JP2005061364A - Engine cooling system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超臨界媒体を用いたヒートポンプサイクル兼冷凍サイクルを備えたエンジンの冷却システムに関する。 The present invention relates to a cooling system for an engine having a heat pump cycle / refrigeration cycle using a supercritical medium.
炭酸ガス等の超臨界媒体による熱交換媒体を用いたヒートポンプサイクルでは、コンプレッサにより高圧に加圧した熱交換媒体の圧縮熱を空気調和装置のエバポレータに供給して暖房として用いるようになっており、一方、コンプレッサで加圧した前記熱交換媒体を冷却して断熱膨張することにより冷凍サイクルを構成し、この断熱膨張した熱交換媒体を前記エバポレータに供給することにより空気調和装置の冷房として用いるようになっている。 In a heat pump cycle using a heat exchange medium with a supercritical medium such as carbon dioxide gas, the heat of compression of the heat exchange medium pressurized to a high pressure by a compressor is supplied to the evaporator of the air conditioner and used for heating. On the other hand, the heat exchange medium pressurized by the compressor is cooled and adiabatically expanded to constitute a refrigeration cycle, and this adiabatic-expanded heat exchange medium is supplied to the evaporator so as to be used for cooling the air conditioner. It has become.
ところで、このようなヒートポンプサイクルを用いた車両用の空気調和装置では、ヒートポンプサイクルを稼働する際にエンジンの冷却水と、エバポレータから排出されて低温化した熱交換媒体と、の間で熱交換する水−媒体熱交換器を設け、この水−媒体熱交換器を用いたエンジンの冷却システムが提案されている。
しかしながら、かかる従来のエンジンの冷却システムでは、ヒータユニットに新たな放熱器を設ける必要がなく、一般に空気調和装置に備わるヒータコアのみで成立するという利点があるが、エンジンの冷却水温度が上昇するにしたがって、高温の熱交換媒体との温度差が小さくなって水−媒体熱交換器での放熱量が低下してしまい、ひいては空気調和装置の暖房効率も低下してしまうことになる。 However, in such a conventional engine cooling system, there is no need to provide a new radiator in the heater unit, and there is an advantage that it is generally formed only by the heater core provided in the air conditioner, but the cooling water temperature of the engine rises. Therefore, the temperature difference from the high-temperature heat exchange medium becomes small, the heat radiation amount in the water-medium heat exchanger decreases, and the heating efficiency of the air conditioner also decreases.
そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑みて、効率の良い暖房効率を確保しつつ、エンジンの燃費向上や暖房の速暖性を高めるようにしたエンジンの冷却システムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-described conventional problems, the present invention has an object to provide an engine cooling system that improves the fuel efficiency of an engine and increases the speed of heating while ensuring efficient heating efficiency. .
本発明は、エンジンの冷却水とヒートポンプサイクルの熱交換媒体との間で熱交換し、エンジンの媒体熱交換方式に用いる水−媒体熱交換器と、
ヒートポンプサイクルの熱交換媒体を断熱膨張させて低温下して導入し、車室内に取り入れる外気との間で熱交換する外気熱交換器と、
エンジンの冷却水を導入して、前記外気熱交換器を通過した外気との間で熱交換し、エンジンの外気熱交換方式に用いる水−外気熱交換器と、を設け、
エンジンの冷却水温度が所定温度未満では、前記媒体熱交換方式および必要に応じて前記外気熱交換方式を用いる一方、冷却水温度が所定温度以上では外気冷却方式のみを用いることを最も主要な特徴とする。
The present invention provides a water-medium heat exchanger for exchanging heat between the engine cooling water and the heat exchange medium of the heat pump cycle, and used for the engine medium heat exchange system,
An outside air heat exchanger that adiabatically expands the heat exchange medium of the heat pump cycle, introduces it at a low temperature, and exchanges heat with the outside air taken into the passenger compartment,
Introducing engine cooling water, exchanging heat with the outside air that has passed through the outside air heat exchanger, providing a water-outside air heat exchanger for use in an engine outside air heat exchange system,
When the engine coolant temperature is lower than the predetermined temperature, the medium heat exchange method and, if necessary, the outside air heat exchange method are used. On the other hand, when the coolant temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, only the outside air cooling method is used. And
本発明のエンジンの冷却システムは、ヒートポンプサイクルの作動に伴って媒体熱交換方式を選定することにより、外気温が低温時のエンジン始動直後では水−媒体熱交換器を介してエンジンの冷却水を温めることができるため、冷機時のエンジンフリクションを低減して燃費を向上することができる。 The engine cooling system according to the present invention selects the medium heat exchange method in accordance with the operation of the heat pump cycle, so that the engine cooling water is supplied via the water-medium heat exchanger immediately after the engine is started when the outside air temperature is low. Since it can be warmed up, it is possible to reduce engine friction during cold operation and improve fuel efficiency.
また、エンジンの暖機化に伴って外気熱交換方式に切り換えることにより、エンジンの冷却水と水−外気熱交換器との間で熱交換して取り入れる外気を暖めることができるため、空気調和装置の暖房効率を高めることができる。 Also, by switching to the outside air heat exchange system as the engine warms up, it is possible to warm the outside air taken in by exchanging heat between the engine cooling water and the water-outside air heat exchanger. Can improve the heating efficiency.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜図3は本発明にかかるエンジンの冷却システムの一実施形態を示し、図1はエンジンの冷却水通路とヒートポンプサイクルとの関係を示す構成図、図2はエンジンの冷却水通路と冷凍サイクルとの関係を示す構成図、図3は媒体熱交換方式と外気熱交換方式とを選択するフローチャートである。 1 to 3 show an embodiment of an engine cooling system according to the present invention, FIG. 1 is a configuration diagram showing a relationship between an engine cooling water passage and a heat pump cycle, and FIG. 2 is an engine cooling water passage and refrigeration. FIG. 3 is a flow chart for selecting a medium heat exchange method and an outside air heat exchange method.
本発明のエンジン1の冷却システムは、図1に示すように、炭酸ガスを熱交換媒体として用いたヒートポンプサイクル2と、このヒートポンプサイクル2の熱交換媒体を用いた冷凍サイクル3と、を設けた空気調和装置4を備える。
As shown in FIG. 1, the engine 1 cooling system of the present invention includes a
前記空気調和装置4は、外気熱交換器としてのエバポレータ5と、エンジン1の冷却水を通路Pを介して導入する水−外気熱交換器としてのヒータコア6と、を備え、エバポレータ5には4方弁7の切り換えにより、ヒートポンプサイクル2の熱交換媒体または冷凍サイクル3の熱交換媒体を通過させるようになっている。
The
即ち、ヒートポンプサイクル2は、コンプレッサ8で加圧した熱交換媒体(炭酸ガス)を4方弁7および通路P1を介して前記エバポレータ5に供給し、そして、このエバポレータ5を通過した熱交換媒体は、通路P2,P3を介してガスクーラ9に供給した後、前記4方弁7および通路P4を介して前記コンプレッサ8に循環させる回路を構成する。
That is, the
前記通路P2には第1電磁弁10および逆止弁11を設けてあるとともに、前記通路P3には副膨張弁12および逆止弁13を設けてあり、かつ、前記通路P4にはアキュムレータ14を設けてある。
The passage P2 is provided with a first
一方、冷凍サイクル3は、前記コンプレッサ8で加圧した熱交換媒体を前記4方弁7を介して前記ガスクーラ9に通して放熱した後、通路P5から主膨張弁15を介して冷却して前記エバポレータ5に供給し、そして、このエバポレータ5を通過した熱交換媒体(冷媒)は前記通路P1を逆方向に流れて4方向弁7および通路P4を介してコンプレッサ8へと循環させる回路を構成する。
On the other hand, in the
このとき、前記通路P5には主膨張弁15の下流側に逆止弁16を設けてあり、かつ、通路P5の上流側と前記通路P4のコンプレッサ8の上流側との間に内部熱交換器17を設けてある。
At this time, a
ここで、前記ヒートポンプサイクル2の通路P1には、エバポレータ5の上流側を前記通路P3に連通する通路P6を設け、この通路P6と前記エンジン1の冷却通路Pとの間に水−媒体熱交換器としての媒体熱交換器18を設け、この媒体熱交換器18によって冷却水と熱交換媒体との間で熱交換するようになっている。
Here, the passage P1 of the
前記通路P6には、前記媒体熱交換器18の上流側に第2電磁弁19を設けてあるとともに、この媒体熱交換器18の下流側に逆止弁20を設けてある。
A second
前記空気調和装置4は、図1に示すように、暖房時にはエバポレータ5によってヒートポンプサイクル2の熱交換媒体と車室内に取り入れる外気との間で熱交換して、暖めた外気を前記ヒータコア6に通過させて更に加熱した後、図外の各吹出口から車室内に暖房風を送風する。
As shown in FIG. 1, the
また、図2に示すように、除湿暖房時にはエバポレータ5によって冷凍サイクル3の熱交換媒体(冷媒)と取入れ外気との間で熱交換して、冷却・除湿した外気をヒータコア6に通過させて暖めた後に車室内に取り入れるようになっている。
In addition, as shown in FIG. 2, during dehumidifying heating, the
従って、前記エンジン1の冷却は、前記媒体熱交換器18を介してヒートポンプサイクル2の熱交換媒体との間で熱交換する媒体熱交換方式と、前記ヒータコア6を介して外気との間で熱交換する外気熱交換方式と、の2方式が設けられ、本実施形態では、エンジン1の冷却水温度が所定温度(例えば、50゜C)未満では、前記媒体熱交換方式を用いる一方、冷却水温度がその所定温度以上では外気冷却方式を用いる構成としてある。
Therefore, the engine 1 is cooled by heat exchange between the medium heat exchange system that exchanges heat with the heat exchange medium of the
即ち、媒体熱交換方式では、図1において第1電磁弁10を閉弁するとともに第2電磁弁19を開弁して、ヒートポンプサイクル2の加圧媒体をエバポレータ5に通すことなく媒体熱交換器18に供給し、加熱した加圧媒体を専らエンジン1の冷却水との熱交換に用いるようになっている。
That is, in the medium heat exchange system, the first
また、外気熱交換方式では、図1において第1電磁弁10を開弁するとともに第2電磁弁19を閉弁して、ヒートポンプサイクル2の加圧媒体を媒体熱交換器18に通すことなくエバポレータ5に供給し、取入れ外気を暖めるようになっている。
In the outdoor air heat exchange system, the first
図3は前記第1,第2電磁弁10,19を切換える図外のマイクロコンピュータの処理フローチャートを示し、まず、ステップS1によって空気調和装置4を作動することにより、ステップS2では入力した冷却水温や外気温に基づいて媒体熱交換モードか外気熱交換モードかを判断し、外気熱交換モードであると判断した場合はステップS3に進んで第1電磁弁10を開弁するとともに第2電磁弁19を閉弁して、エバポレータ5に熱交換媒体を流して外気を直接暖める。
FIG. 3 shows a processing flowchart of a microcomputer (not shown) for switching the first and second
一方、ステップS2で媒体熱交換モードであると判断した場合はステップS4に進み、第1電磁弁10を閉弁するとともに第2電磁弁19を開弁して、媒体熱交換器18に熱交換媒体を流してエンジン冷却水を温める。
On the other hand, if it is determined in step S2 that the medium heat exchange mode is selected, the process proceeds to step S4, where the first
そして、次のステップS5では検出した冷却水温が所定温度、この場合50゜Cに達したかどうかを判断し、50゜C未満であると判断した場合(NO)はステップS4にリターンするとともに、50゜C以上であると判断した場合(YES)は前記ステップS3に進む。 In the next step S5, it is determined whether or not the detected cooling water temperature has reached a predetermined temperature, in this case, 50 ° C. If it is determined that it is less than 50 ° C (NO), the process returns to step S4. If it is determined that the temperature is 50 ° C. or higher (YES), the process proceeds to step S3.
以上の構成により本実施形態のエンジンの冷却システムによれば、ヒートポンプサイクル2の作動に伴って媒体熱交換方式を選定することにより、外気温が低温時のエンジン始動直後では媒体熱交換器18を介してエンジン1の冷却水を温めることができるため、冷機時のエンジンフリクションを低減して燃費を向上することができる。
According to the engine cooling system of the present embodiment configured as described above, the
また、エンジン1の暖機化に伴って外気熱交換方式に切り換わることにより、エンジン1の冷却水とエバポレータ5との間で熱交換して取り入れる外気を暖めることができるため、ヒータコア6の暖房効果と相俟って空気調和装置4の暖房効率を高めることができる。
Moreover, since the outside air heat exchange system is switched to the warming-up of the engine 1, the outside air taken in by exchanging heat between the cooling water of the engine 1 and the
更には、図3のフローチャートには示していないが、必要に応じて第1,第2電磁弁10,19の両方を開弁することにより、熱交換媒体をエバポレータ5と媒体熱交換器18との両方に供給して、エンジン始動直後から媒体熱交換方式と外気熱交換方式とを併用することができ、この場合は早期に取り入れ外気を暖めて速暖効果を得ることができる。
Further, although not shown in the flowchart of FIG. 3, if necessary, both the first and second
前記実施形態は、本発明の要旨の範囲内で他の実施形態にも本発明を適用できる。 The present invention can be applied to other embodiments within the scope of the gist of the present invention.
1 エンジン
2 ヒートポンプサイクル
3 冷凍サイクル
4 空気調和装置
5 エバポレータ(外気熱交換器)
6 ヒータコア(水−外気熱交換器)
10 第1電磁弁
18 媒体熱交換器(水−媒体熱交換器)
19 第2電磁弁
1
6 Heater core (water-outside air heat exchanger)
10
19 Second solenoid valve
Claims (3)
ヒートポンプサイクル(2)の熱交換媒体を断熱膨張させて低温下して導入し、車室内に取り入れる外気との間で熱交換する外気熱交換器(5)と、
エンジン(1)の冷却水を導入して、前記外気熱交換器(5)を通過した外気との間で熱交換し、エンジン(1)の外気熱交換方式に用いる水−外気熱交換器(6)と、を設け、
エンジン(1)の冷却水温度が所定温度未満では、前記媒体熱交換方式および必要に応じて前記外気熱交換方式を用いる一方、冷却水温度が所定温度以上では外気冷却方式のみを用いることを特徴とするエンジンの冷却システム。 A water-medium heat exchanger (18) for exchanging heat between the cooling water of the engine (1) and the heat exchange medium of the heat pump cycle (2);
An outside air heat exchanger (5) that heat-exchanges heat with the outside air introduced into the passenger compartment by adiabatically expanding and introducing the heat exchange medium of the heat pump cycle (2) at a low temperature;
Water (outside air heat exchanger) used for the outside air heat exchange system of the engine (1) by introducing cooling water of the engine (1) and exchanging heat with outside air passing through the outside air heat exchanger (5). 6) and
When the cooling water temperature of the engine (1) is lower than a predetermined temperature, the medium heat exchange method and, if necessary, the outside air heat exchange method are used, and when the cooling water temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, only the outside air cooling method is used. And engine cooling system.
The outside air heat exchanger uses an evaporator (5) of an air conditioner (4), and the water-outside air heat exchanger uses a heater core (6) of an air conditioner (4). The engine cooling system according to claim 1 or 2.
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JP2011140291A (en) * | 2010-01-11 | 2011-07-21 | Denso Corp | Air conditioner for vehicle |
CN105383263A (en) * | 2015-11-20 | 2016-03-09 | 北汽福田汽车股份有限公司 | Vehicle-mounted heating system, control method thereof and vehicle |
WO2017159455A1 (en) * | 2016-03-14 | 2017-09-21 | カルソニックカンセイ株式会社 | Air conditioning apparatus |
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2003
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011140291A (en) * | 2010-01-11 | 2011-07-21 | Denso Corp | Air conditioner for vehicle |
CN105383263A (en) * | 2015-11-20 | 2016-03-09 | 北汽福田汽车股份有限公司 | Vehicle-mounted heating system, control method thereof and vehicle |
WO2017159455A1 (en) * | 2016-03-14 | 2017-09-21 | カルソニックカンセイ株式会社 | Air conditioning apparatus |
JPWO2017159455A1 (en) * | 2016-03-14 | 2018-12-20 | カルソニックカンセイ株式会社 | Air conditioner |
US10654340B2 (en) | 2016-03-14 | 2020-05-19 | Calsonic Kansei Corporation | Air-conditioning device |
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