热交换器.pdf

本发明公开了一种热交换器，制冷剂管(61)和冷却介质管(71)在制冷剂总箱(62)与冷却介质总箱(72)之间交替设置和堆叠，其中制冷剂管(61)每一个都包括用于改变制冷剂的流动方向的制冷剂侧转向部(61e)，冷却介质管(71)每一个都包括用于改变用于行进用电动机MG的冷却剂的流动方向的冷却介质侧转向部(71e)。外散热片设置在形成在彼此相邻的制冷剂管(61)中的每一个与冷却剂管(43a)中的每一个之间的外部空气通道中。制冷剂侧转向部(61e)设置在与制冷剂总箱(62)相比更加靠近冷却介质总箱(72)的位置处。冷却介质侧转向部(71e)设置在与冷却介质总箱(72)相比更加靠近制冷剂侧总箱(62)的位置处。

权利要求书
1.   一种热交换器，包括：
第一热交换部(60)，所述第一热交换部包括第一流体流动通过的多个第一管(61)和在所述第一管(61)的层叠方向上延伸以收集或分配流动通过所述第一管(61)的第一流体的第一箱(62)，所述第一热交换部(60)适于在所述第一流体与在所述第一管(61)周围流动的第三流体之间交换热量；和
第二热交换部(70)，所述第二热交换部包括第二流体流动通过的多个第二管(71)和在所述第二管(71)的层叠方向上延伸以收集或分配流动通过所述第二管(71)的第二流体的第二箱(72)，所述第二热交换部(70)适于在所述第二流体与在所述第二管(71)周围流动的所述第三流体之间交换热量，其中：
所述第一管(61)和所述第二管(71)设置在所述第一箱(62)与所述第二箱(72)之间，
所述第一管(61)中的至少一个设置在所述第二管(71)之间，
所述第二管(71)中的至少一个设置在所述第一管(61)之间，
形成在所述第一管(61)与所述第二管(71)之间的空间限定所述第三流体流动通过的第三流体通道(16a)，
外散热片(50)设置在所述第三流体通道(16a)中，以促进所述第一热交换部(60)与所述第二热交换部(70)两者之间的热交换，同时能够在流动通过所述第一管(61)的第一流体与流动通过所述第二管(71)的第二流体之间进行热传递，
所述第一管(61)设有用于改变所述第一流体的流动方向的第一转向部(61e)，
所述第二管(71)设有用于改变所述第二流体的流动方向的第二转向部(71e)，
所述第一转向部(61e)被定位成较之所述第一箱(62)更加靠近所述第二箱(72)，以及
所述第二转向部(71e)被定位成较之所述第二箱(72)更加靠近所述第一箱(62)。

2.   根据权利要求1所述的热交换器，其中：
被引入到所述第一热交换部(60)中的第一流体的温度与被引入到所述第二热交换部(70)中的第二流体的温度不同，以及
所述外散热片(50)设置在形成在彼此相邻的所述第一管(61)与所述第二管(72)之间、相邻的所述第一管(61)之间以及相邻的所述第二管(71)之间的空间中。

3.   根据权利要求1或2所述的热交换器，其中，所述第一管(61)和所述第二管(71)固定到所述第一箱(62)和所述第二箱(72)两者。

4.   根据权利要求1‑3中任一项所述的热交换器，其中，当被引入到所述第一热交换部(60)中的第一流体和被引入到所述第二热交换部(70)中的第二流体中具有较高温度的一个流体被定义为高温侧流体，所述第一管(61)和所述第二管(71)中的高温流体流动通过的高温侧管的相对于所述第一转向部(61e)和所述第二转向部(71e)中相应的一个转向部的上游侧部被定义为高温侧管上游部，以及所述第一管(61)和所述第二管(71)中的高温流体流动通过的高温侧管的相对于所述第一转向部(61e)和所述第二转向部(71e)中相应的一个转向部的下游侧部被定义为高温侧管下游部时，所述第三流体的温度低于所述高温侧流体的温度，以及所述高温侧管中的至少一个的高温侧管上游部相对于所述高温侧管下游部沿所述第三流体的流动方向定位在上游侧。

5.   根据权利要求4所述的热交换器，其中，当被引入到所述第一热交换部(60)中的第一流体和被引入到所述第二热交换部(70)中的第二流体中具有较低温度的一个流体被定义为低温侧流体，所述第一管(61)和所述第二管(71)中的低温侧流体流动通过的低温侧管的相对于所述第一转向部(61e)和所述第二转向部(71e)中的相应的一个转向部的上游侧部被定义为低温侧管上游部，以及当所述第一管(61)和所述第二管(71)中的低温流体流动通过的低温侧管的相对于所述第一转向部(61e)和所述第二转向部(71e)中相应的一个转向部的下游侧部被定义为低温侧管下游部时，所述第三流体的温度低于所述低温侧流体的温度，以及所述低温侧管中的至少一个的低温侧管上游部相对于所述低温侧管下游部沿所述第三流体的流动方向定位在上游侧。

6.   根据权利要求1‑4中任一项所述的热交换器，其中，所述第三流体的温度低于被引入到所述第一热交换部(60)中的第一流体和被引入到所述第二热交换部(70)中的第二流体中具有较高温度的一个流体的温度且高于具有较低温度的另一流体的温度。

7.   根据权利要求1‑3中任一项所述的热交换器，其中，
当所述第一管(61)的相对于所述第一转向部(61e)的上游侧部被定义为第一管上游部(611)，所述第一管(61)的相对于所述第一转向部(61e)的下游侧部被定义为第一管下游部(612)，所述第二管(71)的相对于所述第二转向部(71e)的上游侧部被定义为第二管上游部(711)，以及所述第二管(71)的相对于所述第二转向部(71e)的下游侧部被定义为第二管下游部(712)时，所述第一管上游部(611)和所述第二管上游部(711)沿所述第一管(61)和所述第二管(71)的层叠方向布置，并且所述第一管下游部(612)和所述第二管下游部(712)沿所述第一管(61)和所述第二管(71)的层叠方向布置。

8.   根据权利要求7所述的热交换器，其中，所述第一管上游部(611)和所述第二管上游部(711)相对于所述第一管下游部(612)和所述第二管下游部(712)沿所述第三流体的流动方向定位在上游侧。

9.   根据权利要求7所述的热交换器，其中：
所述第一管(61)包括上游侧第一管组(60a)和下游侧第一管组(60b)，其中被引入到所述第一热交换部(60)中的第一流体在所述上游侧第一管组中流动，从所述上游侧第一管组(60a)流动的第一流体在所述下游侧第一管组中流动以使所述第一流体流出所述第一热交换部(60)，
所述第二管(71)包括上游侧第二管组(70a)和下游侧第二管组(70b)，其中被引入到所述第二热交换部(70)中的第二流体在所述上游侧第二管组中流动，从所述上游侧第二管组(70a)流动的第二流体在所述下游侧第二管组中流动以使所述第二流体流出所述第二热交换部(70)，以及
所述上游侧第一管组(60a)和所述上游侧第二管组(70a)的所述第一管上游部(611)和所述第二管上游部(711)相对于所述第一管下游部(612)和所述第二管下游部(712)沿所述第三流体的流动方向定位在上游侧。

10.   根据权利要求9所述的热交换器，其中，所述下游侧第一管组(60b)和所述下游侧第二管组(70b)的所述第一管上游部(611)和所述第二管上游部(711)相对于所述第一管下游部(612)和所述第二管下游部(712)沿所述第三流体的流动方向定位在下游侧。

11.   根据权利要求1‑10中任一项所述的热交换器，其中，所述外散热片(50)联接到所述第一管(61)和所述第二管(71)，并设有用于局部地削弱所述外散热片的刚性的多个狭缝(50a)。

12.   根据权利要求1‑11中任一项所述的热交换器，其中，所述第一转向部(61e)和所述第二转向部(71e)中的至少一个的中间部的制冷剂通道的面积大于所述一个转向部的流体流入部和流体流出部中的每一个的流体通道的面积。

13.   根据权利要求1‑12中任一项所述的热交换器，还包括：
内散热片(65，75)，所述内散热片设置在所述第一管(61)和所述第二管(71)中的至少一个内以促进所述第一流体或所述第二流体与所述第三流体之间的热交换，其中：
所述内散热片(65，75)具有突出到所述第一转向部(61e)或所述第二转向部(71e)的内部空间中的端部。

14.   根据权利要求1‑13中任一项所述的热交换器，其中，所述第一管(61)和所述第二管(71)中的每一个都由通过结合一对板(61a，61b，71a，71b)形成的板管制成。

15.   根据权利要求1‑13中任一项所述的热交换器，其中，所述第一管(61)和所述第二管(71)中的每一个都通过弯曲扁平管而形成，所述扁平管在垂直于所述扁平管的纵向方向的方向上具有扁平截面。

说明书热交换器
相关申请的交叉引用
本申请基于并主张2010年11月9日提出申请的日本专利申请第2010‑251119号和2011年10月24日提出申请的日本专利申请第2011‑233083号的优先权的权益，所述申请的公开内容通过引用在此合并。
技术领域
本发明涉及一种可以在三种流体之间交换热量的复合热交换器。
背景技术
传统地，已经知道可以在三种流体之间交换热量的复合热交换器。例如，专利文献1公开了一种可以在室外空气(外部空气)与制冷剂循环装置的制冷剂之间以及制冷剂与用于冷却发动机的冷却剂之间交换热量的复合热交换器。
具体地，专利文献1中公开的热交换器包括层叠的多个线性制冷剂管，且每一个制冷剂管都具有连接到用于收集或分配制冷剂的制冷剂箱的两个端部。热交换器还包括热管，每一个热管都具有连接到用于循环冷却剂的冷却剂箱的一端，并且平行于层叠的制冷剂管设置在所述制冷剂管之间。此外，用于促进热交换的散热片布置在形成在制冷剂管与热管之间的外部空气通道中。专利文献1中的制冷循环装置采用这种复合热交换器作为用于通过在制冷剂中吸收外部空气的热量和冷却剂的热量(例如，发动机的废热)蒸发制冷剂的蒸发器。此时，从热管转移的发动机的废热可以用于抑制热交换器的结霜。
[相关技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]
日本未审查专利公开第11‑157326号
为了在专利文献1的热交换器中如上所述获得制冷剂与外部空气之间的热交换和制冷剂与冷却剂之间的热交换，制冷剂箱和冷却剂箱沿着外部空气的流动方向彼此相邻，并且热管靠近冷却剂箱弯曲，使得热管布置在线性延伸的制冷剂管之间。
然而，制冷剂箱和冷却剂箱沿外部空气流动方向彼此相邻的布置导致整个热交换器沿外部空气流动方向的尺寸增加。此外，专利文献1的热交换器必须使用靠近冷却剂箱弯曲的复杂形状的热管，从而导致热交换器的生产率低下。
发明内容
已经考虑到以上问题完成了本发明，并且本发明的目的是提高可以在三种流体之间交换热量的热交换器的生产率。
根据本发明的第一方面，一种热交换器包括：第一热交换部，所述第一热交换部包括第一流体流动通过的多个第一管和在第一管的层叠方向上延伸以收集或分配流动通过第一管的第一流体的第一箱，第一热交换部适于在第一流体与在第一管周围流动的第三流体之间交换热量；和第二热交换部，所述第二热交换部包括第二流体流动通过的多个第二管和在第二管的层叠方向上延伸以收集或分配流动通过第二管的第二流体的第二箱，第二热交换部适于在第二流体与在第二管周围流动的第三流体之间交换热量。第一管和第二管设置在第一箱与第二箱之间，第一管中的至少一个设置在第二管之间，第二管中的至少一个设置在第一管之间，形成在第一管与第二管之间的空间限定第三流体流动通过的第三流体通道，以及外散热片设置在第三流体通道中以促进第一热交换部与第二热交换部两者之间的热交换，同时能够在流动通过第一管的第一流体与流动通过第二管的第二流体之间进行热传递。另外，第一管设有用于改变第一流体的流动方向的第一转向部，第二管设有用于改变第二流体的流动方向的第二转向部，第一转向部被定位成较之第一箱更加靠近第二箱，以及第二转向部被定位成较之第二箱更加靠近第一箱。
因此，可以经由第一管和外散热片在第一流体与第三流体之间交换热量。还可以经由第二管和外散热片在第二流体与第三流体之间交换热量。进一步可以经由外散热片在第一流体与第二流体之间交换热量。因此，可以在三种流体之间执行热交换。
第一管和第二管设置在第一箱与第二箱之间，并且第三流体通道形成在形成在第一管与第二管之间的空间中，使得第一箱和第二箱没有沿第三流体的流动方向布置。因此，可以防止整个热交换器沿第三流体的流动方向的尺寸增加。
第一管的第一转向部被定位成较之第一箱更靠近第二箱，而第二管的第二转向部被定位成较之第二箱更靠近第一箱，使得第一管与第一箱的连接可以具有与第二管与第二箱的连接相同或等同的形状。
因此，本公开的热交换器可以在不增加尺寸的情况下提高可以在三种流体之间交换热量的热交换器的生产率。如这里使用的术语“三种流体”不仅表示具有不同特性或成分的流体，而且表示即使当这些流体具有相同的特性或成分而在温度或状态(例如气相或液相)方面不同的流体。因此，第一至第三流体不局限于具有不同特性或成分的流体。
根据本发明的第二方面，被引入到第一热交换部中的第一流体的温度可以与被引入到第二热交换部中的第二流体的温度不同，并且外散热片可以设置在形成在第一管和第二管和与其相邻的其它第一管和第二管之间的空间中。
当被引入到第一热交换器的第一流体的温度不同于被引入到第二热交换器中的第二流体的温度时，第一管中产生的热应变(热膨胀的量)不同于第二管中产生的热应变，这可能会改变第一管和第二管的尺寸。在这种情况下，外散热片促进各个流体之间的热交换，从而减小第一流体与第二流体之间的温差以减轻(减小)第一管与第二管之间的热应变的差异。因此，可以抑制热交换器的破坏。
如这里使用的术语“形成在第一管与第二管以及与其相邻的其它第一管与第二管之间的空间”表示形成在第一管和与所述第一管相邻的另一个第一管或第二管之间以及第二管和与所述第二管相邻的第一管或另一个第二管之间的空间。
如这里使用的术语“引入”或“流出”表示制冷剂在热交换器中的移动，而这里使用的术语“流入”或“流出”表示制冷剂在每一个管中的移动。
根据本发明的第三方面，第一管和第二管中的每一个都可以固定到第一箱和第二箱两者。
由于第一管和第二管固定到第一箱和第二箱两者，因此可以使整个热交换器的机械强度增加。进一步地，可以容易地稳固固定设置在在第一管与第二管之间设置的第三流体通道中的外散热片。
根据本发明的第四方面，当被引入到第一热交换部中的第一流体和被引入到第二热交换部中的第二流体中具有较高温度的一个流体被定义为高温侧流体，第一管和第二管中的高温流体流动通过的高温侧管的相对于第一转向部和第二转向部中相应的一个的上游侧部被定义为高温侧管上游部，以及当第一管和第二管中的高温流体流动通过的高温侧管的相对于第一转向部和第二转向部中相应的一个的下游侧部被定义为高温侧管下游部时，第三流体的温度可以低于高温侧流体的温度，以及高温侧管中的至少一个的高温侧管上游部可以相对于高温侧管下游部沿所述第三流体的流动方向定位在上游侧。
因此，可以在高温侧管中的流体流的上游侧确保高温侧流体与第三流体之间的温差以增加热耗散的量。因此，可以减小第一流体与第二流体之间的温差以减轻第一管与第二管之间的热应变差，从而可以抑制热交换器的破坏。
根据本发明的第五方面，当被引入到第一热交换部中的第一流体和被引入到第二热交换部中的第二流体中具有较低温度的一个流体被定义为低温侧流体，第一管和第二管中的低温流体流动通过的低温侧管的相对于第一转向部和第二转向部中相应的一个的上游侧部被定义为低温侧管上游部，以及当第一管和第二管中的低温流体流动通过的低温侧管的相对于第一转向部和第二转向部中的相应的一个的下游侧部被定义为低温侧管下游部时，第三流体的温度可以低于低温侧流体的温度，以及低温侧管中的至少一个的低温侧管上游部可以相对于低温侧管下游部沿第三流体的流动方向定位在上游侧。因此，可以在低温侧管中的流体流的上游侧确保低温侧流体与第三流体之间的温差以增加热耗散的量。因此，可以减小第一流体与第二流体之间的温差以减轻第一管与第二管之间的热应变差，从而可以抑制热交换器的破坏。
根据本发明的第六方面，第三流体的温度可以低于被引入到第一热交换部的第一流体和被引入到第二热交换部中的第二流体中具有较高温度的一个流体的温度且可以高于具有较低温度的另一个流体的温度。
因此，热交换器中的第一流体和第二流体中的高温侧流体的温度被降低，同时低温侧流体的温度增加，从而可以降低第一流体与第二流体之间的温差。因此，可以减小各个管之间的热应变的差以有效地抑制热交换器的破坏。
根据本发明的第七方面，当第一管相对于第一转向部的上游侧部被定义为第一管上游部，第一管相对于第一转向部的下游侧部被定义为第一管下游部，第二管相对于第二转向部的上游侧部被定义为第二管上游部，以及第二管相对于第二转向部的下游侧部被定义为第二管下游部时，第一管上游部和第二管上游部可以沿第一管和第二管的层叠方向布置，并且第一管下游部和第二管下游部可以沿第一管和第二管的层叠方向布置。
因此，可以减小流动通过第一管的第一流体与流动通过第二管的第二流体之间的温差以减轻第一管与第二管之间的热应变差。
根据本发明的第八方面，第一管上游部和第二管上游部可以相对于第一管下游部和第二管下游部沿第三流体的流动方向定位在上游侧。
当被引入到第一热交换部中的第一流体和被引入到第二热交换部中的第二流体具有高于第三流体的温度的温度时，可以在第一管的流体流的上游侧和第二管的流体流的上游侧确保第一流体与第三流体之间的温差和第二流体与第三流体之间的温差，从而增加热耗散的量。因此，可以减小第一管与第二管之间的热应变差，从而抑制热交换器的破坏。
根据本发明的第九方面，第一管可以包括上游侧第一管组和下游侧第一管组，其中被引入到第一热交换部中的第一流体在所述上游侧第一管组中流动，从上游侧第一管组流动的第一流体在所述下游侧第一管组中流动以使第一流体流出第一热交换部，第二管可以包括上游侧第二管组和下游侧第二管组，其中被引入到第二热交换部中的第二流体在所述上游侧第二管组中流动，从上游侧第二管组流动的第二流体在所述下游侧第二管组中流动以使第二流体流出第二热交换部。在这种情况下，上游侧第一管组和上游侧第二管组的第一管上游部和第二管上游部可以相对于第一管下游部和第二管下游部沿第三流体的流动方向定位在上游侧。
当被引入到第一热交换部中的第一流体和被引入到第二热交换部中的第二流体具有高于第三流体的温度的温度时，第一流体与第二流体之间的温差被减小，同时在上游侧第一和第二管组的流体流的上游侧确保第一流体与第三流体之间以及第二流体与第三流体之间的温差。因此，可以增加热耗散的量。因此，可以减小第一管与第二管之间的热应变差以从而抑制热交换器的破坏。
根据本发明的第十方面，下游侧第一管组和下游侧第二管组的第一管上游部和第二管上游部可以相对于第一管下游部和第二管下游部沿第三流体的流动方向定位在下游侧。
当被引入到第一热交换部中的第一流体和被引入到第二热交换器中的第二流体具有高于第三流体的温度的温度时，在下游侧第一和第二管组的流体流的下游侧第一流体和第二流体中所含有的热量可以被充分耗散到第三流体中。因此，可以提高热交换器的性能。
根据本发明的第十一方面，外散热片可以结合到第一管和第二管，并可以设有用于局部地削弱外散热片的刚性的多个狭缝。
因此，当发生第一管与第二管之间的热应变差时，外散热片的狭缝可以吸收作用在每一个管上的应力。进一步地，即使各个管之间存在热应变差，设置在外散热片中的狭缝也可以在部分范围内抑制热交换器的破坏。
根据本发明的第十二方面，第一转向部和第二转向部中的至少一个的中间部的制冷剂通道的面积可以大于所述一个转向部的流体流入部和流体流出部中的每一个的流体通道的面积。
因此，当第一流体通过第一转向部时，或者当第二流体通过第二转向部时，可以减小压力损失。
根据本发明的第十三方面，内散热片可以设置在第一管和第二管中的至少一个内以促进第一流体或第二流体与第三流体的热交换。在这种情况下，内散热片可以具有突出到第一转向部或第二转向部的内部空间中的端部。
因此，每一个内散热片的端部突出到第一转向部或第二转向部的内部空间中，从而防止内散热片与第一管和第二管的内周表面之间的连接失效。
根据本发明的第十四方面，第一管和第二管中的每一个都可以由通过结合一对板形成的板管制成。可选地，第一管和第二管中的每一个都可以通过弯曲在垂直于管的纵向方向的方向上具有扁平截面的扁平管而形成。
附图说明
本发明的以上及其它目的、结构和优点将从以下结合附图对本发明的详细说明变得清楚，所述附图分别显示了：
图1是显示根据第一实施例在加热操作中热泵循环的制冷剂流动路径的整体配置图；
图2是显示根据第一实施例在除霜操作中热泵循环的制冷剂流动路径的整体配置图；
图3是显示在第一实施例中在废热回收操作中热泵循环的制冷剂流动路径的整体配置图；
图4是显示在第一实施例中在冷却操作中热泵循环的制冷剂流动路径的整体配置图；
图5是第一实施例中的热交换器的轮廓的透视图；
图6(a)是在第一实施例中用于制冷剂的管(用于冷却介质的管)的前视图；以及图6(b)是图6(a)中用于制冷剂的管的侧视图；
图7是沿图6(a)的线VII‑VII截得的剖视图；
图8是沿图6(a)的线VIII‑VIII截得的剖视图；
图9是沿图6(a)的线IX‑IX截得的剖视图；
图10是用于说明在第一实施例的热交换器中的制冷剂和冷却剂的流动的示意性透视图；
图11是第一实施例中的热交换器的示意性部分分解透视图；
图12是根据第二实施例的热交换器的轮廓的透视图；
图13是用于说明第二实施例的热交换器中的制冷剂和冷却剂的流动的示意性透视图；
图14是第二实施例中的热交换器的示意性部分分解透视图；
图15(a)是用于根据第三实施例的热交换器的制冷剂的管(用于冷却介质的管)的前视图；以及图15(b)是图15(a)所示的用于制冷剂的管的侧视图；
图16是显示根据第四实施例的在废热回收操作中热泵循环的制冷剂流动路径的整体配置图；
图17是根据第五实施例的热交换器的轮廓的透视图；
图18是用于说明第五实施例的热交换器中的制冷剂和冷却剂的流动的示意性外观透视图；
图19(a)、19(b)、19(c)和19(d)是根据其它实施例的热交换器沿总箱的纵向方向的示意性剖视图；
图20是用于说明由于各个热交换器之间的结构差异而导致每一个管中的制冷剂与冷却剂之间温度差的影响的说明性视图；
图21是根据另一个实施例的热交换器的示意性部分透视图；以及
图22(a)、22(b)和22(c)是用于说明根据另一个实施例的外部散热片的说明性视图。
具体实施方式
以下基于附图描述本发明的实施例。在以下实施例中相同的或等同的部件在图中由相同的附图标记表示。
第一实施例
参照图1‑11，以下描述本发明的第一实施例。在该实施例中，本发明的热交换器16被应用于用于在车辆空气调节器1中调节要被吹送到车辆内部中的空气的温度的热泵循环10。图1‑4是本实施例中的车辆空气调节器1的整体配置图。车辆空气调节器1被应用于所谓的混合动力车辆，所述混合动力车辆可以从内燃机(发动机)和行进用电动机MG获得用于行进的驱动力。
混合动力车辆可以在其中车辆根据车辆上的行进荷载等通过操作或停止发动机从发动机和行进用电动机MG两者获得驱动力来行进的行进状态与其中车辆通过使发动机停止仅从行进用电动机MG获得驱动力来行进的另一个行进状态之间进行切换。因此，与仅从发动机获得用于行进的驱动力的普通车辆相比较，混合动力车辆可以提高燃料效率。车辆空气调节器1中的热泵循环10是蒸发压缩制冷循环，所述蒸发压缩制冷循环用于加热或冷却车厢中要被吹送到作为用于空气调节的感兴趣空间的车辆内部中的空气。即，热泵循环10可以在制冷剂流动路径之间进行切换，从而执行加热操作(加热器操作)和冷却操作(冷却器操作)。执行加热操作以通过加热车厢中作为用于热交换的感兴趣流体的空气来加热车辆内部。执行冷却操作以通过冷却车厢中的空气来冷却车辆内部。然后，热泵循环10还可以执行除霜操作和废热回收操作。执行除霜操作以通过改变流动通过热交换器16的制冷剂、冷却剂、或外部空气的流量来融化并移除在加热操作中形成在热交换器16的室外热交换部60处的霜，这将在随后描述。执行废热回收操作以将行进用电动机MG的热量吸收到制冷剂中以在加热操作中作为外部加热源。在图1‑4所示的热泵循环10的整体配置图中，相应操作中的制冷剂的流动由实心箭头表示。
本实施例的热泵循环10采用普通氟基制冷剂作为制冷剂，并形成亚临界制冷循环，所述亚临界制冷循环的高压侧制冷剂压力不超过制冷剂的临界压力。用于润滑压缩机11的制冷机油混合到制冷剂中，并且制冷机油的一部分与制冷剂一起循环通过所述循环。
首先，压缩机11位于发动机室中，并且吸入、压缩并排放热泵循环10中的制冷剂。压缩机是通过利用电动机11b驱动具有固定排放容量的固定容积式压缩机11a的电动压缩机。具体地，可以采用诸如蜗壳型压缩机构或叶片压缩机构的各种类型的压缩机构作为固定容积式压缩机11a。
电动机11b是其操作(转数)由从随后所述的空气调节控制器输出的控制信号控制的电动机。电动机11b可以使用AC电动机或DC电动机。电动机的转数的控制改变压缩机11的制冷剂排放容量。因此，在本实施例中，电动机11b用作压缩机11的排放容量改变装置。
压缩机11的制冷剂排放端口联接到作为用户侧热交换器的室内冷凝器12的制冷剂入口侧。室内冷凝器12设置在用于车辆的空气调节器1的室内空气调节单元30的壳体31中。室内冷凝器是用于在流动通过它的高温高压制冷剂与车厢中的已经通过随后所述的室内蒸发器20的空气之间交换热量的加热用热交换器。随后将描述室内空气调节单元30的详细结构。
加热用固定节流装置13联接到室内冷凝器12的制冷剂出口侧。固定节流装置13用作用于加热操作的减压装置，所述减压装置在加热操作中减压并膨胀从室内冷凝器12流出的制冷剂。加热用固定节流装置13可以使用孔口、毛细管等。加热用固定节流装置13的出口侧联接到复合热交换器16的室外热交换部60的制冷剂入口侧。
用于所述固定节流装置的旁通通道14联接到室内冷凝器12的制冷剂出口侧。旁通通道14使从室内冷凝器12流出的制冷剂旁通(绕过)加热用固定节流装置13并将制冷剂引导到热交换器16的室外热交换部60中。用于打开和关闭用于固定节流装置的旁通通道14的打开/关闭阀15a设置在用于固定节流装置的旁通通道14中。打开/关闭阀15a是电磁阀，所述电磁阀的打开和关闭操作由从空气调节控制器输出的控制电压控制。
与当制冷剂通过固定节流装置13时所产生的压力损失相比较，当制冷剂通过打开/关闭阀15a时产生的压力损失极其小。因此，当打开/关闭阀15a打开时，从室内冷凝器12流出的制冷剂经由用于固定节流装置的旁通通道14流入到热交换器16的室外热交换部60中。相反，当打开/关闭阀15a关闭时，制冷剂经由加热用固定节流装置13流入到热交换器16的室外热交换部60中。
因此，打开/关闭阀15a可以在热泵循环10的制冷剂流动路径之间进行切换。本实施例的打开/关闭阀15a用作制冷剂流动路径切换装置。可选地，作为这种制冷剂流动路径切换装置，可以设置电动三通阀等以在用于将室内冷凝器12的出口侧联接到加热用固定节流装置13的入口侧的制冷剂回路与用于将室内冷凝器12的出口侧联接到用于固定节流装置的旁通通道14的入口侧的另一个制冷剂回路之间进行切换。
热交换器16设置在发动机室中。热交换器16的室外热交换部60是用于在流动通过所述室外热交换部60的低压制冷剂与从鼓风扇17吹送的外部空气之间交换热量的热交换部。此外，室外热交换部60用作在加热操作中蒸发低压制冷剂以表现出热吸收作用的蒸发用热交换部，并且还用作在冷却操作中消散来自高压制冷剂的热量的散热用热交换部。
鼓风扇17是运行比，即转数(空气量)，由从空气调节控制器输出的控制电压控制的电动鼓风机。本实施例的热交换器16与散热器70形成一体，其中所述散热器70用于在从鼓风扇17吹送的外部空气与循环通过以上室外热交换部60和用于冷却行进用电动机MG的冷却剂循环回路40的冷却剂之间交换热量。
本实施例的鼓风扇17用作用于将外部空气朝向热交换器16的室外热交换部60和散热器70两者吹送的室外吹送装置。以下详细地描述包括彼此形成一体的冷却剂循环回路40、室外热交换部60和散热器70的复合热交换器16的详细结构。
热交换器16的室外热交换部60的出口侧联接到电动三通阀15b。三通阀15b的操作由从空气调节控制器输出的控制电压控制。三通阀15b与以上的打开/关闭阀15a一起用作制冷剂流动路径切换装置。
更具体地，在加热操作中，三通阀15b执行切换到用于将室外热交换器19的出口侧联接到随后所述的储存器18的入口侧的制冷剂流动路径的切换。相反，在冷却操作中，三通阀15b执行切换到用于将热交换器16的室外热交换部60的出口侧联接到冷却用固定节流装置19的入口侧的制冷剂流动路径的切换。冷却用固定节流装置19用作用于冷却操作的减压装置，所述减压装置用于在冷却操作中对从室外热交换部60流出的制冷剂进行减压和膨胀。固定节流装置19与以上加热用固定节流装置13具有相同的基本结构。
冷却用固定节流装置19的出口侧联接到室内蒸发器20的制冷剂入口侧。室内蒸发器20在室内空气调节单元30的壳体31中相对于室内冷凝器12设置在气流的上游侧。室内蒸发器20是冷却用热交换器，所述冷却用热交换器在车厢中的空气与流动通过所述热交换器的制冷剂之间交换热量以从而冷却车辆内部中的空气。
室内蒸发器20的制冷剂出口侧联接到储存器18的入口侧。储存器18是将流入到储存器18中的制冷剂分离成液相和气相的用于低压侧制冷剂的气液分离器，并且其内储存有循环中的过量制冷剂。储存器18的蒸汽相制冷剂出口联接到压缩机11的抽吸侧。因此，储存器18用于抑制液相制冷剂被抽吸到压缩机11中以从而防止液体在压缩机11中被压缩。
接下来，以下描述室内空气调节单元30。室内空气调节单元30设置在车厢的最前部处的仪表板(仪器面板)内部。室内空气调节单元30在形成外壳的壳体31中容纳鼓风机32、上述室内冷凝器12和室内蒸发器20。
壳体31形成用于使吹送到车辆内部中的车厢中的空气流动的空气通道。壳体31由具有一定程度的弹性和极好的强度的树脂(例如，聚丙烯)形成。用于在车辆内部中的空气(内部空气)与外部空气之间进行切换的内部/外部空气开关33在壳体31中设置在车辆内部空气流的最上游侧。
内部/外部空气开关33设有用于将内部空气引入到壳体31中的内部空气入口和用于将外部空气引入到壳体31中的外部空气入口。内部/外部空气切换门位于内部/外部空气开关33内部以连续调节内部空气入口和外部空气入口的开口面积，从而改变内部空气与外部空气的体积比。
用于将经由内部/外部空气开关33吸入的空气吹送到车辆内部中的鼓风机32设置在内部/外部空气开关33的空气流的下游侧。鼓风机32是电动鼓风机，所述电动鼓风机包括由电动机驱动的离心式多叶风扇(鼠笼式风扇)，并且所述电动鼓风机的转数(空气量)由从空气调节控制器输出的控制电压控制。
室内蒸发器20和室内冷凝器12相对于车辆内部中的空气流按此顺序设置在鼓风机32的空气流的下游侧。简而言之，室内蒸发器20相对于室内冷凝器12沿车厢中的空气的流动方向设置在上游侧。
空气混合门34设置在室内蒸发器20中的空气流的下游侧且在室内冷凝器12的空气流的上游侧。空气混合门34在已经通过室内蒸发器20的空气中调节通过室内冷凝器12的空气的体积流量。混合空间35设置在室内冷凝器12中的空气流的下游侧以使在室内冷凝器12处与制冷剂交换热量并被加热的空气与旁通过室内冷凝器12且没有被加热的空气混合。
用于将在混合空间35中被混合的调节空气吹送到作为要被冷却的感兴趣空间的车辆内部中的空气出口在壳体31中设置在空气流的最下游侧。具体地，空气出口(未示出)包括用于将调节空气朝向车厢中的乘客的上身吹送的面部空气出口、用于将调节空气朝向乘客的脚部吹送的脚部空气出口和用于将调节空气朝向车辆的档风玻璃的内侧吹送的除霜空气出口。
空气混合门34调节通过室内冷凝器12的空气的体积流量，从而调节在混合空间35中被混合的调节空气的温度，从而控制从每一个空气出口吹送的调节空气的温度。即，空气混合门34用作用于调节吹送到车辆内部中的调节空气的温度的温度调节装置。
简而言之，空气混合门34用作用于调节在用作用户侧热交换器的室内冷凝器12中在车辆内部的空气与从压缩机11排放的制冷剂之间交换的热量的量的热交换量调节装置。空气混合门34由伺服马达(未示出)驱动，所述伺服马达的操作基于从空气调节控制器输出的控制信号被控制。
面部空气出口、脚部空气出口和除霜空气出口在其空气流动的相应上游侧分别具有用于调节面部空气出口的开口面积的面部门、用于调节脚部空气出口的开口面积的脚部门、和用于调节除霜空气出口的开口面积的除霜门(所有门都未示出)。
面部门、脚部门和除霜门用作用于在空气出口模式之间进行切换的空气出口模式切换装置。各个门由伺服马达(未示出)驱动，所述伺服马达的操作经由连杆机构等基于从空气调节控制器输出的控制信号被控制。接下来，以下将描述冷却剂循环回路40。冷却剂循环回路40是用于通过允许冷却剂(例如，乙二醇水溶液)作为冷却介质(加热介质)循环通过形成在以上行进用电动机MG中的冷却剂通道来冷却行进用电动机MG的冷却介质循环回路，所述行进用电动机MG是在操作中产生热量的车载装置之一。
冷却剂循环回路40设有冷却剂泵41、电动三通阀42、复合热交换器16的散热器70和用于允许冷却剂绕过散热器70流动的旁通通道44。
冷却剂泵41是用于在冷却剂循环回路40中将冷却剂挤压到形成在行进用电动机MG内的冷却剂通道中的电动泵，所述电动泵的转数(流量)由从空气调节控制器输出的控制信号控制。因此，冷却剂泵41用作用于通过改变用于冷却行进用电动机MG的冷却剂的流量来调节冷却能力的冷却能力调节装置。
三通阀42在用于通过将冷却剂泵41的入口侧连接到散热器70的出口侧而使冷却剂流入到散热器70中的冷却介质回路与用于通过将冷却剂泵41的入口侧连接到旁通通道44的出口侧而使冷却剂流动以旁通散热器70的另一个冷却介质回路之间进行切换。操作由从空气调节控制器输出的控制电压控制的三通阀42用作用于在冷却介质回路之间进行切换的回路切换装置。
即，本实施例的冷却剂循环回路40可以在如图1等的虚线箭头所示的用于使冷却剂按顺序从冷却剂泵41到行进用电动机MG、旁通通道44和冷却剂泵41循环的一个冷却介质回路和如图2等的虚线箭头所示的用于使冷却剂按顺序从冷却剂泵41到行进用电动机MG、散热器70和冷却剂泵41循环的另一个冷却介质回路之间进行切换。
因此，当在行进用电动机MG的操作期间三通阀42执行到用于允许冷却剂从旁路通过散热器70的冷却介质回路的切换时，冷却剂在不将其热量耗散到散热器70中的情况下温度升高。即，当三通阀42执行到用于允许冷却剂从旁路通过散热器70的冷却介质回路的切换时，行进用电动机MG中所含有的热量(产生的热量)储存在冷却剂中。
相反，当在行进用电动机MG的操作期间三通阀42执行到用于允许冷却剂通过散热器70的冷却介质回路的切换时，冷却剂流入到散热器70中然后与从鼓风扇17吹送的外部空气交换热量。本实施例的热交换器16允许流入到散热器70中的冷却剂不仅与外部空气而且与流动通过室外热交换部60的制冷剂交换热量。接下来，将使用图5‑11详细地描述本实施例的复合热交换器16。图5显示本实施例的热交换器16的轮廓的透视图。图6(a)显示在第一实施例中用于室外热交换部60(散热器70)的制冷剂的管61(冷却介质的管71)的前视图。图6(b)显示图6(a)的管的侧视图。图7显示沿着图6(a)的线VII‑VII截得的放大剖视图。图8显示沿着图6(a)的线VIII‑VIII截得的剖视图。图9显示沿着图6(a)的线IX‑IX截得的放大剖视图。图10显示用于说明热交换器16中的制冷剂和冷却剂的流动的示意性透视图。如图5所示，热交换器16的室外热交换部60和散热器70包括用于使制冷剂或冷却剂流动通过的多个管(61和71)和用于收集和分配的总箱(62和72)，所述总箱设置在管中的每一个的沿纵向方向的端侧上并适于收集和分配流动通过管的制冷剂或冷却剂，从而形成通常所说的总箱和管式热交换器结构。
具体地，室外热交换部60包括用于允许作为第一流体的制冷剂流动通过的多个制冷剂管61和沿管61的层叠方向延伸以收集或分配流动通过制冷剂管61的制冷剂的制冷剂侧总箱62。室外热交换部60是用于在流动通过管61的制冷剂与流动通过制冷剂管61周围的作为第三流体的空气(从鼓风扇17吹送的外部空气)之间交换热量的热交换部。相反，散热器70包括用于允许作为第二流体的冷却剂流动通过的多个冷却介质管71和沿管71的层叠方向延伸以收集或分配流动通过管71的冷却剂的冷却介质侧总箱72。散热器70是用于在流动通过管71的冷却剂与在管71周围流动的空气(从鼓风扇17吹送的外部空气)之间交换热量的热交换部。在本实施例中，如6(a)和6(b)所示，制冷剂管61和冷却介质管71中的每一个都采用通常所说的板管，所述板管通过结合一对板61a和61b(71a和71b)中而形成，每一个板的一个表面上具有凹入部和凸起部以使一个板的中心与另一个板的中心对准。板61a和61b(71a和71b)由具有极好的导热率的金属(在本实施例中为铝合金)形成。本实施例中的制冷剂管61和冷却介质管71具有相同的基本结构。图6(a)和6(b)显示了制冷剂管61，同时冷却介质管71的对应于制冷剂管61的部件的部件由括号内的相应附图标记表示。如图5所示，制冷剂管61和冷却介质管71在连接随后所述的制冷剂侧总箱62与冷却介质侧总箱72的方向上延伸，并且设置在制冷剂侧总箱62与冷却介质侧总箱72之间。简而言之，制冷剂侧总箱62定位在制冷剂管61和冷却介质管71中的每一个的沿纵向方向的一个端侧上。冷却介质侧总箱72定位在制冷剂管61和冷却介质管71中的每一个的沿纵向方向的另一个端侧上。制冷剂管61和冷却介质管71中的每一个都具有在纵向方向上的固定到制冷剂侧总箱62的一个端部和在纵向方向上的固定到冷却介质侧总箱72的另一个端部。如图6(a)和6(b)所示，制冷剂管61在制冷剂管61的纵向方向(垂直于从鼓风扇17吹送的外部空气的流动方向的方向)上延伸。如图7的剖视图所示，具有扁平截面的制冷剂流动路径61c沿从鼓风扇17吹送的外部空气的流动方向布置成两行。因此，形成制冷剂管61的制冷剂流动路径61c的部分的外表面是平行于从鼓风扇17吹送的外部空气的流动方向扩展的平坦表面61d。如图8的剖视图所示，布置成两行的两个制冷剂流动路径61c中的每一个的在制冷剂侧总箱62侧的端部在制冷剂管61的端部处朝向外部开口。在本实施例中，制冷剂侧总箱62放置在制冷剂流动路径61c的开口端部上，使得两个制冷剂流动路径61c都与制冷剂侧总箱62的内部空间连通。相反，如图9的剖视图所示，布置成两行的两个制冷剂流动路径61c中的每一个的在冷却介质侧总箱72侧的另一个端部没有朝向制冷剂管61的外部向外开口，并且两行制冷剂流动路径61c通过制冷剂侧转向部61e连接在一起。这样，冷却介质侧总箱72的内部空间没有与制冷剂管61连通，使得两行制冷剂流动路径61c彼此连通。
因此，在本实施例的制冷剂管61中，制冷剂侧转向部61e被定位成与制冷剂侧总箱62相比更加靠近冷却介质侧总箱72。如由图10的实心箭头所示，从制冷剂侧总箱62流入到布置成两行的制冷剂流动路径61c中的一个的制冷剂的流动方向在制冷剂侧转向部61e处反向，并流入到另一个制冷剂流动路径61c中以返回到制冷剂侧总箱62。制冷剂侧转向部61e的制冷剂通道的面积大于制冷剂流动路径61c的制冷剂通道的面积。即，制冷剂侧转向部61e的中间部的制冷剂通道的面积大于制冷剂侧转向部61e的连接到制冷剂流动路径61c的制冷剂流入部和制冷剂流出部中的每一个的面积。制冷剂通道面积被定义为垂直于制冷剂的流动方向的截面面积。在制冷剂管61的制冷剂流动路径61c的与制冷剂侧转向点61e相对的另一个端部处设置扩大部61f以扩大制冷剂流动路径61c的制冷剂通道面积。两个制冷剂流动路径61c都经由扩大部61f与制冷剂侧总箱62的内部空间连通。扩大部61f被形成为扩大制冷剂管61的内侧的表面面积以提高压力阻力。用于促进制冷剂与从鼓风扇17吹送的外部空气之间的热交换的内散热片65设置在制冷剂管61的制冷剂流动路径61c内。内散热片65通过将薄金属板弯曲成波形形状而形成。如图8和图9所示，内散热片65在纵向方向上具有分别突出到扩大部61f和制冷剂侧转向部61e的内部空间中的两个端部。在冷却介质管71中，类似于制冷剂管61，具有扁平截面的冷却介质流动路径71c沿从鼓风扇17吹送的外部空气的流动方向布置成两行。因此，形成冷却介质管71的冷却介质流动路径71c的部分的外表面是平行于从鼓风扇17吹送的外部空气的流动方向扩展的平坦表面71d。冷却介质管71的每一个冷却介质流动路径71c都具有在冷却介质侧总箱72侧的与冷却介质侧总箱72的内部空间连通的一个端部。两个冷却介质流动路径71c的在制冷剂总箱62侧的另一个端部连接到具有与制冷剂侧转向部61e的结构相同的结构的冷却介质侧转向部71e。因此，在冷却介质管71中，冷却介质侧转向部71e被定位成与冷却介质侧总箱72相比更加靠近制冷剂侧总箱62。如由图10的虚线箭头所示，从冷却介质侧总箱72流入到布置成两行的冷却介质流动路径71c中的一个中的制冷剂的流动方向在冷却介质侧转向部71e处反向，并流入到另一个制冷剂流动路径71c中以返回到冷却介质侧总箱72。用于促进冷却剂与从鼓风扇17吹送的外部空气之间的热交换的内散热片75设置在冷却介质管71的冷却介质流动路径71c内。内散热片75具有与设置在制冷剂流动路径61c中的内散热片65的结构相同的结构。内散热片75在纵向方向上具有分别突出到扩大部71f和冷却介质侧转向部71e的内部空间中的两个端部。在制冷剂管61和冷却介质管71中，管的外表面的平坦表面61d和71d以其之间的预定距离平行层叠。即，制冷剂管61设置在冷却介质管71之间。相反，冷却介质管71设置在制冷剂管61之间。形成在制冷剂管61与冷却介质管71之间的空间形成用于允许从鼓风扇17吹送的外部空空气流动通过的外部空气通道16a(第三流体通道)。在外部空气通道16a中，外散热片50被设置成与彼此相对的制冷剂管61的平坦表面61d和冷却介质管71的平坦表面71d连接。外散热片50可以促进外部空气与室外热交换部60中的制冷剂之间的热交换以及外部空气与散热器70中的冷却剂之间的热交换。进一步地，外散热片50能够在流动通过制冷剂管61的制冷剂与流动通过冷却介质管71的冷却剂之间进行热传递。使用的外散热片50是通过将薄金属板弯曲成波形形状而形成的波纹状散热片。在本实施例中，外散热片50联接到制冷剂管61和冷却介质管71两者，从而使得能够在制冷剂管61与冷却介质管71之间进行热传递。
接下来，以下参照图11描述制冷剂管61、冷却介质管71、制冷剂侧总箱62和冷却介质侧总箱72的详细结构。图11显示了热交换器16的示意性部分分解透视图。为了容易理解，图11省略了外散热片50的图示。如图11所示，每一制冷剂管61都包括位于制冷剂侧转向部61e的上游侧的制冷剂管上游部611和位于制冷剂侧转向部61e的下游侧的制冷剂管下游部612。即，本实施例的制冷剂管61由制冷剂管上游部611、制冷剂侧转向部61e和制冷剂管下游部612组成。在本实施例的制冷剂管61中，制冷剂管上游部611相对于制冷剂管下游部612沿外部空气的流动方向A设置在下游侧。相反，每一个冷却介质管71都包括位于冷却介质侧转向部71e的上游侧的冷却介质管上游部711和位于冷却介质侧转向部71e的下游侧的冷却介质管下游部712。即，本实施例的冷却介质管71由冷却介质管上游部711、冷却介质侧转向部71e和冷却介质管下游部712组成。在本实施例的冷却介质管71中，冷却介质管上游部711相对于冷却介质管下游部712沿外部空气的流动方向A设置在上游侧。在本实施例中的制冷剂管61和冷却介质管71被设置成使得制冷剂管上游部611和冷却介质管下游部712沿管61和71的层叠方向布置并且制冷剂管下游部612和冷却介质管上游部711沿管61和71的层叠方向布置。通过这种结构，流动通过制冷剂管61的制冷剂从沿外部空气的流动方向的下游侧流动到上游侧，并且流动通过冷却介质管71的冷却剂从沿外部空气的流动方向的上游侧流动到下游侧。因此，在制冷剂管61和冷却介质管71中，相对于外部空气的流动方向A，流动通过制冷剂管61的制冷剂的流动方向与流动通过冷却介质管71的冷却剂的流动方向相反。
接下来，以下将描述制冷剂侧总箱62和冷却介质侧总箱72。制冷剂侧总箱62具有与冷却介质侧总箱72的基本结构相同的基本结构。制冷剂侧总箱62包括固定制冷剂管61和冷却介质管71两者的制冷剂侧板63和固定到制冷剂侧板63的制冷剂侧箱64。
制冷剂侧板63的对应于每一个制冷剂管61的一部分设有贯穿板的连通孔。制冷剂管61穿过连通孔。因此，每一个制冷剂管61的制冷剂流动路径61c与制冷剂侧总箱62的内部空间连通。制冷剂管61的插入连通孔中的一部分沿外部空气的流动方向的宽度短于制冷剂流动路径61c的宽度。类似地，制冷剂侧板63的对应于每一个冷却介质管71的一部分设有贯穿板的连通孔。冷却介质管71插入连通孔中，使得孔被闭合。冷却介质管71的插入连通孔中的一部分沿外部空气的流动方向的宽度短于冷却介质流动路径71c的宽度。制冷剂侧板63固定到制冷剂侧箱64以从而形成用于分隔形成在板63与箱64之间的空间的凹入部63a。凹入部63a在纵向方向上设置在制冷剂侧板63的整个区域上。制冷剂侧箱64固定到制冷剂侧板63以从而形成用于将制冷剂收集在其内的收集空间62a和用于分配制冷剂的分配空间62b。具体地，制冷剂侧箱64通过将平坦金属板挤压成当在纵向方向上看时的双山(W状)形状而形成。制冷剂侧箱64的双山形状的中心部64a联接到制冷剂侧板63的凹入部63a，从而将内部空间分隔成收集空间62a和分配空间62b。在本实施例中，收集空间62a沿外部空气的流动方向A设置在上风侧，而分配空间62b沿外部空气的流动方向A设置在下风侧。如上所述，制冷剂管61穿过制冷剂侧板63的连通孔，使得沿外部空气的流动方向A设置在上风侧的制冷剂流动路径61c(制冷剂管下游部612)与收集空间62a连通，而沿外部空气的流动方向A设置在下风侧的制冷剂流动路径61c(制冷剂管上游部611)与分配空间62b连通。如图5所示，制冷剂侧箱64的沿纵向方向的一端连接到用于将制冷剂引入到分配空间62b中的制冷剂引入管64b和用于引导来自收集空间62a的制冷剂的制冷剂导向管64c。制冷剂侧箱64沿纵向方向的另一端被闭合构件闭合。
此外，如图11所示，冷却介质侧总箱72也包括冷却介质侧板73和冷却介质侧箱74。冷却介质管71穿过设置在冷却介质板73的对应于冷却介质管71的部分处的连通孔。制冷剂管61插入设置在冷却介质板73的对应于制冷剂管61的部分处的另一个连通孔中。冷却介质侧箱74固定到冷却介质侧板73，使冷却介质侧板73的凹入部73a联接到冷却介质侧箱74的双山形状的中心部74a，从而将内部空间分隔成用于将制冷剂收集在其内的收集空间72a和用于分配制冷剂的分配空间72b。在本实施例中，分配空间72b沿外部空气的流动方向A设置在上风侧，而收集空间72a沿外部空气的流动方向A设置在下风侧。如上所述，制冷剂管71穿过冷却介质侧板73的连通孔，使得沿外部空气的流动方向A设置在上风侧的冷却介质流动路径71c(冷却介质管上游部711)与分配空间72b连通，而沿外部空气的流动方向A设置在下风侧的冷却介质流动路径71c(冷却介质管下游部712)与收集空间72b连通。
如图5所示，冷却介质侧箱74在纵向方向的一端连接到用于将冷却介质引入到分配空间72b中的冷却介质引入管74b和用于从收集空间72a引导和导出冷却介质的冷却介质导向管74c。冷却介质侧总箱72的沿纵向方向的另一端由闭合构件闭合。
因此，在本实施例的热交换器16中，如图10的示意性透视图所示，经由制冷剂引入管64b被引入到制冷剂侧总箱62的分配空间62b中的制冷剂流入到两行制冷剂管61中沿外部空气的流动方向A设置在下风侧的一个制冷剂管的每一个制冷剂流动路径61c(制冷剂管上游部611)中。
然后，从设置在下风侧的制冷剂流动路径61c(制冷剂管上游部611)流动的制冷剂经由制冷剂侧转向部61e流入到设置在上风侧的另一个制冷剂流动路径61((制冷剂管下游部612))。进一步地，从设置在上风侧的制冷剂流动路径61c(制冷剂管下游部612)流动的制冷剂收集到制冷剂侧总箱62的收集空间62a中，然后从制冷剂导向管64c导出。即，在本实施例的热交换器16中，制冷剂从制冷剂管61的下风侧(制冷剂管上游部611)的制冷剂流动路径61c依次到制冷剂侧转向部61e和在制冷剂管61的上风侧的制冷剂流动路径61c(制冷剂管下游部612)顺序流动并转向。同样，冷却剂从冷却介质管71的上风侧的冷却介质流动路径71c(冷却介质管上游部711)到冷却介质侧转向部71e和冷却介质管71的下风侧的冷却介质流动路径71c(冷却介质管下游部712)顺序流动并转向。因此，沿管61和71的纵向方向和沿外部空气的流动方向流动通过相邻的制冷剂管61的制冷剂具有与流动通过相邻的冷却介质管71的冷却剂的流动方向相反的流动方向(这被称为“反向流动结构”)。以上内散热片65和72、制冷剂侧总箱62、冷却介质侧总箱72和外散热片50的部件由与形成制冷剂管61和冷却介质管71的板61a、61b、71a和71b的金属相同的金属形成。以下描述热交换器16的制造方法。首先，制冷剂管61、冷却介质管71、制冷剂侧总箱62和冷却介质侧总箱72被临时固定(这被称为“管‑箱临时固定步骤”)。具体地，在制冷剂管61中，板61a和61b被组装成使得一个板的中心与另一个板的中心对准，且内散热片65装配到制冷剂流动路径61c。爪部形成在板61的沿外部空气的流动方向的上游侧和下游侧中的至少一个中(在本实施例中，在垂直方向上的整个区域)。爪部朝向板61b弯曲。在本实施例中，板61a包括形成在被布置成两行的制冷剂流动路径61c之间的爪部61g，并且所述爪部被弯曲到形成在板61b中的通孔中，使得板61a被临时固定到板61b。同样，在冷却介质管71中，板71a和71b以及内散热片75被临时固定在一起。在制冷剂侧总箱62中，制冷剂侧板63和制冷剂箱64通过在制冷剂板63上弯曲形成在制冷剂侧箱64的外周端部处的爪部而结合在一起，使得板63和64被临时固定。此外，在冷却介质总箱72中，冷却介质侧板73和冷却介质箱74被临时固定。临时固定制冷剂管61、冷却介质管71、制冷剂侧总箱62和冷却介质侧总箱72的顺序不受限于上述顺序。然后，制冷剂管61和冷却介质管71分别插入设置在制冷剂总箱62的制冷剂侧板63中和冷却介质侧总箱72的冷却介质侧板73中的连通孔中。此时，在本实施例中，管被插入使得相应连通孔的开口的边缘与转向部61e和71e以及扩大部61f和71f中的每一个之间的距离为3mm或更小。外散热片50插入并临时固定到形成在制冷剂管61和冷却介质管71中的外部空气通道16a，然后相应的引入/导向管64b、64c、74b、和74c被临时固定(这被称为“热交换器临时固定步骤”)。在固定通过线夹具等被临时组装的热交换器16之后，整个热交换器16被放置在加热炉中并被加热。此时，预先涂覆到每一个部件的表面的焊料被熔化，并且热交换器16被冷却直到焊料再次固化为止。因此，各个部件被一体焊接(这被称为“热交换器结合步骤”)。以上方法可以产生包括彼此成一体的室外热交换部60和散热器70的热交换器。如可以从以上说明看出，例如，本实施例的室外热交换部60对应于第一热交换部；制冷剂管61对应于第一管；制冷剂侧总箱62对应于第一箱；以及制冷剂侧转向部61e对应于第一转向部。例如，制冷剂管61的制冷剂管上游部611对应于第一管上游部；以及制冷剂管下游部612对应于第一管下游部。相反，例如，散热器70对应于第二热交换部；冷却介质管71对应于第二管；冷却介质侧总箱72对应于第二箱；以及冷却介质侧转向部71e对应于第二转向部。例如，冷却介质管71的冷却介质管上游部711对应于第二管上游部；以及冷却介质管下游部712对应于第二管下游部。以下描述本实施例的电控制单元。空气调节控制器由包括CPU、ROM和RAM及其外围电路的已知微型计算机构成。控制单元通过根据存储在ROM中的空气调节控制程序执行各种操作和处理来控制连接到上述控制单元的输出的各种类型的空气调节控制器11、15a、15b、17、41和42中的每一个的操作。用于控制空气调节的一组各种传感器联接到空气调节控制器的输入侧。传感器包括用于检测车辆内部的温度的内部空气传感器、用于检测外部空气的温度的外部空气传感器、用于检测车辆内部中的太阳辐射的量的太阳辐射传感器和用于检测从室内蒸发器20吹送的空气的温度(蒸发器温度)的蒸发器温度传感器。此外，传感器还包括用于检测从压缩机11排放的制冷剂的温度的排放制冷剂温度传感器、用于检测室外热交换部60的出口侧的制冷剂温度Te的出口制冷剂温度传感器51和用作用于检测流入到行进用电动机MG中的冷却剂的冷却剂温度Tw的冷却剂温度检测装置的冷却剂温度传感器52。在本实施例中，冷却剂温度传感器52检测从冷却剂泵41挤压出的冷却剂的冷却剂温度Tw。可选地，可以检测被吸入到冷却剂泵41中的冷却剂的冷却剂温度Tw。靠近车厢前面的仪表板设置的操作面板(未示出)连接到空气调节控制器的输入侧。从设置在操作面板上的各种类型的空气调节操作开关输入操作信号。设置在面板上的各种空气调节操作开关包括用于车辆用空气调节器的操作开关、用于设定车辆内部的温度的车辆内部温度设定开关和用于选择操作模式的选择开关。空气调节控制器包括彼此成一体的用于控制用于压缩机11的电动机11b的控制装置和打开/关闭阀15a等，并且空气调节控制器被设计成控制这些部件的操作。在本实施例的空气调节控制器中，用于控制压缩机11的操作的结构(硬件和软件)用作制冷剂排放容量控制装置。用于控制形成制冷剂流动路径切换装置的各个装置15a和15b的操作的结构用作制冷剂流动路径控制装置。用于控制形成用于冷却剂的冷却介质回路切换装置的三通阀42的操作的结构用作冷却介质回路控制装置。本实施例的空气调节控制器包括用于根据来自用于空气调节控制的以上传感器组的检测信号确定霜是否形成在室外热交换器60处的结构(结霜确定装置)。具体地，当行进车辆的速度等于或小于预定参考值(在本实施例中，20km/h)并且室外热交换器60的出口侧的制冷剂温度Te等于或小于0℃时，本实施例的结霜确定装置确定在室外热交换器60处产生结霜。接下来，以下描述具有本实施例中的以上结构的车辆空气调节器1的操作。本实施例的车辆空气调节器1可以执行用于加热车辆内部的加热操作和用于冷却车辆内部的冷却操作。在加热操作中，还可以执行除霜操作和废热回收操作。接下来，以下说明每一个操作。
(a)加热操作
当在操作面板的操作开关打开(ON)的情况下通过选择开关选择加热操作模式时，开始加热操作。然后，在加热操作中，当结霜确定装置确定霜形成在室外热交换器60处时，执行除霜操作。当由冷却剂温度传感器52检测到的冷却剂温度Tw等于或大于预定参考温度(在本实施例中，60℃)时，执行废热回收操作。在正常加热操作中，空气调节控制器关闭打开/关闭阀15a，并将三通阀15b切换到用于将室外热交换部60的出口侧联接到储存器18的入口侧的制冷剂流动路径。进一步地，控制器致动冷却剂泵41从而以预定流量挤压冷却剂，并将冷却剂循环回路40的三通阀42切换到用于允许冷却剂从旁路通过散热器70的冷却介质回路。这样，热泵循环10被切换到用于允许制冷剂沿如由图1的实心箭头所示流动的制冷剂流动路径。冷却剂循环回路40也被切换到用于允许制冷剂沿如由图1中的虚线箭头所示流动的冷却介质回路。具有以上制冷剂流动路径和冷却介质回路的空气调节控制器读取来自用于空气调节控制的以上传感器组的检测信号和来自操作面板的操作信号。根据检测信号和操作信号，计算目标出口空气温度TAO作为要被吹送到车辆内部中的空气的目标温度。进一步地，根据计算的目标出口空气温度TAO和来自传感器组的检测信号确定连接到空气调节控制器的输出侧的各种空气调节控制部件的操作状态。例如，压缩机11的制冷剂排放容量，即，输出到压缩机11的电动机的控制信号被如下确定。首先，根据目标出口空气温度TAO参照预先存储在空气调节控制器中的控制图确定室内蒸发器20的目标蒸发器出口空气温度TEO。
根据目标蒸发器出口空气温度TEO与由蒸发器温度传感器检测到的来自室内蒸发器20的吹送空气温度之间的偏差，确定要被输出到压缩机11的电动机的控制信号，从而通过利用反馈控制方法使得从室内蒸发器20吹送的空气的吹送空气温度接近目标蒸发器出口空气温度TEO。
根据目标出口空气温度TAO、室内蒸发器20的吹送空气温度和从压缩机11排放的由排放制冷剂温度传感器检测到的制冷剂的温度确定要被输出到空气混合门34的伺服马达的控制信号，使得吹送到车辆内部中的空气的温度变成乘客使用车辆内部温度设定开关设定的期望的温度。
在正常加热操作、除霜操作和废热回收操作期间，可以控制空气混合门34的开度，使得从鼓风机32吹送的车辆内部中的空气的整个体积通过室内冷凝器12。
然后，如上所述确定的控制信号被输出到各种空气调节控制部件。此后，直到通过操作面板请求车辆空气调节器的停止为止，控制程序在每一个预定控制循环中重复。控制程序包括按以下顺序的一系列处理：检测信号和操作信号的读取、目标出口空气温度TAO的计算、各种空气调节控制部件的操作状态的确定、和控制电压和控制信号的输出。在其它操作模式中基本上以同样的方式执行控制程序的这种重复。
在热泵循环10中，在正常加热操作期间，从压缩机11排放的高压制冷剂流入到室内冷凝器12中。流入到室内冷凝器12中的制冷剂通过室内蒸发器20与由鼓风机32吹送的车辆内部空气交换热量以消散制冷剂的热量，使得车厢中的空气被加热。
因为打开/关闭阀15a关闭，因此从室内冷凝器12流动的高压制冷剂流入到加热用固定节流装置13以通过节流装置13被减压和膨胀。被加热用固定节流装置13减压和膨胀的低压制冷剂流入到室外热交换部60中。流入到室外热交换部60中的低压制冷剂从由鼓风扇17吹送的外部空气吸收热量，并被蒸发。
此时，冷却剂循环回路40被切换到用于允许冷却剂从旁路通过散热器70的冷却介质回路，从而防止冷却剂将热量耗散给流动通过室外热交换部60的制冷剂，并且防止冷却剂从流动通过室外热交换部60的制冷剂吸收热量。即，冷却剂对流动通过室外热交换部60的制冷剂没有一点热影响。
由于三通阀15b被切换到将室外热交换部60的出口侧连接到储存器18的入口侧的制冷剂流动路径，因此从室外热交换部60流动的制冷剂流入到储存器18中并被分离成液相和气相。被储存器18分离的气相制冷剂被压缩机11吸入并被再次压缩。
如上所述，在正常加热操作中，车辆内部中的空气通过从压缩机11排放的制冷剂中所含有的热量被室内冷凝器12加热，从而可以执行车辆内部的加热操作。
(b)除霜操作
接下来，以下描述除霜操作。在用于通过在室外热交换部60中在制冷剂与外部空气之间交换热量来蒸发制冷剂的制冷循环装置中，类似于本实施例的热泵循环10，当室外热交换部60的制冷剂蒸发温度变得等于或小于结霜温度(具体地，0℃)时，霜可能形成在室外热交换部60处。
如此形成的霜通过霜关闭热交换器16的外部空气通道16a，从而急速地降低室外热交换部60的热交换能力。在本实施例的热泵循环10中，当在加热操作中通过结霜确定装置确定在室外热交换部60处产生结霜时，开始除霜操作。
在除霜操作中，空气调节控制器停止压缩机11的操作，并且还停止鼓风扇17的操作。因此，在除霜操作期间，与正常加热操作相比较，流入到室外热交换部60中的制冷剂的流量被减小以从而减小流入到外部空气通道16a中的外部空气的体积(量)。
空气调节控制器将冷却剂循环回路40的三通阀42切换到用于允许冷却剂如由图2中的虚线箭头所示流入散热器70中的冷却介质回路。因此，冷却剂循环回路40被切换到用于使制冷剂如由图2中的虚线箭头所示流动的冷却介质回路而不使制冷剂循环通过热泵循环10。
因此，流动通过散热器70的冷却介质管71的冷却剂中所含有的热量经由外散热片50被传递给室外热交换部60，从而执行室外热交换部60的除霜操作。即，流动通过热交换器16的制冷剂和外部空气的流量被改变(具体地，减小)以有效地使用行进用电动机MG的废热实现除霜操作。
(c)废热回收操作
接下来，以下描述废热回收操作。优选地，为了抑制行进用电动机MG的过热，将冷却剂的温度保持在预定上限温度或在预定上限温度以下。进一步地，为了减小由于密封到行进用电动机MG中的润滑油的粘性的增加而导致的摩擦损失，优选地，冷却剂的温度被保持在预定下限温度或预定下限温度以上。
在本实施例的热泵循环10中，当在加热操作期间冷却剂温度Tw等于或大于预定参考温度(60℃)时，执行废热回收操作。在除霜操作中，热泵循环10的三通阀15b以与正常加热操作中相同的方式执行，但是冷却剂循环回路40的三通阀42以与除霜操作相同的方式被切换到用于使冷却剂如由图3中的虚线箭头所示流入到散热器70中的冷却介质回路。
因此，如由图3中的实心箭头所示，以与正常加热操作相同的方式，从压缩机11排放的高压高温制冷剂在室内冷凝器12处加热车辆内部中的空气，然后被加热用固定节流装置13减压和膨胀以流入到室外热交换部60中。
由于三通阀42执行到用于使冷却剂流入到散热器70中的冷却介质回路的切换，因此流入到室外热交换部60中的低压制冷剂吸收由鼓风扇17吹送的外部空气中所含有的热量和冷却剂中所含有的并经由外散热片50传递给制冷剂的热量两者，从而被蒸发。其它操作与正常加热操作的其它操作相同。
如上所述，在废热回收操作中，车辆内部中的空气在室内冷凝器12处通过从压缩机11排放的制冷剂的热量被加热，从而可以执行车辆内部的加热。此时，制冷剂不仅吸收外部空气中所含有的热量，而且吸收冷却剂中所含有的并经由外散热片50传递给制冷剂的热量，从而可以有效地使用行进用电动机MG的废热实现车辆内部的加热。
(d)冷却操作
当在操作面板的操作开关打开(ON)的情况下通过选择开关选择冷却操作模式时，冷却操作开始。在冷却操作中，空气调节控制器打开打开/关闭阀15a，并将三通阀15b切换到用于将室外热交换部60的出口侧连接到冷却用固定节流装置19的入口侧的制冷剂流动路径。因此，热泵循环10被切换到用于使制冷剂如由图4中的实心箭头所示流动的制冷剂流动路径。
此时，当冷却剂温度Tw等于或大于参考温度时，冷却剂循环回路40的三通阀42被切换到用于使冷却剂流入到散热器70中的冷却介质回路。相反，当冷却剂温度Tw小于预定参考温度时，三通阀42被切换到用于允许冷却剂从旁路通过散热器70的冷却介质回路。当冷却剂温度Tw等于或大于参考温度时获得的冷却剂流动由图4中的虚线箭头表示。
在热泵循环10中在冷却操作期间，从压缩机11排放的高压制冷剂流入到室内冷凝器12中，并与车辆内部中由鼓风机32吹送并已经通过室内蒸发器20的空气交换热量以耗散其热量。因为打开/关闭阀15a打开，因此从室内冷凝器12流动的高压制冷剂经由固定节流用旁通通道14流入到室外热交换部60。流入到室外热交换部60中的低压制冷剂进一步地朝向由鼓风扇17吹送的外部空气散发热量。
由于三通阀15b被切换到用于将室外热交换部60的出口侧连接到冷却用固定节流装置19的入口侧的制冷剂流动路径，因此从室外热交换部60流动的制冷剂通过冷却用固定节流装置19被减压和膨胀。从冷却用固定节流装置19流动的制冷剂流入到室内蒸发器20中，并从车辆内部中由鼓风机32吹送的空气吸收热量以被蒸发。这样，车辆内部中的空气可以被冷却。
从室内蒸发器20流动的制冷剂流入到储存器18中，然后通过储存器18被分离成液相和气相。被储存器18分离的气体制冷剂被吸入到压缩机11中并被压缩机11再次压缩。如上所述，在冷却操作期间，在室内蒸发器20处低压制冷剂从车辆内部中的空气吸收热量并蒸发自身，从而冷却车厢中的空气，因此可以执行车辆内部的冷却。
如上所述，在本实施例中用于车辆的空气调节器1可以在热泵循环10的制冷剂流动路径之间和在冷却剂循环回路40的冷却介质回路之间执行切换，从而实现各种操作。进一步地，在本实施例中，以上具体的热交换器16可以用于在每一个操作中在三种流体(即，制冷剂、冷却剂和外部空气)之间执行适当的热交换。
更具体地，本实施例的热交换器16包括外散热片50，所述外散热片50每一个设置在形成在室外热交换部60的制冷剂管61与散热器70的冷却介质管71之间的外部空气通道16a中。这种外散热片50能够在制冷剂管61与冷却介质管71之间进行热传递。
因此，在除霜操作期间，冷却剂中所含有的热量可以经由外散热片50被传递给室外热交换部60，从而可以有效地使用行进用电动机MG的废热以对室外热交换部60进行除霜。
进一步地，在本实施例中，在除霜操作期间，压缩机11的操作被停止以减小流入到室外热交换部60中的制冷剂的流量，从而可以防止传递给室外热交换部60的热量经由外散热片50和制冷剂管61吸收到流动通过制冷剂管61的制冷剂中。即，可以抑制冷却剂与制冷剂之间不必要的热交换。
在除霜操作期间，鼓风扇17的操作停止以减小流入到外部空气通道16a中的外部空气的体积(量)，从而可以防止经由外散热片50传递给室外热交换部60的热量被吸收到流动通过外部空气通道16a的外部空气中。即，可以抑制冷却剂与外部空气之间不必要的热交换。
在废热回收操作期间，热交换器经由制冷剂管61、冷却介质管71和外散热片50在冷却剂与制冷剂之间交换热量，使得行进用电动机MG的废热可以吸收到制冷剂中。此外，热交换器还经由冷却介质管71和外散热片50在冷却剂与外部空气之间交换热量，使得可以将行进用电动机MG的不必要废热散发到外部空气。
在正常加热操作期间，热交换器经由制冷剂管61和外散热片50在制冷剂与外部空气之间交换热量，使得外部空气的热量可以被吸收到制冷剂中。此外，在正常加热操作期间，冷却剂循环回路40的三通阀42被切换到用于允许冷却剂从旁路通过散热器70的冷却介质回路，从而可以抑制冷却剂与外部空气之间不必要的热交换，以将行进用电动机MG的废热储存在冷却剂中，从而促进行进用电动机MG的预热。
在本实施例的热交换器16中，制冷剂管61和冷却介质管71设置在制冷剂侧总箱62与冷却介质侧总箱72之间，使得每一个外部空气通道16a由制冷剂管61与冷却介质管71之间的空间形成。制冷剂侧总箱62和冷却介质侧总箱72没有沿外部空气的流动方向布置。因此，可以防止整个热交换器16沿外部空气的流动方向的尺寸增加。
另外，制冷剂管61的制冷剂侧转向部61e被定位成与制冷剂侧总箱62相比更加靠近冷却介质侧总箱72。此外，冷却介质管71的冷却介质侧转向部71e被定位成与冷却介质侧总箱72相比更加靠近制冷剂侧总箱62。制冷剂侧总箱62连接到制冷剂管61的结构可以具有与冷却介质侧总箱72连接到冷却介质管71的结构的形状相同的形状。
在本实施例中，制冷剂侧总箱62的制冷剂侧板63和冷却介质侧总箱72的冷却介质侧板73设有分别与制冷剂流动路径61c和冷却介质流动路径71c连通的连通孔和其它闭合的连通孔。用于将制冷剂管61连接到制冷剂侧总箱62的结构可以具有与用于将冷却介质管71连接到冷却介质侧总箱72的结构的形状相同的形状，从而可以提高热交换器的生产率。
因此，本实施例的热交换器16在不需要增加尺寸的情况下提高可以在三种流体之间交换热量的热交换器的生产率。
在本实施例的热交换器16中，制冷剂管61和冷却介质管71固定到制冷剂侧总箱62和冷却介质侧总箱72两者，从而可以增加整个热交换器16的机械强度。进一步地，在外散热片50设置在外部空气通道16a的临时过程中，外散热片50可以容易地临时固定，然后在临时结合之后可以牢固地固定。
制冷剂侧转向部61e和冷却介质侧转向部71e中的每一个的中间部的制冷剂通道面积大于相应的转向部的流体流入部和流体流出部中的每一个的流体通道面积。当制冷剂通过制冷剂侧转向部61e时，或者当冷却剂通过冷却介质侧转向部71e时，可以减小压力损失。
设置在制冷剂管61和冷却介质管71内部的内散热片65和75的端部突出到各个转向部61e和71e的扩大部61f和71f的内部空间中。因此，内散热片65和75的其中涂覆焊料往往会脱落的部分(例如，内散热片65和75的端部)不用作被焊接的感兴趣表面，从而易于抑制内散热片65和75中的每一个与制冷剂管61和冷却介质管71中的每一个的内周表面之间的结合缺陷。
类似于本实施例，在可以在三种流体之间交换热量的热交换器16中，基于操作条件，被引入到室外热交换部60中的制冷剂的温度有时不同于被引入到散热器70中的冷却剂的温度。在这种情况下，制冷剂管61中产生的热应变的量(热膨胀量)不同于冷却介质管71中产生的热应变的量，这可能会导致热交换器16的破坏。
相反，本实施例的热交换器16包括设置在以预定间隔交替层叠或堆叠的制冷剂管61与冷却介质管71之间的外散热片50。每一个外散热片50促进外部空气、制冷剂和冷却剂之间的热交换，从而减轻管61与71之间的热应变的差。因此，本实施例的热交换器16可以抑制由于制冷剂管61与冷却介质管71之间产生的热应变差(热膨胀量)而导致制冷剂管61和冷却介质管71的破坏。
在本实施例的热交换器16中，冷却介质管71的冷却介质管上游部711相对于冷却介质管下游部712沿外部空气的流动方向A位于上游侧。因此，在其中流入到冷却介质管71中的冷却介质的温度高于制冷剂和外部空气中的每一个的温度的操作状态下，可以在冷却介质管71的冷却剂流的上游侧确保冷却剂与外部空气之间的温差以从而增加热耗散的量。因此，冷却剂与制冷剂之间的温差可以被减小以减轻制冷剂管61与冷却介质管71之间的热应变差。在本示例中，冷却剂对应于“高温侧流体”；冷却介质管71对应于“高温侧管”；冷却介质管71的冷却介质管上游部711对应于“高温侧管上游部”；以及冷却介质管71的冷却介质管下游部712对应于“高温侧管下游部”。制冷剂对应于“低温侧流体”；制冷剂管61对应于“低温侧管”；制冷剂管61的制冷剂管上游部611对应于“低温侧管上游部”；以及制冷剂管61的制冷剂管下游部612对应于“低温侧管下游部”。
第二实施例
在本实施例中，对第一实施例的热交换器16的结构进行一些改变。以下使用图12‑14描述本实施例的热交换器16的详细结构。
图12显示了第一实施例中的热交换器16的轮廓的透视图。图13显示了用于说明热交换器16中的制冷剂和冷却剂的流动的示意性透视图。图14显示了热交换器16的示意性部分分解透视图。图12、图13和图14分别对应于第一实施例的图5、图10和图11。在图12‑14中，与第一实施例的部件相同或等同的部件由相同的附图标记表示。这同样适用于以下所有附图。
如图12和图14所示，本实施例的制冷剂管61和冷却介质管71中的每一个通过弯曲在垂直于纵向方向的方向上具有扁平截面的扁平管而形成。更具体地，制冷剂管61被弯曲以使得制冷剂管61的平坦表面彼此相对，并且冷却介质管71也被弯曲以使得冷却介质管71的平坦表面彼此相对。
因此，本实施例中的制冷剂管61的制冷剂侧转向部61e和冷却介质管71的冷却介质侧转向部71e分别由管61和71的弯曲部形成。本实施例中的外部空气通道16a不仅形成在制冷剂管61的平坦表面与冷却介质管71的与制冷剂管61的平坦表面相对的平坦表面之间，而且还形成在相对的制冷剂管61的平坦表面之间以及相对的冷却介质管71的平坦表面之间。
外部空气通道16a设有与第一实施例中的外散热片相同的外散热片50。类似于图11，为了便于理解，图14省略了外散热片50的图示。
如图14所示，制冷剂管61沿着外部空气的流动方向A被布置成两行。设置在下风侧的制冷剂管61的一个开口端与制冷剂侧总箱62的分配空间62b连通，而设置在上风侧的另一个管61的一个开口端与制冷剂侧总箱62的收集空间62a连通。
分隔构件(未示出)设置在制冷剂侧总箱62内部。分隔构件使设置在下风侧的所述一个制冷剂管61的另一个开口端在不与制冷剂侧总箱62内部的收集空间62a和分配空间62b连通的情况下与设置在上风侧的另一个管61的另一个开口端连通。
如图14所示，冷却介质管71沿着外部空气的流动方向A被布置成两行。设置在上风侧的冷却介质管71的一个开口端与冷却介质侧总箱72的分配空间72b连通，而设置在下风侧的另一个管71的一个开口端与冷却介质侧总箱72的收集空间72a连通。
分隔构件(未示出)也设置在冷却介质侧总箱72内部。分隔构件使设置在上风侧的所述一个冷却介质管71的另一个开口端在不与冷却介质侧总箱72内部的收集空间72a和分配空间72b连通的情况下与设置在下风侧的所述另一个管71的另一个开口端连通。
因此，如图13所示，在本实施例的热交换器16中，被引入到制冷剂侧总箱62的分配空间62b中的制冷剂流入到设置在下风侧的制冷剂管61中以通过设置在下风侧的制冷剂管61的制冷剂侧转向部61e，然后返回到制冷剂侧总箱62。然后，制冷剂流入到设置在上风侧的制冷剂管61以通过设置在上风侧的制冷剂侧管61的制冷剂侧转向部61e，并从制冷剂侧总箱62的收集空间62a导出。
相反，被引入到冷却介质侧总箱72的分配空间72b中的制冷剂流入到设置在上风侧冷却介质管71中以通过设置在上风侧的冷却介质管71的冷却介质侧转向部71e，然后返回到冷却介质侧总箱72。然后，制冷剂流入到设置在下风侧的冷却介质管71中以通过设置在下风侧的冷却介质侧管71的冷却介质侧转向部71e，并从冷却介质侧总箱72的收集空间72a导出。
包括热交换器16的热泵循环10的其它部件的结构和操作与第一实施例的其它部件的结构和操作相同。因此，类似于第一实施例，本实施例的热交换器16也可以在热泵循环10的每一个操作中在三种流体：制冷剂、冷却剂和外部空气之间执行适当的热交换。本实施例还可以在不增加尺寸的情况下提高可以在三种流体之间交换热量的热交换器的生产率。
进一步地，本实施例的热交换器16使用可以通过挤出工艺或拉拔工艺以低成本形成的扁平管作为制冷剂管61和冷却介质管71。因此，本实施例可以进一步提高生产率。
第三实施例
以示例的方式，第二实施例使用被弯曲成平坦表面部分彼此相对的扁平管作为制冷剂管61和冷却介质管71。在本实施例中，如图15所示，每一个管都被弯曲，使得转向部61e和71e中的每一个的上游侧的平坦表面和转向部61e和71e中的每一个的下游侧的平坦表面沿外部空气的流动方向A在同一平面中布置成两行。
在图15中，(a)是本实施例的制冷剂管61(冷却介质管71)的前视图，而(b)是用于制冷剂的所述管的侧视图。图15(a)和15(b)对应于第一实施例的图6(a)和6(b)。图15(a)和15(b)显示了制冷剂管61，同时对应于制冷剂管61的部件的冷却介质管71的部件由括号内的相应附图标记表示。
包括热交换器16的热泵循环10的其它部件的结构和操作与第一实施例的其它部件的结构和操作相同。因此，类似于第一实施例，本实施例的热交换器16也可以在热泵循环10的每一个操作中在三种流体：制冷剂、冷却剂和外部空气之间执行适当的热交换。本实施例也可以在不增加尺寸的情况下提高可以在三种流体之间交换热量的热交换器的生产率。
类似于第二实施例，本实施例也可以以低成本制造制冷剂管61和冷却介质管71，因此可以进一步提高产率。
第四实施例
在本实施例中，如图16的整体配置图所示，对第一实施例的热泵循环10的结构进行一些改变。图16显示了本实施例中在废热回收操作中的制冷剂流动路径的整体配置图。在图中，热泵循环10中的制冷剂的流动由实线表示，而冷却剂循环回路40中的冷却剂的流动由虚线表示。
具体地，在本实施例中，第一实施例的室内冷凝器12被移除，并且复合热交换器16中的第一实施例的室外热交换部60设置在室内空气调节单元30的壳体31中。在第一实施例中复合热交换器16中的室外热交换部60用作室内冷凝器12。在下文中，热交换器16的用作室内冷凝器12的部分称为“室内冷凝器”。
相反，室外热交换部60由单个热交换器构成，所述单个热交换器用于在流动通过所述热交换器的制冷剂与由鼓风扇17吹送的外部空气之间交换热量。本实施例中的其它部件的结构与第一实施例的其它部件的结构相同。在本实施例中，不执行除霜操作，但是其它操作以与第一实施例相同的方式被执行。
因此，在本实施例的废热回收操作期间，车辆内部中的空气通过在热交换器16的室内蒸发器中与从压缩机11排放的制冷剂交换热量而被加热。进一步地，车辆内部中的被室内冷凝器加热的空气可以通过在热交换器16的散热器70中与冷却剂交换热量而被加热。
本实施例的热泵循环10的结构可以在车辆内部中的空气与冷却剂之间交换热量。即使当热泵循环10(具体地，压缩机11)的操作停止时，也可以实现车辆内部的加热。即使当从压缩机11排放的制冷剂的温度低且热泵循环10的加热能力低时，也可以实现车辆内部的加热。
显而易见地，第二实施例和第三实施例中公开的热交换器16可以应用到本实施例的热泵循环10。
第五实施例
在本实施例中，对第一实施例的热交换器16的结构进行一些改变。以下使用图17和18描述本实施例的热交换器16的详细结构。
图18显示了本实施例中的热交换器16的轮廓的透视图。图18是用于说明热交换器16中的制冷剂和冷却剂的流动的示意性透视图。图17和图18对应于第一实施例的图5和图10。为了便于说明，图17省略了热交换器16的管61和71以及外散热片50的图示。
本实施例的热交换器16的室外热交换部60包括制冷剂侧总箱62，所述制冷剂侧总箱62由沿着外部空气的流动方向A布置成两行的箱621和622组成。两行箱621和622的沿外部空气的流动方向设置在上游侧的第一制冷剂箱621设有分隔构件621c，所述分隔构件621c沿纵向方向设置在中心以将内部空间分隔成两个空间621a和621b。
第一制冷剂箱621连接到多个制冷剂管上游部611和制冷剂管下游部612中的沿外部空气的流动方向A设置在上风侧的管。箱621用作用于收集和/或分配流动通过管的制冷剂的收集和分配箱。
第一制冷剂箱621的沿纵向方向的一端连接到用于引入制冷剂的制冷剂引入管64b，而制冷剂侧箱64的沿纵向方向的另一端连接到用于导出和引导制冷剂的制冷剂导向管64c。制冷剂引入管64b与形成在第一制冷剂箱621中的两个空间621a和621b中的分配空间621a连通。制冷剂导向管64c与形成在第一制冷剂箱621中的两个空间621a和621b中的收集空间621b连通。
在布置成两行并容纳在制冷剂侧总箱62中的箱621和622中，沿外部空气的流动方向A设置在下游侧的第二制冷剂箱622连接到多个制冷剂管上游部611和制冷剂管下游部612中的沿外部空气的流动方向A设置在下风侧的管。第二制冷剂箱622用作用于收集和/或分配流动通过管的制冷剂的收集和分配箱。第二制冷剂箱622的沿纵向方向的两端由闭合构件闭合。
用于使经由制冷剂引入管64b被引入到室外热交换部60中的制冷剂流动通过的一组制冷剂管61形成上游侧制冷剂管组60a。用于使来自上游侧制冷剂管组60a的制冷剂流动通过以从制冷剂导向管64c导出的一组制冷剂管61形成下游侧制冷剂管组60b。
在形成上游侧制冷剂管组60a的制冷剂管61中，制冷剂管上游部611相对于制冷剂管下游部612沿外部空气的流动方向A设置在上游侧。在形成下游侧制冷剂管组60b的制冷剂管61中，制冷剂管上游部611相对于制冷剂管下游部612沿外部空气的流动方向A设置在下游侧。
在本实施例的室外热交换部60中，如由图18的示意性透视图中的实心箭头所示，经由制冷剂引入管64b被引入到总箱62的第一制冷剂箱621的分配空间621a中的制冷剂从上游侧制冷剂管组60a中的沿外部空气流动方向A在上风侧的制冷剂管上游部611流动到制冷剂侧转向部61e。制冷剂然后流动并转向到上游侧制冷剂管组60a中的沿外部空空气流动方向A在下风侧的制冷剂管下游部612。从制冷剂管下游部612流入到第二制冷剂箱622中的制冷剂从下游侧制冷剂管组60b中的沿外部空气的流动方向A在下风侧的制冷剂管上游部611到制冷剂侧转向部61e和下游侧制冷剂管组60b中的沿外部空空气流动方向A在上风侧的制冷剂管下游部612以此顺序流动并转向。
返回到图17，本实施例的热交换器16的散热器70包括冷却介质侧总箱72，所述冷却介质侧总箱72由沿着外部空气的流动方向A布置成两行的箱721和722组成。两行箱721和722的沿外部空气的流动方向设置在上游侧的第一冷却介质箱721设有分隔构件721c，所述分隔构件721c沿纵向方向设置在中心以将内部空间分隔成两个空间。
第一冷却介质箱721连接到多个冷却介质管上游部711和冷却介质管下游部712中的沿外部空气的流动方向A设置在上风侧的管。箱721用作用于收集和/或分配流动通过管的冷却介质的收集和分配箱。
第一冷却介质箱721沿纵向方向的一端连接到用于引入冷却介质的冷却介质引入管74b，而冷却介质侧箱74沿纵向方向的另一端连接到用于导出并引导冷却介质的冷却介质导向管74c。冷却介质引入管74b与形成在第一冷却介质箱721中的两个空间721a和721b中的分配空间721a连通。冷却介质引入管74c与形成在第一冷却介质箱721中的两个空间721a和721b中的收集空间721b连通。
在布置成两行并容纳在冷却介质侧总箱72中的箱721和722中，沿外部空气的流动方向A设置在下游侧的第二冷却介质箱722连接到多个冷却介质管上游部711和冷却介质管下游部712中的沿外部空气的流动方向A设置在下风侧的管。第二冷却介质箱用作用于收集和/或分配流动通过管的冷却介质的收集和分配箱。第二冷却介质箱722的沿纵向方向的两端由闭合构件闭合。
用于使经由冷却介质引入管74b被引入到散热器70中的冷却介质流动通过的一组冷却介质管71形成上游侧冷却介质管组70a。用于使来自上游侧冷却介质管组70a的冷却剂流动通过以从冷却介质导向管74c导出冷却剂的另一组冷却介质管71形成下游侧冷却介质管组70b。
在形成上游侧冷却介质管组70a的冷却介质管71中，冷却介质管上游部711相对于冷却介质管下游部712沿外部空气的流动方向A设置在上游侧。在形成下游侧冷却介质管组70b的冷却介质管71中，冷却介质管上游部711相对于冷却介质管下游部712沿外部空气的流动方向A设置在下游侧。
在本实施例的散热器70中，如由图18的示意性透视图中的点划线所示，经由冷却介质引入管74b被引入到冷却介质侧总箱72的第一冷却介质箱721的分配空间721a中的冷却介质从上游侧冷却介质管组70a中的沿外部空空气流动方向A在上风侧的冷却介质管上游部711流动到冷却介质侧转向部71e。冷却介质然后流动并转向到上游侧冷却介质管组70a中的沿外部空空气流动方向A在下风侧的冷却介质管下游部712。从冷却介质管下游部712流入到第二冷却介质箱722中的冷却介质从下游侧冷却介质管组70b中的沿外部空气的流动方向A在下风侧的冷却介质管上游部711流动到冷却介质侧转向部71e。然后，冷却介质流动并转向到下游侧冷却介质管组70b中沿外部空气的流动方向A在上风侧的冷却介质管下游部712。
在本实施例的热交换器16中，上游侧制冷剂管组60a的制冷剂管上游部611和上游侧冷却介质管组70a的冷却介质管上游部711沿管61和71的层叠方向平行布置。此外，上游侧制冷剂管组60a的制冷剂管下游部612和上游侧冷却介质管组70a的冷却介质管下游部712沿管61和71的层叠方向平行布置。
在本实施例的热交换器16中，下游侧制冷剂管组60b的制冷剂管上游部611和下游侧冷却介质管组70b的冷却介质管上游部711沿管61和71的层叠方向平行布置。此外，下游侧制冷剂管组60b的制冷剂管下游部612和下游侧冷却介质管组70b的冷却介质管下游部712沿管61和71的层叠方向平行布置。
在室外热交换部60中，制冷剂在上游侧制冷剂管组60a中沿外部空气的流动方向从下游侧流动到上游侧，并且制冷剂在下游侧制冷剂管组60b中沿外部空气的流动方向从下游侧流动到上游侧。同样地，在散热器70中，冷却剂在上游侧冷却介质管组70a中沿外部空气的流动方向从上游侧流动到下游侧，并且在下游侧冷却介质管组70b中沿外部空气的流动方向从下游侧流动到上游侧。
因此，形成上游侧制冷剂管组60a和上游侧冷却介质管组70a的制冷剂管61和冷却介质管71被设计成允许制冷剂沿着外部空气的流动方向A在相同的方向上从上风侧流动到下风侧。分别形成下游侧制冷剂管组60b和下游侧冷却介质管70b的制冷剂管61和冷却介质管71被设计成允许制冷剂和冷却剂沿着外部空气的流动方向A在相同的方向上从下风侧流动到上风侧。
包括热交换器16的热泵循环10的其它部件的结构和操作与第一实施例的其它部件的结构和操作相同。因此，类似于第一实施例，本实施例的热交换器16也可以在热泵循环10的每一个操作中在三种流体：制冷剂、冷却剂和外部空气之间执行适当的热交换。本实施例也可以在不增加尺寸的情况下提高可以在三种流体之间交换热量的热交换器的生产率。
另外，在本实施例的热交换器16中，形成上游侧制冷剂管组60a的每一个制冷剂管61的制冷剂管上游部611相对于制冷剂管下游部612沿外部空气的流动方向A设置在上游侧。此外，形成上游侧冷却介质管组70a的每一个冷却介质管71的冷却介质管上游部711相对于冷却介质管下游部712沿外部空气的流动方向A设置在上游侧。
在其中被引入到室外热交换部60中的制冷剂和被引入到散热器70中的冷却介质具有高于外部空气的温度的温度的操作状态下，制冷剂与冷却剂之间的温差在上游侧制冷剂管组60a的制冷剂上游侧与上游侧冷却介质管组70a的冷却剂上游侧减小。此外，可以确保制冷剂与外部空气之间以及冷却介质与外部空气之间的温差，从而可以增加热耗散的量。因此，可以减小制冷剂管61与冷却介质管71之间的热应变差。
在本实施例的热交换器16中，形成下游侧制冷剂管组60b的每一个制冷剂管61的制冷剂管上游部611相对于制冷剂管下游部612沿外部空气的流动方向A设置在下游侧。此外，形成下游侧冷却介质管组70a的每一个冷却介质管71的冷却介质管上游部711相对于冷却介质管下游部712沿外部空气的流动方向A设置在下游侧。
在被引入到室外热交换部60中的制冷剂和被引入到散热器70中的冷却介质具有高于外部空气的温度的温度的操作状态下，制冷剂和冷却剂中所含有的热量可以在下游侧制冷剂管组60b的制冷剂下游侧和下游侧冷却介质管组70b的冷却剂下游侧被充分耗散到外部空气中。因此，可以提高热交换器16的性能。
如可以从以上说明看出，本实施例的上游侧制冷剂管组60a对应于所附权利要求中所述的上游侧第一管组。本实施例的下游侧制冷剂管组60b对应于下游侧第一管组。本实施例的上游侧冷却介质管组70a对应于权利要求中所述的上游侧第二管组。本实施例的下游侧冷却介质管组70b对应于下游侧第二管组。
其他实施例
本发明不局限于以上实施例，而使可以在不背离本发明的保护范围的情况下对公开的实施例进行各种修改和改变。
(1)在以上实施例中，以示例的方式，热交换器16具有箱和管热交换器结构，所述热交换器结构包括具有管(61，71)和收集箱和分配箱(62，72)的两个热交换部60和70。热交换部60和70中的每一个的结构不受限于此。
可选地，例如，热交换器可以采用通常所说的拉深杯(drawn cup)式热交换器结构，所述热交换器结构包括经由外散热片50层叠的多片板。每一个板都包括管和与管连通的箱，所述管和箱通过结合各个中心互相对准的一对板状构件而形成。
在这种拉深杯式热交换器结构中，板被层叠以使板的箱互相连通，从而可以形成对应于上述实施例中的制冷剂侧总箱62和冷却介质侧总箱72中的每一个的结构。
(2)在以上实施例中，以示例的方式，板63和73分别联接到箱64和74，从而将内部空间分隔成收集空间62a和72a以及分配空间62b和72b，以从而形成制冷剂侧总箱62和冷却介质侧总箱72。总箱62和72的结构不受限于此。
例如，总箱可以由两个管组成，并且每一个管的内部空间都可以是收集空间或分配空间。这可以提高每一个总箱的耐压性。
在以上实施例中，以示例的方式，制冷剂管61和冷却介质管71交替层叠或堆叠。然而，制冷剂管61和冷却介质管71的结构不受限于此。
例如，在第一实施例和第三实施例的热交换器16中，如图19(a)所示，多个(N个)制冷剂管61可以连续层叠，然后多个(M个)冷却介质管71可以连续层叠。此时，制冷剂管61的数量可以等于或不同于连续层叠在该制冷剂管61上的冷却介质管71的数量。
例如，在第二实施例的热交换器16中，如图19(b)‑19(d)所示，制冷剂管61可以相对于外部空气的流动方向A定位在上游侧，而冷却介质管71可以定位在下游侧。
图19(a)‑19(d)示意性地显示了热交换器16的总箱在纵向方向上的剖视图。在图19(a)‑19(d)中，为了便于理解，制冷剂管61通过画影线以具有阴影区来表示，冷却介质管71由画虚线影线表示。
在包括彼此相邻放置的制冷剂管61或彼此相邻放置的冷却介质管71的结构中，如图19(a)‑19(d)所示，外散热片50可以理想地设置在相邻的制冷剂管61之间以及相邻冷却介质管71之间的空间中。
这样，外散热片50设置在形成在管61与71中的每一个以及相邻的制冷剂管61或冷却介质管71之间的所有空间中。因此，外散热片50促进外部空气与流动通过管61和71的流体(制冷剂或冷却剂)之间的热交换，并且可以减轻(减小)制冷剂管61与冷却介质管71之间的热应变差。因此，可以抑制热交换器16的破坏。
(4)在以上第一实施例中，以示例的方式，制冷剂管61和冷却介质管71中的冷却介质管71的冷却介质管上游部711相对于冷却介质管下游部712沿外部空气的流动方向A定位在上游侧，这不限制本发明。
例如，制冷剂管61和冷却介质管71中的制冷剂管61的制冷剂管上游部611可以相对于制冷剂管下游部612沿外部空气的流动方向A定位在上游侧。
在被引入到室外热交换部60中的制冷剂具有高于冷却介质和外部空气中的每一个的温度的温度的操作状态下，可以在制冷剂管61的制冷剂流的上游侧确保制冷剂与外部空气之间的温差以增加热耗散的量。因此，可以减小制冷剂与冷却剂之间的温差，这可以减小制冷剂管61与冷却介质管71之间的热应变差。在本示例中，制冷剂对应于“高温侧流体”；制冷剂管61对应于“高温侧管”；制冷剂管61的制冷剂管上游部611对应于“高温侧管上游部”；以及制冷剂管61的制冷剂管下游部12对应于“高温侧管下游部”。冷却剂对应于“低温侧流体”；冷却介质管71对应于“低温侧管”；冷却介质管71的冷却介质管上游部711对应于“低温侧管上游部”；以及冷却介质管71的冷却介质管下游部712对应于“低温侧管下游部”。
(5)在以上第一实施例中，制冷剂管61的制冷剂管上游部611和冷却介质管71的冷却介质管下游部712沿管61和71的层叠方向布置。此外，以示例的方式，制冷剂管下游部612和冷却介质管上游部711沿管61和71的层叠方向布置。本发明不局限于以上结构。
例如，制冷剂管61的制冷剂管上游部611和冷却介质管71的冷却介质管上游部711可以沿管61和71的层叠方向布置，而制冷剂管下游部612和冷却介质管下游部712可以沿管61和71的层叠方向布置。
在这种结构中，流动通过制冷剂管61的制冷剂和流动通过冷却介质管71的冷却剂沿各个管61和71的纵向方向具有彼此相反的流动方向，并沿外部空气的流动方向具有相同的流动方向(例如，从上风侧到下风侧，或者从下风侧到上风侧)(这是部分平行流结构)。
与第一实施例的热交换器16相比较，具有这种结构的热交换器16减小热交换能力，但是可以整体上减小流动通过制冷剂管61的制冷剂与流动通过冷却介质管71的冷却介质之间的温差。
参照图20，以下是流动通过制冷剂管61的制冷剂与流动通过冷却介质管71的冷却介质之间的温差在具有部分平行流结构的热交换器16中可以被减小的原因。图20是用于说明各种类型的热交换器之间的结构差异对每一个管中的制冷剂与冷却剂之间的温差的影响的示例性图。在图20中，实线示意性地表示制冷剂和冷却剂(由黑色圆表示流入部，而由黑色菱形块表示流出部)的高温流体(高温侧流体)的温度的变化。点划线示意性地表示在具有部分平行流结构的热交换器16中低温流体(低温侧流体)的温度的变化。双点划线示意性地表示反向流动结构(第一实施例中所述的热交换器16)中的低温流体的温度的变化。点划线和双点划线分别显示以下条件下的温度的变化。在外部空气的温度低于制冷剂和冷却剂中的每一个的温度的操作状态下，使用具有部分平行流结构的热交换器16从管流动的低温侧液体的流出温度Tl2与使用具有反向流动结构的热交换器16从管流出的低温侧流体的流出温度Tl2′相同。
如上所述，具有部分平行流结构的热交换器16与第一实施例中所述的热交换器16相比较具有减小的热交换能力。如由图20中的点划线和双点划线所示，在具有部分平行流结构的热交换器16中，流入到管中的低温侧流体的流入温度Tl1变得高于流入到第一实施例的热交换器16中的低温侧流体的流入温度Tl1′。
即，流入到具有部分平行流结构的热交换器16中的高温侧流体的流入温度Th1与低温侧液体的流入温度Tl1之间的温差ΔT与流入到第一实施例的热交换器16中的高温侧流体的流入温度Th1′与低温侧液体的流入温度Tl1′之间的温差ΔT′相比较小。
因此，与第一实施例的热交换器16相比较，具有部分平行流结构的热交换器16可以整体上减小流动通过制冷剂管61的制冷剂与流动通过冷却介质管71的冷却介质之间的温差。因此，热交换器可以减小制冷剂管61与冷却介质管71之间的热应变差。本实施例被应用于外部空气的温度低于制冷剂和冷却剂中的每一个的温度的操作状态，但是具有部分平行流结构的热交换器16不管外部空气的温度与制冷剂和冷却剂的温度之间的关系可以具有以下效果。即，与第一实施例的热交换器16相比较，具有部分平行流结构的热交换器16可以整体上减小流动通过制冷剂管61的制冷剂与流动通过冷却介质管71的冷却介质之间的温差。
进一步地，在具有部分平行流结构的热交换器16中，制冷剂管上游部611和冷却介质管上游部711理想地相对于制冷剂管下游部612和冷却介质管下游部712沿外部空气的流动方向定位在上游侧。
在被引入到室外热交换部60中的制冷剂和被引入到散热器70中的冷却介质具有高于外部空气的温度的温度的操作状态下，热交换器可以确保制冷剂与外部空气之间以及冷却剂与外部空气之间的温差，从而增加热耗散的量。因此，可以减小制冷剂管61与冷却介质管71之间的热应变差以抑制热交换器16的破坏。
(6)在以上第一实施例中，热泵循环10的制冷剂用作第一流体，冷却剂循环回路40的冷却剂用作第二流体，而由鼓风扇17吹送的外部空气用作第三流体，但是第一至第三流体不受限于此。例如，类似于第三实施例，车辆内部中的空气可以用作第三流体。
例如，第一流体可以是热泵循环10中的高压侧制冷剂或低压侧制冷剂。
例如，第二流体可以是用于冷却诸如发动机或用于将电力供应给行进用电动机MG的换流器的电气装置的冷却剂。可选地，第二流体可以是用于冷却的油，第二热交换部可以用作油冷却器，而使用的第二流体可以是储热剂、储冷剂等。
第一至第三流体不局限于特性或成分彼此不同的流体。第一至第三流体可以是即使当这些流体具有相同特性或成分时温度或状态(例如气相或液相)不同的流体。例如，使用的第一流体可以是热泵循环10中的高压侧制冷剂，而使用的第二流体可以是热泵循环10中的低压侧制冷剂。例如，当热交换器设有适于使用于冷却发动机的冷却剂循环和使用于冷却换流器的冷却剂循环的不同回路时，使用的第一流体是用于发动机的冷却剂，而使用的第二流体是用于换流器的冷却剂。
理想地，第一至第三流体的温度之间的关系如下：第三流体的温度低于第一流体和第二流体中具有较高温度的一个流体(高温侧流体)的温度且高于具有较低温度的另一个流体(低温侧流体)的温度。这种温度关系在热交换器16中减小高温侧流体的温度并增加低温侧流体的温度，从而可以减小第一流体与第二流体之间的温差。因此，可以减小管61与71之间的热应变差以从而有效地抑制热交换器16的破坏。
当应用本发明的热交换器16的热泵循环10用于固定空气调节器、冷柜、用于自动售货机的冷却和加热装置等时，第二流体可以是用于冷却发动机和用作热泵循环10的压缩机的驱动源的电动机以及其它电力装置的冷却剂。
在以上实施例中，以示例的方式，本发明的热交换器16应用于热泵循环(制冷循环)。本发明的热交换器16的应用不受限于此。即，本发明的热交换器16可以广泛地应用到用于在三种流体等之间交换热量的任意装置。
(7)在以上实施例中，以示例的方式，室外热交换部60的制冷剂管61、散热器70的冷却介质管71和外散热片50由铝合金(金属)形成并钎焊在一起。外散热片50可以可以由具有极好的导热率的材料(例如，碳纳米管等)形成，并且可以通过诸如粘合剂等的任意结合装置结合。
图21示意性地显示了根据另一个实施例的热交换器16的部分透视图。图22(a)、22(b)、和22(c)是用于说明在另一个实施例中的外散热片50的说明图。图22(a)是外散热片50的部分前视图，图22(b)是沿图22(a)的线XXIIB‑XXIIB截得的剖视图；而图22(c)是图22(a)的XXIIC部分的放大图。
当类似于以上各个实施例外散热片50与管61和71结合时，如图21、22(a)、22(b)和22(c)所示，外散热片50理想地设有用于局部地削弱外散热片50的刚性的多个狭缝50a。狭缝50a可以由贯穿外散热片50的通孔或形成在外散热片50的外周边缘的切口形成。
因此，当在管61与71之间具有热应变差时，外散热片50的每一个狭缝50a都可以吸收作用在管61和71上的应力。进一步地，当管61与71之间的热应变差产生时，具有狭缝50a的外散热片50可以在部分范围内抑制热交换器16的破坏。
(8)在以上第一实施例中，以示例的方式，在管和箱临时固定步骤中，制冷剂管61和冷却介质管71与卡在板61a、61b、71a和71b中的内散热片65和75临时固定在一起。可选地，板61a、61b、71a和71b可以设有用于内散热片65和75的定位部。
这种定位部可以由例如从制冷剂流动路径61c、冷却介质流动路径71c、转向部61e和71e以及扩大部61f和71f向内突出的突出部形成。
(9)以上第二实施例和第三实施例没有描述设置在制冷剂管61和冷却介质管71内部的内散热片65和75。然而，当期望采用内散热片65和75时，扁平管被弯曲，然后散热片理想地插入转向部61e和71e中的每一个的上游侧和下游侧的流体流动路径中。因此，可以防止在弯曲扁平管时内散热片变形。
(10)在以上实施例中，以示例的方式，采用电动三通阀42作为用于在冷却剂循环回路40的冷却介质回路之间进行切换的回路切换装置。然而，回路切换装置不受限于此。例如，可以采用恒温阀。恒温阀是由机械系统构成的冷却介质温度响应阀，所述机械系统被设计成通过利用体积基于温度变化的热蜡(热敏构件)使阀体移动来打开和关闭冷却介质通道。因此，可以使用恒温阀以去除冷却剂温度传感器52。
(11)虽然在以上实施例中，以示例的方式，使用的制冷剂是普通氟基制冷剂，但是制冷剂的种类不受限于此。使用的制冷剂可以是诸如二氧化碳或烃基制冷剂的天然制冷剂。进一步地，热泵循环10可以是其中从压缩机11排放的制冷剂的压力等于或高于制冷剂的临界压力的超临界制冷循环。
已经参照优选的实施例公开了本发明。然而，要理解的是本发明不局限于以上优选实施例和上述结构。本发明旨在涵盖各种修改示例及其等同结构。另外，相对于公开的实施例包括一个另外的元件或没有一个元件的其它的优选实施例或各实施例的各种其它组合也落入本发明的保护范围和精神内。