JP2004224109A

JP2004224109A - Heat pump device

Info

Publication number: JP2004224109A
Application number: JP2003012097A
Authority: JP
Inventors: Etsuo Hasegawa; 恵津夫長谷川; Masaaki Kawakubo; 昌章川久保; Yoshitake Kato; 吉毅加藤; Takeshi Muto; 健武藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-01-21
Filing date: 2003-01-21
Publication date: 2004-08-12

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat pump device hardly permitting deposited frost on an outside heat exchanger at heating. <P>SOLUTION: The upstream side outside heat exchange part 18a is arranged at an upstream side of air flow of a radiator 25 and the downstream side outside heat exchange part is arranged at a downstream side of air flow. a coolant is flushed only to the downstream side outside heat exchange part 18b at heating and heat exchange is carried out with air after passing through the radiator 25. Since only the downstream side outside heat exchange part 18b is functioned as a heat sink, after heating an engine 9, a temperature of air blown to the downstream side outside heat exchange part 18b is raised at an operation condition where the radiator 25 releases heat and the frost generated at an initial stage of the operation can be melted. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室外熱交換器の除霜を効率的に行うようにしたヒートポンプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両に搭載されたヒートポンプ装置は、ラジエータを通過する空気の空気流れ上流側に室外熱交換器が配置され、ラジエータを通過する空気の空気流れ下流側にファンが配置されている。そして、ファンが回転駆動されると、外気が室外熱交換器およびラジエータを通過する。
【０００３】
このような構造では、一般的に室外熱交換器が蒸発器となる暖房モード時には室外熱交換器の冷媒出口側の方から冷媒蒸発圧力が低下し、冷媒蒸発温度が下がる。そのため、室外熱交換器の冷媒出口側から着霜が起こり、外気からの吸熱量が低下し暖房性能が低下する。そこで、暖房性能確保のために室外熱交換器の除霜が必要となる。この場合、切替手段を用いて高圧冷媒を室外熱交換器に流入させて除霜を行うようにしている。
【０００４】
なお、電気自動車では、室外熱交換器を風上側熱交換部と風下側熱交換部に分割し、暖房モードの立ち上がり時は室外熱交換器の風下側熱交換部から風上側熱交換部の順に冷媒が流れるようにし、走行時に除霜を行うときは、風下側熱交換部にのみに高圧側冷媒を流入させている。これにより、風上側熱交換部が走行風の遮断作用を果して、風下側熱交換部の除霜を行うようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２４６９３０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、高圧冷媒を室外熱交換器に流入させて除霜を行う場合、低温の外気が室外熱交換器にあたるので、室外熱交換器がなかなか暖められず、室外熱交換器の着霜が溶かされにくい。
【０００７】
また、特許文献１によるものでは、風上側熱交換部が除霜されず、除霜運転を完了して再度暖房モードになっても、風上側熱交換部の霜が除去できていないので、走行風から吸熱できない。
【０００８】
本発明は上記点に鑑みて、暖房時、室外熱交換器に霜の付きにくいヒートポンプ用熱交換器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、発熱機器（９）の冷却水を放熱するラジエータ（２５）と室外熱交換器（１８）が同一の空気通路に配置されたヒートポンプ装置であって、
室外熱交換器（１８）をラジエータ（２５）の空気流れ上流側に配置された風上側室外熱交換部（１８ａ）と、ラジエータ（２５）の空気流れ下流側に配置された風下側室外熱交換部（１８ｂ）とにより構成し、
暖房時には風下側室外熱交換部（１８ｂ）のみに冷媒を流すことを特徴とする。
【００１０】
これにより、暖房時に風下側室外熱交換部（１８ｂ）のみに冷媒を流し、ラジエータ（２５）通過後の空気と熱交換することができる。この場合、風下側室外熱交換部（１８ｂ）のみが吸熱器として作用する。したがって、運転初期において、発熱機器（９）が十分暖まっていない状態では風下側室外熱交換部（１８ｂ）に着霜が発生するが、発熱機器（９）暖気後、ラジエータ（２５）が放熱する運転条件において、風下側室外熱交換部（１８ｂ）に送風される空気温度が上昇し、フロストの発生を抑制するとともに、運転初期に発生した霜を溶かすことができる。その結果、暖房時、室外熱交換器に霜の付きにくいヒートポンプ装置を提供することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、請求項１において、冷媒が冷媒吐出側において超臨界状態を示す性質を有しており、
冷房時には風下側室外熱交換部（１８ｂ）から風上側室外熱交換部（１８ａ）に向かって冷媒が流れることを特徴とする。
【００１２】
これにより、冷房時、風下側室外熱交換部（１８ｂ）には超臨界状態の冷媒が流入する。超臨界状態の冷媒は１５０℃前後に達するので、ラジエータ（２５）を通過した空気によって冷却される。従って、室外熱交換器（１８）をラジエータ（２５）の風上側に配置した場合、すなわち、超臨界状態の冷媒をラジエータ風上側に配置した室外熱交換部（１８ａ）に流入させた場合に比べ、ラジエータ（２５）の吸入空気温度を低くでき、ラジエータ（２５）の冷却性能を向上させることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、発熱機器（９）の冷却水を放熱するラジエータ（２５）と室外熱交換器（１８）が同一の空気通路に配置されたヒートポンプ装置であって、
暖房時にはラジエータ（２５）から室外熱交換器（１８）に向かって空気を送風し、
冷房時には室外熱交換器（１８）からラジエータ（２５）に向かって空気を送風することを特徴とする。
【００１４】
これにより、暖房時にはラジエータ（２５）から室外熱交換器（１８）に向かって空気を送風するので、請求項１のように室外熱交換器（１８）を風上側熱交換部１８ａと風下側熱交換部１８ｂに分割しない場合にも請求項１と同様の効果を得ることができる。その結果、暖房時、室外熱交換器に霜の付きにくいヒートポンプ用熱交換器を提供することができる。
【００１５】
また、冷房時には室外熱交換器（１８）からラジエータ（２５）に向かって空気を送風するので、室外熱交換器（１８）がラジエータ（２５）通過前の空気によって効率良く放熱でき、必要な冷房性能を得ることができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明では、請求項３において、空気の送風手段が室外送風機（１９）で構成されており、
室外送風機（１９）を送風方向を正逆両方向に切替可能な構成としたことを特徴とする。
【００１７】
これにより、室外送風機（１９）の送風方向を正逆両方向に切替可能な構成としたので、複雑な空気通路を形成してラジエータ（２５）と室外熱交換器（１８）の間の送風方向の切り替えを行わくてもよい。
【００１８】
請求項５に記載の発明のように、請求項４において、ラジエータ（２５）が室外熱交換器（１８）と室外送風機（１９）の間に配置されていてもよい。
【００１９】
請求項６に記載の発明のように、請求項４において、室外熱交換器（１８）がラジエータ（２５）と室外送風機（１９）の間に配置されていてもよい。
【００２０】
請求項７に記載の発明では、発熱機器（９）の近くに室外送風機（１９）が配置され、
暖房時には室外送風機（１９）によって発熱機器（９）で暖められた空気を室外熱交換器（１８）に向かって送風し、
冷房時には室外送風機（１９）を逆転させて外気を室外熱交換器（１８）に向かって送風することを特徴とする。
【００２１】
これにより、暖房時に室外送風機（１９）によって発熱機器（９）で暖められた空気を室外熱交換器（１８）に向かって送風できるので、ラジエータ（２５）通過後の空気を利用しなくとも、請求項１と同様の効果を得ることができる。その結果、暖房時、室外熱交換器に霜の付きにくいヒートポンプ装置を提供することができる。
【００２２】
また、冷房時に室外送風機（１９）を逆転させて外気を室外熱交換器（１８）に向かって送風するので、室外熱交換器（１８）が外気によって効率良く放熱でき、必要な冷房性能を得ることができる。
【００２３】
請求項８に記載の発明のように、請求項１ないし７のいずれか１つにおいて、発熱機器（９）がエンジンであって、
室外熱交換器（１８）がエンジン付近に配置されていてもよい。
【００２４】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は本発明のヒートポンプ装置の全体システム構成を示すものであって、エンジン車両に適用したものである。図１において、ダクト１０は室内用空気通路を構成するものであって、その一端側に室内送風機１１が配置されている。この室内送風機１１は遠心式送風ファン１１ａと、駆動用モータ１１ｂとを有し、遠心式送風ファン１１ａは吸入口１１ｃから空気を吸入して送風する。なお、吸入口１１ｃから吸入される空気は内外気切替ドア１０ａにより内記と外気に切替可能になっている。
【００２６】
室内エバポレータ１２は、本実施形態の室内冷却器を構成するものであって、ダクト１０内において室内送風機１１の下流側に配置され、冷凍サイクルの低圧冷媒と送風空気との間で熱交換して送風空気を冷却する。なお、第１実施形態における冷媒は、圧縮機１４の冷媒吐出側において超臨界状態を示すものを用いており、具体的にはＣＯ２である。
【００２７】
室内ガス放熱器１３は、本実施形態の室内放熱器を構成するものであって、ダクト１０内において室内エバポレータ１２の下流側に配置され、冷凍サイクルの後述の圧縮機１４から吐出される高圧冷媒と送風空気との間で熱交換して送風空気を加熱する。本実施形態では、室内熱交換器として室内エバポレータ１２と室内ガス放熱器１３とを用いている。上記圧縮機１４は、冷凍サイクルの冷媒を吸入、圧縮、吐出するものである。本実施形態では、発熱機器を構成する車両用エンジン９により圧縮機１４が駆動される。
【００２８】
バイパス通路１５はダクト１０内において室内ガス放熱器１３をバイパスして送風空気が流れるようにする。通路切替ドア１６は室内ガス放熱器１３とバイパス通路１５への空気流れを切り替える。吹出口１７は車室内への吹出口であり、実際は、複数の吹出口（フェイス吹出口、フット吹出口およびデフロスタ吹出口）が設けられ、図示しない吹出モードドアにより開閉される。
【００２９】
室外熱交換器１８は、冷媒と室外空気との間で熱交換を行うもので、空気流れ方向（車両走行風の流れ方向）Ａに対して上流側に配置された風上側熱交換部１８ａと、車両走行風Ａに対して下流側に配置された風下側熱交換部１８ｂとを有している。上記風上側熱交換部１８ａと風下側熱交換部１８ｂの間にはラジエータ２５が配置されている。
【００３０】
風下側熱交換部１８ｂは室内ガス放熱器１３の冷媒流出側から冷媒を流入させる第１入口部１８ｃと、風上側熱交換部１８ａの第２入口部１８ｅ側に冷媒を流出させる第１出口部１８ｄとを有している。風上側熱交換部１８ａは風下側熱交換部１８ｂの第１出口部１８ｄから冷媒を流入させる第２入口部１８ｅと、内部熱交換器２４側に冷媒を流出させる第２出口部１８ｆとを有している。
【００３１】
風下側熱交換部１８ｂの第１出口部１８ｄと風上側熱交換部１８ａの第２入口部１８ｅとの間は連結部材１８ｇによって連通するように構成されており、冷媒が風下側熱交換部１８ｂから風上側熱交換部１８ａへと流れるようになっている。
【００３２】
そして、本実施形態では、風下側熱交換部１８ｂの更に下流側に吸い込み式の室外送風機１９を配置し、この室外送風機１９の軸流ファン１９ａを図示しない駆動用モータにより回転駆動することにより、室外熱交換器１８に室外空気が矢印Ａ方向に送風される。
【００３３】
第１バイパス回路２０は連結部材１８ｇの途中に設けられた分岐点１８ｈと、風上側熱交換部１８ａの第２出口部１８ｆ側を結ぶ回路であって、風上側熱交換部１８ａをバイパスする。
【００３４】
第１電気膨張弁２１は室内ガス放熱器１３と風下側熱交換部１８ｂの間に、第２電気膨張弁２２は内部熱交換器２４と室内エバポレータ１２の冷媒流入側との間に設けられており、冷媒通路の開度を電気制御により調整できる公知のもので、冷媒通路の減圧手段としての役割を果たす。
【００３５】
アキュムレータ２３は圧縮機１４の吸入側に配置され、サイクル内を循環する余剰冷媒を蓄えるとともに、内部に流入した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して気相冷媒を圧縮機１４に吸入させる。内部熱交換器２４は室外熱交換器１８で冷却された高温の媒体とアキュムレータ２３で分離された低温のガス媒体との間で熱交換をし、室内エバポレータ１２の入口側と出口側でのエンタルピ差を大きくして冷却能力の向上を図るものである。ラジエータ２５は車両用エンジン９の冷却水を冷却するものである。
【００３６】
なお、第１バルブ２６が室内エバポレータ１２をバイパスする第２バイパス回路２７の途中に、第２バルブ２８が第１バイパス回路２０の途中に、第３バルブ２９が第１電気膨張弁２１の前後に設けられている。上記バルブ２６、２８、２９は電磁弁で構成されている。
【００３７】
次に、第１実施形態の作動を説明する。圧縮機１４で圧縮された高温高圧の冷媒は室内ガス放熱器１３に流入する。そして、暖房モードでは図１に示すように、通路切替ドア１６がバイパス通路１５を閉じる実線位置に操作されるので、室内送風機１１の送風空気の全量が室内ガス放熱器１３を通過して加熱され温風となり、吹出口１７から車室内の乗員足元部へ吹き出して車室内の暖房を行う。なお、第１バルブ２６、第２バルブ２８は開状態、第３バルブ２９は閉状態に制御される。
【００３８】
室内ガス放熱器１３にて超臨界状態の冷媒は放熱し、次に、この冷媒が第１電気膨張弁２１の開度調節により減圧される。そして、この減圧された低圧冷媒は室外熱交換器１８の風下側熱交換部１８ｂに流れ、室外送風機１９により送風される外気から吸熱して蒸発する。そして、連結部材１８ｇの分岐点１８ｈから第１バイパス回路２０の第２バルブ２８を経由し、内部熱交換器２４および第２バイパス回路２７の第１バルブ２６を通過してアキュムレータ２３に流入し、ここで、冷媒の気液分離が行われ、ガス冷媒が圧縮機１４に吸入され、再び圧縮、吐出される。
【００３９】
本実施形態では、第１バイパス回路２０を通過した冷媒を内部熱交換器２４を介してアキュムレータ２３に流入させているが、内部熱交換器２４をバイパスしてアキュムレータ２３につながる連通回路を構成し、この連通回路に第１バルブ２６を設置してもよい。
【００４０】
上記暖房モードでは、ラジエータ１５の空気流れ上流側の風上側熱交換部１８ａをバイパスし、ラジエータ１５の空気流れ下流側の風下側熱交換部１８ｂのみが吸熱器として作用する構造をしている。
【００４１】
この配置により、エンジン９が十分温まっていない運転初期には、風下側熱交換部１８ｂの表面には霜が発生するが、エンジン９の暖気後、ラジエータ１５が放熱する運転条件において、ラジエータ１５から風下側熱交換部１８ｂに送風される空気温度が上昇するので、風下側熱交換部１８ｂ内部を流れる高温冷媒の冷え込みを少なくできる。
【００４２】
したがって、風下側熱交換部１８ｂの全体に熱を伝えることができ、除霜を円滑に進めることが可能となる。また、風下側熱交換部１８ｂのフロストの発生を抑止するとともに、暖気初期に発生した霜を作動状態において溶かすことが可能となる。
【００４３】
また、従来の配置のように室外熱交換器１８がラジエータ２５の前に配置された場合、エンジン９の暖気完了前に暖房モードにすると、室外熱交換器１８により外気より更に冷却された空気がラジエータ２５を通過するが、エンジン９の暖気が終了すると、ラジエータ２５に温水が流入されて、暖かい空気がラジエータ２５を通過する。
【００４４】
その結果、従来技術ではラジエータ２５下流の樹脂部品等が冷熱繰り返しによる割れを発生する危険性が生じていたが、室外熱交換器１８をラジエータ２５下流に配置したことによりラジエータ２５通過後の温度差が少なくなって、上記割れを発生する危険性が生じない。
【００４５】
また、冷房モードでは、図２に示すように、通路切替ドア１６が室内ガス放熱器１３の通路を全閉し、バイパス通路１５を全開する。このため、室内ガス放熱器１３は高圧冷媒の単なる通路となり、室内送風機１１の送風空気と熱交換しない。室内ガス放熱器１３を流出した超臨界状態の冷媒は開状態の第３バルブ２９を通過して室外熱交換器１８に流入する。なお、第１バルブ２６、第２バルブ２８は閉状態は開状態に制御される。
【００４６】
この冷房モードでは室外熱交換器１８において、冷媒が風下側熱交換部１８ｂ→風上側熱交換部１８ａの順に流れる。そして、室外熱交換器１８が高温高圧冷媒を冷却する放熱器として作用し、その放熱後の高圧冷媒は内部熱交換器２４を通過後、第２電気膨張弁２２で低圧に減圧され、室内エバポレータ１２で低圧冷媒が室内送風機１１の送風空気から吸熱して蒸発する。室内エバポレータ１２で冷却された冷風は、室内ガス放熱器１３のバイパス通路１５を通過して吹出口１７から車室内へ吹き出して車室内を冷房する。
【００４７】
なお、通路切替ドア１６をバイパス通路１５の全閉位置からバイパス通路１５の開放側へ操作すれば、室内ガス放熱器１３を通過する温風とバイパス通路１５を通過する冷風との風量割合を調節して、除湿モードでの車室内吹出温度を調節することができる。
【００４８】
上記冷房モードでは、ＣＯ２冷媒を使用したサイクルの場合、室外熱交換器１８への流入冷媒温度は１５０℃前後に達することから、ラジエータ２５を通過した空気でもある程度の冷却が可能である。また、ラジエータ２５の風上側に、冷媒入口側の熱交換部１８ｂを配置した場合に比べ、ラジエータ２５の吸入空気温度が低くなり、ラジエータ２５の冷却性能に余裕が出る。
【００４９】
なお、ラジエータ２５後方の風下側熱交換部１８ｂを通過した後連結部材１８ｇを通過したのち、ラジエータ２５前方の風上側熱交換部１８ａに冷媒が流入するが、冷媒吐出側において超臨界状態を示す冷媒を使用しているサイクルでは、冷媒温度が圧縮機１４の吐出側より著しく低下するため、ラジエータ２５前方気温の上昇を抑制しつつ、風上側熱交換部１８ａの放熱を行うことが可能となる。
【００５０】
また、この場合、ラジエータ２５内の温水流れと風下側熱交換部１８ｂの冷媒流れとを平行にすると、上記効果をより一層有効に発揮できる。
【００５１】
（第２実施形態）
第１実施形態では室外熱交換器１８を風上側熱交換部１８ａと風下側熱交換部１８ｂの２つに分割し、両者１８ａ、１８ｂの間にラジエータ２５を配置するようにしたが、第２実施形態では図３および図４に示すように、室外熱交換器１８を分割せず、ラジエータ２５を室外熱交換器１８と室外送風機１９の間に配置した点が異なる。
【００５２】
第２実施形態におけるヒートポンプ装置のうち、図示しない圧縮機から室外熱交換器１８の入口部１８ｉに至る経路は第１実施形態の圧縮機１４から風下側熱交換部１８ｂの第１入口部１８ｃに至る経路と同様である。また、室外熱交換器１８の出口部１８ｊから図示しない圧縮機に至る経路は第１実施形態の風上側熱交換部１８ａの第２出口部１８ｆから圧縮機１４に至る経路と同様である。
【００５３】
そこで、第１実施形態との相違点のみ説明すると、図３および図４に示すように、室外熱交換器１８、ラジエータ２５、室外送風機１９の順に配置され、室内ガス放熱器から流出した冷媒が室外熱交換器１８の入口部１８ｉに流入し、室外熱交換器１８の内部を通過して出口部１８ｊから図示しない内部熱交換器に流入するようになっている。
【００５４】
また、室外送風機１９の軸流ファン１９ａは、逆方向に回転されると送風方向が逆転するようになっており、逆回転しても正回転した場合と同様の送風性能を得られるように形成されている。上記軸流ファン１９ａは暖房時には図３に示すＢ方向、すなわち、ラジエータ２５から室外熱交換器１８の方向に、冷房時には図４に示すＡ方向、すなわち、室外熱交換器１８からラジエータ２５の方向に送風するように回転駆動される。
【００５５】
次に、第２実施形態の作動を説明する。暖房モードでは圧縮機で圧縮された高温高圧の冷媒が室外熱交換器１８に流れる過程は第１実施形態と同様であり、室外熱交換器１８に流入した低圧冷媒は、室外送風機１９により送風される外気から吸熱して蒸発する。そして、室外熱交換器１８から内部熱交換器２４を通過し、第１実施形態と同様の過程をたどる。
【００５６】
上記暖房モードでは、ラジエータ２５から室外熱交換器１８の方向に送風される。したがって、エンジン９が十分温まっていない状態では、室外熱交換器１８の表面には霜が発生するが、エンジン９の暖気後、ラジエータ２５が放熱する運転条件において、ラジエータ２５から室外熱交換器１８に送風される空気温度が上昇するので、室外熱交換器１８内部を流れる高温冷媒の冷え込みを少なくできる。その結果、室外熱交換器１８の全体に熱を伝えることができ、第１実施形態と同様の効果が期待できる。
【００５７】
また、冷房モードでは、室外熱交換器１８からラジエータ２５の方向に送風される。したがって、外気との熱交換により室外熱交換器１８内の冷媒を冷却することができる。
【００５８】
（第３実施形態）
第２実施形態では、ラジエータ２５を室外熱交換器１８と室外送風機１９の間に配置したが、第３実施形態では、室外熱交換器１８をラジエータ２５と室外送風機１９の間に配置した点が異なる。
【００５９】
第３実施形態におけるヒートポンプ装置のうち第２実施形態との相違点のみ説明すると、図５および図６に示すように、ラジエータ２５、室外熱交換器１８、室外送風機１９の順に配置され、室内ガス放熱器から流出した冷媒が室外熱交換器１８の入口部１８ｉに流入し、室外熱交換器１８の内部を通過して出口部１８ｊから内部熱交換器２４に流入するようになっている。
【００６０】
軸流ファン１９ａは暖房時には図５に示すＡ方向、すなわち、ラジエータ２５から室外熱交換器１８の方向に、冷房時には図６に示すＢ方向、すなわち、室外熱交換器１８からラジエータ２５の方向に送風するように回転駆動される。
【００６１】
したがって、暖房時にはラジエータ２５から室外熱交換器１８の方向に、冷房時には室外熱交換器１８からラジエータ２５の方向に送風するので、第２実施形態と同様の作用をして、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
（第４実施形態）
第１〜第３実施形態ではをラジエータ２５通過後の空気と室外熱交換器１８を流れる冷媒の間で熱交換して暖房時の除霜を行ったが、第４実施形態ではエンジン９により暖められた空気と室外熱交換器１８を流れる冷媒の間で熱交換する点が異なる。
【００６３】
室外熱交換器１８への配管構成は第２実施形態と同様であるので、相違点のみ説明する。第４実施形態では、図７に示すように、ラジエータ２５を室外熱交換器１８、室外送風機１９と同一の空気通路に配置せず、エンジン９の近くに室外熱交換器１８を配置し、更に、エンジン９と室外熱交換器１８の間に室外送風機１９を配置した。
【００６４】
暖房モードでは、室外送風機１９の軸流ファン１９ａが駆動されてＢ方向、すなわち、室外送風機１９側から室外熱交換器１８側に送風される。この場合、室外熱交換器１８に流入した低圧冷媒がエンジン９の放射熱により暖められた空気から吸熱して蒸発する。そして、室外熱交換器１８から図示しない内部熱交換器を通過し、第１実施形態と同様の過程をたどる。
【００６５】
また、冷房モードでは、室外熱交換器１８からエンジン９の方向に送風される。したがって、外気との熱交換により室外熱交換器１８内の冷媒を冷却することができる。
【００６６】
（その他の実施形態）
第１〜第３実施形態では、圧縮機１４は車両用エンジン９により駆動されたが、電動用モータにより駆動されてもよい。
【００６７】
また、第１〜第３実施形態の送風方向Ａは、車両走行時の送風方向と一致していたが、例えば大型バスのように、車両走行時の送風方向と直角方向であってもよい。
【００６８】
なお、第１〜第４実施形態の回路構成において、冷媒にフレオンを用いて冷房する場合は、第３バルブ２９通過後の冷媒を風上側熱交換部１８ａの第２入口部１８ｅに流入させるバイパス回路を設けておき、このバイパス回路に切り替える切替手段により冷媒を風上側熱交換部１８ａに流入させるようにする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による暖房モードを示すヒートポンプ装置の全体システム図である。
【図２】図１の冷房モードを示す全体システム図である。
【図３】第２実施形態による暖房モードを示すヒートポンプ装置の室外熱交換器付近の配置図である。
【図４】図３の冷房モードを示す配置図である。
【図５】第３実施形態による暖房モードを示すヒートポンプ装置の室外熱交換器付近の配置図である。
【図６】第３実施形態による冷房モードを示す配置図である。
【図７】第４実施形態による暖房モードを示すヒートポンプ装置の室外熱交換器付近の配置図である。
【図８】第４実施形態による冷房モードを示す配置図である。
【符号の説明】
９…発熱機器、１８…室外熱交換器、１８ａ…風上側熱交換部、
１８ｂ…風下側熱交換部、１９…室外送風機、２５…ラジエータ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat pump device that efficiently defrosts an outdoor heat exchanger.
[0002]
[Prior art]
In a conventional heat pump device mounted on a vehicle, an outdoor heat exchanger is arranged on an upstream side of an air flow of air passing through a radiator, and a fan is arranged on a downstream side of an air flow of air passing through the radiator. Then, when the fan is driven to rotate, outside air passes through the outdoor heat exchanger and the radiator.
[0003]
In such a structure, generally, in the heating mode in which the outdoor heat exchanger functions as an evaporator, the refrigerant evaporation pressure decreases from the refrigerant outlet side of the outdoor heat exchanger, and the refrigerant evaporation temperature decreases. Therefore, frost is formed from the refrigerant outlet side of the outdoor heat exchanger, and the amount of heat absorbed from the outside air is reduced, and the heating performance is reduced. Therefore, it is necessary to defrost the outdoor heat exchanger to secure the heating performance. In this case, high-pressure refrigerant is caused to flow into the outdoor heat exchanger using the switching means to perform defrosting.
[0004]
In the electric vehicle, the outdoor heat exchanger is divided into a windward heat exchanger and a leeward heat exchanger, and when the heating mode is started, the outdoor heat exchanger is arranged from the leeward heat exchanger to the windward heat exchanger. When the refrigerant is allowed to flow and defrosting is performed during traveling, the high-pressure refrigerant flows only into the leeward heat exchange unit. Thus, the windward heat exchange unit performs a function of blocking traveling wind, and performs defrosting on the leeward heat exchange unit (for example, see Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-246930 A
[Problems to be solved by the invention]
However, when defrosting by flowing a high-pressure refrigerant into the outdoor heat exchanger, the low-temperature outside air hits the outdoor heat exchanger, so that the outdoor heat exchanger is not easily heated, and the frost on the outdoor heat exchanger is melted. Hateful.
[0007]
Further, according to Patent Document 1, the leeward heat exchange unit is not defrosted, and even if the defrosting operation is completed and the heating mode is resumed, the frost of the leeward heat exchange unit cannot be removed. Cannot absorb heat from the wind.
[0008]
In view of the above, an object of the present invention is to provide a heat exchanger for a heat pump in which an outdoor heat exchanger is less likely to be frosted during heating.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a heat pump device in which a radiator (25) for radiating cooling water of a heating device (9) and an outdoor heat exchanger (18) are arranged in the same air passage. And
The outdoor heat exchanger (18) is arranged on the upstream side of the radiator (25) in the air flow upstream, and the leeward outdoor heat exchange section (18a) is arranged on the downstream side of the radiator (25). (18b),
At the time of heating, the refrigerant flows only through the leeward outdoor heat exchange section (18b).
[0010]
This allows the refrigerant to flow only in the leeward outdoor heat exchange section (18b) during heating and exchange heat with the air after passing through the radiator (25). In this case, only the leeward outdoor heat exchange section (18b) functions as a heat absorber. Therefore, in the early stage of operation, frost is formed on the leeward outdoor heat exchange section (18b) when the heat generating device (9) is not sufficiently warmed, but the radiator (25) radiates heat after the heat generating device (9) is warmed up. Under operating conditions, the temperature of the air blown to the leeward outdoor heat exchange section (18b) rises, suppressing the generation of frost and melting the frost generated at the beginning of operation. As a result, it is possible to provide a heat pump device that hardly causes frost on the outdoor heat exchanger during heating.
[0011]
In the invention according to claim 2, in claim 1, the refrigerant has a property of showing a supercritical state on the refrigerant discharge side,
During cooling, the refrigerant flows from the leeward outdoor heat exchange section (18b) to the leeward outdoor heat exchange section (18a).
[0012]
Thereby, during cooling, the refrigerant in a supercritical state flows into the leeward outdoor heat exchange section (18b). Since the refrigerant in the supercritical state reaches about 150 ° C., it is cooled by the air passing through the radiator (25). Therefore, compared with the case where the outdoor heat exchanger (18) is arranged on the windward side of the radiator (25), that is, when the refrigerant in a supercritical state flows into the outdoor heat exchanger (18a) arranged on the windward side of the radiator. The temperature of the intake air of the radiator (25) can be lowered, and the cooling performance of the radiator (25) can be improved.
[0013]
According to the third aspect of the present invention, there is provided a heat pump device in which a radiator (25) for radiating cooling water of a heating device (9) and an outdoor heat exchanger (18) are arranged in the same air passage.
At the time of heating, air is blown from the radiator (25) to the outdoor heat exchanger (18),
During cooling, air is blown from the outdoor heat exchanger (18) to the radiator (25).
[0014]
As a result, air is blown from the radiator (25) toward the outdoor heat exchanger (18) during heating, so that the outdoor heat exchanger (18) is connected to the leeward heat exchanger 18a and the leeward heat exchanger. The same effects as those of the first aspect can be obtained even when the division is not performed by the exchange section 18b. As a result, it is possible to provide a heat exchanger for a heat pump that hardly causes frost on the outdoor heat exchanger during heating.
[0015]
In addition, since air is blown from the outdoor heat exchanger (18) to the radiator (25) during cooling, the outdoor heat exchanger (18) can efficiently radiate heat by the air before passing through the radiator (25), and necessary cooling is performed. Performance can be obtained.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the air blowing means is constituted by an outdoor blower (19),
The outdoor blower (19) is characterized in that the blowing direction can be switched between forward and reverse directions.
[0017]
Thereby, since the blowing direction of the outdoor blower (19) can be switched between the forward and reverse directions, a complicated air passage is formed to change the blowing direction between the radiator (25) and the outdoor heat exchanger (18). Switching may be performed.
[0018]
As in the fifth aspect, in the fourth aspect, the radiator (25) may be disposed between the outdoor heat exchanger (18) and the outdoor blower (19).
[0019]
As in the sixth aspect, in the fourth aspect, the outdoor heat exchanger (18) may be disposed between the radiator (25) and the outdoor blower (19).
[0020]
In the invention according to claim 7, the outdoor blower (19) is arranged near the heating device (9),
At the time of heating, the air heated by the heating device (9) by the outdoor blower (19) is blown toward the outdoor heat exchanger (18),
At the time of cooling, the outdoor air blower (19) is reversed to blow outside air toward the outdoor heat exchanger (18).
[0021]
This allows the air heated by the heat generating device (9) by the outdoor blower (19) to be blown toward the outdoor heat exchanger (18) during heating, so that the air after passing through the radiator (25) is not used. The same effect as the first aspect can be obtained. As a result, it is possible to provide a heat pump device that hardly causes frost on the outdoor heat exchanger during heating.
[0022]
In addition, since the outdoor air blower (19) is reversed during cooling to blow outside air toward the outdoor heat exchanger (18), the outdoor heat exchanger (18) can efficiently radiate heat by the outside air and obtain required cooling performance. be able to.
[0023]
According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects, the heating device (9) is an engine,
The outdoor heat exchanger (18) may be arranged near the engine.
[0024]
In addition, the code | symbol in the parenthesis of each said means shows the correspondence with the concrete means described in embodiment mentioned later.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
FIG. 1 shows the overall system configuration of a heat pump device according to the present invention, which is applied to an engine vehicle. In FIG. 1, a duct 10 constitutes an indoor air passage, and an indoor blower 11 is disposed at one end thereof. The indoor blower 11 has a centrifugal blower fan 11a and a drive motor 11b, and the centrifugal blower fan 11a sucks air from a suction port 11c to blow air. The air sucked from the inlet 11c can be switched between the inside air and the outside air by the inside / outside air switching door 10a.
[0026]
The indoor evaporator 12, which constitutes the indoor cooler of the present embodiment, is arranged in the duct 10 downstream of the indoor blower 11, and exchanges heat between the low-pressure refrigerant of the refrigeration cycle and the blown air. Cool the blast air. In addition, the refrigerant | coolant in 1st Embodiment uses what shows a supercritical state in the refrigerant | coolant discharge side of the compressor 14, and is CO2 specifically.
[0027]
The indoor gas radiator 13 constitutes the indoor radiator of the present embodiment, is disposed in the duct 10 on the downstream side of the indoor evaporator 12, and is a high-pressure refrigerant discharged from a compressor 14 to be described later of the refrigeration cycle. Heat is exchanged between the air and the blast air to heat the blast air. In the present embodiment, the indoor evaporator 12 and the indoor gas radiator 13 are used as the indoor heat exchanger. The compressor 14 sucks, compresses, and discharges the refrigerant of the refrigeration cycle. In the present embodiment, the compressor 14 is driven by the vehicle engine 9 constituting the heat-generating device.
[0028]
The bypass passage 15 allows the blown air to flow in the duct 10 by bypassing the indoor gas radiator 13. The passage switching door 16 switches the air flow to the indoor gas radiator 13 and the bypass passage 15. The air outlet 17 is an air outlet into the vehicle interior. Actually, a plurality of air outlets (a face air outlet, a foot air outlet, and a defroster air outlet) are provided, and are opened and closed by an air outlet mode door (not shown).
[0029]
The outdoor heat exchanger 18 performs heat exchange between the refrigerant and the outdoor air. The outdoor heat exchanger 18 includes a windward heat exchange unit 18a disposed upstream with respect to the air flow direction (flow direction of the vehicle traveling wind) A. And a leeward heat exchange portion 18b disposed downstream with respect to the vehicle traveling wind A. A radiator 25 is arranged between the leeward heat exchange part 18a and the leeward heat exchange part 18b.
[0030]
The leeward heat exchange section 18b has a first inlet section 18c through which the refrigerant flows in from the refrigerant outflow side of the indoor gas radiator 13, and a first outlet section through which the refrigerant flows out to the second inlet section 18e of the leeward heat exchange section 18a. 18d. The leeward heat exchanger 18a has a second inlet 18e through which the refrigerant flows in from the first outlet 18d of the leeward heat exchanger 18b, and a second outlet 18f through which the refrigerant flows out to the internal heat exchanger 24 side. are doing.
[0031]
The first outlet 18d of the leeward heat exchanger 18b and the second inlet 18e of the leeward heat exchanger 18a are configured to communicate with each other by a connecting member 18g, so that the refrigerant flows through the leeward heat exchanger 18b. , And flows to the windward heat exchange section 18a.
[0032]
In the present embodiment, a suction-type outdoor blower 19 is disposed further downstream of the leeward heat exchange section 18b, and the axial fan 19a of the outdoor blower 19 is rotationally driven by a driving motor (not shown). Outdoor air is blown to the outdoor heat exchanger 18 in the direction of arrow A.
[0033]
The first bypass circuit 20 is a circuit connecting the branch point 18h provided in the middle of the connecting member 18g and the second outlet 18f side of the windward heat exchange unit 18a, and bypasses the windward heat exchange unit 18a.
[0034]
The first electric expansion valve 21 is provided between the indoor gas radiator 13 and the leeward heat exchanger 18b, and the second electric expansion valve 22 is provided between the internal heat exchanger 24 and the refrigerant inflow side of the indoor evaporator 12. This is a well-known device that can adjust the degree of opening of the refrigerant passage by electric control, and serves as a pressure reducing means for the refrigerant passage.
[0035]
The accumulator 23 is disposed on the suction side of the compressor 14 and stores excess refrigerant circulating in the cycle, separates the refrigerant flowing into the refrigerant into a gaseous refrigerant and a liquid-phase refrigerant, and sends the gas-phase refrigerant to the compressor 14. Inhale. The internal heat exchanger 24 exchanges heat between the high-temperature medium cooled by the outdoor heat exchanger 18 and the low-temperature gas medium separated by the accumulator 23, and the enthalpy on the inlet side and the outlet side of the indoor evaporator 12. The difference is increased to improve the cooling capacity. The radiator 25 cools the cooling water of the vehicle engine 9.
[0036]
The first valve 26 is located in the middle of the second bypass circuit 27 that bypasses the indoor evaporator 12, the second valve 28 is located in the middle of the first bypass circuit 20, and the third valve 29 is located in front of and behind the first electric expansion valve 21. Is provided. The valves 26, 28 and 29 are constituted by solenoid valves.
[0037]
Next, the operation of the first embodiment will be described. The high-temperature and high-pressure refrigerant compressed by the compressor 14 flows into the indoor gas radiator 13. In the heating mode, as shown in FIG. 1, the passage switching door 16 is operated at the solid line position that closes the bypass passage 15, so that the entire amount of air blown from the indoor blower 11 passes through the indoor gas radiator 13 and is heated. The hot air is blown out from the outlet 17 to the feet of the occupant in the passenger compartment to heat the passenger compartment. The first valve 26 and the second valve 28 are controlled to be open, and the third valve 29 is controlled to be closed.
[0038]
The supercritical refrigerant radiates heat in the indoor gas radiator 13, and the pressure of the refrigerant is reduced by adjusting the opening of the first electric expansion valve 21. Then, the reduced pressure low-pressure refrigerant flows to the leeward heat exchange section 18b of the outdoor heat exchanger 18, absorbs heat from the outside air blown by the outdoor blower 19, and evaporates. Then, the fluid flows from the branch point 18h of the connecting member 18g through the second valve 28 of the first bypass circuit 20, through the internal heat exchanger 24 and the first valve 26 of the second bypass circuit 27, into the accumulator 23, Here, gas-liquid separation of the refrigerant is performed, and the gas refrigerant is sucked into the compressor 14, compressed and discharged again.
[0039]
In the present embodiment, the refrigerant that has passed through the first bypass circuit 20 is allowed to flow into the accumulator 23 via the internal heat exchanger 24. However, a communication circuit that bypasses the internal heat exchanger 24 and connects to the accumulator 23 is configured. The first valve 26 may be installed in this communication circuit.
[0040]
In the heating mode, the airflow upstream heat exchange section 18a on the upstream side of the radiator 15 is bypassed, and only the leeward heat exchange section 18b on the downstream side of the radiator 15 in the airflow acts as a heat absorber.
[0041]
Due to this arrangement, frost is generated on the surface of the leeward heat exchange section 18b in the early stage of operation when the engine 9 is not sufficiently warmed. However, after the engine 9 is warmed up, the radiator 15 emits heat under the operating conditions. Since the temperature of the air blown to the leeward heat exchanger 18b rises, cooling of the high-temperature refrigerant flowing inside the leeward heat exchanger 18b can be reduced.
[0042]
Therefore, heat can be transmitted to the entire leeward heat exchange section 18b, and defrosting can be smoothly performed. In addition, it is possible to suppress the occurrence of frost in the leeward heat exchange section 18b and to melt the frost generated in the early stage of warm air in the operating state.
[0043]
Further, when the outdoor heat exchanger 18 is arranged in front of the radiator 25 as in the conventional arrangement, if the heating mode is set before the completion of the warm-up of the engine 9, the air further cooled by the outdoor heat exchanger 18 from the outside air is reduced. After passing through the radiator 25, when the warm-up of the engine 9 ends, warm water flows into the radiator 25, and warm air passes through the radiator 25.
[0044]
As a result, in the prior art, there was a danger that resin parts and the like downstream of the radiator 25 would be cracked due to repetition of cooling and heating. And the risk of cracking does not occur.
[0045]
In the cooling mode, as shown in FIG. 2, the passage switching door 16 completely closes the passage of the indoor gas radiator 13 and fully opens the bypass passage 15. For this reason, the indoor gas radiator 13 is merely a passage for the high-pressure refrigerant, and does not exchange heat with the air blown by the indoor blower 11. The supercritical refrigerant flowing out of the indoor gas radiator 13 flows into the outdoor heat exchanger 18 through the open third valve 29. The closed state of the first valve 26 and the second valve 28 is controlled to the open state.
[0046]
In this cooling mode, in the outdoor heat exchanger 18, the refrigerant flows in the order of the leeward heat exchange part 18b → the leeward heat exchange part 18a. Then, the outdoor heat exchanger 18 acts as a radiator for cooling the high-temperature and high-pressure refrigerant, and the high-pressure refrigerant after the heat radiation passes through the internal heat exchanger 24 and is reduced to a low pressure by the second electric expansion valve 22. At 12, the low-pressure refrigerant absorbs heat from the air blown by the indoor blower 11 and evaporates. The cool air cooled by the indoor evaporator 12 passes through the bypass passage 15 of the indoor gas radiator 13 and blows out from the air outlet 17 into the vehicle interior to cool the vehicle interior.
[0047]
By operating the passage switching door 16 from the fully closed position of the bypass passage 15 to the open side of the bypass passage 15, the ratio of the amount of hot air passing through the indoor gas radiator 13 to the amount of cool air passing through the bypass passage 15 is adjusted. As a result, it is possible to adjust the vehicle interior blowing temperature in the dehumidification mode.
[0048]
In the cooling mode, in the case of the cycle using the CO2 refrigerant, the temperature of the refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger 18 reaches about 150 ° C., so that the air passing through the radiator 25 can be cooled to some extent. In addition, the temperature of the intake air of the radiator 25 becomes lower than when the heat exchange portion 18b on the refrigerant inlet side is arranged on the windward side of the radiator 25, and the cooling performance of the radiator 25 has a margin.
[0049]
After passing through the connecting member 18g after passing through the leeward heat exchange section 18b behind the radiator 25, the refrigerant flows into the windward heat exchange section 18a in front of the radiator 25, but shows a supercritical state on the refrigerant discharge side. In the cycle using the refrigerant, the refrigerant temperature is significantly lower than the discharge side of the compressor 14, so that it is possible to release the heat of the windward heat exchange unit 18a while suppressing an increase in the temperature in front of the radiator 25. .
[0050]
In this case, when the flow of the hot water in the radiator 25 and the flow of the refrigerant in the leeward heat exchange section 18b are made parallel to each other, the above effect can be more effectively exerted.
[0051]
(2nd Embodiment)
In the first embodiment, the outdoor heat exchanger 18 is divided into two parts, the leeward heat exchange part 18a and the leeward heat exchange part 18b, and the radiator 25 is arranged between the two parts 18a and 18b. The embodiment differs from the embodiment in that the outdoor heat exchanger 18 is not divided and the radiator 25 is arranged between the outdoor heat exchanger 18 and the outdoor blower 19, as shown in FIGS.
[0052]
In the heat pump device according to the second embodiment, the path from the compressor (not shown) to the inlet 18i of the outdoor heat exchanger 18 is from the compressor 14 of the first embodiment to the first inlet 18c of the leeward heat exchanger 18b. It is the same as the route that leads. The route from the outlet 18j of the outdoor heat exchanger 18 to the compressor (not shown) is the same as the route from the second outlet 18f of the windward heat exchanger 18a of the first embodiment to the compressor 14.
[0053]
Therefore, only the differences from the first embodiment will be described. As shown in FIGS. 3 and 4, the outdoor heat exchanger 18, the radiator 25, and the outdoor blower 19 are arranged in this order, and the refrigerant flowing out of the indoor gas radiator is discharged. It flows into the inlet 18i of the outdoor heat exchanger 18, passes through the inside of the outdoor heat exchanger 18, and flows into the internal heat exchanger (not shown) from the outlet 18j.
[0054]
Further, the axial fan 19a of the outdoor blower 19 is configured so that the direction of the air blow is reversed when the fan is rotated in the reverse direction, so that even if the fan is rotated in the reverse direction, the same blow performance as that obtained when the fan is rotated forward is obtained. Have been. The axial fan 19a is in the direction B shown in FIG. 3 during heating, that is, in the direction from the radiator 25 to the outdoor heat exchanger 18, and in the cooling direction, direction A shown in FIG. 4, that is, in the direction from the outdoor heat exchanger 18 to the radiator 25. It is rotationally driven to blow air.
[0055]
Next, the operation of the second embodiment will be described. In the heating mode, the process in which the high-temperature and high-pressure refrigerant compressed by the compressor flows to the outdoor heat exchanger 18 is the same as that in the first embodiment, and the low-pressure refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger 18 is blown by the outdoor blower 19. Absorb heat from the outside air and evaporate. Then, it passes through the internal heat exchanger 24 from the outdoor heat exchanger 18 and follows the same process as in the first embodiment.
[0056]
In the heating mode, air is blown from the radiator 25 to the outdoor heat exchanger 18. Therefore, in a state where the engine 9 is not sufficiently warmed, frost is generated on the surface of the outdoor heat exchanger 18. However, under the operating condition in which the radiator 25 radiates heat after the engine 9 is warmed up, the radiator 25 transfers the heat to the outdoor heat exchanger 18. Since the temperature of the air blown to the outside rises, cooling of the high-temperature refrigerant flowing inside the outdoor heat exchanger 18 can be reduced. As a result, heat can be transmitted to the entire outdoor heat exchanger 18, and the same effect as in the first embodiment can be expected.
[0057]
In the cooling mode, air is blown from the outdoor heat exchanger 18 to the radiator 25. Therefore, the refrigerant in the outdoor heat exchanger 18 can be cooled by heat exchange with the outside air.
[0058]
(Third embodiment)
In the second embodiment, the radiator 25 is disposed between the outdoor heat exchanger 18 and the outdoor blower 19, but in the third embodiment, the outdoor heat exchanger 18 is disposed between the radiator 25 and the outdoor blower 19. different.
[0059]
Only the differences between the heat pump device of the third embodiment and the heat pump device of the second embodiment will be described. As shown in FIGS. 5 and 6, a radiator 25, an outdoor heat exchanger 18, and an outdoor blower 19 are arranged in this order. The refrigerant flowing out of the radiator flows into the inlet 18i of the outdoor heat exchanger 18, passes through the inside of the outdoor heat exchanger 18, and flows into the internal heat exchanger 24 from the outlet 18j.
[0060]
The axial fan 19a moves in the direction A shown in FIG. 5 during heating, that is, in the direction from the radiator 25 to the outdoor heat exchanger 18, and in the direction B shown in FIG. 6 during cooling, that is, in the direction from the outdoor heat exchanger 18 to the radiator 25. It is rotationally driven to blow air.
[0061]
Therefore, since air is blown in the direction from the radiator 25 to the outdoor heat exchanger 18 during heating, and in the direction of radiator 25 from the outdoor heat exchanger 18 during cooling, the air blows in the same manner as in the second embodiment. Similar effects can be obtained.
[0062]
(Fourth embodiment)
In the first to third embodiments, heat is exchanged between the air after passing through the radiator 25 and the refrigerant flowing through the outdoor heat exchanger 18 to perform defrosting during heating. In the fourth embodiment, the engine 9 warms up. The difference is that heat is exchanged between the supplied air and the refrigerant flowing through the outdoor heat exchanger 18.
[0063]
The configuration of the piping to the outdoor heat exchanger 18 is the same as that of the second embodiment, and only the differences will be described. In the fourth embodiment, as shown in FIG. 7, the radiator 25 is not disposed in the same air passage as the outdoor heat exchanger 18 and the outdoor blower 19, and the outdoor heat exchanger 18 is disposed near the engine 9. An outdoor blower 19 was arranged between the engine 9 and the outdoor heat exchanger 18.
[0064]
In the heating mode, the axial fan 19a of the outdoor blower 19 is driven to blow air in the direction B, that is, from the outdoor blower 19 to the outdoor heat exchanger 18. In this case, the low-pressure refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger 18 absorbs heat from the air heated by the radiant heat of the engine 9 and evaporates. Then, the air passes through the internal heat exchanger (not shown) from the outdoor heat exchanger 18 and follows the same process as in the first embodiment.
[0065]
In the cooling mode, air is blown from the outdoor heat exchanger 18 toward the engine 9. Therefore, the refrigerant in the outdoor heat exchanger 18 can be cooled by heat exchange with the outside air.
[0066]
(Other embodiments)
In the first to third embodiments, the compressor 14 is driven by the vehicle engine 9, but may be driven by an electric motor.
[0067]
In the first to third embodiments, the air blowing direction A coincides with the air blowing direction when the vehicle is running, but may be a direction perpendicular to the air blowing direction when the vehicle is running, such as a large bus.
[0068]
In the circuit configuration of the first to fourth embodiments, when cooling is performed using freon as the refrigerant, a bypass that causes the refrigerant after passing through the third valve 29 to flow into the second inlet portion 18e of the windward heat exchange portion 18a. A circuit is provided, and the refrigerant is caused to flow into the windward heat exchange section 18a by switching means for switching to the bypass circuit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall system diagram of a heat pump device showing a heating mode according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an overall system diagram showing a cooling mode of FIG. 1;
FIG. 3 is a layout diagram of the vicinity of an outdoor heat exchanger of a heat pump device showing a heating mode according to a second embodiment.
FIG. 4 is a layout diagram showing a cooling mode of FIG. 3;
FIG. 5 is a layout diagram of the vicinity of an outdoor heat exchanger of a heat pump device showing a heating mode according to a third embodiment.
FIG. 6 is a layout diagram showing a cooling mode according to a third embodiment.
FIG. 7 is a layout view of the vicinity of an outdoor heat exchanger of a heat pump device showing a heating mode according to a fourth embodiment.
FIG. 8 is a layout diagram showing a cooling mode according to a fourth embodiment.
[Explanation of symbols]
9: heating equipment, 18: outdoor heat exchanger, 18a: windward heat exchange unit,
18b: leeward heat exchange unit, 19: outdoor blower, 25: radiator.

Claims

A heat pump device in which a radiator (25) for radiating cooling water of a heat generating device (9) and an outdoor heat exchanger (18) are arranged in the same air passage, wherein the outdoor heat exchanger (18) is connected to the radiator ( 25) a windward outdoor heat exchange section (18a) disposed upstream of the air flow and a leeward outdoor heat exchange section (18b) disposed downstream of the radiator (25) in the air flow;
A heat pump device characterized in that a refrigerant flows only into the leeward outdoor heat exchange section (18b) during heating.

The refrigerant has a property of showing a supercritical state on the refrigerant discharge side,
The heat pump device according to claim 1, wherein the refrigerant flows from the leeward outdoor heat exchange section (18b) toward the leeward outdoor heat exchange section (18a) during cooling.

A heat pump device in which a radiator (25) for radiating cooling water of a heat-generating device (9) and an outdoor heat exchanger (18) are arranged in the same air passage, and the radiator (25) transmits heat from the radiator (25) during heating. Blow air toward the vessel (18),
A heat pump device, wherein air is blown from the outdoor heat exchanger (18) to the radiator (25) during cooling.

The air blowing means is constituted by an outdoor blower (19),
4. The heat pump device according to claim 3, wherein the outdoor blower (19) is configured to be able to switch a blowing direction between forward and reverse directions. 5.

The heat pump device according to claim 4, wherein the radiator (25) is arranged between the outdoor heat exchanger (18) and the outdoor blower (19).

The heat pump device according to claim 4, wherein the outdoor heat exchanger (18) is disposed between the radiator (25) and the outdoor blower (19).

An outdoor blower (19) is arranged near the heating device (9),
At the time of heating, the air heated by the heating device (9) by the outdoor blower (19) is blown toward the outdoor heat exchanger (18),
A heat pump device characterized in that the outdoor blower (19) is reversed during cooling to blow outside air toward the outdoor heat exchanger (18).

The heating device (9) is an engine,
The heat pump device according to any one of claims 1 to 7, wherein the outdoor heat exchanger (18) is arranged near the engine.