JP2018025106A - Heat exchange system - Google Patents

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JP2018025106A
JP2018025106A JP2016155304A JP2016155304A JP2018025106A JP 2018025106 A JP2018025106 A JP 2018025106A JP 2016155304 A JP2016155304 A JP 2016155304A JP 2016155304 A JP2016155304 A JP 2016155304A JP 2018025106 A JP2018025106 A JP 2018025106A
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紘憲 高專寺
Hironori Kosenji
紘憲 高專寺
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat exchange system capable of efficiently warming up an engine.SOLUTION: A heat exchange system 1 includes: an engine 10; a heat exchanger 30 provided in an exhaust passage (third passage 27) through which exhaust gas of the engine 10 flows, and exchanging heat between the exhaust gas and cooling water; a first cooling water flow passage 41 through which the cooling water flows from the heat exchanger 30 to the engine 10; a second cooling water flow passage 42 through which the cooling water flows from the engine 10 to the heat exchanger 30; and a first heat accumulating section 51 and a second heat accumulating section 52 provided in the first cooling water flow passage 41 and the second cooling water flow passage 42, and accumulating heat of the cooling water.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、エンジン及び熱交換器を有する熱交換システムに関する。   The present invention relates to a heat exchange system having an engine and a heat exchanger.

車両は、エンジンの排気通路に設けられ、エンジンの排気ガスと冷媒とを熱交換して排気熱を回収する回収器としての熱交換器を有する。例えば、熱交換器は、冷媒の一例であるエンジンの冷却水と、排気ガスとを熱交換して、冷却水を加熱する。加熱された冷却水は、例えばエンジンの暖機促進に利用される。   The vehicle includes a heat exchanger that is provided in an exhaust passage of the engine and serves as a recovery unit that recovers exhaust heat by exchanging heat between the exhaust gas of the engine and the refrigerant. For example, a heat exchanger heats cooling water by exchanging heat between engine cooling water, which is an example of a refrigerant, and exhaust gas. The heated cooling water is used, for example, to promote engine warm-up.

特開2007−247555号公報JP 2007-247555 A

ところで、熱交換器で加熱された冷却水によってエンジンを暖機する場合には、エンジンを所定温度まで温めるのに長い時間を要する。特に、エンジンと熱交換器との間の流路が長い場合には、熱交換器で加熱された冷却水が、エンジンへ到達する前に放熱してしまい、エンジンを効率的に暖機できない。   By the way, when the engine is warmed up by the cooling water heated by the heat exchanger, it takes a long time to warm the engine to a predetermined temperature. In particular, when the flow path between the engine and the heat exchanger is long, the cooling water heated by the heat exchanger dissipates heat before reaching the engine, and the engine cannot be warmed up efficiently.

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、エンジンの暖機を効率的に行える熱交換システムを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to provide a heat exchange system that can efficiently warm up an engine.

本発明の一の態様においては、エンジンと、前記エンジンの排気ガスが流れる排気通路に設けられ、前記排気ガスと冷媒とを熱交換する熱交換器と、前記熱交換器から前記エンジンへ前記冷媒が流れる第1流路と、前記エンジンから前記熱交換器へ前記冷媒が流れる第2流路と、前記第1流路及び前記第2流路に設けられ、前記冷媒の熱を蓄熱する蓄熱部とを備える熱交換システムを提供する。
かかる熱交換システムによれば、第1流路及び第2流路に蓄熱部が設けられていることで、冷却水の熱が放熱されることを抑制できる。これにより、エンジンの暖機時に、蓄熱部で蓄熱された冷媒によってエンジンを効率良く暖機できる。この結果、エンジンを早期に暖機させることが可能となる。
In one aspect of the present invention, an engine, a heat exchanger provided in an exhaust passage through which exhaust gas of the engine flows, and exchanging heat between the exhaust gas and the refrigerant, and the refrigerant from the heat exchanger to the engine A first flow path through which the refrigerant flows, a second flow path through which the refrigerant flows from the engine to the heat exchanger, and a heat storage section that is provided in the first flow path and the second flow path and stores heat of the refrigerant. A heat exchange system is provided.
According to such a heat exchange system, the heat storage unit is provided in the first flow path and the second flow path, thereby suppressing the heat of the cooling water from being radiated. Thereby, at the time of engine warm-up, the engine can be efficiently warmed up by the refrigerant stored in the heat storage section. As a result, the engine can be warmed up early.

また、前記熱交換システムは、前記第1流路及び前記第2流路において前記エンジン側に設けられ、流路を開放又は閉鎖する第1弁と、前記第1流路及び前記第2流路において前記熱交換器側に設けられ、流路を開放又は閉鎖する第2弁と、を更に備え、前記蓄熱部は、前記第1弁と前記第2弁との間に設けられていることとしてもよい。   The heat exchange system includes a first valve that is provided on the engine side in the first flow path and the second flow path, and opens or closes the flow path, and the first flow path and the second flow path. And a second valve that opens or closes the flow path, and the heat storage section is provided between the first valve and the second valve. Also good.

また、前記熱交換システムは、前記エンジンの停止時に前記第1弁及び前記第2弁に流路を閉鎖させ、前記エンジンの暖機時に前記第1弁及び前記第2弁に流路を開放させる制御部を更に備えることとしてもよい。   The heat exchange system closes the flow path to the first valve and the second valve when the engine is stopped, and opens the flow path to the first valve and the second valve when the engine is warmed up. It is good also as providing a control part.

また、前記熱交換システムは、前記第1流路の前記冷媒の温度を検出する第1温度検出センサと、前記第2流路の前記冷媒の温度を検出する第2温度検出センサと、を更に備え、前記制御部は、前記エンジンの暖機時に、前記第1弁及び前記第2弁を動作させて、前記第1流路及び前記第2流路の冷媒の温度が高い方の冷媒を前記エンジン側へ流し、温度が低い方の冷媒を前記熱交換器へ流すこととしてもよい。   The heat exchange system further includes: a first temperature detection sensor that detects the temperature of the refrigerant in the first flow path; and a second temperature detection sensor that detects the temperature of the refrigerant in the second flow path. The control unit operates the first valve and the second valve when the engine is warmed up, and supplies the refrigerant having the higher temperature of the refrigerant in the first flow path and the second flow path. It is good also as flowing to the engine side and flowing the refrigerant | coolant with a low temperature to the said heat exchanger.

また、前記熱交換システムは、外気が前記熱交換器を経由して流れる外気流路と、前記熱交換器において前記冷媒と熱交換する対象を、前記排気ガスと前記外気のうちのいずれかに切り替える切替部と、を更に備え、前記第1流路は、前記熱交換器において前記外気と熱交換して冷却された前記冷媒を前記エンジンへ流すこととしてもよい。   Further, the heat exchange system may be configured such that an outside air flow path through which the outside air flows via the heat exchanger and a target to be heat exchanged with the refrigerant in the heat exchanger are any of the exhaust gas and the outside air. A switching unit for switching, and the first flow path may flow the refrigerant cooled by exchanging heat with the outside air in the heat exchanger to the engine.

本発明によれば、エンジンの暖機を効率的に行える熱交換システムを提供できるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to provide a heat exchange system capable of efficiently warming up the engine.

一の実施形態に係る熱交換システム1の構成の一例を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing an example of composition of heat exchange system 1 concerning one embodiment. 冷却水でエンジン10を冷却する際の熱交換システム1を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing heat exchange system 1 at the time of cooling engine 10 with cooling water. エンジン10の停止時の熱交換システム1を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing a heat exchange system 1 when an engine 10 is stopped. 冷却水でエンジン10を暖機する際の熱交換システム1を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing heat exchange system 1 at the time of warming up engine 10 with cooling water.

<熱交換システムの構成>
図1〜図4を参照しながら、本発明の一の実施形態に係る熱交換システム1の構成について説明する。
<Configuration of heat exchange system>
The configuration of the heat exchange system 1 according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は、一の実施形態に係る熱交換システム1の構成の一例を示す模式図である。図2は、冷却水でエンジン10を冷却する際の熱交換システム1を示す模式図である。図3は、エンジン10の停止時の熱交換システム1を示す模式図である。図4は、冷却水でエンジン10を暖機する際の熱交換システム1を示す模式図である。なお、図1〜図4では、排気ガスの流れが波線の矢印で示され、外気の流れが一点鎖線の矢印で示されている。   Drawing 1 is a mimetic diagram showing an example of the composition of heat exchange system 1 concerning one embodiment. FIG. 2 is a schematic diagram showing the heat exchange system 1 when the engine 10 is cooled with cooling water. FIG. 3 is a schematic diagram showing the heat exchange system 1 when the engine 10 is stopped. FIG. 4 is a schematic diagram showing the heat exchange system 1 when the engine 10 is warmed up with cooling water. 1 to 4, the flow of exhaust gas is indicated by wavy arrows, and the flow of outside air is indicated by dashed-dotted arrows.

熱交換システム1は、ここではトラック等の大型車両に搭載されている。熱交換システム1は、図1等に示すように、エンジン10と、第1通路20と、後処理装置23と、第2通路25と、第3通路27と、熱交換器30と、冷却水通路40と、ECU80とを有する。熱交換システム1は、エンジン10の排気ガス又は外気と、冷媒とを熱交換して、冷媒を加熱又は冷却するシステムである。   Here, the heat exchange system 1 is mounted on a large vehicle such as a truck. As shown in FIG. 1 and the like, the heat exchange system 1 includes an engine 10, a first passage 20, an aftertreatment device 23, a second passage 25, a third passage 27, a heat exchanger 30, and cooling water. It has a passage 40 and an ECU 80. The heat exchange system 1 is a system that heats or cools the refrigerant by exchanging heat between the exhaust gas or outside air of the engine 10 and the refrigerant.

エンジン10は、複数の気筒を含むエンジンであり、本実施形態ではディーゼルエンジンであるが、ガソリンエンジンにも適用可能である。エンジン10は、気筒内で燃料と吸気(空気)の混合気を燃焼、膨張させて、動力を発生させる。吸気は、不図示の吸気通路によりエンジン10の気筒に吸入されている。また、エンジン10は、燃焼後の排気ガスを排出する。   The engine 10 is an engine including a plurality of cylinders, and is a diesel engine in the present embodiment, but can also be applied to a gasoline engine. The engine 10 generates power by burning and expanding a mixture of fuel and intake air (air) in a cylinder. The intake air is drawn into the cylinders of the engine 10 through an intake passage (not shown). Further, the engine 10 exhausts the exhaust gas after combustion.

第1通路20は、エンジン10から排出された排気ガスが流れる通路である。第1通路20は、例えば管で構成されている。第1通路20の長手方向の一端は、エンジン10と接続されている。第1通路20の長手方向の他端は、切替弁29を介して、第2通路25及び第3通路27と接続されている接続部である。本実施形態では、第1通路20、第2通路25及び第3通路27が、排気ガスの排気通路を構成している。   The first passage 20 is a passage through which exhaust gas discharged from the engine 10 flows. The 1st channel | path 20 is comprised, for example with the pipe | tube. One end of the first passage 20 in the longitudinal direction is connected to the engine 10. The other end in the longitudinal direction of the first passage 20 is a connection portion connected to the second passage 25 and the third passage 27 via the switching valve 29. In the present embodiment, the first passage 20, the second passage 25, and the third passage 27 constitute an exhaust gas exhaust passage.

後処理装置23は、第1通路20に設けられており、排気ガスを浄化する装置である。後処理装置23は、ここでは、DPF(Diesel Particulate Filter)とSCR(Selective Catalytic Reduction)を有する。DPFは、排気ガス中のPMを捕集する。SCRは、尿素水から加水分解されて生成されるアンモニア(NH)を還元剤として排気ガス中のNOを選択的に還元浄化する。 The post-processing device 23 is provided in the first passage 20 and is a device that purifies exhaust gas. Here, the post-processing device 23 has a DPF (Diesel Particulate Filter) and an SCR (Selective Catalytic Reduction). The DPF collects PM in the exhaust gas. The SCR selectively reduces and purifies NO x in the exhaust gas using ammonia (NH 3 ) generated by hydrolysis from urea water as a reducing agent.

第2通路25は、大気開放される排気ガスが流れる通路である。第2通路25の長手方向の一端は、切替弁29を介して第1通路20の長手方向の他端と接続されている。切替弁29は、内部で直径が変わっており、第2通路25は、切替弁29で直径が大きくなっている部分と接続されている。切替弁29は、内部にT字形状のT字孔29aを有しており、回転可能に設けられている。第2通路25の長手方向の他端には、排気ガスが大気開放される開放口が設けられている。また、管形状の第2通路25の内径は、第1通路20及び第3通路27の内径よりも大きい。   The second passage 25 is a passage through which exhaust gas released to the atmosphere flows. One end in the longitudinal direction of the second passage 25 is connected to the other end in the longitudinal direction of the first passage 20 via the switching valve 29. The diameter of the switching valve 29 is changed inside, and the second passage 25 is connected to a portion of the switching valve 29 having a larger diameter. The switching valve 29 has a T-shaped T-shaped hole 29a inside and is rotatably provided. The other end of the second passage 25 in the longitudinal direction is provided with an opening through which the exhaust gas is released to the atmosphere. The inner diameter of the tubular second passage 25 is larger than the inner diameters of the first passage 20 and the third passage 27.

第3通路27は、大気開放される排気ガスが流れる通路である。第3通路27の長手方向の一端は、切替弁29を介して第1通路20の長手方向の他端と接続されている。第3通路27の長手方向の他端には、排気ガスが大気開放される開放口が設けられている。第3通路27には、熱交換器30が設けられている。なお、第3通路27は、開放口から流入した外気が熱交換器30を経由して流れる外気流路の機能も有する。   The third passage 27 is a passage through which exhaust gas released to the atmosphere flows. One end in the longitudinal direction of the third passage 27 is connected to the other end in the longitudinal direction of the first passage 20 via the switching valve 29. The other end of the third passage 27 in the longitudinal direction is provided with an opening through which exhaust gas is released to the atmosphere. A heat exchanger 30 is provided in the third passage 27. Note that the third passage 27 also has a function of an outside air flow path in which outside air that has flowed in from the open port flows via the heat exchanger 30.

本実施形態では、切替弁29を制御することで、第1通路20を流れる排気ガスが、第2通路25及び第3通路27のいずれか一方から大気開放される。例えば、エンジン10の暖機時には、図4に示すように、排気ガスは、第3通路27を流れて熱交換器30でエンジン10の冷却水と熱交換した後に、開放口から大気開放される。一方で、エンジン10の暖機終了後には、図2に示すように、排気ガスは、第2通路25を流れて開放口から大気開放される。なお、第2通路25の開放口は、車両の後方側に設けられ、第3通路27の開放口は、車両の前方側に設けられていてもよい。   In the present embodiment, by controlling the switching valve 29, the exhaust gas flowing through the first passage 20 is released to the atmosphere from either the second passage 25 or the third passage 27. For example, when the engine 10 is warmed up, as shown in FIG. 4, the exhaust gas flows through the third passage 27, exchanges heat with the cooling water of the engine 10 in the heat exchanger 30, and then is released to the atmosphere from the opening. . On the other hand, after the warm-up of the engine 10 is finished, as shown in FIG. 2, the exhaust gas flows through the second passage 25 and is released to the atmosphere from the opening. The opening of the second passage 25 may be provided on the rear side of the vehicle, and the opening of the third passage 27 may be provided on the front side of the vehicle.

また、第1通路20に対して第2通路25及び第3通路27を連通させた場合には、第1通路20を流れる排気ガスは、第2通路25の内径が第3通路27の内径よりも大きいため、図2に示すように、第2通路25を流れる。そして、本実施形態では、排気ガスが第2通路25へ流れる際に、第3通路27の開放口から流入した外気が、第3通路27から第2通路25へ流れ込む。これは、噴流が周囲の流体を巻き込む作用を利用した以下の現象が生じているためである。すなわち、第1通路20の直径よりも切替弁29の経路の直径が大きくなっていることで、経路の直径が断面変化する部分で第1通路20から出た排気ガスが噴流となり、経路の直径が大きくなった部分に第3通路27を接続することで、第3通路27の外気を引き込んでいる。第2通路25へ流れ込んだ外気は、排気ガスと混ざる。ここで、外気の温度は排気ガスの温度よりも低いので、外気が排気ガスと混ざることで、排気ガスの温度が低下する。   In addition, when the second passage 25 and the third passage 27 are communicated with the first passage 20, the exhaust gas flowing through the first passage 20 has an inner diameter of the second passage 25 that is larger than an inner diameter of the third passage 27. Therefore, it flows through the second passage 25 as shown in FIG. In the present embodiment, when the exhaust gas flows into the second passage 25, outside air that flows in from the opening of the third passage 27 flows into the second passage 25 from the third passage 27. This is because the following phenomenon using the action of the jet flow involving the surrounding fluid occurs. That is, since the diameter of the path of the switching valve 29 is larger than the diameter of the first passage 20, the exhaust gas emitted from the first passage 20 becomes a jet at a portion where the diameter of the path changes in cross section, and the diameter of the path By connecting the third passage 27 to the portion where the air gap becomes larger, the outside air of the third passage 27 is drawn. The outside air that has flowed into the second passage 25 is mixed with the exhaust gas. Here, since the temperature of the outside air is lower than the temperature of the exhaust gas, the temperature of the exhaust gas is lowered by mixing the outside air with the exhaust gas.

熱交換器30は、第3通路27に設けられており、排気ガスと冷媒とを熱交換する。冷媒は、ここでは冷却水通路40を流れるエンジン10の冷却水である。冷却水の温度は排気ガスの温度よりも低いので、冷却水は、排気ガスと熱交換することで加熱される。   The heat exchanger 30 is provided in the third passage 27 and exchanges heat between the exhaust gas and the refrigerant. Here, the refrigerant is cooling water of the engine 10 that flows through the cooling water passage 40. Since the temperature of the cooling water is lower than the temperature of the exhaust gas, the cooling water is heated by exchanging heat with the exhaust gas.

また、熱交換器30は、第3通路27の開放口から流入した外気が第3通路27を流れる際に、当該外気と冷却水通路40を流れる冷却水とを熱交換する。冷却水の温度は外気の温度よりも高いので、冷却水は、外気と熱交換することで冷却される。すなわち、熱交換器30が、サブラジエータとして機能する。   Further, the heat exchanger 30 exchanges heat between the outside air and the cooling water flowing through the cooling water passage 40 when the outside air flowing in from the opening of the third passage 27 flows through the third passage 27. Since the temperature of the cooling water is higher than the temperature of the outside air, the cooling water is cooled by exchanging heat with the outside air. That is, the heat exchanger 30 functions as a sub radiator.

このように、本実施形態では、切替弁29が、熱交換器30において冷却水と熱交換する対象を、排気ガス又は外気に切り替える切替部として機能する。例えば、切替弁29が、第2通路25を第1通路20と連通していない場合には、図4に示すように、排気ガスが、第1通路20から第3通路27へ流れて熱交換器30において冷却水と熱交換する。一方で、切替弁29が、第2通路25及び第3通路27を第1通路20と連通している場合には、図2に示すように、排気ガスが、第1通路20から第3通路27へ流れる。この際、外気が、第3通路27から第2通路25へ流れ込む。   As described above, in the present embodiment, the switching valve 29 functions as a switching unit that switches an object to be heat exchanged with the cooling water in the heat exchanger 30 to the exhaust gas or the outside air. For example, when the switching valve 29 does not communicate the second passage 25 with the first passage 20, the exhaust gas flows from the first passage 20 to the third passage 27 as shown in FIG. Heat is exchanged with cooling water in the vessel 30. On the other hand, when the switching valve 29 communicates the second passage 25 and the third passage 27 with the first passage 20, the exhaust gas flows from the first passage 20 to the third passage as shown in FIG. 2. It flows to 27. At this time, outside air flows from the third passage 27 into the second passage 25.

冷却水通路40は、冷媒であるエンジン10の冷却水が流れる通路である。冷却水は、エンジン10の内部を冷やす機能を有する。冷却水通路40は、冷却水がエンジン10と熱交換器30との間で循環するように設けられている。エンジン10の暖機時には、熱交換器30において排気ガスと熱交換して温められた冷却水がエンジン10に送られる。冷却水通路40には、第1冷却水流路41、第2冷却水流路42、第1弁45、第2弁46、第1蓄熱部51、第2蓄熱部52、第1温度センサ61及び第2温度センサ62が、設けられている。   The cooling water passage 40 is a passage through which the cooling water of the engine 10 that is a refrigerant flows. The cooling water has a function of cooling the inside of the engine 10. The cooling water passage 40 is provided so that the cooling water circulates between the engine 10 and the heat exchanger 30. When the engine 10 is warmed up, the cooling water heated by exchanging heat with the exhaust gas in the heat exchanger 30 is sent to the engine 10. The cooling water passage 40 includes a first cooling water channel 41, a second cooling water channel 42, a first valve 45, a second valve 46, a first heat storage unit 51, a second heat storage unit 52, a first temperature sensor 61, and a first temperature sensor 61. A two temperature sensor 62 is provided.

第1冷却水流路41は、熱交換器30からエンジン10へ冷却水が流れる流路である。第1冷却水流路41は、流路41a〜41cを含む。エンジン10の暖機後の通常運転時には、図2に示すように、熱交換器30で外気と熱交換して冷却された冷却水が、流路41c、流路41b、流路41aの順に流れてエンジン10へ至る。   The first cooling water channel 41 is a channel through which cooling water flows from the heat exchanger 30 to the engine 10. The first cooling water channel 41 includes channels 41a to 41c. During normal operation after the engine 10 is warmed up, as shown in FIG. 2, the cooling water cooled by exchanging heat with the outside air in the heat exchanger 30 flows in the order of the flow path 41c, the flow path 41b, and the flow path 41a. To the engine 10.

第2冷却水流路42は、エンジン10から熱交換器30へ冷却水が流れる流路である。第2冷却水流路42は、流路42a〜42cを含む。エンジン10の暖機後の通常運転時には、図2に示すように、エンジン10を冷却した冷却水が、流路42a、流路42b、流路42cの順に流れて熱交換器30へ至る。   The second cooling water channel 42 is a channel through which cooling water flows from the engine 10 to the heat exchanger 30. The second cooling water channel 42 includes channels 42a to 42c. During normal operation after the engine 10 is warmed up, as shown in FIG. 2, the cooling water that has cooled the engine 10 flows in the order of the flow path 42 a, the flow path 42 b, and the flow path 42 c to reach the heat exchanger 30.

なお、本実施形態では、エンジン10の始動の際の暖機時は、図4に示すように、熱交換器30で排気ガスと熱交換して加熱された冷却水が、流路41c、流路42b、流路41aの順に流れてエンジン10へ至る。また、エンジン10を温めた冷却水が、流路42a、流路41b、流路42cの順に流れて熱交換器30へ至る。なお、流路の経路の変更は、冷却水の流れる向きを変えられる切替バルブである第1弁45及び第2弁46を動作させることで実現される。   In the present embodiment, at the time of warming up when the engine 10 is started, as shown in FIG. 4, the cooling water heated by exchanging heat with the exhaust gas in the heat exchanger 30 is supplied to the flow path 41 c and the flow. It flows in the order of the path 42b and the flow path 41a to the engine 10. Further, the cooling water that warms the engine 10 flows in the order of the flow path 42 a, the flow path 41 b, and the flow path 42 c to reach the heat exchanger 30. In addition, the change of the path | route of a flow path is implement | achieved by operating the 1st valve 45 and the 2nd valve 46 which are switching valves which can change the direction through which cooling water flows.

第1弁45は、図1に示すように、第1冷却水流路41及び第2冷却水流路42においてエンジン10側に設けられている。第1弁45は、第1冷却水流路41及び第2冷却水流路42を、それぞれ開放又は閉鎖する。第2弁46は、第1冷却水流路41及び第2冷却水流路42において熱交換器30側に設けられている。第2弁46は、第1冷却水流路41及び第2冷却水流路42を、それぞれ開放又は閉鎖する。   As shown in FIG. 1, the first valve 45 is provided on the engine 10 side in the first cooling water passage 41 and the second cooling water passage 42. The first valve 45 opens or closes the first cooling water channel 41 and the second cooling water channel 42, respectively. The second valve 46 is provided on the heat exchanger 30 side in the first cooling water channel 41 and the second cooling water channel 42. The second valve 46 opens or closes the first cooling water channel 41 and the second cooling water channel 42, respectively.

第1弁45及び第2弁46は、例えば、エンジン10の動作中は第1冷却水流路41及び第2冷却水流路42を開放し、エンジン10の停止中は第1冷却水流路41及び第2冷却水流路42を閉鎖する。そして、第1弁45及び第2弁46が第1冷却水流路41及び第2冷却水流路42を開放した場合に、冷却水が第1冷却水流路41及び第2冷却水流路42を循環する。一方で、第1弁45及び第2弁46が第1冷却水流路41及び第2冷却水流路42を閉鎖した場合には、冷却水は流れない。   For example, the first valve 45 and the second valve 46 open the first cooling water passage 41 and the second cooling water passage 42 during operation of the engine 10, and the first cooling water passage 41 and the second cooling passage 42 when the engine 10 is stopped. 2 The cooling water flow path 42 is closed. Then, when the first valve 45 and the second valve 46 open the first cooling water channel 41 and the second cooling water channel 42, the cooling water circulates through the first cooling water channel 41 and the second cooling water channel 42. . On the other hand, when the first valve 45 and the second valve 46 close the first cooling water channel 41 and the second cooling water channel 42, the cooling water does not flow.

第1蓄熱部51は、第1冷却水流路41に設けられており、冷却水の熱を蓄熱する。第1蓄熱部51は、第1冷却水流路41において第1弁45と第2弁46との間に設けられている。第1蓄熱部51は、ここでは、第1冷却水流路41である配管を断熱材で覆うことで、形成されている。断熱材としては、例えば真空断熱材であるVIP(Vacuum Insulation Panel)が利用されている。真空断熱材は、断熱材の周囲を真空状態にし、気体による熱伝導を限りなくゼロに近づけることにより、断熱性能を高める機能を有する。   The first heat storage unit 51 is provided in the first cooling water channel 41 and stores heat of the cooling water. The first heat storage unit 51 is provided between the first valve 45 and the second valve 46 in the first cooling water channel 41. Here, the first heat storage unit 51 is formed by covering the piping that is the first cooling water passage 41 with a heat insulating material. For example, VIP (Vacuum Insulation Panel) which is a vacuum heat insulating material is used as the heat insulating material. A vacuum heat insulating material has a function which improves the heat insulation performance by making the circumference | surroundings of a heat insulating material into a vacuum state, and making the heat conduction by gas approach zero as much as possible.

第2蓄熱部52は、第2冷却水流路42に設けられており、冷却水の熱を蓄熱する。第2蓄熱部52は、第2冷却水流路42において第1弁45と第2弁46との間に設けられている。第2蓄熱部52は、ここでは、第2冷却水流路42である配管を断熱材で覆うことで、形成されている。断熱材としては、例えば真空断熱材であるVIP(Vacuum Insulation Panel)が利用されている。なお、第2蓄熱部52の断熱材は、第1蓄熱部51の断熱材と異なってもよい。   The second heat storage unit 52 is provided in the second cooling water channel 42 and stores heat of the cooling water. The second heat storage unit 52 is provided between the first valve 45 and the second valve 46 in the second cooling water channel 42. Here, the second heat storage section 52 is formed by covering the piping that is the second cooling water passage 42 with a heat insulating material. For example, VIP (Vacuum Insulation Panel) which is a vacuum heat insulating material is used as the heat insulating material. Note that the heat insulating material of the second heat storage unit 52 may be different from the heat insulating material of the first heat storage unit 51.

上述した第1蓄熱部51及び第2蓄熱部52は、冷却水の熱を蓄熱することに加えて、外部からの熱を遮断する機能、及び熱交換して温度が上がった冷却水の放熱を抑制する機能を有する。これにより、第1通路20のそばに配置された第1冷却水流路41の冷却水が、排気ガスが流れる第1通路20から熱を受けて温度が上昇してしまうことを抑制できる。特に、エンジン10の暖機以外の場合に、冷却水の温度の上昇を抑制することで、エンジン10を効果的に冷却できる。   In addition to storing the heat of the cooling water, the first heat storage unit 51 and the second heat storage unit 52 described above function to block the heat from the outside, and to dissipate the cooling water whose temperature has been increased by heat exchange. It has a function to suppress. Thereby, it can suppress that the cooling water of the 1st cooling water flow path 41 arrange | positioned near the 1st channel | path 20 receives heat from the 1st channel | path 20 into which exhaust gas flows, and temperature rises. In particular, when the engine 10 is not warmed up, the engine 10 can be effectively cooled by suppressing an increase in the temperature of the cooling water.

第1温度センサ61は、第1冷却水流路41に設けられており、第1冷却水流路41の冷却水の温度を検出する。例えば、第1温度センサ61は、第1蓄熱部51により蓄熱された状態の冷却水の温度を検出する。   The first temperature sensor 61 is provided in the first cooling water passage 41 and detects the temperature of the cooling water in the first cooling water passage 41. For example, the first temperature sensor 61 detects the temperature of the cooling water stored in the first heat storage unit 51.

第2温度センサ62は、第2冷却水流路42に設けられており、第2冷却水流路42の冷却水の温度を検出する。例えば、第2温度センサ62は、第2蓄熱部52により蓄熱された状態の冷却水の温度を検出する。   The second temperature sensor 62 is provided in the second cooling water channel 42 and detects the temperature of the cooling water in the second cooling water channel 42. For example, the second temperature sensor 62 detects the temperature of the cooling water stored in the second heat storage unit 52.

ECU80は、CPU、ROM、RAM等を有するマイクロコンピュータを備えた電子制御装置(Electric Control Unit)である。本実施形態において、ECU80は、第1弁45及び第2弁46の動作を制御する制御部として機能する。   The ECU 80 is an electronic control unit (Electric Control Unit) including a microcomputer having a CPU, a ROM, a RAM, and the like. In the present embodiment, the ECU 80 functions as a control unit that controls the operations of the first valve 45 and the second valve 46.

ECU80は、図3に示すように、エンジン10の停止時に、第1弁45及び第2弁46に第1冷却水流路41及び第2冷却水流路42を閉鎖させる。このように第1冷却水流路41及び第2冷却水流路42を閉鎖することで、第1冷却水流路41及び第2冷却水流路42内の冷却水の熱が、第1蓄熱部51及び第2蓄熱部52によって蓄熱される。   As shown in FIG. 3, the ECU 80 causes the first and second valves 45 and 46 to close the first cooling water passage 41 and the second cooling water passage 42 when the engine 10 is stopped. By closing the first cooling water channel 41 and the second cooling water channel 42 in this way, the heat of the cooling water in the first cooling water channel 41 and the second cooling water channel 42 is changed to the first heat storage unit 51 and the first cooling water channel 51. 2 The heat is stored by the heat storage unit 52.

一方で、ECU80は、エンジン10の暖機時に第1弁45及び第2弁46に第1冷却水流路41及び第2冷却水流路42を開放させる。そして、ECU80は、エンジン10の暖機時に、第1弁45及び第2弁46を動作させて、第1冷却水流路41及び第2冷却水流路42のうちの冷却水の温度が高い方の流路の冷却水をエンジン10側へ流し、温度が低い流路の冷却水を熱交換器30へ流す。具体的には、ECU80は、第1温度センサ61及び第2温度センサ62の検出結果から、第1冷却水流路41の冷却水と第2冷却水流路42の冷却水とのうちのいずれの冷却水の温度が高いかを特定し、温度が高い方の冷却水をエンジン10側へ流す。   On the other hand, the ECU 80 opens the first cooling water passage 41 and the second cooling water passage 42 in the first valve 45 and the second valve 46 when the engine 10 is warmed up. Then, the ECU 80 operates the first valve 45 and the second valve 46 when the engine 10 is warmed up, and the temperature of the coolant in the first coolant channel 41 or the second coolant channel 42 is higher. The cooling water in the flow path is caused to flow toward the engine 10, and the cooling water in the flow path having a low temperature is caused to flow into the heat exchanger 30. Specifically, the ECU 80 determines which one of the cooling water in the first cooling water passage 41 and the cooling water in the second cooling water passage 42 from the detection results of the first temperature sensor 61 and the second temperature sensor 62. Whether the temperature of the water is high is specified, and the cooling water having the higher temperature is allowed to flow to the engine 10 side.

例えば、ECU80は、エンジン10の停止後の暖機時には、図4に示すように、温度が高い第2冷却水流路42の冷却水をエンジン10側へ流し、温度が低い第1冷却水流路41の冷却水を熱交換器30へ流す。これにより、温度が高い冷却水によってエンジン10を暖機できるので、早期にエンジン10を暖機することが可能となる。特に、本実施形態のようにトラック等の大型車両の場合には、冷却水流路が長くなりやすいので、第1蓄熱部51及び第2蓄熱部52を設けたことによる効果が、一層有効に発揮される。   For example, when warming up after the engine 10 is stopped, the ECU 80 causes the cooling water in the second cooling water passage 42 having a high temperature to flow toward the engine 10 as shown in FIG. 4 and the first cooling water passage 41 having a low temperature. The cooling water is passed through the heat exchanger 30. Thereby, since the engine 10 can be warmed up by the cooling water having a high temperature, the engine 10 can be warmed up at an early stage. In particular, in the case of a large vehicle such as a truck as in the present embodiment, the cooling water flow path tends to be long, so that the effect of providing the first heat storage unit 51 and the second heat storage unit 52 is more effectively exhibited. Is done.

<本実施形態における効果>
上述した実施形態に係る熱交換システム1は、エンジン10と熱交換器30の間に設けられ冷却水が流れる第1冷却水流路41及び第2冷却水流路42に、冷却水の熱を蓄熱する第1蓄熱部51及び第2蓄熱部52が設けられている。
かかる場合には、第1冷却水流路41及び第2冷却水流路42に第1蓄熱部51及び第2蓄熱部52が設けられていることで、冷却水の熱が放熱されることを抑制できる。これにより、エンジン10の暖機時に、第1蓄熱部51及び第2蓄熱部52で蓄熱された冷却水によってエンジン10を効率良く暖機できる。この結果、エンジン10を早期に暖機させることが可能となり、燃費向上も図れる。
また、第1蓄熱部51及び第2蓄熱部52が、断熱材から成ることで、排気ガスが流れる第1通路20から冷却水が受ける熱(受熱)を抑制できる。これにより、冷却水の温度が上昇することを抑制できるので、冷却水によるエンジン10の冷却効率が低下することを抑制できる。また、熱交換後に温度が上がった冷却水の放熱を防ぐことができる。
<Effect in this embodiment>
The heat exchange system 1 according to the above-described embodiment stores heat of cooling water in a first cooling water channel 41 and a second cooling water channel 42 that are provided between the engine 10 and the heat exchanger 30 and through which cooling water flows. A first heat storage unit 51 and a second heat storage unit 52 are provided.
In such a case, the first heat storage part 51 and the second heat storage part 52 are provided in the first cooling water flow path 41 and the second cooling water flow path 42 so that the heat of the cooling water can be suppressed from being radiated. . Thereby, when the engine 10 is warmed up, the engine 10 can be efficiently warmed up by the cooling water stored in the first heat storage unit 51 and the second heat storage unit 52. As a result, the engine 10 can be warmed up early, and fuel consumption can be improved.
Moreover, the heat (heat receiving) which cooling water receives from the 1st channel | path 20 into which exhaust gas flows can be suppressed because the 1st heat storage part 51 and the 2nd heat storage part 52 consist of a heat insulating material. Thereby, since it can suppress that the temperature of a cooling water rises, it can suppress that the cooling efficiency of the engine 10 by a cooling water falls. Further, it is possible to prevent the heat radiation of the cooling water whose temperature has been increased after heat exchange.

また、上記では、第1通路20、第2通路25及び第3通路27の間に切替弁29を用いたが、これに限定されず、排気ガス又は外気の流れる向きを切り替えられれば、他の弁であってもよい。   In the above description, the switching valve 29 is used between the first passage 20, the second passage 25, and the third passage 27. However, the switching valve 29 is not limited to this. It may be a valve.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

1 熱交換システム
10 エンジン
29 切替弁
30 熱交換器
41 第1冷却水流路
42 第2冷却水流路
45 第1弁
46 第2弁
51 第1蓄熱部
52 第2蓄熱部
61 第1温度センサ
62 第2温度センサ
80 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat exchange system 10 Engine 29 Switching valve 30 Heat exchanger 41 1st cooling water flow path 42 2nd cooling water flow path 45 1st valve 46 2nd valve 51 1st heat storage part 52 2nd heat storage part 61 1st temperature sensor 62 1st 2 temperature sensor 80 ECU

Claims (5)

エンジンと、
前記エンジンの排気ガスが流れる排気通路に設けられ、前記排気ガスと冷媒とを熱交換する熱交換器と、
前記熱交換器から前記エンジンへ前記冷媒が流れる第1流路と、
前記エンジンから前記熱交換器へ前記冷媒が流れる第2流路と、
前記第1流路及び前記第2流路に設けられ、前記冷媒の熱を蓄熱する蓄熱部と、
を備える、熱交換システム。
Engine,
A heat exchanger that is provided in an exhaust passage through which the exhaust gas of the engine flows, and exchanges heat between the exhaust gas and the refrigerant;
A first flow path through which the refrigerant flows from the heat exchanger to the engine;
A second flow path through which the refrigerant flows from the engine to the heat exchanger;
A heat storage section provided in the first flow path and the second flow path for storing heat of the refrigerant;
A heat exchange system.
前記第1流路及び前記第2流路において前記エンジン側に設けられ、流路を開放又は閉鎖する第1弁と、
前記第1流路及び前記第2流路において前記熱交換器側に設けられ、流路を開放又は閉鎖する第2弁と、を更に備え、
前記蓄熱部は、前記第1弁と前記第2弁との間に設けられている、
請求項1に記載の熱交換システム。
A first valve that is provided on the engine side in the first flow path and the second flow path and opens or closes the flow path;
A second valve provided on the heat exchanger side in the first flow path and the second flow path to open or close the flow path,
The heat storage unit is provided between the first valve and the second valve.
The heat exchange system according to claim 1.
前記エンジンの停止時に前記第1弁及び前記第2弁に流路を閉鎖させ、前記エンジンの暖機時に前記第1弁及び前記第2弁に流路を開放させる制御部を更に備える、
請求項2に記載の熱交換システム。
A control unit that closes the flow path to the first valve and the second valve when the engine is stopped and opens the flow path to the first valve and the second valve when the engine is warmed up;
The heat exchange system according to claim 2.
前記第1流路の前記冷媒の温度を検出する第1温度検出センサと、
前記第2流路の前記冷媒の温度を検出する第2温度検出センサと、を更に備え、
前記制御部は、前記エンジンの暖機時に、前記第1弁及び前記第2弁を動作させて、前記第1流路及び前記第2流路の冷媒の温度が高い方の冷媒を前記エンジン側へ流し、温度が低い方の冷媒を前記熱交換器へ流す、
請求項3に記載の熱交換システム。
A first temperature detection sensor for detecting a temperature of the refrigerant in the first flow path;
A second temperature detection sensor for detecting the temperature of the refrigerant in the second flow path,
The control unit operates the first valve and the second valve when the engine is warmed up so that the refrigerant having the higher temperature of the refrigerant in the first flow path and the second flow path is supplied to the engine side. Flowing the refrigerant having the lower temperature to the heat exchanger,
The heat exchange system according to claim 3.
外気が前記熱交換器を経由して流れる外気流路と、
前記熱交換器において前記冷媒と熱交換する対象を、前記排気ガスと前記外気のうちのいずれかに切り替える切替部と、を更に備え、
前記第1流路は、前記熱交換器において前記外気と熱交換して冷却された前記冷媒を前記エンジンへ流す、
請求項1から4のいずれか一項に記載の熱交換システム。

An outside air flow path through which outside air flows via the heat exchanger;
A switching unit that switches a target to be heat-exchanged with the refrigerant in the heat exchanger to either the exhaust gas or the outside air;
The first flow path causes the refrigerant cooled by exchanging heat with the outside air in the heat exchanger to flow to the engine.
The heat exchange system according to any one of claims 1 to 4.

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