WO2024009578A1 - 移動体用熱交換システム - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a heat exchange system for a mobile object.
- Patent Document 1 discloses a conventional heat exchange system for a moving body. This heat exchange system for a mobile body is mounted on an electric vehicle as a mobile body.
- the heat exchange system for a mobile body includes a heat pump device and a heating air refrigerant heat exchanger.
- the heat pump device has an electric compressor, a condenser, and an evaporator.
- An electric compressor consists of a housing, a suction port that sucks in refrigerant, a discharge port that discharges refrigerant, a compression mechanism that compresses the refrigerant sucked in from the suction port and discharges it from the discharge port, and an electric motor that operates the compression mechanism. It has A compression mechanism and an electric motor are provided within the housing.
- the condenser heats the coolant by exchanging heat between the coolant and the high-temperature, high-pressure refrigerant compressed by the compression mechanism and discharged from the discharge port.
- the evaporator cools the coolant by exchanging heat between the coolant and the low-temperature, low-pressure refrigerant that has undergone heat exchange in the condenser.
- the housing and the evaporator are integrated in the radial direction of the housing.
- the condenser is arranged on the outer peripheral side of the compression mechanism and the electric motor.
- the evaporator is integrated with the housing in the axial direction of the housing. Note that the radial direction of the housing and the axial direction of the housing are perpendicular to each other.
- the heating air refrigerant heat exchanger is connected to the heat pump device and is located outside the heat pump device. More specifically, the heating air refrigerant heat exchanger is provided inside the interior of the electric vehicle.
- a heating air refrigerant heat exchanger heats air by exchanging heat between a cooling liquid heated by heat exchange in a condenser and air supplied indoors. Note that the coolant cooled by heat exchange with air is heated again by heat exchange with the refrigerant in the condenser.
- the coolant cooled by the evaporator is used to cool the driving motor, etc., and the air heated by the air refrigerant heat exchanger for heating is supplied indoors. The room is heated.
- This type of heat exchange system for a mobile body is required to be able to suitably heat the room.
- the conventional heat exchange system for mobile objects described above heats the coolant by heat exchange with a refrigerant in a heat pump device, and then exchanges heat between the heated coolant and air in an air-refrigerant heat exchanger for heating. let For this reason, in this heat exchange system for a moving body, it is difficult to quickly heat the air to the temperature required for heating the room, and it is difficult to quickly heat the room.
- the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional circumstances, and provides a heat exchange system for a mobile body that can suitably realize indoor heating of a mobile body and is easy to mount on the mobile body.
- the problem to be solved is to provide
- a heat exchange system for a mobile body includes a heat pump device having an electric compressor, a heat exchanger, and an evaporator;
- a heat exchange system for a mobile body comprising a condenser connected to the heat pump device,
- the electric compressor includes a housing, a suction port provided in the housing for sucking refrigerant, a discharge port provided in the housing for discharging refrigerant, and a discharge port provided in the housing from the suction port.
- the heat exchanger exchanges heat between a liquid first heat exchange medium and a refrigerant
- the evaporator cools the second heat exchange medium by heat exchange between the liquid second heat exchange medium and at least the refrigerant that has finished heat exchange in the heat exchanger
- the electric compressor is disposed between the heat exchanger and the evaporator, the heat exchanger, the electric compressor, and the evaporator are integrated, and the discharge port is The inlet is located closer to the heat exchanger than the inlet, and the inlet is located closer to the evaporator than the outlet
- the condenser is arranged outside the heat pump device, and heats the air by heat exchange between the refrigerant discharged from the discharge port and the air supplied into the room of the moving body.
- the heat exchange system for a mobile object of the present invention includes a heat pump device and a condenser connected to the heat pump device.
- the heat pump device includes an electric compressor, a heat exchanger, and an evaporator.
- the condenser heats the air by exchanging heat between the high-temperature, high-pressure refrigerant compressed by the compression mechanism of the electric compressor and discharged from the discharge port, and the air supplied into the room of the moving object. .
- the indoor space of the moving object is heated by supplying air heated by the condenser into the indoor room of the moving object.
- heat exchange is performed between the liquid first heat exchange medium and the refrigerant.
- this heat exchange system for a mobile object there is no need to use the first heat exchange medium that has undergone heat exchange in the heat exchanger for indoor heating. Therefore, in heat exchange in the heat exchanger, the first heat exchange medium can be heated or cooled due to the temperature difference between the first heat exchange medium and the refrigerant. Thereby, the temperature of devices such as batteries mounted on the moving body can be suitably adjusted by the first heat exchange medium that has undergone heat exchange in the heat exchanger.
- heat exchange is performed between the liquid second heat exchange medium and the refrigerant that has completed heat exchange with at least the first heat exchange medium, so that the second heat exchange medium is cooled.
- the thus cooled second heat exchange medium can suitably cool equipment such as an electric motor mounted on the moving body.
- the electric compressor is disposed between the heat exchanger and the evaporator, and the heat exchanger, electric compressor, and evaporator are integrated.
- the discharge port is located closer to the heat exchanger than the suction port
- the suction port is located closer to the evaporator than the discharge port. Therefore, for example, the electric compressor and the heat exchanger can be placed closer to each other than in the case where the discharge port is placed farther from the heat exchanger than the suction port.
- the electric compressor and evaporator can also be placed close to each other.
- the heat pump device can be downsized, and therefore, the overall size including the heat pump device and the condenser can be suppressed.
- the heat exchange system for a moving body of the present invention can suitably achieve indoor heating, and has excellent mountability on a moving body.
- the heat exchanger may have a heat exchanger inlet through which the refrigerant flows in, and a heat exchanger outlet through which the refrigerant flows out.
- the condenser may have a condenser inlet through which the refrigerant flows in, and a condenser outlet through which the refrigerant flows out.
- the heat exchange system for a mobile object of the present invention includes a first connection passage that connects the discharge port and the condenser inlet, and a second connection passage that connects the condenser outlet and the heat exchanger inlet. It is preferable to further include the following.
- the discharge port, the condenser, and the heat exchanger are connected in series, and the condenser is located upstream of the heat exchanger in the flow direction of the refrigerant discharged from the discharge port. Therefore, the refrigerant that exchanges heat with air in the condenser is not affected by heat exchange with the first heat exchange medium in the heat exchanger. This allows the air to be heated more quickly to the temperature required to heat the room.
- the heat exchanger the refrigerant that has undergone heat exchange in the condenser and the first heat exchange medium exchange heat. In this way, the first heat exchange medium is heated or cooled.
- the heat exchange system for a mobile object further includes a pressure adjustment section that is provided in the second connection passage and adjusts the pressure of the refrigerant flowing through the second connection passage.
- the first heat exchange medium can be suitably heated or cooled by heat exchange in the heat exchanger, so that the temperature of devices such as batteries can be more suitably adjusted.
- the heat exchanger may have a heat exchanger inlet through which a refrigerant flows in, and a heat exchanger outlet through which the refrigerant flows out.
- the condenser may have a condenser inlet through which the refrigerant flows in, and a condenser outlet through which the refrigerant flows out.
- the evaporator may have an evaporator inlet through which the refrigerant flows and an evaporator outlet through which the refrigerant flows out.
- a discharge passage connecting the discharge port and the heat exchanger inlet, and a circulation passage connecting the heat exchanger outlet and the evaporator inlet may be formed in the housing.
- the heat exchange system for a mobile object of the present invention includes a branch passage connecting the discharge passage and the condenser inlet, a merging passage connecting the circulation passage and the condenser outlet, and a refrigerant flowing into the heat exchanger. It is also preferable that the refrigerant refrigerant further includes a flow rate adjustment section that adjusts the flow rate of the refrigerant and the flow rate of the refrigerant flowing into the condenser.
- the condenser and the heat exchanger are connected in parallel in the flow direction of the refrigerant discharged from the discharge port. Therefore, the refrigerant that exchanges heat with air in the condenser is not affected by the heat exchange with the first heat exchange medium in the heat exchanger, and the refrigerant exchanges heat with the air in the heat exchanger. The refrigerant undergoing exchange is not affected by heat exchange with air in the condenser.
- the heat exchanger the high-temperature, high-pressure refrigerant discharged from the discharge port and the first heat exchange medium exchange heat, so that the first heat exchange medium can be suitably heated.
- the refrigerant that has completed heat exchange with air in the condenser flows from the condenser outlet through the confluence passage and through the circulation passage.
- the refrigerant that has completed heat exchange in the condenser and the refrigerant that has completed heat exchange in the heat exchanger exchange heat with the second heat exchange medium, and the second heat exchange medium is cooled.
- the amount of heating of the air in the condenser and the amount of heating of the first heat exchange medium in the heat exchanger can be suitably adjusted by the flow rate adjustment section.
- At least one of the heat exchanger and the evaporator may include a plurality of heat exchange plates and a spacer disposed between each heat exchange plate.
- each heat exchange plate, spacer, and housing may be integrally fastened by a fastening member.
- the space between each heat exchange plate and the spacer is sealed by the fastening force of the fastening member.
- the heat exchanger has heat exchange plates and spacers
- the heat exchanger and the housing may be integrally fastened in the process of fastening each heat exchange plate, spacer, and housing using fastening members. becomes possible.
- sealing between each heat exchange plate and the spacer by the fastening force of the fastening member leakage of the refrigerant as well as the first heat exchange medium and the second heat exchange medium can be suitably suppressed.
- the heat exchange system for a mobile body of the present invention can suitably achieve indoor heating, and has excellent mountability on a mobile body.
- FIG. 1 is a schematic diagram of a heat exchange system for a moving body according to a first embodiment.
- FIG. 2 is a side view of a heat pump device related to the heat exchange system for a moving body according to the first embodiment.
- FIG. 3 is an enlarged sectional view of a main part showing the X portion of FIG. 2.
- FIG. 4 is a schematic diagram of a heat exchange system for a mobile object according to a second embodiment.
- the mobile heat exchange system of Example 1 includes a heat pump device 100, a heating condenser 200, and a control device C1.
- the heating condenser 200 is an example of a "condenser" in the present invention.
- This heat exchange system for a moving body is installed in an electric vehicle 300.
- Electric vehicle 300 is an example of a "mobile object" in the present invention. More specifically, in the mobile heat exchange system, the heat pump device 100 and the control device C1 are arranged in the power room PH of the electric vehicle 300.
- the control device C1 controls the operation of a first expansion valve 7, a second expansion valve 24, and an air supply fan 26, which will be described later. Note that, in addition to the heat pump device 100 and the control device C1, a driving motor, a battery (both not shown), and the like are arranged in the power room PH.
- the heating condenser 200 is arranged in the passenger compartment CR of the electric vehicle 300.
- the vehicle compartment CR is an example of the "interior" in the present invention. Note that details of the heating condenser 200 will be described later.
- the heat pump device 100 includes an electric compressor 1, a receiver case 3, a receiver 5, a first expansion valve 7, a heat exchanger 9, and an evaporator 11. There is. Note that in FIG. 1, illustration of the first expansion valve 7 is omitted.
- the electric compressor 1 includes a compressor housing 13, a motor housing 14, an inverter housing 15, a compression mechanism 16, an electric motor 17, and an inverter circuit 18.
- a housing 10 is constituted by a compressor housing 13, a motor housing 14, and an inverter housing 15.
- the housing 10 is made of metal such as aluminum alloy.
- the axial direction D1 of the housing 10 is indicated by the solid arrow shown in FIG. 1 and the like. Furthermore, in this embodiment, one side in the axial direction D1 will be described as the D1A side, and the other side in the axial direction D1 will be described as the D1B side.
- the heating condenser 200 and the vehicle compartment CR are illustrated in a direction perpendicular to the axial direction D1 of the housing 10. However, in this embodiment, the positions of the heating condenser 200 and the vehicle compartment CR relative to the housing 10 and, ultimately, the heat pump device 100 can be changed as appropriate. The same applies to the heat exchange system for a mobile body according to the second embodiment shown in FIG.
- the compressor housing 13 consists of a main body portion 131 and a fixed portion 133.
- the main body portion 131 has a substantially cylindrical shape extending in the axial direction D1.
- the fixing part 133 is integrated with the main body part 131 on the D1A side of the main body part 131. That is, in the compressor housing 13, the main body portion 131 constitutes the D1B side of the compressor housing 13, and the fixed portion 133 constitutes the D1A side of the compressor housing 13.
- the main body portion 131 and the fixing portion 133 communicate internally.
- a first internal passage 21a, a third circulation passage 22c, and a third suction passage 23c are formed within the compressor housing 13.
- a refrigerant can flow through the first internal passage 21a, the third circulation passage 22c, and the third suction passage 23c.
- the fixed part 133 is formed with a temperature adjustment liquid inlet 31, a temperature adjustment liquid outlet 32, a first temperature adjustment liquid passage 33a, and a fourth temperature adjustment liquid passage 33d.
- the temperature control liquid inlet 31 and the temperature control liquid outlet 32 are formed at different positions in the fixed portion 133 and open to the outside of the compressor housing 13 .
- the first temperature regulating liquid passage 33a and the fourth temperature regulating liquid passage 33d are formed within the fixed portion 133.
- the first temperature regulating liquid passage 33a is connected to the temperature regulating liquid inlet 31.
- the fourth temperature regulating liquid passage 33d is connected to the temperature regulating liquid outlet 32. Note that the first temperature adjustment liquid passage 33a and the fourth temperature adjustment liquid passage 33d are not connected to the first internal passage 21a, the third circulation passage 22c, and the third suction passage 23c, and are not in communication with each other. ing.
- the temperature regulating liquid inlet 31 and the temperature regulating liquid outlet 32 are each connected to piping (not shown). As a result, the temperature regulating liquid flows into the temperature regulating liquid inlet 31 from the outside of the heat pump device 100 into the fixed part 133 and eventually into the housing 10 through the piping.
- the temperature control liquid is an example of the "first heat exchange medium" in the present invention. Further, the temperature regulating liquid flows out from the housing 10 to the outside of the heat pump device 100 through the liquid outlet 32 and the piping.
- a long-life coolant is used as the temperature regulating liquid.
- the fixed portion 133 is provided with a partition wall. Due to this partition wall, the temperature regulating liquid flowing in from the temperature regulating liquid inlet 31 and the temperature regulating liquid flowing out from the temperature regulating liquid outlet 32 do not mix within the fixed part 133.
- the compressor housing 13 is formed with a first communication port 131a.
- the first communication port 131a is formed at a different position from the temperature adjusting liquid inlet 31 and the temperature adjusting liquid outlet 32.
- the first communication port 131a communicates the inside and outside of the compressor housing 13, that is, the inside and outside of the heat pump device 100.
- a second communication port 3a which will be described later, is not illustrated.
- the motor housing 14 has a substantially cylindrical shape extending in the axial direction D1.
- the inverter housing 15 is integrated with the motor housing 14 on the D1B side of the motor housing 14.
- a fourth circulation passage 22d and a second suction passage 23b are formed within the motor housing 14. Further, in the inverter housing 15, a fifth circulation passage 22e and a first suction passage 23a are formed.
- the fifth circulation passage 22e is connected to the D1B side of the fourth circulation passage 22d on the D1A side.
- the first suction passage 23a is connected on the D1A side to the D1B side of the second suction passage 23b.
- the inverter housing 15 is formed with a cooling liquid inlet 34, a cooling liquid outlet 35, a first cooling liquid passage 36a, and a second cooling liquid passage 36b.
- the cooling liquid inlet 34 and the cooling liquid outlet 35 are formed at different positions in the inverter housing 15 and open to the outside of the inverter housing 15.
- the first cooling liquid passage 36a is connected to the cooling liquid inlet 34.
- the second cooling liquid passage 36b is connected to the cooling liquid inlet 34.
- Pipes (not shown) are connected to the cooling liquid inlet 34 and the cooling liquid outlet 35, respectively.
- the cooling liquid flows into the inverter housing 15 and eventually into the housing 10 from the outside of the heat pump device 100 through the cooling liquid inlet 34 and the piping.
- the cooling liquid is an example of the "second heat exchange medium" in the present invention.
- the cooling liquid flows out from the inside of the housing 10 to the outside of the heat pump device 100 through the cooling liquid outlet 35 and through the piping.
- long-life coolant is used for the cooling liquid as well.
- the temperature control liquid and the cooling liquid may be water or the like.
- the inverter housing 15 is provided with a partition wall, and this partition wall prevents the cooling liquid from coming into direct contact with the inverter circuit 18 described below within the inverter housing 15. Moreover, the partition wall prevents the cooling liquid flowing in from the cooling liquid inlet 34 and the cooling liquid flowing out from the cooling liquid outlet 35 from mixing within the inverter housing 15 .
- the compression mechanism 16 is housed within the main body portion 131 of the compressor housing 13. Although not shown in detail, the compression mechanism 16 is a known scroll type compression mechanism.
- the compression mechanism 16 has an inlet 16a and an outlet 16b.
- the suction port 16a is located on the D1B side of the compression mechanism 16, and the discharge port 16b is located on the D1A side of the compression mechanism 16. That is, the suction port 16a is located on the D1B side of the compressor housing 13, and the discharge port 16b is located on the D1A side of the compressor housing 13.
- the suction port 16a is connected to the D1A side of the third suction passage 23c.
- the discharge port 16b is connected to the D1B side of the first internal passage 21a.
- the first internal passage 21a is connected to the first communication port 131a on the opposite side from the discharge port 16b. In this way, the discharge port 16b and the first communication port 131a are connected through the first internal passage 21a.
- a swash plate type compression mechanism, a vane type compression mechanism, or the like may be employed as the compression mechanism 16.
- the electric motor 17 is housed within the motor housing 14. Although detailed illustrations are omitted, the electric motor 17 is composed of a known stator, rotor, and the like.
- the inverter circuit 18 is housed within the inverter housing 15. Thereby, the inverter circuit 18 is located on the D1B side with respect to the electric motor 17 housed in the motor housing 14. That is, the inverter circuit 18 is adjacent to the electric motor 17 in the axial direction D1 within the housing 10.
- the inverter circuit 18 is composed of a circuit board, switching elements, etc. provided on the circuit board.
- the inverter circuit 18 is electrically connected to the electric motor 17 . Further, the inverter circuit 18 is connected to a connector portion (not shown) provided on the inverter housing 15. Thereby, the inverter circuit 18 is electrically connected to the battery of the electric vehicle 300 through the connector section.
- the motor housing 14 and the inverter housing 15 are arranged on the D1B side with respect to the compressor housing 13.
- the main body portion 131 of the compressor housing 13 and the motor housing 14 are opposed to each other in the axial direction D1, and the compressor housing 13 and the motor housing 14 are fastened together by bolts (not shown).
- the compressor housing 13 and the motor housing 14 are fixed in the axial direction D1.
- the compressor housing 13, the motor housing 14, and the inverter housing 15 are arranged in this order in the axial direction D1. That is, in the housing 10, the compressor housing 13 is located closest to the D1A side, and the inverter housing 15 is located closest to the D1B side.
- the compression mechanism 16, the electric motor 17, and the inverter circuit 18 are arranged in this order in the axial direction D1. That is, the inverter circuit 18 is disposed closest to the D1B side, and the electric motor 17 is disposed between the compression mechanism 16 and the inverter circuit 18. The compression mechanism 16 and the electric motor 17 are connected so that power can be transmitted.
- the D1B side of the third circulation passage 22c and the D1A side of the fourth circulation passage 22d are connected. There is. Thereby, the third circulation passage 22c, the fourth circulation passage 22d, and the fifth circulation passage 22e are connected. Further, the D1B side of the third suction passage 23c and the D1A side of the second suction passage 23b are connected. Thereby, the first suction passage 23a, the second suction passage 23b, and the third suction passage 23c are connected.
- the discharge port 16b is located on the D1A side of the compressor housing 13
- the discharge port 16b is located on the D1A side of the housing 10.
- the suction port 16a is located on the D1B side of the housing 10, more precisely, the suction port 16a is located on the D1B side of the housing 10 rather than the discharge port 16b.
- the receiver case 3 is formed into a substantially rectangular box shape.
- the receiver case 3 is arranged on the D1A side of the fixed portion 133 of the compressor housing 13. That is, the receiver case 3 is arranged in the axial direction D1 with respect to the housing 10 and, by extension, the electric compressor 1, and is located on the D1A side of the electric compressor 1.
- a second internal passage 21d, a first circulation passage 22a, and a second circulation passage 22b are formed, as well as a second temperature control liquid passage 33b. , and a third temperature control liquid passage 33c are formed.
- the receiver case 3 is formed with a second communication port 3a.
- the second communication port 3a communicates the inside and outside of the receiver case 3, that is, the inside and outside of the heat pump device 100.
- the receiver 5 and the first expansion valve 7 are housed within the receiver case 3.
- the receiver 5 is located between the first circulation passage 22a and the second circulation passage 22b, and is connected to the first circulation passage 22a and the second circulation passage 22b.
- the first expansion valve 7 is provided in the second circulation passage 22b.
- the first expansion valve 7 is connected to the control device C1. Note that the receiver 5 and the first expansion valve 7 have the same configurations as known receivers and expansion valves, respectively, so a detailed description thereof will be omitted. Further, by being housed in the housing 10, the first expansion valve 7 may be provided in any of the third to fifth circulation passages 22c to 22e instead of the second circulation passage 22b.
- the heat exchanger 9 includes a plurality of first heat exchange plates 91, a plurality of first spacers 92, one first end plate 93, and one first heat exchange plate 91. 2 end plates 94.
- Each first heat exchange plate 91 is an example of a "heat exchange plate” in the present invention.
- each first spacer 92 is an example of a "spacer” in the present invention.
- Each of the first heat exchange plates 91, each of the first spacers 92, and the first and second end plates 93 and 94 are made of metal and are formed into a substantially rectangular plate shape. Each of the first heat exchange plates 91 and each of the first spacers 92 is thinner than the first and second end plates 93 and 94. As shown in FIG. 3, each first spacer 92 is provided with resin seal members 921 and 922 on both surfaces in the axial direction D1, respectively.
- the first end plate 93 is placed closest to the D1A side of the heat exchanger 9.
- the second end plate 94 is disposed closest to the D1B side in the heat exchanger 9.
- Each first heat exchange plate 91 and each first spacer 92 are arranged between the first end plate 93 and the second end plate 94.
- each first heat exchange plate 91 and each first spacer 92 are arranged alternately in the axial direction D1. That is, the first spacer 92 is arranged between the first heat exchange plates 91 in the axial direction D1. Thereby, the first heat exchange plates 91 are separated from each other in the axial direction D1 by the first spacer 92.
- first heat exchange plate 91 and the first end plate 93 located closest to the D1A side and between the first heat exchange plate 91 and the second end plate 94 located closest to the D1B side, They are separated in the axial direction D1 by a first spacer 92.
- the space between the two end plates 94 is a first refrigerant region 91a into which a refrigerant flows or a first liquid region 91b into which a temperature regulating liquid flows.
- the first refrigerant regions 91a and the first liquid regions 91b are arranged alternately in the axial direction D1.
- Each first heat exchange plate 91 and each first spacer 92 form four communication paths 901.
- the first end plate 93 closes each communication path 901 from the D1A side. Note that in FIG. 3, one of the four communication paths 901 is illustrated.
- a first outlet 9b In addition to the first inlet 9a formed in the second end plate 94, as shown in FIG. 1, a first outlet 9b, a third inlet 9c, and a third outlet 9d are formed. ing.
- the first inlet 9a is an example of a "heat exchanger inlet” in the present invention
- the first outlet 9b is an example of a "heat exchanger outlet” in the present invention.
- Each first spacer 92 connects two of the four communication paths 901 to the first inlet 9a and the first outlet 9b, and connects the remaining two communication paths 901 to the third communication path 901. It communicates with the inlet 9c and the third outlet 9d. Thereby, the first inlet 9a and the first outlet 9b are in communication with each of the first refrigerant regions 91a. The third inlet 9c and the third outlet 9d communicate with each first liquid region 91b.
- the heat exchanger 9 is fastened to the housing 10 and the receiver case 3 in the axial direction D1 by a plurality of first fastening bolts 201 shown in FIG.
- Each first fastening bolt 201 is an example of a "fastening member" in the present invention.
- the receiver case 3 is placed on the D1A side of the compressor housing 13. Further, a heat exchanger 9 is arranged on the D1A side of the receiver case 3. Then, each first fastening bolt 201 is inserted and fastened from the first end plate 93 side of the heat exchanger 9.
- each first fastening bolt 201 passes through the receiver case 3 in the axial direction D1 and reaches the fixed portion 133 of the compressor housing 13. In this way, the compressor housing 13, that is, the housing 10, the receiver case 3, and the heat exchanger 9 are fastened together in the axial direction D1 by each first fastening bolt 201.
- the heat exchanger 9 can be attached to the housing 10 through the receiver case 3, as shown in FIG. , and is located closest to the D1A side in the heat pump device 100.
- the number of each first fastening bolt 201 can be designed as appropriate.
- each first spacer 92 shown in FIG. 3 are elastically deformed by the fastening force of each first fastening bolt 201. Thereby, the space between each first heat exchange plate 91 and each first spacer 92 is sealed. Furthermore, the space between the first spacer 92 and the first end plate 93 and the space between the first spacer 92 and the second end plate 94 are similarly sealed.
- the second circulation passage 22b is connected to the D1A side of the third circulation passage 22c on the side opposite to the receiver 5, as shown in FIG.
- the first temperature control liquid passage 33a is connected to the second temperature control liquid passage 33b on the opposite side to the temperature control liquid inlet 31
- the fourth temperature control liquid passage 33d is a temperature control liquid outlet.
- 32 is connected to a third temperature control liquid passage 33c.
- the first inlet 9a is connected to the D1A side of the second internal passage 21d.
- the second internal passage 21d is connected to the second communication port 3a on the opposite side from the first inflow port 9a. In this way, the second communication port 3a and the first inlet 9a are connected through the second internal passage 21d.
- first outlet 9b is connected to the first circulation passage 22a on the opposite side from the receiver 5.
- third inlet 9c is connected to the D1A side of the second temperature regulating liquid passage 33b, and the third outlet 9d is connected to the D1A side of the third temperature regulating liquid passage 33c.
- the evaporator 11 includes a plurality of second heat exchange plates 111, a plurality of second spacers 112, one third end plate 113, and one fourth end plate 114. It is made up of.
- Each second heat exchange plate 111 is also an example of a "heat exchange plate” in the present invention.
- each second spacer 112 is also an example of a "spacer” in the present invention.
- the third end plate 113 is located closest to the D1B side in the evaporator 11.
- the fourth end plate 114 is disposed closest to the D1A side in the evaporator 11.
- Each second heat exchange plate 111 and each second spacer 112 are arranged between the third end plate 113 and the fourth end plate 114.
- Each of the second heat exchange plates 111, each of the second spacers 112, and the third and fourth end plates 113 and 114 are connected to each of the first heat exchange plates 91, each of the first spacers 92, and the first and second end plates 93 and 94, respectively. It has a symmetrical shape in the axial direction D1.
- the space between the second heat exchange plates 111 is a second refrigerant region 111a into which a refrigerant flows or a second liquid region 111b into which a cooling liquid flows (see FIG. 1).
- the second refrigerant regions 111a and the second liquid regions 111b are also arranged alternately in the axial direction D1.
- the fourth end plate 114 is formed with a second inlet 11a, a second outlet 11b, a fourth inlet 11c, and a fourth outlet 11d.
- the second inlet 11a is an example of an "evaporator inlet” in the present invention
- the second outlet 11b is an example of an "evaporator outlet” in the present invention.
- the second inlet 11a and the second outlet 11b communicate with each second refrigerant region 111a, and the fourth inlet 11c and fourth outlet 11d communicate with the second liquid region 111b.
- the evaporator 11 is arranged on the D1B side of the inverter housing 15.
- the evaporator 11 and the housing 10 are fastened together in the axial direction D1 by a plurality of second fastening bolts 203.
- Each second fastening bolt 203 is also an example of a "fastening member" in the present invention.
- each second fastening bolt 203 is inserted and fastened from the third end plate 113 side. Thereby, the third end plate 113, each of the second heat exchange plates 111, each of the second spacers 112, and the fourth end plate 114 are fastened in the axial direction D1. At this time, each second fastening bolt 203 reaches the inverter housing 15, so that the evaporator 11 and the housing 10 are fastened and fixed in the axial direction D1. In this way, the evaporator 11 is located closest to the D1B side in the heat pump device 100. Note that the number of each second fastening bolt 203 can be designed as appropriate.
- the second inlet 11a is connected to the D1B side of the fifth circulation passage 22e, as shown in FIG. Further, the second outlet 11b is connected to the D1B side of the first suction passage 23a. Further, the fourth inlet 11c is connected to the D1B side of the first cooling liquid passage 36a. The fourth outlet 11d is connected to the D1B side of the second cooling liquid passage 36b.
- each second heat exchange plate 111 and each second spacer 112 is sealed by the fastening force of the second fastening bolt 203.
- the spaces between the second spacer 112 and the third end plate 113 and between the second spacer 112 and the fourth end plate 114 are sealed.
- a heat exchanger 9, a receiver case 3, a housing 10, and an evaporator 11 are fixed and integrated in this order from the D1A side to the D1B side. ing. That is, in the heat pump device 100, the electric compressor 1 and the receiver case 3 are arranged and integrated between the heat exchanger 9 and the evaporator 11 in the axial direction D1. Further, the receiver case 3 is arranged closer to the heat exchanger 9 than the electric compressor 1, that is, closer to the D1A side.
- a circulation passage 221 is formed by the first to fifth circulation passages 22a to 22e, and the circulation passage 221 connects the first outflow port 9b and the second inflow port 11a. are connected.
- a suction passage 231 is formed by the first to third suction passages 23a to 23c, and the second outlet 11b and the suction port 16a are connected by the suction passage 231.
- a refrigerant can flow through the circulation passage 221 and the suction passage 231, respectively.
- the circulation passage 221 and the suction passage 231 are formed in the housing 10. Further, the receiver 5 and the first expansion valve 7 are provided in the circulation passage 221. The first expansion valve 7 is located in the circulation passage 221 on the downstream side of the receiver 5 in the refrigerant flow direction.
- the heating condenser 200 is separate from the heat pump device 100.
- the heating condenser 200 is placed outside the heat pump device 100 by being placed inside the passenger compartment CR of the electric vehicle 300 .
- the heating condenser 200 has a condenser main body 200a, a fifth inlet 200b, and a fifth outlet 200c.
- the fifth inlet 200b is an example of a "condenser inlet” in the present invention
- the fifth outlet 200c is an example of a "condenser outlet” in the present invention.
- a refrigerant can flow through the condenser main body 200a.
- the fifth inlet 200b and the fifth outlet 200c are provided in the condenser main body 200a at different positions and communicate with the inside of the condenser main body 200a. Note that the heating condenser 200 may be placed outside the heat pump device 100, not only in the passenger compartment CR, but also in a location near the passenger compartment CR in the electric vehicle 300.
- a first external passage 21b is connected to the fifth inlet 200b. That is, the first external passage 21b is located outside the heat pump device 100. A refrigerant can flow through the first external passage 21b. Further, the first external passage 21b is connected to the first communication port 131a on the opposite side from the fifth inflow port 200b. Thereby, the first external passage 21b is connected to the first internal passage 21a through the first communication port 131a. In this way, the first connection passage 211 is formed by the first internal passage 21a, the first communication port 131a, and the first external passage 21b.
- a second external passage 21c is connected to the fifth outlet 200c.
- the second external passage 21c is also located outside the heat pump device 100.
- a refrigerant can flow through the second external passage 21c.
- the second external passage 21c is connected to the second communication port 3a on the opposite side from the fifth outlet 200c.
- the second external passage 21c is connected to the second internal passage 21d through the second communication port 3a.
- the second connection passage 212 is formed by the second internal passage 21d, the second communication port 3a, and the second external passage 21c.
- a second expansion valve 24 is provided in the second external passage 21c.
- the second expansion valve 24 is an example of a "pressure adjustment section" in the present invention.
- the second expansion valve 24 is also connected to the control device C1. Note that the second expansion valve 24 also has the same configuration as a known expansion valve, so a detailed explanation will be omitted.
- the heat pump device 100 and the heating condenser 200 are connected by the first connection passage 211 and the second connection passage 212. More specifically, the first connecting passage 211 connects the discharge port 16b and the fifth inlet 200b, and the second connecting passage 212 connects the fifth outlet 200c and the first inlet 9a. has been done. Thereby, in this heat exchange system for a mobile object, the refrigerant discharged from the discharge port 16b flows through the first connection passage 211, the heating condenser 200, the second connection passage 212, and the heat exchanger 9 in this order.
- the discharge port 16b, the heating condenser 200, and the heat exchanger 9 are connected in series by the first connection passage 211 and the second connection passage 212.
- the heating condenser 200 is located upstream of the heat exchanger 9 in the flow direction of the refrigerant discharged from the discharge port 16b.
- an air supply fan 26 is provided within the vehicle compartment CR.
- the air supply fan 26 is disposed near the heating condenser 200 and is capable of supplying air into the vehicle compartment CR.
- the air supply fan 26 is also connected to the control device C1.
- the temperature regulating liquid passes from the temperature regulating liquid inlet 31 through the first and second temperature regulating liquid passages 33a and 33b, and then passes through the third temperature regulating liquid passage 33a and 33b.
- the liquid flows into each first liquid region 91b of the heat exchanger 9 from the inlet 9c.
- the cooling liquid flows from the cooling liquid inlet 34 through the first cooling liquid passage 36a and into each second liquid region 111b of the evaporator 11 from the fourth inlet 11c.
- the inverter circuit 18 controls the operation of the electric motor 17 while supplying power to the electric motor 17, so that the electric motor 17 operates the compression mechanism 16.
- the compression mechanism 16 compresses the refrigerant sucked in from the suction port 16a, and discharges the compressed refrigerant from the discharge port 16b.
- the high-temperature, high-pressure refrigerant discharged from the discharge port 16b passes through the first connection passage 211 and flows into the condenser main body 200a from the fifth inlet port 200b of the heating condenser 200.
- control device C1 operates the air supply fan 26.
- the heating condenser 200 the refrigerant flowing inside the condenser main body 200a and the air around the heating condenser 200 exchange heat.
- the air around the heating condenser 200 that is, the air supplied into the passenger compartment CR by the air supply fan 26, is heated.
- this heated air is supplied into the vehicle interior CR by the air supply fan 26, thereby heating the interior of the vehicle interior CR.
- the refrigerant that has completed heat exchange with the air in the condenser main body 200a flows out from the fifth outlet 200c and reaches the heat exchanger 9 via the second connection passage 212.
- the refrigerant that has reached the heat exchanger 9 has completed heat exchange in the condenser main body 200a. Therefore, the refrigerant that flows through the second connection passage 212 and reaches the heat exchanger 9 has a lower temperature and lower pressure than the refrigerant that flows through the first connection passage 211 and heads toward the heating condenser 200.
- control device C1 controls the operation of the second expansion valve 24 and adjusts the opening degree of the second expansion valve 24.
- the pressure of the refrigerant flowing through the second external passage 21c and, by extension, the second connection passage 212 is adjusted as appropriate.
- the control device C1 maximizes the opening degree of the second expansion valve 24
- the refrigerant flowing through the second connection passage 212 has almost the same pressure as when it flows out from the fifth outlet 200c. This will lead to the heat exchanger 9.
- the control device C1 reduces the opening degree of the second expansion valve 24, the refrigerant flowing through the second connection passage 212 enters the heat exchanger 9 at a lower pressure than when it flows out from the fifth outlet 200c. It will be reached.
- the refrigerant that has reached the heat exchanger 9 flows into the heat exchanger 9 from the first inlet 9a and flows within each first refrigerant region 91a.
- the refrigerant in each first refrigerant region 91a and the temperature regulating liquid in each first liquid region 91b perform heat exchange.
- the refrigerant flowing in each first refrigerant region 91a will have a high temperature.
- the refrigerant flowing in each first refrigerant region 91a has a low temperature.
- the temperature regulating liquid radiates heat from the refrigerant during heat exchange in the heat exchanger 9. and heated.
- the temperature regulating liquid becomes a refrigerant during heat exchange in the heat exchanger 9. It absorbs heat and is cooled.
- the temperature regulating liquid that has completed heat exchange with the refrigerant flows out of the housing 10 from the temperature regulating liquid outlet 32 via the third outlet 9d, third and fourth temperature regulating liquid passages 33c and 33d. do.
- the temperature adjusting liquid heat-exchanged in the heat exchanger 9 in this manner is used to adjust the temperature of the battery of the electric vehicle 300 and the like.
- the refrigerant that has completed heat exchange in the heat exchanger 9 flows through the first circulation passage 22a from the first outlet 9b, and is separated into gas and liquid within the receiver 5. Further, the control device C1 controls the operation of the first expansion valve 7 and adjusts the opening degree of the first expansion valve 7. As a result, the refrigerant separated into gas and liquid by the receiver 5 is depressurized by the first expansion valve 7, passes through the second to fifth circulation passages 22b to 22e and the second inlet 11a, and then passes through the second refrigerant regions 111a of the evaporator 11. circulate within.
- the refrigerant in each second refrigerant region 111a and the cooling liquid in each second liquid region 111b exchange heat, and the cooling liquid in each second liquid region 111b is cooled.
- the cooling liquid is cooled by exchanging heat between the refrigerant that has undergone heat exchange in the heat exchanger 9 and the cooling liquid.
- heat exchange is performed in the heating condenser 200 before heat exchange in the heat exchanger 9. Therefore, in the evaporator 11, the heating condenser The refrigerant that has completed heat exchange in the heat exchanger 200 and the heat exchanger 9 is then heat exchanged with the cooling liquid.
- the cooling liquid flows out of the housing 10 from the cooling liquid outlet 35 via the fourth outlet 11d and the second cooling liquid passage 36b.
- the cooling liquid cooled by the evaporator 11 in this manner is used for cooling the interior of the vehicle compartment CR, as well as for cooling the driving motor of the electric vehicle 300 and the like.
- the refrigerant that has completed heat exchange in the evaporator 11 flows through the suction passage 231 from the second outlet 11b, and is sucked into the compression mechanism 16 from the suction port 16a. In this way, the refrigerant is compressed again in the compression mechanism 16.
- This heat exchange system for a mobile body includes a heating condenser 200 in addition to the heat pump device 100.
- the heating condenser 200 heats the air by exchanging heat between the high-temperature, high-pressure refrigerant compressed by the compression mechanism 16 and discharged from the discharge port 16b and the air supplied into the passenger compartment CR. do.
- heat exchange is performed not between a liquid heat exchange medium such as a temperature control liquid and air, but between a high temperature and high pressure refrigerant and air. Therefore, in this heat exchange system for mobile objects, compared to the case where heat exchange is performed with a liquid heat exchange medium, the air can be quickly heated to the temperature required to heat the interior of the vehicle CR. .
- the air heated by the heating condenser 200 is supplied into the vehicle compartment CR by the air supply fan 26, so that the interior of the vehicle compartment CR can be suitably heated. It is possible.
- the heat pump device 100 has a heat exchanger 9, and in this heat exchanger 9, heat exchange is performed between a temperature control heat exchange medium and a refrigerant.
- this heat exchange system for a mobile object there is no need to use the temperature regulating liquid that has undergone heat exchange in the heat exchanger 9 for heating the vehicle compartment CR.
- the cooling liquid cooled by the evaporator 11 of the heat pump device 100 can suitably cool the vehicle compartment CR, the electric motor, and the like.
- both the heat exchanger 9 and the evaporator 11 are integrated with the housing 10 in the axial direction D1 of the housing 10. Therefore, compared to a configuration in which the heat exchanger 9 or the evaporator 11 is integrated with the housing 10 in the radial direction of the housing 10, the heat pump device 100 is suppressed from increasing in size in the radial direction.
- the discharge port 16b is disposed closer to the heat exchanger 9 in the axial direction D1 than the suction port 16a.
- the suction port 16a is provided on the D1B side and the discharge port 16b is provided on the D1A side, so that the discharge port 16b is connected to the heat exchanger 9 in the axial direction D1 rather than the suction port 16a.
- this heat pump device 100 it is possible to bring the electric compressor 1 and the heat exchanger 9 closer together in the axial direction D1, compared to a configuration in which they are placed far apart.
- the suction port 16a and the evaporator 11 are both placed on the D1B side of the housing 10, the suction port 16a is placed closer to the evaporator 11 than the discharge port 16b. Therefore, in this heat pump device 100, the electric compressor 1 and the evaporator 11 can also be moved close to each other in the axial direction D1. Thereby, in this heat exchange system for a moving body, the heat pump device 100 can be downsized. As a result, in this heat exchange system for a moving body, the overall size including the heat pump device 100 and the heating condenser 200 is suppressed.
- the heat exchange system for a moving body of Example 1 can suitably achieve heating in the vehicle compartment CR, and has excellent mountability on the electric vehicle 300.
- this heat exchange system for a mobile object the discharge port 16b, the heating condenser 200, and the heat exchanger 9 are connected in series by the first connection passage 211 and the second connection passage 212.
- the heating condenser 200 is located upstream of the heat exchanger 9 in the flow direction of the refrigerant discharged from the discharge port 16b. Therefore, the refrigerant that exchanges heat with the air in the heating condenser 200 is not affected by the heat exchange with the temperature control liquid in the heat exchanger 9, and the air can be suitably heated through heat exchange. Can be done. Therefore, in this respect as well, this heat exchange system for a moving body can quickly heat the air to the temperature required for heating the inside of the vehicle compartment CR.
- the second expansion valve 24 is provided in the second external passage 21c, the pressure of the refrigerant flowing through the second external passage 21c and the refrigerant that exchanges heat with the temperature regulating liquid in the heat exchanger 9 is also increased. can be suitably adjusted. This makes it possible to suitably heat or cool the temperature control liquid during heat exchange in the heat exchanger 9, depending on the target temperature of the battery when the temperature is adjusted by the temperature control liquid. .
- the temperature control liquid inlet 31 and the temperature control liquid outlet 32 are formed in the fixed part 133 of the compressor housing 13, so that the temperature control liquid inlet 31 and the temperature control liquid outlet 32 are heated. It is located near the exchanger 9. Furthermore, by forming the cooling liquid inlet 34 and the cooling liquid outlet 35 in the inverter housing 15, the cooling liquid inlet 34 and the cooling liquid outlet 35 are arranged near the evaporator 11.
- the path of the temperature regulating liquid from the temperature regulating liquid inlet 31 to the temperature regulating liquid outlet 32 via the heat exchanger 9 is shortened.
- the path of the cooling liquid from the cooling liquid inlet 34 to the cooling liquid outlet 35 via the evaporator 11 is also shortened.
- this heat exchange system for a moving body it is possible to downsize the heat pump device 100.
- this heat pump device 100 it is not necessary to provide the temperature control liquid inlet 31 and the temperature control liquid outlet 32 in the heat exchanger 9, and it is not necessary to provide the cooling liquid inlet 34 and the cooling liquid outlet 35 in the evaporator 11. There is no.
- the configurations of the heat exchanger 9 and the evaporator 11 can be simplified, so that the heat exchanger 9 and the evaporator 11 are also prevented from increasing in size in this heat exchange system for a moving object.
- the heat exchanger 9 includes a plurality of first heat exchange plates 91, a plurality of first spacers 92, one first end plate 93, and one second end plate 94.
- the evaporator 11 includes a plurality of second heat exchange plates 111, a plurality of second spacers 112, one third end plate 113, and one fourth end plate 114. There is. In this respect as well, in this heat exchange system for a mobile object, the configurations of the heat exchanger 9 and the evaporator 11 are simplified.
- each first heat exchange plate 91, each first spacer 92, and the first and second end plates 93 and 94 are fastened and integrated by a plurality of first fastening bolts 201. .
- first fastening bolts 201 it is possible to integrate these first heat exchange plates 91 and the like more easily than in the case of brazing.
- evaporator 11 the same applies to the evaporator 11.
- each first heat exchange plate 91, each first spacer 92, first and second end plates 93, 94, receiver case 3, and compressor housing 13 are fastened by each first fastening bolt 201.
- the housing 10, the receiver case 3, and the heat exchanger 9 can be fixed in the axial direction D1.
- each second heat exchange plate 111, each second spacer 112, third and fourth end plates 113, 114, and inverter housing 15 with each second fastening bolt 203, housing 10 and evaporator 11 are connected. can be fixed in the axial direction D1.
- each first fastening bolt 201 causes the first heat exchange plate 91 and each first spacer 92, the first spacer 92 and the receiver case
- the spaces between the spacer 92 and the first end plate 93 and between the first spacer 92 and the second end plate 94 are sealed.
- the receiver case 3 is provided between the housing 10 and the heat exchanger 9, so that the receiver 5 is disposed between the housing 10 and the heat exchanger 9.
- the circulation passage 221 it is possible to suitably separate the refrigerant, which has undergone heat exchange in the heat exchanger 9, into gas and liquid by the receiver 5.
- the electric motor 17 is arranged between the compression mechanism 16 and the evaporator 11, so the electric motor 17 is arranged close to the evaporator 11. Therefore, the electric motor 17 can be easily cooled by the low-temperature evaporator 11.
- the inverter circuit 18 is arranged between the electric motor 17 and the evaporator 11, it is possible to make the inverter circuit 18 closer to the evaporator 11 than the electric motor 17. This allows the inverter circuit 18 to be suitably cooled by the low-temperature evaporator 11. Furthermore, since the inverter circuit 18 can be separated from the heat exchanger 9 in the axial direction D1, the inverter circuit 18 is less likely to be affected by the heat of the heat exchanger 9.
- circulation passage 221 and the suction passage 231 are formed in the housing 10. Thereby, neither the circulation passage 221 nor the suction passage 231 is provided outside the housing 10 and the receiver case 3 separately from the housing 10 and the receiver case 3. In this respect as well, this heat exchange system for a moving body has excellent mountability on the electric vehicle 300.
- a first discharge passage 27a, a second discharge passage 27b, and a first branch passage 28a are provided inside the compressor housing 13 instead of the first internal passage 21a. is formed.
- a third discharge passage 27c and a second merging passage 29b are formed in the receiver case 3 in place of the second internal passage 21d. The refrigerant can flow through these first to third discharge passages 27a to 27c and first and second merging passages 29a and 29b.
- a third communication port 131b is formed in the compressor housing 13 instead of the first communication port 131a, and a three-way valve 38 is provided within the compressor housing 13.
- the three-way valve 38 is an example of a "flow rate adjustment section" in the present invention.
- a fourth communication port 3b is formed in the receiver case 3 in place of the second communication port 3a.
- the D1B side of the first discharge passage 27a is connected to the discharge port 16b.
- the D1A side of the first discharge passage 27a is connected to the three-way valve 38.
- the second discharge passage 27b is connected to the three-way valve 38 on the D1B side.
- the D1A side of the second discharge passage 27b is connected to the D1B side of the third discharge passage 27c by fastening the housing 10, the receiver case 3, and the heat exchanger 9 in the axial direction D1.
- the D1A side of the third discharge passage 27c is connected to the first inlet 9a of the heat exchanger 9. These first to third discharge passages 27a to 27c form a discharge passage 270. In this way, the discharge passage 270 and the three-way valve 38 connect the discharge port 16b and the first inlet 9a.
- the first branch passage 28a is connected to the three-way valve 38. That is, the first branch passage 28a is connected to the discharge passage 270 through the three-way valve 38. Further, the first branch passage 28a is connected to the third communication port 131b on the opposite side from the three-way valve 38. In this way, the discharge passage 270 and the third communication port 131b are connected through the first branch passage 28a and the three-way valve 38.
- the three-way valve 38 is connected to the control device C1.
- the three-way valve 38 is operationally controlled by the control device C1 to control the flow rate of the refrigerant flowing from the first discharge passage 27a to the second discharge passage 27b and the flow rate of the refrigerant flowing from the first discharge passage 27a to the first branch passage 28a. Adjust the flow rate.
- a refrigerant can flow through the second merging passage 29b.
- the second merging passage 29b is connected to the first circulation passage 22a within the receiver case 3. Further, the second merging passage 29b is connected to the fourth communication port 3b on the opposite side from the first circulation passage 22a. In this way, the circulation passage 221 and the fourth communication port 3b are connected through the second merging passage 29b.
- the second branch passage 28b is connected to the fifth inlet 200b of the heating condenser 200. That is, the second branch passage 28b is located outside the heat pump device 100. Similar to the first branch passage 28a, the second branch passage 28b also allows refrigerant to flow therethrough. Further, the second branch passage 28b is connected to the third communication port 131b on the opposite side from the fifth inlet 200b. Thereby, the second branch passage 28b is connected to the first branch passage 28a through the third communication port 131b. In this way, a branch passage 280 is formed by the first branch passage 28a, the third communication port 131b, and the second branch passage 28b.
- a first merging passage 29a is connected to the fifth outlet 200c of the heating condenser 200. That is, the first merging passage 29a is located outside the heat pump device 100. Similar to the second merging passage 29b, the first merging passage 29a also allows the refrigerant to flow therethrough. Further, the first merging passage 29a is connected to the fourth communication port 3b on the opposite side from the fifth outlet 200c. Thereby, the first merging passage 29a is connected to the second merging passage 29b through the fourth communication port 3b. In this way, a merging passage 290 is formed by the first merging passage 29a, the fourth communication port 3b, and the second merging passage 29b.
- the heat pump device 100 and the heating condenser 200 are connected by the branch passage 280 and the merging passage 290.
- the discharge port 16b and the first inlet 9a are connected by the discharge passage 270 and the three-way valve 38, as described above.
- the branch passage 280 is connected to the discharge passage 270 through the three-way valve 38, so that the branch passage 280 is connected to the fifth inlet 200b while being branched from the discharge passage 270.
- the merging passage 290 is connected to the first circulation passage 22a and, by extension, the circulation passage 221, while being connected to the fifth outlet 200c.
- the merging passage 290 is connected to the circulation passage 221 on the upstream side of the receiver 5 in the flow direction of the refrigerant. In this way, the merging passage 290 is in a state where it merges with the circulation passage 221 on the upstream side of the receiver 5 in the flow direction of the refrigerant.
- this heat exchange system for a mobile body including the other configurations of this heat pump device 100, are the same as the heat exchange system for a mobile body of Example 1, and the same components are designated by the same reference numerals. Detailed explanation regarding the configuration will be omitted.
- the heat exchanger 9 heat exchange is performed between the refrigerant flowing in each first refrigerant region 91a and the temperature regulating liquid in each first liquid region 91b.
- the refrigerant flowing in each first refrigerant region 91a is not affected by heat exchange in the heating condenser 200. That is, the refrigerant flowing in each first refrigerant region 91a is also in a high temperature and high pressure state, similar to the refrigerant flowing inside the condenser main body 200a. Therefore, the temperature control liquid is heated by heat exchange in the heat exchanger 9. In this manner, in this mobile heat exchange system, the heat exchanger 9 functions as a condenser.
- control device C1 controls the three-way valve 38 to control the flow rate of the refrigerant flowing from the first discharge passage 27a to the second discharge passage 27b and the flow rate from the first discharge passage 27a to the second discharge passage 27b.
- the flow rate of the refrigerant flowing through the first branch passage 28a is adjusted.
- the three-way valve 38 increases the flow rate of the refrigerant flowing from the first discharge passage 27a to the second discharge passage 27b. Therefore, in this case, the flow rate of the refrigerant flowing into the first inlet 9a increases. As a result, the amount of heating of the temperature regulating liquid in the heat exchanger 9 increases, so that the temperature regulating liquid is heated to a higher temperature.
- the three-way valve 38 increases the flow rate of the refrigerant flowing from the first discharge passage 27a to the first branch passage 28a. Therefore, the flow rate of the refrigerant flowing into the fifth inlet 200b increases. As a result, the amount of heating of the air in the heating condenser 200 increases, so that the air is heated to a higher temperature.
- the three-way valve 38 is configured to set the flow rate of the refrigerant flowing from the first discharge passage 27a to the first branch passage 28a to zero when heating of the vehicle compartment CR is not required, or to set the flow rate of the refrigerant flowing from the first discharge passage 27a to the first branch passage 28a to zero when heating of the temperature control liquid is not required.
- the flow rate of the refrigerant flowing from the first discharge passage 27a to the second discharge passage 27b may be set to zero.
- the refrigerant that has completed heat exchange in the heating condenser 200 flows through the merging passage 290 and joins the circulation passage 221 on the upstream side of the receiver 5 in the refrigerant distribution direction. For this reason, the refrigerant that has completed heat exchange in the heating condenser 200 and the refrigerant that has completed heat exchange in the heat exchanger 9 are separated into gas and liquid in the receiver 5 and then passed through the first expansion valve 7. The pressure is reduced. In this way, in the evaporator 11, heat exchange is performed between the refrigerant that has undergone heat exchange in the heating condenser 200 and the heat exchanger 9, and the cooling liquid.
- the other functions of this heat exchange system for a moving body are similar to those of the heat exchange system for a moving body of the first embodiment.
- the mobile heat exchange systems of Examples 1 and 2 are connected to the heat pump device 100 and placed outside the heat pump device 100, and the heat exchange system between the refrigerant and the air supplied into the vehicle compartment CR is used to generate air. It may further include a cooling evaporator for cooling the air conditioner.
- the heating condenser 200 like the heat exchanger 9 and the evaporator 11, includes a plurality of heat exchange plates, a plurality of spacers, and a pair of It may be a so-called plate type heat exchanger having an end plate.
- the second expansion valve 24 may be disposed in the vehicle compartment CR by being provided in the second external passage 21c, or may be disposed in the power compartment PH. Also good. Furthermore, the second expansion valve 24 may be disposed within the heat pump device 100 by being provided in the second internal passage 21d.
- the second expansion valve 24 may be omitted or an orifice serving as a fixed throttle may be employed as the "pressure adjustment section" in the present invention in place of the second expansion valve 24. You can also
- the three-way valve 38 is used as the "flow rate adjustment section" in the present invention.
- the present invention is not limited to this, and the first flow rate adjustment valve is provided in the discharge passage 270 and can adjust the flow rate of the refrigerant flowing into the heat exchanger 9, and the first flow rate adjustment valve is provided in the branch passage 280 and can adjust the flow rate of the refrigerant flowing into the heating condenser 200.
- the "flow rate adjustment section" in the present invention may be constituted by a second flow rate adjustment valve that can adjust the flow rate of the refrigerant. At this time, the second flow rate regulating valve may be placed inside the heat pump device 100 or outside the heat pump device 100.
- the heat pump device 100 includes the receiver 5 and the first expansion valve 7.
- the heat pump device 100 is not limited to this, and instead of the receiver 5 and the first expansion valve 7, the heat pump device 100 includes an orifice as a fixed throttle provided in the circulation passage 221 and an accumulator provided in the suction passage 231. You can leave it there.
- the receiver case 3 may be placed closer to the D1A side than the heat exchanger 9, or may be placed between the housing 10 and the evaporator 11. good. Furthermore, the receiver case 3 may be omitted and the receiver 5 and the first expansion valve 7 may be arranged inside the housing 10.
- the inverter circuit 18 may be provided outside the housing 10 and connected to the electric motor 17.
- the heat exchanger 9 includes a plurality of first heat exchange plates 91, a plurality of first spacers 92, and one first end plate 93. , and one second end plate 94.
- the heat exchanger 9 is not limited to this, and may have other configurations. The same applies to the evaporator 11.
- the temperature control liquid inlet 31 and the temperature control liquid outlet 32 may be formed in the heat exchanger 9.
- the temperature regulating liquid inlet 31 may be formed in the fixed portion 133 of the compressor housing 13, and the temperature regulating liquid outlet 32 may be formed in the heat exchanger 9. good. Conversely, the temperature regulating liquid outlet 32 may be formed in the fixed portion 133 and the temperature regulating liquid inlet 31 may be formed in the heat exchanger 9.
- the cooling liquid inlet 34 and the cooling liquid outlet 35 may be formed in the evaporator 11.
- a cooling liquid inlet 34 may be formed in the inverter housing 15 and a cooling liquid outlet 35 may be formed in the evaporator 11.
- the cooling liquid outlet 35 may be formed in the inverter housing 15 and the cooling liquid inlet 34 may be formed in the evaporator 11.
- the compression mechanism 16 may be arranged between the inverter circuit 18 and the electric motor 17.
- the heat exchange systems for mobile bodies of Examples 1 and 2 are installed in an electric vehicle 300 as a "mobile body" in the present invention.
- the "mobile object" in the present invention is not limited to this, and may be, for example, a transportation vehicle, an industrial vehicle, a ship, an aircraft, or the like.
- the present invention can be used in moving objects such as electric vehicles.
Landscapes
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Abstract
本発明の移動体用熱交換システムは、ヒートポンプ装置(100)及び凝縮器(200)を備えている。ヒートポンプ装置(100)は、電動圧縮機(1)と、熱交換器(9)と、蒸発器(11)とを有している。電動圧縮機(1)は、ハウジング(10)、吸入口(16a)及び吐出口(16b)等を有している。ヒートポンプ装置(100)では、熱交換器(9)と蒸発器(11)との間に電動圧縮機(1)が配置されつつ、熱交換器(9)、電動圧縮機(1)及び蒸発器(11)が一体化されている。凝縮器(200)は、ヒートポンプ装置(100)と接続されてヒートポンプ装置(100)の外部に位置している。凝縮器(200)は、吐出口(16b)から吐出された冷媒と、室内(CR)に供給される空気との熱交換によって空気を加熱する。
Description
本発明は移動体用熱交換システムに関する。
特許文献1に従来の移動体用熱交換システムが開示されている。この移動体用熱交換システムは、移動体としての電気自動車に搭載されている。移動体用熱交換システムは、ヒートポンプ装置と、暖房用空気冷媒熱交換器とを備えている。
ヒートポンプ装置は、電動圧縮機、凝縮器及び蒸発器を有している。電動圧縮機は、ハウジングと、冷媒を吸入する吸入口と、冷媒を吐出する吐出口と、吸入口から吸入した冷媒を圧縮して吐出口から吐出させる圧縮機構と、圧縮機構を作動させる電動モータとを有している。圧縮機構及び電動モータはハウジング内に設けられている。ここで、同文献では、吸入口及び吐出口が配置された具体的な個所は不明である。
凝縮器は、冷却液と、圧縮機構で圧縮されて吐出口から吐出した高温高圧の冷媒とを熱交換させることにより、冷却液を加熱する。蒸発器は、冷却液と、凝縮器での熱交換を終えた低温低圧の冷媒とを熱交換させることにより、冷却液を冷却する。
また、ヒートポンプ装置では、ハウジングの径方向において、ハウジングと蒸発器とが一体化されている。これにより、凝縮器は圧縮機構及び電動モータの外周側に配置されている。一方、蒸発器は、ハウジングの軸方向でハウジングと一体化されている。なお、ハウジングの径方向とハウジングの軸方向とは、互いに直交する関係にある。
暖房用空気冷媒熱交換器は、ヒートポンプ装置と接続されており、ヒートポンプ装置の外部に位置している。より具体的には、暖房用空気冷媒熱交換器は、電気自動車の室内に設けられている。暖房用空気冷媒熱交換器は、凝縮器での熱交換によって加熱された冷却液と、室内に供給される空気とを熱交換させることにより、空気を加熱する。なお、空気との熱交換によって冷却された冷却液は、凝縮器での冷媒との熱交換により再び加熱される。
この移動体用熱交換システムでは、蒸発器で冷却された冷却液が走行用モータ等の冷却に用いられる他、暖房用空気冷媒熱交換器において加熱された空気が室内に供給される事により、室内の暖房が行われる。
この種の移動体用熱交換システムでは、室内の暖房を好適に行い得ることが要求される。この点、上記従来の移動体用熱交換システムは、ヒートポンプ装置での冷媒との熱交換によって冷却液を加熱し、この加熱された冷却液と空気とを暖房用空気冷媒熱交換器で熱交換させる。このため、この移動体用熱交換システムでは、室内の暖房を行うために必要な温度まで空気を素早く加熱させ難く、室内の暖房を素早く行い難い。
また、移動体には移動体用熱交換システム以外にも種々の機器が搭載されることから、移動体用熱交換システムを搭載するためのスペースを十分に確保することが難しい。このため、このように搭載スペースが限られる場合であっても、移動体用熱交換システムを移動体に容易に搭載し得ることが求められる。
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、移動体の室内の暖房を好適に実現可能であり、かつ、移動体への搭載性に優れた移動体用熱交換システムを提供することを解決すべき課題としている。
本発明の移動体用熱交換システムは、電動圧縮機、熱交換器及び蒸発器を有するヒートポンプ装置と、
前記ヒートポンプ装置と接続される凝縮器とを備えた移動体用熱交換システムであって、
前記電動圧縮機は、ハウジングと、前記ハウジング内に設けられて冷媒を吸入する吸入口と、前記ハウジング内に設けられて冷媒を吐出する吐出口と、前記ハウジング内に設けられて前記吸入口から吸入した冷媒を圧縮して前記吐出口から吐出させる圧縮機構と、前記ハウジング内に設けられて前記圧縮機構を作動させる電動モータとを有し、
前記熱交換器は、液体の第1熱交換媒体と冷媒とで熱交換を行い、
前記蒸発器は、液体の第2熱交換媒体と、少なくとも前記熱交換器での熱交換を終えた冷媒との熱交換によって前記第2熱交換媒体を冷却し、
前記ヒートポンプ装置は、前記熱交換器と前記蒸発器との間に前記電動圧縮機が配置されつつ、前記熱交換器、前記電動圧縮機及び前記蒸発器が一体化され、かつ、前記吐出口が前記吸入口よりも前記熱交換器の近くに配置され、前記吸入口が前記吐出口よりも前記蒸発器の近くに配置され、
前記凝縮器は前記ヒートポンプ装置の外部に配置され、前記吐出口から吐出された冷媒と、移動体の室内に供給される空気との熱交換によって前記空気を加熱することを特徴とする。
前記ヒートポンプ装置と接続される凝縮器とを備えた移動体用熱交換システムであって、
前記電動圧縮機は、ハウジングと、前記ハウジング内に設けられて冷媒を吸入する吸入口と、前記ハウジング内に設けられて冷媒を吐出する吐出口と、前記ハウジング内に設けられて前記吸入口から吸入した冷媒を圧縮して前記吐出口から吐出させる圧縮機構と、前記ハウジング内に設けられて前記圧縮機構を作動させる電動モータとを有し、
前記熱交換器は、液体の第1熱交換媒体と冷媒とで熱交換を行い、
前記蒸発器は、液体の第2熱交換媒体と、少なくとも前記熱交換器での熱交換を終えた冷媒との熱交換によって前記第2熱交換媒体を冷却し、
前記ヒートポンプ装置は、前記熱交換器と前記蒸発器との間に前記電動圧縮機が配置されつつ、前記熱交換器、前記電動圧縮機及び前記蒸発器が一体化され、かつ、前記吐出口が前記吸入口よりも前記熱交換器の近くに配置され、前記吸入口が前記吐出口よりも前記蒸発器の近くに配置され、
前記凝縮器は前記ヒートポンプ装置の外部に配置され、前記吐出口から吐出された冷媒と、移動体の室内に供給される空気との熱交換によって前記空気を加熱することを特徴とする。
本発明の移動体用熱交換システムは、ヒートポンプ装置と、ヒートポンプ装置と接続された凝縮器とを備えている。ヒートポンプ装置は、電動圧縮機、熱交換器及び蒸発器を有している。そして、凝縮器は、電動圧縮機の圧縮機構で圧縮されて吐出口から吐出された高温高圧の冷媒と、移動体の室内に供給される空気との熱交換を行うことにより、空気を加熱する。こうして、この移動体用熱交換システムでは、凝縮器で加熱された空気を移動体の室内に供給することで室内の暖房が行われる。
このように、この移動体用熱交換システムでは、凝縮器において、液体の熱交換媒体と空気との熱交換ではなく、高温高圧の冷媒と空気との熱交換が行われる。このため、液体の熱交換媒体との熱交換を行う場合に比べて、室内の暖房を行うために必要な温度まで空気を素早く加熱させることができる。
また、ヒートポンプ装置の熱交換器では、液体の第1熱交換媒体と冷媒とで熱交換が行われる。ここで、この移動体用熱交換システムでは、熱交換器で熱交換を行った第1熱交換媒体を室内の暖房に用いる必要がない。このため、熱交換器における熱交換では、第1熱交換媒体と冷媒との温度差により、第1熱交換媒体を加熱又は冷却することができる。これにより、熱交換器での熱交換を終えた第1熱交換媒体によって、移動体に搭載されたバッテリ等の機器の温度調整を好適に行うことができる。一方、ヒートポンプ装置の蒸発器では、液体の第2熱交換媒体と、少なくとも第1熱交換媒体での熱交換を終えた冷媒とで熱交換が行われるため、第2熱交換媒体が冷却される。こうして冷却された第2熱交換媒体によって、移動体に搭載された電動モータ等の機器を好適に冷却することができる。
そして、ヒートポンプ装置では、熱交換器と蒸発器との間に電動圧縮機が配置されつつ、熱交換器、電動圧縮機及び蒸発器が一体化されている。そして、このヒートポンプ装置では、吐出口が吸入口よりも熱交換器の近くに配置されており、吸入口が吐出口よりも蒸発器の近くに配置されている。このため、例えば、吐出口が吸入口よりも熱交換器から遠くに配置されている場合に比べて、電動圧縮機と熱交換器とを接近させて配置できる。同様に、電動圧縮機と蒸発器とについても接近させて配置できる。これにより、この移動体用熱交換システムでは、ヒートポンプ装置を小型化できるため、ヒートポンプ装置及び凝縮器を備えた全体としての大型化を抑制できる。
したがって、本発明の移動体用熱交換システムは、室内の暖房を好適に実現可能であり、かつ、移動体への搭載性に優れている。
本発明の移動体用熱交換システムにおいて、熱交換器は、冷媒を流入させる熱交換器流入口と、冷媒を流出させる熱交換器流出口とを有し得る。また、凝縮器は、冷媒を流入させる凝縮器流入口と、冷媒を流出させる凝縮器流出口とを有し得る。そして、本発明の移動体用熱交換システムは、吐出口と凝縮器流入口とを接続する第1接続通路と、凝縮器流出口と熱交換器流入口とを接続する第2接続通路とをさらに備えていることが好ましい。
この場合には、吐出口と凝縮器と熱交換器とが直列に接続され、かつ、吐出口から吐出された冷媒の流通方向において、凝縮器が熱交換器よりも上流側に位置する。このため、凝縮器において空気と熱交換を行う冷媒は、熱交換器での第1熱交換媒体との熱交換の影響を受けることがない。これにより、室内の暖房を行うために必要な温度まで空気をより素早く加熱させることができる。一方、熱交換器では、凝縮器での熱交換を終えた冷媒と第1熱交換媒体とが熱交換を行う。こうして、第1熱交換媒体の加熱又は冷却が行われる。
また、この場合、移動体用熱交換システムは、第2接続通路に設けられ、第2接続通路を流通する冷媒の圧力を調整する圧力調整部をさらに備えていることが好ましい。これにより、熱交換器での熱交換によって第1熱交換媒体を好適に加熱又は冷却させることができるため、バッテリ等の機器の温度調整をより好適に行うことができる。
また、本発明の移動体用熱交換システムにおいて、熱交換器は、冷媒を流入させる熱交換器流入口と、冷媒を流出させる熱交換器流出口とを有し得る。また、凝縮器は、冷媒を流入させる凝縮器流入口と、冷媒を流出させる凝縮器流出口とを有し得る。さらに、蒸発器は、冷媒を流入させる蒸発器流入口と、冷媒を流出させる蒸発器流出口とを有し得る。また、ハウジングには、吐出口と熱交換器流入口とを接続する吐出通路と、熱交換器流出口と蒸発器流入口とを接続する循環通路とが形成され得る。そして、本発明の移動体用熱交換システムは、吐出通路と凝縮器流入口とを接続する分岐通路と、循環通路と凝縮器流出口とを接続する合流通路と、熱交換器に流入する冷媒の流量と、凝縮器に流入する冷媒の流量とを調整する流量調整部とをさらに備えていることも好ましい。
この場合には、吐出口から吐出された冷媒の流通方向において、凝縮器と熱交換器とが並列に接続される。このため、凝縮器において空気と熱交換を行う冷媒は、熱交換器での第1熱交換媒体との熱交換の影響を受けることがなく、また、熱交換器において第1熱交換媒体と熱交換を行う冷媒は、凝縮器での空気との熱交換の影響を受けることがない。この結果、熱交換器では、吐出口から吐出された高温高圧の冷媒と第1熱交換媒体とが熱交換を行うため、第1熱交換媒体を好適に加熱することができる。そして、この移動体用熱交換システムでは、凝縮器において空気との熱交換を終えた冷媒は、凝縮器流出口から合流通路を経て循環通路を流通する。これにより、蒸発器では、凝縮器での熱交換を終えた冷媒及び熱交換器での熱交換を終えた冷媒と、第2熱交換媒体とが熱交換を行い、第2熱交換媒体の冷却が行われることになる。また、この移動体用熱交換システムでは、流量調整部によって、凝縮器における空気の加熱量と、熱交換器における第1熱交換媒体の加熱量とを好適に調整することができる。
本発明の移動体用熱交換システムにおいて、熱交換器及び蒸発器の少なくとも一方は、複数枚の熱交換プレートと、各熱交換プレート同士の間に配置されたスペーサとを有し得る。また、各熱交換プレートとスペーサとハウジングとは、締結部材によって一体に締結され得る。そして、締結部材の締結力によって、各熱交換プレートとスペーサとの間が封止されていることが好ましい。
この場合には、熱交換器及び蒸発器の少なくとも一方について構成を簡素化しつつ、第1熱交換媒体又は第2熱交換媒体と冷媒との間で好適に熱交換を行うことができる。また、仮に熱交換器が各熱交換プレート及びスペーサを有している場合、締結部材によって各熱交換プレートとスペーサとハウジングとを締結する過程で、熱交換器とハウジングとを一体に締結することが可能となる。さらに、締結部材の締結力によって、各熱交換プレートとスペーサとの間が封止されることにより、第1熱交換媒体や第2熱交換媒体の他、冷媒の漏れを好適に抑制できる。
本発明の移動体用熱交換システムは、室内の暖房を好適に実現可能であり、かつ、移動体への搭載性に優れている。
以下、本発明を具体化した実施例1、2を図面を参照しつつ説明する。
図1に示すように、実施例1の移動体用熱交換システムは、ヒートポンプ装置100と、暖房用凝縮器200と、制御装置C1とを備えている。暖房用凝縮器200は、本発明における「凝縮器」の一例である。
この移動体用熱交換システムは、電気自動車300に搭載されている。電気自動車300は、本発明における「移動体」の一例である。より具体的には、移動体用熱交換システムのうち、ヒートポンプ装置100及び制御装置C1は、電気自動車300の動力室PH内に配置されている。
制御装置C1は、後述する第1膨張弁7、第2膨張弁24、給気ファン26の作動制御を行う。なお、動力室PH内には、ヒートポンプ装置100及び制御装置C1の他に、走行用モータやバッテリ(いずれも図示略)等が配置されている。
そして、この移動体用熱交換システムでは、暖房用凝縮器200は電気自動車300の車室CR内に配置されている。車室CRは、本発明における「室内」の一例である。なお、暖房用凝縮器200についての詳細は後述する。
図1及び図2に示すように、ヒートポンプ装置100は、電動圧縮機1と、レシーバケース3と、レシーバ5と、第1膨張弁7と、熱交換器9と、蒸発器11とを備えている。なお、図1では第1膨張弁7の図示を省略している。
電動圧縮機1は、コンプレッサハウジング13と、モータハウジング14と、インバータハウジング15と、圧縮機構16と、電動モータ17と、インバータ回路18とを有している。コンプレッサハウジング13、モータハウジング14及びインバータハウジング15によって、ハウジング10が構成されている。ハウジング10は、アルミニウム合金等の金属製である。
本実施例では、図1等に示す実線矢印によって、ハウジング10の軸方向D1を示している。また、本実施例では、軸方向D1の一方側をD1A側として説明し、軸方向D1の他方側をD1B側として説明する。ここで、図1では、説明の便宜上、暖房用凝縮器200及び車室CRをハウジング10軸方向D1に直交する方向に図示している。しかし、本実施例において、ハウジング10、ひいてはヒートポンプ装置100に対する暖房用凝縮器200及び車室CRの各位置は適宜変更可能である。図4に示す実施例2の移動体用熱交換システムについても同様である。
図2に示すように、コンプレッサハウジング13は、本体部131と固定部133とからなる。本体部131は、軸方向D1に延びる略円筒状をなしている。固定部133は、本体部131におけるD1A側で本体部131と一体をなしている。つまり、コンプレッサハウジング13では、本体部131がコンプレッサハウジング13におけるD1B側を構成しており、固定部133がコンプレッサハウジング13におけるD1A側を構成している。本体部131と固定部133とは内部で連通している。
また、図1に示すように、コンプレッサハウジング13内には、第1内部通路21a、第3循環通路22c及び第3吸入通路23cが形成されている。第1内部通路21a、第3循環通路22c及び第3吸入通路23cは、冷媒が流通可能となっている。
また、固定部133には調温用液体入口31と、調温用液体出口32と、第1調温用液体通路33aと、第4調温用液体通路33dとが形成されている。調温用液体入口31と調温用液体出口32とは、固定部133において互いに異なる位置に形成されており、コンプレッサハウジング13の外部に開口している。
第1調温用液体通路33a及び第4調温用液体通路33dは固定部133内に形成されている。第1調温用液体通路33aは調温用液体入口31と接続している。第4調温用液体通路33dは調温用液体出口32と接続している。なお、第1調温用液体通路33a及び第4調温用液体通路33dは、第1内部通路21a、第3循環通路22c及び第3吸入通路23cとは接続しておらず、非連通となっている。
調温用液体入口31及び調温用液体出口32には、それぞれ図示しない配管が接続されている。これにより、調温用液体入口31には、配管を通じてヒートポンプ装置100の外部から固定部133内、ひいてはハウジング10内に調温用液体が流入する。調温用液体は、本発明における「第1熱交換媒体」の一例である。また、液体出口32から配管を通じて、ハウジング10内からヒートポンプ装置100の外部に調温用液体が流出する。ここで、調温用液体としては、ロングライフクーラントが用いられている。
図示を省略するものの、固定部133には仕切壁が設けられている。この仕切壁により、調温用液体入口31から流入した調温用液体と、調温用液体出口32から流出する調温用液体とは、固定部133内で混ざり合うことがない。
さらに、コンプレッサハウジング13には第1連絡口131aが形成されている。ここで、第1連絡口131aは、調温用液体入口31及び調温用液体出口32とは異なる位置に形成されている。第1連絡口131aは、コンプレッサハウジング13の内部と外部、すなわち、ヒートポンプ装置100の内部と外部とを連通している。なお、図2では、第1連絡口131aの他、後述する第2連絡口3aの図示を省略している。
モータハウジング14は、コンプレッサハウジング13の本体部131と同様に、軸方向D1に延びる略円筒状をなしている。インバータハウジング15は、モータハウジング14におけるD1B側でモータハウジング14と一体をなしている。
図1に示すように、モータハウジング14内には、第4循環通路22dと、第2吸入通路23bとが形成されている。また、インバータハウジング15内には、第5循環通路22eと、第1吸入通路23aとが形成されている。第5循環通路22eはD1A側で第4循環通路22dのD1B側と接続している。第1吸入通路23aはD1A側で第2吸入通路23bのD1B側と接続している。
また、インバータハウジング15には、冷却用液体入口34と、冷却用液体出口35と、第1冷却用液体通路36aと、第2冷却用液体通路36bとが形成されている。冷却用液体入口34と冷却用液体出口35とは、インバータハウジング15において互いに異なる位置に形成されており、インバータハウジング15の外部に開口している。第1冷却用液体通路36aは冷却用液体入口34と接続している。第2冷却用液体通路36bは冷却用液体入口34と接続している。
冷却用液体入口34及び冷却用液体出口35には、それぞれ図示しない配管が接続されている。これにより、冷却用液体入口34及び配管を通じてヒートポンプ装置100の外部からインバータハウジング15、ひいてはハウジング10内に冷却用液体が流入する。冷却用液体は、本発明における「第2熱交換媒体」の一例である。また、冷却用液体出口35から配管を通じてハウジング10内からヒートポンプ装置100の外部に冷却用液体が流出する。ここで、調温用液体と同様、冷却用液体についても、ロングライフクーラントが用いられている。なお、調温用液体及び冷却用液体は、水等であっても良い。
図示を省略するものの、インバータハウジング15には仕切壁が設けられており、この仕切壁によって、冷却用液体は、インバータハウジング15内において、後述するインバータ回路18と直接接することがない。また、仕切壁により、冷却用液体入口34から流入した冷却用液体と、冷却用液体出口35から流出する冷却用液体とがインバータハウジング15内で混ざり合うこともない。
圧縮機構16は、コンプレッサハウジング13の本体部131内に収容されている。詳細な図示を省略するものの、圧縮機構16は、公知のスクロール型圧縮機構である。圧縮機構16は、吸入口16aと吐出口16bとを有している。吸入口16aは、圧縮機構16におけるD1B側に配置されており、吐出口16bは、圧縮機構16におけるD1A側に配置されている。つまり、吸入口16aはコンプレッサハウジング13のD1B側に位置しており、吐出口16bはコンプレッサハウジング13のD1A側に位置している。吸入口16aは第3吸入通路23cのD1A側と接続している。吐出口16bは、第1内部通路21aのD1B側と接続している。そして、第1内部通路21aは、吐出口16bとは反対側が第1連絡口131aに接続している。こうして、第1内部通路21aを通じて吐出口16bと第1連絡口131aとが接続している。なお、スクロール型圧縮機構に換えて、斜板式圧縮機構やベーン型圧縮機構等を圧縮機構16として採用しても良い。
電動モータ17は、モータハウジング14内に収容されている。詳細な図示を省略するものの、電動モータ17は、公知のステータ及びロータ等で構成されている。
インバータ回路18は、インバータハウジング15内に収容されている。これにより、インバータ回路18は、モータハウジング14内に収容された電動モータ17に対して、D1B側に位置している。つまり、インバータ回路18は、ハウジング10内において、電動モータ17と軸方向D1で隣接している。
詳細な図示を省略するものの、インバータ回路18は、回路基板と、回路基板に設けられたスイッチング素子等で構成されている。インバータ回路18は、電動モータ17と通電可能に接続されている。また、インバータ回路18は、インバータハウジング15に設けられたコネクタ部(図示略)に接続されている。これにより、インバータ回路18は、コネクタ部を通じて、電気自動車300のバッテリに通電可能に接続されている。
図2に示すように、コンプレッサハウジング13に対して、モータハウジング14及びインバータハウジング15がD1B側に配置されている。そして、コンプレッサハウジング13の本体部131と、モータハウジング14とを軸方向D1で対向させつつ、コンプレッサハウジング13とモータハウジング14とが図示しないボルトによって締結されている。これにより、コンプレッサハウジング13とモータハウジング14とが軸方向D1で固定されている。こうして、ハウジング10では、コンプレッサハウジング13、モータハウジング14及びインバータハウジング15が軸方向D1でこの順に配置されている。つまり、ハウジング10において、コンプレッサハウジング13が最もD1A側に位置しており、インバータハウジング15が最もD1B側に配置されている。
また、ハウジング10内では、圧縮機構16、電動モータ17及びインバータ回路18が軸方向D1でこの順に配置されている。つまり、インバータ回路18が最もD1B側に配置されており、圧縮機構16とインバータ回路18との間に電動モータ17が配置されている。圧縮機構16と電動モータ17とは動力伝達可能に接続されている。
また、コンプレッサハウジング13とモータハウジング14とが軸方向D1で固定されることにより、図1に示すように、第3循環通路22cのD1B側と第4循環通路22dのD1A側とが接続している。これにより、第3循環通路22cと第4循環通路22dと第5循環通路22eとが接続されている。また、第3吸入通路23cのD1B側と第2吸入通路23bのD1A側とが接続している。これにより、第1吸入通路23aと第2吸入通路23bと第3吸入通路23cとが接続されている。
また、上述のように、吐出口16bはコンプレッサハウジング13のD1A側に位置していることから、吐出口16bは、ハウジング10におけるD1A側に位置している。一方、吸入口16aはハウジング10におけるD1B側、より厳密には、ハウジング10において、吸入口16aは吐出口16bよりもD1B側に位置している。
図2に示すように、レシーバケース3は、略矩形の箱状に形成されている。レシーバケース3は、コンプレッサハウジング13の固定部133のD1A側に配置されている。つまり、レシーバケース3は、ハウジング10、ひいては電動圧縮機1に対して軸方向D1に配置され、かつ、電動圧縮機1のD1A側に位置している。
図1に示すように、レシーバケース3内には、第2内部通路21dと、第1循環通路22aと、第2循環通路22bとが形成されている他、第2調温用液体通路33bと、第3調温用液体通路33cとが形成されている。また、レシーバケース3には、第2連絡口3aが形成されている。第2連絡口3aは、レシーバケース3の内部と外部、すなわち、ヒートポンプ装置100の内部と外部とを連通している。
レシーバ5及び第1膨張弁7は、レシーバケース3内に収容されている。レシーバ5は、第1循環通路22aと、第2循環通路22bとの間に位置しており、第1循環通路22a及び第2循環通路22bに接続している。第1膨張弁7は、第2循環通路22bに設けられている。第1膨張弁7は、制御装置C1に接続されている。なお、レシーバ5及び第1膨張弁7は、それぞれ公知のレシーバ及び膨張弁と同様の構成であるため、詳細な説明を省略する。また、第1膨張弁7はハウジング10内に収容されることにより、第2循環通路22bに換えて、第3~5循環通路22c~22eのいずれかに設けられても良い。
図2及び図3に示すように、熱交換器9は、複数枚の第1熱交換プレート91と、複数枚の第1スペーサ92と、1枚の第1エンドプレート93と、1枚の第2エンドプレート94とで構成されている。各第1熱交換プレート91は、本発明における「熱交換プレート」の一例である。また、各第1スペーサ92は、本発明における「スペーサ」の一例である。
各第1熱交換プレート91、各第1スペーサ92及び第1、2エンドプレート93、94は金属製であり、略矩形の板状に形成されている。各第1熱交換プレート91及び各第1スペーサ92は、第1、2エンドプレート93、94に比べて板厚が薄く形成されている。図3に示すように、各第1スペーサ92には、軸方向D1の両面にそれぞれ樹脂製のシール部材921、922が設けられている。
第1エンドプレート93は、熱交換器9における最もD1A側に配置されている。第2エンドプレート94は、熱交換器9における最もD1B側に配置されている。そして、各第1熱交換プレート91及び各第1スペーサ92は、第1エンドプレート93と第2エンドプレート94との間に配置されている。
ここで、各第1熱交換プレート91と各第1スペーサ92とは、それぞれ軸方向D1に交互に配置されている。つまり、第1熱交換プレート91同士における軸方向D1の間に第1スペーサ92が配置されている。これにより、第1熱交換プレート91同士は、第1スペーサ92によって軸方向D1に離隔している。
また、最もD1A側に位置する第1熱交換プレート91と第1エンドプレート93との間、及び、最もD1B側に位置する第1熱交換プレート91と第2エンドプレート94との間についても、第1スペーサ92によって軸方向D1に離隔している。
そして、第1熱交換プレート91同士の間、最もD1A側に位置する第1熱交換プレート91と第1エンドプレート93との間、及び、最もD1B側に位置する第1熱交換プレート91と第2エンドプレート94との間は、冷媒が流入する第1冷媒領域91a又は調温用液体が流入する第1液体領域91bとされている。第1冷媒領域91aと第1液体領域91bとは、軸方向D1に交互に配置されている。
各第1熱交換プレート91と各第1スペーサ92とは、4つの連通路901を形成している。そして、第1エンドプレート93は各連通路901をそれぞれD1A側から塞いでいる。なお、図3では、4つの連通路901のうち1つを図示している。
第2エンドプレート94には、第1流入口9aが形成されている他、図1に示すように、第1流出口9bと、第3流入口9cと、第3流出口9dとが形成されている。第1流入口9aは本発明における「熱交換器流入口」の一例であり、第1流出口9bは本発明における「熱交換器流出口」の一例である。
そして、各第1スペーサ92は、4つの連通路901のうちの2つの連通路901を第1流入口9a及び第1流出口9bに連通させており、残りの2つの連通路901を第3流入口9c及び第3流出口9dに連通させている。これにより、第1流入口9a及び第1流出口9bと各第1冷媒領域91aとが連通している。そして、第3流入口9c及び第3流出口9dと各第1液体領域91bとが連通している。
熱交換器9は、図2に示す複数の第1締結ボルト201によって、ハウジング10及びレシーバケース3に軸方向D1で締結されている。各第1締結ボルト201は、本発明における「締結部材」の一例である。
具体的には、コンプレッサハウジング13のD1A側にレシーバケース3を配置する。また、レシーバケース3のD1A側に熱交換器9を配置する。そして、熱交換器9の第1エンドプレート93側から、各第1締結ボルト201を挿通しつつ締結する。
これにより、第1エンドプレート93、各第1熱交換プレート91、各第1スペーサ92、第2エンドプレート94を軸方向D1に締結する。この際、各第1締結ボルト201は、レシーバケース3を軸方向D1に貫通してコンプレッサハウジング13の固定部133まで至る。こうして、各第1締結ボルト201によって、コンプレッサハウジング13、すなわちハウジング10と、レシーバケース3と、熱交換器9とが軸方向D1で締結されている。
このように、ハウジング10と、レシーバケース3と、熱交換器9とが軸方向D1で固定されることにより、図1に示すように、熱交換器9は、レシーバケース3を介してハウジング10のD1A側に配置されており、ヒートポンプ装置100において最もD1A側に位置している。なお、各第1締結ボルト201の個数は適宜設計可能である。
また、熱交換器9では、各第1締結ボルト201の締結力によって、図3に示す各第1スペーサ92のシール部材921、922がそれぞれ弾性変形する。これにより、各第1熱交換プレート91と各第1スペーサ92との間が封止されている。また、第1スペーサ92と第1エンドプレート93との間、及び、第1スペーサ92と第2エンドプレート94との間も同様に封止されている。
また、ハウジング10とレシーバケース3とが固定されることにより、図1に示すように、第2循環通路22bがレシーバ5とは反対側で第3循環通路22cのD1A側と接続している。さらに、第1調温用液体通路33aが調温用液体入口31とは反対側で第2調温用液体通路33bと接続しており、第4調温用液体通路33dが調温用液体出口32とは反対側で第3調温用液体通路33cと接続している。
また、レシーバケース3と熱交換器9とが固定されることにより、第1流入口9aが第2内部通路21dのD1A側と接続している。そして、第2内部通路21dは、第1流入口9aとは反対側が第2連絡口3aに接続している。こうして、第2内部通路21dを通じて第2連絡口3aと第1流入口9aとが接続している。
また、第1流出口9bがレシーバ5とは反対側で第1循環通路22aと接続している。さらに、第3流入口9cが第2調温用液体通路33bのD1A側と接続しており、第3流出口9dが第3調温用液体通路33cのD1A側と接続している。
図2に示すように、蒸発器11は、複数枚の第2熱交換プレート111と、複数枚の第2スペーサ112と、1枚の第3エンドプレート113と、1枚の第4エンドプレート114とで構成されている。各第2熱交換プレート111も、本発明における「熱交換プレート」の一例である。また、各第2スペーサ112も、本発明における「スペーサ」の一例である。
第3エンドプレート113は、蒸発器11における最もD1B側に配置されている。第4エンドプレート114は、蒸発器11における最もD1A側に配置されている。そして、各第2熱交換プレート111及び各第2スペーサ112は、第3エンドプレート113と第4エンドプレート114との間に配置されている。
各第2熱交換プレート111、各第2スペーサ112及び第3、4エンドプレート113、114は、それぞれ各第1熱交換プレート91、各第1スペーサ92及び第1、2エンドプレート93、94と軸方向D1で対称の形状である。ここで、第2熱交換プレート111同士の間は、冷媒が流入する第2冷媒領域111a又は冷却用液体が流入する第2液体領域111bとされている(図1参照)。第2冷媒領域111aと第2液体領域111bとについても、軸方向D1に交互に配置されている。
また、第4エンドプレート114には、第2流入口11aと、第2流出口11bと、第4流入口11cと、第4流出口11dとが形成されている。第2流入口11aは本発明における「蒸発器流入口」の一例であり、第2流出口11bは本発明における「蒸発器流出口」の一例である。第2流入口11a及び第2流出口11bは各第2冷媒領域111aと連通しており、第4流入口11c及び第4流出口11dは第2液体領域111bと連通している。
図2に示すように、蒸発器11は、インバータハウジング15のD1B側に配置されている。そして、蒸発器11とハウジング10とは、複数の第2締結ボルト203によって、軸方向D1に締結されている。各第2締結ボルト203も、本発明における「締結部材」の一例である。
具体的には、第3エンドプレート113側から、各第2締結ボルト203を挿通しつつ締結する。これにより、第3エンドプレート113、各第2熱交換プレート111、各第2スペーサ112、第4エンドプレート114が軸方向D1に締結される。この際、各第2締結ボルト203は、インバータハウジング15まで至ることにより、蒸発器11とハウジング10とが軸方向D1で締結されて固定されている。こうして、蒸発器11は、ヒートポンプ装置100において最もD1B側に位置している。なお、各第2締結ボルト203の個数は適宜設計可能である。
そして、ハウジング10と蒸発器11とが固定されることにより、図1に示すように、第2流入口11aが第5循環通路22eのD1B側と接続している。また、第2流出口11bが第1吸入通路23aのD1B側と接続している。さらに、第4流入口11cが第1冷却用液体通路36aのD1B側と接続している。そして、第4流出口11dが第2冷却用液体通路36bのD1B側と接続している。
詳細な図示を省略するものの、熱交換器9と同様、蒸発器11においても、第2締結ボルト203の締結力によって、各第2熱交換プレート111と各第2スペーサ112との間が封止されている他、第2スペーサ112と第3エンドプレート113との間、及び、第2スペーサ112と第4エンドプレート114との間が封止されている。
図1及び図2に示すように、このヒートポンプ装置100では、D1A側からD1B側に向かって、熱交換器9、レシーバケース3、ハウジング10及び蒸発器11がこの順で固定されて一体化されている。つまり、このヒートポンプ装置100は、軸方向D1において、熱交換器9と蒸発器11との間に電動圧縮機1とレシーバケース3とが配置されて一体化されている。また、レシーバケース3は、電動圧縮機1よりも熱交換器9側、すなわちD1A側に配置されている。
また、図1に示すように、このヒートポンプ装置100では、第1~5循環通路22a~22eによって循環通路221が形成されており、循環通路221によって、第1流出口9bと第2流入口11aとが接続されている。また、第1~3吸入通路23a~23cによって吸入通路231が形成されており、吸入通路231によって、第2流出口11bと吸入口16aとが接続されている。循環通路221及び吸入通路231には、それぞれ冷媒が流通可能となっている。
ここで、循環通路221及び吸入通路231は、ハウジング10に形成されている。また、レシーバ5及び第1膨張弁7は循環通路221に設けられている。そして、第1膨張弁7は、循環通路221において、レシーバ5よりも冷媒の流通方向の下流側に位置している。
暖房用凝縮器200は、ヒートポンプ装置100とは別体をなしている。暖房用凝縮器200は、電気自動車300の車室CR内に配置されることにより、ヒートポンプ装置100の外部に配置されている。暖房用凝縮器200は、凝縮器本体200aと、第5流入口200bと、第5流出口200cとを有している。第5流入口200bは本発明における「凝縮器流入口」の一例であり、第5流出口200cは本発明における「凝縮器流出口」の一例である。凝縮器本体200aは、内部を冷媒が流通可能となっている。第5流入口200b及び第5流出口200cは、互いに異なる位置で凝縮器本体200aに設けられており、凝縮器本体200aの内部に連通している。なお、暖房用凝縮器200は、ヒートポンプ装置100の外部であれば、車室CR内に限らず、電気自動車300において車室CRの近傍となる個所等に配置されても良い。
第5流入口200bには、第1外部通路21bが接続されている。つまり、第1外部通路21bは、ヒートポンプ装置100の外部に位置している。第1外部通路21bは冷媒が流通可能となっている。また、第1外部通路21bは、第5流入口200bとは反対側が第1連絡口131aに接続している。これにより、第1外部通路21bは、第1連絡口131aを通じて第1内部通路21aと接続している。こうして、第1内部通路21a、第1連絡口131a及び第1外部通路21bにより、第1接続通路211が形成されている。
一方、第5流出口200cには、第2外部通路21cが接続されている。第1外部通路21bと同様、第2外部通路21cもヒートポンプ装置100の外部に位置している。第2外部通路21cは冷媒が流通可能となっている。また、第2外部通路21cは、第5流出口200cとは反対側が第2連絡口3aに接続している。これにより、第2外部通路21cは、第2連絡口3aを通じて第2内部通路21dと接続している。こうして、第2内部通路21d、第2連絡口3a及び第2外部通路21cにより、第2接続通路212が形成されている。
また、第2外部通路21cには、第2膨張弁24が設けられている。第2膨張弁24は、本発明における「圧力調整部」の一例である。第1膨張弁7と同様、第2膨張弁24も制御装置C1に接続されている。なお、第2膨張弁24についても公知の膨張弁と同様の構成であるため、詳細な説明を省略する。
このように、この移動体用熱交換システムでは、第1接続通路211及び第2接続通路212によって、ヒートポンプ装置100と暖房用凝縮器200とが接続されている。より具体的には、第1接続通路211によって、吐出口16bと第5流入口200bとが接続されており、第2接続通路212によって、第5流出口200cと第1流入口9aとが接続されている。これにより、この移動体用熱交換システムでは、吐出口16bから吐出された冷媒は、第1接続通路211、暖房用凝縮器200、第2接続通路212及び熱交換器9の順で流通する。つまり、この移動体用熱交換システムでは、第1接続通路211及び第2接続通路212によって、吐出口16bと暖房用凝縮器200と熱交換器9とが直列に接続されている。そして、吐出口16bから吐出された冷媒の流通方向において、暖房用凝縮器200は、熱交換器9よりも上流側に位置している。
また、車室CR内には給気ファン26が設けられている。給気ファン26は、暖房用凝縮器200の近傍となる個所に配置されており、車室CR内に空気を供給可能となっている。給気ファン26についても、制御装置C1に接続されている。
以上のように構成されたこの移動体用熱交換システムでは、ヒートポンプ装置100において、調温用液体が調温用液体入口31から第1、2調温用液体通路33a、33bを経て、第3流入口9cから熱交換器9の各第1液体領域91b内に流入する。同様に、冷却用液体が冷却用液体入口34から第1冷却用液体通路36aを経て、第4流入口11cから蒸発器11の各第2液体領域111b内に流入する。
また、ヒートポンプ装置100では、インバータ回路18が電動モータ17に給電を行いつつ電動モータ17の作動制御を行うことにより、電動モータ17は圧縮機構16を作動させる。これにより、圧縮機構16は、吸入口16aから吸入された冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を吐出口16bから吐出する。吐出口16bから吐出された高温高圧の冷媒は、第1接続通路211を経て、暖房用凝縮器200の第5流入口200bから凝縮器本体200a内に流入する。
また、制御装置C1は、給気ファン26を作動させる。これにより、暖房用凝縮器200では、凝縮器本体200aの内部を流通する冷媒と、暖房用凝縮器200の周囲の空気とが熱交換を行う。これにより、暖房用凝縮器200の周囲の空気、すなわち、給気ファン26によって車室CR内に供給される空気が加熱される。そして、この加熱された空気が給気ファン26によって車室CR内に供給されることにより、車室CR内の暖房が行われる。
一方、凝縮器本体200aにおいて空気との熱交換を終えた冷媒は、第5流出口200cから流出し、第2接続通路212を経て熱交換器9に至る。このように、この移動体用熱交換システムでは、熱交換器9に至った冷媒は、凝縮器本体200aでの熱交換を終えている。このため、第2接続通路212を流通して熱交換器9に至った冷媒は、第1接続通路211を流通して暖房用凝縮器200に向かう冷媒に比べて低温低圧となっている。
また、制御装置C1は、第2膨張弁24の作動制御を行い、第2膨張弁24の開度を調整する。これにより、第2外部通路21c、ひいては第2接続通路212を流通する冷媒の圧力が適宜調整される。つまり、制御装置C1が第2膨張弁24の開度を最大にすれば、第2接続通路212を流通する冷媒は、第5流出口200cから流出した際とほぼ同等の圧力を有した状態で熱交換器9に至ることになる。一方、制御装置C1が第2膨張弁24の開度を小さくすれば、第2接続通路212を流通する冷媒は、第5流出口200cから流出した際よりも低圧の状態で熱交換器9に至ることになる。
そして、熱交換器9に至った冷媒は、第1流入口9aから熱交換器9内に流入し、各第1冷媒領域91a内を流通する。これにより、熱交換器9において、各第1冷媒領域91a内の冷媒と、各第1液体領域91b内の調温用液体とが熱交換を行う。ここで、第2膨張弁24によって冷媒が比較的高圧を維持した状態で熱交換器9に至っていれば、各第1冷媒領域91a内を流通する冷媒は高温となる。一方、第2膨張弁24によって冷媒が低圧の状態で熱交換器9に至っていれば、各第1冷媒領域91a内を流通する冷媒は低温となる。
こうして、各第1液体領域91b内の調温用液体に比べて各第1冷媒領域91a内の冷媒が高温であれば、調温用液体は、熱交換器9での熱交換において冷媒から放熱されて加熱される。反対に、各第1液体領域91b内の調温用液体に比べて各第1冷媒領域91a内の冷媒が低温であれば、調温用液体は、熱交換器9での熱交換において冷媒に吸熱されて冷却される。そして、冷媒との熱交換を終えた調温用液体は、第3流出口9d、第3、4調温用液体通路33c、33dを経て、調温用液体出口32からハウジング10の外部に流出する。このように熱交換器9で熱交換された調温用液体は、電気自動車300のバッテリ等の温度調整に用いられる。
一方、熱交換器9での熱交換を終えた冷媒は、第1流出口9bから第1循環通路22aを流通し、レシーバ5内で気液分離される。また、制御装置C1は、第1膨張弁7の作動制御を行い、第1膨張弁7の開度を調整する。これにより、レシーバ5で気液分離された冷媒は第1膨張弁7によって減圧され、第2~5循環通路22b~22e及び第2流入口11aを経て、蒸発器11の各第2冷媒領域111a内を流通する。
これにより、蒸発器11において、各第2冷媒領域111a内の冷媒と、各第2液体領域111b内の冷却用液体とが熱交換を行い、各第2液体領域111b内の冷却用液体が冷却される。つまり、蒸発器11では、熱交換器9での熱交換を終えた冷媒と、冷却用液体との熱交換が行われることで、冷却用液体の冷却が行われる。なお、厳密には、この移動体用熱交換システムでは、熱交換器9での熱交換の前に暖房用凝縮器200での熱交換が行われているため、蒸発器11では、暖房用凝縮器200及び熱交換器9での熱交換を終えた冷媒と、冷却用液体との熱交換が行われることとなる。
そして、蒸発器11での熱交換を終えた冷却用液体は、第4流出口11d及び第2冷却用液体通路36bを経て、冷却用液体出口35からハウジング10の外部に流出する。このように蒸発器11で冷却された冷却用液体は、車室CR内の冷房に用いられる他、電気自動車300の走行用モータの冷却等に用いられる。
一方、蒸発器11での熱交換を終えた冷媒は、第2流出口11bから吸入通路231を流通し、吸入口16aから圧縮機構16内に吸入される。こうして、冷媒は圧縮機構16において再び圧縮される。
この移動体用熱交換システムは、ヒートポンプ装置100の他に、暖房用凝縮器200を備えている。そして、暖房用凝縮器200は、圧縮機構16で圧縮されて吐出口16bから吐出された高温高圧の冷媒と、車室CR内に供給される空気との熱交換を行うことにより、空気を加熱する。このように、暖房用凝縮器200では、調温用液体のような液体の熱交換媒体と、空気との熱交換ではなく、高温高圧の冷媒と空気との熱交換が行われる。このため、この移動体用熱交換システムでは、液体の熱交換媒体との熱交換を行う場合に比べて、車室CR内の暖房を行うために必要な温度まで空気を素早く加熱させることができる。こうして、この移動体用熱交換システムでは、暖房用凝縮器200で加熱された空気が給気ファン26によって車室CR内に供給されることで、車室CR内の暖房を好適に行うことが可能となっている。
また、ヒートポンプ装置100は熱交換器9を有しており、この熱交換器9では、調温用熱交換媒体と冷媒とで熱交換が行われる。ここで、この移動体用熱交換システムでは、熱交換器9で熱交換を行った調温用液体を車室CR内の暖房に用いる必要がない。これにより、この移動体用熱交換システムでは、熱交換器9で熱交換によって加熱又は冷却された調温交換媒体によって、バッテリ等の温度調整を好適に行うことが可能となっている。また、この移動体用熱交換システムでは、ヒートポンプ装置100の蒸発器11で冷却された冷却用液体によって、車室CRの冷房や電動モータの冷却等も好適に行うことが可能となっている。
そして、ヒートポンプ装置100では、熱交換器9及び蒸発器11の両方がハウジング10の軸方向D1でハウジング10と一体化されている。このため、熱交換器9又は蒸発器11がハウジング10の径方向でハウジング10に一体化される構成に比べて、ヒートポンプ装置100は、径方向での大型化が抑制されている。
また、吐出口16b及び熱交換器9が共にハウジング10のD1A側に配置されることにより、吐出口16bは、吸入口16aよりも軸方向D1で熱交換器9の近くに配置されている。このため、例えば、圧縮機構16において、吸入口16aがD1B側に設けられ、吐出口16bがD1A側に設けられることにより、吐出口16bが吸入口16aよりも軸方向D1で熱交換器9から遠くに配置される構成に比べて、このヒートポンプ装置100では、電動圧縮機1と熱交換器9とを軸方向D1に近づけることが可能となっている。
また、吸入口16a及び蒸発器11が共にハウジング10のD1B側に配置されることにより、吸入口16aが吐出口16bよりも蒸発器11の近くに配置されている。このため、このヒートポンプ装置100では、電動圧縮機1と蒸発器11とについても軸方向D1に近づけることが可能となっている。これにより、この移動体用熱交換システムでは、ヒートポンプ装置100を小型化できる。この結果、この移動体用熱交換システムでは、ヒートポンプ装置100及び暖房用凝縮器200を備えた全体としての大型化が抑制されている。
したがって、実施例1の移動体用熱交換システムは、車室CR内の暖房を好適に実現可能であり、かつ、電気自動車300への搭載性に優れている。
特に、この移動体用熱交換システムでは、第1接続通路211及び第2接続通路212によって、吐出口16bと暖房用凝縮器200と熱交換器9とが直列に接続されている。そして、吐出口16bから吐出された冷媒の流通方向において、暖房用凝縮器200は、熱交換器9よりも上流側に位置している。このため、暖房用凝縮器200において空気と熱交換を行う冷媒は、熱交換器9での調温用液体との熱交換の影響を受けることがなく、熱交換によって空気を好適に加熱することができる。このため、この点においても、この移動体用熱交換システムでは、車室CR内の暖房を行うために必要な温度まで空気を素早く加熱させることが可能となっている。
また、第2外部通路21cには第2膨張弁24が設けられているため、第2外部通路21cを流通する冷媒、ひいては、熱交換器9において調温用液体と熱交換を行う冷媒の圧力を好適に調整することが可能となっている。これにより、調温用液体によって温度調整される際のバッテリの目標温度等に応じて、熱交換器9での熱交換において調温用液体を好適に加熱又は冷却させることが可能となっている。
また、ヒートポンプ装置100では、調温用液体入口31及び調温用液体出口32がコンプレッサハウジング13の固定部133に形成されることにより、調温用液体入口31及び調温用液体出口32は熱交換器9の近くに配置されている。また、冷却用液体入口34及び冷却用液体出口35がインバータハウジング15に形成されることにより、冷却用液体入口34及び冷却用液体出口35は蒸発器11の近くに配置されている。
このため、このヒートポンプ装置100では、調温用液体が調温用液体入口31から熱交換器9を経て調温用液体出口32まで至る経路が短くなっている。同様に、冷却用液体が冷却用液体入口34から蒸発器11を経て冷却用液体出口35まで至る経路も短くなっている。この点においても、この移動体用熱交換システムでは、ヒートポンプ装置100を小型化することが可能となっている。
また、このヒートポンプ装置100では、調温用液体入口31及び調温用液体出口32を熱交換器9に設ける必要がなく、冷却用液体入口34及び冷却用液体出口35を蒸発器11に設ける必要がない。これにより、熱交換器9及び蒸発器11の構成を簡素化できるため、この移動体用熱交換システムでは、熱交換器9及び蒸発器11の大型化も抑制されている。
さらに、熱交換器9は、複数枚の第1熱交換プレート91と、複数枚の第1スペーサ92と、1枚の第1エンドプレート93と、1枚の第2エンドプレート94とで構成されている。また、蒸発器11は、複数枚の第2熱交換プレート111と、複数枚の第2スペーサ112と、1枚の第3エンドプレート113と、1枚の第4エンドプレート114とで構成されている。この点においても、この移動体用熱交換システムでは、熱交換器9及び蒸発器11の構成が簡素化されている。
ここで、熱交換器9では、複数の第1締結ボルト201によって、各第1熱交換プレート91、各第1スペーサ92及び第1、2エンドプレート93、94を締結して一体化させている。このため、ろう付けを行う場合に比べて、これらの各第1熱交換プレート91等を容易に一体化させることが可能となっている。蒸発器11についても同様である。
また、ヒートポンプ装置100では、各第1熱交換プレート91、各第1スペーサ92、第1、2エンドプレート93、94、レシーバケース3及びコンプレッサハウジング13を各第1締結ボルト201によって締結することにより、ハウジング10と、レシーバケース3と熱交換器9とを軸方向D1に固定することが可能となっている。同様に、各第2熱交換プレート111、各第2スペーサ112、第3、4エンドプレート113、114及びインバータハウジング15を各第2締結ボルト203によって締結することにより、ハウジング10と蒸発器11とを軸方向D1に固定することが可能となっている。
また、熱交換器9では、各第1締結ボルト201の締結力によって、各第1熱交換プレート91と各第1スペーサ92との間、第1スペーサ92とレシーバケース3との間、第1スペーサ92と第1エンドプレート93との間、及び、第1スペーサ92と第2エンドプレート94との間がそれぞれ封止されている。このため、熱交換器9からの冷媒や調温用液体の漏れを好適に防止することが可能となっている。蒸発器11についても同様である。
また、ヒートポンプ装置100では、ハウジング10と熱交換器9との間にレシーバケース3が設けられることにより、レシーバ5は、ハウジング10と熱交換器9との間に配置されている。これにより、循環通路221の構成を簡素化しつつ、熱交換器9での熱交換を終えた冷媒をレシーバ5によって好適に気液分離させることが可能となっている。
また、ヒートポンプ装置100では、電動モータ17が圧縮機構16と蒸発器11との間に配置されているため、電動モータ17が蒸発器11に近い位置に配置されている。このため、低温の蒸発器11によって電動モータ17を冷却し易くなっている。
さらに、電動モータ17と蒸発器11との間にインバータ回路18が配置されているため、インバータ回路18を電動モータ17よりも蒸発器11に接近させることが可能となっている。これにより、低温の蒸発器11によってインバータ回路18を好適に冷却することが可能となっている。さらに、インバータ回路18を軸方向D1で熱交換器9から離隔させることができるため、インバータ回路18が熱交換器9の熱の影響を受け難くなっている。
また、循環通路221及び吸入通路231は、ハウジング10に形成されている。これにより、循環通路221及び吸入通路231のいずれについても、ハウジング10及びレシーバケース3の外部にハウジング10やレシーバケース3とは別体で設けられることがない。この点においても、この移動体用熱交換システムは、電気自動車300への搭載性に優れている。
図4に示すように、実施例2の移動体用熱交換システムでは、第1内部通路21aに換えて、第1吐出通路27a、第2吐出通路27b及び第1分岐通路28aがコンプレッサハウジング13内に形成されている。また、この移動体用熱交換システムでは、第2内部通路21dに換えて、第3吐出通路27c及び第2合流通路29bがレシーバケース3内に形成されている。これらの第1~3吐出通路27a~27c及び第1、2合流通路29a、29bは冷媒が流通可能となっている。
さらに、この移動体用熱交換システムでは、第1連絡口131aに換えて、第3連絡口131bがコンプレッサハウジング13に形成されている他、コンプレッサハウジング13内に三方弁38が設けられている。三方弁38は、本発明における「流量調整部」の一例である。そして、この移動体用熱交換システムでは、第2連絡口3aに換えて、第4連絡口3bがレシーバケース3に形成されている。
第1吐出通路27aは、D1B側が吐出口16bに接続している。そして、第1吐出通路27aは、D1A側が三方弁38に接続している。第2吐出通路27bは、D1B側が三方弁38に接続している。また、第2吐出通路27bは、ハウジング10、レシーバケース3及び熱交換器9が軸方向D1で締結されることにより、D1A側が第3吐出通路27cのD1B側に接続している。
第3吐出通路27cは、D1A側が熱交換器9の第1流入口9aに接続している。これらの第1~3吐出通路27a~27cは、吐出通路270を形成している。こうして、吐出通路270及び三方弁38によって、吐出口16bと第1流入口9aとが接続されている。
第1分岐通路28aは三方弁38に接続している。つまり、第1分岐通路28aは、三方弁38を通じて吐出通路270と接続している。また、第1分岐通路28aは、三方弁38とは反対側が第3連絡口131bに接続している。こうして、第1分岐通路28a及び三方弁38を通じて、吐出通路270と第3連絡口131bとが接続している。
三方弁38は、制御装置C1に接続している。三方弁38は、制御装置C1によって作動制御されることにより、第1吐出通路27aから第2吐出通路27bに流通する冷媒の流量と、第1吐出通路27aから第1分岐通路28aに流通する冷媒の流量とを調整する。
第2合流通路29bは冷媒が流通可能となっている。第2合流通路29bは、レシーバケース3内で第1循環通路22aと接続している。また、第2合流通路29bは、第1循環通路22aとは反対側が第4連絡口3bに接続している。こうして、第2合流通路29bを通じて、循環通路221と第4連絡口3bとが接続している。
また、この移動体用熱交換システムでは、暖房用凝縮器200の第5流入口200bに対して、第2分岐通路28bが接続されている。つまり、第2分岐通路28bは、ヒートポンプ装置100の外部に位置している。第1分岐通路28aと同様、第2分岐通路28bも冷媒が流通可能となっている。また、第2分岐通路28bは、第5流入口200bとは反対側が第3連絡口131bに接続している。これにより、第2分岐通路28bは、第3連絡口131bを通じて第1分岐通路28aと接続している。こうして、第1分岐通路28a、第3連絡口131b及び第2分岐通路28bにより、分岐通路280が形成されている。
一方、暖房用凝縮器200の第5流出口200cには、第1合流通路29aが接続されている。つまり、第1合流通路29aは、ヒートポンプ装置100の外部に位置している。第2合流通路29bと同様、第1合流通路29aも冷媒が流通可能となっている。また、第1合流通路29aは、第5流出口200cとは反対側が第4連絡口3bに接続している。これにより、第1合流通路29aは、第4連絡口3bを通じて第2合流通路29bと接続している。こうして、第1合流通路29a、第4連絡口3b及び第2合流通路29bにより、合流通路290が形成されている。
このように、この移動体用熱交換システムでは、分岐通路280及び合流通路290によって、ヒートポンプ装置100と暖房用凝縮器200とが接続されている。ここで、この移動体用熱交換システムでは、上述のように、吐出通路270及び三方弁38によって、吐出口16bと第1流入口9aとが接続されている。そして、分岐通路280は、三方弁38を通じて吐出通路270に接続することにより、吐出通路270から分岐した状態で第5流入口200bに接続している。また、合流通路290は、第5流出口200cに接続しつつ、第1循環通路22a、ひいては循環通路221と接続している。より具体的には、合流通路290は、レシーバ5よりも冷媒の流通方向の上流側で循環通路221と接続している。こうして、合流通路290は、レシーバ5よりも冷媒の流通方向の上流側で循環通路221に合流する状態となっている。
これにより、この移動体用熱交換システムでは、吐出口16bから吐出された冷媒は、一部が吐出通路270を経て熱交換器9に流入し、残りの冷媒は、分岐通路280を経て暖房用凝縮器200に流入する。そして、暖房用凝縮器200での熱交換を終えた冷媒は、合流通路290を流通することにより、熱交換器9での熱交換を終えた冷媒とともに、レシーバ5において気液分離される。つまり、この移動体用熱交換システムでは、分岐通路280及び合流通路290によって、暖房用凝縮器200と熱交換器9とが並列に接続されている。このヒートポンプ装置100の他の構成を含め、この移動体用熱交換システムにおける他の構成は実施例1の移動体用熱交換システムと同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
この移動体用熱交換システムでは、吐出口16bから吐出された高温高圧の冷媒が吐出通路270及び分岐通路280をそれぞれ流通する。このため、暖房用凝縮器200では、凝縮器本体200aの内部を流通する高温高圧の冷媒と、暖房用凝縮器200の周囲の空気との熱交換が行われる。これにより、車室CR内に供給される空気が加熱される。
また、熱交換器9では、各第1冷媒領域91a内を流通する冷媒と、各第1液体領域91b内の調温用液体との熱交換が行われる。この際、各第1冷媒領域91a内を流通する冷媒は、暖房用凝縮器200での熱交換の影響を受けることがない。つまり、各第1冷媒領域91a内を流通する冷媒についても、凝縮器本体200aの内部を流通する冷媒と同様に、高温高圧の状態となっている。このため、熱交換器9での熱交換により、調温用液体は加熱されることになる。このように、この移動体用熱交換システムでは、熱交換器9は凝縮器として機能することになる。
ここで、この移動体用熱交換システムでは、制御装置C1が三方弁38を制御することにより、第1吐出通路27aから第2吐出通路27bに流通する冷媒の流量と、第1吐出通路27aから第1分岐通路28aに流通する冷媒の流量とが調整される。
すなわち、例えば車室CRの暖房よりも調温用液体の加熱が優先される場合には、三方弁38は、第1吐出通路27aから第2吐出通路27bに流通する冷媒の流量を増大させる。このため、この場合には第1流入口9aに流入する冷媒の流量が増大する。この結果、熱交換器9での調温用液体の加熱量が増大することから、調温用液体がより高温に加熱されることになる。一方、調温用液体の加熱よりも車室CRの暖房が優先される場合には、三方弁38は、第1吐出通路27aから第1分岐通路28aに流通する冷媒の流量を増大させる。このため、第5流入口200bに流入する冷媒の流量が増大する。この結果、暖房用凝縮器200での空気の加熱量が増大することから、空気がより高温に加熱される。
こうして、この移動体用熱交換システムでは、熱交換器9での調温用液体の加熱量と暖房用凝縮器200での空気の加熱量とを適宜調整可能となっている。なお、三方弁38は、車室CRの暖房が不要な場合に第1吐出通路27aから第1分岐通路28aに流通する冷媒の流量をゼロとしたり、調温用液体の加熱が不要な場合に第1吐出通路27aから第2吐出通路27bに流通する冷媒の流量をゼロとしたりしても良い。
そして、暖房用凝縮器200での熱交換を終えた冷媒は、合流通路290を流通することにより、レシーバ5よりも冷媒の流通方向の上流側で循環通路221に合流する。このため、暖房用凝縮器200での熱交換を終えた冷媒と、熱交換器9での熱交換を終えた冷媒とは、ともにレシーバ5において気液分離された後、第1膨張弁7によって減圧される。こうして、蒸発器11では、暖房用凝縮器200及び熱交換器9での熱交換を終えた冷媒と、冷却用液体との熱交換が行われることとなる。この移動体用熱交換システムにおける他の作用は実施例1の移動体用熱交換システムと同様である。
以上において、本発明を実施例1、2に即して説明したが、本発明は上記実施例1、2に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施例1、2の移動体用熱交換システムは、ヒートポンプ装置100と接続されてヒートポンプ装置100の外部に配置され、冷媒と、車室CR内に供給される空気との熱交換によって空気を冷却する冷房用蒸発器をさらに備えていても良い。
また、実施例1、2の移動体用熱交換システムにおいて、暖房用凝縮器200は、熱交換器9及び蒸発器11と同様に、複数枚の熱交換プレートと、複数枚のスペーサと、一対のエンドプレートとを有する所謂プレート式の熱交換器であっても良い。
また、実施例1の移動体用熱交換システムにおいて、第2膨張弁24は、第2外部通路21cに設けられることで車室CR内に配置されても良く、動力室PH内に配置されても良い。さらに、第2膨張弁24は、第2内部通路21dに設けられることでヒートポンプ装置100内に配置されても良い。
また、実施例1の移動体用熱交換システムにおいて、第2膨張弁24を省略したり、第2膨張弁24に換えて、固定絞りとしてのオリフィスを本発明における「圧力調整部」として採用したりしても良い。
また、実施例2の移動体用熱交換システムでは、三方弁38を本発明における「流量調整部」としている。しかし、これに限らず、吐出通路270に設けられて熱交換器9に流入する冷媒の流量を調整可能な第1流量調整弁と、分岐通路280に設けられて暖房用凝縮器200に流入する冷媒の流量を調整可能な第2流量調整弁とによって、本発明における「流量調整部」を構成しても良い。この際、第2流量調整弁は、ヒートポンプ装置100の内部に配置されても良く、ヒートポンプ装置100の外部に配置されても良い。
また、実施例1、2の移動体用熱交換システムでは、ヒートポンプ装置100がレシーバ5及び第1膨張弁7を有している。しかし、これに限らず、ヒートポンプ装置100は、レシーバ5及び第1膨張弁7に換えて、循環通路221に設けられた固定絞りとしてのオリフィスと、吸入通路231に設けられたアキュムレータとを有していても良い。
また、実施例1、2の移動体用熱交換システムにおいて、レシーバケース3は、熱交換器9よりもD1A側に配置されても良く、ハウジング10と蒸発器11との間に配置されても良い。さらに、レシーバケース3を省略し、ハウジング10内にレシーバ5及び第1膨張弁7を配置しても良い。
また、実施例1、2の移動体用熱交換システムにおいて、インバータ回路18は、ハウジング10の外部に設けられて電動モータ17と接続されても良い。
また、実施例1、2の移動体用熱交換システムでは、熱交換器9が複数枚の第1熱交換プレート91と、複数枚の第1スペーサ92と、1枚の第1エンドプレート93と、1枚の第2エンドプレート94とで構成されている。しかし、これに限らず、熱交換器9は他の構成であっても良い。蒸発器11についても同様である。
また、実施例1、2の移動体用熱交換システムにおいて、調温用液体入口31及び調温用液体出口32を熱交換器9に形成しても良い。
また、実施例1、2の移動体用熱交換システムにおいて、コンプレッサハウジング13の固定部133に調温用液体入口31を形成し、熱交換器9に調温用液体出口32を形成しても良い。反対に、固定部133に調温用液体出口32を形成し、熱交換器9に調温用液体入口31を形成しても良い。
また、実施例1、2の移動体用熱交換システムにおいて、冷却用液体入口34及び冷却用液体出口35を蒸発器11に形成しても良い。
また、実施例1、2の移動体用熱交換システムにおいて、インバータハウジング15に冷却用液体入口34を形成し、蒸発器11に冷却用液体出口35を形成しても良い。反対に、インバータハウジング15に冷却用液体出口35を形成し、蒸発器11に冷却用液体入口34を形成しても良い。
また、実施例1、2の移動体用熱交換システムにおいて、インバータ回路18と電動モータ17との間に圧縮機構16を配置しても良い。
また、実施例1、2の移動体用熱交換システムは、本発明における「移動体」としての電気自動車300に搭載されている。しかし、これに限らず、本発明における「移動体」は、例えば、運送車両や産業車両の他、船舶や航空機等であっても良い。
本発明は、電気自動車等の移動体に利用可能である。
1 電動圧縮機
9 熱交換器
9a 第1流入口(熱交換器流入口)
9b 第1流出口(熱交換器流出口)
10 ハウジング
11 蒸発器
11a 第2流入口(蒸発器流入口)
11b 第2流出口(蒸発器流出口)
16 圧縮機構
16a 吸入口
16b 吐出口
17 電動モータ
24 第2膨張弁(圧力調整部)
38 三方弁(流量調整部)
91 第1熱交換プレート(熱交換プレート)
92 第1スペーサ(スペーサ)
100 ヒートポンプ装置
111 第2熱交換プレート(熱交換プレート)
112 第2スペーサ(スペーサ)
200 暖房用凝縮器(凝縮器)
200b 第5流入口(凝縮器流入口)
200c 第5流出口(凝縮器流出口)
201 第1締結ボルト(締結部材)
203 第2締結ボルト(締結部材)
211 第1接続通路
212 第2接続通路
221 循環通路
231 吸入通路
270 吐出通路
280 分岐通路
290 合流通路
300 電気自動車(移動体)
CR 車室(室内)
9 熱交換器
9a 第1流入口(熱交換器流入口)
9b 第1流出口(熱交換器流出口)
10 ハウジング
11 蒸発器
11a 第2流入口(蒸発器流入口)
11b 第2流出口(蒸発器流出口)
16 圧縮機構
16a 吸入口
16b 吐出口
17 電動モータ
24 第2膨張弁(圧力調整部)
38 三方弁(流量調整部)
91 第1熱交換プレート(熱交換プレート)
92 第1スペーサ(スペーサ)
100 ヒートポンプ装置
111 第2熱交換プレート(熱交換プレート)
112 第2スペーサ(スペーサ)
200 暖房用凝縮器(凝縮器)
200b 第5流入口(凝縮器流入口)
200c 第5流出口(凝縮器流出口)
201 第1締結ボルト(締結部材)
203 第2締結ボルト(締結部材)
211 第1接続通路
212 第2接続通路
221 循環通路
231 吸入通路
270 吐出通路
280 分岐通路
290 合流通路
300 電気自動車(移動体)
CR 車室(室内)
Claims (5)
- 電動圧縮機、熱交換器及び蒸発器を有するヒートポンプ装置と、
前記ヒートポンプ装置と接続される凝縮器とを備えた移動体用熱交換システムであって、
前記電動圧縮機は、ハウジングと、前記ハウジング内に設けられて冷媒を吸入する吸入口と、前記ハウジング内に設けられて冷媒を吐出する吐出口と、前記ハウジング内に設けられて前記吸入口から吸入した冷媒を圧縮して前記吐出口から吐出させる圧縮機構と、前記ハウジング内に設けられて前記圧縮機構を作動させる電動モータとを有し、
前記熱交換器は、液体の第1熱交換媒体と冷媒とで熱交換を行い、
前記蒸発器は、液体の第2熱交換媒体と、少なくとも前記熱交換器での熱交換を終えた冷媒との熱交換によって前記第2熱交換媒体を冷却し、
前記ヒートポンプ装置は、前記熱交換器と前記蒸発器との間に前記電動圧縮機が配置されつつ、前記熱交換器、前記電動圧縮機及び前記蒸発器が一体化され、かつ、前記吐出口が前記吸入口よりも前記熱交換器の近くに配置され、前記吸入口が前記吐出口よりも前記蒸発器の近くに配置され、
前記凝縮器は前記ヒートポンプ装置の外部に配置され、前記吐出口から吐出された冷媒と、移動体の室内に供給される空気との熱交換によって前記空気を加熱することを特徴とする移動体用熱交換システム。 - 前記熱交換器は、冷媒を流入させる熱交換器流入口と、冷媒を流出させる熱交換器流出口とを有し、
前記凝縮器は、冷媒を流入させる凝縮器流入口と、冷媒を流出させる凝縮器流出口とを有し、
前記吐出口と前記凝縮器流入口とを接続する第1接続通路と、
前記凝縮器流出口と前記熱交換器流入口とを接続する第2接続通路とをさらに備えている請求項1記載の移動体用熱交換システム。 - 前記第2接続通路に設けられ、前記第2接続通路を流通する冷媒の圧力を調整する圧力調整部をさらに備えている請求項2記載の移動体用熱交換システム。
- 前記熱交換器は、冷媒を流入させる熱交換器流入口と、冷媒を流出させる熱交換器流出口とを有し、
前記凝縮器は、冷媒を流入させる凝縮器流入口と、冷媒を流出させる凝縮器流出口とを有し、
前記蒸発器は、冷媒を流入させる蒸発器流入口と、冷媒を流出させる蒸発器流出口とを有し、
前記ハウジングには、前記吐出口と前記熱交換器流入口とを接続する吐出通路と、前記熱交換器流出口と前記蒸発器流入口とを接続する循環通路とが形成され、
前記吐出通路と前記凝縮器流入口とを接続する分岐通路と、
前記循環通路と前記凝縮器流出口とを接続する合流通路と、
前記熱交換器に流入する冷媒の流量と、前記凝縮器に流入する冷媒の流量とを調整する流量調整部とをさらに備えている請求項1記載の移動体用熱交換システム。 - 前記熱交換器及び前記蒸発器の少なくとも一方は、複数枚の熱交換プレートと、前記各熱交換プレート同士の間に配置されたスペーサとを有し、
前記各熱交換プレートと前記スペーサと前記ハウジングとは、締結部材によって一体に締結され、
前記締結部材の締結力によって、前記各熱交換プレートと前記スペーサとの間が封止されている請求項1乃至4のいずれか1項記載の移動体用熱交換システム。
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JPS55155197A (en) * | 1979-05-21 | 1980-12-03 | Sanyo Denki Seisakusho:Kk | Laminated type heat exchanger |
JP2019026110A (ja) * | 2017-07-31 | 2019-02-21 | 株式会社デンソー | 冷凍サイクル装置 |
JP2019104394A (ja) * | 2017-12-13 | 2019-06-27 | 株式会社デンソー | 熱管理システム |
DE102019203181A1 (de) * | 2019-03-08 | 2020-09-10 | Denso Automotive Deutschland Gmbh | Kompakte Kältemaschine |
-
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55155197A (en) * | 1979-05-21 | 1980-12-03 | Sanyo Denki Seisakusho:Kk | Laminated type heat exchanger |
JP2019026110A (ja) * | 2017-07-31 | 2019-02-21 | 株式会社デンソー | 冷凍サイクル装置 |
JP2019104394A (ja) * | 2017-12-13 | 2019-06-27 | 株式会社デンソー | 熱管理システム |
DE102019203181A1 (de) * | 2019-03-08 | 2020-09-10 | Denso Automotive Deutschland Gmbh | Kompakte Kältemaschine |
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