热泵系统的制作方法

相关申请的相互参照

本申请是基于2015年8月4日申请的日本专利申请2015－154332和2016年4月4日申请的日本专利申请2016－075387作出的，并将其公开内容作为参照编入本申请。

本发明涉及一种使制冷剂循环而对空气进行加热和冷却的热泵系统。

背景技术：

以往的热泵系统例如被用于车辆空调，构成为包含制冷循环。被用于制冷循环的热交换器起到冷凝器和蒸发器等的功能，构成为使在内部流动的制冷剂与在外部流动的空气进行热交换。

另外，热泵系统具备设于车室外的室外热交换器。室外热交换器也称为室外器，在制热时起到蒸发器的功能，在制冷时起到冷凝器的功能。在起到蒸发器的功能的情况下，干燥度小的制冷剂向室外器流入。并且，随着制冷剂在室外器内流动，制冷剂从空气吸热而逐渐蒸发，气体的制冷剂所占据的比例增加，干燥度大的制冷剂流出(例如参照专利文献1)。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014－9868号公报

上述的专利文献1所记载的制冷循环在压缩机前设置有储液器。在储液器内二相制冷剂被气液分离，基本上仅气体制冷剂流出。但是，在实用上，由于需要使溶入到液体制冷剂的压缩机的润滑油也返回，因此在出口配管的中途设置有润滑油的返回孔。因此，存在如下担忧：在压缩机吸入之前未取得制冷剂过热度，蒸发器的焓差减小，特别是在制冷时循环效率变差。

另外，在冬季制热时室外器起到蒸发器的功能，但是，此时，在室外器必须将二相的制冷剂分配给多个管。由于很难将二相的制冷剂平均地分配给多个管，导致液体制冷剂流集中在特定的管，因此存在室外器的有效利用面积降低的担忧。另外，在制热时外部气体为高湿度条件下，有室外器的表面结霜而制热性能降低的担忧。

因此，本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种能够提高制冷性能和制热性能的热泵系统。

本发明为了达成上述的目的采用以下的技术手段。

本发明的第一方式的热泵系统包含：压缩机，该压缩机对制冷剂进行压缩并排出；减压部，该减压部对制冷剂进行减压；室外器，该室外器使制冷剂与外部气体进行热交换；蒸发器，该蒸发器使制冷剂蒸发；冷凝器，该冷凝器使制冷剂冷凝；内部热交换器，该内部热交换器具有供高压的制冷剂流动的高压流路和供低压的制冷剂流动的低压流路，并且使在高压流路流动的制冷剂与在低压流路流动的制冷剂之间进行热交换；储液器，该储液器将制冷剂分离为气体制冷剂和液体制冷剂；以及流路变更部，该流路变更部对供制冷剂流动的路径进行变更，流路变更部变更制冷路径和制热路径，在制冷路径中，制冷剂按照压缩机、室外器、内部热交换器的高压流路、减压部、蒸发器、储液器、内部热交换器的低压流路、压缩机的顺序循环，或者，制冷剂按照压缩机、室外器、内部热交换器的高压流路、减压部、蒸发器、内部热交换器的低压流路、储液器、压缩机的顺序循环，在制热路径中，制冷剂按照压缩机、冷凝器、内部热交换器的高压流路、减压部、室外器、储液器、内部热交换器的低压流路、压缩机的顺序循环，或者，制冷剂按照压缩机、冷凝器、内部热交换器的高压流路、减压部、室外器、内部热交换器的低压流路、储液器、压缩机的顺序循环。

根据该方式，在制冷时控制为制冷剂在制冷路径循环，在制热时控制为制冷剂在制热路径循环。在制冷路径和制热路径中，制冷剂通过内部热交换器。在起到冷凝器的功能的热交换器的下游侧流动的高压制冷剂与在起到蒸发器的功能的热交换器的下游侧的低压制冷剂通过内部热交换器进行热交换。由此，能够降低向作为蒸发器而工作的热交换器流入的制冷剂的制冷剂干燥度，并且也能够降低从热交换器流出的制冷剂的制冷剂干燥度。因此，能够降低起到蒸发器的功能的热交换器内的制冷剂干燥度的工作域。由此，向热交换器流入的液体制冷剂的体积比率增加，而能够改善热交换器内的液体制冷剂分配。

另外，在本方式中，由于在起到蒸发器的功能的热交换器的下游侧设置内部热交换器，因此能够降低蒸发器流出部的制冷剂干燥度。由此，在构成热交换器的各管流出部中，即使制冷剂干燥度波动也能够大幅降低生成过热度区域的情况。

此外，在本方式中，使用内部热交换器而使特别是室外器作为蒸发器进行工作时的制冷剂干燥度向低制冷剂干燥度域变化，从而能够使蒸发时的制冷剂压损的降低和热交换面积的有效活用这通常相反的课题并存。另外，能够通过低干燥度域下的工作增大在室外器内流动的制冷剂的平均密度，因此能够降低制冷剂的流速，而发挥制冷剂压损降低的效果。此外，由于以比以往低的低干燥度流动，因此也能够降低从室外器朝向内部热交换器的制冷剂配管中的制冷剂压损。因此，即使构成内部热交换器也能够降低制冷剂压损。

不仅在起到蒸发器的功能的室外器中，在制冷时的蒸发器中上述的效果也可以说是相同的。通过内部热交换器将蒸发器的工作干燥度设于低干燥度域，从而即使将蒸发器的制冷剂通路减少为单通路，也能够使确保均匀的吹出温度和低压损化并存，能够抑制由储液器循环造成的制冷时的效率变差。

本发明的第二方式的热泵系统包含：压缩机，该压缩机对制冷剂进行压缩并排出；减压部，该减压部对制冷剂进行减压；室外器，该室外器使制冷剂与外部气体进行热交换；蒸发器，该蒸发器使制冷剂蒸发；冷凝器，该冷凝器使制冷剂冷凝；内部热交换器，该内部热交换器具有供高压的制冷剂流动的高压流路和供低压的制冷剂流动的低压流路，使在高压流路流动的制冷剂与在低压流路流动的制冷剂之间进行热交换；储液器，该储液器将制冷剂分离为气体制冷剂和液体制冷剂；以及流路变更部，该流路变更部对供制冷剂流动的路径进行变更，流路变更部变更制冷路径和制热路径，在制冷路径中，制冷剂按照压缩机、室外器、内部热交换器的高压流路、减压部、蒸发器、储液器、内部热交换器的低压流路、压缩机的顺序循环，在制热路径中，制冷剂按照压缩机、冷凝器、内部热交换器的高压流路、减压部、室外器、储液器、内部热交换器的低压流路、压缩机的顺序循环，储液器具备使分离出的气体制冷剂流出的气体制冷剂流路和使分离出的液体制冷剂流出的液体制冷剂流路，气体制冷剂流路和液体制冷剂流路中的至少液体制冷剂流路与内部热交换器的低压流路连接。

在本方式的压缩机、室外器、内部热交换器的高压流路、减压部、蒸发器、储液器、内部热交换器的低压流路、压缩机依次连接的结构中，储液器具备使分离出的气体制冷剂流出的气体制冷剂流路和使分离出的液体制冷剂流出的液体制冷剂流路，气体制冷剂流路和液体制冷剂流路中的至少液体制冷剂流路与内部热交换器的低压流路连接。

根据该方式，在制热路径中，在内部热交换器中使从冷凝器流出后的液体制冷剂与从储液器流出后的液体制冷剂进行热交换，从而能够降低由冷凝器冷凝后的制冷剂的焓。由此，能够降低室外器入口的制冷剂干燥度。在能够降低室外器入口制冷剂干燥度时，流入的液体制冷剂的体积增加，而能够改善室外器内的制冷剂分配性。因此，能够提高室外器的热交换性能。

另外，在制冷路径中，通过在内部热交换器进行热交换，能够使在室外器冷却后的制冷剂由来自储液器的液体制冷剂进一步冷却。之后，已通过内部热交换器的高压流路的制冷剂向减压部、蒸发器流动。在内部热交换器中制冷剂被进一步冷却，因此能够降低在蒸发器内流动的制冷剂的平均干燥度。由此，能够降低蒸发器内的制冷剂压损，此外，由于抑制在蒸发器内产生过热度区域，因此蒸发器的性能提高，能够改善系统效率。

另外，在本方式的压缩机、室外器、内部热交换器的高压流路、减压部、蒸发器、内部热交换器的低压流路、储液器、压缩机依次连接的结构中，由于能够使作为蒸发器而工作的热交换器的工作干燥度在出入口侧均在低干燥度侧工作，因此能够发挥与上述的结构相同的效果。

本发明的第三方式的热泵系统包含：压缩机，该压缩机对制冷剂进行压缩并排出；减压部，该减压部对制冷剂进行减压；室外器，该室外器使制冷剂与外部气体进行热交换；蒸发器，该蒸发器使制冷剂蒸发；冷凝器，该冷凝器使制冷剂冷凝；储液器，该储液器将制冷剂分离为气体制冷剂和液体制冷剂；以及流路变更部，该流路变更部对供制冷剂流动的路径进行变更，流路变更部变更制冷路径、制热路径、除霜路径，在制冷路径中，制冷剂按照压缩机、室外器、减压部、蒸发器、储液器、压缩机的顺序循环，在制热路径中，制冷剂按照压缩机、冷凝器、减压部、室外器、储液器、压缩机的顺序循环，在除霜路径中，制冷剂按照压缩机、室外器、冷凝器、压缩机的顺序循环。

第三方式的热泵系统能够提高制冷性能和制热性能。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的热泵系统的图。

图2是表示制冷剂r134a的制冷剂平均密度的曲线图。

图3是表示制冷剂r134a的液体制冷剂的体积比的曲线图。

图4是表示第一实施方式的制冷时的制冷剂流的图。

图5是在莫里尔图上表示第一实施方式的制冷时的循环工作点的一例的曲线图。

图6是表示第一实施方式的制热时的制冷剂流的图。

图7是在莫里尔图上表示第一实施方式的制热时的循环工作点的一例的曲线图。

图8是在莫里尔图上表示本发明的比较例的不进行内部热交换的情况下的循环工作点的一例的曲线图。

图9是表示第一实施方式的除湿制热时的制冷剂流的图。

图10是表示第一实施方式的除湿制热时的其他制冷剂流的图。

图11是表示第一实施方式的除湿制热时的又一其他制冷剂流的图。

图12是表示第一实施方式的制冷时的其他制冷剂流的图。

图13是表示本发明的第二实施方式的热泵系统的图。

图14是表示本发明的第三实施方式的热泵系统的图。

图15是在莫里尔图上表示第三实施方式的制热时的循环工作点的一例的曲线图。

图16是表示第三实施方式的其他例子的热泵系统的图。

图17是表示本发明的第四实施方式的热泵系统的图。

图18是表示第四实施方式的除霜时的制冷剂流的图。

图19是表示第四实施方式的压缩机的吸入侧制冷剂压力的时间变化的一例的曲线图。

图20是表示第四实施方式的制冷剂压力的时间变化的一例的曲线图。

图21是表示第四实施方式的制冷时的其他制冷剂流的图。

图22是表示本发明的第五实施方式的热泵系统的图。

图23是表示本发明的第六实施方式的热泵系统的图。

图24是表示第六实施方式的制冷时的制冷剂流的图。

图25是表示第六实施方式的除湿制热时的制冷剂流的图。

图26是表示本发明的第七实施方式的热泵系统的图。

图27是表示第七实施方式的制热时的制冷剂流的图。

图28是表示第七实施方式的除霜时的制冷剂流的图。

图29是表示第七实施方式的除湿制热时的制冷剂流的图。

图30是表示第七实施方式的高温除湿时的制冷剂流的图。

图31是表示第七实施方式的外部气体低温的制热时的制冷剂流的图。

图32是表示本发明的第八实施方式的热泵系统的图。

图33是表示第八实施方式的制热时的制冷剂流的图。

图34是表示第八实施方式的外部气体低温的制热时的制冷剂流的图。

图35是表示第八实施方式除湿制热时的制冷剂流的图。

图36是表示第八实施方式的高温除湿时的制冷剂流的图。

图37是表示第八实施方式的除霜时的制冷剂流的图。

图38是表示本发明的第九实施方式的室外器的立体图。

图39是表示第九实施方式的其他结构的室外器的立体图。

图40是表示本发明的第十实施方式的室外器的立体图。

图41是表示其他结构的室外器的立体图。

图42是表示又一其他结构的室外器的立体图。

图43是表示又一其他实施方式的热泵系统的图。

具体实施方式

以下，一边参照附图一边对用于实施本发明的多个方式进行说明。在各方式中，对于与在先前的方式已说明的事项对应的部分，有时标注相同的参照符号并省略重复的说明。在各方式中仅对结构的一部分进行说明的情况下，对于结构的其他部分能够适用先前已说明的其他方式。不仅可以将在各实施方式具体明示了能够组合的部分彼此组合，只要不特别对组合产生障碍，即使未明示也能够部分地将实施方式彼此组合。

(第一实施方式)

用图1～图12对本发明的第一实施方式进行说明。本实施方式的热泵系统10具备热泵循环11和空调单元12，并利用图1所示的结构零件进行空调运转。热泵系统10能够在车辆，例如混合动力汽车、电动汽车、燃料电池车等中使用。热泵系统10构成为至少进行制热运转和制冷运转。图1所示的热泵循环11是热泵循环11的一例，其制冷剂流在制热运转时成为后述的制热运转循环，在制冷运转时成为后述的制冷运转循环，在除湿运转时成为后述的除湿运转循环。

首先，对热泵循环11进行说明。热泵循环11通过在内部流动有制冷剂的制冷剂管而构成循环。热泵循环11通过利用制冷剂例如r134a、r1234yf等制冷剂的状态变化而能够通过制冷用的蒸发器和制热用的冷凝器来对车室内空间进行制冷和制热。

如图1所示，热泵循环11具备压缩机13、冷凝器14、蒸发器15、室外器16、制热用减压部17、制冷用减压部18、储液器19、内部热交换器20、制热用高压侧开闭部21、制冷用开闭部22、制热用低压侧开闭部23以及流量调整部24。热泵循环11利用配管连接这些构件而形成循环。

首先，对配管的结构进行说明。在压缩机13的排出侧设置有第一分支部31。第一分支部31分支为与制冷用开闭部22连接的第一流路41和与冷凝器14侧连接的第二流路42。在制冷用开闭部22的下游侧设置有第二分支部32。第二分支部32分支为与室外器16连接的第三流路43和与储液器19连接的第四流路44。另外，在第四流路44的中途设置有制热用高压侧开闭部21。在冷凝器14的下游侧依次设置有制热用低压侧开闭部23和第三分支部33。第三分支部33分支为与内部热交换器20的高压流路20a连接的第五流路45和与第六分支部36连接的第六流路46。

室外器16通过第七流路47与蒸发器15的上游侧连接。在第七流路47的室外器16侧设置有上述的第六分支部36。第七流路47的比第六分支部36更靠近蒸发器15的一侧设置有第七分支部37。在第七流路47中，在第六分支部36与第七分支部37之间设置有制热用减压部17。

另外，在第七流路47中，在第七分支部37与蒸发器15之间设置有制冷用减压部18。另外，在第六流路46设置有止回阀25。止回阀25允许从第六分支部36向第三分支部33的制冷剂的流动，禁止从第三分支部33向第六分支部36的流动。内部热交换器20的高压流路20a的下游侧与第七分支部37连接。

在蒸发器15的下游侧设置有第八分支部38。第八分支部38设置于第四流路44的制热用高压侧开闭部21与储液器19之间。储液器19的下游侧与内部热交换器20的低压流路20b连接。内部热交换器20的低压流路20b的下游侧与压缩机13的吸入侧连接。

接着，对热泵循环11的各部的工作进行说明。压缩机13由来自蓄电池即车载电池(未图示)的供电驱动，是将制冷剂压缩成高温高压并排出的电动的压缩机13，且构成为能够控制转速。压缩机13被施加有由逆变器调整频率的交流电压，从而该压缩机13的电动机的旋转速度被控制，且排出量被控制。逆变器从车载电池接受直流电源的供给，由控制装置26控制。

冷凝器14具备供制冷剂流动的高温流路14a和供水或者汽车用冷却水流动的水流路14b。在制热时，从压缩机13排出的高温高压的制冷剂向冷凝器14流入。并且，冷凝器14使高温高压的制冷剂与水进行热交换从而对水进行加热。水流路14b构成水循环50的一部分。在水循环50连接有送液部51、加热部52以及散热器53。水循环50的水通过送液部51进行循环。加热部52对循环的水进行加热。加热部52通过例如电而发热，对冷凝器14的加热进行辅助。散热器53设置于与车室内连通的空气通路61。散热器53使循环的水与通过的空气进行热交换，从而对空气进行加热。

制热用减压部17是在制热时对由冷凝器14冷却后的制冷剂进行减压的膨胀阀。制热用减压部17的节流开度能够控制，能够设置为闭状态。具体而言，制热用减压部17是电气式的可变节流机构，构成为具有：构成为能够变更节流开度的阀芯；以及由使该阀芯的节流开度变化的步进电动机构成的电动致动器。

制冷用减压部18是在制冷时对向蒸发器15流入的制冷剂进行减压的膨胀阀。制冷用减压部18的节流开度能够控制，能够设置为闭状态。制冷用减压部18是与上述的制热用减压部17相同的电气式的可变节流机构。

室外器16配置于车辆的车室外，是使由室外器用送风机(未图示)强制地吹送的外部气体或者行驶时的行驶风与制冷剂进行热交换的热交换器。室外器16在制热时流入有由制热用减压部17减压后的制冷剂从而从外部气体吸热。另外，室外器16在制冷时流入有由压缩机13压缩的高压的制冷剂从而向外部气体散热。室外器16的多个管空开间隔地设置。流入至室外器16的制冷剂分支到多个管而流动，与在管的外部流动的外部气体进行热交换。

蒸发器15设置于与车室内连通的空气通路61。蒸发器15设置于散热器53的上游侧。蒸发器15在制冷时通过在内部流动的制冷剂的吸热作用来对通过的空气进行冷却。

储液器19将制冷剂分离为气体制冷剂和液体制冷剂。如图1所示，储液器19具备使分离出的气体制冷剂流出的气体制冷剂流路19a和使分离出的液体制冷剂流出的液体制冷剂流路19b。气体制冷剂流路19a和液体制冷剂流路19b与内部热交换器20的低压流路20b连接。具体而言，气体制冷剂流路19a和液体制冷剂流路19b在流入内部热交换器20之前在合流部30合流，合流部30与内部热交换器20的低压流路20b的流入侧连接。另外，在液体制冷剂流路19b设置有对从储液器19向内部热交换器20流动的液体制冷剂的流量进行调整的流量调整部24。流量调整部24通过控制装置26来控制液体制冷剂的流量。

内部热交换器20具有供高压的制冷剂流动的高压流路20a和供低压的制冷剂流动的低压流路20b。内部热交换器20使在高压流路20a和低压流路20b流动的制冷剂之间进行热交换。低压流路20b的上游侧与储液器19的下游侧连接。低压流路20b的下游侧与压缩机13的吸入侧连接。另外，高压流路20a的上游侧与第五流路45连接。高压流路20a的下游侧与第七分支部37连接。

制冷用开闭部22、制热用高压侧开闭部21以及制热用低压侧开闭部23分别对设置的配管进行开闭。各开闭部21、22、23的开闭状态通过控制装置26来控制。控制装置26通过控制各开闭部21、22、23以及各减压部17、18的开闭状态来变更供制冷剂流动的路径。因此，各开闭部21、22、23以及各减压部17、18起到变更供制冷剂流动的路径的流路变更部的功能。

接着，对空调单元12进行说明。空调单元12是用于向车室内提供空调风的单元。空调单元12将空调壳体12a作为外廓，且例如设置于车室内前方的仪表板的里侧。空调壳体12a具备在内部流动有空气的空气通路61，在一方侧形成有作为空气取入口的外部气体吸入口和内部气体吸入口。在通風路的另一方侧形成有供向车室内吹出的空气调节后的空调空气通过的面部吹出口、脚部吹出口以及除霜吹出口。空调壳体12a由多个壳体部件构成，其材质是例如聚丙烯等树脂成形品。

面部吹出口是供向车室内的乘员的上半身吹出的空调空气通过的开口。脚部吹出口是供向车室内的乘员的脚边吹出的空调空气通过的开口。除霜吹出口是供向车辆的挡风玻璃的内表面吹出的空调空气通过的开口。这些各吹出口分别经由吹出管道与车室内空间连接，且通过吹出口的切换门而与吹出模式对应地开闭。

空调壳体12a在一方侧具备：内外部气体切换箱，该内外部气体切换箱具备内外部气体设定门；以及空调用送风机，该空调用送风机的吸入部与外部气体吸入口及内部气体吸入口连接。内部气体吸入口和外部气体吸入口根据空气取入模式而通过内外部气体设定门自如地进行其开放、关闭的切换，或者自如地进行开放程度的调整。即，内外部气体设定门的门主体由伺服电动机等致动器进行角度调整，从而能够从空气取入口向空调壳体12a内取入外部气体和内部气体中的至少一方。控制内外部气体设定门，能够对内部气体循环模式、外部气体导入模式、它们中间的具有内部气体循环和外部气体导入这两方的中间模式进行切换。

空调用送风机的吹出口与空气通路61连接。空气通路61从送风空气的上游侧开始依次包含：蒸发器15所横跨的通路；配置于蒸发器15的送风空气下游侧的冷风通路62和暖风通路63；以及对流经冷风通路62和暖风通路63后的空气进行混合的空气混合空间部64。在空调用送风机的下游侧配置有蒸发器15，在蒸发器15的更下游配置有散热器53和空气混合门65。

蒸发器15以横跨紧接空调用送风机之后的空气通路61整体的方式配置，从空调用送风机吹出的空气的全部通过蒸发器15。在暖风通路63配置有散热器53，暖风通路63由空气混合门65来开放和关闭。空气混合门65是对已通过蒸发器15的空气中的通过散热器53的空气的风量进行调整的风量调整装置。已通过蒸发器15的空气的通过散热器53的空气与绕过散热器53的空气的风量比率由空气混合门65自如地分配。

控制装置26是控制部，在图1中标记为ecu(electroniccontrolunit，电子控制装置)。另外，虽然在图1中省略控制装置26用于控制的连接线，但是控制装置26根据各运转状态对构成热泵循环11的各零件的工作、室外器用送风机的工作、内外部气体设定门的工作以及空气混合门65的工作等进行控制。

接着，用图2和图3对被用于热泵循环11的制冷剂进行说明。在本实施方式中，目的在于，降低室外器16作为蒸发器进行工作时的制冷剂的干燥度，以接近液单相的状态向室外器16流入，从而在室外器16的内部进行均匀的制冷剂分配。为了达成这样的目的，需要减少制冷剂的气体体积且增加液体体积，因此向室外器16流入时的制冷剂的干燥度根据经验需要在0.15以下，优选小于0.1。

在当制热时使室外器16作为蒸发器工作的情况下，从低外部气体温度的吸热变得必要，因此相比于通常的制冷时需要更低温的制冷剂。在例如在外部气体温度为－20℃的环境下吸热的情况下，在室外器16内流动的制冷剂的温度必然需要低于外部气体温度，例如在用r134a作为制冷剂的情况下，在制冷剂温度为大约－26.4℃时，制冷剂压力为大约100kpa。另一方面，由于在夏季的制冷时等外部气体温度也高，因此例如在蒸发器15内的制冷剂温度为0.7℃时，制冷剂压力大约为300kpa。如图3所示，制冷剂工作压力越为低压，则液体与气体的密度比越大。

为了在热泵工作环境下实现室外器16的制冷剂分配的均匀化，需要制冷剂干燥度在更接近0的区域工作。如图2和图3所示，制冷剂成为低压，从而制冷剂的密度降低。即，由于在相同的质量流量时体积流量增加，因此制冷剂压损增大。

当在制热时室外器16作为蒸发器进行工作的情况下，制冷剂压损对性能产生大的影响，因此需要低压损化。在向室外器16流入之前降低制冷剂的干燥度，这样的效果除了对改善制冷剂分配有效，对因压损降低而产生的性能提高也有效。例如制冷剂r134a在100kpa且制冷剂干燥度0～0.5下的平均密度大约为52.3kg/m³，在相同条件且干燥度0.5～1下的平均密度大约为7.3kg/m³，密度比大约为7.3倍。因此，在液体制冷剂变多时，平均密度增高，因此能够降低压力损失。

接着，对热泵系统10的工作进行说明。在运转模式为制冷运转的情况下，控制装置26将空气混合门65控制为暖风通路63处于闭状态。另外，控制装置26将制冷用开闭部22控制为开状态，将制热用高压侧开闭部21、制热用低压侧开闭部23以及制热用减压部17控制为闭状态。

由此，制冷运转时的制冷剂的流动成为图4的箭头所示的流动。即，制冷时的制冷剂的路径即制冷路径是制冷剂按照压缩机13、室外器16、内部热交换器20的高压流路20a、制冷用减压部18、蒸发器15、储液器19、内部热交换器20的低压流路20b、压缩机13的顺序循环的路径。

接着，与图5的莫里尔图一起对各部的工作和制冷剂的流动进行说明。从压缩机13排出的高压气体制冷剂(点a)在第一流路41和第三流路43流动，并向室外器16流入。流入至室外器16的高压气体制冷剂向外部气体散热而冷凝(点b)。从室外器16流出的液体制冷剂经由止回阀25向内部热交换器20的高压流路20a流入。

流入至内部热交换器20的高压流路20a的液体制冷剂与在内部热交换器20的低压流路20b流动的低温的制冷剂进行热交换，被进一步过冷却(点c)。从内部热交换器20流出的制冷剂在制冷用减压部18膨胀为低温低压的二相制冷剂，并向蒸发器15流入(点d)。通过蒸发器15的空气伴随着液体制冷剂的蒸发而被冷却，由该冷却空气对车室内进行制冷。

从蒸发器15流出的二相制冷剂(点e)通过第八分支部38而向储液器19流入(点f)。由储液器19气液分离出的制冷剂中的气体制冷剂通过气体制冷剂流路19a，而液体制冷剂通过液体制冷剂流路19b并在合流部30合流(点g)。并且向内部热交换器20的低压流路20b流入，与如上述那样地从室外器16流出的制冷剂进行热交换而被加热(点h)。从内部热交换器20流出的气体制冷剂向压缩机13流入(点i)。

这样一来，在本实施方式中，在制冷时利用内部热交换器20，从而能够降低在蒸发器15内流动的制冷剂的平均干燥度。由此，能够降低蒸发器15内的制冷剂压损，此外，由于在蒸发器15内也不产生过热度区域，因此，蒸发器15性能能够提高，系统的效率能够改善。

接着，对制热时的工作进行说明。在运转模式为制热运转的情况下，控制装置26将空气混合门65控制为空气向暖风通路63流动的开度。另外，控制装置26将制冷用开闭部22和制冷用减压部18控制为闭状态，将制热用高压侧开闭部21和制热用低压侧开闭部23控制为开状态。

由此，制热运转时的制冷剂的流动成为图6的箭头所示的流动。即，制热时的制冷剂的路径即制热路径是制冷剂按照压缩机13、冷凝器14、内部热交换器20的高压流路20a、制热用减压部17、室外器16、储液器19、内部热交换器20的低压流路20b、压缩机13的顺序循环的路径。

接着，与图7的莫里尔图一起对各部的工作和制冷剂的流动进行说明。从压缩机13排出的高压气体制冷剂(点a)在第二流路42流动，并向冷凝器14流入。流入至冷凝器14的高压气体制冷剂向在水流路14b流动的冷却水散热而冷凝(点b)。从冷凝器14流出的液体制冷剂通过制热用低压侧开闭部23而向内部热交换器20的高压流路20a流入。

向内部热交换器20的高压流路20a流入的液体制冷剂与在内部热交换器20的低压流路20b流动的低温的制冷剂进行热交换，而被进一步过冷却(点c)。从内部热交换器20流出的制冷剂在制热用减压部17膨胀为低温低压二相制冷剂，并向室外器16流入(点d)。利用通过室外器16的外部气体，使在室外器16的内部流动的液体制冷剂蒸发而从外部气体吸热(点e)。

从室外器16流出的二相制冷剂通过制热用高压侧开闭部21和第八分支部38，向储液器19流入(点f)。由储液器19气液分离出的制冷剂中的气体制冷剂通过气体制冷剂流路19a，而液体制冷剂通过液体制冷剂流路19b并在合流部30合流(点g)。并且，向内部热交换器20的低压流路20b流入，与如上述那样地从冷凝器14流出的制冷剂进行热交换而被加热(点h)。从内部热交换器20流出的气体制冷剂向压缩机13流入(点i)。

这样一来，在本实施方式中，使从冷凝器14流出后的液体制冷剂在内部热交换器20进一步过冷却，到室外器16的入口的制冷剂干燥度成为0附近的焓(点c)为止进行内部热交换。由此，室外器16的入口的液体制冷剂体积比率增大，因此向构成室外器16的多个管的制冷剂分配能够改善。因此，即使使制冷剂通路例如一通路化且配置有多个管，也能够实现制冷剂分配的大致均匀化，能够有效利用室外器16整体。另外，由于室外器16出口的制冷剂干燥度为0.6左右的干燥度，因此难以在室外器16出口附近产生液体制冷剂的过热度区域。通过内部热交换器20使室外器16的制冷剂工作干燥度在低干燥度域工作，从而除了实现制冷剂压损的降低之外，也实现制冷剂的均匀分配，因此能够期望蒸发性能的提高。

对在本实施方式的莫里尔图(图7)上所示的工作点和在不具有内部热交换器20的比较例的热泵的莫里尔图(图8)上所示的工作点进行比较。这样一来，由于室外器16的焓差为大约相同的值，因此，在制冷剂流量相同的情况下，室外器16的吸热量相等。假设在两系统使用相同的室外器16的情况下，在比较例的系统中以干燥度大约0.4流入(点d)，以干燥度大约1流出(点e)。另一方面，在本实施方式中，以干燥度大约0流入(点d)，以干燥度大约0.6流出(点e)。

制冷剂的平均密度因该工作域不同而大幅变化。具体而言，与比较例的系统的工作范围相比，当在本实施方式的工作区域下使用的情况下，平均制冷剂密度成为大约2.7倍的密度。即，当使用相同的室外器16，且在本实施方式的工作域下使用相同的焓差、相同的制冷剂质量流量时，结果在室外器16产生的制冷剂压损不同。因此，在本实施方式中，能够大幅降低室外器16的制冷剂压损。

此外，在比较例的系统中，在从室外器16向储液器返回的配管部产生大的制冷剂压损，但是，在本实施方式的情况下，由于以干燥度0.6左右流动，因此在配管流动的制冷剂密度成为1.7倍左右，流速降低，配管中的制冷剂压损也能够降低。

使用如压力损失被限于上述的压损降低量那样的低压损的内部热交换器20，此外，缩短内部热交换器20的出口与压缩机13的连接配管，从而即使在追加了内部热交换器20的本实施方式中，与比较例的系统相比也能够降低制冷剂压损。因此，能够使低温时的蒸发性能进一步提高。因此，内部热交换器20优选构成为到压缩机13的配管距离小于到储液器19的配管距离。换言之，室外器16的制冷剂物性在低干燥度区域工作，从而能够降低室外器16内的制冷剂压损而能够期待蒸发性能提高。

接着，对除湿制热时的工作进行说明。在运转模式为除湿制热运转的情况下，控制装置26将空气混合门65控制为空气向暖风通路63流动的开度。另外，控制装置26将制冷用开闭部22控制为闭状态，将制热用高压侧开闭部21和制热用低压侧开闭部23控制为开状态。

由此，除湿制热运转时的制冷剂的流动成为图9的箭头所示的流动。基本的流动与上述的制热运转相同，但是此时，不同点在于打开制冷用减压部18且在蒸发器15中也使制冷剂蒸发。由此，由蒸发器15对空气进行除湿，由散热器53对冷的空气进行加热，而能够使车室内制热。

在图9所示的除湿运转时，虽然省略图示，但是需要蒸发器调压器(简称epr)来在储液器19与蒸发器15之间作为压力调整部。epr的目的是在室外器16与蒸发器15形成不同的蒸发温度。在蒸发器15中以除湿为目的，因此制冷剂的温度为0℃左右，即为300kpa左右，但是室外器16侧通过外部气体温度来决定制冷剂温度。例如，若外部气体温度为－10℃，则制冷剂温度为－15℃且制冷剂压力为150kpa左右。即，为了在储液器19近前的第八分支部38的上游侧调整制冷剂压力，换言之为了对向蒸发器15流入的制冷剂流量进行控制，而使用epr。

另外，在除湿运转的情况下，也可以是如图10和图11所示那样其他的制冷剂的流动。在图10所示的制冷剂流中，控制装置26将制冷用开闭部22控制为开状态，将制热用高压侧开闭部21、制热用低压侧开闭部23以及制热用减压部17控制为闭状态。另外，控制装置26控制为通过加热部52对循环的水进行加热。

由此，除湿制热运转时的制冷剂的流动成为图10的箭头所示的流动。基本的流动与上述的制冷运转相同，但是空气混合门65的开度被控制为空气通过散热器53。由此，在制冷运转中由蒸发器15对通过的空气进行除湿，但是已通过的空气的温度降低。因此，使之通过散热器53，而能够对通过的空气进行加热并向车室内吹送。在这样的结构的情况下，不需要上述的epr。

接着，在图11所示的制冷剂流中，控制装置26将制热用低压侧开闭部23控制为开状态，将制热用高压侧开闭部21、制冷用开闭部22以及制热用减压部17控制为闭状态。

由此，除湿制热运转时的制冷剂的流动成为图11的箭头所示的流动。基本的流动与上述的制热运转类似，使制冷剂不向室外器16而向蒸发器15流动，从而进行除湿。由此，在制热运转中能够由蒸发器15对通过的空气进行除湿。在这样的结构的情况下，也不需要上述的epr。另外，在除湿运转的情况下，也可以按时间来切换图10和图11那样的制冷剂流而进行运转。

接着，用图7对连接储液器19和内部热交换器20的流量调整部24的控制方法进行说明。在制热路径时，控制装置26对向压缩机13吸入之前的制冷剂物性进行测定，对制冷剂温度或者配管温度、制冷剂压力进行测定从而推定干燥度，并且控制装置26控制流量调整部24以使得干燥度接近规定的目标值。

具体而言，优选压缩机13的吸入制冷剂在干燥度1前后，即优选气体制冷剂(点i)。以该点i为起点，根据目标吹出温度来确定压缩机13的转速。这样一来，冷凝器14的出口的状态根据热负荷来确定(点b)。

接着，由冷凝器14的出口的焓、外部气体条件、制冷剂流量、内部热交换器20的性能来确定最大的内部热交换量δh。由此，在不能确保压缩机13吸入之前的制冷剂的过热度的前后，即控制流量调整部24的开度直到干燥度大约为1，尽可能地降低室外器16入口的制冷剂干燥度。

如以上说明，本实施方式的热泵系统10在制热路径中在内部热交换器20进行热交换，从而能够降低在冷凝器14冷凝后的制冷剂的焓。由此，能够降低室外器16入口的制冷剂的干燥度。在能够降低室外器16入口的制冷剂干燥度时，流入的液体制冷剂的体积比增加，能够改善室外器16内的制冷剂分配性。因此，能够提高室外器16的热交换性能。

另外，在制冷路径中，在室外器16冷却后的制冷剂在内部热交换器20进行热交换，从而通过来自储液器19的液体制冷剂进一步冷却。之后，已通过内部热交换器20的高压流路20a的制冷剂向制冷用减压部18、蒸发器15流动。制冷剂在内部热交换器20被进一步冷却，因此能够降低在蒸发器15内流动的制冷剂的平均干燥度。由此，能够降低蒸发器15内的制冷剂压损，此外，抑制在蒸发器15内产生过热度区域，因此，蒸发器15的性能提高，而能够改善系统效率。

另外，在本实施方式中，设置有对从储液器19向内部热交换器20流动的液体制冷剂的流量进行调整的流量调整部24。由于设置有流量调整部24，因此能够控制内部热交换器20的内部热交换量。由此，能够控制为室外器16的入口的干燥度减小。

另外，在本实施方式中，控制装置26控制流量调整部24，以减小室外器16的入口的制冷剂的干燥度，例如变为小于0.1。如图2所示，干燥度小于0.1的区域是制冷剂的密度急剧地上升而液体制冷剂增多的区域。这样一来，在干燥度小于0.1时，制冷剂的大部分为液体制冷剂，因此，如上所述，在室外器16中能够使制冷剂在更广的区域流动。

在本实施方式中，构成为从室外器16流出的制冷剂全部通过内部热交换器20的高压流路20a，但是不限定于这样的结构。例如，如图12所示，也可是，对制热用减压部17的节流开度进行，使制冷剂的一部分不通过内部热交换器20而向蒸发器15流动。调整制热用减压部17的阀开度，从而能够控制向内部热交换器20流动的制冷剂流量，因此能够控制内部热交换量，系统控制性良好。

(第二实施方式)

接着，用图13对本发明的第二实施方式进行说明。在本实施方式中，具有对从储液器19向内部热交换器20返回的液体制冷剂返回量进行控制的这一特征。在制热路径时，控制装置26测定压缩机13吸入之前的制冷剂物性而推定制冷剂的干燥度，并控制流量调整部24以使得干燥度接近规定的目标值。

为了在制冷时和制热时分别发挥最佳的效率，需要对被向压缩机13吸入的吸入制冷剂的过热度进行控制。因此，在本实施方式中，在内部热交换器20的低压流路20b与压缩机13之间设置感温部70。

感温部70通过制冷剂的温度和压力来检测过热度。流量调整部24通过机械机构来调整阀开度而调整液体制冷剂流路19b的制冷剂流量，以使得该过热度成为预先设定的规定值。因此，流量调整部24为温度工作式结构。

换言之，测定压缩机13近前的制冷剂温度和制冷剂压力，基于该值而通过流量调整部24来调整来自储液器19的液体制冷剂返回量。

由此，在制冷和制热这两个场景下能够控制最佳的吸入制冷剂的状态，能够使热泵系统10的效率提高。在制热时，想要使室外器16的入口的制冷剂干燥度接近0，因此控制为使更多的液体制冷剂从储液器19向内部热交换器20流入而内部热交换量成为最大。另一方面，在制冷时，控制来自的储液器19的液体制冷剂返回量以使得压缩机13吸入的制冷剂具有适度的过热度，从而使循环的cop提高。

来自储液器19的液体制冷剂返回量的控制方法可以是通过膨胀阀等进行自控制。另外，也可以是基于温度以及压力的计测值或者预测值来电控制流量调整部24的开度的方法。

(第三实施方式)

接着，用图14～图16对本发明的第三实施方式进行说明。在本实施方式中，储液器19的下游侧的配管的连接位置与第一实施方式不同，设置有感温部70的位置与第一实施方式不同。

储液器19的气体制冷剂流路19a不与内部热交换器20的低压流路20b的上游侧连接，而与内部热交换器20的下游侧连接，即与内部热交换器20和压缩机13之间的第二合流部30a连接。因此，储液器19的气体制冷剂直接地被向压缩机13吸入。液体制冷剂流路19b与内部热交换器20的低压流路20b连接。因此，储液器19的液体制冷剂经由内部热交换器20向压缩机13返回。感温部70设置于第二合流部30a的下游侧。

接着，对制热时的工作进行说明。制热运转时的制冷剂的流动与上述的第一实施方式相同，成为图14的箭头所示的流动。接着，用图15的莫里尔图一起对各部的工作和制冷剂的流动进行说明。从压缩机13排出的高压气体制冷剂(点a)在冷凝器14进行冷凝(点b)。从冷凝器14流出的液体制冷剂通过制热用低压侧开闭部23而向内部热交换器20的高压流路20a流入，并与在内部热交换器20的低压流路20b流动的低温的液体制冷剂进行热交换从而被进一步过冷却(点c)。在此，仅有由储液器19分离出的液体制冷剂向低压流路20b流入，因此相比于第一实施方式热交换量减少，高压流路20a侧的温度降低小。

从内部热交换器20流出的制冷剂在制热用减压部17膨胀为低温低压二相制冷剂，向室外器16流入(点d)，并在室外器16蒸发而从外部气体吸热(点e)。从室外器16流出的二相制冷剂向储液器19流入，从储液器19流出的液体制冷剂向内部热交换器20的低压流路20b流入(点f)，如上述那样地与从冷凝器14流出的制冷剂进行热交换，从而被加热(点g)。另外，从储液器19流出的气体制冷剂(点h)在第二合流部30a与从内部热交换器20的低压流路20b流下的液体制冷剂合流，并被向压缩器吸入(点i)。

这样一来，对来自储液器19的液体制冷剂流路19b和气体制冷剂流路19a进行分离，从而能够降低从储液器19至压缩机13的流路的制冷剂压损，实现制热性能提高。

在本实施方式中，流量调整部24设置于液体制冷剂流路19b，但是也可以设置于内部热交换器20的低压流路20b与第二合流部30a之间。即使设置在这样的部位，也能够对在内部热交换器20的低压流路20b流动的液体制冷剂的流量进行调节。

另外，在本实施方式中，感温部70和流量调整部24分体地构成，但不限定于分体。例如，如图16所示，也可以通过出入口一体型结构来构成流量调整部243。如图16所示，流量调整部243以横跨内部热交换器20的低压流路20b的流入侧和流出侧的方式设置。流量调整部243是箱型的流量调整阀，在内部检测低压流路20b的下游侧的制冷剂的压力和温度。流量调整部243通过机械机构来调整阀开度，以使得该过热度成为预先设定的规定值。即使是这样的结构，感温部70也能够起到与分体的结构相同的作用和效果。

(第四实施方式)

接着，用图17～图21对本发明的第四实施方式进行说明。在本实施方式中，与第三实施方式类似，与第六分支部36连接的第六流路46的连接端与第三实施方式不同。因此，储液器19的下游侧的结构及感温部70的结构与第三实施方式相同。第六流路46连接第六分支部36和第二流路42的第九分支部39。在第一分支部31与第九分支部39之间配置有制热用低压侧开闭部23。

制冷运转时的制冷剂的流动成为图17的箭头所示的流动。因此，在制冷时，是在室外器16与内部热交换器20之间通过冷凝器14的结构。因此，在室外器16冷凝并流出的液体制冷剂经由止回阀25向冷凝器14流入。流入至冷凝器14的液体制冷剂向在水流路14b流动的冷却水散热，从而进一步冷凝。接着，流入至内部热交换器20的高压流路20a的液体制冷剂与在内部热交换器20的低压流路20b流动的低温的制冷剂进行热交换，被进一步过冷却。

由此，在春和秋等中间时期的热负荷低但是需要除湿的状況下，使制冷剂在室外器16和冷凝器14冷凝，而能够降通过冷凝器14的散热被加热的热用于室内的制热。由此，不需要为了对除湿后的空气进行加热而使用外部的热源，能够进行高效的运转。

接着，用图18～图20对短时间除霜进行说明。为了除霜控制而检测制冷剂状态的传感器如图18所示。吸入侧的制冷剂压力通过设置于储液器19的下游侧的压力传感器90来检测。另外，吸入侧的制冷剂温度通过设定于蒸发器15的下游侧的温度传感器91来检测。此外，从压缩机13排出的制冷剂的制冷剂压力和温度由设置于压缩机13的排出侧的制冷剂传感器92来检测。

在制热时，在室外器16的表面结霜时，室外器16的蒸发性能逐渐降低。因此，使压缩机13的转速上升，实现必要性能的维持。在结霜进行时，如图19所示，吸入侧的制冷剂压力降低。由外部气体温度和吸入侧的制冷剂压力来进行结霜判定，在相对于外部气体温度成为规定的压力以下的情况下，切换为除霜运转。

除霜时的制冷剂路径与制冷时的制冷剂路径相同。即除霜时的除霜路径依次连接有压缩机13→室外器16→冷凝器14→内部热交换器20的高压流路20a→制冷用减压部18→蒸发器15→储液器19→内部热交换器20的低压流路20b→压缩机13。在制热时室外器16结霜而制热性能降低时，将制冷剂流路切换为图18的除霜路径。由此，能够降来自压缩机13的高压制冷剂的热施加于室外器16而进行除霜。从室外器16流出后的制冷剂如上述那样地向冷凝器14流入。这样一来，制冷剂从冷凝器14侧获得热而在冷凝器14内蒸发。从冷凝器14流出后的制冷剂如上述那样地按照内部热交换器20的高压流路20a、制冷用减压部18、蒸发器15、储液器19、内部热交换器20的低压流路20b、压缩机13的顺序循环。

由此，除了压缩机13的热，也能够利用冷凝器14的热对室外器16进行除霜，因此能够在短时间产生用于除霜的大量的热，能够进行短时间除霜。在短时间除霜时，由加热部52进行加热以补充在除霜中消耗的热量，从而能够防止水温降低。因此，在除霜之后能够维持制热或者一边除霜运转一边维持制热运转。

另外，如图20所示，在除霜运转初期，室外器16的表面附着有霜，因此设置于压缩机13的排出侧的制冷剂传感器92的压力和温度都几乎不变化。控制装置26利用压缩机13的吸入侧的制冷剂压力和外部气体温度来判断除霜路径的制冷剂的循环和循环停止。具体而言，在除霜完成时，仅为显热变化，因此室外器16的温度根据加热而上升，排出侧的压力或者温度急剧地上升。作为除霜完成的推定方法，可以是从变化率或者规定的压力以及温度来对制冷剂压力或者制冷剂温度超过拐点的状态进行推定而进行控制。

在本实施方式中，构成为从室外器16流出的制冷剂全部通过内部热交换器20的高压流路20a，但是不限定于这样的结构。例如，如图21所示，也可以是，对制热用减压部17的节流开度进行控制，使制冷剂的一部分不通过内部热交换器20而向蒸发器15流动。通过调整制热用减压部17的阀开度，而能够对向内部热交换器20流动的制冷剂流量进行控制，因此能够控制内部热交换量，系统控制性良好。

(第五实施方式)

接着，用图22对本发明的第五实施方式进行说明。在本实施方式中，与第三实施方式类似，而冷凝器14配置于空气通路61的这一点与第三实施方式不同。冷凝器14设置于与车室内连通的空气通路61。冷凝器14设置于蒸发器15的下游侧。冷凝器14在制热时通过在内部流动的制冷剂的散热作用对通过的空气进行加热。冷凝器14也可以设置于蒸发器15的空气流下游侧。

如此，即使是不具有水循环50的结构，也能够通过将冷凝器14配置于空气通路61而直接地对空气进行加热。因此，能够使结构简单化。

(第六实施方式)

接着，用图23～图25对本发明的第六实施方式进行说明。在本实施方式中，与第一实施方式类似，而制热用低压侧开闭部23的位置以及储液器19与内部热交换器20的连接不同。制热用低压侧开闭部23不设置于冷凝器14的下游侧，而设置于冷凝器14的上游侧的第二流路42。相对于第一实施方式，储液器19与内部热交换器20的顺序反转。

首先，对制热时的工作进行说明。在运转模式为制热运转的情况下，控制装置26将空气混合门65控制为空气向暖风通路63流动的开度。另外，控制装置26将制冷用开闭部22和制冷用减压部18控制为闭状态，将制热用高压侧开闭部21和制热用低压侧开闭部23控制为开状态。

由此，制热运转时的制冷剂的流动成为图23的箭头所示的流动。即，制热时的制冷剂的路径即制热路径是制冷剂按照压缩机13、冷凝器14、内部热交换器20的高压流路20a、制热用减压部17、室外器16、内部热交换器20的低压流路20b、储液器19、压缩机13的顺序循环的路径。

通过这样的流动，从压缩机13向冷凝器14流动的制冷剂的热从冷凝器14经由水循环50被向散热器53输送，由送风空气对车室内进行制热。从冷凝器14流出的制冷剂接着向内部热交换器20流入，在内部热交换器20取得过冷。从内部热交换器20流出的制冷剂在制热用减压部17减压之后，向室外器16流入，利用作为蒸发器进行工作的室外器16而从外部气体吸热，并从室外器16流出。从室外器16流出之后的制冷剂向内部热交换器20的低压流路20b流入，从冷凝器14的出口的制冷剂吸热并向储液器19流入。为了使储液器19的流出部基本上仅供气体制冷剂流出，设置为在液面的上部设置有流出口的配管结构，但是为了使润滑油以最低需要限度地向压缩机返回，在流出部配管的下部设置有供少量的液体制冷剂返回的油返回孔。室外器16的出入口的制冷剂干燥度通过内部热交换器20而成为低干燥度，室外器16的制冷剂分配性被改善，而能够从外部气体吸收较多的热，因此与循环性能提高相关。在设置为该结构时，压缩机13的入口的制冷剂物性通过设置于储液器19的油返回孔的直径和制冷剂流量来确定，因此能够以简单的控制使制热性能提高。

接着，对制冷时的工作进行说明。在运转模式为制冷运转的情况下，控制装置26将空气混合门65控制为暖风通路63处于闭状态。另外，控制装置26将制冷用开闭部22控制为开状态，将制热用高压侧开闭部21、制热用低压侧开闭部23以及制热用减压部17控制为闭状态。

由此，制冷运转时的制冷剂的流动成为图24的箭头所示的流动。即，制冷时的制冷剂的路径即制冷路径是制冷剂按照压缩机13、室外器16、内部热交换器20的高压流路20a、制冷用减压部18、蒸发器15、内部热交换器20的低压流路20b、储液器19、压缩机13的顺序循环的路径。

通过这样的流动，通过内部热交换器20中的内部热交换，能够使蒸发器15内的工作干燥度在低干燥度侧工作，因此能够期待伴随着低压损化的蒸发器15的性能提高的循环效率改善。

接着，对除湿制热时的工作进行说明。在运转模式为除湿制热运转的情况下，控制装置26将空气混合门65控制为空气向暖风通路63流动的开度。另外，控制装置26将制冷用开闭部22控制为闭状态，将制热用高压侧开闭部21和制热用低压侧开闭部23控制为开状态。此外，控制装置26对制冷用减压部18的开度进行控制，控制为制冷剂也向蒸发器15流动。

由此，在除湿制热时，从内部热交换器20流出之后制冷剂的流动在第七分支部37分支，一方向室外器16流动，另一方向蒸发器15流动。在两路径的中途作为减压部而具有制热用减压部17和制冷用减压部18，因此，被减压且在室外器16侧进行吸热，在蒸发器15侧进行除湿。在蒸发器15下游侧设置压力调整部93，从而能够独立地控制蒸发器15和室外器16的制冷剂流量和制冷剂压力。由此，在必要制热性能大于必要除湿性能的条件下，不过度地对蒸发器15进行冷却也能够使制热性能提高。

另外，在内部热交换器20流出之后进行分支，从而蒸发器15的制冷剂工作干燥度也向低干燥度侧变换，因此以低制冷剂流量也能够获得良好的制冷剂性，也能够抑制蒸发器15出口侧的过热度区域，因此可期待能够抑制冰冻的效果。

(第七实施方式)

接着，用图26～图31对本发明的第七实施方式进行说明。在本实施方式中，具有用四通阀81构成热泵循环11的特征。如图26所示，热泵循环11具备压缩机13、冷凝器14、蒸发器15、室外器16、制热用减压部17、制冷用减压部18、储液器19、内部热交换器20、制冷用开闭部22、四通阀81以及流量调整部24。热泵循环11通过配管连接这些部件从而形成循环。

首先，对配管的结构进行说明。在压缩机13的排出侧设置有四通阀81。四通阀81与压缩机13的排出侧、冷凝器14、储液器19以及室外器16连接。四通阀81构成为能够切换为第一状态和第二状态，其中，在第一状态下，连接压缩机13的排出侧和冷凝器14，且连接储液器19和室外器16，在第二状态下，连接压缩机13的排出侧和室外器16，且连接储液器19和冷凝器14。

在冷凝器14的与四通阀81相反的一侧设置有蒸发器15。并且，在冷凝器14与蒸发器15之间依次设置有制冷用开闭部22、第七分支部37以及制冷用减压部18。

另外，蒸发器15与第八分支部38连接。并且，在蒸发器15与第八分支部38之间依次设置有止回阀25和压力调整部93。止回阀25允许从冷凝器14朝向第八分支部38的制冷剂的流动，禁止从第八分支部38向蒸发器15的流动。

内部热交换器20的高压流路20a的下游侧与第七分支部37连接。第八分支部38设置于四通阀81与储液器19之间。储液器19的下游侧与内部热交换器20的低压流路20b连接。内部热交换器20的低压流路20b的下游侧与压缩机13的吸入侧连接。

在室外器16与内部热交换器20的高压流路20a之间设置有制热用减压部17。另外，在室外器16与内部热交换器20的高压流路20a之间设置有绕过制热用减压部17的旁通流路94。在旁通流路94设置有制热用止回阀25a。制热用止回阀25a在旁通流路94中允许从室外器16向内部热交换器20的流动，禁止反向的流动。

接着，对热泵系统10的工作进行说明。在运转模式为制冷运转的情况下，控制装置26将空气混合门65控制为暖风通路63处于闭状态。另外，控制装置26将制冷用开闭部22控制为闭状态，并将制热用减压部17控制为闭状态。另外，控制装置26对制冷用减压部18的开度进行控制，将四通阀81控制为第二状态。

由此，制冷运转时的制冷剂的流动成为图26的箭头所示的流动。即，制冷时的制冷剂的路径即制冷路径是制冷剂按照压缩机13、四通阀81、室外器16、制热用止回阀25a、内部热交换器20的高压流路20a、制冷用减压部18、蒸发器15、储液器19、内部热交换器20是低压流路20b、压缩机13的顺序循环的路径。由此，能够起到与上述的第一实施方式相同的作用和效果。

接着，对制热时的工作进行说明。在运转模式为制热运转的情况下，控制装置26将空气混合门65控制为暖风通路63处于开状态，对送液部51和加热部52进行驱动。另外，控制装置26将制冷用开闭部22控制为开状态，并将制冷用减压部18控制为闭状态。另外，控制装置26对制热用减压部17的开度进行控制，将四通阀81控制为第一状态。

由此，制热运转时的制冷剂的流动成为图27的箭头所示的流动。即，制热时的制冷剂的路径即制热路径是制冷剂按照压缩机13、四通阀81、冷凝器14、制冷用开闭部22、内部热交换器20的高压流路20a、制热用减压部17、室外器16、储液器19、内部热交换器20的低压流路20b、压缩机13的顺序循环的路径。由此，能够起到与上述的第一实施方式相同的作用和效果。

接着，对除霜时的工作进行说明。在运转模式为除霜运转的情况下，控制装置26对送液部51和加热部52进行驱动。另外，控制装置26将制冷用开闭部22控制为开状态，将制冷用减压部18和制热用减压部17控制为闭状态。另外，控制装置26将四通阀81控制为第二状态控制。

由此，除霜运转时的制冷剂的流动成为图28的箭头所示的流动。即，除霜时的制冷剂的路径即除霜路径是制冷剂按照压缩机13、四通阀81、室外器16、制热用止回阀25a、内部热交换器20的高压流路20a、制冷用开闭部22、冷凝器14、储液器19、内部热交换器20的低压流路20b、压缩机13的顺序循环的路径。

由此，由于不通过蒸发器15，因此能够实现路径的缩短化，能够增大制冷剂流量，可实现除霜时间的缩短化。另外，冷凝器14由于主要是冷凝的功能，因此通常希望设计为流路逐渐变窄。相对于此，在除霜时从冷凝器14吸收热，因此仅在除霜时起到蒸发器的功能。为了使冷凝器14起到蒸发器的功能，从压损的观点来看，与通常的冷凝器14相反，希望流路逐渐变宽。因此，在本实施方式中，设置为冷凝器14进行逆流的结构并设置为在除霜时逆流的结构而能够降低冷凝器14的制冷剂压损，能够使制冷剂流量更多地流动，在短时间能够进行除霜。

接着，对除湿制热时的工作进行说明。在运转模式为除湿制热运转的情况下，控制装置26对送液部51和加热部52进行驱动。另外，控制装置26将制冷用开闭部22设置为开状态，对制冷用减压部18和制热用减压部17的开度进行控制。另外，控制装置26将四通阀81控制为第一状态。

由此，除湿制热运转时的制冷剂的流动成为图29的箭头所示的流动。基本的流动与上述的制热运转相同，但是此时，打开制冷用减压部18且在蒸发器15中也使制冷剂蒸发这一点不同。由此，在蒸发器15对空气进行除湿，在散热器53对冷却的空气进行加热，而能够使车室内制热。

接着，对高外部气体温度下的除湿制热时的工作进行说明。在运转模式为高外部气体温度下的除湿制热运转的情况下，控制装置26对送液部51和加热部52进行驱动。另外，控制装置26将制冷用开闭部22和制热用减压部17控制为闭状态，并对制冷用减压部18的开度进行控制。另外，控制装置26将四通阀81控制为第二状态。

由此，高外部气体温度下的除湿制热运转时的制冷剂的流动成为图30的箭头所示的流动。即，除湿制热路径是制冷剂按照压缩机13、四通阀81、室外器16、制热用止回阀25a、内部热交换器20的高压流路20a、蒸发器15、储液器19、内部热交换器20的低压流路20b、压缩机13的顺序循环的路径。这样一来，在高外部气体温度下，以制冷运转为基础进行除湿，由水循环50来补充制热所需要的温度。

接着，对室外器16因结霜、积雪等堵塞而不能吸热的不工作时的制热工作进行说明。在室外器16不工作的情况下，在运转模式为制热运转的情况下，控制装置26对送液部51和加热部52进行驱动。另外，控制装置26将制冷用开闭部22控制为开状态，将制热用减压部17控制为闭状态，并对制冷用减压部18的开度进行控制。另外，控制装置26将四通阀81控制为第一状态。

由此，室外器16不工作时的制热运转时的制冷剂的流动成为图31的箭头所示的流动。即，制冷剂路径是制冷剂按照压缩机13、四通阀81、制冷用减压部18、蒸发器15、储液器19、内部热交换器20的低压流路20b、压缩机13的顺序循环的路径。

在不能从室外器16吸热的条件下，例如，在室外器16被雪堵塞、或者在极低温度而难以从外部气体吸热的情况下，从室内吸热。由此，虽然不能从外部气体吸热，但是以压缩机13的热和加热部52的热获得高的制热性能。

(第八实施方式)

接着，用图32～图37对本发明的第八实施方式进行说明。本实施方式与上述的第七实施方式类似，具有代替四通阀81而使用阀单元82构成热泵循环11的特征。

阀单元82设置于压缩机13的排出侧。阀单元82与压缩机13的排出侧、冷凝器14、储液器19以及室外器16连接。阀单元82在环状的环状配管83设置有第一三通阀84和第二三通阀85作为两个三通阀。第一三通阀84设置于连接环状配管83和冷凝器14的部分。第二三通阀85设置于连接环状配管83和室外器16的部分。在环状配管83中的顺时针的第二三通阀85与第一三通阀84之间连接有压缩机13的排出侧。在环状配管83中的顺时针的第一三通阀84与第二三通阀85之间连接有储液器19。

另外，如图32所示，在室外器16与内部热交换器20之间不使用旁通流路94，而设置有制热用减压部17。制热用减压部17构成为能够进行逆流。

另外，在阀单元82与第八分支部38之间设置有制热用止回阀25a。制热用止回阀25a允许从阀单元82向第八分支部38的流动，而禁止相反的流动。另外，设置于蒸发器15与第八分支部38之间的止回阀25与压力调整部93的位置关系与第七实施方式相反。

接着，对热泵系统10的工作进行说明。在运转模式为制冷运转的情况下，控制装置26将空气混合门65控制为暖风通路63处于闭状态。另外，控制装置26将制冷用开闭部22控制为闭状态，以及将制热用减压部17控制为开状态，并对制冷用减压部18的开度进行控制。另外，控制装置26相对于阀单元82将第一三通阀84控制为闭状态，将第二三通阀85控制为连接压缩机13和室外器16。

由此，制冷运转时的制冷剂的流动成为图32的箭头所示的流动。即，制冷时的制冷剂的路径即制冷路径是制冷剂按照压缩机13、阀单元82、室外器16、制热用减压部17、内部热交换器20的高压流路20a、制冷用减压部18、蒸发器15、储液器19、内部热交换器20的低压流路20b、压缩机13的顺序循环的路径。由此，能够起到与上述的第七实施方式相同的作用和效果。

接着，对外部气体为大约－10度以上的情况下的制热时的工作进行说明。在运转模式为制热运转的情况下，控制装置26将空气混合门65控制为暖风通路63处于开状态，对送液部51和加热部52进行驱动。另外，控制装置26将制冷用开闭部22设为开状态，并对制热用减压部17的开度进行控制，将制冷用减压部18控制为闭状态。另外，控制装置26相对于阀单元82将第一三通阀84控制为连接压缩机13和冷凝器14，将第二三通阀85控制为连接储液器19和室外器16。

由此，制热运转时的制冷剂的流动成为图33的箭头所示的流动。即，制热时的制冷剂的路径即制热路径是制冷剂按照压缩机13、阀单元82、冷凝器14、制冷用开闭部22、内部热交换器20的高压流路20a、制热用减压部17、室外器16、储液器19、内部热交换器20的低压流路20b、压缩机13的顺序循环的第一制热路径。由此，能够起到与上述的第七实施方式相同的作用和效果。

接着，对外部气体为低于大约－10度的情况下的制热时的工作进行说明。在运转模式为制热运转的情况下，控制装置26将空气混合门65控制为暖风通路63处于开状态，对送液部51和加热部52进行驱动。另外，控制装置26将制冷用开闭部22设为开状态，并对制热用减压部17的开度进行控制，将制冷用减压部18也控制为开状态。另外，控制装置26相对于阀单元82将第一三通阀84控制为连接压缩机13和冷凝器14，将第二三通阀85控制为闭状态。

由此，制冷剂的流动成为图34的箭头所示的流动。即，制冷剂路径是制冷剂按照压缩机13、阀单元82、冷凝器14、制冷用开闭部22、制冷用减压部18、蒸发器15、储液器19、内部热交换器20的低压流路20b、压缩机13的顺序循环的第二制热路径。由此，在因外部气体低温不能从室外器16吸热的情况下，能够从室内吸热，能够起到与上述的第七实施方式相同的作用和效果。

接着，对除湿制热时的工作进行说明。在运转模式为除湿制热运转的情况下，控制装置26对送液部51和加热部52进行驱动。另外，控制装置26将制冷用开闭部22设置为开状态，并对制冷用减压部18和制热用减压部17的开度进行控制。另外，控制装置26相对于阀单元82将第一三通阀84控制为连接压缩机13和冷凝器14，将第二三通阀85控制为连接储液器19和室外器16。

由此，除湿制热运转时的制冷剂的流动成为图35的箭头所示的流动。基本的流动与上述的制热运转相同，但是，此时，打开制冷用减压部18，包含在压缩机13的下游分支不经由室外器16而经由冷凝器14向蒸发器15流动的路径。在这样的第一除湿制热路径中，在蒸发器15也使制冷剂蒸发这一点不同。由此，与上述的第七实施方式同样地，在蒸发器15对空气进行除湿，在散热器53对冷却的空气进行加热，而能够使车室内制热。

接着，对高外部气体温度下的除湿制热时的工作进行说明。控制装置26在运转模式为例如外部气体在15度以上的高外部气体温度下的除湿制热运转的情况下，控制装置26不对加热部52进行驱动，而对送液部51进行驱动。另外，控制装置26将制冷用开闭部22控制为闭状态，将制热用减压部17控制为开状态，并对制冷用减压部18的开度进行控制。另外，控制装置26相对于阀单元82将第一三通阀84控制为连接压缩机13和冷凝器14，将第二三通阀85控制为连接压缩机13和室外器16。换言之，控制装置26将从压缩机13排出的制冷剂控制为向冷凝器14和室外器16分配。

由此，高外部气体温度下的除湿制热运转时的制冷剂的流动成为图36的箭头所示的流动。即，制冷剂路径是制冷剂按照压缩机13、阀单元82、室外器16、制热用减压部17、内部热交换器20的高压流路20a、蒸发器15、储液器19、内部热交换器20的低压流路20b、压缩机13的顺序循环的第二除湿制热路径。另外，在第二除湿制热路径中，在阀单元82分配的制冷剂通过冷凝器14、制冷用开闭部22，在第七分支部37合流。

在高外部气体温度所必要制热性能低而要求除湿性能的条件下，需要使在热泵循环11生成的热的一部分向室外发散。因此，在本实施方式中，来自压缩机13的高温制冷剂在阀单元82分支，而能够向室外器16和冷凝器14分流。由此，剩余的热从室外器16向外部气体发散，在蒸发器进行除湿，在散热器53对除湿后的冷却的空气进行再加热，从而能够获得所望的吹出空气温度。由此，不需要由加热部52进行加热，因此能够以更高效率进行运转。

接着，对除霜时的工作进行说明。在运转模式为除霜运转的情况下，控制装置26对送液部51和加热部52进行驱动。另外，控制装置26将制冷用开闭部22和制热用减压部17控制为开状态，将制冷用减压部18控制为闭状态。另外，控制装置26相对于阀单元82将第一三通阀84控制为连接冷凝器14和储液器19，将第二三通阀85控制为连接压缩机13和室外器16。

由此，除霜运转时的制冷剂的流动成为图37的箭头所示的流动。即，除霜时的制冷剂的路径即除霜路径是制冷剂按照压缩机13、阀单元82、室外器16、制热用减压部17、内部热交换器20的高压流路20a、制冷用开闭部22、冷凝器14、储液器19、内部热交换器20的低压流路20b、压缩机13的顺序循环的路径。

因此，由于不通过蒸发器15，因此可实现路径的缩短化，能够增大制冷剂流量，可实现除霜时间的缩短化。另外，能够起到与上述的第七实施方式相同的作用和效果。

(第九实施方式)

接着，用图38和图39对本发明的第九实施方式进行说明。在本实施方式中，在室外器16的结构具有特征。室外器16具备供制冷剂通过的上方口71和位于上方口71的下方且供制冷剂通过的下方口72。如上述的第一实施方式，在制冷时和制热时，朝向室外器16的制冷剂入口和制冷剂出口交替。在本实施方式中，在制冷路径时，制冷剂从上方口71流入，且制冷剂从下方口72流出。另外，在制热路径时，制冷剂从下方口72流入，且制冷剂从上方口71流出。

具体而言，如图38所示，室外器16是包含上部箱73、下部箱74、芯部75的单通路的下流式结构。上方口71设置于上部箱73。下方口72设置于下部箱74。因此，制冷剂沿芯部75的上下方向流动。

在本实施方式中，设置为在制冷时为下降流、在制热时为上升流那样的制冷剂流。在图38中，表示制冷时的制冷剂流。在制热时，成为与图38所示的箭头反方向的流动。

在制冷时，室外器16起到冷凝器的功能。因此，制冷剂从气体向液体发生相变。此时，通过设置为下降流，从而制冷剂流方向与重力方向成为相同方向，因此液体制冷剂的排出变得顺畅，能够实现均匀的制冷剂流。

在制热时，室外器16起到蒸发器的功能。因此，制冷剂从液体向气体发生相变。制冷剂流为与制冷时反向的上升流，从而成为与重力方向反向的流动，液体制冷剂容易积留于室外器16，可实现制冷剂分配性的均匀化。在制热时，如上所述，流入的制冷剂的干燥度能够通过内部热交换器20成为大约0，因此即使进行单通路化也可实现良好的制冷剂分配，也能够降低压损，与系统性能提高相关。相对于此，在比较例的图8所记载那样的条件下使室外器16工作的情况下，在入口侧的箱内，液体制冷剂因惯性力向箱里流动，在里侧的管流动有液体制冷剂。反之，在近前侧管流动有气体制冷剂，不能有效利用热交换面积，而导致蒸发性能的降低。

另外，如图39所示，也可以不设置为单通路而设置为u形通路结构。在u形通路结构中，将上方口71设置于上部箱73的两个部位，在制冷时，如箭头所示，设置为下降流→上升流。并且，在制热时，使制冷剂从假想线的箭头所示的下侧的下方口72流入，仅第一通路设置为上升流，使制冷剂从成为假想线的箭头所示的上侧的出口的上方口71流出。因此，在制热时，是仅设置为上升流的结构。另外，设定有u形转弯的分隔部76，以使得制冷时的第一通路的区域大于第二通路的区域。在u形通路结构的情况下，由于在第二通路的流路在制冷时成为上升流，因此需要设置为过冷却域，以使得制冷剂的分配性不变差。

在制热时将室外器16的入口部的制冷剂干燥度控制在0附近，因此制冷剂分配性良好。即，如何取得大的第一通路是重要的。另一方面，通过增大第一通路而第二通路的流路变窄，因此当在制热时通过第二通路时，制热性能因制冷剂压损降低。因此，如图39所示，室外器16希望构成为，第一通路占据室外器16的芯部75的大部分，在制冷时通过流路整体，而在制热时仅通过第一通路。换言之，由于在制热时不通过第二通路，因此希望第二通路的流路小于第一通路的流路。

(第十实施方式)

接着，用图40～图42对本发明的第十实施方式进行说明。在本实施方式中，与上述的第九实施方式同样地在室外器16的结构具有特征。如图40所示，室外器16是包含左部箱77、右部箱78、芯部75的单通路的横流式结构。因此，制冷剂向芯部75的左右方向流动。上方口71设置于左部箱77。下方口72设置于右部箱78。在横流的室外器16中也进行单通路化而能够降低压损，能够有益于系统的性能提高。横流式的室外器16与下流式相同，在入口制冷剂干燥度增高时，气体制冷剂的体积增加，液体制冷剂沿地侧的管流动，气体制冷剂沿天侧(上侧)的管流动，不能有效地进行热交换。但是，降低制冷剂干燥度直到接近0，从而液体制冷剂的体积比率增加，能够将液体制冷剂均等地向管分配。

另外，如图41所示，也可以不设置为单通路而设置为u形通路结构。在u形通路结构中，将上方口71和下方口72设置于左部箱77，在制冷时，如箭头所示，制冷剂从上方口71流入并朝向右流动，进行u形转弯而朝向左流动。因此，在制冷时，构成为制冷剂从上方流入且制冷剂从下方流出。

在制热时，设置为与制冷时相反的流动。即，在制热时，制冷剂从下方口72流入并朝向右流动，进行u形转弯而朝向左流动。因此，在制热时，构成为制冷剂从下方流入且制冷剂从上方流出。

另外，设定有u形转弯的分隔部76，以使得制冷时的第一通路的区域大于第二通路的区域。由此，在制热时，在流入的液体制冷剂进行转弯之后，制冷剂成为二相，因此能够使从下向上吹出的流体的分配性变好。另外，在制热时时，通过增大接近出口侧的通路的比率，而能够降低制冷剂压损。

另外，如图42所示，也可以在右部箱78的下方设置下方口72。在制冷时，如图41所示，使制冷剂在u形通路中流动。在制热时，与制冷时同样地使制冷剂流入，如假想线所示，使制冷剂从右部箱78的下方的下方口72流出。因此，在制热时设置为1通路。

由于在制热时低压损是重要的，因此希望取得大的制冷剂下游侧的通路的流路截面积，而另一方面，由于制冷剂入口通过低干燥度化而提高分配性，因此想要取得大的制冷剂入口，而这会产生矛盾。因此，如图42所示，取得大的入口通路并在制热时不通过第二通路就排出，从而能够低压损化。另外，在分配、压损不产生大的影响的制冷时，制冷剂在芯整体流动而能够有效地利用。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明完全不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变形并实施。

本发明以实施例为依据进行记述，但是应当理解为本发明不限定于该实施例、结构。本发明也包含各种各样的变形例、等同范围内的变形。此外，各种各样的组合、方式以及仅包含其中一个要素、一个要素以上、或者一个要素以下的其他的组合、方式也在本发明的范畴和思想范围内。

上述实施方式的结构不过是例示，本发明的范围不限定于这些记载的范围。

在上述的第一实施方式中，设置有流量调整部24，但是，如图43所示，流量调整部124也可以设置于气体制冷剂流路19a，也可以是无流量调整部24的热泵循环11。只要是来自储液器19的液体制冷剂向内部热交换器20流入那样的结构即可。

在图43所示的热泵系统10中，由流量调整部124来调整气体制冷剂流路19a的流量。通过调整气体制冷剂流路19a的流量而能够间接地调整液体制冷剂流路19b的流量。因此，与上述的第一实施方式同样地，能够调整来自储液器19的液体制冷剂的流量而起到相同的作用和效果。

在上述的第一实施方式中，气体制冷剂流路19a和液体制冷剂流路19b这两方与内部热交换器20的低压流路20b连接。但是，如上述的第三实施方式，气体制冷剂流路19a和液体制冷剂流路19b中的至少液体制冷剂流路19b与内部热交换器20的低压流路20b连接即可。由此，能够使液体制冷剂至少从储液器19向内部热交换器20流入。

在上述的第八实施方式和第九实施方式中，是制冷剂流是u形转弯(一次往返)的结构，但是不限定于u形转弯，也可以是s形转弯(一次半往返)、w形转弯(两次往返)，另外，也可以是两次半往返以上。

另外，在上述的第一实施方式中，在制热时和制冷时，室外器16中的制冷剂的流动方向相反，但是不限定于这样的流动方向。在制热时和制冷时，室外器16中的流动方向也可以相同。