WO2013084466A1 - 熱交換システム - Google Patents

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WO2013084466A1
WO2013084466A1 PCT/JP2012/007739 JP2012007739W WO2013084466A1 WO 2013084466 A1 WO2013084466 A1 WO 2013084466A1 JP 2012007739 W JP2012007739 W JP 2012007739W WO 2013084466 A1 WO2013084466 A1 WO 2013084466A1
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加藤 吉毅
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株式会社デンソー
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Definitions

  • the present disclosure relates to a heat exchange system having at least two systems of heat dissipation or heat absorption, and in particular, heat exchange including a heat exchanger of a vehicle air conditioner and a heat exchanger for heat dissipation of equipment other than an engine in the vehicle. It is about the system.
  • Patent Document 1 adds a function of accelerating engine warm-up operation in addition to a heater function of heating air blown into a room using a coolant heated by an engine as a heat source and a heater function of using a high-pressure refrigerant as a heat source. To achieve the task.
  • a heater function for heating air blown into the room using a coolant as a heat source and a heater function using a high-pressure refrigerant as a heat source are realized by a single heat exchanger (heater for an air conditioner), and cooling with a high-pressure refrigerant and cooling is performed.
  • a U-shaped tube for heat exchange with the liquid is disposed in the refrigerant tank. When the coolant temperature is low, the coolant is circulated through the U-shaped tube, and when the coolant temperature is high, the coolant is circulated through the coolant tube.
  • Patent Document 2 has an object to increase the heating efficiency in the case of performing a heating operation using a heating unit using hot water as a heat source in a vehicle air conditioner having a heat pump refrigeration cycle.
  • a cooling heat exchanger is arranged leeward of the blower in the duct that guides the blown air into the passenger compartment.
  • a heating heat exchanger and a heater core forming a hot water heating unit are arranged leeward of the cooling heat exchanger.
  • brine heated by a combustion hot water heater is supplied by a pump, and the heat of the brine is discharged into a duct to heat surrounding air.
  • the heater core is arranged on the leeward side of the heating heat exchanger and shares a fin with the heating heat exchanger.
  • a heat exchanger usually exchanges heat between two media such as air or refrigerant.
  • the three-fluid heat exchanger referred to in the present disclosure is a heat exchanger that exchanges heat between three media substantially simultaneously, such as a coolant, air, and a refrigerant.
  • the medium is not limited to a coolant, a refrigerant, or air, and these are referred to as a first fluid, a second fluid, and a third fluid. Therefore, the heating heat exchanger of Patent Document 2 and the heater core sharing the fin constitute a three-fluid heat exchanger. That is, the three-fluid heat exchanger itself is known.
  • Patent Document 3 has a problem that it is possible to reduce the size of an air conditioner in a vehicle air conditioner having a rapid heating operation mode using a high-pressure refrigerant.
  • a heater function that heats the air blown into the room using the engine coolant as a heat source and a heater function that uses the high-pressure refrigerant as a heat source are realized by a single heat exchanger (air conditioner heater).
  • Patent Document 3 during rapid heating, the engine coolant is circulated between the bypass passage and the air conditioner heater to stop the engine coolant flowing out of the engine from flowing into the air conditioner heater.
  • the high-pressure refrigerant is circulated in the heater for the air conditioner.
  • This heater for an air conditioner is also a three-fluid heat exchanger referred to in the present disclosure, and three fluids of an engine coolant, a refrigerant, and air are involved.
  • An object of the present disclosure is to provide a large second fluid circuit including a low-temperature heat exchanger that dissipates heat of equipment other than the engine in the vehicle while substantially maintaining the performance as the first fluid circuit related to the cooling cycle.
  • the purpose is to provide a space-saving heat exchange system that can cope with the increased capacity.
  • a heat exchange system includes: a first heat exchanger that performs heat dissipation of at least a cooling cycle; a cooling circuit in which a coolant of a device that generates heat flows; and a heat dissipation of the coolant that is connected to the cooling circuit.
  • a plurality of heat exchangers and a blower that blows and cools the first heat exchanger and the plurality of heat exchangers, and the heat dissipation of the cooling circuit is a plurality of heat exchanges arranged in the blowing direction of the blower Of the plurality of heat exchangers, the heat exchanger disposed on the windward side is thermally coupled to the first heat exchanger, and the heat exchanger disposed on the windward side radiates heat by itself. In addition, heat is dissipated through the first heat exchanger.
  • the heat exchanger arranged on the windward side among the plurality of heat exchangers radiates heat by itself and also through the first heat exchanger, the heat dissipation capacity of the cooling circuit of the device Even if the requirement may greatly exceed the requirement for the heat radiation capability at the normal time, the requirement for the heat radiation capability that is significantly greater can be satisfied by utilizing the heat radiation action of the first heat exchanger related to the cooling cycle. Thereby, the size of the heat exchanger required for heat radiation of the cooling circuit can be reduced.
  • the heat exchanger arranged on the windward side radiates itself and also radiates via the first heat exchanger, for example, the heat radiation of the first heat exchanger that becomes a heatsink during cooling and on the windward side.
  • the arranged heat exchangers are radiated together.
  • the heat radiation performance of the first heat exchanger is larger as the heat radiation amount of the heat exchanger arranged on the windward side is smaller.
  • the heat generation scenes of devices eg, inverters, motor generators
  • the heat generation amount of the heat generation scene is not as high as that of the engine, but it is a large heat generation amount.
  • the reason why the first heat exchanger and the heat exchanger arranged on the windward side are arranged on the windward side is to avoid the influence of heat radiation of the heat exchanger on the rear side of the wind flow.
  • the first heat exchanger includes an air conditioning heat exchanger that forms part of a first fluid circuit that air-conditions the interior of the vehicle, and the cooling circuit cools a device that generates heat other than the vehicle engine. It consists of a fluid circuit.
  • the scene where the heat dissipation amount of the second fluid circuit of the equipment other than the engine is maximum is limited, and the heat dissipation in the scene where the heat dissipation amount is maximum is performed using the heat exchanger for air conditioning.
  • the cooling circuit forming the second fluid circuit of the device can be radiated by a small heat exchanger.
  • the plurality of heat exchangers includes a second heat exchanger disposed on the leeward side and a third heat exchanger disposed on the leeward side, and the second heat exchanger is adjacent to the first heat exchanger or They are arranged in one piece.
  • the first heat exchanger is arranged on the windward side, first, the first heat exchanger and the second heat exchanger are preferentially dissipated, and thereby the temperature rises to the cooling circuit.
  • the heat can be radiated from the third heat exchanger that radiates the heat.
  • the 2nd heat exchanger is arrange
  • the first heat exchanger is composed of a brine heat exchanger that radiates the heat of the brine flowing through the liquid-cooled condenser.
  • the first heat exchanger and the heat exchanger disposed on the windward side among the plurality of heat exchangers are configured by a three-fluid heat exchanger that conducts heat mutually with part of the core.
  • the first-side heat exchanger and the heat exchanger on the windward side among the plurality of heat exchangers are configured by the three-fluid heat exchanger, it can be configured to be small by integration.
  • the flow of the coolant that is the internal fluid of these heat exchangers is parallel.
  • the flow of the coolant that is the internal fluid of these heat exchangers is in series.
  • the wind flow direction and the series arrangement direction of the second and third heat exchangers can be made the same direction, and the second and third heat exchanges A heat exchanger that wants to enhance the heat dissipation effect can be arranged on the windward side.
  • the second heat exchanger and the third heat exchanger are connected in series, and the internal fluid is subjected to the third heat exchange. From the vessel to the second heat exchanger.
  • a cooling fluid can be introduced into the 2nd heat exchanger arrange
  • the amount of heat released between the second heat exchanger and the first heat exchanger is reduced, the performance of the first heat exchanger (for example, as a condenser) is improved, and the power during cooling cycle operation is reduced and saved. A power effect can be obtained.
  • the total heat exchanger efficiency of the second heat exchanger and the third heat exchanger is also very good.
  • the third heat exchange The device is downsized.
  • the third heat exchanger is arranged on the upstream side of the flow of the internal fluid, and the second heat exchanger is arranged on the downstream side.
  • the temperature of the second heat exchanger decreases. Therefore, since the heat transmitted to the first heat exchanger that is in a heat exchange relationship with the second heat exchanger can be reduced according to the decrease in temperature, the original heat exchange performance of the first heat exchanger can be improved. it can.
  • a flow control valve for adjusting the flow rate of the second heat exchanger is provided, and the flow control valve is opened when it is considered that the temperature of the coolant has reached a predetermined temperature or higher, and only the third heat exchanger is provided.
  • heat is radiated on the second heat exchanger side.
  • the flow control valve is opened, and heat is radiated not only on the third heat exchanger but also on the second heat exchanger side. Only when necessary, heat can be radiated on the second heat exchanger side to increase the heat radiation performance on the cooling circuit side. Therefore, the 1st heat exchanger in the relationship which receives the heat from a 2nd heat exchanger can be used efficiently.
  • the cooling liquid is allowed to flow toward the second heat exchanger and the first heat exchanger that are adjacently or integrally disposed. The heat radiation in the maximum heat radiation scene can be sufficiently performed.
  • the refrigeration cycle includes a heat pump cycle that can cool and heat the interior of the vehicle, and includes a cooling / heating switching unit that switches between the heating cycle and the cooling cycle, and the first heat exchanger of the cooling cycle is switched to the heating cycle. Act as a heat sink.
  • the first heat exchanger constituting the evaporator of the heat pump cycle absorbs heat, thereby obtaining the effects of improving heating performance and suppressing frost formation (including defrosting). be able to.
  • the refrigeration cycle includes a heat pump cycle that can cool and heat the interior of the vehicle, and includes a cooling / heating switching unit that switches between the heating cycle and the cooling cycle, and the first heat exchanger of the cooling cycle is switched to the heating cycle.
  • the flow adjustment valve is controlled so that the coolant flows to the second heat exchanger side during the heating cycle operation.
  • the heating operation can be performed while the waste heat radiated by the second heat exchanger is absorbed by the heat absorber composed of the first heat exchanger.
  • the refrigeration cycle includes a heat pump cycle that can cool and heat the interior of the vehicle, and includes a cooling / heating switching unit that switches between the heating cycle and the cooling cycle, and the first heat exchanger of the cooling cycle is switched to the heating cycle.
  • a heat storage bypass flow path that operates as a heat sink and bypasses at least the second heat exchanger on the cooling circuit side, and switches the flow of the coolant to the heat storage bypass flow path side and the second heat exchanger side.
  • a path switching unit is provided, and by this channel switching unit, the coolant that has passed through the heat storage bypass channel during defrosting of the heat absorber flows into the second heat exchanger side.
  • the frost attached to the heat absorber disposed adjacent to or integrally with the second heat exchanger can be quickly defrosted. That is, it is possible to recover the heating performance by storing the amount of heat generated by the device that generates heat and defrosting the heat absorber disposed adjacent to or integrally with the second heat exchanger as necessary.
  • the flow path switching unit stores the heat by flowing the coolant through the heat storage bypass flow path during non-defrosting, stops the inflow to the heat storage bypass flow path during the defrosting, and performs the second heat exchange on the stored coolant. Let it flow into the vessel.
  • the cooling circuit device is composed of other than the engine, and the third heat exchanger is integrated with the engine heat exchanger of the engine cooling circuit.
  • the third heat exchanger can be miniaturized by being integrated with an engine heat exchanger (engine radiator).
  • the third heat exchanger and the engine heat exchanger are different from the condensed refrigerant of the first heat exchanger in which the fluid flowing in the interior is radiated in the cooling cycle (acting as a condenser). Since it is a fluid, it is very easy to integrate the third heat exchanger and the engine heat exchanger, and space can be saved by integration.
  • the third heat exchanger and the engine heat exchanger have a structure in which they are integrated as a three-fluid heat exchanger that conducts heat mutually with at least part of a common core and exchanges heat with air.
  • the third heat exchanger and the engine heat exchanger can be integrated and miniaturized as a three-fluid heat exchanger. It should be noted that the timing of the heat generation scene differs between the heat exchanger for the engine and the device with heat generation other than the engine. Therefore, there is little heat radiation in the other heat radiation scene. As a result, the third heat exchanger and the engine heat exchanger substantially conduct the heat transfer area of the one that requires heat dissipation by the action of the three-fluid heat exchanger that conducts heat mutually with at least a part of the common core. The effect that it can be enlarged is exhibited.
  • a first heat exchanger and a second heat exchanger are integrated on the windward side as a first three-fluid heat exchanger that conducts heat mutually with a part of the core, and the third heat exchanger
  • the engine heat exchanger is integrally formed on the leeward side as a second three-fluid heat exchanger that conducts heat mutually with part of the core.
  • two sets of three-fluid heat exchangers can be arranged on the windward and leeward side to reduce the entire volume.
  • a first three-fluid heat exchanger and a second three-fluid heat exchanger are further integrated, and a first heat exchanger, a second heat exchanger, a third heat exchanger, an engine heat exchanger, Are mutually conducting heat in a part of the common core.
  • the first heat exchanger, the second heat exchanger, the third heat exchanger, and the engine heat exchanger mutually conduct heat with a part of the common core, these first heat exchangers Since each of the exchanger, the second heat exchanger, the third heat exchanger, and the engine heat exchanger exchanges heat in a complementary manner, the overall size of the heat exchanger should be further reduced to facilitate mounting on the vehicle. Can do.
  • the second heat exchanger disposed on the leeward side and the third heat exchanger disposed on the leeward side are such that the flow of the cooling liquid that is the internal fluid of these heat exchangers is from the third heat exchanger. 2 Flows in series toward the heat exchanger, and the flow of the coolant is opposed to the wind flow from the windward side toward the leeward side.
  • the heat exchanger can be miniaturized.
  • FIG. 1 is an operation explanatory diagram of the cooling circuit according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the heat exchange system 100 is mounted on a vehicle such as an electric vehicle (EV), a hybrid vehicle (HV), or a plug-in hybrid vehicle (PHV) that includes, for example, a travel motor as a travel drive source. It is a device. This device cools equipment (not shown, an inverter, a motor generator 1 and the like) and enables a cooling operation in a refrigeration cycle 2 by an air conditioner cycle.
  • a vehicle such as an electric vehicle (EV), a hybrid vehicle (HV), or a plug-in hybrid vehicle (PHV) that includes, for example, a travel motor as a travel drive source.
  • EV electric vehicle
  • HV hybrid vehicle
  • PGV plug-in hybrid vehicle
  • This device cools equipment (not shown, an inverter, a motor generator 1 and the like) and enables a cooling operation in a refrigeration cycle 2 by an air conditioner cycle.
  • a cooling circuit is formed mainly by the compressor 3, the three-fluid heat exchanger 4 incorporating a radiator (condenser), and the evaporator 17.
  • this circuit is referred to as a first fluid circuit 1R.
  • the refrigerant discharged from the compressor 3 passes through the three-fluid heat exchanger 4, passes through the cooling throttle 20, and cools the vehicle interior air by the evaporator 17.
  • the cooling circuit of the motor generator (MG) 1 passes from the motor generator 1 as a heat source through the pump 7 to the flow control valve 8 forming the flow path switching unit, and in the three-fluid heat exchanger 4.
  • the path through the second heat exchanger 5B and the path from the motor generator 1 serving as a heat source through the pump 7 and through the low-temperature heat exchanger 9 (also referred to as the third heat exchanger 5C). Yes.
  • this circuit is referred to as a second fluid circuit 2R.
  • the engine (E / G) coolant is radiated by the engine radiator 10 (also referred to as an engine heat exchanger or a fourth heat exchanger 5D).
  • the engine coolant flows through the engine cooling circuit 12.
  • the blower 11 causes the air that cools the heat exchangers 5A, 5B, 5C, and 5D to flow from the left to the right in FIG.
  • the wind that forms the cooling air flows in series, and the coolant of the motor generator 1 that is the internal fluid flows in parallel.
  • the engine cooling circuit 12 through which the coolant (LLC) of the engine radiator 10 flows is omitted in the middle.
  • the 1st heat exchanger 5A which comprises the condenser of the refrigerating cycle 2 exists in the three fluid heat exchanger 4.
  • FIG. A second heat exchanger 5 ⁇ / b> B that forms part of the cooling circuit of the motor generator 1, which is a device that generates heat, also exists in the three-fluid heat exchanger 4.
  • it has the 3rd heat exchanger 5C which performs heat radiation of the cooling circuit of the motor generator 1 in the leeward.
  • the plurality of heat exchangers 5B and 5C that dissipate heat from the cooling circuit of the motor generator 1 and are arranged in series in the blowing direction of the blower 11 are arranged in the three-fluid heat exchanger 4 and the low-temperature heat exchanger 5C. Divided into heat to dissipate heat.
  • the low temperature heat exchanger (third heat exchanger) 5 ⁇ / b> C is an expression for the high temperature heat exchanger of the engine radiator 10.
  • the heat exchanger 5B and the heat exchanger 5C are low-temperature heat exchangers that cool the coolant whose temperature has risen through the interior of the motor generator 1, and are disposed, for example, behind the front grill in the engine room. Has been.
  • the heat exchangers 5A and 5B in the three-fluid heat exchanger 4, the leeward heat exchanger 5C, and the engine radiator 10 are supplied with the ram pressure from the vehicle running and the air flow for heat exchange by the blower 11. It has come to be.
  • the three-fluid heat exchanger 4 cools an internal coolant (also referred to as LLC) by an air flow. Therefore, in the heat exchange in the three-fluid heat exchanger 4, the air flow absorbs heat from the cooling liquid, which is accompanied by an increase in temperature of the absorbed heat.
  • LLC internal coolant
  • the cooling circuit of the second fluid circuit 2R may require about twice as much heat radiation as normal at the maximum. A situation occurs in which the required heat dissipation amount of the vehicle cannot be radiated at the maximum time.
  • the heat radiation by the heat exchanger 5A on the air conditioner cycle side (the condenser 5A serving as the outdoor unit of the vehicle air conditioner) is used.
  • the three-fluid heat exchanger 4 is a composite heat exchanger composed of a heat exchanger 5A constituting a condenser serving as an outdoor unit of the vehicle air conditioner and a heat exchanger 5B.
  • the heat exchanger 5 ⁇ / b> A and the heat exchanger 5 ⁇ / b> B are thermally and mechanically coupled by an outer fin that forms part of the core.
  • the three-fluid heat exchanger 4 composed of this composite heat exchanger is ideally manufactured with a two-row core.
  • the heat dissipation requirement of the heat dissipation circuit of the device (motor generator 1) that generates heat is small, all the heat dissipation requirements can be satisfied by the independent low-temperature heat exchanger 5C.
  • the heat dissipation circuit of the condenser 5A in the three-fluid heat exchanger 4 can perform sufficient heat dissipation in the three-fluid heat exchanger 4, and the performance on the condenser 5A side is improved.
  • the passenger compartment can be rapidly cooled.
  • the heat of the second fluid 2R can be dissipated by the three-fluid heat exchanger 4 (incorporating heat exchangers 5A and 5B), so that even when there is a maximum heat dissipation requirement, the low-temperature heat exchanger 5B, An increase in size of 5C can be suppressed.
  • Such control can be controlled by a flow control valve (flow control valve) 8 having an ON / OFF valve disposed on the fluid inlet side of the three-fluid heat exchanger 4.
  • the flow control valve 8 is controlled by the control device 14.
  • the wiring between the flow control valve 8 and the control device 14 is not shown. For example, when the temperature sensor 26 at the inlet of the motor generator 1 reaches a predetermined temperature, the flow control valve 8 on the inlet side of the three-fluid heat exchanger 4 is opened. At this time, the rotational speed of the pump 7 may be controlled.
  • the three-fluid heat exchanger 4 is a composite heat exchanger that includes a heat exchanger 5A that constitutes a condenser that is an outdoor unit of a vehicle air conditioner and a heat exchanger 5B.
  • Comparative Example 1 does not have such a three-fluid heat exchanger 4, and dissipates heat from equipment other than the engine only by a cooler (heat radiator) composed of a low-temperature heat exchanger (heat exchanger 5C). Yes.
  • the cooler composed of the low-temperature heat exchanger must dissipate both the heat radiation amount Q1 having a high appearance frequency and the heat radiation amount Q2 having a low appearance frequency.
  • the heat radiation amount Q1 having a large appearance frequency is a heat radiation amount necessary for normal traveling.
  • the heat release amount Q2 having a low appearance frequency is a heat release amount corresponding to heat generation of the inverter during low-speed climbing traveling and heat generation of the supercharger during high-speed traveling.
  • the physique as a cooler becomes larger as shown in the image of FIG. 2A because the maximum temperature of the heat medium temperature at the inlet of the low-temperature heat exchanger becomes higher.
  • the physique of the cooler is Vr1
  • the physique of the heat exchanger 5A constituting the condenser is represented by Vc
  • the total physique quantity V1 is Vr1 + Vc.
  • the low-temperature heat exchanger 5C is responsible for the heat release amount Q1 with a low appearance frequency
  • the heat release amount Q2 with a high appearance frequency is provided for the three-fluid heat exchanger 4.
  • the three-fluid heat exchanger 4 is responsible for the heat release amount Q2 with a low appearance frequency and does not receive the heat release amount Q1 with a high appearance frequency.
  • the three-fluid heat exchanger 4 since the three-fluid heat exchanger 4 does not receive the heat radiation related to the heat radiation amount Q1 having a high appearance frequency, even when the maximum heat radiation of equipment other than the engine is necessary, The temperature of the fluid heat exchanger 4 can be kept relatively low. Moreover, even during midsummer daytime, when the heat radiation by the heat exchanger 5A on the air conditioner cycle side (the condenser 5A serving as the outdoor unit of the vehicle air conditioner) is maximum (when the required condenser performance is the strictest) There is a time lag in heat dissipation, and it is possible to sufficiently handle the heat dissipation amount Q2 with a low appearance frequency.
  • the three-fluid heat exchanger 4 in the time zone in which the three-fluid heat exchanger 4 does not receive the heat release amount Q2 with a low appearance frequency, the three-fluid heat exchanger 4 is a condensing unit that becomes an outdoor unit of the vehicle air conditioner.
  • the vessel 5A can contribute to its full capacity.
  • the physique Vr2 of the low-temperature heat exchanger is smaller than the physique Vr1 described above, as shown as an image in FIG.
  • the physique Vc2 of the three-fluid heat exchanger 4 is larger than the physique Vc of the condenser in FIG. 2A as shown in FIG. Vc2 + Vr2.
  • V1> V2 when the total physical mass is compared, V1> V2, and the total physical mass can be suppressed, and a space-saving heat exchange system can be provided.
  • the low-temperature heat exchanger radiates heat at a high temperature up to the limit of the capacity, and the heat radiation amount with a low appearance frequency, which is a heat radiation amount exceeding the capability that can be covered by itself, is given to the three-fluid heat exchanger 4. It is because it gives it.
  • the low-temperature heat exchanger in the first embodiment of FIG. 2B radiates heat at a high temperature near a long time limit.
  • the appearance frequency in which high-temperature heat dissipation near the limit occurs is low.
  • the concept of the three-fluid heat exchanger 4 is that, first, the effective transmission of the outer fin to the first fluid and the second fluid by the temperature difference between the tube walls through which the first fluid and the second fluid flow, respectively.
  • the heat area is variable.
  • the heat dissipation performance of the other fluid is increased by increasing the effective heat dissipation area of the other fluid that has a high temperature and requires heat dissipation. Is to increase.
  • the heat release is also performed on the side of the three-fluid heat exchanger 4 without increasing the size of the low-temperature heat exchanger 5C.
  • the amount of heat can be covered, and space efficiency can be improved. And by improving this space efficiency, the physique of the low-temperature heat exchanger 5C can be suppressed.
  • the physique on the side of the three-fluid heat exchanger 4 is increased, and the physique of the low-temperature heat exchanger 5C and the physique of the three-fluid heat exchanger 4 are traded. It is not an off relationship.
  • the necessary heat radiation action can be achieved by the increase in the size of the three-fluid heat exchanger 4 that is smaller than the increase in the size of the low-temperature heat exchanger 5C.
  • the three-fluid heat exchanger 4 is responsible for the amount of heat release with a low probability of appearance after it has been radiated to the limit by the low-temperature heat exchanger 5C. This is because, even if the temperature of 4 is suppressed and, as a result, the increase in the physique is suppressed, a part of the heat released from the equipment other than the engine can be released while satisfying the performance as a condenser of the vehicle air conditioner. .
  • the tubes of the condenser 5A and the tubes of the heat exchanger 5B are arranged alternately so as to be cooled substantially evenly with respect to the wind flow.
  • the relationship between the heat exchanger 5B and the condenser 5A, which are part of the low-temperature heat exchanger in the three-fluid heat exchanger 4 is as follows. You can design freely.
  • the heat exchanger 5B may be the upstream side of the wind flow and the condenser 5A may be the downstream side of the wind flow.
  • the condenser 5A may be the upstream side of the wind flow and the heat exchanger 5B may be the downstream side of the wind flow.
  • the flow control valve 8 may be electrically controlled by a signal transmitted from a wiring line (not shown) from the control device 14, but may be controlled by itself as a thermostat.
  • the motor generator serving as the low-temperature heat source, it is a heat source such as an inverter, an exhaust gas recirculation device (EGR), an intercooler, a power steering, and a battery that form a motor control unit that controls the operation of the traveling motor. May be.
  • region inside these apparatuses 1 can distribute
  • FIG. 1 a heater core 16 through which engine coolant passes and an evaporator 17 are disposed in a vehicle interior (inside an instrument panel) as components of an indoor unit 18, and the other compressor 3, motor generator 1 and the like are disposed in an engine room in which a vehicle driving motor is accommodated.
  • the compressor 3 is an electric fluid machine that is driven by an electric motor (not shown) and compresses and discharges the refrigerant to a high temperature and a high pressure, and the discharge amount of the refrigerant can be adjusted by the operating rotational speed.
  • the operation and the refrigerant discharge amount of the compressor 3 are controlled by the control device 14.
  • the blower 11 sends an air flow (wind) for heat exchange to the heat exchangers 5A, 5B, 5C and the engine radiator 10 in the direction of the arrow Y1.
  • the cooling throttle 20 is a decompression unit, and includes a throttle with a predetermined opening degree so as to decompress the refrigerant flowing out of the heat exchanger 5A.
  • the air-conditioning air is cooled by exchanging heat between the refrigerant decompressed by the evaporator 17 and the cooling diaphragm 20 and the air-conditioning air flowing through the air-conditioning case 18a.
  • the evaporator 17 is arrange
  • the evaporator 17 is disposed upstream of the air flow for air conditioning from the heater core 16 in the air conditioning case 18a.
  • the indoor unit 18 is a unit that adjusts the temperature of the air-conditioning air to a set temperature set by the occupant and blows it into the passenger compartment.
  • the blower 21, the evaporator 17, the heater core 16, and the air mix door are provided in the air-conditioning case 18a. 22 etc. are provided and formed.
  • Reference numeral 23 denotes an inside / outside air switching door, which switches between introducing outside air or inside air (vehicle interior air).
  • the blower 21 is a blower unit that takes in air-conditioning air into the air-conditioning case 18a from the passenger compartment or outside the passenger compartment and blows it out from various outlets on the most downstream side into the passenger compartment.
  • the operating rotational speed of the blower 21, that is, the air flow rate is controlled by the control device 14.
  • the heater core 16 and the evaporator 17 described above are disposed on the downstream side of the air flow for air conditioning of the blower 21, the heater core 16 and the evaporator 17 described above are disposed. Further, a bypass passage 25 is formed between the heater core 16 and the air conditioning case 18a so as to be able to bypass the heater core 16 and flow.
  • the air mix door 22 is an adjustment unit that adjusts the amount of air for air conditioning that passes through the heater core 16 that generates heat from the engine coolant and the bypass passage 25.
  • the air mix door 22 is a rotary door that opens and closes an air conditioning air circulation portion of the heater core 16 or the bypass flow path 25. According to the opening degree of the air mix door 22, the flow rate ratio between the heated air flowing through the heater core 16 and the cooling air cooled by the evaporator 17 and flowing through the bypass passage 25 is adjusted, and the downstream side of the heater core 16 The air temperature for air conditioning is adjusted.
  • the opening degree of the air mix door 22 is controlled by the control device 14.
  • the downstream side (upper side in FIG. 1) of the heater core 16 is connected to a plurality of air outlets (not shown) in the vehicle interior, and the conditioned air whose temperature is adjusted by the air mix door 18 is supplied from the selected air outlet. It is designed to be blown into the passenger compartment.
  • the control device 14 is a control unit composed of a microcomputer and its peripheral circuits.
  • the control device 14 performs a calculation operation according to a preset program.
  • the controller 14 receives various temperature signals from a temperature sensor 26, an outside air temperature sensor (not shown), a set temperature signal set by an occupant from an operation panel (not shown), and the like.
  • control device 14 controls the operation of the pump 7, the opening / closing control of the flow regulating valve 8, the operation and discharge amount control of the compressor 3, the operation of the blower 11 and the blower 21, and the air flow control based on the calculation result, the air mix
  • the opening degree of the door 22 is controlled.
  • the control device 14 operates the pump 7 in the second fluid circuit (cooling circuit) 2R. Then, the coolant in the cooling circuit 2R circulates in the order of the motor generator 1, the pump 7, the heat exchanger 5C, or the motor generator 1, the pump 7, the flow control valve 8, and the heat exchanger 5B. The heat generated with the operation of the motor generator 1 is radiated to the coolant, and the motor generator 1 is cooled.
  • the coolant absorbs heat from the motor generator 1 and rises in temperature, the coolant temperature detected by the temperature sensor 26 becomes a predetermined coolant temperature (predetermined coolant temperature or higher).
  • the control device 14 opens the heat exchanger 5B side by the flow control valve 8. Then, the coolant is also cooled by the condenser 5A that circulates in the heat exchanger 5B and forms an adjacent or integrated radiator. Will come to be. (Cooling operation)
  • the refrigerant discharged from the compressor 3 circulates in the order of the condenser 5 ⁇ / b> A, the cooling throttle 20, the evaporator 17, and the compressor 3. Since the heater core 16 is closed by the air mix door 22 and the air-conditioning air in the indoor unit 18 does not pass through the heater core 16, the engine coolant hardly radiates heat to the air-conditioning air in the heater core 16.
  • the refrigerant that has been cooled and has flowed out of the heat exchanger 5A (condenser) in the three-fluid heat exchanger 4 is decompressed to a low temperature and a low pressure by the cooling throttle 20, and flows into the evaporator 17.
  • the air-conditioning air in the indoor unit 18 is cooled by the refrigerant, becomes cooling air, passes through the bypass passage 25, and is blown out from the outlet to the vehicle interior.
  • the control device 14 controls the discharge amount of the compressor 3, the opening degree of the air mix door 22, and the like so that the temperature of the air-conditioning air to be blown becomes a set temperature set by the occupant.
  • a heat exchanger 5A serving as a radiator in the first fluid circuit 1R constituting the refrigeration cycle 2 and a second fluid circuit (cooling circuit) through which a coolant of the motor generator 1 serving as a device that generates heat flows.
  • the cooling circuit 2R dissipates heat in the cooling circuit by dividing it by a plurality of low-temperature heat exchangers 5B and 5C arranged on the windward and leeward sides of the wind sent by the blower 11.
  • the second heat exchanger 5B which is one of the plurality of heat exchangers 5B and 5C, radiates heat by itself and also radiates heat through the condenser 5A that forms the radiator of the refrigeration cycle 2. Moreover, even if the requirement of the heat dissipation capability of the cooling circuit of the motor generator 1 constituting the device may greatly exceed the requirement of the heat dissipation capability at the normal time, the occurrence frequency is low. Therefore, the requirement of the heat dissipation capability that greatly exceeds can be satisfied by utilizing the heat dissipation action of the condenser (first heat exchanger) 5A of the refrigeration cycle 2. Thereby, the size of the low-temperature heat exchangers 5B and 5C required for heat radiation of the cooling circuit 2R can be reduced.
  • the radiator 5A includes an air conditioning heat exchanger (condenser) that forms part of the first fluid circuit 1R that air-conditions the interior of the vehicle.
  • the second fluid circuit 2R includes a cooling circuit for the motor generator 1 or the like that is a device that generates heat other than the engine of the vehicle.
  • the scene where the heat radiation amount of the cooling circuit forming the second fluid circuit 2R of the motor generator 1 becomes maximum is limited. Therefore, the heat radiation of the cooling circuit forming the second fluid circuit 2R of the motor generator 1 is performed by using a heat exchanger 5A for air conditioning in the scene where the heat radiation amount of the cooling circuit is the maximum, so that the heat radiation of the cooling circuit is a small heat exchanger. Can be done.
  • the first heat exchanger 5A that constitutes at least a radiator is disposed on the windward side.
  • a second heat exchanger 5B that dissipates heat from the cooling circuit at substantially the same position in the wind flow direction passing through the first heat exchanger 5A is disposed adjacent to or integrally with the radiator, that is, the first heat exchanger 5A. Has been.
  • a third heat exchanger (low temperature heat exchanger) 5C that flows at least partially in the same manner as the second heat exchanger 5B and radiates heat from the cooling circuit 2R is disposed on the leeward side. Further, the first heat exchanger 5A and the second heat exchanger 5B form a plurality of heat exchangers constituting the three-fluid heat exchanger 4.
  • the first heat exchanger 5A that constitutes a radiator is arranged on the windward side, first, the first heat exchanger 5A is radiated, and thereby the heat of the cooling circuit is radiated to the wind whose temperature has increased. Heat can be dissipated from the third heat exchanger 5C.
  • the plurality of heat exchangers 5A and 5B are constituted by a three-fluid heat exchanger 4 that conducts heat mutually with a part of the core. According to this, a plurality of heat exchangers (the first heat exchanger 5A and the second heat exchanger 5B) can be integrated as the three-fluid heat exchanger 4 and configured in a small size.
  • At least the second heat exchanger 5B and the third heat exchanger 5C are parallel to each other in the flow of the coolant that is the internal fluid of these heat exchangers. Therefore, the pressure loss of the entire cooling circuit is small, and the internal flow rate can be increased.
  • a flow control valve 8 for adjusting the flow rate of the second heat exchanger 5B is provided.
  • the flow control valve 8 is opened, and heat is radiated not only on the third heat exchanger 5C but also on the second heat exchanger 5B side. I am letting.
  • the second heat exchanger 5B side can dissipate heat to increase the performance on the cooling circuit side, so the second heat exchanger 5B has less chance to dissipate heat. Therefore, the heat radiation from the first heat exchanger 5A, which is in a relationship of performing heat radiation of the cooling circuit at substantially the same position as the second heat exchanger 5B in the wind flow direction, is improved, and the cooling performance by the evaporator 17 is improved. improves.
  • the operation of the three-fluid heat exchanger 4 includes operations as a heat exchanger 5A and a heat exchanger 5B that form a condenser during cooling.
  • the performance of the three-fluid heat exchanger 4 as the condenser 5A increases as the heat radiation amount of the heat exchanger 5B decreases, and the power saving effect of the compressor 3 increases.
  • the heat generation scenes of in-vehicle electronic devices are very limited, and the heat generation amount of the heat generation scene is not as high as that of the engine, but is a large heat generation amount.
  • the performance of the three-fluid heat exchanger 4 is maximized by dissipating heat with the heat exchanger consisting of the heat exchanger 5C on the rear side of the wind flow. Can be made.
  • a heat generation scene with a very large heat generation amount can also cover the heat dissipation amount without increasing the size of the heat exchanger 5C by causing the three-fluid heat exchanger 4 side to carry out heat dissipation as well. Therefore, both space saving and power saving can be achieved.
  • the three-fluid heat exchanger 4 is arranged on the windward side so as not to be affected by the heat radiated from the heat exchanger 5C.
  • FIG. 3 is an operation explanatory diagram of the cooling circuit according to the second embodiment of the present disclosure.
  • a cooling circuit is formed by the compressor 3, the heat exchanger 5 ⁇ / b> A that forms a condenser, the cooling throttle 20, and the evaporator 17.
  • This cooling circuit constitutes the first fluid circuit 1R.
  • the second fluid circuit 2R forms a cooling circuit with the heat source 1, the pump 7, the heat exchanger 5C, and the heat exchanger 5B.
  • the heat exchangers 5B and 5C have a relationship in which wind flows in series and internal fluid also flows in series.
  • the heat exchanger 5 ⁇ / b> A and the heat exchanger 5 ⁇ / b> B are structures that together constitute the three-fluid heat exchanger 4.
  • the heat exchanger 5A and the heat exchanger 5B are coupled by outer fins and are in a heat conduction relationship with each other.
  • the heat exchanger 5A and the heat exchanger 5B are ideally manufactured with a two-row core.
  • the first heat exchanger 5A that constitutes at least a radiator (condenser) is disposed on the windward side.
  • a second heat exchanger 5B that dissipates heat from the cooling circuit at substantially the same position in the direction of the airflow passing through the first heat exchanger 5A is disposed adjacent to or integrally with the radiator.
  • a third heat exchanger 5C that flows the same coolant as the second heat exchanger 5B and radiates heat from the motor generator 1 serving as a heat source is disposed on the leeward side.
  • the first heat exchanger 5A constituting the heat radiator is arranged on the windward side, first, the first heat exchanger 5A is radiated, and thereby the heat of the cooling circuit 2R is radiated to the wind whose temperature has risen. It is possible to dissipate heat from the third heat exchanger 5C to be performed. It should be noted that the heat exchangers 5A and 5B may be integrated so that the upwind / downwind relationship is not established.
  • a plurality of heat exchangers or the first heat exchanger 5A and the second heat exchanger 5B can be integrated as a three-fluid heat exchanger to be configured in a small size.
  • the flow of the coolant that is the internal fluid of these heat exchangers is in series. Therefore, the heat radiation of the second fluid circuit 2R constituting the cooling circuit can be performed by the fluid flow facing in the wind flow direction, and a large heat radiation effect can be expected.
  • the flow of the internal fluid flowing in series between the second heat exchanger 5B and the third heat exchanger 5C is such that the third heat exchanger 5C is upstream of the internal fluid and the second heat exchanger 5B is the internal fluid.
  • the temperature of the second heat exchanger 5B decreases. Therefore, the heat dissipation performance of the first heat exchanger 5A, which has a relationship of radiating heat from the first fluid circuit at substantially the same position in the wind flow direction as the second heat exchanger 5B, according to the decrease in temperature. Can be improved.
  • FIG. 4 a third embodiment of the present disclosure will be described based on FIG. Features different from the above-described embodiment will be described.
  • the difference between FIG. 4 and FIG. 1 is that the liquid cooling condenser 30 and the brine pump 30a are arranged between the compressor 3 side and the three-fluid heat exchanger 4 to provide independent cooling liquid (main book) that relays heat transfer.
  • main book independent cooling liquid
  • it is called a brine.
  • the fluid flowing in the three-fluid heat exchanger 4 is the coolant (LLC) and the refrigerant in the case of FIG. 1, but the fluid flowing in the three-fluid heat exchanger 4 is the coolant (LLC) in the case of FIG. Can be unified.
  • FIG. 4 is an operation explanatory diagram of the cooling circuit showing the third embodiment of the present disclosure.
  • a refrigeration cycle using a liquid-cooled condenser 30 is provided.
  • a cooling circuit is formed by the compressor 3, the liquid refrigerant heat exchanger that forms the liquid-cooled condenser 30, the cooling throttle 20, and the evaporator 17.
  • the second fluid circuit (cooling circuit) 2R is formed by the motor generator 1, the pump 7, the flow control valve 8, and the heat exchanger 5B that serve as heat sources.
  • the second fluid circuit 2R forms a cooling circuit in the heat source 1, the pump 7, and the heat exchanger 5C.
  • the heat exchanger 5B and the heat exchanger 5C of the second fluid circuit 2R are constructed in such a relationship that the wind flows in series and the LLC that is the internal fluid flows in parallel.
  • the heat exchanger 5A and the heat exchanger 5B constitute a three-fluid heat exchanger 4 together.
  • the heat exchanger 5A and the heat exchanger 5B are coupled by outer fins.
  • the heat exchanger 5A and the heat exchanger 5B are ideally manufactured with a two-row core.
  • the first heat exchanger 5A that constitutes at least a radiator is arranged on the windward side.
  • the 2nd heat exchanger 5B which thermally radiates a cooling circuit is arrange
  • the 3rd heat exchanger 5C which the same cooling fluid flows at least partially with the 2nd heat exchanger 5B, and thermally radiates a cooling circuit is arrange
  • the first heat exchanger 5A that constitutes a radiator is arranged on the windward side, first, the first heat exchanger 5A is radiated, and thereby the heat of the cooling circuit is radiated to the wind whose temperature has increased. Heat can be dissipated from the third heat exchanger 5C.
  • the refrigerant compressed by the compressor 3 is cooled by the liquid-cooled condenser 30, and the first heat exchanger 5 ⁇ / b> A serving as a radiator that radiates the heat of the brine flowing through the liquid-cooled condenser 30 is provided. Therefore, not only in the air-cooled condenser but also in the refrigeration cycle 2 in the case of using the liquid-cooled condenser, the heat radiation function of the radiator (the first heat exchanger 5A) of the refrigeration cycle 2 satisfies the requirement for the heat radiation capacity that greatly exceeds. Can be filled using. Thereby, the size of the heat exchangers 5B and 5C that exclusively radiate the heat of the cooling circuit 2R can be reduced.
  • FIG. 5 is an operation explanatory diagram of a heat pump cycle showing a fourth embodiment of the present disclosure.
  • the first fluid circuit 1R constituting the refrigeration cycle 2 constitutes a heat pump cycle.
  • the second fluid circuit 2R forms a cooling circuit with the heat source 1, the pump 7, the flow control valve 8, and the heat exchanger 5B.
  • the cooling circuit is also formed in the heat source 1, the pump 7, and the heat exchanger 5C.
  • the heat exchangers 5B and 5C establish a relationship in which wind flows in series and internal fluid flows in parallel. In addition, you may make it the internal fluid of the heat exchanger 5B and the heat exchanger 5C flow in series like the type III of FIG. 14 mentioned later.
  • the heat exchanger 5A and the heat exchanger 5B have a structure that constitutes the three-fluid heat exchanger 4 together.
  • the heat exchanger 5A and the heat exchanger 5B are coupled by outer fins.
  • the heat exchanger 5A and the heat exchanger 5B are ideally manufactured with a two-row core. Other configurations will be described below.
  • An outdoor heat exchanger of the heat pump cycle is constituted by a heat exchanger 5A in the three-fluid heat exchanger 4, and a control device 14 is provided.
  • a unit that performs air conditioning (cooling operation, heating operation) of the vehicle interior by the indoor radiator 16a and the evaporator 17 constituting the heat pump unit is provided as the indoor unit 18.
  • the heat pump cycle is a heat cycle for heating or cooling the passenger compartment, and the compressor 3, the indoor radiator 16a, the electric expansion valve 31, the first heat exchanger 5A serving as an outdoor heat exchanger,
  • a cooling throttle 20 and an evaporator 17 provided in a branch flow path in the direction of arrow Y41 branched from the three-way valve 33 are provided.
  • the indoor radiator 16a and the evaporator 17 are disposed in the air conditioning case 18a in the vehicle interior (inside the instrument panel) as components of the indoor unit 18, and the compressor 3
  • the heat exchangers 5A, 5B, 5C, 5D, the blower 11, the motor generator 1, and the like are disposed in an engine room in which a vehicle driving motor is accommodated.
  • the compressor 3 is an electric fluid machine that is driven by an electric motor (not shown) and compresses and discharges the refrigerant to a high temperature and a high pressure, and the discharge amount of the refrigerant can be adjusted by the operating rotational speed.
  • the operation and the refrigerant discharge amount of the compressor 3 are controlled by the control device 14.
  • the indoor radiator 16a is a heat exchanger for heat dissipation in which a refrigerant flow path is formed, and is disposed on the downstream side of the air flow for air conditioning in the air conditioning case 18a.
  • the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 3 flows through the refrigerant flow path in the indoor radiator 16a, and the indoor radiator 16a circulates in the air conditioning case 18a and passes through the indoor radiator 16a itself. Heat is dissipated to the air and the air-conditioning air is heated.
  • the electric expansion valve 31 functions as a decompression unit that throttles the refrigerant passage and decompresses the refrigerant flowing out of the indoor radiator 16a.
  • the electric expansion valve 31 also has a function of opening the refrigerant passage and is controlled by the control device 14.
  • a heating throttle and an electromagnetic valve that opens and closes a branch flow path that bypasses the heating throttle can be provided as is well known.
  • This solenoid valve is closed during heating operation so that the refrigerant flowing out of the indoor radiator 16a flows through the heating throttle and is depressurized to flow into the first heat exchanger 5A constituting the three-fluid heat exchanger 4. It ’s fine. Further, the solenoid valve is opened during the cooling operation so that the refrigerant flowing out of the indoor radiator 16a flows into the radiator 5A (first heat exchanger) constituting the outdoor heat exchanger without being decompressed. good.
  • the first heat exchanger 5A serving as an outdoor heat exchanger is a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant flowing out of the electric expansion valve 31 and external heat exchange air.
  • the first heat exchanger 5A is arranged in the engine room so as to be arranged upstream of the heat exchanger 5C and the engine radiator 5D in the heat exchange air flow direction. When the vehicle travels, traveling wind flows from the grill into these heat exchangers 5A, 5B, 5C, and 5D.
  • the first heat exchanger 5A absorbs heat from the heat exchange air. Functions as (heat absorber). Further, when the refrigerant flows out from the electric expansion valve 31 that opens the flow path during the cooling operation, the refrigerant remains at a high temperature and a high pressure without being depressurized. Therefore, the first heat exchanger 5A uses the heat exchange air to remove the refrigerant. Functions as a radiator for cooling.
  • a heat exchanger 5C On the vehicle rear side of the first heat exchanger 5A, a heat exchanger 5C, an engine radiator 5D, and a blower 11 for supplying heat exchange air are provided.
  • the blower 11 is configured such that the amount of air blown by the heat exchange air is adjusted by increasing or decreasing the rotational speed of the fan by the control device 14.
  • the blower 11 may be a push-in air supply unit that is provided on the vehicle front side of the three-fluid heat exchanger 4 and supplies heat exchange air from the vehicle front side to the rear side.
  • a flow path connected to the compressor 3 is provided, such as a three-way valve 33 and an accumulator 32.
  • the three-way valve 33 closes the branch flow path side by a valve provided inside, and the refrigerant flows through the cooling throttle (pressure reducing valve) 20 side as indicated by an arrow Y41, and the branch flow path side is opened and the cooling throttle 20 side is opened. Can be switched to the case where the refrigerant flows through the branch flow path side (accumulator 32 side) as indicated by arrow Y42.
  • the three-way valve 33 forms a cooling / heating switching part together with the electric expansion valve 31.
  • the opening and closing of the internal valve of the three-way valve 33 is controlled by the control device 14.
  • the cooling throttle 20 is a decompression unit, and includes a throttle with a predetermined opening degree.
  • the three-way valve 33 decompresses the refrigerant flowing out from the first heat exchanger 5A in the three-fluid heat exchanger 4.
  • the evaporator 17 is a heat exchanger provided on the downstream side of the cooling throttle 20, and performs heat exchange between the refrigerant decompressed by the cooling throttle 20 and the air-conditioning air flowing through the air-conditioning case 18a.
  • the working air is cooled.
  • the evaporator 17 is arrange
  • the evaporator 17 is arrange
  • the accumulator 32 is a gas-liquid separator, and accepts the refrigerant that has flowed out of the first heat exchanger 5A via the three-way valve 33, or the refrigerant that has flowed out of the evaporator 17 through the cooling throttle 20, and the gas-liquid refrigerant. Is separated and the liquid refrigerant is stored, and the gas refrigerant and a small amount of liquid refrigerant (oil is dissolved) in the vicinity of the bottom are sucked into the compressor 3.
  • the indoor unit 18 is a unit that adjusts the temperature of the air-conditioning air to a set temperature set by the occupant and blows it into the passenger compartment.
  • the blower 21, the evaporator 17, the indoor radiator 16a, and the air are provided in the air-conditioning case 18a.
  • a mix door 22 and the like are provided.
  • the blower 21 is a blower unit that takes in air-conditioning air into the air-conditioning case 18a from the passenger compartment or outside the passenger compartment and blows it out from various outlets on the most downstream side into the passenger compartment.
  • the operating rotational speed of the blower 21, that is, the air flow rate is controlled by the control device 14.
  • the evaporator 17 and the indoor radiator 16a described above are disposed on the downstream side of the air flow for air conditioning of the blower 21, the evaporator 17 and the indoor radiator 16a described above are disposed.
  • a bypass passage 25 is formed between the indoor radiator 16a and the air conditioning case 18a so that the air for air conditioning can flow through the indoor radiator 16a.
  • the air mix door 22 is an adjustment unit that adjusts the amount of air conditioning air that passes through the indoor radiator 16a and the bypass passage 25.
  • the air mix door 22 is a rotary door that opens and closes the air-conditioning air circulation portion of the indoor radiator 16a or the bypass passage 25. According to the opening degree of the air mix door 22, the flow rate ratio between the heated air that flows through the indoor radiator 16 a and the cooling air that is cooled by the evaporator 17 and flows through the bypass passage 25 is adjusted. The air conditioning air temperature on the downstream side of 16a is adjusted.
  • the opening degree of the air mix door 22 is controlled by the control device 14. Further, the control device 14 controls the operation of the pump 7, the opening / closing control of the flow control valve 8, the operation and discharge amount control of the compressor 3, the opening control of the electric expansion valve 31, and the operation of the blower 11 based on the calculation result. Further, by performing air volume control, opening / closing control of the internal valve of the three-way valve 33, operation control of the blower 21, opening degree control of the air mix door 22, etc., the cooling operation of the device 1, the cooling operation of the vehicle interior, and the heating operation I do.
  • the control device 14 operates the pump 7 in the cooling circuit forming the second fluid circuit 2R. Then, the coolant in the second fluid circuit 2R circulates in the order of the motor generator 1, the pump 7, and the third heat exchanger 5C.
  • the control device 14 Since the coolant absorbs heat from the motor generator 1 and rises in temperature, when the coolant temperature detected by the temperature sensor 26 is equal to or higher than a predetermined coolant temperature, the control device 14 The flow control valve 8 opens the second heat exchanger 5B side. Then, the coolant is circulated even when it flows through the second heat exchanger 5B, and the coolant is also cooled by the radiator 5A in the three-fluid heat exchanger 4.
  • the control device 14 opens the electric expansion valve 31, opens the cooling throttle 20 side by the three-way valve 33, closes the accumulator 32 side, and operates the compressor 3 and the blower 11. Moreover, the control apparatus 14 operates the blower 21 in the indoor unit 18, and adjusts an opening degree so that the indoor heat radiator 16a is closed by the air mix door 22 (as shown by the broken line in FIG. 5).
  • the refrigerant discharged from the compressor 3 is the indoor radiator 16a, the electric expansion valve 31, the first heat exchanger 5A, the three-way valve 33, the cooling throttle. 20, the evaporator 17, the accumulator 32, and the compressor 3 are circulated in this order.
  • the indoor radiator 16a is closed by the air mix door 22, and air conditioning air in the indoor unit 18 does not pass through the indoor radiator 16a, so that the refrigerant hardly dissipates heat to the air conditioning air in the indoor radiator 16a. Then, it passes through the indoor radiator 16a with high temperature and high pressure. In addition, since the electric expansion valve 31 is opened, the high-temperature and high-pressure refrigerant that has flowed out of the indoor radiator 16a flows into the three-fluid heat exchanger 4 without being depressurized by the electric expansion valve 31. Thus, the first heat exchanger 5A dissipates heat to the heat exchange air and is cooled.
  • the refrigerant cooled and flowing out from the first heat exchanger 5A is depressurized to a low temperature and a low pressure by the cooling throttle 20, and flows into the evaporator 17.
  • the air-conditioning air in the indoor unit 18 is cooled by the refrigerant, becomes cooling air, passes through the bypass passage 25, and is blown out from the outlet to the vehicle interior.
  • the control device 14 controls the discharge amount of the compressor 3, the opening degree of the air mix door 22, and the like so that the temperature of the air-conditioning air to be blown becomes a set temperature set by the occupant.
  • the control device 14 throttles the flow path in the electric expansion valve 31, opens the accumulator 32 side by the three-way valve 33, closes the cooling throttle 20 side, the compressor 3, and The blower 11 is operated.
  • the control device 14 operates the blower 21 in the indoor unit 18 and adjusts the opening degree so that the bypass channel 25 is closed by the air mix door 22 (as indicated by a solid line in FIG. 5).
  • the refrigerant discharged from the compressor 3 is represented by the indoor heat radiator 16a, the electric expansion valve 31, the first heat exchanger 5A constituting the outdoor heat exchanger, the three-way valve 33, and the arrow Y42 in FIG. As shown, the accumulator 32 and the compressor 3 are circulated in this order.
  • the indoor radiator 16a is opened by the air mix door 22, and the air-conditioning air in the indoor unit 18 passes through the indoor radiator 16a. Therefore, the air-conditioning air flows through the indoor radiator 16a. And heated air is blown out from the outlet into the passenger compartment.
  • the control device 14 controls the discharge amount of the compressor 3, the opening degree of the air mix door 22, and the like so that the temperature of the air-conditioning air to be blown becomes a set temperature set by the occupant.
  • the refrigerant flowing out of the indoor radiator 16a is decompressed to a low temperature and a low pressure by the heating and throttling action in the electric expansion valve 31, flows into the first heat exchanger 5A, and absorbs heat from the heat exchange air. .
  • the refrigerant that has absorbed heat from the heat exchange air is again discharged from the compressor 3 to the indoor radiator 16a, and the absorbed heat is radiated to the air for air conditioning.
  • the air-conditioning air simply passes through the evaporator 17 without heat exchange.
  • the three-way valve 33 and the electric expansion valve 31 that have a heat pump cycle that can cool and heat the interior of the vehicle and serve as a switching unit that switches between the heating cycle and the cooling cycle are provided.
  • the first heat exchanger 5 ⁇ / b> A that constitutes a radiator of the cooling cycle operates as a heat absorber when performing switching to the heating cycle, and performs heat absorption heating. Therefore, also in the heat exchange system that performs heating and cooling in the heat pump cycle, the size of the second and third heat exchangers 5B and 5C required for heat radiation of the cooling circuit forming the second fluid circuit 2R can be reduced.
  • the first heat exchanger 5A that operates as a radiator during the cooling cycle operates as a heat absorber when switched to the heating cycle.
  • the flow control valve 8 is opened so that a cooling fluid may flow into the 2nd heat exchanger 5B side at the time of heating cycle operation. According to this, the heating operation can be performed while the waste heat radiated by the second heat exchanger 5B is absorbed by the first heat exchanger 5A.
  • FIG. 6 is an operation explanatory diagram of the heat pump cycle showing the fifth embodiment of the present disclosure, in which a heat storage bypass flow path 2RB for defrosting is provided in the cooling circuit of the motor generator 1.
  • the refrigeration cycle 2 includes a heat pump cycle that can cool and heat the interior of the vehicle, includes a switching unit that switches between the heating cycle and the cooling cycle, and first heat exchange that forms a radiator of the cooling cycle.
  • the unit 5A operates as a heat absorber when switched to the heating cycle. Therefore, also in the heat exchange system that performs heating and cooling in the heat pump cycle, the size of the second third heat exchangers 5B and 5C required for heat radiation of the cooling circuit serving as the second fluid circuit 2R can be reduced.
  • the waste heat radiated by the second heat exchanger 5B is absorbed by the first heat exchanger 5A by opening the flow control valve 8 so that the coolant flows to the second heat exchanger 5B side.
  • heating operation can be performed.
  • the heat storage bypass flow path 2RB which bypasses at least the 2nd heat exchanger 5B on the cooling circuit side, and the flow path which switches inflow of the cooling liquid to the heat storage bypass flow path 2RB side and the low temperature heat exchangers 5B and 5C side
  • a flow path switching valve 34 serving as a switching unit is provided.
  • the coolant which passed heat storage bypass flow path 2RB is made to flow into the 2nd heat exchanger 5B side. According to this, since the cooling liquid flows into the second heat exchanger 5B when defrosting, it adheres to the heat sink composed of the first heat exchanger 5A disposed adjacent to or integrally with the second heat exchanger 5B.
  • the frost can be quickly defrosted.
  • the flow path switching valve 34 constituting the flow path switching unit circulates the coolant in the heat storage bypass flow path 2RB during non-defrosting to store heat, and stops the flow into the heat storage bypass flow path 2RB during defrosting,
  • the stored coolant is caused to flow into the second heat exchanger 5B side.
  • the coolant stored at a time can be made to flow into the second heat exchanger 5B side. Therefore, with the coolant stored in the heat storage bypass channel 2RB during defrosting, the desorption of the heat absorber (first heat exchanger 5A) immediately adjacent to or integrally with the second heat exchanger 5B is performed. Can do.
  • the control device 14 opens the heat storage bypass flow path 2RB side by the flow path switching valve 34, closes the heat exchangers 5B and 5C side, and operates the pump 7 Let Then, the coolant in the cooling circuit 2R circulates in the order of the pump 7, the flow path switching valve 34, the heat storage bypass flow path 2RB, the motor generator 1, and the pump 7. The heat generated with the operation of the motor generator 1 is radiated to the coolant, and the motor generator 1 is cooled.
  • the coolant temperature detected by the temperature sensor 26 is a predetermined coolant temperature (predetermined coolant temperature,
  • the controller 14 opens the low-temperature heat exchangers 5B and 5C side by the flow path switching valve 34, closes the heat storage bypass flow path 2RB side, and operates the blower 11.
  • the coolant circulates through the low-temperature heat exchangers 5B and 5C in the cooling circuit 2R, and the coolant is cooled by the low-temperature heat exchangers 5B and 5C.
  • the control device 14 opens the heat storage bypass flow channel 2RB side again by the flow channel switching valve 34 and closes the low temperature heat exchangers 5B and 5C side. By repeating this, the motor generator 1 is adjusted (cooled) below a predetermined control temperature.
  • the flow control valve 8 is initially closed and the heat of the motor generator 1 is radiated only by the heat exchanger 5C, and when the heat radiating alone cannot sufficiently radiate the heat, the flow control valve 8 is opened and the three-fluid heat exchanger The heat may be dissipated by the heat exchanger 5B in 4.
  • the cooling operation and the heating operation are the same as those in the fourth embodiment in FIG.
  • the first heat exchanger 5A serving as the outdoor heat exchanger absorbs heat from the heat exchange air to the refrigerant, and thus the temperature of the heat exchange air decreases due to the heat exchange.
  • the temperature of the outside air is low as in winter and the temperature of the heat exchange air is lower than the dew point temperature of the water vapor contained in the air by heat exchange, the water vapor becomes condensed water.
  • the temperature of the heat exchange air decreases to 0 ° C. or less, the condensed water freezes and becomes frost and adheres to the surface of the first heat exchanger 5A (three-fluid heat exchanger 4).
  • the defrosting operation is set as an operation for melting and removing this frost.
  • the control device 14 opens the heat storage bypass flow path 2RB side by the flow path switching valve 34, closes the low temperature heat exchangers 5B, 5C side, and operates the pump 7. Then, the coolant in the cooling circuit 2R circulates through the heat storage bypass flow path 2RB side, and does not receive heat radiation from the three-fluid heat exchanger 4 and the low-temperature heat exchanger 5C. Therefore, the heat generated from the motor generator 1 is sufficiently stored in the coolant.
  • the controller 14 When the controller 14 performs defrosting during the heating operation, the three-fluid heat exchanger 4 and the heat exchanger 5C (low temperature heat exchanger 9) side are opened by the flow path switching valve 34, and the heat storage bypass flow The road 2RB side is closed, and the blower 11 is put into an operating state. Then, the coolant in the cooling circuit 2R circulates through the heat exchanger 5B in the three-fluid heat exchanger 4, and the heat stored in the coolant is adjacent to or integrated with the heat exchanger 5B. It is supplied to the heat exchanger 5A (heat absorber) for defrosting. Note that a three-way valve or the like may be provided instead of the flow control valve 8 so that the coolant stored in the heat exchanger 5C does not flow during the defrosting.
  • the control device 14 controls the amount of air blown by the blower 11 so that the temperature T2 of the heat exchange air is equal to or higher than a predetermined air temperature required for defrosting the three-fluid heat exchanger 4. Since the temperature T2 of the heat exchange air for melting frost needs to be 0 ° C. or higher, the predetermined air temperature is set to 0 ° C. here.
  • the amount of heat released from the coolant is proportional to the product of the air volume of the heat exchange air and (temperature T2 ⁇ temperature T1). Therefore, for example, when the heat exchange air temperature T2 is lower than the predetermined air temperature, the control device 14 reduces the air volume of the blower 11 so that the temperature T2 of the heat exchange air becomes equal to or higher than the predetermined air temperature. Secure.
  • the heat exchange air heated to the temperature T2 flows into the three-fluid heat exchanger 4, and the three-fluid heat exchanger 4 can be defrosted.
  • the operating conditions during the heating operation can be maintained as they are.
  • the coolant in the defrosting operation, the coolant is caused to flow through the heat storage bypass flow path 2RB by the flow path switching valve 34 at the stage before defrosting, so that the electric power generation is performed.
  • the heat generated from the machine 1 is stored in the coolant. Thereby, the heat for defrosting in the three-fluid heat exchanger 4 can be prepared.
  • the flow path switching valve 34 causes the stored coolant to flow through at least the heat exchanger 5B so that the blower 11 is operated. Thereby, the heat of the coolant is transmitted from the heat exchanger 5B to the entire three-fluid heat exchanger 4, and further transmitted to the heat exchange air, whereby the temperature of the heat exchange air can be increased. Further, the heat exchange air whose temperature has increased can be introduced into the heat exchanger 5C constituting the low-temperature heat exchanger 9 on the downstream side and the heat exchanger 5D constituting the engine radiator 10.
  • the blower 11 continues to operate during defrosting, and the first heat exchanger 5A in the three-fluid heat exchanger 4 maintains the operation as a heat absorber as in the heating operation. Can do. Therefore, in the heat pump cycle, it is possible to defrost while maintaining the original heating operation state. And the compressor 3 is not operated for defrosting and the extra motive power of the compressor 3 is not required.
  • the internal fluid may flow in series between the heat exchanger 5B and the heat exchanger 5C as in type IV of FIG. 14 described later.
  • the third heat exchanger 5C of FIG. 7 is integrated with an engine radiator 10 (fourth heat exchanger 5D) that dissipates heat of the coolant of the engine 40. This integration can reduce the volume of the entire heat exchanger.
  • FIG. 7 is an operation explanatory diagram of the cooling cycle showing the sixth embodiment of the present disclosure.
  • the refrigeration cycle forms a cooling circuit with the compressor 3, the first heat exchanger 5A constituting the condenser, the evaporator 17, and the like.
  • the cooling circuit forming the first fluid circuit 2R forms a cooling circuit with the heat source 1, the pump 7, the heat exchanger 5C forming the low-temperature heat exchanger 9, and the heat exchanger 5B.
  • the heat exchanger 5B and the heat exchanger 5C have a relationship in which wind flows in series and internal fluid flows in series.
  • the heat exchanger 5A and the heat exchanger 5B have a structure that constitutes the three-fluid heat exchanger 4 together.
  • the heat exchanger 5A and the heat exchanger 5B are coupled by an outer fin.
  • the heat exchanger 5A and the heat exchanger 5B are ideally manufactured with a two-row core.
  • the third heat exchanger 5C is integral with the engine radiator 10 serving as the fourth heat exchanger 5D of the cooling circuit of the engine 40. Therefore, the 3rd heat exchanger 5C can be integrated with 4th heat exchanger 5D which consists of engine radiators 10, and can be reduced in size.
  • the third heat exchanger 5C and the fourth heat exchanger 5D have a structure integrated as a three-fluid heat exchanger (5C, 5D) that conducts heat mutually with part of the core. According to this, the third heat exchanger 5C can be integrated and miniaturized as a fourth heat exchanger 5D and a three-fluid heat exchanger.
  • the first heat exchanger 5A and the second heat exchanger 5B are integrated on the windward side as the first three-fluid heat exchanger (5A, 5B) that conducts heat mutually with part of the core.
  • the third heat exchanger 5C and the fourth heat exchanger 5D are integrated as a second three-fluid heat exchanger (5C, 5D) that conducts heat mutually with at least a part of the common core. It is structured. In this way, two sets of three-fluid heat exchangers can be arranged on the windward and leeward sides to further reduce the overall volume.
  • the first three-fluid heat exchanger (5A, 5B) is integrated on the windward side
  • the second three-fluid heat exchanger (5C, 5D) is integrated on the leeward side.
  • the first three-fluid heat exchanger (5A, 5B) and the second three-fluid heat exchanger (5C, 5D) may be further integrated.
  • This integrated composite three-fluid heat exchanger (5A, 5B, 5C, 5D) is indicated by a one-dot chain line in FIG.
  • all the heat exchanger portions 5A, 5B, 5C, 5D are thermally and mechanically coupled via outer fins.
  • the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and can be modified or expanded as follows.
  • the three-fluid heat exchanger is formed with a two-row core, but can be formed with a one-row core.
  • the heat exchangers 5A and 5B may be structured so as to be able to conduct heat to each other.
  • the heat exchanger 5A may be in the upwind direction and the heat exchanger 5B may be in the downwind direction with respect to the wind flow. Also good. Further, it may be integrated so that the upwind / downwind relationship is eliminated.
  • FIG. 8 is a schematic layout view showing an example of alternate arrangement of tubes in each heat exchanger in a three-fluid heat exchanger showing another embodiment.
  • the three-fluid heat exchanger includes, for example, a tube 41 of the first heat exchanger 5 ⁇ / b> A and a part of the low-temperature heat exchanger that constitute a condenser or a heat absorber that is an outdoor unit of a vehicle air conditioner. It is a composite heat exchanger which consists of the tube 42 of the 2nd heat exchanger 5B to comprise.
  • a core 44 is constituted by at least the tubes 41 and 42 and the outer fin 43 provided with a cut-and-raised portion that bridges between the tubes 41 and 42.
  • the heat exchanger 5 ⁇ / b> A and the heat exchanger 5 ⁇ / b> B are thermally coupled to each other by the outer fin 43 that forms a part of the core 44.
  • Arrow Y7 is the wind (heat exchange air) that is blown by the blower 11.
  • FIG. 9 is a schematic arrangement view showing an example of staggered arrangement of tubes in each heat exchanger in a three-fluid heat exchanger showing another embodiment.
  • 42 is a staggered arrangement.
  • the tubes 41 and 42 are opposed to the wind Y7 direction.
  • the outer fin 43 provided with the cut and raised which bridges between these tubes 41 and 42 is provided.
  • the heat exchanger 5A and the heat exchanger 5B are thermally coupled by the outer fins 43 that form part of the core 44.
  • thermal coupling between the heat exchanger 5A and the heat exchanger 5B can be performed by contact between tubes or contact between tanks to which the tubes are connected.
  • the core 44 is a metal part including a tube, an outer fin, and a tank in this case.
  • FIG. 10 is an external perspective view of the heat exchanger 70
  • FIG. 11 is an exploded perspective view of the heat exchanger 70
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line Y12-Y12 of FIG. 10
  • FIG. 3 is a schematic perspective view for explaining a refrigerant flow and a coolant flow in a heat exchanger 70.
  • the heat exchange medium of the three-fluid heat exchanger may be air, refrigerant, and cooling liquid, or air, first cooling liquid, and second cooling liquid. The case will be described. However, the following structure can be applied to the case of air, the first coolant, and the second coolant.
  • the outdoor heat exchange section 160 constituting the first heat exchanger 5A and the radiator section 430 constituting the second heat exchanger 5B each have a plurality of tubes through which refrigerant or coolant flows.
  • a so-called tank-and-tube heat exchanger structure having a pair of collecting and distributing tanks or the like that are arranged at both ends of the plurality of tubes and collect or distribute the refrigerant or the coolant flowing through the tubes. It is configured. More specifically, the outdoor heat exchange unit 160 extends in the stacking direction of the plurality of refrigerant tubes 160a through which the refrigerant as the first fluid flows, and the plurality of refrigerant tubes 160a, and extends the refrigerant tubes 160a.
  • It has a refrigerant side tank portion 160c that collects or distributes the refrigerant that circulates, and the refrigerant as the third fluid that flows around the refrigerant tube 160a and the refrigerant tube 160a (outside air blown from the blower fan 11) ).
  • the radiator section 430 extends in the stacking direction of the cooling medium tubes 430a through which the cooling liquid as the second fluid flows and the cooling medium tubes 430a and flows through the cooling medium tubes 430a.
  • Heat exchange is performed between the coolant flowing through the cooling medium tube 430a and the air flowing around the cooling medium tube 430a (outside air blown from the blower fan 11). It is a heat exchanging part.
  • the refrigerant tube 160a and the cooling medium tube 430a flat tubes having a flat shape in the longitudinal direction are adopted. Then, as shown in the exploded perspective view of FIG. 11, the refrigerant tube 160a of the outdoor heat exchange unit 160 and the cooling medium tube 430a of the radiator unit 430 are respectively along the flow direction X10 of the outside air blown by the blower fan 11. Are arranged in two rows.
  • the refrigerant tubes 160a and the cooling medium tubes 430a arranged on the windward side in the flow direction of the outside air are alternately spaced at predetermined intervals so that the flat surfaces of the outer surfaces are parallel to each other and face each other. Are arranged in layers.
  • the refrigerant tubes 160a and the cooling medium tubes 430a arranged on the leeward side in the flow direction of the outside air are alternately stacked with predetermined intervals.
  • the refrigerant tube 160a of the heat exchanger is disposed between the cooling medium tubes 430a, and the cooling medium tube 430a is disposed between the refrigerant tubes 160a. Further, the space formed between the refrigerant tube 160a and the cooling medium tube 430a forms an outside air passage 70a (third fluid passage) through which the outside air blown by the blower fan 11 flows.
  • the outside air passage 70a promotes heat exchange between the refrigerant and the outside air in the outdoor heat exchange section 160 and heat exchange between the coolant and the outside air in the radiator section 430, and cools the refrigerant flowing through the refrigerant tube 160a and the cooling.
  • Outer fins 50 that allow heat transfer between the coolant flowing through the medium tube 430a are disposed.
  • this outer fin 50 a corrugated fin obtained by bending a metal thin plate having excellent heat conductivity into a wave shape is adopted.
  • this outer fin 50 is composed of a refrigerant tube 160a and a cooling medium tube 430a. The heat transfer between the refrigerant tube 160a and the cooling medium tube 430a is enabled.
  • the refrigerant side tank portion 160c includes a refrigerant side fixing plate member 161 to which both the refrigerant tubes 160a and the cooling medium tubes 430a arranged in two rows are fixed, and the refrigerant side fixed to the refrigerant side fixing plate member 161.
  • An intermediate plate member 162 and a refrigerant side tank forming member 163 are provided.
  • the refrigerant side intermediate plate member 162 is fixed to the refrigerant side fixing plate member 161, so that the cooling medium tube 430 a is interposed between the refrigerant side fixing plate member 161 and the refrigerant side fixing plate member 161.
  • a plurality of recesses 162b that form a plurality of communicating spaces are formed. This space serves as a cooling medium communication space that allows the cooling medium tubes 430a arranged in two rows in the outside air flow direction X10 to communicate with each other.
  • FIG. 12 for the sake of clarity, the cross section around the recess 432b provided in the cooling medium side intermediate plate member 432 is illustrated, but as described above, the refrigerant side tank portion 160c and the cooling medium side are shown. Since the basic configuration of the tank portion 430c is the same, the refrigerant-side connection plate member 161, the recess portion 162b, and the like are indicated by parentheses.
  • a portion of the refrigerant side intermediate plate member 162 corresponding to the refrigerant tube 160a is provided with a first communication hole 162a (FIG. 11) penetrating the front and back, and the refrigerant communication tube 160a is provided in the first communication hole 162a. Has penetrated. Thereby, the refrigerant
  • the refrigerant tube 160a protrudes more toward the refrigerant side tank portion 160c than the cooling medium tube 430a. That is, the end on the refrigerant side tank portion 160c side of the refrigerant tube 160a and the end on the refrigerant side tank portion 160c side of the cooling medium tube 430a are arranged unevenly.
  • the refrigerant-side tank forming member 163 is fixed to the refrigerant-side fixing plate member 161 and the refrigerant-side intermediate plate member 162, so that a collecting space 163a for collecting refrigerant and a distribution space 163b for distributing refrigerant are formed therein.
  • the refrigerant side tank forming member 163 is formed in a double mountain shape (W shape) when viewed from the longitudinal direction by pressing a flat metal.
  • the collective space 163a and the distribution space 163b are partitioned by joining the two mountain-shaped central portions 163c of the refrigerant side tank forming member 163 to the refrigerant side intermediate plate member 162.
  • the collective space 163a is disposed on the leeward side in the flow direction X10 of the outside air
  • the distribution space 163b is disposed on the leeward side in the flow direction X10 of the outside air.
  • the central portion 163c is formed in a shape that fits a recess 162b formed in the refrigerant-side intermediate plate member 162, and the collective space 163a and the distribution space 163b are formed of the refrigerant-side fixing plate member 161 and the refrigerant-side intermediate plate.
  • the coolant is partitioned so that the internal refrigerant does not leak from the joint portion of the member 162.
  • the refrigerant tube 160a passes through the first communication hole 162a of the refrigerant side intermediate plate member 162 and protrudes into the collecting space 163a or the distribution space 163b formed inside the refrigerant side tank forming member 163. Therefore, the refrigerant tubes 160a arranged on the windward side in the outside air flow direction X10 communicate with the collective space 163a, and the refrigerant tubes 160a arranged on the leeward side in the outside air flow direction X10 enter the distribution space 163b. Communicate.
  • a refrigerant inflow pipe 164 that allows the refrigerant to flow into the distribution space 163b and a refrigerant outflow pipe 165 that causes the refrigerant to flow out from the collective space 163a are connected to one end in the longitudinal direction of the refrigerant side tank forming member 163. Yes. Further, the other end in the longitudinal direction of the refrigerant side tank forming member 163 is closed by a closing member.
  • the cooling medium side fixing plate member 431 and the cooling medium side intermediate plate member 432 fixed to the cooling medium side fixing plate member 431 have the same configuration.
  • a cooling medium side tank forming member 433 is provided.
  • the recesses 432 b provided in the cooling medium side intermediate plate member 432 are arranged in two rows in the outside air flow direction X ⁇ b> 10.
  • a refrigerant communication space for communicating the refrigerant tubes 160a with each other is formed.
  • a second communication hole 432a (FIG. 11) penetrating the front and back of the cooling medium side intermediate plate member 432 corresponding to the cooling medium tube 430a is provided in the second communication hole 432a.
  • the tube 430a for use penetrates. Accordingly, the cooling medium tube 430a communicates with the space formed in the cooling medium medium side tank forming member 433.
  • the cooling medium tube 430a protrudes more toward the cooling medium side tank portion 430c than the refrigerant tube 160a. That is, the end on the cooling medium side tank 430c side of the refrigerant tube 160a and the end on the cooling medium side tank 430c side of the cooling medium tube 430a are arranged unevenly.
  • the cooling medium side tank forming member 433 is fixed to the cooling medium side fixing plate member 431 and the cooling medium side intermediate plate member 432, so that the cooling medium side tank forming member 433 is partitioned by the central portion 433 c of the cooling medium side tank forming member 433.
  • the cooling medium gathering space 433a and the cooling medium distribution space 433b are formed.
  • the distribution space 433b is arranged on the leeward side in the flow direction X10 of the outside air
  • the collective space 433a is arranged on the leeward side in the flow direction X10 of the outside air.
  • a cooling medium inflow pipe 434 through which the cooling medium flows into the distribution space 433b is connected to one end side in the longitudinal direction of the cooling medium side tank forming member 433, and a cooling medium outflow pipe through which the cooling medium flows out from the collective space 433a. 435 is connected. Further, the other end side in the longitudinal direction of the cooling medium side tank portion 430c is closed by a closing member.
  • the refrigerant flowing into the distribution space 163b of the refrigerant side tank portion 160c via the refrigerant inflow pipe 164 is divided into two rows.
  • the refrigerant flows into the refrigerant tubes 160a arranged on the leeward side in the flow direction X10 of the outside air.
  • each refrigerant tube 160a arranged on the leeward side is formed between the cooling medium side fixing plate member 431 and the cooling medium side intermediate plate member 432 of the cooling medium side tank 430c.
  • the refrigerant flows into the refrigerant tubes 160a arranged on the windward side of the outside air flow direction X10 through the communication space.
  • each refrigerant tube 160a arranged on the windward side gathers in the collective space 163a of the refrigerant side tank portion 160c and flows out from the refrigerant outflow pipe 165 as shown by the solid line arrow in FIG. I will do it. That is, in this heat exchanger 70, the refrigerant flows while making U-turns in the order of the leeward refrigerant tube 160a, the refrigerant communication space of the cooling medium side tank 430c, and the leeward refrigerant tube 160a.
  • the coolant flows while making U-turns in the order of the cooling medium tube 430a on the windward side, the communication space for the cooling medium in the refrigerant side tank portion 160c, and the cooling medium tube 430a on the leeward side. Therefore, the refrigerant flowing through the adjacent refrigerant tubes 160a and the cooling liquid flowing through the cooling medium tubes 430a are opposed to each other.
  • the refrigerant tube 160a of the outdoor heat exchange unit 160 the cooling medium tube 430a of the radiator unit 430, each component of the refrigerant side tank unit 160c, each component of the cooling medium side tank unit 430c, and the outer fin 50 are These are made of the same metal material (in this embodiment, an aluminum alloy).
  • the refrigerant side fixing plate member 161 and the refrigerant side tank forming member 163 are fixed by caulking while the refrigerant side intermediate plate member 162 is sandwiched, and the cooling medium side intermediate plate member 432 is sandwiched.
  • the fixing plate member 431 and the cooling medium side tank forming member 433 are fixed by caulking.
  • FIG. 14 illustrates a summary of the present disclosure according to a plurality of heat exchangers 5B and 5C that are connected to the cooling circuit 2R and radiate the cooling liquid, and modifications thereof.
  • the first heat exchanger 5A is integral with the second heat exchanger, the illustration is omitted.
  • type I is capable of simultaneously flowing coolant into the plurality of heat exchangers 5B and 5C, passes through the flow control valve 8 forming the flow path switching unit, and flows through the heat exchanger 5B. And a path through the heat exchanger 5C without passing through the flow control valve 8 from a device that generates heat. Then, when the heat dissipation amount of the heat exchanger 5C increases to a predetermined amount, the coolant flowing through the heat exchanger 5B is increased. As a result, the endothermic heating during the heating operation can be performed as in the case of FIG.
  • the second heat exchanger 5B and the third heat exchanger 5C have a series of coolant flows as internal fluids of these heat exchangers 5B and 5C. Furthermore, the flow of the wind is in the opposite direction to the flow of the cooling liquid and faces each other. As a result, the efficiency of heat exchange between the wind and the coolant is improved.
  • the third heat exchanger 5C is arranged on the upstream side of the internal fluid, and the second heat exchanger 5B is arranged on the downstream side.
  • the 1st heat exchanger 5 can comprise the heat exchanger for heat absorption heating which absorbs the heat_generation
  • type III is a type in which a bypass circuit for bypassing the third heat exchanger 5C is provided in type II.
  • the amount of heat absorbed by the first heat exchanger 5A from the second heat exchanger 5B can be increased by flowing the refrigerant through the bypass circuit.
  • type IV is the type II provided with a bypass circuit that bypasses the second heat exchanger 5B.
  • a bypass circuit that bypasses the second heat exchanger 5B.
  • the maximum heat radiation amount of the third heat exchanger 5C can be increased.
  • a heat storage bypass flow path that bypasses at least the second heat exchanger 5B is provided on the cooling circuit side as shown in FIG. 6, and a flow for switching the inflow of the coolant to the heat storage bypass flow path side and the second heat exchanger 5B side is provided. If the path switching unit 34 is provided, the coolant stored through the heat storage bypass flow path at the time of defrosting of the heat absorber can be caused to flow into the second heat exchanger 5B side.
  • type V is the type II provided with a bypass circuit for bypassing the heat exchangers 5C and 5B.
  • the bypass circuit if the bypass circuit is used for heat storage, the amount of heat stored in the heat storage bypass channel can be increased compared to type IV, and the coolant stored through the heat storage bypass channel during defrosting of the heat absorber can be stored. It can be made to flow into the 2nd heat exchanger 5B side via the 3rd heat exchanger 5C.
  • type VI is provided with a heat storage bypass flow path that bypasses the third heat exchanger 5C and a heat storage bypass flow path that bypasses the second heat exchanger 5B. According to this, the function of the said type II to the type V can be exhibited arbitrarily by switching the combination of a some thermal storage bypass flow path.

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Abstract

 熱交換システムは、少なくとも冷房サイクルの放熱を行う第1熱交換器(5A)と、発熱を伴う機器(1)の冷却液が流れる冷却回路(2R)と、前記冷却回路(2R)に接続されて前記冷却液の放熱を行う複数の熱交換器(5B、5C)と、前記第1熱交換器(5A)と前記複数の熱交換器(5B、5C)とに送風して冷却する送風機(11)とを備える。前記冷却回路(2R)の放熱は、前記送風機(11)の送風方向に並べて配置された前記複数の熱交換器(5B、5C)に分けて行われる。前記複数の熱交換器(5B、5C)のうち風上側に配置された熱交換器(5B)は、前記第1熱交換器(5A)と熱的に結合され、前記風上側に配置された熱交換器(5B)は自身で放熱すると共に前記第1熱交換器(5A)を介しても放熱する。

Description

熱交換システム 関連出願の相互参照
 本開示は、2011年12月5日に出願された日本出願番号2011-266137号と2012年11月13日に出願された日本出願番号2012-249578号に基づくもので、ここにそれらの記載内容を援用する。
 本開示は、少なくとも2系統の放熱あるいは吸熱システムを有する熱交換システムに関し、特には車両用空調装置の熱交換器と、車両内のエンジン以外の機器の放熱用の熱交換器とを含む熱交換システムに関するものである。
 特許文献1は、エンジンにより加熱された冷却液を熱源として室内に吹き出す空気を加熱するヒータ機能、及び高圧冷媒を熱源とするヒータ機能に加えて、エンジンの暖機運転を促進する機能を付加するという課題を達成するものである。
 そのために、冷却液を熱源として室内に吹き出す空気を加熱するヒータ機能と、高圧冷媒を熱源とするヒータ機能とを1つの熱交換器(空調装置用加熱器)で実現するとともに、高圧冷媒と冷却液とを熱交換するU字管を冷媒タンク内に配置している。そして、冷却液温度が低いときには、冷却液をU字管に循環させ、冷却液温度が高いときには冷却液を冷却液チューブに循環させている。
 特許文献2は、ヒートポンプ式冷凍サイクルを有する車両用空気調和装置において、温水を熱源とする加熱部を併用して暖房運転を行う場合の暖房効率を高めることを課題としている。そのために、車室内に送風空気を導くダクト内には、送風機の風下に冷房用熱交換器が配されている。この冷房用熱交換器の風下に暖房用熱交換器と温水式暖房部を成すヒータコアとが配置されている。このヒータコアは、燃焼式温水ヒータで加熱されたブラインがポンプによって供給され、そのブラインの熱をダクト内に放出して周囲の空気を加熱するものである。ヒータコアは暖房用熱交換器の風下側に配置されて、暖房用熱交換器とフィンを共有する構造である。
 ここで、本開示に言う三流体熱交換器について説明する。熱交換器は通常、空気とか冷媒のような2つの媒体間の熱を交換するものである。しかし本開示に言う三流体熱交換器は、冷却液と空気と冷媒とのように、3つの媒体間において、実質同時に熱交換する熱交換器のことである。
 なお、媒体を冷却液や冷媒や空気に限定するものではなく、これらを第1流体、第2流体、第3流体と称する。従って、特許文献2の暖房用熱交換器とフィンを共有するヒータコアとは、三流体熱交換器を構成している。つまり三流体熱交換器自体は公知である。
 また、特許文献3は、高圧冷媒を用いた急速暖房運転モードを有する車両用空調装置において、空調装置の小型化を可能にするという課題を有している。そのために、エンジン冷却液を熱源として、室内に吹き出す空気を加熱するヒータ機能と高圧冷媒を熱源とするヒータ機能とを1つの熱交換器(空調装置用加熱器)で実現している。
 この特許文献3は、急速暖房時には、バイパス通路と空調装置用加熱器との間でエンジン冷却液を循環させてエンジンを流出したエンジン冷却液が空調装置用加熱器に流れ込むことを停止させた状態で、空調装置用加熱器に高圧冷媒を循環させている。これにより、空調装置の小型化を図って空調装置の車両への搭載性を向上させつつ、急速暖房能力を高めている。この空調装置用加熱器も、本開示に言う三流体熱交換器であり、エンジン冷却液、冷媒、空気という3流体が関与している。
 車両内におけるエンジン以外の熱機器の種類の増加により、車両熱マネジメントへの需要が高まっている。しかしながら、特に車両用の冷却液回路は、種々の状況による熱量の増減に大きな差がある。従って、単純に個々の熱交換器を、必要な最大性能にて設計・製造された熱交換器を車両内に配置すると、非常に大きな空間が必要となり、空間の無駄が生じるという課題がある。一方、自動車廃熱の低減から通常運転時は放熱量が少ない傾向が続く。しかし、このような課題に対して、上記特許文献1~3には具体的な解決策が記載されていない。
特許第4023320号公報 特許第3275415号公報 特許第4311115号公報
 本開示の目的は、冷房サイクルに関わる第1流体回路としての性能を実質的に維持しながら、特に車両内のエンジン以外の機器の熱を放熱する低温熱交換器を含む第2流体回路における大能力化に対応できる省スペースな熱交換システムを提供することにある。
 従来技術として列挙された特許文献の記載内容は、この明細書に記載された技術的要素の説明として、参照によって導入ないし援用することができる。
 本開示の一例によれば、熱交換システムは、少なくとも冷房サイクルの放熱を行う第1熱交換器と、発熱を伴う機器の冷却液が流れる冷却回路と、冷却回路に接続されて冷却液の放熱を行う複数の熱交換器と、第1熱交換器と複数の熱交換器とに送風して冷却する送風機とを備え、冷却回路の放熱は、送風機の送風方向に配置された複数の熱交換器に分けて行われ、複数の熱交換器のうち風上側に配置された熱交換器は、第1熱交換器と熱的に結合され、風上側に配置された熱交換器は自身で放熱すると共に第1熱交換器を介しても放熱する。
 これによれば、複数の熱交換器のうち風上側に配置された熱交換器は、それ自身で放熱すると共に第1熱交換器を介しても放熱するから、機器の冷却回路の放熱能力の要求が通常時の放熱能力の要求を大幅に上回ることがあっても、大幅に上回る放熱能力の要求を冷房サイクルに係る第1熱交換器の放熱作用を利用して満たすことができる。これにより、冷却回路の放熱に要する熱交換器の大きさを縮小することができる。
 なお、風上側に配置された熱交換器は、それ自身で放熱すると共に第1熱交換器を介しても放熱し、例えば、冷房時に放熱器となる第1熱交換器の放熱と風上側に配置された熱交換器の放熱が共におこなわれる。
 この場合、風上側に配置された熱交換器の放熱量が小さければ小さいほど第1熱交換器の放熱性能が大きい。ところで、機器(例:インバータ、電動発電機)の発熱シーンは非常に限られており、該発熱シーンの発熱量はエンジンほどではないにせよ、それなりに大きな発熱量となる。
 このような事情を鑑みたときに、少ない放熱量時は風流れ後ろ側の熱交換器にて放熱することで、風流れ後ろ側の熱交換器の放熱性能を最大限に発揮させ、発熱量が非常に多いシーンでは、第1熱交換器と風上側に配置された熱交換器の一体的放熱作動を行うことが好ましい。その理由は、第1熱交換器にも放熱を担わせることで、風流れ後ろ側の熱交換器の体格を大きくすることなく、放熱量をまかなうことができ、スペース効率を改善にすることができるからである。
 このようにして、省スペースな熱交換システムを提供することができる。このとき第1熱交換器と風上側に配置された熱交換器とが風上側に配置されるのは、風流れ後ろ側の熱交換器の放熱の影響を受けないようにするためである。
 例えば、第1熱交換器は、車両の室内を空調する第1流体回路の一部を成す空調用熱交換器からなり、冷却回路は、車両のエンジン以外の発熱を伴う機器を冷却する第2流体回路から成る。
 これによれば、エンジン以外の機器の第2流体回路の放熱量が最大となる場面は限られており、放熱量が最大の場面における放熱を、空調用熱交換器を使用して行うから、機器の第2流体回路を成す冷却回路の放熱を小型の熱交換器にて行うことができる。
 例えば、複数の熱交換器は、風上側に配置された第2熱交換器と風下側に配置された第3熱交換器とから成り、第2熱交換器が第1熱交換器に隣接または一体に配置されている。
 これによれば、第1熱交換器が風上側に配置されているから、先ず第1熱交換器および第2熱交換器を優先的に放熱させ、これにより温度が上昇した風に、冷却回路の放熱を行う第3熱交換器から放熱させることができる。また、第2熱交換器は、第1熱交換器に隣接または一体に配置されているから、第2熱交換器の熱を第1熱交換器からも放熱させることができる。
 例えば、圧縮機で圧縮された冷媒が液冷凝縮器で冷却されたのち、該液冷凝縮器内を流れるブラインの熱を放熱するブライン用熱交換器から第1熱交換器が構成されている。
 これによれば、空冷凝縮器だけでなく、液冷凝縮器を使用する場合の冷房サイクルにおいても、機器の冷却回路の放熱能力の要求が通常時の放熱能力の要求を大幅に上回る場合でも、大幅に上回る放熱能力の要求を冷房サイクルの放熱器の放熱作用を利用して満たすことができる。
 例えば、第1熱交換器と、複数の熱交換器のうち風上側に配置された熱交換器とは、コアの一部で相互に熱伝導する三流体熱交換器から構成されている。
 これによれば、第1熱交換器と複数の熱交換器のうち風上側の熱交換器とを三流体熱交換器で構成したから、一体化により小型に構成できる。
 例えば、第2熱交換器と第3熱交換器とは、これらの熱交換器の内部流体となる冷却液の流れが並列である。
 これによれば、内部流体となる冷却液の流れが並列であるから、車両のエンジン以外の発熱を伴う機器を冷却する第2流体回路から成る冷却回路全体の圧力損失が小さく、内部流量を多くし易い。
 例えば、第2熱交換器と第3熱交換器とは、これらの熱交換器の内部流体となる冷却液の流れが直列である。
 これによれば、内部流体となる冷却液の流れが直列であるから、風流れ方向と第2第3熱交換器の直列配置方向とを同じ方向にすることができ、第2第3熱交換器のうち放熱効果を高めたい熱交換器を風上側に配置できる。
 換言すれば、第2熱交換器が第1熱交換器に隣接または一体に配置されている構成において、第2熱交換器と第3熱交換器とを直列とし、内部流体を第3熱交換器から第2熱交換器に流している。
 そして、このようにすることで、第3熱交換器で粗熱を放熱してから、第1熱交換器に隣接または一体に配置されている第2熱交換器に冷却液を導入できる。それにより、第2熱交換器と第1熱交換器との放熱量分担を減らし、第1熱交換器の(たとえば凝縮器としての)性能を向上させ、冷房サイクル運転時の動力を減少させ省動力効果を得ることができる。
 また同時に、風流れに対して、冷却液の流れが対向流となるため、第2熱交換器と第3熱交換器の合計の熱交換器効率も非常に良好となり、結果として第3熱交換器の小型化がなされる。
 例えば、第3熱交換器が内部流体の流れの上流側に配置され、第2熱交換器が下流側に配置されている。
 これによれば、第3熱交換器で放熱して温度が低下した内部流体を第2熱交換器内に流し込むから、第2熱交換器の温度が低下する。よって、この温度の低下に応じて、第2熱交換器と熱交換する関係にある第1熱交換器に伝達する熱を少なくできるから第1熱交換器本来の熱交換性能を向上させることができる。
 例えば、第2熱交換器の流量を調整する流調弁を備え、冷却液の温度が所定の温度以上に達したとみなされた場合に、流調弁が開かれ、第3熱交換器のみでなく第2熱交換器側でも放熱させる。
 これによれば、冷却液の温度が所定の温度以上に達したとみなされた場合に、流調弁が開かれ、第3熱交換器のみでなく第2熱交換器側でも放熱させるから、必要なときだけ第2熱交換器側でも放熱させて冷却回路側の放熱性能を大きくすることができる。よって、第2熱交換器からの熱を受ける関係にある第1熱交換器を効率的に使用できる。換言すれば、必要なとき、つまり、冷却液の温度が所定温度以上のときに隣接または一体に配置されている第2熱交換器と第1熱交換器との方に冷却液を流すことで、最大放熱シーンにおける放熱を充分に行うことができる。
 例えば、冷凍サイクルは、車両の室内を冷房および暖房可能なヒートポンプサイクルから成り、暖房サイクルと冷房サイクルとを切り替える冷房暖房切替え部が備えられ、冷房サイクルの第1熱交換器は、暖房サイクルに切り替わったときに吸熱器として作動する。
 これによれば、ヒートポンプサイクルで暖房と冷房とを行う熱交換システムにおいても、冷却回路の放熱に要する熱交換器の大きさを縮小することができる。そして、発熱を伴う機器の発熱を利用して、ヒートポンプサイクルの蒸発器を成す第1熱交換器にて吸熱させることで、暖房性能の向上および着霜抑制(除霜含む)の作用効果を得ることができる。
 例えば、冷凍サイクルは、車両の室内を冷房および暖房可能なヒートポンプサイクルから成り、暖房サイクルと冷房サイクルとを切り替える冷房暖房切替え部が備えられ、冷房サイクルの第1熱交換器は、暖房サイクルに切り替わったときに吸熱器として作動し、暖房サイクル作動時には第2熱交換器側に冷却液が流れるように流調弁が制御される。
 これによれば、第2熱交換器で放熱する廃熱を第1熱交換器からなる吸熱器で吸熱しながら、暖房運転することができる。
 例えば、冷凍サイクルは、車両の室内を冷房および暖房可能なヒートポンプサイクルから成り、暖房サイクルと冷房サイクルとを切り替える冷房暖房切替え部が備えられ、冷房サイクルの第1熱交換器は、暖房サイクルに切り替わったときに吸熱器として作動し、冷却回路側に少なくとも第2熱交換器をバイパスする蓄熱バイパス流路が備えられ、蓄熱バイパス流路側と第2熱交換器側への冷却液の流入を切り替える流路切替え部が備えられ、この流路切替え部により、吸熱器の除霜時に蓄熱バイパス流路を通過した冷却液が第2熱交換器側に流入する。
 これによれば、除霜時に冷却液を第2熱交換器側に流入させるから、第2熱交換器に隣接または一体に配置された吸熱器に付着した霜を速やかに除霜できる。つまり、発熱を伴う機器の発熱量を蓄熱して、必要に応じて第2熱交換器に隣接または一体に配置された吸熱器を除霜することで、暖房性能の回復を行うことができる。
 例えば、流路切替え部は、非除霜時に冷却液を蓄熱バイパス流路に流して蓄熱し、除霜時に蓄熱バイパス流路への流入を停止させて、蓄熱された冷却液を第2熱交換器側に流入させる。
 これによれば、除霜時に蓄熱バイパス流路に蓄熱された冷却液で、すみやかに第2熱交換器に隣接または一体に配置された吸熱器の除霜を行うことができる。
 例えば、冷却回路の機器はエンジン以外から成り、第3熱交換器は、エンジンの冷却回路のエンジン用熱交換器と一体である。
 これによれば、第3熱交換器は、エンジン用熱交換器(エンジンラジエータ)と一体化して小型化することができる。そして、第3熱交換器とエンジン用熱交換器とは内部を流れる流体が、冷房サイクルの放熱(凝縮器として作動)を行う第1熱交換器の凝縮冷媒とは異なり、共に低圧で同種の流体であるため、第3熱交換器とエンジン用熱交換器の一体化がきわめて容易であり、一体化によって省スペース化も可能である。
 例えば、第3熱交換器とエンジン用熱交換器とは少なくとも共通のコアの一部で相互に熱伝導すると共に空気と熱交換する三流体熱交換器として一体化された構造からなる。
 これによれば、第3熱交換器とエンジン用熱交換器とは、三流体熱交換器として一体化して小型化することができる。なお、エンジン用熱交換器とエンジン以外の発熱を伴う機器とは、発熱シーンのタイミングが異なる。そのため、一方の放熱シーンでは他方の放熱は少ない。その結果、第3熱交換器とエンジン用熱交換器とは少なくとも共通のコアの一部で相互に熱伝導するという三流体熱交換器の働きにより、放熱が必要な方の伝熱面積を実質的に大きくできるという作用効果が発揮される。
 例えば、第1熱交換器と第2熱交換器とが、コアの一部で相互に熱伝導する第1の三流体熱交換器として風上側で一体化して構成され、第3熱交換器とエンジン用熱交換器とが、コアの一部で相互に熱伝導する第2の三流体熱交換器として風下側で一体化して構成されている。
 これによれば、2組の三流体熱交換器を風上と風下とに配置して全体の体積を小さくすることができる。
 例えば、第1の三流体熱交換器と第2の三流体熱交換器とが更に一体化され、第1熱交換器と第2熱交換器と第3熱交換器とエンジン用熱交換器とが共通のコアの一部で相互に熱伝導する。
 これによれば、第1熱交換器と第2熱交換器と第3熱交換器とエンジン用熱交換器とが、共通のコアの一部で相互に熱伝導するから、これらの第1熱交換器と第2熱交換器と第3熱交換器とエンジン用熱交換器の各々が相補的に熱を授受するため、更に熱交換器全体の体格を小さくし、車両に搭載し易くすることができる。
 例えば、風上側に配置された第2熱交換器と風下側に配置された第3熱交換器とは、これらの熱交換器の内部流体となる冷却液の流れが第3熱交換器から第2熱交換器に向けて直列に流れ、風上側から風下側に向かう風流れに対して冷却液の流れが対向流となる。
 これによれば、風流れに対して、冷却液流れが対向流となるため、各熱交換器と風との温度差がとれ、熱交換器の合計の風に対する熱交換効率が良好となり、結果として熱交換器の小型化に貢献できる。
第1実施形態を示す冷房回路の作動説明図である。 上記第1実施形態の冷房回路の作動を比較例と比較して示す説明図である。 第2実施形態を示す冷房回路の作動説明図である。 第3実施形態を示す冷房回路の作動説明図である。 第4実施形態を示すヒートポンプサイクルの作動説明図である。 第5実施形態を示すヒートポンプサイクルの作動説明図である。 第6実施形態を示す冷房サイクルの作動説明図である。 他の実施形態を示す三流体熱交換器内の各熱交換器の配置例を示す摸式配置図である。 他の実施形態を示す三流体熱交換器内の各熱交換器の別の配置例を示す摸式配置図である。 他の実施形態を示す三流体熱交換器の外観斜視図である。 図10の熱交換器の分解斜視図である。 図10のY12-Y12線に沿う断面図である。 図10の熱交換器における冷媒および冷却液の流れを説明する模式的な斜視図である。 第1熱交換器と、冷却回路の放熱を行う複数の熱交換器とに係る本開示のまとめを図示した説明図である。
 以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。
 各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。
 (第1実施形態)
 以下、本開示の第1実施形態について図1を用いて詳細に説明する。図1は、本開示の第1実施形態を示す冷房回路の作動説明図である。図1に示すように、熱交換システム100は、例えば走行用モータを走行用駆動源として備える電気自動車(EV)、ハイブリッド自動車(HV)、あるいはプラグインハイブリッド自動車(PHV)等の車両に搭載される装置である。この装置は、機器(図示しないインバータ、電動発電機1等)の冷却を行うと共に、エアコンサイクルによる冷凍サイクル2での冷房運転を可能としている。
 上記冷凍サイクル2は、主として圧縮機3、放熱器(凝縮器)を内蔵する三流体熱交換器4、および蒸発器17にて冷房回路を形成している。以下この回路を第1流体回路1Rと称する。この第1流体回路1Rは、圧縮機3から出た冷媒が三流体熱交換器4を通り、冷房絞り20を通って蒸発器17で車室内空気を冷却するものである。
 一方、電動発電機(MG)1の冷却回路は、熱源となる電動発電機1から、ポンプ7を通り、流路切替え部を成す流調弁8を通過して、三流体熱交換器4内の第2熱交換器5Bを流れる経路と、熱源となる電動発電機1から、ポンプ7を通り、低温熱交換器9(第3熱交換器5Cとも言う)を通過する経路とを有している。以下この回路を第2流体回路2Rと称す。
 エンジン(E/G)の冷却液は、エンジンラジエータ10(エンジン用熱交換器または第4熱交換器5Dとも言う)で放熱される。エンジン冷却液は、エンジン冷却回路12を流れる。送風機11は、各熱交換器5A、5B、5C、5Dを冷却する風を図1の左から右方向に流す。
 この図1の回路において、三流体熱交換器4とその他の熱交換器とは、冷却風を成す風は直列に流れ、内部流体である電動発電機1の冷却液は並列に流れる。エンジンラジエータ10の冷却液(LLC)が流れるエンジン冷却回路12は途中で図示を省略している。
 そして、この実施形態では、三流体熱交換器4内に冷凍サイクル2の凝縮器を成す第1熱交換器5Aが存在する。発熱を伴う機器である電動発電機1の冷却回路の一部を成す第2熱交換器5Bも三流体熱交換器4内に存在する。更に、電動発電機1の冷却回路の放熱を行う第3熱交換器5Cを風下に有する。つまり、電動発電機1の冷却回路の放熱を行い、送風機11の送風方向に直列に並べて配置された複数の熱交換器5B、5Cは、三流体熱交換器4内と低温熱交換器5Cとに分割されて放熱している。低温熱交換器(第3熱交換器)5Cは、エンジンラジエータ10の高温熱交換器に対する表現である。
 熱交換器5Bおよび熱交換器5Cは、電動発電機1の内部を流通して温度上昇した冷却液を冷却する低温熱交換器であり、例えば、エンジンルーム内の前方のグリルの後方に配設されている。これにより、三流体熱交換器4内の熱交換器5A、5B、および風下の熱交換器5C、およびエンジンラジエータ10には、車両走行によるラム圧および送風機11によって熱交換用の空気流が供給されるようになっている。
 三流体熱交換器4は、空気流によって、内部の冷却液(LLCとも言う)を冷却するようになっている。よって、三流体熱交換器4における熱交換においては、空気流は冷却液から吸熱することになるので、吸熱分の温度上昇を伴うことになる。
 第2流体回路2Rの冷却回路は最大時において通常時の約2倍の放熱を必要とする場合がある。上記最大時において車両の要求放熱量を放熱しきれない状況が発生する。しかし、この実施形態においては、そのような場合において、エアコンサイクル側の熱交換器5A(車両用空調装置の室外器となる凝縮器5A)による放熱を利用するものである。
 三流体熱交換器4は、車両用空調装置の室外器となる凝縮器を構成する熱交換器5Aと、熱交換器5Bとからなる複合熱交換器である。コアの一部を成すアウターフィンにて熱交換器5Aと熱交換器5Bとは熱的および機械的に結合されている。なお、この複合熱交換器から成る三流体熱交換器4は、理想的には2列コアにて製作されている。
 発熱する機器(電動発電機1)の放熱回路の放熱要求が少ないときは、全ての放熱要求を独立した低温熱交換器5Cで満たすことができる。この放熱要求が少ない場合は、三流体熱交換器4内の凝縮器5Aの放熱回路は充分な放熱を三流体熱交換器4内で行うことができ、凝縮器5A側の性能が向上し、例えば車室内を急速に冷房できる。
 ここで、機器である電動発電機1の冷却回路2Rの放熱要求が、最大に成った状況においては、低温熱交換器5B、5Cで放熱し、残りの放熱は三流体熱交換器4内の凝縮器5Aで放熱させるように制御することができる。この場合、凝縮器5A側の性能が低下するが、このような状況は頻度が少ないため問題がない。
 これにより、三流体熱交換器4(内部に熱交換器5A、5Bを内蔵)で第2流体2Rの熱を放熱できるから、最大放熱要求があったときでも対応でき、低温熱交換器5B、5Cの大型化を抑制できる。
 このような制御は、三流体熱交換器4の流体入り口側に配置されたON、OFF弁を持つ流調弁(流量調節弁)8によって制御することができる。この流調弁8は、制御装置14によって制御される。なお、流調弁8と制御装置14との間の配線は図示を省略している。例えば、電動発電機1入口の温度センサ26が所定の温度になると、三流体熱交換器4の入口側の流調弁8を開くようにしている。このとき、ポンプ7の回転数を制御しても良い。
 以下、図2において、比較例1、2と共に三流体熱交換器4の作用効果について説明する。前述のように、三流体熱交換器4は、車両用空調装置の室外器となる凝縮器を構成する熱交換器5Aと、熱交換器5Bとからなる複合熱交換器である。一方、比較例1は、このような三流体熱交換器4を持たず、エンジン以外の機器の熱を低温熱交換器(熱交換器5C)から成る冷却器(放熱器)だけで放熱している。
 この比較例1の場合は、図2の(a)のように、低温熱交換器からなる冷却器は、出現頻度の大きい放熱量Q1と出現頻度の小さい放熱量Q2との両方を放熱しなければならない。このうち、出現頻度の大きい放熱量Q1とは、通常走行にて必要な放熱量である。また、出現頻度の小さい放熱量Q2とは、低速登坂走行時のインバータの発熱や高速走行時の過給器の発熱に対応する放熱量である。
 出現頻度の大きい放熱量Q1と出現頻度の小さい放熱量Q2との両方を単一の低温熱交換器(冷却器)で放熱しようとすると、放熱能力の大能力化を図る必要ある。しかし、この比較例1のような大能力化は、低温熱交換器入口の熱媒体温度の最高温度が、出現頻度の大きい放熱量Q1と出現頻度の小さい放熱量Q2との両方を受け持つ分だけ高くなるのは必然的である。
 そして、低温熱交換器入口の熱媒体温度の最高温度が高くなってしまう分だけ冷却器としての体格が、図2の(a)でイメージとして示すように大きくなってしまう。ここで、冷却器の体格をVr1として、凝縮器を構成する熱交換器5Aの体格をVcで表すと、総体格量V1はVr1+Vcと成る。
 一方、上記第1実施形態においては、低温熱交換器5Cで出現頻度の小さい放熱量Q1を受け持ち、出現頻度の大きい放熱量Q2は、三流体熱交換器4に受け持たせている。その結果、この三流体熱交換器4は、出現頻度の小さい放熱量Q2を受け持ち、出現頻度の大きい放熱量Q1を受け持たない。
 このように、上記第1実施形態においては、出現頻度の大きい放熱量Q1に係る放熱を三流体熱交換器4が受け持たないため、エンジン以外の機器の最大放熱が必要な場合においても、三流体熱交換器4の温度を比較的低く抑えることができる。また、真夏の昼間のように、エアコンサイクル側の熱交換器5A(車両用空調装置の室外器となる凝縮器5A)による放熱分が最大時(必要な凝縮器性能の最厳時)においても、放熱の時間的なずれがあり、出現頻度の小さい放熱量Q2を充分に受け持つことが可能となる。
 なお、上記第1実施形態において、三流体熱交換器4が、出現頻度の小さい放熱量Q2を受け持たない時間帯においては、三流体熱交換器4が車両用空調装置の室外器となる凝縮器5Aとして全能力を貢献できることは勿論である。
 この第1実施形態においては、低温熱交換器の体格Vr2が、図2の(b)でイメージとして示すように、上述の体格Vr1より小さく成る。一方、三流体熱交換器4の体格Vc2が図2の(b)でイメージとして示すように、図2の(a)の凝縮器の体格Vcに比して大きくなるが、総体格量V2はVc2+Vr2と成る。
 そして、総体格量同士を比較した場合、V1>V2と成って、総体格量を抑えることができ、省スペースな熱交換システムを提供することができる。これは、第1実施形態においては、低温熱交換器が能力の限界まで高温に成って放熱し、自身でまかなえる能力を超える放熱量である出現頻度の小さい放熱量を三流体熱交換器4に受けもたせるからである。
 所定長さの運転期間中において比較した場合、図2の(b)の第1実施形態における低温熱交換器は、長い時間限界近くの高温で放熱する。一方、図2の(a)の比較例1においては、限界近くの高温の放熱が発生する出現頻度が少ない。これによって、総体格量を比較した場合、V1>V2と成って、第1実施形態の方が、比較例1よりも総体格量を抑えることができる。
 ちなみに、三流体熱交換器4のコンセプトは、第1に、第1流体と第2流体とが夫々流れる各チューブ壁面の温度差にて、アウターフィンの第1流体と第2流体夫々に対する有効伝熱面積を可変にしていることである。第2に、第1流体と第2流体とのうち、一方の流体温度が小さいときに、温度が高く放熱が必要な他方の流体の有効放熱面積を大きくすることで、他方の流体の放熱性能を大きくすることである。
 図2の(c)のように、エンジン以外の機器の放熱も三流体熱交換器に担わせて、三流体熱交換器の体格を単純に大きくするだけでは、第2流体の温度上昇にて、必要以上に第1流体の有効伝熱面積が縮小されてしまう。そして、車両用空調装置の室外器となる凝縮器の性能が低下してしまうため、三流体熱交換器の体格量V3を大きくしなければならない(V3>V2)。
 以上述べたように、エンジン以外の機器の発熱量が非常に多いシーンでは、三流体熱交換器4側にも放熱を担わせることで、低温熱交換器5Cの体格を大きくすることなく、放熱量をまかなうことができ、スペース効率を改善することができる。そして、このスペース効率の改善により、低温熱交換器5Cの体格を抑えることができる。
 なお、低温熱交換器5Cの体格を抑えることができる代わりに、三流体熱交換器4側の体格が大きくなって、低温熱交換器5Cの体格と三流体熱交換器4の体格がトレード・オフの関係にあるのではない。低温熱交換器5Cの体格増加よりも少ない三流体熱交換器4の体格増加で必要な放熱作用を達成することができる。
 その理由は、上述したように、低温熱交換器5Cで限界まで放熱させた後、放熱しきれない出現確率の少ない放熱量分を三流体熱交換器4に担わせるため、三流体熱交換器4の温度を抑え、その結果、体格増加を抑えても、車両用空調装置の凝縮器としての性能を満足させながら、エンジン以外の機器の放熱の一部をも放熱させることができるためである。また、車両用空調装置の凝縮器として放熱量がピークになる、車両に乗り込んだ直後のクールダウン時の放熱タイミングと、エンジン以外の機器の放熱要求が最大に成るとき(登坂時や高速走行時)の放熱タイミングのずれも影響している。
 (第1実施形態の変形例)
 この第1実施形態では、凝縮器5Aのチューブと熱交換器5Bのチューブの配置を交互配置として、風流れに対して実質均等に冷却されるようにしている。しかし、三流体熱交換器4は、2列コアにて製作されているため、三流体熱交換器4内の低温熱交換器の一部である熱交換器5Bと凝縮器5Aとの関係を自由に設計できる。例えば、熱交換器5Bを風流れの上流側とし凝縮器5Aを風流れの下流側としても良い。勿論この反対に、凝縮器5Aを風流れの上流側とし熱交換器5Bを風流れの下流側としても良い。
 また、流調弁8は制御装置14からの図示を省略した配線を伝わる信号で電気的に制御してもよいが、サーモスタットとして自ら制御することもできる。更に、低温側の熱源となる電動発電機の代わりに走行用モータの作動を制御するモータ制御部を成すインバータ、排気再循環装置(EGR)、インタークーラ、パワーステアリング、バッテリ等の発熱源であっても良い。そして、これらの機器1の内部の所定領域は、冷却液の流通が可能となっており、流通する冷却液によって、機器作動時の温度が予め定めた制御温度以下に調節(冷却)されるようになっている。
 次に、周知事項を含むが、エアコンサイクルからなる車両用空調装置のその他の構成について更に説明する。図1において、内部をエンジン冷却液が通過するヒータコア16、および蒸発器17は、室内ユニット18の構成部品として車室内(インストルメントパネル内)に配設され、他の圧縮機3、電動発電機1等は、車両の走行用モータの収容されるエンジンルーム内に配設されている。
 圧縮機3は、図示しない電動モータによって駆動されて、冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する電動式の流体機械であり、作動回転数によって冷媒の吐出量を調節可能としている。圧縮機3は、制御装置14によってその作動および冷媒吐出量が制御されるようになっている。
 送風機11は、熱交換器5A、5B、5C、およびエンジンラジエータ10に対して熱交換用の空気流(風)を矢印Y1方向に流す。冷房絞り20は、減圧部であり、所定開度の絞りを備え、熱交換器5Aから流出される冷媒を減圧するようになっている。
 蒸発器17、冷房絞り20で減圧された冷媒と空調ケース18a内を流通する空調用空気との間で熱交換して、空調用空気を冷却するようになっている。蒸発器17は、空調ケース18a内で流路全体を横断するように配設されている。蒸発器17は、空調ケース18a内でヒータコア16よりも空調用空気流れの上流側に配設されている。
 室内ユニット18は、空調用空気の温度を、乗員が設定する設定温度に調節して車室内に吹出すユニットであり、空調ケース18a内にブロワ21、蒸発器17、ヒータコア16、およびエアミックスドア22等が設けられて形成されている。23は内外気切替ドアであり、外気を導入するか内気(車室内空気)を導入するか切り替える。
 ブロワ21は、車室内あるいは車室外から空調用空気を空調用ケース18a内に取り入れて、最下流側となる各種吹出口から車室内へ吹出す送風部である。ブロワ21の作動回転数、即ち送風量は、制御装置14によって制御されるようになっている。ブロワ21の空調用空気流れ下流側には、上記で説明したヒータコア16および蒸発器17が配設されている。また、ヒータコア16と空調ケース18aとの間には、ヒータコア16をバイパスして流通可能となるバイパス流路25が形成されている。
 エアミックスドア22は、エンジン冷却液で発熱するヒータコア16、およびバイパス流路25を通過する空調用空気量を調節する調節部である。エアミックスドア22は、ヒータコア16の空調用空気流通部、あるいはバイパス流路25を開閉する回動式のドアである。エアミックスドア22の開度に応じて、ヒータコア16を流通する加熱空気と、蒸発器17で冷却されてバイパス流路25を流通する冷却空気との流量割合が調節されて、ヒータコア16の下流側の空調用空気温度が調節されるようになっている。エアミックスドア22の開度は、制御装置14によって制御されるようになっている。
 室内ユニット18においてヒータコア16の下流側(図1上方)は車室内の図示しない複数の吹出口へ接続されており、上記エアミックスドア18によって温度調節された空調空気は、選択された吹出口から車室内に吹出されるようになっている。
 制御装置14は、マイクロコンピュータとその周辺回路から構成される制御部である。制御装置14は、予め設定されたプログラムに従って演算動作を行う。また、制御装置14には、温度センサ26、図示しない外気温センサ等からの各種温度信号、および図示しない操作パネルからの乗員が設定する設定温度信号等が入力されている。
 更に、制御装置14は演算結果に基づいて、ポンプ7の作動制御、流調弁8の開閉制御、圧縮機3の作動および吐出量制御、送風機11、ブロワ21の作動および送風量制御、エアミックスドア22の開度制御等を行う。
 制御装置14は、第2流体回路(冷却回路)2Rにおいて、ポンプ7を作動させる。すると冷却回路2R内の冷却液は、電動発電機1、ポンプ7、熱交換器5C、あるいは、電動発電機1、ポンプ7、流調弁8、熱交換器5Bの順に循環する。電動発電機1の作動に伴って発生する熱は、冷却液に放熱され、電動発電機1は冷却される。
 そして、冷却液は、電動発電機1から吸熱して温度上昇していくので、温度センサ26によって検出される冷却液温度が、予め定めた所定の冷却液温度(所定の冷却媒体温度以上となると、制御装置14は、流調弁8によって熱交換器5B側を開く。すると、冷却液は、熱交換器5B内を流通して隣接または一体化された放熱器を成す凝縮器5Aによっても冷却されるようになる。
(冷房運転)
 エアコンサイクル2においては、図1中の矢印で示すように、圧縮機3から吐出された冷媒は、凝縮器5A、冷房絞り20、蒸発器17、圧縮機3の順に循環する。ヒータコア16はエアミックスドア22によって閉じられており、室内ユニット18内の空調用空気はヒータコア16を通過しないため、エンジン冷却液はヒータコア16において空調用空気にほとんど放熱することがない。
 更に、冷却されて三流体熱交換器4内の熱交換器5A(凝縮器)から流出した冷媒は、冷房絞り20によって低温低圧に減圧されて、蒸発器17に流入する。蒸発器17においては、室内ユニット18内の空調用空気は、冷媒によって冷却され、冷却空気となってバイパス流路25を通り、吹出口から車室内に吹出される。制御装置14は、吹出される空調用空気の温度が乗員の設定する設定温度となるように、圧縮機3の吐出量、エアミックスドア22の開度等を制御する。
 (第1実施形態の作用効果)
 第1実施形態では、冷凍サイクル2を成す第1流体回路1R内の放熱器となる熱交換器5Aと、発熱を伴う機器となる電動発電機1の冷却液が流れる第2流体回路(冷却回路)2Rを有する熱交換システムを構成している。冷却回路2Rの冷却液の放熱は、送風機11によって流される風の風上および風下に配置された複数の低温熱交換器5B、5Cにて分割して放熱している。
 この複数の熱交換器5B、5Cの一つである第2熱交換器5Bが自身で放熱すると共に冷凍サイクル2の放熱器を成す凝縮器5Aを介しても放熱する。また、機器を成す電動発電機1の冷却回路の放熱能力の要求が通常時の放熱能力の要求を大幅に上回ることがあっても、その発生頻度は少ない。従って、大幅に上回る放熱能力の要求を冷凍サイクル2の凝縮器(第1熱交換器)5Aの放熱作用を利用して満たすことができる。これにより、冷却回路2Rの放熱に要する低温熱交換器5B、5Cの大きさを縮小することができる。
 換言すれば、放熱器5Aは、車両の室内を空調する第1流体回路1Rの一部を成す空調用熱交換器(凝縮器)からなる。そして、第2流体回路2Rは、車両のエンジン以外の発熱を伴う機器となる電動発電機1等の冷却回路から成る。ここで、電動発電機1の第2流体回路2Rを成す冷却回路の放熱量が最大となる場面は限られている。よって、冷却回路の放熱量が最大の場面における放熱を空調用熱交換器5Aを使用して行うことで、電動発電機1の第2流体回路2Rを成す冷却回路の放熱を小型の熱交換器にて行うことができる。
 更に、複数の熱交換器5A、5Bのうち、少なくとも放熱器を成す第1熱交換器5Aが風上側に配置されている。また、第1熱交換器5Aを通過する風流れ方向に実質的に同一位置にて冷却回路の放熱を行う第2熱交換器5Bが放熱器つまり第1熱交換器5Aに隣接または一体に配置されている。
 そして、第2熱交換器5Bと少なくとも一部は同一の冷却液が流れかつ冷却回路2Rの放熱を行う第3熱交換器(低温熱交換器)5Cを風下側に配置している。また、第1熱交換器5Aと第2熱交換器5Bとで三流体熱交換器4を成す複数の熱交換器を形成している。
 これによれば、放熱器を成す第1熱交換器5Aが風上側に配置されているから、先ず第1熱交換器5Aを放熱させ、これにより温度が上昇した風に冷却回路の放熱を行う第3熱交換器5Cから放熱させることができる。また、複数の熱交換器5A、5Bは、コアの一部で相互に熱伝導する三流体熱交換器4からなる。これによれば、複数の熱交換器(第1熱交換器5Aおよび第2熱交換器5B)を三流体熱交換器4として一体化し、小型に構成できる。
 更に、少なくとも第2熱交換器5Bと第3熱交換器5Cとは、これらの熱交換器の内部流体となる冷却液の流れが並列である。よって、冷却回路全体の圧力損失が小さく、内部流量を多くすることができる。
 加えて、第2熱交換器5Bの流量を調整する流調弁8を設けている。そして、温度センサ26により冷却液の温度が所定の温度以上に達したとみなされた場合に、流調弁8を開き、第3熱交換器5Cのみでなく第2熱交換器5B側でも放熱させている。
 これにより、必要なときだけ第2熱交換器5B側でも放熱させて冷却回路側性能を大きくするから、第2熱交換器5Bが放熱する機会は少なくなる。よって、第2熱交換器5Bと風流れ方向に実質的に同一位置にて冷却回路の放熱を行う関係にある第1熱交換器5Aからの放熱が良好になり、蒸発器17による冷房性能が向上する。
 そして、三流体熱交換器4(熱交換器5A、5B)の作動は、冷房時に凝縮器を成す熱交換器5Aと熱交換器5Bとしての作動からなる。この場合、三流体熱交換器4は、熱交換器5Bの放熱量が小さければ小さいほど凝縮器5Aとしての性能が大きく、圧縮機3の省動力効果が大きい。
 そして、特に車載電子機器(例:インバータ、モータ)の発熱シーンは非常に限られており、その発熱シーンの発熱量はエンジンほどではないにせよそれなりに大きな発熱量となる。このような状況を鑑みたときに、少ない放熱量時は、風流れ後ろ側の熱交換器5Cからなる放熱器にて放熱をすることで、三流体熱交換器4の性能を最大限に発揮させることができる。
 一方、発熱量が非常に多い発熱シーンは、三流体熱交換器4側にも放熱を担わせることで、熱交換器5Cの体格を大きくすることなく、放熱量をまかなうことができ、スペース効率を大きくすることができ、省スペースと省電力を両立することができる。この場合、三流体熱交換器4が風上側に配置されるのは、熱交換器5Cの放熱熱の影響を受けないようにするためである。
 (第2実施形態)
 次に、本開示の第2実施形態について図3を使用して説明する。なお、以降の各実施形態においては、上述した第1実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成および特徴について説明する。なお、第2実施形態以下については、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明が援用される。図1と図3の違いは、第2熱交換器5Bと第3熱交換器5Cの接続が直列か並列かという違いであり、図1では電動発電機MGの冷却水が並列に流れ図3では直列に流れている。
 図3は、本開示の第2実施形態を示す冷房回路の作動説明図である。この図3において、冷凍サイクル2は、圧縮機3、凝縮器を成す熱交換器5A、冷房絞り20、蒸発器17にて冷房回路を形成している。この冷房回路は第1流体回路1Rを構成する。第2流体回路2Rは、熱源1、ポンプ7、熱交換器5C、熱交換器5Bにて冷却回路を形成している。熱交換器5Bと5Cは、風は直列に流れ、内部流体も直列に流れる関係を構築している。熱交換器5Aと熱交換器5Bは、合わせて三流体熱交換器4を構成する構造である。熱交換器5Aと熱交換器5Bは、アウターフィンにて結合されて互いに熱伝導関係にある。熱交換器5Aと熱交換器5Bは、理想的には2列コアにて製作される。
 このように第2実施形態においては、複数の熱交換器5A、5Bのうち、少なくとも放熱器(凝縮器)を成す第1熱交換器5Aが風上側に配置されている。第1熱交換器5Aを通過する風流れ方向に実質的に同一位置にて冷却回路の放熱を行う第2熱交換器5Bが放熱器に隣接または一体に配置されている。この第2熱交換器5Bと同一の冷却液が流れかつ熱源となる電動発電機1の放熱を行う第3熱交換器5Cを風下側に配置している。
 これによれば、放熱器を成す第1熱交換器5Aが風上側に配置されているから、先ず第1熱交換器5Aを放熱させ、これにより温度が上昇した風に冷却回路2Rの放熱を行う第3熱交換器5Cから放熱させることができる。なお、熱交換器5A、5B間では風上風下の関係が成立しないように渾然一体化されても良い。
 複数の熱交換器または第1熱交換器5Aおよび第2熱交換器5Bを三流体熱交換器として一体化し、小型に構成できる。そして、第2熱交換器5Bと第3熱交換器5Cとは、これらの熱交換器の内部流体となる冷却液の流れが直列である。よって、冷却回路を成す第2流体回路2Rの放熱を風流れ方向に対向する流体の流れで行なうことができ、大きな放熱効果が期待できる。
 また、第2熱交換器5Bと第3熱交換器5Cとを直列に流れる内部流体の流れは、第3熱交換器5Cが内部流体の上流側であり、第2熱交換器5Bが内部流体の下流側である。よって、第3熱交換器5Cで放熱して温度が低下した内部流体を第2熱交換器5B内に流し込むから、第2熱交換器5Bの温度が低下する。よって、この温度の低下に応じて、第2熱交換器5Bと風流れ方向に実質的に同一位置にて第1流体回路の放熱を行う関係にある第1熱交換器5Aの熱放散性能を向上させることができる。
 (第3実施形態)
 次に、本開示の第3実施形態について図4に基づいて説明する。上述した実施形態と異なる特徴部分を説明する。図4と図1との相違点は液冷凝縮器30およびブライン用ポンプ30aを圧縮機3側と三流体熱交換器4との間に配置して熱伝達を中継する独立した冷却液(本開示ではブラインと呼ぶ)の回路も受けた点にある。この場合、三流体熱交換器4内を流れる流体は図1の場合は冷却液(LLC)と冷媒であるが図4の場合は三流体熱交換器4内を流れる流体を冷却液(LLC)に統一できる。これにより三流体熱交換器4の設計製造(検査を含む)が容易になる。つまり冷媒と冷却液の間では耐圧や腐食に対する対策が異なるが、三流体熱交換器4の内部流体を同じ冷却液とすることで製造等が容易になる。
 図4は、本開示の第3実施形態を示す冷房回路の作動説明図である。この図4において、液冷凝縮器30を使用した冷凍サイクルを提供している。この冷凍サイクルは、圧縮機3、液冷凝縮器30を成す液冷媒熱交換器、冷房絞り20、蒸発器17にて冷房回路を形成している。また、第2流体回路(冷却回路)2Rは、熱源となる電動発電機1、ポンプ7、流調弁8、熱交換器5Bにて形成されている。
 また、第2流体回路2Rは、熱源1、ポンプ7、熱交換器5Cにても冷却回路を形成している。この第2流体回路2Rの熱交換器5Bと熱交換器5Cとは、風が直列に流れ、内部流体となるLLCは並列に流れる関係を構築しているが、直列であっても良い。
 熱交換器5Aと熱交換器5Bとは、合わせて三流体熱交換器4を構成している。熱交換器5Aと熱交換器5Bとはアウターフィンにて結合されている。そして、熱交換器5Aと熱交換器5Bとは、理想的には2列コアにて製作されている。
 以上のように、この第3実施形態においては、複数の熱交換器5A、5Bのうち、少なくとも放熱器を成す第1熱交換器5Aが風上側に配置されている。また、第1熱交換器5Aを通過する風流れ方向に実質的に同一位置にて冷却回路の放熱を行う第2熱交換器5Bが放熱器に隣接または一体に配置されている。そして、第2熱交換器5Bと少なくとも一部は同一の冷却液が流れかつ冷却回路の放熱を行う第3熱交換器5Cを風下側に配置している。
 これによれば、放熱器を成す第1熱交換器5Aが風上側に配置されているから、先ず第1熱交換器5Aを放熱させ、これにより温度が上昇した風に冷却回路の放熱を行う第3熱交換器5Cから放熱させることができる。
 次に、圧縮機3で圧縮された冷媒が液冷凝縮器30で冷却され、該液冷凝縮器30内を流れるブラインの熱を放熱する放熱器となる第1熱交換器5Aを有する。よって、空冷凝縮器だけでなく、液冷凝縮器を使用する場合の冷凍サイクル2においても、大幅に上回る放熱能力の要求を冷凍サイクル2の放熱器(第1熱交換器5A)の放熱作用を利用して満たすことができる。これにより、冷却回路2Rの熱を専ら放熱する熱交換器5B、5Cの大きさを縮小することができる。
 (第4実施形態)
 次に、本開示の第4実施形態について説明する。上述した実施形態と異なる特徴部分を説明する。図5は、本開示の第4実施形態を示すヒートポンプサイクルの作動説明図である。この図5において、冷凍サイクル2を成す第1流体回路1Rは、ヒートポンプサイクルを構成している。
 第2流体回路2Rは、熱源1、ポンプ7、流調弁8、熱交換器5Bにて冷却回路を形成している。また、冷却回路は、熱源1、ポンプ7、熱交換器5Cにても形成されている。熱交換器5Bと5Cは、風が直列に流れ、内部流体が並列に流れる関係を構築している。なお、熱交換器5Bと熱交換器5Cとの内部流体が、後述する図14のタイプIIIのように、直列に流れるようにしても良い。
 熱交換器5Aと熱交換器5Bとは、合わせて三流体熱交換器4を構成する構造である。熱交換器5Aと熱交換器5Bとはアウターフィンにて結合されている。熱交換器5Aと熱交換器5Bとは、理想的には2列コアにて製作される
 以下、その他の構成について説明する。ヒートポンプサイクルの室外熱交換器を三流体熱交換器4内の熱交換器5Aで構成し、制御装置14を備えている。ヒートポンプユニットを構成する室内放熱器16a、および蒸発器17によって、車両室内の空調(冷房運転、暖房運転)を行うユニットが、室内ユニット18として設けられている。
 次に、ヒートポンプサイクルは、車室内の暖房あるいは冷房を行うための熱サイクルであり、圧縮機3、室内放熱器16a、電気式膨張弁31、室外熱交換器となる第1熱交換器5A、およびアキュムレータ32に加えて、三方弁33から分岐する矢印Y41方向の分岐流路に設けられた冷房絞り20および蒸発器17を備えている。
 上記ヒートポンプサイクルを構成する各機器のうち、室内放熱器16a、および蒸発器17は、室内ユニット18の構成部品として車室内(インストルメントパネル内)の空調ケース18a内に配設され、圧縮機3、熱交換器5A、5B、5C、5D、送風機11、電動発電機1等は、車両の走行用モータが収容されるエンジンルーム内に配設されている。
 圧縮機3は、図示しない電動モータによって駆動されて、冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する電動式の流体機械であり、作動回転数によって冷媒の吐出量を調節可能としている。圧縮機3は、制御装置14によってその作動および冷媒吐出量が制御される。
 室内放熱器16aは、内部に冷媒流路が形成された放熱用の熱交換器であり、空調ケース18a内の空調用空気流れの下流側に配設されている。室内放熱器16a内の冷媒流路には、圧縮機3から吐出された高温高圧の冷媒が流れ、室内放熱器16aは、空調ケース18a内を流通して、室内放熱器16a自身を通過する空調用空気に放熱して、空調用空気を加熱するようになっている。
 電気式膨張弁31は、冷媒通路を絞り、室内放熱器16aから流出される冷媒を減圧する減圧部として機能する。また、電気式膨張弁31は、冷媒通路を開く機能も有し、制御装置14によって制御される。
 なお、電気式膨張弁31の代わりに、周知のように暖房絞りと、この暖房絞りをバイパスする分岐流路を開閉する電磁弁とを設けることもできる。この電磁弁は、暖房運転時には閉じて、室内放熱器16aから流出される冷媒が暖房絞りを流通して減圧されて三流体熱交換器4を成す第1熱交換器5Aに流入するようにすれば良い。また、電磁弁は、冷房運転時には開いて、室内放熱器16aから流出される冷媒が減圧を受けずに室外熱交換器を成す放熱器5A(第1熱交換器)に流入するようにすれば良い。
 室外熱交換器となる第1熱交換器5Aは、電気式膨張弁31から流出される冷媒と、外部の熱交換用空気との間で熱交換する熱交換器である。この第1熱交換器5Aは、エンジンルーム内において、熱交換器5C、エンジンラジエータ5Dに対して熱交換用空気流れ方向の上流側に並ぶように配設されている。車両走行時においては、グリルからこれらの熱交換器5A、5B、5C、5Dに走行風が流入する。
 暖房運転時に暖房絞りを成す電気式膨張弁31から冷媒が流出される場合、冷媒は低温低圧に減圧されているので、第1熱交換器5Aは熱交換用空気から吸熱する吸熱用熱交換器(吸熱器)として機能する。また、冷房運転時に流路を開く電気式膨張弁31から冷媒が流出される場合、冷媒は減圧されずに高温高圧のままであるので、第1熱交換器5Aは熱交換用空気によって冷媒を冷却する放熱器として機能する。
 第1熱交換器5Aの車両後方側には、熱交換器5C、エンジンラジエータ5Dおよび熱交換用空気を供給する送風機11が設けられている。送風機11は、制御装置14によってファンの回転数が増減されることで、熱交換用空気の送風量が調節されるようになっている。なお、送風機11は、三流体熱交換器4の車両前方側に設けられて、熱交換用空気を車両の前方側から後方側に供給する押し込み式の空気供給部としても良い。
 三流体熱交換器4の流出側には、三方弁33、アキュムレータ32のように、圧縮機3に繋がる流路が設けられている。三方弁33は、内部に設けられたバルブによって、分岐流路側を閉じることで冷媒が冷房絞り(減圧弁)20側を矢印Y41のように流通する場合と、分岐流路側を開き冷房絞り20側を閉じることで冷媒が分岐流路側(アキュムレータ32側)を矢印Y42のように流通する場合とに切替えることができるようになっている。この三方弁33は電気式膨張弁31と共に冷房暖房切替え部を形成している。
 三方弁33の内部バルブの開閉は、制御装置14によって制御されるようになっている。冷房絞り20は、減圧部であり、所定開度の絞りを備え、三方弁33によって三流体熱交換器4内の第1熱交換器5Aから流出される冷媒を減圧するようになっている。
 蒸発器17は、冷房絞り20の下流側に設けられた熱交換器であり、冷房絞り20で減圧された冷媒と空調ケース18a内を流通する空調用空気との間で熱交換して、空調用空気を冷却するようになっている。蒸発器17は、空調ケース18a内で流路全体を横断するように配設されている。蒸発器17は、空調ケース18a内で室内放熱器16aよりも空調用空気流れの上流側に配設されている。
 アキュムレータ32は、気液分離部であり、三方弁33を介して第1熱交換器5Aから流出された冷媒、あるいは冷房絞り20を通り蒸発器17から流出された冷媒を受け入れ、冷媒の気液を分離して液冷媒を溜め、ガス冷媒および底部付近の少量の液冷媒(オイルが溶け込んでいる)を圧縮機3へ吸入させるようになっている。
 室内ユニット18は、空調用空気の温度を、乗員が設定する設定温度に調節して車室内に吹出すユニットであり、空調ケース18a内にブロワ21、蒸発器17、室内放熱器16a、およびエアミックスドア22等が設けられている。
 ブロワ21は、車室内あるいは車室外から空調用空気を空調用ケース18a内に取り入れて、最下流側となる各種吹出口から車室内へ吹出す送風部である。ブロワ21の作動回転数、即ち送風量は、制御装置14によって制御されるようになっている。ブロワ21の空調用空気流れ下流側には、上記で説明した蒸発器17、および室内放熱器16aが配設されている。また、室内放熱器16aと空調ケース18aとの間には、空調用空気が室内放熱器16aをバイパスして流通可能となるバイパス流路25が形成されている。
 エアミックスドア22は、室内放熱器16a、およびバイパス流路25を通過する空調用空気量を調節する調節部である。エアミックスドア22は、室内放熱器16aの空調用空気流通部、あるいはバイパス流路25を開閉する回動式のドアである。エアミックスドア22の開度に応じて、室内放熱器16aを流通する加熱空気と、蒸発器17で冷却されてバイパス流路25を流通する冷却空気との流量割合が調節されて、室内放熱器16aの下流側の空調用空気温度が調節されるようになっている。
 エアミックスドア22の開度は、制御装置14によって制御されるようになっている。更に、制御装置14は演算結果に基づいて、ポンプ7の作動制御、流調弁8の開閉制御、圧縮機3の作動および吐出量制御、電気式膨張弁31の開度制御、送風機11の作動および送風量制御、三方弁33の内部バルブの開閉制御、ブロワ21の作動制御、エアミックスドア22の開度制御等を行うことで、機器1の冷却運転、車室内の冷房運転、および暖房運転を行う。
 (冷却回路における冷房運転)
 次に、上記構成に基づく作動について説明する。制御装置14は、第2流体回路2Rを成す冷却回路において、ポンプ7を作動させる。すると、第2流体回路2R内の冷却液は、電動発電機1、ポンプ7、第3熱交換器5Cの順に循環する。
 そして、冷却液は、電動発電機1から吸熱して温度上昇していくので、温度センサ26によって検出される冷却液温度が、予め定めた所定の冷却液温度以上となると、制御装置14は、流調弁8によって第2熱交換器5B側を開く。すると、冷却液は、第2熱交換器5Bを流通しても循環し、冷却液は三流体熱交換器4内の放熱器5Aによっても冷却される。
 (ヒートポンプサイクルおよび室内ユニットの運転)
 制御装置14は、ヒートポンプサイクルの冷房サイクルにおいて、電気式膨張弁31を開き、三方弁33によって冷房絞り20側を開き、アキュムレータ32側を閉じ、圧縮機3、および送風機11を作動させる。また、制御装置14は、室内ユニット18において、ブロワ21を作動させ、エアミックスドア22によって室内放熱器16aを閉じるように(図5中の破線のように)開度を調節する。
 ヒートポンプサイクルにおいては、図5中の矢印Y41で示すように、圧縮機3から吐出された冷媒は、室内放熱器16a、電気式膨張弁31、第1熱交換器5A、三方弁33、冷房絞り20、蒸発器17、アキュムレータ32、圧縮機3の順に循環する。
 室内放熱器16aは、エアミックスドア22によって閉じられており、室内ユニット18内の空調用空気は室内放熱器16aを通過しないため、冷媒は室内放熱器16aにおいて空調用空気にほとんど放熱することなく、高温高圧のまま室内放熱器16aを通過する。また、電気式膨張弁31が開かれているので、室内放熱器16aから流出された高温高圧の冷媒は、電気式膨張弁31において減圧されることなく、三流体熱交換器4内に流入して、第1熱交換器5Aによって熱交換用空気に放熱し冷却されることになる。
 更に、冷却されて第1熱交換器5Aから流出された冷媒は、冷房絞り20によって低温低圧に減圧されて、蒸発器17に流入する。蒸発器17においては、室内ユニット18の空調用空気は、冷媒によって冷却され、冷却空気となってバイパス流路25を通り、吹出口から車室内に吹出される。制御装置14は、吹出される空調用空気の温度が乗員の設定する設定温度となるように、圧縮機3の吐出量、エアミックスドア22の開度等を制御する。
 (暖房運転)
 制御装置14は、図5に示すように、ヒートポンプサイクルにおいて、電気式膨張弁31内の流路を絞り、三方弁33によってアキュムレータ32側を開き、冷房絞り20側を閉じ、圧縮機3、および送風機11を作動させる。また、制御装置14は、室内ユニット18において、ブロワ21を作動させ、エアミックスドア22によってバイパス流路25を閉じるように(図5中の実線のように)開度を調節する。
 暖房サイクルにおいては、圧縮機3から吐出された冷媒は、室内放熱器16a、電気式膨張弁31、室外熱交換器を成す第1熱交換器5A、三方弁33、図5中の矢印Y42で示すようにアキュムレータ32、圧縮機3の順に循環する。
 室内放熱器16aは、エアミックスドア22によって開かれており、室内ユニット18内の空調用空気は室内放熱器16aを通過するため、空調用空気は室内放熱器16a内を流通する高温高圧の冷媒によって加熱され、加熱空気となって吹出口から車室内に吹出される。制御装置14は、吹出される空調用空気の温度が乗員の設定する設定温度となるように、圧縮機3の吐出量、エアミックスドア22の開度等を制御する。
 なお、室内放熱器16aから流出される冷媒は、電気式膨張弁31内の暖房絞り作用によって低温低圧に減圧されて、第1熱交換器5A内に流入して、熱交換用空気から吸熱する。熱交換用空気から吸熱した冷媒は、再び圧縮機3から室内放熱器16aに吐出され、吸熱分が空調用空気に放熱されることになる。また、暖房運転においては、蒸発器17には冷媒が流れないため、空調用空気は熱交換されることなく単に蒸発器17を通過するのみとなっている。
 以上述べたように第4実施形態においては、車両の室内を冷房および暖房可能な、ヒートポンプサイクルを有し、暖房サイクルと冷房サイクルとを切り替える切替部となる三方弁33、電気式膨張弁31を有し、冷房サイクルの放熱器を成す第1熱交換器5Aは、暖房サイクルに切り替わったときに吸熱器として作動し吸熱暖房を行う。よって、ヒートポンプサイクルで暖房と冷房とを行う熱交換システムにおいても、第2流体回路2Rを成す冷却回路の放熱に要する第2第3熱交換器5B、5Cの大きさを縮小することができる。
 更に、冷房サイクル時に放熱器として作動する第1熱交換器5Aは、暖房サイクルに切り替わったときに吸熱器として作動する。そして、暖房サイクル作動時には第2熱交換器5B側に冷却液が流れるように流調弁8を開くようにしている。これによれば、第2熱交換器5Bで放熱する廃熱を第1熱交換器5Aで吸熱しながら、暖房運転することができる。
 なお、第4実施形態の変形例として、図4の第3実施形態で示したような液冷熱交換器を電気式膨張弁31側と三流体熱交換器4との間に配置して独立した冷却液(ブライン)回路を設けても良い。このようにすれば、第3実施形態と同様に三流体熱交換器4を空気以外には2系統の冷却液のみが流れる熱交換器として構成できる。
(第5実施形態)
 次に、本開示の第5実施形態について説明する。上述した実施形態と異なる特徴部分を説明する。図6は、本開示の第5実施形態を示すヒートポンプサイクルの作動説明図であり、電動発電機1の冷却回路に除霜用の蓄熱バイパス流路2RBを設けたものである。
 この図6において、冷凍サイクル2は、車両の室内を冷房および暖房可能な、ヒートポンプサイクルから成り、暖房サイクルと冷房サイクルとを切り替える切替部を有し、冷房サイクルの放熱器を成す第1熱交換器5Aは、暖房サイクルに切り替わったときに吸熱器として作動する。よって、ヒートポンプサイクルで暖房と冷房とを行う熱交換システムにおいても、第2流体回路2Rとなる冷却回路の放熱に要する第2第3熱交換器5B、5Cの大きさを縮小することができる。
 また、暖房サイクル作動時には第2熱交換器5B側に冷却液が流れるように流調弁8を開くことにより、第2熱交換器5Bで放熱する廃熱を第1熱交換器5Aで吸熱しながら、暖房運転することができる。
 更に、冷却回路側に少なくとも第2熱交換器5Bをバイパスする蓄熱バイパス流路2RBを有し、蓄熱バイパス流路2RB側と低温熱交換器5B、5C側への冷却液の流入を切り替える流路切替え部となる流路切替え弁34を有している。そして、吸熱器となる第1熱交換器5Aの除霜時に、蓄熱バイパス流路2RBを通過した冷却液を第2熱交換器5B側に流入させている。これによれば、除霜時に冷却液を第2熱交換器5B側に流入させるから、第2熱交換器5Bに隣接または一体に配置された第1熱交換器5Aから成る吸熱器に付着した霜を速やかに除霜できる。
 なお、流路切替え部を成す流路切替え弁34は、非除霜時に冷却液を蓄熱バイパス流路2RBに循環させて蓄熱し、除霜時に蓄熱バイパス流路2RBへの流入を停止させて、蓄熱された冷却液を第2熱交換器5B側に流入させる。これにより、一気に蓄熱された冷却液を第2熱交換器5B側に流入させることができる。従って、除霜時に蓄熱バイパス流路2RBに蓄熱された冷却液で、すみやかに第2熱交換器5Bに隣接または一体に配置された吸熱器(第1熱交換器5A)の除霜を行うことができる。
 (冷却回路における冷却運転)
 次に、上記構成に基づく第5実施形態の作動について更に詳しく説明する。制御装置14は、第2流体回路(冷却回路)2Rを成す冷却回路において、流路切替え弁34によって蓄熱用バイパス流路2RB側を開き、熱交換器5B、5C側を閉じ、ポンプ7を作動させる。すると、冷却回路2R内の冷却液は、ポンプ7、流路切替え弁34、蓄熱用バイパス流路2RB、電動発電機1、ポンプ7の順に循環する。電動発電機1の作動に伴って発生する熱は、冷却液に放熱され、電動発電機1は冷却される。
 そして、冷却液は、電動発電機1から吸熱して温度上昇していくので、温度センサ26によって検出される冷却液温度が、予め定めた所定の冷却液温度(所定の冷却媒体温度であり、例えば65℃)以上となると、制御装置14は、流路切替え弁34によって低温熱交換器5B、5C側を開き、蓄熱用バイパス流路2RB側を閉じ、送風機11を作動させる。
 すると、冷却液は、冷却回路2Rにおいて低温熱交換器5B、5Cを流通して循環し、冷却液は低温熱交換器5B、5Cによって冷却される。冷却液温度が所定の冷却液温度を下回ると、制御装置14は、再び流路切替え弁34によって蓄熱用バイパス流路2RB側を開き低温熱交換器5B、5C側を閉じる。この繰り返しによって、電動発電機1は、予め定めた制御温度以下に調節(冷却)される。
 なお、当初流調弁8を閉じて熱交換器5Cのみにて電動発電機1の熱を放熱し、この放熱のみでは充分に放熱できない場合に流調弁8を開いて、三流体熱交換器4内の熱交換器5Bにて放熱させても良い。ヒートポンプサイクルおよび室内ユニットの運転のうち冷房運転と暖房運転については図5の第4実施形態と同様であるため説明を省略し除霜運転について説明する。
 (除霜運転)
 暖房運転中においては、室外熱交換器となる第1熱交換器5Aは、熱交換用空気から冷媒に吸熱するので、熱交換用空気は熱交換により温度が低下する。そして、冬場のように外気温度が低く、熱交換によって熱交換用空気の温度が空気中に含まれる水蒸気の露点温度を下回ると、水蒸気は凝縮水となる。更に、熱交換用空気の温度が低下して0℃以下となると、凝縮水は凍結して霜となって第1熱交換器5A(三流体熱交換器4)の表面に付着してしまう。
 第1熱交換器5Aの表面に霜が付着すると、三流体熱交換器4全体の通気抵抗が上昇すると共に、熱抵抗が増加するので、三流体熱交換器4の熱交換性能が低下してしまい、ひいては、室内放熱器16aの加熱性能が低下してしまう。除霜運転は、この霜を融解させて除去するための運転として設定されている。
 除霜運転にあたって、まず、制御装置14は、冷却回路2Rにおいて、流路切替え弁34によって蓄熱用バイパス流路2RB側を開き、低温熱交換器5B、5C側を閉じ、ポンプ7を作動させる。すると、冷却回路2R内の冷却液は蓄熱用バイパス流路2RB側を通過して循環し、三流体熱交換器4および低温熱交換器5Cによる放熱を受けない形となる。よって、電動発電機1から発生する熱は、冷却液に充分蓄熱されていくことになる。
 そして、制御装置14は、暖房運転中に除霜を行う際に、流路切替え弁34によって三流体熱交換器4、熱交換器5C(低温熱交換器9)側を開き、蓄熱用バイパス流路2RB側を閉じ、更に、送風機11を作動状態とする。すると、冷却回路2R内の冷却液は、三流体熱交換器4内の熱交換器5B内を通過して循環し、冷却液に蓄熱された熱は、熱交換器5Bと隣接または一体化された熱交換器5A(吸熱器)に供給され除霜がなされる。なお、流調弁8の代わりに三方弁等を設けて、この除霜時に熱交換器5C側に蓄熱された冷却液が流れないようにしても良い。
 図6に示すように、例えば熱交換器5Bに流入する前の熱交換用空気の温度をT1とすると、熱交換器5Bを内蔵する三流体熱交換器4を通過した後の熱交換用空気の温度(温度センサの検出温度)は、蓄熱した冷却液によって加熱されT2に上昇する。
 このとき、制御装置14は、熱交換用空気の温度T2が、三流体熱交換器4の除霜に必要とされる所定の空気温度以上となるように、送風機11の送風量を制御する。霜を融解させるための熱交換用空気の温度T2としては、0℃以上であることが必要であるため、所定の空気温度としては、ここでは0℃と設定している。
 冷却液から放出される熱量は、熱交換用空気の風量と、(温度T2-温度T1)との積に比例する。よって、制御装置14は、例えば熱交換用空気温度T2が、所定の空気温度よりも低い場合は、送風機11の風量を低下させることで、熱交換用空気の温度T2を所定の空気温度以上に確保する。
 そして、温度T2に加熱された熱交換用空気が三流体熱交換器4に流入したことになり、三流体熱交換器4の除霜が可能となる。このとき、ヒートポンプサイクルにおいては、暖房運転時の作動条件がそのまま維持できる。
 以上のように、第5実施形態では、除霜運転において、除霜を行う前段階で、流路切替え弁34によって、冷却液が蓄熱用バイパス流路2RBを流れるようにすることで、電動発電機1から発生する熱を冷却液に蓄熱するようにしている。これにより、三流体熱交換器4における除霜のための熱を準備することができる。
 そして、除霜を行うときには、流路切替え弁34によって、蓄熱された冷却液が少なくとも熱交換器5Bを流れるようにして、送風機11を作動させるようにしている。これにより、冷却液の熱は、熱交換器5Bから三流体熱交換器4全体に伝わり、更に熱交換用空気に伝達され、熱交換用空気の温度を上昇させることができる。更に、この温度上昇した熱交換用空気を下流側となる低温熱交換器9となる熱交換器5C、エンジンラジエータ10を構成する熱交換器5Dに流入させることができる。
 このとき、予め冷却液に蓄熱した熱を、熱交換用空気を介して三流体熱交換器4に与えることができるので、即効性のある除霜が可能となる。また、従来技術においては、ホットガス除霜運転時に、送風機11を停止させると共に、ヒートポンプサイクル内の圧縮機3を作動させる必要があった。
 しかしながら、この第5実施形態では、除霜時に送風機11が作動を継続し、三流体熱交換器4内の第1熱交換器5Aは暖房運転時と同様に吸熱器としての作動を維持することができる。よって、ヒートポンプサイクルにおいては、本来の暖房運転状態を維持したままで除霜することが可能となる。そして、除霜のために圧縮機3を作動させることがなく、圧縮機3の余分な動力を必要としない。なお、図6の第5実施形態において、熱交換器5Bと熱交換器5Cとを、後述する図14のタイプIVのように、直列に内部流体が流れるようにしても良い。
 (第6実施形態)
 次に、本開示の第6実施形態について説明する。上述した実施形態と異なる特徴部分を説明する。第6実施形態は、図7の第3熱交換器5Cをエンジン40の冷却液の熱を放熱するエンジンラジエータ10(第4熱交換器5D)と一体化したものである。この一体化により熱交換器全体の空間に占める体積を縮小することができる。
 図7は、本開示の第6実施形態を示す冷房サイクルの作動説明図である。この図7において、冷凍サイクルは、圧縮機3、凝縮器を成す第1熱交換器5A、蒸発器17等にて冷房回路を形成している。第1流体回路2Rを成す冷却回路は、熱源1、ポンプ7、低温熱交換器9を成す熱交換器5C、熱交換器5Bにて冷却回路を形成している。
 熱交換器5Bと熱交換器5Cとは、風が直列に流れ、内部流体が直列に流れる関係を構築している。熱交換器5Aと熱交換器5Bとは、合わせて三流体熱交換器4を構成する構造である。熱交換器5Aと熱交換器5Bとは、アウターフィンにて結合されている。熱交換器5Aと熱交換器5Bとは、理想的には2列コアにて製作される。
 第3熱交換器5Cは、エンジン40の冷却回路の第4熱交換器5Dとなるエンジンラジエータ10と一体である。よって、第3熱交換器5Cは、エンジンラジエータ10から成る第4熱交換器5Dと一体化して小型化することができる。
 そして、第3熱交換器5Cと第4熱交換器5Dとは、コアの一部で相互に熱伝導する三流体熱交換器(5C、5D)として一体化された構造からなる。これによれば、第3熱交換器5Cは、第4熱交換器5Dと三流体熱交換器として一体化して小型化することができる。
 前述のように第1熱交換器5Aと第2熱交換器5Bとがコアの一部で相互に熱伝導する第1の三流体熱交換器(5A、5B)として風上側で一体化して構成されている。そしてこの場合、第3熱交換器5Cと第4熱交換器5Dとが少なくとも共通のコアの一部で相互に熱伝導する第2の三流体熱交換器(5C、5D)として風下側で一体化して構成されている。このように、2組の三流体熱交換器を風上と風下とに配置して全体の体積を更に小さくすることができる。
(第6実施形態の変形例)
 上記のように、第1の三流体熱交換器(5A、5B)が風上側で一体化して構成され、第2の三流体熱交換器(5C、5D)が風下側で一体化して構成されているが、これら第1の三流体熱交換器(5A、5B)と第2の三流体熱交換器(5C、5D)とを更に一体化しても良い。この一体化された複合三流体熱交換器(5A、5B、5C、5D)を図7の1点鎖線にて示す。複合三流体熱交換器(5A、5B、5C、5D)においては、全ての熱交換器部分5A、5B、5C、5Dがアウターフィンを介して熱的および機械的に結合されている。
 (他の実施形態)
 本開示は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。例えば、上述の実施形態では、三流体熱交換器を2列コアで形成したが1列コアで形成することができる。また、熱交換器5A、5B間は互いに熱伝導可能な構造であれば良く、風流れに対して熱交換器5Aを風上、熱交換器5Bを風下の関係においても良いし、逆にしても良い。更には、渾然一体化して風上風下の関係をなくしても良い。
 図8は他の実施形態を示す三流体熱交換器内の各熱交換器におけるチューブの交互配置例を示す摸式配置図である。三流体熱交換器は、図8のように、例えば、車両用空調装置の室外器となる凝縮器または吸熱器を構成する第1熱交換器5Aのチューブ41と低温熱交換器の一部を成す第2熱交換器5Bのチューブ42とからなる複合熱交換器である。少なくともチューブ41、42と、これらの間を橋絡する切り起こしが設けられたアウターフィン43とでコア44が構成されている。このコア44の一部を成すアウターフィン43にて熱交換器5Aと熱交換器5Bとは熱的に結合されている。矢印Y7は送風機11で流される風(熱交換用空気)である。
 次に、図9は他の実施形態を示す三流体熱交換器内の各熱交換器におけるチューブの千鳥配置例を示す摸式配置図である。図9のように、車両用空調装置の室外器となる凝縮器または吸熱器を構成する第1熱交換器5Aのチューブ41と低温熱交換器の一部を成す第2熱交換器5Bのチューブ42とは千鳥配置されている。チューブ41、42は風Y7方向に対向している。また、これらチューブ41、42の間を橋絡する切り起こしが設けられたアウターフィン43が設けられている。
 このコア44の一部を成すアウターフィン43にて熱交換器5Aと熱交換器5Bとは熱的に結合されている。なお、熱交換器5Aと熱交換器5Bとの熱的な結合をチューブ同士の接触またはチューブが接続されたタンク同士の接触で行うこともできる。また、コア44とは、この場合、チューブとアウターフィンとタンクを含む金属部のことである。
 次に、他の実施形態として、上記各実施形態において三流体熱交換器として採用可能な熱交換器の具体的構成例について説明する。図10は、この熱交換器70の外観斜視図であり、図11は、熱交換器70の分解斜視図であり、図12は、図10のY12-Y12断面図であり、図13は、熱交換器70における冷媒流れおよび冷却液流れを説明するための模式的な斜視図である。なお、三流体熱交換器の熱交換媒体は空気と冷媒と冷却液の場合と、空気と第1冷却液と第2冷却液の場合があるが、以下では代表的に空気と冷媒と冷却液の場合について説明する。しかし、以下の構造は空気と第1冷却液と第2冷却液の場合についても適用可能である。
 まず、図10、11に示すように、第1熱交換器5Aを成す室外熱交換部160および第2熱交換器5Bを成すラジエータ部430は、それぞれ冷媒または冷却液を流通させる複数本のチューブ、この複数本のチューブの両端側に配置されてそれぞれのチューブを流通する冷媒または冷却液の集合あるいは分配を行う一対の集合分配用タンク等を有する、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器構造に構成されている。
 より具体的には、室外熱交換部160は、第1流体としての冷媒が流通する複数本の冷媒用チューブ160a、および、複数本の冷媒用チューブ160aの積層方向に延びて冷媒用チューブ160aを流通する冷媒の集合あるいは分配を行う冷媒側タンク部160cを有し、冷媒用チューブ160aを流通する冷媒と冷媒用チューブ160aの周囲を流れる第3流体としての空気(送風ファン11から送風された外気)とを熱交換させる熱交換部である。
 一方、ラジエータ部430は、第2流体としての冷却液が流通する複数本の冷却媒体用チューブ430a、および、冷却媒体用チューブ430aの積層方向に延びて冷却媒体用チューブ430aを流通する冷却液の集合あるいは分配を行う冷却媒体側タンク部430cを有し、冷却媒体用チューブ430aを流通する冷却液と冷却媒体用チューブ430aの周囲を流れる空気(送風ファン11から送風された外気)とを熱交換させる熱交換部である。
 まず、冷媒用チューブ160aおよび冷却媒体用チューブ430aとしては、長手方向垂直断面の形状が扁平形状の扁平チューブが採用されている。そして、図11の分解斜視図に示すように、室外熱交換部160の冷媒用チューブ160aおよびラジエータ部430の冷却媒体用チューブ430aが、それぞれ送風ファン11によって送風された外気の流れ方向X10に沿って2列配置されている。
 さらに、外気の流れ方向風上側に配列された冷媒用チューブ160aおよび冷却媒体用チューブ430aは、その外表面のうち平坦面同士が互いに平行に、かつ、対向するように所定の間隔を開けて交互に積層配置されている。同様に、外気の流れ方向風下側に配列された冷媒用チューブ160aおよび冷却媒体用チューブ430aについても、所定の間隔を開けて交互に積層配置されている。
 換言すると、この熱交換器の冷媒用チューブ160aは、冷却媒体用チューブ430aの間に配置され、冷却媒体用チューブ430aは、冷媒用チューブ160aの間に配置されている。さらに、冷媒用チューブ160aと冷却媒体用チューブ430aとの間に形成される空間は、送風ファン11によって送風された外気が流通する外気通路70a(第3流体用通路)を形成している。
 そして、この外気通路70aには、室外熱交換部160における冷媒と外気との熱交換およびラジエータ部430における冷却液と外気との熱交換を促進するとともに、冷媒用チューブ160aを流通する冷媒と冷却媒体用チューブ430aを流通する冷却液との間の熱移動を可能とするアウターフィン50が配置されている。
 このアウターフィン50としては、伝熱性に優れる金属の薄板を波状に曲げ成形したコルゲートフィンが採用されており、この熱交換器では、このアウターフィン50が、冷媒用チューブ160aおよび冷却媒体用チューブ430aの双方に接合されていることによって、冷媒用チューブ160aと冷却媒体用チューブ430aとの間の熱移動を可能としている。
 次に、冷媒側タンク部160cおよび冷却媒体側タンク部430cについて説明する。これらのタンク部160c、430cの基本的構成は同様である。冷媒側タンク部160cは、2列に配置された冷媒用チューブ160aおよび冷却媒体用チューブ430aの双方が固定される冷媒側固定用プレート部材161、冷媒側固定用プレート部材161に固定される冷媒側中間プレート部材162、並びに、冷媒側タンク形成部材163を有している。
 冷媒側中間プレート部材162には、図12の断面図に示すように、冷媒側固定用プレート部材161に固定されることによって、冷媒側固定用プレート部材161との間に冷却媒体用チューブ430aに連通する複数の空間を形成する複数の凹み部162bが形成されている。この空間は、外気の流れ方向X10に2列に並んだ冷却媒体用チューブ430a同士を互いに連通させる冷却媒体用連通空間としての機能を果たす。
 なお、図12では、図示の明確化のため、冷却媒体側中間プレート部材432に設けられた凹み部432b周辺の断面を図示しているが、前述の如く、冷媒側タンク部160cおよび冷却媒体側タンク部430cの基本的構成は同様なので、冷媒側接続用プレート部材161および凹み部162b等についてはカッコを付して符合を記載している。
 また、冷媒側中間プレート部材162のうち冷媒用チューブ160aに対応する部位にはその表裏を貫通する第1連通穴162a(図11)が設けられ、この第1連通穴162aには冷媒用チューブ160aが貫通している。これにより、冷媒用チューブ160aが冷媒側タンク形成部材163内に形成される空間に連通している。
 さらに、冷媒側タンク部160c側の端部では、冷媒用チューブ160aが冷却媒体用チューブ430aよりも、冷媒側タンク部160c側へ突出している。つまり、冷媒用チューブ160aの冷媒側タンク部160c側の端部と冷却媒体用チューブ430aの冷媒側タンク部160c側の端部は、不揃いに配置されている。
 冷媒側タンク形成部材163は、冷媒側固定用プレート部材161および冷媒側中間プレート部材162に固定されることによって、その内部に冷媒の集合を行う集合空間163aおよび冷媒の分配を行う分配空間163bを形成するものである。具体的には、冷媒側タンク形成部材163は、平板金属にプレス加工を施すことにより、その長手方向から見たときに、二山状(W字状)に形成されている。
 そして、冷媒側タンク形成部材163の二山状の中央部163cが冷媒側中間プレート部材162に接合されることによって、集合空間163aおよび分配空間163bが区画されている。なお、この熱交換器では、外気の流れ方向X10の風上側に集合空間163aが配置され、さらに、外気の流れ方向X10の風下側に分配空間163bが配置されている。
 この中央部163cは、冷媒側中間プレート部材162に形成された凹み部162bに適合する形状に形成されており、集合空間163aと分配空間163bは、冷媒側固定用プレート部材161および冷媒側中間プレート部材162の接合部位から内部の冷媒が漏れないように区画されている。
 さらに、前述の如く、冷媒用チューブ160aは、冷媒側中間プレート部材162の第1連通穴162aを貫通して、冷媒側タンク形成部材163の内部に形成される集合空間163aあるいは分配空間163bへ突出していることにより、外気の流れ方向X10の風上側に配列された冷媒用チューブ160aは集合空間163aに連通し、外気の流れ方向X10の風下側に配列された冷媒用チューブ160aは分配空間163bに連通している。
 また、冷媒側タンク形成部材163の長手方向一端側には、分配空間163bへ冷媒を流入させる冷媒流入配管164が接続されるとともに、集合空間163aから冷媒を流出させる冷媒流出配管165が接続されている。さらに、冷媒側タンク形成部材163の長手方向他端側は、閉塞部材によって閉塞されている。
 一方、冷却媒体側タンク部430cについても、図11に示すように、同様の構成の冷却媒体側固定用プレート部材431、冷却媒体側固定用プレート部材431に固定される冷却媒体側中間プレート部材432、並びに、冷却媒体側タンク形成部材433を有している。
 さらに、冷却媒体側固定用プレート部材431と冷却媒体側中間プレート部材432との間には、冷却媒体側中間プレート部材432に設けられた凹み部432bによって、外気の流れ方向X10に2列に並んだ冷媒用チューブ160a同士を互いに連通させる冷媒用連通空間が形成されている。
 また、冷却媒体側中間プレート部材432のうち冷却媒体用チューブ430aに対応する部位にはその表裏を貫通する第2連通穴432a(図11)が設けられ、この第2連通穴432aには冷却媒体用チューブ430aが貫通している。これにより、冷却媒体用チューブ430aが冷却媒体媒側タンク形成部材433内に形成される空間に連通している。
 従って、冷却媒体側タンク部430c側の端部では、冷却媒体用チューブ430aが冷媒用チューブ160aよりも、冷却媒体側タンク部430c側へ突出している。つまり、冷媒用チューブ160aの冷却媒体側タンク部430c側の端部と冷却媒体用チューブ430aの冷却媒体側タンク部430c側の端部は、不揃いに配置されている。
 さらに、冷却媒体側タンク形成部材433は、冷却媒体側固定用プレート部材431および冷却媒体側中間プレート部材432に固定されることによって、内部に冷却媒体側タンク形成部材433の中央部433cによって区画された冷却媒体の集合空間433aおよび冷却媒体の分配空間433bを形成している。なお、この熱交換器では、外気の流れ方向X10の風上側に分配空間433bが配置され、外気の流れ方向X10風下側に集合空間433aが配置されている。
 また、冷却媒体側タンク形成部材433の長手方向一端側には、分配空間433bへ冷却媒体を流入させる冷却媒体流入配管434が接続されるとともに、集合空間433aから冷却媒体を流出させる冷却媒体流出配管435が接続されている。さらに、冷却媒体側タンク部430cの長手方向他端側は、閉塞部材によって閉塞されている。
 従って、本実施形態の熱交換器70では、図13の模式的な斜視図に示すように、冷媒流入配管164を介して冷媒側タンク部160cの分配空間163bへ流入した冷媒が、2列に並んだ冷媒用チューブ160aのうち、外気の流れ方向X10の風下側に配列された各冷媒用チューブ160aへ流入する。
 そして、風下側に配列された各冷媒用チューブ160aから流出した冷媒が、冷却媒体側タンク部430cの冷却媒体側固定用プレート部材431と冷却媒体側中間プレート部材432との間に形成された冷媒用連通空間を介して、外気の流れ方向X10の風上側に配列された各冷媒用チューブ160aへ流入する。
 さらに、風上側に配列された各冷媒用チューブ160aから流出した冷媒は、図13の実線矢印で示すように、冷媒側タンク部160cの集合空間163aにて集合して、冷媒流出配管165から流出していく。つまり、この熱交換器70では、冷媒が、風下側の冷媒用チューブ160a、冷却媒体側タンク部430cの冷媒用連通空間、風上側の冷媒用チューブ160aの順にUターンしながら流れることになる。
 同様に、冷却液については、風上側の冷却媒体用チューブ430a、冷媒側タンク部160cの冷却媒体用連通空間、風下側の冷却媒体用チューブ430aの順にUターンしながら流れることになる。従って、隣り合う冷媒用チューブ160aを流通する冷媒と冷却媒体用チューブ430aを流通する冷却液とは、その流れ方向が互いに対向する方向となる。
 また、上述した室外熱交換部160の冷媒用チューブ160a、ラジエータ部430の冷却媒体用チューブ430a、冷媒側タンク部160cの各構成部品、冷却媒体側タンク部430cの各構成部品およびアウターフィン50は、いずれも同一の金属材料(本実施形態では、アルミニウム合金)で形成されている。
 そして、冷媒側中間プレート部材162を挟み込んだ状態で冷媒側固定用プレート部材161と冷媒側タンク形成部材163がかしめによって固定され、また、冷却媒体側中間プレート部材432を挟み込んだ状態で冷却媒体側固定用プレート部材431と冷却媒体側タンク形成部材433が、かしめによって固定されている。
 さらに、かしめ固定された状態の熱交換器70全体を加熱炉内へ投入して加熱し、各構成部品表面に予めクラッドされたろう材を融解させ、さらに、再びろう材が凝固するまで冷却することで、各構成部品が一体にろう付けされる。これにより、室外熱交換部160とラジエータ部430とが一体化されている。
(まとめ)
 図14は、冷却回路2Rに接続されて冷却液の放熱を行う複数の熱交換器5B、5Cに係る本開示実施形態、およびその変形例のまとめを図示したものである。なお、第1熱交換器5Aは、第2熱交換器と一体であるが、図示を省略している。
 この図14において、タイプIは複数の熱交換器5B、5Cに同時に冷却液が流入可能であり、流路切替え部を成す流調弁8を通過して、熱交換器5Bを流れる経路と、発熱を伴う機器から、流調弁8を通過せずに熱交換器5Cを流れる経路とを有している。そして、熱交換器5Cの放熱量が所定量まで増加すると、熱交換器5Bを流れる冷却液を増加させる。この結果、図5の場合のように、暖房運転時の吸熱暖房が可能となる。
 図14のタイプIIでは、第2熱交換器5Bと第3熱交換器5Cとは、これらの熱交換器5B、5Cの内部流体となる冷却液の流れが直列である。更に、風の流れは冷却液の流れと反対方向であり、互いに対向する。その結果、風と冷却液との熱交換効率が向上する。また、このタイプIIでは、第3熱交換器5Cが内部流体の上流側に配置され、第2熱交換器5Bが下流側に配置されている。また、第1熱交換器5は、ヒートポンプに使用されて暖房運転されるときに、第2熱交換器5Bの発熱を吸熱する吸熱暖房用熱交換器を構成できる。
 図14において、タイプIIIは、上記タイプIIに第3熱交換器5Cをバイパスするバイパス回路を設けたものである。このタイプでは、バイパス回路に冷媒を流すことにより、第2熱交換器5Bからの第1熱交換器5Aの吸熱量を増加させることができる。
 図14において、タイプIVは、上記タイプIIに第2熱交換器5Bをバイパスするバイパス回路を設けたものである。このタイプでは、冷房運転時に第3熱交換器5Cの廃熱の影響が第1熱交換器5Aに及ぶのを減少させることができる。その結果、第3熱交換器5Cの最大放熱量を増加させることができる。また、冷却回路側に少なくとも第2熱交換器5Bをバイパスする蓄熱バイパス流路を図6のように備え、この蓄熱バイパス流路側と第2熱交換器5B側への冷却液の流入を切り替える流路切替え部34を備えれば、吸熱器の除霜時に蓄熱バイパス流路を通過して蓄熱した冷却液を第2熱交換器5B側に流入させることができる。
 図14において、タイプVは、上記タイプIIに熱交換器5C、5Bをバイパスするバイパス回路を設けたものである。このタイプVでは、バイパス回路を蓄熱に用いれば、タイプIVよりも蓄熱バイパス流路の蓄熱量を増加させることができ、吸熱器の除霜時に蓄熱バイパス流路を通過して蓄熱した冷却液を第3熱交換器5Cを経由して第2熱交換器5B側に流入させることができる。
 図14において、タイプVIは、第3熱交換器5Cをバイパスする蓄熱バイパス流路と、第2熱交換器5Bをバイパスする蓄熱バイパス流路とをそれぞれ設けたものである。これによれば、複数の蓄熱バイパス流路の組合せの切替えにより、上記タイプIIからタイプVの機能を任意に発揮させることができる。

Claims (18)

  1.  少なくとも冷房サイクルの放熱を行う第1熱交換器(5A)と、
     発熱を伴う機器(1)の冷却液が流れる冷却回路(2R)と、
     前記冷却回路(2R)に接続されて前記冷却液の放熱を行う複数の熱交換器(5B、5C)と、
     前記第1熱交換器(5A)と前記複数の熱交換器(5B、5C)とに送風して冷却する送風機(11)と、を備え、
     前記冷却回路(2R)の放熱は、前記送風機(11)の送風方向に並べて配置された前記複数の熱交換器(5B、5C)に分けて行われ、
     前記複数の熱交換器(5B、5C)のうち風上側に配置された熱交換器(5B)は、前記第1熱交換器(5A)と熱的に結合され、前記風上側に配置された熱交換器(5B)は自身で放熱すると共に前記第1熱交換器(5A)を介しても放熱する熱交換システム。
  2.  前記第1熱交換器(5A)は、車両の室内を空調する第1流体回路(1R)の一部を成す空調用熱交換器からなり、
     前記冷却回路(2R)は、前記車両のエンジン(40)以外の発熱を伴う前記機器(1)を冷却する第2流体回路(2R)から成る請求項1に記載の熱交換システム。
  3.  前記複数の熱交換器(5B、5C)は、風上側に配置された第2熱交換器(5B)と風下側に配置された第3熱交換器(5C)とから成り、
     前記第2熱交換器(5B)が前記第1熱交換器(5A)に隣接または一体に配置されている請求項1または2に記載の熱交換システム。
  4.  圧縮機(3)で圧縮された冷媒が液冷凝縮器(30)で冷却されたのち、該液冷凝縮器(30)内を流れる冷却液から成るブラインの熱を放熱するブライン用熱交換器から前記第1熱交換器(5A)が構成されている請求項1ないし3のいずれか一項に記載の熱交換システム。
  5.  前記第1熱交換器(5A)と前記複数の熱交換器(5B、5C)のうち風上側に配置された熱交換器(5B)とは、コアの一部で熱伝導する三流体熱交換器(4)から構成されている請求項1ないし4のいずれか一項に記載の熱交換システム。
  6.  前記第2熱交換器(5B)と前記第3熱交換器(5C)とは、これらの熱交換器(5B、5C)の内部流体となる前記冷却液の流れが並列である請求項3に記載の熱交換システム。
  7.  前記第2熱交換器(5B)と前記第3熱交換器(5C)とは、これらの熱交換器(5B、5C)の内部流体となる前記冷却液の流れが直列である請求項3に記載の熱交換システム。
  8.  前記第3熱交換器(5C)が前記内部流体の上流側に配置され、前記第2熱交換器(5B)が下流側に配置されている請求項7に記載の熱交換システム。
  9.  前記第2熱交換器(5B)の流量を調整する流調弁(8)を備え、
     前記冷却液の温度が所定の温度以上に達したとみなされた場合に、前記流調弁(8)が開かれ、
     前記第3熱交換器(5C)のみでなく前記第2熱交換器(5B)側でも放熱される請求項6に記載の熱交換システム。
  10.  前記冷凍サイクルは、車両の室内を冷房および暖房可能なヒートポンプサイクルから成り、暖房サイクルと前記冷房サイクルとを切り替える冷房暖房切替え部(33、31)を備え、
     前記冷房サイクルの前記第1熱交換器(5A)は、前記暖房サイクルに切り替わったときに吸熱器として作動する請求項1ないし9のいずれか一項に記載の熱交換システム。
  11.  前記冷凍サイクルは、前記車両の室内を冷房および暖房可能なヒートポンプサイクルから成り、暖房サイクルと前記冷房サイクルとを切り替える冷房暖房切替え部(33、31)を備え、
     前記冷房サイクルの前記第1熱交換器(5A)は、前記暖房サイクルに切り替わったときに吸熱器として作動し、前記暖房サイクル作動時には前記第2熱交換器(5B)側に前記冷却液が流れるように前記流調弁(8)が制御される請求項9に記載の熱交換システム。
  12.  前記冷凍サイクルは、前記車両の室内を冷房および暖房可能なヒートポンプサイクルから成り、暖房サイクルと前記冷房サイクルとを切り替える冷房暖房切替え部(33、31)を備え、
     前記冷房サイクルの前記第1熱交換器(5A)は、前記暖房サイクルに切り替わったときに吸熱器として作動し、
     前記冷却回路側に少なくとも前記第2熱交換器(5B)をバイパスする蓄熱バイパス流路(2RB)が備られ、
     前記蓄熱バイパス流路(2RB)側と前記第2熱交換器(5B)側への前記冷却液の流入を切り替える流路切替え部(34)が備られ、この流路切替え部(34)により、前記吸熱器の除霜時に前記蓄熱バイパス流路(2RB)を通過した前記冷却液が前記第2熱交換器(5B)側に流入する請求項3、6、7、8、9、および11のいずれか一項に記載の熱交換システム。
  13.  前記流路切替え部(34)は、非除霜時に前記冷却液を前記蓄熱バイパス流路(2RB)に流して蓄熱し、除霜時に前記蓄熱バイパス流路(2RB)への流入を停止させて、蓄熱された前記冷却液を前記第2熱交換器(5B)側に流入させる請求項12に記載の熱交換システム。
  14.  前記冷却回路の機器(1)はエンジン(40)以外から成り、前記第3熱交換器(5C)は、前記エンジン(40)の冷却回路のエンジン用熱交換器(5D)と一体である請求項3、6、7、8、9、11、12および13のいずれか一項に記載の熱交換システム。
  15.  前記第3熱交換器(5C)と前記エンジン用熱交換器(5D)とはコアの一部で相互に熱伝導すると共に空気と熱交換する三流体熱交換器(5C、5D)として一体化された構造からなる請求項14に記載の熱交換システム。
  16.  前記第1熱交換器(5A)と前記第2熱交換器(5B)とが、コアの一部で相互に熱伝導する第1の三流体熱交換器(5A、5B)として風上側で一体化して構成され、前記第3熱交換器(5C)と前記エンジン用熱交換器(5D)とが、コアの一部で相互に熱伝導する第2の三流体熱交換器(5C、5D)として風下側で一体化して構成されている請求項14に記載の熱交換システム。
  17.  前記第1の三流体熱交換器(5A、5B)と前記第2の三流体熱交換器(5C、5D)とが更に一体化され、前記第1熱交換器(5A)と前記第2熱交換器(5B)と前記第3熱交換器(5C)と前記エンジン用熱交換器(5D)とが共通のコアの一部で熱伝導している請求項16に記載の熱交換システム。
  18.  前記風上側に配置された第2熱交換器(5B)と風下側に配置された第3熱交換器(5C)とは、これらの熱交換器(5B、5C)の内部流体となる前記冷却液の流れが前記第3熱交換器(5C)から前記第2熱交換器(5B)に向けて直列に流れ、風流れに対して前記冷却液の流れが対向流となる請求項7または8に記載の熱交換システム。
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