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公開番号2025068457
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-28
出願番号2023178397
出願日2023-10-16
発明の名称熱交換システム
出願人株式会社デンソー
代理人弁理士法人ゆうあい特許事務所
主分類B60H 1/22 20060101AFI20250421BHJP(車両一般)
要約【課題】水冷媒熱交換機12における冷媒の凝縮潜熱を効率的に温水に伝えるようにした熱交換システム1を提供する。
【解決手段】熱交換システム1は、水冷媒熱交換機12で冷媒から吸熱した温水を加熱する電気ヒータ13と、電気ヒータ13で加熱された温水から車室30に放熱させる暖房ヒータ10とを備える温水回路2を備える。電気ヒータ13は、温水流路16aおよび温水流路17aのうち温水流路17aに配置されている。温水回路2は、電気ヒータ13、暖房ヒータ10、水冷媒熱交換機12、電気ヒータ13の順に温水が流れることにより温水が温水流路16aおよび温水流路17aを通して循環する。コンプレッサ20は、暖房ヒータ10から水冷媒熱交換機12へ流入される温水よりも高い温度の冷媒を水冷媒熱交換機12へ流入することができる。冷媒は、冷媒温度が60℃であるときの冷媒飽和蒸気圧が絶対圧で2MPa以上になる冷媒である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
吸入口（２０ａ）から冷媒を吸入し圧縮して吐出口（２０ｂ）から吐出するコンプレッサ（２０）と、前記吐出口から吐出される前記冷媒が凝縮する際に前記冷媒の凝縮潜熱によって熱媒体を加熱する熱交換機（１２）と、を備え、前記熱交換機を通過した前記冷媒を前記吸入口に導いて前記冷媒を循環させ、前記冷媒が凝縮する際に冷媒温度が６０℃であるときの冷媒飽和蒸気圧力が絶対圧で２ＭＰａ以上になる前記冷媒が用いられる蒸気圧縮冷凍サイクルを構成する冷凍サイクル装置（３）と、
前記熱交換機で前記冷媒から吸熱した前記熱媒体を加熱するヒータ装置（１３）と、前記ヒータ装置で加熱された前記熱媒体から被放熱対象（３０）に放熱させる放熱機器（１０）とを備える熱媒体回路（２）と、を備え、
前記放熱機器の熱媒体出口（１０ｂ）から前記熱交換機の熱媒体入口（１２ａ）に前記熱媒体が流れる流路を第１熱媒体流路（１６ａ）とし、前記熱交換機の熱媒体出口（１２ｂ）から前記放熱機器の熱媒体入口（１０ａ）に前記熱媒体が流れる流路を第２熱媒体流路（１７ａ）とした場合において、
前記ヒータ装置は、前記第１熱媒体流路および前記第２熱媒体流路のうち前記第２熱媒体流路に配置され、
前記熱媒体回路は、前記ヒータ装置、前記放熱機器、前記熱交換機、前記ヒータ装置の順に前記熱媒体が流れることにより前記熱媒体が前記第１熱媒体流路および前記第２熱媒体流路を通して循環する熱交換システム。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記熱交換機の前記熱媒体出口と前記放熱機器の前記熱媒体入口との間に直列に並べられ、前記熱交換機の前記熱媒体出口から前記放熱機器の前記熱媒体入口に近づくほど、暖房ＣＯＰが低くなっている複数の前記ヒータ装置（１３、５１）と、
前記複数のヒータ装置のうち最も暖房ＣＯＰが最も低い第１ヒータ装置（１３）を制御して前記第１ヒータ装置から前記熱媒体に放熱される熱量を調整する温度制御部（１５）と、
前記第１ヒータ装置から前記放熱機器の前記熱媒体入口に流入される前記熱媒体の温度を検出する温度検出部（１４）と、を備え、
前記複数の前記ヒータ装置のうち前記第１ヒータ装置以外の第２ヒータ装置（５１）が前記熱媒体を加熱した状態で、前記温度制御部は、前記温度検出部によって検出される温度に基づいて前記熱媒体の温度を目標温度に近づけるように前記第１ヒータ装置を制御する請求項１に記載の熱交換システム。
【請求項３】
冷凍庫（４０）を備える冷凍車に適用される熱交換システムであって、
前記冷凍サイクル装置は、前記コンプレッサから吐出される冷媒を減圧する減圧弁（２２）と、前記減圧弁によって減圧された前記冷媒が前記冷凍庫の内部から吸熱して前記冷媒を蒸発させる蒸発器（２３）と、を備える請求項１または２に記載の熱交換システム。
【請求項４】
熱媒体を加熱するヒータ装置（１３）と、前記ヒータ装置で加熱された前記熱媒体から被放熱対象（３０）に放熱させる放熱機器（１０）と、前記放熱機器の熱媒体出口（１０ｂ）から排出される前記熱媒体を前記ヒータ装置の熱媒体入口（１３ａ）に導く第１熱媒体配管（８０）と、前記第１熱媒体配管を通過した熱媒体を前記ヒータ装置の前記熱媒体入口に導く第２熱媒体配管（８１）と、を備え、前記第１熱媒体配管の熱媒体出口（８０ａ）と前記第２熱媒体配管の熱媒体入口（８１ａ）とが着脱可能に構成されている熱媒体回路（２）を備え、
前記第１熱媒体配管の熱媒体出口（８０ａ）と前記第２熱媒体配管の熱媒体入口（８１ａ）との間は、熱交換機（１２）が配置される場所であり、
前記第１熱媒体配管の前記熱媒体出口と前記第２熱媒体配管の前記熱媒体入口との間に前記熱交換機が配置された場合に、
前記熱交換機は、冷媒を吸入し圧縮して吐出するコンプレッサ（２０）から吐出される冷媒が凝縮する際に前記冷媒の凝縮潜熱によって前記熱媒体を加熱して、かつ前記コンプレッサとともに前記冷媒を循環させる蒸気圧縮冷凍サイクルを構成し、
前記蒸気圧縮冷凍サイクルには、前記冷媒が凝縮する際に冷媒温度が６０℃であるときの冷媒飽和圧力が絶対圧で２ＭＰａ以上になる前記冷媒が使用され、
前記放熱機器の熱媒体出口（１０ｂ）から前記熱交換機の熱媒体入口（１２ａ）に前記熱媒体が流れる流路を第１熱媒体流路（１６ａ）とし、前記熱交換機の熱媒体出口（１２ｂ）から前記放熱機器の熱媒体入口（１０ａ）に前記熱媒体が流れる流路を第２熱媒体流路（１７ａ）としたとき、
前記ヒータ装置は、前記第１熱媒体流路および前記第２熱媒体流路のうち前記第２熱媒体流路に配置され、
前記熱媒体回路は、前記ヒータ装置、前記放熱機器、前記熱交換機、前記ヒータ装置の順に前記熱媒体が流れることにより前記熱媒体が前記第１熱媒体流路および前記第２熱媒体流路を通して循環する熱交換システム。
【請求項５】
前記熱媒体回路は、前記第１熱媒体配管の前記熱媒体出口と前記第２熱媒体配管の前記熱媒体入口とを連結する連結ホース（７０）を備え、
前記第１熱媒体配管の前記熱媒体出口と前記第２熱媒体配管の前記熱媒体入口との間は、前記連結ホースが外されることにより前記熱交換機が配置される場所になっている請求項４に記載の熱交換システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、熱交換システムに関するものである。
続きを表示（約 990 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、冷媒を圧縮するコンプレッサと、コンプレッサから吐出される冷媒が凝縮して冷媒から温水に放熱する水冷媒熱交換機と備える冷凍サイクル装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
冷凍サイクル装置には、水冷媒熱交換機を通過した冷媒を減圧する減圧弁と、減圧弁によって減圧された冷媒を蒸発させるエバポレータとが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１５－２１００５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者等は、上記冷凍サイクル装置において冷凍用冷媒を採用し、水冷媒熱交換機で冷媒によって加熱された温水が車室内空気を加熱する温水ヒータと、水冷媒熱交換機とによって温水回路を構成することについて検討した。
【０００６】
例えば、効率的に温水を加熱するには、水冷媒熱交換機における冷媒からの放熱だけで、温水ヒータから排出される温水を加熱することにより温水水温を目標温度に近づけることが望ましい。
【０００７】
この場合、水冷媒熱交換機では、温水ヒータから水冷媒熱交換機に流入される温水温度よりも高い温度で冷媒が凝縮する必要がある。一般的に、冷凍用冷媒は、空調用冷媒に比べて、冷媒凝縮時の冷媒圧力が高い。
【０００８】
さらに、冷凍用冷媒を用いた冷凍サイクル装置では、冷媒からの放熱によって温水を加熱する水冷媒熱交換機を凝縮器として用いた場合には、冷媒の凝縮圧力が、空調用冷媒を用いた場合に比べて、より高くなるように運転することが必要になる。
【０００９】
しかし、冷凍用冷媒を用いた冷凍サイクル装置において、水冷媒熱交換機で温水を加熱する場合、電動コンプレッサで消費される消費電力が制限されると、電動コンプレッサから吐出される高圧冷媒の圧力を十分に上げることができない。
【００１０】
このため、水冷媒熱交換機における冷媒の凝縮温度を十分に高くすることができなく、水冷媒熱交換機における冷媒からの放熱だけでは、温水水温を目標温度に近づけることができない。
（【００１１】以降は省略されています）

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