WO2025084260A1

WO2025084260A1 - 温調システム及びその制御方法

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Publication number: WO2025084260A1
Application number: PCT/JP2024/036574
Authority: WO
Inventors: 知康足立; 崇幸小林; 裕之山本
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems Ltd
Priority date: 2023-10-19
Filing date: 2024-10-11
Publication date: 2025-04-24
Anticipated expiration: 2026-04-19
Also published as: JP2025070344A

Abstract

簡便な構成で熱媒体の流路を切り替えることができる温調システムを提供する。温調システム（１Ａ）は、冷媒回路（１０）と、熱媒体回路（２０）と、を備え、熱媒体回路（２０）は、室外熱交換器（２３）と、第２室内熱交換器（２５ｃ）と、熱媒体を貯留するリザーブタンク（５８）と、リザーブタンク（５８）を挟んだ一方側に吸込部（２１ａ）が接続された第１ポンプ（２１）と、リザーブタンク（５８）を挟んだ他方側に吸込部（２２ａ）が接続された第２ポンプ（２２）と、蒸発器（１４）の熱媒体流出側と第２ポンプ（２２）とを接続する蒸発器出口配管（４４）に設けられた接続弁（４８）と、接続弁（４８）と凝縮器（１２）の熱媒体流入側とを接続する凝縮器供給配管（５４）と、を備え、接続弁（４８）は、第２ポンプ（２２）の方向へ熱媒体を供給する第１方向と、凝縮器供給配管（５４）へ熱媒体を供給する第２方向との流れを調整可能とされている。

Description

温調システム及びその制御方法

　本開示は、車両に用いられて好適な温調システム及びその制御方法に関するものである。

　電気自動車や、エンジンおよび電動機から車両走行用の駆動力を得る所謂ハイブリッド自動車等の車両においては、熱源が不足しがちな中、冷暖房、除湿、換気等の車両に要求される空調機能の他、バッテリー等の車載機器の熱管理や排熱利用が要求される。そうした要求に対して、従来、ヒートポンプシステムに加え、バッテリーを冷却するチラーやバッテリーを加温するヒータを含むシステム、あるいは、走行用モータの排熱により加温された水をポンプで温調対象に搬送するシステム等の複数のシステムが用いられてきた。

　車両用熱管理システムとしては、冷媒が冷凍サイクルに従って循環する一次ループと、熱媒体（水等）をポンプにより室内空調ユニットに搬送する二次ループとを備えたシステムが提案されている（特許文献１参照）。

　特許文献１には、冷却水（熱媒体）を使用して電装品およびバッテリーを冷却する発明が開示されている。すなわち、冷却水を貯留するリザーブタンクから電装品へと供給される冷却水が循環する冷却水ラインと、同一のリザーブタンクからバッテリーへと供給される冷却水が循環する他の冷却水ラインとを備えている。各冷却水ラインにはポンプと切替弁とが設けられ、切替弁の開閉状態に応じて、電装品およびバッテリーのいずれか一方または両方が冷却される。リザーブタンクは、温度上昇により熱媒体の体積が増加した際に余剰の熱媒体を受け入れ、温度低下時には熱媒体を配管内に補給する。

特許第６０６４７５３号公報

　特許文献１では、冷却水の流路を切り替えるために、５つのポートを有する切替弁が使用されている。しかし、システムのコストや信頼性を考えた場合、なるべく簡便な構成で冷却水を切り替えることができることが好ましい。

　本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、簡便な構成で熱媒体の流路を切り替えることができる温調システム及びその制御方法を提供することを目的とする。

　本開示の一態様に係る温調システムは、圧縮機、高圧側熱交換器、減圧部および低圧側熱交換器を冷媒が循環する冷媒回路と、前記高圧側熱交換器および前記低圧側熱交換器において冷媒と熱交換する熱媒体が循環する熱媒体回路と、を備え、前記熱媒体回路は、外気と熱媒体とを熱交換させる室外熱交換器と、熱媒体を用いて温調対象を加熱または冷却する温調機器と、前記熱媒体を貯留するリザーブタンクと、前記リザーブタンクを挟んだ一方側に吸込部が接続され、熱媒体を輸送する第１ポンプと、前記リザーブタンクを挟んだ他方側に吸込部が接続され、熱媒体を輸送する第２ポンプと、前記低圧側熱交換器の熱媒体流出側と前記第２ポンプとを接続する第２ポンプ用配管に設けられた接続弁と、前記接続弁と前記高圧側熱交換器の熱媒体流入側とを接続する熱媒体高圧側供給配管と、を備え前記接続弁は、前記第２ポンプの方向へ熱媒体を供給する第１方向と、前記熱媒体高圧側供給配管へ熱媒体を供給する第２方向との流れを調整可能とされている。

　本開示の一態様に係る温調システムの制御方法は、圧縮機、高圧側熱交換器、減圧部および低圧側熱交換器を冷媒が循環する冷媒回路と、前記高圧側熱交換器および前記低圧側熱交換器において冷媒と熱交換する熱媒体が循環する熱媒体回路と、を備え、前記熱媒体回路は、外気と熱媒体とを熱交換させる室外熱交換器と、熱媒体を用いて温調対象を加熱または冷却する温調機器と、前記熱媒体を貯留するリザーブタンクと、前記リザーブタンクを挟んだ一方側に吸込部が接続され、熱媒体を輸送する第１ポンプと、前記リザーブタンクを挟んだ他方側に吸込部が接続され、熱媒体を輸送する第２ポンプと、前記低圧側熱交換器の熱媒体流出側と前記第２ポンプとを接続する第２ポンプ用配管に設けられた接続弁と、前記接続弁と前記高圧側熱交換器の熱媒体流入側とを接続する熱媒体高圧側供給配管と、を備えた温調システムの制御方法であって、前記接続弁を用いて、前記第２ポンプの方向へ熱媒体を供給する第１方向と、前記熱媒体高圧側供給配管へ熱媒体を供給する第２方向との流れを調整する。

　簡便な構成で熱媒体の流路を切り替えることができる。

本開示の第１実施形態に係る温調システムであり、冷房モードを示した概略構成図である。図１の温調システムのヒートポンプモードを示した概略構成図である。図１の温調システムのヒータモードを示した概略構成図である。第１実施形態の変形例を示した概略構成図である。本開示の第２実施形態に係る温調システムであり、ヒータモードを示した概略構成図である。第２実施形態の変形例を示した概略構成図である。本開示の第３実施形態に係る温調システムであり、ヒータモードを示した概略構成図である。

　以下に、本開示に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
　以下、本開示の第１実施形態について、図１を用いて説明する。
　図１に示す車両用の温調システム１Ａは、例えば、エンジンを備えておらず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、あるいは、エンジンおよび電動機から車両走行用の駆動力を得る所謂ハイブリッド自動車等の図示しない車両に装備されている。温調システム１Ａは、乗員が搭乗する車室８の冷暖房、除湿、換気等の空調の他、車両に搭載されているバッテリー装置（電源装置）、走行用モータ、発熱する電子機器等の車載装置の熱管理、排熱回収等を担う。適切な温度や湿度に空調したり、車載装置を適温に管理したりすることを「熱管理」と総称するものとする。

　温調システム１Ａ、および車載装置に備わる電動機器や電子機器には、車載のバッテリー装置に蓄えられた電力が供給される。車載のバッテリー装置は、車両停止時に外部電源から充電される。

　温調システム１Ａは、冷媒が循環可能に構成される冷媒回路１０と、冷媒に対して熱を授受する熱媒体が循環可能に構成される熱媒体回路２０と、温調システム１Ａを所定の運転モードに設定し、運転モードに応じて温調システム１Ａの運転状態を制御する図示しない制御部とを備えている。
　また、温調システム１Ａは、例えば、外気温を検知するセンサ、車室８に吹き出される空調空気の温度を検知するセンサ等の図示しないセンサ等を含む。

　温調システム１Ａは、乗員によりあるいは制御部により選択される複数の運転モードを備えている。本実施形態は、温調システム１Ａの運転モードとして、冷房モード（図１）、ヒートポンプモード（図２）、およびヒータモード（図３）を例示する。

＜冷媒回路１０の構成＞
　冷媒回路１０は、冷媒を圧縮する圧縮機１１と、凝縮器（高圧側熱交換器）１２と、膨張弁（減圧部）１３と、蒸発器（低圧側熱交換器）１４とを備えている。冷媒回路１０において、冷凍サイクルに従って冷媒が循環する。冷媒回路１０に封入される冷媒としては、単一冷媒あるいは混合冷媒を用いることができる。例えば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２等のＨＦＣ（Hydro　Fluoro　Carbon）冷媒や、Ｒ１２３４ｚｅ、Ｒ１２３４ｙｆ等のＨＦＯ（Hydro　Fluoro　Olefin）冷媒、あるいは、プロパン、イソブタン等の炭化水素（ＨＣ）系冷媒を用いることが可能である。特に、本実施形態の冷媒としてＲ１２３４ｙｆを用いることが好ましい。

　上記に列挙したフロン系または炭化水素系の冷媒を用いる場合は、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルが構成される。
　冷媒として二酸化炭素（ＣＯ２）を用いる場合は、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超える遷臨界冷凍サイクルが構成される。その場合でも、本実施形態の凝縮器１２と同様に高圧側熱交換器により冷媒が放熱し、本実施形態の蒸発器１４と同様に低圧側熱交換器により冷媒が吸熱する作用が得られるから、二酸化炭素冷媒のように遷臨界冷凍サイクルを構成する冷媒も冷媒回路１０に採用することができる。

　圧縮機１１は、例えば図示しない電動モータを備えた電動圧縮機とされる。圧縮機１１の回転数は制御部によって制御される。圧縮機１１は、例えばスクロール圧縮機やロータリ圧縮機が用いられる。

　凝縮器１２は、圧縮機１１から吐出された冷媒ガスを、熱媒体回路２０を流れる熱媒体と熱交換させる。

　膨張弁１３は、凝縮器１２から流出した冷媒を減圧させる。膨張弁１３としては、制御部からの指令に基づき開度を制御可能な電子膨張弁の他、温度式膨張弁を採用することができる。なお、膨張弁１３の代わりにキャピラリーチューブを採用しても良い。また、凝縮器１２と膨張弁１３の間に、図示しないレシーバ（気液分離器）を設けても良い。

　蒸発器１４は、膨張弁１３から流出した冷媒を、熱媒体回路２０を流れる熱媒体と熱交換させる。蒸発器１４により蒸発した冷媒は、圧縮機１１の吸込側に導かれる。蒸発器１４と圧縮機１１との間に、図示しないアキュムレータ（気液分離器）を設けても良い。

　図１の冷媒回路１０において、低圧側の冷媒の流れは細い実線により示され、高圧側の冷媒の流れは細い一点鎖線により示されている。図２以降の他の図も同様である。

　圧縮機１１、凝縮器１２、膨張弁１３、蒸発器１４、およびそれらの要素を接続する冷媒配管は、例えば車室８の外に設置されている。

　制御部は、例えば、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等である。

＜熱媒体回路２０の構成＞
　熱媒体回路２０は、凝縮器１２および蒸発器１４により冷媒と熱を授受可能な熱媒体が循環可能に構成されている。熱媒体は、少なくとも１つの温調対象の冷却または加熱に用いられる。本実施形態における温調対象は、車室８内に供給して空調を行う空気である。

　熱媒体回路２０に封入される熱媒体は、液相の状態を維持して熱媒体回路２０を循環する水やブライン等の液体である。ブラインとしては、例えば、水およびプロピレングリコールの混合液、あるいは、水およびエチレングリコールの混合液を例示することができる。

　熱媒体回路２０は、室外熱交換器２３と、室内ユニット（温調機器）２５とを備えている。

　室外熱交換器２３は、車室８の外部の外気と、熱媒体とを熱交換させる。室外熱交換器２３は、例えば、車両の空気導入口の付近に配置される。車両の走行と、室外熱交換器ファン２３ａの作動とによって室外熱交換器２３に供給される外気は、外気と熱媒体との温度差に基づいて、放熱または吸熱する。

　室内ユニット２５は、室内ファン２５ａと第１室内熱交換器２５ｂと第２室内熱交換器２５ｃとを備えている。室内ユニット２５は、室内ファン２５ａによって送られる空気と熱媒体とを熱交換させることで車室８内に空調空気を与える。室内ファン２５ａは、制御部の指令に基づいて電動モータにより駆動され、車室８内の空気（内気）または外気、あるいは内気と外気との混合気体を第１室内熱交換器２５ｂ及び第２室内熱交換器２５ｃに向けて吹き付ける。

　熱媒体回路２０は、熱媒体を輸送する第１ポンプ２１及び第２ポンプ２２を備えている。第１ポンプ２１及び第２ポンプ２２は、制御部によってその起動及び停止と回転数が制御される。

　第１ポンプ２１は、凝縮器１２の熱媒体出口側に接続された凝縮器出口配管（第１ポンプ用配管）３１に接続されている。第１ポンプ２１の出口側は、第１ポンプ出口配管３３から第２室内機入口配管３４を介して第２室内熱交換器２５ｃに接続されている。第１ポンプ出口配管３３には、第１三方弁３５が設けられている。第１三方弁３５によって、第１ポンプ２１から吐出された熱媒体が、第２室内機入口配管３４を介して第２室内熱交換器２５ｃに向かうのか、又は、第１室外機入口配管３７を介して室外熱交換器２３のいずれかに向かうのかが決定される。第１三方弁３５は、制御部によって制御される。

　第２室内熱交換器２５ｃの熱媒体流出側には、第２室内機出口配管３９が設けられている。第２室内機出口配管３９は、四方弁４０に接続されている。四方弁４０は、制御部によって制御され、運転モードに応じて接続方向が切り替えられる。

　四方弁４０と凝縮器１２との間には、凝縮器戻り配管４２が設けられている。凝縮器戻り配管４２を介して、熱媒体が凝縮器１２へと戻される。

　第２ポンプ２２は、蒸発器１４の熱媒体出口側に接続された蒸発器出口配管（第２ポンプ用配管）４４に接続されている。蒸発器出口配管４４には、蒸発器１４側から順に、バイパス流量調整弁（流量調整弁）４６と、接続弁４８とが設けられている。

　バイパス流量調整弁４６は、蒸発器１４の入口側の蒸発器入口配管５０から分岐して蒸発器１４を迂回するように設けられた蒸発器バイパス配管（熱媒体低圧側バイパス配管）５２の出口側に接続されている。バイパス流量調整弁４６は、制御部の指令により、蒸発器１４へ流れる熱媒体と、蒸発器バイパス配管５２へ流れる熱媒体との流量比を調整する。

　接続弁４８は、凝縮器戻り配管４２に接続される凝縮器供給配管（熱媒体高圧側供給配管）５４に接続されている。凝縮器供給配管５４によって、蒸発器１４から流出した熱媒体が凝縮器１２へと導かれる。接続弁４８は、制御部の指令により、第２ポンプ２２に向かう方向（第１方向）に流れる熱媒体と、凝縮器１２に向かう方向（第２方向）流れる熱媒体との流量比を調整する。

　蒸発器出口配管４４と凝縮器出口配管３１との間には、接続配管５６が設けられている。接続配管５６は、第２ポンプ２２の吸込部２２ａ（接続弁４８の下流側）に接続されるとともに、第１ポンプ２１の吸込部２１ａに接続される。

　接続配管５６には、リザーブタンク５８が設けられている。リザーブタンク５８は、熱媒体回路２０に封入されている熱媒体が温度上昇に伴い膨張したとき、熱媒体回路２０の配管の容積を超える熱媒体をタンクの内側に受け入れる。また、温度低下に伴い熱媒体の体積が減少したとき、リザーブタンク５８から熱媒体回路２０の配管へと熱媒体が補給されるので、配管内は熱媒体が充填されている状態に維持される。つまり、リザーブタンク５８により、配管の内圧が過大となったり、配管内が負圧となったりすることを避けることができる。リザーブタンク５８の内部は大気に開放されている。なお、リザーブタンク５８を密閉として所望の一定圧力に調整するようにしても良い。

　接続配管５６には、第１ポンプ２１の吸込部２１ａとの間、及び、第２ポンプ２２の吸込部２２ａとの間を仕切る開閉弁は設けられていない。すなわち、リザーブタンク５８と吸込部２１ａ，２２ａとは、以下に説明する冷房モード及びヒートポンプモードのいずれであっても同じ圧力に維持される。

　第２ポンプ２２の出口側には、第２ポンプ出口配管６２を介して第２三方弁６０が設けられている。第２三方弁６０は、第１室内熱交換器２５ｂに向かう第１室内機入口配管６４と、室外熱交換器２３に向かう第２室外機入口配管６６とが接続されている。第２三方弁６０は、制御部の指令によって、熱媒体が第１室内熱交換器２５ｂへ流れるか、室外熱交換器２３へ流れるかを選択する。

　第１室内熱交換器２５ｂの熱媒体出口側には、第１室内機出口配管６８が接続されている。第１室内機出口配管６８の出口側は、蒸発器入口配管５０に接続されている。

　室外熱交換器２３の熱媒体出口側には、室外機出口配管７０が接続されている。室外機出口配管７０の出口側は、四方弁４０に接続されている。

　次に、上記構成の温調システム１Ａの制御について説明する。
＜冷房モード：図１＞
　冷房モードでは、室内ユニット２５を用いて車室８に冷風を供給する。

　制御部の指令によって、冷媒回路１０が起動される。これにより、圧縮機１１によって冷媒が圧縮されて高温高圧の冷媒が凝縮器１２へと供給される。凝縮器１２では、熱媒体と熱交換することによって凝縮熱を放熱し、冷媒が凝縮液化する。液化した高圧冷媒は、膨張弁１３にて減圧された後に蒸発器１４へと供給される。蒸発器１４では、熱媒体と熱交換することによって蒸発潜熱を得て蒸発し、低圧ガス冷媒となる。蒸発器１４を出た低圧ガス冷媒は圧縮機１１へと導かれて上述した冷凍サイクルを繰り返す。

　図１において、熱媒体の流れは、流通している場合を太い線で示し、流通していない場合は細い破線で示している。また、低温の熱媒体を太い実線で示し、高温の熱媒体を太い一点鎖線で示す。この表記は図２以降も同様である。

　凝縮器１２で冷媒によって加熱された熱媒体は、第１ポンプ２１の作用によって、凝縮器出口配管３１を通り第１三方弁３５で第１室外機入口配管３７へ分岐される。そして、熱媒体は、室外熱交換器２３にて室外熱交換器ファン２３ａから導かれた外気との間で熱交換を行い放熱する。放熱して冷却された熱媒体は、室外機出口配管７０を通り四方弁４０にて凝縮器戻り配管４２へと流路が切り替えられ、凝縮器１２へと導かれる。このようにして、冷房モードでは、第１ポンプ２１によって、熱媒体は凝縮器１２と室外熱交換器２３との間で循環する。

　蒸発器１４で冷媒によって冷却された熱媒体は、第２ポンプ２２の作用によって、蒸発器出口配管４４を通り第１室内機入口配管６４を介して第１室内熱交換器２５ｂへと導かれる。第１室内熱交換器２５ｂでは、室内ファン２５ａから導かれた車室８内の空気（又は外気）に対して、蒸発器１４にて冷却された熱媒体によって冷熱が与えられて冷却される。これにより、車室８内が所望温度に冷房される。

　第１室内熱交換器２５ｂを出た熱媒体は、第１室内機出口配管６８を通り、蒸発器入口配管５０を介して蒸発器１４へ流れる。このようにして、冷房モードでは、第２ポンプ２２によって、熱媒体は蒸発器１４と第１室内熱交換器２５ｂとの間で循環する。

　第１ポンプ２１の吸込部２１ａ及び第２ポンプ２２の吸込部２２ａは、いずれも接続配管５６を介してリザーブタンク５８に接続されている。これにより、各吸込部２１ａ，２２ａの圧力が大気圧に維持されている。

＜ヒートポンプモード：図２＞
　ヒートポンプモードでは、熱源としての外気から熱を汲み上げて車室８内を暖房する。

　冷媒回路１０の動作は冷房モードと同様であるのでその説明を省略する。

　凝縮器１２で冷媒によって加熱された熱媒体は、第１ポンプ２１の作用によって、凝縮器出口配管３１を通り第１三方弁３５で第２室内機入口配管３４へ分岐される。そして、熱媒体は、第２室内熱交換器２５ｃにて、室内ファン２５ａから導かれた車室８内の空気（又は外気）に対して、温熱を与えて暖房を行う。温熱を与えて冷却された熱媒体は、第２室内機出口配管３９を通り四方弁４０にて凝縮器戻り配管４２へと流路が切り替えられ、凝縮器１２へと導かれる。このようにして、ヒートポンプモードでは、第１ポンプ２１によって、熱媒体は凝縮器１２と第２室内熱交換器２５ｃとの間で循環する。

　蒸発器１４で冷媒によって冷却された熱媒体は、第２ポンプ２２の作用によって、蒸発器出口配管４４を通り、第２三方弁６０にて第２室外機入口配管６６へと流路を切り替えられて、室外熱交換器２３へと導かれる。室外熱交換器２３では、室外熱交換器ファン２３ａから導かれた外気から吸熱し、温度上昇する。

　室外熱交換器２３にて加熱された熱媒体は、室外機出口配管７０を通り、四方弁４０にて蒸発器入口配管５０へと流路を切り替えられた後に蒸発器１４へと導かれる。蒸発器１４では、蒸発器１４では、熱源である外気から吸熱した熱が熱媒体を介して冷媒へ与えられる。これにより、冷媒回路１０ではヒートポンプ運転が行われる。このようにして、ヒートポンプモードでは、第２ポンプ２２によって、熱媒体は蒸発器１４と室外熱交換器２３との間で循環する。

＜ヒータモード：図３＞
　ヒータモードは、外気温が低いために外気から熱媒体への吸熱ができない場合の暖房に適する。ヒータモードは、熱媒体から外気への放熱を避けつつ、熱源としての圧縮機１１の動力に相応の熱量を熱媒体により車室８に搬送する。これにより、外気温が０℃を大幅に下回る状況であっても暖房能力を担保することができる。

　凝縮器１２で冷媒によって加熱された熱媒体は、第１ポンプ２１の作用によって、凝縮器出口配管３１を通り第１三方弁３５で第２室内機入口配管３４へ分岐される。そして、熱媒体は、第２室内熱交換器２５ｃにて、室内ファン２５ａから導かれた車室８内の空気（又は外気）に対して、温熱を与えて暖房を行う。温熱を与えて冷却された熱媒体は、第２室内機出口配管３９を通り四方弁４０にて蒸発器入口配管５０へと流路が切り替えられ、熱媒体が蒸発器１４へと導かれる。

　四方弁４０にて蒸発器入口配管５０を流れる一部の熱媒体は、蒸発器バイパス配管５２を通り、蒸発器１４を迂回して蒸発器出口配管４４へ流れ込む。蒸発器バイパス配管５２へ流れる熱媒体の流量は、制御部の指令によってバイパス流量調整弁４６にて行われる。バイパス流量調整弁４６の調整させる流量比によって、蒸発器１４にて吸熱される熱量が制御される。

　バイパス流量調整弁４６を出て蒸発器出口配管４４を流れる熱媒体の一部は、接続弁４８にて凝縮器供給配管５４へ流れを変えて凝縮器１２へと導かれる。凝縮器１２へ流れた熱媒体は、凝縮器１２を流れる冷媒から凝縮熱を奪い冷媒を液化する。

　接続弁４８にて蒸発器出口配管４４を流れる他の熱媒体は、接続配管５６を通り第１ポンプ２１へと導かれる。第２ポンプ２２は制御部の指令によって停止されており、第２三方弁６０が閉じられることにより、第２ポンプ２２へは熱媒体は流れない。なお、図３において第２ポンプ２２の停止状態は黒三角で示してある。

　このように、ヒータモードでは、第１ポンプ２１のみの動作によって、第２室内熱交換器２５ｃ、凝縮器１２及び蒸発器１４の間を熱媒体が循環する。

　第１ポンプ２１の吸込部２１ａは、接続配管５６を介してリザーブタンク５８に接続されている。これにより、各吸込部２１ａの圧力が大気圧に維持されている。

　以上説明した本実施形態の作用効果は以下の通りである。
　第１ポンプ２１の吸込部２１ａを、リザーブタンク５８を挟んだ一方側に接続し、第２ポンプ２２の吸込部２２ａを、リザーブタンク５８を挟んだ他方側に接続することで、第１ポンプ２１と第２ポンプ２２の吸込圧をリザーブタンク５８で調整することができる。本実施形態では、リザーブタンク５８が大気に接続されているので、第１ポンプ２１及び第２ポンプ２２の吸込圧が負圧になることを回避することで、熱媒体回路２０に負圧領域が形成されることを可及的に回避できる。

　蒸発器１４と第２ポンプ２２とを接続する蒸発器出口配管４４に接続弁４８を設け、第２ポンプ２２の方向へ熱媒体を供給する第１方向と、凝縮器供給配管５４へ熱媒体を供給する第２方向との流れを調整可能とした。これにより、図３に示したように、接続弁４８を介して熱媒体を凝縮器供給配管５４へ供給することで、第２ポンプ２２の運用を停止することが可能となる。したがって、リザーブタンク５８に対してそれぞれの吸込部２１ａ，２２ａが接続された第１ポンプ２１及び第２ポンプ２２の各吸込圧力を異ならせるための開閉弁を設ける必要がない。よって、簡便な構成で熱媒体の流路を切り替えることができる。

　第１ポンプ２１の吸込部２１ａと第２ポンプ２２の吸込部２２ａとの間に接続配管５６を設け、この接続配管５６にリザーブタンク５８を設けることとした。この接続配管５６によって、ヒータモードの際に蒸発器１４から流出した熱媒体を第１ポンプ２１へ導くことができる。これにより、簡便な構成でヒータモードを実現できる。

　ヒータモード（図３）の際には、熱媒体の流通は第１ポンプ２１のみによって行い、第２ポンプ２２は停止させることとした。これにより、第１ポンプ２１と第２ポンプ２２を同時に運転させて直列に熱媒体回路を形成する必要がなくなる。

　蒸発器１４へ流れる熱媒体と蒸発器バイパス配管５２へ流れる熱媒体との流量比を調整するバイパス流量調整弁４６を設けることとしたので、冷媒回路が蒸発器１４で吸熱する熱量を調整することができる。これにより、ヒータモードを適正に制御することができる。

＜＜変形例１＞＞
　本実施形態は、図４のように変形できる。
　上述した実施形態は、バイパス流量調整弁４６と接続弁４８とを別々の構成としたが、これらを一体化して流量調整接続弁７２としても良い。一体とする場合には、例えば流路を形成する本体（ボディ）を、樹脂を用いて一体で構成する。そして、バルブコアは複数（３方弁を２つ）とする。好ましくは１つのアクチュエータで動作させる。

　流量調整接続弁７２は、図３等に示したバイパス流量調整弁４６と同様に蒸発器バイパス配管５２の流量を調整するとともに、図３等に示した接続弁４８と同様に凝縮器供給配管５４の流量を調整する。バイパス流量調整弁４６と接続弁４８との機能を一体化することで、構成機器を少なくすることができる。

［第２実施形態］
　次に、本開示の第２実施形態について図５を用いて説明する。本実施形態は、第１ポンプ２１の位置が第１実施形態と異なり、その他は同様である。したがって、以下では相違点のみについて説明し、その他の同様の構成については同一符号を付してその説明を省略する。

　図５に示すように、本実施形態の温調システム１Ｂは、凝縮器供給配管５４にリザーブタンク５８を設置するようにした。凝縮器供給配管５４の下流端は、接続部７４において凝縮器戻り配管４２と接続されている。第１ポンプ２１は、凝縮器１２の入口側と接続部７４との間に設けられている。

　本実施形態においても、ヒータモードの際には、第１ポンプ２１のみの動作によって、第２室内熱交換器２５ｃ、凝縮器１２及び蒸発器の間を熱媒体が循環する。

　本実施形態によれば、第１実施形態の接続配管５６（図１等）を省略することができ、より構成を簡便とすることができる。

＜＜変形例２＞＞
　本実施形態は、図６のように変形できる。
　上述した実施形態は、バイパス流量調整弁４６と接続弁４８とを別々の構成としたが、これらを一体化して流量調整接続弁７２としても良い。一体とする場合には、例えば流路を形成する本体（ボディ）を、樹脂を用いて一体で構成する。そして、バルブコアは複数（３方弁を２つ）とする。好ましくは１つのアクチュエータで動作させる。

［第３実施形態］
　次に、本開示の第３実施形態について図７を用いて説明する。本実施形態は、第１室内熱交換器２５ｂに対して冷媒が供給される点で異なる。熱媒体回路２０は、基本的に第１実施形態と同様である。したがって、以下では相違点のみについて説明し、その他の同様の構成については同一符号を付してその説明を省略する。

　図７に示されているように、本実施形態の温調システム１Ｃは、第１室内熱交換器２５ｂに対して冷媒が供給されるようになっている。すなわち、凝縮器１２の冷媒出口側から分岐した高圧冷媒配管７６が第１室内熱交換器２５ｂの入口側に接続され、第１室内熱交換器２５ｂの出口側に接続された低圧冷媒配管７８が圧縮機１１の吸込側に接続されている。

　高圧冷媒配管７６には第２膨張弁７７が設けられている。冷房モードの際に、第２膨張弁７７を制御部の指令によって動作させ、第１室内熱交換器２５ｂを蒸発器として用いることができるようになっている。

　なお、本実施形態では接続弁４８’が第１実施形態の接続弁４８と異なり四方弁となっているが、凝縮器供給配管５４の流量を調整する機能を有する点で第１実施形態と同様である。さらに、接続弁４８’によって、接続配管５６と第２ポンプ２２の方向への熱媒体の流れを制御できるようになっている。

　ヒートポンプモード及びヒータモードの際には、第２膨張弁７７は停止され、第１室内熱交換器２５ｂへは冷媒は流されない。

　本実施形態においても、ヒータモードの際には、第１ポンプ２１のみの動作によって、第２室内熱交換器２５ｃ、凝縮器１２及び蒸発器１４の間を熱媒体が循環する。

　以上説明した各実施形態に記載の温調システム及びその制御方法は、例えば以下のように把握される。

　本開示の第１態様に係る温調システム（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ）は、圧縮機（１１）、高圧側熱交換器（１２）、減圧部（１３）および低圧側熱交換器（１４）を冷媒が循環する冷媒回路（１０）と、前記高圧側熱交換器および前記低圧側熱交換器において冷媒と熱交換する熱媒体が循環する熱媒体回路（２０）と、を備え、前記熱媒体回路は、外気と熱媒体とを熱交換させる室外熱交換器（２３）と、熱媒体を用いて温調対象を加熱または冷却する温調機器（２５）と、前記熱媒体を貯留するリザーブタンク（５８）と、前記リザーブタンクを挟んだ一方側に吸込部（２１ａ）が接続され、熱媒体を輸送する第１ポンプ（２１）と、前記リザーブタンクを挟んだ他方側に吸込部（２２ａ）が接続され、熱媒体を輸送する第２ポンプ（２２）と、前記低圧側熱交換器の熱媒体流出側と前記第２ポンプとを接続する第２ポンプ用配管（４４）に設けられた接続弁（４８，４８’）と、前記接続弁と前記高圧側熱交換器の熱媒体流入側とを接続する熱媒体高圧側供給配管（５４）と、を備え前記接続弁は、前記第２ポンプの方向へ熱媒体を供給する第１方向と、前記熱媒体高圧側供給配管へ熱媒体を供給する第２方向との流れを調整可能とされている。

　第１ポンプの吸込部を、リザーブタンクを挟んだ一方側に接続し、第２ポンプの吸込部を、リザーブタンクを挟んだ他方側に接続することで、第１ポンプと第２ポンプの吸込圧をリザーブタンクで調整することができる。例えば、リザーブタンクを大気に接続しておけば、第１ポンプ及び第２ポンプの吸込圧が負圧になることを回避することで、熱媒体回路に負圧領域が形成されることを可及的に回避できる。
　低圧側熱交換器と第２ポンプとを接続する第２ポンプ用配管に接続弁を設け、第２ポンプの方向へ熱媒体を供給する第１方向と、熱媒体高圧側供給配管へ熱媒体を供給する第２方向との流れを調整可能とした。これにより、接続弁を介して熱媒体を高圧側熱交換器へ供給することで、第２ポンプの運用を停止することが可能となる。したがって、リザーブタンクに対してそれぞれの吸込部が接続された第１ポンプ及び第２ポンプの各吸込部の圧力を異ならせるための開閉弁を設ける必要がない。よって、簡便な構成で熱媒体の流路を切り替えることができる。

　本開示の第２態様に係る温調システムは、上記第１態様において、前記高圧側熱交換器と前記第１ポンプとを接続する第１ポンプ用配管（３１）と、前記第１ポンプ用配管における前記第１ポンプの前記吸込部と、前記第２ポンプ用配管における前記第２ポンプの前記吸込部とを接続する接続配管（５６）と、を備え、前記リザーブタンクは、前記接続配管に設けられている。

　第１ポンプ用配管における第１ポンプの吸込部と第２ポンプ用配管とを接続する接続配管を設け、この接続配管にリザーブタンクを設けることとした。
　接続弁を介して熱媒体を高圧側熱交換器へ供給することで、第２ポンプの運用を停止することが可能となる。よって、リザーブタンクが設けられた接続配管に第１ポンプ及び第２ポンプの各吸込部の圧力を異ならせるための開閉弁を設ける必要がない。

　本開示の第３態様に係る温調システムは、上記第１態様において、前記熱媒体高圧側供給配管に、前記リザーブタンクを設け、熱媒体高圧側供給配管の下流端が接続部において凝縮器戻り配管と接続されており、前記熱媒体高圧側供給配管の下流端（７４）と前記高圧側熱交換器の入口側との間に前記第１ポンプが設けられている。

　第１ポンプの吸込部は、熱媒体高圧側供給配管の下流端を介して、熱媒体高圧側供給配管に設けられたリザーブタンクに接続されている。第２ポンプの吸込部は、接続弁及び熱媒体高圧側供給配管を介してリザーブタンクに接続されている。
　接続弁を介して熱媒体を高圧側熱交換器へ供給することで、第２ポンプの運用を停止することが可能となる。よって、リザーブタンクが設けられた熱媒体高圧側供給配管に第１ポンプ及び第２ポンプの各吸込部の圧力を異ならせるための開閉弁を設ける必要がない。

　本開示の第４態様に係る温調システムは、上記第１態様から上記第３態様のいずれかにおいて、前記室外熱交換器での吸熱を停止して前記温調機器に温熱を供給するヒータモードにおいて、制御部は、前記冷媒回路を動作させるとともに、前記第２ポンプを停止させるとともに前記第１ポンプを起動して、前記高圧側熱交換器、前記温調機器、前記低圧側熱交換器に熱媒体を順に流した後に、前記高圧側熱交換器に導くように制御する。

　外気温が０℃を下回るような場合には外気を熱源とするヒートポンプ運転とすると、外気からの吸熱が十分でなく暖房不足になるおそれがあり、また室外熱交換器の着霜のおそれがある。そこで、ヒータモードとして室外熱交換器での吸熱を停止する。
　ヒータモードでは、冷媒回路を動作させるとともに、熱媒体を、高圧側熱交換器を通過させて加熱して温調機器に供給する。温調機器で加熱を終えた熱媒体は、低圧側熱交換器にて冷媒回路に吸熱させる。このようにして、温調機器で加熱を終えた熱媒体を熱源として冷媒回路のヒートポンプ運転を行う。
　熱媒体の流通は第１ポンプによって行い、第２ポンプは停止させる。これにより、第１ポンプと第２ポンプを同時に運転させて直列に熱媒体回路を形成する必要がなくなる。

　本開示の第５態様に係る温調システムは、上記第４態様において、前記低圧側熱交換器の熱媒体流れ上流側から分岐し、該低圧側熱交換器を迂回して前記第２ポンプ用配管に合流する熱媒体低圧側バイパス配管（５２）と、前記低圧側熱交換器へ流れる熱媒体と前記熱媒体低圧側バイパス配管へ流れる熱媒体との流量比を調整する流量調整弁（４６）と、を備えている。

　低圧側熱交換器へ流れる熱媒体と熱媒体低圧側バイパス配管へ流れる熱媒体との流量比を調整する流量調整弁を設けることとしたので、冷媒回路が低圧側熱交換器で吸熱する熱量を調整することができる。これにより、ヒータモードを適正に制御することができる。

　本開示の第６態様に係る温調システムは、上記第５態様において、前記接続弁と前記流量調整弁とが一体とされている。

　接続弁と流量調整弁とが一体とさせることで、構成機器を少なくすることができる。
　一体とする場合には、例えば流路を形成する本体（ボディ）を、樹脂を用いて一体に構成する。そして、バルブコアは複数（３方弁を２つ）とする。好ましくは１つのアクチュエータで動作させる。

　本開示の第７態様に係る温調システムは、上記第１態様から上記第６態様のいずれかにおいて、前記温調機器にて冷熱を供給する冷房モードにおいて、制御部は、前記冷媒回路を動作させるとともに、前記第１ポンプを起動して前記高圧側熱交換器と前記室外熱交換器との間で熱媒体を循環させ、かつ、前記第２ポンプを起動して前記低圧側熱交換器と前記温調機器との間で熱媒体を循環させる。

　冷房モードでは、第１ポンプによって流通する熱媒体は、高圧側熱交換器（凝縮器）にて冷媒から吸熱した凝縮熱を、室外熱交換器にて排熱する。第２ポンプによって流通する熱媒体は、低圧側熱交換器（蒸発器）にて冷却され、温調機器へ冷熱を供給する。

　本開示の第８態様に係る温調システムは、上記第１態様から上記第７態様のいずれかにおいて、前記室外熱交換器にて吸熱して前記温調機器に温熱を供給するヒートポンプモードにおいて、制御部は、前記冷媒回路を動作させるとともに、前記第１ポンプを起動して前記高圧側熱交換器と前記温調機器との間で熱媒体を循環させ、かつ、前記第２ポンプを起動して前記低圧側熱交換器と前記室外熱交換器との間で熱媒体を循環させる。

　ヒートポンプモードでは、第１ポンプによって流通する熱媒体は、高圧側熱交換器（凝縮器）にて加熱され、温調機器に温熱を供給する。第２ポンプによって流通する熱媒体は、室外熱交換器で外気から吸熱し、低圧側熱交換器（蒸発器）にヒートポンプとして動作する冷媒回路に熱を供給する。

　本開示の第１態様に係る温調システムの制御方法は、圧縮機、高圧側熱交換器、減圧部および低圧側熱交換器を冷媒が循環する冷媒回路と、前記高圧側熱交換器および前記低圧側熱交換器において冷媒と熱交換する熱媒体が循環する熱媒体回路と、を備え、前記熱媒体回路は、外気と熱媒体とを熱交換させる室外熱交換器と、熱媒体を用いて温調対象を加熱または冷却する温調機器と、前記熱媒体を貯留するリザーブタンクと、前記リザーブタンクを挟んだ一方側に吸込部が接続され、熱媒体を輸送する第１ポンプと、前記リザーブタンクを挟んだ他方側に吸込部が接続され、熱媒体を輸送する第２ポンプと、前記低圧側熱交換器の熱媒体流出側と前記第２ポンプとを接続する第２ポンプ用配管に設けられた接続弁と、前記接続弁と前記高圧側熱交換器の熱媒体流入側とを接続する熱媒体高圧側供給配管と、を備えた温調システムの制御方法であって、前記接続弁を用いて、前記第２ポンプの方向へ熱媒体を供給する第１方向と、前記熱媒体高圧側供給配管へ熱媒体を供給する第２方向との流れを調整する。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ　温調システム
８　車室
１０　冷媒回路
１１　圧縮機
１２　凝縮器（高圧側熱交換器）
１３　膨張弁（減圧部）
１４　蒸発器（低圧側熱交換器）
２０　熱媒体回路
２１　第１ポンプ
２１ａ　吸込部
２２　第２ポンプ
２２ａ　吸込部
２３　室外熱交換器
２３ａ　室外熱交換器ファン
２５　室内ユニット（温調機器）
２５ａ　室内ファン
２５ｂ　第１室内熱交換器
２５ｃ　第２室内熱交換器
３１　凝縮器出口配管（第１ポンプ用配管）
３３　第１ポンプ出口配管
３４　第２室内機入口配管
３５　第１三方弁
３７　第１室外機入口配管
３９　第２室内機出口配管
４０　四方弁
４２　凝縮器戻り配管
４４　蒸発器出口配管（第２ポンプ用配管）
４６　バイパス流量調整弁（流量調整弁）
４８，４８’　接続弁
５０　蒸発器入口配管
５２　蒸発器バイパス配管（熱媒体低圧側バイパス配管）
５４　凝縮器供給配管（熱媒体高圧側供給配管）
５６　接続配管
５８　リザーブタンク
６０　第２三方弁
６２　第２ポンプ出口配管
６４　第１室内機入口配管
６６　第２室外機入口配管
６８　第１室内機出口配管
７０　室外機出口配管
７２　流量調整接続弁
７４　接続部
７６　高圧冷媒配管
７７　第２膨張弁
７８　低圧冷媒配管

Claims

　圧縮機、高圧側熱交換器、減圧部および低圧側熱交換器を冷媒が循環する冷媒回路と、
　前記高圧側熱交換器および前記低圧側熱交換器において冷媒と熱交換する熱媒体が循環する熱媒体回路と、
を備え、
　前記熱媒体回路は、
　外気と熱媒体とを熱交換させる室外熱交換器と、
　熱媒体を用いて温調対象を加熱または冷却する温調機器と、
　前記熱媒体を貯留するリザーブタンクと、
　前記リザーブタンクを挟んだ一方側に吸込部が接続され、熱媒体を輸送する第１ポンプと、
　前記リザーブタンクを挟んだ他方側に吸込部が接続され、熱媒体を輸送する第２ポンプと、
　前記低圧側熱交換器の熱媒体流出側と前記第２ポンプとを接続する第２ポンプ用配管に設けられた接続弁と、
　前記接続弁と前記高圧側熱交換器の熱媒体流入側とを接続する熱媒体高圧側供給配管と、
を備え
　前記接続弁は、前記第２ポンプの方向へ熱媒体を供給する第１方向と、前記熱媒体高圧側供給配管へ熱媒体を供給する第２方向との流れを調整可能とされている温調システム。
　前記高圧側熱交換器と前記第１ポンプとを接続する第１ポンプ用配管と、
　前記第１ポンプ用配管における前記第１ポンプの前記吸込部と、前記第２ポンプ用配管における前記第２ポンプの前記吸込部とを接続する接続配管と、
を備え、
　前記リザーブタンクは、前記接続配管に設けられている請求項１に記載の温調システム。
　前記熱媒体高圧側供給配管に、前記リザーブタンクを設け、
　熱媒体高圧側供給配管の下流端が接続部において凝縮器戻り配管と接続されており、前記熱媒体高圧側供給配管の下流端と前記高圧側熱交換器の入口側との間に前記第１ポンプが設けられている請求項１に記載の温調システム。
　前記室外熱交換器での吸熱を停止して前記温調機器に温熱を供給するヒータモードにおいて、
　制御部は、前記冷媒回路を動作させるとともに、
　前記第２ポンプを停止させるとともに前記第１ポンプを起動して、前記高圧側熱交換器、前記温調機器、前記低圧側熱交換器に熱媒体を順に流した後に、前記高圧側熱交換器に導くように制御する請求項１に記載の温調システム。
　前記低圧側熱交換器の熱媒体流れ上流側から分岐し、該低圧側熱交換器を迂回して前記第２ポンプ用配管に合流する熱媒体低圧側バイパス配管と、
　前記低圧側熱交換器へ流れる熱媒体と前記熱媒体低圧側バイパス配管へ流れる熱媒体との流量比を調整する流量調整弁と、
を備えている請求項４に記載の温調システム。
　前記接続弁と前記流量調整弁とが一体とされている請求項５に記載の温調システム。
　前記温調機器にて冷熱を供給する冷房モードにおいて、
　制御部は、前記冷媒回路を動作させるとともに、
　前記第１ポンプを起動して前記高圧側熱交換器と前記室外熱交換器との間で熱媒体を循環させ、かつ、前記第２ポンプを起動して前記低圧側熱交換器と前記温調機器との間で熱媒体を循環させる請求項１に記載の温調システム。
　前記室外熱交換器にて吸熱して前記温調機器に温熱を供給するヒートポンプモードにおいて、
　制御部は、前記冷媒回路を動作させるとともに、
　前記第１ポンプを起動して前記高圧側熱交換器と前記温調機器との間で熱媒体を循環させ、かつ、前記第２ポンプを起動して前記低圧側熱交換器と前記室外熱交換器との間で熱媒体を循環させる請求項１に記載の温調システム。
　圧縮機、高圧側熱交換器、減圧部および低圧側熱交換器を冷媒が循環する冷媒回路と、
　前記高圧側熱交換器および前記低圧側熱交換器において冷媒と熱交換する熱媒体が循環する熱媒体回路と、
を備え、
　前記熱媒体回路は、
　外気と熱媒体とを熱交換させる室外熱交換器と、
　熱媒体を用いて温調対象を加熱または冷却する温調機器と、
　前記熱媒体を貯留するリザーブタンクと、
　前記リザーブタンクを挟んだ一方側に吸込部が接続され、熱媒体を輸送する第１ポンプと、
　前記リザーブタンクを挟んだ他方側に吸込部が接続され、熱媒体を輸送する第２ポンプと、
　前記低圧側熱交換器の熱媒体流出側と前記第２ポンプとを接続する第２ポンプ用配管に設けられた接続弁と、
　前記接続弁と前記高圧側熱交換器の熱媒体流入側とを接続する熱媒体高圧側供給配管と、
を備えた温調システムの制御方法であって、
　前記接続弁を用いて、前記第２ポンプの方向へ熱媒体を供給する第１方向と、前記熱媒体高圧側供給配管へ熱媒体を供給する第２方向との流れを調整する温調システムの制御方法。