设备冷却装置的制作方法

文档序号:21107956发布日期:2020-06-16 21:28阅读:192来源:国知局
设备冷却装置的制作方法

关联申请的相互参照

本申请基于在2017年11月1日申请的日本专利申请号2017-211970号,通过参照将其记载内容编入于此。

本发明涉及通过热虹吸回路来冷却对象设备的设备冷却装置。



背景技术:

以往,公知有通过环型的热虹吸回路来冷却作为冷却对象的对象设备的设备冷却装置。

专利文献1中记载的冷却装置所具备的热虹吸回路是通过配管将进行对象设备与工作流体的热交换的冷却器和使在该冷却器中蒸发的工作流体冷凝的两个冷凝器连接而得到的。两个冷凝器中的一个冷凝器是进行外部空气与工作流体的热交换的空冷式热交换器。另一个冷凝器是进行在制冷循环中循环的低温低压的制冷剂与工作流体的热交换的冷热源式热交换器。在冷却器内从对象设备吸热而蒸发的工作流体在空冷式热交换器和冷热源式热交换器中分别向外部空气或者制冷剂散热而冷凝,由于成为液体的工作流体的自重而再次流入冷却器。这样,该冷却装置所具备的热虹吸回路通过利用了外部空气的冷热和制冷循环的冷热的工作流体的相变化而冷却对象设备。

专利文献1:日本特开2016-151374号公报

然而,专利文献1所记载的冷却装置在冷却器的温度比规定的设定温度高时,进行驱动构成制冷循环的压缩机并逐渐提高该压缩机的转速的控制。另一方面,该冷却装置在冷却器的温度比规定的设定温度低时,进行停止构成制冷循环的压缩机的驱动的控制。

然而,专利文献1所记载的冷却装置在进行提高构成制冷循环的压缩机的转速的控制的情况下,当在热虹吸回路中循环的工作流体的饱和温度变得比外部空气温度低时,在利用外部空气的空冷冷凝器中不再进行工作流体的冷凝。在该情况下,在热虹吸回路中循环的工作流体的冷凝仅在利用制冷循环的冷热的冷热源式热交换器中进行。由此,存在构成制冷循环的压缩机所消耗的电力量的增加等、制冷循环为了制成冷热而消耗的能量消耗量增大的问题。



技术实现要素:

本发明的目的在于,提供一种设备冷却装置,能够降低能量消耗量。

根据本发明的一个观点,设备冷却装置通过利用制冷循环的冷热和外部空气的冷热的热虹吸回路来冷却对象设备,其中,该设备冷却装置具备:冷却器,该冷却器通过工作流体的蒸发潜热来冷却对象设备;冷热源式热交换器,该冷热源式热交换器利用在制冷循环中循环的低温低压的制冷剂的冷热而使在冷却器中蒸发的工作流体散热,使工作流体冷凝;空冷式热交换器,该空冷式热交换器利用外部空气的冷热而使在冷却器中蒸发的工作流体散热,使工作流体冷凝;气体配管,该气体配管将在冷却器中蒸发的制冷剂向冷热源式热交换器和空冷式热交换器引导;液体配管,该液体配管将在冷热源式热交换器和空冷式热交换器中冷凝的制冷剂向冷却器引导;外部空气温度检测部,该外部空气温度检测部检测外部空气温度;饱和温度检测部,该饱和温度检测部检测在热虹吸回路中循环的工作流体的饱和温度,热虹吸回路构成为包含冷却器、冷热源式热交换器、空冷式热交换器、气体配管和液体配管;以及散热量调整部,该散热量调整部调整在冷热源式热交换器中流动的工作流体的散热量,以使工作流体的饱和温度比外部空气温度高。

由此,通过散热量调整部的工作使工作流体的饱和温度比外部空气温度高,由此在空冷式热交换器和冷热源式热交换器双方进行工作流体的冷凝。因此,空冷式热交换器在工作流体的冷凝中利用外部空气的冷热,与之相应地,能够减少冷热源式热交换器在工作流体的冷凝中使用的制冷循环的冷热量。因此,该设备冷却装置能够降低构成制冷循环的压缩机所消耗的电力量的增加等、制冷循环为了制成冷热而消耗的能量消耗量。

另外,根据其他的观点,设备冷却装置通过利用制冷循环的冷热和外部空气的冷热的热虹吸回路来冷却对象设备,其中,该设备冷却装置具备:冷却器,该冷却器通过工作流体的蒸发潜热来冷却对象设备;工作流体热交换器,该工作流体热交换器使在冷却器中蒸发的工作流体散热,使工作流体冷凝;气体配管,该气体配管将在冷却器中蒸发的制冷剂向工作流体热交换器引导;液体配管,该液体配管将在工作流体热交换器中冷凝的制冷剂向冷却器引导;冷却水回路,该冷却水回路供与在工作流体热交换器中流动的工作流体进行热交换的冷却水流动;空气散热器,该空气散热器设置于冷却水回路,进行在冷却水回路中循环的冷却水与外部空气的热交换;水-制冷剂热交换器,该水-制冷剂热交换器设置于冷却水回路,进行在冷却水回路中循环的冷却水与在制冷循环中循环的低温低压的制冷剂的热交换;外部空气温度检测部,该外部空气温度检测部检测外部空气温度;冷却水温度检测部,该冷却水温度检测部检测在所述冷却水回路中循环的冷却水的温度;以及散热量调整部,该散热量调整部调整在所述水-制冷剂热交换器中流动的冷却水的散热量,以使在所述冷却水回路中循环的冷却水的温度比外部空气温度高。

由此,在冷却水回路中循环的冷却水由利用外部空气的冷热的空气散热器、利用在制冷循环中循环的低温低压的制冷剂的冷热的水-制冷剂热交换器进行冷却。工作流体热交换器通过由该空气散热器和水-制冷剂热交换器冷却后的冷却水与工作流体的热交换而使工作流体冷凝。在这样的结构中,通过散热量调整部的工作使在冷却水回路中循环的冷却水的温度比外部空气温度高,由此在冷却水回路中循环的冷却水利用在制冷循环中循环的低温低压的制冷剂的冷热和外部空气的冷热双方而被冷却。因此,在冷却水回路中循环的冷却水的冷却利用外部空气的冷热,与之相应地,能够减少该冷却水的冷却所使用的制冷循环的冷热量。因此,该设备冷却装置能够降低制冷循环为了制成冷热而消耗的能量消耗量。

另外,根据其他的观点,设备冷却装置通过利用制冷循环的冷热和外部空气的冷热的热虹吸回路来冷却对象设备,其中,该设备冷却装置具备:冷却器,该冷却器通过工作流体的蒸发潜热来冷却对象设备;工作流体热交换器,该工作流体热交换器使在冷却器中蒸发的工作流体散热,使工作流体冷凝;气体配管,该气体配管将在冷却器中蒸发的制冷剂向工作流体热交换器引导;液体配管,该液体配管将在工作流体热交换器中冷凝的制冷剂向冷却器引导;冷却水回路,该冷却水回路供与在工作流体热交换器中流动的工作流体进行热交换的冷却水流动;空气散热器,该空气散热器设置于冷却水回路,进行在冷却水回路中循环的冷却水与外部空气的热交换;外部空气温度检测部,该外部空气温度检测部检测外部空气温度;饱和温度检测部,该饱和温度检测部检测在热虹吸回路中循环的工作流体的饱和温度,热虹吸回路构成为包含冷却器、工作流体热交换器、气体配管和液体配管;以及散热量调整部,该散热量调整部调整在工作流体热交换器中流动的工作流体的散热量,以使工作流体的饱和温度比外部空气温度高,工作流体热交换器构成为使在该工作流体热交换器中流动的工作流体、在制冷循环中循环的冷温低压的制冷剂、在冷却水回路中循环的冷却水进行热交换。

由此,在冷却水回路中循环的冷却水由利用外部空气的冷热的空气散热器进行冷却。工作流体热交换器通过由该空气散热器冷却后的冷却水与在制冷循环中循环的低温低压的制冷剂与工作流体的热交换而使工作流体冷凝。因此,工作流体热交换器能够利用在制冷循环中循环的低温低压的制冷剂的冷热和外部空气的冷热双方而使工作流体冷凝。在这样的结构中,通过散热量调整部的工作而使工作流体的饱和温度比外部空气温度高,由此工作流体热交换器能够利用在制冷循环中循环的低温低压的制冷剂的冷热和外部空气的冷热双方而使工作流体冷凝。因此,在工作流体热交换器对工作流体的冷凝中利用外部空气的冷热,与之相应地,能够减少在工作流体热交换器对工作流体的冷凝中使用的制冷循环的冷热量。因此,该设备冷却装置能够降低制冷循环为了制成冷热而消耗的能量消耗量。

此外,对各结构要素等标注的带括弧的参照符号表示该结构要素等与后述的实施方式中记载的具体的结构要素等的对应关系的一例。

附图说明

图1是第一实施方式的设备冷却装置的概略结构图。

图2是第一实施方式的设备冷却装置所具备的冷却器和设置于该冷却器的作为冷却对象设备的组电池的概略结构图。

图3是第一实施方式的设备冷却装置所具备的冷却器等的剖视图。

图4是示出第一实施方式的控制装置执行的控制处理的流程图。

图5是示出关于比较例的设备冷却装置,在冷却器、冷热源式热交换器和空冷式热交换器中产生的热移动的图。

图6是示出关于第一实施方式的设备冷却装置,在冷却器、冷热源式热交换器和空冷式热交换器中产生的热移动的图。

图7是示出第二实施方式的控制装置执行的控制处理的流程图。

图8是示出制冷循环中的制冷剂的过热度与基于蒸发器的冷却能力的关系的图表。

图9是示出第三实施方式的控制装置执行的控制处理的流程图。

图10是第四实施方式的设备冷却装置的概略结构图。

图11是示出第四实施方式的控制装置执行的控制处理的流程图。

图12是第五实施方式的设备冷却装置的概略结构图。

图13是示出第五实施方式的控制装置执行的控制处理的流程图。

图14是第六实施方式的设备冷却装置的概略结构图。

图15是示出第六实施方式的控制装置执行的控制处理的流程图。

图16是第七实施方式的设备冷却装置的概略结构图。

图17是示出第七实施方式的控制装置执行的控制处理的流程图。

图18是第八实施方式的设备冷却装置的概略结构图。

图19是示出第八实施方式的控制装置执行的控制处理的流程图。

图20是示出第九实施方式的控制装置执行的控制处理的流程图。

图21是第十实施方式的设备冷却装置的概略结构图。

图22是第十一实施方式的设备冷却装置的概略结构图。

图23是示出第十二实施方式的控制装置执行的控制处理的判定图。

图24是示出关于第十三实施方式的设备冷却装置,在冷却器、冷热源式热交换器和空冷式热交换器中产生的热移动的图。

图25是示出第十三实施方式的控制装置执行的控制处理的流程图。

图26是示出第十四实施方式的控制装置执行的控制处理的流程图。

图27是示出在第十五实施方式的设备冷却装置的冷却器、冷热源式热交换器和空冷式热交换器中产生的热移动的图。

图28是示出第十五实施方式的控制装置执行的控制处理的流程图。

具体实施方式

以下,一边参照附图一边对本发明的实施方式进行说明。此外,在以下的各实施方式相互之间,对相互相同或均等的部分标注相同的符号,省略其说明。

(第一实施方式)

参照图1~图6对第一实施方式进行说明。第一实施方式的设备冷却装置1搭载于电力汽车、插入式混合动力车或者混合动力车等电动车辆(以下,简称为“车辆”)。由第一实施方式的设备冷却装置1进行冷却的对象设备是搭载于车辆的二次电池(以下,称为“组电池2”)。

首先,说明由设备冷却装置1进行冷却的作为冷却对象的组电池2。设置于车辆的大型的组电池2作为收纳有多个电池组件的电池包(即蓄电装置),搭载于车辆的座椅下或者行李箱下等,该电池组件组合有多个电池单元3。蓄积于组电池2的电力经由逆变器等而向车辆行驶用马达供给。即,组电池2对驱动行驶用马达等的电力进行蓄电和放电。此外,组电池2所蓄积的电力例如也用于对制冷循环30所具备的压缩机31进行驱动,该制冷循环30作为进行车室内的空气调和的空调装置的冷热供给源而使用。

当在车辆行驶中等进行电力供给等时,组电池2自身发热。当组电池2成为高温时,不仅无法发挥充分的功能,而且促进老化,因此需要限制输出和输入以使自身发热变少。因此,为了确保组电池2的输出和输入,需要用于将组电池2维持在规定的温度以下的冷却装置。此外,优选组电池2的温度维持在例如10℃~40℃程度。

另外,在夏季等外部空气温度较高的季节,不仅在车辆行驶中,而且在驻车放置中等,组电池2的温度也上升。另外,组电池2多数情况下配置在车辆的地板下、行李箱下等,对组电池2赋予的每单位时间的热量较小,但由于长时间的放置,组电池2的温度逐渐上升。若将组电池2在高温状态下放置则组电池2的寿命变短,因此期望在车辆的驻车中等也将组电池2的温度维持在规定的温度以下。

并且,组电池2由多个电池单元3构成。关于组电池2,若各电池单元3的温度存在差别则电池单元3的老化产生偏差,蓄电性能降低。这是因为,组电池2构成为包含多个电池单元3的串联连接体,由此与最为老化的电池单元3的特性相匹配地决定组电池2的输入输出特性。因此,为了长期间地使组电池2发挥所希望的性能,降低多个电池单元3相互间的温度偏差的均温化变得重要。

另外,一般地,作为冷却组电池2的其他的冷却装置,一般是基于送风机的空冷式的冷却单元、利用了蒸气压缩式的制冷循环的冷热的冷却单元。但是,基于送风机的空冷式的冷却单元仅吹送车室内的空气,因此冷却能力较低。另外,基于送风机的送风利用空气的显热对组电池2进行冷却,因此在空气流动的上游与下游之间温度差变大,无法充分地抑制多个电池单元3彼此的温度偏差。

因此,本实施方式的设备冷却装置1采用使用了热虹吸回路10的电池冷却方式,该热虹吸回路没有通过压缩机使工作流体强制循环,而是通过工作流体的自然循环来调整组电池2的温度。

接下来,对设备冷却装置1的结构进行说明。如图1所示,设备冷却装置1具备冷却器11、冷热源式热交换器12、空冷式热交换器13、气体配管14、液体配管15、外部空气温度检测部16、饱和温度检测部17、散热量调整部和控制装置20等。其中,冷却器11、冷热源式热交换器12、空冷式热交换器13、气体配管14和液体配管15等相互连接,构成环型的热虹吸回路10。在热虹吸回路10中在其内部被真空排气的状态下封入规定的量的工作流体。作为工作流体,例如使用hfo-1234yf或者hfc-134a等氟利昂系制冷剂。工作流体的封入量被调整为,工作流体的液面位于冷却器11的高度方向的中途、或者气体配管14和液体配管15的中途。

如图2和图3所示,冷却器11由筒状的上联管箱111、筒状的下联管箱112、热交换部113构成。上联管箱111设置在冷却器11中的作为重力方向上侧的位置。下联管箱112设置在冷却器11中的作为重力方向下侧的位置。多个热交换部113具有将上联管箱111内的流路和下联管箱112内的流路连通的未图示的多个管。热交换部113也可以在板状的部件的内侧形成多个流路。冷却器11的各结构部件例如由铝、铜等热传导性高的金属形成。此外,冷却器11的各结构部件也可以由金属以外的热传导性高的材料形成。

组电池2经由电绝缘性的热传导片114而设置在热交换部113的外侧。通过热传导片114而保障热交换部113与组电池2之间的绝缘,并且热交换部113与组电池2之间的热阻较小。在本实施方式中,组电池2的与设置有端子4的面5相反的一侧的面6经由热传导片114而设置于热交换部113。此外,也可以省略热传导片114,将组电池2和热交换部113直接连接。

构成组电池2的多个电池单元3在与重力方向交叉的方向上排列。此外,组电池2的设置方法不限于图1~图3所示的方法,能够采用任意的设置方法。例如,组电池2也可以设置成,设置有端子4的面5朝向重力方向上侧。在该情况下,组电池2的与设置有端子4的面5垂直的面经由热传导片114而设置于热交换部113。另外,构成组电池2的各电池单元3的个数、形状等也不限于图1~图3所示的方式,能够采用任意的方式。

组电池2能够与冷却器11的内侧的工作流体进行热交换。当组电池2发热时,冷却器11内的液相的工作流体蒸发。由此,通过工作流体的蒸发潜热而均等地冷却多个电池单元3。

气体配管14是具有用于将在冷却器11的内侧蒸发的气相的工作流体引导到冷热源式热交换器12和空冷式热交换器13的流路的配管。气体配管14的一方的端部与冷却器11的上联管箱111连接。在气体配管14的中途设置有分支部141。气体配管14的另一方的两个端部分别与冷热源式热交换器12和空冷式热交换器13连接。即,冷热源式热交换器12与空冷式热交换器13并联地连接。

冷热源式热交换器12和空冷式热交换器13都配置在冷却器11的重力方向上侧。在冷却器11中蒸发的气相的工作流体经由气体配管14而流入冷热源式热交换器12和空冷式热交换器13。

第一实施方式的冷热源式热交换器12是构成为使在冷热源式热交换器12的内侧流动的气相的工作流体与在制冷循环30中循环的低温低压的制冷剂进行热交换的热交换器。冷热源式热交换器12利用在制冷循环30中循环的低温低压的制冷剂的冷热而使工作流体散热,使工作流体冷凝。

这里,对制冷循环30进行说明。制冷循环30具有压缩机31、制冷剂冷凝器32、膨胀阀33、制冷剂蒸发器34、以及将它们连接的制冷剂配管35等。制冷循环30所使用的制冷剂与热虹吸回路10所使用的工作流体可以相同、或者也可以不同。此外,在第一实施方式中,制冷循环30所具备的制冷剂蒸发器34与热虹吸回路10所具备的冷热源式热交换器12相同、或者一体地构成。

压缩机31对从制冷剂蒸发器34侧的制冷剂配管35吸入的制冷剂进行压缩并排出。从未图示的电动机或者车辆的行驶用发动机等对压缩机31传递动力而驱动压缩机31。此外,从设置于热虹吸回路10的冷却器11中的组电池2对驱动压缩机31的电动机等供给电力。从压缩机31排出的高压的气相制冷剂流入制冷剂冷凝器32。制冷剂冷凝器32是进行流入到制冷剂冷凝器32的高压的气相制冷剂与外部空气的热交换的热交换器。流入到制冷剂冷凝器32的高压的气相制冷剂通过向外部空气散热而冷凝。从制冷剂冷凝器32流出的制冷剂经由未图示的接收器而流入膨胀阀33。

膨胀阀33使从制冷剂冷凝器32流出的制冷剂减压膨胀。从膨胀阀33流出的制冷剂成为雾状的气液二相状态而流入制冷剂蒸发器34(即,冷热源式热交换器12)。在制冷剂蒸发器34(即,冷热源式热交换器12)中,进行在制冷循环30中流动的低温低压的制冷剂与在热虹吸回路10中流动的工作流体的热交换。此时,在热虹吸回路10中流动的工作流体由于向在制冷循环30中流动的低温低压的制冷剂散热而冷凝。在制冷循环30中流动的低温低压的制冷剂从在热虹吸回路10中流动的工作流体吸热而蒸发。从制冷剂蒸发器34流出的制冷剂被吸入压缩机31。这样,第一实施方式的冷热源式热交换器12能够利用在制冷循环30中循环的低温低压的制冷剂的冷热而使工作流体散热,使工作流体冷凝。

再次,继续说明热虹吸回路10。空冷式热交换器13是进行在空冷式热交换器13的内侧流动的气相的工作流体与外部空气的热交换的热交换器。在空冷式热交换器13的前方或者后方设置有风扇131。空冷式热交换器13能够进行在空冷式热交换器13的内侧流动的气相的工作流体与风扇131所吹送的空气或者行驶风的热交换。在空冷式热交换器13中流动的气相的工作流体向通过该空冷式热交换器13的空气散热而冷凝。即,空冷式热交换器13利用外部空气的冷热而使工作流体散热,使工作流体冷凝。此外,空冷式热交换器13通常设置在车辆的前方的发动机室内。

液体配管15是具有用于将在冷热源式热交换器12和空冷式热交换器13的内侧冷凝的液相的工作流体引导到冷却器11的流路的配管。液体配管15的一方的两个端部分别与冷热源式热交换器12和空冷式热交换器13连接。在液体配管15的中途设置有合流部151。液体配管15的另一方的端部与冷却器11的下联管箱112连接。由此,在冷热源式热交换器12和空冷式热交换器13的内侧冷凝而成为液相的工作流体由于自重而在液体配管15中流下,流入冷却器11。

此外,气体配管14和液体配管15是为了方便的名称,并不意味是仅供气相或者液相的工作流体流动的通路。即,有时在气体配管14和液体配管15中的任一方都流过气相和液相双方的工作流体。另外,气体配管14与液体配管15的形状等能够考虑在车辆上的搭载性而适当地变更。

并且,设备冷却装置1除了具备上述的热虹吸回路10之外,还具备外部空气温度检测部16、饱和温度检测部17、散热量调整部和控制装置20等。

外部空气温度检测部16是用于检测外部空气的温度的温度传感器。外部空气温度检测部16设置在例如空冷式热交换器13的附近。此外,设置外部空气温度检测部16的位置不限于空冷式热交换器13的附近,能够任意地设定。外部空气温度检测部16检测出的外部空气的温度被传送给控制装置20。

控制装置20由进行控制处理和运算处理的处理器、包含存储有程序、数据等的rom、ram等存储部在内的微型计算机、及其周边电路构成。此外,控制装置20的存储部由非迁移的实体的存储介质构成。控制装置20基于存储于存储部的程序,而进行各种控制处理和运算处理,控制与输出口连接的各设备的工作。

饱和温度检测部17是检测在热虹吸回路10中循环的工作流体的饱和温度的单元。此外,在以下的说明中,将在热虹吸回路10中循环的工作流体的饱和温度简称为“饱和温度”或者“工作流体的饱和温度”。作为饱和温度检测部17,能够采用各种单元。例如,作为饱和温度检测部17,采用用于检测工作流体的饱和温度的温度传感器。工作流体的饱和温度在热虹吸回路10的任意的部位都大致相同。因此,作为饱和温度检测部17的温度传感器能够设置于热虹吸回路10的任意的部位。作为饱和温度检测部17的温度传感器所检测出的工作流体的饱和温度被传送给控制装置20。

另外,作为饱和温度检测部17,例如也可以采用对热虹吸回路10内的压力进行检测的压力传感器。作为饱和温度检测部17的压力传感器所检测出的热虹吸回路10内的压力被传送给控制装置20。在该情况下,在控制装置20的存储部存储有工作流体的压力与饱和温度的关系。因此,控制装置20能够基于热虹吸回路10内的压力而检测工作流体的饱和温度。此外,在本说明书中“检测工作流体的饱和温度”还包含控制装置20基于规定的物理量而计算或者推定工作流体的饱和温度。

另外,作为饱和温度检测部17,例如也可以采用检测组电池2的温度的未图示的电池温度传感器。作为饱和温度检测部17的电池温度传感器所检测出的电池温度被传送给控制装置20。在该情况下,预先通过实验等而取得伴随着时间经过的电池温度的变化比例与工作流体的饱和温度的关系、以及组电池2与冷却器11之间的热阻等,该关系存储于控制装置20的存储部。因此,控制装置20能够基于电池温度的变化而检测工作流体的饱和温度。

另外,也可以是,控制装置20除了基于电池温度之外,还基于在制冷循环30中循环的制冷剂的压力、制冷剂的温度、制冷剂流量、或者外部空气温度等设备冷却装置1的状态量而检测工作流体的饱和温度。此外,在制冷循环30中循环的制冷剂的流量也可以根据制冷循环30所具备的压缩机31的转速等来推定。

此外,也可以像后述的第八实施方式那样,当在设备冷却装置1设置冷却水回路的情况下,控制装置20除了基于电池温度之外,还基于在冷却水回路中循环的冷却水的温度、冷却水的流量、或者外部空气温度等状态量而检测工作流体的饱和温度。

散热量调整部是调整在冷热源式热交换器12中流动的工作流体的散热量以使工作流体的饱和温度比外部空气温度高的单元。散热量调整部例如能够采用构成制冷循环30的压缩机31或者膨胀阀33等、能够调整在制冷循环30中循环的制冷剂的流量或者温度的各种结构。压缩机31或者膨胀阀33等散热量调整部由控制装置20进行驱动控制。控制装置20作为散热量调整部发挥功能。作为散热量调整部的控制装置20能够通过减少在制冷循环30中循环的制冷剂的流量、或者提高制冷剂的温度来进行调整,以使在冷热源式热交换器12中流动的工作流体的散热量变小。

另外,像在后述的第六实施方式中参照图14而说明的那样,散热量调整部例如能够采用流量调整阀18,该流量调整阀能够调整向热虹吸回路10的冷热源式热交换器12流入的工作流体的流量。作为散热量调整部的流量调整阀18也由控制装置20进行驱动控制。在该情况下,流量调整阀18能够通过减少向冷热源式热交换器12流入的工作流体的流量来进行调整,以使在冷热源式热交换器12中流动的工作流体的散热量变小。此外,关于这些散热量调整部的具体的结构及其工作,在后述的第二~第十实施方式等中进行说明。

接下来,关于第一实施方式的设备冷却装置1所具备的控制装置20执行的控制处理,参照图4的流程图进行说明。

当该处理开始时,在步骤s10中,控制装置20判定饱和温度检测部17所检测的工作流体的饱和温度是否比外部空气温度检测部16所检测的外部空气温度低。控制装置20在判定出工作流体的饱和温度比外部空气温度低的情况下,移至步骤s20的处理。

在步骤s20中,控制装置20控制散热量调整部的驱动,使工作流体的基于冷热源式热交换器12的散热能力降低。散热量调整部例如通过减少在制冷循环30中循环的制冷剂的流量、或者提高制冷剂的温度来进行调整,以使在冷热源式热交换器12中流动的工作流体的散热量变小。由此,在热虹吸回路10中循环的工作流体的饱和温度上升。执行该处理,直到工作流体的饱和温度比外部空气温度高为止。

另一方面,在步骤s10中,控制装置20在判定出工作流体的饱和温度比外部空气温度高的情况下,暂时结束处理。而且,控制装置20在经过规定的时间后,再次从步骤s10开始处理。这样,第一实施方式的设备冷却装置1能够使工作流体的饱和温度比外部空气温度高。

接着,为了与上述的第一实施方式的设备冷却装置1进行比较,对比较例的设备冷却装置进行说明。比较例的设备冷却装置所具备的控制装置不进行第一实施方式中说明的控制处理,自然地进行组电池2的冷却。在图5中示出在比较例的设备冷却装置进行组电池2的冷却时,在冷却器11、冷热源式热交换器12和空冷式热交换器13中产生的热移动。此外,在各图中,将在热虹吸回路10中循环的工作流体的饱和温度简记为“饱和温度”。

在比较例的设备冷却装置中,如图5的箭头ht1所示,在冷却器11中,热从组电池2向冷却器11的内侧的工作流体移动。由此,冷却组电池2。另外,在冷热源式热交换器12中,如箭头ht2所示,热从冷热源式热交换器12的内侧的工作流体向在制冷循环30中循环的低温低压的制冷剂移动。由此,工作流体在冷热源式热交换器12中冷凝。

但是,如上所述,比较例的设备冷却装置所具备的控制装置20自然地进行组电池2的冷却,因此工作流体的饱和温度比外部空气温度低。因此,在空冷式热交换器13中,不进行从空冷式热交换器13的内侧的工作流体向外部空气的散热。即,在空冷式热交换器13中不进行工作流体的冷凝。因此,在热虹吸回路10中循环的工作流体的冷凝仅在利用制冷循环30的冷热的冷热源式热交换器12中进行。其结果为,在比较例的设备冷却装置中,在工作流体的饱和温度比外部空气温度低的情况下,存在构成制冷循环30的压缩机31所消耗的电力量的增加等、制冷循环30为了制成冷热所消耗的能量消耗量增大这样的问题。

与此相对,在图6中示出在上述的第一实施方式的设备冷却装置1进行组电池2的冷却时,在冷却器11、冷热源式热交换器12和空冷式热交换器13中产生的热移动。在第一实施方式的设备冷却装置1中也是,如图6的箭头ht3所示,在冷却器11中,热从组电池2向冷却器11的内侧的工作流体移动。由此,冷却组电池2。另外,如箭头ht4所示,在冷热源式热交换器12中,热从冷热源式热交换器12的内侧的工作流体向在制冷循环30中循环的低温低压的制冷剂移动。由此,在冷热源式热交换器12中工作流体冷凝。

如上所述,在第一实施方式的设备冷却装置1中,通过散热量调整部的驱动来调整在冷热源式热交换器12中流动的工作流体的散热量。因此,从在冷热源式热交换器12中流动的工作流体向在制冷循环30中流动的制冷剂移动的热量较小。由此,在图6中,工作流体的饱和温度比外部空气温度高。因此,在空冷式热交换器13中,如箭头ht5所示,热从空冷式热交换器13的内侧的工作流体向外部空气移动,在空冷式热交换器13中进行工作流体的冷凝。即,在热虹吸回路10中循环的工作流体的冷凝在利用制冷循环30的冷热的冷热源式热交换器12和利用外部空气的冷热的空冷式热交换器13双方进行。因此,降低制冷循环30为了制成冷热所消耗的能量消耗量。

以上说明的第一实施方式的设备冷却装置1实现下面的作用效果。

(1)在第一实施方式中,散热量调整部调整在冷热源式热交换器12中流动的工作流体的散热量,以使工作流体的饱和温度比外部空气温度高。由此,通过工作流体的饱和温度比外部空气温度高,而在空冷式热交换器13和冷热源式热交换器12双方进行工作流体的冷凝。因此,空冷式热交换器13在工作流体的冷凝中利用外部空气的冷热,与之相应地,能够减少冷热源式热交换器12在工作流体的冷凝中利用的制冷循环30的冷热量。因此,该设备冷却装置1能够降低制冷循环30为了制成冷热而消耗的能量消耗量。其结果为,设备冷却装置1能够延长电动车辆的基于车辆行驶用马达的行驶距离。

(2)在第一实施方式中,冷热源式热交换器12是构成为使在制冷循环30中循环的低温低压的制冷剂与在冷热源式热交换器12中流动的工作流体进行热交换的热交换器。由此,冷热源式热交换器12能够直接利用在制冷循环30中循环的低温低压的制冷剂的冷热而使工作流体冷凝。

(3)在第一实施方式中,散热量调整部通过调整在制冷循环30中循环的制冷剂的流量或者温度,来调整在冷热源式热交换器12中流动的工作流体的散热量。即,散热量调整部能够通过减少在制冷循环30中循环的制冷剂的流量、或提高制冷剂的温度来进行调整,以使在冷热源式热交换器12中流动的工作流体的散热量变小。

(第二实施方式)

对第二实施方式进行说明。第二实施方式相对于第一实施方式具体地说明散热量调整部的结构,关于其他内容与第一实施方式相同,因此仅对与第一实施方式不同的部分进行说明。

第二实施方式的设备冷却装置1所具备的散热量调整部是制冷循环30所具备的压缩机31。作为散热量调整部的压缩机31能够通过降低转速来进行调整,以减少在制冷循环30中循环的制冷剂的流量,使在制冷剂蒸发器34(即,冷热源式热交换器12)中流动的工作流体的散热量变小。

关于第二实施方式的设备冷却装置1所具备的控制装置20执行的控制处理,参照图7的流程图而进行说明。

步骤s10的处理与第一实施方式中说明的处理相同。控制装置20在判定出工作流体的饱和温度比外部空气温度低的情况下,移至步骤s21的处理。

在步骤s21中,控制装置20使作为散热量调整部的压缩机31的转速降低。由此,在制冷循环30中循环的制冷剂的流量减少。因此,基于制冷剂蒸发器34(即,冷热源式热交换器12)的散热能力降低,在该制冷剂蒸发器中流动的工作流体的散热量变小。因此,在热虹吸回路10中循环的工作流体的饱和温度上升。执行该处理,直到工作流体的饱和温度比外部空气温度高为止。

以上说明的第二实施方式的设备冷却装置1所具备的散热量调整部通过压缩机31的转速的降低来进行调整,以使在冷热源式热交换器12中流动的工作流体的散热量变小。第二实施方式的设备冷却装置1也能够实现与第一实施方式相同的作用效果。

(第三实施方式)

对第三实施方式进行说明。第三实施方式也是,相对于第一实施方式具体地说明散热量调整部的结构,关于其他内容与第一实施方式相同。

第三实施方式的设备冷却装置1所具备的散热量调整部是制冷循环30所具备的膨胀阀33。作为散热量调整部的膨胀阀33能够通过缩小流路面积来进行调整,以使在制冷剂蒸发器34(即,冷热源式热交换器12)中流动的工作流体的散热量变小。

图8是示出在制冷循环30中,从制冷剂蒸发器34流出的制冷剂的过热度与基于制冷剂蒸发器34的冷却能力的关系的图表。若使膨胀阀33的流路面积变窄,则流入制冷剂冷凝器32的气液二相状态的制冷剂流量减少,在制冷剂蒸发器34的内侧气相制冷剂的区域变大,并且从制冷剂蒸发器34流出的制冷剂的过热度上升。因此,基于制冷剂蒸发器34的冷却能力降低。

另外,若从制冷剂蒸发器34流出的制冷剂的过热度上升,则被吸入压缩机31的制冷剂的吸入密度变小。因此,制冷循环30的循环的制冷剂流量减少,基于制冷剂蒸发器34的冷却能力降低。因此,在该制冷剂蒸发器34(即,冷热源式热交换器12)中流动的工作流体的散热量变小。

接下来,关于第三实施方式的设备冷却装置1所具备的控制装置20执行的控制处理,参照图9的流程图而进行说明。

步骤s10的处理与第一实施方式中说明的处理相同。控制装置20在判定出工作流体的饱和温度比外部空气温度低的情况下,移至步骤s22的处理。

在步骤s22中,控制装置20使作为散热量调整部的膨胀阀33的流路面积缩小。由此,基于制冷剂蒸发器34(即,冷热源式热交换器12)的冷却能力降低,在该制冷剂蒸发器中流动的工作流体的散热量变小。因此,在热虹吸回路10中循环的工作流体的饱和温度上升。执行该处理,直到工作流体的饱和温度比外部空气温度高为止。

以上说明的第三实施方式的设备冷却装置1所具备的散热量调整部通过膨胀阀33的流路面积的缩小来进行调整,以使在冷热源式热交换器12中流动的工作流体的散热量变小。第三实施方式的设备冷却装置1也能够实现与第一和第二实施方式相同的作用效果。

(第四实施方式)

对第四实施方式进行说明。第四实施方式也是,相对于第一实施方式具体地说明散热量调整部的结构,关于其他内容与第一实施方式相同。

如图10所示,在第四实施方式的制冷循环30所具备的制冷剂冷凝器32的前方或者后方设置有电容器用风扇321。制冷剂冷凝器32是对电容器用风扇321所吹送的空气或者行驶风和在制冷剂冷凝器32的内侧流动的气相制冷剂进行热交换的热交换器。在制冷剂冷凝器32中流动的气相制冷剂向通过该制冷剂冷凝器32的空气散热而冷凝。

第四实施方式的设备冷却装置1所具备的散热量调整部是制冷循环30所具备的电容器用风扇321。作为散热量调整部的电容器用风扇321能够通过降低向制冷剂冷凝器32吹送的送风量来进行调整,以使在制冷剂蒸发器34(即,冷热源式热交换器12)中流动的工作流体的散热量变小。

关于第四实施方式的设备冷却装置1所具备的控制装置20执行的控制处理,参照图11的流程图而进行说明。

步骤s10的处理与第一实施方式中说明的处理相同。控制装置20在判定出工作流体的饱和温度比外部空气温度低的情况下,移至步骤s23的处理。

在步骤s23中,控制装置20降低作为散热量调整部的电容器用风扇321的送风量。由此,通过制冷剂冷凝器32的空气的通风量减少,由此冷凝热量降低,并且从制冷剂冷凝器32流出的高压制冷剂的过冷却度变小。因此,经由膨胀阀33而流入制冷剂蒸发器34(即,冷热源式热交换器12)的制冷剂温度变高。因此,基于制冷剂蒸发器34(即,冷热源式热交换器12)的冷却能力降低,在该制冷剂蒸发器中流动的工作流体的散热量变小。因此,在热虹吸回路10中循环的工作流体的饱和温度上升。执行该处理,直到工作流体的饱和温度比外部空气温度高为止。

以上说明的第四实施方式的设备冷却装置1所具备的散热量调整部通过电容器用风扇321的送风量的降低来进行调整,以使在冷热源式热交换器12中流动的工作流体的散热量变小。第四实施方式的设备冷却装置1也能够实现与第一~第三实施方式相同的作用效果。

(第五实施方式)

对第五实施方式进行说明。第五实施方式也是,相对于第一实施方式具体地说明散热量调整部的结构,关于其他内容与第一实施方式相同。

如图12所示,在第五实施方式的制冷循环30所具备的制冷剂冷凝器32的前方设置有百叶板322。百叶板322能够通过该开口率的调整而调节通过制冷剂冷凝器32的空气的通风量。在制冷剂冷凝器32中流动的气相制冷剂向通过该制冷剂冷凝器32的空气散热从而冷凝。

第五实施方式的设备冷却装置1所具备的散热量调整部是在制冷循环30所具备的制冷剂冷凝器32的前方设置的百叶板322。作为散热量调整部的百叶板322能够通过减小其开口率、降低通过制冷剂冷凝器32的空气的通风量来进行调整,以使在制冷剂蒸发器34(即,冷热源式热交换器12)中流动的工作流体的散热量变小。

关于第五实施方式的设备冷却装置1所具备的控制装置20执行的控制处理,参照图13的流程图而进行说明。

步骤s10的处理与第一实施方式中说明的处理相同。控制装置20在判定出工作流体的饱和温度比外部空气温度低的情况下,移至步骤s24的处理。

在步骤s24中,控制装置20减小作为散热量调整部的百叶板322的开口率。由此,通过制冷剂冷凝器32的空气的通风量减少,由此冷凝热量降低,并且从制冷剂冷凝器32流出的高压制冷剂的过冷却度变小。因此,经由膨胀阀33而流入制冷剂蒸发器34(即,冷热源式热交换器12)的制冷剂温度变高。因此,基于制冷剂蒸发器34(即,冷热源式热交换器12)的冷却能力降低,在该制冷剂蒸发器中流动的工作流体的散热量变小。因此,在热虹吸回路10中循环的工作流体的饱和温度上升。执行该处理,直到工作流体的饱和温度比外部空气温度高为止。

以上说明的第五实施方式的设备冷却装置1所具备的散热量调整部通过百叶板322的开口率的降低来进行调整,以使在冷热源式热交换器12中流动的工作流体的散热量变小。第五实施方式的设备冷却装置1也能够实现与第一~第四实施方式相同的作用效果。

(第六实施方式)

对第六实施方式进行说明。第六实施方式也是,相对于第一实施方式具体地说明散热量调整部的结构,关于其他内容与第一实施方式相同。

如图14所示,在第六实施方式中,在热虹吸回路10的气体配管14的中途设置有流量调整阀18。流量调整阀18设置在气体配管14中的、分支部141与冷热源式热交换器12之间的部位。流量调整阀18能够对从冷却器11经由气体配管14而向冷热源式热交换器12流入的工作流体的流量进行调整。

第六实施方式的设备冷却装置1所具备的散热量调整部是设置于热虹吸回路10的流量调整阀18。作为散热量调整部的流量调整阀18能够通过降低在冷热源式热交换器12中流动的工作流体的流量来进行调整,以使工作流体的基于冷热源式热交换器12的散热量变小。

关于第六实施方式的设备冷却装置1所具备的控制装置20执行的控制处理,参照图15的流程图而进行说明。

步骤s10的处理与第一实施方式中说明的处理相同。控制装置20在判定出工作流体的饱和温度比外部空气温度低的情况下,移至步骤s25的处理。

在步骤s25中,控制装置20使作为散热量调整部的流量调整阀18的流路面积变窄。由此,在冷热源式热交换器12中流动的工作流体的流量减少。因此,工作流体的基于冷热源式热交换器12的散热量变小。因此,在热虹吸回路10中循环的工作流体的饱和温度上升。执行该处理,直到工作流体的饱和温度比外部空气温度高为止。

以上说明的第六实施方式的设备冷却装置1所具备的散热量调整部通过流量调整阀18的流路面积的缩小来进行调整,以使工作流体的基于冷热源式热交换器12的散热量变小。第六实施方式的设备冷却装置1也能够实现与第一~第五实施方式相同的作用效果。

(第七实施方式)

对第七实施方式进行说明。第七实施方式相对于第一~第六实施方式,变更了制冷循环30的结构和散热量调整部的结构,关于其他内容与第一~第六实施方式相同。

如图16所示,第七实施方式的制冷循环30具备多个蒸发器。多个蒸发器中的、一个蒸发器是空调用蒸发器36。空调用蒸发器36作为进行车室内的空气调和的空调装置的冷热供给源而使用。多个蒸发器中的、另一个蒸发器是制冷剂蒸发器34(即,冷热源式热交换器12)。制冷剂蒸发器34(即,冷热源式热交换器12)用于在热虹吸回路10中循环的工作流体的冷凝。空调用蒸发器36与制冷剂蒸发器34(即,冷热源式热交换器12)通过制冷剂配管35而并联地连接。

在空调用蒸发器36的上游侧的制冷剂配管35设置有空调用膨胀阀37。空调用膨胀阀37使流入空调用蒸发器36的制冷剂减压膨胀。空调用膨胀阀37也可以使用与空调用蒸发器36的下游侧的制冷剂的过热度对应地自动调整流路面积的温度自动膨胀阀、或者也可以使用能够与控制装置20的信号对应地调整流路面积的电子膨胀阀。

另一方面,在冷热源式热交换器12的上游侧的制冷剂配管35设置有设备冷却用膨胀阀38。设备冷却用膨胀阀38使流入冷热源式热交换器12的制冷剂减压膨胀。设备冷却用膨胀阀38是能够与控制装置20的信号对应地调整流路面积的电子膨胀阀。

第七实施方式的设备冷却装置1所具备的散热量调整部是设置于制冷循环30的设备冷却用膨胀阀38。作为散热量调整部的设备冷却用膨胀阀38能够通过在制冷循环30中降低在制冷剂蒸发器34(即,冷热源式热交换器12)中流动的制冷剂流量来进行调整,以使工作流体的基于该制冷剂蒸发器34(即,冷热源式热交换器12)的散热量变小。

接下来,关于第七实施方式的设备冷却装置1所具备的控制装置20执行的控制处理,参照图17的流程图而进行说明。

步骤s10的处理与第一实施方式中说明的处理相同。控制装置20在判定出工作流体的饱和温度比外部空气温度低的情况下,移至步骤s26的处理。

在步骤s26中,控制装置20使作为散热量调整部的设备冷却用膨胀阀38的流路面积变窄。由此,在制冷循环30中,相对于流过空调用蒸发器36的制冷剂流量而言,流过制冷剂蒸发器34(即,冷热源式热交换器12)的制冷剂流量减少。因此,工作流体的基于制冷剂蒸发器34(即,冷热源式热交换器12)的散热量变小。因此,在热虹吸回路10中循环的工作流体的饱和温度上升。执行该处理,直到工作流体的饱和温度比外部空气温度高为止。

以上说明的第七实施方式的设备冷却装置1所具备的散热量调整部通过设备冷却用膨胀阀38的流路面积的缩小来进行调整,以使工作流体的基于冷热源式热交换器12的散热量变小。第七实施方式的设备冷却装置1也能够实现与第一~第六实施方式相同的作用效果。关于设备冷却用膨胀阀38的工作方法,也可以交替地重复使流路面积间歇地为大致0的时间与流过制冷剂的时间,并增加成为该0的时间比例,由此调整流量比。另外,也可以在进行上述的工作时,将上述的温度自动膨胀阀和开闭阀串联地连接,并调整使开闭阀打开和工作的时间比例,由此调整流量比。

(第八实施方式)

对第八实施方式进行说明。第八实施方式相对于第七实施方式,具备冷却水回路,并且变更了散热量调整部的结构,关于其他内容与第七实施方式相同。

如图18所示,第八实施方式的设备冷却装置1在热虹吸回路10与制冷循环30之间具备冷却水回路40。冷却水回路40具有泵41、水-制冷剂热交换器42、冷热源式热交换器12、以及将它们连接的配管44等。冷却水流过冷却水回路40。泵41使冷却水在冷却水回路40中循环。水-制冷剂热交换器42进行在冷却水回路40中循环的冷却水与在制冷循环30中循环的低温低压的制冷剂的热交换。由此,通过在制冷循环30中循环的低温低压的制冷剂的冷热而对在冷却水回路40中循环的冷却水进行冷却。

第八实施方式的冷热源式热交换器12是构成为使在冷却水回路40中循环的冷却水与在热虹吸回路10中循环的工作流体进行热交换的水-工作流体热交换器。在热虹吸回路10中循环的工作流体在冷热源式热交换器12中流动时,向在冷却水回路40中循环的冷却水散热而冷凝。

第八实施方式的设备冷却装置1所具备的散热量调整部是设置于冷却水回路40的泵41。作为散热量调整部的泵41能够通过降低在冷却水回路40中循环的冷却水的流量来进行调整,以使工作流体的基于冷热源式热交换器12的散热量变小。

接下来,关于第八实施方式的设备冷却装置1所具备的控制装置20执行的控制处理,参照图19的流程图而进行说明。

步骤s10的处理与第一实施方式中说明的处理相同。控制装置20在判定出工作流体的饱和温度比外部空气温度低的情况下,移至步骤s27的处理。

在步骤s27中,控制装置20使作为散热量调整部的泵41的排出流量降低。由此,在冷却水回路40中循环的冷却水的流量降低,在冷热源式热交换器12中流动的冷却水的流量也降低。因此,工作流体的基于冷热源式热交换器12的散热量变小。因此,在热虹吸回路10中循环的工作流体的饱和温度上升。执行该处理,直到工作流体的饱和温度比外部空气温度高为止。

以上说明的第八实施方式的设备冷却装置1所具备的散热量调整部通过冷却水回路40的泵41的排出流量的降低来进行调整,以使工作流体的基于冷热源式热交换器12的散热量变小。即,作为散热量调整部的泵41能够通过在冷却水回路40中循环的冷却水的流量来调整从制冷循环30向冷热源式热交换器12供给的冷热量。另外,在第八实施方式中,通过在热虹吸回路10与制冷循环30之间设置冷却水回路40,能够缩短制冷循环30的制冷剂配管35。该第八实施方式的设备冷却装置1也能够实现与第一~第七实施方式相同的作用效果。

(第九实施方式)

对第九实施方式进行说明。第九实施方式相对于第八实施方式变更了散热量调整部的结构,关于其他内容与第八实施方式相同。

第九实施方式的设备冷却装置1的结构与图18所示的第八实施方式的结构相同。其中,第九实施方式的设备冷却装置1所具备的散热量调整部是设置于制冷循环30的设备冷却用膨胀阀38。作为散热量调整部的设备冷却用膨胀阀38能够通过在制冷循环30中降低在水-制冷剂热交换器42中流动的制冷剂流量来进行调整,以使冷却水的基于水-制冷剂热交换器42的冷却能力变小。

关于第九实施方式的设备冷却装置1所具备的控制装置20执行的控制处理,参照图20的流程图而进行说明。

步骤s10的处理与第一实施方式中说明的处理相同。控制装置20在判定出工作流体的饱和温度比外部空气温度低的情况下,移至步骤s28的处理。

在步骤s28中,控制装置20使作为散热量调整部的设备冷却用膨胀阀38的流路面积变窄。由此,在制冷循环30中在水-制冷剂热交换器42中流动的制冷剂流量减少,冷却水的基于水-制冷剂热交换器42的冷却能力变小。因此,流过冷热源式热交换器12的冷却水的温度上升,工作流体的基于冷热源式热交换器12的散热量变小。因此,在热虹吸回路10中循环的工作流体的饱和温度上升。执行该处理,直到工作流体的饱和温度比外部空气温度高为止。

以上说明的第九实施方式的设备冷却装置1所具备的散热量调整部通过设备冷却用膨胀阀38的流路面积的缩小来进行调整,以使工作流体的基于冷热源式热交换器12的散热量变小。第九实施方式的设备冷却装置1也能够实现与第一~第八实施方式相同的作用效果。

(第十实施方式)

对第十实施方式进行说明。第十实施方式相对于上述的第一~第九实施方式变更了热虹吸回路10和冷却水回路40等的结构。

如图21所示,第十实施方式的设备冷却装置1具备冷却器11、工作流体热交换器19、气体配管14、液体配管15、冷却水回路40、空气散热器43、水-制冷剂热交换器42、外部空气温度检测部16、饱和温度检测部17、冷却水温度检测部47、散热量调整部和控制装置20等。关于冷却器11和饱和温度检测部17等,与第一实施方式等中说明的结构实质上相同。

第十实施方式的设备冷却装置1所具备的工作流体热交换器19是构成为使在热虹吸回路10中循环的工作流体与在冷却水回路40中循环的冷却水进行热交换的水-工作流体热交换器、即水冷冷凝器。在冷却器11中蒸发而从气体配管14流入到工作流体热交换器19的工作流体向在冷却水回路40中循环的冷却水散热从而冷凝。

在冷却水回路40设置有用于使冷却水循环的泵41。在工作流体热交换器19中从工作流体吸热的冷却水流过设置于冷却水回路40的空气散热器43和水-制冷剂热交换器42。此外,在工作流体热交换器19与空气散热器43之间设置有泵41和冷却水温度检测部47。冷却水温度检测部47是检测在冷却水回路40中循环的冷却水的温度的温度传感器。冷却水温度检测部47所检测出的冷却水的温度被传送给控制装置20。

设置于冷却水回路40的空气散热器43是进行在冷却水回路40中循环的冷却水与外部空气的热交换的热交换器。流入到空气散热器43的冷却水向外部空气散热从而被冷却。在空气散热器43的附近设置有外部空气温度检测部16。此外,设置外部空气温度检测部16的位置不限于空气散热器43的附近,能够任意地设定。

在冷却水回路40设置有将空气散热器43的上游侧的配管44和下游侧的配管44连接的旁通配管45。在旁通配管45的端部设置有流路切换阀46。流路切换阀46例如是三通阀。流路切换阀46能够切换在冷却水回路40中循环的冷却水绕过空气散热器43而在旁通配管45中流动的状态与该冷却水经由空气散热器43而流动的状态。

设置于冷却水回路40的水-制冷剂热交换器42是进行在冷却水回路40中循环的冷却水与在制冷循环30中循环的低温低压的制冷剂的热交换的热交换器。流入到水-制冷剂热交换器42的工作流体向在制冷循环30中循环的低温低压的制冷剂散热从而被冷却。制冷循环30构成为,作为进行车室内的空气调和的空调装置的冷热供给源而使用的空调用蒸发器36与上述的水-制冷剂热交换器42并联地连接。

第十实施方式的设备冷却装置1所具备的散热量调整部例如能够采用设置于制冷循环30的设备冷却用膨胀阀38。作为散热量调整部的设备冷却用膨胀阀38能够通过缩小该流路开度、降低在制冷循环30中在水-制冷剂热交换器42中流动的制冷剂流量,而减小冷却水的基于水-制冷剂热交换器42的冷却能力。

另外,第十实施方式的设备冷却装置1所具备的散热量调整部也可以采用制冷循环30所具备的压缩机31、或者能够调整通过制冷剂冷凝器32的外部空气的通风量的电容器用风扇321或者百叶板322。作为散热量调整部的压缩机31能够通过降低转速,而减小冷却水的基于水-制冷剂热交换器42的冷却能力,以使在冷却水回路40中循环的冷却水的温度比外部空气温度高。作为散热量调整部的电容器用风扇321等也能够通过降低通过制冷剂冷凝器32的外部空气的通风量,而减小冷却水的基于水-制冷剂热交换器42的冷却能力,以使冷却水的温度比外部空气温度高。由此,在冷却水回路40中循环的冷却水由水-制冷剂热交换器42和空气散热器43双方进行冷却。即,在冷却水回路40中循环的冷却水利用在制冷循环30中循环的低温低压的制冷剂的冷热和外部空气的冷热双方而被冷却。因此,在冷却水回路40中循环的冷却水的冷却利用外部空气的冷热,与之相应地,能够减少该冷却水的冷却所使用的制冷循环30的冷热量。因此,该设备冷却装置1能够降低制冷循环30为了制成冷热而消耗的能量消耗量。其结果为,设备冷却装置1能够延长电动车辆的基于车辆行驶用马达的行驶距离。

此外,在第十实施方式中,作为散热量调整部的压缩机31、电容器用风扇321等也可以减小冷却水的基于水-制冷剂热交换器42的冷却能力,以使在热虹吸回路10中循环的工作流体的饱和温度比外部空气温度高。在热虹吸回路10中循环的工作流体的饱和温度和在冷却水回路40中循环的冷却水的温度都比外部空气温度高的情况下,在冷却水回路40中循环的冷却水由水-制冷剂热交换器42和空气散热器43双方进行冷却。因此,在工作流体热交换器19对工作流体的冷凝中,经由在冷却水回路40中循环的冷却水而利用外部空气的冷热,与之相应地,能够减少在工作流体热交换器19对工作流体的冷凝中使用的制冷循环30的冷热量。因此,该设备冷却装置1能够降低制冷循环30为了制成冷热而消耗的能量消耗量。

(第十一实施方式)

对第十一实施方式进行说明。第十一实施方式相对于上述的第一~第十实施方式,变更了热虹吸回路10和冷却水回路40等的结构。

如图22所示,第十一实施方式的设备冷却装置1具备冷却器11、工作流体热交换器19、气体配管14、液体配管15、冷却水回路40、空气散热器43、外部空气温度检测部16、饱和温度检测部17、散热量调整部和控制装置20等。关于冷却器11和饱和温度检测部17等,与第一实施方式等中说明的结构实质上相同。

第十一实施方式的设备冷却装置1所具备的工作流体热交换器19是构成为使在热虹吸回路10中循环的工作流体、在冷却水回路40中循环的冷却水与在制冷循环30中循环的低温低压的制冷剂进行热交换的集成式热交换器。在冷却器11中蒸发而从气体配管14流入到工作流体热交换器19的工作流体由于向在冷却水回路40中循环的冷却水、和在制冷循环30中循环的低温低压的制冷剂散热从而冷凝。在工作流体热交换器19中从工作流体吸热后的冷却水流过设置于冷却水回路40的空气散热器43。

设置于冷却水回路40的空气散热器43是进行在冷却水回路40中循环的冷却水与外部空气的热交换的热交换器。流入到空气散热器43的冷却水通过向外部空气散热而被冷却。在空气散热器43的附近设置有外部空气温度检测部16。此外,设置外部空气温度检测部16的位置不限于空气散热器43的附近,能够任意地设定。

制冷循环30构成为,作为进行车室内的空气调和的空调装置的冷热供给源而使用的空调用蒸发器36与上述的工作流体热交换器19并联地连接。

第十一实施方式的设备冷却装置1所具备的散热量调整部例如能够采用设置于制冷循环30的设备冷却用膨胀阀38。作为散热量调整部的设备冷却用膨胀阀38能够通过缩小其流路开度,在制冷循环30中降低在工作流体热交换器19中流动的制冷剂流量,从而减小工作流体的基于工作流体热交换器19的冷却能力。

另外,第十一实施方式的设备冷却装置1所具备的散热量调整部也可以采用制冷循环30所具备的压缩机31、或者能够调整通过制冷剂冷凝器32的外部空气的通风量的电容器用风扇321或者百叶板322。作为散热量调整部的压缩机31能够通过压缩机31的转速的降低而减小工作流体的基于工作流体热交换器19的冷凝能力。作为散热量调整部的电容器用风扇321或者百叶板322能够通过降低在制冷剂冷凝器32中通过的外部空气的通风量,而减小工作流体的基于工作流体热交换器19的冷凝能力。若工作流体的基于工作流体热交换器19的冷凝能力变小,则工作流体的散热量变小。因此,散热量调整部能够使在热虹吸回路10中循环的工作流体的饱和温度上升,使该工作流体的饱和温度比外部空气温度高。通过散热量调整部的工作而使工作流体的饱和温度比外部空气温度高,由此工作流体热交换器19能够利用在制冷循环30中循环的低温低压的制冷剂的冷热和外部空气的冷热双方而使工作流体冷凝。因此,在工作流体热交换器19对工作流体的冷凝中利用外部空气的冷热,与之相应地,能够减少在工作流体热交换器19对工作流体的冷凝中使用的制冷循环30的冷热量。因此,该设备冷却装置1能够降低制冷循环30为了制成冷热而消耗的能量消耗量。其结果为,设备冷却装置1能够延长电动车辆的基于车辆行驶用马达的行驶距离。

(第十二实施方式)

对第十二实施方式进行说明。在第十二实施方式中,关于在上述的第一~第十一实施方式所说明的结构中,设备冷却装置1所具备的控制装置20执行的控制方法进行说明。

第十二实施方式的设备冷却装置1所具备的控制装置20构成为选择并执行省动力冷却模式和急速冷却模式。省动力冷却模式是如下的控制方法:控制散热量调整部,以使工作流体的饱和温度比外部空气温度高的方式调整在冷热源式热交换器12或者工作流体热交换器19中流动的工作流体的散热量,省动力地进行组电池2的通常冷却。与此相对,急速冷却模式是如下的控制方法:控制散热量调整部,以使工作流体的饱和温度比外部空气温度低的方式增大在冷热源式热交换器12中流动的工作流体的散热量,而进行组电池2的急速冷却。

控制装置20的存储部存储有规定的第一阈值th1和比该第一阈值th1低的规定的第二阈值th2。第一阈值th1和第二阈值th2被设定在由设备冷却装置1进行冷却的作为对象设备的组电池2的适当温度(例如10℃~40℃)或者该适当温度以上的范围。

在图23中,将横轴作为电池温度。另外,在纵轴中,将上层记载为急速冷却模式,将下层记载为省动力冷却模式。在电池温度比第一阈值th1高的情况下,控制装置20执行急速冷却模式,直到电池温度为第二阈值th2以下为止。另一方面,在没有执行急速冷却模式、且电池温度比第一阈值th1低的情况下,控制装置20执行省动力冷却模式。

在以上说明的第十二实施方式中,设备冷却装置1通过执行急速冷却模式,能够使工作流体的饱和温度相比于外部空气温度为低温,而急速地冷却组电池2。另一方面,设备冷却装置1通过执行省动力冷却模式,能够利用在制冷循环30中循环的低温低压的制冷剂的冷热和外部空气的冷热双方而使工作流体冷凝。在该情况下,设备冷却装置1能够降低制冷循环30为了制成冷热而消耗的能量消耗量。

(第十三实施方式)

对第十三实施方式进行说明。在第十三实施方式中也是,关于在上述的第一~第十一实施方式所说明的结构中,设备冷却装置1所具备的控制装置20执行的控制方法进行说明。

如图24所示,第十三实施方式的设备冷却装置1所具备的控制装置20构成为,控制散热量调整部,以使从在热虹吸回路10中循环的工作流体的饱和温度减去外部空气温度而得到的值为规定的温度δt以上。换言之,控制装置20控制散热量调整部,以使在热虹吸回路10中循环的工作流体的饱和温度比外部空气温度高、且该工作流体的饱和温度与外部空气温度之差为规定的温度δt以上。该规定的温度δt被设定为比0大的任意的值。详细地说,规定的温度δt被设定为如下的温度:空冷式热交换器13或者工作流体热交换器19为了使工作流体冷凝而能够可靠地利用外部空气的冷热的温度。

关于第十三实施方式的设备冷却装置1所具备的控制装置20执行的控制处理,参照图25的流程图而进行说明。

当开始该处理时,在步骤s11中,控制装置20判定从饱和温度检测部17所检测的工作流体的饱和温度减去外部空气温度检测部16所检测的外部空气温度而得到的值是否比δt小。控制装置20在判定出从工作流体的饱和温度减去外部空气温度而得到的值比δt小的情况下,移至步骤s29的处理。

在步骤s29中,控制装置20控制散热量调整部的驱动,降低工作流体的基于冷热源式热交换器12或者工作流体热交换器19的散热能力。散热量调整部例如通过减少在制冷循环30中循环的制冷剂的流量、或者提高制冷剂的温度来进行调整,以使在冷热源式热交换器12或者工作流体热交换器19中流动的工作流体的散热量变小。由此,在热虹吸回路10中循环的工作流体的饱和温度上升。执行该处理,直到工作流体的饱和温度比外部空气温度高为止。

另一方面,在步骤s11中,控制装置20在判定出从工作流体的饱和温度减去外部空气温度而得到的值为δt以上的情况下,暂时结束处理。而且,控制装置20在经过规定的时间后,再次从步骤s11开始处理。这样,第十三实施方式的设备冷却装置1能够控制散热量调整部,以使从工作流体的饱和温度减去外部空气温度而得到的值为规定的温度δt以上。

在以上说明的第十三实施方式中,设备冷却装置1能够在工作流体的基于空冷式热交换器13或者工作流体热交换器19的冷凝中可靠地利用外部空气的冷热。因此,工作流体的冷凝利用外部空气的冷热,与之相应地,冷热源式热交换器12或者工作流体热交换器19能够减少在该工作流体的冷凝中利用的制冷循环30的冷热量。因此,该设备冷却装置1能够降低制冷循环30为了制成冷热而消耗的能量消耗量。

(第十四实施方式)

对第十四实施方式进行说明。第十四实施方式是在上述的第十三实施方式中说明的控制方法的变形例。

第十四实施方式的设备冷却装置1所具备的控制装置20构成为,控制散热量调整部,以使从在热虹吸回路10中循环的工作流体的饱和温度减去外部空气温度而得到的值为恒定的温度δt。换言之,控制装置20控制散热量调整部,以使在热虹吸回路10中循环的工作流体的饱和温度比外部空气温度高、且该工作流体的饱和温度与外部空气温度之差为恒定的温度δt。

关于第十四实施方式的设备冷却装置1所具备的控制装置20执行的控制处理,参照图26的流程图而进行说明。

在步骤s11中控制装置20判定出从工作流体的饱和温度减去外部空气温度而得到的值比δt小的情况下的处理和接着该处理的步骤s29的处理与第十三实施方式中说明的处理相同。

另一方面,在步骤s11中,控制装置20在判定出从工作流体的饱和温度减去外部空气温度而得到的值为δt以上的情况下,移至步骤s30的处理。在步骤s30中,控制装置20控制散热量调整部的驱动,提高工作流体的基于冷热源式热交换器12或者工作流体热交换器19的散热能力。散热量调整部例如通过增加在制冷循环30中循环的制冷剂的流量、或者降低制冷剂的温度来进行调整,以使在冷热源式热交换器12或者工作流体热交换器19中流动的工作流体的散热量变大。由此,在热虹吸回路10中循环的工作流体的饱和温度降低。

而且,控制装置20暂时结束处理,控制装置20在经过规定的时间后,再次从步骤s11开始处理。这样,第十四实施方式的设备冷却装置1能够控制散热量调整部,以使从在热虹吸回路10中循环的工作流体的饱和温度减去外部空气温度而得到的值为恒定的温度δt。以上说明的第十四实施方式的设备冷却装置1也能够实现与第十三实施方式相同的作用效果。

(第十五实施方式)

对第十五实施方式进行说明。第十五实施方式是在上述的第十三和第十四实施方式中说明的控制方法的变形例。

如图27所示,第十五实施方式的控制装置20构成为,控制散热量调整部以使从在热虹吸回路10中循环的工作流体的饱和温度减去外部空气温度而得到的值处于规定的下限温度t-a与规定的上限温度t+b的范围。该温度范围被设定为如下的温度:空冷式热交换器13或者工作流体热交换器19为了使工作流体冷凝而能够利用外部空气的冷热的温度。另外,该温度范围被设定为如下的温度:在热虹吸回路10中循环的工作流体能够将组电池2冷却成适当温度的温度。

关于第十五实施方式的设备冷却装置1所具备的控制装置20执行的控制处理,参照图28的流程图而进行说明。

当开始该处理时,在步骤s12中,控制装置20判定从饱和温度检测部17所检测的工作流体的饱和温度减去外部空气温度检测部16所检测的外部空气温度而得到的值是否比下限温度t-a小。控制装置20在判定出从工作流体的饱和温度减去外部空气温度而得到的值比下限温度t-a小的情况下,移至步骤s29的处理。

步骤s29的处理与第十三和第十四实施方式中说明的处理相同。控制装置20控制散热量调整部的驱动,降低工作流体的基于冷热源式热交换器12或者工作流体热交换器19的散热能力。由此,在热虹吸回路10中循环的工作流体的饱和温度上升。

另一方面,在步骤s12中,控制装置20在判定出从工作流体的饱和温度减去外部空气温度而得到的值为下限温度t-a以上的情况下,移至步骤s13的处理。

在步骤s13中,控制装置20判定从饱和温度检测部17所检测的工作流体的饱和温度减去外部空气温度检测部16所检测的外部空气温度而得到的值是否比上限温度δt+b大。控制装置20在判定出从工作流体的饱和温度减去外部空气温度而得到的值比上限温度δt+b大的情况下,移至步骤s30的处理。

步骤s30的处理与第十四实施方式中说明的处理相同。控制装置20控制散热量调整部的驱动,提高工作流体的基于冷热源式热交换器12或者工作流体热交换器19的散热能力。由此,在热虹吸回路10中循环的工作流体的饱和温度降低。

另一方面,在步骤s13中,控制装置20在判定出从工作流体的饱和温度减去外部空气温度而得到的值为上限温度δt+b以下的情况下,暂时结束处理。在该情况下,可以说从在热虹吸回路10中循环的工作流体的饱和温度减去外部空气温度而得到的值处于上限温度δt+b与下限温度δt-a之间的范围。而且,控制装置20在经过规定的时间后,再次从步骤s12开始处理。这样,第十三实施方式的设备冷却装置1能够控制散热量调整部,以使从在热虹吸回路10中循环的工作流体的饱和温度减去外部空气温度而得到的值处于规定的温度范围。以上说明的第十五实施方式的设备冷却装置1也能够实现与第十三和第十四实施方式相同的作用效果。

(其他的实施方式)

本发明不限于上述的实施方式,能够适当地变更。另外,上述各实施方式并不是相互没有关系,除了明确不能够组合的情况之外,能够适当地组合。另外,在上述各实施方式中,构成实施方式的要素除了特别地指明是必须的情况以及原理上明确认为是必须的情况等之外,当然不是必须的。另外,在上述各实施方式中,在提到实施方式的结构要素的个数、数值、量、范围等数值的情况下,除了特别地指明是必须的情况以及原理上明确限定于特定的数的情况等之外,不限于该特定的数。另外,在上述各实施方式中,在提到结构要素等的形状、位置关系等时,除了特别地指明的情况以及原理上限定于特定的形状、位置关系等的情况等之外,不限于该形状、位置关系等。

(1)在上述各实施方式中,作为由设备冷却装置1调整温度的对象设备,以搭载于车辆的组电池2为例进行了说明。与此相对,在其他的实施方式中,由设备冷却装置1调整温度的对象设备例如也可以是马达、逆变器或者充电器等需要冷却的其他的设备。

(2)在上述各实施方式中,关于设备冷却装置1冷却对象设备的功能进行了说明。与此相对,在其他的实施方式中,设备冷却装置1除了该功能之外,也可以具备将对象设备预热的功能。

(3)在上述的实施方式中,关于作为工作流体采用氟利昂系制冷剂的例子进行了说明,但不限于此。工作流体也可以采用例如丙烷、二氧化碳等其他的流体。

(4)在上述的实施方式中,作为散热量调整部,例示出制冷循环30的压缩机31、膨胀阀33、电容器用风扇321、百叶板322、设置于热虹吸回路10的流量调整阀18、设置于冷却水回路40的泵41等。在其他的实施方式中,也可以将该例示的多个散热量调整部组合使用。

(5)在上述的实施方式中,控制散热量调整部的驱动的控制装置20为电子控制装置。与此相对,在其他的实施方式中,控制散热量调整部的驱动的控制装置20可以机械地构成、或者也可以由模拟电路构成。

(总结)

根据上述的实施方式的一部分或者全部所示的第一观点,设备冷却装置通过利用制冷循环的冷热和外部空气的冷热的热虹吸回路来冷却对象设备。该设备冷却装置具备冷却器、冷热源式热交换器、空冷式热交换器、气体配管、液体配管、外部空气温度检测部、饱和温度检测部和散热量调整部。冷却器通过工作流体的蒸发潜热来冷却对象设备。冷热源式热交换器利用在制冷循环中循环的低温低压的制冷剂的冷热而使在冷却器中蒸发的工作流体散热,使工作流体冷凝。空冷式热交换器利用外部空气的冷热而使在冷却器中蒸发的工作流体散热,使工作流体冷凝。气体配管将在冷却器中蒸发的制冷剂向冷热源式热交换器和空冷式热交换器引导。液体配管将在冷热源式热交换器和空冷式热交换器中冷凝的制冷剂向冷却器引导。外部空气温度检测部检测外部空气温度。饱和温度检测部检测在热虹吸回路中循环的工作流体的饱和温度,该热虹吸回路构成为包含冷却器、冷热源式热交换器、空冷式热交换器、气体配管和液体配管。散热量调整部调整在冷热源式热交换器中流动的工作流体的散热量,以使工作流体的饱和温度比外部空气温度高。

根据第二观点,冷热源式热交换器是构成为使在制冷循环中循环的低温低压的制冷剂与在冷热源式热交换器中流动的工作流体进行热交换的热交换器。由此,冷热源式热交换器能够直接利用在制冷循环中循环的低温低压的制冷剂的冷热而使工作流体冷凝。

根据第三观点,设备冷却装置还具备冷却水回路,该冷却水回路供由在制冷循环中循环的低温低压的制冷剂的冷热进行冷却的冷却水循环。冷热源式热交换器是构成为使在冷却水回路中循环的冷却水与在热虹吸回路中循环的工作流体进行热交换的热交换器。由此,通过在制冷循环中循环的低温低压的制冷剂的冷热,将在冷却水回路中循环的冷却水冷却。冷热源式热交换器通过在该冷却水回路中循环的冷却水的冷热而使工作流体冷凝。因此,能够缩短制冷循环的制冷剂配管。

根据第四观点,设备冷却装置还具备冷却水回路,该冷却水回路供由在制冷循环中循环的低温低压的制冷剂的冷热进行冷却的冷却水循环。冷热源式热交换器是构成为使在冷却水回路中循环的冷却水与在热虹吸回路中循环的工作流体进行热交换的热交换器。散热量调整部是调整在冷却水回路中循环的冷却水的流量的泵。由此,作为散热量调整部的泵能够通过在冷却水回路中循环的冷却水的流量来调整从制冷循环向冷热源式热交换器供给的冷热量。

根据第五观点,设备冷却装置搭载于车辆。制冷循环构成为,作为进行车室内的空气调和的空调装置的冷热供给源而使用的空调用蒸发器与在热虹吸回路中循环的工作流体的冷凝所使用的冷热源式热交换器并联地连接。由此,设备冷却装置能够利用车辆空调用的制冷循环,而使在冷热源式热交换器中流动的工作流体冷凝。因此,设备冷却装置能够减少部件件数,简化其结构。

根据第六观点,设备冷却装置搭载于车辆。制冷循环构成为,作为进行车室内的空气调和的空调装置的冷热供给源而使用的空调用蒸发器与在热虹吸回路中循环的工作流体的冷凝所使用的冷热源式热交换器并联地连接。散热量调整部是能够调整流向冷热源式热交换器的制冷剂的流量的设备冷却用膨胀阀。由此,设备冷却装置能够通过设备冷却用膨胀阀的工作,来调整用于车室内空调的制冷循环的冷热量和用于冷热源式热交换器的制冷循环的冷热量。

根据第七观点,设备冷却装置搭载于车辆。设备冷却装置还具备冷却水回路,该冷却水回路供由在制冷循环中循环的低温低压的制冷剂的冷热进行冷却的冷却水循环。制冷循环中,作为进行车室内的空气调和的空调装置的冷热供给源而使用的空调用蒸发器与对在冷却水回路中循环的冷却水进行冷却的水-制冷剂热交换器并联地连接。散热量调整部是能够调整流向水-制冷剂热交换器的制冷循环的制冷剂的流量的设备冷却用膨胀阀。由此,在冷却水回路中循环的冷却水在水-制冷剂热交换器中由在制冷循环中循环的低温低压的制冷剂的冷热进行冷却。冷热源式热交换器通过在该冷却水回路中循环的冷却水的冷热而使工作流体冷凝。作为散热量调整部的设备冷却用膨胀阀能够调整用于车室内空调的制冷循环的冷热量和用于冷热源式热交换器的制冷循环的冷热量。

根据第八观点,冷热源式热交换器与空冷式热交换器通过气体配管和液体配管而并联地连接。散热量调整部是设置于热虹吸回路的、能够调整流向冷热源式热交换器的工作流体的流量的流量调整阀。由此,作为散热量调整部的流量调整阀能够通过减少流向冷热源式热交换器的工作流体的流量来进行调整,以使工作流体的基于冷热源式热交换器的散热量变小。

根据第九观点,散热量调整部通过调整在制冷循环中循环的制冷剂的流量或者温度,来调整在冷热源式热交换器中流动的工作流体的散热量。即,散热量调整部能够通过减少在制冷循环中循环的制冷剂的流量、提高制冷剂的温度来进行调整,以使在冷热源式热交换器中流动的工作流体的散热量变小。

根据第十观点,制冷循环具有压缩机、制冷剂冷凝器、膨胀阀和制冷剂蒸发器。压缩机压缩制冷剂。制冷剂冷凝器通过由压缩机压缩后的制冷剂与外部空气的热交换而使该制冷剂冷凝。膨胀阀使从制冷剂冷凝器流出的制冷剂减压膨胀。制冷剂蒸发器使从膨胀阀流出的制冷剂吸收工作流体的冷凝热,使制冷剂蒸发。散热量调整部通过压缩机的转速的降低、膨胀阀的流路面积的缩小、或者在制冷剂冷凝器中通过的空气的通风量的减少来进行调整,以使在冷热源式热交换器中流动的工作流体的散热量变小。由此,通过压缩机的转速的降低、膨胀阀的流路面积的缩小、或者在制冷剂冷凝器中通过的空气的通风量的减少,而减少在制冷循环中循环的制冷剂的流量,并且提高制冷剂的温度。因此,散热量调整部能够减小在冷热源式热交换器中流动的工作流体的散热量。

根据第十一观点,设备冷却装置通过利用制冷循环的冷热和外部空气的冷热的热虹吸回路来冷却对象设备。该设备冷却装置具备冷却器、工作流体热交换器、气体配管、液体配管、冷却水回路、空气散热器、水-制冷剂热交换器、外部空气温度检测部、冷却水温度检测部和散热量调整部。冷却器通过工作流体的蒸发潜热来冷却对象设备。工作流体热交换器使在冷却器中蒸发的工作流体散热,使工作流体冷凝。气体配管将在冷却器中蒸发的制冷剂向工作流体热交换器引导。液体配管将在工作流体热交换器中冷凝的制冷剂向冷却器引导。冷却水回路供与在工作流体热交换器中流动的工作流体进行热交换的冷却水流动。空气散热器设置于冷却水回路,进行在冷却水回路中循环的冷却水与外部空气的热交换。水-制冷剂热交换器设置于冷却水回路,进行在冷却水回路中循环的冷却水与在制冷循环中循环的低温低压的制冷剂的热交换。外部空气温度检测部检测外部空气温度。冷却水温度检测部检测在冷却水回路中循环的冷却水的温度。散热量调整部调整在水-制冷剂热交换器中流动的冷却水的散热量,以使在冷却水回路中循环的冷却水的温度比外部空气温度高。

由此,在冷却水回路中循环的冷却水由利用外部空气的冷热的空气散热器、利用在制冷循环中循环的低温低压的制冷剂的冷热的水-制冷剂热交换器进行冷却。工作流体热交换器通过由该空气散热器和水-制冷剂热交换器冷却后的冷却水与工作流体的热交换,而使工作流体冷凝。在这样的结构中,通过散热量调整部的工作而使在冷却水回路中循环的冷却水的温度比外部空气温度高,由此在冷却水回路中循环的冷却水利用在制冷循环中循环的低温低压的制冷剂的冷热和外部空气的冷热双方而被冷却。因此,在冷却水回路中循环的冷却水的冷却利用外部空气的冷热,与之相应地,能够减少该冷却水的冷却所使用的制冷循环的冷热量。因此,该设备冷却装置能够降低制冷循环为了制成冷热而消耗的能量消耗量。

根据第十二观点,设备冷却装置还具备检测在热虹吸回路中循环的工作流体的饱和温度的饱和温度检测部,该热虹吸回路构成为包含冷却器、工作流体热交换器、气体配管和液体配管。散热量调整部调整在工作流体热交换器中流动的工作流体的散热量,以使在热虹吸回路中循环的工作流体的饱和温度比外部空气温度高。由此,在热虹吸回路中循环的工作流体的饱和温度和在冷却水回路中循环的冷却水的温度都比外部空气温度高的情况下,在冷却水回路中循环的冷却水由水-制冷剂热交换器和空气散热器双方进行冷却。因此,在工作流体热交换器对工作流体的冷凝中经由在冷却水回路中循环的冷却水而利用外部空气的冷热,与之相应地,能够减少在工作流体热交换器对工作流体的冷凝中使用的制冷循环的冷热量。因此,该设备冷却装置能够降低制冷循环为了制成冷热而消耗的能量消耗量。

根据第十三观点,设备冷却装置搭载于车辆。制冷循环构成为,作为进行车室内的空气调和的空调装置的冷热供给源而使用的空调用蒸发器与水-制冷剂热交换器并联地连接。散热量调整部是能够调整流向水-制冷剂热交换器的制冷循环的制冷剂的流量的设备冷却用膨胀阀。由此,设备冷却装置能够通过设备冷却用膨胀阀的工作来调整用于车室内空调的制冷循环的冷热量和用于水-制冷剂热交换器的制冷循环的冷热量。

根据第十四观点,设备冷却装置通过利用制冷循环的冷热和外部空气的冷热的热虹吸回路来冷却对象设备。该设备冷却装置具备冷却器、工作流体热交换器、气体配管、液体配管、冷却水回路、空气散热器、外部空气温度检测部、饱和温度检测部和散热量调整部。冷却器通过工作流体的蒸发潜热来冷却对象设备。工作流体热交换器使在冷却器中蒸发的工作流体散热,使工作流体冷凝。气体配管将在冷却器中蒸发的制冷剂向工作流体热交换器引导。液体配管将在工作流体热交换器中冷凝的制冷剂向冷却器引导。冷却水回路供与在工作流体热交换器中流动的工作流体进行热交换的冷却水流动。空气散热器设置于冷却水回路,进行在冷却水回路中循环的冷却水与外部空气的热交换。外部空气温度检测部检测外部空气温度。饱和温度检测部检测在热虹吸回路中循环的工作流体的饱和温度,热虹吸回路构成为包含冷却器、工作流体热交换器、气体配管和液体配管。散热量调整部调整在工作流体热交换器中流动的工作流体的散热量,以使工作流体的饱和温度比外部空气温度高。这里,工作流体热交换器构成为使在该工作流体热交换器中流动的工作流体、在制冷循环中循环的冷温低压的制冷剂、在冷却水回路中循环的冷却水进行热交换。

由此,在冷却水回路中循环的冷却水由利用外部空气的冷热的空气散热器进行冷却。工作流体热交换器通过由该空气散热器冷却后的冷却水、在制冷循环中循环的低温低压的制冷剂、工作流体的热交换而使工作流体冷凝。因此,工作流体热交换器能够利用在制冷循环中循环的低温低压的制冷剂的冷热和外部空气的冷热双方而使工作流体冷凝。在这样的结构中,通过散热量调整部的工作而使工作流体的饱和温度比外部空气温度高,由此工作流体热交换器能够利用在制冷循环中循环的低温低压的制冷剂的冷热和外部空气的冷热双方而使工作流体冷凝。因此,对应于在工作流体热交换器对工作流体的冷凝中利用外部空气的冷热,能够减少在工作流体热交换器对工作流体的冷凝中使用的制冷循环的冷热量。因此,该设备冷却装置能够降低制冷循环为了制成冷热而消耗的能量消耗量。

根据第十五观点,设备冷却装置搭载于车辆。制冷循环构成为,作为进行车室内的空气调和的空调装置的冷热供给源而使用的空调用蒸发器与工作流体热交换器并联地连接。散热量调整部是设备冷却用膨胀阀,通过减少流向工作流体热交换器的制冷循环的制冷剂的流量来进行调整,以使工作流体的基于工作流体热交换器的散热量变小。由此,设备冷却装置能够通过设备冷却用膨胀阀的工作来调整用于车室内空调的制冷循环的冷热量和用于工作流体热交换器的制冷循环的冷热量。

根据第十六观点,散热量调整部通过调整在制冷循环中循环的制冷剂的流量或者温度,来调整在工作流体热交换器中流动的工作流体的散热量。由此,散热量调整部能够通过减少在制冷循环中循环的制冷剂的流量、提高制冷剂的温度来进行调整,以使在工作流体热交换器中流动的工作流体的散热量变小。

根据第十七观点,制冷循环具有压缩机、制冷剂冷凝器、膨胀阀和制冷剂蒸发器。压缩机压缩制冷剂。制冷剂冷凝器通过由压缩机压缩后的制冷剂与外部空气的热交换而使该制冷剂冷凝。膨胀阀使从制冷剂冷凝器流出的制冷剂减压膨胀。制冷剂蒸发器使从膨胀阀流出的制冷剂吸收工作流体的冷凝热,使制冷剂蒸发。散热量调整部通过压缩机的转速的降低、膨胀阀的流路面积的缩小、或者在制冷剂冷凝器中通过的空气的通风量的减少来进行调整,以使在工作流体热交换器中流动的工作流体的散热量变小。由此,通过压缩机的转速的降低、膨胀阀的流路面积的缩小、或者在制冷剂冷凝器中通过的空气的通风量的减少,而减少在制冷循环中循环的制冷剂的流量,并且提高制冷剂的温度。因此,散热量调整部能够减小在工作流体热交换器中流动的工作流体的散热量。

根据第十八观点,设备冷却装置还具备控制散热量调整部的控制装置。控制装置选择并执行省动力冷却模式和急速冷却模式。控制装置在执行省动力冷却模式时,控制散热量调整部,使工作流体的饱和温度比外部空气温度高。另外,控制装置在执行急速冷却模式时,控制散热量调整部,使工作流体的饱和温度比外部空气温度低。由此,在省动力冷却模式中,能够利用在制冷循环中循环的低温低压的制冷剂的冷热和外部空气的冷热双方而使工作流体冷凝。因此,能够降低制冷循环为了制成冷热而消耗的能量消耗量。另一方面,在急速冷却模式中,由于工作流体的饱和温度比外部空气温度低,因此冷却器能够通过工作流体的蒸发潜热而急速地冷却对象设备。

根据第十九观点,控制装置设定规定的第一阈值和比该第一阈值低的规定的第二阈值。在对象设备的温度比第一阈值高的情况下,控制装置执行急速冷却模式直到对象设备的温度为第二阈值以下为止。另一方面,在没有执行急速冷却模式且对象设备的温度比第一阈值低的情况下,控制装置执行省动力冷却模式。由此,在对象设备的温度比第一阈值高的情况下,控制装置通过执行急速冷却模式,能够急速地冷却对象设备。另一方面,在没有执行急速冷却模式且对象设备的温度比第一阈值低的情况下,控制装置执行省动力冷却模式,由此能够降低制冷循环为了制成冷热而消耗的能量消耗量。

根据第二十观点,设备冷却装置还具备控制散热量调整部的控制装置。控制装置控制散热量调整部,以使从工作流体的饱和温度减去外部空气温度而得到的值为规定的温度以上。由此,在空冷式热交换器或者工作流体热交换器对工作流体的冷凝中可靠地利用外部空气的冷热。因此,在工作流体的冷凝中利用外部空气的冷热,与之相应地,冷热源式热交换器或者工作流体热交换器能够减少在该工作流体的冷凝中利用的制冷循环的冷热量。因此,该设备冷却装置能够降低制冷循环为了制成冷热而消耗的能量消耗量。

根据第二十一观点,由冷却器冷却的对象设备是搭载于电动车辆的、对驱动车辆行驶用马达的电力进行蓄电的组电池。上述的制冷循环为了制成冷热而消耗的能量是蓄积于组电池的电力。因此,设备冷却装置能够通过降低制冷循环为了制成冷热而消耗的能量消耗量,能够抑制组电池的放电量。因此,设备冷却装置能够延长电动车辆的基于车辆行驶用马达的行驶距离。

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