として吸熱を行い、特に低温の暖房開始時のような暖
房負荷の高い時には、蒸発器にも冷媒を通過させて蒸発
器においても吸熱を行うようにする。このように吸熱量
を増やすことで暖房能力を高めることができる。
【0050】さらに本発明の一の発明では、室内加熱器
を凝縮器と過冷却器とにわけ、過冷却器を通過する冷媒
に所定量の過冷却度が得られるよう室内凝縮器出口側の
冷媒過冷却度がほぼ一定となるように膨張手段の絞り量
を可変する感温筒を設ける。このようにした冷凍サイク
ルにおいて、室内凝縮器および室内過冷却器に冷媒が流
れない状態であっても、感温筒に基づく膨張手段の絞り
に加え固定絞りを用いることにより、確実な冷凍サイク
ルの運転を行うことができる。
【0051】本発明の一の発明では、除湿運転時は、ダ
クト内の上流側熱交換器が冷媒蒸発器として機能し、ダ
クト内の下流側熱交換器が冷媒凝縮器として機能するの
で、空気は上流側の蒸発器を通過する際、冷却されて飽
和蒸気が除去され、つづいて、下流側の加熱器を通過す
る際に加熱されて室内へ吹き出される。そして、蒸発器
の温度が低下して、着霜する温度に低下する、あるいは
着霜する温度近くまで低下すると、制御装置は着霜セン
サによって着霜を検出、あるいは予知する。すると、制
御装置は流路切替手段を制御して、室外熱交換器を、冷
媒と空気との熱交換器として使用しない状態、あるいは
冷媒凝縮器として使用する状態から、冷媒蒸発器として
使用する状態へと切り替える。
【0052】すると、蒸発器と室外熱交換器とが共に冷
媒蒸発器として機能するため、蒸発圧力が上昇し、上流
側熱股間器の着霜が防止される。また、本発明の1の発
明では、暖房運転時に室外熱交換器の除霜を行った際、
再び暖房運転の復帰するのに対し、室外熱交換器が高圧
圧力冷媒の凝縮を行う機能から、低圧圧力冷媒の蒸発を
行う機能へ直ちに変化するのではなく、圧縮機,加熱
器,室外熱交換器,膨張手段,蒸発器とする冷媒流れを
間に介在させるようにしたため、室外熱交換器中に凝縮
していた冷媒が直接圧縮機側へ流入するのを効果的に防
止することができる。
【0053】また本発明の他の発明においては、除霜運
転時に室外熱交換器を吸熱器として用いる運転モード
と、室外熱交換器を放熱器として用いる運転モードとを
双方用い、圧縮機の吸入側,吐出側の冷媒圧力状態に基
づきこの運転を適宜変更するようにしたため、効率的な
除霜運転を行うことができる。
【0054】
【実施例】以下本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図1中100は空気通路をなすダクトで、車室内に
配置されている。このダクトの一方にはファンケース1
01が接続され、ファンケース内には送風機132が配
置されている。この送風機はその中央部に配置されたモ
ータ133によって回転駆動される。さらに、ファンケ
ース101には内外気切替部130が接続し、この内外
気切替部には内気導入口134と外気導入口135とが
開口している。また内外気切替部130には内外気切替
ダンパ131が配置されており、この内外気切替ダンパ
により、ダクト100に導入される空気を室内空気と車
外空気とで切り替えることができる。
【0055】ダクト100の端部には空調された空気を
車室内に向けて吹き出す吹き出し口が形成されている。
この吹き出し口は乗員の頭胸部に向けて主に冷風を吹き
出すベント吹き出し口144と、乗員の脚元に向けて主
に暖風を吹き出すフット吹き出し口145と、窓ガラス
に向けて主に暖風を吹き出すデフ吹き出し口146とが
形成される。そして、各吹き出し口にはそれぞれ吹き出
し口への空気流を制御するベントダンパ142、フット
ダンパ143及びデフダンパ141が設けられている。
【0056】また、ダクト100内には冷凍サイクルの
蒸発器207が配置されている。そして、この蒸発器2
07の下流側には、同じく冷凍サイクルの凝縮器203
が配置されている。なお、蒸発器207は空調空気と熱
交換時空気中より気化熱を奪って空気の冷却を行い、冷
却器として作動する。一方、凝縮器203は熱交換時空
気中に凝縮熱を放出して空気の加熱を行い、加熱器とし
て作動する。
【0057】ダクト100の内凝縮器203の側方には
バイパス通路150が配置されており、ダクト100内
にはこのバイパス通路150を流れる空気の風量と、凝
縮器203を流れる空気の風量との割合を連続的に可変
制御するエアミックスダンパ154が一端を中心に回動
自在に配置されている。
【0058】なお、冷凍サイクルは、図示しない電気モ
ータにより駆動され冷媒を圧縮吐出する圧縮機201を
備える。この圧縮機は、電動モータと一体的に密封ケー
ス内に配置されるため、その設置場所は特に限定されな
い。ただ、保守点検等の要求より自動車の車室以外の部
位に配置されることが望まれる。圧縮機201より吐出
された高温高圧の冷媒は、室外熱交換器202で凝縮す
る。この室外熱交換器202は専ら凝縮器として作動
し、車外空気と良好な熱交換が行えるよう、自動車の進
行方向前方に配置される。即ちこの室外熱交換器202
は自動車走行時には走行風を受け、冷媒の冷却が良好に
行えるようになっている。上述の凝縮器203はこの室
外熱交換器202と冷媒配管によって結ばれている。ま
た、凝縮器203通過により凝縮した液冷媒は、一旦レ
シーバ205に流入する。レシーバ205は比較的大き
な容積を持ち、内部に余剰冷媒を液状にして保持でき
る。またレシーバ205には気液界面が生じ、液冷媒の
みを膨張手段206側へ導出する。膨張手段206とし
て、本例では蒸発器207出口側の冷媒の過熱度に応じ
て絞り量を可変する温度差動式膨張弁を用いている。す
なわち、感温筒204からの信号を受け、常に蒸発器2
07出口側でのスーパーヒートが一定となるように絞り
量を可変するものである。この膨張弁206は、蒸発器
207の近傍に配置される。また、前述のレシーバ20
5は、その配置位置は特に限定されないが、保守点検等
の必要より、自動車車室外例えばエンジンルームに配置
するのが望ましい。
【0059】300は操作パネルを示し、この操作パネ
ルは車室内の乗員の視認し易い位置に配置される。30
1は送風機モータ133の回転数を制御するファンレバ
ーである。302はエアミックスダンパ154の開度を
制御する温度調節レバーである。また、303は各吹き
出し口ダンパ142、143、141を制御するモード
切替レバーである。304は内外気切替ダンパ131を
切替制御する操作レバーである。また、305は、空調
装置の作動を開始するエアコンスイッチ、306は、空
調装置を省動力運転するエコノミースイッチ、307は
空調装置の作動を停止するオフスイッチである。
【0060】322は蒸発器207の出口側の空気温度
を検出する温度センサで通常はこの温度センサ322か
らの信号に基づき、蒸発器207出口側温度が3度乃至
4度になるように圧縮機201の吐出量が制御される。
但し、エコノミースイッチ306が投入された時には、
このセンサ322からの信号に基づき、蒸発器207出
口側の空気温度が10乃至11度となるように圧縮機2
01の容量が可変制御される。
【0061】センサ323は膨張手段206上流の冷媒
圧力を検知するものである。このセンサ323で検知さ
れた冷媒圧力は、凝縮器203内の冷媒圧力とほぼ一定
であり、この圧力より凝縮器203内での冷媒の飽和凝
縮温度が換算される。
【0062】次に、上記構成よりなる空調装置の作動を
説明する。エアコンスイッチ305の投入及びファンス
イッチ301をLO、MID、もしくはHI状態にする
ことで、圧縮機201が回転起動し、かつファンモータ
133が選択された回転数で回転する。圧縮機201よ
り吐出された高温高圧の気冷媒は室外熱交換器202で
その一部が凝縮し、残りはダクト内に配置された凝縮器
203内で凝縮する。そして、凝縮した液冷媒は、さら
にレシーバ205内で気液分離され、液冷媒のみ減圧手
段206に供給される。この減圧手段で断熱膨張し、低
温低圧までの霧状となった冷媒が蒸発器207に供給さ
れる。この207で送風機132より供給された空気と
熱交換する。すなわち空気中より気化熱を奪い、冷媒は
低圧のまま蒸発する。そして蒸発した気冷媒は再び圧縮
機201に吸入される。
【0063】図2は上記冷凍サイクルの運転状態を示し
たモリエル線図である。図2中実線で示したのが、図1
に示すようにエアミックスダンパが全開となった状態で
ある。すなわち凝縮器203に送風空気が流れ込む状態
である。図に示すように、凝縮は室外熱交換器202と
凝縮器203とで行われる。この状態では、凝縮器20
3で得たエンタルピΔIが空気の加熱に費やされること
になり、従って、蒸発器207及び凝縮器203を通過
した空気はエンタルピIe分の冷却作用を行うこととな
る。
【0064】図2中破線で示したのは、エアミックスダ
ンパ154が全閉となった状態である。すなわち、この
状態では凝縮器203には、空気流れが導入されない。
従って、冷媒の凝縮は全て室外熱交換器202でなされ
ることになる。ただこの場合には、熱交換器の容量が凝
縮器203の分だけ減少することになるので、冷媒を凝
縮させるために必要な圧力が上昇することになる。すな
わち圧縮機201の吐出側圧力は多少上昇する。一方、
圧縮機201の吸入側圧力は膨張手段206により制御
されるためエアミックスダンパ154の開度に係わらず
一定圧力に保持される。
【0065】そして、破線に示したようにエアミックス
ダンパ154を全閉とした状態では、凝縮器203によ
るエンタルピの損失が無視できるため、蒸発器207の
冷却機能をそのまま冷房用に用いることができる。
【0066】次にこの際の空気の流れ状態につき説明す
る。内外気切替ダンパ131により選択的に供給された
空気は送風機132より蒸発気207に供給される。こ
こで蒸発気207通過時に冷媒の気化によって冷却さ
れ、出口側空気温度が3度乃至4度となった状態でバイ
パス通路150及び凝縮器203へ向かう。
【0067】この空気流れはエアミックスダンパ154
によって適宜選択される。すなわち最大冷房が要求され
る状態ではエアミックスダンパ154が凝縮器203を
閉じ、冷却された空気をそのまま吹き出し口側へ導く。
吹き出し空気の温度を高めたい時には、エアミックスダ
ンパ154を開き、空気の一部を凝縮器203へ流す。
この凝縮器203へ流れた空気は凝縮器203で再加熱
され、所定の温度に上昇した後エアミックスチャンバー
155でバイパス通路150を通過した冷気と混合され
る。
【0068】空調された空気は各ダンパ142、143
及び141の切り替えにより車室内に吹き出される。モ
ードスイッチ303がベントモードの時はベントダンパ
142のみ開き、他のダンパ143、141は閉じる。
従って、冷風が主に乗員の頭胸部に向けて吹き出される
ことになる。モードスイッチ303をバイレベルモード
とした時には、デフダンパ141が閉じ、ベントダンパ
142及びフットダンパ143が開く。そして、凝縮器
203を通過した暖風が主にフット吹き出し口145よ
り乗員の足元に吹き出され、バイパス通路150を通過
した冷風が主にベント吹き出し口144より乗員の頭胸
部へ吹き出される。
【0069】モードレバー303をフットモードとした
時にはフットダンパ143のみ開き、他のダンパ14
2、141は閉じる。その結果、凝縮器203を通過し
た空気がフット吹き出し口145より乗員の足元部に吹
き出て吹き出される。
【0070】モードレバー303をデフモードとした場
合にはデフダンパ141のみ開き、他のダンパは閉じ
る。その結果、凝縮器203通過により除湿された空気
がデフ吹き出し口146より自動車の窓ガラスに向けて
吹き出される。
【0071】なお上述の例では、フットモードの時、凝
縮器203を通過した空気がそのまま足元部へ吹き出さ
れることになる。ここで、図2のモリエル線図より分か
るように、この状態では蒸発器207でのエンタルピ差
の方が凝縮器203でのエンタルピ差より所定量Ie大
きくなっている。しかし、蒸発器207ての冷却能力は
空気中の水分を蒸発器207表面に凝縮するのにそのか
なりの分が費やされるため、蒸発器207,凝縮器20
3の双方を通過した空気はその温度が上昇することとな
る。即ち、外気温が低温の状態であっても蒸発器207
通過により冷却された空気が、凝縮器203で再加熱さ
れるので、凝縮器203通過時の温度は20乃至25度
程度まで上昇することとなる。ただ、この温度では暖房
時の吹出空気温度としては比較的低温であるので、暖房
が要求される運転状態では、PCTヒータと他の補助熱
源を併用することが望ましい。
【0072】図1の例ではレシーバ205を凝縮器20
3の下流に配置しているが、図19に示すようにレシー
バ205を室外熱交換器202の下流に配置してもよ
い。この場合、冷媒の凝縮は室外熱交換器202で完了
し、熱交換器203はレシーバ205より導入された高
温高圧の液冷媒の放熱を行う過冷却器として作用する。
従って、本発明においてダクト100内に配置される熱
交換器は必ずしも凝縮器203に限定されるものでな
く、過冷却器203も含むこととなる。従って、本発明
では高温高圧の冷媒の放熱を行うものとして凝縮器、過
冷却器等を総称して加熱器とする。
【0073】また、図1の例ではエアミックスダンパ1
54の開度や送風機モータ133の回転数及び圧縮機2
01の回転数を乗員のマニュアル操作により行うように
していたが、これを自動操作とするようにしてもよい。
図3は、オートエアコンとした例を示すもので、センサ
361は外気の温度を検出する。またセンサ362は、
車室内の空気温度を測定する。センサ363は日射セン
サで車室に入射する日光の量を測定する。センサ364
は吹き出し空気の温度を測定する温度センサである。セ
ンサ365は凝縮器203の出口側に配設され、凝縮器
203通過後の空気温度を測定する温度センサである。
【0074】次にオートエアコンとした時の制御の一例
を図4に基づき説明する。図4は制御のルーチンを示す
フローチャートで、ステップ401でエアコンスイッチ
305の投入を検出するとステップ402で各種センサ
からの入力を行う。そしてこの入力に基づき必要吹き出
し空気温度Taoを計算する(ステップ403)。そし
て、まずこのTaoの値に基づきステップ404におい
て圧縮機201の運転をエコノモードとするか否か判別
する。すなわち、Taoが所定値例えば20度以上の場
合には蒸発器207出口の空気温度Teoが高温側設定
温度例えば10度となるようにする。また、Taoが所
定値例えば10度以下の場合には吹き出し口温度Teo
が低温側が設定温度例えば3度となるように設定する。
【0075】そして、ステップ405において、センサ
322により蒸発器207出口空気温度Teを入力す
る。このステップ405より入力されたTeとステップ
404で得られたTeoとをステップ406にて比較す
る。実際の吹き出し温度Teの方が目標となる吹き出し
温度Teoより高くなっている時は、冷凍サイクルによ
り高い能力が要求される状態であり、インバータのヘル
ツを上昇し(ステップ407)、圧縮機201の吐出容
量を増大する。逆に実際の温度Teの方が目標とする温
度より低い場合には冷凍装置の能力が過剰となっている
状態であり、ステップ408においてインバータの周波
数を下げ、圧縮機の吐出容量を減少する。圧縮機の吐出
容量の変更は目標温度Teoが高温側設定温度例えば1
0度以下の時行い、ステップ409を経て上記ルーチン
が繰り返される。そして、ステップ409にて目標温度
が高温側設定温度より高いと判別された場合には、次に
ステップ410に移りエアミックスダンパ154の開度
を制御する。このエアミックスダンパ154の開度は目
標温度Taoに応じて制御されるが、さらに回路は凝縮
器203内の冷媒温度によっても左右される。すなわ
ち、圧力センサ323より得られる冷媒圧力が高い時は
冷媒温度も高いと判断され、その場合には同一の目標温
度Taoであっても、エアミックスダンパ154の回動
が小さくなるように可変される。
【0076】すなわち、この例では冷房運転の制御とし
て、まず圧縮機201の吐出容量を可変して省動力運転
を達成し、その後にエアミックスダンパ154を回動さ
せることにより高温側まで温度制御ができるようにす
る。
【0077】図5は本発明の他の例を示すもので、この
例では冷凍サイクルがアキュームレータサイクルとなっ
ている。すなわち蒸発器207の出口側で圧縮機201
の吸入側に冷媒を溜めるアキュームレータ212が設置
され、一方減圧手段として膨張弁に代り固定絞りのキャ
ピラリーチューブ211を用いる。この場合には、キャ
ピラリーチューブは設置面積が過大とならないため、ダ
クト100内に配置するようにする。
【0078】図6はこの図5図示空調装置のモリエル線
図で、実線はエアミックスダンパ154を全開とし冷却
風を凝縮器203に導入した状態を示す。また、破線は
エアミックスダンパ154を閉じ、凝縮器203が実質
的に凝縮を行わないようにした例である。この例であっ
ても上述の実施例と同様エアミックスダンパ154を閉
じることで高圧側圧力が多少上昇することが認められ
る。また、アキュームレータサイクルであるため、蒸発
器207の出口側ではスーパヒートを取らないようにな
っている。その変わり、凝縮器203の出口側では所定
量のサブクールが得られるようになっている。
【0079】図7は本発明の他の例で室外熱交換器20
2を必要に応じ凝縮器として使用したり、蒸発器として
使用したり、切り替えることができるようにしている。
すなわち室外熱交換器202の一方側及び他方側の端部
に切替手段をなす第1四方弁213及び第2四方弁21
4を配置する。この第1四方弁は圧縮機201吐出側と
室外熱交換器202を結びかつ圧縮機201吸入側と冷
媒配管220を結ぶ第1の接続状態(実線で示す)と、
圧縮機吐出側と冷媒配管220を結び室外熱交換器20
2と圧縮機201吸入側とを結ぶ第2の接続状態(図中
破線で示す)を切り替えるものである。
【0080】第2四方弁214も図中実線で示す第1の
接続状態と図中破線で示す第2の接続状態とを切り替え
るものである。第1の接続状態では室外熱交換器202
と凝縮器203を結び蒸発器203と圧縮機201吸入
側とを結ぶ。また、第2の切替状態では冷媒配管220
と凝縮器203とを結び、蒸発器207と室外熱交換器
202とを結ぶ。
【0081】なお、図7図示例では、蒸発器207と室
外熱交換器202とが直接接続される状態があるので、
蒸発器207の下流に蒸発圧力調整弁208を配置して
いる。
【0082】次に図7図示空調装置の運転状態を図8及
び図9のモリエル線図に基づいて説明する。図8は第
1、第2の四方弁213、214がそれぞれ第1の接続
状態となり、室外熱交換器202が凝縮器として作用す
る状態である。この状態は主に夏期の冷房運転時に用い
られる。この状態が基本的に第6図図示モリエル線図と
同様であり、エアミックスダンパ154の開度に伴い凝
縮器203でのエンタルピ変動分が調整される。
【0083】図9は逆に第1、第2の四方弁213、2
14がそれぞ第2の切替状態となった状態を示す。これ
は、室外熱交換器202が蒸発器として用いられる状態
で、主に冬期の暖房運転に用いられる。この場合には、
圧縮機201より吐出された冷媒は冷媒配管220を介
して凝縮器203へ直接供給される。冷媒の凝縮は専ら
この凝縮器203のみで行われる。従って、凝縮器20
3では大きなエンタルピ差が得られ充分な量の放熱が可
能となる。凝縮器203で凝縮した液冷媒はキャピラリ
ーチューブ211通過時に減圧膨張し、霧状の状態で蒸
発器207に供給される。冷媒の蒸発は、この蒸発器2
07と室外熱交換器202によって成される。
【0084】ただ、蒸発器207の下流には蒸発圧力調
整弁208が配設されているため、蒸発器207での冷
媒圧力は一定に保たれる。すなわち、蒸発器での冷媒圧
力が低下しすぎ、蒸発器の表面温度が−2℃以下に下が
り、蒸発器207表面で氷結が生ずることがないように
なっている。特に、冬期では外気導入時に蒸発器207
温度が低下し過ぎる恐れがあるが、このように蒸発圧力
調整弁208を配設することで、蒸発器207の氷結が
確実に防止できる。逆に、蒸発圧力調整弁通過時に冷媒
圧力は更に低減し、室外熱交換器202では蒸発温度が
氷点下となり、室外熱交換器202で氷結が生じやすい
状態になる。そこで、室外熱交換器の氷結を防止するた
めには、圧縮機201の吐出側の高温冷媒を適宜間隔で
室外熱交換器202へ供給するとして、氷結防止を図る
ことが望まれる。
【0085】なお、図7図示では、第1、第2の四方弁
213、214はスイッチ306、310及び311の
切り替えで制御される。すなわち、クーラスイッチ31
0もしくはエコノミースイッチ306が投入された状態
では、第1、第2の四方弁213、214はそれぞれ第
1の接続状態で、空調装置は冷房運転を行う。また、ヒ
ートスイッチ311が導入された状態には、第1、第2
の四方弁213、214はそれぞれ第2の切り替え状態
に変わり、空調装置は暖房運転を行う。
【0086】ただ、図7図示でも、マイクロコンピュー
タを用いたオートエアコンとすることはもちろん可能で
ある。この場合には、図3図示と同様のセンサを用い、
コントローラ300で圧縮機201の吐出容量、エアミ
ックスダンパ154の開度及び第1、第2の四方弁21
3、214の切り替えを制御することになる。この制御
を図10を用いて説明する。センサ入力(ステップ40
2)に基づき目標吹き出し温度Taoを計算した後(ス
テップ403)このTaoに基づき冷房運転か暖房運転
かを判別する(ステップ411)。クーラモードと判断
した時はステップ412において第1、第2の四方弁2
13、214をそれぞれ実線で示す第1の切り替え状態
に切り替える。クーラモードにおいては、図4図示サイ
クルと同様のステップ405、406、407、40
8、409、410を用いて吹き出し温度の制御を行
う。
【0087】ステップ411においてヒータモードと判
別した時には、ステップ413にて第1、第2の四方弁
213、及び214をそれぞれ破線の状態の第2位置に
切り替える。このヒータモードでは、エアミックスダン
パ154は全開を基本とし、ステップ414においてエ
アミックスダンパ開の指令を出す。その後ステップ41
5にてセンサ323より冷媒圧力を入力し、これに基づ
き凝縮器203での凝縮温度を演算する。センサ365
により得られた凝縮温度Tcとステップ403にて計算
された目標温度Taoとをステップ416において比較
する。コンデンサ温度Tcの方が高い時にはステップ4
17に移り、インバータのヘルツを低下させ、圧縮機の
吐出容量を減少させる。逆に凝縮温度が低い時にはステ
ップ418にてインバータのヘルツを増大させ、圧縮機
201の吐出容量を増加させる。このように図10図示
例では、クーラモード及びヒータモード共にインバータ
制御による圧縮機の省動力運転を優先させるようにして
いる。
【0088】図11は本発明のさらに他の例を示す。前
述の例では、蒸発器207がダクト100内の通風部分
を全て閉めるように配置されていたが、この例では、ダ
クト100に蒸発器207側方のバイパス路160がで
きるように配設される。またダクト100内にはバイパ
スダンパ159が回動自在に配設され、そのバイパスダ
ンパ159により、バイパス通路160を流れる空気量
と蒸発器207を流れる空気量との割合を制御できるよ
うにしている。その他の構成は前述の図7図示実施例と
同様である。
【0089】従って、図11図示実施例においては、主
に暖房運転時に蒸発器207へ流れる空気流量をダンパ
159により減少させることができる。蒸発器207は
その吹き出し空気温度が暖房時であっても空気の冷却を
行うものであるため、このようにダンパ159により蒸
発器207を通過する空気の流量を減少させれば、その
分暖房能力が向上することになる。
【0090】次に図11図示実施例におけるコントロー
ラ300の制御の一例を説明する。この制御においては
特にダンパ159の開度制御が特徴となる。図12のフ
ローチャートにおいては、このダンパはステップ411
においてヒータモードと判断した状態において制御を行
う。換言すれば、ステップ411においてクーラモード
と判断した時は、ダンパ159はバイパス路160を閉
じ、送風機132からの空気はその全量が蒸発器207
を通過するようにしている。
【0091】ステップ411においてヒータモードと判
断した時は、ステップ419で必要除湿量を計算する。
この必要除湿量は、内外気切替ダンパが内気導入状態と
なっているか否か、送風機132の風量および車室内の
相対湿度等に基づいて計算する。そして、ステップ42
0において必要除湿量に応じてダンパ159を連続的に
制御するようにする。すなわち必要除湿量が多い時には
蒸発器207へ空気を導き蒸発器207による除湿の量
を高める。そして、このステップ420においてダンパ
159の回動制御を行った後で、上述の図示制御と同じ
くインバータの周波数を換えることで圧縮機吐出容量を
替え、それにより吹き出し温度の制御を行う。この場合
においても、エアミックスダンパ154は全開状態で空
気は全量凝縮気203へ流れるようにしている。
【0092】従って、この図11図示例によれば冷房運
転暖房運転が共に良好に発揮できると共に、特に暖房運
転時には、蒸発器207の機能を除湿上必要な最低限に
押さえことで、暖房効率を高めることができる。
【0093】次に本発明のさらに他の例を図13を用い
て説明する。この図13図示例は、上述の第2四方弁2
14に代え逆止弁216、217、218及び219を
四つ設けるようにしたものである。
【0094】以下この逆止弁の機能につき説明する。第
1四方弁213が図中実線で示す第1の切替状態にある
時は圧縮機201からの吐出された高圧の冷媒は室外熱
交換器202を経て逆止弁216及び218に到達す
る。そして、逆止弁218の機能により冷媒は蒸発圧力
調整弁208側へは流れず、全て逆止弁216を通過し
て凝縮器203側へ流れることになる。その後減圧手段
211を経て減圧された冷媒は蒸発器207を介して蒸
発圧力調整弁208及び逆止弁219へ導かれる。蒸発
圧力調整弁208下流の逆止弁は蒸発圧力調整弁208
より下流へ向けての冷媒を機構的には流すことができ
る。しかしながら、前述したようにこの逆止弁218の
下流は圧縮機吐出側の高圧状態であるため、低圧の冷媒
が逆止弁218を越えることはできない。一方逆止弁2
19はアキュームレータ212を介して圧縮機201の
低圧側に導かれるため、冷媒は容易に通過できる。従っ
て冷媒は全て逆止弁219を経て圧縮機201へ帰還す
ることになる。
【0095】次に第1四方弁213が図中破線で示す第
2の切替状態にある時の冷媒の流れを説明する。この場
合圧縮機201より吐出された高圧の冷媒は逆止弁21
9及び逆止弁217へ達することになる。そして、逆止
弁219により流れが規制され、全ての冷媒は逆止弁2
17側へ流れる。そして、逆止弁217を通過した冷媒
は逆止弁216によってその流れが規制され、全ての冷
媒が凝縮器203側へ流れる。
【0096】凝縮器を流れた冷媒はその後、減圧手段2
11通過時に低圧となり、蒸発器207より蒸発圧力調
整弁208側へ流れる。そこで逆止弁219はその一方
側に圧縮機201吐出側の高圧を受けているため、蒸発
器207通過後の冷媒が逆止弁219を通り抜けること
はできない。従って、全ての冷媒が蒸発圧力調整弁を経
て逆止弁218を通過する。逆止弁218を通過した冷
媒は、その後全て室外熱交換器202へ流入することに
なる。これは逆止弁216の出口側が圧縮機吐出側の高
圧であり、冷媒が逆止弁216を通過することができな
いからである。室外熱交換器202を通過した冷媒はそ
の後第1四方弁213を経て圧縮機201の吸入側に帰
還することとなる。
【0097】このように、図13図示例では第2四方弁
213の機能を四つの逆止弁216、217、218及
び219で代用することができる。従って、電気的可動
部分を減らすことができ、空調装置の耐久性を向上させ
ることができる。
【0098】次に本発明のさらに他の例を図14を用い
て説明する。前述までの実施例では、室外熱交換器20
2を一つのみ用い、それを凝縮器として使用したり(図
1、図3、図5図示実施例)、もしくは凝縮器の機能と
蒸発器の機能を切り替えることにしていた(図7、図1
1、図13図示実施例)。しかしながら、この図14図
示実施例では室外熱交換器を室外凝縮器202と室外蒸
発器210の二つ設けるようにしている。しかも、この
実施例では凝縮側可変手段として凝縮ダンパ253を設
け、室外凝縮器202へ流入する空気の流量を可変する
ようにしている。同じく蒸発側可変手段として蒸発側ダ
ンパ254を設け、そのダンパにより室外蒸発器210
へ吸入される。空気の流量を可変制御するようにしてい
る。
【0099】このように図14図示実施例では室外熱交
換器は常に凝縮器(室外凝縮器202)及び蒸発器(室
外蒸発器210)として用いられる。ここで、室外凝縮
器202は主に冷房運転時に用いられ、冷媒を冷却液化
するものである。従って、その設置位置も例えば車両の
前方で車速風を受けるような位置に配置することが望ま
れる。一方、室外蒸発器210は主に暖房時に冷媒の蒸
発を行うものである。この暖房時の蒸発は外気温度が低
い時には、自動車の車速風等を受けないようにすること
が望ましい。具体的には車室内からの換気空気と熱交換
することが望ましい。そこで、この室外蒸発器210は
車両のうち車室後方で換気空気流れの途中に配置され
る。
【0100】このように図14図示例では室外凝縮器2
02及び室外蒸発器210を共にその最適位置に配置す
ることができる。また、本例ではそれぞれダンパ253
および254を用いているため、冷凍サイクル構成上機
能が要求されない室外熱交換器の熱交換能力を最小限と
することができる。例えば、冷房運転時には、冷媒が蒸
発器207においてのみ蒸発することが望まれるので、
その場合には蒸発器ダンパ254が室外蒸発器214、
210を閉じ、空気流れが室外蒸発器210へ流れない
ようにする。一方暖房運転時においては冷媒の凝縮がダ
クト100内に配置された凝縮器203内で行われるこ
とが望ましいので、この場合には凝縮ダンパ253が室
外凝縮器202を閉じる。
【0101】この状態を図15及び図16図示モリエル
線図を用いて説明する。図15は冷房状態を示し、圧縮
機201で高圧にされた冷媒は室外凝縮器202により
まず凝縮され、その後室内配置の凝縮器203によって
凝縮される。また、この状態では蒸発ダンパ254によ
り室外蒸発器210は実質的に熱交換が行われないよう
にしているようになっているので、冷媒の蒸発は専ら室
内配置の蒸発器207によって出される。
【0102】一方、図16は暖房状態を示し、この状態
では凝縮ダンパ253が室外凝縮器202を閉じている
ので、冷媒の凝縮は専ら室内配置の凝縮器203によっ
て成される。蒸発器207の蒸発圧力は蒸発圧力調整弁
208によって調整されており、蒸発圧力調整弁208
通過時にさらに減圧された冷媒の蒸発が室外蒸発器21
0によってなされる。
【0103】図14図示例では、コントローラ300に
より圧縮機201の吐出容量、エアミックスダンパ15
4の開度及びバイパスダンパ159の開度の他に凝縮側
ダンパ253及び蒸発側ダンパ254の開度も制御され
る。これらの開度および容量は主に各センサより入力さ
れた値に基づき演算された目標吹き出し温度Taoに基
づいて制御される。図17にその制御の概念図を示す。
図17の横軸はTaoで右に行くほどTaoが高くな
る。すなわち図17において右の部位は暖房状態を示
し、左側は冷房状態を示す。
【0104】図中Aの位置は最大冷房状態でこの状態で
は圧縮機の容量が最大となっておりエアミックスダンパ
154の回動は0すなわち凝縮器203には送風をしな
い。またバイパスダンパの回動は100%で空気は全量
蒸発器207を通過する。さらに凝縮側可変手段253
は開いており、室外凝縮器202へ送風を行う。一方蒸
発側可変手段のダンパ254は閉じており室外蒸発器2
10へは送風を行わない。その後冷房負荷の低減と共に
空調装置に要求される冷房能力が減少してくると(図中
B点)、まず、圧縮器201の容量を減少させる。すな
わち圧縮機駆動モータの回転数を低減させ、冷房能力低
減により蒸発器207出口側の空気温度を上昇させる。
これにより、まず省動力運転を達成する。圧縮機の容量
を最小とした後、(図中C点)エアミックスダンパ15
4を開き始め、凝縮器203により空気を再加熱するよ
うにする。
【0105】さらにTaoが高くなってくると(図中D
点)、次にバイパスダンパ159を閉じ始め、蒸発器2
07をバイパスして空気を凝縮器203側へ流すように
する。この状態は主に秋、冬と中間時における除湿運転
が対応する。
【0106】その後さらにTaoが高くなってくると
(図中E点)、空調装置の運転モードを冷房運転から暖
房運転に切り替える。すなわち、凝縮側可変手段である
ダンパ253を閉じ、室外凝縮器202の機能を停止す
る。一方、蒸発側可変手段であるダンパ254を開き室
外蒸発器210を機能させる。
【0107】そして、Taoの増大と共に圧縮機201
の吐出容量を上げ、それに伴い凝縮器203での凝縮温
度を高める(図中F〜G点)。なお、この暖房状態にお
いてTaoが比較的低い状態ではバイパスダンパ159
をある程度開いておき、除湿運転が合わせてできるよう
にする。
【0108】そして、最大暖房運転では(図中H点)、
圧縮機201の吐出容量が最大となり、エアミックスダ
ンパ154は空気流れを全量凝縮器203へ導くように
する。また、バイパスダンパ159は蒸発器207を閉
じ、蒸発器をバイパスして空気を凝縮器203側へ流す
ようにする。さらに、凝縮側可変手段253は室外凝縮
器202の機能停止し、蒸発側可変手段254は室外蒸
発器210を機能させるようにする。
【0109】なお、上述の図17図示制御においては凝
縮がダンパ253及び蒸発側ダンパ254を全閉,全開
のみで切り替えたがこのダンパの回動を必要に応じ連続
的に制御するようにしてもよい。また、上述の例では圧
縮機の吐出容量を最小とした後にエアミックスダンパ1
54を開き始めるようにしたが、エアミックスダンパ1
54の開き始め時点を早めるようにしても良い。すなわ
ち、各機器の制御は必要に応じ適宜変更可能である。
【0110】さらに図14図示実施例では凝縮側可変手
段及び蒸発側可変手段としてそれぞれダンパ253及び
254を用いたが、図18に示すように凝縮側可変手段
として凝縮ファン261を設け、蒸発側可変手段として
蒸発ファン252を設けるようにしてもよい。すなわ
ち、ファン251及び252の回転を制御することで室
外凝縮器202及び室外蒸発器210の熱交換機能を可
変するようにしてもよい。
【0111】なお上述の例では、凝縮器203の側方に
バイパス通路150を形成するようにしていたが、図2
0に示すようにダクト100内の空気を全量凝縮器20
3を通過するようにしてもよい。
【0112】なお図中700及び701はダクト100
内で凝縮器203の下流に配置された補助ヒータであ
る。この補助ヒータ700,701はPCTヒータもし
くは電熱ヒータよりなる。図20の例では、ダクト内に
配置された蒸発器207,凝縮器203への冷媒流量を
制御することにより冷房運転、除湿運転及び暖房運転を
それぞれ達成することとなる。
【0113】図21は図20図示例における冷凍サイク
ルを示すサイクル図である。この例では四方弁213は
通電時に実線のように冷媒通路を切り替え、非通電時に
は破線のように冷媒通路を切り替える。また室外熱交換
器202はファン251を備えるものである。
【0114】そして、この例においては四方弁213,
電磁弁260及び261を適宜切り替えることにより、
冷媒流れを制御し、各空調運転を達成する。まず、冷房
運転状態につき説明する。この状態では四方弁213へ
通電され、圧縮機201より吐出した冷媒は四方弁21
3,逆止弁262を介して室外熱交換器202側へ流れ
る。ここで、ファン251からの送風を受けて冷媒は室
外熱交換器202内で高温高圧のまま凝縮する。また電
磁弁261はこの状態では閉じられており、従って室外
熱交換器202で凝縮した冷媒は膨張手段211へ流
れ、膨張手段211通過時に低温低圧の霧状に減圧膨張
する。この霧状の冷媒は次いで蒸発器207へ流入し、
蒸発器207内で気化してその際空調空気より気化熱を
奪い、空気の冷却を行う。そして、蒸発器207で蒸発
した冷媒はアキュムレータ212を介して圧縮機210
に再度吸入される。なおこの際、アキュムレータ上流の
分岐点264において四方弁213を介して凝縮器20
3側と冷媒通路が通じているため、この状態では凝縮器
203の下流に位置する逆止弁265が圧力差に基づき
冷媒通路を閉じているので、実質的に凝縮器203へは
冷媒が流入しないことになる。
【0115】なお、一部凝縮器203側へ流れた冷媒が
凝縮器203内で液化したまま溜められる恐れはない。
これは、凝縮器203内の冷媒は四方弁213を介して
圧縮機201に吸引されるからである。
【0116】次に、暖房装置として作動する時の冷媒流
れを説明する。この場合には四方弁が圧縮機201と凝
縮器203とを連通するようにする。また電磁弁260
は閉じて冷媒をキャピラリー266側へ流すようにす
る。更に、電磁弁261は開いて室外熱交換器202か
らの冷媒をアキュムレータ212側へ流すようにする。
【0117】従ってこの暖房運転時には、圧縮機201
により高温高圧に昇圧された冷媒は、四方弁213を介
して凝縮器203へ流入し、ここで送風器132からの
空気と熱交換して凝縮する。この際凝縮温度は40乃至
60°程度となっているので、ダクト100内を通過す
る空気はこの凝縮器203通過時に加熱される。凝縮器
203で凝縮した冷媒は次いでキャピラリー266通過
時に減圧膨張し、低温低圧の霧状となり、逆止弁265
を介して室外熱交換器202に流入する。室外熱交換器
202は蒸発器として作用し、冷媒は送風機251によ
り供給される空気との間で熱交換し気化する。室外熱交
換器202を通過した冷媒は電磁弁261側及びキャピ
ラリー211側の双方に流通可能であるが、キャピラリ
ー211側はその流通抵抗が大きいので、結果として冷
媒は電磁弁261を介して分岐点264よりアキュムレ
ータ212に流入する。なお、分岐点264において四
方弁213側と冷媒通路が通じているが、圧力差に基づ
き、この冷媒は再度室外熱交換器202へ循環すること
はない。
【0118】次に、上記空調装置の除湿運転状態を説明
する。この場合には上記暖房運転状態に対して電磁弁2
60を開き、さらに電磁弁261を閉じることとする。
このため、室外熱交換器202で一部凝縮した冷媒はキ
ャピラリー211にて減圧されてこの状態で蒸発器20
7に流入することになる。そして蒸発器207内で冷媒
が蒸発して送風機132より送風された空気を冷却を行
う。
【0119】従って、この除湿運転時には空気は一旦蒸
発器207で冷却された後、凝縮器203で加熱される
ことになる。そのため、蒸発器207通過時に飽和蒸気
温度低下と共に空気中の水分が凝縮して蒸発器207面
状に付着することになる。そして、そのような状態で凝
縮器203通過時に再加熱される結果、相対湿度が大幅
に低下し、良好な除湿が行われる。
【0120】図22,図23及び図24は図21図示冷
凍サイクルの冷房運転、暖房運転及び除湿運転を示すモ
リエル線図である。上述の如く、冷房運転時には室外熱
交換器202が凝縮器として作用し、蒸発器207で蒸
発作用が成される。また、暖房運転時には凝縮器203
で冷媒の凝縮がなされ、室外熱交換器202が蒸発器と
して作用する。
【0121】なお、図22と図23とで冷媒の蒸発圧力
が異なるのは、冷房時蒸発器207に流入する空気温度
の方が、暖房時室外熱交換器202に流入する空気温度
より高いことによる。
【0122】また、図24に示すように除湿運転時には
凝縮器203と室外熱交換器202により冷媒の凝縮を
行い、蒸発器207により冷媒の凝縮を行う。この場
合、エンタルピィは蒸発器207の方が凝縮器203よ
り大きくなるが、上述したように蒸発器207では空気
中の水分の凝縮を行うため、この水分の凝縮に伴う潜熱
により空気温度は蒸発器207通過時にさほど低下しな
い。一方凝縮器203ではそのエンタルピィがすべて空
気の温度上昇に用いられるため、結果として蒸発器20
7及び凝縮器203双方を通過した空気はその温度をほ
ぼ同等に保つか、もしくは上昇することになる。
【0123】次にこの除湿運転時の空調装置の空気温度
制御について説明する。図25,図26及び図27は共
に除湿運転時の運転状態を示すモリエル線図で、図25
では定常運転時を示す。この通常運転時では送風時25
1を弱回転し、室外熱交換器202へ所定量の空気を送
り、室外熱交換器202での熱交換を確保する。その結
果、蒸発器207の空気温度低減能力と凝縮器203の
通気温度上昇能力とがほぼ一致し、蒸発器207及び凝
縮器203の双方を通過した空気はややその温度を上昇
するものとなる。
【0124】図26は除湿運転で吹出空気温度を高くし
たい状態を示す。この場合には室外熱交換器202での
熱交換能力を低減させるべく送風機251はその作用を
停止する。その結果、凝縮能力が全体的に低下し凝縮圧
力が上昇することになる。そしてその凝縮圧力上昇に伴
い凝縮器通過時の空気温度が上昇されることになる。
【0125】図27は除湿運転時で吹出空気温度を低下
させたい状態を示すこの場合には室外熱交換器用送風機
251を高速回転させ、室外熱交換器202での凝縮能
力を高める。その結果、凝縮圧力が低下し、蒸発器20
7通過時に冷却された空気はさほど加熱されることなく
室内に吹き出されることになる。
【0126】なお、この図27の場合には室外熱交換器
202及び凝縮器203の総合の凝縮能力が高くなった
結果、冷凍サイクルの凝縮圧力が低下し、結果として蒸
発器207での蒸発圧力も低下することになる。即ち、
蒸発器207にて霜付きが生じる恐れがある。そのた
め、この場合には圧縮機201の回転数を制御すること
により蒸発器207での圧力、即ち圧縮機吸入圧力をあ
まり低下させることなく除湿運転が連続的に継続できる
ようにする。
【0127】次に、暖房運転時の室外熱交換器202の
除霜について説明する。前述のように暖房運転では室外
熱交換器202が蒸発器として機能するため、特に外気
温度が低い時にはこの室外熱交換器202の表面温度が
氷点下となり、室外熱交換器202に霜が付着すること
となる。そしてこのように霜が付着すると、室外熱交換
器202としての熱交換機能が大幅に低下してしまい、
冷凍サイクルとしての良好な運転が達成し得ず、ひいて
は凝縮器203の暖房運転も行われないことになる。そ
こで、この場合には室外熱交換器に高温高圧の冷媒を通
過させて、室外熱交換器202に付着した霜を溶かすこ
とにする。まずこの除霜運転では室外送風機251の運
転を停止する。一方、室内送風機132は低速回転とす
る。そしてダクト100からの吹出温度を低下させない
よう内外気切換ダンパ131を内気導入状態とする。ま
た同時に補助ヒータ700,701に電力を入力する。
この状態で電磁弁260を開き、かつ電磁弁261を閉
じることとする。これにより、圧縮機201を通過した
冷媒は高温高圧のまま凝縮器203及び室外熱交換器2
02に流入することになる。そのため、室外熱交換器2
02の温度が上昇し、表面に付着していた霜が溶けるこ
とになる。室外熱交換器202で凝縮した冷媒は次いで
キャピラリー211で減圧膨張され、蒸発器207に流
入する。その結果、ダクト100内の空気温度は低くな
ることになるが、この状態では送風機132の風量が少
なく、かつ補助ヒータ700,701を最大稼動し得る
ため吹出温度の大幅な低下は防止できる。
【0128】更にこの室外熱交換器202の除霜を短期
で行うべく圧縮機201はできるだけ大容量としインバ
ータで周波数を高いものにする。なお、このように除霜
運転を行っているときは、乗員にその旨が認識できるよ
うランプ表示するようにする。
【0129】また空調装置の運転を自動運転としている
時には、暖房運転か除霜運転かの切替は以下の条件で行
うこととする。 室外熱交換器202の温度が外気温度より10℃程度
以上低いこと。
【0130】室外熱交換器202の温度がマイナス3
℃程度以下となっていること。 暖房運転が所定時間(60分)以上継続しているこ
と。 以上の条件にて除霜の要否を判断する。
【0131】図28に本発明に係わる空調装置の他の例
を示す。図21の例に比べ、この図28の例では四方弁
213に代えて三方弁269を採用している。合わせて
アキュムレータ212上流の分岐点近傍の冷媒配管中に
電磁弁268を配置している。
【0132】冷房運転時には三方弁269を実線の通路
とし、圧縮機201より吐出した冷媒を室外熱交換器2
02へ導びく。この場合室外熱交換器202が凝縮器と
して作用し、キャピラリー211で減圧膨張した冷媒が
蒸発器に供給される。蒸発器207で蒸発した冷媒は分
岐点264よりアキュムレータ212側に帰還する。電
磁弁268は冷房運転時には通路冷媒配管を開いてい
る。従って圧縮機201の吸引より凝縮器203内に溜
まっていた冷媒も冷媒配管より電磁弁268,分岐部2
64を介して圧縮機201側に供給されることになる。
この際、凝縮器203内の冷媒はその圧力が急激に減少
し、それに伴い冷媒の蒸発温度が低下して冷房運転開始
直後においては凝縮器203内に溜まっていた冷媒も蒸
発して冷房能力を補完することになる。次に暖房運転時
には三方弁が切り替わり圧縮機201より吐出された冷
媒が凝縮器203へ導かれる。また電磁弁260が閉じ
凝縮器で凝縮した冷媒はキャピラリー266を介して室
外熱交換器202に供給される。更に電磁弁261が開
かれ室外熱交換器で蒸発した冷媒は電磁弁261よりア
キュムレータ212側に吸引されることになる。この場
合には電磁弁268は閉じており、圧縮機201より突
出した冷媒が短絡してアキュムレータ212側に吸引さ
れるのを防止する。
【0133】除湿運転時には三方弁269は圧縮機20
1より吐出される冷媒を凝縮器203へ導く。また電磁
弁260は通路を開き室外熱交換器202には高圧の冷
媒が凝縮器203より供給されることになる。そして電
磁弁261が閉じ、凝縮器203及び室外熱交換器20
2で凝縮した冷媒がキャピラリー211を介して蒸発器
207へ供給されることになる。
【0134】なお、図28の空調装置において除霜運転
及び除湿運転の作用は図21図示空調装置同様となって
いる。次に、本発明の更に他の例を図29に示す。これ
は図28の三方弁269に変えて電磁弁270及び27
1を用いた例である。冷房運転、暖房運転及び除湿運転
の作用は図28と同様である。
【0135】図30は本発明の更に他の例を示すもの
で、これは図29の2つの電磁弁270及び268を一
つの三方弁272で代用したものである。図31は本発
明の更に他の例を示す。この例では四方弁213の切替
で冷房運転と暖房運転を行うようにするものである。
【0136】即ち、冷房運転時には四方弁213は圧縮
機201から吐出された高圧冷媒を室外熱交換器202
へ導びく。室外熱交換器202で凝縮した冷媒はキャピ
ラリー211で減圧膨張し蒸発器207へ供給される。
なお、この際冷媒の凝縮器203側への逆流は逆止弁2
73により阻止される。そして、蒸発器207で蒸発し
た冷媒はアキュムレータ212を介して圧縮機201に
吸引される。
【0137】一方暖房時には四方弁213が切り変わり
圧縮機201より突出された冷媒は凝縮器203へ供給
される。そして、凝縮器203で凝縮した冷媒はキャピ
ラリー266通過時に減圧膨張し、その後逆止弁273
を通して分岐点274に流入する。分岐点274へ流入
した冷媒は圧力差に基づきその大半が室外熱交換器20
2側へ流れる。また、一部はキャプラリー211を介し
て蒸発器207へ流れる。そして、室外熱交換器202
及び蒸発器207で蒸発した冷媒はアキュムレータ21
3に供給され、次いで圧縮機201へ帰還する。
【0138】この暖房運転において冷媒流れはキャプラ
リー211の抵抗により蒸発器207側へはあまり流れ
ないことになる。しかしながら、多少の冷媒は蒸発器2
07へ供給され、ここで一部冷媒の蒸発がなされ、それ
により暖房時にあっても多少の除湿運転が達成されるこ
とになる。
【0139】図32は本発明の更に他の例を示す。この
例では単一の四方弁213と、単一のオンオフ電磁弁2
90にてサイクルの切り替えを行う。冷房運転時には四
方弁を図中実線の状態に切り替え、かつ電磁弁290を
開とする。その結果、圧縮機201より吐出された冷媒
は室外熱交換器202で凝縮し、次いでキャピラリー2
11で減圧膨張した後、蒸発器207に流入する。そし
て、蒸発器207による気化作用にて空気の冷却を行
う。また暖房時には四方弁213を図中破線の状態に切
り替え、かつ電磁弁290も開の状態とする。その結
果、圧縮機201より吐出された冷媒は凝縮器203に
て凝縮し、次いでキャピラリー266にて減圧膨張す
る。その後、逆止弁273を経た冷媒は圧力差に基づき
主として室外熱交換器202側へ流れる。また一部はキ
ャピラリー211を経て蒸発器207へ流入する。そし
て室外熱交換器202及び蒸発器207を通過した冷媒
はアキュームレータ212に集合し、その後圧縮機20
1へ帰還する。この状態では、わずかながら冷媒が蒸発
器207へ流れることで、暖房時でも適宜除湿運転がで
きることになる。
【0140】更に、除湿運転を行う時は、上述の暖房運
転と同様に四方弁213を切り替えておき、かつ電磁弁
290を適宜のタイミングで開閉させる。電磁弁290
が冷媒通路を閉じた時には冷媒がキャピラリー211を
経て蒸発器207へ流入することになり、蒸発器207
での冷却能力が増大する。それにより蒸発器207にお
ける除湿機能が増加することになる。そしてこの電磁弁
290の開閉を適宜のデューティー比で切り替えること
により要求される除湿量を得るようにする。除湿時に電
磁弁290は常に閉じておいてもよい。
【0141】図33は本発明の更に他の例を示す。冷房
運転時には四方弁213が図中実線の状態に切り替わ
り、電磁弁293が冷媒配管を開き、電磁弁294は冷
媒配管を閉じる。また、電磁弁291は冷媒配管を開
く。なお電磁弁292は要求される冷房能力に応じて適
宜冷媒配管の開閉を行う。従ってこの状態では圧縮機2
01より吐出された冷媒は四方弁213、電磁弁293
を経て室外熱交換器202に流入し凝縮する。そしてそ
の後、電磁弁291を経てキャピラリー211にて減圧
膨張し、蒸発器207で蒸発する。その後アキュームレ
ータ212を経て圧縮機201へ帰還する。
【0142】暖房運転時には四方弁213を図中破線の
状態に切り替え、電磁弁291が冷媒配管を閉じるよう
にする。また電磁弁292は冷媒配管を開き、かつ電磁
弁293が冷媒配管を開き電磁弁294は冷媒配管を閉
じる。その結果、圧縮機201より吐出した冷媒は四方
弁213より凝縮器203へ流入し、次いでキャピラリ
ー266で減圧膨張し、室外熱交換器202で蒸発す
る。その後、電磁弁293、四方弁213、アキューム
レータ212を経て圧縮機201に帰還する。
【0143】次に除湿運転時につき説明する。この場合
には、電磁弁291及び電磁弁294の双方を開とす
る。その結果、圧縮機201より吐出された冷媒は凝縮
器203で液化し電磁弁291よりキャピラリー211
を経て蒸発器207へ流れる流れと、電磁弁294を経
て室外熱交換器202で液化し電磁弁291よりキャピ
ラリー211を経て蒸発器207へ流れる流れとに分け
られる。即ち、冷媒の凝縮は凝縮器203と室外熱交換
器202とが並列的に行うことになる。そして、蒸発器
207にて蒸発した冷媒は冷媒配管よりアキュームレー
タ212へ流入する。
【0144】ここで、この除湿時に室外熱交換器202
での熱交換能力を可変することで、凝縮圧力を制御する
ことができる。これにより、除湿時の吹出温度を制御す
ることができる。室外熱交換器の能力制御としては、送
風器251の送風量を可変することで行う。もっとも、
送風器251に代え、室外熱交換器202用のダンパを
設けてもよい。更に電磁弁294の開閉時間を制御する
ことで凝縮圧力、即ち、吹出温度を制御するようにして
もよい。
【0145】図34は本発明の更に他の例を示す。この
例では電磁弁295、電磁弁296及び電磁弁297の
切り替えで冷房、暖房及び除湿運転を行うこととなる。
まず冷房運転につき説明する。この場合には電磁弁29
5が冷媒通路を閉じ、電磁弁296は冷媒通路を開きま
た電磁弁297も冷媒通路を開く。そして四方弁図中破
線の状態に切り替わる。そのため、圧縮機201より吐
出した冷媒は四方弁213より室外熱交換器202へ流
入し、室外空気と熱交換して凝縮する。次いで逆止弁2
80より電磁弁296へ流入し、キャピラリー266を
通過し同時に減圧膨張する。そして、その後蒸発器20
7へ流入し、蒸発器で空気中より気化熱を奪い蒸発す
る。そしてその後電磁弁297より四方弁213を経て
アキュームレータ212へ流入する。
【0146】一方、暖房時には電磁弁295が冷媒配管
を開き電磁弁296は冷媒配管を閉じ、かつ電磁弁29
7も冷媒配管を閉じることとなる。更に四方弁は図中実
線の状態に切り替わる。そのため、この暖房運転時には
圧縮機201より吐出した冷媒は四方弁より逆止弁28
1を経て電磁弁295を通過し、凝縮器203にて凝縮
を行う。その後キャピラリー211通過時に減圧膨張
し、更に逆止弁282を経て室外熱交換器202に流入
する。そして、室外熱交換器202で蒸発した冷媒は四
方弁213、アキュームレータ212を経てコンプレッ
サ201へ帰還する。
【0147】次に除湿運転時について説明する。この場
合には電磁弁295を開とし、電磁弁296は閉とし、
かつ電磁弁297は開とする。そして四方弁は、図中破
線の状態に切り替える。従って、圧縮機201より吐出
した冷媒は四方弁213を経て室外熱交換器202に流
入し、凝縮する。更に冷媒は逆止弁280、電磁弁29
5を経て凝縮器203に流入し、凝縮器203にて冷媒
の凝縮を行う。次いでキャピラリー211通過時に減圧
膨張し低温低圧となった状態で冷媒は蒸発器207へ流
入する。そして蒸発器207で蒸発した冷媒は電磁弁2
97より四方弁213を経てアキュームレータ212よ
り圧縮機201へ帰還する。従って、図34図示例にお
いては、除湿時に室外熱交換器202と凝縮器203が
冷媒の凝縮を行うことになり、吹出温度の制御は、送風
器251の送風量を可変することで室外熱交換器202
の熱交換能力を制御し、以て凝縮器203での凝縮圧力
を可変することで行う。
【0148】即ち、この図34図示例では除湿時まず、
室外熱交換器202へ冷媒が流入し、次いで凝縮器20
3へ流入することになる。一方、図21図示例では冷媒
はまず凝縮器203へ流入し、その後室外熱交換器20
2へ流入する。ここで、凝縮器203へ先に冷媒を流し
た場合には、圧縮機201吐出直後のスーパーヒートの
大きい冷媒が凝縮器203へ流入することとなり、凝縮
器203からの吹出温度が高くなり、より暖房ぎみの除
湿ができる。
【0149】図35は本発明の更に他の例を示す。この
例では四方弁213と電磁弁298により冷房、暖房及
び除湿運転を切り替え制御する。まず冷房運転では、四
方弁213を図中破線の状態に示し、かつ電磁弁298
が通路を開とする。その結果、圧縮機201より吐出し
た冷媒は、四方弁213より室外熱交換器202に流入
し室外熱交換器にて凝縮する。次いで凝縮した冷媒は逆
止弁283より電磁弁298を通り、キャピラリー21
1にて減圧膨張する。その後、蒸発器207にて蒸発し
気化した冷媒がアキュームレータ212を経て圧縮機に
帰還する。
【0150】一方、暖房運転時には四方弁が図中実線の
状態に切り替わり、かつ電磁弁298が冷媒配管を閉じ
る。従って、圧縮機201より吐出した冷媒は四方弁2
13より凝縮器203に流入し凝縮を行う。その後冷媒
は逆止弁284よりキャピラリー266に流入し、減圧
膨張した後、室外熱交換器202へ流入する。そして室
外熱交換器202で蒸発した後、四方弁213、アキュ
ームレータ212を経て圧縮機201に帰還する。
【0151】除湿運転時には同じく四方弁は図中実線状
態に切り替わり、かつ電磁弁298が冷媒配管を開とす
る。そのため圧縮機201より吐出された冷媒は凝縮器
203に流入し、203にて凝縮液化する。凝縮器で液
化した冷媒は次いでキャピラリー266を経て室外熱交
換器へ向かう流れと、電磁弁298及びキャピラリー2
11を経て蒸発器207へ向かう流れとに分けられ、室
外熱交換器202及び蒸発器207でそれぞれ蒸発す
る。蒸発した冷媒は再びアキュームレータ212で集合
し、圧縮機に帰還する。このように、除湿時には、冷媒
が室外熱交換器202と蒸発器207とに並列に流れる
ことになり、その時の除湿能力の制御は室外熱交換器2
02の熱交換能力を送風器251を可変することで行
う。
【0152】図36は本発明の更に他の例を示す。この
例は図35図示例に比べて除湿時に室外熱交換器202
下流と蒸発器207とを結ぶ冷媒配管を増設し、更に冷
媒流れ制御用の電磁弁299及び電磁289を設けたも
のである。冷房運転時及び暖房運転時の作動は上述の図
35図示冷凍サイクルと同様である。除湿運転時には、
電磁弁299を開き、電磁弁289が閉じた時には、上
述の図35と同様冷媒が室外熱交換器202と蒸発器2
07の双方で蒸発することになる。しかし、除湿運転時
に電磁弁298を閉じ、かつ電磁弁299を閉じ、そし
て電磁弁289を開とした場合には冷媒流れは室外熱交
換器202と蒸発器207とが直列配置されることにな
る。即ちこの状態では、圧縮機201より吐出された冷
媒は四方弁213を経て凝縮器203に流入し、凝縮器
で凝縮する。そして凝縮した冷媒は逆止弁284を経
て、キャピラリー266にて減圧膨張し、室外熱交換器
202で蒸発する。その後、電磁弁289を経て蒸発器
207に流入し、蒸発器207にても同様に蒸発を行
う。そして気化した冷媒はアキュームレータ212を経
て再び圧縮機201に帰還することになる。このように
図示サイクルにおいては除湿時に凝縮器207で凝縮し
た冷媒を蒸発器207と室外熱交換器202の双方へ並
列して流す状態と、室外熱交換器202及び蒸発器20
7を直列配置して双方で蒸発をさせる状態とに切り替え
ることができる。
【0153】図37は本発明の更に他の例を示す。この
例は除湿運転時に蒸発器と室外熱交換器202とを直列
配置するものであるが、その配列順序が図36に比べて
逆にしたものである。即ち、図36図示冷凍サイクルで
は、除湿運転時に室外熱交換器202と蒸発器207と
は直列接続した時に室外熱交換器202が上流となるよ
うに配置されるが、この図37図示例では蒸発器207
が室外熱交換器207の上流となるように接続される。
【0154】次に、この図37図示冷凍サイクルについ
て説明する。まず、冷房運転時であるが、この状態では
四方弁213が図中破線の状態に切り替わり、かつ電磁
弁288が冷媒通路を閉じ電磁弁298が冷媒通路を開
く。従って、圧縮機201より吐出した冷媒は四方弁2
13を経て室外熱交換器に流入し、室外熱交換器202
で凝縮する。次いで液化した冷媒は逆止弁213より電
磁弁298を介して、キャピラャー211に流入し、キ
ャピラリー211通過時に減圧膨張する。そして蒸発器
207にて蒸発し逆止弁285より四方弁213を介し
てアキュームレータ212に流入し、次いで圧縮機20
1帰還する。
【0155】一方、暖房運転時には四方弁213を図中
実線の状態に切り替え、電磁弁288を開とし、かつ電
磁弁298を閉とする。従ってこの状態では、圧縮機2
01より吐出された冷媒は四方弁213より凝縮器20
3へ流入する。そして凝縮器で凝縮した冷媒は、次いで
電磁弁288を介してキャピラリー266に流入し、キ
ャピラリー266通過時に減圧膨張する。その後冷媒
は、室外熱交換器2020にて蒸発し、次いで気化した
冷媒が四方弁213よりアキュームレータ212に流入
し、再び圧縮機201に帰還する。
【0156】また、除湿運転時には四方弁が図中実線の
状態に切り替わり、かつ電磁弁298が開となり、電磁
弁288が閉となる。従って、圧縮機201より吐出し
た冷媒は四方弁213より凝縮器203に流入し、凝縮
器203にて凝縮液化する。その後、電磁弁298を介
してキャピラリー211に流入し、キャピラリー211
通過時に減圧膨張する。その後、蒸発器207へ流入
し、蒸発器にて蒸発する。その後、逆止弁286を介し
て室外熱交換器202へ流入し、この室外熱交換器20
2においても蒸発を行う。そしてその後に、四方弁21
3からアキュームレータ212を介して圧縮機201へ
帰還する。従って、この凝縮運転時には冷媒は蒸発器2
07と室外熱交換器202の双方で蒸発を行うことにな
り、しかも蒸発器207が室外熱交換器の上流側に位置
する。
【0157】ここで、除湿運転時に室外熱交換器202
と蒸発器207とを直列配置した時どちらを上流に設置
するかは必要に応じて適宜選択するものであるが、アキ
ームレータ212を備えるサイクルにあっては、いずれ
を上流に配置しても冷凍サイクル機能上大差はない。即
ち、室外熱交換器202と蒸発器207とでは流入する
空気の温度が異なるものの、蒸発圧力は変わらないの
で、蒸発器207の蒸発能力は上流側・下流側にかかわ
らず等しい。
【0158】図38は本発明の更に他の例を示す。この
例では蒸発器207に能力が可変用のダンパ159を備
える。冷房運転時及び除湿運転時にはダンパ159がダ
クトを開き空気が蒸発器207に流入するようにし、暖
房運転時にはダンパ159が閉じて空気が蒸発器207
に流入しないようにする。また凝縮器には、三方弁21
3及び電磁弁で冷媒流れが切り替えられ、暖房運転時及
び除湿運転時には冷媒が凝縮器203内で凝縮するよう
にし、一方、冷房運転時には冷媒が凝縮器203をバイ
パスし、直接室外熱交換器へ流れるようにする。
【0159】図39は本発明の更に他の例を示し、上述
の図38において冷媒流れを凝縮器203側及び凝縮器
をバイパスする側へ切り替えていたのに対し、この図3
9図示例では、ダンパ154を用いて凝縮器203の能
力を切り替えるようにする。即ち、除湿時及び暖房時に
はダンパがダクトを開き空気が凝縮器203へ流入する
ようにし、一方、冷房時には原則としてダンパ154が
閉じ空気が凝縮器203へ流れないようにする。ただ、
冷房時であっても吹出温度を可変するエアミックスダン
パとしてダンパ154が作動する場合には、必要吹出温
度に応じてダンパ154が通路を開き一部空気を再加熱
するようにする。
【0160】図40は本発明の更に他の例を示し、前述
の図13と同様、凝縮器203及び蒸発器207の双方
にダンパ154及び159を備えるものである。ただ、
図13の例に比べて冷凍サイクルの回路が相違してい
る。冷凍サイクル上は電磁弁260及び261の切り替
えで冷媒流れを制御する。冷房運転時には電磁弁260
が開となり、電磁弁261が閉となる。従って、圧縮機
201より吐出した冷媒は凝縮器203から電磁弁26
0を経て室外熱交換器に流入し、室外熱交換器にて蒸発
する。なおこの場合、凝縮器203はダンパ154を閉
じておくことにより、原則として凝縮作用は行わない。
そして室外熱交換器202で凝縮した冷媒は次いでキャ
ピラリー211通過時に減圧膨張し、低温低圧となって
蒸発器207に流入する。その状態でダンパ159はダ
クトを開としており、蒸発器207には送風器132か
らの空気が流入し、冷媒を気化する。気化した冷媒は次
いでアキュームレータ212を経て圧縮機へ帰還する。
【0161】次に暖房運転時には、電磁弁260が閉じ
電磁弁261は開となる。この状態では圧縮機201よ
り吐出した冷媒は凝縮器203に流入し、凝縮器にて凝
縮する。即ち、この状態でダンパ154は開き、凝縮器
203には空気が流入するようになっている。その後、
キャピラリー266通過時に冷媒は減圧膨張し、次いで
室外熱交換器202にて蒸発する。蒸発した冷媒は電磁
弁261より蒸発器207を経て圧縮機201に帰還す
る。この状態では蒸発器207はダンパ159にて閉じ
られ、蒸発器207での冷媒の蒸発はほとんど行われな
い。
【0162】次に除湿運転時であるが、この状態では電
磁弁260が開き、かつ電磁弁261は閉じている。従
って、圧縮機201より吐出した冷媒は凝縮器203に
流入し、凝縮器にて凝縮する。更に電磁弁260を介し
て室外熱交換器202に流入し室外熱交換器でも凝縮機
能が果たされる。その後、キャピラリー211通過時に
減圧膨張し蒸発器207にて蒸発を行う。そして、蒸発
器207で蒸発した冷媒はアキュームレータ212を介
して圧縮機201へ帰還する。この状態で蒸発器207
の蒸発能力と凝縮器203の凝縮能力とはそれぞれダン
パ159ダンパ154の回路を調整することにて可変制
御する。さらに凝縮器203の凝縮能力の制御のため
に、図21の時と同様に室外熱交換器用ファン251の
風量制御等による室外熱交換器202の凝縮能力制御を
並用しても良い。
【0163】以上説明したように、本発明の空調装置で
は、圧縮機201、室外熱交換器02、凝縮器203、
蒸発器207、減圧手段の冷媒流れ順路を制御すること
で、冷房運転、暖房運転及び除湿運転を切替制御するこ
とでできる。そして、本発明によれば、特に除湿運転状
態と暖房運転状態との切り替えを適宜制御することで、
以下に述べる如くさらに有利な空調運転を達成すること
ができる。
【0164】暖房運転状態において、自動車窓ガラスの
曇りが予知もしくは検知されたような場合には、冷媒流
れを切替制御して除湿運転状態とすることで窓ガラスの
状態を良好に防止できる。特に、除湿運転時には前述し
たように吹出空気の温度は蒸発器207での低下より凝
縮器203での上昇の方が高くなるため、暖房気味の除
湿とすることができる。従って、暖房運転状態で除湿運
転状態に切り替えたとしても、吹出空気温度が大幅に低
下することはなく、良好な暖房が達成できることにな
る。
【0165】また、除湿運転状態では蒸発器207が蒸
発作用を行うため、特に冬季のような蒸発器207に吸
い込まれる空気温度が低い時には、蒸発器207におけ
る凍結の恐れがある。そこでこのような場合には、除湿
運転から暖房運転へ切り替えることによって、蒸発器2
07の凍結を良好に防止できる。
【0166】図41は暖房運転状態から除湿運転状態へ
切替制御する場合のフローチャートを示す。このフロー
チャートは上述した各冷凍サイクルの電磁弁の切り替え
を制御するのに用いられる。ステップ440でスタート
した後、ステップ441にてエアコンスイッチ305の
オンオフを判別する。エアコンスイッチがオンの状態で
はステップ442にて小風のみの運転状態から圧縮機2
01を駆動する空調運転状態かを判別する。ステップ4
42にて空調運転状態が判別されると、ステップ443
にて冷房運転状態、除湿運転状態及び暖房運転状態の判
別を行う。
【0167】前述したように、各冷凍サイクルとも冷房
運転状態では圧縮機201より吐出された冷媒が室外熱
交換器202にて凝縮し、次いで減圧膨張の後、蒸発器
207に供給される。そして、蒸発器207にて空気中
より気化熱を奪い、空気の冷却を行う。一方、暖房運転
状態では、圧縮機201より吐出された冷媒は凝縮器2
03に流入し、空気中に凝縮熱を発散して空気の加熱を
行う。次いで、減圧膨張の後、室外熱交換器202にて
蒸発して圧縮機201に再度注入される。
【0168】除湿運転時は、各冷凍サイクルに応じて室
外熱交換器202の用い方は異なるが、凝縮器203に
おいては、凝縮機能を行い、凝縮熱を空気中に放散して
空気の加熱を行う。また、蒸発器207では蒸発作用を
行い、気化熱により空気を冷却し、空気中より水分を凝
縮させる。そして、室外熱交換器202は、冷凍サイク
ルの回路によっては蒸発器として作用したり、また凝縮
器として作用したりする。さらに、上述の説明にあった
ように、室外熱交換器202へ流れる冷媒流れは凝縮器
203と直列となる場合及び凝縮器203と並列となる
場合がある。すなわち、圧縮機201より吐出された冷
媒がまず凝縮器203に流入し、その後室外熱交換器2
02へ流入して、凝縮器203と室外熱交換器202の
双方が凝縮作用を行い、その後、キャピラリー211よ
り蒸発器207へ流れる状態がある。この直列接続にお
いては、まず冷媒を該熱交換器202へ流し、ついで凝
縮器203へ流しても良い。また、圧縮機201より吐
出された冷媒が凝縮器203と室外熱交換器202の双
方に並列的に供給され、凝縮器203と室外熱交換器2
02の双方で凝縮した冷媒がキャピラリー211を介し
て蒸発器207へ供給される場合がある。
【0169】さらに、この除湿運転時において室外熱交
換器202が蒸発器として作用する場合も、同様に冷媒
流れが直列となる場合と並列となる場合がある。すなわ
ち、凝縮器203で凝縮した冷媒がキャピラリーを通過
した後、室外熱交換器202と蒸発器207とを直列に
流れて、室外熱交換器202と蒸発器207とで蒸発機
能を達成し、その後圧縮機201に吸入される場合があ
る。特にその場合には、蒸発器207が室外熱交換器2
02の上流側に位置する場合と、室外熱交換器202が
蒸発器207の上流側に位置する場合がある。
【0170】また、凝縮器203で凝縮した液冷媒がキ
ャピラリーを通過した後、室外熱交換器202と蒸発器
207の双方に並列的に供給される場合もある。本例で
は、特に暖房運転状態において暖房運転とするか除湿運
転とするかをステップ444にて、内外気切替ダンパ1
31の切替状態に応じて判別する。すなわち、ステップ
444にて外気導入状態を検知した場合には、そのまま
暖房運転状態とする。これは、通常外気導入状態では車
室内の換気がなされ、窓ガラスの曇りが生じにくいから
である。
【0171】ステップ444にて内外気切替ダンパ13
1が内気導入状態であることを判別した時には、次いで
ステップ445にてキャンセルスイッチのオンオフを判
別する。
【0172】キャンセルスイッチとは図示しないがコン
トロールパネルに設けられ、暖房運転状態に自動的に除
湿運転に切り替わるのを手動操作でキャンセルするもの
である。ただしキャンセルスイッチが投入された場合に
は、ステップ444にて窓ガラスの曇りが予知されたと
しても、依然、暖房運転が継続することになる。
【0173】このキャンセルスイッチが投入されていな
いときに限り、ステップ444にて窓ガラスの曇りが予
知された時に除湿運転を行うことになる。この除湿運転
は暖房気味の除湿運転とすることが望ましい。これは、
室外熱交換器が凝縮器として作動する冷凍サイクルにお
いて、室外熱交換器の熱交換機能を低下させることで達
成する。なお、この暖房気味の除湿運転については後述
する。
【0174】なお、図41のフローチャートでは、窓ガ
ラスの曇り状態を内外気切替ダンパ131の切替状態に
て判別していたが、図42に示すフローチャートのよう
に、吹き出しモードや外気条件によって切り替えを行う
ようにしてもよい。
【0175】すなわち、ステップ444にて外気が検出
された場合でも、ステップ446にて吹き出し口がDE
F吹き出し口146へ空気が流れる状態であれば、乗員
が除湿を必要としているものと判別して除湿運転側に切
り替える。なお、ステップ444のモード判別とステッ
プ446の吹き出し口切り替え判別とは以下の通り相違
する。すなわち、ステップ443のモード判別は主にT
aoに基づき判断されるもので、また、ステップ446
のモード切り替えは乗員の選択によってなされるもので
ある。
【0176】ステップ447は外気温度が0℃以上であ
るか否かの判別を行う。ここで、外気温が0℃以下と判
断された時には、除湿運転を行うと蒸発器207におい
て凍結の恐れがあるので、暖房運転とする。そして、外
気温度が0℃以上で蒸発器207の凍結の恐れがない時
には除湿運転とする。
【0177】上述のステップ446におけるDEFモー
ドとは、DEF吹き出し口146へ空気が流れる状態を
全ていい、空気の全量がDEF吹き出し口146へ向か
う場合のみならず、空気がDEF吹き出し口146とF
OOT吹き出し口145との双方に流れる場合も含む。
【0178】図43は暖房運転と除湿運転との切り替え
の他のフローチャートを示す。この図43のフローチャ
ートでは、ステップ448にてフロントガラスの曇りを
判定する。この判定は図示しない結露センサーを用いて
行う。結露センサーはガラス部分の温度と空気の湿度と
より、ガラス表面が空気中の水分の露点以下になってい
るかを識別し、曇りの発生を予知するものである。そし
て、このステップ448にて曇りの発生が認められない
場合には暖房運転に移る。
【0179】ステップ448にて曇りの発生が予知され
た場合には、ステップ447にて外気温度を検知し、外
気温度が0℃以上であれば暖房気味の除湿運転とする。
この場合には、暖房効率を良くするために内外気切替ダ
ンパを内気導入状態とし、またダンパ141も開口して
温められた空気がDEF吹き出し口146より窓ガラス
に向かうようにする。
【0180】ステップ447に外気温度0℃以下の状態
が検知された場合には、蒸発器207の凍結防止のため
暖房運転とする。しかし、この状態は窓ガラスの曇りが
予知される状態であるので、内外気切替ダンパ131は
外気導入状態とする。またダンパ141がDEF通路1
46を開き、暖房運転にて温められた空気をDEF吹き
出し口146より窓ガラスに向け吹き出すものとする。
【0181】ステップ447にて外気温度が0℃以上で
ある旨判別した場合には、暖房気味の除湿運転を行う。
この場合には、暖房負荷を下げるべく内外気切替ダンパ
131を切り替えて内気導入状態とする。併せて窓ガラ
スの曇りが良好に防止することができるように、DEF
吹き出し口146を開く。
【0182】図44は窓ガラスの曇り防止のための他の
制御を示すフローチャートである。このフローチャート
では、曇りの発生の検知を内外気切替ダンパ131の位
置にて判別する(ステップ444)。そして、そのステ
ップ444にて内気導入状態が判別された場合には、窓
ガラスの曇りが予想される状態であるので、次にステッ
プ448にて実際の窓ガラスの状況を判別する。そし
て、実際に窓ガラスが曇っている、もしくは曇りつつあ
る状態を検知した時には、暖房気味の除湿運転とする。
逆に、ステップ448にて、窓ガラスの曇りが検知され
ない場合には、ステップ444にて内記導入状態が判別
されたとしても暖房運転を継続することとする。
【0183】図45は、暖房気味除湿運転と暖房運転と
の切り替えを制御する他の例のフローチャートを示す。
この例では、上述の例と同じくステップ444にて内外
気切替ダンパ131の切り替え位置を判断し、これに基
づき制御する。ただ、ステップ444にて内気導入状態
が検出された場合でも、キャンセルスイッチが投入され
ている状態では、引き続き暖房運転を行う(ステップ4
45)のは図42図示フローチャートと同様である。そ
して、図45図示フローチャートでは、さらにステップ
449を追加し、内外気切替ダンパ131が内気導入状
態に切り替わってからの経過時間を判別する。これは、
内気導入状態に切り替わっても、直ちに窓ガラスの曇り
につながることは少ないからである。そして、ステップ
449にて、内気導入状態が所定時間、例えば1〜3分
程度経過したことが判別されると暖房気味除湿運転とす
る。一方、ステップ449にて内気導入状態の継続時間
が所定時間、例えば1〜3分以下と判別した場合には暖
房運転が継続される。これは、自動車の走行状態によっ
ては、例えばトンネル走行時のみ内気導入状態とするよ
うに、内気の導入時間が比較的短時間で終了する使われ
方があるからである。
【0184】なお、上述の例では、ステップ443にて
暖房運転が選択された場合に、除湿が必要であれば暖房
気味の除湿運転を行うようにしていたが、図46に示す
ように、暖房気味除湿運転と暖房運転とを所定時間で交
互に切り替え運転するようにしてもよい。これは5〜1
0分程度の間隔で交互運転を行う。これにより、除湿運
転時であっても自動車車室内の暖房が良好に行えるよう
にするものである。
【0185】次に、モード443にて除湿運転が判別さ
れた時に、これを暖房運転へ切り替える制御のフローチ
ャートを図47に示す。これは、上述のように除湿運転
状態では蒸発器207が作動し、この蒸発器に通常車外
からの冷気が導入されるので、蒸発器207に凍結が生
じる恐れがあるからである。蒸発器207が凍結する
と、通風抵抗が高まり、熱交換効率が悪化することにな
る。
【0186】そこで、図47のフローチャートでは、ス
テップ450にて蒸発器207の凍結状態を判別する。
このステップ450の判別は蒸発器207の表面温度を
検知する温度センサからの検出温度信号が0℃以下とな
り、かつ蒸発器207を通過した空気の温度が0℃程度
まで低下した時に蒸発器207の凍結状態を判別するも
のである。
【0187】ステップ450にて蒸発器207の凍結が
確認されなければ、そのまま除湿運転を行う。しかし、
ステップ450にて蒸発器207の凍結が検知された時
には、ステップ451へ向かう。ステップ451は室温
が設定温度以上になっているかどうかを判別するもので
ある。そして、このステップ451において、室温が設
定温度より高い状態が判別されれば、その状態では車室
に暖房が要求されていないことを示す。従って、この場
合には、暖房運転に切り替えることはない。ただ、ステ
ップ450にて、蒸発器207の凍結が判断されている
ので、その凍結を解除すべくステップ201の吐出容量
を低下させる。これにより、蒸発器207での蒸発能力
を低下させ、蒸発器207における凍結を少なくとも進
行させないようにする。
【0188】ステップ451において、室温の方が設定
温度より下回っている状態が判別されれば、この状態で
は暖房運転としても乗員に不快感を与えることはないの
で、暖房運転に切り替える。
【0189】なお、図47の制御フローチャートにおい
て、ステップ451を省略することはもちろん可能であ
る。すなわち、ステップ450にて蒸発器207の凍結
が検知されればただちに暖房運転に切り替えるようにし
ても良い。
【0190】次に、暖房運転状態で室外熱交換器202
の着霜状態を検知して、除湿運転へ切り替える場合の制
御につき説明する。図48のフローチャートにおいて、
ステップ443にて暖房モードが選定された時、次いで
ステップ452において、室外熱交換器202の着霜状
態を検知する。
【0191】これは前述したように、暖房運転状態では
室外熱交換器202が蒸発器として作動するため、外気
温度が低い場合にはこの室外熱交換器202の表面で着
霜が生じる恐れがあるからである。ステップ452の判
別は次の条件で行う。まず室外熱交換器の温度が−3℃
以下に低下した状態での暖房運転時間が1時間以上とな
っているかどうか、次いで室外熱交換器202の温度が
外気温度より12℃以上下回っているかどうかで判別す
る。これは、室外熱交換器の温度が−3℃よりも上回る
場合には、表面の温度が着霜に至るほど低くないことを
表し、また室外熱交換器の温度が外気温度より12℃以
上下回っていないのは、室外熱交換器202において十
分な蒸発機能が保持されていることを示すものである。
すなわち、室外熱交換器202の表面に着霜が生じる
と、熱の通過が疎外され、結果として室外熱交換器20
2での蒸発作用が低下する。そのため、冷凍サイクルの
機能を維持すべく冷媒の蒸発圧力が低下することにな
る。そして、このように蒸発圧力が低下した冷媒では、
蒸発温度の一層の低下が認められ、結果として室外熱交
換器202の温度がその室外熱交換器202に供給され
る外気の温度より12℃以上低くなるからである。さら
に、室外熱交換器202への冷媒供給時間が1時間以上
経過しているか否かを見るのは、通常、室外熱交換器2
02で着霜が生じて暖房性能に大きな影響をきたすのは
1時間以上の連続運転時に現れる現象であるからであ
る。
【0192】このようにステップ452において、室外
熱交換器202の状態が検知され、未着霜と認められれ
ば暖房運転を継続する。逆にステップ452にて着霜状
態が検知されれば、その状態をステップ452におい
て、着霜表示する。この着霜表示により、除霜の必要性
を見出せる。図52は操作パネルの一例を示すが、図に
おいて315は着霜を表示するLEDである。また、3
14は除湿を開始するスイッチで、乗員がこの除霜スイ
ッチ314を投入すると、その投入がステップ453で
検知され、除湿運転に切り替わる。なお、この場合の除
湿運転は室外熱交換器202が凝縮器として作用する冷
凍サイクルとなる。すなわち、除湿運転であっても、室
外熱交換器を蒸発器として作動するサイクルは本例にお
いては除外される。
【0193】なお、図52図示の操作パネルでは停止ス
イッチ307で空調装置の作動のみでなく送風機132
の作動も同時に停止させる。送風機132のみ作動させ
る場合には、従って、送風スイッチ316を投入するこ
ととする。送風時の送風機132能力の切り替えはスイ
ッチ301により行う。
【0194】そして、除霜を容易とするため、圧縮機2
01の容量を大容量とする。また、除湿運転としたこと
で暖房能力が低下することがないように、内外気切替ダ
ンパ131を内気モードに切り替える。さらに、必要に
応じて補助ヒータ700,701を作動させる。また、
送風機132の風量を低下させ、吹出空気温度の低下を
防止する。さらに、室外熱交換器202用の送風機25
1を停止させる。
【0195】このようにした結果、室外熱交換器202
には圧縮機201より吐出された高圧の冷媒が供給さ
れ、この冷媒の熱により室外熱交換器202表面に密着
した霜を融解することができる。
【0196】なお、図48図示フローチャートでは、除
霜が必要な時に除湿運転を行うようにしていたが、図4
9図示フローチャートに示すように、暖房気味除湿運転
と暖房運転の交互運転としても良い。すなわち、図49
のステップ454で示すように、暖房運転を所定時間、
例えば30分乃至1時間行った後に、除霜運転を所定時
間、例えば1分乃至5分程度行うように交互に切り替え
るようにしてもよい。
【0197】なお、この場合、ステップ452の着霜検
出はその条件として、室外熱交換器202の蒸発器とし
ての機能が1時間以上経過していたか否かの条件は省か
れる。すなわち、室外熱交換器の温度が外気温度より所
定温度以上低いか否か、及び室外熱交換器温度が−3℃
より低下しているか否かで着霜の有無を判断する。ここ
で、室外熱交換器温度と外気温度との温度差を図48図
示フローチャートのステップ452のように、12℃以
上としたのでなく、図49図示フローチャートのステッ
プ452では8℃以上としている。これは、室外熱交換
器202に完全に霜が付く状態となる前に、予防的に室
外熱交換器202の着霜を検知しようとするためであ
る。
【0198】また、このフローチャートにおいて、ステ
ップ454の暖房気味除湿運転においては、内外気切替
ダンパ131を内気導入状態に全面的に切り替えるので
はなく、内気と外気との双方を導入する状態としても良
い。
【0199】次に、上述の例で用いた暖房気味除湿運転
につき説明する。除湿運転においては、空気は蒸発器2
07で冷却された後、凝縮器203で加熱されるが、前
述の説明の通り、蒸発器207では空気中の水分を凝縮
させるための顕熱に熱が用いられるため、空気温度はさ
ほど低下せず、結果として蒸発器207と凝縮器203
の双方を通過した空気の温度は上昇することになる。さ
らに、この除湿運転では熱交換器を凝縮器203、蒸発
器207及び室外熱交換器202の少なくとも三つ用い
ることとなるため、室外熱交換器202の熱交換能力を
可変制御することで凝縮器203の冷媒凝縮圧力すなわ
ち凝縮温度を可変制御することができる。例えば、図2
1に示すような冷凍サイクルで、凝縮器203と室外熱
交換器202とが共に凝縮作用を行う時、室外熱交換器
202用の送風機251を制御することで冷凍サイクル
としての凝縮能力を可変できる。送風機251が大風量
で作動した時には、凝縮能力が高まり、結果として冷媒
の凝縮圧力が低下する。そのことは、冷媒の凝縮温度低
下を意味し、凝縮器203の温度低下を来すことにな
る。
【0200】逆に送風機251を作動停止した状態で
は、室外熱交換器202の交換能力が低下し、結果とし
て冷凍サイクルの凝縮能力の低下を来す。そのことによ
り、冷媒の凝縮圧力が上昇し、凝縮器203における冷
媒の凝縮温度の上昇を来す。これにより、凝縮器203
の温度を上昇させることとなり、暖房気味の除湿運転が
達成される。
【0201】この室外熱交換器202の凝縮能力を可変
する手段としては、上述の送風機251の制御の他に
も、種々の例がある。例えば14図示冷凍サイクルのよ
うにダンパ253を用いたものでは、このダンパ253
の回路を制御することで、室外熱交換器202へ流入す
る空気量を調整し、これで室外熱交換器の熱交換能力を
可変しても良い。さらには、室外熱交換器202を複数
に分離したものにおいては、室外熱交換器202の有効
熱交換面積を制御することで熱交換効率の制御を行って
もよい。また必要に応じ、室外熱交換器202へ水等の
冷却材を流し、この冷却材の量を制御することで室外熱
交換器202の熱交換能力を可変するようにしてもよ
い。
【0202】また、室外熱交換器202への流入する空
気を室外の空気と車室内の空気とで切り替えれるように
した装置にあっては、室外熱交換器202へ流入する空
気の温度を変えることで、室外熱交換器202の熱交換
能力を制御するようにしても良い。
【0203】さらに、図33に示すように、除湿運転時
に圧縮機201より吐出さた冷媒が凝縮器203と室外
熱交換器202の双方に並列的に供給ものにあっては、
室外熱交換器202へ供給される冷媒の流量をバルブ2
94の開閉制御によって可変しても良い。すなわち、バ
ルブ294が開いた状態では、冷媒が室外熱交換器20
2と凝縮器203の双方に流れ、両熱交換器202,2
03によって十分な凝縮作用がなされることになる。逆
に、バルブ294を閉じた場合には、凝縮作用は凝縮器
203のみで行うこととなり、凝縮能力が低下すること
なる。
【0204】以上の室外熱交換器202の能力制御は、
暖房気味除湿運転のためのみならず、冷凍サイクル全体
の制御用に用いてよいことはもちろんである。例えば、
除湿運転時に高圧側冷媒圧力が異常上昇した時に、冷凍
サイクル保護のために室外熱交換器202の能力を可変
しても良い。
【0205】図50は、その目的で室外熱交換器202
用送風機251を制御するものである。冷媒としてフロ
ンR22を用いた時、高圧側冷媒圧力が24.5kg/
cm 2 G以上となった場合には、送風機251の回転を
高速回転とする。逆に、高圧側冷媒圧力が22.5kg
/cm2 G以下となった場合には、送風機251を停止
する。そして、その間の領域では所定のヒステリシスを
持たせて、送風機251の回転を低速回転としておく。
【0206】図51は、冷凍サイクル保護と運転の快適
性追究の双方の目的で室外熱交換器202の能力制御を
行う場合の制御フローチャートを示す。除湿運転時にま
ずステップ460で冷凍サイクルの高圧側圧力と設定値
との比較をする。高圧側圧力が設定値、例えば24.5
kg/cm2 G以上であればステップ461にて室外熱
交換器202より送風機251の能力を増加する。これ
により、凝縮能力を高め、冷凍サイクルの高圧上昇を防
止する。
【0207】ステップ460において、高圧側圧力が所
定値以上でないことが認められたら、次いで、ステップ
462において、室温と設定温度との比較を行う。室温
が設定温度より1℃以上高い場合には、もはや暖房能力
がさほど要求されないと判断して、送風機251の風量
を上げ、凝縮能力の増大を図る。逆に室温の方が設定温
度より1℃以上低い時には、暖房能力の増大が要求され
ると判断して、送風機251の送風量を低下する。これ
により、室外熱交換器202での凝縮能力を低下させ、
凝縮器203の凝縮圧力及び凝縮温度を増大させる。
【0208】室温と設定温度とが±1℃内であればその
ままの状態で送風機251の状態を維持する。図53は
本発明のさらに他の例を示す。この図では、加熱器20
3がダクト100内に空気流れ方向に3段に直列配列さ
れている。そして、空気流れ方向の最上流側の過冷却器
203cの上流側冷媒配管に感温筒204が配設され、
過冷却器203c入口での冷媒状態が所定値となるよう
に膨張弁206が冷媒流路を可変制御する。
【0209】本例では、凝縮器203bを通過した状態
で冷媒に2ないし3℃程度の過冷却度を生じるように膨
張弁206が冷媒通路を制御する。加熱器203を通過
する空気温度が低い時や、空気流量か大きい時などは加
熱器203内で冷媒が凝縮しやすく、凝縮器203bを
通過した状態で十分な過冷却度をもつことがあり得る。
この場合には、冷媒温度の低下を感温筒204が関知
し、膨張弁206にフィードバックして膨張弁206が
冷媒通路を広げる方向に可変する。その結果、加熱器2
03側の冷媒圧力が低下し、凝縮器203b通過時の冷
媒の過冷却度が減少する。
【0210】逆に、加熱器203に流入する空気流量が
少ない時などは、凝縮器203a,203bにおいて十
分な放熱が行えない。その結果凝縮器203bを通過し
た状態であっても冷媒に所定量の過冷却度を得ることが
できなくなる。この状態では、感温筒204における冷
媒温度が上昇し、その信号が膨張弁206へフィードバ
ックされる。それにより、膨張弁は冷媒通路を狭める方
向に可変する。これをうけ、膨張弁206上流側の加熱
器203での冷媒圧力が上昇し、冷媒が凝縮しやすくな
る。すなわち、同一の空気流量であっても、過冷却がと
りやすくなる。
【0211】このように、感温筒204からの信号に応
じて膨張弁206が冷媒通路を可変制御することで、感
温筒204配置位置における冷媒の過冷却度を所定値に
保持することができる。
【0212】上述のように、本例では感温筒204設置
位置の冷媒状態が2ないし3℃の過冷却度を持つように
していることから、その冷媒流れ下流側である過冷却器
203cは確実に冷媒の過冷却をもたすことができる。
【0213】すなわち、過冷却器203cはその入口側
の冷媒がすでに所定(2ないし3℃)の過冷却を持って
いるものであることより、過冷却器203c通過時の冷
媒はそれ以上の大きな過冷却度を持つことになる。この
過冷却度の幅は、過冷却器203cへ流入する空気の温
度や流量によって必ずしも一定とはならないが、過冷却
度は確実に大きくできる。
【0214】過冷却度を大きくすることは、放熱側の冷
媒のエンタルピーを大きくとれることとなり、ひいては
冷凍サイクルの運転効率を高めることになる。特に、本
例のものは感温筒204設置位置の下流側に過冷却器2
03cを配置していることで、この過冷却による冷凍サ
イクル運転効率向上を確実に達成できることになる。特
に、自動車用空調装置のようにエアミックスダンパ15
4とともに用いられるものでは、エアミックスダンパ1
54の開度に応じて加熱器203側へ流入する空気の流
量が大きく変動することになる。また、蒸発器207へ
冷媒を流した状態と蒸発器207をバイパスするバイパ
ス通路230側へ冷媒を流した状態とでは加熱器203
へ流入する空気の温度が大きく変動することになる。
【0215】このように、自動車用空調装置においては
加熱器203へ流入する空気の流量および温度が大きく
変動するものであるため、どのような運転状態であって
も確実に過冷却度をもたすためには、本例のように感温
筒204の下流側にさらに過冷却器203cを配置する
ことが望ましい。
【0216】また図53の例では室外熱交換器に202
の前方に空気の流入を制限するシャッター255を設け
ている。これは、図4図示例におけるダンパ253の機
能に相当するもので、ダンパ253よりこの図53のよ
うなシャッター255としたほうが、搭載面積を減少す
ることができる。さらに、この図53図示例では図18
図示例と同様、室外熱交換器202へ流入する空気を電
気的に制御すべくファン251を備えている。
【0217】このシャッター255は特に冷凍サイクル
の除霜運転時において有効である。除霜運転とは暖房運
転中に室外熱交換器202に着霜が検出された時室外熱
交換器202へ高温高圧の冷媒を流入させることで室外
熱交換器202の温度を上昇させ、室外熱交換器202
に氷結した霜を溶かす状態である。このように除霜運転
は外気温度が低い暖房運転時に行われるものであるた
め、この除霜運転中に外気が室外熱交換器に多量に流入
したのでは、除霜に多くの時間を利用するばかりか、場
合によっては除霜ができない状態もありうる。特に、自
動車用熱交換器では、室外熱交換器202は自動車の車
速風を受けやすい位置に配置されるものであるため、自
動車走行時の車速風により室外熱交換器202が冷やさ
れることは、この除霜運転に大きな影響を及ぼす。
【0218】そこで、本例のものでは、この除霜運転時
にはシャッター255を閉じて車速風が室外熱交換器2
02へ流入しなくするとともに、室外熱交換器用ファン
251の運転も停止する。
【0219】次にこの図53図示冷凍サイクルの制御方
法につき説明する。冷凍サイクルを暖房運転とするか、
除湿暖房運転とするか、除湿運転とするか、冷房運転と
するかおよび室外熱交換器の除霜運転とするかの判断は
図48図示制御と同様のフローに基づく判断する。各モ
ードに対して四方弁213,電磁弁231およびシャッ
ター255の開閉は図54のような状態で行う。
【0220】なお、四方弁213は上述の実施例と同様
圧縮機201より吐出された冷媒を室外熱交換器202
側へ流し、蒸発器207側より帰還冷媒を吸入する状態
(クーラー状態)と、圧縮機201より吐出された冷媒
を加熱器203側へ流し帰還冷媒を室外熱交換器202
側より吸入する状態(ヒーター状態)との切り替えを行
うものである。
【0221】また電磁弁231は、蒸発器207をバイ
パスして冷媒を流すバイパス通路230の開閉を行うも
のである。従って、冷媒は電磁弁231が開かれた時に
はバイパス通路230を流れ蒸発器207側へは実質的
に流入しない。逆に電磁弁231が閉じた状態では、冷
媒は蒸発器207側へ流入することとなる。
【0222】図54図示制御に示すように、暖房運転お
よび除湿暖房運転では四方弁213はヒータ状態に切り
換わり、加熱器203に高温高圧の冷媒が供給される。
一方、除湿運転,冷房運転および除霜運転では四方弁2
13はクーラー状態に切り換わり、高温高圧の冷媒を室
外熱交換器202に供給される。
【0223】電磁弁231は暖房運転時のみ開き他のモ
ードでは閉じている。すなわち、暖房運転時のみ冷媒は
蒸発器207をバイパスして流れる。その結果暖房運転
時に蒸発器が機能しなくなり、ダクト100内を流れる
空気は蒸発器207によって冷却されることはない。そ
れ以外の運転状態では、冷媒はキャピラリー211通過
後蒸発器207へ供給され、蒸発器は空気の冷却器とし
て機能する。
【0224】シャッター255は、上述のように室外熱
交換器202の除霜時のみ閉じ、他の状態では開いてい
る。図54における暖房状態のAおよび除湿暖房状態の
Bは図55のような制御となる。すなわち、暖房運転状
態ではステップ470において、室外熱交換器用ファン
251の回転を最大とする。これによりヒートポンプ運
転時外気よりの吸熱を最大とする。
【0225】すなわちこの暖房運転時には、圧縮機20
1より吐出された冷媒は四方弁213を通り加熱器20
3側へ流入し、加熱器203で凝縮液化したのち膨張弁
206およびバイパス通路230を経て室外熱交換器2
02へ流入する。そして室外熱交換器202が蒸発器と
して作用し、冷媒を蒸発させたのち、冷媒は四方弁20
3を経て圧縮機201へ帰還する。従って、この暖房運
転時には冷媒が室外熱交換器で蒸発することにより外気
中より熱を吸熱するものであるため、この吸熱量を最大
とすべき室外熱交換器201の回転も最大回転にする。
【0226】圧縮機201の回転数は目標吹出温度TA
Oと吹出温度TAとの比較で行う。吹出温度は吹出温度
センサ323からの信号に基づき判断する。この吹出温
度センサ323はダクト100内で加熱器203を通過
した温風と加熱器203をバイパスした冷風とが混合さ
れる位置に配置される。目標吹出温度が実際の吹出温度
より高い時にはその状態をステップ471にて判別し、
インバータの周波数を上昇させる(ステップ472)。
逆に実際の吹出温度TAのほうが目標吹出温度より高く
なっている時にはインバータの周波数を下げる(ステッ
プ473)。
【0227】なおこの暖房運転時および後述する除湿暖
房運転時では冷風が室内に吹出すことがないようにエア
ミックスダンパ154は空気が全量加熱器203側へ流
入するように位置している(ステップ474)。
【0228】次に図54のBの除湿暖房運転の制御につ
き説明する。この除湿暖房運転では電磁弁231が閉じ
冷媒が蒸発器207側へ流入することになる。すなわち
この状態では加熱器204が凝縮器として作用し、蒸発
器207と室外熱交換器202の双方が蒸発器として作
動することになる。
【0229】ステップ475にて蒸発器207を通過し
た空気温度が3℃以下であるか否かを判断する。なおこ
の空気温度は蒸発器207下流側に配置された温度セン
サー361からの信号に基づき判断する。空気温度が3
℃以上である時には、室外熱交換器202での熱交換能
力を低下させて、蒸発器207及び室外熱交換器202
の蒸発圧力を低下させるべく室外熱交換器用ファン25
1を停止する(ステップ476)。
【0230】それ以外の状態では目標吹出温度と吹出温
度との比較に応じて室外熱交換器用ファン251の回転
数を制御する。目標吹出温度のほうが実際の吹出温度T
Aより高い時にはその状態をステップ477にて判別
し、室外熱交換器用ファン251の回転数を上昇させる
(ステップ478)。これにより室外熱交換器での吸熱
量を増し吹出温度の上昇を図る。逆に吹出温度TAが目
標吹出温度TAOより高い時には、室外熱交換器202
の吸熱量を低下させるようファン251の回転数を低下
させる。
【0231】このようにして目標吹出温度TAOに応じ
て室外熱交換器用ファン251の回転を制御するもので
あるが、この回転が中間域であるときもしくは最大/最
小域より中間域へ向う状態であるときには、その状態を
ステップ480にて検知して、エアミックスダンパ開度
を最大とする(ステップ474)。それ以外の状態では
ステップ471に向かい圧縮機201用インバータの回
転を制御する。
【0232】すなわちこの図55図示制御では、除湿暖
房時における冷凍サイクルの能力制御を、まず第1には
室外熱交換器用ファン251にて行い、この室外熱交換
器用ファンが最大もしくは最小となった時にはじめてイ
ンバータによる圧縮機201吐出容量制御を行うことと
する。
【0233】次に図54でCに示す除湿運転につき説明
する。この除湿運転では四方弁213が切り替わり、室
外熱交換器202および加熱器203が凝縮器として作
用し、蒸発器207で冷媒の蒸発を行う。
【0234】この除湿運転時でも外気温度が3℃以下で
あるか否かを判断し(ステップ475)、外気温度が3
℃以下の場合には室外熱交換器用ファン251を停止す
る(ステップ476)。さらにこの場合にはエアミック
スダンパ154の回路を空気が全量加熱器203側へ流
入する状態とする(ステップ481)。
【0235】外気温度が3℃以上の時の冷凍サイクルの
温度制御は第1にはエアミックスダンパ154で行い、
ついで室外熱交換器用ファン251で行い、そののちに
圧縮機201の容量制御で行う。室外熱交換器および圧
縮機の容量制御は、上述の除湿暖房運転状態と同様であ
る。
【0236】エアミックスダンパ154による制御は、
ステップ482にてエアミックスダンパが最大暖房位置
に変位しているか否かの検知に先立ち、ステップ483
にて目標吹出温度TAOと吹出温度TAとを比較し、エ
アミックスダンパ154の開度を調整する(ステップ4
84および485)。
【0237】次に図54におけるDの冷房運転につき図
57を用いて説明する。この冷房運転時には、冷媒はま
ず室外熱交換器202へ流入し、次いで加熱器203を
通過後膨張弁206にて減圧膨張され、蒸発器207へ
流入する。そして蒸発器207で蒸発した冷媒はアキュ
ムレータ212を介し圧縮機201に帰還する。この冷
房運転時には、加熱器により空気を加熱することはない
ので、エアミックスダンパ154は加熱器203を閉じ
る状態に変位する(ステップ486)。また室外熱交換
器202は凝縮器として作動するので、この凝縮器の放
熱能力を最大とすべく室外熱交換器用ファン251の回
転を最大とする(ステップ487)。その状態で、冷房
能力の制御はインバータによる圧縮機の吐出容量の可変
で行う(ステップ471〜473)。
【0238】次に図54におけるEの除霜運転につき図
58を用いて説明する。この除霜運転は冷媒流れは基本
的に冷房運転と同様で、高温高圧の冷媒が室外熱交換器
202に流入する。ただ前述したように、除霜を早くす
る目的でシャッター255を閉じる。さらにこの状態
は、基本的には暖房が要求される状態であるので、エア
ミックスダンパ154は空気が全量加熱器203側へ流
れるよう変位する(ステップ488)。また冷風が室外
熱交換器202に当たらないよう室外熱交換器用ファン
251は作動しない(ステップ489)。さらに除霜を
短期間で終わらせるべく、インバータを制御し圧縮機の
吐出容量を最大とする(ステップ490)。
【0239】上述の各運転状態における、四方弁21
3,電磁弁231,シャッター255,エアミックスダ
ンパ154,室外熱交換器用ファン251および圧縮機
201容量制御用インバータの運転状態を図59におい
て一覧表示する。
【0240】さらに図60ないし図63において、上述
した暖房,除湿暖房,冷房および除霜運転における冷媒
の流れ方向を図示する。冷媒流れは図中太線で表示す
る。図60図示暖房運転状態では、加熱器203が凝縮
器および過冷却器として作動し、室外熱交換器202が
蒸発器として作動し、ダクト100内に配置された蒸発
器207は作動しない。これは蒸発器207を不作動と
することで、暖房時のダクト内空気の冷却を防止するも
のである。
【0241】しかしながら、暖房開始直後のウォームア
ップ時のように、特に暖房負荷の大きい時には、冷凍サ
イクルを図61で示す除湿暖房運転と同様とし、蒸発器
207へも冷媒を流し、蒸発器207を吸熱器として作
動させるようにしてもよい。
【0242】これは、このような暖房負荷の大きい時に
は、もともと吸入される空気温度が低いため、蒸発器2
07による空気温度の低下はあまり問題とならないこ
と、および、蒸発器での吸熱は、空気の潜熱変化により
吸収され、空気温度自体はさほど低下しないこと、さら
に冷凍サイクル全体としては吸熱が蒸発器207と室外
熱交換器202との双方によりなされることから、吸熱
量が増え結果として加熱器203よりの放熱量が上昇す
ることによる。
【0243】すなわち、蒸発器207へ吸入される空気
は、蒸発器207により吸熱されることになるが、その
際熱は、空気中の水分の凝縮によってまずなされるもの
であるため、蒸発器207を通過しても空気の温度はさ
ほど低下しない。それよりも、吸熱量が増したことに伴
う、加熱器203の放熱量上昇のほうが温度上昇には効
果的に作用する。すなわち、加熱器203の放熱量は、
ただちに加熱器203を通過する空気の温度上昇につな
がり潜熱の変動はないからである。
【0244】しかも吸熱が蒸発器207と室外熱交換器
202の双方でなされる結果、吸熱量が増え、結果とし
て冷媒の蒸発圧力が上昇することになる。この蒸発圧力
の上昇に伴い、圧縮機201に吸入される冷媒の比容積
が小さくなり、そのため圧縮機201による循環冷媒の
重量流量が増える。このようにして、加熱器203へ供
給される冷媒の熱量も増加することとなり、加熱器20
3による放熱量が上昇する。
【0245】ただ、この運転状態は、結果として圧縮機
201により多くの動力を要求することとなるので、通
常の暖房運転は前述の通り図60図示冷媒流れとする。
図62は冷房運転時の冷媒流れを示し、図63は室外熱
交換器202の除霜を行う際の冷媒流れを示す。
【0246】図64は、図53図示実施例のサイクルに
おける制御用操作パネルの例を示す図である。この図5
3図示例では、前述の通り除湿暖房運転モードを有する
ものであるため、図52図示パネルに比べて、この除湿
暖房のスイッチが追加されている。
【0247】本発明のさらに他の例を図65に基づき説
明する。この図65図示実施例は、図53図示実施例に
比べて蒸発圧力調整弁208を廃止している。図65図
示実施例の制御説明の前に、まず図53に基づき蒸発圧
力調整弁208の機能を説明する。蒸発圧力調整弁は、
特に除湿暖房時において、蒸発器207と室外熱交換器
202との双方が吸熱器として冷媒の蒸発を行う際に、
蒸発器207表面での着霜を防止するものである。
【0248】すなわち、蒸発器207での冷媒の蒸発圧
力が低下しすぎ冷媒蒸発温度が氷点下となる際には、蒸
発器207表面に霜が付着する恐れがあるので、このよ
うなことがないように、蒸発圧力調整弁208により常
に蒸発器207出口での冷媒圧力を所定値以上に保つも
のである。
【0249】図65図示例では、この蒸発圧力調整弁の
機能をバイパス通路230の開閉により達成している。
すなわち、この図65図示実施例でも、上述の図53図
示実施例と同様除湿暖房時には蒸発器207および室外
熱交換器202の双方が吸熱器として作動し冷媒の蒸発
を行う。この際に蒸発器207での冷媒圧力が所定値以
下に低下するとその状態を蒸発器出口側の冷媒配管上に
配置された温度センサー329にて検知し電磁弁231
を開く。冷媒の流通抵抗は蒸発器207よりバイパス通
路230のほうが小さいので、電磁弁231が開かれる
と冷媒はバイパス通路230へ流れ蒸発器207側への
流入は制限される。この冷媒供給量の制限により、蒸発
器207では冷媒の蒸発が行われず、結果として蒸発器
207の冷却能力が大幅に低下する。一方、蒸発器20
7へ流入する空気温度は室温であるので、冷却能力が大
幅に低下した状態で運転を続ければ蒸発器207表面に
生じた霜も融解することとなる。
【0250】このように蒸発器207出口側の冷媒温度
に応じて電磁弁231の開閉を制御することで、蒸発器
207における冷媒の蒸発温度を所定幅に押さえること
ができ、結果として前述の蒸発圧力調整弁と同様の機能
を達成することができる。
【0251】次に本発明の更に他の例を図66に示す。
上述の図53図示例では、加熱器203の側方にバイパ
ス流路を設け、冷房時にはエアミックスダンパ154が
加熱器203を閉じて空気はこのバイパス流路側に流れ
るようにしていたが、この図66図示例では加熱器20
3がダクト100内にその全領域に亘って配置されてい
る。
【0252】そして、暖房時にはこの加熱器203へ冷
媒が流れないようにバイパス通路234を開くようにし
ている。このバイパス通路234は加熱器203の入口
側冷媒配管と出口側冷媒配管とを繋ぐもので、バイパス
通路234途中には通路を開閉する電磁弁232が配置
されている。
【0253】従って、冷房運転時にはこの電磁弁232
が開いてバイパス通路が開かれる。同時に加熱器203
へ冷媒が流れないよう入口側冷媒配管中に設けられた電
磁弁233が閉じる。
【0254】従って、冷房時には加熱器203へ冷媒が
供給されないこととなり、加熱器203中に貯留してい
た冷媒は大きな過冷却度をもつことになる。上述したよ
うに、膨張弁206は過冷却器203c入口側の冷媒状
態が所定の過冷却度をもつように制御するため、このよ
うに冷媒が供給されず大きな過冷却度を持った状態で
は、その信号が入力され膨張弁206は冷媒流量を最大
とすべくその開口面積が最大となる。従ってこのままで
は、適切な冷房運転が行われないことになるが、本例で
は膨張弁206と直列にキャピラリーチューブ211を
設けているため、このような状態であってもキャピラリ
ーチューブ211により冷媒が適切な減圧膨張される。
【0255】次に本発明の更に他の例につき図67を用
いて説明する。この図67図示例では図3と同様レシー
バ205を用いたものである。ただこの例では、レシー
バ205は加熱器の凝縮器203b出口側と過冷却器2
03c入口側との間に配置される。
【0256】レシーバ205は気液界面を有し、液冷媒
のみ導出するものであるため、過冷却器203cには確
実に高温高圧の液冷媒が供給されることになる。そのた
め、過冷却器203cは確実に冷媒の過冷却をとること
ができる。
【0257】前述したように、自動車空調装置として用
いる場合には、エアミックスダンパ154の開閉に伴う
加熱器203への空気流入量の変化および蒸発器207
の作動,不作動に伴う空気温度の変化が大きいが、本例
のようにレシーバ205の下流に過冷却器203cを配
置することで、如何なる運転状態であっても確実に十分
な過冷却度を得ることができる。
【0258】そして、本例では膨張弁206は圧縮機2
01の吸入側の冷媒に所定の乾き度が得られるように冷
媒配管の絞り量を可変する。すなわち、膨張弁206の
感温筒は四方弁214と圧縮機201との間に配置され
るため、四方弁が如何なる状態に切り替わっても、常に
圧縮機へ帰還される吸入冷媒の温度を検知することがで
きる。
【0259】なお、図67図示例では、暖房時や除湿暖
房時の暖房能力を補完するため補助ヒータ700を加熱
器203の空気流れ下流側に配置している。次に本発明
の更に他の例を図68を用いて説明する。この図68図
示例は、蒸発圧力調整弁208として、全閉タイプのも
のを用いた場合の不具合を解決するものである。
【0260】蒸発圧力調整弁208が全閉タイプのもの
である時には、例えば低温起動時のように冷たい空気が
蒸発器207へ流入する結果、蒸発器207出口側の冷
媒温度が所定値以下に低下して、蒸発圧力膨張弁208
が冷媒配管を閉じてしまうことになる。このように冷媒
配管が閉じられては、圧縮機201への帰還冷媒がなく
なるので、ひいては圧縮機の焼付き等の不具合を生じる
ことになる。
【0261】そこで、このように蒸発圧力調整弁208
が通路を閉じてしまうような運転状態では、一時的に電
磁弁231を開き、冷媒をバイパス路230により蒸発
圧力調整弁208をバイパスして下流側へ流すようにす
るものである。この状態では、一時的に蒸発器207が
機能しないこととなるが、ダクト100へ吸入される空
気が内気へ切り替わりダクトを通過する空気温度が上昇
してくれば、蒸発気207の冷媒温度も上昇し、蒸発圧
力調整弁208は冷媒通路を開くこととなるので、その
のちにバイパス通路230を閉じ冷媒を蒸発器207側
へ流すこととする。
【0262】従って、この例においては、バイパス通路
230は蒸発圧力調整弁208をバイパスできればよ
く、蒸発器207まであわせてバイパスする必要はな
い。さらに、蒸発圧力調整弁が最小絞り状態でも所定量
の冷媒を通過できるタイプのものであれば、必ずしもバ
イパス通路230を設ける必要はない。
【0263】次に本発明の更に他の例を図69を用いて
説明する。この図69図示例では、暖房運転中および除
湿暖房運転中の室外熱交換器202の除霜を、除湿暖房
機能を大幅低下させることなく達成できるようにするも
のである。そのため、この図69図示例では、三方弁2
75,276および277を切り替えて冷媒流れの順序
を切り替えるものとする。
【0264】すなわち、暖房運転および除湿暖房時にさ
らに除霜を行うときの双方とも、加熱器203は圧縮機
201からの高温高圧の冷媒が供給され放熱器として作
動する。また蒸発器207および室外熱交換器202は
いずれも低温低圧の冷媒が供給され、吸熱器として作動
する。
【0265】ただ、除湿暖房運転と除湿でさらに除霜を
行う運転とでは、蒸発器207と室外熱交換器202と
で冷媒流れの順序を異なるものとする。除湿暖房運転時
には、加熱器203で凝縮した冷媒は、膨張手段通過後
まず蒸発器207へ流入し、そののちに室外熱交換器2
02へ流入する。
【0266】これは、除湿暖房運転時には、通常外気温
度が低いことが予測されるので、そのような状態であっ
ても確実に運転ができるようにするためである。すなわ
ち、外気温度が例えば0℃以下となっている時には、そ
の状態で室外熱交換器202において冷媒が蒸発できる
よう、冷媒の蒸発温度は外気温以下の氷点下となる。こ
こで、もし蒸発器207が室外熱交換器202の冷媒流
れ下流側に配置されていたとすれば、蒸発器207の冷
媒蒸発温度は室外熱交換器202の冷媒蒸発温度以下と
なり、氷点下となってしまう。そのため、蒸発器207
の表面で着霜が生じ、ダクト100内の通風抵抗が高ま
り良好な除湿暖房運転が達成できないことになる。
【0267】それに対し、蒸発器207を室外熱交換器
202の冷媒流れ上流側に配置すれば、蒸発器207で
の冷媒蒸発温度を室外熱交換器202での冷媒蒸発温度
より高くすることができ、常に蒸発器207の冷媒蒸発
温度を2ないし3℃程度の所定温に保持することができ
る。
【0268】この場合には、室外熱交換器202の着霜
が問題となるが、着霜による不具合は蒸発器207のほ
うが室外熱交換器より大であるため、通常の除湿暖房運
転では蒸発器207を冷媒流れの上流側に配置する。
【0269】そしてこの運転状態で、室外熱交換器20
2の着霜が特に顕著となった場合には冷媒流れを切り替
えて、加熱器203を通過した冷媒は、まず室外熱交換
器202へ流入することになる。そのため高温高圧の冷
媒が室外熱交換器202へ供給され、室外熱交換器20
2の表面温度を上昇させる。このことにより、室外熱交
換器202の表面に生じた霜を溶かすこととする。この
運転状態では、除霜を早めるため室外熱交換器用ファン
251の運転は停止する。そして室外熱交換器202を
通過した冷媒はキャピラリー211で減圧膨張したのち
蒸発器207に流入する。またこの時、内気モードとし
て、室内送風機の風量をLoとする方が良いのはすでに
述べた通りである。
【0270】図70ないし図73はこの図69図示装置
の冷媒流れを図示するもので、図70は暖房運転状態を
示し、図71は冷房運転状態を示す。また図72は除湿
暖房運転状態を示し、図73は室外熱交換器202の除
霜を行う状態を示す。いずれも冷媒の流れる配管のみ太
線にて指示してある。
【0271】次に本発明の更に他の発明例を図74を用
いて説明する。この図74図示冷凍サイクルはアキュー
ムレータサイクルで、図21図示サイクルに比してキャ
ピラリー211をバイパスする通路297及びその通路
294を開閉する電磁弁298を余分に備える。冷媒の
流路切替手段は、冷房運転時,暖房運転時、除湿運転
時、および除湿運転中の除霜運転時(以下、除霜運転
時)とで、冷媒の流れ方向を切り替える。前述の例と同
様に、冷房運転時と他の運転時とで、冷媒圧縮機201
の吐出方向を切り替える四方弁213,暖房運転時に第
1減圧装置211と上流側の蒸発器207をバイパスさ
せる第1電磁開閉弁201,除湿運転時に第2減圧装置
266をバイパスさせる第2電磁開閉弁260を備えて
おり、更に除霜運転時に第1減圧装置211をバイパス
させる第3電磁開閉弁298を備えている。なお、図中
の符号262,265は、冷媒の流れ方向を規制する逆
止弁である。
【0272】そして、流路切替手段は、冷房運転時,暖
房運転時,除霜運転時、および除霜運転時に応じて、次
のように冷媒の流れを切り替える。冷房運転時は、冷媒
圧縮機201より吐出した冷媒を、四方弁213→室外
熱交換器202→第1減圧装置211→蒸発器207→
アキュムレータ212→冷媒圧縮機201の順に流す
(図中矢印C参照)。
【0273】暖房運転時は、冷媒圧縮機201より吐出
した冷媒を、四方弁213→加熱器203→第2減圧装
置266→室外熱交換器202→第1電磁開閉弁261
→アキュムレータ212→冷媒圧縮機210の順に流す
(図中矢印H参照)。
【0274】除湿運転時は、冷媒圧縮機201より吐出
した冷媒を、四方弁213→加熱器203→第2電磁開
閉弁260→室外熱交換器202(この時、室外送風機
251はOFF)→第1減圧装置211→蒸発器207
→アキュムレータ212→冷媒圧縮機210の順に流す
(図中矢印D参照)。
【0275】除湿運転状態で更に蒸発器207の除霜を
行う除霜運転時は、冷媒圧縮機201より吐出した冷媒
を、四方弁213→加熱器203→第2減圧器266→
室外熱交換器202(この時、室外送風機251はO
N)→第3電磁開閉弁298→蒸発器207→アキュム
レータ212→冷媒圧縮機201の順に流す(図中矢印
F参照)。
【0276】制御装置300は、本発明にかかる蒸発器
207のフィンあるいはチューブの温度、あるいは蒸発
器207を通過した空気の温度を検出する温度センサを
備える。この温度センサは、蒸発器207の着霜を検出
するためのもので、制御装置300は、温度センサによ
り検出される蒸発器207のフィンの温度が0℃に低下
すると、着霜を予知し、着霜を防止するために、蒸発器
207の除霜を行う。
【0277】次に図74図示発明にかかる除湿運転中の
除霜運転について説明する。制御装置300は、除湿運
転中に温度センサで検出される温度が0℃以下に低下し
たら、第2電磁開閉弁260を閉じ、第3電磁開閉弁2
98を開き、室外送風機251をONして除霜運転を行
う。そして、温度センサで検出される温度が1℃よりも
上昇したら、第2電磁開閉弁260を開き、第3電磁開
閉弁298を閉じ、室外送風機251をOFFする除湿
運転に戻す。
【0278】乗員により操作パネルの空調モード設定ス
イッチ314によって、除湿が設定されると、内外気切
替手段131で選択された外気あるいは内気を送風機1
32がダクト100内に吸引し、蒸発器207,加熱器
203,補助ヒータ700,701を介して吹き出しモ
ード切替スイッチ303によって設定された吹出口か
ら、車室内へ吹き出す。この時の風量は、風量設定スイ
ッチ301によって設定される。
【0279】除湿運転時の冷凍サイクルは、冷媒圧縮機
201の吐出した高温高圧の冷媒が、四方弁213によ
って加熱器203へ導かれる。ここで冷媒は、ダクト1
00内を流れる空気と熱交換し、ダクト100内の空気
を加熱するとともに、加熱器203内で、凝縮液化す
る。液化した冷媒は、第2電磁開閉弁260を通って室
外熱交換器202に流入する。この時、室外送風機25
1はOFFのため、液化した冷媒は室外熱交換器202
を素通りし、第1減圧装置211で低温低圧の霧状に減
圧膨張する。この霧状冷媒は、蒸発器207へ流入し
て、ダクト100内を流れる空気より熱を奪って蒸発す
る。そして、気化した冷媒は、アキュムレータ212を
介して冷媒圧縮機210に再吸入される。
【0280】ダクト100内に吸引された空気は、蒸発
器203を通過する際に、温度の低下により空気中の飽
和蒸気が凝縮して蒸発器207に付着する。その後、加
熱器203を通過する際に加熱されるため、空気中の温
度が大幅に低下し、良好な除湿運転が行われる。
【0281】除湿運転時に、ダクト100に吸い込まれ
る温度が低下し、温度センサによって検出される蒸発器
18の温度が、0℃以下に低下したら、制御装置300
が流路切替手段を制御し、冷凍サイクルの冷媒流路を除
霜運転に切り替える。つまり、第2電磁開閉弁260が
閉じ、第3電磁開閉弁298が開く。すると、加熱器2
03内で凝縮液化した冷媒は、第1減圧装置266で低
温低圧の霧状に減圧膨張し、室外熱交換器202へ流入
する。この時、室外送風機251はONしているため、
室外熱交換器202は、蒸発器207とともに冷媒蒸発
器として機能する。室外熱交換器202および第3電磁
開閉弁298を通って蒸発器207へ流入した冷媒は、
室外熱交換器202を通過する外気、および序鬱は器2
07を通過するダクト100内を流れる空気と熱交換し
て蒸発し、気化した冷媒は、アキュムレータ212を介
して冷媒圧縮機201に再吸入される。
【0282】室外熱交換器202を蒸発器207ととも
に冷媒蒸発器として使用することにより、蒸発圧力が上
昇する。すると、蒸発器207は、冷媒蒸発器して機能
するものの、蒸発器207の温度が上昇し、結果的に着
霜を防止することができる。
【0283】そして、温度センサによって検出される蒸
発器207のフィンの温度が、1℃よりも上昇したら、
制御装置300が流路切替手段を制御して第2電磁開閉
弁260を開くとともに、第3電磁開閉弁298を閉
じ、冷凍サイクルの冷媒流路を除湿運転に切り替え、室
外送風機251をOFFして上述の除湿運転を行う。図
74図示本発明では、上記の作用で示したように、除霜
作動を行う際、ダクト100内の蒸発器207は、常に
冷媒蒸発器として機能して、除霜運転時においても除湿
運転を維持するため、室内温度を常に低く抑えることが
できる。また、冷媒圧縮機201の容量を低下させるこ
となく除霜を行うことができるため、除霜運転時に吹き
出し温度の低下を招かない。
【0284】図75は他の例を示す空気調和装置の冷媒
回路図である。本実施例は、図74図示例の四方弁21
3に代えて、三方弁269を採用したもので、冷房運転
時に、加熱器203に溜まった冷媒をアキュムレータ2
12に帰還させる第4電磁開閉弁268を備える。
【0285】図76は更に他の例を示す空気調和装置の
冷媒回路図である。本実施例は、図75図示例の三方弁
269に代えて、2つの第5,第6電磁開閉弁270,
271を採用したものである。
【0286】図77は更に他の例を示す空気調和装置の
冷媒回路図である。本実施例は、図76図示実施例に示
した冷媒圧縮機201の吐出方向を切り替える第5電磁
開閉弁270と、冷房運転時に加熱器203に溜まった
冷媒をアキュムレータ212に帰還させる第4電磁開閉
弁268とを、三方弁272に代えたものである。
【0287】図78は更に他の例を示す空気調和装置の
冷媒回路図である。本実施例の冷凍サイクルは、各運転
モードに応じて流路切替手段により、次のように切り替
えられるものである。
【0288】冷房運転時は、冷媒圧縮機201により吐
出した冷媒を、四方弁213→室外熱交換器202→第
7電磁開閉弁296→第1減圧装置211→蒸発器20
7→アキュムレータ212→冷媒圧縮機201の順に流
す(図中矢印C参照)。
【0289】暖房運転時は、冷媒圧縮機201より吐出
した冷媒を、四方弁213→加熱器203→第2減圧装
置266→第7電磁開閉弁296→室外熱交換器202
→四方弁213→アキュムレータ212→冷媒圧縮機2
10の順に流す(図中矢印H参照)。
【0290】除湿運転時は、冷媒圧縮機201より吐出
した冷媒を、四方弁213→加熱器203→第2減圧装
置266→第8電磁開閉弁298→蒸発器207→アキ
ュムレータ212→冷媒圧縮機201の順に流す(図中
矢印D参照)。
【0291】除霜運転時は、冷媒圧縮機201より吐出
した冷媒は、四方弁214→加熱器203→第2減圧装
置266を通過する。この第2減圧装置266を通過し
た冷媒は2方に分かれる。一方に分岐した冷媒は、第8
電磁開閉弁298→蒸発器207→アキュレータ212
→冷媒圧縮機201の順に流れる。また、他方に分岐し
た冷媒は、第7電磁開閉弁296→室外熱交換器202
→四方弁213→アキュムレータ212→冷媒圧縮機2
01の順に流れる(図中矢印F参照)。
【0292】図79は他の例を示す空気調和装置の冷媒
回路図である。本実施例の冷凍サイクルは、各運転モー
ドに応じて流路切替手段により、次のように切り替えら
れるものである。
【0293】冷房運転時は、冷媒圧縮機201より吐出
した冷媒を、四方弁213→第9電磁開閉弁295→室
外熱交換器202→第10電磁開閉弁291→第1減圧
装置211→蒸発器207→アキュムレータ212→冷
媒圧縮機201の順に流す。
【0294】暖房運転時は、冷媒圧縮機201より吐出
した冷媒を、四方弁213→加熱器203→第11電磁
開閉弁292→第2減圧装置266→室外熱交換器20
2→第9電磁開閉弁293→四方弁213→アキュムレ
ータ212→冷媒圧縮機201の順に流す。
【0295】除湿運転時は、冷媒圧縮機210より吐出
した冷媒は、四方弁213へ流れる冷媒と、第12電磁
開閉弁294へ流れる冷媒とに分かれる。四方弁213
へ流れる冷媒は、四方弁213→加熱器203→第10
電磁開閉弁291→第1減圧装置211→蒸発器207
→アキュムレータ212→冷媒圧縮機201の順に流れ
る。第12電磁開閉弁294へ流れる冷媒は、第12電
磁開閉弁294→室外熱交換器202→第10電磁開閉
弁291→第1減圧装置211→蒸発器207→アキュ
ムレータ212→冷媒圧縮機201の順に流れる。
【0296】除霜運転時は、冷媒圧縮機201より吐出
した冷媒が、四方弁213→加熱器203を通過する。
この加熱器203を通過した冷媒は2方に分かれる。一
方に分岐した冷媒は、第10電磁開閉弁291→第1減
圧装置211→蒸発器207→アキュムレータ212→
冷媒圧縮機201の順に流れる。また、他方に分岐した
冷媒は、第11電磁開閉弁292→第2減圧装置266
→室外熱交換器202→第9電磁開閉弁293→四方弁
213→アキュムレータ212→冷媒圧縮機201の順
に流れる。
【0297】図80は他の例を示す空気調和装置の冷媒
回路図である。本実施例は、常に蒸発器207内を冷媒
が流れる構成を採用する。このため、ダクト100内に
蒸発器18をバイパスして空気を流すバイパス風路を設
け、暖房運転時に蒸発器18が上流側ダンパ159によ
り閉じられ、暖房運転時に冷媒とダクト100内の空気
とが熱交換しないようになっている。
【0298】そして、本実施例の冷凍サイクルは、各運
転モードに応じて流路切替手段により、次のように切り
替えられるものである。冷房運転時は、冷媒圧縮機20
1より吐出した冷媒、三方弁213→室外熱交換器20
2→第1減圧装置211→蒸発器207→アキュムレー
タ212→冷媒圧縮機201の順に流す。
【0299】暖房運転時は、冷媒圧縮機201より吐出
した冷媒を、三方弁213→加熱器203→第2減圧装
置266→室外熱交換器202→電磁開閉弁298→蒸
発器207→アキュムレータ212→冷媒圧縮機201
の順に流す。
【0300】除湿運転は、冷媒圧縮機201より吐出し
た冷媒を、三方弁213→加熱器203→電磁開閉弁2
60→室外熱交換器201→第1減圧装置211→蒸発
器207→アキュムレータ212→冷媒圧縮機201の
順に流す。
【0301】除霜運転時は、冷媒圧縮機201より吐出
した冷媒を、三方弁213→加熱器203→第2減圧装
置266→室外熱交換器202→電磁開閉弁298→蒸
発器207→アキュムレータ212→冷媒圧縮機201
の順に流す。
【0302】図81は更に他の例を示す空気調和装置の
冷媒回路図である。本実施例は、常に加熱器203内を
冷媒が流れる構成を採用する。このため、ダクト100
内に加熱器203をバイパスして空気を流すバイパス風
路を設け、冷房運転時には加熱器203を下流側ダンパ
154で閉じて、冷房運転時に冷媒とダクト100内の
空気とが加熱器203で熱交換しないようになってい
る。
【0303】そして、本実施例の冷凍サイクルは、各運
転モードに応じて流路切替手段により、次のように切り
替えられるものである。冷房運転時は、冷媒圧縮機20
1より吐出した冷媒を、加熱器203→電磁開閉弁26
0→室外熱交換器202→第1減圧装置211→蒸発器
207→アキュムレータ212→冷媒圧縮機201の順
に流す。
【0304】暖房運転時は、冷媒圧縮機201より吐出
した冷媒を、加熱器203→第2減圧装置266→室外
熱交換器202→電磁開閉弁261→アキュムレータ2
12→冷媒圧縮機201の順に流す。
【0305】除湿運転時は、冷媒圧縮機201より吐出
した冷媒を、加熱器201→電磁開閉弁260→室外熱
交換器202→第1減圧装置211→蒸発器207→ア
キュムレータ212→冷媒圧縮機201の順に流す。
【0306】除霜運転時は、冷媒圧縮機201より吐出
した冷媒を、加熱器203→第2減圧装置266→室外
熱交換器202→電磁開閉弁298→蒸発器207→ア
キュムレータ212→冷媒圧縮機201の順に流す。
【0307】本発明の更に他の例は図40図示冷媒回路
と同様の回路により達成できる。従って、本実施例を図
40を用いて記載すると、この例では、常に蒸発器20
7および加熱器203内を冷媒が流れる構成となる。こ
のため、ダクト100内に蒸発器207をバイパスする
バイパス風路および加熱器203をバイパスするバイパ
ス風路を設け、暖房運転時に蒸発器207を上流側ダン
パ159で閉じ、冷房運転時に加熱器203を下流側ダ
ンパ154で閉じるように設けられている。
【0308】そして、本実施例の冷凍サイクルは、各運
転モードに応じて流路切替手段により、次のように切り
替えられるものである。冷房運転時は、冷媒圧縮機20
1より吐出した冷媒を、加熱器203→電磁開閉弁26
0→室外熱交換器202→第1減圧装置211→蒸発器
207→アキュムレータ212→冷媒圧縮機201の順
に流す。
【0309】暖房運転時は、冷媒圧縮機201より吐出
した冷媒を、加熱器203→第2減圧装置266→室外
熱交換器202→電磁開閉弁261→蒸発器207→ア
キュムレータ212→冷媒圧縮機201の順に流す。
【0310】除湿運転時は、冷媒圧縮機201より吐出
した冷媒を、加熱器203→電磁開閉弁260→室外熱
交換器202→第1減圧装置211→蒸発器207→ア
キュムレータ212→冷媒圧縮機201の順に流す。
【0311】除霜運転時は、冷媒圧縮機201より吐出
した冷媒を、加熱器203→第2減圧装置266→室外
熱交換器202→電磁開閉弁261→蒸発器207→ア
キュムレータ212→冷媒圧縮機201の順に流す。
【0312】本発明の更に他の例では除霜運転を図7図
示冷媒回路と同様の回路により達成できる。従って、こ
れを図7を用いて説明する。本実施例は、常に蒸発器2
07および加熱器203内を冷媒が流れる構成を採用す
る。そして、ダクト100内に加熱器203がバイパス
するバイパス風路を設け、下流側ダンパ154の開度を
変化させて、加熱器203を通過する空気量と、バイパ
ス風路を通過する空気量とを調節することにより、吹き
出し温度調節を行う。
【0313】また、本実施例の冷凍サイクルは、2つの
四方弁213,214を用いた流路切替手段により、次
のように切り替えられるものである。冷房運転時および
除霜運転時は、冷媒圧縮機201より吐出した冷媒を、
四方弁213→室外熱交換器202→四方弁214→加
熱器203→第1減圧装置211→蒸発器207→四方
弁213→アキュムレータ212→冷媒圧縮機201の
順に流す。
【0314】暖房運転時および除霜運転時は、冷媒圧縮
機201より吐出した冷媒を、四方弁213→四方弁2
14→加熱器203→第1減圧装置211→蒸発器20
7→四方弁214→室外熱交換器203→四方弁213
→アキュムレータ212→冷媒圧縮機201の順に流
す。
【0315】更に本発明の他の例として、図11に示す
ように蒸発器207の側方にバイパス風路を形勢するよ
うにしても、除湿,除霜運転は同様に達成できる。又、
図13に示すように一方の四方弁214を、4つの逆止
弁216,217,218,219に代えても同様に除
湿,除霜運転は達成できる。
【0316】又、上述の例では蒸発器の着霜を検出する
センサとして温度センサを用いたが、温度に代え蒸発器
出口側配管内の冷媒圧力を検出して冷媒の蒸発温度より
着霜を予測するようにしてもよい。また、蒸発器の圧力
損失を検出するセンサを用いて、蒸発器の通過風の圧力
損失の変化より着霜を検出するようにしてもよい。
【0317】図82ないし図85は本発明の更に他の例
の冷凍サイクルを示す。これらの図はそれぞれ冷房,暖
房,除湿暖房及び除霜状態を示し、冷媒の流れる配管を
太線で示している。膨張弁206は加熱器203の凝縮
器部分出口側の冷媒が所定のサブクールを得るように冷
媒流路の絞り量を可変する温度差動式膨張弁を採用す
る。
【0318】冷房運転時、圧縮機201より吐出された
冷媒は、四方弁213→室外熱交換器202→膨張手段
260→蒸発器207→アキュムレータ212→圧縮機
201の順で循環する。
【0319】暖房運転時には、圧縮機201→四方弁2
13→加熱器203→膨張弁206→室外熱交換器20
2→アキュムレータ212→圧縮機201の順で循環す
る。暖房時、窓ガラスの曇りの恐れがあるときには、除
湿暖房運転とし、この冷媒は圧縮機201→加熱器20
3→膨張弁206→室外熱交換器202→電磁開閉弁2
66→蒸発器207→アキュムレータ212→圧縮機2
02の順で循環する。
【0320】暖房時に室外熱交換器202表面が氷結し
たような場合は、室外熱交換器202の状態を検出して
除霜運転を開始する。この除霜運転時の冷媒の流れは、
圧縮機201→加熱器203→電磁弁298→室外熱交
換器202→膨張用キャピラリーチューブ260→蒸発
器207→アキュムレータ212→圧縮機201の順で
冷凍サイクルを循環することとなる。
【0321】図63図示例との差は、除霜運転時、図6
3図示例では室外熱交換器202→加熱器203の順で
あったのに対し、本例では加熱器203→室外熱交換器
202としている点である。本例の様に除霜運転時にま
ず加熱器203へ吐出冷媒を流すことにより、常に加熱
器203で所定のサブクールがとれることになる。
【0322】以下、この点につき説明する。図63図示
例では、冷媒が先に室外熱交換器202にて凝縮する
為、外気温が0℃程度の低温時には室外熱交換器203
を通過後の冷媒は10℃程度まで冷やされて凝縮する事
態が想定される。ここで、室外熱交換器202通過時2
〜3℃程度のサブクールを持っていると考えると、室外
熱交換器202通過時の冷媒の凝縮圧力に相当する温度
は12〜13℃程度となる。一方、暖房運転から除霜運
転に切り換わった後しばらくの間は空気が蒸発器207
で充分冷却されず、比較的暖かい室温程度の空気が加熱
器203へ流入することとなる。この空気温度は12〜
13℃以上の事が多く、上記凝縮圧力に相当する温度以
上となる事がある。この場合、一旦室外熱交換器202
で凝縮した冷媒が加熱器通過時に再び気化してしまうこ
ととなる。少なくとも加熱器203のうちの凝縮器部通
過時点で、冷媒に所定のサブクールはとれないこととな
る。その結果、温度差動式の膨張弁206はサブクール
を得るべく冷媒流量を絞り、サイクル中を循環する冷媒
量が大幅に低下してしまうことになる。
【0323】それに対し、図85で示す本例では、除霜
時であっても暖房時と同様圧縮機201より吐出した冷
媒はまず加熱器203に流入することとなる為、暖房運
転から除霜運転への切り換え時であっても上述の様な不
具合は生じない。本例の場合、除霜後、加熱器203を
通過した冷媒は温度が低下することになり、圧縮機20
1より直接室外熱交換器203に向かうのに比して室外
熱交換器202の冷媒温度は低くなるが、いずれにせよ
0℃より高い温度の冷媒が流入する為、除霜運転は良好
に達成される。
【0324】なお、図85においてはシャッター25が
開いた状態で描かれているが、除霜を行う際には室外熱
交換器202に冷気が導入されるのは望ましくなく、除
霜運転時シャッター255は閉じられる。
【0325】図85で示す冷凍サイクルで除霜を行った
後、室外熱交換器202の霜が溶けると再び図83で示
す暖房運転モードに復帰することになる。ただこの際、
図85で示す除霜運転モードでは室外熱交換器202に
高圧高温の冷媒が流入する。従って室外熱交換器202
で冷媒の凝縮が行われていたところ、図83で示す暖房
運転モードでは、室外熱交換器202が蒸発器として機
能し、室外熱交換器より直ちにアキュームレータ212
を経て圧縮機201側に冷媒が吸入されることになる。
【0326】従って、図85で示す除霜運転モードより
図83で示す暖房運転モードに直ちに切り替わる時、室
外熱交換器202内に凝縮して保持されていた冷媒が一
度にアキュームレータ212,圧縮機201側に吸引さ
れてしまうとこになる。ここで、アキュムレータ212
は冷媒流量の変動を吸収すべく作動するものであるが、
室外熱交換器202の容量が大きなことに伴い、室外熱
交換器202より多量の冷媒が一時に吸引された場合に
は、アキュムレータ212でも充分に気液分離できない
状態が想定される。この場合には、気液分離されぬまま
液冷媒が圧縮機201側へ吸入されることとなり、圧縮
機201の液圧縮にもつながり望ましくない。そこで、
図85で示すような除霜運転モードから図83に示すよ
うな暖房運転モードに復帰する際には、一旦図84で示
すような除湿運転モードを経由することが望ましい。す
なわち、図84で示す除湿運転モードでは、室外熱交換
器202の下流に蒸発気器207が介在するため、室外
熱交換器202内で凝縮していた液冷媒も一旦蒸発器1
07側へ流出することになる。そして、室外熱交換器2
02内の液冷媒量が低下したのちに図83で示す暖房運
転モードとすれば、上述のような液圧縮の不具合は生じ
ない。なお、この際蒸発器207内に冷媒が溜められる
こととなるが、この蒸発器207内の冷媒は圧縮機20
1の吸引により前記アキュムレータ212側に移動する
こととなる。
【0327】また、図85で示す冷媒回路は蒸発器20
7および加熱器203がともに作用するため、ダクト1
00を通過する空気は、蒸発器207で冷却された後加
熱器203で加熱されることになる。その結果、図85
で示す冷凍サイクル状態でも良好な除湿が行われる。こ
の除湿運転時にはシャッター255は図85図示のごと
く空気通路を開くように作動する。
【0328】図85で示す冷凍サイクルを上述の例では
除霜運転として扱ったが、除湿運転を行っている際にも
同様に制御がなされる。すなわち、図85で示すサイク
ルにて除湿を行ったのち、図83に示す暖房運転モード
に変化させる場合には、いきなり暖房運転に切り換える
のではなく、図84に示すように除湿運転モードを一旦
行ったのちに暖房運転とすることが望ましい。
【0329】図86は上述した制御を示すフローチャー
トである。ステップ443にて冷房,暖房および除湿の
いずれかのモードを選択するものであるが、暖房運転が
選択されると、ステップ494にて直前の運転が図85
で示す冷凍サイクル状態であるか否かを判別する。なお
便宜上図85で示すサイクルを第2除湿,除霜運転もし
くは除湿C運転と呼ぶ。また図84で示す冷凍サイクル
状態を便宜上第1除湿運転もしくは除湿H運転と呼ぶ。
【0330】ステップ494にて直前の運転が除湿C運
転であると判別されると、ステップ495にて所定時間
(30秒ないし60秒程度)除湿H運転を行う。また、
暖房運転時に着霜が検出され除霜スイッチがオンされる
と(ステップ453)図85で示す冷凍サイクルにて除
霜運転を行う。すなわち、この場合にはサイクルは除霜
Cであり、また早期に除霜を解除できるべく、圧縮機2
01は大容量にて作動し、また暖房機能を維持できるべ
く、ダクト100には車室内空気を再循環させるように
し、さらに補助ヒータ700も作動させる。そして送風
機132の風量は小とし、かつ室外熱交換器用ファン2
51は停止させる。この除霜の終了がステップ497に
て検知されたのちには、暖房運転に移る前に、ステップ
498にて一端除湿Hの運転を所定時間行うこととす
る。
【0331】上述のごとく図84で示す除湿Hの運転
と、図85で示す除湿Cの運転とが行える結果、この除
湿H運転と除湿C運転とを冷凍サイクルの状態において
適宜切り替えることが望ましい。すなわち、圧縮機吐出
側の冷媒圧力もしくは温度が低い状態では図84に示す
除湿Hとし室外熱交換器202を蒸発器として用い熱の
吸熱を行う。
【0332】逆に高圧圧力が高い状態では、図85で示
す除湿C運転とし室外熱交換器を凝縮器として作用させ
て熱の放熱を行う。そしてさらに、冷凍サイクルの低圧
側圧力に基づき圧縮機201の容量や室外熱交換器用フ
ァン251の風量を制御することで、最適て運転状態が
達成できる。
【0333】図87はこの運転状態を模式的に示したも
のである。横軸に外気温を取り、縦軸には上から順に高
圧側冷媒の凝縮温度(Tc),低圧側冷媒の蒸発温度
(Te),室外熱交換器用送風機251の風量,圧縮機
201の吐出容量,エアミックスダンパ154の開度を
示す。図87は除湿運転時を示すものである。内外気モ
ードにより異なるが外気モードの場合には、外気温度が
およそマイナス5℃以下では効果的な除湿が達成できな
いので暖房運転となる。尚、この凍結限界温度は内気モ
ードの時の方がより低い温度となる。また外気温度が2
0℃以上では通常冷房を行い、冷房時に車室内空気の除
湿が達成できるので、特別な除湿は行わない。従って外
気温がおよそマイナス5℃から20℃の間の除湿運転の
切り替えを行う。比較的外気温が低い状態では、図84
に示す除湿平均運転とし、室外熱交換器202より吸熱
を行う。逆に比較的外気温が高い状態では、図85で示
す除湿C運転とし、室外熱交換器202により放熱を行
う。さらに、除湿運転時に通常はエアミックスダンパ1
54はマックスホットとし、空気が全量加熱器203側
へ流れるようにするが、外気温が高く冷房ぎみの運転が
要求される際には、エアミックスダンパ154は加熱器
203をバイパスさせる冷房側運転とする。
【0334】圧縮機201の容量は、特に外気温が低く
外気よりの吸熱を行うのに充分な冷媒流量が必要な時に
大容量とし、その他の状態では負荷に応じて圧縮機の容
量を下げて省エネルギーを優先した運転を達成する。ま
た室外熱交換器用送風機251は、除湿H運転と除湿C
運転との切り替え時を中心にその点より外気温度が低下
(上昇)するに従い風量を増すようにする。それによっ
て、高圧側冷媒温度Tcを図に示すようにほぼ一定の温
度とし、除湿運転が達成できるようにする。
【0335】図88は図87で概念的に示した制御モー
ドを具体的に表したフローチャートである。この図88
図示フローチャートは全て除湿運転時の除湿の仕方を示
すものである。すなわち、ステップ443にて除湿運転
が選択された状態での制御を示す。
【0336】まずステップ425にて目標吹出温度TA
Oと吹出温度TAとの差を見る。この差が1℃以上であ
る状態は実際の吹出温度が高くない状態であり、この場
合には、基本的に図84で示す除湿H運転とし室外熱交
換器202より吸熱を行う。逆にTAOとTAの差がマ
イナス1℃以下の時は、充分な加熱量が凝縮器203に
て達成されている状態であり、この場合に基本的に図8
5で示す除湿C運転とし、室外熱交換器202にて放熱
を行う。そして、TAOとTAとの差がマイナス1℃な
いし1℃の間であれば、基本的には運転状態がオートモ
ードでの目標値もしくはマニュアルモードでの限界値付
近であることを示す。
【0337】ついで各状態における低圧側の冷媒温度T
eを判別する。(ステップ426)TAO−TOが1℃
以上の状態でTeが3℃以上であれば、ステップ427
にて除湿Hモードとするとともに、室外熱交換器用送風
機251は停止し、かつ圧縮機201の容量は増す。す
なわち、この状態では圧縮機の低圧側圧力が高い状態で
あり、コンプレッサの容量を増すことで低圧側圧力を下
げるようにする。
【0338】ステップ426にてTeが0ないし3℃の
場合には、基本的には高圧側圧力が高くかつ低圧側圧力
は蒸発器207の凍結限界近傍もしくは凍結温度近傍で
適正となっている状態であるので、除湿Hモードとする
とともに圧縮機の容量はやや上昇ぎみとする。
【0339】ステップ426にてTeが0℃以下と判別
された状態は、基本的には高圧側圧力および低圧側圧力
の双方が低い状態を示す。この場合には、除湿Hモード
とするとともに、室外熱交換器用送風機251の風量を
増し吸熱量を増やす。そして、ステップ430にてこの
室外熱交換器用送風機の風量が最大風量まで上昇してい
るかどうかを判別し、最大風量となっていなければその
状態で除湿H運転を行い、最大暖房となっていた時には
これ以上の吸熱は行えず、又蒸発器207が凍結する恐
れがあることより、除湿Hではなく暖房運転モードに切
り替えを行う。
【0340】次に、ステップ425にてTAOとTAと
の差がマイナス1℃ないし1℃の間と判別された状態で
のステップ426によりTe温度判別につき説明する。
この場合、ステップ426にてTeが3℃以上と判別さ
れた状態は、高圧側圧力状態が目標値もしくは限界値で
あり、かつ低圧側圧力が高い状態を示す。この場合には
もはや室外熱交換器202による吸熱は必要でなく、除
湿は図85で示す除湿Cモードとする。ただしこの場合
でも積極的に放熱を行うまではないので室外熱交換器用
送風機251は停止される。
【0341】ステップ426にてTeが0ないし3℃と
判断された時は高圧側冷媒が冷媒に目標値もしくは限界
値にあり、かつ低圧側冷媒が目標値もしくは適正範囲内
にある状態であり、最適な除湿運転を維持させることに
なる。すなわち除湿Hのモードとし、室外熱交換器20
2での吸熱も不要のため、送風機251は停止させる。
ステップ426にてTeが0℃以下と判断された状態
は、高圧側冷媒が目標値もしくは限界値であるのに対
し、低圧側冷媒が低温(低圧)である状態を示す。この
場合には除湿Hモードとするとともに、室外熱交換器用
送風機251の風量を増し吸熱量を増加させる。そし
て、ステップ430にて室外熱交換器用送風機251の
風量が最大か否かを判別し、最大となった状態では除湿
運転では蒸発器207が凍結する恐れがあるため暖房運
転に切り替える。
【0342】次にステップ425にてTAO−TAがマ
イナス1℃以下となった状態でのTe温度判別につき説
明する。この場合ステップ426にてTeが3℃以上と
なるのは高圧側冷媒および低圧側冷媒が双方とも高温
(高圧)である状態を示す。この場合充分な吸熱がなさ
れているため、除湿Cモードとし、室外熱交換器202
を放熱器として用いる。さらに送風機251の風量を上
げ放熱量を増す。そしてステップ430で室外熱交換器
用送風機251の風量が最大となっているか否かを判別
し、最大となった状態ではまずエアミックスダンパ15
4を漸時閉じるものとする(ステップ437)。そして
この状態でTAOとTAとの差を判断しこれが依然マイ
ナス1℃以下であればそののちに圧縮機201の容量を
低下させることとする。これは、この状態であってもさ
らに吹出温度が高いことを示し、容量を低下させること
で加熱器203での熱量を低下させるものである。
【0343】ステップ426にてTeが0ないし3℃と
なった状態は高圧側冷媒は高温(高圧)であるものの低
圧側冷媒は蒸発器207の凍結限界もしくは最適温度を
示し、この状態では除湿C運転として室外熱交換器20
2にて放熱を行うとともに、圧縮機201の容量は減少
させることとする。
【0344】また、ステップ426にてTeが0℃以下
となった状態は、高圧側冷媒は高圧(高温)であるもの
の低圧側冷媒は低温(低圧)である状態を示し、この状
態では除湿Cモードとして室外熱交換器202にて放熱
を行うとともに、圧縮機201の容量を減らして低圧側
圧力の上昇をはかる。また、送風機251は風量を低下
させる。
【0345】以上自動車用空調装置の冷凍サイクルにつ
き種々説明したが、上述した各構成の自動車の配置例の
一例を説明する。図89ではいわゆるワッボックスカー
を電気自動車とし、このワンボックスカーに各機器を配
置した例を示す。図中700はバッテリであり、本例で
は12ボルト用バッテリを16個搭載するものとする。
701は安全プラグであり、バッテリの点検時もしくは
交換時等に高圧電源を遮断するものである。なお高圧電
源とは200ボルトの電圧電源であり、この高圧電源に
て走行用モータ702およびコンプレッサ201を駆動
する。703はヒューズであり、上記高圧電源へ過電流
が流れるのを防止するものである。
【0346】本例において空調装置用制御装置300お
よび圧縮機のインバータはともに車室内に配置される。
これは、雨水等の侵入を防止し、電気的絶縁を確保する
ためである。
【0347】図中704はDCコンバータでありメイン
バッテリ700より電圧を低下させた補助バッテリ70
5に12ボルト程度の所定電圧を供給するものである。
また図中706は補水栓カバーであり、このカバーをは
ずしバッテリ700へ電解液の補充を行う。図中707
はモータ700に駆動用のインバータである。また図中
708はこのインバータを制御して自動車の走行状態を
調節するECUである。709はパワーステアリング用
モータ710を制御するコントローラーである。図中7
11はバキュームポンプであり、このポンプにて作られ
たバキュームはリザーバタンク712に保持され、自動
車のブレーキ駆動用に用いられる。
【0348】図90はこのように配置された自動車にお
ける空調用各機器の配置状態を示す概念図である。室外
熱交換器202は運転席下方にほぼ水平に配置される。
そのため図示しないシャッター255を空気ガイドとし
て用い、シャッター255が開いた時にはシャッターの
ルーバにより風が室外熱交換器202に導かれるように
している。また蒸発器,加熱器等が配置されるダクト1
00は助手席前方のインスツルメントパネル内側に配置
されている。さらにこのダクト100に隣接して内外気
切り替えダンパ151用ユニットおよび吹出口切り替え
ダンパ用ユニットが配置される。コンプレッサ201や
アキュームレータ202および四方弁213を収納した
ユニットは、室外熱交換器202側方の車室床下に配置
される。インバータおよびコントロールボックス300
は上述したごとく、雨水等の侵入しない車室内に配置さ
れる。またコントロールパネルは運転席より操作しやす
い位置に配置されている。
【0349】なお、上述の例では、圧縮機201を電動
モータで駆動し、モータの回転数を可変することで圧縮
機201の吐出容量を制御していたが、圧縮機201と
しては吐出容量を可変しないものを用いてもよい。合わ
せて圧縮機201の駆動も電動モータに限らずエンジン
等を用いてもよい。
【0350】また、上述の例では膨張手段として温度作
動式膨張弁やキャピラリーチューブを用いたが、他に電
気信号に応じて絞り量を可変する電気式膨張弁を用いて
も良い。
【0351】また、本発明の空調装置は電気自動車の室
内空調に限らず、通常の内燃機関を用いた自動車車室そ
の他、乗り物一般の空調に用いてもよい。ただ、本発明
は、電気自動車のように補助熱源を有さない車両に用い
てより有効である。
【0352】
【発明の効果】以上説明したように、本発明はダクト内
に冷凍サイクルを構成する加熱器及び蒸発器を配置し、
加熱器からの放熱により空気の加熱を行うようにしたた
め、吹き出し空気の温度制御をより幅広く行うことがで
きる。
【0353】また、本発明はダクト内に配置された熱交
換を加熱器及び蒸発器としてその機能を特定したため冷
房運転から暖房運転の切り替え時においても各熱交換器
はその機能を維持することができ、窓ガラスの急激な曇
り等が防止できる。
【0354】また、本発明の一の発明は圧縮機の吐出容
量を電動モータの回転制御によって可変することがで
き、また、加熱器側方にバイパス通路を設けエアミック
スダンパで空気流量の制御を行うようにしたため、圧縮
機の吐出容量制御及びエアミックスダンパの回動制御の
組み合わせにより、吹き出し空気の温度をより極め細や
かに制御することができる。
【0355】さらに、本発明の一の発明は冷房運転、暖
房運転の切り替えに応じて室外熱交換器の機能を凝縮器
機能と蒸発器機能との間で切り替えるようにしたため、
冷凍サイクルを冷房運転、暖房運転さらには除湿運転共
に効率よく運転することができる。
【0356】さらに、本発明の一の発明は室外熱交換器
を凝縮器専用の室外凝縮器と蒸発専用の室外蒸発器の二
つ用いたため、それぞれ室外凝縮器及び室外蒸発器を最
適位置に配設することができ、効率よく冷凍サイクルを
行うことができる。
【0357】さらに、本発明の一の発明は、適用に応じ
て除湿運転と暖房運転とを連続的に切り替えることがで
きるため、暖房運転時の窓ガラスの曇り防止や、除湿運
転時の蒸発器の凍結防止及び暖房運転時の室外熱交換器
の霜取りが良好に行える。
【0358】また、本発明の一の発明は、除湿運転時に
室外熱交換器、凝縮器及び蒸発器の3つの熱交換器を用
いていることを利用して、室外熱交換器の熱交換能力を
可変することにより凝縮器の放熱能力を制御することが
できる。これにより、除湿運転を暖房気味の除湿と通常
の除湿とに切り替えることができる。併せて、除湿運転
時における冷凍サイクルの高圧保護を良好に達成するこ
とができる。
【0359】また本発明の一の発明は、除湿運転時に蒸
発器および室外熱交換器の双方を吸熱器として用い冷媒
を蒸発させるのに対し、蒸発器の下流側に蒸発圧力調整
弁を配置することで、外気温の低い状態であっても、蒸
発器での着霜を良好に防止しつつ除湿運転を行うことが
できる。
【0360】また本発明の一の発明では、蒸発器をバイ
パスして冷媒を流すバイパス路を設け、このバイパス路
の開閉を電磁弁にて制御するようにしたため、冷媒を蒸
発器へ流す状態と冷媒をバイパス路へ流す状態とを適宜
切り替えることにより、蒸発器内の冷媒の蒸発温度を制
御することができる。
【0361】さらに本発明の一の発明ではダクト内に配
置される加熱器を冷媒の凝縮を行う凝縮器と凝縮した液
冷媒の過冷却を行う過冷却器とにわけたため、加熱器に
流入する空気の流量や空気の温度が変動しても確実に過
冷却をもたせることができる。そのため、本発明の一の
発明によれば、常に十分な過冷却をもたした状態で冷凍
サイクルを運転することができ、効率のよい運転を達成
することができる。
【0362】さらに本発明の一の発明によれば、暖房運
転時に吸熱を室外熱交換器のみで行う状態と、室外熱交
換器および蒸発器の双方とで行う状態とに切り替えるよ
うにしたため、ウォームアップ時のように特に暖房負荷
の大きい時には蒸発器側からも吸熱して、暖房をより早
く達成することができる。さらに本発明の一の発明によ
れば、暖房運転および除霜運転の切り替えを行う際に、
圧縮機,加熱器,減圧手段,室外熱交換器,蒸発器とす
るサイクルを介在させるようにしたため、室外熱交換器
202で凝縮して溜められていた液冷媒が直接圧縮機側
へ吸引されるのが防止される。それにより圧縮機の液圧
縮が良好に避けられることとなる。
【0363】さらに本発明では、圧縮機,加熱器,減圧
手段,室外熱交換器,蒸発器とする第1の除湿運転と、
圧縮機,加熱器,室外熱交換器,減圧手段,蒸発器とす
る第2除湿および除霜運転とを切り替え手段を用いて切
り替えることで、冷媒状態に応じた最適の除湿を達成す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一例を示す構成図。
【図2】図1図示装置の運転状態を示すモリエル線図。
【図3】本発明の他の例を示す構成図。
【図4】図3図示空調装置の制御の一例を示すフローチ
ャート。
【図5】本発明の他の例を示す構成図。
【図6】図5図示空調装置の運転状態を示すモリエル線
図。
【図7】本発明の他の例を示す構成図。
【図8】図7図示空調装置の冷房状態での運転を示すモ
リエル線図。
【図9】図8図示空調装置の暖房状態での運転を示すモ
リエル線図。
【図10】図7図示空調装置の制御の例を示すフローチ
ャート。
【図11】本発明の他の例を示す構成図。
【図12】図11図示空調装置の制御の例を示すフロー
チャート。
【図13】本発明の他の例を示す構成図。
【図14】本発明のさらに他の例を示す構成図。
【図15】図14図示空調装置の冷房運転での運転状態
を示すモリエル線図。
【図16】図14図示空調装置の暖房状態での運転を示
すモリエル線図。
【図17】図14図示空調装置の制御の例を示す説明
図。
【図18】本発明のさらに他の例を示す構成図。
【図19】本発明の他の例を示す構成図。
【図20】本発明の他の例を示す構成図。
【図21】本発明の他の例を示す構成図。
【図22】図21図示例の作動を示すモリエル線図。
【図23】図21図示例の作動を示すモリエル線図。
【図24】図21図示例の作動を示すモリエル線図。
【図25】図21図示例の作動を示すモリエル線図。
【図26】図21図示例の作動を示すモリエル線図。
【図27】図21図示例の作動を示すモリエル線図。
【図28】本発明の他の例を示す構成図。
【図29】本発明の他の例を示す構成図。
【図30】本発明の他の例を示す構成図。
【図31】本発明の他の例を示す構成図。
【図32】本発明の他の例を示す構成図。
【図33】本発明の他の例を示す構成図。
【図34】本発明の他の例を示す構成図。
【図35】本発明の他の例を示す構成図。
【図36】本発明の他の例を示す構成図。
【図37】本発明の他の例を示す構成図。
【図38】本発明の他の例を示す構成図。
【図39】本発明の他の例を示す構成図。
【図40】本発明の他の例を示す構成図。
【図41】本発明の冷凍サイクル制御の一例を示すフロ
ーチャート。
【図42】図41図示フローチャートの他の態様を示す
フローチャート。
【図43】図41図示フローチャートの他の態様を示す
フローチャート。
【図44】図41図示フローチャートの他の態様を示す
フローチャート。
【図45】図41図示フローチャートの他の態様を示す
フローチャート。
【図46】図41図示フローチャートの他の態様を示す
フローチャート。
【図47】本発明の冷凍サイクルの制御の他の例を示す
フローチャート。
【図48】本発明の冷凍サイクルの制御の他の例を示す
フローチャート。
【図49】図48図示フローチャートの他の態様を示す
フローチャート。
【図50】本発明の冷凍サイクルの室外熱交換器用送風
器の制御態様を示す説明図。
【図51】本発明の冷凍サイクルを除湿運転で用いた場
合の制御の一例を示すフローチャート。
【図52】本発明に用いる操作パネルの一例を示す正面
図。
【図53】本発明の他の例を示す構成図。
【図54】図53図示装置の制御の一例を示すフローチ
ャート。
【図55】図53図示装置の制御の一例を示すフローチ
ャート。
【図56】図53図示装置の制御の一例を示すフローチ
ャート。
【図57】図53図示装置の制御の一例を示すフローチ
ャート。
【図58】図53図示装置の制御の一例を示すフローチ
ャート。
【図59】図53図示装置の運転モードと各機器の作動
状態とを示す説明図。
【図60】図53図示装置の暖房運転時の冷媒流れを示
す説明図。
【図61】図53図示装置の除湿暖房状態の冷媒流れを
示す説明図。
【図62】図53図示装置の冷房状態の冷媒流れを示す
説明図。
【図63】図53図示装置の除霜状態の冷媒流れを示す
説明図。
【図64】図53図示装置の操作パネルの例を示す正面
図。
【図65】本発明の他の例を示す構成図。
【図66】本発明の他の例を示す構成図。
【図67】本発明の他の例を示す構成図。
【図68】本発明の他の例を示す構成図。
【図69】本発明の他の例を示す構成図。
【図70】図69図示装置の暖房状態の冷媒流れを示す
説明図。
【図71】図69図示装置の冷房状態の冷媒流れを示す
説明図。
【図72】図69図示装置の除湿暖房状態の冷媒流れを
示す説明図。
【図73】図69図示装置の除湿除霜状態の冷媒流れを
示す説明図。
【図74】本発明の実施例に係わる空気調和装置の冷媒
回路図。
【図75】本発明の実施例に係わる空気調和装置の冷媒
回路図。
【図76】本発明の実施例に係わる空気調和装置の冷媒
回路図。
【図77】本発明の実施例に係わる空気調和装置の冷媒
回路図。
【図78】本発明の実施例に係わる空気調和装置の冷媒
回路図。
【図79】本発明の実施例に係わる空気調和装置の冷媒
回路図。
【図80】本発明の実施例に係わる空気調和装置の冷媒
回路図。
【図81】本発明の実施例に係わる空気調和装置の冷媒
回路図。
【図82】本発明の実施例に係わる空気調和装置の冷媒
回路図。
【図83】本発明の実施例に係わる空気調和装置の冷媒
回路図。
【図84】本発明の実施例に係わる空気調和装置の冷媒
回路図。
【図85】本発明の実施例に係わる空気調和装置の冷媒
回路図。
【図86】図83乃至図85図示空調装置における切り
替え状態の制御を示すフローチャート。
【図87】第1除湿運転および第2除湿運転の各機器の
作動状態を概念図示する説明図。
【図88】第1除湿運転および第2除湿運転の切り替え
制御を示すフローチャート。
【図89】本発明を適応する自動車の一例を示す斜視
図。
【図90】本発明空調装置の自動車への搭載位置の一例
を示す斜視図。
【符号の説明】
100 ダクト 132 送風機 141 デフダンパ 142 ヘッドダンパ 143 フットダンパ 150 バイパス通路 154 エアミックスダンパ 159 バイパスダンパ 201 圧縮機 202 室外凝縮器(室外熱交換器) 203 凝縮器(加熱器) 206 膨張手段をなす膨張弁 207 蒸発器 208 蒸発圧力調整弁 210 室外蒸発器 211 膨張手段をなすキャピラリーチューブ 300 コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平3−347130 (32)優先日 平3(1991)12月27日 (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平4−60616 (32)優先日 平4(1992)3月17日 (33)優先権主張国 日本(JP) (72)発明者 山中 康司 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 伊佐治 晃 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 鈴木 伸直 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内

Claims (57)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 自動車車室への空調空気通路をなすダク
    トと、 このダクトを介して空気を車室側へ送風する送風機と、 前記ダクト内に配設され冷媒の蒸発を行うことで空気の
    冷却を行う蒸発器と、 前記ダクト内でこの蒸発器の下流側に配設され、高温の
    冷媒と空気とで熱交換を行うことで空気の加熱を行う加
    熱器と、 冷媒の圧縮吐出を行う圧縮機と、 前記ダクト外部に配設され前記ダクト外部の空気との間
    で熱交換を行う室外熱交換器と、 前記加熱器と前記蒸発器との間に配設され冷媒の減圧膨
    張を行う膨張手段とを備えることを特徴とする自動車用
    空調装置。
  2. 【請求項2】 自動車車室への空調空気通路をなすダク
    トと、 このダクトを介して空気を車室側へ送風する送風機と、 前記ダクト内に配設され冷媒の蒸発を行うことで空気の
    冷却を行う蒸発器と、 前記ダクト内に配設され高温の冷媒と空気とで熱交換を
    行うことで空気の加熱を行う加熱器と、 前記ダクト内に配設され前記加熱器を通過する空気の流
    量を可変制御するダンパと、 冷媒の圧縮吐出を行う圧縮器と、 この圧縮機と前記加熱器との間に接続可能に配設され、
    前記ダクト外部の空気との間で熱交換を行う室外熱交換
    器と、 前記加熱器と前記蒸発器との間に配設され、冷媒の減圧
    膨張を行う膨張手段とを備えることを特徴とする自動車
    用空調装置。
  3. 【請求項3】 前記圧縮機は電気モータにより駆動さ
    れ、 かつ電気モータはインバータ等により回転数制御される
    ものであることを特徴とする請求項1もしくは2記載の
    自動車用空調装置。
  4. 【請求項4】 前記減圧手段は前記蒸発器下流の冷媒温
    度もしくは冷媒圧力に応じて、冷媒流れの絞り量を可変
    する差動式膨張弁であることを特徴とする請求項1乃至
    3いずれか記載の自動車用空調装置。
  5. 【請求項5】 前記減圧手段は電気信号に応じて冷媒流
    れの絞り量を可変する電気式膨張弁であることを特徴と
    する請求項1乃至3いずれか記載の自動車用空調装置。
  6. 【請求項6】 前記減圧手段は固定絞りであることを特
    徴とする請求項1もしくは2いずれか記載の自動車用空
    調装置。
  7. 【請求項7】 空調空気を自動車車室に導くダクトと、 このダクトに空気を送風する送風機と、 前記ダクト内に配設され冷媒の蒸発により空気の冷却を
    行う蒸発器と、 前記ダクト内でこの蒸発器の空気流れ下流に配設され、
    高温の冷媒と空気とで熱交換を行うことで空気の加熱を
    行う加熱器と、 前記ダクト内で前記蒸発器の下流に配設され前記加熱器
    をバイパスした空気を流すバイパス通路と、 前記ダクト内に配設され前記加熱器に流入する空気流量
    及び前記バイパス通路を流れる空気流量の割合を制御す
    るエアミックスダンパと、 電気モータにより駆動され冷媒の圧縮吐出を行う圧縮機
    と、 この圧縮機と前記加熱器との間に接続可能に配設され前
    記ダクト外の空気と熱交換する室外熱交換器と、 前記加熱器と前記蒸発器との間に配設され冷媒の減圧膨
    張を行う膨張手段と、 を備える自動車用空調装置。
  8. 【請求項8】 請求項7記載の自動車用空調装置であっ
    て、さらに前記圧縮機の回転数の制御及び前記エアミッ
    クスダンパの回動制御を行うコントローラを備えること
    を特徴とする。
  9. 【請求項9】 請求項8記載の自動車用空調装置であっ
    て、さらに室外空気温度を検出する外気温度センサと、 車室内空気温度を検出する内気温度センサと、 車室に注ぐ日射量を検出する日射センサと、 前記ダクトより吹き出される空気温度を検出する吹き出
    し空気温度センサと、 前記加熱器の温度に関連する信号を検出する加熱器温度
    センサと、 前記蒸発器の温度に関連する信号を検出する蒸発器温度
    センサと、 前記圧縮機の吐出圧力に関連する信号を検出する圧力セ
    ンサと、 の少なくとも何れか1を備え、 前記コントローラはこのセンサからの信号に基づき、前
    記圧縮機の回転数と前記エアミックスダンパの回路とを
    制御することを特徴とする。
  10. 【請求項10】 空気の送風通路をなすダクトと、 このダクト内に空気を送風する送風機と、 前記ダクト内に配設され冷媒の蒸発により空気の冷却を
    行う蒸発器と、 前記ダクト内に配設され高温の冷媒と空気とを熱交換し
    て空気の加熱を行う加熱器と、 冷媒の圧縮吐出を行う圧縮機と、 前記ダクト外の空気と冷媒との熱交換を行う室外熱交換
    器と、 この室外熱交換器を流れる冷媒流れを前記加熱器へ向か
    う冷媒と前記蒸発器より帰還する冷媒との間で切り換え
    る切り替え手段とを備えることを特徴とする自動車用空
    調装置。
  11. 【請求項11】 前記切り換え手段は、 前記圧縮機吐出側、前記室外熱交換器の一方側端部、前
    記圧縮機吸入側、及び前記室外熱交換器をバイパスする
    冷媒通路との間での切り替えを行う第1弁体と、 前記室外熱交換器の他方側端部、前記加熱器入口側、前
    記蒸発器出口側、及び前記室外熱交換器をバイパスする
    冷媒通路との間で冷媒流れの切り替えを行う第2弁体と
    より構成されることを特徴とする請求項10記載の自動
    車用空調装置。
  12. 【請求項12】 前記第1弁体及び前記第2弁体は共に
    四方弁より成ることを特徴とする請求項11記載の自動
    車用空調装置。
  13. 【請求項13】 前記第1弁体は四方弁より成り、前記
    第2弁体は逆止弁よりなることを特徴とする請求項11
    記載の自動車用空調装置。
  14. 【請求項14】 空気通路をなすダクトと、 このダクトを介して空気を自動車車室内へ送風する送風
    機と、 この前記ダクト内に配設され冷媒を蒸発させて空気の冷
    却を行う蒸発器と、 この前記ダクト内でこの蒸発器の側方に形成され前記蒸
    発器をバイパスする空気を流す蒸発器バイパス通路と、 前記ダクト内に配設され、この蒸発器バイパス通路を流
    れる空気流量と前記蒸発器を流れる空気流量との割合を
    可変制御する蒸発器ダンパと、 前記ダクト内に配設され高温冷媒と熱交換して空気を加
    熱する加熱器と、 前記ダクト内でこの加熱器側方に形成され加熱器を通過
    する空気を流す加熱器バイパス通路と、 前記ダクト内に配設され、この加熱器バイパス通路を通
    過する空気流量と前記加熱器を通過する空気流量との割
    合を制御するエアミックスダンパと、 前記ダクト外の空気と冷媒との熱交換を行う室外熱交換
    器と、 冷媒の圧縮吐出を行う圧縮機と、 前記室外熱交換器を流れる冷媒流れを前記加熱器へ向か
    う冷媒流れと前記蒸発器より帰還する冷媒流れとの間で
    切り替える切り替え手段とを備えることを特徴とする自
    動車用空調装置。
  15. 【請求項15】 請求項14記載の自動車用空調装置で
    あって、前記圧縮機は吐出容量可変手段を備え、 前記圧縮機の吐出容量、前記切り替え手段の切り替え、
    前記蒸発器ダンパの回動及び前記エアミックスダンパの
    回動を制御するコントローラを備えることを特徴とす
    る。
  16. 【請求項16】 前記切り替え手段は自動車用空調装置
    の冷房運転時に前記室外熱交換器を前記圧縮機吐出側と
    前記加熱器入口側との間に接続し、 暖房運転時には前記室外熱交換器を前記蒸発器出口側と
    前記圧縮機吸入側との間に接続するよう切り替えること
    を特徴とする請求項10乃至請求項15いずれか記載の
    自動車用空調装置。
  17. 【請求項17】 冷媒の圧縮吐出を行う圧縮機と、 この圧縮機より圧縮された冷媒と被空調空気とで熱交換
    を行う室外凝縮器と、 この室外凝縮器の凝縮能力を可変する凝縮側可変手段
    と、 前記室外凝縮器を通過した冷媒と空調空気との熱交換を
    行う室内加熱器と、 この室内加熱器を通過した冷媒の減圧膨張を行う膨張手
    段と、 この膨張手段で減圧膨張された冷媒と空調空気との熱交
    換を行う室内蒸発器と、 この室内蒸発器を通過した冷媒と被空調空気との熱交換
    を行う室外蒸発器と、 この室外蒸発器の蒸発能力を可変する蒸発側可変手段と
    を冷媒が循環すべく冷媒配管にて接続可能に配置してな
    る自動車用空調装置。
  18. 【請求項18】 前記凝縮側可変手段は前記室外凝縮器
    へ流入する空気流量を可変制御するダンパであることを
    特徴とする請求項17記載の自動車用空調装置。
  19. 【請求項19】 前記蒸発側可変手段は前記室外蒸発器
    へ流入する空気流量を可変するダンパであることを特徴
    とする請求項17もしくは請求項18何れか記載の自動
    車用空調装置。
  20. 【請求項20】 前記凝縮側可変手段は前記室外凝縮器
    に流入する空気流量を可変するコンデンサファンである
    ことを特徴とする請求項17もしくは請求項19何れか
    記載の自動車用空調装置。
  21. 【請求項21】 前記蒸発側可変手段は前記室外蒸発器
    へ流入する空気流量を可変するエバポレータファンであ
    ることを特徴とする請求項17、18もしくは20何れ
    か記載の自動車用空調装置。
  22. 【請求項22】 前記室内蒸発器及び前記室内加熱器は
    共に空気通路をなすダクト内に配設され、 このダクトのうち前記室内蒸発器の側方には前記室内蒸
    発器をバイパスする蒸発器側バイパス通路が形成され、 さらにこの蒸発器側バイパス通路を通過する空気流量と
    前記室内蒸発器を通過する空気流量との割合を可変する
    ダンパを備えることを特徴とする請求項17乃至21何
    れか記載の自動車用空調装置。
  23. 【請求項23】 前記室内蒸発器及び前記室内加熱器は
    共に空気通路をなすダクト内に配設され、 このダクトには前記室内加熱器をバイパスする空気を流
    れる加熱器側バイパス通路が形成され、 さらにこの凝縮器側バイパス通路を流れる空気流量と前
    記室内加熱器を流れる空気流量との割合を可変するエア
    ミックスダンパを有することを特徴とする請求項17乃
    至22何れか記載の自動車用空調装置。
  24. 【請求項24】 吹出空気の通路をなすダクトと、 このダクトの吹出口より空気が自動車車室内へ吹出すべ
    く送風を行う送風機と、 前記ダクト内に配設され、空気と低温冷媒とで熱交換さ
    せて冷媒を蒸発させると共に空気の冷却を行う蒸発器
    と、 前記ダクト内でこの蒸発器の下流側に配設され空気と高
    温冷媒とで熱交換させて空気の加熱を行う加熱器と、 前記ダクト外に配設され空気と冷媒との熱交換を行う室
    外熱交換器と、 冷媒を圧縮吐出する圧縮機と、 冷媒を減圧膨張させる減圧手段と、 前記蒸発器、前記加熱器、前記室外熱交換器、前記圧縮
    機、前記減圧手段間の冷媒の流れ方向を切替制御する切
    替手段と、 この切替手段の切り替えを制御する制御手段とを備える
    自動車用空調装置。
  25. 【請求項25】 前記切替手段は、 冷房運転時に圧縮機、室外熱交換器、減圧手段、蒸発器
    の順で冷媒を循環させ、 暖房運転時に圧縮機、加熱器、減圧手段、室外熱交換器
    の順で冷媒を循環させ、 除湿運転時に圧縮機、加熱器、室外熱交換器、減圧手
    段、蒸発器の順で冷媒を循環させるべく冷媒流れを切替
    制御することを特徴とする請求項24記載の自動車用空
    調装置。
  26. 【請求項26】 自動車車室への空調空気通路をなすダ
    クトと、 このダクトを介して空気を車室側へ送風する送風機と、 前記ダクト内に配設され冷媒の蒸発を行うことで空気の
    冷却を行う蒸発器と、 前記ダクト内でこの蒸発器の下流側に配設され、高温冷
    媒と熱交換を行うことで空気の加熱を行う加熱器と、 冷媒の圧縮吐出を行う圧縮機と、 前記ダクト外部に配設され、前記ダクト外部の空気との
    間で熱交換を行う室外熱交換器と、 前記加熱器と前記蒸発器との間に配設され、冷媒の減圧
    膨張を行う膨張手段と、 前記蒸発器、前記加熱器、及び前記室外熱交換器へ流れ
    る冷媒の流路を切り替える切替手段とを備え、 この切替手段は少なくとも、前記圧縮機、前記加熱器、
    前記減圧手段、前記室外熱交換器の順で冷媒を循環させ
    る暖房運転と、前記圧縮機、前記加熱器、前記室外熱交
    換器、前記減圧手段、前記蒸発器の順で冷媒を循環させ
    る除湿運転との切り替えを行い、 さらに前記切替手段の切り替えを制御する制御手段とを
    備える自動車用空調装置。
  27. 【請求項27】 前記制御手段は、暖房運転時に自動車
    車室の窓ガラスの曇り状態を検知したときに前記切替手
    段を除湿運転状態に切り替えるものであることを特徴と
    する請求項24ないし26いずれか記載の自動車用空調
    装置。
  28. 【請求項28】 前記ダクトは、自動車車室内の空気及
    び自動車車室外の空気を選択的に流入するものであり、 前記制御手段は、暖房運転時に自動車車室内の空気が前
    記ダクトに流入された時、前記切替手段を除湿運転に切
    替制御することを特徴とする請求項27記載の自動車用
    空調装置。
  29. 【請求項29】 前記ダクトは、空調空気を自動車車室
    の窓ガラス側、自動車車室の乗員の頭胸部側及び自動車
    車室の乗員の足元部側のうち一以上に選択的に吹き出す
    ものであり、 前記制御手段は、前記ダクトの吹き出しが自動車車室の
    ガラス側へ向う状態もしくは自動車車室のガラス側と乗
    員の足穴部との双方へ向う状態のいずれかに切り替えら
    れた時、前記切替手段を駆動して暖房運転状態から除湿
    運転状態へ切替制御するものであることを特徴とする請
    求項27記載の自動車用空調装置。
  30. 【請求項30】 請求項27記載の自動車用空調装置に
    おいて、さらに自動車車室の窓ガラスの曇り状態を検知
    する検知器を備え、 前記制御手段はこの検知器からの信号に基づき、前記切
    替手段を駆動して暖房運転状態から除湿運転状態へ切替
    制御するものであることを特徴とする。
  31. 【請求項31】 請求項24乃至30いずれか記載の自
    動車用空調装置において、 前記蒸発器の温度を検知する温度検知器を備え、 前記制御手段はこの温度検知器からの信号が前記蒸発器
    の着霜状態を検知した時、前記切替手段を駆動して除湿
    運転状態から暖房運転状態へ切り替えるものであること
    を特徴とする。
  32. 【請求項32】 前記制御手段は、前記切替手段を駆動
    して暖房運転、除湿運転の切替制御をした時、所定時間
    経過後、原運転状態に復帰させるタイマー機能を具備す
    ることを特徴とする請求項24乃至請求項31いずれか
    記載の自動車用空調装置。
  33. 【請求項33】 請求項24ないし32いずれか載の自
    動車用空調装置であって、 前記室外熱交換器の温度を検知する温度検知器を備え、 前記制御手段はこの温度検知器からの信号に基づき前記
    室外熱交換器の着霜状態を検知した時、前記切替手段を
    駆動し、暖房運転状態から除湿運転状態へ切替制御する
    ものであることを特徴とする。
  34. 【請求項34】 前記切替手段は、除湿運転時に前記圧
    縮機より吐出された冷媒を前記加熱器に流入し、前記加
    熱器を通過した冷媒を前記室外熱交換器に流入し、前記
    室外熱交換器を通過した冷媒を前記減圧手段に流入し、
    前記減圧手段を通過した冷媒を前記蒸発器に流入し、更
    に前記蒸発器を通過した冷媒を前記圧縮機に吸入すべく
    冷媒流れを切替制御することを特徴とする請求項24乃
    至請求項33いずれか記載の自動車用空調装置。
  35. 【請求項35】 前記切替手段は、除湿運転時に前記圧
    縮機より吐出した冷媒を前記加熱器及び前記室外熱交換
    器の双方に流入し、前記加熱器及び前記室外熱交換器の
    それぞれを通過した冷媒を集合して前記減圧手段に供給
    し、前記減圧手段を通過した冷媒を前記蒸発器に流入
    し、前記蒸発器を流入した冷媒を前記圧縮機に吸入する
    ように冷媒流れを切替制御することを特徴とする請求項
    26乃至請求項34いずれか記載の自動車用空調装置。
  36. 【請求項36】 請求項24乃至35いずれか記載の自
    動車用空調装置であって、前記室外熱交換器の能力を可
    変する能力可変手段を備え、 除湿運転時にこの能力可変手段を可変して、前記加熱器
    の冷媒凝縮圧力を可変することを特徴とする。
  37. 【請求項37】 前記能力可変手段は、前記室外熱交換
    器へ熱交換風を送風する送風機であることを特徴とする
    請求項36記載の自動車用空調装置。
  38. 【請求項38】 前記能力可変手段は、前記室外熱交換
    器へ導入される熱交換風量を制御するダンパであること
    を特徴とする請求項36記載の自動車用空調装置。
  39. 【請求項39】 前記制御手段は、前記切替手段を駆動
    して暖房運転、除湿運転の切替制御をした時、暖房運転
    と除湿運転とを所定時間毎に交互に行うタイマー機能を
    備えるものであることを特徴とする請求項24乃至38
    いずれか記載の自動車用空調装置。
  40. 【請求項40】 前記制御手段は、前記切替手段を駆動
    して暖房運転、除湿運転の切替制御を行う際、所定時間
    切り替えを通らせるタイマー機能を備えるものであるこ
    とを特徴とする請求項24乃至39いずれか記載の自動
    車用空調装置。
  41. 【請求項41】 自動車車室への空調空気通路をなすダ
    クトと、 このダクト内に配設され、冷媒の蒸発を行うことで空気
    の冷却を行う蒸発器と、 前記ダクト内に配設され、高温冷媒と熱交換を行うこと
    で空気の加熱を行う加熱器と、 冷媒の圧縮吐出を行う圧縮器と、 前記ダクト外部に配設され、ダクト外部の空気と冷媒と
    の間で熱交換を行う室外熱交換器と、 前記蒸発器の上流側に配設され、蒸発器に流入する冷媒
    を減圧膨張する膨張手段と、 この膨張手段および前記蒸発器をバイパスして冷媒を流
    すバイパス通路と、 冷媒流れを前記減圧手段および前記蒸発器側へ流す流れ
    と、前記バイパス通路側へ流す流れとに切り替え制御す
    る弁体と、 この弁体の切り替えを制御する制御手段とを備え、 前記制御手段は前記蒸発器の冷媒状態に対応する温度も
    しくは圧力が所定値以下に低下した時冷媒を前記バイパ
    ス通路側へ流し、前記蒸発器の冷媒状態に対応する温度
    もしくは圧力が所定値以下に低下しないようにするもの
    であることを特徴とする自動車用空調装置。
  42. 【請求項42】 前記自動車用空調装置は前記圧縮機よ
    り吐出された冷媒が蒸発器を通過した後前記室外熱交換
    器へ流入する際、前記制御手段を作動させるものである
    ことを特徴とする請求項41記載の自動用空調装置。
  43. 【請求項43】 自動車車室への空調空気通路をなすダ
    クトと、 このダクト内に配設され冷媒の蒸発を行うことで空気の
    冷却を行う蒸発器と、 前記ダクト内に配設され冷媒の凝縮を行うことで空気の
    加熱を行う凝縮器と、 前記ダクト内に配設されこの凝縮器を通過した高温冷媒
    と熱交換を行うことで空気の加熱を行う過冷却器と、 冷媒の圧縮吐出を行う圧縮機と、 前記ダクト外部に配設され前記ダクト外部の空気と冷媒
    との間で熱交換を行う室外熱交換器と、 前記過冷却器と前記蒸発器の間の冷媒配管中に配設さ
    れ、冷媒の減圧膨張を行う膨張手段を備えることを特徴
    とする自動車用空調装置。
  44. 【請求項44】 前記膨張手段は、前記凝縮器出口側の
    冷媒状態に応じて冷媒通路の絞り量を可変するものであ
    ることを特徴とする請求項43記載の自動車用空調装
    置。
  45. 【請求項45】 前記膨張手段は、前記凝縮器通過時の
    冷媒が所定の過冷却度を有するように冷媒通路の絞り量
    を可変制御するものであることを特徴とする請求項43
    もしくは44記載の自動車用空調装置。
  46. 【請求項46】 前記自動車用空調装置は暖房運転時に
    冷媒流れが、 前記圧縮機,前記凝縮器,前記過冷却器,前記膨張手
    段,前記室外熱交換器,前記圧縮機となることを特徴と
    する請求項43もしくは44記載の自動車用空調装置。
  47. 【請求項47】 前記切り替え手段は前記圧縮機,前記
    加熱器,前記減圧手段,前記室外熱交換器の順で冷媒を
    循環させる第1暖房運転状態と、 前記圧縮機,前記加熱器,前記減圧手段,前記蒸発器,
    前記室外熱交換器の順で冷媒を循環させる第2暖房運転
    の切り替えを行うことを特徴とする請求項43ないし4
    6いずれか記載の自動車用空調装置。
  48. 【請求項48】 前記切り替え手段は暖房負荷に関する
    信号を入力するものであり、暖房負荷が大の時に前記第
    2暖房運転状態とし、暖房不可が小の時に前記第1暖房
    運転状態とすることを特徴とする請求項47記載の自動
    車用空調装置。
  49. 【請求項49】 前記膨張手段と前記蒸発器との間に、
    さらに冷媒を減圧膨張させる固定絞りを備えることを特
    徴とする請求項43ないし48いずれか記載の自動車用
    空調装置。
  50. 【請求項50】 前記固定絞りはキャピラリーチューブ
    であることを特徴とする請求項49記載の自動車用空調
    装置。
  51. 【請求項51】 自動車車室への空調空気通路をなすダ
    クトと、 このダクト内に配設され冷媒の凝縮を行うことで空気の
    加熱を行う凝縮器と、 この凝縮器を通過した冷媒を一旦留め液冷媒のみ導出す
    るレシーバと、 前記ダクト内に配設され前記レシーバより導出された高
    温の液冷媒と熱交換を行うことで空気の加熱を行う過冷
    却器と、 この過冷却器より導出された冷媒の減圧膨張を行う膨張
    手段と、 前記ダクト内に配設され前記膨張手段より導出された低
    圧冷媒の蒸発を行うこで空気の冷却を行う蒸発器と、 前記ダクト外部に配設され前記ダクト外部の空気と冷媒
    との間で熱交換を行う室外熱交換器と、 冷媒の吸入圧縮吐出を行う圧縮機とを備える自動車用空
    調装置。
  52. 【請求項52】 前記膨張手段は前記圧縮機吸入側の冷
    媒が所定の乾き度を有するように冷媒通路の絞り量を可
    変するものであることを特徴とする請求項51記載の自
    動車用空調装置。
  53. 【請求項53】 室内への空気通路をなすダクトと、 このダクトを介して室内へ空気を送る送風機と、 このダクトの内部に配設され、室内へ送られる空気と冷
    媒との熱交換を行う蒸発器と、 前記ダクトの内部で、前記上流側熱交換器の下流に配設
    され、室内へ送られる空気と冷媒との熱交換を行う加熱
    器と、 前記ダクトの外部に配設され、室外の空気と冷媒との熱
    交換を行う室外熱交換器を有し、 前記蒸発器で空気の熱を奪って冷媒の蒸発を行い、前記
    加熱器で高温の冷媒と空気とで熱交換を行い、空気の加
    熱を行う除湿運転が可能に設けられるとともに、 この除湿運転時に、前記室外熱交換器を、冷媒と空気と
    の熱交換器として使用しない状態、あるいは冷媒凝縮器
    として使用する状態から、冷媒蒸発器として使用する状
    態へ切り替え可能な流路切替手段と、 前記蒸発器の着霜を検出する着霜センサを備えるととも
    に、 前記除湿運転時に、前記着霜センサによって前記蒸発器
    に着霜が予知、あるいは着霜が検出された時に、前記流
    路切替手段を制御して、前記室外熱交換器を、冷媒と空
    気との熱交換器として使用しない状態、あるいは冷媒凝
    縮器として使用する状態から、冷媒蒸発器として使用す
    る状態へ切り替える制御装置を具備する空気調和装置。
  54. 【請求項54】 自動車車室への空気通路をなすダクト
    と、 このダクトを介して空気を車室側へ送風する送風機と、 前記ダクト内に配設され、冷媒の蒸発を行うことで空気
    の冷却を行う蒸発器と、 前記ダクト内でこの蒸発器の下流側に配設され、高温冷
    媒と熱交換を行うことで空気の加熱を行う加熱器と、 冷媒の圧縮吐出を行う圧縮機と、 前記ダクト外部に配設され、前記ダクト外部の空気との
    間で熱交換を行う室外熱交換器と、 冷媒を減圧膨張させる膨張手段と、 前記蒸発器,前記加熱器および前記室外熱交換器へ流れ
    る冷媒の流路を切替える切替手段とを備え、 この切替手段は少なくとも、前記圧縮機,前記加熱器,
    前記減圧手段,前記室外熱交換器の順で冷媒を循環させ
    る暖房運転と、前記圧縮機,前記加熱器,前記減圧手
    段,前記室外熱交換器,前記蒸発器の順で冷媒を循環さ
    せる第1除湿運転と、 前記圧縮機,前記加熱器,前記室外熱交換器,前記減圧
    手段,前記蒸発器の順で冷媒を循環させる第2除湿運転
    および除霜運転との切替えを行い、 さらに前記切替え手段と切替えを制御する制御装置とを
    備え、 この制御手段は、前記第2除湿運転もしくは前記除霜運
    転から前記暖房運転へ切り替わる際、所定時間前記第1
    除湿運転を行ったのちで前記暖房運転へ切り換えるよう
    制御することを特徴とする自動車用空調装置。
  55. 【請求項55】 請求項54記載の自動車用空調装置で
    あって、前記圧縮機は前記制御手段からの信号に基づき
    吐出容量を可変するものであり、前記室外熱交換器は室
    外熱交換器へ強制的に送風する送風機を備え、かつこの
    送風機の送風量は前記制御手段により制御されるもので
    あり、 前記制御手段は前記圧縮機吸入側の冷媒圧力もしくは温
    度と前記圧縮機吐出側の冷媒圧力もしくは温度に応じ
    て、前記第1除湿運転モードと前記第2除湿運転モード
    との切り換えを行うと共に、前記室外熱交換器用送風機
    の風量を制御することを特徴とする。
  56. 【請求項56】 請求項55記載の自動車用空調装置で
    あって、前記制御手段は前記圧縮機吐出側の冷媒圧力も
    しくは温度が高く、かつ前記圧縮機吸入側の冷媒圧力も
    しくは温度も高い状態で除湿運転を行う際には、前記第
    2除湿運転モードとするとともに、前記室外熱交換器用
    送風機の風量を増し、 前記圧縮機吐出側の冷媒圧力もしくは温度が低く、かつ
    前記圧縮機吸入側の冷媒圧力もしくは温度も低い状態で
    除湿運転を行う際には、前記第1除湿運転モードとする
    とともに、前記室外熱交換器用送風機の風量を増加させ
    るよう制御することを特徴とする。
  57. 【請求項57】 請求項56記載の自動車用空調装置で
    あって、前記制御手段は前記圧縮機吐出側の冷媒圧力も
    しくは温度が高く前記圧縮機吸入側の冷媒圧力もしくは
    温度が低い状態で除湿運転を行う際には、前記第2除
    湿,運転モードとするとともに、前記圧縮機の容量を減
    少させ、かつ前記室外熱交換器用送風機の風量を低下さ
    せ、 前記圧縮機吐出側の冷媒圧力もしくは温度が低く前記圧
    縮機吸入側の冷媒圧力もしくは温度が高い状態で除湿運
    転を行う際には、前記第1除湿運転モードとするととも
    に、前記圧縮機の容量を増大させ、かつ前記室外熱交換
    器用送風機の風量を低下させるように制御することを特
    徴とする。
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