JP7206604B2 - thermal controller - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関を有する装置における熱の供給先を制御するための熱制御装置及び熱制御方法に関する。 The present invention relates to a heat control device and a heat control method for controlling a heat supply destination in an apparatus having an internal combustion engine.
車両等の移動体においては、熱搬送媒体を移動体内の各部に循環することにより、各部の温度を調整する処理が行われている。特許文献1には、燃費に基づいて、エンジンからの排熱や蓄熱器に蓄えた熱をエンジンやトランスミッションの暖機に供給するか、発電機に供給するかを切り替える装置が開示されている。 2. Description of the Related Art In a moving body such as a vehicle, a heat transfer medium is circulated through each part of the moving body to adjust the temperature of each part. Patent Literature 1 discloses a device that switches between supplying exhaust heat from the engine and heat stored in a heat accumulator to warm up the engine and transmission, or supplying it to a generator, based on fuel efficiency.
従来の装置においては、エンジンからの排熱が回収された後に、排熱により熱交換された熱搬送媒体が車両内の各部を通る熱ループ内を循環していた。したがって、排熱を蓄える必要がある場合においても熱搬送媒体が車両内の各部を通る熱ループ内を循環するので、循環中に放熱されてしまい、蓄熱効率が悪いという問題があった。 In the conventional system, after the exhaust heat from the engine is recovered, the heat transfer medium heat-exchanged with the exhaust heat circulates in a heat loop passing through various parts in the vehicle. Therefore, even when it is necessary to store exhaust heat, the heat transfer medium circulates in a heat loop passing through various parts in the vehicle, so that heat is radiated during circulation, resulting in poor heat storage efficiency.
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、内燃機関を有する装置内での蓄熱効率を向上させることができる熱制御装置及び熱制御方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of these points, and it is an object of the present invention to provide a heat control device and a heat control method capable of improving heat storage efficiency in an apparatus having an internal combustion engine.
本発明の第1の態様の熱制御装置は、移動体のエンジンから熱搬送媒体に与えられた熱を蓄える蓄熱部と、前記移動体のエンジンからの排気熱を回収する回収部と、前記蓄熱部が蓄えた熱により温められた熱搬送媒体を前記エンジンに供給し、かつ前記エンジンとの間で熱交換した熱搬送媒体を前記蓄熱部に供給する第1モードと、前記蓄熱部から放出された熱搬送媒体を前記エンジンに供給せず、前記回収部が回収した熱により温められた熱搬送媒体を前記蓄熱部に供給する第2モードとを切り替える切替部と、を有する。 A heat control device according to a first aspect of the present invention includes a heat storage unit that stores heat given to a heat transfer medium from an engine of a mobile body, a recovery unit that recovers exhaust heat from the engine of the mobile body, and the heat storage unit. a first mode of supplying a heat transfer medium warmed by heat stored in a heat transfer medium to the engine and supplying the heat transfer medium heat-exchanged with the engine to the heat storage part; a switching unit for switching between a second mode in which the heat transfer medium warmed by the heat recovered by the recovery unit is supplied to the heat storage unit without supplying the heat transfer medium to the engine.
前記熱制御装置は、前記移動体の室内の空気と熱搬送媒体との間の熱交換を行うヒーター部をさらに有し、前記切替部は、前記第1モードにおいて、前記エンジンとの間で熱交換した熱搬送媒体を、前記ヒーター部において前記室内の空気と熱交換した後に、前記蓄熱部に供給してもよい。 The heat control device further includes a heater unit that performs heat exchange between air in the interior of the moving body and a heat transfer medium, and the switching unit is configured to exchange heat with the engine in the first mode. The exchanged heat transfer medium may be supplied to the heat storage section after heat exchange with the indoor air in the heater section.
前記切替部は、前記エンジンに、前記蓄熱部から放出された熱搬送媒体を供給するか、前記ヒーター部を通過した熱搬送媒体を供給するかを切り替える第1バルブと、前記ヒーター部を通過した熱搬送媒体を前記蓄熱部に供給するか、前記移動体のエンジンに供給するかを切り替える第2バルブと、を有してもよい。 The switching unit includes a first valve that switches between supplying the engine with the heat transfer medium released from the heat storage unit or supplying the heat transfer medium that has passed through the heater unit, and a first valve that passes through the heater unit. A second valve for switching between supplying the heat transfer medium to the heat storage unit and supplying the heat transfer medium to the engine of the moving body may be provided.
前記切替部は、前記蓄熱部から放出された熱搬送媒体を前記エンジンに供給するか、前記蓄熱部から放出された熱搬送媒体を前記回収部に供給するかを切り替える第3バルブと、前記第1バルブを介して前記ヒーター部から送られてきた熱搬送媒体を前記蓄熱部に供給するか、前記回収部が回収した熱により温められた熱搬送媒体を前記蓄熱部に供給するかを切り替える第4バルブと、をさらに有してもよい。 The switching unit includes a third valve that switches between supplying the heat transfer medium released from the heat storage unit to the engine and supplying the heat transfer medium released from the heat storage unit to the recovery unit; 1. Switches between supplying the heat transfer medium sent from the heater section via the valve to the heat storage section and supplying the heat transfer medium warmed by the heat recovered by the recovery section to the heat storage section. 4 valves.
前記切替部は、前記蓄熱部から放出された熱搬送媒体を前記エンジンに供給するか、前記蓄熱部から放出された熱搬送媒体を前記回収部に供給するかを切り替える第5バルブと、前記ヒーター部から送られてきた熱搬送媒体を前記回収部に供給するか、前記蓄熱部から放出された熱搬送媒体を前記回収部に供給するかを切り替える第6バルブと、前記ヒーター部から送られてきた熱搬送媒体を前記エンジンに供給するか否かを切り替える第7バルブと、をさらに有してもよい。 The switching unit includes a fifth valve that switches between supplying the heat transfer medium released from the heat storage unit to the engine and supplying the heat transfer medium released from the heat storage unit to the recovery unit; a sixth valve for switching between supplying the heat transfer medium sent from the unit to the recovery unit and supplying the heat transfer medium released from the heat storage unit to the recovery unit; and a seventh valve for switching whether to supply the heat transfer medium to the engine.
前記熱制御装置は、前記エンジンが始動してから所定の時間が経過するまでの間、前記切替部を前記第1モードで動作させ、前記エンジンが始動してから前記所定の時間が経過した後に、前記切替部を前記第2モードで動作させる制御部をさらに有してもよい。 The thermal control device causes the switching unit to operate in the first mode until a predetermined time elapses after the engine starts, and after the predetermined time elapses after the engine starts, and a control unit that operates the switching unit in the second mode.
前記熱制御装置は、前記蓄熱部から放出された熱搬送媒体の温度を検出する第1温度検出部をさらに有し、前記第1温度検出部が検出した温度が所定の閾値以上である間、前記切替部を前記第1モードで動作させ、前記第1温度検出部が検出した温度が前記所定の閾値未満になった後に前記切替部を前記第2モードで動作させる制御部をさらに有してもよい。 The heat control device further includes a first temperature detection unit that detects the temperature of the heat transfer medium released from the heat storage unit, and while the temperature detected by the first temperature detection unit is equal to or higher than a predetermined threshold, further comprising a control unit that operates the switching unit in the first mode, and operates the switching unit in the second mode after the temperature detected by the first temperature detection unit becomes less than the predetermined threshold value. good too.
前記熱制御装置は、前記回収部が回収した熱により温められた熱搬送媒体の温度を検出する第2温度検出部をさらに有し、前記制御部は、前記第1温度検出部が検出した温度が前記第2温度検出部により検出された温度以上である間、前記切替部を前記第1モードで動作させ、前記第1温度検出部が検出した温度が前記第2検出部により検出された温度未満になった後に、前記切替部を前記第2モードで動作させてもよい。 The heat control device further includes a second temperature detection unit that detects the temperature of the heat transfer medium warmed by the heat collected by the recovery unit, and the control unit detects the temperature detected by the first temperature detection unit. is equal to or higher than the temperature detected by the second temperature detection unit, the switching unit is operated in the first mode, and the temperature detected by the first temperature detection unit is the temperature detected by the second detection unit. The switching unit may be operated in the second mode after becoming less than.
前記熱制御装置は、前記第2モードにおいて、前記回収部から前記蓄熱部に熱搬送媒体を送り、かつ前記第1モードにおいて動作を停止するポンプをさらに有してもよい。 The thermal control device may further comprise a pump that, in the second mode, delivers a heat transfer medium from the recovery section to the heat storage section and stops operating in the first mode.
本発明の第2の態様の熱制御方法は、コンピュータが実行する、移動体のエンジンから熱搬送媒体に与えられた熱を蓄える蓄熱部から放出された熱搬送媒体を前記移動体のエンジンに供給し、かつ前記エンジンとの間で熱交換した熱搬送媒体を前記蓄熱部に供給する第1モードで動作する第1ステップと、前記第1ステップの後に、前記蓄熱部から放出された熱搬送媒体を前記エンジンに供給せず、前記移動体のエンジンからの排気熱を回収する回収部が回収した熱により温められた熱搬送媒体を前記蓄熱部に供給する第2モードで動作する第2ステップと、を有する。 A heat control method according to a second aspect of the present invention is executed by a computer and supplies a heat transfer medium released from a heat storage unit storing heat given to a heat transfer medium from an engine of a mobile body to the engine of the mobile body. a first step of supplying the heat transfer medium heat-exchanged with the engine to the heat storage unit in a first mode; and the heat transfer medium released from the heat storage unit after the first step. is not supplied to the engine, and the heat transfer medium warmed by the heat recovered by the recovery unit for recovering the exhaust heat from the engine of the moving body is supplied to the heat storage unit. , has
本発明によれば、移動体内での蓄熱効率を向上させることができるという効果を奏する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is effective in the ability to improve the heat storage efficiency in a moving body.
<第1実施形態>
[熱制御装置1の基本構成]
図1及び図2は、第1実施形態に係る熱制御装置1の構成を示す図である。図1は、第1モードの状態における熱制御装置1を示しており、図2は、第2モードの状態における熱制御装置1を示している。熱制御装置1は、移動体の一種である車両に搭載されている。図1における実線の矢印は、車両における熱搬送媒体が管を流れる向きを示している。熱搬送媒体は、例えば冷却水である。本明細書において、熱搬送媒体が管を流れる系を「熱ループ」と称する場合がある。
<First embodiment>
[Basic Configuration of Thermal Control Device 1]
1 and 2 are diagrams showing the configuration of a heat control device 1 according to the first embodiment. 1 shows the thermal control device 1 in the first mode, and FIG. 2 shows the thermal control device 1 in the second mode. The heat control device 1 is mounted on a vehicle, which is a type of moving body. The solid arrows in FIG. 1 indicate the direction in which the heat transfer medium in the vehicle flows through the pipes. The heat-carrying medium is, for example, cooling water. In this specification, a system in which a heat-carrying medium flows through tubes is sometimes referred to as a "thermal loop."
熱制御装置1は、エンジン11と、ラジエータ12と、ヒーター部13と、蓄熱器14と、回収器15と、切替部16と、制御部17と、ポンプ18と、温度センサ21と、温度センサ22とを有する。切替部16は、第1バルブ161、第2バルブ162、第3バルブ163及び第4バルブ164を有する。
The heat control device 1 includes an
図1に示す第1モードの熱ループにおいては、蓄熱器14→第3バルブ163→第1バルブ161→エンジン11→ヒーター部13→第2バルブ162→第4バルブ164→蓄熱器14の順に熱搬送媒体が流れる。エンジン11に入る熱搬送媒体は、エンジン暖機中、一部がラジエータ12に流れるが、サーモスタットにより流れが止められ、残りがヒーター部13に流れる。
In the heat loop of the first mode shown in FIG. 1, heat is generated in the order of
図2に示す第2モードにおいては、2つの熱ループが存在する。第1の熱ループにおいては、蓄熱器14→第3バルブ163→回収器15→第4バルブ164→蓄熱器14の順に熱搬送媒体が流れる。第2の熱ループにおいては、エンジン11→ヒーター部13→第2バルブ162→第1バルブ161→エンジン11の順に熱搬送媒体が流れる。
In the second mode shown in FIG. 2, there are two thermal loops. In the first heat loop, the heat transfer medium flows in order of
[熱制御装置1の構成及び動作]
以下、熱制御装置1の各部の構成及び動作について説明する。
エンジン11は、車両を駆動するための動力を発生する。熱制御装置1が搭載されている車両がトラック又はバス等の商用車である場合、エンジン11は、ディーゼル又はガソリンエンジンである。ラジエータ12は、エンジン11が発する熱を放出する。エンジン11とラジエータ12との間には、熱搬送媒体を循環させる管が設けられている。
[Configuration and Operation of Heat Control Device 1]
The configuration and operation of each part of the heat control device 1 will be described below.
The
ヒーター部13は、車両の室内の空気と熱搬送媒体との間の熱交換を行う。熱搬送媒体の温度が室内の空気の温度よりも高い場合、ヒーター部13は、熱搬送媒体の熱により温められた空気を室内に放出することで、室内の温度を上昇させる。ユーザは、車両のインスツルパネルに設けられた操作部により、室内の温度を設定することができる。ヒーター部13は、制御部17の制御に基づいて、室内の温度が設定された温度になるように動作する。
The
蓄熱器14は、エンジン11から熱搬送媒体に与えられた熱を蓄える。蓄熱器14は、例えば、回収器15が回収したエンジン11の排熱により温められた熱搬送媒体を一時的に蓄えることにより蓄熱する。蓄熱器14は、第1モードにおいて、ヒーター部13の後段に設けられている。蓄熱器14は、第2モードにおいて、回収器15の後段に設けられており、回収器15から送り出された熱搬送媒体の熱を蓄える。蓄熱器14は、温められた熱搬送媒体自体を溜めることにより熱を蓄えてもよい。
The
回収器15は、車両で発生する熱を回収し、回収した熱を熱搬送媒体との間で熱交換をする熱交換器である。回収器15が回収する熱は、例えばエンジン11の排気熱又はEGR(Exhaust Gas Recirculation)クーラーから排出される熱である。なお、回収器15は、第2モードにおいて熱搬送媒体が沸騰することを防ぐために、制御部17の制御によって動作する冷却装置を有していてもよい。
The
切替部16は、図1に示す第1モードと図2に示す第2モードとを切り替える。具体的には、切替部16は、第1モードにおいて、蓄熱器14が蓄えた熱により温められた熱搬送媒体をエンジン11に供給し、かつエンジン11との間で熱交換した熱搬送媒体を、ヒーター部13において室内の空気と熱交換した後に蓄熱器14に供給する。また、切替部16は、第2モードにおいて、蓄熱器14が蓄えた熱により温められた熱搬送媒体をエンジン11に供給せず、回収器15が回収した熱により温められた熱搬送媒体を蓄熱器14に供給する。
The switching
より具体的には、第1バルブ161~第4バルブ164は、制御部17の制御に基づいて、以下のように動作する三方向バルブである。
第1バルブ161は、蓄熱器14が蓄積した熱により温められた熱搬送媒体をエンジン11に供給するか、ヒーター部13を通過した熱搬送媒体をエンジン11に供給するかを切り替える。第2バルブ162は、ヒーター部13を通過した熱搬送媒体を蓄熱器14に供給するか、第1バルブ161を介して車両のエンジン11に供給するかを切り替える。
More specifically, the first to
The
第3バルブ163は、回収器15が回収した熱により温められた熱搬送媒体を、第1バルブ161を介してエンジン11に供給するか、蓄熱器14が蓄えた熱により温められた熱搬送媒体を回収器15に供給するかを切り替える。第4バルブ164は、第2バルブ162を介してヒーター部13から送られてきた熱搬送媒体を蓄熱器14に供給するか、回収器15が回収した熱により温められた熱搬送媒体を蓄熱器14に供給するかを切り替える。
The
制御部17は、熱制御装置1の各部を制御する。制御部17は、例えばCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)を有する。制御部17は、ROMに記憶されたプログラムを実行することにより、熱搬送媒体の流路を切り替える制御を実行する。制御部17は、エンジン11が始動してから所定の時間が経過するまでの間(例えば蓄熱器14に蓄えられていた熱搬送媒体が全て放出されるまでの間)、切替部16を第1モードで動作させ、エンジン11が始動してから所定の時間が経過した後に、切替部16を第2モードで動作させる。
The
ポンプ18は、第3バルブ163と回収器15との間に設けられており、熱搬送媒体を送るための力を発生する。ポンプ18は、第1モードにおいては動作を停止しており機能しない。ポンプ18は、第2モードにおいて、回収器15から、第3バルブ163を介して蓄熱器14に熱搬送媒体を送るための力を発生する。
A
温度センサ21は、蓄熱器14から放出された熱搬送媒体の温度を検出する第1温度検出部である。蓄熱器14から放出される熱搬送媒体は、蓄熱器14が蓄えた熱により温められた熱搬送媒体であってもよく、蓄熱器14に蓄えられた、予め温められた熱搬送媒体であってもよい。温度センサ22は、回収器15の熱により温められた熱搬送媒体の温度を検出する第2温度検出部である。
The
[切替部16の制御]
以下、制御部17が切替部16を制御する動作の詳細について説明する。
制御部17は、エンジンが始動してから所定の時間が経過するまでの間は、第1モードとして、第1バルブ161~第4バルブ164を制御する。
[Control of switching unit 16]
Details of the operation of the
The
具体的には、第1モードにおいて、制御部17は、蓄熱器14から放出された熱搬送媒体をエンジン11に供給するように、第1バルブ161を制御する。制御部17は、ヒーター部13を通過した熱搬送媒体を蓄熱器14に供給するように、第2バルブ162を制御する。制御部17は、蓄熱器14から放出された熱搬送媒体を、第1バルブ161を介してエンジン11に供給するように、第3バルブ163を制御する。制御部17は、第2バルブ162を介してヒーター部13から送られてきた熱搬送媒体を蓄熱器14に供給するように、第4バルブ164を制御する。
Specifically, in the first mode, the
制御部17は、エンジンが始動してから所定の時間が経過した後は、第2モードとして、第1バルブ161~第4バルブ164を制御する。具体的には、第2モードにおいて、制御部17は、ヒーター部13及び第2バルブ162を通過した熱搬送媒体をエンジン11に供給するように、第1バルブ161を制御する。制御部17は、ヒーター部13を通過した熱搬送媒体を、第1バルブ161を介してエンジン11に供給するように、第2バルブ162を制御する。制御部17は、蓄熱器14が有する蓄熱媒体と熱交換する熱搬送媒体を回収器15に供給するように、第3バルブ163を制御する。制御部17は、回収器15が回収した熱により温められた熱搬送媒体を蓄熱器14に供給するように、第4バルブ164を制御する。
The
ここで、所定の時間は、例えば、予め測定された、回収器15で回収される熱により温められる熱搬送媒体の温度が、蓄熱器14から放出された熱搬送媒体の温度よりも高くなるまでの時間である。所定の時間は、温度センサ21及び温度センサ22における検出温度に基づいて決定される時間であってもよい。
Here, the predetermined time is, for example, until the previously measured temperature of the heat transfer medium warmed by the heat recovered by the
制御部17は、温度センサ21及び温度センサ22における検出温度を利用する場合、例えば、蓄熱器14に設けられている温度センサ21が検出した温度が所定の閾値以上である間、切替部16を第1モードで動作させ、温度センサ21が検出した温度が所定の閾値未満である間、切替部16を第2モードで動作させてもよい。制御部17は、温度センサ21が検出した温度が、回収器15に設けられている温度センサ22が検出した温度以上である場合に、切替部16を第1モードで動作させ、温度センサ21が検出した温度が、回収器15に設けられている温度センサ22が検出した温度未満である場合に、切替部16を第1モードで動作させてもよい。
When using the temperatures detected by the
また、制御部17は、エンジン11の暖機が終了するまでの間は第1モードで切替部16を動作させ、エンジン11の暖機が終了した後は第2モードで切替部16を動作させてもよい。制御部17は、エンジン11の暖機が終了したタイミングを、例えば、エンジン11から送り出された熱搬送媒体の温度に基づいて検出する。
Further, the
このように、熱制御装置1は、制御部17が、エンジン11が始動してからの経過時間、蓄熱器14から放出された熱搬送媒体の温度に関連付けられたタイミング、又はエンジン11の暖機の終了タイミングで、蓄熱器14に入る熱搬送媒体の経路、及び蓄熱器14から送り出される熱搬送媒体の経路を切り替えることができる。したがって、熱制御装置1は、蓄熱器14に十分な熱が蓄えられている間は、蓄えた熱をエンジン11の暖機や室内の昇温に活用し、蓄熱器14の熱が減少してきた時点で、回収器15が回収した熱を蓄熱器14に蓄えることで、移動体内での蓄熱効率を向上させることができる。
Thus, the heat control device 1 allows the
なお、制御部17は、外部環境に基づいて、熱ループのモードを切り替えるタイミングを決定してもよい。制御部17は、エンジン11が始動した後に、例えば不図示の温度センサにより検出した外気温と蓄熱器14に設けられている温度センサ21が検出した温度との差に基づく時間が経過したタイミングで、熱搬送媒体の供給元を切り替える。
Note that the
具体的には、制御部17は、外気温と温度センサ21が検出した温度との差が大きければ大きいほど、回収器15が回収した熱により熱搬送媒体が温まるまでに長い時間を要するので、第1モードから第2モードに切り替えるまでの時間を長くする。このようにすることで、熱制御装置1は、外部環境に適した方法で蓄熱器14を活用することができる。
Specifically, the greater the difference between the outside air temperature and the temperature detected by the
[熱制御装置1の動作フローチャート]
図3は、制御部17の動作フローチャートである。制御部17は、エンジン11が始動したかどうかを監視する(S11)。制御部17は、エンジン11が始動した場合(S11においてYES)、蓄熱器14から放出された熱搬送媒体をエンジン11に供給するように切替部16を制御して、図1に示した第1モードの状態にする(S12)。
[Operation Flowchart of Thermal Control Device 1]
FIG. 3 is an operation flowchart of the
制御部17は、蓄熱器14から放出された熱搬送媒体をエンジン11に供給している間、蓄熱器14から放出された熱搬送媒体の温度を監視する(S13)。制御部17は、例えば、蓄熱器14から放出された熱搬送媒体の温度が所定の閾値未満まで低下したと判定すると(S13においてYES)、蓄熱器14とエンジン11との間を分離し、回収器15の熱により温められた熱搬送媒体を蓄熱器14に供給するように切替部16を制御して、図2に示した第2モードの状態に切り替える(S14)。制御部17は、エンジン11が停止すると(S15においてYES)、処理を終了する。
The
[熱制御装置1による効果]
以上説明したように、熱制御装置1においては、第1モードにおいて、制御部17が、蓄熱器14から放出された熱搬送媒体をエンジン11に供給し、かつエンジン11との間で熱交換した熱搬送媒体を蓄熱器14に供給するように切替部16を制御する。また、第2モードにおいて、制御部17は、蓄熱器14から放出された熱搬送媒体をエンジン11に供給せず、回収器15が回収した熱により温められた熱搬送媒体を蓄熱器14に供給するように切替部16を制御する。熱制御装置1が、このように、第2モードにおいて蓄熱器14をエンジン11と切り離した状態で回収器15が回収した熱を蓄えるようにすることで、回収器15が回収した熱を効率よく蓄熱することができる。
[Effect of heat control device 1]
As described above, in the heat control device 1, in the first mode, the
また、制御部17は、例えば、エンジン11が始動してから所定の時間が経過した場合、蓄熱器14から放出された熱搬送媒体の温度が閾値未満になった場合、又はエンジン11の暖機が終了した場合に、第1モードから第2モードに切替部16を切り替える。このようにすることで、蓄熱器14に蓄えられた熱を効果的に利用することができるので、車両内での熱の利用効率を向上させることができる。
In addition, for example, the
特に、第2モードにおいては、回収器15が含まれる熱ループが、蓄熱器14→第3バルブ163→回収器15→第4バルブ164→蓄熱器14と短いため、回収器15が回収した熱により温められる熱搬送媒体の量が、第1モードの熱ループで循環する熱搬送媒体の量よりも少ない。したがって、回収器15により回収される熱を効果的に蓄熱器14で蓄熱することもできる。
In particular, in the second mode, the heat loop including the
<第2実施形態>
図4及び図5は、第2実施形態に係る熱制御装置2の構成を示す図である。図4は、第1モードの状態における熱制御装置2を示しており、図5は、第2モードの状態における熱制御装置2を示している。
<Second embodiment>
4 and 5 are diagrams showing the configuration of the
第1実施形態に係る熱制御装置1は、切替部16が、第1バルブ161、第2バルブ162、第3バルブ163及び第4バルブ164を有していた。これに対して、第2実施形態に係る熱制御装置2は、切替部16の代わりに切替部23を有し、切替部23が、第5バルブ231、第6バルブ232、第7バルブ233及びポンプ234を有する点で、熱制御装置1と異なる。第5バルブ231、第6バルブ232、第7バルブ233及びポンプ234は、制御部17の制御に基づいて状態を切り替える。
In the heat control device 1 according to the first embodiment, the switching
熱制御装置2の制御部17が第1モードと第2モードとを切り替える条件は、第1実施形態に係る熱制御装置1と同じである。制御部17は、例えば、エンジン11が始動してから、蓄熱器14に蓄えられた熱搬送媒体が放出されるまでの所定の時間において第1モードにして、蓄熱器14に蓄えられた熱搬送媒体が放出された後に第2モードに移行する。
The conditions for switching the
第5バルブ231は、蓄熱器14から放出された熱搬送媒体をエンジン11に供給するか、蓄熱器14から放出された熱搬送媒体を回収器15に供給するかを切り替える三方向バルブである。第6バルブ232は、ヒーター部13から送られてきた熱搬送媒体を回収器15に供給するか、蓄熱器14から放出された熱搬送媒体を回収器15に供給するかを切り替える三方向バルブである。第7バルブ233は、ヒーター部13から送られてきた熱搬送媒体をエンジン11に供給するか否かを切り替えるオン/オフバルブである。ポンプ234は、第1モードにおいて動作を停止し、第2モードにおいて、蓄熱器14から放出された熱搬送媒体を回収器15に向けて搬送するための搬送力を発生する。
The
図4に示す第1モードの熱ループにおいては、蓄熱器14→第5バルブ231→エンジン11→ヒーター部13→第6バルブ232→回収器15→蓄熱器14の順に熱搬送媒体が流れる。図5に示す第2モードにおいては、2つの熱ループが存在する。第1の熱ループにおいては、蓄熱器14→第5バルブ231→ポンプ234→第6バルブ232→回収器15→蓄熱器14の順に熱搬送媒体が流れる。第2の熱ループにおいては、エンジン11→ヒーター部13→第7バルブ233→エンジン11の順に熱搬送媒体が流れる。
In the heat loop of the first mode shown in FIG. 4, the heat transfer medium flows in order of
このように、熱制御装置2においては、熱制御装置1よりも少ない数のバルブを用いて第1モードと第2モードとを切り替えることができるので、熱制御装置1よりも低コストで実現することができる。
Thus, in the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。例えば、以上の説明においては、移動体が車両である場合について説明したが、移動体は車両に限らず、本発明は、航空機、船舶及び列車等の他の移動体にも適用することができる。また、本発明に係る移動体は、必ずしも移動する機能を有していなくてもよく、内燃機関を有する任意の装置であってもよい。 Although the present invention has been described above using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments. It is obvious to those skilled in the art that various modifications or improvements can be made to the above embodiments. It is clear from the description of the scope of claims that forms with such modifications or improvements can also be included in the technical scope of the present invention. For example, in the above description, the mobile object is a vehicle, but the mobile object is not limited to a vehicle, and the present invention can also be applied to other mobile objects such as aircraft, ships, and trains. . Further, the moving body according to the present invention does not necessarily have a function of moving, and may be any device having an internal combustion engine.
1 熱制御装置
11 エンジン
12 ラジエータ
13 ヒーター部
14 蓄熱器
15 回収器
16 切替部
17 制御部
18 ポンプ
21~22 温度センサ
161 第1バルブ
162 第2バルブ
163 第3バルブ
164 第4バルブ
23 切替部
231 第5バルブ
232 第6バルブ
233 第7バルブ
234 ポンプ
1
Claims (5)
前記移動体のエンジンからの排気熱を回収する回収部と、
前記蓄熱部が蓄えた熱により温められた熱搬送媒体を前記エンジンに供給し、かつ前記エンジンとの間で熱交換した熱搬送媒体を前記蓄熱部に供給する第1モードと、前記蓄熱部から放出された熱搬送媒体を前記エンジンに供給せず、前記回収部が回収した前記排気熱により温められた熱搬送媒体を前記蓄熱部に供給する第2モードとを切り替える切替部と、
前記移動体の室内の空気と熱搬送媒体との間の熱交換を行うヒーター部と、
を有し、
前記切替部は、
前記蓄熱部から放出された熱搬送媒体を前記エンジンに供給するか、前記蓄熱部から放出された熱搬送媒体を前記回収部に供給するかを切り替える三方向バルブである第5バルブと、
前記ヒーター部から送られてきた熱搬送媒体を前記回収部に供給するか、前記蓄熱部から放出された熱搬送媒体を前記回収部に供給するかを切り替える三方向バルブである第6バルブと、
前記ヒーター部から送られてきた熱搬送媒体を前記エンジンに供給するか否かを切り替えるオン/オフバルブである第7バルブと、
前記第5バルブと前記第6バルブとの間に設けられており、前記第2モードにおいて、前記回収部から前記蓄熱部に熱搬送媒体を送り、かつ前記第1モードにおいて動作を停止するポンプと、
を有し、
前記第1モードにおいて、前記第7バルブがオフの状態で、前記蓄熱部、前記第5バルブ、前記エンジン、前記ヒーター部、前記第6バルブ、前記回収部の順に熱搬送媒体が流れる熱ループが形成され、前記第2モードにおいて、前記蓄熱部、前記第5バルブ、前記ポンプ、前記第6バルブ、前記回収部の順に熱搬送媒体が流れる第1の熱ループと、前記第7バルブがオンの状態で前記エンジン、前記ヒーター部、前記第7バルブの順に熱搬送媒体が流れる第2の熱ループとが形成され、前記第1モードにおける熱ループよりも前記第1の熱ループの方が短く、前記第2モードにおいて前記回収部が回収した熱により温められる熱搬送媒体の量が、前記第1モードにおいて循環する熱搬送媒体の量よりも少ない熱制御装置。 a heat storage unit that stores heat given to the heat transfer medium from the engine of the moving body;
a recovery unit that recovers exhaust heat from an engine of the moving body;
a first mode in which a heat transfer medium warmed by the heat stored in the heat storage unit is supplied to the engine and the heat transfer medium heat-exchanged with the engine is supplied to the heat storage unit; a switching unit for switching between a second mode in which the released heat transfer medium is not supplied to the engine and the heat transfer medium warmed by the exhaust heat collected by the recovery unit is supplied to the heat storage unit;
a heater unit for exchanging heat between air in the moving body and a heat transfer medium;
has
The switching unit is
a fifth valve that is a three-way valve that switches between supplying the heat transfer medium released from the heat storage unit to the engine and supplying the heat transfer medium released from the heat storage unit to the recovery unit;
a sixth valve that is a three-way valve that switches between supplying the heat transfer medium sent from the heater section to the recovery section and supplying the heat transfer medium released from the heat storage section to the recovery section;
a seventh valve that is an on/off valve that switches whether to supply the heat transfer medium sent from the heater section to the engine;
a pump which is provided between the fifth valve and the sixth valve and which, in the second mode, sends a heat transfer medium from the recovery section to the heat storage section and stops operating in the first mode; ,
has
In the first mode, when the seventh valve is off, a heat loop is formed in which the heat transfer medium flows through the heat storage section, the fifth valve, the engine, the heater section, the sixth valve, and the recovery section in this order. and in the second mode, a first heat loop in which a heat transfer medium flows in the order of the heat storage section, the fifth valve, the pump, the sixth valve, and the recovery section, and the seventh valve is on. a second heat loop is formed in which a heat transfer medium flows in the order of the engine, the heater section, and the seventh valve in this state, and the first heat loop is shorter than the heat loop in the first mode ; The heat control device, wherein the amount of the heat transfer medium warmed by the heat recovered by the recovery unit in the second mode is less than the amount of the heat transfer medium circulated in the first mode.
請求項1に記載の熱制御装置。 In the first mode, the switching unit supplies the heat transfer medium heat-exchanged with the engine to the heat storage unit after heat-exchanging with the indoor air in the heater unit.
The thermal control device of claim 1.
請求項1又は2に記載の熱制御装置。 The switching unit is operated in the first mode until a predetermined time elapses after the engine starts, and the switching unit is operated in the first mode after the predetermined time elapses after the engine starts. further comprising a control unit that operates in the second mode;
3. A thermal control device according to claim 1 or 2 .
前記第1温度検出部が検出した温度が所定の閾値以上である間、前記切替部を前記第1モードで動作させ、前記第1温度検出部が検出した温度が前記所定の閾値未満になった後に前記切替部を前記第2モードで動作させる制御部をさらに有する、
請求項1から3のいずれか一項に記載の熱制御装置。 further comprising a first temperature detection unit that detects the temperature of the heat transfer medium released from the heat storage unit;
While the temperature detected by the first temperature detection unit is equal to or higher than a predetermined threshold, the switching unit is operated in the first mode, and the temperature detected by the first temperature detection unit is less than the predetermined threshold. further comprising a control unit that operates the switching unit in the second mode later,
4. A thermal control device according to any one of claims 1-3 .
前記回収部が回収した熱により温められた熱搬送媒体の温度を検出する第2温度検出部と、
前記第1温度検出部が検出した温度が前記第2温度検出部により検出された温度以上である間、前記切替部を前記第1モードで動作させ、前記第1温度検出部が検出した温度が前記第2温度検出部により検出された温度未満になった後に、前記切替部を前記第2モードで動作させる制御部と、
をさらに有する、
請求項1から3のいずれか一項に記載の熱制御装置。 a first temperature detection unit that detects the temperature of the heat transfer medium released from the heat storage unit;
a second temperature detection unit that detects the temperature of the heat transfer medium warmed by the heat recovered by the recovery unit;
While the temperature detected by the first temperature detection unit is equal to or higher than the temperature detected by the second temperature detection unit, the switching unit is operated in the first mode, and the temperature detected by the first temperature detection unit is a control unit that operates the switching unit in the second mode after the temperature becomes lower than the temperature detected by the second temperature detection unit;
further having
4. A thermal control device according to any one of claims 1-3 .
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