空調装置
【課題】車両用空調装置において、空気を加熱する能力を向上する。
【解決手段】室内コンデンサ５の熱交換用コア部５１には、圧縮機７から吐出された高温高圧冷媒が流通する複数本の扁平チューブ５６と、通電により発熱して空気を加熱する複数枚のヒータプレート１４とを備える。このため、電子制御装置１００は外気温が低いときに複数枚のヒータプレート１４に通電するので、外気温が低いときに空気を加熱する能力を向上することができる。
【解決手段】室内コンデンサ５の熱交換用コア部５１には、圧縮機７から吐出された高温高圧冷媒が流通する複数本の扁平チューブ５６と、通電により発熱して空気を加熱する複数枚のヒータプレート１４とを備える。このため、電子制御装置１００は外気温が低いときに複数枚のヒータプレート１４に通電するので、外気温が低いときに空気を加熱する能力を向上することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱用熱交換器を備える空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用空調装置では、例えば特許文献１、２に示すように、エンジン冷却水により空気を加熱する加熱用熱交換器としてのヒータコアに、空気を加熱する電気発熱体を組み込んで、ヒータコアによる空気の加熱を電気発熱体により補うようにしたものがある。
【０００３】
また、空調装置では、例えば特許文献３に示すように、圧縮機と、圧縮機から吐出される冷媒により空気を加熱する加熱用熱交換器としての室内熱交換器と、室内熱交換器からの冷媒を減圧する減圧器と、外気から吸熱して減圧器の下流側冷媒を蒸発する室外熱交換器とを備えるものがある。
【特許文献１】特開平５−６９７３２号公報
【特許文献２】特開平１０−２８８４９３号公報
【特許文献３】特開２００４−１０６７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１、２に示す車両用空調装置では、加熱用熱交換器に流れるエンジン冷却水の温度が低いときには、電気発熱体から発生する熱がエンジン冷却水に奪われるため、空気を十分に加熱することができない。
【０００５】
また、上述の特許文献３に示す空調装置では、外気温が極めて低い場合には室外熱交換器に霜が発生して室外熱交換器で吸熱を十分に行うことができなくなる場合がある。この場合、加熱用熱交換器により空気を十分に加熱することができない。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、加熱用熱交換器が空気を加熱する能力を向上するようにした空調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、空気が流れる空調ケーシング（１）と、前記空調ケーシング（１）内に配置され、かつ前記空気を加熱する熱交換コア（５１）を有する加熱用熱交換器（５）とを備える空調装置であって、
前記熱交換コア（５１）は、
圧縮機（７）から吐出された冷媒が流通し、この流通した冷媒により前記空気を加熱する複数本のチューブ（５６）と、
通電により発熱して前記空気を加熱する電気発熱体（１４）と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、圧縮機からチューブに流れる冷媒により空気を加熱するので、エンジン冷却水の温度に関係なく、空気を加熱することができる。これに加えて、外気温が低くても、電気発熱体（１４）により空気を加熱することができる。以上により、加熱用熱交換器が空気を加熱する能力を向上することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明では、前記複数本のチューブ（５６）は、それぞれ、前記空気の流れ方向に交差する方向に延びるように形成されており、
前記電気発熱体（１４）と前記複数本のチューブ（５６）とが積層されて前記熱交換コア（５１）を構成していることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明では、前記熱交換コア（５１）には、前記複数本のチューブ（５６）の外表面に配置され、かつ前記冷媒が前記空気に放熱することを促進する熱交換フィン（５７）が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明では、外気温を検出する温度センサ（９１）と、
前記温度センサの検出温度が所定温度以下であるときに、前記電気発熱体（１４）に通電して前記電気発熱体（１４）を発熱させる通電制御手段（Ｓ１００、Ｓ１３０）と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明では、前記圧縮機（７）と前記加熱用熱交換器との間を開閉する弁（１２ｂ）と、
前記弁（１２ｂ）が前記圧縮機の冷媒吐出口と前記加熱用熱交換器の冷媒入口との間を閉じているときに、前記電気発熱体（１４）に通電して前記電気発熱体（１４）を発熱させる通電制御手段（Ｓ１１０、Ｓ１３０）と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１実施形態）
図１に本発明に係る車両用空調装置の第１実施形態の全体構成を示す。
【００１５】
車両用空調装置は、図１に示すように、空調ユニット１を備える。空調ユニット１は、車室内前方側の計器盤下側に配置されている。空調ユニット１は、空調ケーシング２を備える。空調ケーシング２は、送風機（図示省略）から室内に吹き出す空気の通路を形成するダクト手段である。
【００１６】
空調ケーシング２内には、室内熱交換器３、ヒータ４、および室内コンデンサ５が配置されている。室内熱交換器３は、室内コンデンサ５とともに蒸気圧縮式冷凍機２０を構成するものであって、冷媒と送風機からの送風空気との間で熱交換する熱交換器である。
【００１７】
ヒータ４は、走行用エンジンの廃熱を回収したエンジン冷却水を熱源として空気を加熱する熱交換器である。室内コンデンサ５は冷媒により送風機からの送風空気を加熱する熱交換器である。室内コンデンサ５には、後述するように電気発熱体としてのヒータプレートが内蔵されている。
【００１８】
熱交換器３、４、５は、空調ケーシング２内の空気流れ上流側から空気流れ下流側に亘って、室内熱交換器３、ヒータ４、室内コンデンサ５の順に並べられている。
【００１９】
空調ケーシング２のうちヒータ４と室内コンデンサ５との側方には、バイパス通路１ａが設けられている。バイパス通路１ａは、室内熱交換器３を通過した空気をヒータ４と室内コンデンサ５とを迂回して流す通路である。
【００２０】
ヒータ４の空気流れ上流側には、回転自在に支持されているエアミックスドア６が設けられている。エアミックスドア６は、その開度の調整により、ヒータ４と室内コンデンサ５とを通過する空気量と、ヒータ４と室内コンデンサ５とを迂回する空気量との比を調整して車室内に吹き出す空気温度を調整する。エアミックスドア６は、サーボモータにより駆動される。
【００２１】
蒸気圧縮式冷凍機２０は、圧縮機７、室外熱交換器８、減圧器９ａ、９ｂ、気液分離器１０、および内部熱交換器１１、四方弁１２ａ、および電磁弁１２ｂ、１２ｃを備える。
【００２２】
圧縮機７は、冷媒を吸入し圧縮して吐出する。本実施形態では、圧縮機７として冷媒を圧縮する圧縮機構を電動モータにより駆動する電動圧縮機が用いられる。
【００２３】
室外熱交換器８は、室外空気と冷媒との間で熱交換して冷媒を冷却する熱交換器である。減圧器９ａ、９ｂは、室外熱交換器８により冷却された冷媒を等エンタルピ的に減圧膨張させる減圧手段である。
【００２４】
気液分離器１０は、冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して液相冷媒を余剰冷媒として蓄えるものであって、気相冷媒を圧縮機７の吸入側に供給する。
【００２５】
内部熱交換器１１は、室外熱交換器８の出口側冷媒が通過する第１冷媒通路１１ａと気液分離器１０の出口側冷媒が通過する第２冷媒通路１１ｂとを備える。 内部熱交換器１１は、第１冷媒通路１１ａを通過する冷媒と第２冷媒通路１１ｂを通過する冷媒との間で熱交換して減圧器９ａ、９ｂに流入する冷媒のエンタルピを低下させる。
【００２６】
四方弁１２ａは、冷媒入口１００、冷媒出入口１０１、１０２、および冷媒出口１０３を有するもので、入口１００を出入口１０１、１０２のうち一方の出入口に接続し、一方の出入口以外の他の出入口に出口１０３を接続する電磁弁である。
【００２７】
ここで、冷媒入口１００は圧縮機７の冷媒吐出口側に接続されている。冷媒出入口１０１は、室内コンデンサ５側に接続されている。冷媒出入口１０２は室外熱交換器８側に接続されている。冷媒出口１０３は気液分離器１０側に接続されている。
【００２８】
電磁弁１２ｂは、減圧器９ｂと室内コンデンサ５との間の冷媒通路を開閉する弁である。電磁弁１２ｃは、減圧器９ｂと室内熱交換器３との間の冷媒通路を開閉する弁である。
【００２９】
次に、本実施形態の室内コンデンサ５の構造について図２、図３を参照して説明する。
【００３０】
図２は室内コンデンサ５を空気流れ上流側から視た斜視図であり、図３は室内コンデンサ５を空気流れ上流側から視た正面図である。図２中矢印Ｋは風流れ方向を示している。
【００３１】
室内コンデンサ５は、図２、図３に示すように、熱交換用コア部５１、ヘッダタンク５２、５３、およびモジュレータタンク５４から構成されている。熱交換用コア部５１は、複数本の扁平チューブ５６、およびコルゲートフィン５７を備えている。
【００３２】
複数本の扁平チューブ５６は、風流れ方向に直交する水平方向に延びるように形成されている。複数本の扁平チューブ５６は、後述する複数本のヒータプレート１４とともに上下方向に積層されている。複数本の扁平チューブ５６は、それぞれ、冷媒を流通させて冷媒から空気に対して放熱させる。
【００３３】
コルゲートフィン５７は、波状に形成されて、扁平チューブ５６の表面に配設されている放熱フィンである。コルゲートフィン５７には、周知のごとく空気流れに対して所定角度で斜めに多数のルーバ（図示せず）が切り起こし成形されている。ルーバは、冷媒から空気への放熱を促進する。
【００３４】
ヘッダタンク５２は、各扁平チューブ５６の右側に配置されている。ヘッダタンク５２には、複数のチューブ孔（図示省略）が設けられている。ヘッダタンク５２の各チューブ孔には、各扁平チューブ５６の右側端部が嵌合されている。これにより、ヘッダタンク５２と各扁平チューブ５６とが連通することになる。
【００３５】
ヘッダタンク５２内には、セパレータ６０が設けられている。セパレータ６０は、ヘッダタンク５２の内部空間を上側の空間６０ａと下側の空間６０ｂとに分ける。
【００３６】
ヘッダタンク５２の下部にはコネクタ６１が配置されており、コネクタ６１はヘッダタンク５２に冷媒配管を接続するために用いられる。この冷媒配管は電磁弁１２ｂに接続されるものである。
【００３７】
ヘッダタンク５３は、各扁平チューブ５６の左側に配置されている。ヘッダタンク５３には、複数のチューブ孔（図示省略）が設けられている。ヘッダタンク５３の各チューブ孔には、各扁平チューブ５６の左側端部が嵌合されている。これにより、ヘッダタンク５３と各扁平チューブ５６とが連通することになる。
【００３８】
ヘッダタンク５３内には、セパレータ６２ａ、６２ｂが設けられている。セパレータ６２ａ、６２ｂは、ヘッダタンク５２の内部で上下方向に並べられている。これにより、セパレータ６２ａ、６２ｂがヘッダタンク５２の内部空間を３つのタンク室６３ａ、６３ｂ、６３ｃに分けることになる。
【００３９】
ヘッダタンク５３の上側には、コネクタ６４が配置されている。コネクタ６４はヘッダタンク５３に冷媒配管を接続するために用いられる。この冷媒配管は四方弁１２ａ側に接続されるものである。
【００４０】
モジュレータタンク５４は、ヘッダタンク５３の左側に配置されている。モジュレータタンク５４とタンク室６３ｂとの間には貫通孔７０が設けられている。
【００４１】
モジュレータタンク５４とタンク室６３ｃとの間には貫通孔７１が設けられている。モジュレータタンク５４は、タンク室６３ｂから貫通孔７０を通して流入した冷媒を気液分離するとともに、気相冷媒を貫通孔７１を通してタンク室６３ｃに供給する。
【００４２】
なお、熱交換用コア部５１、ヘッダタンク５２、５３、およびモジュレータタンク５４は、アルミニウム合金からなるのもので、ろう付けにより接合されている。
【００４３】
次に、本実施形態のヒータプレート１４の構造について説明する。
【００４４】
複数本のヒータプレート１４は、熱交換用コア部５１を構成するもので、扁平チューブ５６の長手方向に延びる長板状に形成されている。複数本のヒータプレート１４は、ヘッダタンク５２、５３の間に配置され、ヘッダタンク５２、５３にろう付けにより接合されている。
【００４５】
複数本のヒータプレート１４は、複数本のヒータプレート１４は、後述するように通電により発熱して空気を加熱する電気ヒータを構成する。本実施形態では、４枚のヒータプレート１４が用いられており、４枚のヒータプレート１４はほぼ等間隔で上下方向に配置されている。
【００４６】
図４に図２中Ａ部分の拡大図斜視図を示す。
【００４７】
ヒータプレート１４は、２枚の保持板１５、１６の間に配置されている。保持板１５、１６は、金属材料から形成され、扁平チューブ５６の長手方向に延びるように形成されている。保持板１５、１６は、上下方向に間隔（図４中Ｌ）を開けて配置され、上下方向からヒータプレート１４を狭持する。保持板１５、１６の外表面にはコルゲートフィン５７が接合されている。
【００４８】
ヒータプレート１４の具体的な構造を図５に示す。図５（ａ）はヒータプレート１４の一部破断斜視図、図５（ｂ）はヒータプレート１４の横断面図、図５（ｃ）はヒータプレート１４の縦断面図、図５（ｄ）はヒータプレート１４の平面図である。
【００４９】
ヒータプレート１４は、複数枚の発熱体素子１４ａ、電極板１４ｂ、１４ｃ、および被覆部材１４ｄから構成されている。
【００５０】
複数枚の発熱体素子１４ａは、ＰＴＣヒータ素子であって、板状に形成されている。複数枚の発熱体素子１４ａは、電極板１４ｂ、１４ｃの間に配置され、電極板１４ｂ、１４ｃの長手方向に並べられている。
【００５１】
複数枚の発熱体素子１４ａは、所定の設定温度（例えば、９０℃付近）Ｔｏにて電気抵抗が急増する正の抵抗温度特性を有する抵抗体材料（例えば、チタン酸バリウム）からなる電気ヒータである。
【００５２】
本実施形態では、４枚の発熱体素子１４ａが用いられている。発熱体素子１４ａの板厚方向の寸法は、１．０〜２．０ｍｍ程度である。
【００５３】
電極板１４ｂ、１４ｃは、扁平チューブ５６の長手方向に延びるように形成されている。電極板１４ｂは、複数枚の発熱体素子１４ａの上側に配置されており、
電極板１４ｃは、複数枚の発熱体素子１４ａの下側に配置されている。
【００５４】
すなわち、複数枚の発熱体素子１４ａおよび電極板１４ｂ、１４ｃは、複数枚の発熱体素子１４ａを電極板１４ｂ、１４ｃの間に挟む３層のサンドウィッチ構造になっている。
【００５５】
ここで、電極板１４ｂは正極側電極板であり、電極板１４ｂには電気接続用端子部１４ｅが一体成形されている。電極板１４ｃは負極側電極板であり、電極板１４ｃには電気接続用端子部１４ｆが一体成形されている。電気接続用端子部１４ｅ、１４ｆは、それぞれ、電子制御装置等の駆動回路に対する接続に用いられる。被覆部材１４ｄは、電気的絶縁材料からなるもので、電極板１４ｂ、１４ｃの周囲を全周に亘って被覆している。
【００５６】
次に、車両用空調装置の電気的構成について図６を参照して説明する。
【００５７】
車両用空調装置は、電子制御装置１００を備えており、電子制御装置１００は、マイクロコンピュータ、メモリ等から構成されている。電子制御装置１００は、センサ９０、９１の出力信号と操作スイッチ９２の出力信号とに基づいて、四方弁１２ａ、電磁弁１２ｂ、１２ｃ、エアミックスドア６のサーボモータ２５、および複数枚のヒータプレート１４を制御する。
【００５８】
センサ９０は室内温度Ｔｒを検出する温度センサである。センサ９１は外気温Ｔａｍを検出する温度センサである。操作スイッチ９２は、車室内の設定温度Ｔｅｓｔと、空調モードとを設定するスイッチである。空調モードは暖房モードおよび冷房モードのうちいずれか一方が選択される。
【００５９】
次に、本実施形態の作動として暖房モード、および冷房モードについて別々に説明する。
【００６０】
（暖房モード）
電子制御装置１００は、四方弁１２ａを制御して、冷媒入口１００と冷媒出入口１０１とを接続し、かつ冷媒出入口１０２と冷媒出口１０３とを接続する。加えて、電子制御装置１００は、電磁弁１２ｂを開弁し、かつ電磁弁１２ｃを閉弁する。
【００６１】
これにより、圧縮機７から吐出された高温高圧冷媒が四方弁１２ａ（冷媒入口１００→冷媒出入口１０１）を経て、室内コンデンサ５に流入する。この室内コンデンサ５では、冷媒は空気により冷却される。
【００６２】
その後、冷媒は電磁弁１２ｂを通過すると、減圧器９ｂにより減圧される。その後、冷媒は内部熱交換器１１の第１冷媒通路１５ａを通過して室外熱交換器８に流入する。
【００６３】
室外熱交換器８では、冷媒は外気から吸熱して蒸発する。その後、冷媒は四方弁１２ａ（冷媒出入口１０２→冷媒出口１０３）を通過して気液分離器１０に流れる。この冷媒は、気液分離器１０で気液分離され、気相冷媒が内部熱交換器１１の第２冷媒通路１５ｂを通過して圧縮機７の冷媒吸入口に吸入される。
【００６４】
一方、送風機からの空気は室内熱交換器３を通過すると、エアミックスドア６により、ヒータ４側とバイパス通路１ａ側とに分流される。ヒータ４側に流入した送風は、ヒータ４においてエンジン冷却水により加熱され、この加熱された空気は室内コンデンサ５を通過する際に加熱される。室内コンデンサ５の具体的な作動については後述する。
【００６５】
その後、室内コンデンサ５から吹き出される温風とバイパス通路１ａを通過した送風とが混合されて車室内に吹き出される。
【００６６】
次に、室内コンデンサ５の作動について説明する。
【００６７】
室内コンデンサ５では、ヘッダタンク５３の空間６３ａ内に四方弁１２ａ側からの高温高圧冷媒が流入すると、空間６３ａから各扁平チューブ５６のうちセパレータ６２ａの上側の各扁平チューブ（以下、各上側扁平チューブという）５６に冷媒を分流する。すると、冷媒が各上側扁平チューブ５６のそれぞれに流れ、冷媒が放熱することになる。
【００６８】
その後、各上側扁平チューブ５６を流れた冷媒はヘッダタンク７の空間６０ａａ内に回収される。空間６０ａから各扁平チューブ５６のうちセパレータ６２ａ、６２ｂの間の各扁平チューブ（以下、各中間扁平チューブという）５６に分流する。すると、冷媒が各中間扁平チューブ５６のそれぞれに流れ、この流れる冷媒が放熱することになる。
【００６９】
次に、各中間扁平チューブ５６を流れた冷媒はヘッダタンク５２の空間６０ｂに回収される。そして、ヘッダタンク５３の空間６３ｂから貫通孔７０を通して、モジュレータタンク５４内に流入される。このモジュレータタンク５４内では冷媒が気相冷媒と液相冷媒とに分離される。液相冷媒は貫通孔７１を通してタンク室６３ｃ内に流入する。
【００７０】
次に、空間６３ｃから各扁平チューブ５６のうちセパレータ６２ｂの下側の各扁平チューブ（以下、各下側扁平チューブという）５６に液相冷媒を分流する。すると、液相冷媒が各下側扁平チューブ５６のそれぞれに流れ、液相冷媒が放熱する。
【００７１】
その後、各下側扁平チューブ５６を流れた液相冷媒はヘッダタンク５２の空間６０ｂに回収される。そして、この回収された液相冷媒は室内コンデンサ５から排出される。
【００７２】
以上により、複数本の扁平チューブ５６に流れる冷媒がヒータ４を通過した空気に放熱するので、ヒータ４を通過した空気を加熱することができる。
【００７３】
（冷房モード）
電子制御装置１００は、四方弁１２ａを制御して、冷媒入口１００と冷媒出入口１０２とを接続し、かつ冷媒出入口１０１と冷媒出口１０３とを接続する。加えて、電子制御装置１００は、電磁弁１２ｂを閉弁し、かつ電磁弁１２ｃを開弁する。
【００７４】
これにより、圧縮機７から吐出された高温高圧冷媒が四方弁１２ａ（冷媒入口１００→冷媒出入口１０２）を経て、室外熱交換器８に流入する。この室外熱交換器８では、冷媒は空気により冷却される。その後、冷媒は内部熱交換器１１の第１冷媒通路１５ａを通過して減圧器９ａに流入する。
【００７５】
この冷媒は減圧器９ａにより減圧され、その後、冷媒は室内熱交換器３に流れる。室内熱交換器３では、冷媒が送風機からの送風空気を冷却する。室内熱交換器３を通過した冷媒は、四方弁１２ａ（冷媒入口１０１→冷媒出口１０３）を経て気液分離器１０に流入する。この冷媒は気液分離器１０で気液分離された後、気相冷媒は、気相冷媒が内部熱交換器１１の第２冷媒通路１５ｂを通過して圧縮機７の冷媒吸入口に吸入される。
【００７６】
ここで、第２冷媒通路１１ｂを通過する冷媒は、第１冷媒通路１１ａを通過する冷媒との間で熱交換されて加熱される。これにより、室内熱交換器３における冷媒入口側と出口側との間の冷媒のエンタルピ差（冷凍能力）を増大させることができる。
【００７７】
一方、室内熱交換器３で冷却された送風空気は、エアミックスドア６により、ヒータ４側とバイパス通路１ａ側とに分流される。ヒータ４側に流入した送風は、ヒータ４においてエンジン冷却水により加熱され、この加熱された空気は室内コンデンサ５を通過する。その後、室内コンデンサ５から吹き出される温風とバイパス通路１ａを通過した送風とが混合されて車室内に吹き出される。
【００７８】
以上のように作動する暖房モードおよび冷房モードにおいて、電子制御装置１００は、次のように、ヒータプレート１４の通電制御を実行する。以下、ヒータプレート１４の通電制御について図７を参照して説明する。
【００７９】
電子制御装置１００は、図７のフローチャートにしたがって、通電制御を実行する。通電制御は繰り返し実行される。
【００８０】
まず、ステップＳ１００において、外気温が所定温度以下であるか否かを判定する。所定温度は−５℃〜０℃に設定されている。
【００８１】
センサ９１の検出外気温Ｔａｍが所定温度以下であるときにはステップＳ１００でＹＥＳと判定して、ステップＳ１３０に移行する。
【００８２】
センサ９１の検出外気温Ｔａｍが所定温度未満であるときにはステップＳ１００でＮＯと判定して、ステップＳ１１０において、電磁弁１２ｂが閉弁しているか否かを判定する。
【００８３】
電磁弁１２ｂが閉弁されて室内コンデンサ５に冷媒が流れていないときにはステップＳ１１０においてＮＯと判定してステップＳ１３０に移行する。
【００８４】
このようなステップＳ１３０では、４枚のヒータプレート１４をそれぞれオンする。
【００８５】
具体的には、４枚のヒータプレート１４の電極板１４ｂ、１４ｃの間に電圧を印加する。すると、電極板１４ｂ、１４ｃの間の複数枚の発熱体素子１４ａに電流が流れる。これに伴い、複数枚の発熱体素子１４ａは発熱して空気に放熱する。
【００８６】
ここで、複数枚の発熱体素子１４ａは、設定温度Ｔｏになると電気抵抗が急増して複数枚の発熱体素子１４ａに電流が流れ難くなる。このため、複数枚の発熱体素子１４ａから発生する熱量が減る。
【００８７】
その後、複数枚の発熱体素子１４ａの温度は設定温度Ｔｏより低くなると、複数枚の発熱体素子１４ａの電気抵抗値が低くなり、複数枚の発熱体素子１４ａに流れる電流値が増加する。これに伴い、複数枚の発熱体素子１４ａから発生する熱量が増える。
【００８８】
このように、発熱体素子１４ａの電気抵抗値の変化に伴って、複数枚の発熱体素子１４ａから発生する熱量が増減する。これにより、発熱体素子１４ａの温度を設定温度Ｔｏ付近に維持することができる。
【００８９】
一方、電磁弁１２ｂが開弁されて室内コンデンサ５に冷媒が流れているときにはステップＳ１１０においてＹＥＳと判定してステップＳ１２０に移行する。このとき４枚のヒータプレート１４に対する電圧の印加を停止する。
【００９０】
以上説明した本実施形態によれば、室内コンデンサ５の熱交換用コア部５１には、圧縮機７から吐出された高温高圧冷媒が流通し、この流通した冷媒により空気を加熱する複数本の扁平チューブ５６と、通電により発熱して空気を加熱する複数枚のヒータプレート１４とを備える。このため、電子制御装置１００は外気温が低いときに複数枚のヒータプレート１４に通電するので、外気温が低いときに空気を加熱する能力を向上することができる。
【００９１】
（第２実施形態）
上述の第１実施形態では、空調ユニット１にヒータ４を用いた例を示したが、図９、図１０に示すように、ヒータを除いて空調ユニット１を構成してもよい。
【００９２】
図９は暖房モード時の状態を示し、図１０は冷房モードの状態を示している。
【００９３】
図９において図１と同一符号は同一のものを示しその説明を省略する。図１０において図１と同一符号は同一のものを示しその説明を省略する。
【００９４】
（他の実施形態）
上述の第１、第２の実施形態では、空調装置を車両用空調装置に適用した例を示したが、これに代えて、空調装置を設置型空調装置に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の第１実施形態における車両用空調装置の構成を示す図である。
【図２】図１の室内コンデンサの斜視図である。
【図３】図１の室内コンデンサの正面図である。
【図４】図２中Ａ部分の拡大図斜視図である。
【図５】図２中のヒータプレートの詳細構造を示す図である。
【図６】車両用空調装置の電気的構成を示す図である。
【図７】第１実施形態における車両用空調装置の構成を示す図である。
【図８】図６の電子制御装置の処理を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態における車両用空調装置の構成を示す図である。
【図１０】第２実施形態における車両用空調装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００９６】
１ 空調ユニット
２ 空調ケーシング
３ 室内熱交換器
４ ヒータ
５ 室内コンデンサ
６ エアミックスドア
７ 圧縮機
８ 室外熱交換器
９ａ 減圧器
９ｂ 減圧器
１０ 気液分離器
１１ 内部熱交換器
１２ｂ 電磁弁
１２ｃ 電磁弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱用熱交換器を備える空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用空調装置では、例えば特許文献１、２に示すように、エンジン冷却水により空気を加熱する加熱用熱交換器としてのヒータコアに、空気を加熱する電気発熱体を組み込んで、ヒータコアによる空気の加熱を電気発熱体により補うようにしたものがある。
【０００３】
また、空調装置では、例えば特許文献３に示すように、圧縮機と、圧縮機から吐出される冷媒により空気を加熱する加熱用熱交換器としての室内熱交換器と、室内熱交換器からの冷媒を減圧する減圧器と、外気から吸熱して減圧器の下流側冷媒を蒸発する室外熱交換器とを備えるものがある。
【特許文献１】特開平５−６９７３２号公報
【特許文献２】特開平１０−２８８４９３号公報
【特許文献３】特開２００４−１０６７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１、２に示す車両用空調装置では、加熱用熱交換器に流れるエンジン冷却水の温度が低いときには、電気発熱体から発生する熱がエンジン冷却水に奪われるため、空気を十分に加熱することができない。
【０００５】
また、上述の特許文献３に示す空調装置では、外気温が極めて低い場合には室外熱交換器に霜が発生して室外熱交換器で吸熱を十分に行うことができなくなる場合がある。この場合、加熱用熱交換器により空気を十分に加熱することができない。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、加熱用熱交換器が空気を加熱する能力を向上するようにした空調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、空気が流れる空調ケーシング（１）と、前記空調ケーシング（１）内に配置され、かつ前記空気を加熱する熱交換コア（５１）を有する加熱用熱交換器（５）とを備える空調装置であって、
前記熱交換コア（５１）は、
圧縮機（７）から吐出された冷媒が流通し、この流通した冷媒により前記空気を加熱する複数本のチューブ（５６）と、
通電により発熱して前記空気を加熱する電気発熱体（１４）と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、圧縮機からチューブに流れる冷媒により空気を加熱するので、エンジン冷却水の温度に関係なく、空気を加熱することができる。これに加えて、外気温が低くても、電気発熱体（１４）により空気を加熱することができる。以上により、加熱用熱交換器が空気を加熱する能力を向上することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明では、前記複数本のチューブ（５６）は、それぞれ、前記空気の流れ方向に交差する方向に延びるように形成されており、
前記電気発熱体（１４）と前記複数本のチューブ（５６）とが積層されて前記熱交換コア（５１）を構成していることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明では、前記熱交換コア（５１）には、前記複数本のチューブ（５６）の外表面に配置され、かつ前記冷媒が前記空気に放熱することを促進する熱交換フィン（５７）が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明では、外気温を検出する温度センサ（９１）と、
前記温度センサの検出温度が所定温度以下であるときに、前記電気発熱体（１４）に通電して前記電気発熱体（１４）を発熱させる通電制御手段（Ｓ１００、Ｓ１３０）と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明では、前記圧縮機（７）と前記加熱用熱交換器との間を開閉する弁（１２ｂ）と、
前記弁（１２ｂ）が前記圧縮機の冷媒吐出口と前記加熱用熱交換器の冷媒入口との間を閉じているときに、前記電気発熱体（１４）に通電して前記電気発熱体（１４）を発熱させる通電制御手段（Ｓ１１０、Ｓ１３０）と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１実施形態）
図１に本発明に係る車両用空調装置の第１実施形態の全体構成を示す。
【００１５】
車両用空調装置は、図１に示すように、空調ユニット１を備える。空調ユニット１は、車室内前方側の計器盤下側に配置されている。空調ユニット１は、空調ケーシング２を備える。空調ケーシング２は、送風機（図示省略）から室内に吹き出す空気の通路を形成するダクト手段である。
【００１６】
空調ケーシング２内には、室内熱交換器３、ヒータ４、および室内コンデンサ５が配置されている。室内熱交換器３は、室内コンデンサ５とともに蒸気圧縮式冷凍機２０を構成するものであって、冷媒と送風機からの送風空気との間で熱交換する熱交換器である。
【００１７】
ヒータ４は、走行用エンジンの廃熱を回収したエンジン冷却水を熱源として空気を加熱する熱交換器である。室内コンデンサ５は冷媒により送風機からの送風空気を加熱する熱交換器である。室内コンデンサ５には、後述するように電気発熱体としてのヒータプレートが内蔵されている。
【００１８】
熱交換器３、４、５は、空調ケーシング２内の空気流れ上流側から空気流れ下流側に亘って、室内熱交換器３、ヒータ４、室内コンデンサ５の順に並べられている。
【００１９】
空調ケーシング２のうちヒータ４と室内コンデンサ５との側方には、バイパス通路１ａが設けられている。バイパス通路１ａは、室内熱交換器３を通過した空気をヒータ４と室内コンデンサ５とを迂回して流す通路である。
【００２０】
ヒータ４の空気流れ上流側には、回転自在に支持されているエアミックスドア６が設けられている。エアミックスドア６は、その開度の調整により、ヒータ４と室内コンデンサ５とを通過する空気量と、ヒータ４と室内コンデンサ５とを迂回する空気量との比を調整して車室内に吹き出す空気温度を調整する。エアミックスドア６は、サーボモータにより駆動される。
【００２１】
蒸気圧縮式冷凍機２０は、圧縮機７、室外熱交換器８、減圧器９ａ、９ｂ、気液分離器１０、および内部熱交換器１１、四方弁１２ａ、および電磁弁１２ｂ、１２ｃを備える。
【００２２】
圧縮機７は、冷媒を吸入し圧縮して吐出する。本実施形態では、圧縮機７として冷媒を圧縮する圧縮機構を電動モータにより駆動する電動圧縮機が用いられる。
【００２３】
室外熱交換器８は、室外空気と冷媒との間で熱交換して冷媒を冷却する熱交換器である。減圧器９ａ、９ｂは、室外熱交換器８により冷却された冷媒を等エンタルピ的に減圧膨張させる減圧手段である。
【００２４】
気液分離器１０は、冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して液相冷媒を余剰冷媒として蓄えるものであって、気相冷媒を圧縮機７の吸入側に供給する。
【００２５】
内部熱交換器１１は、室外熱交換器８の出口側冷媒が通過する第１冷媒通路１１ａと気液分離器１０の出口側冷媒が通過する第２冷媒通路１１ｂとを備える。 内部熱交換器１１は、第１冷媒通路１１ａを通過する冷媒と第２冷媒通路１１ｂを通過する冷媒との間で熱交換して減圧器９ａ、９ｂに流入する冷媒のエンタルピを低下させる。
【００２６】
四方弁１２ａは、冷媒入口１００、冷媒出入口１０１、１０２、および冷媒出口１０３を有するもので、入口１００を出入口１０１、１０２のうち一方の出入口に接続し、一方の出入口以外の他の出入口に出口１０３を接続する電磁弁である。
【００２７】
ここで、冷媒入口１００は圧縮機７の冷媒吐出口側に接続されている。冷媒出入口１０１は、室内コンデンサ５側に接続されている。冷媒出入口１０２は室外熱交換器８側に接続されている。冷媒出口１０３は気液分離器１０側に接続されている。
【００２８】
電磁弁１２ｂは、減圧器９ｂと室内コンデンサ５との間の冷媒通路を開閉する弁である。電磁弁１２ｃは、減圧器９ｂと室内熱交換器３との間の冷媒通路を開閉する弁である。
【００２９】
次に、本実施形態の室内コンデンサ５の構造について図２、図３を参照して説明する。
【００３０】
図２は室内コンデンサ５を空気流れ上流側から視た斜視図であり、図３は室内コンデンサ５を空気流れ上流側から視た正面図である。図２中矢印Ｋは風流れ方向を示している。
【００３１】
室内コンデンサ５は、図２、図３に示すように、熱交換用コア部５１、ヘッダタンク５２、５３、およびモジュレータタンク５４から構成されている。熱交換用コア部５１は、複数本の扁平チューブ５６、およびコルゲートフィン５７を備えている。
【００３２】
複数本の扁平チューブ５６は、風流れ方向に直交する水平方向に延びるように形成されている。複数本の扁平チューブ５６は、後述する複数本のヒータプレート１４とともに上下方向に積層されている。複数本の扁平チューブ５６は、それぞれ、冷媒を流通させて冷媒から空気に対して放熱させる。
【００３３】
コルゲートフィン５７は、波状に形成されて、扁平チューブ５６の表面に配設されている放熱フィンである。コルゲートフィン５７には、周知のごとく空気流れに対して所定角度で斜めに多数のルーバ（図示せず）が切り起こし成形されている。ルーバは、冷媒から空気への放熱を促進する。
【００３４】
ヘッダタンク５２は、各扁平チューブ５６の右側に配置されている。ヘッダタンク５２には、複数のチューブ孔（図示省略）が設けられている。ヘッダタンク５２の各チューブ孔には、各扁平チューブ５６の右側端部が嵌合されている。これにより、ヘッダタンク５２と各扁平チューブ５６とが連通することになる。
【００３５】
ヘッダタンク５２内には、セパレータ６０が設けられている。セパレータ６０は、ヘッダタンク５２の内部空間を上側の空間６０ａと下側の空間６０ｂとに分ける。
【００３６】
ヘッダタンク５２の下部にはコネクタ６１が配置されており、コネクタ６１はヘッダタンク５２に冷媒配管を接続するために用いられる。この冷媒配管は電磁弁１２ｂに接続されるものである。
【００３７】
ヘッダタンク５３は、各扁平チューブ５６の左側に配置されている。ヘッダタンク５３には、複数のチューブ孔（図示省略）が設けられている。ヘッダタンク５３の各チューブ孔には、各扁平チューブ５６の左側端部が嵌合されている。これにより、ヘッダタンク５３と各扁平チューブ５６とが連通することになる。
【００３８】
ヘッダタンク５３内には、セパレータ６２ａ、６２ｂが設けられている。セパレータ６２ａ、６２ｂは、ヘッダタンク５２の内部で上下方向に並べられている。これにより、セパレータ６２ａ、６２ｂがヘッダタンク５２の内部空間を３つのタンク室６３ａ、６３ｂ、６３ｃに分けることになる。
【００３９】
ヘッダタンク５３の上側には、コネクタ６４が配置されている。コネクタ６４はヘッダタンク５３に冷媒配管を接続するために用いられる。この冷媒配管は四方弁１２ａ側に接続されるものである。
【００４０】
モジュレータタンク５４は、ヘッダタンク５３の左側に配置されている。モジュレータタンク５４とタンク室６３ｂとの間には貫通孔７０が設けられている。
【００４１】
モジュレータタンク５４とタンク室６３ｃとの間には貫通孔７１が設けられている。モジュレータタンク５４は、タンク室６３ｂから貫通孔７０を通して流入した冷媒を気液分離するとともに、気相冷媒を貫通孔７１を通してタンク室６３ｃに供給する。
【００４２】
なお、熱交換用コア部５１、ヘッダタンク５２、５３、およびモジュレータタンク５４は、アルミニウム合金からなるのもので、ろう付けにより接合されている。
【００４３】
次に、本実施形態のヒータプレート１４の構造について説明する。
【００４４】
複数本のヒータプレート１４は、熱交換用コア部５１を構成するもので、扁平チューブ５６の長手方向に延びる長板状に形成されている。複数本のヒータプレート１４は、ヘッダタンク５２、５３の間に配置され、ヘッダタンク５２、５３にろう付けにより接合されている。
【００４５】
複数本のヒータプレート１４は、複数本のヒータプレート１４は、後述するように通電により発熱して空気を加熱する電気ヒータを構成する。本実施形態では、４枚のヒータプレート１４が用いられており、４枚のヒータプレート１４はほぼ等間隔で上下方向に配置されている。
【００４６】
図４に図２中Ａ部分の拡大図斜視図を示す。
【００４７】
ヒータプレート１４は、２枚の保持板１５、１６の間に配置されている。保持板１５、１６は、金属材料から形成され、扁平チューブ５６の長手方向に延びるように形成されている。保持板１５、１６は、上下方向に間隔（図４中Ｌ）を開けて配置され、上下方向からヒータプレート１４を狭持する。保持板１５、１６の外表面にはコルゲートフィン５７が接合されている。
【００４８】
ヒータプレート１４の具体的な構造を図５に示す。図５（ａ）はヒータプレート１４の一部破断斜視図、図５（ｂ）はヒータプレート１４の横断面図、図５（ｃ）はヒータプレート１４の縦断面図、図５（ｄ）はヒータプレート１４の平面図である。
【００４９】
ヒータプレート１４は、複数枚の発熱体素子１４ａ、電極板１４ｂ、１４ｃ、および被覆部材１４ｄから構成されている。
【００５０】
複数枚の発熱体素子１４ａは、ＰＴＣヒータ素子であって、板状に形成されている。複数枚の発熱体素子１４ａは、電極板１４ｂ、１４ｃの間に配置され、電極板１４ｂ、１４ｃの長手方向に並べられている。
【００５１】
複数枚の発熱体素子１４ａは、所定の設定温度（例えば、９０℃付近）Ｔｏにて電気抵抗が急増する正の抵抗温度特性を有する抵抗体材料（例えば、チタン酸バリウム）からなる電気ヒータである。
【００５２】
本実施形態では、４枚の発熱体素子１４ａが用いられている。発熱体素子１４ａの板厚方向の寸法は、１．０〜２．０ｍｍ程度である。
【００５３】
電極板１４ｂ、１４ｃは、扁平チューブ５６の長手方向に延びるように形成されている。電極板１４ｂは、複数枚の発熱体素子１４ａの上側に配置されており、
電極板１４ｃは、複数枚の発熱体素子１４ａの下側に配置されている。
【００５４】
すなわち、複数枚の発熱体素子１４ａおよび電極板１４ｂ、１４ｃは、複数枚の発熱体素子１４ａを電極板１４ｂ、１４ｃの間に挟む３層のサンドウィッチ構造になっている。
【００５５】
ここで、電極板１４ｂは正極側電極板であり、電極板１４ｂには電気接続用端子部１４ｅが一体成形されている。電極板１４ｃは負極側電極板であり、電極板１４ｃには電気接続用端子部１４ｆが一体成形されている。電気接続用端子部１４ｅ、１４ｆは、それぞれ、電子制御装置等の駆動回路に対する接続に用いられる。被覆部材１４ｄは、電気的絶縁材料からなるもので、電極板１４ｂ、１４ｃの周囲を全周に亘って被覆している。
【００５６】
次に、車両用空調装置の電気的構成について図６を参照して説明する。
【００５７】
車両用空調装置は、電子制御装置１００を備えており、電子制御装置１００は、マイクロコンピュータ、メモリ等から構成されている。電子制御装置１００は、センサ９０、９１の出力信号と操作スイッチ９２の出力信号とに基づいて、四方弁１２ａ、電磁弁１２ｂ、１２ｃ、エアミックスドア６のサーボモータ２５、および複数枚のヒータプレート１４を制御する。
【００５８】
センサ９０は室内温度Ｔｒを検出する温度センサである。センサ９１は外気温Ｔａｍを検出する温度センサである。操作スイッチ９２は、車室内の設定温度Ｔｅｓｔと、空調モードとを設定するスイッチである。空調モードは暖房モードおよび冷房モードのうちいずれか一方が選択される。
【００５９】
次に、本実施形態の作動として暖房モード、および冷房モードについて別々に説明する。
【００６０】
（暖房モード）
電子制御装置１００は、四方弁１２ａを制御して、冷媒入口１００と冷媒出入口１０１とを接続し、かつ冷媒出入口１０２と冷媒出口１０３とを接続する。加えて、電子制御装置１００は、電磁弁１２ｂを開弁し、かつ電磁弁１２ｃを閉弁する。
【００６１】
これにより、圧縮機７から吐出された高温高圧冷媒が四方弁１２ａ（冷媒入口１００→冷媒出入口１０１）を経て、室内コンデンサ５に流入する。この室内コンデンサ５では、冷媒は空気により冷却される。
【００６２】
その後、冷媒は電磁弁１２ｂを通過すると、減圧器９ｂにより減圧される。その後、冷媒は内部熱交換器１１の第１冷媒通路１５ａを通過して室外熱交換器８に流入する。
【００６３】
室外熱交換器８では、冷媒は外気から吸熱して蒸発する。その後、冷媒は四方弁１２ａ（冷媒出入口１０２→冷媒出口１０３）を通過して気液分離器１０に流れる。この冷媒は、気液分離器１０で気液分離され、気相冷媒が内部熱交換器１１の第２冷媒通路１５ｂを通過して圧縮機７の冷媒吸入口に吸入される。
【００６４】
一方、送風機からの空気は室内熱交換器３を通過すると、エアミックスドア６により、ヒータ４側とバイパス通路１ａ側とに分流される。ヒータ４側に流入した送風は、ヒータ４においてエンジン冷却水により加熱され、この加熱された空気は室内コンデンサ５を通過する際に加熱される。室内コンデンサ５の具体的な作動については後述する。
【００６５】
その後、室内コンデンサ５から吹き出される温風とバイパス通路１ａを通過した送風とが混合されて車室内に吹き出される。
【００６６】
次に、室内コンデンサ５の作動について説明する。
【００６７】
室内コンデンサ５では、ヘッダタンク５３の空間６３ａ内に四方弁１２ａ側からの高温高圧冷媒が流入すると、空間６３ａから各扁平チューブ５６のうちセパレータ６２ａの上側の各扁平チューブ（以下、各上側扁平チューブという）５６に冷媒を分流する。すると、冷媒が各上側扁平チューブ５６のそれぞれに流れ、冷媒が放熱することになる。
【００６８】
その後、各上側扁平チューブ５６を流れた冷媒はヘッダタンク７の空間６０ａａ内に回収される。空間６０ａから各扁平チューブ５６のうちセパレータ６２ａ、６２ｂの間の各扁平チューブ（以下、各中間扁平チューブという）５６に分流する。すると、冷媒が各中間扁平チューブ５６のそれぞれに流れ、この流れる冷媒が放熱することになる。
【００６９】
次に、各中間扁平チューブ５６を流れた冷媒はヘッダタンク５２の空間６０ｂに回収される。そして、ヘッダタンク５３の空間６３ｂから貫通孔７０を通して、モジュレータタンク５４内に流入される。このモジュレータタンク５４内では冷媒が気相冷媒と液相冷媒とに分離される。液相冷媒は貫通孔７１を通してタンク室６３ｃ内に流入する。
【００７０】
次に、空間６３ｃから各扁平チューブ５６のうちセパレータ６２ｂの下側の各扁平チューブ（以下、各下側扁平チューブという）５６に液相冷媒を分流する。すると、液相冷媒が各下側扁平チューブ５６のそれぞれに流れ、液相冷媒が放熱する。
【００７１】
その後、各下側扁平チューブ５６を流れた液相冷媒はヘッダタンク５２の空間６０ｂに回収される。そして、この回収された液相冷媒は室内コンデンサ５から排出される。
【００７２】
以上により、複数本の扁平チューブ５６に流れる冷媒がヒータ４を通過した空気に放熱するので、ヒータ４を通過した空気を加熱することができる。
【００７３】
（冷房モード）
電子制御装置１００は、四方弁１２ａを制御して、冷媒入口１００と冷媒出入口１０２とを接続し、かつ冷媒出入口１０１と冷媒出口１０３とを接続する。加えて、電子制御装置１００は、電磁弁１２ｂを閉弁し、かつ電磁弁１２ｃを開弁する。
【００７４】
これにより、圧縮機７から吐出された高温高圧冷媒が四方弁１２ａ（冷媒入口１００→冷媒出入口１０２）を経て、室外熱交換器８に流入する。この室外熱交換器８では、冷媒は空気により冷却される。その後、冷媒は内部熱交換器１１の第１冷媒通路１５ａを通過して減圧器９ａに流入する。
【００７５】
この冷媒は減圧器９ａにより減圧され、その後、冷媒は室内熱交換器３に流れる。室内熱交換器３では、冷媒が送風機からの送風空気を冷却する。室内熱交換器３を通過した冷媒は、四方弁１２ａ（冷媒入口１０１→冷媒出口１０３）を経て気液分離器１０に流入する。この冷媒は気液分離器１０で気液分離された後、気相冷媒は、気相冷媒が内部熱交換器１１の第２冷媒通路１５ｂを通過して圧縮機７の冷媒吸入口に吸入される。
【００７６】
ここで、第２冷媒通路１１ｂを通過する冷媒は、第１冷媒通路１１ａを通過する冷媒との間で熱交換されて加熱される。これにより、室内熱交換器３における冷媒入口側と出口側との間の冷媒のエンタルピ差（冷凍能力）を増大させることができる。
【００７７】
一方、室内熱交換器３で冷却された送風空気は、エアミックスドア６により、ヒータ４側とバイパス通路１ａ側とに分流される。ヒータ４側に流入した送風は、ヒータ４においてエンジン冷却水により加熱され、この加熱された空気は室内コンデンサ５を通過する。その後、室内コンデンサ５から吹き出される温風とバイパス通路１ａを通過した送風とが混合されて車室内に吹き出される。
【００７８】
以上のように作動する暖房モードおよび冷房モードにおいて、電子制御装置１００は、次のように、ヒータプレート１４の通電制御を実行する。以下、ヒータプレート１４の通電制御について図７を参照して説明する。
【００７９】
電子制御装置１００は、図７のフローチャートにしたがって、通電制御を実行する。通電制御は繰り返し実行される。
【００８０】
まず、ステップＳ１００において、外気温が所定温度以下であるか否かを判定する。所定温度は−５℃〜０℃に設定されている。
【００８１】
センサ９１の検出外気温Ｔａｍが所定温度以下であるときにはステップＳ１００でＹＥＳと判定して、ステップＳ１３０に移行する。
【００８２】
センサ９１の検出外気温Ｔａｍが所定温度未満であるときにはステップＳ１００でＮＯと判定して、ステップＳ１１０において、電磁弁１２ｂが閉弁しているか否かを判定する。
【００８３】
電磁弁１２ｂが閉弁されて室内コンデンサ５に冷媒が流れていないときにはステップＳ１１０においてＮＯと判定してステップＳ１３０に移行する。
【００８４】
このようなステップＳ１３０では、４枚のヒータプレート１４をそれぞれオンする。
【００８５】
具体的には、４枚のヒータプレート１４の電極板１４ｂ、１４ｃの間に電圧を印加する。すると、電極板１４ｂ、１４ｃの間の複数枚の発熱体素子１４ａに電流が流れる。これに伴い、複数枚の発熱体素子１４ａは発熱して空気に放熱する。
【００８６】
ここで、複数枚の発熱体素子１４ａは、設定温度Ｔｏになると電気抵抗が急増して複数枚の発熱体素子１４ａに電流が流れ難くなる。このため、複数枚の発熱体素子１４ａから発生する熱量が減る。
【００８７】
その後、複数枚の発熱体素子１４ａの温度は設定温度Ｔｏより低くなると、複数枚の発熱体素子１４ａの電気抵抗値が低くなり、複数枚の発熱体素子１４ａに流れる電流値が増加する。これに伴い、複数枚の発熱体素子１４ａから発生する熱量が増える。
【００８８】
このように、発熱体素子１４ａの電気抵抗値の変化に伴って、複数枚の発熱体素子１４ａから発生する熱量が増減する。これにより、発熱体素子１４ａの温度を設定温度Ｔｏ付近に維持することができる。
【００８９】
一方、電磁弁１２ｂが開弁されて室内コンデンサ５に冷媒が流れているときにはステップＳ１１０においてＹＥＳと判定してステップＳ１２０に移行する。このとき４枚のヒータプレート１４に対する電圧の印加を停止する。
【００９０】
以上説明した本実施形態によれば、室内コンデンサ５の熱交換用コア部５１には、圧縮機７から吐出された高温高圧冷媒が流通し、この流通した冷媒により空気を加熱する複数本の扁平チューブ５６と、通電により発熱して空気を加熱する複数枚のヒータプレート１４とを備える。このため、電子制御装置１００は外気温が低いときに複数枚のヒータプレート１４に通電するので、外気温が低いときに空気を加熱する能力を向上することができる。
【００９１】
（第２実施形態）
上述の第１実施形態では、空調ユニット１にヒータ４を用いた例を示したが、図９、図１０に示すように、ヒータを除いて空調ユニット１を構成してもよい。
【００９２】
図９は暖房モード時の状態を示し、図１０は冷房モードの状態を示している。
【００９３】
図９において図１と同一符号は同一のものを示しその説明を省略する。図１０において図１と同一符号は同一のものを示しその説明を省略する。
【００９４】
（他の実施形態）
上述の第１、第２の実施形態では、空調装置を車両用空調装置に適用した例を示したが、これに代えて、空調装置を設置型空調装置に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の第１実施形態における車両用空調装置の構成を示す図である。
【図２】図１の室内コンデンサの斜視図である。
【図３】図１の室内コンデンサの正面図である。
【図４】図２中Ａ部分の拡大図斜視図である。
【図５】図２中のヒータプレートの詳細構造を示す図である。
【図６】車両用空調装置の電気的構成を示す図である。
【図７】第１実施形態における車両用空調装置の構成を示す図である。
【図８】図６の電子制御装置の処理を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態における車両用空調装置の構成を示す図である。
【図１０】第２実施形態における車両用空調装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００９６】
１ 空調ユニット
２ 空調ケーシング
３ 室内熱交換器
４ ヒータ
５ 室内コンデンサ
６ エアミックスドア
７ 圧縮機
８ 室外熱交換器
９ａ 減圧器
９ｂ 減圧器
１０ 気液分離器
１１ 内部熱交換器
１２ｂ 電磁弁
１２ｃ 電磁弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気が流れる空調ケーシング（１）と、前記空調ケーシング（１）内に配置され、かつ前記空気を加熱する熱交換コア（５１）を有する加熱用熱交換器（５）とを備える空調装置であって、
前記熱交換コア（５１）は、
圧縮機（７）から吐出された冷媒が流通し、この流通した冷媒により前記空気を加熱する複数本のチューブ（５６）と、
通電により発熱して前記空気を加熱する電気発熱体（１４）と、
を備えることを特徴とする空調装置。
【請求項２】
前記複数本のチューブ（５６）は、それぞれ、前記空気の流れ方向に交差する方向に延びるように形成されており、
前記電気発熱体（１４）と前記複数本のチューブ（５６）とが積層されて前記熱交換コア（５１）を構成していることを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
【請求項３】
前記熱交換コア（５１）には、前記複数本のチューブ（５６）の外表面に配置され、かつ前記冷媒が前記空気に放熱することを促進する熱交換フィン（５７）が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の空調装置。
【請求項４】
外気温を検出する温度センサ（９１）と、
前記温度センサ（９１）の検出温度が所定温度以下であるときに、前記電気発熱体（１４）に通電して前記電気発熱体（１４）を発熱させる通電制御手段（Ｓ１００、Ｓ１３０）と、
を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の空調装置。
【請求項５】
前記圧縮機（７）と前記加熱用熱交換器（５）との間を開閉する弁（１２ｂ）と、
前記弁（１２ｂ）が前記圧縮機（７）の冷媒吐出口と前記加熱用熱交換器（５）の冷媒入口との間を閉じているときに、前記電気発熱体（１４）に通電して前記電気発熱体（１４）を発熱させる通電制御手段（Ｓ１１０、Ｓ１３０）と、
を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の空調装置。
【請求項１】
空気が流れる空調ケーシング（１）と、前記空調ケーシング（１）内に配置され、かつ前記空気を加熱する熱交換コア（５１）を有する加熱用熱交換器（５）とを備える空調装置であって、
前記熱交換コア（５１）は、
圧縮機（７）から吐出された冷媒が流通し、この流通した冷媒により前記空気を加熱する複数本のチューブ（５６）と、
通電により発熱して前記空気を加熱する電気発熱体（１４）と、
を備えることを特徴とする空調装置。
【請求項２】
前記複数本のチューブ（５６）は、それぞれ、前記空気の流れ方向に交差する方向に延びるように形成されており、
前記電気発熱体（１４）と前記複数本のチューブ（５６）とが積層されて前記熱交換コア（５１）を構成していることを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
【請求項３】
前記熱交換コア（５１）には、前記複数本のチューブ（５６）の外表面に配置され、かつ前記冷媒が前記空気に放熱することを促進する熱交換フィン（５７）が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の空調装置。
【請求項４】
外気温を検出する温度センサ（９１）と、
前記温度センサ（９１）の検出温度が所定温度以下であるときに、前記電気発熱体（１４）に通電して前記電気発熱体（１４）を発熱させる通電制御手段（Ｓ１００、Ｓ１３０）と、
を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の空調装置。
【請求項５】
前記圧縮機（７）と前記加熱用熱交換器（５）との間を開閉する弁（１２ｂ）と、
前記弁（１２ｂ）が前記圧縮機（７）の冷媒吐出口と前記加熱用熱交換器（５）の冷媒入口との間を閉じているときに、前記電気発熱体（１４）に通電して前記電気発熱体（１４）を発熱させる通電制御手段（Ｓ１１０、Ｓ１３０）と、
を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の空調装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−９０４（Ｐ２０１０−９０４Ａ）
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６１４１９（Ｐ２００８−１６１４１９）
【出願日】平成２０年６月２０日（２００８．６．２０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２０日（２００８．６．２０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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