JP2016161186A - Complex type heat exchanger - Google Patents

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貴幸 石川
Takayuki Ishikawa
貴幸 石川
浩布 河上
Hironobu Kawakami
浩布 河上
光昭 長田
Mitsuaki Nagata
光昭 長田
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Calsonic Kansei Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a complex type heat exchanger for improving a heating efficiency at a freezing cycle.SOLUTION: A complex type heat exchanger 52 comprises: a first tank part 52a connected to one end of a heat radiating part 52b for radiating heat of a cooling medium to surrounding atmosphere where the cooling medium flows; a second tank part 52c connected to the other end of the heat radiating part 52b where the cooling medium flows; and a heat exchanging part 22 provided in the second tank part 52c where refrigerant of freezing cycle 2 flows and the cooling medium and the refrigerant perform heat exchanging operation. The first tank part 52b is provided with only any one of a first flow-in part 61c capable of flowing-in the cooling medium and a first discharging part 62c capable of discharging the cooling medium, the second tank part 52c is provided with second flow-in parts 61a and 62a capable of flowing-in the cooling medium and second discharging parts 61b and 62b capable of discharging the cooling medium.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は複合型熱交換器に関するものである。   The present invention relates to a composite heat exchanger.

サブラジエータの流入側タンク内に水冷コンデンサを設け、強電系機器を冷却した冷却水と空調用冷媒との間で熱交換を行う複合型熱交換器が特許文献1に開示されている。   Patent Document 1 discloses a composite heat exchanger in which a water-cooled condenser is provided in an inflow side tank of a sub-radiator, and heat exchange is performed between cooling water that has cooled high-powered equipment and a refrigerant for air conditioning.

特開2014−173748号公報JP 2014-173748 A

上記技術によれば、空冷コンデンサへ流入する前の空調用冷媒を水冷コンデンサで冷却することができ、冷房効率を向上させることができる。   According to the above technique, the air-conditioning refrigerant before flowing into the air-cooled condenser can be cooled by the water-cooled condenser, and the cooling efficiency can be improved.

しかし、上記の技術では、冷房効率の向上のみが考慮されており、暖房効率については検討の余地がある。   However, in the above technique, only the improvement of the cooling efficiency is considered, and there is room for examination on the heating efficiency.

本発明はこのような点に鑑みて発明されたもので、複合型熱交換器において、暖房効率を向上させることを目的とするものである。   This invention is invented in view of such a point, and it aims at improving heating efficiency in a composite-type heat exchanger.

本発明のある態様に係る複合型熱交換器は、冷却媒体の熱を外気へ放熱する放熱部と、放熱部の一端に接続し、冷却媒体が流れる第1タンク部と、放熱部の他端に接続し、冷却媒体が流れる第2タンク部と、第2タンク部内に設けられ、冷凍サイクルの冷媒が流れ、冷却媒体と冷媒とが熱交換する熱交換部とを備え、第1タンク部には、冷却媒体を流入可能な第1流入部、冷却媒体を排出可能な第1排出部のうち何れか一方のみが設けられ、第2タンク部には、冷却媒体を流入可能な第2流入部と、冷却媒体を排出可能な第2排出部とが設けられる。   A composite heat exchanger according to an aspect of the present invention includes a heat dissipating unit that dissipates heat of the cooling medium to the outside air, a first tank unit that is connected to one end of the heat dissipating unit, and through which the cooling medium flows, and the other end of the heat dissipating unit. And a second tank part through which the cooling medium flows, and a heat exchange part that is provided in the second tank part, flows through the refrigerant of the refrigeration cycle, and exchanges heat between the cooling medium and the refrigerant. Is provided with only one of a first inflow portion capable of flowing in the cooling medium and a first discharge portion capable of discharging the cooling medium, and the second inflow portion capable of inflowing the cooling medium in the second tank portion. And a second discharge part capable of discharging the cooling medium.

この態様によると、冷房時、暖房時に複合型熱交換器に流入する冷却媒体の流入方向を切り替えることができ、冷凍サイクルの暖房効率を向上させることができる。   According to this aspect, it is possible to switch the inflow direction of the cooling medium flowing into the composite heat exchanger during cooling and heating, and improve the heating efficiency of the refrigeration cycle.

第1実施形態の車両用空調装置のブロック図である。It is a block diagram of the vehicle air conditioner of 1st Embodiment. 第1実施形態のパワーモジュールサイクルのブロック図である。It is a block diagram of the power module cycle of 1st Embodiment. 第1実施形態のラジエータの概略図である。It is the schematic of the radiator of 1st Embodiment. 第1実施形態の冷房時における冷媒、冷却水の流れを説明する図である。It is a figure explaining the flow of the refrigerant | coolant at the time of air_conditionaing | cooling of 1st Embodiment, and cooling water. 第1実施形態の暖房時における冷媒、冷却水の流れを説明する図である。It is a figure explaining the flow of the refrigerant at the time of heating of a 1st embodiment, and cooling water. 第1実施形態のパワーモジュールサイクルにおいて、冷房時における冷却水の流れを説明する図である。In the power module cycle of 1st Embodiment, it is a figure explaining the flow of the cooling water at the time of cooling. 第1実施形態のパワーモジュールサイクルにおいて、暖房時における冷却水の流れを説明する図である。It is a figure explaining the flow of the cooling water at the time of heating in the power module cycle of 1st Embodiment. 第2実施形態のパワーモジュールサイクルのブロック図である。It is a block diagram of the power module cycle of 2nd Embodiment. 第2実施形態のラジエータの概略図である。It is the schematic of the radiator of 2nd Embodiment. 第2実施形態の冷房時における冷却水の流れを説明する図である。It is a figure explaining the flow of the cooling water at the time of air_conditioning | cooling of 2nd Embodiment. 第2実施形態の暖房時における冷却水の流れを説明する図である。It is a figure explaining the flow of the cooling water at the time of the heating of 2nd Embodiment.

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

本発明の第1実施形態について図1を用いて説明する。図1は、車両用空調装置1のブロック図である。   A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram of an air conditioner 1 for a vehicle.

車両用空調装置1は、冷媒が循環する冷凍サイクル2と、冷却水が循環する高水温サイクル4と、冷却水が循環するパワーモジュールサイクル5と、各サイクルにおける弁の動作などを制御するコントローラ10とから構成される。冷却水は、例えば不凍液で構成される。車両用空調装置1は、冷暖房可能なヒートポンプシステムである。   The vehicle air conditioner 1 includes a refrigeration cycle 2 in which refrigerant circulates, a high water temperature cycle 4 in which cooling water circulates, a power module cycle 5 in which cooling water circulates, and a controller 10 that controls valve operations and the like in each cycle. It consists of. The cooling water is composed of, for example, an antifreeze. The vehicle air conditioner 1 is a heat pump system capable of cooling and heating.

冷凍サイクル2は、コンプレッサ20と、コンデンサ21と、水−冷媒熱交換器22と、室外熱交換器23と、エバポレータ24と、第1三方弁25と、第1開閉弁26と、第1膨張弁27と、第2膨張弁28と、アキュムレータ29と、これらを冷媒が循環可能となるように接続する冷媒流路30とから構成される。   The refrigeration cycle 2 includes a compressor 20, a condenser 21, a water-refrigerant heat exchanger 22, an outdoor heat exchanger 23, an evaporator 24, a first three-way valve 25, a first on-off valve 26, and a first expansion. It comprises a valve 27, a second expansion valve 28, an accumulator 29, and a refrigerant flow path 30 connecting them so that the refrigerant can circulate.

コンプレッサ20は、気体の冷媒を加圧する。これにより、冷媒は高温、高圧の気体となる。   The compressor 20 pressurizes the gaseous refrigerant. As a result, the refrigerant becomes a high-temperature, high-pressure gas.

コンデンサ21は、暖房時に冷媒と、高水温サイクル4を循環する冷却水との間で熱交換を行い、冷媒の熱を冷却水に伝達する。   The condenser 21 performs heat exchange between the refrigerant and the cooling water circulating in the high water temperature cycle 4 during heating, and transfers the heat of the refrigerant to the cooling water.

水−冷媒熱交換器22は、後述するパワーモジュールサイクル5の第2ラジエータタンク52c内に設けられ、パワーモジュールサイクル5を循環する冷却水と冷媒との間で熱交換を行う。水−冷媒熱交換器22は、冷房時には凝縮器として機能し、暖房時には蒸発器として機能する。   The water-refrigerant heat exchanger 22 is provided in a second radiator tank 52 c of the power module cycle 5 described later, and performs heat exchange between the cooling water circulating in the power module cycle 5 and the refrigerant. The water-refrigerant heat exchanger 22 functions as a condenser during cooling, and functions as an evaporator during heating.

室外熱交換器23は、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、水−冷媒熱交換器22を通過した冷媒と外気との間で熱交換を行う。室外熱交換器23は、冷房時には凝縮器として機能し、暖房時には蒸発器として機能する。   The outdoor heat exchanger 23 is disposed in an engine room (a motor room in an electric vehicle) and performs heat exchange between the refrigerant that has passed through the water-refrigerant heat exchanger 22 and the outside air. The outdoor heat exchanger 23 functions as a condenser during cooling, and functions as an evaporator during heating.

エバポレータ24は、風路6内に配置され、第1膨張弁27によって減圧されて噴射された冷媒と、風路6を流れる空気との間で熱交換を行い、冷媒が蒸発する際に空気を冷却する。エバポレータ24によって冷却された空気は、冷房(除湿)時の車内空調に使用される。   The evaporator 24 is disposed in the air passage 6 and performs heat exchange between the refrigerant decompressed and injected by the first expansion valve 27 and the air flowing through the air passage 6, and the air is evaporated when the refrigerant evaporates. Cooling. The air cooled by the evaporator 24 is used for in-vehicle air conditioning during cooling (dehumidification).

第1三方弁25は、室外熱交換器23を通過した冷媒の流れ方向を切り替える。第1三方弁25によって冷媒の流れ方向を切り替えることで、冷媒は、第1膨張弁27を介してエバポレータ24に流れ、またはエバポレータ24をバイパスして流れる。   The first three-way valve 25 switches the flow direction of the refrigerant that has passed through the outdoor heat exchanger 23. By switching the flow direction of the refrigerant by the first three-way valve 25, the refrigerant flows to the evaporator 24 via the first expansion valve 27 or flows by bypassing the evaporator 24.

アキュムレータ29は、冷媒を一時的に溜めるとともに、気体の冷媒のみをコンプレッサ20に供給する。   The accumulator 29 temporarily stores the refrigerant and supplies only the gaseous refrigerant to the compressor 20.

第1開閉弁26は、コンデンサ21と第2膨張弁28とをバイパスする冷媒流路30に設けられる。第1開閉弁26が閉じると、コンデンサ21、及び第2膨張弁28に冷媒が流れ、第1開閉弁26が開くと、冷媒はコンデンサ21と第2膨張弁28とをバイパスして流れる。   The first on-off valve 26 is provided in the refrigerant flow path 30 that bypasses the capacitor 21 and the second expansion valve 28. When the first on-off valve 26 is closed, the refrigerant flows through the capacitor 21 and the second expansion valve 28. When the first on-off valve 26 is opened, the refrigerant flows bypassing the capacitor 21 and the second expansion valve 28.

高水温サイクル4は、第1ウォーターポンプ40と、ヒーター41と、コンデンサ21と、ヒーターコア42と、これらを冷却水が循環可能となるように接続する冷却水流路43とから構成される。   The high water temperature cycle 4 includes a first water pump 40, a heater 41, a condenser 21, a heater core 42, and a cooling water flow path 43 that connects them so that the cooling water can be circulated.

ヒーター41は、バッテリ(図示せず)から供給される電力によって発熱し、冷却水を加熱する。   The heater 41 generates heat by power supplied from a battery (not shown) and heats the cooling water.

ヒーターコア42は、風路6内に配置され、ヒーター41やコンデンサ21により加熱された冷却水とヒーターコア42周囲の空気との間で熱交換を行い、空気を加熱する。ヒーターコア42によって加熱された空気は、暖房時の車内空調に使用される。暖房がOFFとなっている場合には、エアミックスドア7によってヒーターコア42に空気が当たることを防ぎ、空気が加熱されることを防止する。なお、ヒーターコア42をバイパスするようにバイパス通路を設けてもよい。   The heater core 42 is disposed in the air passage 6 and heats the air by exchanging heat between the cooling water heated by the heater 41 and the condenser 21 and the air around the heater core 42. The air heated by the heater core 42 is used for in-vehicle air conditioning during heating. When heating is OFF, the air mix door 7 prevents air from hitting the heater core 42 and prevents the air from being heated. A bypass passage may be provided so as to bypass the heater core 42.

次にパワーモジュールサイクル5について図2、図3を用いて説明する。図2は、パワーモジュールサイクル5のブロック図である。図3は、ラジエータ52の概略図である。図3においては、暖房時における冷却水の流れを矢印で示す。   Next, the power module cycle 5 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a block diagram of the power module cycle 5. FIG. 3 is a schematic view of the radiator 52. In FIG. 3, the flow of cooling water during heating is indicated by arrows.

パワーモジュールサイクル5は、第2ウォーターポンプ50と、冷却器51と、ラジエータ52と、第2開閉弁56と、これらを冷却水が循環するように形成された冷却水流路57とから構成される。   The power module cycle 5 includes a second water pump 50, a cooler 51, a radiator 52, a second on-off valve 56, and a cooling water passage 57 formed so that cooling water circulates through these. .

冷却器51は、インバータやモータなどの作動時に発熱するパワーモジュールやバッテリを冷却水によって冷却する。   The cooler 51 cools the power module and the battery that generate heat when the inverter or the motor is operated with cooling water.

ラジエータ52は、コア部52aと、第1ラジエータタンク52bと、第2ラジエータタンク52cとを備える。ラジエータ52は、エンジンルーム内に配置され、室外熱交換器23と車幅方向に並んで配置される。つまりラジエータ52と、室外熱交換器23とは、車両の前後方向において略同じ位置となるように配置される。   The radiator 52 includes a core portion 52a, a first radiator tank 52b, and a second radiator tank 52c. The radiator 52 is disposed in the engine room and is disposed side by side with the outdoor heat exchanger 23 in the vehicle width direction. That is, the radiator 52 and the outdoor heat exchanger 23 are disposed so as to be at substantially the same position in the vehicle front-rear direction.

第1ラジエータタンク52bは、コア部52aの一方の端部に接続される。第1ラジエータタンク52bには、鉛直方向下側となる下部に冷房時冷却水導入口61cが形成される。   The first radiator tank 52b is connected to one end of the core portion 52a. In the first radiator tank 52b, a cooling water inlet 61c is formed at the lower part on the lower side in the vertical direction.

第2ラジエータタンク52cは、コア部52aのもう一方の端部に接続される。第2ラジエータタンク52cは、図3に示すように、水−冷媒熱交換器22が内部に配置された二重配管である。第2ラジエータタンク52cでは、冷凍サイクル2を循環する冷媒が水−冷媒熱交換器22の内を流れ、パワーモジュールサイクル5を循環する冷却水が水−冷媒熱交換器22の外を流れる。   The second radiator tank 52c is connected to the other end of the core portion 52a. As shown in FIG. 3, the second radiator tank 52 c is a double pipe in which the water-refrigerant heat exchanger 22 is disposed. In the second radiator tank 52 c, the refrigerant circulating in the refrigeration cycle 2 flows in the water-refrigerant heat exchanger 22, and the cooling water circulating in the power module cycle 5 flows outside the water-refrigerant heat exchanger 22.

第2ラジエータタンク52cには、図3に示すように、冷媒の流れ方向と冷却水の流れ方向とが対向するように冷媒導入口60a、冷媒排出口60b、暖房時冷却水導入口61a、及び冷却水排出口61bが形成される。具体的には、冷媒導入口60aが冷媒排出口60bよりも鉛直方向上側に形成され、暖房時冷却水導入口61aが冷却水排出口61bよりも鉛直方向下側に形成される。第2ラジエータタンク52cでは、暖房時冷却水導入口61aと冷却水排出口61bとの間に、水−冷媒熱交換器22が配置される。水−冷媒熱交換器22では、冷媒導入口60aから冷凍サイクル2の冷媒が流入し、冷媒排出口60bから冷媒が排出される。   As shown in FIG. 3, the second radiator tank 52c has a refrigerant inlet 60a, a refrigerant outlet 60b, a heating cooling water inlet 61a, and a heating water inlet 61a so that the refrigerant flow direction and the cooling water flow direction are opposite to each other. A cooling water discharge port 61b is formed. Specifically, the refrigerant inlet 60a is formed vertically above the refrigerant outlet 60b, and the heating cooling water inlet 61a is formed vertically below the cooling water outlet 61b. In the second radiator tank 52c, the water-refrigerant heat exchanger 22 is disposed between the heating-time cooling water inlet 61a and the cooling water outlet 61b. In the water-refrigerant heat exchanger 22, the refrigerant of the refrigeration cycle 2 flows from the refrigerant introduction port 60a, and the refrigerant is discharged from the refrigerant discharge port 60b.

第2ラジエータタンク52cには、鉛直方向下側となる下部に暖房時冷却水導入口61aが形成され、鉛直方向上側となる上部に冷却水排出口61bが形成される。また、冷却水排出口61bは、第1ラジエータタンク52bの冷房時冷却水導入口61cに対して対角となる位置に形成される。また、暖房時冷却水導入口61aは冷房時冷却水導入口61cとほぼ同じ高さとなる位置に形成される。   In the second radiator tank 52c, a cooling water introduction port 61a is formed in the lower portion on the lower side in the vertical direction, and a cooling water discharge port 61b is formed in the upper portion on the upper side in the vertical direction. Further, the cooling water discharge port 61b is formed at a position diagonal to the cooling time cooling water introduction port 61c of the first radiator tank 52b. The heating cooling water inlet 61a is formed at a position that is substantially the same height as the cooling cooling water inlet 61c.

コア部52aは、複数のチューブを並列に配置し、各チューブ間にフィンを設けて形成される。各チューブの一方の端部は第1ラジエータタンク52bに連通しており、もう一方の端部は第2ラジエータタンク52cに連通している。チューブの流路断面積は、第2ラジエータタンク52cの断面積よりも小さく、コア部52aの通水抵抗は、第2ラジエータタンク52cの通水抵抗よりも大きい。   The core portion 52a is formed by arranging a plurality of tubes in parallel and providing fins between the tubes. One end of each tube communicates with the first radiator tank 52b, and the other end communicates with the second radiator tank 52c. The flow passage cross-sectional area of the tube is smaller than the cross-sectional area of the second radiator tank 52c, and the water flow resistance of the core portion 52a is larger than the water flow resistance of the second radiator tank 52c.

ラジエータ52では、冷房時冷却水導入口61cの径は暖房時冷却水導入口61aの径よりも小さく、コア部52aの通水抵抗は、第2ラジエータタンク52cの通水抵抗よりも大きい。また、冷房時冷却水導入口61cを第1ラジエータタンク52bの下部に形成し、冷却水排出口61bを第2ラジエータタンク52cの上部に形成することで、冷房時冷却水導入口61cから冷却水排出口61bまでの流路が長くなっている。このようにして、ラジエータ52では、冷房時冷却水導入口61cからコア部52aに至る通水抵抗が、暖房時冷却水導入口61aから冷却水排出口61bに至る第2ラジエータタンク52cの通水抵抗よりも大きくなっている。   In the radiator 52, the diameter of the cooling water inlet 61c during cooling is smaller than the diameter of the cooling water inlet 61a during heating, and the water passage resistance of the core 52a is larger than the water passage resistance of the second radiator tank 52c. Further, the cooling water inlet 61c is formed in the lower part of the first radiator tank 52b, and the cooling water outlet 61b is formed in the upper part of the second radiator tank 52c, so that the cooling water is supplied from the cooling water inlet 61c. The flow path to the discharge port 61b is long. In this way, in the radiator 52, the water flow resistance from the cooling-time cooling water introduction port 61c to the core portion 52a causes the water flow of the second radiator tank 52c from the heating-time cooling water introduction port 61a to the cooling water discharge port 61b. It is larger than the resistance.

パワーモジュールサイクル5では、冷却器51と暖房時冷却水導入口61aとの間の冷却水流路57であり、暖房時に冷却水を第2ラジエータタンク52cに流入させる第2冷却水流路57b(図5B参照)に第2開閉弁56が設けられる。また、冷却器51と第2開閉弁56との間の冷却水流路57から、第2ラジエータタンク52cをバイパスし、第1ラジエータタンク52bを介してコア部52aに接続し、冷房時に第1ラジエータタンク52bに冷却水を流入させる第1冷却水流路57a(図5参照)を形成する冷却水流路が分岐している。   In the power module cycle 5, it is the cooling water flow path 57 between the cooler 51 and the cooling water inlet 61a for heating, and the second cooling water flow path 57b (FIG. 5B) for flowing the cooling water into the second radiator tank 52c during heating. A second on-off valve 56 is provided. Further, the second radiator tank 52c is bypassed from the cooling water flow path 57 between the cooler 51 and the second on-off valve 56, and is connected to the core portion 52a via the first radiator tank 52b, and the first radiator is used during cooling. The cooling water flow path that forms the first cooling water flow path 57a (see FIG. 5) through which the cooling water flows into the tank 52b is branched.

第2開閉弁56は、ラジエータ52に対する冷却水の流入方向を切り替える。第2開閉弁56が開いている場合には、冷却水は主に暖房時冷却水導入口61aから第2ラジエータタンク52cに流入し、第2開閉弁56が閉じている場合には、冷却水は冷房時冷却水導入口61cから第1ラジエータタンク52bに流入する。   The second on-off valve 56 switches the inflow direction of the cooling water with respect to the radiator 52. When the second on-off valve 56 is open, the cooling water mainly flows into the second radiator tank 52c from the heating-time cooling water inlet 61a, and when the second on-off valve 56 is closed, the cooling water is supplied. Flows into the first radiator tank 52b from the cooling water inlet 61c.

コントローラ10は、例えば搭乗者の操作に応じて第1三方弁25、コンプレッサ20などを制御する。   For example, the controller 10 controls the first three-way valve 25, the compressor 20, and the like according to the operation of the passenger.

次に、第1実施形態の作用について説明する。   Next, the operation of the first embodiment will be described.

[冷房時]
冷房時には、冷凍サイクル2では、図4Aに示すように、コンプレッサ20、第1開閉弁26、水−冷媒熱交換器22、室外熱交換器23、第1三方弁25、第1膨張弁27、エバポレータ24、アキュムレータ29の順に冷媒が流れる第1冷媒流路30aが形成されるように第1開閉弁26、及び第1三方弁25が制御される。図4Aにおいては、冷媒、または冷却水が流れる流路を実線で示し、冷媒、及び冷却水が流れない流路を破線で示す。コンプレッサ20によって圧縮され温度が高くなった冷媒は、水−冷媒熱交換器22において冷却水、及び室外熱交換器23の周囲の空気と熱交換を行う。冷房時においては、水−冷媒熱交換器22及び室外熱交換器23が凝縮器として機能し、水−冷媒熱交換器22及び室外熱交換器23において、冷媒が凝縮し、さらには過冷却される。その後、冷媒は、第1膨張弁27によって減圧され、エバポレータ24において風路6を流れる空気と熱交換を行い蒸発する。その際、風路6を流れる空気が冷却され、この空気が車室内に吹き出される。
[When cooling]
During cooling, in the refrigeration cycle 2, as shown in FIG. 4A, the compressor 20, the first on-off valve 26, the water-refrigerant heat exchanger 22, the outdoor heat exchanger 23, the first three-way valve 25, the first expansion valve 27, The first on-off valve 26 and the first three-way valve 25 are controlled so that the first refrigerant flow path 30a through which the refrigerant flows in the order of the evaporator 24 and the accumulator 29 is formed. In FIG. 4A, the flow path through which the refrigerant or the cooling water flows is indicated by a solid line, and the flow path through which the refrigerant and the cooling water do not flow is indicated by a broken line. The refrigerant compressed by the compressor 20 and having a high temperature exchanges heat with the cooling water and the air around the outdoor heat exchanger 23 in the water-refrigerant heat exchanger 22. During cooling, the water-refrigerant heat exchanger 22 and the outdoor heat exchanger 23 function as a condenser, and the water-refrigerant heat exchanger 22 and the outdoor heat exchanger 23 condense the refrigerant and further supercool it. The Thereafter, the refrigerant is decompressed by the first expansion valve 27, and evaporates by exchanging heat with the air flowing through the air passage 6 in the evaporator 24. At that time, the air flowing through the air passage 6 is cooled, and this air is blown out into the passenger compartment.

高水温サイクル4では、第1ウォーターポンプ40が停止しており、冷却水は循環しない。また、エアミックスドア7によってヒーターコア42に風路6の空気が当たらないようになっている。   In the high water temperature cycle 4, the first water pump 40 is stopped and the cooling water does not circulate. The air mix door 7 prevents the air in the air path 6 from hitting the heater core 42.

パワーモジュールサイクル5では、第2開閉弁56を閉じる。これにより、パワーモジュールサイクル5では、図5Aに示すように、第2ウォーターポンプ50、冷却器51、第1ラジエータタンク52b、コア部52a、第2ラジエータタンク52cの順に冷却水が流れる第1冷却水流路57aが形成される。図5Aにおいて、冷却水が流れる第1冷却水流路57aを実線で示し、冷却水が流れない冷却水流路57を破線で示す。冷却器51によってパワーモジュールなどを冷却することで温度が高くなった冷却水は、まず第1ラジエータタンク52bに流入し、コア部52aによって空気と熱交換を行うことで冷却される。その後、冷却水は、第2ラジエータタンク52cに流入し、水−冷媒熱交換器22において冷凍サイクル2の冷媒と熱交換を行い、冷媒を冷却する。   In the power module cycle 5, the second on-off valve 56 is closed. As a result, in the power module cycle 5, as shown in FIG. 5A, the first cooling water flows in the order of the second water pump 50, the cooler 51, the first radiator tank 52b, the core portion 52a, and the second radiator tank 52c. A water channel 57a is formed. In FIG. 5A, the 1st cooling water flow path 57a into which a cooling water flows is shown as a continuous line, and the cooling water flow path 57 into which a cooling water does not flow is shown with a broken line. The cooling water whose temperature has been increased by cooling the power module or the like by the cooler 51 first flows into the first radiator tank 52b and is cooled by exchanging heat with air by the core portion 52a. Thereafter, the cooling water flows into the second radiator tank 52c, performs heat exchange with the refrigerant of the refrigeration cycle 2 in the water-refrigerant heat exchanger 22, and cools the refrigerant.

ラジエータ52では、鉛直方向下側に位置する第1ラジエータタンク52bの冷房時冷却水導入口61cから冷却水が流入し、鉛直方向上側に位置する第2ラジエータタンク52cの冷却水排出口61bから冷却水が排出される。これにより、鉛直方向上側に位置するコア部52aのチューブにも冷却水が流れ、コア部52a全体に冷却水を流すことができる。つまり、コア部52aで冷却水が偏って流れることが抑制される。また、第2ラジエータタンク52cにおいて、鉛直方向下側から上側への冷却水の流れが発生し、水−冷媒熱交換器22における冷媒の放熱量が大きくなる。   In the radiator 52, cooling water flows in from the cooling-time cooling water inlet 61c of the first radiator tank 52b located on the lower side in the vertical direction, and cools from the cooling water discharge port 61b of the second radiator tank 52c located on the upper side in the vertical direction. Water is discharged. Thereby, cooling water flows also to the tube of the core part 52a located in the vertical direction upper side, and cooling water can be poured over the core part 52a whole. That is, it is possible to prevent the cooling water from flowing unevenly in the core portion 52a. Further, in the second radiator tank 52c, a flow of cooling water from the lower side in the vertical direction to the upper side is generated, and the heat radiation amount of the refrigerant in the water-refrigerant heat exchanger 22 is increased.

このように、冷房時には、コア部52aによって冷却され、温度が低くなった冷却水を第2ラジエータタンク52cに流入させることで、水−冷媒熱交換器22における冷媒の放熱量を大きくすることができる。すなわち、水−冷媒熱交換器22において、冷媒の凝縮を促進させ、または凝縮した冷媒を過冷却させることができるので、冷凍サイクル2の冷房効率を向上させることができる。   Thus, at the time of cooling, the cooling water cooled by the core portion 52a and having a low temperature is caused to flow into the second radiator tank 52c, thereby increasing the heat radiation amount of the refrigerant in the water-refrigerant heat exchanger 22. it can. That is, in the water-refrigerant heat exchanger 22, the condensation of the refrigerant can be promoted or the condensed refrigerant can be supercooled, so that the cooling efficiency of the refrigeration cycle 2 can be improved.

[暖房時]
暖房時には、冷凍サイクル2では、図4Bに示すように、コンプレッサ20、コンデンサ21、第2膨張弁28、水−冷媒熱交換器22、室外熱交換器23、第1三方弁25、アキュムレータ29の順に冷媒が流れる第2冷媒流路30bが形成されるように、第1開閉弁26、及び第1三方弁25が制御される。コンプレッサ20によって圧縮され温度が高くなった冷媒は、コンデンサ21によって高水温サイクル4を循環する冷却水と熱交換を行う。これにより、冷媒が凝縮され、一方で、冷却水が加熱される。その後、冷媒は、第2膨張弁28によって減圧されて、水−冷媒熱交換器22に導入される。冷媒は、水−冷媒熱交換器22、室外熱交換器23を通過する際に、パワーモジュールサイクル5を循環する冷却水、及び室外熱交換器23の周囲の空気から吸熱して、蒸発する。すなわち、暖房時において、水−冷媒熱交換器22及び室外熱交換器23は蒸発器として機能する。
[When heating]
During heating, in the refrigeration cycle 2, as shown in FIG. 4B, the compressor 20, the condenser 21, the second expansion valve 28, the water-refrigerant heat exchanger 22, the outdoor heat exchanger 23, the first three-way valve 25, and the accumulator 29 The first on-off valve 26 and the first three-way valve 25 are controlled so that the second refrigerant flow path 30b through which the refrigerant flows in order is formed. The refrigerant which has been compressed by the compressor 20 and has a high temperature exchanges heat with the cooling water circulating in the high water temperature cycle 4 by the condenser 21. Thereby, the refrigerant is condensed, while the cooling water is heated. Thereafter, the refrigerant is decompressed by the second expansion valve 28 and introduced into the water-refrigerant heat exchanger 22. When the refrigerant passes through the water-refrigerant heat exchanger 22 and the outdoor heat exchanger 23, the refrigerant absorbs heat from the cooling water circulating in the power module cycle 5 and the air around the outdoor heat exchanger 23 and evaporates. That is, at the time of heating, the water-refrigerant heat exchanger 22 and the outdoor heat exchanger 23 function as an evaporator.

高水温サイクル4では、第1ウォーターポンプ40によって循環する冷却水が、コンデンサ21によって加熱され、加熱された冷却水と風路6を流れる空気とがヒーターコア42によって熱交換を行う。これにより、風路6を流れる空気が加熱され、温かい空気が車室内に吹き出される。なお、コンデンサ21における熱交換のみで、車室内に吹き出される空気を所望する温度まで温めることができない場合には、ヒーター41によって冷却水は加熱される。   In the high water temperature cycle 4, the cooling water circulated by the first water pump 40 is heated by the condenser 21, and the heated cooling water and the air flowing through the air passage 6 exchange heat with the heater core 42. Thereby, the air which flows through the air path 6 is heated, and warm air is blown out into a vehicle interior. If the air blown into the passenger compartment cannot be heated to a desired temperature only by heat exchange in the condenser 21, the cooling water is heated by the heater 41.

パワーモジュールサイクル5では、第2開閉弁56を開く。これにより、第1冷却水流路57aと第2冷却水流路57bの両方が開通する状態になるが、第1冷却水流路57aの下流にある冷房時冷却水導入口61cからコア部52aに至る通水抵抗は、第2冷却水流路57bの下流にある暖房時冷却水導入口61aから冷却水排出口61bに至る第2ラジエータタンク52cの通水抵抗よりも大きいため、冷却水の多くは図5Bに示すように第2ウォーターポンプ50、冷却器51、第2開閉弁56、第2ラジエータタンク52cの順に流れる。図5Bにおいて、多くの冷却水が流れる第2冷却水流路57bを実線で示し、冷却水が流れない、または流量が少ない冷却水流路57を破線で示す。このように、冷却水がコア部52aをバイパスして流れることで、冷却器51で回収したパワーモジュールの廃熱を室内暖房に有効に利用しようとした場合に、外気への放熱ロスを防ぐことができる。   In the power module cycle 5, the second on-off valve 56 is opened. As a result, both the first cooling water flow path 57a and the second cooling water flow path 57b are opened, but the cooling water introduction port 61c located downstream of the first cooling water flow path 57a leads to the core portion 52a. Since the water resistance is larger than the water flow resistance of the second radiator tank 52c from the cooling water introduction port 61a downstream of the second cooling water flow path 57b to the cooling water discharge port 61b, most of the cooling water is as shown in FIG. As shown, the second water pump 50, the cooler 51, the second on-off valve 56, and the second radiator tank 52c flow in this order. In FIG. 5B, the 2nd cooling water flow path 57b through which many cooling water flows is shown as a continuous line, and the cooling water flow path 57 where a cooling water does not flow or there are few flow rates is shown with a broken line. In this way, when the cooling water flows by bypassing the core portion 52a, when the waste heat of the power module recovered by the cooler 51 is to be used effectively for indoor heating, heat loss to the outside air is prevented. Can do.

ちなみに、冷房時冷却水導入口61cからコア部52aに至る通水抵抗が、暖房時冷却水導入口61aから冷却水排出口61bに至る第2ラジエータタンク52cの通水抵抗よりも大きいのは、コア部52a内の流路断面積が小さいことや、冷房時冷却水導入口61cから冷却水排出口61bまでの流路長が、暖房時冷却水導入口61aから冷却水排出口61bまでの流路長よりも長いことや、冷房時冷却水導入口61cの径が暖房時冷却水導入口61aの径よりも小さいことに基づくものである。   Incidentally, the water flow resistance from the cooling-time cooling water introduction port 61c to the core portion 52a is larger than the water flow resistance of the second radiator tank 52c from the heating-time cooling water introduction port 61a to the cooling water discharge port 61b. The flow path cross-sectional area in the core part 52a is small, and the flow path length from the cooling water inlet 61c to the cooling water outlet 61b is the flow from the cooling water inlet 61a to the cooling water outlet 61b. This is based on being longer than the path length and the diameter of the cooling water inlet 61c during cooling being smaller than the diameter of the cooling water inlet 61a during heating.

暖房時には、パワーモジュールサイクル5の冷却器51において熱交換を行い温度が高くなった冷却水を第2ラジエータタンク52cに流入させ、水−冷媒熱交換器22において冷凍サイクル2の冷媒に吸熱させることで、パワーモジュールなどの熱を暖房に利用する。これにより、冷凍サイクル2の暖房効率を向上させることができる。   During heating, heat is exchanged in the cooler 51 of the power module cycle 5 and the cooling water whose temperature has been increased is caused to flow into the second radiator tank 52c, and the water-refrigerant heat exchanger 22 absorbs heat from the refrigerant in the refrigeration cycle 2. And heat from the power module etc. is used for heating. Thereby, the heating efficiency of the refrigerating cycle 2 can be improved.

本発明の第1実施形態の効果について説明する。   The effect of 1st Embodiment of this invention is demonstrated.

ラジエータ52の第1ラジエータタンク52bに冷房時冷却水導入口61cを形成し、第2ラジエータタンク52cに暖房時冷却水導入口61aと冷却水排出口61bとを形成し、第2ラジエータタンク52c内に冷凍サイクル2の水−冷媒熱交換器22を設ける。暖房時には第2ラジエータタンク52cに形成した暖房時冷却水導入口61aから温度の高くなった冷却水を第2ラジエータタンク52cに流入させる。これにより、コア部52aへの冷却水の流入を抑制し、冷却水の外気への放熱ロスを防ぐことができ、水−冷媒熱交換器22における冷媒の吸熱量が大きくなり、冷凍サイクル2の暖房効率を向上させることができる。また、冷房時には第1ラジエータタンク52bに形成した冷房時冷却水導入口61cから冷却水を流入させ、コア部52aによって冷却された冷却水を第2ラジエータタンク52cに流入させる。これにより、水−冷媒熱交換器22における冷媒の放熱量が大きくなり、冷凍サイクル2の冷房効率を向上させることができる。   A cooling water inlet 61c for cooling is formed in the first radiator tank 52b of the radiator 52, a cooling water inlet 61a and a cooling water outlet 61b for heating are formed in the second radiator tank 52c, and the inside of the second radiator tank 52c is formed. The water-refrigerant heat exchanger 22 of the refrigeration cycle 2 is provided. During heating, cooling water having a high temperature is caused to flow into the second radiator tank 52c from the heating water inlet 61a formed in the second radiator tank 52c. Thereby, inflow of the cooling water to the core part 52a can be suppressed, a heat dissipation loss to the outside air of the cooling water can be prevented, the heat absorption amount of the refrigerant in the water-refrigerant heat exchanger 22 is increased, and the refrigeration cycle 2 Heating efficiency can be improved. Further, at the time of cooling, cooling water is introduced from a cooling-time cooling water inlet 61c formed in the first radiator tank 52b, and the cooling water cooled by the core portion 52a is caused to flow into the second radiator tank 52c. Thereby, the heat dissipation amount of the refrigerant in the water-refrigerant heat exchanger 22 is increased, and the cooling efficiency of the refrigeration cycle 2 can be improved.

水−冷媒熱交換器22が暖房時には蒸発器として機能し、冷房時には凝縮器として機能することで、車両用空調装置1を小型化することができる。   When the water-refrigerant heat exchanger 22 functions as an evaporator during heating and functions as a condenser during cooling, the vehicle air conditioner 1 can be downsized.

第2ラジエータタンク52cにおいて、暖房時冷却水導入口61aと冷却水排出口61bとの間に水−冷媒熱交換器22を設ける。これにより、暖房時、及び冷房時における冷却水と冷媒との熱交換量を大きくすることができ、暖房効率、及び冷房効率を向上させることができる。   In the second radiator tank 52c, the water-refrigerant heat exchanger 22 is provided between the heating-time cooling water inlet 61a and the cooling water outlet 61b. Thereby, the amount of heat exchange between the cooling water and the refrigerant at the time of heating and cooling can be increased, and the heating efficiency and the cooling efficiency can be improved.

冷房時冷却水導入口61cを第1ラジエータタンク52bの下部に形成し、冷却水排出口61bを第2ラジエータタンク52cの上部に形成する。これにより、冷房時に冷却水が鉛直方向上側に位置するコア部52aのチューブにも流入し、冷房時にコア部52a全体に冷却水を流すことができ、コア部52aにおける冷却水の冷却効率を向上させることができる。また、第2ラジエータタンク52cにおいて、鉛直方向下側から上側に向かう流れが発生し、水−冷媒熱交換器22における冷媒の放熱量が大きくなり、冷房効率を向上させることができる。   The cooling water inlet 61c is formed in the lower part of the first radiator tank 52b, and the cooling water outlet 61b is formed in the upper part of the second radiator tank 52c. Thereby, cooling water flows also into the tube of the core part 52a located in the vertical direction upper part at the time of cooling, can flow cooling water to the whole core part 52a at the time of cooling, and the cooling efficiency of the cooling water in the core part 52a is improved. Can be made. In addition, in the second radiator tank 52c, a flow from the lower side in the vertical direction toward the upper side is generated, and the heat radiation amount of the refrigerant in the water-refrigerant heat exchanger 22 is increased, so that the cooling efficiency can be improved.

冷房時冷却水導入口61cの径を、暖房時冷却水導入口61aの径よりも小さくする。また、冷房時冷却水導入口61cを第1ラジエータタンク52bの下部に形成し、冷却水排出口61bを第2ラジエータタンク52cの上部に形成することで、冷房時冷却水導入口61cから冷却水排出口61bまでの流路が長くする。このようにして、冷房時冷却水導入口61cからコア部52aに至る通水抵抗を、暖房時冷却水導入口61aから冷却水排出口61bに至る通水抵抗よりも大きくする。これにより、暖房時に第1ラジエータタンク52bに冷却水が流入することを抑制することができ、第2ラジエータタンク52cに流入する冷却水の流量を多くすることができ、水−冷媒熱交換器22における冷媒の吸熱量を大きくすることができ、暖房効率を向上させることができる。   The diameter of the cooling water inlet 61c during cooling is made smaller than the diameter of the cooling water inlet 61a during heating. Further, the cooling water inlet 61c is formed in the lower part of the first radiator tank 52b, and the cooling water outlet 61b is formed in the upper part of the second radiator tank 52c, so that the cooling water is supplied from the cooling water inlet 61c. The flow path to the discharge port 61b is lengthened. In this manner, the water flow resistance from the cooling-time cooling water introduction port 61c to the core portion 52a is made larger than the water flow resistance from the heating-time cooling water introduction port 61a to the cooling water discharge port 61b. Thereby, it is possible to suppress the cooling water from flowing into the first radiator tank 52b during heating, to increase the flow rate of the cooling water flowing into the second radiator tank 52c, and the water-refrigerant heat exchanger 22 can be increased. The amount of heat absorbed by the refrigerant can be increased, and the heating efficiency can be improved.

次に本発明の第2実施形態について図6、7を用いて説明する。ここでは、第1実施形態と異なる箇所について説明し、第1実施形態と同じ構成については説明を省略する。図6は、第2実施形態のパワーモジュールサイクル5のブロック図である。図7は、第2実施形態のラジエータ52の概略図である。図7においては、暖房時における冷却水の流れを矢印で示す。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, a different part from 1st Embodiment is demonstrated and description is abbreviate | omitted about the same structure as 1st Embodiment. FIG. 6 is a block diagram of the power module cycle 5 of the second embodiment. FIG. 7 is a schematic view of the radiator 52 of the second embodiment. In FIG. 7, the flow of cooling water during heating is indicated by arrows.

パワーモジュールサイクル5は、第2ウォーターポンプ50と、冷却器51と、ラジエータ52と、第3開閉弁58と、これらを冷却水が循環するように形成された冷却水流路59とから構成される。   The power module cycle 5 includes a second water pump 50, a cooler 51, a radiator 52, a third on-off valve 58, and a cooling water passage 59 formed so that cooling water circulates through these. .

ラジエータ52の第1ラジエータタンク52bには、鉛直方向上側となる上部に冷房時冷却水排出口62cが形成される。   In the first radiator tank 52b of the radiator 52, a cooling water discharge port 62c is formed at the upper part on the upper side in the vertical direction.

ラジエータ52の第2ラジエータタンク52cには、図7に示すように冷媒の流れ方向と冷却水の流れ方向とが対向するように冷媒導入口60a、冷媒排出口60b、冷却水導入口62a、及び暖房時冷却水排出口62bが形成される。第2ラジエータタンク52cでは、冷却水導入口62aと暖房時冷却水排出口62bとの間に、水−冷媒熱交換器22が配置される。   As shown in FIG. 7, the second radiator tank 52c of the radiator 52 has a refrigerant introduction port 60a, a refrigerant discharge port 60b, a cooling water introduction port 62a, and a cooling water flow direction so that the flow direction of the refrigerant and the flow direction of the cooling water face each other. A cooling water discharge port 62b is formed during heating. In the second radiator tank 52c, the water-refrigerant heat exchanger 22 is disposed between the cooling water inlet 62a and the heating cooling water outlet 62b.

第2ラジエータタンク52cには、鉛直方向下側となる下部に冷却水導入口62aが形成され、鉛直方向上側となる上部に暖房時冷却水排出口62bが形成される。また、冷却水導入口62aは、第1ラジエータタンク52bの冷房時冷却水排出口62cに対して対角となる位置に形成される。また、暖房時冷却水排出口62bは、冷房時冷却水排出口62cとほぼ同じ高さとなる位置に形成される。   In the second radiator tank 52c, a cooling water introduction port 62a is formed in the lower part on the lower side in the vertical direction, and a heating water discharge port 62b is formed in the upper part on the upper side in the vertical direction. The cooling water inlet 62a is formed at a position diagonal to the cooling water outlet 62c of the first radiator tank 52b. Further, the heating-time cooling water discharge port 62b is formed at a position that is substantially the same height as the cooling-time cooling water discharge port 62c.

ラジエータ52では、冷房時冷却水排出口62cの径は暖房時冷却水排出口62bの径よりも小さく、コア部52aの通水抵抗は、第2ラジエータタンク52cの通水抵抗よりも大きい。また、冷却水導入口62aを第2ラジエータタンク52cの下部に形成し、冷房時冷却水排出口62cを第1ラジエータタンク52bの上部に形成することで、冷却水導入口62aから冷房時冷却水排出口62cまでの流路が長くなっている。このようにして、ラジエータ52では、冷房時冷却水排出口62cからコア部52aに至る第1ラジエータタンク52bの通水抵抗が、冷却水導入口62aから暖房時冷却水排出口62bに至る第2ラジエータタンク52cの通水抵抗よりも大きくなるように設けられている。   In the radiator 52, the diameter of the cooling water discharge port 62c during cooling is smaller than the diameter of the cooling water discharge port 62b during heating, and the water flow resistance of the core portion 52a is larger than the water flow resistance of the second radiator tank 52c. Further, the cooling water inlet 62a is formed in the lower part of the second radiator tank 52c, and the cooling water discharge port 62c is formed in the upper part of the first radiator tank 52b, whereby the cooling water cooling water is supplied from the cooling water inlet 62a. The flow path to the discharge port 62c is long. In this way, in the radiator 52, the water flow resistance of the first radiator tank 52b from the cooling water discharge port 62c to the core portion 52a is the second resistance from the cooling water introduction port 62a to the heating cooling water discharge port 62b. It is provided so as to be larger than the water flow resistance of the radiator tank 52c.

パワーモジュールサイクル5では、暖房時冷却水排出口62bと冷却器51との間の冷却水流路59であり、暖房時に冷却水が流れる第4冷却水流路59b(図8B参照)に第3開閉弁58が設けられる。また、第3開閉弁58と冷却器51との間の冷却水流路59に、第1ラジエータタンク52bを介してコア部52aに接続し、冷房時に冷却水が流れる第3冷却水流路59a(図8A参照)を形成する冷却水流路が合流する。   In the power module cycle 5, a third on-off valve is provided in the fourth cooling water passage 59b (see FIG. 8B), which is a cooling water passage 59 between the cooling water discharge port 62b for heating and the cooler 51, and through which the cooling water flows during heating. 58 is provided. Further, a third cooling water passage 59a (FIG. 5) is connected to the core portion 52a via the first radiator tank 52b to the cooling water passage 59 between the third on-off valve 58 and the cooler 51, and the cooling water flows through the cooling. The cooling water flow path forming 8A) joins.

次に、第2実施形態の作用について説明する。   Next, the operation of the second embodiment will be described.

[冷房時]
冷房時には、パワーモジュールサイクル5では、第3開閉弁58を閉じる。これにより、パワーモジュールサイクル5では、図8Aに示すように、第2ウォーターポンプ50、冷却器51、第2ラジエータタンク52c、コア部52a、第1ラジエータタンク52bの順に冷却水が流れる第3冷却水流路59aが形成される。図8Aにおいて、冷却水が流れる第3冷却水流路59aを実線で示し、冷却水が流れない冷却水流路59を破線で示す。
[When cooling]
During cooling, in the power module cycle 5, the third on-off valve 58 is closed. Thereby, in the power module cycle 5, as shown in FIG. 8A, the third cooling water flows in the order of the second water pump 50, the cooler 51, the second radiator tank 52c, the core portion 52a, and the first radiator tank 52b. A water channel 59a is formed. In FIG. 8A, the third cooling water channel 59a through which the cooling water flows is indicated by a solid line, and the cooling water channel 59 through which the cooling water does not flow is indicated by a broken line.

ラジエータ52では、鉛直方向下側に位置する第2ラジエータタンク52cの冷却水導入口62aから冷却水が流入し、鉛直方向上側に位置する第1ラジエータタンク52bの冷房時冷却水排出口62cから冷却水が排出される。これにより、コア部52aの鉛直方向上側に位置するチューブにも冷却水が流れ、コア部52a全体に冷却水を流すことができる。また、第2ラジエータタンク52cにおいて、鉛直方向下側から上側への冷却水の流れが発生し、水−冷媒熱交換器22における冷媒の放熱量が大きくなる。   In the radiator 52, the cooling water flows in from the cooling water introduction port 62a of the second radiator tank 52c located on the lower side in the vertical direction, and cooled from the cooling water discharge port 62c of the first radiator tank 52b located on the upper side in the vertical direction. Water is discharged. Thereby, cooling water flows also to the tube located in the vertical direction upper side of the core part 52a, and cooling water can be poured through the core part 52a whole. Further, in the second radiator tank 52c, a flow of cooling water from the lower side in the vertical direction to the upper side is generated, and the heat radiation amount of the refrigerant in the water-refrigerant heat exchanger 22 is increased.

[暖房時]
暖房時には、パワーモジュールサイクル5では、第3開閉弁58を開く。これにより、パワーモジュールサイクル5では、第3冷却水流路59aと第4冷却水流路59bとの両方が開通する状態になるが、第3冷却水流路59aの上流にあるコア部52aから冷房時冷却水排出口62cに至る通水抵抗は、第4冷却水流路59bの上流にある冷却水導入口62aから暖房時冷却水排出口62bに至る第2ラジエータタンク52cの通水抵抗よりも大きいため、冷却水の多くは図8Bに示すように、第2ウォーターポンプ50、冷却器51、第2ラジエータタンク52c、第3開閉弁58の順に流れる。図8Bにおいて、多くの冷却水が流れる第4冷却水流路59bを実線で示し、冷却水が流れない、または流量が少ない冷却水流路57を破線で示す。
[When heating]
During heating, the third open / close valve 58 is opened in the power module cycle 5. As a result, in the power module cycle 5, both the third cooling water flow path 59a and the fourth cooling water flow path 59b are opened, but cooling during cooling from the core portion 52a upstream of the third cooling water flow path 59a. The water flow resistance reaching the water discharge port 62c is greater than the water flow resistance of the second radiator tank 52c from the cooling water introduction port 62a upstream of the fourth cooling water flow path 59b to the cooling water discharge port 62b during heating. Most of the cooling water flows in the order of the second water pump 50, the cooler 51, the second radiator tank 52c, and the third on-off valve 58, as shown in FIG. 8B. In FIG. 8B, the fourth cooling water flow path 59b through which a large amount of cooling water flows is indicated by a solid line, and the cooling water flow path 57 at which the cooling water does not flow or the flow rate is low is indicated by a broken line.

次に第2実施形態の効果について説明する。   Next, effects of the second embodiment will be described.

冷却水導入口62aを第2ラジエータタンク52cの下部に形成し、冷房時冷却水排出口62cを第1ラジエータタンク52bの上部に形成する。これにより、冷房時に冷却水が鉛直方向上側に位置するコア部52aのチューブにも流入し、冷房時にコア部52a全体に冷却水を流すことができ、コア部52aにおける冷却水の冷却効率を向上させることができる。また、第2ラジエータタンク52cにおいて、鉛直方向下側から上側に向かう流れが発生し、水−冷媒熱交換器22における冷媒の放熱量が大きくなり、冷房効率を向上させることができる。   The cooling water inlet 62a is formed in the lower part of the second radiator tank 52c, and the cooling water discharge outlet 62c is formed in the upper part of the first radiator tank 52b. Thereby, cooling water flows also into the tube of the core part 52a located in the vertical direction upper part at the time of cooling, can flow cooling water to the whole core part 52a at the time of cooling, and the cooling efficiency of the cooling water in the core part 52a is improved. Can be made. In addition, in the second radiator tank 52c, a flow from the lower side in the vertical direction toward the upper side is generated, and the heat radiation amount of the refrigerant in the water-refrigerant heat exchanger 22 is increased, so that the cooling efficiency can be improved.

冷房時冷却水排出口62cの径を、暖房時冷却水排出口62bの径よりも小さくする。また、冷房時冷却水排出口62cを第1ラジエータタンク52bの上部に形成し、冷却水導入口62aを第2ラジエータタンク52cの下部に形成することで、冷却水導入口62aから冷房時冷却水排出口62cまでの流路が長くする。このようにして、コア部52aから冷房時冷却水排出口62cに至る通水抵抗を、冷却水導入口62aから暖房時冷却水排出口62bに至る通水抵抗よりも大きくする。これにより、暖房時に、コア部52aに流入する冷却水の流量を少なくし、暖房時冷却水排出口62bから排出される冷却水、つまり水−冷媒熱交換器22の周囲を流れる冷却水の流量を多くすることができ、水−冷媒熱交換器22における冷媒の吸熱量を大きくすることができ、暖房効率を向上させることができる。   The diameter of the cooling water discharge port 62c during cooling is made smaller than the diameter of the cooling water discharge port 62b during heating. Further, the cooling water discharge port 62c is formed in the upper part of the first radiator tank 52b, and the cooling water introduction port 62a is formed in the lower part of the second radiator tank 52c, whereby the cooling water cooling water is supplied from the cooling water introduction port 62a. The flow path to the discharge port 62c is lengthened. In this way, the water flow resistance from the core portion 52a to the cooling-time cooling water discharge port 62c is made larger than the water flow resistance from the cooling water introduction port 62a to the heating-time cooling water discharge port 62b. Thereby, the flow rate of the cooling water flowing into the core portion 52a during heating is reduced, and the cooling water discharged from the cooling water discharge port 62b during heating, that is, the flow rate of the cooling water flowing around the water-refrigerant heat exchanger 22 The amount of heat absorbed by the refrigerant in the water-refrigerant heat exchanger 22 can be increased, and the heating efficiency can be improved.

冷房時に、パワーモジュールサイクル5の冷却水が、水−冷媒熱交換器22を流通した後、コア部52aによって冷却された冷却水が冷却器51に流入するので、冷却器51を流通する冷却水の温度を低くすることができ、例えばインバータなどのパワーモジュールをより冷却することができる。   During cooling, the cooling water of the power module cycle 5 flows through the water-refrigerant heat exchanger 22 and then the cooling water cooled by the core portion 52a flows into the cooling device 51. Therefore, the cooling water flowing through the cooling device 51 For example, a power module such as an inverter can be further cooled.

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。   The embodiment of the present invention has been described above. However, the above embodiment only shows a part of application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. Absent.

上記実施形態では、パワーモジュールサイクル5において冷却水を用いたが、これに限定されず、冷却媒体として冷媒、気体を使用してもよい。   In the said embodiment, although the cooling water was used in the power module cycle 5, it is not limited to this, You may use a refrigerant | coolant and gas as a cooling medium.

冷凍サイクル2において、室外熱交換器23と水−冷媒熱交換器22との位置を逆にしてもよく、室外熱交換器23を通過した冷媒が水−冷媒熱交換器22に流入するようにしてもよい。   In the refrigeration cycle 2, the positions of the outdoor heat exchanger 23 and the water-refrigerant heat exchanger 22 may be reversed so that the refrigerant that has passed through the outdoor heat exchanger 23 flows into the water-refrigerant heat exchanger 22. May be.

また、暖房時に、水−冷媒熱交換器22で加熱された冷媒が室外熱交換器23を通過することで冷却される場合には、室外熱交換器23をバイパスするように流路、弁を設けてもよい。これにより、暖房時に、冷凍サイクル2の冷媒の温度が低くなることを防止し、暖房効率を向上させることができる。   Further, when the refrigerant heated by the water-refrigerant heat exchanger 22 is cooled by passing through the outdoor heat exchanger 23 during heating, a flow path and a valve are provided so as to bypass the outdoor heat exchanger 23. It may be provided. Thereby, at the time of heating, it can prevent that the temperature of the refrigerant | coolant of the refrigerating cycle 2 becomes low, and can improve heating efficiency.

また、第1実施形態の第2開閉弁56に代えて、流路の分岐箇所に三方弁を設けてもよい。これにより、暖房時にコア部52aにパワーモジュールサイクル5の冷却水が流通することを防ぐことができ、コア部52aによって冷却された冷却水が第2ラジエータタンク52cに流入することを防止し、第2ラジエータタンク52cを流れる冷却水の温度を高くすることができる。これにより、水−冷媒熱交換器22の吸熱量を大きくすることができ、暖房効率を向上させることができる。また、上記実施形態において、パワーモジュールサイクル5に代えて、バッテリ(燃料電池を含む)温調用の冷却水サイクルを適用させてもよい。   Further, instead of the second on-off valve 56 of the first embodiment, a three-way valve may be provided at a branch point of the flow path. Thereby, it is possible to prevent the cooling water of the power module cycle 5 from flowing through the core portion 52a during heating, and it is possible to prevent the cooling water cooled by the core portion 52a from flowing into the second radiator tank 52c. The temperature of the cooling water flowing through the two radiator tank 52c can be increased. Thereby, the heat absorption amount of the water-refrigerant heat exchanger 22 can be increased, and the heating efficiency can be improved. Moreover, in the said embodiment, it may replace with the power module cycle 5, and may apply the cooling water cycle for battery (a fuel cell is included) temperature control.

第1実施形態において、冷房時冷却水導入口61cを第1ラジエータタンク52bの上部に形成し、冷却水排出口61bを第2ラジエータタンク52cの下部に形成し、暖房時冷却水導入口61aを第2ラジエータタンク52cの上部に形成してもよい。これによっても、冷房時冷却水導入口61cから冷却水排出口61bまでの流路が長くなり、通水抵抗を大きくすることができ、暖房時に、冷房時冷却水導入口61cに流入する冷却水の流量を少なくし、水−冷媒熱交換器22における冷媒の吸熱量を大きくすることができ、暖房効率を向上させることができる。なお、この場合、冷媒導入口60aは冷媒排出口60bよりも鉛直方向上側に形成される。   In the first embodiment, the cooling water inlet 61c for cooling is formed in the upper part of the first radiator tank 52b, the cooling water outlet 61b is formed in the lower part of the second radiator tank 52c, and the cooling water inlet 61a for heating is formed. You may form in the upper part of the 2nd radiator tank 52c. This also lengthens the flow path from the cooling water inlet 61c to the cooling water outlet 61b and increases the water flow resistance, and the cooling water flowing into the cooling water inlet 61c at the time of heating. , The heat absorption amount of the refrigerant in the water-refrigerant heat exchanger 22 can be increased, and the heating efficiency can be improved. In this case, the refrigerant introduction port 60a is formed above the refrigerant discharge port 60b in the vertical direction.

第2実施形態において、冷房時冷却水排出口62cを第1ラジエータタンク52bの下部に形成し、冷却水導入口62aを第2ラジエータタンク52cの上部に形成し、暖房時冷却水排出口62bを第2ラジエータタンク52cの下部に形成してもよい。これによっても、冷却水導入口62aから冷房時冷却水排出口62cまでの流路が長くなり、通水抵抗を大きくすることができ、暖房時に、コア部52aに流入する冷却水の流量を少なくし、水−冷媒熱交換器22における冷媒の吸熱量を大きくすることができ、暖房効率を向上させることができる。なお、この場合、冷媒導入口60aは冷媒排出口60bよりも鉛直方向上側に形成される。   In the second embodiment, the cooling water discharge port 62c for cooling is formed in the lower part of the first radiator tank 52b, the cooling water inlet 62a is formed in the upper part of the second radiator tank 52c, and the cooling water discharge port 62b for heating is formed. You may form in the lower part of the 2nd radiator tank 52c. This also lengthens the flow path from the cooling water introduction port 62a to the cooling water discharge port 62c during cooling, increases the water flow resistance, and reduces the flow rate of cooling water flowing into the core portion 52a during heating. And the heat absorption amount of the refrigerant | coolant in the water-refrigerant heat exchanger 22 can be enlarged, and heating efficiency can be improved. In this case, the refrigerant introduction port 60a is formed above the refrigerant discharge port 60b in the vertical direction.

1 車両用空調装置
2 冷凍サイクル
4 高水温サイクル
5 パワーモジュールサイクル
22 水−冷媒熱交換器(熱交換部)
52 ラジエータ(複合型熱交換器)
52a 第1ラジエータタンク(第1タンク部)
52b コア部(放熱部)
52c 第2ラジエータタンク(第2タンク部)
61a 暖房時冷却水導入口(第2流入部)
61b 冷却水排出口(第2排出部)
61c 冷房時冷却水導入口(第1流入部)
62a 冷却水導入口(第2流入部)
62b 暖房時冷却水排出口(第2排出部)
62c 冷房時冷却水排出口(第1排出部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle air conditioner 2 Refrigeration cycle 4 High water temperature cycle 5 Power module cycle 22 Water-refrigerant heat exchanger (heat exchange part)
52 Radiator (Composite Heat Exchanger)
52a 1st radiator tank (1st tank part)
52b Core part (heat dissipation part)
52c 2nd radiator tank (2nd tank part)
61a Cooling water inlet for heating (second inlet)
61b Cooling water outlet (second outlet)
61c Cooling water inlet (first inlet) during cooling
62a Cooling water inlet (second inlet)
62b Cooling water outlet for heating (second outlet)
62c Cooling water outlet for cooling (first outlet)

Claims (10)

冷却媒体の熱を外気へ放熱する放熱部と、
前記放熱部の一端に接続し、前記冷却媒体が流れる第1タンク部と、
前記放熱部の他端に接続し、前記冷却媒体が流れる第2タンク部と、
前記第2タンク部内に設けられ、冷凍サイクルの冷媒が流れ、前記冷却媒体と前記冷媒とが熱交換する熱交換部とを備え、
前記第1タンク部には、前記冷却媒体を流入可能な第1流入部、前記冷却媒体を排出可能な第1排出部のうち何れか一方のみが設けられ、
前記第2タンク部には、前記冷却媒体を流入可能な第2流入部と、前記冷却媒体を排出可能な第2排出部とが設けられる、
ことを特徴とする複合型熱交換器。
A heat dissipating part that dissipates the heat of the cooling medium to the outside air;
A first tank connected to one end of the heat dissipating part and through which the cooling medium flows;
A second tank part connected to the other end of the heat dissipating part and through which the cooling medium flows;
A heat exchange unit provided in the second tank unit, in which a refrigerant of a refrigeration cycle flows, and the cooling medium and the refrigerant exchange heat;
The first tank portion is provided with only one of a first inflow portion into which the cooling medium can flow and a first discharge portion from which the cooling medium can be discharged,
The second tank portion is provided with a second inflow portion through which the cooling medium can flow and a second discharge portion through which the cooling medium can be discharged.
A combined heat exchanger characterized by that.
請求項1に記載の複合型熱交換器であって、
前記熱交換部は、冷房時には凝縮器として機能し、暖房時には蒸発器として機能する、
ことを特徴とする複合型熱交換器。
The composite heat exchanger according to claim 1,
The heat exchange unit functions as a condenser during cooling and functions as an evaporator during heating.
A combined heat exchanger characterized by that.
請求項1または2に記載の複合型熱交換器であって、
前記熱交換部は、前記第2流入部と前記第2排出部との間に設けられる、
ことを特徴とする複合型熱交換器。
The composite heat exchanger according to claim 1 or 2,
The heat exchange part is provided between the second inflow part and the second discharge part.
A combined heat exchanger characterized by that.
請求項1から3のいずれか1つに記載の複合型熱交換器であって、
前記第1流入部、または前記第1排出部から前記放熱部に至る通水抵抗は、前記第2流入部から前記第2排出部に至る通水抵抗よりも大きい、
ことを特徴とする複合型熱交換器。
A composite heat exchanger according to any one of claims 1 to 3,
The water flow resistance from the first inflow part or the first discharge part to the heat radiating part is larger than the water flow resistance from the second inflow part to the second discharge part,
A combined heat exchanger characterized by that.
請求項1から3のいずれか1つに記載の複合型熱交換器であって、
前記第1流入部は前記第1タンク部の下部に設けられ、
前記第2排出部は前記第2タンク部の上部に設けられる、
ことを特徴とする複合型熱交換器。
A composite heat exchanger according to any one of claims 1 to 3,
The first inflow portion is provided at a lower portion of the first tank portion,
The second discharge part is provided in an upper part of the second tank part.
A combined heat exchanger characterized by that.
請求項1から3のいずれか1つに記載の複合型熱交換器であって、
前記第1流入部は前記第1タンク部の上部に設けられ、
前記第2排出部は前記第2タンク部の下部に設けられる、
ことを特徴とする複合型熱交換器。
A composite heat exchanger according to any one of claims 1 to 3,
The first inflow part is provided at an upper part of the first tank part,
The second discharge part is provided at a lower part of the second tank part;
A combined heat exchanger characterized by that.
請求項1から3のいずれか1つに記載の複合型熱交換器であって、
前記第1排出部は前記第1タンク部の上部に設けられ、
前記第2流入部は前記第2タンク部の下部に設けられる、
ことを特徴とする複合型熱交換器。
A composite heat exchanger according to any one of claims 1 to 3,
The first discharge part is provided on an upper part of the first tank part,
The second inflow portion is provided at a lower portion of the second tank portion;
A combined heat exchanger characterized by that.
請求項1から3のいずれか1つに記載の複合型熱交換器であって、
前記第1排出部は前記第1タンク部の下部に設けられ、
前記第2流入部は前記第2タンク部の下部に設けられる、
ことを特徴とする複合型熱交換器。
A composite heat exchanger according to any one of claims 1 to 3,
The first discharge part is provided at a lower part of the first tank part,
The second inflow portion is provided at a lower portion of the second tank portion;
A combined heat exchanger characterized by that.
請求項1から3のいずれか1つに記載の複合型熱交換器であって、
前記第1流入部は、前記第2流入部よりも小径である、
ことを特徴とする複合型熱交換器。
A composite heat exchanger according to any one of claims 1 to 3,
The first inflow portion has a smaller diameter than the second inflow portion.
A combined heat exchanger characterized by that.
請求項1から3のいずれか1つに記載の複合型熱交換器であって、
前記第1排出部は、前記第2排出部よりも小径である、
ことを特徴とする複合型熱交換器。
A composite heat exchanger according to any one of claims 1 to 3,
The first discharge part has a smaller diameter than the second discharge part,
A combined heat exchanger characterized by that.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018066276A1 (en) * 2016-10-05 2018-04-12 株式会社デンソー Air-conditioning device for vehicle
CN110239305A (en) * 2018-03-07 2019-09-17 本田技研工业株式会社 Vehicle heat circulating system

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