JP2004268752A - 熱管理システム - Google Patents

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Yasushi Yamanaka
康司 山中
Takahisa Suzuki
隆久 鈴木
Teruhiko Kameoka
輝彦 亀岡
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Abstract

【課題】エンジン冷却水回路と蒸気圧縮式冷凍機とから車両において、廃熱を有効利用する。
【解決手段】圧縮機２１を吐出して放熱器２２に流入する前の冷媒と、エンジン冷却水回路１０を循環するエンジン冷却水との間で熱交換を行う水冷媒熱交換器３０、及び蒸発器２４に流入する前の冷媒を蒸発器２４及び圧縮機２１を迂回させて水冷媒熱交換器３０に導くバイパス通路２５を設けるとともに、エンジン１１の暖機を促進するときは、バイパス通路２５を閉じて圧縮機２１を稼動させて高圧冷媒によりエンジン冷却水を加熱し、ラジエータ１２の能力を補完するときは、バイパス通路２５を開いて液相冷媒を水冷媒熱交換器３０に導いて冷媒の相変化を利用して効率よくエンジン冷却水を冷却する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転時に発熱するとともに、温度を所定温度範囲内に保つ必要がある熱機関等の発熱体、及び蒸気圧縮式冷凍機からなる熱管理システムに関するもので、内燃機関を搭載した車両に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、エンジン冷却水と室内に吹き出す空気とをヒータで熱交換し、蒸気圧縮式冷凍機の蒸発器にて室内に吹き出す空気を冷却するとともに、蒸気圧縮式冷凍機の高圧冷媒にてヒータに流入するエンジン冷却水を加熱して暖房能力を補完し、エンジン冷却水と冷媒とを熱交換して冷媒に吸熱された熱の一部をエンジン冷却水用のラジエータから大気中に放熱して冷房能力を補完している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２８６２１１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１に記載の発明では、暖房能力を補完するためにエンジン冷却水と冷媒とを熱交換する放熱用熱交換器、及び冷房能力を補完するためにエンジン冷却水と冷媒とを熱交換する補助熱交換器の２つの熱交換器を用いているので、熱管理システムの製造原価を低減することが難しい。
【０００５】
また、特許文献１に記載の発明では、蒸気圧縮式冷凍機（空調装置）で発生した廃熱を暖房能力を補完するためのみに利用し、冷房運転時には、補助熱交換器及びラジエータを介して大気中に捨てているので、廃熱を有効利用しているとは言い難い。
【０００６】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規な熱管理システムを提供し、第２には、廃熱を有効利用することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、運転時に発熱するとともに、温度を所定温度範囲内に保つ必要がある発熱体（１１）と、圧縮機（２１）、放熱器（２２）、蒸発器（２４）及び減圧手段（２３）を有し、低温側の熱を高温側に移動させる蒸気圧縮式冷凍機と、圧縮機（２１）を吐出して放熱器（２２）に流入する前の冷媒と、発熱体（１１）と熱交換する媒体との間で熱交換を行う熱交換器（３０）と、蒸発器（２４）に流入する前の冷媒を蒸発器（２４）及び圧縮機（２１）を迂回させて熱交換器（３０）に導くバイパス通路（２５）とを備え、圧縮機（２１）から吐出した高温冷媒にて媒体を加熱する加熱モード、冷媒にて媒体を冷却するとともに、媒体から吸熱した熱を放熱器（２２）を介して放熱する放熱モードを有し、放熱モード時には、放熱器（２２）から流出した冷媒の少なくとも一部をバイパス通路（２５）に流すことを特徴とする。
【０００８】
これにより、熱交換器（３０）にて発熱体（１１）と蒸気圧縮式冷凍機との間で授受を行うことができ得るので、熱管理システムの製造原価を低減するとができる。
【０００９】
また、発熱体（１１）は、自ら発する熱に加えて蒸気圧縮式冷凍機から与えられる廃熱により加熱されるので、自ら発する熱のみにて暖機運転を行う場合に比べて暖機運転時間を短縮することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、バイパス通路（２５）は、蒸発器（２４）に流入する前の冷媒のうち、主に液相冷媒を熱交換器（３０）に導くことを特徴とする。
【００１１】
これにより、熱交換器（３０）にて液相冷媒を蒸発させることができるので、蒸発潜熱として発熱体（１１）の廃熱を回収し、その回収した廃熱を凝縮熱として放出することができる。延いては、効率よく発熱体（１１）の廃熱を回収し、その回収した廃熱を放出することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、バイパス通路（２５）は、放熱器（２２）から流出して減圧手段（２３）にて減圧される前の冷媒を熱交換器（３０）に導くことを特徴とする。
【００１３】
これにより、バイパス通路（２５）にて主に液相冷媒を熱交換器（３０）に供給することができるので、請求項２に記載の発明と同様に、効率よく発熱体（１１）の廃熱を回収し、その回収した廃熱を放出することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、運転時に発熱するとともに、温度を所定温度範囲内に保つ必要がある発熱体（１１）と、圧縮機（２１）、放熱器（２２）、蒸発器（２４）及び減圧手段（２３）を有し、低温側の熱を高温側に移動させる蒸気圧縮式冷凍機と、圧縮機（２１）を吐出して放熱器（２２）に流入する前の冷媒と、発熱体（１１）と熱交換する媒体との間で熱交換を行う熱交換器（３０）と、熱交換器（３０）に流入する冷媒を冷却する冷却器（２６）とを備え、圧縮機（２１）から吐出した高温冷媒にて媒体を加熱する加熱モード、冷媒にて媒体を冷却するとともに、媒体から吸熱した熱を放熱器（２２）を介して放熱する放熱モードを有することを特徴とする。
【００１５】
これにより、熱交換器（３０）にて発熱体（１１）と蒸気圧縮式冷凍機との間で授受を行うことができ得るので、熱管理システムの製造原価を低減するとができる。
【００１６】
また、発熱体（１１）は、自ら発する熱に加えて蒸気圧縮式冷凍機から与えられる廃熱により加熱されるので、自ら発する熱のみにて暖機運転を行う場合に比べて暖機運転時間を短縮することができる。
【００１７】
また、熱交換器（３０）に流入する冷媒を冷却することができるので、放熱モード時において、熱交換器（３０）での熱交換量を増大させることができ得る。
【００１８】
また、熱交換器（３０）に流入する冷媒を冷却して凝縮させることができ得るので、液相冷媒を熱交換器（３０）に供給することができ、請求項２に記載の発明と同様に、効率よく発熱体（１１）の廃熱を回収し、その回収した廃熱を放出することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明では、熱交換器（３０）における媒体と冷媒との熱交換を制御する熱交換制御手段（３１）を備えることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項６に記載の発明では、熱交換制御手段（３１）は、発熱体（１１）の温度が第１所定温度未満のときには加熱モードを実施し、発熱体（１１）の温度が第１所定温度より高い第２所定温度以上のときには放熱モードを実施し、発熱体（１１）の温度が第１所定温度と第２所定温度との間にあるときには、媒体と冷媒との熱交換を停止させる通常モードを実施することを特徴とするものである。
【００２１】
請求項７に記載の発明では、発熱体（１１）は、熱機関であることを特徴とするものである。
【００２２】
因みに、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一例である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明を内燃機関（エンジン）を搭載した車両に適用したもので、図１は本実施形態に係る車両用熱管理システムの模式図である。
【００２４】
エンジン１１は走行用動力を発生させる発熱体であり、ラジエータ１２はエンジン１１から流出したエンジン冷却水と室外空気とを熱交換してエンジン冷却水を冷却する熱交換器である。
【００２５】
サーモスタット１３は、エンジン１１から流出したエンジン冷却水をラジエータ１２を迂回させてエンジン１１に戻すバイパス通路１２ａを流れるエンジン冷却水量を調節することによりラジエータ１２に流すエンジン冷却水量を調節する流量制御弁であり、このサーモスタット１３及びラジエータ１２によりエンジン１１の温度、つまりエンジン冷却水の温度を所定温度範囲（例えば８０℃〜１１０℃）に保つ温度制御装置が構成される。
【００２６】
ヒータ１４はエンジン冷却水、つまりエンジン１１の廃熱を熱源として車室内に吹き出す空気を加熱する加熱手段であり、エンジン１１、ラジエータ１２、サーモスタット１３及びヒータ１４等によりエンジン冷却水回路１０が構成される。なお、ポンプ１５はエンジン冷却水を循環させるもので、本実施形態では、エンジン１１から動力を得て稼動する。
【００２７】
また、圧縮機２１は冷媒を吸入圧縮するものであり、本実施形態では、電磁クラッチ等の動力を断続可能に伝達する動力伝達装置を介してエンジン１１から動力を得て稼動する。
【００２８】
放熱器２２は圧縮機２１から吐出した高温の冷媒と室外空気とを熱交換して冷媒を冷却する高圧側熱交換器であり、本実施形態では、冷媒としてフロン（Ｒ１３４ａ）を用いているので、放熱器２２内で冷媒は冷却されて凝縮することによりそのエンタルピを低下させる。
【００２９】
因みに、冷媒として、二酸化炭素等を用い、かつ、圧縮機２１の吐出圧を冷媒の臨界圧力以上とした場合には、放熱器２２内で冷媒は、凝縮することなく温度が低下してそのエンタルピを低下させる。
【００３０】
減圧器２３は放熱器２２から流出した高圧の冷媒を減圧する減圧手段であり、本実施形態では、圧縮機２１に吸引される冷媒の過熱度が所定値となるように絞り開度を制御する、いわゆる温度式膨脹弁を採用している。
【００３１】
蒸発器２４は減圧された低圧の冷媒と室内に吹き出す空気とを熱交換して液相冷媒を蒸発させる低圧側熱交換器であり、この蒸発器２４により室内に吹き出す空気を冷却する。そして、圧縮機２１、放熱器２２、蒸発器２４及び減圧器２３等により低温側の熱を高温側に移動させる蒸気圧縮式冷凍機２０が構成される。
【００３２】
また、水冷媒熱交換器３０は、圧縮機２１を吐出して放熱器２２に流入する前の冷媒と、エンジン冷却水回路１０を循環するエンジン冷却水との間で熱交換を行う熱交換器３０であり、本実施形態では、水冷媒熱交換器３０のエンジン冷却水入口側をエンジン冷却水回路１０のうちバイパス通路１２ａ側に接続し、水冷媒熱交換器３０のエンジン冷却水出口側をエンジン１１のエンジン冷却水入口側に接続している。
【００３３】
切替弁３１は、水冷媒熱交換器３０に流すエンジン冷却水を量を調節することにより、水冷媒熱交換器３０におけるエンジン冷却水と冷媒との熱交換量を制御する熱交換制御手段であり、この切替弁３１の作動は、エンジン１１の温度、つまりエンジン１１から流出するエンジン冷却水の温度に基づいて電子制御装置（図示せず。）により制御される。
【００３４】
バイパス通路２５は、蒸発器２４に流入する前の冷媒を蒸発器２４及び圧縮機２１を迂回させて水冷媒熱交換器３０に導く通路であり、バイパス弁２５ａはバイパス通路２５の連通状態を制御するバルブであり、このバイパス弁２５ａは、切替弁３１と連動するように電子制御装置に制御される。
【００３５】
次に、本実施形態に係る車両用熱管理システムの特徴的な作動モード及びその効果を述べる。
【００３６】
１．加熱モード（始動モード）
このモードは、エンジン１１の温度、つまりエンジン１１から流出するエンジン冷却水の温度Ｔｗが第１所定温度（例えば、７０℃）未満のとき、すなわちエンジン１１が前記所定温度範囲の下限値を下回り、暖機運転をする必要があるときに実行するものである。
【００３７】
具体的には、水冷媒熱交換器３０に冷却水を循環させた状態でバイパス弁２５ａを閉じて圧縮機２１を稼動させる。これにより、圧縮機２１から吐出した冷媒は、図２に示すように、水冷媒熱交換器３０→放熱器２２→減圧器２３→蒸発器２４→圧縮機２１の順で循環するので、圧縮機２１から吐出した高温の冷媒が有する熱がエンジン冷却水に与えられる。
【００３８】
このため、エンジン１１は、自ら発する熱に加えて蒸気圧縮式冷凍機２０から与えられる廃熱により加熱されるので、自ら発する熱のみにて暖機運転を行う場合に比べて暖機運転時間を短縮することができる。
【００３９】
圧縮機２１では、冷媒を断熱的に圧縮するので、圧縮機２１から吐出する冷媒の温度は、圧縮機２１の起動とほぼ同時に高温（例えば、６０℃〜７０℃）まで上昇する。このため、エンジン１１を起動した直後、つまり圧縮機２１を起動した直後であっても、圧縮機２１から吐出した冷媒にてエンジン冷却水を確実に加熱することができる。
【００４０】
因みに、蒸発器２４では吸熱作用が発生しているので、冷房を必要とする夏場は勿論のこと、除湿空調を必要とする冬場においても空調装置を稼動させることにより加熱モードを行うことができる。
【００４１】
２．放熱モード（冷却アシストモード）
このモードは、エンジン冷却水の温度Ｔｗが第１所定温度より高い第２所定温度（例えば、１０８℃）以上のとき、すなわちエンジン１１が前記所定温度範囲の上限値を上回り、ラジエータ１２のみではエンジン１１を冷却することが困難となるおそれがあるときに実行するものである。
【００４２】
具体的には、水冷媒熱交換器３０に冷却水を循環させた状態でバイパス弁２５ａを開いて圧縮機２１を稼動させる。これにより、圧縮機２１から吐出した冷媒は、図３に示すように、水冷媒熱交換器３０→放熱器２２→減圧器２３→蒸発器２４→圧縮機２１の順で循環するとともに、バイパス通路２５で分岐した冷媒は、圧縮機２１から吐出される冷媒流に吸引されるようにして水冷媒熱交換器３０→放熱器２２→水冷媒熱交換器３０の循環する。
【００４３】
このため、水冷媒熱交換器３０にてエンジン冷却水から冷媒に与えられた熱は、蒸発器２４にて吸熱された熱と共に放熱器２２にて室外空気中に放熱される。
【００４４】
したがって、ラジエータ１２の冷却能力を放熱器２２にて補完することができるので、冷却能力を低下させることなく、ラジエータ１２の小型化を図ることができる。
【００４５】
また、放熱器２２は、通常、ラジエータ１２より冷却風流れ上流側に配置されるので、エンジン冷却水にて加熱された冷媒と室外空気（冷却風）との温度差が大きくなり、効率よくエンジン１１、つまりエンジン冷却水を冷却することができる。
【００４６】
また、本実施形態では、バイパス通路２５を減圧器２３より冷媒流れ上流側に接続しているので、バイパス通路２５にて主に液相冷媒を水冷媒熱交換器３０に供給することができる。
【００４７】
したがって、水冷媒熱交換器３０にて液相冷媒を蒸発させることができるので、蒸発潜熱としてエンジン１１の廃熱を回収し、その回収した廃熱を凝縮熱として放出することができる。延いては、効率よくエンジン１１の廃熱を回収し、その回収した廃熱を放出することができる。
【００４８】
３．通常モード
このモードは、エンジン冷却水の温度Ｔｗが第１所定温度以上、第２所定温度未満のとき、すなわちエンジン１１が前記所定温度範囲にあるときに実行されるものである。具体的には、水冷媒熱交換器３０に冷却水を循環させることなく、バイパス弁２５ａを閉じて圧縮機２１を稼動させる。
【００４９】
これにより、圧縮機２１から吐出した冷媒は、図４に示すように、水冷媒熱交換器３０→放熱器２２→減圧器２３→蒸発器２４→圧縮機２１の順で循環して室内に吹き出す空気を冷却するとともに、エンジン冷却水回路１０と蒸気圧縮式冷凍機２０とが熱的に分断される。
【００５０】
次に、本実施形態の作動を図５に示すフローチャートに基づいて述べる。
【００５１】
エンジン１１が始動すると、エンジン１１の温度、つまりエンジン１１から流出するエンジン冷却水の温度Ｔｗを読み込むとともに、空調装置（蒸気圧縮式冷凍機２０）の始動スイッチが投入されているか否か、つまり蒸気圧縮式冷凍機２０（圧縮機２１）が稼動し得る状態にあるか否かを判定し（Ｓ１、Ｓ２）、始動スイッチが投入されている場合には、温度Ｔｗが第１所定温度未満か否かを判定し、温度Ｔｗが第１所定温度未満のときには加熱モード（始動モード）を実施する（Ｓ４、Ｓ５）。
【００５２】
また、温度Ｔｗが第１所定温度以上、第２所定温度未満のときには通常モードを実行し（Ｓ６〜Ｓ８）、温度Ｔｗが第２所定温度以上のときには放熱モード（冷却アシストモード）を実施する（Ｓ９、Ｓ１０）。
【００５３】
なお、始動スイッチが遮断されているときには、水冷媒熱交換器３０に冷却水を循環させない状態でバイパス弁２５ａを閉じ（Ｓ１１、Ｓ１２）、エンジン冷却水回路１０と蒸気圧縮式冷凍機２０とを熱的に分断する。
【００５４】
（第２実施形態）
第１実施形態では、バイパス通路２５を減圧器２３より冷媒流れ上流側に接続することにより、液相冷媒を水冷媒熱交換器３０に導いたが、本実施形態は、図６に示すように、バイパス通路２５を廃止するとともに、水冷媒熱交換器３０に流入する冷媒と室外空気とを熱交換して冷媒を冷却する冷却器２６を設けたものである。
【００５５】
これにより、水冷媒熱交換器３０に流入する冷媒を冷却することができるので、放熱モード時において、水冷媒熱交換器３０での熱交換量を増大させることができる。
【００５６】
また、水冷媒熱交換器３０に流入する冷媒を冷却して凝縮させることができるので、バイパス通路２５を廃止しても液相冷媒を水冷媒熱交換器３０に供給することができる。
【００５７】
したがって、放熱モード時に、水冷媒熱交換器３０にて液相冷媒を蒸発させることができるので、蒸発潜熱としてエンジン１１の廃熱を回収し、その回収した廃熱を凝縮熱として放出することができる。延いては、効率よくエンジン１１の廃熱を回収し、その回収した廃熱を放出することができる。
【００５８】
ところで、本実施形態では放熱用の熱交換器が１つ増えるが、ラジエータ１２を小型にすることができ得るので、図７に示すように、小型にしたラジエータ１２と冷却器２６とを空気流れに並列に配置することにより、放熱用の熱交換器の車両への搭載性が悪化してしまうことを防止できる。
【００５９】
なお、図７では、冷却器２６がラジエータ１２の下方側に配置されていたが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、冷却器２６をラジエータ１２の上方側に配置してもよい。
【００６０】
また、冷却器２６を放熱器２２より冷却風流れ下流側又は冷却風流れに並列に配置することにより、通常モード時に、放熱器２２に加えて冷却器２６でも冷媒を冷却することができるので、蒸気圧縮式冷凍機２０の放熱能力を向上させることができ、圧縮機２１の消費動力を低減することができる。
【００６１】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、切替弁３１を設け、温度Ｔｗに基づいて積極的に３つのモードを切換制御したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば切替弁３１を廃止して、冷媒とエンジン冷却水とを常に水冷媒熱交換器３０に循環させても、冷媒とエンジン冷却水との温度差に応じて自動的に３つのモードが切り替わる。なお、この場合に、第１実施形態については、冷媒とエンジン冷却水との温度差に応じてバイパス弁２５ａを制御する必要がある。
【００６２】
また、上述の実施形態では、切替弁３１は冷却水回路１０の回路中に設けられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば蒸気圧縮式冷凍機２０の回路中に設置され３つのモードを切り替えてもよい。なお、作動は上述の実施形態と同じである。
【００６３】
また、上述の実施形態では、運転時に発熱するとともに、温度を所定温度範囲内に保つ必要がある発熱体として内燃機関を例に本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば燃料電池、バッテリ、電動モータ、インバータ回路等の電気回路等を発熱体としてもよい。
【００６４】
また、上述の実施形態では、媒体としてエンジン冷却水を採用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばエンジンオイルやオートマッチックトランスミッションフルード等としてもよい。
【００６５】
また、上述の実施形態では、切替弁３１を電気的に制御したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばワックス材等の体積変化を利用して機械的に切替弁３１を作動させてもよい。
【００６６】
また、冷媒を二酸化炭素等として圧縮機２１の吐出圧を冷媒の臨界圧力以上として蒸気圧縮式冷凍機２０を運転してもよい。
【００６７】
また、上述の実施形態では、減圧手段として膨脹弁を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、キャピラリーチューブ等の固定絞り、及びノズルや膨脹機等の冷媒を等エントロピ的に減圧するものであってもよい。
【００６８】
また、上述の実施形態では、空調装置の始動スイッチが投入されているときに加熱モード及び放熱モードを実施したが、本発明はこれに限定されるものではなく、空調装置の始動スイッチの状態によらず、エンジン１１の始動と同時に水温Ｔｗに基づいて加熱モード及び放熱モードを実施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両用熱管理システムの模式図である。
【図２】加熱モード時における車両用熱管理システムの作動を示す模式図である。
【図３】放熱モード時における車両用熱管理システムの作動を示す模式図である。
【図４】通常モード時における車両用熱管理システムの作動を示す模式図である。
【図５】車両用熱管理システムの作動を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る車両用熱管理システムの模式図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る熱交換器の搭載状態を示す図である。
【符号の説明】
１１…エンジン、１２…ラジエータ、１３…サーモスタット、
１４…ヒータ、２１…圧縮機、２２…放熱器、２３…減圧器、
２４…蒸発器、２５…バイパス通路、２５ａ…バイパス弁、
３０…水冷媒熱交換器、３１…切替弁。

Claims (7)

  1. 運転時に発熱するとともに、温度を所定温度範囲内に保つ必要がある発熱体（１１）と、
    圧縮機（２１）、放熱器（２２）、蒸発器（２４）及び減圧手段（２３）を有し、低温側の熱を高温側に移動させる蒸気圧縮式冷凍機と、
    前記圧縮機（２１）を吐出して前記放熱器（２２）に流入する前の冷媒と、前記発熱体（１１）と熱交換する媒体との間で熱交換を行う熱交換器（３０）と、
    前記蒸発器（２４）に流入する前の冷媒を前記蒸発器（２４）及び前記圧縮機（２１）を迂回させて前記熱交換器（３０）に導くバイパス通路（２５）とを備え、
    前記圧縮機（２１）から吐出した高温冷媒にて前記媒体を加熱する加熱モード、冷媒にて前記媒体を冷却するとともに、前記媒体から吸熱した熱を前記放熱器（２２）を介して放熱する放熱モードを有し、
    前記放熱モード時には、前記放熱器（２２）から流出した冷媒の少なくとも一部を前記バイパス通路（２５）に流すことを特徴とする熱管理システム。
  2. 前記バイパス通路（２５）は、前記蒸発器（２４）に流入する前の冷媒のうち、主に液相冷媒を前記熱交換器（３０）に導くことを特徴とする請求項１に記載の熱管理システム。
  3. 前記バイパス通路（２５）は、前記放熱器（２２）から流出して前記減圧手段（２３）にて減圧される前の冷媒を前記熱交換器（３０）に導くことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱管理システム。
  4. 運転時に発熱するとともに、温度を所定温度範囲内に保つ必要がある発熱体（１１）と、
    圧縮機（２１）、放熱器（２２）、蒸発器（２４）及び減圧手段（２３）を有し、低温側の熱を高温側に移動させる蒸気圧縮式冷凍機と、
    前記圧縮機（２１）を吐出して前記放熱器（２２）に流入する前の冷媒と、前記発熱体（１１）と熱交換する媒体との間で熱交換を行う熱交換器（３０）と、
    前記熱交換器（３０）に流入する冷媒を冷却する冷却器（２６）とを備え、
    前記圧縮機（２１）から吐出した高温冷媒にて前記媒体を加熱する加熱モード、冷媒にて前記媒体を冷却するとともに、前記媒体から吸熱した熱を前記放熱器（２２）を介して放熱する放熱モードを有することを特徴とする熱管理システム。
  5. 前記熱交換器（３０）における前記媒体と冷媒との熱交換を制御する熱交換制御手段（３１）を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の熱管理システム。
  6. 前記熱交換制御手段（３１）は、前記発熱体（１１）の温度が第１所定温度未満のときには前記加熱モードを実施し、前記発熱体（１１）の温度が前記第１所定温度より高い第２所定温度以上のときには前記放熱モードを実施し、前記発熱体（１１）の温度が前記第１所定温度と前記第２所定温度との間にあるときには、前記媒体と冷媒との熱交換を停止させる通常モードを実施することを特徴とする請求項５に記載の熱管理システム。
  7. 前記発熱体（１１）は、熱機関であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の熱管理システム。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008143266A (ja) * 2006-12-07 2008-06-26 Calsonic Kansei Corp 熱交換器
JP2010241411A (ja) * 2009-04-02 2010-10-28 Manitowoc Crane Companies Llc 熱を建設用機器運転室に供給するためのシステム
WO2012086187A1 (ja) * 2010-12-21 2012-06-28 株式会社デンソー 熱交換システム
WO2013054831A1 (ja) * 2011-10-12 2013-04-18 日産自動車株式会社 電動車両
JP2017013548A (ja) * 2015-06-29 2017-01-19 カルソニックカンセイ株式会社 車両用空気調和装置
KR101858194B1 (ko) 2010-12-14 2018-05-16 스카니아 씨브이 악티에볼라그 연소 엔진에 의해 구동되는 차량의 라디에이터 장치
CN112781263A (zh) * 2019-11-08 2021-05-11 Ckd株式会社 温度控制系统及综合温度控制系统

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005263200A (ja) * 2004-02-18 2005-09-29 Denso Corp 車両用空調装置
FR2869476A1 (fr) * 2004-04-21 2005-10-28 Conception Et Dev Michelin Sa Chaine de traction electrique pour vehicule, comportant une resistance electrique de dissipation refroidie par liquide de refroidissement
EP1588889B1 (fr) * 2004-04-21 2016-11-23 MICHELIN Recherche et Technique S.A. Chaîne de traction électrique pour véhicule à pile à combustible, comportant une résistance électrique de dissipation
KR100591320B1 (ko) * 2004-12-13 2006-06-19 엘지전자 주식회사 코제너레이션 시스템을 이용한 냉난방 장치
US7673593B2 (en) * 2004-12-24 2010-03-09 Renault Trucks Engine cooling system
KR20060112844A (ko) * 2005-04-28 2006-11-02 엘지전자 주식회사 열병합 발전 시스템
US7412843B2 (en) * 2005-05-20 2008-08-19 Martin Perry Heard Manifold-superheated air conditioning system
DE102005032633A1 (de) * 2005-07-13 2007-01-25 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Beeinflussung der Temperatur eines elektromechanischen Bauteils und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
FR2904791B1 (fr) * 2006-08-11 2011-04-01 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de refrigeration d'un habitacle de vehicule automobile, ensemble de refrigeration et vehicule automobile associes
US8205427B2 (en) * 2006-11-09 2012-06-26 United Technologies Corporation Interdependent lubrication systems in a turbine engine
US8517087B2 (en) * 2007-02-20 2013-08-27 Bergstrom, Inc. Combined heating and air conditioning system for vehicles
US7789176B2 (en) * 2007-04-11 2010-09-07 Tesla Motors, Inc. Electric vehicle thermal management system
US7743740B2 (en) * 2007-06-07 2010-06-29 Brown Myron L Automatic by-pass safety cooling system for fire pump engines
US8740103B2 (en) * 2008-04-21 2014-06-03 GM Global Technology Operations LLC Heater coolant flow control for HVAC module
DE102008030969A1 (de) * 2008-06-30 2009-12-31 Agco Gmbh Durchflusssteuerung
KR101533112B1 (ko) * 2008-08-25 2015-07-02 엘지전자 주식회사 히트펌프 시스템 및 그 제어방법
SE533436C2 (sv) * 2008-11-26 2010-09-28 Scania Cv Ab Metod och system för överkylning av kylvätskan i ett fordons kylsystem.
US20100206543A1 (en) * 2009-02-13 2010-08-19 Tylisz Brian M Two-stage heat exchanger with interstage bypass
DE102009056616B4 (de) * 2009-12-02 2018-10-25 Audi Ag Verfahren zur Verteilung von Wärme in einem Kühlmittelkreislauf eines Fahrzeugs
JP5729910B2 (ja) * 2010-03-05 2015-06-03 三菱重工業株式会社 温水ヒートポンプおよびその制御方法
US8336319B2 (en) 2010-06-04 2012-12-25 Tesla Motors, Inc. Thermal management system with dual mode coolant loops
WO2012006605A2 (en) 2010-07-08 2012-01-12 Tesla Motors, Inc. Rotor temperature estimation
SE535060C2 (sv) * 2010-08-12 2012-04-03 Scania Cv Ab Arrangemang för att upprätthålla en önskad driftstemperatur hos ett batteri i ett fordon
JP5755490B2 (ja) * 2011-04-18 2015-07-29 トヨタ自動車株式会社 冷却装置
FR2979288B1 (fr) * 2011-08-25 2013-08-23 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de controle d'une circulation de fluide refrigerant et circuit incorporant un tel dispositif
US10522845B2 (en) 2011-09-28 2019-12-31 Tesla, Inc. Battery centric thermal management system utilizing a heat exchanger blending valve
US10427491B2 (en) 2011-09-28 2019-10-01 Tesla, Inc. Thermal management system with heat exchanger blending valve
JP5788774B2 (ja) * 2011-11-21 2015-10-07 日立オートモティブシステムズ株式会社 冷却装置
DE102011089091A1 (de) * 2011-12-19 2013-06-20 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmeübertrager
DE102012215971A1 (de) * 2012-09-10 2014-05-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum thermischen Konditionieren eines Verbrennungsmotors und/oder eines Fahrgastraums eines Fahrzeugs sowie Fahrzeug
DE102013206171A1 (de) * 2013-04-09 2014-10-09 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines CO2-Kältemittelkreislaufs sowie CO2-Kältemittelkreislauf
KR101416416B1 (ko) * 2013-06-03 2014-07-09 현대자동차 주식회사 전기 자동차용 난방 시스템
US9630474B2 (en) * 2013-10-29 2017-04-25 Denso International America, Inc. Thermostatic controlled heat pump water circuit
US9863671B2 (en) * 2014-07-29 2018-01-09 Ford Global Technologies, Llc Heat pump assisted engine cooling for electrified vehicles
CN107110582A (zh) * 2015-02-13 2017-08-29 Imo工业股份有限公司 智能海水冷却系统与方法
US10290911B2 (en) * 2015-05-18 2019-05-14 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Cooling loops and vehicles incorporating the same
SE540931C2 (en) * 2015-10-27 2018-12-27 Scania Cv Ab A cooling system for a WHR system
CN106014585A (zh) * 2016-05-17 2016-10-12 李明科 一种适用于内燃机的降温装置
FR3051509B1 (fr) * 2016-05-20 2018-06-15 Safran Systeme reversible pour la dissipation de puissances thermiques generees dans un moteur a turbine a gaz
CN106837520A (zh) * 2017-01-19 2017-06-13 成都叮当自动化设备有限公司 一种可预热的低温发动机
FR3070557A1 (fr) * 2017-08-29 2019-03-01 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de connexion electrique pour vehicule automobile refroidi par un circuit de fluide refrigerant
CN107489509A (zh) * 2017-10-19 2017-12-19 劳福厚 一种摩托车发动机水冷却装置
KR20190120936A (ko) * 2018-04-17 2019-10-25 한온시스템 주식회사 차량의 열관리 시스템
US11221165B2 (en) * 2019-09-17 2022-01-11 Laird Thermal Systems, Inc. Temperature regulating refrigeration systems for varying loads
US11390137B2 (en) * 2020-01-15 2022-07-19 Ford Global Technologies, Llc Thermal management for electrified vehicle
CN111930157A (zh) * 2020-09-17 2020-11-13 江苏苏美达机电科技有限公司 一种箱体式发电机组内部恒温控制系统及其方法
US11407280B1 (en) 2022-02-10 2022-08-09 Rancho Del I.P. Ultra-low-cost coolant heating apparatus for electric vehicle applications
US11766920B2 (en) 2022-02-10 2023-09-26 Rancho Del I.P. Selective efficiency traction inverters and chargers as heat sources for thermal conditioning of electric vehicles

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3952545B2 (ja) * 1997-07-24 2007-08-01 株式会社デンソー 車両用空調装置
DE19813674C1 (de) * 1998-03-27 1999-04-15 Daimler Chrysler Ag Vorrichtung und Verfahren zum Heizen und Kühlen eines Nutzraumes eines Kraftfahrzeuges
JP3244467B2 (ja) 1998-04-02 2002-01-07 松下電器産業株式会社 車両用空調装置
DE19818649A1 (de) 1998-04-25 1999-10-28 Behr Gmbh & Co Fahrzeugklimaanlage und deren Verwendung
JP2003097857A (ja) * 2001-07-12 2003-04-03 Calsonic Kansei Corp 冷房サイクル
DE10207128A1 (de) * 2002-02-20 2003-08-21 Zexel Valeo Compressor Europe Fahrzeugklimaanlage, insbesondere CO2-Klimaanlage

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008143266A (ja) * 2006-12-07 2008-06-26 Calsonic Kansei Corp 熱交換器
JP2010241411A (ja) * 2009-04-02 2010-10-28 Manitowoc Crane Companies Llc 熱を建設用機器運転室に供給するためのシステム
US8905321B2 (en) 2009-04-02 2014-12-09 Manitowoc Crane Companies, Llc System for supplying heat to construction equipment cab
KR101858194B1 (ko) 2010-12-14 2018-05-16 스카니아 씨브이 악티에볼라그 연소 엔진에 의해 구동되는 차량의 라디에이터 장치
WO2012086187A1 (ja) * 2010-12-21 2012-06-28 株式会社デンソー 熱交換システム
JP2012144245A (ja) * 2010-12-21 2012-08-02 Denso Corp 熱交換システム
CN103270377A (zh) * 2010-12-21 2013-08-28 株式会社电装 热交换系统
US9925845B2 (en) 2010-12-21 2018-03-27 Denso Corporation Heat exchange system
WO2013054831A1 (ja) * 2011-10-12 2013-04-18 日産自動車株式会社 電動車両
JPWO2013054831A1 (ja) * 2011-10-12 2015-03-30 日産自動車株式会社 電動車両
JP2017013548A (ja) * 2015-06-29 2017-01-19 カルソニックカンセイ株式会社 車両用空気調和装置
CN112781263A (zh) * 2019-11-08 2021-05-11 Ckd株式会社 温度控制系统及综合温度控制系统

Also Published As

Publication number Publication date
US7048044B2 (en) 2006-05-23
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