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公開番号2024152458
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-25
出願番号2023066665
出願日2023-04-14
発明の名称冷媒間熱交換器、および、熱管理システム
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人
主分類F25B 1/00 20060101AFI20241018BHJP(冷凍または冷却;加熱と冷凍との組み合わせシステム;ヒートポンプシステム;氷の製造または貯蔵;気体の液化または固体化)
要約【課題】多様な熱交換状態を提供可能な冷媒間熱交換器、および、冷媒サイクル装置を提供する。
【解決手段】冷媒間熱交換器システム41は、3以上の冷媒通路41a、41b、41cを提供する。冷媒間熱交換器システム41は、冷媒サイクル装置2における2種類の冷媒を互いに熱交換させる内部熱交換器として機能する。さらに、冷媒間熱交換器システム41は、3以上の冷媒通路41a、41b、41cと、2種類の冷媒との対応関係を、少なくとも2つの状態に切り替える。少なくとも2つの状態は、外気吸熱モードと、外気遮熱モードと、低圧損モードとの2つを含む。このため、冷媒サイクル装置2は、冷媒サイクル装置2の運転状態に適した内部熱交換のモードを選択的に利用することができる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
３以上の複数の冷媒通路（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ）を区画し、それらの冷媒通路に導入される少なくとも２つの異なる状態の冷媒の間において内部熱交換を可能とする熱交換管（４２）と、
複数の前記冷媒通路の少なくともひとつの両端に設けられ、状態が異なる２つの冷媒を択一的に導入可能であって、導入される冷媒を切り替え可能な制御弁機構（４３）とを備える冷媒間熱交換器。
続きを表示（約 3,100 文字）【請求項２】
前記制御弁機構は、複数の前記冷媒通路の少なくとも２つの両端に設けられ、これら２つの前記冷媒通路のそれぞれに関して、状態が異なる２つの冷媒を択一的に導入可能であって、導入される冷媒を切り替え可能である請求項１に記載の冷媒間熱交換器。
【請求項３】
前記制御弁機構は、複数の前記冷媒通路のすべての両端に設けられ、すべての前記冷媒通路のそれぞれに関して、状態が異なる２つの冷媒を択一的に導入可能であって、導入される冷媒を切り替え可能である請求項１に記載の冷媒間熱交換器。
【請求項４】
前記制御弁機構は、
複数の固定通路（８４３ｆ）を有するハウジング（８４３ｅ）と、
前記ハウジングに対して複数の位置にスライドして移動可能であって、複数の前記固定通路に対応して位置付けられ、前記固定通路を閉塞する閉塞壁（８４３ｈ）と前記固定通路と連通する可動通路（８４３ｉ）とを有する可動弁体（８４３ｇ）とを備えるシャッター弁（８４３ａ、８４３ｂ）である請求項１に記載の冷媒間熱交換器。
【請求項５】
状態が異なる２つの冷媒は、減圧前の高温高圧冷媒（ＨＰＲ）と、蒸発後の低温低圧冷媒（ＬＰＲ）であって、
前記制御弁機構は、
隣接する２つの前記冷媒通路のそれぞれに前記高温高圧冷媒と前記低温低圧冷媒とを導入し、さらに、残る少なくともひとつの前記冷媒通路に前記低温低圧冷媒を導入する低圧損モードと、
隣接する２つの前記冷媒通路のそれぞれに前記高温高圧冷媒と前記低温低圧冷媒とを導入し、さらに、隣接する２つの前記冷媒通路を囲む前記冷媒通路を前記高温高圧冷媒と前記低温低圧冷媒との両方から遮断する外気遮熱モードとに切り替え可能である請求項１から請求項４のいずれかひとつに記載の冷媒間熱交換器。
【請求項６】
状態が異なる２つの冷媒は、減圧前の高温高圧冷媒（ＨＰＲ）と、蒸発後の低温低圧冷媒（ＬＰＲ）であって、
前記制御弁機構は、
隣接する２つの前記冷媒通路のそれぞれに前記高温高圧冷媒と前記低温低圧冷媒とを導入し、さらに、残る少なくともひとつの前記冷媒通路に前記低温低圧冷媒を導入する低圧損モードと、
隣接する２つの前記冷媒通路のそれぞれに前記高温高圧冷媒と前記低温低圧冷媒とを導入し、さらに、隣接する２つの前記冷媒通路を囲む前記冷媒通路に前記低温低圧冷媒を導入する外気吸熱モードとに切り替え可能である請求項１から請求項４のいずれかひとつに記載の冷媒間熱交換器。
【請求項７】
状態が異なる２つの冷媒は、減圧前の高温高圧冷媒（ＨＰＲ）と、蒸発後の低温低圧冷媒（ＬＰＲ）であって、
前記制御弁機構は、
隣接する２つの前記冷媒通路のそれぞれに前記高温高圧冷媒と前記低温低圧冷媒とを導入し、さらに、残る少なくともひとつの前記冷媒通路に前記低温低圧冷媒を導入する低圧損モードと、
隣接する２つの前記冷媒通路のそれぞれに前記高温高圧冷媒と前記低温低圧冷媒とを導入し、さらに、隣接する２つの前記冷媒通路を囲む前記冷媒通路を前記高温高圧冷媒と前記低温低圧冷媒との両方から遮断する外気遮熱モードと、
隣接する２つの前記冷媒通路のそれぞれに前記高温高圧冷媒と前記低温低圧冷媒とを導入し、さらに、隣接する２つの前記冷媒通路を囲む前記冷媒通路に前記低温低圧冷媒を導入する外気吸熱モードとに切り替え可能である請求項１から請求項４のいずれかひとつに記載の冷媒間熱交換器。
【請求項８】
冷媒循環経路に配置された圧縮機（２１）、
前記冷媒循環経路における前記圧縮機の下流に配置された室外熱交換器（２５）、
前記冷媒循環経路における前記室外熱交換器の下流に配置された冷房用の減圧器（２６）、
前記冷媒循環経路における前記減圧器の下流に配置された室内熱交換器（２７）、および、
前記減圧器による減圧前の高温高圧冷媒（ＨＰＲ）と、前記室内熱交換器による蒸発後の低温低圧冷媒（ＬＰＲ）との内部熱交換を提供する請求項５に記載の冷媒間熱交換器（４１）を備える冷媒サイクル装置（２）と、
前記低圧損モード、または、前記外気遮熱モードを提供するように、前記制御弁機構を制御する制御装置（１０）とを備える熱管理システム。
【請求項９】
冷媒循環経路に配置された圧縮機（２１）、
前記冷媒循環経路における前記圧縮機の下流に配置された利用側高温熱交換器（２３）、
前記冷媒循環経路における前記利用側高温熱交換器の下流に配置された暖房用の減圧器（２４）、
前記冷媒循環経路における前記暖房用の減圧器の下流に配置された室外熱交換器（２５）、
前記冷媒循環経路における前記室外熱交換器の下流に配置された冷房用の減圧器（２６）、
前記冷媒循環経路における前記冷房用の減圧器の下流に配置された室内熱交換器（２７）、
前記冷媒循環経路を冷房モードと暖房モードとに切り替えるモード切替機構（３０）、
および、
前記冷房モードにおいて、前記冷房用の減圧器による減圧前の高温高圧冷媒（ＨＰＲ）と、前記室内熱交換器による蒸発後の低温低圧冷媒（ＬＰＲ）との内部熱交換を提供し、前記暖房モードにおいて、前記暖房用の減圧器による減圧前の高温高圧冷媒（ＨＰＲ）と、前記室外熱交換器による蒸発後の低温低圧冷媒（ＬＰＲ）との内部熱交換を提供する請求項６に記載の冷媒間熱交換器（４１）を備える冷媒サイクル装置（２）と、
前記冷房モードにおいて前記低圧損モードを提供し、前記暖房モードにおいて前記外気吸熱モードを提供するように、前記制御弁機構を制御する制御装置（１０）とを備える熱管理システム。
【請求項１０】
冷媒循環経路に配置された圧縮機（２１）、
前記冷媒循環経路における前記圧縮機の下流に配置された利用側高温熱交換器（２３）、
前記冷媒循環経路における前記利用側高温熱交換器の下流に配置された暖房用の減圧器（２４）、
前記冷媒循環経路における前記暖房用の減圧器の下流に配置された室外熱交換器（２５）、
前記冷媒循環経路における前記室外熱交換器の下流に配置された冷房用の減圧器（２６）、
前記冷媒循環経路における前記冷房用の減圧器の下流に配置された室内熱交換器（２７）、
前記冷媒循環経路を冷房モードと暖房モードとに切り替えるモード切替機構（３０）、
および、
前記冷房モードにおいて、前記冷房用の減圧器による減圧前の高温高圧冷媒（ＨＰＲ）と、前記室内熱交換器による蒸発後の低温低圧冷媒（ＬＰＲ）との内部熱交換を提供し、前記暖房モードにおいて、前記暖房用の減圧器による減圧前の高温高圧冷媒（ＨＰＲ）と、前記室外熱交換器による蒸発後の低温低圧冷媒（ＬＰＲ）との内部熱交換を提供する請求項７に記載の冷媒間熱交換器（４１）を備える冷媒サイクル装置（２）と、
前記冷房モードにおいて、前記冷媒サイクル装置の運転状態に基づいて、前記低圧損モード、または、前記外気遮熱モードを選択的に提供し、前記暖房モードにおいて前記外気吸熱モードを提供するように、前記制御弁機構を制御する制御装置（１０）とを備える熱管理システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、冷媒間熱交換器、および、冷媒間熱交換器を含む熱管理システムに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、冷媒間熱交換器、および、冷媒間熱交換器を含む熱管理システムを開示する。特許文献１は、３重管を２つの冷媒サイクルを直列に接続する冷媒熱交換器として利用している。特許文献２、および、特許文献３は、２重管の冷媒熱交換器を開示している。先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１１－１３３１８６号公報
特開２００６－１６２２４１号公報
特開２０２１－１８８７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
先行技術文献の構成は、３重管が提供する３つの通路を、第１サイクルの冷媒と、第２サイクルの冷媒と、給湯水とに固定的に利用している。結果的に、熱的な負荷の変動があると、適切な熱交換を提供できない場合がある。また、３重管が設置された環境温度の変動も、３重管における熱交換に影響を与える場合がある。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、冷媒間熱交換器、および、冷媒間熱交換器を含む熱管理システムにはさらなる改良が求められている。
【０００５】
開示されるひとつの目的は、多様な熱交換状態を提供可能な冷媒間熱交換器、および、冷媒間熱交換器を含む熱管理システムを提供することである。
【０００６】
開示される他のひとつの目的は、冷媒間熱交換器が設置された環境温度に応じた熱交換状態を提供可能な冷媒間熱交換器、および、冷媒間熱交換器を含む熱管理システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここに開示された冷媒間熱交換器は、３以上の複数の冷媒通路（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ）を区画し、それらの冷媒通路に導入される少なくとも２つの異なる状態の冷媒の間において内部熱交換を可能とする熱交換管（４２）と、複数の冷媒通路の少なくともひとつの両端に設けられ、状態が異なる２つの冷媒を択一的に導入可能であって、導入される冷媒を切り替え可能な制御弁機構（４３）とを備える。
【０００８】
開示される冷媒間熱交換器によると、熱交換管は、３以上の複数の冷媒通路を区画する。さらに、制御弁機構は、少なくともひとつの冷媒通路に導入される冷媒を切り替えることができる。このため、少なくとも２つの内部熱交換の状態を提供することができる。これにより、多様な熱交換状態を提供可能な冷媒間熱交換器が提供される。
【０００９】
ここに開示された熱管理システムは、冷媒循環経路に配置された圧縮機（２１）、冷媒循環経路における圧縮機の下流に配置された室外熱交換器（２５）、冷媒循環経路における室外熱交換器の下流に配置された冷房用の減圧器（２６）、冷媒循環経路における減圧器の下流に配置された室内熱交換器（２７）、および、減圧器による減圧前の高温高圧冷媒（ＨＰＲ）と、室内熱交換器による蒸発後の低温低圧冷媒（ＬＰＲ）との内部熱交換を提供する上記冷媒間熱交換器（４１）を備える冷媒サイクル装置（２）と、低圧損モード、または、外気遮熱モードを提供するように、制御弁機構を制御する制御装置（１０）とを備える。
【００１０】
この熱管理システムによると、冷媒間熱交換器は、低圧損モード、または、外気遮熱モードを提供するように運転される。冷媒間熱交換器が設置された環境温度に応じた熱交換状態を提供することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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