JP7102977B2 - Thermosiphon type heating system - Google Patents
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Description
本発明は、空気を加熱するサーモサイフォン式暖房装置に関する。 The present invention relates to a thermosiphon type heating device that heats air.
従来、特許文献１には、ループ型ヒートパイプによる輸送熱を暖房に利用する車両用暖房装置において、複数の熱源を利用する技術が記載されている。 Conventionally, Patent Document 1 describes a technique of utilizing a plurality of heat sources in a vehicle heating device that utilizes the heat transported by a loop type heat pipe for heating.
この従来技術では、ループ型ヒートパイプは、蒸発部、凝縮部、蒸気管および液還流管を環状に接続してなる密閉容器を有し、その内部に作動流体が封入されている。蒸発部では、作動流体の液が加熱されて蒸発して蒸気となる。蒸発部で蒸発した蒸気は、蒸気管内に形成された蒸気流路を通じて凝縮部に異動する。凝縮部では、蒸気が冷却されて凝縮して液となる。凝縮部で凝縮した液は、液還流管内に形成された液還流路を通じて蒸発部に還流する。 In this conventional technique, the loop type heat pipe has a closed container formed by connecting an evaporation part, a condensation part, a vapor pipe and a liquid return pipe in an annular shape, and a working fluid is sealed in the closed container. In the evaporation section, the working fluid liquid is heated and evaporated to vapor. The steam evaporated in the evaporating part is transferred to the condensing part through the steam flow path formed in the steam pipe. In the condensing section, the vapor is cooled and condensed into a liquid. The liquid condensed in the condensing section returns to the evaporating section through the liquid recirculation path formed in the liquid recirculation tube.
ループ型ヒートパイプは、サーモサイフォン式になっている。すなわち、凝縮部で凝縮した液は重力により蒸発部に還流する。 The loop type heat pipe is a thermosiphon type. That is, the liquid condensed in the condensing portion returns to the evaporating portion by gravity.
この従来技術では、ループ型ヒートパイプの蒸発部において、作動流体の液が複数の熱源で加熱されるように構成されている。複数の熱源として、車両に搭載されたエンジンの排熱、および電気が用いられるようになっている。 In this conventional technique, the liquid of the working fluid is heated by a plurality of heat sources in the evaporation part of the loop type heat pipe. As a plurality of heat sources, the waste heat of the engine mounted on the vehicle and electricity are used.
より具体的には、蒸発部は、排熱回収熱交換器と電気ヒータとを有している。排熱回収熱交換器は、エンジンの排気ガスと作動流体の液とを熱交換する。電気ヒータは、排熱回収熱交換器内の液を加熱する。 More specifically, the evaporation unit has an exhaust heat recovery heat exchanger and an electric heater. The exhaust heat recovery heat exchanger exchanges heat between the exhaust gas of the engine and the liquid of the working fluid. The electric heater heats the liquid in the exhaust heat recovery heat exchanger.
そして、暖房に必要な熱量やエンジンの排気の熱量に応じて、エンジンおよび電気ヒータが熱源として選択使用されるようになっている。 Then, the engine and the electric heater are selectively used as heat sources according to the amount of heat required for heating and the amount of heat of the exhaust gas of the engine.
上記従来技術では、エンジンが低温の時はエンジンを暖機する必要がある。エンジンの温度が低いと燃焼が不安定になって不完全燃焼ガスが発生しやすくなるからである。 In the above-mentioned conventional technique, it is necessary to warm up the engine when the temperature of the engine is low. This is because if the engine temperature is low, combustion becomes unstable and incomplete combustion gas is likely to be generated.
上記従来技術において、電気ヒータが発生する熱を利用してエンジンを暖機すれば、エンジンを速やかに暖機できるが、電気ヒータの熱をエンジンに伝える構成が複雑になるという問題がある。 In the above-mentioned conventional technique, if the engine is warmed up by using the heat generated by the electric heater, the engine can be warmed up quickly, but there is a problem that the configuration for transferring the heat of the electric heater to the engine becomes complicated.
本発明は上記点に鑑みて、複数の熱源を利用するサーモサイフォン式暖房装置において、一方の熱源を利用して他方の熱源を暖機することを、簡素な構成で実現することを目的とする。 In view of the above points, it is an object of the present invention to realize in a thermosiphon type heating device using a plurality of heat sources, it is possible to warm up the other heat source by using one heat source with a simple configuration. ..
上記目的を達成するため、請求項１に記載のサーモサイフォン式暖房装置では、
液相の作動流体が吸熱して蒸発する蒸発器（１４）と、
蒸発器（１４）で蒸発した気相の作動流体が上昇する気相配管（１６）と、
気相配管（１６）を通過した作動流体が空気に放熱して凝縮する凝縮器（１５）と、
凝縮器（１５）で凝縮した作動流体が流下して蒸発器（１４）に至る液相配管（１７）と、
蒸発器（１４）に熱伝導可能に接触配置され、作動流体に熱を供給する第１熱供給部（１８、５４）および第２熱供給部（１９、６２）と、
第１熱供給部（１８、５４）から作動流体に供給される熱量を制御する制御部（３０、５３）とを備え、
第１熱供給部（１８、５４）の温度が作動流体の沸点よりも高く且つ第２熱供給部（１９、６２）の温度が作動流体の沸点よりも低い場合、蒸発器（１４）において、第１熱供給部（１８、５４）から供給される熱によって沸騰した作動流体が第２熱供給部（１９、６２）に放熱して凝縮するように蒸発器（１４）、第１熱供給部（１８、５４）および第２熱供給部（１９、６２）が構成されている。
In order to achieve the above object, the thermosiphon type heating device according to claim 1 is used.
An evaporator (14) in which the working fluid of the liquid phase absorbs heat and evaporates, and
The gas phase piping (16), in which the working fluid of the gas phase evaporated by the evaporator (14) rises,
A condenser (15) in which the working fluid that has passed through the gas phase pipe (16) dissipates heat to the air and condenses.
The liquid phase piping (17) through which the working fluid condensed by the condenser (15) flows down to the evaporator (14),
The first heat supply section (18, 54) and the second heat supply section (19, 62), which are electrically conductively arranged on the evaporator (14) and supply heat to the working fluid,
A control unit (30, 53) for controlling the amount of heat supplied from the first heat supply unit (18, 54) to the working fluid is provided.
When the temperature of the first heat supply unit (18, 54) is higher than the boiling point of the working fluid and the temperature of the second heat supply unit (19, 62) is lower than the boiling point of the working fluid, in the evaporator (14), Evaporator (14), first heat supply unit so that the working fluid boiled by the heat supplied from the first heat supply unit (18, 54) dissipates heat to the second heat supply unit (19, 62) and condenses. (18, 54) and the second heat supply unit (19, 62) are configured.
これによると、第１熱供給部（１８、５４）の熱を蒸発器（１４）を介して第２熱供給部（１９、６２）に伝えることができる。したがって、第１熱供給部（１８、５４）の熱源を利用して第２熱供給部（１９、６２）の熱源を暖機することを、簡素な構成で実現できる。 According to this, the heat of the first heat supply unit (18, 54) can be transferred to the second heat supply unit (19, 62) via the evaporator (14). Therefore, it is possible to warm up the heat source of the second heat supply unit (19, 62) by using the heat source of the first heat supply unit (18, 54) with a simple configuration.
凝縮器（１５）は、作動流体と空気とを他の熱媒体を介することなく熱交換させる熱交換器のみならず、凝縮器（１５）で作動流体と空気とを他の熱媒体を介して熱交換させる熱交換器も含む。 The condenser (15) is not only a heat exchanger that exchanges heat between the working fluid and air without passing through another heat medium, but also a condenser (15) that exchanges the working fluid and air through another heat medium. It also includes a heat exchanger that exchanges heat.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 The reference numerals in parentheses of each means described in this column and in the claims indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later.
以下、実施形態について図に基づいて説明する。以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In each of the following embodiments, parts that are the same or equal to each other are designated by the same reference numerals in the drawings.
（第１実施形態）
図１に示すサーモサイフォン式暖房装置１０は、車両１の車室内空間２（換言すれば空調対象空間）へ送風される空気を加熱する車両用暖房装置である。図１中、上下前後の矢印は、車両１の上下前後の各方向を示している。図１は、車両１の上下方向が重力方向と平行になっている状態を示している。
(First Embodiment)
The thermosiphon
車両１はハイブリッド車である。ハイブリッド車は、エンジン（換言すれば内燃機関）および走行用電動モータから走行用の駆動力を得る車両である。ハイブリッド車などの電動車は、二次電池などの蓄電装置に蓄えた電気エネルギーをインバータなどを介して走行用モータに供給する。 Vehicle 1 is a hybrid vehicle. A hybrid vehicle is a vehicle that obtains driving force for traveling from an engine (in other words, an internal combustion engine) and an electric motor for traveling. Electric vehicles such as hybrid vehicles supply electric energy stored in a power storage device such as a secondary battery to a traveling motor via an inverter or the like.
サーモサイフォン式暖房装置１０は、車両１の車室内空間２およびエンジンルーム３に配置されている。車室内空間２およびエンジンルーム３は、隔壁４によって互いに仕切られている。
The thermosiphon
サーモサイフォン式暖房装置１０は、暖房用冷媒回路１１、空調ケーシング１２および室内送風機１３を備える。
The thermosiphon
暖房用冷媒回路１１には、冷媒が封入充填されている。暖房用冷媒回路１１は、作動流体としての冷媒が循環する熱媒体回路である。本実施形態では、冷媒としてＨＦＯ－１２３４ｙｆやＨＦＣ－１３４ａなどのフロン系冷媒が用いられている。暖房用冷媒回路１１の冷媒は暖房用作動流体である。
The
暖房用冷媒回路１１は、冷媒の蒸発および凝縮により熱移動を行うヒートパイプである。暖房用冷媒回路１１は、ガス状の冷媒が流れる流路と、液状の冷媒が流れる流路とが分離されたループ型のサーモサイフォンである。
The
図２および図３に示すように、暖房用冷媒回路１１は、蒸発器１４、凝縮器１５、ガス冷媒配管１６および液冷媒配管１７を有している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
蒸発器１４はエンジンルーム３に配置されている。蒸発器１４は、電気ヒータ１８および冷却水熱交換器１９から吸熱して冷媒を蒸発させる吸熱用熱交換器である。蒸発器１４は暖房用蒸発器である。
The
電気ヒータ１８は、電力が供給されることによって発熱する発熱体である。電気ヒータ１８は、暖房用冷媒回路１１の冷媒に熱を供給する第１熱供給部である。
The
冷却水熱交換器１９は、冷却水回路２０の冷却水と蒸発器１４の冷媒とを熱交換させる熱交換器である。冷却水熱交換器１９は、暖房用冷媒回路１１の冷媒に熱を供給する第２熱供給部である。
The cooling
蒸発器１４は、電気ヒータ１８との間で熱伝導可能になっている。蒸発器１４は、冷却水熱交換器１９との間で熱伝導可能になっている。
The
図４、図５、図６に示すように、蒸発器１４は、薄型直方体状の外形を有している。冷却水熱交換器１９および電気ヒータ１８は、直方体状の外形を有している。
As shown in FIGS. 4, 5 and 6, the
冷却水熱交換器１９は蒸発器１４のうち車両上下方向に対して傾斜した上方側の面に熱伝導可能に接触配置されている。電気ヒータ１８は蒸発器１４のうち車両上下方向に対して傾斜した下方側の面に熱伝導可能に接触配置されている。すなわち、冷却水熱交換器１９および電気ヒータ１８は、蒸発器１４を挟み込んでいる。
The cooling
電気ヒータ１８および冷却水熱交換器１９は、蒸発器１４に対して着脱可能になっている。例えば、電気ヒータ１８および冷却水熱交換器１９は、ボルトおよびナットによって蒸発器１４に締結固定されている。
The
蒸発器１４に対する電気ヒータ１８および冷却水熱交換器１９の着脱は、冷媒や冷却水が漏れることなく行うことが可能になっている。
The
蒸発器１４と冷却水熱交換器１９との間、および蒸発器１４と電気ヒータ１８との間に、板状の熱伝導部材が介在していてもよい。
A plate-shaped heat conductive member may be interposed between the evaporator 14 and the cooling
蒸発器１４は、電気ヒータ１８が下方側、冷却水熱交換器１９が上方側になるように、車両上下方向に対して傾斜してエンジンルーム３に固定されている。
The
図１に示すように、凝縮器１５は車室内空間２に配置されている。凝縮器１５は、蒸発器１４で蒸発した冷媒と車室内空間２へ送風される空気と熱交換させることによって冷媒を冷却凝縮させるとともに空気を加熱する熱交換器である。凝縮器１５は暖房用凝縮器である。
As shown in FIG. 1, the
凝縮器１５は、蒸発器１４よりも車両の上方側に配置されている。凝縮器１５は、室内送風機１３とともに空調ケーシング１２に収容されている。
The
空調ケーシング１２および室内送風機１３は車室内空間２に配置されている。空調ケーシング１２は、車室内空間２へ送風される空気が流れる空気通路を形成している。
The
室内送風機１３は、空気を吸い込んで空調ケーシング１２内の空気通路へ送風する。室内送風機１３は、凝縮器１５に空気を送風する送風部である。
The
空調ケーシング１２には、図示しない空気冷却用熱交換器およびエアミックスドアが収容されている。空気冷却用熱交換器は、図示しない冷凍サイクルの低圧冷媒と、車室内空間２へ送風される空気とを熱交換させて空気を冷却する熱交換器である。空気冷却用熱交換器は、空調ケーシング１２内の空気流れにおいて、凝縮器１５の上流側に配置されている。
An air cooling heat exchanger and an air mix door (not shown) are housed in the
エアミックスドアは、空調ケーシング１２から車室内空間２へ吹き出される空調風の温度を調整する空気温度調整部である。エアミックスドアは、空気冷却用熱交換器で冷却された空気のうち、凝縮器１５を通過する空気の風量と、凝縮器１５をバイパスする空気の風量との割合を調節する風量割合調整部である。
The air mix door is an air temperature adjusting unit that adjusts the temperature of the air conditioning air blown from the
図２に示すように、凝縮器１５は、薄型直方体状の外形を有している。凝縮器１５は、熱交換コア部１５ａ、上側ヘッダ１５ｂおよび下側ヘッダ１５ｃを有している。熱交換コア部１５ａは、上側ヘッダ１５ｂと下側ヘッダ１５ｃとの間に配置されている。
As shown in FIG. 2, the
熱交換コア部１５ａは、複数本のチューブを有している。複数本のチューブ内には冷媒が流れる。複数本のチューブは上下方向に延びている。複数本のチューブは所定の間隔で互いに積層されており、複数本のチューブ同士の間に空気が流れるようになっている。複数本のチューブ同士の間の空気通路には放熱フィンが設けられている。複数本のチューブ内を流れる冷媒と、複数本のチューブ間を流れる空気とが熱交換される。
The heat
複数本のチューブの上端部は上側ヘッダ１５ｂに接続されている。上側ヘッダ１５ｂにはガス冷媒配管１６が接続されている。上側ヘッダ１５ｂは、複数本のチューブに冷媒を分配する冷媒分配タンクである。
The upper ends of the plurality of tubes are connected to the
複数本のチューブの下端部は下側ヘッダ１５ｃに接続されている。下側ヘッダ１５ｃには液冷媒配管１７が接続されている。下側ヘッダ１５ｃは、複数本のチューブから流出した冷媒を集合させる冷媒集合タンクである。
The lower ends of the plurality of tubes are connected to the
ガス冷媒配管１６および液冷媒配管１７は、蒸発器１４と凝縮器１５とを接続する配管であり、隔壁４を貫通して車室内空間２およびエンジンルーム３の両方に配置されている。
The
ガス冷媒配管１６は、蒸発器１４で蒸発したガス冷媒を凝縮器１５に導く暖房用気相配管である。液冷媒配管１７は、凝縮器１５で凝縮した液冷媒を蒸発器１４に導く暖房用液相配管である。図２中、ガス冷媒配管１６内および液冷媒配管１７内の破線は、液冷媒の液面を模式的に示している。液冷媒の液面は、蒸発器１４よりも上方に位置している。
The
蒸発器１４は、伝熱性に優れる金属（例えばアルミニウム合金）で形成されている。蒸発器１４は、熱交換コア部１４ａ、上側ヘッダ１４ｂおよび下側ヘッダ１４ｃを有している。熱交換コア部１４ａは、上側ヘッダ１４ｂと下側ヘッダ１４ｃとの間に配置されている。
The
熱交換コア部１４ａは、複数本のチューブを有している。複数本のチューブ内には冷媒が流れる。複数本のチューブは上下方向に延びている。複数本のチューブは、冷却水熱交換器１９側の面から電気ヒータ１８側の面に向かって細長く延びる偏平的な断面形状を有している。
The heat
複数本のチューブの上端部は上側ヘッダ１４ｂに接続されている。上側ヘッダ１４ｂにはガス冷媒配管１６が接続されている。上側ヘッダ１４ｂは、複数本のチューブから流出した冷媒を集合させる冷媒集合タンクである。
The upper ends of the plurality of tubes are connected to the
複数本のチューブの下端部は下側ヘッダ１４ｃに接続されている。下側ヘッダ１４ｃには液冷媒配管１７が接続されている。下側ヘッダ１４ｃは、複数本のチューブに冷媒を分配する冷媒分配タンクである。
The lower ends of the plurality of tubes are connected to the
図３に示すように、冷却水回路２０は、エンジン２１、ポンプ２２、ラジエータ２３、バルブ２４およびリザーブタンク２５を有している。冷却水回路２０には、冷却水が封入充填されている。例えば冷却水は、不凍液（いわゆるＬＬＣ）や水等である。冷却水回路２０は、エンジン２１を冷却水で冷却するための回路である。
As shown in FIG. 3, the cooling
エンジン２１は、燃料を燃焼させて走行用駆動力を発生させる。エンジン２１は、冷却水が流通するウォータージャケットを有している。ウォータージャケットを冷却水が流れることによって、エンジン２１が冷却され、冷却水が加熱される。
The
エンジン２１の燃焼によって発生する排熱は、ウォータージャケットを流れる冷却水に伝えられる。これにより、エンジン２１が冷却される。
The waste heat generated by the combustion of the
ポンプ２２は、冷却水を吸入して吐出する。ラジエータ２３は、エンジン２１で加熱された冷却水と外気とを熱交換させて冷却水を放熱する。
The
冷却水熱交換器１９は、ラジエータ２３に対して、冷却水が並列に流れる。ラジエータ２３と冷却水熱交換器１９との冷却水流れの分岐部には、バルブ２４が配置されている。バルブ２４は、冷却水熱交換器１９とラジエータ２３とに対する冷却水の流量割合を調整する流量割合調整部である。リザーブタンク２５は、余剰冷却水を貯留する冷却水貯留部である。
In the cooling
制御装置３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。制御装置３０は、ＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行う。制御装置３０の出力側には各種制御対象機器が接続されている。制御装置３０は、各種制御対象機器の作動を制御する制御部である。
The
制御装置３０によって制御される制御対象機器は、室内送風機１３、電気ヒータ１８、ポンプ２２およびバルブ２４等である。
The devices to be controlled controlled by the
制御装置３０のうち室内送風機１３を制御するソフトウェアおよびハードウェアは、送風能力制御部である。制御装置３０のうち電気ヒータ１８を制御するソフトウェアおよびハードウェアは、発熱量制御部である。制御装置３０のうちポンプ２２を制御するソフトウェアおよびハードウェアは、冷却水流量制御部である。制御装置３０のうちバルブ２４を制御するソフトウェアおよびハードウェアは、冷却水流れ制御部である。
The software and hardware that control the
制御装置３０の入力側には、凝縮器温度センサ３１、冷却水温度センサ３２、内気温度センサ３３および外気温度センサ３４等の種々の制御用センサ群が接続されている。
Various control sensor groups such as a
凝縮器温度センサ３１は、凝縮器１５の温度を検出する凝縮器温度検出部である。例えば、凝縮器温度センサ３１は、凝縮器１５の放熱フィンの温度を検出するフィンサーミスタや、凝縮器１５内の冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ等である。
The
内気温度センサ３３は、車室内空気（以下、内気と言う。）の温度を検出する内気温度検出部である。外気温度センサ３４は、車室外空気（以下、外気と言う。）の温度を検出する外気温度検出部である。
The inside
冷却水温度センサ３２は、冷却水回路２０の冷却水の温度を検出する冷却水温度検出部である。例えば、冷却水温度センサ３２は、エンジン２１から流出した冷却水の温度を検出する熱媒体温度センサ等である。
The cooling
制御装置３０の入力側には、各種操作スイッチが接続されている。操作スイッチは、操作パネル３５に設けられており、乗員によって操作される。操作パネル３５は車室内前部の計器盤付近に配置されている。制御装置３０には、各種操作スイッチからの操作信号が入力される。
Various operation switches are connected to the input side of the
各種操作スイッチは、空調スイッチ、温度設定スイッチ等である。空調スイッチは、空調を行うか否かを設定する。温度設定スイッチは、車室内の設定温度を設定する。 Various operation switches are an air conditioning switch, a temperature setting switch, and the like. The air conditioning switch sets whether or not to perform air conditioning. The temperature setting switch sets the set temperature in the vehicle interior.
次に、上記構成における作動を説明する。制御装置３０は、冷却水温度センサ３２、内気温度センサ３３および外気温度センサ３４からの入力信号、ならびに空調スイッチおよび温度設定スイッチからの操作信号等に基づいて、車室内空間２を暖房するか否か、およびエンジン２１を暖機するか否かを決定する。
Next, the operation in the above configuration will be described. Whether or not the
車室内空間２を暖房する場合、制御装置３０は、室内送風機１３を作動させる。車室内空間２を暖房する場合、制御装置３０は、冷却水温度センサ３２からの入力信号に基づいて暖房熱源を決定する。
When heating the vehicle
具体的には、冷却水回路２０の冷却水の温度が蒸発器１４内の冷媒の飽和温度よりも低い場合、暖房熱源を電気ヒータ１８に決定し、冷却水回路２０の冷却水の温度が蒸発器１４内の冷媒の飽和温度よりも高い場合、暖房熱源をエンジン２１とする。冷却水回路２０の冷却水の温度が蒸発器１４内の冷媒の飽和温度よりも高い場合、暖房熱源をエンジン２１および電気ヒータ１８の両方にしてもよい。
Specifically, when the temperature of the cooling water in the
暖房熱源として電気ヒータ１８を用いる場合、制御装置３０は、電気ヒータ１８に電力を供給して電気ヒータ１８を発熱させる。
When the
暖房熱源としてエンジン２１を用いない場合、制御装置３０は、冷却水熱交換器１９への冷却水供給が遮断、または冷却水流量が低減されるように、ポンプ２２およびバルブ２４の少なくとも一方を制御する。
When the
電気ヒータ１８が発熱すると、蒸発器１４内の冷媒の飽和温度より高くなり、電気ヒータ１８の熱が蒸発器１４内の液冷媒を沸騰気化させる。
When the
冷却水回路２０の冷却水の温度が蒸発器１４内の冷媒の飽和温度よりも高い場合、冷却水熱交換器１９を流れる冷却水の熱が蒸発器１４内の液冷媒を沸騰気化させる。
When the temperature of the cooling water in the
蒸発器１４内で気化したガス冷媒は、密度差によって上昇し、ガス冷媒配管１６を通じて凝縮器１５へ達する。凝縮器１５の温度が、室内送風機１３によって送風される空気の温度よりも高くなると、ガス冷媒は、室内送風機１３によって送風される空気へ放熱して冷却凝縮し、液体になって液冷媒配管１７を流下し、再び蒸発器１４へ供給される。
The gas refrigerant vaporized in the
室内送風機１３によって車室内空間２へ送風される空気が凝縮器１５で加熱されることによって、車室内空間２の暖房が実現される。
The air blown to the vehicle
エンジン２１を暖機する場合、制御装置３０は、電気ヒータ１８に電力を供給して電気ヒータ１８を発熱させる。制御装置３０は、室内送風機１３を停止、または室内送風機１３の送風量を低下させる。
When the
制御装置３０は、冷却水熱交換器１９へ冷却水が供給され、ラジエータ２３への冷却水の供給が遮断されるように、ポンプ２２およびバルブ２４を制御する。
The
電気ヒータ１８が発熱すると、図６の白抜き矢印に示すように、蒸発器１４の熱交換コア部１４ａを介した熱伝導によって、冷却水熱交換器１９内の冷却水が加熱される。さらに、沸騰凝縮熱伝達によっても、冷却水熱交換器１９内の冷却水が加熱される。
When the
沸騰凝縮熱伝達によって冷却水熱交換器１９内の冷却水が加熱される原理を説明する。冷却水が蒸発器１４内の冷媒よりも低温ならば、蒸発器１４の冷媒チューブ内において、電気ヒータ１８からの熱によって沸騰蒸発した冷媒が、図５の熱交換コア部１４ａ内の破線矢印に示すように上方へ移動して冷却水熱交換器１９側へ放熱して凝縮する。
The principle that the cooling water in the cooling
そして、凝縮した冷媒は図５の熱交換コア部１４ａ内の実線矢印に示すように下方へ移動して電気ヒータ１８からの熱によって再び沸騰蒸発する。すなわち、蒸発器１４の冷媒チューブ内において、小さなサーモサイフォン回路を形成する。これにより、冷却水熱交換器１９内の冷却水が加熱されてエンジン２１が暖機される。
Then, the condensed refrigerant moves downward as shown by the solid line arrow in the heat
図６に示した沸騰凝縮熱伝達について、因果関係と作用とを説明する。電気ヒータ１８、蒸発器１４の熱交換コア部１４ａ、冷却水熱交換器１９は、重力方向下方側から上方側に向かって、この順番で重なるように配置されている。
The causal relationship and action of the heat transfer of boiling condensation shown in FIG. 6 will be described. The
重力方向下方側の電気ヒータ１８の熱で熱交換コア部１４ａ内の液冷媒が沸騰すると、発生したガス冷媒の気泡が浮力により重力方向上方側へ移動する。重力方向上方側へ移動したガス冷媒の気泡は、重力方向上方側に接する冷却水熱交換器１９の冷却水へ熱を放出して凝縮する。一方、冷却水熱交換器１９の冷却水は加熱される。
When the liquid refrigerant in the heat
熱交換コア部１４ａ内において凝縮した液冷媒は周囲のガス冷媒よりも重いので、液冷媒がガス冷媒よりも下方へ流れる。このようにして、熱交換コア部１４ａ内で沸騰・凝縮のサーモサイフォン流れが生じる。
Since the liquid refrigerant condensed in the heat
このように、電気ヒータ１８、蒸発器１４の熱交換コア部１４ａおよび冷却水熱交換器１９の間での熱伝導に加えて、沸騰・凝縮による熱伝達が行われることによって、電気ヒータ１８から冷却水熱交換器１９内の冷却水への熱移動が促進される。
In this way, in addition to heat conduction between the
車室内空間２を暖房しつつエンジン２１を暖機する場合、制御装置３０は、室内送風機１３の送風量と冷却水熱交換器１９の冷却水流量とのバランスを調整する。
When the
エンジン２１の暖機が終了して、エンジン２１が暖房熱源として充分に利用できるようになった後には、暖房熱源として、電気ヒータ１８とエンジン２１を併用するか、エンジン２１のみを用いて電気ヒータ１８を停止させればよい。
After the warm-up of the
本実施形態では、蒸発器１４、電気ヒータ１８および冷却水熱交換器１９は、電気ヒータ１８の温度が冷媒の沸点よりも高く且つ冷却水熱交換器１９の温度が冷媒の沸点よりも低い場合、蒸発器１４において、電気ヒータ１８から供給される熱によって沸騰した冷媒が冷却水熱交換器１９に放熱して凝縮するように構成されている。
In the present embodiment, the
これによると、電気ヒータ１８の熱を蒸発器１４を介して冷却水熱交換器１９に伝えることができる。したがって、電気ヒータ１８を利用してエンジン２１を暖機することを、簡素な構成で実現できる。
According to this, the heat of the
本実施形態では、ポンプ２２およびバルブ２４は、冷却水熱交換器１９とエンジン２１との間の熱移動量を調整する。これにより、電気ヒータ１８から供給される熱量のうちエンジン２１の暖機に利用される熱量を調整することができるので、暖房と暖機とを適宜切り替えることができる。
In this embodiment, the
本実施形態では、冷却水熱交換器１９は、電気ヒータ１８よりも重力方向上方に位置している。これにより、沸騰凝縮熱伝達によって、電気ヒータ１８の熱を蒸発器１４を介して冷却水熱交換器１９に効果的に伝えることができる。
In the present embodiment, the cooling
本実施形態では、電気ヒータ１８および冷却水熱交換器１９は、蒸発器１４に対して互いに反対側に位置している。これにより、蒸発器１４に電気ヒータ１８および冷却水熱交換器１９を効率良く配置できるので、装置体格を小型化できる。
In this embodiment, the
電気ヒータ１８および冷却水熱交換器１９は、蒸発器１４に対して互いに同一側に位置していてもよい。
The
本実施形態では、電気ヒータ１８および冷却水熱交換器１９は、蒸発器１４に対して着脱可能になっている。
In the present embodiment, the
これにより、車両１への組み付け性やメンテナンス性を向上させることができる。また、電気ヒータ１８や冷却水熱交換器１９の代わりに種々の機器を蒸発器１４に用いることが容易であるので、熱源のバリエーション展開が容易となる。
As a result, the ease of assembly and maintainability on the vehicle 1 can be improved. Further, since it is easy to use various devices for the
（第２実施形態）
上記実施形態では、蒸発器１４は、車両上下方向に対して傾斜してエンジンルーム３に固定されているが、図７に示すように、蒸発器１４は、電気ヒータ１８が下方側、冷却水熱交換器１９が上方側になるように、車両上下方向に対して垂直な向きでエンジンルーム３に固定されている。
(Second Embodiment)
In the above embodiment, the
本実施形態においても、上記実施形態と同様に、エンジン２１および電気ヒータ１８の少なくとも一方を熱源として車室内空間２を暖房できる。
Also in the present embodiment, similarly to the above embodiment, the vehicle
エンジン２１を暖機する場合、上記実施形態と同様に、制御装置３０は、電気ヒータ１８に電力を供給して電気ヒータ１８を発熱させる。電気ヒータ１８が発熱すると、蒸発器１４の熱交換コア部１４ａを介した熱伝導によって、冷却水熱交換器１９内の冷却水が加熱される。
When the
さらに、図７の熱交換コア部１４ａ内の破線矢印および実線矢印に示すように、沸騰凝縮熱伝達によっても、冷却水熱交換器１９内の冷却水が加熱される。
Further, as shown by the broken line arrow and the solid line arrow in the heat
したがって、冷却水熱交換器１９内の冷却水が加熱されてエンジン２１が暖機される。
Therefore, the cooling water in the cooling
（第３実施形態）
上記第１実施形態では、蒸発器１４は車両上下方向に対して傾斜してエンジンルーム３に固定されており、上記第２実施形態では、蒸発器１４は車両上下方向に対して垂直な向きでエンジンルーム３に固定されているが、本実施形態では、図８に示すように、蒸発器１４は、車両上下方向に対して平行な向きでエンジンルーム３に固定されている。
(Third Embodiment)
In the first embodiment, the
本実施形態においても、上記実施形態と同様に、エンジン２１および電気ヒータ１８の少なくとも一方を熱源として車室内空間２を暖房できる。
Also in the present embodiment, similarly to the above embodiment, the vehicle
エンジン２１を暖機する場合、上記実施形態と同様に、制御装置３０は、電気ヒータ１８に電力を供給して電気ヒータ１８を発熱させる。電気ヒータ１８が発熱すると、蒸発器１４の熱交換コア部１４ａを介した熱伝導によって、冷却水熱交換器１９内の冷却水が加熱される。
When the
さらに、図８の熱交換コア部１４ａ内の破線矢印および実線矢印に示すように、沸騰凝縮熱伝達によっても、冷却水熱交換器１９内の冷却水が加熱される。
Further, as shown by the broken line arrow and the solid line arrow in the heat
したがって、冷却水熱交換器１９内の冷却水が加熱されてエンジン２１が暖機される。
Therefore, the cooling water in the cooling
図８に示した沸騰凝縮熱伝達について、因果関係と作用とを説明する。電気ヒータ１８により、熱交換コア部１４ａ内に沸騰が発生する。この沸騰により発生した気泡状のガス冷媒の密度は液冷媒の密度よりも低いので、ガス冷媒に浮力が生じ、ガス冷媒が重力方向上方へ移動する。
The causal relationship and action of the heat transfer of boiling condensation shown in FIG. 8 will be described. The
ガス冷媒の気泡が、熱交換コア部１４ａ内の冷媒流路よりも大きく成長すれば、熱交換コア部１４ａのうち冷却水熱交換器１９側の壁面に接触して凝縮し、液化する。
If the bubbles of the gas refrigerant grow larger than the refrigerant flow path in the heat
電気ヒータ１８と冷却水熱交換器１９との間の距離が短く、熱交換コア部１４ａの上下方向高さ（換言すれば、熱交換コア部１４ａのチューブ長さ）が充分にある場合には、熱交換コア部１４ａのチューブのうち電気ヒータ１８と冷却水熱交換器１９との間に位置する部位にガス冷媒の気泡が接触する。チューブの当該部位には冷却水熱交換器１９から冷熱が伝わるので、チューブの当該部位に接触したガス冷媒の気泡が凝縮する。
When the distance between the
したがって、ガス冷媒の気泡が熱交換コア部１４ａよりも上方へ移動する前に、ガス冷媒を凝縮させることができる。
（第４実施形態）
上記実施形態では、電気ヒータ１８およびエンジン２１から蒸発器１４内の冷媒に熱を供給するが、本実施形態では、図９、図１０および図１１に示すように、電気ヒータ１８および冷却水熱交換器１９に加えて、インバータ４０からも蒸発器１４内の冷媒に熱を供給する。
Therefore, the gas refrigerant can be condensed before the bubbles of the gas refrigerant move above the heat
(Fourth Embodiment)
In the above embodiment, heat is supplied from the
インバータ４０は、二次電池などの蓄電装置から供給された直流電力を交流電力に変換して走行用モータに供給する。インバータ４０は、作動に伴って発熱する発熱機器である。インバータ４０は、蒸発器１４に熱伝導可能に接触配置され、冷媒に熱を供給する第３熱供給部である。
The
インバータ４０で発生した熱は、そのまま蒸発器１４に伝えられる。すなわち、インバータ４０は、蒸発器１４に供給される熱量を任意に調整することができない熱供給部である。これに対し、電気ヒータ１８および冷却水熱交換器１９は、蒸発器１４に供給される熱量を任意に調整することができる熱供給部である。
The heat generated by the
具体的には、制御装置３０が電気ヒータ１８に供給する電力を調整することによって、電気ヒータ１８から蒸発器１４に供給される熱量を任意に調整することができる。制御装置３０がポンプ２２およびバルブ２４のうち少なくとも１つを制御することによって、エンジン２１から冷却水熱交換器１９を介して蒸発器１４に供給される熱量を任意に調整することができる。
Specifically, the amount of heat supplied from the
電気ヒータ１８および冷却水熱交換器１９は、蒸発器１４の熱交換コア部１４ａのうち冷媒チューブ積層方向の一端側（図１１の右上側）に配置されている。インバータ４０は、蒸発器１４のうち冷媒チューブ積層方向の他端側（図１１の左下側）に配置されている。
The
したがって、蒸発器１４の熱交換コア部１４ａのうちインバータ４０と接触している第１蒸発部１４１は、蒸発器１４の熱交換コア部１４ａのうち電気ヒータ１８および冷却水熱交換器１９と接触している第２蒸発部１４２に対して、冷媒が並列に流れる。
Therefore, the
蒸発器１４の第１蒸発部１４１は、蒸発器１４の第２蒸発部１４２に対して、所定間隔を空けて配置されている。
The
インバータ４０の温度が冷媒の飽和温度よりも高い場合、蒸発器１４の第１蒸発部１４１の冷媒がインバータ４０の熱によって沸騰気化して、ガス冷媒配管１６を通じて凝縮器１５へ達する。
When the temperature of the
インバータ４０の温度が冷媒の飽和温度よりも低い場合、蒸発器１４の第１蒸発部１４１の冷媒は沸騰気化することなく液の状態で滞留する。蒸発器１４の第２蒸発部１４２の冷媒は、蒸発器１４の第２蒸発部１４１に対して並列に流れるので、蒸発器１４の第１蒸発部１４１の冷媒が液の状態で滞留していても、蒸発器１４の第２蒸発部１４２で沸騰気化した冷媒は、ガス冷媒配管１６を通じて凝縮器１５へ達することができる。
When the temperature of the
したがって、インバータ４０の温度が冷媒の飽和温度よりも低い場合であっても、電気ヒータ１８および冷却水熱交換器１９の少なくとも一方の熱によって冷媒を沸騰気化させてガス冷媒配管１６を通じて凝縮器１５へ達するようにすることができ、ひいては車室内空間２の暖房を行うことができる。
Therefore, even when the temperature of the
すなわち、インバータ４０から蒸発器１４に供給される熱量を任意に調整することができなくても、インバータ４０の温度が冷媒の飽和温度よりも低い場合に電気ヒータ１８および冷却水熱交換器１９の少なくとも一方の熱によって車室内空間２の暖房を行うことができる。
That is, even if the amount of heat supplied from the
蒸発器１４の第１蒸発部１４１と蒸発器１４の第２蒸発部１４２との間に空隙があるので、インバータ４０の温度が冷媒の飽和温度よりも低い場合に電気ヒータ１８および冷却水熱交換器１９の熱がインバータ４０側に放出されてしまうことを抑制できる。
Since there is a gap between the
本実施形態では、蒸発器１４は、冷媒が互いに並列に流れる第１蒸発部１４１および第２蒸発部１４２を有している。電気ヒータ１８および冷却水熱交換器１９は、第１蒸発部１４１に接触配置されている。インバータ４０は、第２蒸発部１４２に接触配置されている。
In the present embodiment, the
これにより、インバータ４０の温度上昇が冷却水熱交換器１９よりも遅くても、電気ヒータ１８および冷却水熱交換器１９による冷媒の蒸発が阻害されることを抑制できる。電気ヒータ１８および冷却水熱交換器１９の熱がインバータ４０側に放出されてしまうことを抑制できる。
As a result, even if the temperature rise of the
（第５実施形態）
上記実施形態では、電気ヒータ１８、エンジン２１およびインバータ４０から蒸発器１４内の冷媒に熱を供給するが、本実施形態では、図１２に示すように、電気ヒータ１８、エンジン２１、暖房用ヒートポンプ５０およびトランスアクスル５１から蒸発器１４内の冷媒に熱を供給する。
(Fifth Embodiment)
In the above embodiment, heat is supplied from the
さらに、上記実施形態では、空調ケーシング１２内の空気通路において、車室内空間２へ送風される空気の冷却を、冷凍サイクルの低圧冷媒との熱交換によって行うが、本実施形態では、空調ケーシング１２内の空気通路において、車室内空間２へ送風される空気の冷却を、サーモサイフォン式の冷房用冷媒回路５２によって行う。
Further, in the above embodiment, in the air passage in the
暖房用ヒートポンプ５０は、暖房用圧縮機５３、ヒートポンプ熱交換器５４、暖房用膨張弁５５および暖房用蒸発器５６を有している。暖房用圧縮機５３は、暖房用ヒートポンプ５０の冷媒を吸入して圧縮して吐出する。
The
ヒートポンプ熱交換器５４は、暖房用圧縮機５３から吐出された高圧冷媒と蒸発器１４の冷媒とを熱交換させて暖房用ヒートポンプ５０の高圧冷媒の熱を蒸発器１４の冷媒に供給する熱交換器である。ヒートポンプ熱交換器５４は、暖房用冷媒回路１１の冷媒に熱を供給する第１熱供給部である。
The heat
暖房用膨張弁５５は、ヒートポンプ熱交換器５４で熱交換された冷媒を減圧する減圧部である。暖房用蒸発器５６は、暖房用膨張弁５５で減圧された冷媒と外気とを熱交換させて冷媒に吸熱させる熱交換器である。
The
トランスアクスル５１は、エンジン２１の図示しない出力軸に連結されている。トランスアクスル５１は、作動に伴って発熱する発熱機器である。
The
トランスアクスル５１は、オイル回路６０に配置されている。オイル回路６０は、トランスアクスル５１を潤滑するためのオイルが循環する回路である。オイルの温度が低すぎるとオイルの粘性が高くなりすぎて走行抵抗となってしまったり高回転ギア段への切替ができなくなってしまうことから、トランスアクスル５１を暖機する必要がある。
The
オイル回路６０は、オイルポンプ６１、オイル熱交換器６２、オイル放熱器６３およびオイルバルブ６４を有している。オイルポンプ６１は、オイル回路６０のオイルを吸入して吐出する。
The
オイル熱交換器６２は、トランスアクスル５１を冷却したオイルと蒸発器１４の冷媒とを熱交換させてオイルの熱を蒸発器１４の冷媒に供給する熱交換器である。オイル熱交換器６２は、暖房用冷媒回路１１の冷媒に熱を供給する第２熱供給部である。
The
オイル放熱器６３は、トランスアクスル５１を冷却したオイルと外気とを熱交換させてオイルを冷却する熱交換器である。
The
オイル熱交換器６２およびオイル放熱器６３は、オイルの流れに対して互いに並列に配置されている。
The
オイルバルブ６４は、オイル熱交換器６２側へのオイル流量と、オイル放熱器６３側へのオイル流量との割合を調節する弁である。
The
蒸発器１４は、電気ヒータ１８およびヒートポンプ熱交換器５４が下方側、冷却水熱交換器１９およびオイル熱交換器６２が上方側になるように、車両上下方向に対して傾斜してエンジンルーム３に固定されている。
The
電気ヒータ１８およびヒートポンプ熱交換器５４は、蒸発器１４のうち車両上下方向に対して傾斜した下方側の面に熱伝導可能に接触配置されている。冷却水熱交換器１９およびオイル熱交換器６２は蒸発器１４のうち車両上下方向に対して傾斜した上方側の面に熱伝導可能に接触配置されている。
The
電気ヒータ１８は、ヒートポンプ熱交換器５４よりも下方側に配置されている。オイル熱交換器６２は、冷却水熱交換器１９よりも上方側に配置されている。
The
電気ヒータ１８およびオイル熱交換器６２は、蒸発器１４を挟み込んでいる。ヒートポンプ熱交換器５４および冷却水熱交換器１９は、蒸発器１４を挟み込んでいる。
The
冷房用冷媒回路５２には、冷媒が封入充填されている。冷房用冷媒回路５２は、暖房用冷媒回路１１と同様に、作動流体としての冷媒が循環する熱媒体回路である。本実施形態では、冷媒としてＨＦＯ－１２３４ｙｆやＨＦＣ－１３４ａなどのフロン系冷媒が用いられている。冷房用冷媒回路５２の冷媒は冷房用作動流体である。
The cooling
冷房用冷媒回路５２は、冷媒の蒸発および凝縮により熱移動を行うヒートパイプである。冷房用冷媒回路５２は、ガス状の冷媒が流れる流路と、液状の冷媒が流れる流路とが分離されたループ型のサーモサイフォンである。
The cooling
冷房用冷媒回路５２は、冷房用蒸発器６５、冷房用凝縮器６６、冷房用ガス冷媒配管６７および冷房用液冷媒配管６８を有している。
The cooling
冷房用蒸発器６５は空調ケーシング１２内に収容されている。冷房用蒸発器６５は、電気ヒータ１８および冷却水熱交換器１９から吸熱して冷媒を蒸発させる吸熱用熱交換器である。
The cooling
冷房用蒸発器６５は、空調ケーシング１２内の空気流れにおいて、凝縮器１５の上流側に配置されている。空調ケーシング１２内の空気流れにおいて、冷房用蒸発器６５と凝縮器１５との間にはエアミックスドア６９が配置されている。
The cooling
エアミックスドア６９は、空調ケーシング１２から車室内空間２へ吹き出される空調風の温度を調整する空気温度調整部である。エアミックスドア６９は、空気冷却用熱交換器で冷却された空気のうち、凝縮器１５を通過する空気の風量と、凝縮器１５をバイパスする空気の風量との割合を調節する風量割合調整部である。
The
冷房用凝縮器６６は、冷房用ヒートポンプ熱交換器７０および冷房用冷却水熱交換器７１との間で熱伝導可能になっている。
The cooling
冷房用凝縮器６６は、薄型直方体状の外形を有している。冷房用ヒートポンプ熱交換器７０および冷房用冷却水熱交換器７１は、直方体状の外形を有している。
The cooling
冷房用凝縮器６６は、冷房用ヒートポンプ熱交換器７０および冷房用冷却水熱交換器７１が上方側になるように、車両上下方向に対して傾斜してエンジンルーム３に固定されている。
The cooling
冷房用ヒートポンプ熱交換器７０および冷房用冷却水熱交換器７１は冷房用凝縮器６６のうち車両上下方向に対して傾斜した上方側の面に熱伝導可能に接触配置されている。
The cooling heat
冷房用凝縮器６６と冷房用ヒートポンプ熱交換器７０との間、および冷房用凝縮器６６と冷房用冷却水熱交換器７１との間に、板状の熱伝導部材が介在していてもよい。
A plate-shaped heat conductive member may be interposed between the cooling
冷房用冷却水熱交換器７１は、冷房用ヒートポンプ熱交換器７０よりも上方に配置されている。
The cooling
冷房用ヒートポンプ熱交換器７０は、冷房用ヒートポンプサイクル７２の低圧冷媒に冷房用凝縮器６６から吸熱させて冷房用ヒートポンプサイクル７２の低圧冷媒を蒸発させる熱交換器である。冷房用ヒートポンプ熱交換器７０は、冷房用冷媒回路５２の冷媒から吸熱する吸熱部である。
The cooling heat
冷房用ヒートポンプサイクル７２は、冷房用圧縮機７３、冷房用ヒートポンプ凝縮器７４、冷房用膨張弁７５および冷房用ヒートポンプ熱交換器７０を有している。
The cooling
冷房用圧縮機は、冷房用ヒートポンプサイクル７２の冷媒を吸入して圧縮して吐出する。冷房用ヒートポンプ凝縮器７４は、冷房用圧縮機から吐出された高圧冷媒と外気とを熱交換させて高圧冷媒を冷却凝縮させる熱交換器である。
The cooling compressor sucks in the refrigerant of the cooling
冷房用膨張弁７５は、冷房用凝縮器６６で熱交換された冷媒を減圧する減圧部である。冷房用ヒートポンプ熱交換器７０は、冷房用膨張弁７５で減圧された冷媒と冷房用凝縮器６６の冷媒とを熱交換させて冷房用膨張弁７５で減圧された冷媒に吸熱させる熱交換器である。
The cooling
冷房用冷却水熱交換器７１は、冷房用冷却水回路７６の冷却水に冷房用凝縮器６６から吸熱させる熱交換器である。冷房用冷却水熱交換器７１は、冷房用冷媒回路５２の冷媒から吸熱する吸熱部である。
The cooling
冷房用冷却水回路７６は、冷房用凝縮器６６の冷媒を冷却するための冷却水が循環する回路である。冷房用冷却水回路７６は、冷房用冷却水ポンプ７７、冷房用冷却水熱交換器７１、冷房用ラジエータ７８および冷房用リザーブタンク７９を有している。
The cooling
冷房用冷却水ポンプ７７は、冷房用冷却水回路７６の冷却水を吸入して吐出するポンプである。冷房用冷却水熱交換器７１は、冷房用冷却水回路７６の冷却水の冷熱で冷房用凝縮器６６を冷却させる熱交換器である。
The cooling
冷房用ラジエータ７８は、冷房用冷却水熱交換器７１で冷房用凝縮器６６から吸熱した冷却水を外気に放熱させる熱交換器である。冷房用リザーブタンク７９は、冷房用冷却水回路７６の余剰冷却水を貯留する冷却水貯留部である。
The cooling
冷房用ヒートポンプ熱交換器７０の冷媒は冷房用冷却水熱交換器７１の冷却水よりも低温にすることが可能であるので、本実施形態のように、冷房用ヒートポンプ熱交換器７０は冷房用冷却水熱交換器７１よりも重力方向下方に配置されているのが好ましい。
Since the refrigerant of the cooling heat
本実施形態では、冷房用凝縮器６６と冷房用液相配管６８と冷房用蒸発器６５と冷房用気相配管６７と冷房用ヒートポンプ熱交換器７０および冷房用冷却水熱交換器７１とを有している。
In the present embodiment, the
これにより、暖房をループ型のサーモサイフォン（具体的には暖房用冷媒回路１１）で行うのみならず、冷房もループ型のサーモサイフォン（具体的には冷房用冷媒回路５２）で行うことができる。 As a result, not only heating can be performed by the loop type thermosiphon (specifically, the heating refrigerant circuit 11), but also cooling can be performed by the loop type thermosiphon (specifically, the cooling refrigerant circuit 52). ..
本実施形態では、１つの蒸発器１４に、電気ヒータ１８、冷却水熱交換器１９、ヒートポンプ熱交換器５４およびオイル熱交換器６２を接触配置している。換言すれば、電気ヒータ１８、冷却水熱交換器１９、ヒートポンプ熱交換器５４およびオイル熱交換器６２を１つの蒸発器１４に集約している。そのため、小型軽量化を実現できる。
In the present embodiment, the
（第６実施形態）
上記第５実施形態では、１つの冷房用凝縮器６６に冷房用ヒートポンプ熱交換器７０および冷房用冷却水熱交換器７１が熱的に接触配置されているが、本実施形態では、図１３に示すように、２つの冷房用凝縮器６６、８０が冷房用冷媒流れにおいて並列に配置されていて、一方の冷房用凝縮器６６（換言すれば第１冷房用凝縮器）には冷房用ヒートポンプ熱交換器７０が熱的に接触配置されており、他方の冷房用凝縮器８０（換言すれば第２冷房用凝縮器）は、冷房用冷媒回路５２の冷媒と外気とを熱交換させて冷房用冷媒回路５２の冷媒を冷却凝縮させる。外気送風機８１は、他方の冷房用凝縮器８０に外気を送風する外気送風部である。
(Sixth Embodiment)
In the fifth embodiment, the cooling heat
本実施形態においても、上記第５実施形態と同様の作用効果を奏することができる。 Also in this embodiment, the same effects as those in the fifth embodiment can be obtained.
（第７実施形態）
上記第５実施形態では、凝縮器１５の熱を暖房に利用するが、本実施形態では、図１４に示すように、凝縮器１５の熱を暖房のみならずエンジン２１の暖機にも利用する。
(7th Embodiment)
In the fifth embodiment, the heat of the
冷却水回路２０の冷却水熱交換器１９は、空調ケーシング１２内に収容されており、凝縮器１５のうち空気流れ上流側の面に熱伝導可能に接触配置されている。
The cooling
蒸発器１４は、電気ヒータ１８が下方側、オイル熱交換器６２が上方側になるように、車両上下方向に対して傾斜してエンジンルーム３に固定されている。
The
電気ヒータ１８は、蒸発器１４のうち車両上下方向に対して傾斜した下方側の面に熱伝導可能に接触配置されている。オイル熱交換器６２は蒸発器１４のうち車両上下方向に対して傾斜した上方側の面に熱伝導可能に接触配置されている。電気ヒータ１８およびオイル熱交換器６２は、蒸発器１４を挟み込んでいる。
The
室内送風機１３が冷却水熱交換器１９および凝縮器１５へ向けて空気を送風することにより、空気が冷却水熱交換器１９および凝縮器１５によって加熱されて車室内空間２に吹き出される。すなわち、凝縮器１５の熱が暖房に利用される。また、冷却水熱交換器１９の熱（換言すればエンジン２１の熱）も暖房に利用される。
When the
室内送風機１３が送風を停止する、または送風量を少なく抑えると、凝縮器１５から冷却水熱交換器１９へ熱伝導が行われる。これにより、冷却水熱交換器１９で冷却水回路２０の冷却水が加熱され、加熱された冷却水がエンジン２１を循環するのでエンジン２１を暖機できる。
When the
トランスアクスルや電池が冷却水回路２０に配置されていれば、トランスアクスルや電池を暖機することもできる。
If the transaxle and the battery are arranged in the
冷却水熱交換器１９および凝縮器１５によって加熱された空気は、暖房のみならず、種々の機器類の暖機に利用されてもよい。
The air heated by the cooling
暖機対象の種々の機器類は、凝縮器１５に熱伝導可能に接触配置されていれば、空気を介することなく凝縮器１５で直接暖機できる。
If the various devices to be warmed up are arranged in contact with the
（他の実施形態）
上記実施形態を適宜組み合わせ可能である。上記実施形態を例えば以下のように種々変形可能である。
(Other embodiments)
The above embodiments can be combined as appropriate. The above embodiment can be variously modified as follows, for example.
（１）上記実施形態では、凝縮器１５は、蒸発器１４で蒸発した冷媒と車室内空間２へ送風される空気とを他の熱媒体を介することなく熱交換させるようになっているが、凝縮器１５は、蒸発器１４で蒸発した冷媒と車室内空間２へ送風される空気とを、他の熱媒体を介して熱交換させるようになっていてもよい。
(1) In the above embodiment, the
（２）上記実施形態では、熱源は電気ヒータ１８、エンジン２１、インバータ４０、トランスアクスル５１であるが、熱源は電池、走行用モータ、インタークーラ等であってもよい。
(2) In the above embodiment, the heat source is the
これらの熱源と蒸発器１４との間の熱移動は、冷却水等の熱媒体を介して行うことが望ましい。これらの熱源と蒸発器１４との間で移動する熱量をポンプやバルブで調整することが可能となるからである。
It is desirable that the heat transfer between these heat sources and the
熱源が電池である場合、電池を下限温度（例えば０℃以上）に暖機することによって、電池の入出力特性を改善することができる。 When the heat source is a battery, the input / output characteristics of the battery can be improved by warming the battery to a lower limit temperature (for example, 0 ° C. or higher).
（３）上記実施形態では、車両１はハイブリッド車であるが、車両１は電気自動車や燃料電池自動車等であってもよい。 (3) In the above embodiment, the vehicle 1 is a hybrid vehicle, but the vehicle 1 may be an electric vehicle, a fuel cell vehicle, or the like.
１４ 蒸発器
１５ 凝縮器
１６ ガス冷媒配管（気相配管）
１７ 液冷媒配管（液相配管）
１８ 電気ヒータ（第１熱供給部）
１９ エンジン冷却水熱交換器（第２熱供給部）
２１ エンジン（熱源）
２２ ポンプ（調整部）
２４ バルブ（調整部）
３０ 制御装置（制御部）
14
17 Liquid refrigerant piping (liquid phase piping)
18 Electric heater (1st heat supply unit)
19 Engine cooling water heat exchanger (second heat supply unit)
21 engine (heat source)
22 Pump (adjustment part)
24 valve (adjustment part)
30 Control device (control unit)
Claims (7)
前記蒸発器で蒸発した気相の前記作動流体が上昇する気相配管（１６）と、
前記気相配管を通過した前記作動流体が空気に放熱して凝縮する凝縮器（１５）と、
前記凝縮器で凝縮した前記作動流体が流下して前記蒸発器に至る液相配管（１７）と、
前記蒸発器に熱伝導可能に接触配置され、前記作動流体に熱を供給する第１熱供給部（１８、５４）および第２熱供給部（１９、６２）と、
前記第１熱供給部から前記作動流体に供給される熱量を制御する制御部（３０、５３）とを備え、
前記第１熱供給部の温度が前記作動流体の沸点よりも高く且つ前記第２熱供給部の温度が前記作動流体の沸点よりも低い場合、前記蒸発器において、前記第１熱供給部から供給される熱によって沸騰した前記作動流体が前記第２熱供給部に放熱して凝縮するように前記蒸発器、前記第１熱供給部および前記第２熱供給部が構成されているサーモサイフォン式暖房装置。 An evaporator (14) in which the working fluid of the liquid phase absorbs heat and evaporates, and
A gas phase pipe (16) in which the working fluid of the gas phase evaporated by the evaporator rises, and
A condenser (15) in which the working fluid that has passed through the gas phase pipe dissipates heat to the air and condenses.
The liquid phase pipe (17) through which the working fluid condensed by the condenser flows down to the evaporator and
The first heat supply unit (18, 54) and the second heat supply unit (19, 62), which are electrically conductively arranged on the evaporator and supply heat to the working fluid,
A control unit (30, 53) for controlling the amount of heat supplied from the first heat supply unit to the working fluid is provided.
When the temperature of the first heat supply unit is higher than the boiling point of the working fluid and the temperature of the second heat supply unit is lower than the boiling point of the working fluid, the first heat supply unit supplies the heat in the evaporator. Thermosiphon type heating in which the evaporator, the first heat supply unit, and the second heat supply unit are configured so that the working fluid boiled by the heat generated is radiated to the second heat supply unit and condensed. Device.
前記第２熱供給部と前記熱源との間の熱移動量を調整する調整部（２２、２４、６１、６４）とを備える請求項１に記載のサーモサイフォン式暖房装置。 The heat source (21, 51) of the second heat supply unit and
The thermosiphon type heating device according to claim 1, further comprising an adjusting unit (22, 24, 61, 64) for adjusting the amount of heat transfer between the second heat supply unit and the heat source.
前記蒸発器は、前記作動流体が互いに並列に流れる第１蒸発部（１４１）および第２蒸発部（１４２）を有しており、
前記第１熱供給部および前記第２熱供給部は前記第１蒸発部に接触配置されており、
前記第３熱供給部（４０）は前記第２蒸発部に接触配置されている請求項１ないし４のいずれか１つに記載のサーモサイフォン式暖房装置。 A third heat supply unit (40) that is thermally conductively arranged on the evaporator and supplies heat to the working fluid is provided.
The evaporator has a first evaporation section (141) and a second evaporation section (142) through which the working fluids flow in parallel with each other.
The first heat supply unit and the second heat supply unit are arranged in contact with the first evaporation unit.
The thermosiphon type heating device according to any one of claims 1 to 4, wherein the third heat supply unit (40) is arranged in contact with the second evaporation unit.
前記蒸発器は暖房用蒸発器（１４）であり、
前記凝縮器は暖房用凝縮器（１５）であり、
前記液相配管は暖房用液相配管（１７）であり、
前記気相配管は暖房用気相配管であり、
さらに、気相の冷房用作動流体が放熱して凝縮する冷房用凝縮器（６６）と、
前記冷房用凝縮器で凝縮した液相の前記冷房用作動流体が流下する冷房用液相配管（６８）と、
前記冷房用液相配管を通過した前記冷房用作動流体が前記空気から吸熱して蒸発する冷房用蒸発器（６５）と、
前記冷房用蒸発器で蒸発した前記冷房用作動流体が上昇して前記冷房用凝縮器に至る冷房用気相配管（６７）と、
前記冷房用凝縮器に熱伝導可能に接触配置され、前記冷房用作動流体から吸熱する複数の吸熱部（７０、７１）とを備える請求項１ないし６のいずれか１つに記載のサーモサイフォン式暖房装置。 The working fluid is a heating working fluid.
The evaporator is a heating evaporator (14).
The condenser is a heating condenser (15).
The liquid phase pipe is a heating liquid phase pipe (17).
The gas phase piping is a heating gas phase piping.
Further, a cooling condenser (66) in which the working fluid for cooling of the gas phase dissipates heat and condenses.
The cooling liquid phase pipe (68) through which the cooling working fluid of the liquid phase condensed by the cooling condenser flows down, and
A cooling evaporator (65) in which the cooling working fluid that has passed through the cooling liquid phase pipe absorbs heat from the air and evaporates.
A cooling gas phase pipe (67) in which the cooling working fluid evaporated by the cooling evaporator rises to the cooling condenser, and
The thermosiphon type according to any one of claims 1 to 6, which is arranged in contact with the cooling condenser so as to be heat conductive and includes a plurality of endothermic portions (70, 71) that absorb heat from the cooling working fluid. Heating system.
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