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WO2022163712A1 - 温度制御システム - Google Patents

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Info

Publication number
WO2022163712A1
WO2022163712A1 PCT/JP2022/002910 JP2022002910W WO2022163712A1 WO 2022163712 A1 WO2022163712 A1 WO 2022163712A1 JP 2022002910 W JP2022002910 W JP 2022002910W WO 2022163712 A1 WO2022163712 A1 WO 2022163712A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cooling water
heat exchanger
refrigerant
circuit
water circuit
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/002910
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
智弘 丸山
達 川俣
幸治 廣野
耕大 荒
達生 川口
Original Assignee
マレリ株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by マレリ株式会社 filed Critical マレリ株式会社
Priority to CN202280009127.2A priority Critical patent/CN116710307A/zh
Publication of WO2022163712A1 publication Critical patent/WO2022163712A1/ja

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • B60K11/04Arrangement or mounting of radiators, radiator shutters, or radiator blinds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/27Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by heating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B5/00Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity
    • F25B5/02Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity arranged in parallel

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle temperature control system.
  • JP2012-076589A describes a compressor that compresses the refrigerant, an outdoor heat exchanger that exchanges heat between the air outside the vehicle and the refrigerant, an expansion mechanism that expands the refrigerant, and the air sent into the vehicle and the refrigerant. and an indoor heat exchanger for heat exchange, and a heat pump circuit for cooling and heating the interior of the vehicle.
  • the purpose of the present invention is to perform heat pump heating operation using a refrigeration cycle circuit even when the outside air temperature is extremely low.
  • a temperature control system for a vehicle includes a refrigeration cycle circuit through which refrigerant circulates and a cooling water circuit through which cooling water circulates, and the refrigeration cycle circuit includes a compressor for compressing the refrigerant. and a first heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant and the cooling water in the cooling water circuit, and a radiator that heats the air used for air conditioning using the heat of the refrigerant compressed by the compressor.
  • the cooling water circuit has the first heat exchanger and a first pump for sucking and discharging cooling water, the first cooling water circuit in which cooling water circulates, and the cooling water a first outdoor heat exchanger that exchanges heat between and outside air, a second pump that sucks and discharges cooling water, and a drive system heat exchanger that exchanges heat with drive system parts, and the cooling water and a first thermal coupler for switching between thermal connection and separation between the cooling water circulating in the first cooling water circuit and the cooling water circulating in the second cooling water circuit.
  • the first cooling water circuit has the first heat exchanger and includes a third cooling water circuit in which cooling water circulates, a heater that heats the cooling water, and a storage battery that exchanges heat with the storage battery
  • a heat exchanger a first pump, a second outdoor heat exchanger that exchanges heat between cooling water and outside air, and a first bypass through which cooling water flows so as to bypass the second outdoor heat exchanger
  • a fourth cooling water circuit having a passage and a first bypass switching valve for switching between cooling water flowing through the second outdoor heat exchanger and cooling water flowing through the first bypass passage, and through which cooling water circulates.
  • the drive system heat exchanger absorbs heat from the drive system parts, and the first heat exchanger causes the refrigerant to absorb heat from the cooling water, so that the heat radiator heats the air in the refrigeration cycle circuit.
  • a coupler thermally separates the second cooling water circuit and the third cooling water circuit, and the second thermal coupler thermally couples the third cooling water circuit and the fourth cooling water circuit.
  • the first bypass switching valve is switched so that cooling water flows through the first bypass passage, and the A second mode in which the cooling water is heated by the heater and heat is absorbed by the refrigerant from the cooling water by the first heat exchanger, so that the radiator heats the air in the refrigeration cycle circuit.
  • the heat dissipation device in the refrigeration cycle circuit performs a heating operation in which air is heated, the cooling water is heated by the heater, and the cooling water heated by the heater is converted to the refrigerant in the first heat exchanger. endothermic to Therefore, the heat pump heating operation can be performed using the cooling water heated by the heater. Therefore, even if the outside air temperature is extremely low, the heat pump heating operation using the refrigeration cycle circuit can be performed.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a temperature control system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a case where the temperature control system is operated in cooling mode and the air conditioner performs cooling operation.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a case where the temperature control system is operated in the first single heat absorption mode and the air conditioner performs the heating operation.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a case where the temperature control system is operated in the simultaneous heat absorption mode and the air conditioner performs the heating operation.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a case where the temperature control system is operated in the second single heat absorption mode and the air conditioner performs the heating operation.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a case where the temperature control system is operated in the dehumidifying and heating mode and the air conditioner performs the dehumidifying and heating operation.
  • FIG. 7 is a configuration diagram of a temperature control system according to a modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a configuration diagram of a temperature control system according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a case where the temperature control system is operated in the second single heat absorption mode and the air conditioner performs the heating operation.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of a temperature control system according to a modification of the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a case where the temperature control system is operated in the second single heat absorption mode and the air conditioner performs the heating operation.
  • FIG. 12 is a configuration diagram of a temperature control system according to the third embodiment of the invention.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a case where the temperature control system is operated in the simultaneous heat absorption mode and the air conditioner performs the heating operation.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a case where the temperature control system is operated in the third single heat absorption mode and the air conditioner performs the heating operation.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a case where the temperature control system is operated in the storage battery heating mode.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a case where the temperature control system is operated in the first battery cooling mode.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a case where the temperature control system is operated in the second battery cooling mode.
  • FIG. 18 is a configuration diagram of a temperature control system according to the fourth embodiment of the invention.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a case where the temperature control system is operated in the simultaneous heat absorption mode, the air conditioner performs heating operation, and the storage battery is cooled.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating a case where the temperature control system is operated in the simultaneous heat absorption mode and the air conditioner performs the heating operation to heat the storage battery.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating a case where the temperature control system is operated in the third single heat absorption mode and the air conditioner performs the heating operation.
  • FIG. 22 is a configuration diagram of a temperature control system according to a modification of the fourth embodiment of the invention.
  • FIG. 23 is a configuration diagram of a temperature control system according to the fifth embodiment of the invention.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating a case where the temperature control system is operated in the third single heat absorption mode and the air conditioner performs the heating operation.
  • FIG. 1 A temperature control system 1 according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 7.
  • FIG. 1 A temperature control system 1 according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 7.
  • FIG. 1 A temperature control system 1 according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 7.
  • FIG. 1 A temperature control system 1 according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 7.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a temperature control system 1. As shown in FIG. 1
  • the temperature control system 1 is a system that is mounted on a vehicle (not shown), air-conditions the interior of the vehicle (not shown), and adjusts the temperature of the storage battery 2 as the first storage battery.
  • the temperature control system 1 includes an air conditioner 10 and a cooling water circuit 50 through which cooling water circulates.
  • the air conditioner 10 has a HVAC (Heating Ventilation and Air Conditioning) unit 11 through which air used for air conditioning passes, a refrigeration cycle circuit 20 through which a refrigerant circulates, and a controller (not shown).
  • the air conditioner 10 is a heat pump system capable of cooling and heating.
  • the air conditioner 10 is mounted on a vehicle (not shown) and air-conditions the interior of the vehicle (not shown).
  • refrigerants for example, HF refrigerants such as HFC-134a and HFO-1234yf, and natural refrigerants such as R744 (CO 2 ) are used.
  • the HVAC unit 11 cools or heats the air used for air conditioning.
  • the HVAC unit 11 includes a blower (not shown), an air mix door 13, and a case 14 surrounding these so that air used for air conditioning can pass through.
  • a blower not shown
  • an air mix door 13 In the HVAC unit 11, an evaporator 25 and a heater core 22 of the refrigeration cycle circuit 20 are arranged. The air blown from the blower exchanges heat with the refrigerant flowing through the evaporator 25 and the refrigerant flowing through the heater core 22 .
  • a blower is a fan that blows air into the HVAC unit 11 .
  • the air mix door 13 adjusts the amount of air passing through the heater core 22 arranged inside the HVAC unit 11 .
  • the air mix door 13 is installed on the blower side and the opposite side of the heater core 22, respectively.
  • the position of the air mix door 13 moves according to a command signal from a controller (not shown).
  • the air mix door 13 opens the heater core 22 side during heating operation and closes the heater core 22 side during cooling operation.
  • the amount of heat exchange between the air and the refrigerant in the heater core 22 is adjusted by the opening of the air mix door 13 .
  • the refrigeration cycle circuit 20 includes an electric compressor 21 as a compressor, a heater core 22 as a heat dissipation device, an outdoor heat exchanger 23, a gas-liquid separator 24, an evaporator 25 as an evaporator, and a first heat exchanger.
  • a cooling water-refrigerant heat exchanger 26 as a variable throttle mechanism
  • a variable throttle mechanism 27 as a first variable throttle mechanism
  • a variable throttle mechanism 28 as a second variable throttle mechanism
  • a variable throttle mechanism 29 as a third variable throttle mechanism.
  • a bypass passage 30 as a first refrigerant bypass passage
  • a passage switching valve 31 as a first refrigerant passage switching valve
  • a bypass passage 32 as a second refrigerant bypass passage
  • a second refrigerant passage switching valve has a channel switching valve 33, a bypass passage 34 as a third refrigerant bypass passage, a check valve 35 as a first check valve, and a check valve 36 as a second check valve.
  • the electric compressor 21 is driven by an electric motor (not shown) to compress the refrigerant.
  • the electric compressor 21 is, for example, a vane-type rotary compressor, but may be a scroll-type compressor.
  • the rotation speed of the electric compressor 21 is controlled by a command signal from the controller.
  • the heater core 22 uses the heat of the refrigerant compressed by the electric compressor 21 to heat the air used for air conditioning as a fluid. Instead of the heater core 22 directly heating the air used for air conditioning, the heat of the refrigerant may be used to heat hot water, and the heated hot water may heat the air used for air conditioning (see FIG. 23).
  • the heater core 22 is provided inside the case 14 . Refrigerant compressed by the electric compressor 21 flows into the heater core 22 . When the air flowing through the case 14 comes into contact with the heater core 22 , heat exchange is performed between the air and the refrigerant compressed by the electric compressor 21 to warm the air. The amount of air that contacts the heater core 22 is adjusted according to the positions of the air mix doors 13 provided upstream and downstream of the heater core 22 in the air flow direction inside the case 14 .
  • the outdoor heat exchanger 23 is arranged, for example, in the engine room of the vehicle (the motor room in electric vehicles).
  • the outdoor heat exchanger 23 exchanges heat between the refrigerant and the outside air. Outside air is introduced into the outdoor heat exchanger 23 by running of the vehicle or rotation of an outdoor fan (not shown).
  • the outdoor heat exchanger 23 functions as a condenser when the air conditioner 10 performs a cooling operation, and functions as an evaporator when the air conditioner 10 performs a heating operation or a dehumidifying/heating operation.
  • the gas-liquid separator 24 separates the refrigerant flowing from the evaporator 25, the cooling water-refrigerant heat exchanger 26, or the outdoor heat exchanger 23 into liquid-phase refrigerant and gas-phase refrigerant.
  • the gas-liquid separator 24 supplies the gas-phase refrigerant to the electric compressor 21 .
  • the evaporator 25 cools and dehumidifies the air passing through the case 14 with the refrigerant that has passed through the variable throttle mechanism 27 and expanded to lower its temperature.
  • the heat of the air flowing through the case 14 evaporates the liquid-phase refrigerant into a gas-phase refrigerant.
  • the gas-phase refrigerant evaporated in the evaporator 25 is supplied again to the electric compressor 21 via the gas-liquid separator 24 .
  • the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 is provided downstream of the variable throttle mechanism 29 in the bypass passage 34 . Refrigerant flows into the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 through the variable throttle mechanism 29 and cooling water flows through the cooling water circuit 50 . That is, the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 exchanges heat between the refrigerant, which has passed through the variable throttle mechanism 29 and has been expanded and whose temperature has decreased, and the cooling water flowing through the cooling water circuit 50 .
  • a variable throttle mechanism 27 is provided between the outdoor heat exchanger 23 and the evaporator 25 .
  • the variable throttle mechanism 27 decompresses and expands the liquid-phase refrigerant flowing from the outdoor heat exchanger 23 to lower the temperature.
  • the variable throttling mechanism 27 allows the refrigerant to pass through when in the open state, blocks passage of the refrigerant when in the closed state, and decompresses and expands the refrigerant when in the throttling state.
  • the degree of aperture in the aperture state is adjusted by the controller.
  • a variable throttle mechanism 28 is provided between the heater core 22 and the outdoor heat exchanger 23 .
  • the variable throttle mechanism 28 decompresses and expands the liquid-phase refrigerant flowing from the heater core 22 to lower the temperature.
  • the variable throttling mechanism 28 allows the refrigerant to pass through when in the open state, blocks passage of the refrigerant when in the closed state, and decompresses and expands the refrigerant when in the throttling state.
  • the degree of aperture in the aperture state is adjusted by the controller.
  • a variable throttle mechanism 29 is provided between the outdoor heat exchanger 23 and the coolant-refrigerant heat exchanger 26 .
  • the variable throttle mechanism 29 decompresses and expands the liquid-phase refrigerant flowing from the outdoor heat exchanger 23 to lower the temperature.
  • the variable throttling mechanism 29 allows the refrigerant to pass through when in the open state, blocks passage of the refrigerant when in the closed state, and decompresses and expands the refrigerant when in the throttling state.
  • the degree of aperture in the aperture state is adjusted by the controller.
  • the bypass passage 30 connects the upstream of the variable throttle mechanism 28 and the downstream of the check valve 35 . Refrigerant that bypasses the variable throttle mechanism 28 , the outdoor heat exchanger 23 , and the check valve 35 flows through the bypass passage 30 .
  • a flow path switching valve 31 is provided in the bypass passage 30 .
  • the flow path switching valve 31 is switched between an open state in which the refrigerant flows, an open state in which a portion of the refrigerant flows, and a closed state in which the flow of the refrigerant is blocked.
  • the channel switching valve 31 is switched by a command signal from the controller.
  • the flow path switching valve 31 is closed, the refrigerant flowing from the heater core 22 flows through the variable throttle mechanism 28, the outdoor heat exchanger 23, and the check valve 35, and the refrigerant flows through the bypass passage 30. do not do.
  • the channel switching valve 31 is switched to the open state, the refrigerant flowing from the heater core 22 is branched and guided to the variable throttle mechanism 28 and the variable throttle mechanism 29, respectively.
  • the bypass passage 32 connects the upstream of the check valve 35 and the gas-liquid separator 24 .
  • a flow path switching valve 33 is provided in the bypass passage 32 .
  • the channel switching valve 33 is switched between an open state in which the coolant flows and a closed state in which the coolant is blocked.
  • the channel switching valve 33 is switched by a command signal from the controller.
  • the flow path switching valve 33 is closed, the refrigerant flowing from the outdoor heat exchanger 23 flows through the check valve 35, the variable throttle mechanism 27, the evaporator 25, and the check valve 36, or through the check valve 36.
  • Refrigerant flows through the valve 35, the variable throttle mechanism 29, and the cooling water-refrigerant heat exchanger 26, or both of them, and does not flow through the bypass passage 32.
  • the bypass passage 34 connects the downstream side of the check valve 35 and the upstream side of the gas-liquid separator 24 . Refrigerant bypassing the variable throttle mechanism 27 , the evaporator 25 , and the check valve 36 flows through the bypass passage 34 .
  • a variable throttle mechanism 29 and a coolant-refrigerant heat exchanger 26 are provided in the bypass passage 34 .
  • the check valve 35 is provided downstream of the outdoor heat exchanger 23 .
  • the check valve 35 allows the flow of the refrigerant flowing from the outdoor heat exchanger 23 and prevents the refrigerant flowing through the bypass passage 30 from flowing back to the outdoor heat exchanger 23 .
  • the check valve 36 is provided downstream of the evaporator 25 .
  • the check valve 36 allows the refrigerant to flow from the evaporator 25 and prevents the refrigerant flowing through the bypass passage 34 from flowing back to the evaporator 25 .
  • the cooling water circuit 50 includes an electric pump 51 as a first pump, a storage battery heat exchanger 53 as a first storage battery heat exchanger, an electric water heater 54 as a heater, a gas-liquid separator 55, and cooling water. - a refrigerant heat exchanger 26;
  • the electric pump 51 is provided upstream of the coolant-refrigerant heat exchanger 26 .
  • the electric pump 51 is driven by an electric motor (not shown) to suck and discharge the cooling water in the cooling water circuit 50 and circulate it.
  • the rotation speed of the electric pump 51 is controlled by a command signal from the controller.
  • the storage battery heat exchanger 53 exchanges heat between the storage battery 2 and cooling water.
  • the storage battery heat exchanger 53 heats the storage battery 2 with high-temperature cooling water.
  • the electric hot water heater 54 is provided downstream of the coolant-refrigerant heat exchanger 26 and upstream of the storage battery heat exchanger 53 .
  • the electric hot water heater 54 is an electric heater that generates heat when electricity is supplied.
  • the output of the electric water heater 54 is controlled by a command signal from the controller.
  • the electric hot water heater 54 heats the cooling water in the cooling water circuit 50 to raise the temperature.
  • the electric hot water heater 54 heats the cooling water when heating the storage battery 2 .
  • the gas-liquid separator 55 is provided upstream of the electric pump 51 .
  • the gas-liquid separator 55 separates bubbles generated in the cooling water flowing through the cooling water circuit 50 and allows only liquid cooling water to flow into the electric pump 51 .
  • FIG. 2 to 5 thick solid lines indicate portions through which the refrigerant or cooling water flows, and thin solid lines indicate portions in which the refrigerant or cooling water stops flowing.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a case where the temperature control system 1 is operated in the cooling mode and the air conditioner 10 performs the cooling operation.
  • the cooling mode is a mode that operates when the vehicle interior is cooled.
  • the air mix door 13 is adjusted to a position where the air flowing inside the case 14 bypasses the heater core 22.
  • variable throttle mechanism 27 is switched to a throttled state for decompressing and expanding the refrigerant.
  • variable throttle mechanism 28 is switched to an open state allowing the refrigerant to pass.
  • variable throttle mechanism 29 is switched to a closed state that blocks passage of the refrigerant.
  • the flow path switching valve 31 is switched to a closed state that cuts off the circulation of the refrigerant in the bypass passage 30 .
  • the flow path switching valve 33 is switched to a closed state that cuts off the circulation of the refrigerant in the bypass passage 32 .
  • the cooling water circuit 50 is set to an arbitrary operating state depending on the temperature of the storage battery 2.
  • the variable throttling mechanism 29 is switched to a throttling state in which the refrigerant is decompressed and expanded. Heat exchange is performed with the refrigerant inside, and the cooling water is cooled by the refrigerant.
  • the refrigerant compressed by the electric compressor 21 flows into the outdoor heat exchanger 23 through the heater core 22 and the variable throttle mechanism 28 in a high temperature and high pressure state.
  • the air mix door 13 is positioned so that the air flowing in the case 14 bypasses the heater core 22 , so heat exchange is not performed between the refrigerant and the air in the heater core 22 .
  • the refrigerant that has flowed into the outdoor heat exchanger 23 exchanges heat with the air passing through the outdoor heat exchanger 23 and liquefies.
  • the refrigerant liquefied in the outdoor heat exchanger 23 flows into the evaporator 25 via the variable throttle mechanism 27 .
  • the variable throttle mechanism 27 decompresses and expands the liquid-phase refrigerant that has flowed in from the outdoor heat exchanger 23 .
  • the refrigerant that has flowed into the evaporator 25 exchanges heat with the air flowing inside the case 14 and is vaporized by the heat of the air flowing inside the case 14 .
  • the air inside the case 14 that has exchanged heat with the refrigerant that has flowed into the evaporator 25 is cooled and dehumidified and passes through the inside of the case 14 . This cools and dehumidifies the vehicle interior.
  • the refrigerant vaporized by the evaporator 25 is supplied to the electric compressor 21 again via the gas-liquid separator 24 .
  • the refrigerant circulates in the refrigeration cycle circuit 20 as described above, thereby cooling and dehumidifying the air flowing through the case 14 .
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a case where the temperature control system 1 is operated in the first single heat absorption mode and the air conditioner 10 performs the heating operation.
  • the first single heat absorption mode is a mode that operates when the outside air temperature is relatively high (for example, several degrees Celsius to ten and several degrees Celsius) and the interior of the vehicle is heated.
  • the air mix door 13 is adjusted to a position where the air flowing inside the case 14 passes through the heater core 22.
  • variable throttle mechanism 27 is switched to a closed state that blocks passage of the refrigerant.
  • variable throttling mechanism 28 is switched to a throttling state in which the refrigerant is decompressed and expanded.
  • variable throttle mechanism 29 is switched to a closed state that blocks passage of the refrigerant.
  • the flow path switching valve 31 is switched to a closed state that cuts off the circulation of the refrigerant in the bypass passage 30 .
  • the channel switching valve 33 is switched to an open state in which the refrigerant flows through the bypass passage 32 .
  • the cooling water circuit 50 is set to an arbitrary operating state depending on the temperature of the storage battery 2.
  • the variable throttling mechanism 29 is switched to a throttling state in which the refrigerant is decompressed and expanded. Heat exchange is performed with the refrigerant inside, and the cooling water is cooled by the refrigerant.
  • the refrigerant compressed by the electric compressor 21 flows into the heater core 22, exchanges heat with the air passing through the heater core 22, and liquefies.
  • the air heated by passing through the heater core 22 is led from the case 14 into the vehicle interior. Thereby, the vehicle interior is heated.
  • the refrigerant liquefied in the heater core 22 passes through the variable throttle mechanism 28 to be decompressed and expanded, and flows into the outdoor heat exchanger 23 .
  • the refrigerant that has flowed into the outdoor heat exchanger 23 exchanges heat with the outside air introduced into the outdoor heat exchanger 23 and is vaporized.
  • the refrigerant vaporized in the outdoor heat exchanger 23 passes through the channel switching valve 33, flows into the gas-liquid separator 24, and is supplied to the electric compressor 21 again.
  • the refrigerant circulates through the refrigeration cycle circuit 20 as described above, thereby heating the air flowing through the case 14 and heating the vehicle interior.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a case where the temperature control system 1 is operated in the simultaneous heat absorption mode and the air conditioner 10 performs heating operation.
  • the simultaneous heat absorption mode is a mode that operates when the outside air temperature is relatively low (eg, -several degrees centigrade to several degrees centigrade).
  • the air mix door 13 is adjusted to a position where the air flowing inside the case 14 passes through the heater core 22.
  • variable throttle mechanism 27 is switched to a closed state that blocks passage of the refrigerant.
  • variable throttling mechanism 28 is switched to a throttling state in which the refrigerant is decompressed and expanded.
  • variable throttling mechanism 29 is switched to a throttling state in which the refrigerant is decompressed and expanded.
  • the channel switching valve 31 is switched to an open state in which part of the refrigerant flows through the bypass passage 30 .
  • the channel switching valve 33 is switched to an open state in which the refrigerant flows through the bypass passage 32 .
  • the electric pump 51 operates to circulate the cooling water.
  • the electric hot water heater 54 heats the coolant in the coolant circuit 50 .
  • the refrigerant compressed by the electric compressor 21 flows into the heater core 22, exchanges heat with the air passing through the heater core 22, and liquefies.
  • the air heated by passing through the heater core 22 is led from the case 14 into the vehicle interior. Thereby, the vehicle interior is heated.
  • the refrigerant liquefied in the heater core 22 is branched and guided to the variable throttle mechanism 28 and the variable throttle mechanism 29 .
  • the refrigerant guided to the variable throttle mechanism 28 is decompressed and expanded by the variable throttle mechanism 28 and flows into the outdoor heat exchanger 23 .
  • the refrigerant that has flowed into the outdoor heat exchanger 23 exchanges heat with the outside air introduced into the outdoor heat exchanger 23 and is vaporized.
  • the refrigerant introduced to the variable throttle mechanism 29 via the bypass passage 30 is decompressed and expanded by the variable throttle mechanism 29 and flows into the coolant-refrigerant heat exchanger 26 .
  • the refrigerant that has flowed into the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 exchanges heat with the cooling water in the cooling water circuit 50 and is vaporized.
  • the cooling water is circulating in the cooling water circuit 50 by the electric pump 51 .
  • the cooling water heated by the electric hot water heater 54 and raised in temperature is guided to the storage battery heat exchanger 53 .
  • the storage battery heat exchanger 53 the storage battery 2 is heated by heat exchange with cooling water.
  • the cooling water that has heated the storage battery 2 passes through the gas-liquid separator 55 and is supplied to the electric pump 51 .
  • the cooling water sucked and discharged by the electric pump 51 is guided to the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 .
  • the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 exchanges heat with the refrigerant in the refrigeration cycle circuit 20, and the cooling water heats the refrigerant.
  • the cooling water whose temperature has been lowered by exchanging heat with the refrigerant in the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 is again heated by the electric water heater 54 to raise its temperature.
  • the refrigerant vaporized in the outdoor heat exchanger 23 and the refrigerant vaporized in the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 flow into the gas-liquid separator 24 and are supplied to the electric compressor 21 again.
  • the refrigerant circulates through the refrigerating cycle circuit 20 and the cooling water circulates through the cooling water circuit 50 as described above, thereby heating the air flowing through the case 14 and heating the vehicle interior.
  • the outdoor heat exchanger 23 of the refrigeration cycle circuit 20 absorbs heat from the outside air to the refrigerant, and the cooling water heated by the electric water heater 54 of the cooling water circuit 50 is converted into cooling water-refrigerant The heat is absorbed by the refrigerant in the heat exchanger 26 . Therefore, since a plurality of heat absorption sources can be used, a decrease in the surface temperature of the heat exchange surface of the outdoor heat exchanger 23 can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the formation of frost on the outdoor heat exchanger 23 when the temperature is low.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a case where the temperature control system 1 is operated in the second single heat absorption mode and the air conditioner 10 performs heating operation.
  • the second single endothermic mode is a mode that operates when the outside air temperature is extremely low (for example, -10° C. or lower) and the interior of the vehicle is heated.
  • the air mix door 13 is adjusted to a position where the air flowing inside the case 14 passes through the heater core 22.
  • variable throttle mechanism 27 is switched to a closed state that blocks passage of the refrigerant.
  • variable throttle mechanism 28 is switched to a closed state that blocks passage of refrigerant.
  • variable throttling mechanism 29 is switched to a throttling state in which the refrigerant is decompressed and expanded.
  • the channel switching valve 31 is switched to an open state in which the refrigerant flows through the bypass passage 30 .
  • the channel switching valve 33 is switched to a closed state that blocks passage of the refrigerant.
  • the electric pump 51 operates to circulate the cooling water.
  • the electric hot water heater 54 heats the coolant in the coolant circuit 50 .
  • the refrigerant compressed by the electric compressor 21 flows into the heater core 22, exchanges heat with the air passing through the heater core 22, and liquefies.
  • the air heated by passing through the heater core 22 is led from the case 14 into the vehicle interior. Thereby, the vehicle interior is heated.
  • the refrigerant liquefied in the heater core 22 passes through the bypass passage 30 and is led to the variable throttle mechanism 29 .
  • the refrigerant flowing into the variable throttle mechanism 29 is decompressed and expanded through the variable throttle mechanism 29 and flows into the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 .
  • the refrigerant that has flowed into the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 exchanges heat with the cooling water in the cooling water circuit 50 and is vaporized.
  • the cooling water is circulating in the cooling water circuit 50 by the electric pump 51 .
  • the cooling water heated by the electric hot water heater 54 and raised in temperature is guided to the storage battery heat exchanger 53 .
  • the storage battery heat exchanger 53 the storage battery 2 is heated by heat exchange with cooling water.
  • the cooling water that has heated the storage battery 2 passes through the gas-liquid separator 55 and is supplied to the electric pump 51 .
  • the cooling water sucked and discharged by the electric pump 51 is guided to the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 .
  • the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 exchanges heat with the refrigerant in the refrigeration cycle circuit 20, and the cooling water heats the refrigerant.
  • the cooling water whose temperature has been lowered by exchanging heat with the refrigerant in the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 is again heated by the electric water heater 54 to raise its temperature.
  • the refrigerant vaporized in the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 flows into the gas-liquid separator 24 and is supplied to the electric compressor 21 again.
  • the refrigerant circulates in the refrigeration cycle circuit 20 and the cooling water circulates in the cooling water circuit 50 as described above, thereby heating the air flowing through the case 14 and heating the vehicle interior. be.
  • the cooling water is heated by the electric water heater 54, and the cooling water-refrigerant heat is In the exchanger 26 , heat is absorbed by the refrigerant from the cooling water heated by the electric water heater 54 . Therefore, the cooling water heated by the electric hot water heater 54 can be used to perform the heat pump heating operation. Therefore, the heat pump heating operation using the refrigerating cycle circuit 20 can be performed even if the outside air temperature is extremely low.
  • the first single heat absorption mode, the simultaneous heat absorption mode, and the second single heat absorption mode may be switched based on the determination of frost formation on the outdoor heat exchanger 23, for example. Specifically, when it is determined that frost has formed on the outdoor heat exchanger 23 while operating in the first single heat absorption mode, the mode is switched to the simultaneous heat absorption mode. Further, when it is determined that frost has formed on the outdoor heat exchanger 23 while operating in the simultaneous heat absorption mode, the mode is switched to the second single heat absorption mode. Thus, by switching the heat absorption source according to the outside air temperature, it is possible to prevent the outdoor heat exchanger 23 from being frosted. Alternatively, when it is determined that frost has formed on the outdoor heat exchanger 23 while operating in the first single heat absorption mode, the second single heat absorption mode is performed without going through the simultaneous heat absorption mode. You can switch to mode.
  • the occurrence of frost on the outdoor heat exchanger 23 is determined by the outside air temperature detected by an outside air temperature sensor (not shown) and the refrigerant at the refrigerant outlet of the outdoor heat exchanger 23 detected by a refrigerant temperature sensor (not shown). It is determined based on the difference from the temperature. That is, when the outside air temperature and the refrigerant temperature are deviated from each other, the outdoor heat exchanger 23 cannot perform sufficient heat exchange between the refrigerant and the outside air, and it is determined that frost formation has occurred.
  • frost has formed on the outdoor heat exchanger 23 based on the difference between the refrigerant temperature at the refrigerant inlet and the refrigerant temperature at the refrigerant outlet of the outdoor heat exchanger 23 . That is, when the difference between the refrigerant temperature at the refrigerant inlet and the refrigerant temperature at the refrigerant outlet of the outdoor heat exchanger 23 is small, heat exchange between the refrigerant and the outside air cannot be sufficiently performed in the outdoor heat exchanger 23, resulting in frost formation. is determined to have occurred.
  • frost has formed on the outdoor heat exchanger 23 based on an image of the outdoor heat exchanger 23 captured by an imaging device (not shown). may be used in combination.
  • the first single heat absorption mode, the simultaneous heat absorption mode, and the second single heat absorption mode are selected based on a preset time. mode may be switched. Also in this case, the formation of frost on the outdoor heat exchanger 23 can be suppressed.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a case where the temperature control system 1 is operated in the dehumidifying and heating mode and the air conditioner 10 performs the dehumidifying and heating operation.
  • the dehumidification/heating mode is a mode that operates when the vehicle interior is dehumidified and heated.
  • the air mix door 13 is adjusted to a position where the air flowing inside the case 14 passes through the heater core 22.
  • variable throttle mechanism 27 is switched to a throttled state for decompressing and expanding the refrigerant.
  • variable throttling mechanism 28 is switched to a throttling state in which the refrigerant is decompressed and expanded.
  • variable throttle mechanism 29 is switched to a closed state that blocks passage of the refrigerant.
  • the channel switching valve 31 is switched to an open state in which the refrigerant in the bypass passage 30 flows.
  • the channel switching valve 33 is switched to an open state in which the refrigerant flows through the bypass passage 32 .
  • the cooling water circuit 50 is set to an arbitrary operating state depending on the temperature of the storage battery 2.
  • the variable throttling mechanism 29 is switched to a throttling state in which the refrigerant is decompressed and expanded. Heat exchange is performed with the refrigerant inside, and the cooling water is cooled by the refrigerant.
  • the refrigerant compressed by the electric compressor 21 flows into the heater core 22, exchanges heat with the air passing through the heater core 22, and liquefies.
  • the air heated by passing through the heater core 22 is led from the case 14 into the vehicle interior. Thereby, the vehicle interior is heated.
  • the refrigerant liquefied by the heater core 22 is branched and guided to the variable throttle mechanism 28 and the variable throttle mechanism 27 .
  • the refrigerant guided to the variable throttle mechanism 28 is decompressed and expanded by the variable throttle mechanism 28 and flows into the outdoor heat exchanger 23 .
  • the refrigerant that has flowed into the outdoor heat exchanger 23 exchanges heat with the outside air introduced into the outdoor heat exchanger 23 and is vaporized.
  • the vaporized refrigerant is supplied to the electric compressor 21 again through the gas-liquid separator 24 .
  • the refrigerant introduced to the variable throttle mechanism 27 via the bypass passage 30 is decompressed and expanded by the variable throttle mechanism 27 and flows into the evaporator 25 .
  • the low-pressure refrigerant that has flowed into the evaporator 25 exchanges heat with the air flowing inside the case 14 and is vaporized by the heat of the air flowing inside the case 14 .
  • the air in the case 14 that has exchanged heat with the refrigerant that has flowed into the evaporator 25 is dehumidified and passes through the case 14 .
  • the refrigerant vaporized by the evaporator 25 is supplied to the electric compressor 21 again through the gas-liquid separator 24 .
  • the refrigerant circulates in the refrigeration cycle circuit 20 as described above, so that the air flowing through the case 14 is dehumidified by the evaporator 25 and heated (reheated) by the heater core 22. It is possible to dehumidify and heat the vehicle interior.
  • FIG. 7 is a configuration diagram of the temperature control system 1.
  • the cooling water circuit 50 has a bypass passage 56 and a three-way valve 57 .
  • the bypass passage 56 connects the upstream of the battery heat exchanger 53 and the downstream of the battery heat exchanger 53 . Cooling water that bypasses the storage battery heat exchanger 53 flows through the bypass passage 56 .
  • the three-way valve 57 is switched by command signals from the controller.
  • the three-way valve 57 switches between a normal state in which the cooling water flows through the battery heat exchanger 53 and a bypass state in which the cooling water bypasses the battery heat exchanger 53 and flows through the bypass passage 56 .
  • the three-way valve 57 is switched to the normal state, cooling water does not flow through the bypass passage 56 .
  • the three-way valve 57 is switched to the bypass state, cooling water does not flow through the storage battery heat exchanger 53 .
  • cooling water can flow to bypass the storage battery heat exchanger 53 by switching the three-way valve 57 to the bypass state. Therefore, since the storage battery 2 is not heated, all the heat quantity of the electric water heater 54 can be used as the heat source of the refrigerating cycle circuit 20 .
  • the cooling water is heated by the electric water heater 54, and the cooling water-refrigerant heat exchanger 26
  • the refrigerant absorbs heat from the cooling water heated by the electric water heater 54 . Therefore, the cooling water heated by the electric hot water heater 54 can be used to perform the heat pump heating operation. Therefore, the heat pump heating operation using the refrigerating cycle circuit 20 can be performed even if the outside air temperature is extremely low.
  • cooling water can flow so as to bypass the storage battery heat exchanger 53 by switching the three-way valve 57 to the bypass state. Therefore, since the storage battery 2 is not heated, all the heat quantity of the electric water heater 54 can be used as the heat source of the refrigerating cycle circuit 20 .
  • FIG. 8 A temperature control system 201 according to a second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 8 to 11.
  • FIG. 8 the points different from the first embodiment will be mainly described, and the same reference numerals will be given to the components having the same functions, and the description thereof will be omitted. Further, in each embodiment shown below, detailed description of each operation mode will be omitted as appropriate, but operation in each operation mode and switching of the operation mode are possible in the same manner as in the first embodiment.
  • FIG. 8 is a configuration diagram of the temperature control system 201. As shown in FIG.
  • the temperature control system 201 is a system that is mounted on the vehicle, and adjusts the temperature of the storage battery 2 while air-conditioning the interior of the vehicle.
  • the temperature control system 201 includes an air conditioner 10 and a cooling water circuit 205 through which cooling water circulates.
  • the cooling water circuit 205 includes a cooling water circuit 150 as a first cooling water circuit in which cooling water circulates, a cooling water circuit 250 as a second cooling water circuit in which cooling water circulates, and a cooling water-cooling water heat exchanger 58. And prepare. At this time, the cooling water-cooling water heat exchanger 58 corresponds to the first heat coupler.
  • the cooling water circuit 150 includes an electric pump 51, a storage battery heat exchanger 53, an electric hot water heater 54, a gas-liquid separator 55, a cooling water-refrigerant heat exchanger 26, and a cooling water-cooling water heat exchanger 58. , a bypass passage 56 and a three-way valve 57 .
  • a cooling water-cooling water heat exchanger 58 is provided downstream of the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 .
  • the cooling water-cooling water heat exchanger 58 exchanges heat between the cooling water circulating in the cooling water circuit 150 and the cooling water circulating in the cooling water circuit 250 .
  • the cooling water-cooling water heat exchanger 58 does not exchange heat when the cooling water in at least one of the cooling water circuit 150 and the cooling water circuit 250 is not circulating. That is, the cooling water-cooling water heat exchanger 58 switches between thermal connection and separation between the cooling water circulating in the cooling water circuit 150 and the cooling water circulating in the cooling water circuit 250 .
  • the cooling water circuit 250 includes an electric pump 251 as a second pump that sucks and discharges cooling water, an outdoor heat exchanger 52 as a first outdoor heat exchanger, a gas-liquid separator 255, and cooling water-cooling water heat. and a exchanger 58 .
  • the electric pump 251 is provided upstream of the outdoor heat exchanger 52 .
  • the electric pump 251 is driven by an electric motor (not shown) to suck and discharge the cooling water in the cooling water circuit 250 and circulate it.
  • the rotation speed of the electric pump 251 is controlled by a command signal from the controller.
  • the outdoor heat exchanger 52 is provided downstream of the electric pump 251 and upstream of the cooling water-cooling water heat exchanger 58 .
  • the outdoor heat exchanger 52 is arranged, for example, in the engine room of the vehicle (the motor room in electric vehicles).
  • the outdoor heat exchanger 52 exchanges heat between the cooling water and the outside air. Outside air is introduced into the outdoor heat exchanger 52 by running of the vehicle or rotation of an outdoor fan (not shown).
  • the gas-liquid separator 255 is provided upstream of the electric pump 251 .
  • the gas-liquid separator 255 separates air bubbles generated in the cooling water flowing through the cooling water circuit 250 and allows only liquid cooling water to flow into the electric pump 251 .
  • a cooling water-cooling water heat exchanger 58 is provided downstream of the outdoor heat exchanger 52 and upstream of the electric pump 251 and the gas-liquid separator 255 .
  • a thick solid line indicates a portion through which the refrigerant or cooling water flows
  • a thin solid line indicates a portion where the refrigerant or cooling water stops flowing.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a case where the temperature control system 201 is operated in the second single heat absorption mode and the air conditioner 10 performs the heating operation.
  • the air mix door 13 is adjusted to a position where the air flowing inside the case 14 passes through the heater core 22.
  • variable throttle mechanism 27 is switched to a closed state that blocks passage of the refrigerant.
  • variable throttle mechanism 28 is switched to a closed state that blocks passage of refrigerant.
  • variable throttling mechanism 29 is switched to a throttling state in which the refrigerant is decompressed and expanded.
  • the channel switching valve 31 is switched to an open state in which the refrigerant flows through the bypass passage 30 .
  • the channel switching valve 33 is switched to a closed state that blocks passage of the refrigerant.
  • the electric pump 51 operates to circulate the cooling water.
  • the three-way valve 57 is switched to a bypass state in which the cooling water bypasses the storage battery heat exchanger 53 and flows through the bypass passage 56 .
  • Electric hot water heater 54 heats the cooling water in cooling water circuit 150 .
  • an electric pump 251 operates to circulate the cooling water.
  • the cooling water circulating in the cooling water circuit 250 can be set to a different flow rate than the cooling water circulating in the cooling water circuit 150 .
  • the refrigerant compressed by the electric compressor 21 flows into the heater core 22, exchanges heat with the air passing through the heater core 22, and liquefies.
  • the air heated by passing through the heater core 22 is led from the case 14 into the vehicle interior. Thereby, the vehicle interior is heated.
  • the refrigerant liquefied in the heater core 22 passes through the bypass passage 30 and is led to the variable throttle mechanism 29 .
  • the refrigerant flowing into the variable throttle mechanism 29 is decompressed and expanded through the variable throttle mechanism 29 and flows into the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 .
  • the refrigerant that has flowed into the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 exchanges heat with the cooling water in the cooling water circuit 150 and is vaporized.
  • the cooling water is circulating in the cooling water circuit 150 by the electric pump 51 .
  • the cooling water whose temperature has been lowered by exchanging heat with the refrigerant in the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 is guided to the cooling water-cooling water heat exchanger 58 .
  • heat exchange between the cooling water circulating in the cooling water circuit 150 and the cooling water circulating in the cooling water circuit 250 increases the temperature of the cooling water.
  • the cooling water whose temperature has risen in the cooling water-cooling water heat exchanger 58 is heated by the electric water heater 54 to further raise its temperature.
  • the cooling water heated by the electric water heater 54 passes through the three-way valve 57, the bypass passage 56, and the gas-liquid separator 55 and is supplied to the electric pump 51 again.
  • the cooling water is circulated by an electric pump 251.
  • the coolant-coolant heat exchanger 58 exchanges heat with the coolant circulating in the coolant circuit 150 , and the coolant whose temperature has been lowered is guided to the outdoor heat exchanger 52 .
  • the temperature of the cooling water rises due to heat exchange with the outside air.
  • the cooling water whose temperature has risen in the outdoor heat exchanger 52 is supplied to the cooling water-cooling water heat exchanger 58 again.
  • heat is absorbed from the outside air to the cooling water in the outdoor heat exchanger 52 of the cooling water circuit 250, heat is absorbed from the cooling water to the cooling water in the cooling water-cooling water heat exchanger 58, and the cooling water-refrigerant heat exchanger At 26 heat can be absorbed from the cooling water to the refrigerant.
  • the refrigerant vaporized in the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 flows into the gas-liquid separator 24 and is supplied to the electric compressor 21 again.
  • the refrigerant circulates in the refrigeration cycle circuit 20 and the cooling water circulates in the cooling water circuit 150 as described above, thereby heating the air flowing through the case 14 and heating the vehicle interior. be.
  • the cooling water is heated by the electric water heater 54, and the cooling water-refrigerant heat is In the exchanger 26 , heat is absorbed by the refrigerant from the cooling water heated by the electric water heater 54 . Therefore, the cooling water heated by the electric hot water heater 54 can be used to perform the heat pump heating operation. Therefore, the heat pump heating operation using the refrigerating cycle circuit 20 can be performed even if the outside air temperature is extremely low.
  • the cooling water circuit 250 circulates through the cooling water circuit 250.
  • the flow rate of water is made greater than the flow rate of cooling water circulating in the cooling water circuit 150 .
  • the cooling water temperature can be increased without changing the amount of heat exchanged per unit volume of cooling water in the heat exchanger 52, operation can be continued even if frost forms on the outdoor heat exchanger 52. can. Therefore, the amount of heat absorbed by the refrigerating cycle circuit 20 via the cooling water circuit 150 can be secured.
  • the occurrence of frost on the outdoor heat exchanger 52 is determined by the outside air temperature detected by an outside air temperature sensor (not shown) and the cooling water outlet of the outdoor heat exchanger 52 detected by a cooling water temperature sensor (not shown). is determined based on the difference from the cooling water temperature at . That is, when the outside air temperature and the cooling water temperature deviate from each other, the outdoor heat exchanger 52 cannot sufficiently perform heat exchange between the cooling water and the outside air, and it is determined that frost formation is occurring.
  • frost has formed on the outdoor heat exchanger 52 based on the difference between the cooling water temperature at the cooling water inlet and the cooling water temperature at the cooling water outlet of the outdoor heat exchanger 52 . That is, when the difference between the cooling water temperature at the cooling water inlet of the outdoor heat exchanger 52 and the cooling water temperature at the cooling water outlet of the outdoor heat exchanger 52 is small, heat exchange between the cooling water and the outside air is sufficiently performed in the outdoor heat exchanger 52. Therefore, it is determined that frost formation has occurred.
  • frost has formed on the outdoor heat exchanger 52 based on an image of the outdoor heat exchanger 52 captured by an imaging device (not shown). may be used in combination.
  • frost has formed on the outdoor heat exchanger 52
  • the flow rate of the cooling water circulating through the cooling water circuit 250 and the flow rate of the cooling water circulating through the cooling water circuit 150 may be switched based on the set time. In this case as well, the formation of frost on the outdoor heat exchanger 52 can be suppressed.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of the temperature control system 201. As shown in FIG.
  • the temperature control system 201 is a system that is mounted on the vehicle, and adjusts the temperature of the storage battery 2 while air-conditioning the interior of the vehicle.
  • the temperature control system 201 includes an air conditioner 10 and a cooling water circuit 205 through which cooling water circulates.
  • the cooling water circuit 205 includes a cooling water circuit 150 , a cooling water circuit 250 , and a cooling water-cooling water heat exchanger 58 .
  • the cooling water circuit 150 includes an electric pump 51, a storage battery heat exchanger 53, an electric hot water heater 54, a gas-liquid separator 55, a cooling water-refrigerant heat exchanger 26, and a cooling water-cooling water heat exchanger 58. , a bypass passage 56 and a three-way valve 57 .
  • the electric pump 51 is provided upstream of the cooling water-cooling water heat exchanger 58.
  • the electric pump 51 sucks and discharges the cooling water in the cooling water circuit 50 and circulates it.
  • a cooling water-cooling water heat exchanger 58 is provided downstream of the electric pump 51 and upstream of the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 .
  • the cooling water-cooling water heat exchanger 58 exchanges heat between the cooling water circulating in the cooling water circuit 150 and the cooling water circulating in the cooling water circuit 250 .
  • the cooling water-cooling water heat exchanger 58 does not exchange heat when the cooling water in at least one of the cooling water circuit 150 and the cooling water circuit 250 is not circulating. That is, the cooling water-cooling water heat exchanger 58 switches between thermal connection and separation between the cooling water circulating in the cooling water circuit 150 and the cooling water circulating in the cooling water circuit 250 .
  • the cooling water circuit 250 includes an electric pump 251, an outdoor heat exchanger 52, a gas-liquid separator 255, a cooling water-cooling water heat exchanger 58, a drive system heat exchanger 259, a bypass passage 256, and a three-way and a valve 257 .
  • Coolant-coolant heat exchanger 58, bypass passage 256 and three-way valve 257 constitute a first thermal coupler.
  • the outdoor heat exchanger 52 is provided downstream of the electric pump 51 and upstream of the drive system heat exchanger 259 .
  • the drive system heat exchanger 259 is provided downstream of the outdoor heat exchanger 52 and upstream of the cooling water-cooling water heat exchanger 58 .
  • the drive system heat exchanger 259 exchanges heat with the drive motor 3 as a drive system component.
  • the drive system heat exchanger 259 recovers exhaust heat from the drive motor 3 and cools the drive motor 3 .
  • the drive system components may be any component that generates heat during operation, so instead of the drive motor 3, an inverter (not shown) for driving the drive motor 3, an internal combustion engine (not shown), or the like may be used. good too.
  • the cooling water-cooling water heat exchanger 58 is provided downstream of the drive system heat exchanger 259 and upstream of the electric pump 251 and gas-liquid separator 255 .
  • a bypass passage 256 connects the upstream side of the cooling water-cooling water heat exchanger 58 and the downstream side of the cooling water-cooling water heat exchanger 58 . Cooling water that bypasses the cooling water-cooling water heat exchanger 58 flows through the bypass passage 256 .
  • the three-way valve 257 is switched by command signals from the controller.
  • the three-way valve 257 selects between a normal state in which the cooling water flows through the cooling water-cooling water heat exchanger 58 and a bypass state in which the cooling water bypasses the cooling water-cooling water heat exchanger 58 and flows through the bypass passage 256. switch.
  • the three-way valve 257 is switched to the normal state, cooling water does not flow through the bypass passage 256 .
  • the three-way valve 257 is switched to the bypass state, cooling water does not flow through the cooling water-cooling water heat exchanger 58 .
  • a thick solid line indicates a portion through which the refrigerant or cooling water flows
  • a thin solid line indicates a portion where the refrigerant or cooling water stops flowing.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a case where the temperature control system 201 is operated in the second single heat absorption mode and the air conditioner 10 performs heating operation.
  • the air mix door 13 is adjusted to a position where the air flowing inside the case 14 passes through the heater core 22.
  • variable throttle mechanism 27 is switched to a closed state that blocks passage of the refrigerant.
  • variable throttle mechanism 28 is switched to a closed state that blocks passage of refrigerant.
  • variable throttling mechanism 29 is switched to a throttling state in which the refrigerant is decompressed and expanded.
  • the channel switching valve 31 is switched to an open state in which the refrigerant flows through the bypass passage 30 .
  • the channel switching valve 33 is switched to a closed state that blocks passage of the refrigerant.
  • the electric pump 51 operates to circulate the cooling water.
  • the three-way valve 57 is switched to a bypass state in which the cooling water bypasses the storage battery heat exchanger 53 and flows through the bypass passage 56 .
  • Electric hot water heater 54 heats the cooling water in cooling water circuit 150 .
  • an electric pump 251 operates to circulate the cooling water.
  • the cooling water circulating in the cooling water circuit 250 can be set to a different flow rate than the cooling water circulating in the cooling water circuit 150 .
  • the three-way valve 257 is switched to the normal state in which cooling water flows through the cooling water-cooling water heat exchanger 58 .
  • the refrigerant compressed by the electric compressor 21 flows into the heater core 22, exchanges heat with the air passing through the heater core 22, and liquefies.
  • the air heated by passing through the heater core 22 is led from the case 14 into the vehicle interior. Thereby, the vehicle interior is heated.
  • the refrigerant liquefied in the heater core 22 passes through the bypass passage 30 and is led to the variable throttle mechanism 29 .
  • the refrigerant flowing into the variable throttle mechanism 29 is decompressed and expanded through the variable throttle mechanism 29 and flows into the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 .
  • the refrigerant that has flowed into the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 exchanges heat with the cooling water in the cooling water circuit 50 and is vaporized.
  • the cooling water is circulating in the cooling water circuit 150 by the electric pump 51 .
  • heat exchange between the cooling water circulating in the cooling water circuit 150 and the cooling water circulating in the cooling water circuit 250 increases the temperature of the cooling water.
  • the cooling water whose temperature has increased in the cooling water-cooling water heat exchanger 58 is guided to the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 to heat the refrigerant in the refrigeration cycle circuit 20 .
  • the cooling water whose temperature has been lowered by exchanging heat with the refrigerant in the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 is heated by the electric water heater 54 to raise its temperature.
  • the cooling water heated by the electric water heater 54 passes through the three-way valve 57, the bypass passage 56, and the gas-liquid separator 55 and is supplied to the electric pump 51 again.
  • the cooling water is circulated by an electric pump 251 .
  • the cooling water whose temperature has been lowered by exchanging heat with the cooling water circulating in the cooling water circuit 150 in the cooling water-cooling water heat exchanger 58 passes through the gas-liquid separator 255 and the electric pump 251 to perform outdoor heat exchange. It is guided to vessel 52 .
  • the temperature of the cooling water rises due to heat exchange with the outside air.
  • the cooling water whose temperature has risen in the outdoor heat exchanger 52 recovers exhaust heat of the drive motor 3 in the drive system heat exchanger 259, and the temperature further rises.
  • the cooling water whose temperature has risen in the drive system heat exchanger 259 passes through the three-way valve 257 and is supplied to the cooling water-cooling water heat exchanger 58 again.
  • heat is absorbed from the outside air to the cooling water in the outdoor heat exchanger 52 of the cooling water circuit 250, heat is absorbed from the cooling water to the cooling water in the cooling water-cooling water heat exchanger 58, and the cooling water-refrigerant heat exchanger At 26 heat can be absorbed from the cooling water to the refrigerant.
  • the refrigerant vaporized in the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 flows into the gas-liquid separator 24 and is supplied to the electric compressor 21 again.
  • the refrigerant circulates through the refrigeration cycle circuit 20, and the cooling water circulates through the cooling water circuit 150 and the cooling water circuit 250, thereby heating the air flowing through the case 14, The vehicle interior is heated.
  • the cooling water is heated by the electric water heater 54, and the cooling water-refrigerant heat is In the exchanger 26 , heat is absorbed by the refrigerant from the cooling water heated by the electric water heater 54 . Therefore, the cooling water heated by the electric hot water heater 54 can be used to perform the heat pump heating operation. Therefore, the heat pump heating operation using the refrigerating cycle circuit 20 can be performed even if the outside air temperature is extremely low.
  • the cooling water is heated by the electric water heater 54, and the cooling water-refrigerant heat exchanger 26
  • the refrigerant absorbs heat from the cooling water heated by the electric water heater 54 . Therefore, the cooling water heated by the electric hot water heater 54 can be used to perform the heat pump heating operation. Therefore, the heat pump heating operation using the refrigerating cycle circuit 20 can be performed even if the outside air temperature is extremely low.
  • FIG. 1 A temperature control system 301 according to a third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 12 to 17.
  • FIG. 1 A temperature control system 301 according to a third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 12 to 17.
  • FIG. 1 A temperature control system 301 according to a third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 12 to 17.
  • FIG. 1 A temperature control system 301 according to a third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 12 to 17.
  • FIG. 12 is a configuration diagram of the temperature control system 301. As shown in FIG.
  • the temperature control system 301 is a system mounted on the vehicle, which air-conditions the interior of the vehicle and adjusts the temperature of the storage battery 2 .
  • the temperature control system 301 includes an air conditioner 10 and a cooling water circuit 305 through which cooling water circulates.
  • the cooling water circuit 305 includes a cooling water circuit 306 as a first cooling water circuit, a cooling water circuit 250, a cooling water-cooling water heat exchanger 58, and a four-way valve 358 as a second heat coupler.
  • the cooling water circuit 306 includes a cooling water circuit 350 as a third cooling water circuit in which cooling water circulates, and a cooling water circuit 450 as a fourth cooling water circuit in which cooling water circulates.
  • the cooling water circuit 250 includes an electric pump 251, an outdoor heat exchanger 52, a gas-liquid separator 255, a cooling water-cooling water heat exchanger 58, a drive system heat exchanger 259, a bypass passage 256, and a three-way and a valve 257 .
  • the cooling water-cooling water heat exchanger 58 is provided downstream of the drive system heat exchanger 259 and upstream of the electric pump 251 and gas-liquid separator 255 .
  • the cooling water circuit 350 includes an electric pump 351 as a third pump that sucks and discharges cooling water, a gas-liquid separator 355, a cooling water-refrigerant heat exchanger 26, a cooling water-cooling water heat exchanger 58, and a four-way valve 358 .
  • the four-way valve 358 corresponds to the second thermal coupler.
  • the electric pump 351 is provided upstream of the cooling water-cooling water heat exchanger 58.
  • the electric pump 351 is driven by an electric motor (not shown) to suck and discharge the cooling water in the cooling water circuit 350 and circulate it.
  • the rotation speed of the electric pump 351 is controlled by a command signal from the controller.
  • a gas-liquid separator 355 is provided upstream of the electric pump 351 .
  • the gas-liquid separator 355 separates air bubbles generated in the cooling water flowing through the cooling water circuit 350 and allows only liquid cooling water to flow into the electric pump 351 .
  • the cooling water-cooling water heat exchanger 58 is provided downstream of the electric pump 351 and upstream of the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 .
  • a four-way valve 358 is provided downstream of the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 and upstream of the electric pump 351 and gas-liquid separator 355 .
  • the cooling water circuit 450 has an electric pump 51 , a storage battery heat exchanger 53 , an electric hot water heater 54 , a gas-liquid separator 55 , a four-way valve 358 , a bypass passage 56 and a three-way valve 57 .
  • a four-way valve 358 is provided downstream of the electric pump 51 and upstream of the electric water heater 54 .
  • the four-way valve 358 is switched by command signals from the controller.
  • the four-way valve 358 separates the cooling water circuit 350 and the cooling water circuit 450 to independently circulate the cooling water, and connects the cooling water circuit 350 and the cooling water circuit 450 to continuously connect the cooling water. and a connected state that circulates the
  • the cooling water sucked and discharged by the electric pump 51 is guided to the gas-liquid separator 355, and the cooling water that has passed through the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 is converted into electricity. It is led to the hot water heater 54 . That is, the four-way valve 358 switches between thermal connection and separation between the cooling water circulating in the cooling water circuit 350 and the cooling water circulating in the cooling water circuit 450 .
  • FIG. 13 to 17 thick solid lines indicate portions through which the refrigerant or cooling water flows, and thin solid lines indicate portions where the refrigerant or cooling water stops flowing.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a case where the temperature control system 301 is operated in the simultaneous heat absorption mode and the air conditioner 10 performs heating operation.
  • the air mix door 13 is adjusted to a position where the air flowing inside the case 14 passes through the heater core 22.
  • variable throttle mechanism 27 is switched to a closed state that blocks passage of the refrigerant.
  • variable throttling mechanism 28 is switched to a throttling state in which the refrigerant is decompressed and expanded.
  • variable throttling mechanism 29 is switched to a throttling state in which the refrigerant is decompressed and expanded.
  • the channel switching valve 31 is switched to an open state in which part of the refrigerant flows through the bypass passage 30 .
  • the channel switching valve 33 is switched to an open state in which the refrigerant flows through the bypass passage 32 .
  • an electric pump 251 operates to circulate the cooling water.
  • the three-way valve 257 is switched to the normal state in which cooling water flows through the cooling water-cooling water heat exchanger 58 .
  • an electric pump 351 operates to circulate the cooling water.
  • the electric pump 51 operates to circulate the cooling water.
  • Electric hot water heater 54 heats the cooling water in cooling water circuit 350 .
  • the three-way valve 57 is switched to a normal state in which cooling water flows through the battery heat exchanger 53 .
  • the four-way valve 358 is switched to a separated state in which the cooling water circuit 350 and the cooling water circuit 450 are separated and the cooling water is circulated independently.
  • the refrigerant compressed by the electric compressor 21 flows into the heater core 22, exchanges heat with the air passing through the heater core 22, and liquefies.
  • the air heated by passing through the heater core 22 is led from the case 14 into the vehicle interior. Thereby, the vehicle interior is heated.
  • the refrigerant liquefied in the heater core 22 is branched and guided to the variable throttle mechanism 28 and the variable throttle mechanism 29 .
  • the refrigerant guided to the variable throttle mechanism 28 is decompressed and expanded by the variable throttle mechanism 28 and flows into the outdoor heat exchanger 23 .
  • the refrigerant that has flowed into the outdoor heat exchanger 23 exchanges heat with the outside air introduced into the outdoor heat exchanger 23 and is vaporized.
  • the refrigerant introduced to the variable throttle mechanism 29 via the bypass passage 30 is decompressed and expanded by the variable throttle mechanism 29 and flows into the coolant-refrigerant heat exchanger 26 .
  • the refrigerant that has flowed into the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 exchanges heat with the cooling water in the cooling water circuit 350 and is vaporized.
  • the cooling water is circulating in the cooling water circuit 350 by the electric pump 351 .
  • the cooling water whose temperature has been lowered by exchanging heat with the refrigerant in the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 passes through the gas-liquid separator 355 and the electric pump 351 and is guided to the cooling water-cooling water heat exchanger 58.
  • heat exchange with the cooling water circulating in the cooling water circuit 250 raises the temperature of the cooling water.
  • the cooling water whose temperature has risen in the cooling water-cooling water heat exchanger 58 is supplied to the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 again.
  • the cooling water is circulated by an electric pump 251 .
  • the cooling water whose temperature has been lowered by exchanging heat with the cooling water circulating in the cooling water circuit 150 in the cooling water-cooling water heat exchanger 58 passes through the gas-liquid separator 255 and the electric pump 251 to perform outdoor heat exchange. It is guided to vessel 52 .
  • the temperature of the cooling water rises due to heat exchange with the outside air.
  • the cooling water whose temperature has risen in the outdoor heat exchanger 52 passes through the three-way valve 257 and is supplied to the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 again.
  • heat is absorbed from the outside air to the cooling water in the outdoor heat exchanger 52 of the cooling water circuit 250, heat is absorbed from the cooling water to the cooling water in the cooling water-cooling water heat exchanger 58, and the cooling water-refrigerant heat exchanger At 26 heat can be absorbed from the cooling water to the refrigerant.
  • the cooling water circuit 450 the cooling water is circulated by the electric pump 51.
  • the four-way valve 358 is switched to the separated state in which the cooling water circuit 350 and the cooling water circuit 450 are separated and the cooling water is circulated independently, so that the cooling water sucked and discharged by the electric pump 51 is , is heated by an electric hot water heater 54 , passes through a three-way valve 57 and is led to a storage battery heat exchanger 53 .
  • the storage battery heat exchanger 53 the storage battery 2 is heated by heat exchange with cooling water.
  • the cooling water that has heated the storage battery 2 passes through the gas-liquid separator 55 and is supplied to the electric pump 51 again.
  • the refrigerant in the refrigeration cycle circuit 20 absorbs heat from the outdoor heat exchanger 52 via the cooling water-cooling water heat exchanger 58 and the cooling water-refrigerant heat exchanger 26, and the storage battery 2 can be warmed.
  • the refrigerant vaporized in the outdoor heat exchanger 23 and the refrigerant vaporized in the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 flow into the gas-liquid separator 24 and are supplied to the electric compressor 21 again.
  • the refrigerant circulates through the refrigeration cycle circuit 20, and the cooling water circulates through the cooling water circuits 250, 350, and 450, so that the air flowing through the case 14 is The vehicle interior is heated by heating.
  • the outdoor heat exchanger 23 of the refrigeration cycle circuit 20 absorbs heat from the outside air to the refrigerant
  • the outdoor heat exchanger 52 of the cooling water circuit 250 absorbs heat from the outside air to the cooling water, thereby cooling.
  • the water-cooling water heat exchanger 58 absorbs heat from the cooling water to the cooling water
  • the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 absorbs heat from the cooling water to the refrigerant. Therefore, since a plurality of heat absorption sources from the outside air can be provided, a decrease in the surface temperature of the heat exchange surfaces of the outdoor heat exchanger 23 and the outdoor heat exchanger 52 can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the formation of frost on the outdoor heat exchanger 23 when the temperature is low.
  • the refrigerant in the refrigeration cycle circuit 20 absorbs heat from the outdoor heat exchanger 52 via the cooling water-cooling water heat exchanger 58 and the cooling water-refrigerant heat exchanger 26, and the storage battery 2 is absorbed. Warming is possible.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a case where the temperature control system 301 is operated in the third single heat absorption mode and the air conditioner 10 performs heating operation.
  • the third single endothermic mode is a mode that operates when the inside of the vehicle is heated when the outside air temperature is extremely low (eg -10° C. or lower).
  • the air mix door 13 is adjusted to a position where the air flowing inside the case 14 passes through the heater core 22.
  • variable throttle mechanism 27 is switched to a closed state that blocks passage of the refrigerant.
  • variable throttle mechanism 28 is switched to a closed state that blocks passage of refrigerant.
  • variable throttling mechanism 29 is switched to a throttling state in which the refrigerant is decompressed and expanded.
  • the channel switching valve 31 is switched to an open state in which the refrigerant flows through the bypass passage 30 .
  • the channel switching valve 33 is switched to a closed state that blocks passage of the refrigerant.
  • an electric pump 251 operates to circulate the cooling water.
  • the three-way valve 257 is switched to a bypass state in which the cooling water bypasses the cooling water-cooling water heat exchanger 58 and flows through the bypass passage 256 .
  • the four-way valve 358 is switched to a connected state in which the cooling water circuit 350 and the cooling water circuit 450 are connected to continuously circulate the cooling water.
  • the electric pump 351 and the electric pump 51 are operated to continuously circulate the cooling water between the cooling water circuit 350 and the cooling water circuit 450 .
  • Electric hot water heater 54 heats the cooling water in cooling water circuit 305 .
  • the three-way valve 57 is switched to a bypass state in which the cooling water bypasses the storage battery heat exchanger 53 and flows through the bypass passage 56 .
  • the refrigerant compressed by the electric compressor 21 flows into the heater core 22, exchanges heat with the air passing through the heater core 22, and liquefies.
  • the air heated by passing through the heater core 22 is led from the case 14 into the vehicle interior. Thereby, the vehicle interior is heated.
  • the refrigerant liquefied in the heater core 22 passes through the bypass passage 30 and is led to the variable throttle mechanism 29 .
  • the refrigerant flowing into the variable throttle mechanism 29 is decompressed and expanded through the variable throttle mechanism 29 and flows into the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 .
  • the refrigerant that has flowed into the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 exchanges heat with the cooling water in the cooling water circuit 306 and is vaporized.
  • the cooling water is circulating in the cooling water circuit 306 by the electric pumps 351 and 51 .
  • the cooling water whose temperature has been lowered by exchanging heat with the refrigerant in the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 is guided to the electric water heater 54 and heated.
  • the cooling water heated by the electric water heater 54 passes through a three-way valve 57, a gas-liquid separator 55, an electric pump 51, a four-way valve 358, a gas-liquid separator 355, an electric pump 351, and a cooling water-cooling water heat exchanger. 58 and is led to the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 again.
  • cooling water-cooling water heat exchanger 58 since the three-way valve 257 is switched to the bypass state, heat exchange with the cooling water in the cooling water circuit 250 is not performed. As a result, the electric hot water heater 54 of the cooling water circuit 305 can heat the cooling water, and the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 can absorb heat from the cooling water to the refrigerant.
  • the cooling water heated by the electric water heater 54 it is possible for the cooling water heated by the electric water heater 54 to absorb heat into the refrigerant in the refrigeration cycle circuit 20 .
  • the refrigerant vaporized in the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 flows into the gas-liquid separator 24 and is supplied to the electric compressor 21 again.
  • the refrigerant circulates through the refrigeration cycle circuit 20, and the cooling water circulates through the cooling water circuit 250 and the cooling water circuit 305, thereby heating the air flowing through the case 14, The vehicle interior is heated.
  • the heating operation can be performed even when the outside air temperature is extremely low.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a case where the temperature control system 301 is operated in the storage battery heating mode.
  • the storage battery warming mode is a mode that operates when the temperature of the storage battery 2 is low and it is necessary to heat the storage battery 2 .
  • the HVAC unit 11 and the refrigeration cycle circuit 20 are appropriately operated according to the required operation mode of the air conditioner 10 .
  • an electric pump 251 operates to circulate the cooling water.
  • the three-way valve 257 is switched to the normal state in which cooling water flows through the cooling water-cooling water heat exchanger 58 .
  • the electric pump 351 is stopped to stop circulation of the cooling water.
  • the electric pump 51 operates to circulate the cooling water.
  • Electric hot water heater 54 heats the cooling water in cooling water circuit 350 .
  • the three-way valve 57 is switched to a normal state in which cooling water flows through the battery heat exchanger 53 .
  • the four-way valve 358 is switched to a separated state in which the cooling water circuit 350 and the cooling water circuit 450 are separated and the cooling water is circulated independently. Therefore, cooling water circulates in the cooling water circuit 450 independently of the cooling water circuit 250 and the cooling water circuit 350 .
  • the cooling water circuit 450 the cooling water is circulated by the electric pump 51.
  • the cooling water sucked and discharged by the electric pump 51 is heated by the electric hot water heater 54 , passes through the three-way valve 57 and is led to the storage battery heat exchanger 53 .
  • the storage battery heat exchanger 53 the storage battery 2 is heated by heat exchange with cooling water.
  • the cooling water that has heated the storage battery 2 passes through the gas-liquid separator 55 and is supplied to the electric pump 51 again.
  • the temperature control system 301 can heat the storage battery 2 using the cooling water heated by the electric water heater 54 .
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a case where temperature control system 301 is operated in the first battery cooling mode.
  • the first storage battery cooling mode is a mode that operates when the temperature of the storage battery 2 is high and the storage battery 2 needs to be cooled.
  • the air mix door 13 is adjusted to a position where the air flowing inside the case 14 passes through the heater core 22.
  • variable throttle mechanism 27 is switched to a closed state that blocks passage of the refrigerant.
  • variable throttling mechanism 28 is switched to a throttling state in which the refrigerant is decompressed and expanded.
  • variable throttling mechanism 29 is switched to a throttling state in which the refrigerant is decompressed and expanded.
  • the channel switching valve 31 is switched to an open state in which part of the refrigerant flows through the bypass passage 30 .
  • the channel switching valve 33 is switched to an open state in which the refrigerant flows through the bypass passage 32 .
  • an electric pump 251 operates to circulate the cooling water.
  • the three-way valve 257 is switched to a bypass state in which the cooling water bypasses the cooling water-cooling water heat exchanger 58 and flows through the bypass passage 256 .
  • the four-way valve 358 is switched to a connected state in which the cooling water circuit 350 and the cooling water circuit 450 are connected to continuously circulate the cooling water.
  • the electric pump 351 and the electric pump 51 are operated to continuously circulate the cooling water between the cooling water circuit 350 and the cooling water circuit 450 .
  • Electric hot water heater 54 heats the cooling water in cooling water circuit 306 .
  • the three-way valve 57 is switched to a normal state in which cooling water flows through the battery heat exchanger 53 .
  • the refrigerant compressed by the electric compressor 21 flows into the heater core 22, exchanges heat with the air passing through the heater core 22, and liquefies.
  • the air heated by passing through the heater core 22 is led from the case 14 into the vehicle interior. Thereby, the vehicle interior is heated.
  • the refrigerant liquefied in the heater core 22 is branched and guided to the variable throttle mechanism 28 and the variable throttle mechanism 29 .
  • the refrigerant guided to the variable throttle mechanism 28 is decompressed and expanded by the variable throttle mechanism 28 and flows into the outdoor heat exchanger 23 .
  • the refrigerant that has flowed into the outdoor heat exchanger 23 exchanges heat with the outside air introduced into the outdoor heat exchanger 23 and is vaporized.
  • the refrigerant introduced to the variable throttle mechanism 29 via the bypass passage 30 is decompressed and expanded by the variable throttle mechanism 29 and flows into the coolant-refrigerant heat exchanger 26 .
  • the refrigerant that has flowed into the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 exchanges heat with the cooling water in the cooling water circuit 350 and is vaporized.
  • the cooling water is circulating in the cooling water circuit 305 by the electric pumps 351 and 51 .
  • the cooling water whose temperature has been lowered by exchanging heat with the refrigerant in the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 passes through the four-way valve 358, the electric water heater 54, and the three-way valve 57 and is led to the storage battery heat exchanger 53. .
  • the storage battery heat exchanger 53 the storage battery 2 is cooled by heat exchange with cooling water.
  • the cooling water that has cooled the storage battery 2 passes through the gas-liquid separator 55, the electric pump 51, the four-way valve 358, the gas-liquid separator 355, the electric pump 351, and the cooling water-cooling water heat exchanger 58, and returns to the cooling water.
  • the temperature control system 301 it is possible to cool the storage battery 2 using the cooling water cooled by the cooling water-refrigerant heat exchanger .
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a case where temperature control system 301 is operated in the second battery cooling mode.
  • the second storage battery cooling mode is a mode that operates when the temperature of the storage battery 2 is high and the storage battery 2 needs to be cooled.
  • the HVAC unit 11 and the refrigeration cycle circuit 20 are appropriately operated according to the required operation mode of the air conditioner 10 .
  • an electric pump 251 operates to circulate the cooling water.
  • the three-way valve 257 is switched to the normal state in which cooling water flows through the cooling water-cooling water heat exchanger 58 .
  • the four-way valve 358 is switched to a connected state in which the cooling water circuit 350 and the cooling water circuit 450 are connected to continuously circulate the cooling water.
  • the electric pump 351 and the electric pump 51 operate to continuously circulate the cooling water between the cooling water circuit 350 and the cooling water circuit 450 .
  • the three-way valve 57 is switched to a normal state in which cooling water flows through the battery heat exchanger 53 .
  • the cooling water circuit 250 the cooling water sucked and discharged by the electric pump 251 is guided to the outdoor heat exchanger 52 .
  • the temperature is lowered by heat exchange with the outside air.
  • the cooling water whose temperature has decreased in the outdoor heat exchanger 52 passes through the drive system heat exchanger 259, the three-way valve 257, the cooling water-refrigerant heat exchanger 26, and the gas-liquid separator 255, and the electric pump 251 again. supplied to
  • the cooling water is circulated by the electric pumps 351 and 51 .
  • the cooling water whose temperature has been lowered by exchanging heat with the cooling water in the cooling water circuit 250 in the cooling water-cooling water heat exchanger 58 is sent to the cooling water-refrigerant heat exchanger 26, the four-way valve 358, and the electric hot water heater 54. , and the three-way valve 57 to the storage battery heat exchanger 53 .
  • the storage battery heat exchanger 53 the storage battery 2 is cooled by heat exchange with cooling water.
  • the cooling water that has cooled the storage battery 2 passes through the gas-liquid separator 55, the electric pump 51, the four-way valve 358, the gas-liquid separator 355, and the electric pump 351, and is supplied again to the cooling water-cooling water heat exchanger 58. be.
  • the temperature control system 301 it is possible to cool the storage battery 2 using the cooling water cooled by the outdoor heat exchanger 52.
  • the electric water heater 54 heats the cooling water
  • the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 The refrigerant absorbs heat from the cooling water heated by the electric water heater 54 . Therefore, the cooling water heated by the electric hot water heater 54 can be used to perform the heat pump heating operation. Therefore, the heat pump heating operation using the refrigerating cycle circuit 20 can be performed even if the outside air temperature is extremely low.
  • the refrigeration cycle circuit 20 can be operated even when the outside air temperature is extremely low without stopping the operation of the refrigeration cycle circuit 20 during heating operation.
  • the temperature control system 301 can adjust the temperature of the storage battery 2 by operating in the storage battery heating mode, the first storage battery cooling mode, or the second storage battery cooling mode.
  • a temperature control system 401 according to a fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 18 to 21.
  • FIG. In each embodiment shown below, detailed description of each operation mode is omitted as appropriate, but operation in each operation mode and switching of operation modes are possible in the same manner as in the first to third embodiments.
  • FIG. 18 is a configuration diagram of the temperature control system 401. As shown in FIG.
  • the temperature control system 401 is a system that is mounted on the vehicle, and adjusts the temperature of the storage battery 2 while air-conditioning the interior of the vehicle.
  • the temperature control system 401 includes an air conditioner 10 and a cooling water circuit 405 through which cooling water circulates.
  • the cooling water circuit 405 includes a cooling water circuit 406 as a first cooling water circuit, a cooling water circuit 250, a four-way valve 358 as a third switching valve, and a four-way valve 458 as a first switching valve.
  • the cooling water circuit 406 includes a cooling water circuit 350 and a cooling water circuit 450 .
  • the four-way valve 458 constitutes the first thermal coupler
  • the four-way valve 358 constitutes the second thermal coupler.
  • the cooling water circuit 250 has an electric pump 251 , an outdoor heat exchanger 52 , a gas-liquid separator 255 , a drive system heat exchanger 259 and a four-way valve 458 .
  • a four-way valve 458 is provided downstream of the drive system heat exchanger 259 and upstream of the electric pump 251 and the gas-liquid separator 255 .
  • the cooling water circuit 350 has a cooling water-refrigerant heat exchanger 26, a four-way valve 358, and a four-way valve 458.
  • a four-way valve 358 is provided downstream of the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 .
  • a four-way valve 458 is provided upstream of the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 . At this time, the four-way valve 458 corresponds to the first thermal coupler.
  • the cooling water circuit 450 includes an electric pump 51, a storage battery heat exchanger 53, an electric hot water heater 54, a gas-liquid separator 55, a four-way valve 358, a bypass passage 56 as a second bypass passage, and a second bypass. It has a three-way valve 57 as a switching valve, a bypass passage 456 as a first bypass passage, a three-way valve 457 as a first bypass switching valve, and an outdoor heat exchanger 452 as a second outdoor heat exchanger.
  • the four-way valve 358 is provided downstream of the three-way valve 457 and upstream of the electric water heater 54 .
  • a bypass passage 456 connects the upstream of the four-way valve 358 and the downstream of the electric pump 51 . Cooling water that bypasses the outdoor heat exchanger 452 flows through the bypass passage 456 .
  • the three-way valve 357 is switched by command signals from the controller.
  • the three-way valve 457 switches between a normal state in which the cooling water flows through the outdoor heat exchanger 452 and a bypass state in which the cooling water bypasses the outdoor heat exchanger 452 and flows through the bypass passage 456 .
  • the three-way valve 457 is switched to the normal state, cooling water does not flow through the bypass passage 456 .
  • the three-way valve 457 is switched to the bypass state, cooling water does not flow through the outdoor heat exchanger 452 .
  • the outdoor heat exchanger 452 is provided downstream of the electric pump 51 and upstream of the four-way valve 358 when the three-way valve 457 is switched to the normal state.
  • the outdoor heat exchanger 452 is arranged, for example, in the engine room of the vehicle (the motor room in electric vehicles).
  • the outdoor heat exchanger 452 exchanges heat between the cooling water and the outside air. Outside air is introduced into the outdoor heat exchanger 452 by running of the vehicle or rotation of an outdoor fan (not shown).
  • the four-way valve 358 separates the cooling water circuit 350 and the cooling water circuit 450 to independently circulate the cooling water, and connects the cooling water circuit 350 and the cooling water circuit 450 to continuously connect the cooling water. and a connected state that circulates the
  • the cooling water sucked and discharged by the electric pump 51 is selected depending on the state of the three-way valve 357 to pass through the outdoor heat exchanger 452 or not. through the cooling water circuit 350 .
  • the cooling water that has passed through the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 passes through the four-way valve 358 and is led to the electric water heater 54 . That is, the four-way valve 358 switches between thermal connection and separation between the cooling water circulating in the cooling water circuit 350 and the cooling water circulating in the cooling water circuit 450 .
  • the four-way valve 458 is switched by command signals from the controller.
  • the four-way valve 458 separates the cooling water circuit 250 and the cooling water circuit 350 to independently circulate the cooling water, and connects the cooling water circuit 250 and the cooling water circuit 350 to continuously connect the cooling water. and a connected state that circulates the That is, the cooling water circuit 350 and the cooling water circuit 250 have independent flow paths that stop heat exchange, mixing, and merging and are thermally independent.
  • the four-way valve 458 is switched to the connected state, the cooling water sucked and discharged by the electric pump 251 passes through the outdoor heat exchanger 52, the drive system heat exchanger 259, and the four-way valve 458, and the cooling water-refrigerant It is led to heat exchanger 26 .
  • the cooling water that has passed through the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 passes through the four-way valve 358, the four-way valve 458, and the gas-liquid separator 255 and is led to the electric pump 251 again. That is, the four-way valve 458 switches between thermal connection and separation between the cooling water circulating in the cooling water circuit 250 and the cooling water circulating in the cooling water circuit 350 .
  • FIG. 19 to 21 thick solid lines indicate portions through which the refrigerant or cooling water flows, and thin solid lines indicate portions where the refrigerant or cooling water stops flowing.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a case where the temperature control system 401 is operated in the simultaneous heat absorption mode as the first mode, the air conditioner 10 performs heating operation, and the storage battery 2 is cooled.
  • the air mix door 13 is adjusted to a position where the air flowing inside the case 14 passes through the heater core 22.
  • variable throttle mechanism 27 is switched to a closed state that blocks passage of the refrigerant.
  • variable throttling mechanism 28 is switched to a throttling state in which the refrigerant is decompressed and expanded.
  • variable throttling mechanism 29 is switched to a throttling state in which the refrigerant is decompressed and expanded.
  • the channel switching valve 31 is switched to an open state in which part of the refrigerant flows through the bypass passage 30 .
  • the channel switching valve 33 is switched to an open state in which the refrigerant flows through the bypass passage 32 .
  • an electric pump 251 operates to circulate the cooling water.
  • the electric pump 51 operates to circulate the cooling water.
  • the three-way valve 57 is switched to a normal state in which cooling water flows through the battery heat exchanger 53 .
  • the three-way valve 457 is switched to a normal state in which cooling water flows through the outdoor heat exchanger 452 .
  • the four-way valve 358 is switched to a separated state in which the cooling water circuit 350 and the cooling water circuit 450 are separated and the cooling water is circulated independently.
  • the four-way valve 458 is switched to a connected state in which the cooling water circuit 250 and the cooling water circuit 350 are connected to continuously circulate the cooling water.
  • the refrigerant compressed by the electric compressor 21 flows into the heater core 22, exchanges heat with the air passing through the heater core 22, and liquefies.
  • the air heated by passing through the heater core 22 is led from the case 14 into the vehicle interior. Thereby, the vehicle interior is heated.
  • the refrigerant liquefied in the heater core 22 is branched and guided to the variable throttle mechanism 28 and the variable throttle mechanism 29 .
  • the refrigerant guided to the variable throttle mechanism 28 is decompressed and expanded by the variable throttle mechanism 28 and flows into the outdoor heat exchanger 23 .
  • the refrigerant that has flowed into the outdoor heat exchanger 23 exchanges heat with the outside air introduced into the outdoor heat exchanger 23 and is vaporized.
  • the refrigerant introduced to the variable throttle mechanism 29 via the bypass passage 30 is decompressed and expanded by the variable throttle mechanism 29 and flows into the coolant-refrigerant heat exchanger 26 .
  • the refrigerant that has flowed into the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 exchanges heat with the cooling water in the cooling water circuit 350 and is vaporized.
  • the cooling water is circulating in the cooling water circuit 406 by the electric pump 251 .
  • the cooling water whose temperature has decreased by exchanging heat with the refrigerant in the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 passes through the four-way valve 358, the four-way valve 458, the gas-liquid separator 255, and the electric pump 251 to perform outdoor heat exchange. It is guided to vessel 52 .
  • the temperature of the cooling water rises due to heat exchange with the outside air.
  • the cooling water whose temperature has risen in the outdoor heat exchanger 52 is further heated in the drive system heat exchanger 259, passes through the four-way valve 458, and is supplied to the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 again.
  • the cooling water circuit 450 the cooling water is circulated by the electric pump 51. Cooling water sucked and discharged by the electric pump 51 passes through the three-way valve 457 and is led to the outdoor heat exchanger 452 to be cooled. At this time, since the four-way valve 358 is switched to the separated state in which the cooling water circuit 350 and the cooling water circuit 450 are separated and the cooling water is circulated independently, Water passes through the four-way valve 358 , the electric water heater 54 and the three-way valve 57 and is led to the storage battery heat exchanger 53 . In the storage battery heat exchanger 53, the storage battery 2 is cooled by heat exchange with cooling water. The cooling water whose temperature has risen by cooling the storage battery 2 passes through the gas-liquid separator 55 and is supplied to the electric pump 51 again.
  • the refrigerant in the refrigeration cycle circuit 20 absorbs heat from the outdoor heat exchanger 52 via the cooling water-cooling water heat exchanger 58 and the cooling water-refrigerant heat exchanger 26, and It is possible to cool the storage battery 2 by releasing heat from the cooling water in the cooling water circuit 450 in the heat exchanger 452 .
  • the refrigerant vaporized in the outdoor heat exchanger 23 and the refrigerant vaporized in the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 flow into the gas-liquid separator 24 and are supplied to the electric compressor 21 again.
  • the refrigerant circulates through the refrigerating cycle circuit 20, and the cooling water circulates through the cooling water circuits 250 and 350, thereby heating the air flowing through the case 14, thereby is heated.
  • the outdoor heat exchanger 23 of the refrigeration cycle circuit 20 absorbs heat from the outside air to the refrigerant
  • the outdoor heat exchanger 52 of the cooling water circuit 250 absorbs heat from the outside air to the cooling water, thereby cooling.
  • heat is absorbed from the cooling water to the refrigerant. Therefore, since a plurality of heat absorption sources from the outside air can be provided, a decrease in the surface temperature of the heat exchange surfaces of the outdoor heat exchanger 23 and the outdoor heat exchanger 52 can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the formation of frost on the outdoor heat exchanger 23 and the outdoor heat exchanger 52 when the temperature is low.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating a case where the temperature control system 401 is operated in the simultaneous heat absorption mode, the air conditioner 10 performs heating operation, and the storage battery 2 is heated.
  • the three-way valve 457 is switched to a bypass state in which the cooling water bypasses the outdoor heat exchanger 452 and flows through the bypass passage 456 .
  • Electric hot water heater 54 heats the cooling water in cooling water circuit 250 .
  • the cooling water circuit 450 the cooling water is circulated by the electric pump 51.
  • the four-way valve 358 is switched to the separated state in which the cooling water circuit 350 and the cooling water circuit 450 are separated and the cooling water is circulated independently, so that the cooling water sucked and discharged by the electric pump 51 is , the three-way valve 457 and the four-way valve 358 to the electric water heater 54 to be heated.
  • the cooling water heated by the electric hot water heater 54 passes through the three-way valve 57 and is led to the storage battery heat exchanger 53 .
  • the storage battery 2 In the storage battery heat exchanger 53, the storage battery 2 is heated by heat exchange with cooling water.
  • the cooling water whose temperature has been lowered by heating the storage battery 2 passes through the gas-liquid separator 55 and is supplied to the electric pump 51 again.
  • the temperature control system 401 can heat the storage battery 2 using the cooling water in the cooling water circuit 450 heated by the electric water heater 54 .
  • FIG. 21 is a diagram illustrating a case where the temperature control system 401 is operated in the third single heat absorption mode as the second mode and the air conditioner 10 performs the heating operation.
  • the third single endothermic mode is a mode that operates when the inside of the vehicle is heated when the outside air temperature is extremely low (eg -10° C. or lower).
  • the air mix door 13 is adjusted to a position where the air flowing inside the case 14 passes through the heater core 22.
  • variable throttle mechanism 27 is switched to a closed state that blocks passage of the refrigerant.
  • variable throttle mechanism 28 is switched to a closed state that blocks passage of refrigerant.
  • variable throttling mechanism 29 is switched to a throttling state in which the refrigerant is decompressed and expanded.
  • the channel switching valve 31 is switched to an open state in which the refrigerant flows through the bypass passage 30 .
  • the channel switching valve 33 is switched to a closed state that blocks passage of the refrigerant.
  • an electric pump 251 operates to circulate the cooling water.
  • the four-way valve 358 is switched to a connected state in which the cooling water circuit 350 and the cooling water circuit 450 are connected to continuously circulate the cooling water.
  • the four-way valve 458 is switched to a separated state in which the cooling water circuit 250 and the cooling water circuit 350 are separated and the cooling water is circulated independently.
  • the electric pump 51 operates to continuously circulate the cooling water between the cooling water circuits 350 and 450 .
  • Electric hot water heater 54 heats the cooling water in cooling water circuit 305 .
  • the three-way valve 57 is switched to a bypass state in which the cooling water bypasses the storage battery heat exchanger 53 and flows through the bypass passage 56 .
  • the three-way valve 457 is switched to a bypass state in which cooling water bypasses the outdoor heat exchanger 452 and flows through the bypass passage 456 .
  • the refrigerant compressed by the electric compressor 21 flows into the heater core 22, exchanges heat with the air passing through the heater core 22, and liquefies.
  • the air heated by passing through the heater core 22 is led from the case 14 into the vehicle interior. Thereby, the vehicle interior is heated.
  • the refrigerant liquefied in the heater core 22 passes through the bypass passage 30 and is guided to the variable throttle mechanism 29 .
  • the refrigerant that has flowed into the variable throttle mechanism 29 is decompressed and expanded through the variable throttle mechanism 29 and flows into the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 .
  • the refrigerant that has flowed into the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 exchanges heat with the cooling water in the cooling water circuit 306 and is vaporized.
  • the cooling water is circulated by the electric pump 51 in the cooling water circuit 406 .
  • the cooling water whose temperature has been lowered by exchanging heat with the refrigerant in the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 passes through the four-way valve 358 and is led to the electric water heater 54 to be heated.
  • the cooling water heated by the electric water heater 54 passes through the three-way valve 57, the gas-liquid separator 55, the electric pump 51, the three-way valve 457, the four-way valve 358, and the four-way valve 458, and the cooling water-refrigerant heat It is led to exchanger 26 .
  • the electric hot water heater 54 of the cooling water circuit 305 can heat the cooling water
  • the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 can absorb heat from the cooling water to the refrigerant.
  • the refrigerant vaporized in the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 flows into the gas-liquid separator 24 and is supplied to the electric compressor 21 again.
  • the refrigerant circulates through the refrigeration cycle circuit 20, and the cooling water circulates through the cooling water circuit 250 and the cooling water circuit 406, thereby heating the air flowing through the case 14.
  • the vehicle interior is heated.
  • the cooling water is heated by the electric water heater 54 without absorbing heat in the outdoor heat exchanger 23, the outdoor heat exchanger 52, and the outdoor heat exchanger 452. - Absorb heat in the refrigerant in the refrigerant heat exchanger 26; Therefore, the heating operation can be performed even when the outside air temperature is extremely low.
  • FIG. 22 is a configuration diagram of the temperature control system 401. As shown in FIG.
  • the outdoor heat exchanger 52 of the cooling water circuit 250 and the outdoor heat exchanger 452 of the cooling water circuit 450 are integrally provided. This makes it possible to simplify the layout of the outdoor heat exchanger 52 and the outdoor heat exchanger 452 in the vehicle.
  • the electric water heater 54 heats the cooling water
  • the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 The refrigerant absorbs heat from the cooling water heated by the electric water heater 54 . Therefore, the cooling water heated by the electric hot water heater 54 can be used to perform the heat pump heating operation. Therefore, the heat pump heating operation using the refrigerating cycle circuit 20 can be performed even if the outside air temperature is extremely low.
  • the refrigeration cycle circuit 20 can be operated even when the outside air temperature is extremely low without stopping the operation of the refrigeration cycle circuit 20 during heating operation.
  • the cooling water circuit 450 the cooling water is circulated by the electric pump 51 . Cooling water sucked and discharged by the electric pump 51 passes through the three-way valve 457 and is led to the outdoor heat exchanger 452 to be cooled. At this time, since the four-way valve 358 is switched to the separated state in which the cooling water circuit 350 and the cooling water circuit 450 are separated and the cooling water is circulated independently, Water passes through the four-way valve 358 , the electric water heater 54 and the three-way valve 57 and is led to the storage battery heat exchanger 53 . In the storage battery heat exchanger 53, the storage battery 2 is cooled by heat exchange with cooling water.
  • the cooling water circuit 450 the cooling water is circulated by the electric pump 51 .
  • the four-way valve 358 is switched to the separated state in which the cooling water circuit 350 and the cooling water circuit 450 are separated and the cooling water is circulated independently, so that the cooling water sucked and discharged by the electric pump 51 is , the three-way valve 457 and the four-way valve 358 to the electric water heater 54 to be heated.
  • the cooling water heated by the electric hot water heater 54 passes through the three-way valve 57 and is led to the storage battery heat exchanger 53 .
  • the storage battery 2 is heated by heat exchange with cooling water.
  • Cooling water in 450 can be used to regulate the temperature of storage battery 2 .
  • the temperature control system 401 includes the refrigeration cycle circuit 20 through which the refrigerant circulates and the cooling water circuit 405 through which the cooling water circulates.
  • the refrigeration cycle circuit 20 includes the electric compressor 21 that compresses the refrigerant, Cooling water-refrigerant heat exchange that exchanges heat between the heater core 22 that heats the air used for air conditioning using the heat of the refrigerant compressed by the electric compressor 21 and the refrigerant and the cooling water in the cooling water circuit 405
  • the cooling water circuit 405 has a cooling water-refrigerant heat exchanger 26 and an electric pump 51 that sucks and discharges the cooling water, and the cooling water circuit 406 in which the cooling water circulates, It has an outdoor heat exchanger 52 that exchanges heat between the cooling water and the outside air, an electric pump 251 that sucks and discharges the cooling water, and a drive system heat exchanger 259 that exchanges heat with the drive motor 3.
  • the cooling water circuit 406 has a cooling water-refrigerant heat exchanger 26, a cooling water circuit 350 through which the cooling water circulates, an electric water heater 54 that heats the cooling water, and a storage battery heat exchange that exchanges heat with the storage battery 2.
  • a device 53 an electric pump 51, an outdoor heat exchanger 452 that exchanges heat between the cooling water and the outside air, a bypass passage 456 through which the cooling water flows so as to bypass the outdoor heat exchanger 452, and an outdoor heat exchange a three-way valve 457 for switching between cooling water flowing through the vessel 452 and cooling water flowing through the bypass passage 456; a four-way valve 358 for switching between thermal connection and separation with the cooling water circulating in the water circuit 450, the four-way valve 458 thermally connecting the cooling water circuit 250 and the cooling water circuit 350, and 358 thermally separates the cooling water circuit 350 and the cooling water circuit 450, the drive system heat exchanger 259 absorbs heat from the drive motor 3, and the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 converts the cooling water to the refrigerant.
  • the heater core 22 By absorbing heat in the refrigeration cycle circuit 20, the heater core 22 performs a heating operation to heat the air, and the cooling water cooled by heat exchange with the outside air in the outdoor heat exchanger 452 is used to the storage battery heat exchanger 53. and a four-way valve 458 thermally isolates the cooling water circuit 250 and the cooling water circuit 350, and the four-way valve 358 thermally separates the cooling water circuit 250 and the cooling water circuit 450. , and the three-way valve 457 bypasses The cooling water is switched to flow through the passage 456, the cooling water is heated by the electric water heater 54, and the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 absorbs heat from the cooling water to the refrigerant, thereby supplying the refrigerant to the refrigeration cycle circuit 20. and a second mode in which the heater core 22 heats the air.
  • the four-way valve 458 thermally connects the cooling water circuit 250 and the cooling water circuit 350
  • the four-way valve 358 thermally connects the cooling water circuit 350 and the cooling water circuit 450. Since the cooling water does not flow continuously between the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 and the storage battery heat exchanger 53 in the separated state, the cooling water flowing through the storage battery heat exchanger 53 is the cooling water-refrigerant heat It is not affected by heat exchange in the exchanger 26.
  • the refrigeration cycle circuit 20 performs heating operation, and in a situation where the storage battery 2 slightly exceeds the preferable temperature range, the four-way valve 358 thermally connects the cooling water circuit 350 and the cooling water circuit 450.
  • the temperature of the cooling water may become negative due to heat exchange in the cooling water-refrigerant heat exchanger 26, and the cooling water is transferred to the storage battery heat exchanger 53.
  • the temperature of the storage battery 2 may become lower than the preferable temperature range, but if the operation is performed in the first mode, the cooling water cooled by heat exchange with the outside air in the outdoor heat exchanger 452 is supplied. Since the storage battery 2 is used, the storage battery 2 can be maintained in a preferable temperature range.
  • the four-way valve 458 thermally separates the cooling water circuit 250 and the cooling water circuit 350, and the four-way valve 358 thermally couples the cooling water circuit 350 and the cooling water circuit 450.
  • the electric hot water heater 54 is operated to heat the cooling water, and the refrigerant in the refrigeration cycle circuit 20 absorbs heat from the heated cooling water in the cooling water-refrigerant heat exchanger 26, so the outside air temperature is extremely high. Even when the temperature is low, the heating operation can be quickly performed regardless of the state of the drive motor 3.
  • FIG. 5 A temperature control system 501 according to a fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 23 and 24.
  • FIG. 5 A temperature control system 501 according to a fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 23 and 24.
  • FIG. 23 is a configuration diagram of the temperature control system 501. As shown in FIG.
  • the temperature control system 501 is a system mounted on the vehicle, which air-conditions the interior of the vehicle and adjusts the temperature of the storage battery 2 .
  • the temperature control system 501 includes an air conditioner 10, a cooling water circuit 305 through which cooling water circulates, and a cooling water circuit 550 as a fifth cooling water circuit through which cooling water circulates. Since the cooling water circuit 305 is similar to that of the third embodiment, detailed description is omitted here.
  • the air conditioner 10 has an HVAC unit 11, a refrigeration cycle circuit 520 through which refrigerant circulates, and a controller (not shown).
  • the air conditioner 10 is a heat pump system capable of cooling and heating.
  • the air conditioner 10 is mounted on a vehicle (not shown) and air-conditions the interior of the vehicle (not shown).
  • refrigerants for example, HF refrigerants such as HFC-123a and HFO-1234yf, and natural refrigerants such as R744 (CO 2 ) are used.
  • the refrigeration cycle circuit 520 includes an electric compressor 21, a refrigerant-cooling water heat exchanger 522 as a second heat exchanger, a gas-liquid separator 24, an evaporator 25, a cooling water-refrigerant heat exchanger 26, and a variable It has a throttle mechanism 27 , a variable throttle mechanism 29 , a bypass passage 34 and a check valve 36 .
  • the refrigerant-cooling water heat exchanger 522 uses the heat of the refrigerant compressed by the electric compressor 21 to heat the cooling water as the fluid in the cooling water circuit 550 .
  • the refrigerant-cooling water heat exchanger 522 and the cooling water circuit 550 correspond to a heat dissipation device.
  • the gas-liquid separator 24 separates the refrigerant flowing from the evaporator 25 or the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 into a liquid-phase refrigerant and a gas-phase refrigerant.
  • the gas-liquid separator 24 supplies the gas-phase refrigerant to the electric compressor 21 .
  • the variable throttle mechanism 29 is provided between the refrigerant-cooling water heat exchanger 522 and the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 .
  • the variable throttle mechanism 29 decompresses and expands the liquid-phase refrigerant flowing from the refrigerant-cooling water heat exchanger 522 to lower the temperature.
  • the variable throttling mechanism 29 allows the refrigerant to pass through when in the open state, blocks passage of the refrigerant when in the closed state, and decompresses and expands the refrigerant when in the throttling state.
  • the degree of aperture in the aperture state is adjusted by the controller.
  • the bypass passage 34 connects the downstream side of the refrigerant-cooling water heat exchanger 522 and the upstream side of the gas-liquid separator 24 . Refrigerant bypassing the variable throttle mechanism 27 , the evaporator 25 , and the check valve 36 flows through the bypass passage 34 . A variable throttle mechanism 29 and a coolant-refrigerant heat exchanger 26 are provided in the bypass passage 34 .
  • the cooling water circuit 550 includes an electric pump 551 as a fourth pump, an outdoor heat exchanger 552 as a third outdoor heat exchanger, a heater core 22 as an indoor radiator, a gas-liquid separator 555, and a refrigerant-cooling It has a water heat exchanger 522, a bypass passage 556, and a three-way valve 557 as a bypass switching valve.
  • the electric pump 551 is provided upstream of the outdoor heat exchanger 552 and downstream of the heater core 22 when the three-way valve 557 is in the normal state, and upstream of the refrigerant-cooling water heat exchanger 522 and the heater core 22 when the three-way valve 557 is in the bypass state.
  • the electric pump 551 is driven by an electric motor (not shown) to suck and discharge the cooling water in the cooling water circuit 550 and circulate it.
  • the rotation speed of the electric pump 551 is controlled by a command signal from the controller.
  • the outdoor heat exchanger 552 is arranged, for example, in the engine room of the vehicle (the motor room in electric vehicles).
  • the outdoor heat exchanger 552 exchanges heat between the cooling water and the outside air. Outside air is introduced into the outdoor heat exchanger 552 by running of the vehicle or rotation of an outdoor fan (not shown).
  • the heater core 22 uses the heat of the cooling water in the cooling water circuit 550 to heat the air used for air conditioning.
  • the heater core 22 is provided inside the case 14 . Cooling water that absorbs heat from the refrigerant in the refrigerating cycle circuit 520 in the refrigerant-cooling water heat exchanger 522 flows into the heater core 22 . When the air flowing in the case 14 comes into contact with the heater core 22 , heat is exchanged between the air and the cooling water that has absorbed heat from the refrigerant in the refrigerating cycle circuit 520 in the cooling water heat exchanger 522 . warm. The amount of air that contacts the heater core 22 is adjusted according to the positions of the air mix doors 13 provided upstream and downstream of the heater core 22 in the air flow direction inside the case 14 .
  • a gas-liquid separator 555 is provided upstream of the electric pump 551 .
  • the gas-liquid separator 555 separates air bubbles generated in the cooling water flowing through the cooling water circuit 550 and allows only liquid cooling water to flow into the electric pump 51 .
  • a bypass passage 556 connects the upstream of the outdoor heat exchanger 552 and the downstream of the outdoor heat exchanger 552 . Cooling water that bypasses the outdoor heat exchanger 552 flows through the bypass passage 556 .
  • the three-way valve 557 is switched by command signals from the controller.
  • the three-way valve 557 switches between a normal state in which the cooling water flows through the outdoor heat exchanger 552 and a bypass state in which the cooling water bypasses the outdoor heat exchanger 552 and flows through the bypass passage 556 .
  • the three-way valve 557 is switched to the normal state, cooling water does not flow through the bypass passage 556 .
  • the three-way valve 557 is switched to the bypass state, cooling water does not flow through the outdoor heat exchanger 552 .
  • thick solid lines indicate portions through which the refrigerant or cooling water flows
  • thin solid lines indicate portions where the refrigerant or cooling water stops flowing.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating a case where temperature control system 501 is operated in the third single heat absorption mode and air conditioner 10 performs heating operation.
  • the air mix door 13 is adjusted to a position where the air flowing inside the case 14 passes through the heater core 22.
  • variable throttle mechanism 27 In the refrigeration cycle circuit 520, the variable throttle mechanism 27 is switched to a closed state that blocks passage of refrigerant.
  • variable throttling mechanism 29 is switched to a throttling state in which the refrigerant is decompressed and expanded.
  • an electric pump 251 operates to circulate the cooling water.
  • the three-way valve 257 is switched to a bypass state in which the cooling water bypasses the cooling water-cooling water heat exchanger 58 and flows through the bypass passage 256 .
  • the four-way valve 358 is switched to a connected state in which the cooling water circuit 350 and the cooling water circuit 450 are connected to continuously circulate the cooling water.
  • the electric pump 351 and the electric pump 51 are operated to continuously circulate the cooling water between the cooling water circuit 350 and the cooling water circuit 450 .
  • Electric hot water heater 54 heats the cooling water in cooling water circuit 305 .
  • the three-way valve 57 is switched to a bypass state in which the cooling water bypasses the storage battery heat exchanger 53 and flows through the bypass passage 56 .
  • an electric pump 551 operates to circulate the cooling water.
  • the three-way valve 557 is switched to a bypass state in which the cooling water bypasses the outdoor heat exchanger 552 and flows through the bypass passage 556 .
  • the refrigerant compressed by the electric compressor 21 flows into the refrigerant-cooling water heat exchanger 522, exchanges heat with the cooling water in the cooling water circuit 550, and liquefies.
  • the refrigerant liquefied in the refrigerant-cooling water heat exchanger 522 passes through the bypass passage 34 and is guided to the variable throttle mechanism 29 .
  • the refrigerant flowing into the variable throttle mechanism 29 is decompressed and expanded through the variable throttle mechanism 29 and flows into the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 .
  • the refrigerant that has flowed into the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 exchanges heat with the cooling water in the cooling water circuit 306 and is vaporized.
  • the refrigerant vaporized in the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 flows into the gas-liquid separator 24 and is supplied to the electric compressor 21 again.
  • the cooling water is circulating in the cooling water circuit 306 by the electric pumps 351 and 51 .
  • the cooling water whose temperature has been lowered by exchanging heat with the refrigerant in the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 is guided to the electric water heater 54 and heated.
  • the cooling water heated by the electric water heater 54 passes through a three-way valve 57, a gas-liquid separator 55, an electric pump 51, a four-way valve 358, a gas-liquid separator 355, an electric pump 351, and a cooling water-cooling water heat exchanger. 58 and is led to the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 again.
  • cooling water-cooling water heat exchanger 58 since the three-way valve 257 is switched to the bypass state, heat exchange with the cooling water in the cooling water circuit 250 is not performed. As a result, the electric hot water heater 54 of the cooling water circuit 305 can heat the cooling water, and the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 can absorb heat from the cooling water to the refrigerant.
  • the cooling water heated by the electric water heater 54 it is possible for the cooling water heated by the electric water heater 54 to absorb heat into the refrigerant in the refrigeration cycle circuit 20 .
  • cooling water is circulated by an electric pump 551.
  • the cooling water whose temperature has increased by exchanging heat with the refrigerant in the refrigerant-cooling water heat exchanger 522 flows into the heater core 22 and exchanges heat with the air passing through the heater core 22 to lower its temperature.
  • the air heated by passing through the heater core 22 is led from the case 14 into the vehicle interior. Thereby, the vehicle interior is heated.
  • the refrigerant circulates through the refrigeration cycle circuit 520, and the cooling water circulates through the cooling water circuits 250, 306, and 550, thereby heating the air flowing through the case 14. and the vehicle interior is heated.
  • the cooling water heated by the electric water heater 54 absorbs heat into the refrigerant in the cooling water-refrigerant heat exchanger 26, In the refrigerant-cooling water heat exchanger 522, the cooling water absorbs heat. Therefore, the heating operation can be performed even when the outside air temperature is extremely low.
  • the cooling water is heated by the electric water heater 54, and the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 Heat is absorbed from the cooling water heated by the electric water heater 54 to the refrigerant, and heat is absorbed from the refrigerant heated by the cooling water-refrigerant heat exchanger 26 to the cooling water in the refrigerant-cooling water heat exchanger 522 . Therefore, the cooling water heated by the electric hot water heater 54 can be used to perform the heat pump heating operation. Therefore, the heat pump heating operation using the refrigerating cycle circuit 520 can be performed even if the outside air temperature is extremely low.
  • the refrigerating cycle circuit 520 and the cooling water circuit 550 may be provided instead of the refrigerating cycle circuit 20 in other embodiments.
  • the refrigerating cycle circuit 520 has a simple configuration in which flow path switching valves, bypass passages, and the like are omitted. Thus, even when the refrigeration cycle circuit 520 having a simple configuration is used, it is possible to operate in the same operation mode as in the other embodiments described above.

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Abstract

温度制御システム(401)は、第1熱連結器(458)が第2冷却水回路(250)と第3冷却水回路(350)とを熱的に連結させ、第2熱連結器(358)が第3冷却水回路(350)と第4冷却水回路(450)とを熱的に分離させて、駆動系熱交換器(259)が駆動系部品(3)から吸熱して、第1熱交換器(26)にて冷却水から冷媒に吸熱させることで冷凍サイクル回路(20)にて放熱装置(22)が空気を加熱する暖房運転を行い、第2室外熱交換器(452)にて外気との熱交換によって冷却された冷却水を用いて蓄電池熱交換器(53)にて蓄電池(2)を冷却する第1のモードと、第1熱連結器(458)が第2冷却水回路(250)と第3冷却水回路(350)とを熱的に分離させ、第2熱連結器(358)が第3冷却水回路(350)と第4冷却水回路(450)とを熱的に連結させ、第1バイパス切換弁(457)は第1バイパス通路(456)に冷却水が流れるように切り換えられて、加熱器(54)にて冷却水を加熱して、第1熱交換器(26)にて冷却水から冷媒に吸熱させることで冷凍サイクル回路(20)にて放熱装置(22)が空気を加熱する暖房運転を行う第2のモードと、を有する。

Description

温度制御システム
 本発明は、車両の温度制御システムに関する。
 JP2012-076589Aには、冷媒を圧縮する圧縮機と、車室外の空気と冷媒との熱交換を行う室外熱交換器と、冷媒を膨張させる膨張機構と、車室内に送られる空気と冷媒との熱交換を行う室内熱交換器と、を含むヒートポンプ回路を備え、車室内の冷房及び暖房を行う車両用空調装置が開示されている。
 しかしながら、JP2012-076589Aに記載の空調装置では、例えば外気温度が-10℃以下の極低温である場合には、冷媒の密度が低下してヒートポンプ暖房運転を行うことが困難である。
 本発明は、外気温度が極低温であっても冷凍サイクル回路を用いたヒートポンプ暖房運転を行うことを目的とする。
 本発明のある態様によれば、車両の温度制御システムは、冷媒が循環する冷凍サイクル回路と、冷却水が循環する冷却水回路と、を備え、前記冷凍サイクル回路は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機にて圧縮された冷媒の熱を用いて空調に用いられる空気を加熱する放熱装置と、冷媒と前記冷却水回路内の冷却水との間で熱交換を行う第1熱交換器と、を有し、前記冷却水回路は、前記第1熱交換器と、冷却水を吸入吐出する第1ポンプと、を有し、冷却水が循環する第1冷却水回路と、冷却水と外気との間で熱交換を行う第1室外熱交換器と、冷却水を吸入吐出する第2ポンプと、駆動系部品と熱交換を行う駆動系熱交換器と、を有し、冷却水が循環する第2冷却水回路と、前記第1冷却水回路を循環する冷却水と前記第2冷却水回路を循環する冷却水との熱的な連結と分離とを切り換える第1熱連結器と、を備え、前記第1冷却水回路は、前記第1熱交換器を有し、冷却水が循環する第3冷却水回路と、冷却水を加熱する加熱器と、蓄電池と熱交換を行う蓄電池熱交換器と、前記第1ポンプと、冷却水と外気との間で熱交換を行う第2室外熱交換器と、前記第2室外熱交換器をバイパスするように冷却水が流れる第1バイパス通路と、前記第2室外熱交換器に冷却水が流れるか前記第1バイパス通路に冷却水が流れるかを切り換える第1バイパス切換弁と、を有し、冷却水が循環する第4冷却水回路と、前記第3冷却水回路を循環する冷却水と前記第4冷却水回路を循環する冷却水との熱的な連結と分離とを切り換える第2熱連結器と、からなり、前記第1熱連結器が前記第2冷却水回路と前記第3冷却水回路とを熱的に連結させ、前記第2熱連結器が前記第3冷却水回路と前記第4冷却水回路とを熱的に分離させて、前記駆動系熱交換器が前記駆動系部品から吸熱して、前記第1熱交換器にて冷却水から冷媒に吸熱させることで前記冷凍サイクル回路にて前記放熱装置が空気を加熱する暖房運転を行い、前記第2室外熱交換器にて外気との熱交換によって冷却された冷却水を用いて前記蓄電池熱交換器にて前記蓄電池を冷却する第1のモードと、前記第1熱連結器が前記第2冷却水回路と前記第3冷却水回路とを熱的に分離させ、前記第2熱連結器が前記第3冷却水回路と前記第4冷却水回路とを熱的に連結させ、前記第1バイパス切換弁は前記第1バイパス通路に冷却水が流れるように切り換えられて、前記加熱器にて冷却水を加熱して、前記第1熱交換器にて冷却水から冷媒に吸熱させることで前記冷凍サイクル回路にて前記放熱装置が空気を加熱する暖房運転を行う第2のモードと、を有する。
 上記態様では、冷凍サイクル回路にて放熱装置が空気を加熱する暖房運転を行うときには、加熱器にて冷却水を加熱して、第1熱交換器にて加熱器で加熱された冷却水から冷媒に吸熱する。そのため、加熱器によって加熱された冷却水を用いてヒートポンプ暖房運転を行うことができる。したがって、外気温度が極低温であっても冷凍サイクル回路を用いたヒートポンプ暖房運転を行うことができる。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る温度制御システムの構成図である。 図2は、温度制御システムが冷房モードで運転されて空調装置が冷房運転を行う場合について説明する図である。 図3は、温度制御システムが第1単独吸熱モードで運転されて空調装置が暖房運転を行う場合について説明する図である。 図4は、温度制御システムが同時吸熱モードで運転されて空調装置が暖房運転を行う場合について説明する図である。 図5は、温度制御システムが第2単独吸熱モードで運転されて空調装置が暖房運転を行う場合について説明する図である。 図6は、温度制御システムが除湿暖房モードで運転されて空調装置が除湿暖房運転を行う場合について説明する図である。 図7は、本発明の第1の実施形態の変形例に係る温度制御システムの構成図である。 図8は、本発明の第2の実施形態に係る温度制御システムの構成図である。 図9は、温度制御システムが第2単独吸熱モードで運転されて空調装置が暖房運転を行う場合について説明する図である。 図10は、本発明の第2の実施形態の変形例に係る温度制御システムの構成図である。 図11は、温度制御システムが第2単独吸熱モードで運転されて空調装置が暖房運転を行う場合について説明する図である。 図12は、本発明の第3の実施形態に係る温度制御システムの構成図である。 図13は、温度制御システムが同時吸熱モードで運転されて空調装置が暖房運転を行う場合について説明する図である。 図14は、温度制御システムが第3単独吸熱モードで運転されて空調装置が暖房運転を行う場合について説明する図である。 図15は、温度制御システムが蓄電池加温モードで運転される場合について説明する図である。 図16は、温度制御システムが第1蓄電池冷却モードで運転される場合について説明する図である。 図17は、温度制御システムが第2蓄電池冷却モードで運転される場合について説明する図である。 図18は、本発明の第4の実施形態に係る温度制御システムの構成図である。 図19は、温度制御システムが同時吸熱モードで運転されて空調装置が暖房運転を行い、蓄電池を冷却する場合について説明する図である。 図20は、温度制御システムが同時吸熱モードで運転されて空調装置が暖房運転を行い、蓄電池を加熱する場合について説明する図である。 図21は、温度制御システムが第3単独吸熱モードで運転されて空調装置が暖房運転を行う場合について説明する図である。 図22は、本発明の第4の実施形態の変形例に係る温度制御システムの構成図である。 図23は、本発明の第5の実施形態に係る温度制御システムの構成図である。 図24は、温度制御システムが第3単独吸熱モードで運転されて空調装置が暖房運転を行う場合について説明する図である。
 以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
 (第1の実施形態)
 以下、図1から図7を参照して、本発明の第1の実施形態に係る温度制御システム1について説明する。
 まず、図1を参照して、温度制御システム1の全体構成について説明する。図1は、温度制御システム1の構成図である。
 温度制御システム1は、車両(図示省略)に搭載されるシステムであって、車室(図示省略)内の空調を行うと共に、第1蓄電池としての蓄電池2の温度を調整するものである。温度制御システム1は、空調装置10と、冷却水が循環する冷却水回路50と、を備える。
 空調装置10は、空調に利用される空気が通過するHVAC(Heating Ventilation and Air Conditioning)ユニット11と、冷媒が循環する冷凍サイクル回路20と、コントローラ(図示省略)と、を有する。空調装置10は、冷暖房可能なヒートポンプシステムである。空調装置10は、車両(図示省略)に搭載されて車室(図示省略)内の空調を行う。冷媒には、例えばHFC-134aやHFO-1234yf等のHF系冷媒や、R744(CO2)等の自然冷媒が用いられる。
 HVACユニット11は、空調に利用する空気を冷却又は加熱する。HVACユニット11は、ブロワ(図示省略)と、エアミックスドア13と、これらを空調に利用する空気が通過可能となるように囲うケース14と、を備える。HVACユニット11内には、冷凍サイクル回路20の後述するエバポレータ25とヒータコア22とが配置される。ブロワから送風された空気は、エバポレータ25内を流れる冷媒との間、及びヒータコア22内を流れる冷媒との間で熱交換を行う。
 ブロワは、HVACユニット11内に空気を送風する送風機である。
 エアミックスドア13は、HVACユニット11内に配置されたヒータコア22を通過する空気の量を調整する。エアミックスドア13は、ヒータコア22のブロワ側及びその反対側に各々設置される。エアミックスドア13の位置は、コントローラ(図示省略)の指令信号に応じて移動する。エアミックスドア13は、暖房運転時にヒータコア22側を開き、冷房運転時にヒータコア22側を閉じる。エアミックスドア13の開度によって、空気とヒータコア22内の冷媒との間の熱交換量が調節される。
 冷凍サイクル回路20は、圧縮機としての電動コンプレッサ21と、放熱装置としてのヒータコア22と、室外熱交換器23と、気液分離器24と、蒸発器としてのエバポレータ25と、第1熱交換器としての冷却水-冷媒熱交換器26と、第1可変絞り機構としての可変絞り機構27と、第2可変絞り機構としての可変絞り機構28と、第3可変絞り機構としての可変絞り機構29と、第1冷媒バイパス通路としてのバイパス通路30と、第1冷媒流路切換弁としての流路切換弁31と、第2冷媒バイパス通路としてのバイパス通路32と、第2冷媒流路切換弁としての流路切換弁33と、第3冷媒バイパス通路としてのバイパス通路34と、第1逆止弁としての逆止弁35と、第2逆止弁としての逆止弁36と、を有する。
 電動コンプレッサ21は、電動モータ(図示省略)によって駆動されて冷媒を圧縮する。電動コンプレッサ21は、例えばベーン形の回転式コンプレッサであるが、スクロール形のコンプレッサであってもよい。電動コンプレッサ21は、コントローラからの指令信号によって回転速度が制御される。
 ヒータコア22は、電動コンプレッサ21にて圧縮された冷媒の熱を用いて流体としての空調に用いられる空気を加熱する。ヒータコア22が空調に用いられる空気を直接加熱するのではなく、冷媒の熱を用いて温水を加熱し、加熱された温水によって空調に用いられる空気を加熱してもよい(図23参照)。ヒータコア22は、ケース14内に設けられる。ヒータコア22には、電動コンプレッサ21によって圧縮された冷媒が流入する。ヒータコア22は、ケース14内を流れる空気が接触する場合には、当該空気と電動コンプレッサ21によって圧縮された冷媒との間で熱交換を行い空気を暖める。ヒータコア22に接触する空気の量は、ヒータコア22よりもケース14内の風流れ方向上流側及び下流側に設けられるエアミックスドア13の位置に応じて調整される。
 室外熱交換器23は、例えば車両のエンジンルーム(電気自動車においてはモータルーム)内に配置される。室外熱交換器23は、冷媒と外気との間で熱交換を行う。室外熱交換器23には、車両の走行や室外ファン(図示省略)の回転によって、外気が導入される。室外熱交換器23は、空調装置10が冷房運転を行う場合には凝縮器として機能し、空調装置10が暖房運転又は除湿暖房運転を行う場合には蒸発器として機能する。
 気液分離器24は、エバポレータ25,冷却水-冷媒熱交換器26,又は室外熱交換器23から流入する冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離させる。気液分離器24は、気相冷媒を電動コンプレッサ21に供給する。
 エバポレータ25は、可変絞り機構27を通過して膨張し温度が低下した冷媒によってケース14内を通過する空気を冷却及び除湿する。エバポレータ25内では、ケース14内を流れる空気の熱によって液相冷媒が蒸発して気相冷媒になる。エバポレータ25にて蒸発した気相冷媒は、気液分離器24を介して再び電動コンプレッサ21に供給される。
 冷却水-冷媒熱交換器26は、バイパス通路34において可変絞り機構29よりも下流に設けられる。冷却水-冷媒熱交換器26には、可変絞り機構29を介して冷媒が流入すると共に、冷却水回路50を介して冷却水が流入する。即ち、冷却水-冷媒熱交換器26は、可変絞り機構29を通過して膨張し温度が低下した冷媒と冷却水回路50内を流通する冷却水との間で熱交換を行う。
 可変絞り機構27は、室外熱交換器23とエバポレータ25との間に設けられる。可変絞り機構27は、室外熱交換器23から流入する液相冷媒を減圧膨張させて温度を低下させる。可変絞り機構27は、開状態の場合には冷媒を通過させ、閉状態の場合には冷媒の通過を遮断し、絞り状態の場合には冷媒を減圧膨張させる。絞り状態における絞りの程度は、コントローラによって調整される。
 可変絞り機構28は、ヒータコア22と室外熱交換器23との間に設けられる。可変絞り機構28は、ヒータコア22から流入する液相冷媒を減圧膨張させて温度を低下させる。可変絞り機構28は、開状態の場合には冷媒を通過させ、閉状態の場合には冷媒の通過を遮断し、絞り状態の場合には冷媒を減圧膨張させる。絞り状態における絞りの程度は、コントローラによって調整される。
 可変絞り機構29は、室外熱交換器23と冷却水-冷媒熱交換器26との間に設けられる。可変絞り機構29は、室外熱交換器23から流入する液相冷媒を減圧膨張させて温度を低下させる。可変絞り機構29は、開状態の場合には冷媒を通過させ、閉状態の場合には冷媒の通過を遮断し、絞り状態の場合には冷媒を減圧膨張させる。絞り状態における絞りの程度は、コントローラによって調整される。
 バイパス通路30は、可変絞り機構28の上流と逆止弁35の下流とを連結する。バイパス通路30には、可変絞り機構28,室外熱交換器23,及び逆止弁35をバイパスする冷媒が流れる。
 流路切換弁31は、バイパス通路30に設けられる。流路切換弁31は、冷媒が流通する開状態と、冷媒の一部が流通する開状態と、冷媒の流通を遮断する閉状態と、に切り換えられる。流路切換弁31は、コントローラからの指令信号によって切り換えられる。流路切換弁31が閉状態である場合には、ヒータコア22から流入する冷媒は、可変絞り機構28,室外熱交換器23,及び逆止弁35を流通し、バイパス通路30には冷媒が流通しない。流路切換弁31が開状態に切り換えられると、ヒータコア22から流入する冷媒は、分岐して可変絞り機構28と可変絞り機構29とに各々導かれる。流路切換弁31が開状態に切り換えられ、可変絞り機構28が閉状態に切り換えられると、ヒータコア22から流入する冷媒は、バイパス通路30を流通し、室外熱交換器23,及び逆止弁35には冷媒が流通しなくなる。
 バイパス通路32は、逆止弁35の上流と気液分離器24とを連結する。バイパス通路32には、可変絞り機構27,エバポレータ25,及び逆止弁36をバイパスすると共に、可変絞り機構29及び冷却水-冷媒熱交換器26をバイパスする冷媒が流れる。
 流路切換弁33は、バイパス通路32に設けられる。流路切換弁33は、冷媒が流通する開状態と、冷媒の流通を遮断する閉状態と、に切り換えられる。流路切換弁33は、コントローラからの指令信号によって切り換えられる。流路切換弁33が閉状態である場合には、室外熱交換器23から流入する冷媒は、逆止弁35,可変絞り機構27,エバポレータ25,及び逆止弁36を流通するか、逆止弁35,可変絞り機構29,及び冷却水-冷媒熱交換器26を流通するか、若しくはこれらの両方を流通し、バイパス通路32には冷媒が流通しない。一方、流路切換弁33が開状態に切り換えられると、室外熱交換器23から流入する冷媒は、バイパス通路32を流通し、可変絞り機構27,エバポレータ25,逆止弁36,可変絞り機構29,及び冷却水-冷媒熱交換器26には冷媒が流通しなくなる。
 バイパス通路34は、逆止弁35の下流と気液分離器24の上流とを連結する。バイパス通路34には、可変絞り機構27,エバポレータ25,及び逆止弁36をバイパスする冷媒が流れる。バイパス通路34には、可変絞り機構29と冷却水-冷媒熱交換器26とが設けられる。
 逆止弁35は、室外熱交換器23の下流に設けられる。逆止弁35は、室外熱交換器23から流入する冷媒の流れを許容すると共に、バイパス通路30を流れてきた冷媒が室外熱交換器23に逆流することを防止する。
 逆止弁36は、エバポレータ25の下流に設けられる。逆止弁36は、エバポレータ25から流入する冷媒の流れを許容すると共に、バイパス通路34を流れてきた冷媒がエバポレータ25に逆流することを防止する。
 冷却水回路50は、第1ポンプとしての電動ポンプ51と、第1蓄電池熱交換器としての蓄電池熱交換器53と、加熱器としての電気温水ヒータ54と、気液分離器55と、冷却水-冷媒熱交換器26と、を有する。
 電動ポンプ51は、冷却水-冷媒熱交換器26の上流に設けられる。電動ポンプ51は、電動モータ(図示省略)によって駆動されて冷却水回路50内の冷却水を吸入吐出して循環させる。電動ポンプ51は、コントローラからの指令信号によって回転速度が制御される。
 蓄電池熱交換器53は、蓄電池2と冷却水との間で熱交換を行う。蓄電池熱交換器53は、高温の冷却水で蓄電池2を加熱する。
 電気温水ヒータ54は、冷却水-冷媒熱交換器26の下流かつ蓄電池熱交換器53の上流に設けられる。電気温水ヒータ54は、電気が供給されることによって発熱する電気ヒータである。電気温水ヒータ54は、コントローラからの指令信号によって出力が制御される。電気温水ヒータ54は、冷却水回路50内の冷却水を加熱して温度を上昇させる。電気温水ヒータ54は、蓄電池2を加熱する場合に冷却水を加熱する。
 気液分離器55は、電動ポンプ51の上流に設けられる。気液分離器55は、冷却水回路50内を流通する冷却水内に発生した気泡を分離させ、液体の冷却水のみを電動ポンプ51に流入させる。
 続いて、図2から図5を参照して、温度制御システム1の各運転モードについて説明する。図2から図5では、冷媒又は冷却水が流通する部分を太実線で示し、冷媒又は冷却水の流通が停止する部分を細実線で示す。
 <冷房モード>
 図2は、温度制御システム1が冷房モードで運転されて空調装置10が冷房運転を行う場合について説明する図である。冷房モードは、車室内を冷房する場面で稼働するモードである。
 HVACユニット11では、エアミックスドア13は、ケース14内を流れる空気がヒータコア22をバイパスする位置に調整される。
 冷凍サイクル回路20では、可変絞り機構27は、冷媒を減圧膨張させる絞り状態に切り換えられる。可変絞り機構28は、冷媒を通過させる開状態に切り換えられる。可変絞り機構29は、冷媒の通過を遮断する閉状態に切り換えられる。流路切換弁31は、バイパス通路30内の冷媒の流通を遮断する閉状態に切り換えられる。流路切換弁33は、バイパス通路32内の冷媒の流通を遮断する閉状態に切り換えられる。
 なお、冷却水回路50は、蓄電池2の温度によって任意の運転状態に設定される。蓄電池2の温度が冷却する必要がある程度まで上昇している場合には、可変絞り機構29は、冷媒を減圧膨張させる絞り状態に切り換えられ、冷却水-冷媒熱交換器26で、冷凍サイクル回路20内の冷媒と熱交換が行われ、冷媒によって冷却水が冷却される。
 電動コンプレッサ21にて圧縮された冷媒は、高温高圧状態のままヒータコア22及び可変絞り機構28を通過して室外熱交換器23に流入する。このとき、エアミックスドア13は、ケース14内を流れる空気がヒータコア22をバイパスさせる位置にあるため、ヒータコア22にて冷媒と空気との間で熱交換は行われない。
 室外熱交換器23に流入した冷媒は、室外熱交換器23を通過する空気との間で熱交換を行い液化する。室外熱交換器23にて液化した冷媒は、可変絞り機構27を介してエバポレータ25に流入する。このとき、可変絞り機構27は、室外熱交換器23から流入した液相冷媒を減圧膨張させる。
 エバポレータ25に流入した冷媒は、ケース14内を流れる空気との間で熱交換を行い、ケース14内を流れる空気の熱によって気化する。エバポレータ25に流入した冷媒と熱交換を行ったケース14内の空気は、冷却及び除湿されてケース14内を通過してゆく。これにより、車室内が冷房及び除湿される。
 エバポレータ25にて気化した冷媒は、気液分離器24を介して再び電動コンプレッサ21に供給される。冷房モードでは、上記のように冷媒が冷凍サイクル回路20内を循環することで、ケース14内を流れる空気が冷却及び除湿される。
 <第1単独吸熱モード>
 図3は、温度制御システム1が第1単独吸熱モードで運転されて空調装置10が暖房運転を行う場合について説明する図である。第1単独吸熱モードは、外気温度が比較的高い場合(例えば数℃から十数℃程度の場合)に車室内を暖房する場面で稼働するモードである。
 HVACユニット11では、エアミックスドア13は、ケース14内を流れる空気がヒータコア22を通過する位置に調整される。
 冷凍サイクル回路20では、可変絞り機構27は、冷媒の通過を遮断する閉状態に切り換えられる。可変絞り機構28は、冷媒を減圧膨張させる絞り状態に切り換えられる。可変絞り機構29は、冷媒の通過を遮断する閉状態に切り換えられる。流路切換弁31は、バイパス通路30内の冷媒の流通を遮断する閉状態に切り換えられる。流路切換弁33は、バイパス通路32内を冷媒が流通する開状態に切り換えられる。
 なお、冷却水回路50は、蓄電池2の温度によって任意の運転状態に設定される。蓄電池2の温度が冷却する必要がある程度まで上昇している場合には、可変絞り機構29は、冷媒を減圧膨張させる絞り状態に切り換えられ、冷却水-冷媒熱交換器26で、冷凍サイクル回路20内の冷媒と熱交換が行われ、冷媒によって冷却水が冷却される。
 電動コンプレッサ21にて圧縮された冷媒は、ヒータコア22に流入し、ヒータコア22を通過する空気との間で熱交換を行い液化する。ヒータコア22を通過して加熱された空気は、ケース14から車室内へ導かれる。これにより、車室内が暖房される。
 ヒータコア22にて液化した冷媒は、可変絞り機構28を通過して減圧膨張し、室外熱交換器23に流入する。室外熱交換器23に流入した冷媒は、室外熱交換器23に導入される外気との間で熱交換を行い気化する。
 室外熱交換器23にて気化した冷媒は、流路切換弁33を通過して気液分離器24に流入し、再び電動コンプレッサ21に供給される。第1単独吸熱モードでは、上記のように冷媒が冷凍サイクル回路20を循環することで、ケース14内を流れる空気が加熱されて、車室内が暖房される。
 <同時吸熱モード>
 図4は、温度制御システム1が同時吸熱モードで運転されて空調装置10が暖房運転を行う場合について説明する図である。同時吸熱モードは、外気温度が比較的低い場合(例えば-数℃から数℃程度の場合)に車室内を暖房する場面で稼働するモードである。
 HVACユニット11では、エアミックスドア13は、ケース14内を流れる空気がヒータコア22を通過する位置に調整される。
 冷凍サイクル回路20では、可変絞り機構27は、冷媒の通過を遮断する閉状態に切り換えられる。可変絞り機構28は、冷媒を減圧膨張させる絞り状態に切り換えられる。可変絞り機構29は、冷媒を減圧膨張させる絞り状態に切り換えられる。流路切換弁31は、バイパス通路30内を冷媒の一部が流通する開状態に切り換えられる。流路切換弁33は、バイパス通路32内を冷媒が流通する開状態に切り換えられる。
 冷却水回路50では、電動ポンプ51が作動して冷却水を循環させている。電気温水ヒータ54は、冷却水回路50内の冷却水を加熱する。
 電動コンプレッサ21にて圧縮された冷媒は、ヒータコア22に流入し、ヒータコア22を通過する空気との間で熱交換を行い液化する。ヒータコア22を通過して加熱された空気は、ケース14から車室内へ導かれる。これにより、車室内が暖房される。
 ヒータコア22にて液化した冷媒は、分岐して可変絞り機構28と可変絞り機構29とに導かれる。可変絞り機構28に導かれた冷媒は、可変絞り機構28にて減圧膨張し、室外熱交換器23に流入する。室外熱交換器23に流入した冷媒は、室外熱交換器23に導入される外気との間で熱交換を行い気化する。
 一方、バイパス通路30を介して可変絞り機構29に導かれた冷媒は、可変絞り機構29にて減圧膨張し、冷却水-冷媒熱交換器26に流入する。冷却水-冷媒熱交換器26に流入した冷媒は、冷却水回路50内の冷却水との間で熱交換を行い気化する。
 このとき、冷却水回路50では、電動ポンプ51によって冷却水が循環している。電気温水ヒータ54によって加熱されて温度が上昇した冷却水は、蓄電池熱交換器53に導かれる。蓄電池熱交換器53では、冷却水との熱交換によって蓄電池2が加熱される。蓄電池2を加熱した冷却水は、気液分離器55を通過して電動ポンプ51に供給される。電動ポンプ51によって吸入吐出された冷却水は、冷却水-冷媒熱交換器26に導かれる。冷却水-冷媒熱交換器26では、冷凍サイクル回路20内の冷媒と熱交換が行われ、冷却水によって冷媒が加熱される。冷却水-冷媒熱交換器26にて冷媒と熱交換を行って温度が低下した冷却水は、再び電気温水ヒータ54にて加熱されて温度が上昇する。
 室外熱交換器23にて気化した冷媒と、冷却水-冷媒熱交換器26にて気化した冷媒とは、気液分離器24に流入し、再び電動コンプレッサ21に供給される。同時吸熱モードでは、上記のように冷媒が冷凍サイクル回路20を循環し、冷却水が冷却水回路50を循環することで、ケース14内を流れる空気が加熱されて、車室内が暖房される。
 以上のように、同時吸熱モードでは、冷凍サイクル回路20の室外熱交換器23が外気から冷媒に吸熱すると共に、冷却水回路50の電気温水ヒータ54にて加熱された冷却水から冷却水-冷媒熱交換器26にて冷媒に吸熱する。そのため、吸熱源を複数にすることができるので、室外熱交換器23の熱交換面の表面温度の低下を抑制できる。したがって、低温時に室外熱交換器23に着霜が発生することを抑制できる。
 <第2単独吸熱モード>
 図5は、温度制御システム1が第2単独吸熱モードで運転されて空調装置10が暖房運転を行う場合について説明する図である。第2単独吸熱モードは、外気温度が極低温の場合(例えば-10℃以下の場合)に車室内を暖房する場面で稼働するモードである。
 HVACユニット11では、エアミックスドア13は、ケース14内を流れる空気がヒータコア22を通過する位置に調整される。
 冷凍サイクル回路20では、可変絞り機構27は、冷媒の通過を遮断する閉状態に切り換えられる。可変絞り機構28は、冷媒の通過を遮断する閉状態に切り換えられる。可変絞り機構29は、冷媒を減圧膨張させる絞り状態に切り換えられる。流路切換弁31は、バイパス通路30内を冷媒が流通する開状態に切り換えられる。流路切換弁33は、冷媒の通過を遮断する閉状態に切り換えられる。
 冷却水回路50では、電動ポンプ51が作動して冷却水を循環させている。電気温水ヒータ54は、冷却水回路50内の冷却水を加熱する。
 電動コンプレッサ21にて圧縮された冷媒は、ヒータコア22に流入し、ヒータコア22を通過する空気との間で熱交換を行い液化する。ヒータコア22を通過して加熱された空気は、ケース14から車室内へ導かれる。これにより、車室内が暖房される。
 ヒータコア22にて液化した冷媒は、バイパス通路30を通過して可変絞り機構29に導かれる。可変絞り機構29に流入した冷媒は、可変絞り機構29を通過して減圧膨張し、冷却水-冷媒熱交換器26に流入する。冷却水-冷媒熱交換器26に流入した冷媒は、冷却水回路50内の冷却水との間で熱交換を行い気化する。
 このとき、冷却水回路50では、電動ポンプ51によって冷却水が循環している。電気温水ヒータ54によって加熱されて温度が上昇した冷却水は、蓄電池熱交換器53に導かれる。蓄電池熱交換器53では、冷却水との熱交換によって蓄電池2が加熱される。蓄電池2を加熱した冷却水は、気液分離器55を通過して電動ポンプ51に供給される。電動ポンプ51によって吸入吐出された冷却水は、冷却水-冷媒熱交換器26に導かれる。冷却水-冷媒熱交換器26では、冷凍サイクル回路20内の冷媒と熱交換が行われ、冷却水によって冷媒が加熱される。冷却水-冷媒熱交換器26にて冷媒と熱交換を行って温度が低下した冷却水は、再び電気温水ヒータ54にて加熱されて温度が上昇する。
 冷却水-冷媒熱交換器26にて気化した冷媒は、気液分離器24に流入し、再び電動コンプレッサ21に供給される。第2単独吸熱モードでは、上記のように冷媒が冷凍サイクル回路20を循環し、冷却水が冷却水回路50を循環することで、ケース14内を流れる空気が加熱されて、車室内が暖房される。
 以上のように、第2単独吸熱モードにて、冷凍サイクル回路20にてヒータコア22が空気を加熱する暖房運転を行うときには、電気温水ヒータ54にて冷却水を加熱して、冷却水-冷媒熱交換器26にて電気温水ヒータ54で加熱された冷却水から冷媒に吸熱する。そのため、電気温水ヒータ54によって加熱された冷却水を用いてヒートポンプ暖房運転を行うことができる。したがって、外気温度が極低温であっても冷凍サイクル回路20を用いたヒートポンプ暖房運転を行うことができる。
 なお、第1単独吸熱モードと、同時吸熱モードと、第2単独吸熱モードとを、例えば室外熱交換器23への着霜の判定に基づき切り換えるようにしてもよい。具体的には、第1単独吸熱モードで運転を行っているときに、室外熱交換器23に着霜が発生したと判定された場合には、同時吸熱モードに切り換える。また、同時吸熱モードで運転を行っているときに、室外熱交換器23に着霜が発生したと判定された場合には、第2単独吸熱モードに切り換える。このように、外気温度に応じて吸熱源を切り換えることで、室外熱交換器23に着霜が発生することを防止できる。これに代えて、第1単独吸熱モードで運転を行っているときに、室外熱交換器23に着霜が発生したと判定された場合には、同時吸熱モードを介さずに、第2単独吸熱モードに切り換えてもよい。
 室外熱交換器23に着霜が発生したことは、外気温センサ(図示省略)によって検出された外気温度と、冷媒温度センサ(図示省略)によって検出された室外熱交換器23の冷媒出口における冷媒温度との差に基づいて判定される。即ち、外気温度と冷媒温度とが乖離している場合には、室外熱交換器23にて冷媒と外気とが熱交換を充分に行えず、着霜が発生していると判定する。
 また、室外熱交換器23の冷媒入口における冷媒温度と冷媒出口における冷媒温度との差に基づいて、室外熱交換器23に着霜が発生したことを判定してもよい。即ち、室外熱交換器23の冷媒入口における冷媒温度と冷媒出口における冷媒温度との差が小さい場合には、室外熱交換器23にて冷媒と外気とが熱交換を充分に行えず、着霜が発生していると判定する。
 この他にも、撮像装置(図示省略)によって撮像された室外熱交換器23の画像に基づき、室外熱交換器23に着霜が発生したことを判定してもよく、複数の着霜判定方法を組み合わせて用いてもよい。
 室外熱交換器23に着霜が発生したと判定された場合に運転モードを切り換えることに代えて、予め設定した時間に基づいて、第1単独吸熱モードと、同時吸熱モードと、第2単独吸熱モードとを切り換えてもよい。この場合も同様に、室外熱交換器23に着霜が発生することを抑制することができる。
 <除湿暖房モード>
 図6は、温度制御システム1が除湿暖房モードで運転されて空調装置10が除湿暖房運転を行う場合について説明する図である。除湿暖房モードは、車室内を除湿すると共に暖房する場面で稼働するモードである。
 HVACユニット11では、エアミックスドア13は、ケース14内を流れる空気がヒータコア22を通過する位置に調整される。
 冷凍サイクル回路20では、可変絞り機構27は、冷媒を減圧膨張させる絞り状態に切り換えられる。可変絞り機構28は、冷媒を減圧膨張させる絞り状態に切り換えられる。可変絞り機構29は、冷媒の通過を遮断する閉状態に切り換えられる。流路切換弁31は、バイパス通路30内の冷媒が流通する開状態に切り換えられる。流路切換弁33は、バイパス通路32内を冷媒が流通する開状態に切り換えられる。
 なお、冷却水回路50は、蓄電池2の温度によって任意の運転状態に設定される。蓄電池2の温度が冷却する必要がある程度まで上昇している場合には、可変絞り機構29は、冷媒を減圧膨張させる絞り状態に切り換えられ、冷却水-冷媒熱交換器26で、冷凍サイクル回路20内の冷媒と熱交換が行われ、冷媒によって冷却水が冷却される。
 電動コンプレッサ21にて圧縮された冷媒は、ヒータコア22に流入し、ヒータコア22を通過する空気との間で熱交換を行い液化する。ヒータコア22を通過して加熱された空気は、ケース14から車室内へ導かれる。これにより、車室内が暖房される。
 ヒータコア22にて液化した冷媒は、分岐して可変絞り機構28と可変絞り機構27とに導かれる。可変絞り機構28に導かれた冷媒は、可変絞り機構28にて減圧膨張し、室外熱交換器23に流入する。室外熱交換器23に流入した冷媒は、室外熱交換器23に導入される外気との間で熱交換を行い気化する。気化した冷媒は、気液分離器24を介して再び電動コンプレッサ21に供給される。
 一方、バイパス通路30を介して可変絞り機構27に導かれた冷媒は、可変絞り機構27にて減圧膨張し、エバポレータ25に流入する。
 エバポレータ25に流入した低圧冷媒は、ケース14内を流れる空気との間で熱交換を行い、ケース14内を流れる空気の熱によって気化する。エバポレータ25に流入した冷媒と熱交換を行ったケース14内の空気は、除湿されてケース14内を通過してゆく。エバポレータ25にて気化した冷媒は、気液分離器24を介して再び電動コンプレッサ21に供給される。
 以上のように、除湿暖房モードでは、上記のように冷媒が冷凍サイクル回路20内を循環することで、ケース14内を流れる空気をエバポレータ25にて除湿し、ヒータコア22にて加熱(リヒート)して車室内を除湿暖房することができる。
 (第1の実施形態の変形例)
 以下、図7を参照して、本発明の第1の実施形態の変形例に係る温度制御システム1について説明する。図7は、温度制御システム1の構成図である。この変形例では、冷却水回路50は、バイパス通路56と三方弁57とを有する。
 バイパス通路56は、蓄電池熱交換器53の上流と蓄電池熱交換器53の下流とを連結する。バイパス通路56には、蓄電池熱交換器53をバイパスする冷却水が流れる。
 三方弁57は、コントローラからの指令信号によって切り換えられる。三方弁57は、冷却水が蓄電池熱交換器53を流通する通常状態と、冷却水が蓄電池熱交換器53をバイパスしてバイパス通路56を流れるバイパス状態と、を切り換える。三方弁57が通常状態に切り換えられた場合には、バイパス通路56には冷却水は流通しない。一方、三方弁57がバイパス状態に切り換えられた場合には、蓄電池熱交換器53には冷却水は流通しない。
 これにより、蓄電池2を加熱する必要がない場合には、三方弁57をバイパス状態に切り換えることで、蓄電池熱交換器53をバイパスするように冷却水を流すことができる。したがって、蓄電池2を加熱しないので、電気温水ヒータ54のすべての熱量を冷凍サイクル回路20の熱源とすることができる。
 以上の第1の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
 第2単独吸熱モードにて、冷凍サイクル回路20にてヒータコア22が空気を加熱する暖房運転を行うときには、電気温水ヒータ54にて冷却水を加熱して、冷却水-冷媒熱交換器26にて電気温水ヒータ54で加熱された冷却水から冷媒に吸熱する。そのため、電気温水ヒータ54によって加熱された冷却水を用いてヒートポンプ暖房運転を行うことができる。したがって、外気温度が極低温であっても冷凍サイクル回路20を用いたヒートポンプ暖房運転を行うことができる。
 また、蓄電池2を加熱する必要がない場合には、三方弁57をバイパス状態に切り換えることで、蓄電池熱交換器53をバイパスするように冷却水を流すことができる。したがって、蓄電池2を加熱しないので、電気温水ヒータ54のすべての熱量を冷凍サイクル回路20の熱源とすることができる。
 (第2の実施形態)
 以下、図8から図11を参照して、本発明の第2の実施形態に係る温度制御システム201について説明する。以下に示す各実施形態では、第1の実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の機能を有する構成には同一の符号を付して説明を省略する。また、以下に示す各実施形態では、各運転モードについての詳細な説明は適宜省略するが、第1の実施形態と同様の各運転モードによる運転、及び運転モードの切り換えが可能である。
 まず、図8を参照して、温度制御システム201の全体構成について説明する。図8は、温度制御システム201の構成図である。
 温度制御システム201は、車両に搭載されるシステムであって、車室内の空調を行うと共に、蓄電池2の温度を調整するものである。温度制御システム201は、空調装置10と、冷却水が循環する冷却水回路205と、を備える。
 冷却水回路205は、冷却水が循環する第1冷却水回路としての冷却水回路150と冷却水が循環する第2冷却水回路としての冷却水回路250と、冷却水-冷却水熱交換器58と、を備える。このとき、冷却水-冷却水熱交換器58が第1熱連結器に相当する。
 冷却水回路150は、電動ポンプ51と、蓄電池熱交換器53と、電気温水ヒータ54と、気液分離器55と、冷却水-冷媒熱交換器26と、冷却水-冷却水熱交換器58と、バイパス通路56と、三方弁57と、を有する。
 冷却水-冷却水熱交換器58は、冷却水-冷媒熱交換器26の下流に設けられる。冷却水-冷却水熱交換器58は、冷却水回路150を循環する冷却水と、冷却水回路250を循環する冷却水との間で熱交換を行う。冷却水-冷却水熱交換器58は、冷却水回路150と冷却水回路250との少なくとも一方の冷却水が循環していないときには、熱交換を行わない。即ち、冷却水-冷却水熱交換器58は、冷却水回路150を循環する冷却水と冷却水回路250を循環する冷却水との熱的な連結と分離とを切り換える。
 冷却水回路250は、冷却水を吸入吐出する第2ポンプとしての電動ポンプ251と、第1室外熱交換器としての室外熱交換器52と、気液分離器255と、冷却水-冷却水熱交換器58と、を有する。
 電動ポンプ251は、室外熱交換器52の上流に設けられる。電動ポンプ251は、電動モータ(図示省略)によって駆動されて冷却水回路250内の冷却水を吸入吐出して循環させる。電動ポンプ251は、コントローラからの指令信号によって回転速度が制御される。電動ポンプ51と電動ポンプ251とが各々設けられることで、冷却水回路150と冷却水回路250とを各々循環する冷却水の流量は個別に変更可能である。
 室外熱交換器52は、電動ポンプ251の下流かつ冷却水-冷却水熱交換器58の上流に設けられる。室外熱交換器52は、例えば車両のエンジンルーム(電気自動車においてはモータルーム)内に配置される。室外熱交換器52は、冷却水と外気との間で熱交換を行う。室外熱交換器52には、車両の走行や室外ファン(図示省略)の回転によって、外気が導入される。
 気液分離器255は、電動ポンプ251の上流に設けられる。気液分離器255は、冷却水回路250内を流通する冷却水内に発生した気泡を分離させ、液体の冷却水のみを電動ポンプ251に流入させる。
 冷却水-冷却水熱交換器58は、室外熱交換器52の下流かつ電動ポンプ251及び気液分離器255の上流に設けられる。
 続いて、図9を参照して、温度制御システム201の同時吸熱モードについて説明する。図9では、冷媒又は冷却水が流通する部分を太実線で示し、冷媒又は冷却水の流通が停止する部分を細実線で示す。
 <第2単独吸熱モード>
 図9は、温度制御システム201が第2単独吸熱モードで運転されて空調装置10が暖房運転を行う場合について説明する図である。
 HVACユニット11では、エアミックスドア13は、ケース14内を流れる空気がヒータコア22を通過する位置に調整される。
 冷凍サイクル回路20では、可変絞り機構27は、冷媒の通過を遮断する閉状態に切り換えられる。可変絞り機構28は、冷媒の通過を遮断する閉状態に切り換えられる。可変絞り機構29は、冷媒を減圧膨張させる絞り状態に切り換えられる。流路切換弁31は、バイパス通路30内を冷媒が流通する開状態に切り換えられる。流路切換弁33は、冷媒の通過を遮断する閉状態に切り換えられる。
 冷却水回路150では、電動ポンプ51が作動して冷却水を循環させている。三方弁57は、冷却水が蓄電池熱交換器53をバイパスしてバイパス通路56を流れるバイパス状態に切り換えられる。電気温水ヒータ54は、冷却水回路150内の冷却水を加熱する。
 冷却水回路250では、電動ポンプ251が作動して冷却水を循環させている。冷却水回路250を循環する冷却水は、冷却水回路150を循環する冷却水とは異なる流量に設定することができる。
 電動コンプレッサ21にて圧縮された冷媒は、ヒータコア22に流入し、ヒータコア22を通過する空気との間で熱交換を行い液化する。ヒータコア22を通過して加熱された空気は、ケース14から車室内へ導かれる。これにより、車室内が暖房される。
 ヒータコア22にて液化した冷媒は、バイパス通路30を通過して可変絞り機構29に導かれる。可変絞り機構29に流入した冷媒は、可変絞り機構29を通過して減圧膨張し、冷却水-冷媒熱交換器26に流入する。冷却水-冷媒熱交換器26に流入した冷媒は、冷却水回路150内の冷却水との間で熱交換を行い気化する。
 このとき、冷却水回路150では、電動ポンプ51によって冷却水が循環している。冷却水-冷媒熱交換器26にて冷媒と熱交換を行って温度が低下した冷却水は、冷却水-冷却水熱交換器58に導かれる。冷却水-冷却水熱交換器58では、冷却水回路150を循環する冷却水と冷却水回路250を循環する冷却水との熱交換によって冷却水の温度が上昇する。冷却水-冷却水熱交換器58にて温度が上昇した冷却水は、電気温水ヒータ54によって加熱されて更に温度が上昇する。電気温水ヒータ54によって加熱された冷却水は、三方弁57,バイパス通路56,及び気液分離器55を通過して、再び電動ポンプ51に供給される。
 また、冷却水回路250では、電動ポンプ251によって冷却水が循環している。冷却水-冷却水熱交換器58にて冷却水回路150を循環する冷却水と熱交換を行って温度が低下した冷却水は、室外熱交換器52に導かれる。室外熱交換器52では、外気との熱交換によって冷却水の温度が上昇する。室外熱交換器52にて温度が上昇した冷却水は、再び冷却水-冷却水熱交換器58に供給される。これにより、冷却水回路250の室外熱交換器52にて外気から冷却水に吸熱し、冷却水-冷却水熱交換器58にて冷却水から冷却水に吸熱し、冷却水-冷媒熱交換器26にて冷却水から冷媒に吸熱することができる。
 冷却水-冷媒熱交換器26にて気化した冷媒は、気液分離器24に流入し、再び電動コンプレッサ21に供給される。第2単独吸熱モードでは、上記のように冷媒が冷凍サイクル回路20を循環し、冷却水が冷却水回路150を循環することで、ケース14内を流れる空気が加熱されて、車室内が暖房される。
 以上のように、第2単独吸熱モードにて、冷凍サイクル回路20にてヒータコア22が空気を加熱する暖房運転を行うときには、電気温水ヒータ54にて冷却水を加熱して、冷却水-冷媒熱交換器26にて電気温水ヒータ54で加熱された冷却水から冷媒に吸熱する。そのため、電気温水ヒータ54によって加熱された冷却水を用いてヒートポンプ暖房運転を行うことができる。したがって、外気温度が極低温であっても冷凍サイクル回路20を用いたヒートポンプ暖房運転を行うことができる。
 なお、温度制御システム201では、第2単独吸熱モードで運転を行っているときに、室外熱交換器52への着霜が発生したと判定された場合には、冷却水回路250を循環する冷却水の流量を、冷却水回路150を循環する冷却水の流量よりも多くする。これにより、室外熱交換器52からの吸熱量が少なくなったときでも、冷却水回路250を循環する冷却水の流量を冷却水回路150を循環する冷却水の流量よりも多くすることで、室外熱交換器52における単位体積の冷却水あたりの熱交換量を変えることなく、冷却水温度を高くすることができるので、室外熱交換器52に着霜が発生しても運転を継続することができる。したがって、冷却水回路150を介して冷凍サイクル回路20に吸熱される熱量を確保することができる。
 室外熱交換器52に着霜が発生したことは、外気温センサ(図示省略)によって検出された外気温度と、冷却水温度センサ(図示省略)によって検出された室外熱交換器52の冷却水出口における冷却水温度との差に基づいて判定される。即ち、外気温度と冷却水温度とが乖離している場合には、室外熱交換器52にて冷却水と外気とが熱交換を充分に行えず、着霜が発生していると判定する。
 また、室外熱交換器52の冷却水入口における冷却水温度と冷却水出口における冷却水温度との差に基づいて、室外熱交換器52に着霜が発生したことを判定してもよい。即ち、室外熱交換器52の冷却水入口における冷却水温度と冷却水出口における冷却水温度との差が小さい場合には、室外熱交換器52にて冷却水と外気とが熱交換を充分に行えず、着霜が発生していると判定する。
 この他にも、撮像装置(図示省略)によって撮像された室外熱交換器52の画像に基づき、室外熱交換器52に着霜が発生したことを判定してもよく、複数の着霜判定方法を組み合わせて用いてもよい。
 室外熱交換器52に着霜が発生したと判定された場合に、冷却水回路250を循環する冷却水の流量と冷却水回路150を循環する冷却水の流量とを切り換えることに代えて、予め設定した時間に基づいて、冷却水回路250を循環する冷却水の流量と冷却水回路150を循環する冷却水の流量とを切り換えてもよい。この場合も同様に、室外熱交換器52に着霜が発生することを抑制することができる。
 (第2の実施形態の変形例)
 以下、図10及び図11を参照して、本発明の第2の実施形態の変形例に係る温度制御システム201について説明する。
 まず、図10を参照して、温度制御システム201の全体構成について説明する。図10は、温度制御システム201の構成図である。
 温度制御システム201は、車両に搭載されるシステムであって、車室内の空調を行うと共に、蓄電池2の温度を調整するものである。温度制御システム201は、空調装置10と、冷却水が循環する冷却水回路205と、を備える。
 冷却水回路205は、冷却水回路150と、冷却水回路250と、冷却水-冷却水熱交換器58と、を備える。
 冷却水回路150は、電動ポンプ51と、蓄電池熱交換器53と、電気温水ヒータ54と、気液分離器55と、冷却水-冷媒熱交換器26と、冷却水-冷却水熱交換器58と、バイパス通路56と、三方弁57と、を有する。
 電動ポンプ51は、冷却水-冷却水熱交換器58の上流に設けられる。電動ポンプ51は、冷却水回路50内の冷却水を吸入吐出して循環させる。
 冷却水-冷却水熱交換器58は、電動ポンプ51の下流かつ冷却水-冷媒熱交換器26の上流に設けられる。冷却水-冷却水熱交換器58は、冷却水回路150を循環する冷却水と、冷却水回路250を循環する冷却水との間で熱交換を行う。冷却水-冷却水熱交換器58は、冷却水回路150と冷却水回路250との少なくとも一方の冷却水が循環していないときには、熱交換を行わない。即ち、冷却水-冷却水熱交換器58は、冷却水回路150を循環する冷却水と冷却水回路250を循環する冷却水との熱的な連結と分離とを切り換える。
 冷却水回路250は、電動ポンプ251と、室外熱交換器52と、気液分離器255と、冷却水-冷却水熱交換器58と、駆動系熱交換器259と、バイパス通路256と、三方弁257と、を有する。冷却水-冷却水熱交換器58とバイパス通路256と三方弁257とは、第1熱連結器を構成する。
 室外熱交換器52は、電動ポンプ51の下流かつ駆動系熱交換器259の上流に設けられる。
 駆動系熱交換器259は、室外熱交換器52の下流かつ冷却水-冷却水熱交換器58の上流に設けられる。駆動系熱交換器259は、駆動系部品としての駆動用モータ3と熱交換を行う。駆動系熱交換器259は、駆動用モータ3の排熱を回収し、駆動用モータ3を冷却する。なお、駆動系部品は、動作中に発熱する部品であればよいため、駆動用モータ3ではなく、駆動用モータ3を駆動するインバータ(図示省略)や、内燃機関(図示省略)等であってもよい。
 冷却水-冷却水熱交換器58は、駆動系熱交換器259の下流かつ電動ポンプ251及び気液分離器255の上流に設けられる。
 バイパス通路256は、冷却水-冷却水熱交換器58の上流と冷却水-冷却水熱交換器58の下流とを連結する。バイパス通路256には、冷却水-冷却水熱交換器58をバイパスする冷却水が流れる。
 三方弁257は、コントローラからの指令信号によって切り換えられる。三方弁257は、冷却水が冷却水-冷却水熱交換器58を流通する通常状態と、冷却水が冷却水-冷却水熱交換器58をバイパスしてバイパス通路256を流れるバイパス状態と、を切り換える。三方弁257が通常状態に切り換えられた場合には、バイパス通路256には冷却水は流通しない。一方、三方弁257がバイパス状態に切り換えられた場合には、冷却水-冷却水熱交換器58には冷却水は流通しない。
 続いて、図11を参照して、温度制御システム201の第2単独吸熱モードについて説明する。図11では、冷媒又は冷却水が流通する部分を太実線で示し、冷媒又は冷却水の流通が停止する部分を細実線で示す。
 <第2単独吸熱モード>
 図11は、温度制御システム201が第2単独吸熱モードで運転されて空調装置10が暖房運転を行う場合について説明する図である。
 HVACユニット11では、エアミックスドア13は、ケース14内を流れる空気がヒータコア22を通過する位置に調整される。
 冷凍サイクル回路20では、可変絞り機構27は、冷媒の通過を遮断する閉状態に切り換えられる。可変絞り機構28は、冷媒の通過を遮断する閉状態に切り換えられる。可変絞り機構29は、冷媒を減圧膨張させる絞り状態に切り換えられる。流路切換弁31は、バイパス通路30内を冷媒が流通する開状態に切り換えられる。流路切換弁33は、冷媒の通過を遮断する閉状態に切り換えられる。
 冷却水回路150では、電動ポンプ51が作動して冷却水を循環させている。三方弁57は、冷却水が蓄電池熱交換器53をバイパスしてバイパス通路56を流れるバイパス状態に切り換えられる。電気温水ヒータ54は、冷却水回路150内の冷却水を加熱する。
 冷却水回路250では、電動ポンプ251が作動して冷却水を循環させている。冷却水回路250を循環する冷却水は、冷却水回路150を循環する冷却水とは異なる流量に設定することができる。三方弁257は、冷却水が冷却水-冷却水熱交換器58を流れる通常状態に切り換えられる。
 電動コンプレッサ21にて圧縮された冷媒は、ヒータコア22に流入し、ヒータコア22を通過する空気との間で熱交換を行い液化する。ヒータコア22を通過して加熱された空気は、ケース14から車室内へ導かれる。これにより、車室内が暖房される。
 ヒータコア22にて液化した冷媒は、バイパス通路30を通過して可変絞り機構29に導かれる。可変絞り機構29に流入した冷媒は、可変絞り機構29を通過して減圧膨張し、冷却水-冷媒熱交換器26に流入する。冷却水-冷媒熱交換器26に流入した冷媒は、冷却水回路50内の冷却水との間で熱交換を行い気化する。
 このとき、冷却水回路150では、電動ポンプ51によって冷却水が循環している。冷却水-冷却水熱交換器58では、冷却水回路150を循環する冷却水と冷却水回路250を循環する冷却水との熱交換によって冷却水の温度が上昇する。冷却水-冷却水熱交換器58にて温度が上昇した冷却水は、冷却水-冷媒熱交換器26に導かれて冷凍サイクル回路20内の冷媒を加熱する。冷却水-冷媒熱交換器26にて冷媒と熱交換を行って温度が低下した冷却水は、電気温水ヒータ54によって加熱されて温度が上昇する。電気温水ヒータ54によって加熱された冷却水は、三方弁57,バイパス通路56,及び気液分離器55を通過して、再び電動ポンプ51に供給される。
 また、冷却水回路250では、電動ポンプ251によって冷却水が循環している。冷却水-冷却水熱交換器58にて冷却水回路150を循環する冷却水と熱交換を行って温度が低下した冷却水は、気液分離器255及び電動ポンプ251を通過して室外熱交換器52に導かれる。室外熱交換器52では、外気との熱交換によって冷却水の温度が上昇する。室外熱交換器52にて温度が上昇した冷却水は、駆動系熱交換器259にて駆動用モータ3の排熱を回収し、更に温度が上昇する。駆動系熱交換器259にて温度が上昇した冷却水は、三方弁257を通過して、再び冷却水-冷却水熱交換器58に供給される。これにより、冷却水回路250の室外熱交換器52にて外気から冷却水に吸熱し、冷却水-冷却水熱交換器58にて冷却水から冷却水に吸熱し、冷却水-冷媒熱交換器26にて冷却水から冷媒に吸熱することができる。
 また、駆動系熱交換器259にて駆動用モータ3の排熱を回収することで、室外熱交換器52から吸熱する必要のある熱量が少なくなるので、室外熱交換器52の熱交換面の表面温度が低下することを抑制できる。したがって、低温時に室外熱交換器52に着霜が発生することを抑制できる。
 冷却水-冷媒熱交換器26にて気化した冷媒は、気液分離器24に流入し、再び電動コンプレッサ21に供給される。第2単独吸熱モードでは、上記のように冷媒が冷凍サイクル回路20を循環し、冷却水が冷却水回路150及び冷却水回路250を循環することで、ケース14内を流れる空気が加熱されて、車室内が暖房される。
 以上のように、第2単独吸熱モードにて、冷凍サイクル回路20にてヒータコア22が空気を加熱する暖房運転を行うときには、電気温水ヒータ54にて冷却水を加熱して、冷却水-冷媒熱交換器26にて電気温水ヒータ54で加熱された冷却水から冷媒に吸熱する。そのため、電気温水ヒータ54によって加熱された冷却水を用いてヒートポンプ暖房運転を行うことができる。したがって、外気温度が極低温であっても冷凍サイクル回路20を用いたヒートポンプ暖房運転を行うことができる。
 以上の第2の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
 第2単独吸熱モードにて、冷凍サイクル回路20にてヒータコア22が空気を加熱する暖房運転を行うときには、電気温水ヒータ54にて冷却水を加熱して、冷却水-冷媒熱交換器26にて電気温水ヒータ54で加熱された冷却水から冷媒に吸熱する。そのため、電気温水ヒータ54によって加熱された冷却水を用いてヒートポンプ暖房運転を行うことができる。したがって、外気温度が極低温であっても冷凍サイクル回路20を用いたヒートポンプ暖房運転を行うことができる。
 また、駆動系熱交換器259にて駆動用モータ3の排熱を回収することで、室外熱交換器52から吸熱する必要のある熱量が少なくなるので、室外熱交換器52の熱交換面の表面温度が低下することを抑制できる。したがって、低温時に室外熱交換器52に着霜が発生することを抑制できる。
 (第3の実施形態)
 以下、図12から図17を参照して、本発明の第3の実施形態に係る温度制御システム301について説明する。
 まず、図12を参照して、温度制御システム301の全体構成について説明する。図12は、温度制御システム301の構成図である。
 温度制御システム301は、車両に搭載されるシステムであって、車室内の空調を行うと共に、蓄電池2の温度を調整するものである。温度制御システム301は、空調装置10と、冷却水が循環する冷却水回路305と、を備える。
 冷却水回路305は、第1冷却水回路としての冷却水回路306と、冷却水回路250と、冷却水-冷却水熱交換器58と、第2熱連結器としての四方弁358と、を備える。冷却水回路306は、冷却水が循環する第3冷却水回路としての冷却水回路350と、冷却水が循環する第4冷却水回路としての冷却水回路450と、を備える。
 冷却水回路250は、電動ポンプ251と、室外熱交換器52と、気液分離器255と、冷却水-冷却水熱交換器58と、駆動系熱交換器259と、バイパス通路256と、三方弁257と、を有する。
 冷却水-冷却水熱交換器58は、駆動系熱交換器259の下流かつ電動ポンプ251及び気液分離器255の上流に設けられる。
 冷却水回路350は、冷却水を吸入吐出する第3ポンプとしての電動ポンプ351と、気液分離器355と、冷却水-冷媒熱交換器26と、冷却水-冷却水熱交換器58と、四方弁358と、を有する。このとき、四方弁358が第2熱連結器に相当する。
 電動ポンプ351は、冷却水-冷却水熱交換器58の上流に設けられる。電動ポンプ351は、電動モータ(図示省略)によって駆動されて冷却水回路350内の冷却水を吸入吐出して循環させる。電動ポンプ351は、コントローラからの指令信号によって回転速度が制御される。
 気液分離器355は、電動ポンプ351の上流に設けられる。気液分離器355は、冷却水回路350内を流通する冷却水内に発生した気泡を分離させ、液体の冷却水のみを電動ポンプ351に流入させる。
 冷却水-冷却水熱交換器58は、電動ポンプ351の下流かつ冷却水-冷媒熱交換器26の上流に設けられる。
 四方弁358は、冷却水-冷媒熱交換器26の下流かつ電動ポンプ351及び気液分離器355の上流に設けられる。
 冷却水回路450は、電動ポンプ51と、蓄電池熱交換器53と、電気温水ヒータ54と、気液分離器55と、四方弁358と、バイパス通路56と、三方弁57と、を有する。
 四方弁358は、電動ポンプ51の下流かつ電気温水ヒータ54の上流に設けられる。
 四方弁358は、コントローラからの指令信号によって切り換えられる。四方弁358は、冷却水回路350と冷却水回路450とを分離させ各々独立して冷却水を循環させる分離状態と、冷却水回路350と冷却水回路450とを連結して連続して冷却水を循環させる連結状態と、を切り換える。四方弁358が連結状態に切り換えられた場合には、電動ポンプ51によって吸入吐出された冷却水は気液分離器355に導かれ、冷却水-冷媒熱交換器26を通過した冷却水は、電気温水ヒータ54に導かれる。即ち、四方弁358は、冷却水回路350を循環する冷却水と冷却水回路450を循環する冷却水との熱的な連結と分離とを切り換える。
 続いて、図13から図17を参照して、温度制御システム301の各運転モードについて説明する。図13から図17では、冷媒又は冷却水が流通する部分を太実線で示し、冷媒又は冷却水の流通が停止する部分を細実線で示す。
 <同時吸熱モード>
 図13は、温度制御システム301が同時吸熱モードで運転されて空調装置10が暖房運転を行う場合について説明する図である。
 HVACユニット11では、エアミックスドア13は、ケース14内を流れる空気がヒータコア22を通過する位置に調整される。
 冷凍サイクル回路20では、可変絞り機構27は、冷媒の通過を遮断する閉状態に切り換えられる。可変絞り機構28は、冷媒を減圧膨張させる絞り状態に切り換えられる。可変絞り機構29は、冷媒を減圧膨張させる絞り状態に切り換えられる。流路切換弁31は、バイパス通路30内を冷媒の一部が流通する開状態に切り換えられる。流路切換弁33は、バイパス通路32内を冷媒が流通する開状態に切り換えられる。
 冷却水回路250では、電動ポンプ251が作動して冷却水を循環させている。三方弁257は、冷却水が冷却水-冷却水熱交換器58を流通する通常状態に切り換えられている。
 冷却水回路350では、電動ポンプ351が作動して冷却水を循環させている。
 冷却水回路450では、電動ポンプ51が作動して冷却水を循環させている。電気温水ヒータ54は、冷却水回路350内の冷却水を加熱する。三方弁57は、冷却水が蓄電池熱交換器53を流通する通常状態に切り換えられる。
 四方弁358は、冷却水回路350と冷却水回路450とを分離させ各々独立して冷却水を循環させる分離状態に切り換えられる。
 電動コンプレッサ21にて圧縮された冷媒は、ヒータコア22に流入し、ヒータコア22を通過する空気との間で熱交換を行い液化する。ヒータコア22を通過して加熱された空気は、ケース14から車室内へ導かれる。これにより、車室内が暖房される。
 ヒータコア22にて液化した冷媒は、分岐して可変絞り機構28と可変絞り機構29とに導かれる。可変絞り機構28に導かれた冷媒は、可変絞り機構28にて減圧膨張し、室外熱交換器23に流入する。室外熱交換器23に流入した冷媒は、室外熱交換器23に導入される外気との間で熱交換を行い気化する。
 一方、バイパス通路30を介して可変絞り機構29に導かれた冷媒は、可変絞り機構29にて減圧膨張し、冷却水-冷媒熱交換器26に流入する。冷却水-冷媒熱交換器26に流入した冷媒は、冷却水回路350内の冷却水との間で熱交換を行い気化する。
 このとき、冷却水回路350では、電動ポンプ351によって冷却水が循環している。冷却水-冷媒熱交換器26にて冷媒と熱交換を行って温度が低下した冷却水は、気液分離器355及び電動ポンプ351を通過して冷却水-冷却水熱交換器58に導かれる。冷却水-冷却水熱交換器58では、冷却水回路250を循環する冷却水との熱交換によって冷却水の温度が上昇する。冷却水-冷却水熱交換器58にて温度が上昇した冷却水は、再び冷却水-冷媒熱交換器26に供給される。
 また、冷却水回路250では、電動ポンプ251によって冷却水が循環している。冷却水-冷却水熱交換器58にて冷却水回路150を循環する冷却水と熱交換を行って温度が低下した冷却水は、気液分離器255及び電動ポンプ251を通過して室外熱交換器52に導かれる。室外熱交換器52では、外気との熱交換によって冷却水の温度が上昇する。室外熱交換器52にて温度が上昇した冷却水は、三方弁257を通過して再び冷却水-冷媒熱交換器26に供給される。これにより、冷却水回路250の室外熱交換器52にて外気から冷却水に吸熱し、冷却水-冷却水熱交換器58にて冷却水から冷却水に吸熱し、冷却水-冷媒熱交換器26にて冷却水から冷媒に吸熱することができる。
 一方、冷却水回路450では、電動ポンプ51によって冷却水が循環している。このとき、四方弁358は、冷却水回路350と冷却水回路450とを分離させ各々独立して冷却水を循環させる分離状態に切り換えられているので、電動ポンプ51によって吸入吐出された冷却水は、電気温水ヒータ54にて加熱され、三方弁57を通過して蓄電池熱交換器53に導かれる。蓄電池熱交換器53では、冷却水との熱交換によって蓄電池2が加熱される。蓄電池2を加熱した冷却水は、気液分離器55を通過して再び電動ポンプ51に供給される。
 このように、温度制御システム301では、室外熱交換器52から冷却水-冷却水熱交換器58及び冷却水-冷媒熱交換器26を介して冷凍サイクル回路20内の冷媒に吸熱すると共に、蓄電池2を加温することが可能である。
 室外熱交換器23にて気化した冷媒と、冷却水-冷媒熱交換器26にて気化した冷媒とは、気液分離器24に流入し、再び電動コンプレッサ21に供給される。同時吸熱モードでは、上記のように冷媒が冷凍サイクル回路20を循環し、冷却水が冷却水回路250,冷却水回路350,及び冷却水回路450を循環することで、ケース14内を流れる空気が加熱されて、車室内が暖房される。
 以上のように、同時吸熱モードでは、冷凍サイクル回路20の室外熱交換器23が外気から冷媒に吸熱すると共に、冷却水回路250の室外熱交換器52にて外気から冷却水に吸熱し、冷却水-冷却水熱交換器58にて冷却水から冷却水に吸熱し、冷却水-冷媒熱交換器26にて冷却水から冷媒に吸熱する。そのため、外気からの吸熱源を複数にすることができるので、室外熱交換器23及び室外熱交換器52の各々の熱交換面の表面温度の低下を抑制できる。したがって、低温時に室外熱交換器23に着霜が発生することを抑制できる。
 また、温度制御システム301では、室外熱交換器52から冷却水-冷却水熱交換器58及び冷却水-冷媒熱交換器26を介して冷凍サイクル回路20内の冷媒に吸熱すると共に、蓄電池2を加温することが可能である。
 <第3単独吸熱モード>
 図14は、温度制御システム301が第3単独吸熱モードで運転されて空調装置10が暖房運転を行う場合について説明する図である。第3単独吸熱モードは、外気温度が極低温の場合(例えば-10℃以下の場合)に、車室内を暖房する場面で稼働するモードである。
 HVACユニット11では、エアミックスドア13は、ケース14内を流れる空気がヒータコア22を通過する位置に調整される。
 冷凍サイクル回路20では、可変絞り機構27は、冷媒の通過を遮断する閉状態に切り換えられる。可変絞り機構28は、冷媒の通過を遮断する閉状態に切り換えられる。可変絞り機構29は、冷媒を減圧膨張させる絞り状態に切り換えられる。流路切換弁31は、バイパス通路30内を冷媒が流通する開状態に切り換えられる。流路切換弁33は、冷媒の通過を遮断する閉状態に切り換えられる。
 冷却水回路250では、電動ポンプ251が作動して冷却水を循環させている。三方弁257は、冷却水が冷却水-冷却水熱交換器58をバイパスしてバイパス通路256を流れるバイパス状態に切り換えられている。
 四方弁358は、冷却水回路350と冷却水回路450とを連結して連続して冷却水を循環させる連結状態に切り換えられる。
 冷却水回路306では、電動ポンプ351及び電動ポンプ51が作動して、冷却水回路350と冷却水回路450との間で連続するように冷却水を循環させている。電気温水ヒータ54は、冷却水回路305内の冷却水を加熱する。三方弁57は、冷却水が蓄電池熱交換器53をバイパスしてバイパス通路56を流れるバイパス状態に切り換えられる。
 電動コンプレッサ21にて圧縮された冷媒は、ヒータコア22に流入し、ヒータコア22を通過する空気との間で熱交換を行い液化する。ヒータコア22を通過して加熱された空気は、ケース14から車室内へ導かれる。これにより、車室内が暖房される。
 ヒータコア22にて液化した冷媒は、バイパス通路30を通過して可変絞り機構29に導かれる。可変絞り機構29に流入した冷媒は、可変絞り機構29を通過して減圧膨張し、冷却水-冷媒熱交換器26に流入する。冷却水-冷媒熱交換器26に流入した冷媒は、冷却水回路306内の冷却水との間で熱交換を行い気化する。
 このとき、冷却水回路306では、電動ポンプ351及び電動ポンプ51によって冷却水が循環している。冷却水-冷媒熱交換器26にて冷媒と熱交換を行って温度が低下した冷却水は、電気温水ヒータ54に導かれて加熱される。電気温水ヒータ54にて加熱された冷却水は、三方弁57,気液分離器55,電動ポンプ51,四方弁358,気液分離器355,電動ポンプ351,及び冷却水-冷却水熱交換器58を通過して、再び冷却水-冷媒熱交換器26に導かれる。なお、冷却水-冷却水熱交換器58では、三方弁257がバイパス状態に切り換えられているので、冷却水回路250内の冷却水との間で熱交換は行われない。これにより、冷却水回路305の電気温水ヒータ54にて冷却水を加熱し、冷却水-冷媒熱交換器26にて冷却水から冷媒に吸熱することができる。
 このように、温度制御システム301では、電気温水ヒータ54にて加熱された冷却水によって冷凍サイクル回路20内の冷媒に吸熱することが可能である。
 冷却水-冷媒熱交換器26にて気化した冷媒は、気液分離器24に流入し、再び電動コンプレッサ21に供給される。第3単独吸熱モードでは、上記のように冷媒が冷凍サイクル回路20を循環し、冷却水が冷却水回路250及び冷却水回路305を循環することで、ケース14内を流れる空気が加熱されて、車室内が暖房される。
 以上のように、第3単独吸熱モードでは、室外熱交換器23及び室外熱交換器52にて吸熱することなく、電気温水ヒータ54によって加熱された冷却水から冷却水-冷媒熱交換器26にて冷媒に吸熱する。そのため、外気温度が極低温の場合にも暖房運転を行うことができる。
 <蓄電池加温モード>
 図15は、温度制御システム301が蓄電池加温モードで運転される場合について説明する図である。蓄電池加温モードは、蓄電池2の温度が低く蓄電池2を加温する必要のある場面で稼働するモードである。
 HVACユニット11及び冷凍サイクル回路20では、要求される空調装置10の運転モードに応じて適宜運転される。
 冷却水回路250では、電動ポンプ251が作動して冷却水を循環させている。三方弁257は、冷却水が冷却水-冷却水熱交換器58を流通する通常状態に切り換えられている。
 冷却水回路350では、電動ポンプ351が停止して冷却水の循環を停止させている。
 冷却水回路450では、電動ポンプ51が作動して冷却水を循環させている。電気温水ヒータ54は、冷却水回路350内の冷却水を加熱する。三方弁57は、冷却水が蓄電池熱交換器53を流通する通常状態に切り換えられる。四方弁358は、冷却水回路350と冷却水回路450とを分離させ各々独立して冷却水を循環させる分離状態に切り換えられる。そのため、冷却水回路450では、冷却水回路250及び冷却水回路350とは切り離されて独立して冷却水が循環している。
 冷却水回路450では、電動ポンプ51によって冷却水が循環している。電動ポンプ51によって吸入吐出された冷却水は、電気温水ヒータ54にて加熱され、三方弁57を通過して蓄電池熱交換器53に導かれる。蓄電池熱交換器53では、冷却水との熱交換によって蓄電池2が加熱される。蓄電池2を加熱した冷却水は、気液分離器55を通過して再び電動ポンプ51に供給される。
 このように、温度制御システム301では、電気温水ヒータ54によって加熱された冷却水を用いて蓄電池2を加温することが可能である。
 <第1蓄電池冷却モード>
 図16は、温度制御システム301が第1蓄電池冷却モードで運転される場合について説明する図である。第1蓄電池冷却モードは、蓄電池2の温度が高く蓄電池2を冷却する必要のある場面で稼働するモードである。
 HVACユニット11では、エアミックスドア13は、ケース14内を流れる空気がヒータコア22を通過する位置に調整される。
 冷凍サイクル回路20では、可変絞り機構27は、冷媒の通過を遮断する閉状態に切り換えられる。可変絞り機構28は、冷媒を減圧膨張させる絞り状態に切り換えられる。可変絞り機構29は、冷媒を減圧膨張させる絞り状態に切り換えられる。流路切換弁31は、バイパス通路30内を冷媒の一部が流通する開状態に切り換えられる。流路切換弁33は、バイパス通路32内を冷媒が流通する開状態に切り換えられる。
 冷却水回路250では、電動ポンプ251が作動して冷却水を循環させている。三方弁257は、冷却水が冷却水-冷却水熱交換器58をバイパスしてバイパス通路256を流れるバイパス状態に切り換えられている。
 四方弁358は、冷却水回路350と冷却水回路450とを連結して連続して冷却水を循環させる連結状態に切り換えられる。
 冷却水回路306では、電動ポンプ351及び電動ポンプ51が作動して、冷却水回路350と冷却水回路450との間で連続するように冷却水を循環させている。電気温水ヒータ54は、冷却水回路306内の冷却水を加熱する。三方弁57は、冷却水が蓄電池熱交換器53を流通する通常状態に切り換えられる。
 電動コンプレッサ21にて圧縮された冷媒は、ヒータコア22に流入し、ヒータコア22を通過する空気との間で熱交換を行い液化する。ヒータコア22を通過して加熱された空気は、ケース14から車室内へ導かれる。これにより、車室内が暖房される。
 ヒータコア22にて液化した冷媒は、分岐して可変絞り機構28と可変絞り機構29とに導かれる。可変絞り機構28に導かれた冷媒は、可変絞り機構28にて減圧膨張し、室外熱交換器23に流入する。室外熱交換器23に流入した冷媒は、室外熱交換器23に導入される外気との間で熱交換を行い気化する。
 一方、バイパス通路30を介して可変絞り機構29に導かれた冷媒は、可変絞り機構29にて減圧膨張し、冷却水-冷媒熱交換器26に流入する。冷却水-冷媒熱交換器26に流入した冷媒は、冷却水回路350内の冷却水との間で熱交換を行い気化する。
 このとき、冷却水回路305では、電動ポンプ351及び電動ポンプ51によって冷却水が循環している。冷却水-冷媒熱交換器26にて冷媒と熱交換を行って温度が低下した冷却水は、四方弁358,電気温水ヒータ54,及び三方弁57を通過して蓄電池熱交換器53に導かれる。蓄電池熱交換器53では、冷却水との熱交換によって蓄電池2が冷却される。蓄電池2を冷却した冷却水は、気液分離器55,電動ポンプ51,四方弁358,気液分離器355,電動ポンプ351,及び冷却水-冷却水熱交換器58を通過して再び冷却水-冷媒熱交換器26に供給される。
 このように、温度制御システム301では、冷却水-冷媒熱交換器26によって冷却された冷却水を用いて蓄電池2を冷却することが可能である。
 <第2蓄電池冷却モード>
 図17は、温度制御システム301が第2蓄電池冷却モードで運転される場合について説明する図である。第2蓄電池冷却モードは、蓄電池2の温度が高く蓄電池2を冷却する必要のある場面で稼働するモードである。
 HVACユニット11及び冷凍サイクル回路20では、要求される空調装置10の運転モードに応じて適宜運転される。
 冷却水回路250では、電動ポンプ251が作動して冷却水を循環させている。三方弁257は、冷却水が冷却水-冷却水熱交換器58を流通する通常状態に切り換えられている。
 四方弁358は、冷却水回路350と冷却水回路450とを連結して連続して冷却水を循環させる連結状態に切り換えられる。
 冷却水回路305では、電動ポンプ351及び電動ポンプ51が作動して、冷却水回路350と冷却水回路450との間で連続するように冷却水を循環させている。三方弁57は、冷却水が蓄電池熱交換器53を流通する通常状態に切り換えられる。
 冷却水回路250では、電動ポンプ251によって吸入吐出された冷却水は、室外熱交換器52に導かれる。室外熱交換器52では、外気との熱交換によって温度が低下する。室外熱交換器52にて温度が低下した冷却水は、駆動系熱交換器259,三方弁257,冷却水-冷媒熱交換器26,及び気液分離器255を通過して、再び電動ポンプ251に供給される。
 冷却水回路305では、電動ポンプ351及び電動ポンプ51によって冷却水が循環している。冷却水-冷却水熱交換器58にて冷却水回路250内の冷却水と熱交換を行って温度が低下した冷却水は、冷却水-冷媒熱交換器26,四方弁358,電気温水ヒータ54,及び三方弁57を通過して蓄電池熱交換器53に導かれる。蓄電池熱交換器53では、冷却水との熱交換によって蓄電池2が冷却される。蓄電池2を冷却した冷却水は、気液分離器55,電動ポンプ51,四方弁358,気液分離器355,及び電動ポンプ351を通過して再び冷却水-冷却水熱交換器58に供給される。
 このように、温度制御システム301では、室外熱交換器52にて冷却された冷却水を用いて蓄電池2を冷却することが可能である。
 以上の第3の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
 第3単独吸熱モードにて、冷凍サイクル回路20にてヒータコア22が空気を加熱する暖房運転を行うときには、電気温水ヒータ54にて冷却水を加熱して、冷却水-冷媒熱交換器26にて電気温水ヒータ54で加熱された冷却水から冷媒に吸熱する。そのため、電気温水ヒータ54によって加熱された冷却水を用いてヒートポンプ暖房運転を行うことができる。したがって、外気温度が極低温であっても冷凍サイクル回路20を用いたヒートポンプ暖房運転を行うことができる。
 また、外気温度によって吸熱源を変更できるので、暖房運転時に冷凍サイクル回路20の運転を止めることなく、外気温度が極低温の場合にも冷凍サイクル回路20を作動させることができる。
 また、温度制御システム301では、蓄電池加温モード,第1蓄電池冷却モード,若しくは第2蓄電池冷却モードで運転を行うことで、蓄電池2の温度を調整することが可能である。
 (第4の実施形態)
 以下、図18から図21を参照して、本発明の第4の実施形態に係る温度制御システム401について説明する。以下に示す各実施形態では、各運転モードについての詳細な説明は適宜省略するが、第1から第3の実施形態と同様の各運転モードによる運転、及び運転モードの切り換えが可能である。
 まず、図18を参照して、温度制御システム401の全体構成について説明する。図18は、温度制御システム401の構成図である。
 温度制御システム401は、車両に搭載されるシステムであって、車室内の空調を行うと共に、蓄電池2の温度を調整するものである。温度制御システム401は、空調装置10と、冷却水が循環する冷却水回路405と、を備える。
 冷却水回路405は、第1冷却水回路としての冷却水回路406と、冷却水回路250と、第3切換弁としての四方弁358と、第1切換弁としての四方弁458と、を備える。冷却水回路406は、冷却水回路350と、冷却水回路450と、を備える。このとき、四方弁458が第1熱連結器を構成し、四方弁358が第2熱連結器を構成する。
 冷却水回路250は、電動ポンプ251と、室外熱交換器52と、気液分離器255と、駆動系熱交換器259と、四方弁458と、を有する。
 四方弁458は、駆動系熱交換器259の下流かつ電動ポンプ251及び気液分離器255の上流に設けられる。
 冷却水回路350は、冷却水-冷媒熱交換器26と、四方弁358と、四方弁458と、を有する。
 四方弁358は、冷却水-冷媒熱交換器26の下流に設けられる。四方弁458は、冷却水-冷媒熱交換器26の上流に設けられる。このとき、四方弁458が第1熱連結器に相当する。
 冷却水回路450は、電動ポンプ51と、蓄電池熱交換器53と、電気温水ヒータ54と、気液分離器55と、四方弁358と、第2バイパス通路としてのバイパス通路56と、第2バイパス切換弁としての三方弁57と、第1バイパス通路としてのバイパス通路456と、第1バイパス切換弁としての三方弁457と、第2室外熱交換器としての室外熱交換器452と、を有する。
 四方弁358は、三方弁457の下流かつ電気温水ヒータ54の上流に設けられる。
 バイパス通路456は、四方弁358の上流と電動ポンプ51の下流とを連結する。バイパス通路456には、室外熱交換器452をバイパスする冷却水が流れる。
 三方弁357は、コントローラからの指令信号によって切り換えられる。三方弁457は、冷却水が室外熱交換器452を流通する通常状態と、冷却水が室外熱交換器452をバイパスしてバイパス通路456を流れるバイパス状態と、を切り換える。三方弁457が通常状態に切り換えられた場合には、バイパス通路456には冷却水は流通しない。一方、三方弁457がバイパス状態に切り換えられた場合には、室外熱交換器452には冷却水は流通しない。
 室外熱交換器452は、三方弁457が通常状態に切り換えられているときに電動ポンプ51の下流かつ四方弁358の上流に設けられる。室外熱交換器452は、例えば車両のエンジンルーム(電気自動車においてはモータルーム)内に配置される。室外熱交換器452は、冷却水と外気との間で熱交換を行う。室外熱交換器452には、車両の走行や室外ファン(図示省略)の回転によって、外気が導入される。
 四方弁358は、冷却水回路350と冷却水回路450とを分離させ各々独立して冷却水を循環させる分離状態と、冷却水回路350と冷却水回路450とを連結して連続して冷却水を循環させる連結状態と、を切り換える。四方弁358が連結状態に切り換えられた場合には、電動ポンプ51によって吸入吐出された冷却水は、三方弁357の状態によって室外熱交換器452を通過するかしないかが選択され、四方弁358を通過して冷却水回路350に導かれる。また、冷却水-冷媒熱交換器26を通過した冷却水は、四方弁358を通過して電気温水ヒータ54に導かれる。即ち、四方弁358は、冷却水回路350を循環する冷却水と冷却水回路450を循環する冷却水との熱的な連結と分離とを切り換える。
 四方弁458は、コントローラからの指令信号によって切り換えられる。四方弁458は、冷却水回路250と冷却水回路350とを分離させ各々独立して冷却水を循環させる分離状態と、冷却水回路250と冷却水回路350とを連結して連続して冷却水を循環させる連結状態と、を切り換える。即ち、熱交換、混合、合流を停止し冷却水回路350と冷却水回路250が熱的に独立可能な独立流路を有する。四方弁458が連結状態に切り換えられた場合には、電動ポンプ251によって吸入吐出された冷却水は、室外熱交換器52,駆動系熱交換器259,四方弁458を通過して冷却水-冷媒熱交換器26に導かれる。また、冷却水-冷媒熱交換器26を通過した冷却水は、四方弁358,四方弁458,及び気液分離器255を通過して再び電動ポンプ251に導かれる。即ち、四方弁458は、冷却水回路250を循環する冷却水と冷却水回路350を循環する冷却水との熱的な連結と分離とを切り換える。
 続いて、図19から図21を参照して、温度制御システム401の各運転モードについて説明する。図19から図21では、冷媒又は冷却水が流通する部分を太実線で示し、冷媒又は冷却水の流通が停止する部分を細実線で示す。
 <同時吸熱モード>
 図19は、温度制御システム401が第1のモードとしての同時吸熱モードで運転されて空調装置10が暖房運転を行い、蓄電池2を冷却する場合について説明する図である。
 HVACユニット11では、エアミックスドア13は、ケース14内を流れる空気がヒータコア22を通過する位置に調整される。
 冷凍サイクル回路20では、可変絞り機構27は、冷媒の通過を遮断する閉状態に切り換えられる。可変絞り機構28は、冷媒を減圧膨張させる絞り状態に切り換えられる。可変絞り機構29は、冷媒を減圧膨張させる絞り状態に切り換えられる。流路切換弁31は、バイパス通路30内を冷媒の一部が流通する開状態に切り換えられる。流路切換弁33は、バイパス通路32内を冷媒が流通する開状態に切り換えられる。
 冷却水回路250では、電動ポンプ251が作動して冷却水を循環させている。
 冷却水回路450では、電動ポンプ51が作動して冷却水を循環させている。三方弁57は、冷却水が蓄電池熱交換器53を流通する通常状態に切り換えられる。三方弁457は、冷却水が室外熱交換器452を流通する通常状態に切り換えられる。
 四方弁358は、冷却水回路350と冷却水回路450とを分離させ各々独立して冷却水を循環させる分離状態に切り換えられる。四方弁458は、冷却水回路250と冷却水回路350とを連結して連続して冷却水を循環させる連結状態に切り換えられる。
 電動コンプレッサ21にて圧縮された冷媒は、ヒータコア22に流入し、ヒータコア22を通過する空気との間で熱交換を行い液化する。ヒータコア22を通過して加熱された空気は、ケース14から車室内へ導かれる。これにより、車室内が暖房される。
 ヒータコア22にて液化した冷媒は、分岐して可変絞り機構28と可変絞り機構29とに導かれる。可変絞り機構28に導かれた冷媒は、可変絞り機構28にて減圧膨張し、室外熱交換器23に流入する。室外熱交換器23に流入した冷媒は、室外熱交換器23に導入される外気との間で熱交換を行い気化する。
 一方、バイパス通路30を介して可変絞り機構29に導かれた冷媒は、可変絞り機構29にて減圧膨張し、冷却水-冷媒熱交換器26に流入する。冷却水-冷媒熱交換器26に流入した冷媒は、冷却水回路350内の冷却水との間で熱交換を行い気化する。
 このとき、冷却水回路406では、電動ポンプ251によって冷却水が循環している。冷却水-冷媒熱交換器26にて冷媒と熱交換を行って温度が低下した冷却水は、四方弁358,四方弁458,気液分離器255,及び電動ポンプ251を通過して室外熱交換器52に導かれる。室外熱交換器52では、外気との熱交換によって冷却水の温度が上昇する。室外熱交換器52にて温度が上昇した冷却水は、駆動系熱交換器259にて更に加熱され、四方弁458を通過して、再び冷却水-冷媒熱交換器26に供給される。
 一方、冷却水回路450では、電動ポンプ51によって冷却水が循環している。電動ポンプ51によって吸入吐出された冷却水は、三方弁457を通過して室外熱交換器452に導かれて冷却される。このとき、四方弁358は、冷却水回路350と冷却水回路450とを分離させ各々独立して冷却水を循環させる分離状態に切り換えられているので、室外熱交換器452にて冷却された冷却水は、四方弁358,電気温水ヒータ54,及び三方弁57を通過して蓄電池熱交換器53に導かれる。蓄電池熱交換器53では、冷却水との熱交換によって蓄電池2が冷却される。蓄電池2を冷却して温度が上昇した冷却水は、気液分離器55を通過して再び電動ポンプ51に供給される。
 このように、温度制御システム401では、室外熱交換器52から冷却水-冷却水熱交換器58及び冷却水-冷媒熱交換器26を介して冷凍サイクル回路20内の冷媒に吸熱すると共に、室外熱交換器452にて冷却水回路450内の冷却水から放熱して蓄電池2を冷却することが可能である。
 室外熱交換器23にて気化した冷媒と、冷却水-冷媒熱交換器26にて気化した冷媒とは、気液分離器24に流入し、再び電動コンプレッサ21に供給される。同時吸熱モードでは、上記のように冷媒が冷凍サイクル回路20を循環し、冷却水が冷却水回路250,冷却水回路350を循環することで、ケース14内を流れる空気が加熱されて、車室内が暖房される。
 以上のように、同時吸熱モードでは、冷凍サイクル回路20の室外熱交換器23が外気から冷媒に吸熱すると共に、冷却水回路250の室外熱交換器52にて外気から冷却水に吸熱し、冷却水-冷媒熱交換器26にて冷却水から冷媒に吸熱する。そのため、外気からの吸熱源を複数にすることができるので、室外熱交換器23及び室外熱交換器52の各々の熱交換面の表面温度の低下を抑制できる。したがって、低温時に室外熱交換器23及び室外熱交換器52に着霜が発生することを抑制できる。
 図20は、温度制御システム401が同時吸熱モードで運転されて空調装置10が暖房運転を行い、蓄電池2を加熱する場合について説明する図である。
 このとき、冷却水回路450では、三方弁457は、冷却水が室外熱交換器452をバイパスしてバイパス通路456を流通するバイパス状態に切り換えられる。電気温水ヒータ54は、冷却水回路250内の冷却水を加熱する。
 冷却水回路450では、電動ポンプ51によって冷却水が循環している。このとき、四方弁358は、冷却水回路350と冷却水回路450とを分離させ各々独立して冷却水を循環させる分離状態に切り換えられているので、電動ポンプ51によって吸入吐出された冷却水は、三方弁457及び四方弁358を通過して電気温水ヒータ54に導かれて加熱される。電気温水ヒータ54にて加熱された冷却水は、三方弁57を通過して蓄電池熱交換器53に導かれる。蓄電池熱交換器53では、冷却水との熱交換によって蓄電池2が加熱される。蓄電池2を加熱して温度が低下した冷却水は、気液分離器55を通過して再び電動ポンプ51に供給される。
 このように、温度制御システム401では、電気温水ヒータ54によって加熱された冷却水回路450内の冷却水を用いて蓄電池2を加熱することが可能である。
 <第3単独吸熱モード>
 図21は、温度制御システム401が第2のモードとしての第3単独吸熱モードで運転されて空調装置10が暖房運転を行う場合について説明する図である。第3単独吸熱モードは、外気温度が極低温の場合(例えば-10℃以下の場合)に、車室内を暖房する場面で稼働するモードである。
 HVACユニット11では、エアミックスドア13は、ケース14内を流れる空気がヒータコア22を通過する位置に調整される。
 冷凍サイクル回路20では、可変絞り機構27は、冷媒の通過を遮断する閉状態に切り換えられる。可変絞り機構28は、冷媒の通過を遮断する閉状態に切り換えられる。可変絞り機構29は、冷媒を減圧膨張させる絞り状態に切り換えられる。流路切換弁31は、バイパス通路30内を冷媒が流通する開状態に切り換えられる。流路切換弁33は、冷媒の通過を遮断する閉状態に切り換えられる。
 冷却水回路250では、電動ポンプ251が作動して冷却水を循環させている。
 四方弁358は、冷却水回路350と冷却水回路450とを連結して連続して冷却水を循環させる連結状態に切り換えられる。四方弁458は、冷却水回路250と冷却水回路350とを分離させ各々独立して冷却水を循環させる分離状態に切り換えられる。
 冷却水回路406では、電動ポンプ51が作動して、冷却水回路350と冷却水回路450との間で連続するように冷却水を循環させている。電気温水ヒータ54は、冷却水回路305内の冷却水を加熱する。三方弁57は、冷却水が蓄電池熱交換器53をバイパスしてバイパス通路56を流れるバイパス状態に切り換えられる。三方弁457は、冷却水が室外熱交換器452をバイパスしてバイパス通路456を流れるバイパス状態に切り換えられる。
 電動コンプレッサ21にて圧縮された冷媒は、ヒータコア22に流入し、ヒータコア22を通過する空気との間で熱交換を行い液化する。ヒータコア22を通過して加熱された空気は、ケース14から車室内へ導かれる。これにより、車室内が暖房される。
 ヒータコア22にて液化した冷媒は、バイパス通路30を通過して可変絞り機構29に導かれる。可変絞り機構29に流入した冷媒は、可変絞り機構29を通過して減圧膨張し、冷却水-冷媒熱交換器26に流入する。冷却水-冷媒熱交換器26に流入した冷媒は、冷却水回路306内の冷却水との間で熱交換を行い気化する。
 このとき、冷却水回路406では、電動ポンプ51によって冷却水が循環している。冷却水-冷媒熱交換器26にて冷媒と熱交換を行って温度が低下した冷却水は、四方弁358を通過し電気温水ヒータ54に導かれて加熱される。電気温水ヒータ54にて加熱された冷却水は、三方弁57,気液分離器55,電動ポンプ51,三方弁457,四方弁358,及び四方弁458を通過して、再び冷却水-冷媒熱交換器26に導かれる。これにより、冷却水回路305の電気温水ヒータ54にて冷却水を加熱し、冷却水-冷媒熱交換器26にて冷却水から冷媒に吸熱することができる。
 このように、温度制御システム401では、電気温水ヒータ54にて加熱された冷却水によって冷凍サイクル回路20内の冷媒に吸熱することが可能である。
 冷却水-冷媒熱交換器26にて気化した冷媒は、気液分離器24に流入し、再び電動コンプレッサ21に供給される。第3単独吸熱モードでは、上記のように冷媒が冷凍サイクル回路20を循環し、冷却水が冷却水回路250及び冷却水回路406を循環することで、ケース14内を流れる空気が加熱されて、車室内が暖房される。
 以上のように、第3単独吸熱モードでは、室外熱交換器23,室外熱交換器52,及び室外熱交換器452にて吸熱することなく、電気温水ヒータ54によって加熱された冷却水から冷却水-冷媒熱交換器26にて冷媒に吸熱する。そのため、外気温度が極低温の場合にも暖房運転を行うことができる。
 (第4の実施形態の変形例)
 以下、図22を参照して、本発明の第4の実施形態の変形例に係る温度制御システム401について説明する。図22は、温度制御システム401の構成図である。
 この変形例では、冷却水回路250の室外熱交換器52と冷却水回路450の室外熱交換器452とは、一体に設けられる。これにより、車両における室外熱交換器52及び室外熱交換器452のレイアウトの簡素化が可能である。
 以上の第4の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
 第3単独吸熱モードにて、冷凍サイクル回路20にてヒータコア22が空気を加熱する暖房運転を行うときには、電気温水ヒータ54にて冷却水を加熱して、冷却水-冷媒熱交換器26にて電気温水ヒータ54で加熱された冷却水から冷媒に吸熱する。そのため、電気温水ヒータ54によって加熱された冷却水を用いてヒートポンプ暖房運転を行うことができる。したがって、外気温度が極低温であっても冷凍サイクル回路20を用いたヒートポンプ暖房運転を行うことができる。
 また、外気温度によって吸熱源を変更できるので、暖房運転時に冷凍サイクル回路20の運転を止めることなく、外気温度が極低温の場合にも冷凍サイクル回路20を作動させることができる。
 また、冷却水回路450では、電動ポンプ51によって冷却水が循環している。電動ポンプ51によって吸入吐出された冷却水は、三方弁457を通過して室外熱交換器452に導かれて冷却される。このとき、四方弁358は、冷却水回路350と冷却水回路450とを分離させ各々独立して冷却水を循環させる分離状態に切り換えられているので、室外熱交換器452にて冷却された冷却水は、四方弁358,電気温水ヒータ54,及び三方弁57を通過して蓄電池熱交換器53に導かれる。蓄電池熱交換器53では、冷却水との熱交換によって蓄電池2が冷却される。
 また、冷却水回路450では、電動ポンプ51によって冷却水が循環している。このとき、四方弁358は、冷却水回路350と冷却水回路450とを分離させ各々独立して冷却水を循環させる分離状態に切り換えられているので、電動ポンプ51によって吸入吐出された冷却水は、三方弁457及び四方弁358を通過して電気温水ヒータ54に導かれて加熱される。電気温水ヒータ54にて加熱された冷却水は、三方弁57を通過して蓄電池熱交換器53に導かれる。蓄電池熱交換器53では、冷却水との熱交換によって蓄電池2が加熱される。
 したがって、温度制御システム401では、室外熱交換器52から冷却水-冷却水熱交換器58及び冷却水-冷媒熱交換器26を介して冷凍サイクル回路20内の冷媒に吸熱すると共に、冷却水回路450内の冷却水を用いて蓄電池2の温度を調整することが可能である。
 以上のように、温度制御システム401は、冷媒が循環する冷凍サイクル回路20と、冷却水が循環する冷却水回路405と、を備え、冷凍サイクル回路20は、冷媒を圧縮する電動コンプレッサ21と、電動コンプレッサ21にて圧縮された冷媒の熱を用いて空調に用いられる空気を加熱するヒータコア22と、冷媒と冷却水回路405内の冷却水との間で熱交換を行う冷却水-冷媒熱交換器26と、を有し、冷却水回路405は、冷却水-冷媒熱交換器26と、冷却水を吸入吐出する電動ポンプ51と、を有し、冷却水が循環する冷却水回路406と、冷却水と外気との間で熱交換を行う室外熱交換器52と、冷却水を吸入吐出する電動ポンプ251と、駆動用モータ3と熱交換を行う駆動系熱交換器259と、を有し、冷却水が循環する冷却水回路250と、冷却水回路406を循環する冷却水と冷却水回路250を循環する冷却水との熱的な連結と分離とを切り換える四方弁458と、を備え、冷却水回路406は、冷却水-冷媒熱交換器26を有し、冷却水が循環する冷却水回路350と、冷却水を加熱する電気温水ヒータ54と、蓄電池2と熱交換を行う蓄電池熱交換器53と、電動ポンプ51と、冷却水と外気との間で熱交換を行う室外熱交換器452と、室外熱交換器452をバイパスするように冷却水が流れるバイパス通路456と、室外熱交換器452に冷却水が流れるかバイパス通路456に冷却水が流れるかを切り換える三方弁457と、を有し、冷却水が循環する冷却水回路450と、冷却水回路350を循環する冷却水と冷却水回路450を循環する冷却水との熱的な連結と分離とを切り換える四方弁358と、からなり、四方弁458が冷却水回路250と冷却水回路350とを熱的に連結させ、四方弁358が冷却水回路350と冷却水回路450とを熱的に分離させて、駆動系熱交換器259が駆動用モータ3から吸熱して、冷却水-冷媒熱交換器26にて冷却水から冷媒に吸熱させることで冷凍サイクル回路20にてヒータコア22が空気を加熱する暖房運転を行い、室外熱交換器452にて外気との熱交換によって冷却された冷却水を用いて蓄電池熱交換器53にて蓄電池2を冷却する第1のモードと、四方弁458が冷却水回路250と冷却水回路350とを熱的に分離させ、四方弁358が冷却水回路250と冷却水回路450とを熱的に連結させ、三方弁457はバイパス通路456に冷却水が流れるように切り換えられて、電気温水ヒータ54にて冷却水を加熱して、冷却水-冷媒熱交換器26にて冷却水から冷媒に吸熱させることで冷凍サイクル回路20にてヒータコア22が空気を加熱する暖房運転を行う第2のモードと、を有する。
 この構成によれば、第1のモードでは、四方弁458が冷却水回路250と冷却水回路350とを熱的に連結させ、四方弁358が冷却水回路350と冷却水回路450とを熱的に分離させている状態で、冷却水-冷媒熱交換器26と蓄電池熱交換器53とには連続して冷却水が流れないので、蓄電池熱交換器53に流れる冷却水は冷却水-冷媒熱交換器26での熱交換の影響を受けない。外気温度が比較的低い場合に冷凍サイクル回路20が暖房運転を行い、蓄電池2が好ましい温度帯域を若干上回るような状況で、仮に四方弁358が冷却水回路350と冷却水回路450とを熱的に連結させた状態で冷凍サイクル回路20を作動させると、冷却水-冷媒熱交換器26での熱交換により冷却水の温度がマイナスになる場合があり、その冷却水が蓄電池熱交換器53に供給されると、蓄電池2が好ましい温度帯域よりも低温になるおそれがあるが、第1のモードで運転を行えば、室外熱交換器452にて外気との熱交換によって冷却された冷却水を用いるので、蓄電池2を好ましい温度帯域に維持することができる。また、第2のモードでは、四方弁458が冷却水回路250と冷却水回路350とを熱的に分離させ、四方弁358が冷却水回路350と冷却水回路450とを熱的に連結させている状態で、電気温水ヒータ54を作動させて冷却水を加熱し、加熱された冷却水から冷却水-冷媒熱交換器26にて冷凍サイクル回路20内の冷媒に吸熱させるので、外気温度が極低温の場合にも、駆動用モータ3の状況によらず迅速に暖房運転を行うことができる。
 (第5の実施形態)
 以下、図23及び図24を参照して、本発明の第5の実施形態に係る温度制御システム501について説明する。
 まず、図23を参照して、温度制御システム501の全体構成について説明する。図23は、温度制御システム501の構成図である。
 温度制御システム501は、車両に搭載されるシステムであって、車室内の空調を行うと共に、蓄電池2の温度を調整するものである。温度制御システム501は、空調装置10と、冷却水が循環する冷却水回路305と、冷却水が循環する第5冷却水回路としての冷却水回路550と、を備える。冷却水回路305は、第3の実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
 空調装置10は、HVACユニット11と、冷媒が循環する冷凍サイクル回路520と、コントローラ(図示省略)と、を有する。空調装置10は、冷暖房可能なヒートポンプシステムである。空調装置10は、車両(図示省略)に搭載されて車室(図示省略)内の空調を行う。冷媒には、例えばHFC-123aやHFO-1234yf等のHF系冷媒や、R744(CO2)等の自然冷媒が用いられる。
 冷凍サイクル回路520は、電動コンプレッサ21と、第2熱交換器としての冷媒-冷却水熱交換器522と、気液分離器24と、エバポレータ25と、冷却水-冷媒熱交換器26と、可変絞り機構27と、可変絞り機構29と、バイパス通路34と、逆止弁36と、を有する。
 冷媒-冷却水熱交換器522は、電動コンプレッサ21にて圧縮された冷媒の熱を用いて冷却水回路550内の流体としての冷却水を加熱する。このとき、冷媒-冷却水熱交換器522と冷却水回路550が放熱装置に相当する。
 気液分離器24は、エバポレータ25又は冷却水-冷媒熱交換器26から流入する冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離させる。気液分離器24は、気相冷媒を電動コンプレッサ21に供給する。
 可変絞り機構29は、冷媒-冷却水熱交換器522と冷却水-冷媒熱交換器26との間に設けられる。可変絞り機構29は、冷媒-冷却水熱交換器522から流入する液相冷媒を減圧膨張させて温度を低下させる。可変絞り機構29は、開状態の場合には冷媒を通過させ、閉状態の場合には冷媒の通過を遮断し、絞り状態の場合には冷媒を減圧膨張させる。絞り状態における絞りの程度は、コントローラによって調整される。
 バイパス通路34は、冷媒-冷却水熱交換器522の下流と気液分離器24の上流とを連結する。バイパス通路34には、可変絞り機構27,エバポレータ25,及び逆止弁36をバイパスする冷媒が流れる。バイパス通路34には、可変絞り機構29と冷却水-冷媒熱交換器26とが設けられる。
 冷却水回路550は、第4ポンプとしての電動ポンプ551と、第3室外熱交換器としての室外熱交換器552と、室内放熱器としてのヒータコア22と、気液分離器555と、冷媒-冷却水熱交換器522と、バイパス通路556と、バイパス切換弁としての三方弁557と、を有する。
 電動ポンプ551は、三方弁557が通常状態のときには室外熱交換器552の上流かつヒータコア22の下流に設けられ、三方弁557がバイパス状態のときには冷媒-冷却水熱交換器522の上流かつヒータコア22の下流に設けられる。電動ポンプ551は、電動モータ(図示省略)によって駆動されて冷却水回路550内の冷却水を吸入吐出して循環させる。電動ポンプ551は、コントローラからの指令信号によって回転速度が制御される。
 室外熱交換器552は、例えば車両のエンジンルーム(電気自動車においてはモータルーム)内に配置される。室外熱交換器552は、冷却水と外気との間で熱交換を行う。室外熱交換器552には、車両の走行や室外ファン(図示省略)の回転によって、外気が導入される。
 ヒータコア22は、冷却水回路550内の冷却水の熱を用いて空調に用いられる空気を加熱する。ヒータコア22は、ケース14内に設けられる。ヒータコア22には、冷媒-冷却水熱交換器522にて冷凍サイクル回路520内の冷媒から吸熱した冷却水が流入する。ヒータコア22は、ケース14内を流れる空気が接触する場合には、当該空気と冷却水熱交換器522にて冷凍サイクル回路520内の冷媒から吸熱した冷却水との間で熱交換を行い空気を暖める。ヒータコア22に接触する空気の量は、ヒータコア22よりもケース14内の風流れ方向上流側及び下流側に設けられるエアミックスドア13の位置に応じて調整される。
 気液分離器555は、電動ポンプ551の上流に設けられる。気液分離器555は、冷却水回路550内を流通する冷却水内に発生した気泡を分離させ、液体の冷却水のみを電動ポンプ51に流入させる。
 バイパス通路556は、室外熱交換器552の上流と室外熱交換器552の下流とを連結する。バイパス通路556には、室外熱交換器552をバイパスする冷却水が流れる。
 三方弁557は、コントローラからの指令信号によって切り換えられる。三方弁557は、冷却水が室外熱交換器552を流通する通常状態と、冷却水が室外熱交換器552をバイパスしてバイパス通路556を流れるバイパス状態と、を切り換える。三方弁557が通常状態に切り換えられた場合には、バイパス通路556には冷却水は流通しない。一方、三方弁557がバイパス状態に切り換えられた場合には、室外熱交換器552には冷却水は流通しない。
 続いて、図24を参照して、温度制御システム501の第3単独吸熱モードについて説明する。図24では、冷媒又は冷却水が流通する部分を太実線で示し、冷媒又は冷却水の流通が停止する部分を細実線で示す。
 <第3単独吸熱モード>
 図24は、温度制御システム501が第3単独吸熱モードで運転されて空調装置10が暖房運転を行う場合について説明する図である。
 HVACユニット11では、エアミックスドア13は、ケース14内を流れる空気がヒータコア22を通過する位置に調整される。
 冷凍サイクル回路520では、可変絞り機構27は、冷媒の通過を遮断する閉状態に切り換えられる。可変絞り機構29は、冷媒を減圧膨張させる絞り状態に切り換えられる。
 冷却水回路250では、電動ポンプ251が作動して冷却水を循環させている。三方弁257は、冷却水が冷却水-冷却水熱交換器58をバイパスしてバイパス通路256を流れるバイパス状態に切り換えられている。
 四方弁358は、冷却水回路350と冷却水回路450とを連結して連続して冷却水を循環させる連結状態に切り換えられる。
 冷却水回路306では、電動ポンプ351及び電動ポンプ51が作動して、冷却水回路350と冷却水回路450との間で連続するように冷却水を循環させている。電気温水ヒータ54は、冷却水回路305内の冷却水を加熱する。三方弁57は、冷却水が蓄電池熱交換器53をバイパスしてバイパス通路56を流れるバイパス状態に切り換えられる。
 冷却水回路550では、電動ポンプ551が作動して冷却水を循環させている。三方弁557は、冷却水が室外熱交換器552をバイパスしてバイパス通路556を流れるバイパス状態に切り換えられている。
 電動コンプレッサ21にて圧縮された冷媒は、冷媒-冷却水熱交換器522に流入し、冷却水回路550内の冷却水との間で熱交換を行い液化する。
 冷媒-冷却水熱交換器522にて液化した冷媒は、バイパス通路34を通過して可変絞り機構29に導かれる。可変絞り機構29に流入した冷媒は、可変絞り機構29を通過して減圧膨張し、冷却水-冷媒熱交換器26に流入する。冷却水-冷媒熱交換器26に流入した冷媒は、冷却水回路306内の冷却水との間で熱交換を行い気化する。冷却水-冷媒熱交換器26にて気化した冷媒は、気液分離器24に流入し、再び電動コンプレッサ21に供給される。
 このとき、冷却水回路306では、電動ポンプ351及び電動ポンプ51によって冷却水が循環している。冷却水-冷媒熱交換器26にて冷媒と熱交換を行って温度が低下した冷却水は、電気温水ヒータ54に導かれて加熱される。電気温水ヒータ54にて加熱された冷却水は、三方弁57,気液分離器55,電動ポンプ51,四方弁358,気液分離器355,電動ポンプ351,及び冷却水-冷却水熱交換器58を通過して、再び冷却水-冷媒熱交換器26に導かれる。なお、冷却水-冷却水熱交換器58では、三方弁257がバイパス状態に切り換えられているので、冷却水回路250内の冷却水との間で熱交換は行われない。これにより、冷却水回路305の電気温水ヒータ54にて冷却水を加熱し、冷却水-冷媒熱交換器26にて冷却水から冷媒に吸熱することができる。
 このように、温度制御システム301では、電気温水ヒータ54にて加熱された冷却水によって冷凍サイクル回路20内の冷媒に吸熱することが可能である。
 一方、冷却水回路550では、電動ポンプ551によって冷却水が循環している。冷媒-冷却水熱交換器522にて冷媒と熱交換を行って温度が上昇した冷却水は、ヒータコア22に流入し、ヒータコア22を通過する空気との間で熱交換を行い温度が低下する。ヒータコア22を通過して加熱された空気は、ケース14から車室内へ導かれる。これにより、車室内が暖房される。
 第3単独吸熱モードでは、上記のように冷媒が冷凍サイクル回路520を循環し、冷却水が冷却水回路250,冷却水回路306,及び550を循環することで、ケース14内を流れる空気が加熱されて、車室内が暖房される。
 以上のように、第3単独吸熱モードでは、室外熱交換器52にて吸熱することなく、電気温水ヒータ54によって加熱された冷却水から冷却水-冷媒熱交換器26にて冷媒に吸熱し、冷媒-冷却水熱交換器522にて冷却水に吸熱する。そのため、外気温度が極低温の場合にも暖房運転を行うことができる。
 以上の第5の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
 第3単独吸熱モードにて、冷却水回路550にてヒータコア22が空気を加熱する暖房運転を行うときには、電気温水ヒータ54にて冷却水を加熱して、冷却水-冷媒熱交換器26にて電気温水ヒータ54で加熱された冷却水から冷媒に吸熱し、冷媒-冷却水熱交換器522にて冷却水-冷媒熱交換器26で加熱された冷媒から冷却水に吸熱する。そのため、電気温水ヒータ54によって加熱された冷却水を用いてヒートポンプ暖房運転を行うことができる。したがって、外気温度が極低温であっても冷凍サイクル回路520を用いたヒートポンプ暖房運転を行うことができる。
 また、冷凍サイクル回路520と冷却水回路550とを、他の実施形態における冷凍サイクル回路20に代えて設けてもよい。冷却水回路550では、冷凍サイクル回路520は、流路切換弁やバイパス通路等が省略されたシンプルな構成である。このように、シンプルな構成の冷凍サイクル回路520を用いた場合にも、上述した他の実施形態と同様の運転モードによる運転が可能である。
 以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
 また、上記各実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせ可能である。
 本願は、2021年1月29日に日本国特許庁に出願された特願2021-013990に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (4)

  1.  車両の温度制御システムであって、
     冷媒が循環する冷凍サイクル回路と、
     冷却水が循環する冷却水回路と、
    を備え、
     前記冷凍サイクル回路は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機にて圧縮された冷媒の熱を用いて空調に用いられる空気を加熱する放熱装置と、冷媒と前記冷却水回路内の冷却水との間で熱交換を行う第1熱交換器と、を有し、
     前記冷却水回路は、
     前記第1熱交換器と、冷却水を吸入吐出する第1ポンプと、を有し、冷却水が循環する第1冷却水回路と、
     冷却水と外気との間で熱交換を行う第1室外熱交換器と、冷却水を吸入吐出する第2ポンプと、駆動系部品と熱交換を行う駆動系熱交換器と、を有し、冷却水が循環する第2冷却水回路と、
     前記第1冷却水回路を循環する冷却水と前記第2冷却水回路を循環する冷却水との熱的な連結と分離とを切り換える第1熱連結器と、
    を備え、
     前記第1冷却水回路は、
     前記第1熱交換器を有し、冷却水が循環する第3冷却水回路と、
     冷却水を加熱する加熱器と、蓄電池と熱交換を行う蓄電池熱交換器と、前記第1ポンプと、冷却水と外気との間で熱交換を行う第2室外熱交換器と、前記第2室外熱交換器をバイパスするように冷却水が流れる第1バイパス通路と、前記第2室外熱交換器に冷却水が流れるか前記第1バイパス通路に冷却水が流れるかを切り換える第1バイパス切換弁と、を有し、冷却水が循環する第4冷却水回路と、
     前記第3冷却水回路を循環する冷却水と前記第4冷却水回路を循環する冷却水との熱的な連結と分離とを切り換える第2熱連結器と、
    からなり、
     前記第1熱連結器が前記第2冷却水回路と前記第3冷却水回路とを熱的に連結させ、前記第2熱連結器が前記第3冷却水回路と前記第4冷却水回路とを熱的に分離させて、前記駆動系熱交換器が前記駆動系部品から吸熱して、前記第1熱交換器にて冷却水から冷媒に吸熱させることで前記冷凍サイクル回路にて前記放熱装置が空気を加熱する暖房運転を行い、前記第2室外熱交換器にて外気との熱交換によって冷却された冷却水を用いて前記蓄電池熱交換器にて前記蓄電池を冷却する第1のモードと、
     前記第1熱連結器が前記第2冷却水回路と前記第3冷却水回路とを熱的に分離させ、前記第2熱連結器が前記第3冷却水回路と前記第4冷却水回路とを熱的に連結させ、前記第1バイパス切換弁は前記第1バイパス通路に冷却水が流れるように切り換えられて、前記加熱器にて冷却水を加熱して、前記第1熱交換器にて冷却水から冷媒に吸熱させることで前記冷凍サイクル回路にて前記放熱装置が空気を加熱する暖房運転を行う第2のモードと、
    を有する、
    温度制御システム。
  2.  請求項1に記載の温度制御システムであって、
     前記冷却水回路は、
     前記蓄電池熱交換器をバイパスするように冷却水が流れる第2バイパス通路と、
     前記蓄電池熱交換器に冷却水が流れるか前記第2バイパス通路に冷却水が流れるかを切り換える第2バイパス切換弁と、
    を有する、
    温度制御システム。
  3.  請求項1又は2に記載の温度制御システムであって、
     前記放熱装置は、冷却水が循環する第5冷却水回路を備え、
     前記第5冷却水回路は、
     前記冷凍サイクル回路内の冷媒によって冷却水を加熱する第2熱交換器と、
     前記第2熱交換器にて加熱された冷却水の熱を用いて空調に用いられる空気を加熱する室内放熱器と、
     冷却水と外気との間で熱交換を行う第3室外熱交換器と、を有する、
    温度制御システム。
  4.  請求項1から3のいずれか一つに記載の温度制御システムであって、
     前記第1熱連結器は、前記第2冷却水回路における前記駆動系熱交換器の下流かつ前記第1ポンプの上流に設けられ、前記第3冷却水回路における前記第1熱交換器の上流に設けられ、前記第2冷却水回路と前記第3冷却水回路とを分離させ各々独立して冷却水を循環させる分離状態と前記第2冷却水回路と前記第3冷却水回路とを連結して連続して冷却水を循環させる連結状態とに切り換えられる四方弁であり、
     前記第2熱連結器は、前記第3冷却水回路における前記第1熱交換器の下流に設けられ、前記第4冷却水回路における前記加熱器の上流に設けられ、前記第3冷却水回路と前記第4冷却水回路とを分離させ各々独立して冷却水を循環させる分離状態と前記第3冷却水回路と前記第4冷却水回路とを連結して連続して冷却水を循環させる連結状態とに切り換えられる四方弁である、
    温度制御システム。
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