JP6819522B2 - Heat exchange system - Google Patents

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Description

本開示は、車両に搭載される熱交換システムに関する。 The present disclosure relates to a heat exchange system mounted on a vehicle.

車両の前方側部分に設けられたエンジンルームには、熱交換システムが搭載される。熱交換システムは、空気と熱媒体（例えば空調用の冷媒等）との間で熱交換を行うためのものである。熱交換システムは、例えば、単一又は複数の熱交換器に、空気を送り出すためのファン等を組み合わせてモジュール化したもの、として構成される。 A heat exchange system is installed in the engine room provided in the front part of the vehicle. The heat exchange system is for exchanging heat between air and a heat medium (for example, a refrigerant for air conditioning). The heat exchange system is configured as, for example, a module in which a single or a plurality of heat exchangers are combined with a fan for sending air or the like.

下記特許文献１に記載されている熱交換システムのファンは、車両前方の外気開口から後方のエンジン側へ向かって外気を送り出す第１動作モードと、後方のエンジン側から前方の外気開口へ向かって空気を送り出す第２動作モードと、を実行することが可能となっている。 The fan of the heat exchange system described in Patent Document 1 below has a first operation mode in which outside air is sent from the outside air opening in front of the vehicle toward the rear engine side, and a first operation mode in which outside air is sent from the rear engine side toward the front outside air opening. It is possible to execute the second operation mode of sending out air.

第２動作モードにおいては、外気よりも高温で乾燥している空気が、エンジン側から熱交換器へと供給される。このため、熱交換器を凍結させることなく、空気からの熱を効率的に回収することが可能となる。 In the second operation mode, air that is dry at a temperature higher than the outside air is supplied from the engine side to the heat exchanger. Therefore, it is possible to efficiently recover the heat from the air without freezing the heat exchanger.

特開２０１５−１０１３３３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-101333

熱交換システムのファンは、車両の前方側から後方側に向けて空気を送り出すような方向に回転したときに、送り出される空気の流量が最適となるように設計されるのが一般的である。このため、上記の第２動作モードのように、後方側から前方側に向けて空気を送り出すような方向にファンが回転したときには、熱交換器を通過する空気の流量が小さくなってしまう。その結果、熱交換器における空気からの熱の回収が効率的には行われず、熱媒体を循環させるためのコンプレッサの負荷が大きくなってしまう可能性がある。 The fan of the heat exchange system is generally designed so that the flow rate of the air sent out is optimized when the fan is rotated in a direction in which the air is sent out from the front side to the rear side of the vehicle. Therefore, when the fan rotates in a direction that sends air from the rear side to the front side as in the second operation mode described above, the flow rate of air passing through the heat exchanger becomes small. As a result, the heat is not efficiently recovered from the air in the heat exchanger, and the load on the compressor for circulating the heat medium may increase.

本開示は、車両の後方側から前方側に向けて空気を送り出すようにファンが動作するときに、熱交換器を通過する空気の流量が低下してしまうことを防止することのできる熱交換システム、を提供することを目的とする。 The present disclosure is a heat exchange system capable of preventing a decrease in the flow rate of air passing through a heat exchanger when the fan operates so as to send air from the rear side to the front side of the vehicle. The purpose is to provide.

本開示に係る熱交換システムは、車両（ＶＣ）に搭載される熱交換システム（１０）であって、空気と熱媒体との間で熱交換を行う熱交換器（１００）と、熱交換器を通過するように空気を送り出すファン（３００）と、熱交換器の一部である被閉鎖部に空気が流入する状態と、被閉鎖部に空気が流入しない状態と、を切り換える開閉機構（４００）と、ファン及び開閉機構の動作を制御する制御装置（７００）と、を備える。ファンは、車両の後方側に向けて空気を送り出す正回転動作と、車両の前方側に向けて空気を送り出す逆回転動作と、のいずれをも行うことが可能となっている。制御装置は、ファンが逆回転動作を行う際には、被閉鎖部に空気が流入しない状態となるように開閉機構を動作させる。 The heat exchange system according to the present disclosure is a heat exchange system (10) mounted on a vehicle (VC), and is a heat exchanger (100) that exchanges heat between air and a heat medium, and a heat exchanger. An opening / closing mechanism (400) that switches between a fan (300) that sends air so as to pass through the heat exchanger and a state in which air flows into the closed portion that is a part of the heat exchanger and a state in which air does not flow into the closed portion. ), And a control device (700) that controls the operation of the fan and the opening / closing mechanism. The fan can perform both a forward rotation operation of sending air toward the rear side of the vehicle and a reverse rotation operation of sending air toward the front side of the vehicle. The control device operates the opening / closing mechanism so that air does not flow into the closed portion when the fan rotates in the reverse direction.

このような構成の熱交換システムでは、ファンが逆回転動作を行う際に、被閉鎖部に空気が流入しない状態となるように制御装置が開閉機構を動作させる。当該状態においては、熱交換器のうち被閉塞部を通過する空気の流量は０となるのであるが、その分、被閉塞部以外の部分を通過する空気の流量は増加する。このため、ファンから送り出される空気の流量が低下しても、熱交換器のうち被閉塞部以外の部分には十分な流量の空気が供給される。 In the heat exchange system having such a configuration, when the fan rotates in the reverse direction, the control device operates the opening / closing mechanism so that air does not flow into the closed portion. In this state, the flow rate of air passing through the closed portion of the heat exchanger becomes 0, but the flow rate of air passing through the portion other than the closed portion increases by that amount. Therefore, even if the flow rate of the air sent out from the fan decreases, a sufficient flow rate of air is supplied to the portion of the heat exchanger other than the closed portion.

例えば、熱交換器の一部が所謂「サブクール部」として構成されている場合には、熱交換器が凝縮器として機能する際にはサブクール部を冷媒が流れる一方で、熱交換器が蒸発器として機能する際にはサブクール部を冷媒が流れない。このため、サブクール部が上記の被閉塞部に含まれるように構成すれば、熱交換の性能を犠牲にすることなく、空気の流量を十分に確保することができる。 For example, when a part of the heat exchanger is configured as a so-called "subcool part", when the heat exchanger functions as a condenser, the refrigerant flows through the subcool part, while the heat exchanger is an evaporator. Refrigerant does not flow through the subcool part when functioning as. Therefore, if the subcooled portion is configured to be included in the closed portion, a sufficient air flow rate can be secured without sacrificing the heat exchange performance.

本開示によれば、車両の後方側から前方側に向けて空気を送り出すようにファンが動作するときに、熱交換器を通過する空気の流量が低下してしまうことを防止することのできる熱交換システム、が提供される。 According to the present disclosure, heat that can prevent a decrease in the flow rate of air passing through the heat exchanger when the fan operates so as to send air from the rear side to the front side of the vehicle. An exchange system, is provided.

図１は、本実施形態に係る熱交換システムが車両に搭載されている状態を模式的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a state in which the heat exchange system according to the present embodiment is mounted on a vehicle. 図２は、本実施形態に係る熱交換システムが車両に搭載されている状態を模式的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing a state in which the heat exchange system according to the present embodiment is mounted on the vehicle. 図３は、熱交換システムの制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing a flow of processing executed by the control device of the heat exchange system.

以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。 Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate understanding of the description, the same components are designated by the same reference numerals as much as possible in each drawing, and duplicate description is omitted.

図１、２を参照しながら、本実施形態に係る熱交換システム１０の構成について説明する。熱交換システム１０は、車両ＶＣの前方側部分（図１では左側部分）に設けられたエンジンルームのうち、エンジンＥＧよりも前方側となる位置に搭載されている。尚、本実施形態においては、車両ＶＣは、エンジンＥＧ及び回転電機（不図示）のそれぞれの駆動力によって走行し得るハイブリッド車両として構成されている。 The configuration of the heat exchange system 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The heat exchange system 10 is mounted at a position on the front side of the engine EG in the engine room provided in the front side portion (left portion in FIG. 1) of the vehicle VC. In the present embodiment, the vehicle VC is configured as a hybrid vehicle that can travel by the driving forces of the engine EG and the rotary electric machine (not shown).

熱交換システム１０は、熱交換器１００と、ラジエータ２００と、ファン３００と、開閉機構４００と、シャッター装置６００と、制御装置７００と、を備えており、これらの全体が一つのモジュールとして構成されたものとなっている。尚、制御装置７００は、上記モジュールとは離れた位置に配置されていてもよい。 The heat exchange system 10 includes a heat exchanger 100, a radiator 200, a fan 300, an opening / closing mechanism 400, a shutter device 600, and a control device 700, all of which are configured as one module. It has become a thing. The control device 700 may be arranged at a position away from the module.

熱交換器１００は、外側を流れる空気と、内側を流れる空調用の冷媒（熱媒体）との間で熱交換を行うための熱交換器である。熱交換器１００は、車両ＶＣに設けられた空調装置（全体は不図示）の一部となっている。当該空調装置はヒートポンプシステムとして構成されている。車室内の冷房が行われる際には、熱交換器１００は、冷媒を凝縮させるための凝縮器として機能する。車室内の暖房が行われる際には、熱交換器１００は、冷媒を蒸発させるための蒸発器として機能する。このように、本実施形態に係る熱交換システム１０は、ヒートポンプシステムの「室外機」として機能するものである。 The heat exchanger 100 is a heat exchanger for exchanging heat between the air flowing on the outside and the refrigerant (heat medium) for air conditioning flowing on the inside. The heat exchanger 100 is a part of an air conditioner (not shown as a whole) provided in the vehicle VC. The air conditioner is configured as a heat pump system. When the vehicle interior is cooled, the heat exchanger 100 functions as a condenser for condensing the refrigerant. When the vehicle interior is heated, the heat exchanger 100 functions as an evaporator for evaporating the refrigerant. As described above, the heat exchange system 10 according to the present embodiment functions as an "outdoor unit" of the heat pump system.

熱交換器１００は、冷媒が通る複数本のチューブ（不図示）を、間にフィン（不図示）を挟んだ状態で上下方向に積層した構成となっている。それぞれのチューブ間を空気が通過する方向は、車両ＶＣの前後方向に沿っている。尚、このような熱交換器の構成としては公知のものを採用し得るので、その具体的な図示や説明については省略する。 The heat exchanger 100 has a configuration in which a plurality of tubes (not shown) through which a refrigerant passes are laminated in the vertical direction with fins (not shown) sandwiched between them. The direction in which air passes between the tubes is along the front-rear direction of the vehicle VC. Since a known configuration of such a heat exchanger can be adopted, specific illustrations and explanations thereof will be omitted.

熱交換器１００のうち下方側の部分のチューブは、熱交換器１００が凝縮器として機能する際に、空気との熱交換によって液相となった冷媒を更に冷却するためのサブクール部として用いられる。当該部分のことを、以下では「サブクール部１２０」とも表記する。また、熱交換器１００のうちサブクール部１２０よりも上方側の部分のことを、以下では「熱交換コア部１１０」とも表記する。 The tube on the lower side of the heat exchanger 100 is used as a subcooling portion for further cooling the refrigerant that has become a liquid phase due to heat exchange with air when the heat exchanger 100 functions as a condenser. .. In the following, this part will also be referred to as "subcool part 120". Further, the portion of the heat exchanger 100 above the subcool portion 120 is also referred to as "heat exchange core portion 110" below.

熱交換器１００が凝縮器として機能する際には、熱交換コア部１１０及びサブクール部１２０のいずれにおいても、チューブを冷媒が流れる。熱交換コア部１１０においては、空気との熱交換によって冷媒が冷却されて凝縮し、気相から液相へと変化する。これにより、冷媒から空気へと熱が放出される。サブクール部１２０においては、熱交換コア部１１０を通って液相となった冷媒が、空気との熱交換によって更に冷却される。これにより、冷媒の過冷却が行われる。 When the heat exchanger 100 functions as a condenser, the refrigerant flows through the tube in both the heat exchange core portion 110 and the subcool portion 120. In the heat exchange core unit 110, the refrigerant is cooled and condensed by heat exchange with air, and changes from a gas phase to a liquid phase. As a result, heat is released from the refrigerant to the air. In the subcool unit 120, the refrigerant that has become a liquid phase through the heat exchange core unit 110 is further cooled by heat exchange with air. As a result, the refrigerant is supercooled.

熱交換器１００が蒸発器として機能する際には、熱交換コア部１１０のチューブを冷媒が流れる一方で、サブクール部１２０のチューブには冷媒が流れない状態とされる。このような冷媒の流路の切り換えは、不図示の弁の動作によって実現される。熱交換コア部１１０においては、空気との熱交換によって冷媒が加熱されて蒸発し、液相から気相へと変化する。これにより、空気から冷媒へと熱が回収される。 When the heat exchanger 100 functions as an evaporator, the refrigerant flows through the tube of the heat exchange core portion 110, while the refrigerant does not flow through the tube of the subcool portion 120. Such switching of the refrigerant flow path is realized by the operation of a valve (not shown). In the heat exchange core unit 110, the refrigerant is heated and evaporated by heat exchange with air, and changes from a liquid phase to a gas phase. As a result, heat is recovered from the air to the refrigerant.

ラジエータ２００は、エンジンＥＧ等を循環する冷却水を、空気との熱交換によって冷却するための熱交換器である。ラジエータ２００は、熱交換器１００よりも車両ＶＣの後方側となる位置に配置されている。ラジエータ２００は、第１ラジエータ２１０と第２ラジエータ２２０とを有している。 The radiator 200 is a heat exchanger for cooling the cooling water circulating in the engine EG or the like by heat exchange with air. The radiator 200 is arranged at a position on the rear side of the vehicle VC with respect to the heat exchanger 100. The radiator 200 has a first radiator 210 and a second radiator 220.

第１ラジエータ２１０は、エンジンＥＧに供給される冷却水を冷却するための熱交換器である。第２ラジエータ２２０は、インバータ（不図示）等の補機類に供給される冷却水を冷却するための熱交換器である。第１ラジエータ２１０及び第２ラジエータ２２０は、図１に示されるように上下方向に並ぶように配置されている。 The first radiator 210 is a heat exchanger for cooling the cooling water supplied to the engine EG. The second radiator 220 is a heat exchanger for cooling the cooling water supplied to auxiliary equipment such as an inverter (not shown). The first radiator 210 and the second radiator 220 are arranged so as to be arranged in the vertical direction as shown in FIG.

ファン３００は、熱交換器１００及びラジエータ２００のそれぞれを通過するように空気を送り出す送風機である。ファン３００は、ラジエータ２００よりも車両ＶＣの後方側となる位置に設けられている。ファン３００は、後方側のエンジンＥＧに向けて空気を送り出す正回転動作と、前方側の熱交換器１００等に向けて空気を送り出す逆回転動作と、のいずれをも行うことが可能となっている。尚、図１にはファン３００が正回転動作を行っているときの状態が示されており、図２にはファン３００が逆回転動作を行っているときの状態が示されている。ファン３００の動作は、後述の制御装置７００によって制御される。 The fan 300 is a blower that blows air so as to pass through each of the heat exchanger 100 and the radiator 200. The fan 300 is provided at a position on the rear side of the vehicle VC with respect to the radiator 200. The fan 300 can perform both a forward rotation operation of sending air toward the engine EG on the rear side and a reverse rotation operation of sending air toward the heat exchanger 100 and the like on the front side. There is. Note that FIG. 1 shows a state when the fan 300 is performing a forward rotation operation, and FIG. 2 shows a state when the fan 300 is performing a reverse rotation operation. The operation of the fan 300 is controlled by the control device 700 described later.

開閉機構４００は、熱交換器１００の一部に対する空気の流入を、必要に応じて一時的に抑制するために設けられた機構である。開閉機構４００は熱交換器１００の前方側となる位置に配置されており、板状部４１０と回転軸４２０とを有している。板状部４１０は矩形の板状部材であって、その端部が回転軸４２０に固定されている。回転軸４２０は、車両ＶＣの左右方向（図１では紙面奥行方向）に沿って伸びる棒状の部材である。回転軸４２０が配置されている位置の高さは、熱交換器１００の下端部の高さに概ね等しい。 The opening / closing mechanism 400 is a mechanism provided to temporarily suppress the inflow of air into a part of the heat exchanger 100 as needed. The opening / closing mechanism 400 is arranged at a position on the front side of the heat exchanger 100, and has a plate-shaped portion 410 and a rotating shaft 420. The plate-shaped portion 410 is a rectangular plate-shaped member, and its end portion is fixed to the rotating shaft 420. The rotating shaft 420 is a rod-shaped member extending along the left-right direction of the vehicle VC (the depth direction of the paper surface in FIG. 1). The height of the position where the rotating shaft 420 is arranged is substantially equal to the height of the lower end portion of the heat exchanger 100.

回転軸４２０は、不図示のアクチュエータによって、その中心軸周りに回転する。これにより、熱交換器１００の一部が板状部４１０によって前方側から覆われている状態（図２）と、熱交換器１００の当該部分が板状部４１０によって覆われていない状態（図１）と、を切り換えることが可能となっている。 The rotation shaft 420 is rotated around its central axis by an actuator (not shown). As a result, a part of the heat exchanger 100 is covered from the front side by the plate-shaped portion 410 (FIG. 2), and a state in which the portion of the heat exchanger 100 is not covered by the plate-shaped portion 410 (FIG. 2). It is possible to switch between 1) and.

熱交換器１００のうち、図２の状態において開閉機構４００によって覆われる（閉鎖される）部分のことを、以下では「被閉鎖部」とも表記する。本実施形態では、図２の状態における板状部４１０の上端の高さが、サブクール部１２０の上端の高さに等しい。このため、本実施形態では、サブクール部１２０の全体が上記の被閉鎖部に含まれている。このような態様に換えて、サブクール部１２０の一部のみが上記の被閉鎖部に含まれているような態様としてもよい。 The portion of the heat exchanger 100 that is covered (closed) by the opening / closing mechanism 400 in the state of FIG. 2 is also referred to as a “closed portion” below. In the present embodiment, the height of the upper end of the plate-shaped portion 410 in the state of FIG. 2 is equal to the height of the upper end of the subcool portion 120. Therefore, in the present embodiment, the entire subcool portion 120 is included in the closed portion. Instead of such a mode, a mode in which only a part of the subcool portion 120 is included in the closed portion may be used.

図１のように、板状部４１０が水平面に対して平行となっている状態においては、空気は被閉鎖部に流入する。一方、図２のように、板状部４１０が水平面に対して垂直となっている状態においては、空気は板状部４１０によって妨げられるので被閉鎖部には流入しない。このように、開閉機構４００は、熱交換器１００の一部である被閉鎖部に空気が流入する状態と、被閉鎖部に空気が流入しない状態と、を切り換えるための機構となっている。開閉機構４００の動作は制御装置７００によって制御される。 As shown in FIG. 1, when the plate-shaped portion 410 is parallel to the horizontal plane, air flows into the closed portion. On the other hand, as shown in FIG. 2, when the plate-shaped portion 410 is perpendicular to the horizontal plane, air is blocked by the plate-shaped portion 410 and does not flow into the closed portion. As described above, the opening / closing mechanism 400 is a mechanism for switching between a state in which air flows into the closed portion which is a part of the heat exchanger 100 and a state in which air does not flow into the closed portion. The operation of the opening / closing mechanism 400 is controlled by the control device 700.

シャッター装置６００は、車両ＶＣの外部から熱交換器１００に向けて空気が流入する経路、具体的には、フロントグリルに形成された開口ＯＰを通った空気が熱交換器１００に到達する経路、の開閉を切り換える装置である。本実施形態におけるシャッター装置６００は、熱交換器１００よりも前方側となる位置に設けられている。 The shutter device 600 is a path through which air flows from the outside of the vehicle VC toward the heat exchanger 100, specifically, a path through which the air passing through the opening OP formed in the front grill reaches the heat exchanger 100. It is a device that switches the opening and closing of. The shutter device 600 in this embodiment is provided at a position on the front side of the heat exchanger 100.

シャッター装置６００は、板状の部材であるブレード６１０を複数枚有しており、これらが上下方向に沿って並んでいる。それぞれのブレード６１０は、不図示のアクチュエータからの駆動力により、左右方向（図１では紙面奥行方向）に沿った回転軸の周りに回転することができる。これにより、図１のようにシャッター装置６００が開かれている状態と、図２のようにシャッター装置６００が閉じられている状態と、を切り換えることができる。シャッター装置６００の動作は制御装置７００によって制御される。 The shutter device 600 has a plurality of blades 610 which are plate-shaped members, and these are arranged in the vertical direction. Each blade 610 can rotate around a rotation axis along the left-right direction (the depth direction of the paper surface in FIG. 1) by a driving force from an actuator (not shown). As a result, it is possible to switch between the state in which the shutter device 600 is open as shown in FIG. 1 and the state in which the shutter device 600 is closed as shown in FIG. The operation of the shutter device 600 is controlled by the control device 700.

シャッター装置６００が開かれている状態（図１）においては、それぞれのブレード６１０が互いに離間しており、ブレード６１０間に隙間が形成されている状態となる。このとき、開口ＯＰからの空気はブレード６１０間の上記隙間を通過し、熱交換器１００に到達する。 In the state where the shutter device 600 is open (FIG. 1), the blades 610 are separated from each other, and a gap is formed between the blades 610. At this time, the air from the opening OP passes through the gap between the blades 610 and reaches the heat exchanger 100.

シャッター装置６００が閉じられている状態（図２）においては、それぞれのブレード６１０が互いに当接しており、ブレード６１０間に隙間が形成されていない状態となる。このとき、開口ＯＰからの空気は各ブレード６１０によって遮られるため、熱交換器１００には到達しない。 In the state where the shutter device 600 is closed (FIG. 2), the blades 610 are in contact with each other, and no gap is formed between the blades 610. At this time, the air from the opening OP is blocked by each blade 610, so that it does not reach the heat exchanger 100.

制御装置７００は、熱交換システム１０の全体の動作を制御するための装置である。制御装置７００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するコンピュータシステムとして構成されている。既に述べたように、制御装置７００は、ファン３００、開閉機構４００、シャッター装置６００、のそれぞれの動作を制御する。 The control device 700 is a device for controlling the overall operation of the heat exchange system 10. The control device 700 is configured as a computer system having a CPU, ROM, RAM, and the like. As described above, the control device 700 controls the operations of the fan 300, the opening / closing mechanism 400, and the shutter device 600.

制御装置７００は、空調装置の制御を司る不図示の空調ＥＣＵから送信される制御信号に基づいて、熱交換システム１０の各部の動作を制御する。このような態様に換えて、制御装置７００が空調ＥＣＵの一部として構成されているような態様であってもよい。 The control device 700 controls the operation of each part of the heat exchange system 10 based on a control signal transmitted from an air-conditioning ECU (not shown) that controls the air-conditioning device. Instead of such a mode, the control device 700 may be configured as a part of the air conditioning ECU.

その他の構成について説明する。車両ＶＣの内部のうち、熱交換器１００よりも下方側となる位置には、アンダーダクト５００が設けられている。アンダーダクト５００は、熱交換器１００が配置されている空間と、エンジンＥＧよりも後方側の空間と、の間を繋ぐ流路として設けられたものである。アンダーダクト５００のうち前方側の端部には開口５１０が形成されており、後方側の端部には開口５２０が形成されている。アンダーダクト５００は、熱交換システム１０の一部を成すものである。 Other configurations will be described. An underduct 500 is provided at a position below the heat exchanger 100 inside the vehicle VC. The underduct 500 is provided as a flow path connecting the space in which the heat exchanger 100 is arranged and the space on the rear side of the engine EG. An opening 510 is formed at the front end of the underduct 500, and an opening 520 is formed at the rear end. The underduct 500 forms a part of the heat exchange system 10.

図１のように、板状部４１０が水平面に対して平行となっている状態においては、エンジンルームの底部から立ち上がる隔壁ＷＬ１と板状部４１０とによって、アンダーダクト５００の開口５１０側が塞がれた状態となる。一方、図２のように、板状部４１０が水平面に対して垂直となっている状態においては、熱交換器１００の空気が、開口５１０を通じてアンダーダクト５００内に流入し得る状態となる。 As shown in FIG. 1, when the plate-shaped portion 410 is parallel to the horizontal plane, the partition wall WL1 rising from the bottom of the engine room and the plate-shaped portion 410 block the opening 510 side of the underduct 500. It becomes a state. On the other hand, as shown in FIG. 2, when the plate-shaped portion 410 is perpendicular to the horizontal plane, the air of the heat exchanger 100 can flow into the underduct 500 through the opening 510.

熱交換システム１０の動作について説明する。車室内の冷房が行われる際には、既に述べたように熱交換器１００が凝縮器として機能する。図１には、熱交換器１００が凝縮器として機能する際の状態が示されている。当該状態においては、シャッター装置６００は開かれた状態となっており、ファン３００は正回転動作を行っている。このため、熱交換器１００やラジエータ２００には、開口ＯＰから流入した空気が前方側から供給される。図１には、このような空気の流れが複数の矢印で示されている。 The operation of the heat exchange system 10 will be described. When the vehicle interior is cooled, the heat exchanger 100 functions as a condenser as described above. FIG. 1 shows a state in which the heat exchanger 100 functions as a condenser. In this state, the shutter device 600 is in an open state, and the fan 300 is performing a forward rotation operation. Therefore, the air flowing in from the opening OP is supplied to the heat exchanger 100 and the radiator 200 from the front side. In FIG. 1, such an air flow is indicated by a plurality of arrows.

ファン３００は、車両の前方側から後方側に向けて空気を送り出すような方向に回転するとき、すなわち正回転動作を行っているときに、送り出される空気の流量が最適となるように設計されている。このため、図１に示される状態においては、十分な流量の空気が熱交換コア部１１０及びサブクール部１２０のそれぞれに供給される。 The fan 300 is designed so that the flow rate of the air sent out is optimized when the fan 300 rotates in a direction in which air is sent out from the front side to the rear side of the vehicle, that is, when performing a forward rotation operation. There is. Therefore, in the state shown in FIG. 1, a sufficient flow rate of air is supplied to each of the heat exchange core portion 110 and the subcool portion 120.

また、図１のように被閉鎖部（本実施形態ではサブクール部１２０）に空気が流入する状態となっているときには、アンダーダクト５００の開口５１０が開閉機構４００によって塞がれた状態となっている。このため、開口ＯＰから流入した空気はアンダーダクト５００に流入することなく、その全てが熱交換器１００に供給されて熱交換に供される。 Further, when the air flows into the closed portion (subcool portion 120 in the present embodiment) as shown in FIG. 1, the opening 510 of the underduct 500 is closed by the opening / closing mechanism 400. There is. Therefore, all of the air that has flowed in from the opening OP does not flow into the underduct 500, but is supplied to the heat exchanger 100 for heat exchange.

車室内の暖房が行われる際には、既に述べたように熱交換器１００が蒸発器として機能する。図２には、熱交換器１００が蒸発器として機能する際の状態が示されている。当該状態においては、シャッター装置６００は閉じられた状態となっており、ファン３００は逆回転動作を行っている。このため、熱交換器１００やラジエータ２００には、後方のエンジンＥＧの周囲から、前方に向かって流れる空気が供給される。 When the interior of the vehicle is heated, the heat exchanger 100 functions as an evaporator as described above. FIG. 2 shows a state in which the heat exchanger 100 functions as an evaporator. In this state, the shutter device 600 is in a closed state, and the fan 300 is performing a reverse rotation operation. Therefore, the heat exchanger 100 and the radiator 200 are supplied with air flowing forward from the periphery of the rear engine EG.

また、図２のようにファン３００が逆回転動作を行っている際には、板状部４１０が水平面に対して垂直となるように、制御装置７００が開閉機構４００を動作させる。このため、熱交換器１００の被閉鎖部には空気が流入しない状態となる。 Further, when the fan 300 is rotating in the reverse direction as shown in FIG. 2, the control device 700 operates the opening / closing mechanism 400 so that the plate-shaped portion 410 is perpendicular to the horizontal plane. Therefore, air does not flow into the closed portion of the heat exchanger 100.

この状態においては、熱交換器１００のうち被閉塞部を通過する空気の流量は０となるのであるが、その分、被閉塞部以外の部分（本実施形態では熱交換コア部１１０）を通過する空気の流量は増加する。このため、ファン３００から送り出される空気の流量は逆回転動作によって低下しているのであるが、熱交換コア部１１０には十分な流量の空気が供給される。これにより、熱交換器１００においては十分な熱交換が行われ、空調装置において冷媒を循環させるためのコンプレッサ（不図示）の動作負荷が小さくなるので、車両ＶＣの燃費性能を向上させることができる。 In this state, the flow rate of air passing through the closed portion of the heat exchanger 100 is 0, but the air flow rate passes through the portion other than the closed portion (heat exchange core portion 110 in this embodiment) by that amount. The flow rate of air increases. Therefore, although the flow rate of the air sent out from the fan 300 is reduced by the reverse rotation operation, a sufficient flow rate of air is supplied to the heat exchange core portion 110. As a result, sufficient heat exchange is performed in the heat exchanger 100, and the operating load of the compressor (not shown) for circulating the refrigerant in the air conditioner is reduced, so that the fuel efficiency performance of the vehicle VC can be improved. ..

既に述べたように、図２のように熱交換器１００が蒸発器として機能しているときには、サブクール部１２０のチューブには冷媒が流れない。このため、サブクール部１２０は開閉機構４００によって閉鎖されてはいるが、これにより熱交換器１００の熱交換性能が犠牲になってしまうことはない。 As described above, when the heat exchanger 100 functions as an evaporator as shown in FIG. 2, the refrigerant does not flow through the tube of the subcool unit 120. Therefore, although the subcool portion 120 is closed by the opening / closing mechanism 400, the heat exchange performance of the heat exchanger 100 is not sacrificed by this.

熱交換器１００の熱交換コア部１１０を通過した空気は、閉じられた状態のシャッター装置６００に沿って下方側に向かって流れる。その後、開口５１０からアンダーダクト５００の内部に流入し、アンダーダクト５００によってエンジンＥＧよりも後方側の空間へと導かれる。当該空気は、エンジンＥＧによって加熱された後、再び熱交換器１００へと供給され、冷媒との熱交換に供される。図２には、以上のような空気の流れが複数の矢印で示されている。 The air that has passed through the heat exchange core portion 110 of the heat exchanger 100 flows downward along the shutter device 600 in the closed state. After that, it flows into the inside of the underduct 500 through the opening 510, and is guided to the space behind the engine EG by the underduct 500. After being heated by the engine EG, the air is supplied to the heat exchanger 100 again and is used for heat exchange with the refrigerant. In FIG. 2, the above air flow is indicated by a plurality of arrows.

このように、アンダーダクト５００は、ファン３００が逆回転動作を行っているときに、熱交換器１００を通過した空気をエンジンＥＧ側に導くためのものとして機能する。 In this way, the underduct 500 functions as a means for guiding the air that has passed through the heat exchanger 100 to the engine EG side when the fan 300 is performing the reverse rotation operation.

尚、開閉機構４００は、上記のように熱交換器１００よりも前方側となる位置において被閉鎖部を覆う構成としてもよいが、熱交換器１００よりも後方側となる位置において被閉鎖部を覆う構成としてもよい。ただし、熱交換システム１０の前後方向における寸法をコンパクトなものとするためには、本実施形態のように熱交換器１００の前方側に開閉機構４００を配置する構成の方が好ましい。 The opening / closing mechanism 400 may be configured to cover the closed portion at a position on the front side of the heat exchanger 100 as described above, but the closed portion may be covered at a position on the rear side of the heat exchanger 100. It may be configured to cover. However, in order to make the dimensions of the heat exchange system 10 in the front-rear direction compact, it is preferable to arrange the opening / closing mechanism 400 on the front side of the heat exchanger 100 as in the present embodiment.

制御装置７００によって実行される処理の流れについて、図３を参照しながら説明する。図３に示される一連の処理は、空調装置が動作している間において、所定の制御周期が経過する毎に制御装置７００によって繰り返し実行されるものである。 The flow of processing executed by the control device 700 will be described with reference to FIG. The series of processes shown in FIG. 3 is repeatedly executed by the control device 700 every time a predetermined control cycle elapses while the air conditioner is operating.

最初のステップＳ０１では、空調装置によって車室内の冷房が行われているか否かが判定される。冷房が行われている場合にはステップＳ０２に移行する。ステップＳ０２では、シャッター装置６００を図１のように開く処理が行われる。ステップＳ０２に続くステップＳ０３では、ファン３００に正回転動作を行わせる処理が行われる。ステップＳ０３に続くステップＳ０４では、開閉機構４００によって被閉鎖部を図１のように開放する処理が行われる。尚、以上のステップＳ０２からステップＳ０４までの処理は、上記とは異なる順序で行われてもよい。 In the first step S01, it is determined whether or not the vehicle interior is cooled by the air conditioner. If cooling is being performed, the process proceeds to step S02. In step S02, a process of opening the shutter device 600 is performed as shown in FIG. In step S03 following step S02, a process of causing the fan 300 to perform a forward rotation operation is performed. In step S04 following step S03, a process of opening the closed portion is performed by the opening / closing mechanism 400 as shown in FIG. The above processes from step S02 to step S04 may be performed in an order different from the above.

ステップＳ０１において、車室内の冷房が行われていない場合、すなわち車室内の暖房が行われている場合には、ステップＳ０５に移行する。ステップＳ０５では、シャッター装置６００を図２のように閉じる処理が行われる。ステップＳ０５に続くステップＳ０６では、ファン３００に逆回転動作を行わせる処理が行われる。ステップＳ０６に続くステップＳ０７では、開閉機構４００によって被閉鎖部を図２のように閉鎖する処理が行われる。尚、以上のステップＳ０５からステップＳ０７までの処理は、上記とは異なる順序で行われてもよい。 In step S01, if the vehicle interior is not cooled, that is, if the vehicle interior is heated, the process proceeds to step S05. In step S05, a process of closing the shutter device 600 is performed as shown in FIG. In step S06 following step S05, a process of causing the fan 300 to perform a reverse rotation operation is performed. In step S07 following step S06, a process of closing the closed portion is performed by the opening / closing mechanism 400 as shown in FIG. The above processes from step S05 to step S07 may be performed in an order different from the above.

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。 The present embodiment has been described above with reference to specific examples. However, the present disclosure is not limited to these specific examples. Those skilled in the art with appropriate design changes to these specific examples are also included in the scope of the present disclosure as long as they have the features of the present disclosure. Each element included in each of the above-mentioned specific examples, its arrangement, conditions, shape, etc. is not limited to the illustrated one, and can be appropriately changed. The combinations of the elements included in each of the above-mentioned specific examples can be appropriately changed as long as no technical contradiction occurs.

ＶＣ：車両
１０：熱交換システム
１００：熱交換器
３００：ファン
４００：開閉機構
７００：制御装置 VC: Vehicle 10: Heat exchange system 100: Heat exchanger 300: Fan 400: Opening / closing mechanism 700: Control device

Claims (5)

車両（ＶＣ）に搭載される熱交換システム（１０）であって、
空気と熱媒体との間で熱交換を行う熱交換器（１００）と、
前記熱交換器を通過するように空気を送り出すファン（３００）と、
前記熱交換器の一部である被閉鎖部に空気が流入する状態と、前記被閉鎖部に空気が流入しない状態と、を切り換える開閉機構（４００）と、
前記ファン及び前記開閉機構の動作を制御する制御装置（７００）と、を備え、
前記ファンは、前記車両の後方側に向けて空気を送り出す正回転動作と、前記車両の前方側に向けて空気を送り出す逆回転動作と、のいずれをも行うことが可能となっており、
前記制御装置は、
前記ファンが前記逆回転動作を行う際には、前記被閉鎖部に空気が流入しない状態となるように前記開閉機構を動作させる熱交換システム。 A heat exchange system (10) mounted on a vehicle (VC).
A heat exchanger (100) that exchanges heat between air and a heat medium,
A fan (300) that sends air through the heat exchanger,
An opening / closing mechanism (400) that switches between a state in which air flows into the closed portion that is a part of the heat exchanger and a state in which air does not flow into the closed portion.
A control device (700) for controlling the operation of the fan and the opening / closing mechanism is provided.
The fan can perform both a forward rotation operation of sending air toward the rear side of the vehicle and a reverse rotation operation of sending air toward the front side of the vehicle.
The control device is
A heat exchange system that operates the opening / closing mechanism so that air does not flow into the closed portion when the fan performs the reverse rotation operation. 前記熱交換器には、
空気との熱交換によって液相となった冷媒を更に冷却するためのサブクール部（１２０）が設けられており、
前記サブクール部のうち少なくとも一部が前記被閉鎖部に含まれている、請求項１に記載の熱交換システム。 The heat exchanger has
A subcooling section (120) is provided to further cool the refrigerant that has become a liquid phase by heat exchange with air.
The heat exchange system according to claim 1, wherein at least a part of the subcooled portion is included in the closed portion. 前記開閉機構は、
前記熱交換器よりも前記車両の前方側となる位置において前記被閉鎖部を覆うことにより、前記被閉鎖部に空気が流入しない状態とする、請求項１又は２に記載の熱交換システム。 The opening / closing mechanism
The heat exchange system according to claim 1 or 2, wherein air does not flow into the closed portion by covering the closed portion at a position on the front side of the vehicle with respect to the heat exchanger. 前記熱交換器よりも下方側となる位置には、
前記ファンが前記逆回転動作を行っているときに、前記熱交換器を通過した空気をエンジン（ＥＧ）側に導くためのアンダーダクト（５００）が設けられている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の熱交換システム。 At a position below the heat exchanger,
Any of claims 1 to 3, wherein an underduct (500) is provided to guide the air passing through the heat exchanger to the engine (EG) side when the fan is performing the reverse rotation operation. The heat exchange system according to item 1. 前記被閉鎖部に空気が流入する状態となっているときには、前記開閉機構によって前記アンダーダクトが塞がれた状態となるように構成されている、請求項４に記載の熱交換システム。 The heat exchange system according to claim 4, wherein the underduct is closed by the opening / closing mechanism when air is flowing into the closed portion.
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