JP7287203B2 - heat exchange module - Google Patents
heat exchange module Download PDFInfo
- Publication number
- JP7287203B2 JP7287203B2 JP2019164241A JP2019164241A JP7287203B2 JP 7287203 B2 JP7287203 B2 JP 7287203B2 JP 2019164241 A JP2019164241 A JP 2019164241A JP 2019164241 A JP2019164241 A JP 2019164241A JP 7287203 B2 JP7287203 B2 JP 7287203B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchange
- air
- cooling
- exchange section
- conditioning
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 145
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 claims description 118
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 86
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 76
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 claims description 20
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 14
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 11
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 5
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 71
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 43
- 230000006870 function Effects 0.000 description 21
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 15
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 11
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 5
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 5
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Description
本開示は、熱交換モジュールに関する。 The present disclosure relates to heat exchange modules.
従来、下記の特許文献１に記載のヒートポンプシステムがある。特許文献１に記載のヒートポンプシステムでは、圧縮機、空冷式凝縮器、膨張手段、及び蒸発器が冷媒循環ラインに接続されている。このヒートポンプシステムは、空調ケースと、ブロワと、水冷式凝縮器とを備えている。空調ケースでは、その内部に冷風通路及び温風通路が形成されている。冷風通路には蒸発器が配置されている。温風通路には空冷式凝縮器が配置されている。ブロワは、空調ケースに配置され、冷風通路及び温風通路に空気を送風する。水冷式凝縮器には、空調ケースの外部に配置されるラジエータから冷却水が供給される。水冷式凝縮器には、圧縮機と空冷式凝縮器との間の冷媒循環ラインに配置されて、圧縮機から排出された冷媒を冷却水と熱交換させて凝縮させる。
Conventionally, there is a heat pump system described in
ところで、特許文献１に記載のヒートポンプシステムでは、空調ケースとは別にラジエータが設けられているため、空調ケースの水冷凝縮器とラジエータとを接続するための長い配管等が必要となる。これが、ヒートポンプシステムの搭載性を悪化させる要因となっている。
By the way, in the heat pump system described in
なお、このような課題は、ヒートポンプシステムに限らず、発熱体を冷却するための冷却水を放熱させる冷却側熱交換部と、車室内に送風される空調空気を冷却するための空調側熱交換部とを有する熱交換システムに共通する課題である。
本開示は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷却側熱交換部及び空調側熱交換部を有する構成でありながら、搭載性を向上させることが可能な熱交換モジュールを提供することにある。
In addition, such a problem is not limited to the heat pump system. This is a problem common to heat exchange systems having parts.
The present disclosure has been made in view of such circumstances, and its purpose is to provide a heat exchange module that is configured to have a cooling side heat exchange section and an air conditioning side heat exchange section and that can improve mountability. to provide.
上記課題を解決する熱交換モジュールは、冷却側熱交換部（２２，８１，８２）と、空調側熱交換部（２４，２５，８３）と、送風装置（２３，２６，２７）と、ケース（２１）と、を備える。冷却側熱交換部は、車両（１０）の発熱体（４１）を冷却するための冷却水が内部を流れ、冷却水と空気との間で熱交換を行う。空調側熱交換部は、熱媒体が内部を流れ、車室内の空調を行うための空調空気と熱媒体との間で熱交換を行う。送風装置は、冷却側熱交換部、及び空調側熱交換部に空気を送風する。ケースには、冷却側熱交換部、空調側熱交換部、及び送風装置が収容される。ケースには、車両の外部の空気である外気を冷却側熱交換部及び空調側熱交換部に導入する外気導入口（２１０）と、冷却側熱交換部及び空調側熱交換部を通過した空気を排出する排出口（２１４）と、ケースの内部において外気導入口から排出口まで延びるように配置され、ケースの内部を、外気導入口から導入される外気を冷却側熱交換部に導いて排出口から排出する冷却通路（２１１）、及び外気導入口から導入される外気を空調側熱交換部に導いて排出口から排出する空調通路（２１２）に区画する区画壁（２１３）と、が形成されている。 A heat exchange module that solves the above problems includes a cooling side heat exchange section (22, 81, 82), an air conditioning side heat exchange section (24, 25, 83), a blower (23, 26, 27), a case (21) and Cooling water for cooling the heating element (41) of the vehicle (10) flows through the cooling side heat exchanging part, and heat is exchanged between the cooling water and air. The air-conditioning-side heat exchange unit has a heat medium flowing therein and exchanges heat between the air-conditioned air for air conditioning the vehicle interior and the heat medium. The blower blows air to the cooling side heat exchange section and the air conditioning side heat exchange section. The case accommodates the cooling-side heat exchange section, the air-conditioning-side heat exchange section, and the blower. The case includes an outside air introduction port (210) for introducing outside air, which is the air outside the vehicle, into the cooling side heat exchange section and the air conditioning side heat exchange section, and the air passing through the cooling side heat exchange section and the air conditioning side heat exchange section. and a discharge port (214) for discharging the discharged air, and a discharge port (214) arranged inside the case so as to extend from the outside air introduction port to the discharge port, and guide the outside air introduced from the outside air introduction port inside the case to the cooling side heat exchange part. a partition wall (213) that divides into a cooling passage (211) that discharges from the exhaust port, and an air conditioning passage (212) that guides the outside air introduced from the outside air introduction port to the air conditioning side heat exchange section and exhausts it from the exhaust port; is formed.
この構成によれば、ケースに冷却側熱交換部及び空調側熱交換部が共に配置されているため、ケースの外部に冷却側熱交換部が配置されて、且つケースの内部に空調側熱交換部が配置されている構成と比較すると、搭載性を向上させることができる。更に、ケースには、冷却側熱交換部及び空調側熱交換部に共通の外気導入口が形成されているため、冷却側熱交換部及び空調側熱交換部のそれぞれに対応する外気導入口を別々に備える構成と比較すると、搭載性を向上させることができる。 According to this configuration, since both the cooling-side heat exchange section and the air-conditioning-side heat exchange section are arranged in the case, the cooling-side heat-exchange section is arranged outside the case, and the air-conditioning-side heat exchange section is arranged inside the case. Compared with the configuration in which the parts are arranged, the mountability can be improved. Further, since the case is provided with an external air introduction port common to the cooling side heat exchange section and the air conditioning side heat exchange section, the external air introduction port corresponding to each of the cooling side heat exchange section and the air conditioning side heat exchange section is provided. Mountability can be improved as compared with a configuration provided separately.
なお、上記手段、特許請求の範囲に記載の括弧内の符号は、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一例である。 It should be noted that the means described above and the reference numerals in parentheses described in the claims are examples showing the corresponding relationship with specific means described in the embodiments described later.
本開示の熱交換モジュールによれば、冷却側熱交換部及び空調側熱交換部を有する構成でありながら、搭載性を向上させることができる。 According to the heat exchange module of the present disclosure, it is possible to improve mountability while having a configuration including the cooling-side heat exchange section and the air-conditioning-side heat exchange section.
以下、熱交換モジュールの一実施形態について図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
図１に示されるように、本実施形態の熱交換モジュール２０は、車両１０のボンネット１１の上部に配置されている。本実施形態の車両１０は、モータジェネレータの動力により走行する、いわゆる電気自動車である。したがって、車両は、モータジェネレータに電力を供給するためのバッテリや、バッテリに充電されている直流電力を交流電力に変換するインバータ装置等を備えている。熱交換モジュール２０には、車両１０の走行風が外気として導入される。熱交換モジュール２０は、バッテリやインバータ装置等を冷却するための冷却水を放熱させるラジエータとしての機能と、車室内の空調を行う空調空気を生成する熱交換器としての機能とを有している。
An embodiment of the heat exchange module will be described below with reference to the drawings. In order to facilitate understanding of the description, the same constituent elements in each drawing are denoted by the same reference numerals as much as possible, and overlapping descriptions are omitted.
As shown in FIG. 1 , the
次に、熱交換モジュール２０の具体的な構成について説明する。
図２に示されるように、熱交換モジュール２０は、ケース２１と、冷却側熱交換部２２と、第１送風装置２３と、第１空調側熱交換部２４と、第２空調側熱交換部２５と、第２送風装置２６とを備えている。なお、図中の矢印Ａで示される方向は外気の流れ方向を示している。また、矢印Ｚ１で示される方向は鉛直方向上方を示し、矢印Ｚ２で示される方向は鉛直方向下方を示している。
Next, a specific configuration of the
As shown in FIG. 2, the
ケース２１は、筒状に形成されている。外気流れ方向Ａの上流側におけるケース２１の一端部の上面には、車両１０のボンネット１１から外気を導入するための外気導入口２１０が形成されている。ケース２１には、その内部の空間を冷却通路２１１及び空調通路２１２に区画する区画壁２１３が形成されている。外気導入口２１０から導入される外気は冷却通路２１１及び空調通路２１２のそれぞれに導入される。外気流れ方向Ａの下流側におけるケース２１の他端部の上面には、冷却通路２１１及び空調通路２１２を車室外に連通させる車室外連通口２１４が形成されている。ケース２１の他端部の底面には、冷却通路２１１及び空調通路２１２を車室内に連通させる車室内連通口２１５が形成されている。ケース２１には、冷却側熱交換部２２、空調側熱交換部２４，２５、及び送風装置２３，２６が収容されている。
なお、以下では、便宜上、外気導入口２１０において、冷却通路２１１に連通されている部分を「冷却側外気導入口２１０ａ」と称し、空調通路２１２に連通されている部分を「空調側外気導入口２１０ｂ」と称する。また、車室外連通口２１４において、冷却通路２１１に連通されている部分を「冷却側車室外連通口２１４ａ」と称し、空調通路２１２に連通されている部分を「空調側車室外連通口２１４ｂ」と称する。さらに、車室内連通口２１５において、冷却通路２１１に連通されている部分を「冷却側車室内連通口２１５ａ」と称し、空調通路２１２に連通されている部分を「空調側車室内連通口２１５ｂ」と称する。
In the following, for convenience, the portion of the
区画壁２１３には、冷却通路２１１の上流側の部分と空調通路２１２の上流側の部分とを連通する連通路２１６が形成されている。この連通路２１６により、冷却通路２１１と空調通路２１２との間で空気を流通させることが可能となっている。
冷却側熱交換部２２及び第１送風装置２３は冷却通路２１１に配置されている。第１送風装置２３は、外気流れ方向Ａにおいて冷却側熱交換部２２よりも下流側に配置されている。第１送風装置２３は、冷却通路２１１を流れる空調空気を冷却側熱交換部２２に送風する。冷却側熱交換部２２の内部には冷却水が流れている。この冷却水は、車両１０のモータジェネレータやバッテリ、インバータ装置等の発熱体を循環することにより、発熱体を冷却する。冷却側熱交換部２２は、その内部を流れる冷却水と、その外部を流れる空調空気との間で熱交換を行うことにより冷却水を放熱して冷却する、いわゆるラジエータとして主に機能する。
A
The cooling-side
第１空調側熱交換部２４、第２空調側熱交換部２５、及び第２送風装置２６は空調通路２１２に配置されている。第２送風装置２６は、例えばシロッコファンであって、空調通路２１２を流れる空調空気を第１空調側熱交換部２４及び第２空調側熱交換部２５に送風する。第１空調側熱交換部２４及び第２空調側熱交換部２５は、外気流れ方向Ａにおける第２送風装置２６の下流側に配置されている。第１空調側熱交換部２４及び第２空調側熱交換部２５には、車両１０の空調装置に用いられるヒートポンプサイクルの熱媒体が流れている。第１空調側熱交換部２４は、その内部を流れる熱媒体と、その外部を流れる空調空気との間で熱交換を行うことにより空調空気を冷却する、いわゆるエバポレータとして主に機能する。第２空調側熱交換部２５は、外気流れ方向Ａにおいて第１空調側熱交換部２４よりも下流側に配置されている。第２空調側熱交換部２５は、その内部を流れる熱媒体と、その外部を流れる空調空気との間で熱交換を行うことにより空調空気を加熱する、いわゆるヒータコアとして主に機能する。本実施形態では、第１空調側熱交換部２４及び第２空調側熱交換部２５が空調側熱交換部に相当する。
The first air conditioning side
なお、図３は、熱交換モジュール２０の構造を模式的に示した図である。
次に、図４を参照して、熱交換モジュール２０が用いられる熱交換システム３０について詳しく説明する。
In addition, FIG. 3 is a diagram schematically showing the structure of the
Next, with reference to FIG. 4, the
図４に示されるように、熱交換システム３０は、車両１０のモータジェネレータやバッテリ、インバータ装置を発熱体４１とするとき、発熱体４１を冷却するための冷却システム４０と、車両１０の空調装置に用いられるヒートポンプシステム５０とを備えている。
冷却システム４０は、図２及び図３に示される熱交換モジュール２０の冷却側熱交換部２２に対して、発熱体４１と、第１水熱媒体熱交換部６１と、図２及び図３に示される熱交換モジュール２０の第２空調側熱交換部２５とが並列に接続された構造を有している。冷却システム４０では、冷却側熱交換部２２、発熱体４１、第１水熱媒体熱交換部６１、及び第２空調側熱交換部２５に冷却水が循環している。
As shown in FIG. 4 , the
The
具体的には、冷却側熱交換部２２及び発熱体４１は環状流路Ｗ４０により接続されている。環状流路Ｗ４０における発熱体４１の上流側にはポンプ４２が設けられている。ポンプ４２は、環状流路Ｗ４０を流れる冷却水を吸入して圧送することにより、環状流路Ｗ４０において冷却水を循環させる。
Specifically, the cooling-side
冷却システム４０には、環状流路Ｗ４０における冷却側熱交換部２２の上流側の部分と下流側の部分とを接続するように第１バイパス流路Ｗ４１が設けられている。第１バイパス流路Ｗ４１には第２空調側熱交換部２５が配置されている。第２空調側熱交換部２５は第１バイパス流路Ｗ４１により発熱体４１に対して並列に接続されている。環状流路Ｗ４０と第１バイパス流路Ｗ４１との２箇所の接続部分には、それらの流路Ｗ４０，Ｗ４１の接続状態を切り替える三方弁等の切替弁４５０，４５１がそれぞれ設けられている。
The
冷却システム４０には、第１バイパス流路Ｗ４１における第２空調側熱交換部２５の上流側の部分と下流側の部分とを接続するように第２バイパス流路Ｗ４２が設けられている。第２バイパス流路Ｗ４２には第１水熱媒体熱交換部６１が設けられている。第１水熱媒体熱交換部６１は第２バイパス流路Ｗ４２により発熱体４１及び第２空調側熱交換部２５に対して並列に接続されている。第１水熱媒体熱交換部６１は、冷却システム４０を循環する冷却水と、ヒートポンプシステム５０を循環する熱媒体との間で熱交換を行う部分である。第２バイパス流路Ｗ４２にはポンプ４３が設けられている。ポンプ４３は、第２バイパス流路Ｗ４２を流れる冷却水を吸入して圧送することにより、第２バイパス流路Ｗ４２に冷却水を循環させる。第１バイパス流路Ｗ４１と第２バイパス流路Ｗ４２との２箇所の接続部分には、それらの流路Ｗ４１，Ｗ４２の接続状態を切り替える三方弁等の切替弁４５２，４５３がそれぞれ設けられている。
The
冷却システム４０には、環状流路Ｗ４０におけるポンプ４２の上流側の部分と発熱体４１の下流側の部分とを接続するように第３バイパス流路Ｗ４３が設けられている。第３バイパス流路Ｗ４３にはポンプ４４及び第２水熱媒体熱交換部６２が配置されている。第２水熱媒体熱交換部６２は、冷却システム４０を循環する冷却水と、ヒートポンプシステム５０を循環する熱媒体との間で熱交換を行う部分である。ポンプ４４は、第３バイパス流路Ｗ４３を流れる冷却水を吸入して圧送することにより、第３バイパス流路Ｗ４３に冷却水を循環させる。環状流路Ｗ４０と第３バイパス流路Ｗ４３との２箇所の接続部分には、それらの流路Ｗ４０，Ｗ４３の接続状態を切り替える三方弁等の切替弁４５４，４５５がそれぞれ設けられている。
The
冷却システム４０では、基本的には、冷却側熱交換部２２により冷却された冷却水が発熱体４１を循環することにより発熱体４１が冷却される。また、冷却システム４０では、切替弁４５０～４５５により流路の接続状態を切り替えることにより、冷却側熱交換部２２と水熱媒体熱交換部６１，６２との間で冷却水を循環させたり、発熱体４１と水熱媒体熱交換部６１，６２との間で冷却水を循環させたりすることも可能となっている。
In the
ヒートポンプシステム５０は、第１空調側熱交換部２４と、圧力調整弁５１と、コンプレッサ５２と、第１膨張弁５３と、第２膨張弁５４と、第１水熱媒体熱交換部６１と、第２水熱媒体熱交換部６２とを備えている。第１空調側熱交換部２４、圧力調整弁５１、コンプレッサ５２、第１水熱媒体熱交換部６１、及び第１膨張弁５３は環状流路Ｗ５０により環状に接続されている。環状流路Ｗ５０には熱媒体が循環している。
The
コンプレッサ５２は、環状流路Ｗ５０を流れる熱媒体を吸入して圧縮することにより高温及び高圧の気相熱媒体を吐出し、環状流路Ｗ５０において熱媒体を循環させる。コンプレッサ５２から吐出される高温及び高圧の気相熱媒体は環状流路Ｗ５０を通じて第１水熱媒体熱交換部６１に流入する。
The
第１水熱媒体熱交換部６１では、コンプレッサ５２から吐出される高温及び高圧の気相熱媒体と、冷却システム４０を循環する冷却水との間で熱交換が行われることにより、熱媒体の熱が冷却水に放出されて熱媒体が凝縮する。第１水熱媒体熱交換部６１において凝縮された高圧の液相熱媒体は環状流路Ｗ５０を通じて第１膨張弁５３に流入する。
In the first water heat medium
第１膨張弁５３は、第１水熱媒体熱交換部６１から吐出される高圧の液相熱媒体を膨張させて減圧させる。第１膨張弁５３により減圧させられた低圧の液相熱媒体は環状流路Ｗ５０を通じて第１空調側熱交換部２４に流入する。
第１空調側熱交換部２４では、第１膨張弁５３から吐出される低圧の液相熱媒体と空調空気との間で熱交換が行われることにより、熱媒体が空調空気の熱を吸収して空調空気が冷却される。空調空気の熱を吸収することにより蒸発した低温の気相熱媒体は、第１空調側熱交換部２４から圧力調整弁５１に流れることにより圧力が調整された後、コンプレッサ５２に吸入される。
The
In the first air-conditioning-side
このように、ヒートポンプシステム５０では、環状流路Ｗ５０を熱媒体が循環している場合、空調空気を冷却する、いわゆる冷凍サイクルとして動作する。
一方、ヒートポンプシステム５０には、環状流路Ｗ５０における第１水熱媒体熱交換部６１の下流側の部分とコンプレッサ５２の上流側の部分とを接続するようにバイパス流路Ｗ５１が設けられている。バイパス流路Ｗ５１には第２膨張弁５４及び第２水熱媒体熱交換部６２が設けられている。環状流路Ｗ５０とバイパス流路Ｗ５１との２箇所の接続部分には、それらの流路Ｗ５０，Ｗ５１の接続状態を切り替える三方弁等の切替弁５５０，５５１が設けられている。切替弁５５０，５５１は、例えばバイパス流路Ｗ５１に熱媒体が流れずに、且つ環状流路Ｗ５０のみに熱媒体が流れるような流路を構成する。これにより、上述のようにヒートポンプシステム５０は冷凍サイクルとして駆動することが可能である。
Thus, in the
On the other hand, the
また、切替弁５５０，５５１は、第１膨張弁５３及び第１空調側熱交換部２４に熱媒体が流れずに、且つコンプレッサ５２、第１水熱媒体熱交換部６１、及びバイパス流路Ｗ５１に熱媒体が流れるような流路を構成する。
このような流路が形成された場合、第２膨張弁５４は、第１水熱媒体熱交換部６１から吐出される高圧の液相熱媒体を膨張させて減圧させる。第２膨張弁５４により減圧させられた低圧の液相熱媒体はバイパス流路Ｗ５１を通じて第２水熱媒体熱交換部６２に流入する。
Further, the switching
When such a flow path is formed, the
第２水熱媒体熱交換部６２では、第２膨張弁５４から吐出される低圧の液相熱媒体と、冷却システム４０の第３バイパス流路Ｗ４３を流れる冷却水との間で熱交換が行われることにより、冷却水の熱が熱媒体に吸収される。冷却水の熱を吸収することにより蒸発した低圧の気相熱媒体は、コンプレッサ５２に吸入される。
In the second water heat medium
コンプレッサ５２は、第２水熱媒体熱交換部６２から吐出される低圧の気相熱媒体を吸入して圧縮することにより、高温及び高圧の気相熱媒体を吐出する。コンプレッサ５２から吐出される高温及び高圧の気相熱媒体は第１水熱媒体熱交換部６１に流入する。
第１水熱媒体熱交換部６１では、コンプレッサ５２から吐出される高温及び高圧の気相熱媒体と、冷却システム４０の第２バイパス流路Ｗ４２を流れる冷却水との間で熱交換が行われることにより、熱媒体の熱が冷却水に吸収される。この熱媒体の熱を吸収した冷却水を、冷却システム４０の第２空調側熱交換部２５に流すことにより、第２空調側熱交換部２５において空調空気を加熱することが可能となる。
The
In the first water heat medium
このようにヒートポンプシステム５０では、空調空気の冷却及び加熱を共に行うことができる。
図５に示されるように、熱交換システム３０は、各システム４０，５０を制御する制御装置７０を備えている。制御装置７０は、ＣＰＵやメモリ等を有するマイクロコンピュータを中心に構成されている。制御装置７０は、メモリに予め記憶されているプログラムを実行することにより、各システム４０，５０を制御するための各種処理を実行する。
Thus, the
As shown in FIG. 5, the
具体的には、制御装置７０には、温度センサ７１，７２及び操作部７３の出力信号が取り込まれている。温度センサ７１は、発熱体４１の温度を検出するとともに、検出された発熱体４１の温度に応じた信号を制御装置７０に出力する。温度センサ７２は、冷却側熱交換部２２の温度を検出するとともに、検出された冷却側熱交換部２２の温度に応じた信号を制御装置７０に出力する。操作部７３は、車両１０の乗員により操作される部分である。操作部７３では、例えば車室内の暖房及び冷房のいずれを行うかを選択する操作や、車室内の設定温度を選択する操作等を行うことが可能となっている。操作部７３は、乗員の操作に応じた信号を制御装置７０に出力する。
Specifically, the
冷却システム４０にはドア部材４６０～４６２が設けられている。ドア部材４６０～４６２は、図２及び図３に示される冷却通路２１１の冷却側外気導入口２１０ａ、冷却側車室外連通口２１４ａ、及び冷却側車室内連通口２１５ａをそれぞれ開閉する。ヒートポンプシステム５０にはドア部材５６０～５６２が設けられている。ドア部材５６０～５６２は、図２及び図３に示される空調通路２１２の空調側外気導入口２１０ｂ、空調側車室外連通口２１４ｂ、及び空調側車室内連通口２１５ｂをそれぞれ開閉する。さらに、熱交換システム３０には、図２及び図３に示される連通路２１６を開閉するためのドア部材３１が設けられている。なお、ドア部材４６０～４６２，５６０～５６２，３１は熱交換モジュール２０の構成要素である。
The
制御装置７０は、温度センサ７１，７２及び操作部７３のそれぞれの出力信号により、発熱体４１の温度、冷却側熱交換部２２の温度、及び操作部７３に対する乗員の操作等に応じて、冷却システム４０の各構成要素、ヒートポンプシステム５０の各構成要素、並びにドア部材３１を制御する。これにより、制御装置７０は、各システム４０，５０を、発熱体冷却モード、発熱体冷却・冷房モード、暖房モード、並びに着霜抑制モードのいずれかのモードで駆動させる。
The
次に、各モードの詳細について図６～図１３を参照して説明する。なお、図６、図８、図１０、及び図１２では、冷却水又は熱媒体が流れている流路が実線で示され、冷却水又は熱媒体が流れていない流路が破線で示されている。また、図７、図９、図１１、及び図１３では、外気導入口２１０、車室外連通口２１４、車室内連通口２１５、及び連通路２１６のうち、閉状態となっている部分が点ハッチングで図示されている。さらに、図７、図９、図１１、及び図１３では、空気の流れ方向が矢印で示されている。
Next, details of each mode will be described with reference to FIGS. 6 to 13. FIG. In FIGS. 6, 8, 10, and 12, the flow paths through which cooling water or heat medium flows are indicated by solid lines, and the flow paths through which cooling water or heat medium does not flow are indicated by dashed lines. there is 7, 9, 11, and 13, portions of the outside
＜発熱体冷却モード＞
発熱体冷却モードは、発熱体４１の冷却を行うモードである。例えば、制御装置７０は、発熱体４１の温度が所定温度以上になることに基づいて、各システム４０，５０を発熱体冷却モードで動作させる。発熱体冷却モードでは、各システム４０，５０において図６に示されるような冷却水の流路及び熱媒体の流路が形成される。
<Heat element cooling mode>
The heating element cooling mode is a mode for cooling the
図６に示されるように、制御装置７０は、発熱体４１、冷却側熱交換部２２、及び第２空調側熱交換部２５に冷却水が流れ、且つ第１水熱媒体熱交換部６１及び第２水熱媒体熱交換部６２に冷却水が流れないように切替弁４５０～４５５の開閉状態を切り替える。また、制御装置７０は、ポンプ４２を駆動させるとともに、ポンプ４３を停止させる。さらに、制御装置７０は、ヒートポンプシステム５０のコンプレッサ５２を停止させることにより、ヒートポンプシステム５０において熱媒体を循環させない。
As shown in FIG. 6 , the
また、図７に示されるように、制御装置７０は、冷却側外気導入口２１０ａ、空調側外気導入口２１０ｂ、冷却側車室外連通口２１４ａ、及び空調側車室外連通口２１４ｂが開状態となり、且つ冷却側車室内連通口２１５ａ、空調側車室内連通口２１５ｂ、及び連通路２１６が閉状態となるように各ドア部材４６０～４６２，５６０～５６２，３１を制御する。さらに、制御装置７０は送風装置２３，２６を駆動させる。これにより、冷却通路２１１では、冷却側外気導入口２１０ａから導入された外気が冷却側熱交換部２２を通過した後、冷却側車室外連通口２１４ａから車室外に排出される。また、空調通路２１２では、空調側外気導入口２１０ｂから導入された外気が第２空調側熱交換部２５を通過した後、空調側車室外連通口２１４ｂから車室外に排出される。
Further, as shown in FIG. 7, the
図７に示されるような空気の流れが形成されることにより、冷却側熱交換部２２では、その内部を流れる冷却水と、冷却通路２１１を流れる外気との間で熱交換が行われることにより、冷却水が冷却される。また、第２空調側熱交換部２５では、その内部を流れる冷却水と、空調通路２１２を流れる外気との間で熱交換が行われることにより、冷却水が冷却される。これを利用し、発熱体冷却モードでは、図６に示されるように、発熱体４１の熱を吸収した冷却水を冷却側熱交換部２２だけでなく第２空調側熱交換部２５に流すことにより、冷却側熱交換部２２及び第２空調側熱交換部２５の両方で冷却水を放熱させるようにしている。すなわち、発熱体冷却モードでは、冷却側熱交換部２２を第１のラジエータとすると、第２空調側熱交換部２５が第２のラジエータとして機能する。これにより、冷却側熱交換部２２のみで冷却水を放熱する場合と比較すると、冷却側熱交換部２２に要求される放熱量を少なくすることができるため、冷却側熱交換部２２を小型化したり、冷却側熱交換部２２において熱交換が行われる部分の枚数を少なくしたりすることが可能である。冷却システム４０では、冷却側熱交換部２２及び第２空調側熱交換部２５により冷却された冷却水が発熱体４１を循環することにより、発熱体４１が冷却される。
By forming the flow of air as shown in FIG. , the cooling water is cooled. In the second air-conditioning-side
以上のように、発熱体冷却モードは、発熱体４１の冷却のみを行うモードである。
＜発熱体冷却・冷房モード＞
発熱体冷却・冷房モードは、発熱体４１の冷却及び車室内の冷房を行うモードである。例えば、制御装置７０は、発熱体４１の温度が所定温度以上であって、且つ操作部７３により車室内の冷房が選択されている場合に、各システム４０，５０を発熱体冷却・冷房モードで動作させる。なお、制御装置７０は、車室内の温度と、操作部７３により設定される車室内の目標温度との偏差等に基づいて、車室内の冷房を自動的に実行する際に、各システム４０，５０を発熱体冷却・冷房モードで動作させてもよい。発熱体冷却・冷房モードでは、各システム４０，５０において図８に示されるような冷却水及び熱媒体の流路が形成される。
As described above, the heating element cooling mode is a mode that only cools the
<Heat-generating element cooling/cooling mode>
The heating element cooling/cooling mode is a mode for cooling the
図８に示されるように、制御装置７０は、発熱体４１、冷却側熱交換部２２、第１水熱媒体熱交換部６１、及び第２空調側熱交換部２５に冷却水が流れ、第２水熱媒体熱交換部６２に冷却水が流れないように切替弁４５０～４５５の開閉状態を切り替える。また、制御装置７０は、冷却システム４０のポンプ４２，４３を駆動させる。さらに、制御装置７０は、コンプレッサ５２、第１水熱媒体熱交換部６１、第１膨張弁５３、第１空調側熱交換部２４、及び圧力調整弁５１に熱媒体が流れ、且つ第２水熱媒体熱交換部６２に熱媒体が流れないように切替弁５５０，５５１の開閉状態を切り替えるとともに、コンプレッサ５２を駆動させる。
As shown in FIG. 8 , the
また、図９に示されるように、制御装置７０は、冷却側外気導入口２１０ａ、空調側外気導入口２１０ｂ、冷却側車室外連通口２１４ａ、空調側車室外連通口２１４ｂ、及び空調側車室内連通口２１５ｂが開状態となり、且つ冷却側車室内連通口２１５ａ及び連通路２１６が閉状態となるように各ドア部材４６０～４６２，５６０～５６２，３１を制御する。また、制御装置７０は送風装置２３，２６を駆動させる。これにより、冷却通路２１１では、冷却側外気導入口２１０ａから導入された外気が冷却側熱交換部２２を通過した後、冷却側車室外連通口２１４ａから車室外に排出される。また、空調通路２１２では、空調側外気導入口２１０ｂから導入された外気が第１空調側熱交換部２４及び第２空調側熱交換部２５を通過した後、空調側車室外連通口２１４ｂ及び空調側車室内連通口２１５ｂから車室内及び車室外にそれぞれ排出される。
Further, as shown in FIG. 9, the
図９に示されるような空気の流れが形成されることにより、冷却側熱交換部２２では、その内部を流れる冷却水と、冷却通路２１１を流れる外気との間で熱交換が行われることにより、冷却水が冷却される。また、第２空調側熱交換部２５では、その内部を流れる冷却水と、空調通路２１２を流れる外気との間で熱交換が行われることにより、冷却水が冷却される。図８に示されるように、発熱体冷却・冷房モードでは、発熱体４１の熱を吸収した冷却水が冷却側熱交換部２２及び第２空調側熱交換部２５に流れることにより、冷却側熱交換部２２及び第２空調側熱交換部２５の両方で冷却水が放熱される。したがって、発熱体冷却・冷房モードでは、発熱体冷却モードと同様に、冷却側熱交換部２２を第１のラジエータとすると、第２空調側熱交換部２５が第２のラジエータとして機能する。冷却システム４０では、冷却側熱交換部２２及び第２空調側熱交換部２５により冷却された冷却水が発熱体４１を循環することにより、発熱体４１の冷却が可能となっている。
By forming an air flow as shown in FIG. , the cooling water is cooled. In the second air-conditioning-side
一方、図８に示されるように、冷却側熱交換部２２及び第２空調側熱交換部２５において冷却された冷却水は第１水熱媒体熱交換部６１に流れる。第１水熱媒体熱交換部６１では、コンプレッサ５２により圧縮された高温及び高圧の気相熱媒体と冷却水との間で熱交換が行われることにより、熱媒体の熱が冷却水に吸収されて、熱媒体が凝縮する。このように、ヒートポンプシステム５０では、第１水熱媒体熱交換部６１が実質的にコンデンサとして機能する。第１水熱媒体熱交換部６１において凝縮された高圧の液相熱媒体は第１膨張弁５３を通じて減圧されることにより低圧の液相熱媒体となった後、第１空調側熱交換部２４に流入する。図９に示されるように、第１空調側熱交換部２４では、その内部を流れる低圧の液相熱媒体と、空調通路２１２を流れる外気との間で熱交換が行われることにより、外気が冷却される。このように、ヒートポンプシステム５０では、第１空調側熱交換部２４がエバポレータとして機能する。第１空調側熱交換部２４において冷却された外気は、空調空気として、空調側車室内連通口２１５ｂを通じて車室内に導入されることにより、車室内の冷房が行われる。したがって、ヒートポンプシステム５０は冷凍サイクルとして動作する。
On the other hand, as shown in FIG. 8 , the cooling water cooled in the cooling-side
以上のように、発熱体冷却・冷房モードは、発熱体４１の冷却、並びに車室内の冷房の両方を行うモードである。
＜暖房モード＞
暖房モードは、車室内の暖房を行うモードである。例えば、制御装置７０は、操作部７３により車室内の暖房が選択されている場合に、各システム４０，５０を暖房モードで動作させる。なお、制御装置７０は、車室内の温度と、操作部７３により設定される車室内の目標温度との偏差等に基づいて、車室内の暖房を自動的に実行する際に、各システム４０，５０を発熱体冷却・冷房モードで動作させてもよい。暖房モードでは、各システム４０，５０において図１０に示されるような冷却水及び熱媒体の流路が形成される。
As described above, the heating element cooling/cooling mode is a mode in which both cooling of the
<Heating mode>
The heating mode is a mode for heating the vehicle interior. For example, the
図１０に示されるように、制御装置７０は、冷却側熱交換部２２と第２水熱媒体熱交換部６２との間を冷却水が循環し、且つ第１水熱媒体熱交換部６１と第２空調側熱交換部２５との間を冷却水が循環するように切替弁４５０～４５５の開閉状態を切り替える。また、制御装置７０は、冷却システム４０のポンプ４２，４３を駆動させる。さらに、制御装置７０は、コンプレッサ５２、第１水熱媒体熱交換部６１、第２膨張弁５４、及び第２水熱媒体熱交換部６２に熱媒体が流れ、且つ第１空調側熱交換部２４に熱媒体が流れないように切替弁５５０，５５１の開閉状態を切り替えるとともに、コンプレッサ５２を駆動させる。
As shown in FIG. 10 , the
また、図１１に示されるように、制御装置７０は、冷却側車室内連通口２１５ａ、空調側車室内連通口２１５ｂ、及び連通路２１６が開状態となり、且つ冷却側外気導入口２１０ａ、空調側外気導入口２１０ｂ、冷却側車室外連通口２１４ａ、及び空調側車室外連通口２１４ｂが閉状態となるように各ドア部材４６０～４６２，５６０～５６２，３１を制御する。さらに、制御装置７０は第１送風装置２３を停止させ、且つ第２送風装置２６を駆動させる。これにより、冷却側車室内連通口２１５ａから導入される車室内の空気が冷却通路２１１、連通路２１６、空調通路２１２を順に通過した後、空調側車室内連通口２１５ｂから車室内へと流れるようになる。なお、第１送風装置２３が逆転可能である場合には、制御装置７０は第１送風装置２３を駆動させてもよい。以下では、車室内の空気を「内気」と称する。
Further, as shown in FIG. 11, the
図１１に示されるような空気の流れが形成されることにより、冷却側熱交換部２２では、その内部を流れる冷却水と、冷却通路２１１を流れる内気との間で熱交換が行われることにより、内気の熱が冷却水に吸収される。内気の熱を吸収した冷却水は、図１０に示されるように第２水熱媒体熱交換部６２に流れる。第２水熱媒体熱交換部６２には、第２膨張弁５４により減圧された低圧の液相熱媒体が流れている。第２水熱媒体熱交換部６２では、内気の熱を吸収した冷却水と、低圧の液相熱媒体との間で熱交換が行われることにより、液相熱媒体が冷却水の熱を吸収して蒸発する。よって、ヒートポンプシステム５０では、第２水熱媒体熱交換部６２が実質的にエバポレータとして機能する。
By forming an air flow as shown in FIG. , the heat of the inside air is absorbed by the cooling water. The cooling water that has absorbed the heat of the inside air flows into the second hydrothermal medium
図１０に示されるように、第２水熱媒体熱交換部６２において蒸発した低圧の気相熱媒体はコンプレッサ５２により圧縮されることにより高温及び高圧の気相熱媒体となった後、第１水熱媒体熱交換部６１に流入する。第１水熱媒体熱交換部６１では、コンプレッサ５２により圧縮された高温及び高圧の気相熱媒体と冷却水との間で熱交換が行われることにより、熱媒体の熱が冷却水に吸収される。したがって、ヒートポンプシステム５０では、第１水熱媒体熱交換部６１が実質的にコンデンサとして機能する。熱媒体の熱を吸収することにより加熱された冷却水は第２空調側熱交換部２５に流れる。図１１に示されるように、第２空調側熱交換部２５では、空調通路２１２を流れる内気と冷却水との間で熱交換が行われることにより、内気が加熱される。よって、第２空調側熱交換部２５は、空調空気を加熱するヒータコアとして機能する。第２空調側熱交換部２５において加熱された内気が空調側車室内連通口２１５ｂを通じて車室内に流れることにより、車室内を暖房することができる。
As shown in FIG. 10, the low-pressure gas-phase heat medium evaporated in the second water heat-medium
このように、暖房モードは、車室内の暖房を行うモードである。
＜着霜抑制モード＞
着霜抑制モードは、暖房モードで動作している際に冷却側熱交換部２２への霜の付着を未然に防止するためのモードである。例えば、制御装置７０は、暖房モードで動作している際に温度センサ７２により冷却側熱交換部２２の温度を監視しており、冷却側熱交換部２２の温度が第１所定温度以下になることに基づいて暖房モードから着霜抑制モードに移行する。第１所定温度は、冷却側熱交換部２２に実際に霜が付着する温度よりも若干高い温度に設定されている。また、制御装置７０は、着霜抑制モードを実行した後、冷却側熱交換部２２の温度が第２所定温度よりも高くなることに基づいて、あるいは着霜抑制モードを所定時間だけ実行することに基づいて、着霜抑制モードから暖房モードに移行する。第２所定温度は第１所定温度よりも高い温度である。このように、着霜抑制モードは、暖房モードの実行時に冷却側熱交換部２２への霜の付着の可能性が高くなった際に実行される。着霜抑制モードでは、各システム４０，５０において図１２に示されるような冷却水及び熱媒体の流路が形成される。
Thus, the heating mode is a mode for heating the vehicle interior.
<Frosting suppression mode>
The frost formation suppression mode is a mode for preventing frost from adhering to the cooling-side
図１２に示されるように、制御装置７０は、発熱体４１と冷却側熱交換部２２との間を冷却水が循環し、且つ第１水熱媒体熱交換部６１と第２空調側熱交換部２５との間を冷却水が循環するように切替弁４５０～４５５の開閉状態を切り替える。また、制御装置７０は、冷却システム４０のポンプ４２，４３を駆動させる。さらに、制御装置７０は、コンプレッサ５２、第１水熱媒体熱交換部６１、第１膨張弁５３、第１空調側熱交換部２４、及び圧力調整弁５１に熱媒体が流れ、且つ第２水熱媒体熱交換部６２に熱媒体が流れないように切替弁５５０，５５１の開閉状態を切り替えるとともに、コンプレッサ５２を駆動させる。
As shown in FIG. 12 , the
また、図１３に示されるように、制御装置７０は、冷却側車室内連通口２１５ａ、空調側車室内連通口２１５ｂ、及び連通路２１６が開状態となり、冷却側外気導入口２１０ａ、空調側外気導入口２１０ｂ、冷却側車室外連通口２１４ａ、及び空調側車室外連通口２１４ｂが閉状態となるように各ドア部材４６０～４６２，５６０～５６２，３１を制御する。さらに、制御装置７０は第１送風装置２３を停止させ、且つ第２送風装置２６を駆動させる。これにより、冷却側車室内連通口２１５ａから導入される車室内の空気が冷却通路２１１、連通路２１６、空調通路２１２を順に通過した後、空調側車室内連通口２１５ｂから車室内へと流れるようになる。なお、第１送風装置２３が逆転可能である場合には、制御装置７０は第１送風装置２３を駆動させてもよい。
Further, as shown in FIG. 13, the
図１２に示されるように発熱体４１と冷却側熱交換部２２との間を冷却水が循環することにより、発熱体４１の熱を吸収した冷却水が冷却側熱交換部２２に流れるため、冷却側熱交換部２２の温度を上昇させることができる。そのため、冷却側熱交換部２２への霜の付着が未然に防止される。
As shown in FIG. 12, the cooling water circulates between the
一方、第１空調側熱交換部２４には、第１膨張弁５３により減圧された低圧の液相熱媒体が流れている。図１３に示されるように、第１空調側熱交換部２４では、その内部を流れる低圧の液相熱媒体と、空調通路２１２を流れる内気との間で熱交換が行われることにより、熱媒体が内気の熱を吸収して蒸発する。よって、着霜抑制モードでは、第１空調側熱交換部２４が実質的にエバポレータとして機能する。
On the other hand, a low-pressure liquid-phase heat medium whose pressure has been reduced by the
図１２に示されるように、第１空調側熱交換部２４において蒸発した低圧の気相熱媒体は、圧力調整弁５１を通じてコンプレッサ５２へと流れ、コンプレッサ５２により圧縮されることにより高温及び高圧の気相熱媒体となった後、第１水熱媒体熱交換部６１に流入する。第１水熱媒体熱交換部６１では、コンプレッサ５２により圧縮された高温及び高圧の気相熱媒体と冷却水との間で熱交換が行われることにより、熱媒体の熱が冷却水に吸収される。したがって、ヒートポンプシステム５０では、第１水熱媒体熱交換部６１が実質的にコンデンサとして機能する。熱媒体の熱を吸収することにより加熱された冷却水は第２空調側熱交換部２５に流れる。図１３に示されるように、第２空調側熱交換部２５では、空調通路２１２を流れる内気と冷却水との間で熱交換が行われることにより、内気が加熱される。よって、第２空調側熱交換部２５は、空調空気を加熱するヒータコアとして機能する。第２空調側熱交換部２５において加熱された内気が空調側車室内連通口２１５ｂを通じて車室内に流れることにより、車室内を暖房することができる。
As shown in FIG. 12 , the low-pressure vapor-phase heat medium evaporated in the first air-conditioning-side
このように、着霜抑制モードは、車室内の暖房を行いつつ、冷却側熱交換部２２の着霜を未然に防止するモードである。
以上説明した本実施形態の熱交換モジュール２０によれば、以下の（１）～（９）に示される作用及び効果を得ることができる。
In this manner, the frost formation suppression mode is a mode for preventing frost formation on the cooling-side
According to the
（１）熱交換モジュール２０のケース２１には、外気を冷却側熱交換部２２及び空調側熱交換部２４，２５に導入するための共通の外気導入口２１０が形成されている。この構成によれば、ケース２１に冷却側熱交換部２２及び空調側熱交換部２４，２５が共に配置されているため、ケース２１の外部に冷却側熱交換部２２が配置されて、且つケース２１の内部に第１空調側熱交換部２４が配置されている構成と比較すると、搭載性を向上させることができる。さらに、ケース２１には、冷却側熱交換部２２及び空調側熱交換部２４，２５に共通する外気導入口２１０が形成されているため、冷却側熱交換部２２及び空調側熱交換部２４，２５のそれぞれに対応する外気導入口を別々に備える構成と比較すると、搭載性を向上させることができる。
(1) The
（２）ケース２１には、外気導入口２１０から導入される外気を冷却側熱交換部２２に導く冷却通路２１１と、外気導入口２１０から導入される外気を空調側熱交換部２４，２５に導く空調通路２１２とが設けられている。この構成によれば、冷却通路２１１を流れる空気と、空調通路２１２を流れる空気とが混入することがないため、冷却側熱交換部２２及び空調側熱交換部２４，２５の熱交換性能の低下を抑制することができる。
(2) The
（３）ケース２１には、冷却通路２１１と空調通路２１２とが一体的に形成されている。この構成によれば、冷却通路２１１と空調通路２１２とが分離して設けられている場合と比較すると、搭載性を向上させることができる。
（４）ケース２１には、冷却通路２１１において冷却側熱交換部２２よりも下流側であって、且つ空調通路２１２において空調側熱交換部２４，２５よりも下流側に車室外連通口２１４が形成されている。車室外連通口２１４は、冷却側熱交換部２２及び空調側熱交換部２４，２５を通過した空気を、車室内とは異なる場所である車室外に排出する排出口として機能する。この構成によれば、冷却側熱交換部２２だけでなく空調側熱交換部２４，２５をラジエータとして機能させることが可能となる。
(3) The
(4) The
（５）ケース２１には、冷却通路２１１における冷却側熱交換部２２よりも上流側の部分と、空調通路２１２における空調側熱交換部２４，２５よりも上流側の部分とを連通させる連通路２１６が形成されている。本実施形態では、連通路２１６が連通部に相当する。この構成によれば、図１１及び図１３に示されるような空気の流れを形成することが可能であるため、車室内の暖房が可能となる。また、冷却側熱交換部２２が内気から吸熱できるため、内気よりも低温な外気から吸熱する場合と比較すると、冷却側熱交換部２２の吸熱効率を高めることができる。また、冷却側熱交換部２２の吸熱効率が高められることにより、冷却側熱交換部２２が着霜するまでの時間を延長することができる。
(5) In the
（６）熱交換モジュール２０は、連通路２１６を開閉するドア部材３１を更に備えている。本実施形態では、ドア部材３１が、連通部を開閉する開閉部に相当する。この構成によれば、発熱体冷却モードや発熱体冷却・冷房モードの実行の際には、連通路２１６を閉じることができるため、冷却通路２１１を流れる空気と、空調通路２１２を流れる空気との混入を回避することができる。そのため、冷却側熱交換部２２及び空調側熱交換部２４，２５の熱交換性能の低下を抑制することができる。
(6) The
（７）空調側熱交換部には、エバポレータとして機能する第１空調側熱交換部２４と、ヒータコアとして機能する第２空調側熱交換部２５とが含まれている。この構成によれば、車室内の冷房及び暖房を選択的に行うことが可能となる。
（８）送風装置２３，２６は、冷却通路２１１及び空調通路２１２のそれぞれに配置されている。この構成によれば、冷却通路２１１及び空調通路２１２のそれぞれの風量を制御することが可能となる。
(7) The air conditioning side heat exchange section includes a first air conditioning side
(8) The
（９）外気導入口２１０は車両１０のボンネット１１に設けられている。この構成によれば、熱交換モジュール２０に外気を容易に導入することが可能となる。
（変形例）
次に、熱交換モジュール２０の変形例について説明する。
(9) The
(Modification)
Next, a modified example of the
図１４に示されるように、本変形例の熱交換モジュール２０は、車両１０のボンネット１１の上部における車両後方側の部分に配置されている。図１５に示されるように、熱交換モジュール２０のケース２１の内部には、外気流れ方向Ａの中央部から後方側に延びるように区画壁２１３が設けられている。この区画壁２１３により冷却通路２１１と空調通路２１２とが区画されて形成されている。
As shown in FIG. 14 , the
ケース２１の内部における区画壁２１３よりも上流側の部分には送風装置２７が配置されている。送風装置２７は、ケース２１の外気導入口２１０から導入される外気を冷却通路２１１及び空調通路２１２にそれぞれ送風する。
冷却通路２１１には、第１冷却側熱交換部８１と、第２冷却側熱交換部８２とが配置されている。第１冷却側熱交換部８１は、発熱体４１の冷却水を冷却するラジエータとして機能する。第２冷却側熱交換部８２は、車両の空調装置に用いられる冷凍サイクルのコンデンサとして機能する。冷却通路２１１の下流側には車室外連通口２１４が設けられている。したがって、第１冷却側熱交換部８１及び第２冷却側熱交換部８２を通過した外気は車室外連通口２１４を通じて車室外に排出される。
A
A first cooling-side
空調通路２１２には、空調側熱交換部８３が配置されている。空調側熱交換部８３は、車両の空調装置に用いられる冷凍サイクルのエバポレータとして機能する。空調通路２１２の下流側の部分には車室内連通口２１５が設けられている。したがって、空調側熱交換部８３において冷却された空調空気は車室内連通口２１５を通じて車室内に導入される。これにより、車室内の冷房が可能となる。
An air-conditioning side
本変形例の熱交換モジュール２０によれば、発熱体４１の冷却及び車室内の冷房を行うことが可能であるとともに、搭載性を向上させることが可能となる。
なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
According to the
The above embodiment can also be implemented in the following forms.
・図１６に示されるように、熱交換モジュール２０は、車室内の空気を導入する内気導入口２８と、内気導入口２８から導入される内気を空調通路２１２における第２送風装置２６よりも上流側の部分に導く内気通路２９と、内気通路２９及び空調通路２１２を連通させる連通路２９０と、連通路２９０を開閉させるドア部材とを更に備えるものであってもよい。この構成によれば、例えば発熱体冷却・冷房モードにおいて、空調側外気導入口２１０ｂに代えて、内気導入口２８から内気を導入することにより、いわゆる内気循環モードを実現することが可能となる。
- As shown in FIG. 16, the
・制御装置７０は、冷却側熱交換部２２が実際に着霜した際に着霜抑制モードを実行してもよい。
・ケース２１には、冷却側外気導入口２１０ａと空調側外気導入口２１０ｂとが分離して設けられていてもよい。また、ケース２１には、冷却通路２１１と空調通路２１２とが分離して設けられていてもよい。
- The
- The cooling-side outside
・ケース２１には、冷却通路２１１及び空調通路２１２が離間して設けられていてもよい。
・車室外連通口２１４は、車室外とは別の場所、例えばモータジェネレータが設けられるモータルームや、内燃機関が設けられるエンジンルーム等に空気を排出する部分であってもよい。
- The
The vehicle
・外気導入口２１０は、ボンネット１１に限らず、例えば車両１０のフロントや床下から外気を導入する部分であってもよい。
・熱交換モジュール２０は、冷却通路２１１及び空調通路２１２に共通する一つの送風装置を有するものであってもよい。
The outside
- The
・ケース２１の内部で冷却通路２１１及び空調通路２１２が区画して形成されていれば、外気導入口２１０及び車室外連通口２１４は区画壁２１３により区画されていなくてもよい。
・ヒータコアとして機能する第２空調側熱交換部２５に代えて、空気加熱式ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒータを用いてもよい。
As long as the
- An air-heating PTC (Positive Temperature Coefficient) heater may be used instead of the second air-conditioning-side
・ケース２１には区画壁２１３が設けられていなくてもよい。すなわち、冷却通路２１１及び空調通路２１２は分かれて形成されていなくてもよい。
・ヒートポンプシステム５０は、空調空気の冷却を行う冷凍サイクルとしてのみ動作するものであってもよい。この場合、暖房モードや着霜抑制モードの実行が不要となるため、ケース２１には連通路２１６が形成されていなくてもよい。
- The
- The
・熱交換モジュール２０は、車両１０の走行風を外気として導入するものに限らず、例えば車両１０が充電している状態や信号待ちしている状態等、車両１０の停車中に送風装置２３,２６を駆動させることにより外気を導入するものであってもよい。
・車両１０は、電気自動車に限らず、内燃機関の動力により走行するエンジン車両や、電動機及び内燃機関のそれぞれの動力により走行するハイブリッド車両であってもよい。なお、エンジン車両では内燃機関が発熱体となる。また、ハイブリッド車両では、電動機に電力を供給するバッテリや、内燃機関が発熱体となる。
The
The
・本開示は上記の具体例に限定されるものではない。上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素、及びその配置、条件、形状等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。 - The present disclosure is not limited to the above specific examples. Appropriate design changes made by those skilled in the art to the above specific examples are also included in the scope of the present disclosure as long as they have the features of the present disclosure. Each element included in each specific example described above, and its arrangement, conditions, shape, etc., are not limited to those illustrated and can be changed as appropriate. As long as there is no technical contradiction, the combination of the elements included in the specific examples described above can be changed as appropriate.
１０：車両
１１：ボンネット
２０：熱交換モジュール
２１：ケース
２２：冷却側熱交換部
２３：第１送風装置
２４：第１空調側熱交換部
２５：第２空調側熱交換部
２６：第２送風装置
２７：送風装置
３１：ドア部材（開閉部）
４１：発熱体
８１：第１冷却側熱交換部
８２：第２冷却側熱交換部
８３：空調側熱交換部
２１０：外気導入口
２１１：冷却通路
２１２：空調通路
２１４：車室外連通口（排出口）
２１６：連通路（連通部）
10: Vehicle 11: Hood 20: Heat exchange module 21: Case 22: Cooling side heat exchange section 23: First air blower 24: First air conditioning side heat exchange section 25: Second air conditioning side heat exchange section 26: Second blower Device 27: Blower device 31: Door member (opening/closing part)
41: heating element 81: first cooling side heat exchange section 82: second cooling side heat exchange section 83: air conditioning side heat exchange section 210: outside air introduction port 211: cooling passage 212: air conditioning passage 214: vehicle exterior communication port (exhaust Exit)
216: Communication path (communication part)
Claims (7)
熱媒体が内部を流れ、車室内の空調を行うための空調空気と熱媒体との間で熱交換を行う空調側熱交換部（２４，２５，８３）と、
前記冷却側熱交換部、及び前記空調側熱交換部に空気を送風する送風装置（２３，２６，２７）と、
前記冷却側熱交換部、前記空調側熱交換部、及び前記送風装置が収容されるケース（２１）と、を備え、
前記ケースには、
前記車両の外部の空気である外気を前記冷却側熱交換部及び前記空調側熱交換部に導入する外気導入口（２１０）と、
前記冷却側熱交換部及び前記空調側熱交換部を通過した空気を排出する排出口（２１４）と、
前記ケースの内部において前記外気導入口から前記排出口まで延びるように配置され、前記ケースの内部を、前記外気導入口から導入される外気を前記冷却側熱交換部に導いて前記排出口から排出する冷却通路（２１１）、及び前記外気導入口から導入される外気を前記空調側熱交換部に導いて前記排出口から排出する空調通路（２１２）に区画する区画壁（２１３）と、が形成されている
熱交換モジュール。 a cooling-side heat exchange section (22, 81, 82) in which cooling water for cooling a heating element (41) of the vehicle (10) flows and heat is exchanged between the cooling water and air;
an air-conditioning-side heat exchange unit (24, 25, 83) for exchanging heat between the conditioned air for air-conditioning the vehicle interior and the heat medium through which the heat medium flows;
a blower (23, 26, 27) for blowing air to the cooling side heat exchange section and the air conditioning side heat exchange section;
A case (21) in which the cooling-side heat exchange unit, the air-conditioning-side heat exchange unit, and the air blower are accommodated,
Said case includes:
an outside air introduction port (210) for introducing outside air, which is air outside the vehicle, into the cooling side heat exchange section and the air conditioning side heat exchange section ;
a discharge port (214) for discharging air that has passed through the cooling-side heat exchange section and the air-conditioning-side heat exchange section;
The outside air introduced from the outside air introduction port is arranged to extend from the outside air introduction port to the discharge port inside the case, and the outside air introduced from the outside air introduction port is guided to the cooling side heat exchange portion and discharged from the discharge port inside the case. and a partition wall (213) that separates the cooling passage (211) into the air conditioning passage (212) that guides the outside air introduced from the outside air introduction port to the air conditioning side heat exchange section and discharges it from the discharge port. heat exchange module.
請求項１に記載の熱交換モジュール。 The heat exchange module according to claim 1 , wherein the discharge port discharges the air that has passed through the cooling-side heat exchange section and the air-conditioning side heat exchange section to a location different from the vehicle interior.
請求項１又は２に記載の熱交換モジュール。 The partition wall has a communicating portion (216) that communicates between a portion of the cooling passage upstream of the cooling-side heat exchanging portion and a portion of the air-conditioning passage upstream of the air-conditioning-side heat exchanging portion. 3. The heat exchange module according to claim 1 or 2, wherein the heat exchange module is formed.
請求項３に記載の熱交換モジュール。 The heat exchange module according to claim 3 , further comprising an opening/closing part (31) for opening and closing the communicating part.
請求項１～４のいずれか一項に記載の熱交換モジュール。 The heat exchange module according to any one of claims 1 to 4 , wherein the blower device is arranged in each of the cooling passage and the air conditioning passage.
請求項１～５のいずれか一項に記載の熱交換モジュール。 2. The air conditioning side heat exchange section includes a heat exchange section (24) capable of cooling the conditioned air and a heat exchange section (25) capable of heating the conditioned air. 6. The heat exchange module according to any one of 1 to 5 .
請求項１～６のいずれか一項に記載の熱交換モジュール。
The heat exchange module according to any one of claims 1 to 6 , wherein the outside air inlet is provided in a bonnet (11) of the vehicle.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019164241A JP7287203B2 (en) | 2019-09-10 | 2019-09-10 | heat exchange module |
| PCT/JP2020/032807 WO2021049339A1 (en) | 2019-09-10 | 2020-08-31 | Heat exchange module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019164241A JP7287203B2 (en) | 2019-09-10 | 2019-09-10 | heat exchange module |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021041779A JP2021041779A (en) | 2021-03-18 |
| JP2021041779A5 JP2021041779A5 (en) | 2022-01-04 |
| JP7287203B2 true JP7287203B2 (en) | 2023-06-06 |
Family
ID=74863543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019164241A Active JP7287203B2 (en) | 2019-09-10 | 2019-09-10 | heat exchange module |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7287203B2 (en) |
| WO (1) | WO2021049339A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7287204B2 (en) * | 2019-09-10 | 2023-06-06 | 株式会社デンソー | vehicle heat exchange system |
| JP2024132223A (en) * | 2023-03-17 | 2024-09-30 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | Vehicle temperature control system and heat exchanger |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009044862A1 (en) | 2007-10-04 | 2009-04-09 | Calsonic Kansei Corporation | Air conditioner for vehicle |
| WO2012114426A1 (en) | 2011-02-21 | 2012-08-30 | 株式会社日立製作所 | Vehicle air conditioning system |
| JP6218953B2 (en) | 2014-07-31 | 2017-10-25 | ハンオン システムズ | Heat pump system for vehicles |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS567528Y2 (en) * | 1975-06-16 | 1981-02-19 | ||
| JPS55143977A (en) * | 1979-04-27 | 1980-11-10 | Torii Yakuhin Kk | 1,3-diazepin derivative |
-
2019
- 2019-09-10 JP JP2019164241A patent/JP7287203B2/en active Active
-
2020
- 2020-08-31 WO PCT/JP2020/032807 patent/WO2021049339A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009044862A1 (en) | 2007-10-04 | 2009-04-09 | Calsonic Kansei Corporation | Air conditioner for vehicle |
| WO2012114426A1 (en) | 2011-02-21 | 2012-08-30 | 株式会社日立製作所 | Vehicle air conditioning system |
| JP6218953B2 (en) | 2014-07-31 | 2017-10-25 | ハンオン システムズ | Heat pump system for vehicles |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2021049339A1 (en) | 2021-03-18 |
| JP2021041779A (en) | 2021-03-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12240290B2 (en) | Heat pump system for vehicle | |
| JP5342520B2 (en) | Compact temperature control system for automobiles | |
| JP6108322B2 (en) | Air conditioner for vehicles | |
| KR101669826B1 (en) | Heat pump system for vehicle | |
| JP2008308080A (en) | Heat absorption and radiation system for automobile, and control method thereof | |
| JP2007278624A (en) | Heat pump cycle | |
| WO2011162031A1 (en) | Vehicle air conditioning device | |
| KR101554262B1 (en) | Air-conditioning system | |
| JP7287203B2 (en) | heat exchange module | |
| JP7287204B2 (en) | vehicle heat exchange system | |
| US12257882B2 (en) | Air conditioning device for vehicle | |
| JP5117944B2 (en) | Air conditioning system for vehicles | |
| KR20130103887A (en) | Heat pump system for vehicle | |
| JP6232592B2 (en) | VEHICLE HEAT PUMP DEVICE AND VEHICLE AIR CONDITIONER | |
| KR102702473B1 (en) | Air-conditioning system for electric vehicles | |
| JP7153170B2 (en) | COMPOSITE VALVE AND VEHICLE AIR CONDITIONER USING THE SAME | |
| KR20180114388A (en) | Air conditioner for vehicle | |
| KR20190053160A (en) | Heat pump system for vehicle | |
| JP2009184494A (en) | Air conditioning system for vehicle | |
| KR101703666B1 (en) | Heat pump system for vehicle | |
| JP7095845B2 (en) | Combined valve and vehicle air conditioner using it | |
| KR200263212Y1 (en) | car air conditioner in the heat pump type | |
| JP2010090863A (en) | Air conditioner for vehicle | |
| KR102577144B1 (en) | Automotive heat pump system | |
| JP7458951B2 (en) | Vehicle air conditioner |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211118 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220502 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230425 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230508 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7287203 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |