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公開番号2025161537
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-24
出願番号2024064818
出願日2024-04-12
発明の名称温調システム
出願人三菱重工サーマルシステムズ株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類F25B 7/00 20060101AFI20251017BHJP(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】複数系統の冷凍サイクルを備えた温調システムにおけるCOPを向上させる。
【解決手段】第1冷凍サイクルと、第2冷凍サイクルと、熱媒体を圧送するポンプと、温調対象を熱媒体により加熱または冷却する熱媒体熱交換器と、を有し、熱媒体回路に熱媒体を循環させる熱媒体サイクルと、第1圧縮機で圧縮された第1冷媒が流通する第1冷媒流路101と、第2膨張弁で膨張された第2冷媒が流通する第2冷媒流路102と、熱媒体熱交換器を通過した熱媒体が流通する熱媒体流路103と、を有し、第1冷媒と第2冷媒との熱交換、第1冷媒と熱媒体との熱交換、および第2冷媒と熱媒体との熱交換を行う統合熱交換器100と、を備える車両用温調システムを提供する。
【選択図】図3

特許請求の範囲【請求項１】
第１圧縮機と、前記第１圧縮機で圧縮された第１冷媒を膨張させる第１膨張弁と、前記第１膨張弁により膨張された前記第１冷媒が供給されるとともに前記第１冷媒を前記第１圧縮機へ導く第１低圧側熱交換器と、を有し、第１冷媒回路に前記第１冷媒を循環させる第１冷凍サイクルと、
第２圧縮機と、前記第２圧縮機で圧縮された第２冷媒が供給される第２高圧側熱交換器と、前記第２高圧側熱交換器から供給される前記第２冷媒を膨張させるとともに前記第２冷媒を前記第２圧縮機へ導く第２膨張弁と、を有し、第２冷媒回路に前記第２冷媒を循環させる第２冷凍サイクルと、
熱媒体を圧送するポンプと、温調対象を前記熱媒体により加熱または冷却する熱媒体熱交換器と、を有し、熱媒体回路に前記熱媒体を循環させる熱媒体サイクルと、
前記第１圧縮機で圧縮された前記第１冷媒が流通する第１冷媒流路と、前記第２膨張弁で膨張された前記第２冷媒が流通する第２冷媒流路と、前記熱媒体熱交換器を通過した前記熱媒体が流通する熱媒体流路と、を有し、前記第１冷媒と前記第２冷媒との熱交換、前記第１冷媒と前記熱媒体との熱交換、および前記第２冷媒と前記熱媒体との熱交換を行う統合熱交換器と、を備える温調システム。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記統合熱交換器は、前記第１冷媒と前記熱媒体との第１熱交換量よりも前記第２冷媒と前記熱媒体との第２熱交換量が多い請求項１に記載の温調システム。
【請求項３】
前記第２熱交換量は、前記第１熱交換量の１．１倍以上である請求項２に記載の温調システム。
【請求項４】
前記統合熱交換器は、積層方向に積層される複数のプレートを有し、複数の前記プレートの間に前記第１冷媒流路、前記第２冷媒流路、および前記熱媒体流路が形成されるプレート式熱交換器であり、
前記第１冷媒流路と前記熱媒体流路を仕切る前記プレートの第１面積よりも、前記第２冷媒流路と前記熱媒体流路を仕切る前記プレートの第２面積が大きい請求項２または請求項３に記載の温調システム。
【請求項５】
前記第１冷媒流路は、前記積層方向における一方側で前記プレート間を前記プレートの長手方向に延び、
前記熱媒体流路は、前記積層方向における他方側で前記プレート間を前記長手方向に延び、
前記第２冷媒流路は、前記積層方向における前記一方側と前記他方側とに亘り前記プレート間を前記長手方向に延びる請求項４に記載の温調システム。
【請求項６】
前記第１冷媒流路は、前記プレートの長手方向における一方側で前記プレート間を前記プレートの前記長手方向に延び、
前記熱媒体流路は、前記長手方向における他方側で前記プレート間を前記長手方向に延び、
前記第２冷媒流路は、前記長手方向における前記一方側と前記他方側とに亘り前記プレート間を前記長手方向に延びる請求項４に記載の温調システム。
【請求項７】
前記統合熱交換器は、前記第１冷媒と前記熱媒体との第１熱交換量が前記第２冷媒と前記熱媒体との第２熱交換量よりも多い請求項１に記載の温調システム。
【請求項８】
前記第１熱交換量は、前記第２熱交換量の１．１倍以上である請求項７に記載の温調システム。
【請求項９】
前記統合熱交換器は、積層方向に積層される複数のプレートを有し、複数の前記プレートの間に前記第１冷媒流路、前記第２冷媒流路、および前記熱媒体流路が形成されるプレート式熱交換器であり、
前記第１冷媒流路と前記熱媒体流路を仕切る前記プレートの第１面積が、前記第２冷媒流路と前記熱媒体流路を仕切る前記プレートの第２面積よりも大きい請求項７または請求項８に記載の温調システム。
【請求項１０】
前記第２冷媒流路は、前記積層方向における一方側で前記プレート間を前記プレートの長手方向に延び、
前記熱媒体流路は、前記積層方向における他方側で前記プレート間を前記長手方向に延び、
前記第１冷媒流路は、前記積層方向における前記一方側と前記他方側とに亘り前記プレート間を前記長手方向に延びる請求項９に記載の温調システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、温調システムに関するものである。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、車室内の空調や電池等の車載機器の温調に利用される冷凍サイクルを高効率化するために、複数の冷凍サイクルを組み合わせた冷凍サイクル装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示される冷凍サイクル装置は、車室内空間の暖房中に電池を暖機する運転モードにおいて、第１冷凍サイクルの第１冷媒から第１循環路を循環する熱媒体に熱を伝達し、その熱媒体から第２冷凍サイクルの第２冷媒に熱を伝達し、第２冷媒から第２循環路を循環する熱媒体に熱を伝達する。第１循環路を循環する熱媒体により電池が暖機され、第２循環路を循環する熱媒体により送風空気が加熱される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－１３５１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示される冷凍サイクル装置では、第１冷凍サイクルの第１冷媒と第１循環路を循環する熱媒体との熱交換を行う熱交換器と、第１循環路を循環する熱媒体と第２冷凍サイクルの第２冷媒との熱交換を行う熱交換器がそれぞれ独立した熱交換器となっている。第１冷凍サイクルの第１冷媒から第２冷凍サイクルの第２冷媒への熱伝達が第１循環路を循環する熱媒体を介して間接的になされるため、第１冷媒から第２冷媒へ直接的に熱伝達する場合に比べて冷凍サイクル装置のＣＯＰ（Coefficient of Performance）が低下してしまう。
【０００５】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、複数系統の冷凍サイクルを備えた温調システムにおけるＣＯＰを向上させること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本開示の温調システムは以下の手段を採用する。
本開示の一態様に係る温調システムは、第１圧縮機と、前記第１圧縮機で圧縮された第１冷媒を膨張させる第１膨張弁と、前記第１膨張弁により膨張された前記第１冷媒が供給されるとともに前記第１冷媒を前記第１圧縮機へ導く第１低圧側熱交換器と、を有し、第１冷媒回路に前記第１冷媒を循環させる第１冷凍サイクルと、第２圧縮機と、前記第２圧縮機で圧縮された第２冷媒が供給される第２高圧側熱交換器と、前記第２高圧側熱交換器から供給される前記第２冷媒を膨張させるとともに前記第２冷媒を前記第２圧縮機へ導く第２膨張弁と、を有し、第２冷媒回路に前記第２冷媒を循環させる第２冷凍サイクルと、熱媒体を圧送するポンプと、温調対象を前記熱媒体により加熱または冷却する熱媒体熱交換器と、を有し、熱媒体回路に前記熱媒体を循環させる熱媒体サイクルと、前記第１圧縮機で圧縮された前記第１冷媒が流通する第１冷媒流路と、前記第２膨張弁で膨張された前記第２冷媒が流通する第２冷媒流路と、前記熱媒体熱交換器を通過した前記熱媒体が流通する熱媒体流路と、を有し、前記第１冷媒と前記第２冷媒との熱交換、前記第１冷媒と前記熱媒体との熱交換、および前記第２冷媒と前記熱媒体との熱交換を行う統合熱交換器と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、複数系統の冷凍サイクルを備えた温調システムにおけるＣＯＰを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示の第１実施形態に係る車両用温調システムを示す概略構成図であり、車両用温調システムが冷房運転する状態を示す。
図１に示す統合熱交換器の一例であるプレート式熱交換器の外観を示す斜視図である。
図２に示す統合熱交換器における第１冷媒、第２冷媒および熱媒体の流れを示す模式図である。
図２に示す統合熱交換器の第１変形例における第１冷媒、第２冷媒および熱媒体の流れを示す模式図である。
図２に示す統合熱交換器の第２変形例における第１冷媒、第２冷媒および熱媒体の流れを示す模式図である。
本開示の第２実施形態に係る車両用温調システムを示す概略構成図であり、車両用温調システムが暖房運転する状態を示す。
図６に示す統合熱交換器における第１冷媒、第２冷媒および熱媒体の流れを示す模式図である。
図６に示す統合熱交換器の変形例における第１冷媒、第２冷媒および熱媒体の流れを示す模式図である。
本開示の第３実施形態に係る統合熱交換器における第１冷媒、第２冷媒および熱媒体の流れを示す模式図である。
図９に示す統合熱交換器の変形例における第１冷媒、第２冷媒および熱媒体の流れを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
〔第１実施形態〕
本開示の第１実施形態に係る車両用温調システム１について、図面を参照して説明する。本実施形態の車両用温調システム１は、例えば、エンジンを備えておらず走行用電動モーターから車両走行用の駆動力を得る電気自動車、あるいは、エンジンおよび電動機から車両走行用の駆動力を得る所謂ハイブリッド自動車等の図示しない車両に装備される。
【００１０】
車両用温調システム１は、乗員が搭乗する車室の冷暖房、除湿、換気等の空調の他、車両に搭載されているバッテリー４、走行用モーター５、発熱する電子機器等の車載装置の熱管理、排熱回収等を担う。適切な温度や湿度に空調したり、車載装置を適温に管理したりすることを「熱管理」と総称するものとする。車両用温調システム１、および車載装置に備わる電動機器や電子機器には、車載のバッテリー４に蓄えられた電力が供給される。
（【００１１】以降は省略されています）

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