冷卻裝置制造方法
冷卻裝置制造方法
【專利摘要】提供能夠提高制冷劑的對發(fā)熱源的冷卻能力的恒定性的冷卻裝置。冷卻HV設備(31、33)的冷卻裝置(1)具備：壓縮機(12)，其對制冷劑進行壓縮；熱交換器(14)，其在制冷劑與大氣之間進行熱交換；膨脹閥(16)，其對制冷劑進行減壓；熱交換器(18)，其在制冷劑與空調用空氣之間進行熱交換；冷卻部(30)，其與熱交換器(18)并聯(lián)連接，使用制冷劑來冷卻HV設備(31、33)；膨脹閥(19)，其設置在熱交換器(18)的下游側，調節(jié)在熱交換器(18)中流動的制冷劑的壓力；以及膨脹閥(39)，其設置在冷卻部(30)的下游側，調節(jié)在冷卻部(30)中流動的制冷劑的壓力。膨脹閥(19)的開度，根據(jù)膨脹閥(16)與膨脹閥(19)之間的制冷劑的溫度來調整。膨脹閥(39)的開度，根據(jù)膨脹閥(16)與膨脹閥(39)之間的制冷劑的溫度來調整。
【專利說明】冷卻裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及冷卻裝置，特別是涉及利用蒸氣壓縮式制冷循環(huán)來冷卻發(fā)熱源的冷卻
>J-U ρ?α裝直。
【背景技術】
[0002]近年來，作為環(huán)境問題對策的一種，利用馬達的驅動力來行駛的混合動力車、燃料電池車、電動汽車等受到關注。在這樣的車輛中，馬達、發(fā)電機、變換器、轉換器以及電池等電氣設備因電力的授受而發(fā)熱。因此，需要冷卻這些電氣設備。于是，提出了利用作為車輛用空調裝置而使用的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)來冷卻發(fā)熱體的技術。
[0003]例如，在日本特開2007-69733號公報(專利文獻I)中，公開了如下系統(tǒng):在從膨脹閥到壓縮機的制冷劑通路上，并列配置與空調用的空氣進行熱交換的熱交換器、和與發(fā)熱體進行熱交換的熱交換器，利用空調裝置用的制冷劑來冷卻發(fā)熱體。
[0004]在日本特開平9-290622號公報(專利文獻2)中，公開了如下技術:通過回收來自車輛搭載的發(fā)熱部分的廢熱并使氣體噴射用的制冷劑吸熱，既能抑制消耗電力的增大，又能有效地提高低大氣溫時的制熱能力。在日本特開平11-23081號公報(專利文獻3)中，公開了如下裝置:設置以制冷循環(huán)的中間壓力的制冷劑冷卻發(fā)熱設備的方式構成的冷卻器、和分別配置在該冷卻器的上游側以及下游側并能夠通過外部信號來控制閥開度的電子膨脹閥，由中間壓力的制冷劑來進行發(fā)熱設備的冷卻。
[0005]在日本特開2001-309506號公報(專利文獻4)中，公開了如下冷卻系統(tǒng):使車輛空調用制冷循環(huán)裝置的制冷劑回流到對車輛行駛馬達進行驅動控制的變換器電路部的冷卻部件，在不需要空調空氣流的冷卻的情況下，抑止利用車輛空調用制冷循環(huán)裝置的蒸發(fā)器進行的空調空氣流的冷卻。在日本特開2005-82066號公報(專利文獻5)中，公開了如下冷卻系統(tǒng):在蒸發(fā)器中滯留有制冷劑的情況下，在使壓縮機工作來回收滯留于蒸發(fā)器中的制冷劑后，使車輛的HV(混合動力)設備起動而開始泵的運行。
[0006]現(xiàn)有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開2007-69733號公報
[0009]專利文獻2:日本特開平9-290622號公報
[0010]專利文獻3:日本特開平11-23081號公報
[0011]專利文獻4:日本特開2001-309506號公報
[0012]專利文獻5:日本特開2005-82066號公報
【發(fā)明內容】
[0013]發(fā)明要解決的問題
[0014]在作為車輛用空調裝置而使用的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)中，在冷凝器中，通過與作為車輛的行駛風而供給的大氣或者利用風扇進行的通風而供給的大氣進行熱交換，來冷卻制冷劑。由于向冷凝器供給的大氣的量根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)而變動，在冷凝器中被冷卻后的制冷劑的溫度也變動。除此之外，冷卻對象的發(fā)熱源的發(fā)熱量也根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)而大幅變動。因此，難以將制冷劑的對發(fā)熱源的冷卻能力保持為恒定。
[0015]本發(fā)明是鑒于上述課題而做成的，其主要的目的在于提供能夠提高制冷劑的對發(fā)熱源的冷卻能力的恒定性的冷卻裝置。
[0016]用于解決問題的手段
[0017]本發(fā)明所涉及的冷卻裝置，是對發(fā)熱源進行冷卻的冷卻裝置，具備:壓縮機，其對制冷劑進行壓縮；第一熱交換器，其在制冷劑與大氣之間進行熱交換；減壓器，其對制冷劑進行減壓；第二熱交換器，其在制冷劑與空調用空氣之間進行熱交換；冷卻部，其與第二熱交換器并聯(lián)連接，使用制冷劑來冷卻發(fā)熱源；第一壓力調整閥，其設置在第二熱交換器的下游側，調節(jié)在第二熱交換器中流動的制冷劑的壓力；以及第二壓力調整閥，其設置在冷卻部的下游側，調節(jié)在冷卻部中流動的制冷劑的壓力。第一壓力調整閥的開度，根據(jù)減壓器與第一壓力調整閥之間的制冷劑的溫度來調整。第二壓力調整閥的開度，根據(jù)減壓器與第二壓力調整閥之間的制冷劑的溫度來調整。
[0018]在上述冷卻裝置中，優(yōu)選的是，在減壓器與第一壓力調整閥之間的制冷劑的溫度比設定值高時，增大第一壓力調整閥的閥開度，在減壓器與第一壓力調整閥之間的制冷劑的溫度比設定值低時，減小第一壓力調整閥的閥開度，在減壓器與第二壓力調整閥之間的制冷劑的溫度比設定值高時，增大第二壓力調整閥的閥開度，在減壓器與第二壓力調整閥之間的制冷劑的溫度比設定值低時，減小第二壓力調整閥的閥開度。
[0019]在上述冷卻裝置中，優(yōu)選的是，具備氣液分離器，其對要被吸入壓縮機的制冷劑進行氣液分離。
[0020]在上述冷卻裝置中，優(yōu)選的是，減壓器包含:第一流量控制閥，其調節(jié)向第二熱交換器流入的制冷劑的流量；和第二流量控制閥，其調節(jié)向冷卻部流入的制冷劑的流量。
[0021]在上述冷卻裝置中，優(yōu)選的是，第一流量控制閥的開度，根據(jù)第二熱交換器的出口側的制冷劑的過熱度來調整，第二流量控制閥的開度，根據(jù)冷卻部的出口側的制冷劑的過熱度來調整。
[0022]在上述冷卻裝置中，優(yōu)選的是，在第二熱交換器的出口側的制冷劑的過熱度比設定值高時，增大第一流量控制閥的閥開度，在第二熱交換器的出口側的制冷劑的過熱度比設定值低時，減小第一流量控制閥的閥開度，在冷卻部的出口側的制冷劑的過熱度比設定值高時，增大第二流量控制閥的閥開度，在冷卻部的出口側的制冷劑的過熱度比設定值低時，減小第二流量控制閥的閥開度。
[0023]發(fā)明效果
[0024]根據(jù)本發(fā)明的冷卻裝置，能夠提高制冷劑的對發(fā)熱源的冷卻能力的恒定性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1是表示實施方式I的冷卻裝置的結構的示意圖。
[0026]圖2是表示蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的制冷劑的狀態(tài)的莫里爾線圖。
[0027]圖3是表示控制部的結構的詳情的框圖。
[0028]圖4是表示冷卻裝置的控制方法的一例的流程圖。[0029]圖5是記載有制冷劑的等溫線的莫里爾線圖。
[0030]圖6是表示實施方式2的冷卻裝置的結構的示意圖。
[0031]圖7是表示實施方式2的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的制冷劑的狀態(tài)的莫里爾線圖。
[0032]圖8是表示實施方式2的控制部的結構的詳情的框圖。
[0033]圖9是表示實施方式2的冷卻裝置的控制方法的一例的流程圖。
【具體實施方式】
[0034]以下，基于【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的實施方式。此外，在以下的附圖中，對于相同或者相當?shù)牟糠指缴舷嗤母綀D標記，且不重復其說明。
[0035](實施方式I)
[0036]圖1是表示實施方式I的冷卻裝置I的結構的示意圖。本實施方式所涉及的冷卻裝置I適用于以作為內燃機的發(fā)動機和作為電動機的驅動單元為動力源的混合動力車輛，用于搭載于混合動力車輛的電氣設備的冷卻。此外，本發(fā)明的冷卻裝置I不僅能夠適用于以發(fā)動機和電動機為動力源的混合動力車輛，還能夠適用于僅以電動機為動力源的車輛(在本說明書中，包含兩者而稱為電動汽車)。
[0037]如圖1所示，冷卻裝置I具備蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10。蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10，例如為了進行車輛的車內的制冷，搭載于車輛。例如，在打開了用于進行制冷的開關的情況下，或者在選擇了自動控制模式且車廂內的溫度比設定溫度高的情況下，進行使用蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的制冷，其中，自動控制模式是自動地對車廂內的溫度進行調整以使其成為設定溫度的模式。
[0038]蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10包含壓縮機12、作為第一熱交換器的熱交換器14、作為減壓器的一例的膨脹閥16以及作為第二熱交換器的熱交換器18。
[0039]壓縮機12以搭載于車輛的馬達或者發(fā)動機為動力源進行工作，絕熱地壓縮制冷劑氣體而使其成為過熱狀態(tài)制冷劑氣體。壓縮機12在蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的工作時，吸入并壓縮從熱交換器18流通的制冷劑，向制冷劑通路21排出高溫高壓的氣相制冷劑。壓縮機12通過向制冷劑通路21排出制冷劑，使制冷劑在蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10中循環(huán)。
[0040]熱交換器14使在壓縮機12中被壓縮了的過熱狀態(tài)制冷劑氣體向外部介質等壓放熱而使其成為制冷劑液。從壓縮機12排出的高壓的氣相制冷劑通過在熱交換器14中向周圍放熱而被冷卻，從而冷凝(液化)。熱交換器14包含:供制冷劑流通的導管；和散熱片，其用于在流通于導管內的制冷劑與熱交換器14的周圍的空氣之間進行熱交換。
[0041]熱交換器14在冷卻風與制冷劑之間進行熱交換。冷卻風也可以通過由車輛的行駛產生的自然的通風而供給到熱交換器14?；蛘?，冷卻風還可以通過來自冷凝器風扇72或者發(fā)動機冷卻用的散熱器風扇等大氣供給用風扇的強制通風而供給到熱交換器14。通過在熱交換器14中與大氣的熱交換，制冷劑的溫度下降，制冷劑液化。
[0042]膨脹閥16通過使在制冷劑通路25中流通的高壓的液相制冷劑從小的孔噴射而使其膨脹，變化為低溫/低壓的霧狀制冷劑。膨脹閥16對被熱交換器14冷凝了的制冷劑液進行減壓，使其成為氣液混合狀態(tài)的濕蒸氣。此外，用于對制冷劑液進行減壓的減壓器不限于節(jié)流膨脹的膨脹閥16，也可以是毛細管或者能夠進行開度控制的控制閥。
[0043]熱交換器18在制冷劑與空調用空氣之間進行熱交換，調節(jié)空調用空氣的溫度。熱交換器18通過在其內部流通的霧狀制冷劑的氣化，來吸收以與熱交換器18接觸的方式導入熱交換器18的周圍的空氣的熱。通過未圖不的空調用風扇的驅動，向熱交換器18供給空調用空氣。空調用空氣可以是大氣，也可以是車廂內的空氣。
[0044]在制冷運行時，熱交換器18使用通過膨脹閥16減壓了的制冷劑，從向車廂內流通的空調用空氣吸收當制冷劑的濕蒸氣蒸發(fā)而成為制冷劑氣體時的氣化熱，進行車廂內的制冷。熱被熱交換器18吸收而溫度下降了的空調用空氣再次返回車廂內，從而進行車廂內的制冷。在熱交換器18中空調用空氣被冷卻，在熱交換器18中制冷劑接受來自空調用空氣的熱傳遞，從周圍吸熱而被加熱。
[0045]熱交換器18包含:供制冷劑流通的導管；和散熱片，其用于在流通于導管內的制冷劑與熱交換器18的周圍的空氣之間進行熱交換。濕蒸氣狀態(tài)的制冷劑流入導管內。制冷劑在導管內流通時，經由散熱片吸收車廂內的空氣的熱作為蒸發(fā)潛熱，從而蒸發(fā)，進而因顯熱而成為過熱蒸氣。氣化了的制冷劑被向壓縮機12吸入。壓縮機12對從熱交換器18流通的過熱蒸氣狀態(tài)的制冷劑進行壓縮。
[0046]蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10還包含:制冷劑通路21，其將壓縮機12和熱交換器14連通；制冷劑通路22、23，其將熱交換器14和膨脹閥16連通；制冷劑通路24，其將膨脹閥16和熱交換器18連通；以及制冷劑通路25、26、27，其將熱交換器18和壓縮機12連通。
[0047]制冷劑通路21是用于使制冷劑從壓縮機12流通到熱交換器14的通路。制冷劑經由制冷劑通路21，從壓縮機12的出口朝向熱交換器14的入口在壓縮機12與熱交換器14之間流動。制冷劑通路22、23是用于使制冷劑從熱交換器14流通到膨脹閥16的通路。制冷劑經由制冷劑通路22、23，從熱交換器14的出口朝向膨脹閥16的入口在熱交換器14與膨脹閥16之間流動。
[0048]制冷劑通路24是用于使制冷劑從膨脹閥16流通到熱交換器18的通路。制冷劑經由制冷劑通路24，從膨脹閥16的出口朝向熱交換器18的入口在膨脹閥16與熱交換器18之間流動。制冷劑通路25?27是用于使制冷劑從熱交換器18流通到壓縮機12的通路。制冷劑經由制冷劑通路25?27，從熱交換器18的出口朝向壓縮機12的入口在熱交換器18與壓縮機12之間流動。
[0049]蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10構成為，通過制冷劑通路21?27連接壓縮機12、熱交換器14、膨脹閥16以及熱交換器18。此外，作為蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的制冷劑，可以使用例如二氧化碳、丙烷和/或異丁烷等的烴、氨、氟利昂類或者水等。
[0050]在熱交換器18與壓縮機12之間的制冷劑的路徑上，配置有存儲器60。存儲器60將從熱交換器18流出的制冷劑分離為氣相制冷劑和液相制冷劑。在存儲器60的內部，能夠存儲作為液相制冷劑的制冷劑液和作為氣相制冷劑的制冷劑蒸氣。存儲器60連接有制冷劑通路26和制冷劑通路27。
[0051]從熱交換器18流出的制冷劑經制冷劑通路25、26而向存儲器60供給。從制冷劑通路26向存儲器60流入的制冷劑在存儲器60的內部被分離成氣相和液相。在并非所有的制冷劑在熱交換器18或者后述的冷卻部30、40中蒸發(fā)、向存儲器60流入的制冷劑為氣液二相狀態(tài)的情況下，存儲器60將制冷劑分離成液體狀的制冷劑液和氣體狀的制冷劑蒸氣，并暫時儲存。氣液分離后的制冷劑蒸氣經由制冷劑通路27，向存儲器60的外部流出，被向壓縮機12吸入。[0052]與存儲器60的氣相側連接的制冷劑通路27的端部形成來自存儲器60的氣相制冷劑的流出口。在存儲器60的內部，制冷劑液儲存于下側，制冷劑蒸氣儲存于上側。從存儲器60導出制冷劑蒸氣的制冷劑通路27的端部連接于存儲器60的頂部。經由制冷劑通路27，僅制冷劑蒸氣被從存儲器60的頂側向存儲器60的外部送出。由此，存儲器60能夠可靠地將氣相制冷劑和液相制冷劑分離。
[0053]在熱交換器18與存儲器60之間，設置有壓力調整閥19。制冷劑通路25形成熱交換器18與壓力調整閥19之間的制冷劑的路徑。制冷劑通路26形成壓力調整閥19與存儲器60之間的制冷劑的路徑。壓力調整閥19設置在熱交換器18的下游側，是與上述作為減壓器的膨脹閥16不同的閥。壓力調整閥19具有作為對在熱交換器18中流動的制冷劑的壓力進行調節(jié)的第一壓力調整閥的功能。
[0054]當增大壓力調整閥19的開度時，通過壓力調整閥19的制冷劑的壓力損失相對變小，在制冷劑通路25中流動的制冷劑與在制冷劑通路26中流動的制冷劑的壓力差變小。因此，在熱交換器18中流動的制冷劑的壓力接近要被吸入壓縮機12的制冷劑的壓力。當壓力調整閥19的開度大時，在熱交換器18中流動的制冷劑的壓力相對變低。通過調整壓力調整閥19的開度，以使壓力調整閥19的開度增大的方式控制壓力調整閥19，能夠減低在熱交換器18中流動的制冷劑的壓力。
[0055]當減小壓力調整閥19的開度時，通過壓力調整閥19的制冷劑的壓力損失相對變大，在制冷劑通路25中流動的制冷劑與在制冷劑通路26中流動的制冷劑的壓力差變大。因此，在熱交換器18中流動的制冷劑的壓力偏離要被吸入壓縮機12的制冷劑的壓力。當壓力調整閥19的開度小時，在熱交換器18中流動的制冷劑的壓力相對變高。通過調整壓力調整閥19的開度，以使壓力調整閥19的開度減小的方式控制壓力調整閥19，能夠提高在熱交換器18中流動的制冷劑的壓力。
[0056]在制冷劑通路25中設置有溫度檢測部52，該溫度檢測部52檢測從熱交換器18中流出而在制冷劑通路25中流動的制冷劑的溫度?；谟蓽囟葯z測部52檢測到的制冷劑的溫度，壓力調整閥19的開度被控制。具體而言，當在制冷劑通路25中流動的制冷劑的溫度比目標值高時，增大壓力調整閥19的開度，當在制冷劑通路25中流動的制冷劑的溫度比目標值低時，減小壓力調整閥19的開度。
[0057]蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10還包含在熱交換器14與膨脹閥16之間的制冷劑的路徑上配置的儲蓄器62。儲蓄器62將從熱交換器14中流出的制冷劑分離成氣相制冷劑和液相制冷劑。在儲蓄器62的內部，能夠存儲作為液相制冷劑的制冷劑液和作為氣相制冷劑的制冷劑蒸氣。儲蓄器62連接有制冷劑通路22和制冷劑通路23。
[0058]從熱交換器14中流出的制冷劑經制冷劑通路22被向儲蓄器62供給。從制冷劑通路22向儲蓄器62流入的制冷劑在儲蓄器62的內部被分離成氣相和液相。在并非所有的制冷劑都在熱交換器14中冷凝、向儲蓄器62流入的制冷劑為氣液二相狀態(tài)的情況下，儲蓄器62將制冷劑分離成液體狀的制冷劑液和氣體狀的制冷劑蒸氣，并暫時儲存。氣液分離后的制冷劑液經由制冷劑通路23，向儲蓄器62的外部流出。
[0059]與儲蓄器62的液相側連接的制冷劑通路23的端部形成來自儲蓄器62的液相制冷劑的流出口。在儲蓄器62的內部，制冷劑液儲存于下側，制冷劑蒸氣儲存于上側。從儲蓄器62導出制冷劑液的制冷劑通路23的端部連接于儲蓄器62的底部。僅制冷劑液經由制冷劑通路23，從儲蓄器62的底側被向儲蓄器62的外部送出。由此，儲蓄器62能夠可靠地將氣相制冷劑和液相制冷劑分離。
[0060]在從膨脹閥16朝向存儲器60流動的制冷劑的路徑上，設置有與熱交換器18并聯(lián)連接的冷卻部30、40。冷卻裝置I具備與熱交換器18并聯(lián)連接的制冷劑的路徑，冷卻部30,40設置在該制冷劑的路徑上。在膨脹閥16與存儲器60之間流動的制冷劑的路徑中并聯(lián)連接的多個通路中的一個設置有熱交換器18，在該多個路徑中的另外的一個設置有冷卻部30，在該多個通路中的再另外一個設置有冷卻部40。
[0061]從膨脹閥16與熱交換器18之間的制冷劑通路24分支出制冷劑通路34、44。制冷劑通路34將制冷劑通路24和冷卻部30連通。制冷劑從制冷劑通路24，經由制冷劑通路34向冷卻部30流動。制冷劑通路44將制冷劑通路24和冷卻部40連通。制冷劑從制冷劑通路24，經由制冷劑通路44向冷卻部40流動。
[0062]冷卻部30包含:作為搭載于電動汽車的電氣設備的HV(HybridVehicle)設備31、33 ;和作為供制冷劑流通的配管的冷卻通路32。冷卻部40包含:作為搭載于電動汽車的電氣設備的HV設備41、43 ;和作為供制冷劑流通的配管的冷卻通路42。HV設備31、33、41、43是因電力的授受而發(fā)熱的發(fā)熱源的一例。
[0063]HV設備31、33、41、43例如包含用于將直流電力變換為交流電力的變換器、作為旋轉電機的電動發(fā)電機、作為蓄電裝置的電池、用于使電池的電壓升壓的升壓轉換器、用于對電池的電壓進行降壓的DC/DC轉換器等的至少任一個。電池是鋰離子電池或者鎳氫電池等二次電池。也可以取代電池而使用電容器。例如，HV設備31以及HV設備33可以是變換器，HV設備41可以是電池，HV設備43可以是電容器。
[0064]從儲蓄器62中流出的制冷劑液經由制冷劑通路34朝向冷卻部30流動，經由制冷劑通路44朝向冷卻部40流動。到達冷卻部30、40而經由冷卻通路32、42流動的制冷劑從作為發(fā)熱源的HV設備31、33、41、43分別獲取熱而使這些HV設備冷卻冷卻。冷卻部30、40使用在儲蓄器62中分離出的液相的制冷劑，來冷卻HV設備31、33、41、43。在冷卻部30、40中，通過在冷卻通路32內流通的制冷劑與HV設備31、33進行熱交換，在冷卻通路42內流通的制冷劑與HV設備41、43進行熱交換，HV設備31、33、41、43被冷卻，制冷劑被加熱。
[0065]冷卻部30、40設置為具有能夠在冷卻通路32、42中在HV設備31、33、41、43與制冷劑之間進行熱交換的構造。在本實施方式中，冷卻部30、40例如具有以冷卻通路32、42的外周面直接接觸HV設備31、33、41、43的殼體的方式形成的冷卻通路32、42。冷卻通路32、42具有與HV設備31、33、41、43的殼體鄰接的部分。在該部分中，在冷卻通路32、42中流通的制冷劑與HV設備31、33、41、43之間能夠進行熱交換。
[0066]HV設備31、33、41、43直接連接于形成蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的從膨脹閥16到存儲器60的制冷劑的路徑的一部分的冷卻通路32、42的外周面，而被冷卻。因為在冷卻通路
32、42的外部配置HV設備31、33、41、43，所以HV設備31、33、41、43不會干涉到在冷卻通路32,42的內部流通的制冷劑的流動。因此，蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的壓力損失不會增大，能夠不增大壓縮機12的動力而冷卻HV設備31、33、41、43。
[0067]作為代替，冷卻部30、40也可以具備介于HV設備31、33、41、43與冷卻通路32、42之間而配置的任意的公知的熱管。這種情況下的HV設備31、33、41、43經由熱管連接于冷卻通路32、42的外周面，通過從HV設備31、33、41、43經由熱管向冷卻通路32、42進行熱傳遞，而被冷卻。通過使HV設備31、33、41、43作為熱管的加熱部并使冷卻通路32、42作為熱管的冷卻部，能夠提高冷卻通路32、42與HV設備31、33、41、43之間的熱傳遞效率，能夠提高HV設備31、33、41、43的冷卻效率。例如能夠使用毛細管構造式(wick-type)的熱管。
[0068]通過熱管能夠可靠地從HV設備31、33、41、43向冷卻通路32、42進行熱傳遞，所以HV設備31、33、41、43與冷卻通路32、42之間也可以存在距離，無需為了使冷卻通路32、42接觸HV設備31、33、41、43而復雜地配置冷卻通路32、42。其結果，能夠提高HV設備31、33、41、43的配置的自由度。
[0069]在冷卻部30中通過冷卻HV設備31、33而與HV設備31、33進行熱交換從而被加熱了的制冷劑，經由制冷劑通路35、36，返回制冷劑通路26。與經由熱交換器18流動的制冷劑的路徑并聯(lián)連接的制冷劑的路徑包括:比冷卻部30靠上游側(接近膨脹閥16 —側)的制冷劑通路34 ;冷卻部30所包含的冷卻通路32 ；以及比冷卻部30靠下游側(接近存儲器60 —側)的制冷劑通路35、36。冷卻部30連接有制冷劑通路34、35。冷卻通路32的一方的端部連接于制冷劑通路34。冷卻通路32的另一方的端部連接于制冷劑通路35。
[0070]制冷劑通路34是將制冷劑通路24和冷卻部30連通、用于使在膨脹閥16中被冷卻了的制冷劑流通到冷卻部30的通路。經由制冷劑通路34，制冷劑液從制冷劑通路24向冷卻部30流動。制冷劑通路35、36是將冷卻部30和制冷劑通路26連通、用于使制冷劑從冷卻部30流通到制冷劑通路26的通路。通過冷卻部30后的制冷劑經由制冷劑通路35、36，返回制冷劑通路26，經由制冷劑通路26而到達存儲器60。
[0071]在冷卻部30與制冷劑通路26之間設置有壓力調整閥39。制冷劑通路35形成冷卻部30與壓力調整閥39之間的制冷劑的路徑。制冷劑通路36形成壓力調整閥39與制冷劑通路26之間的制冷劑的路徑。壓力調整閥39設置在冷卻部30的下游側，是與上述膨脹閥16以及壓力調整閥19不同的閥。壓力調整閥39具有作為對在冷卻部30中流動的制冷劑的壓力進行調節(jié)的第二壓力調整閥的功能。
[0072]當增大壓力調整閥39的開度時，通過壓力調整閥39的制冷劑的壓力損失相對變小，在制冷劑通路35中流動的制冷劑與在制冷劑通路36中流動的制冷劑的壓力差變小。因此，在冷卻部30中流動的制冷劑的壓力接近要被吸入壓縮機12的制冷劑的壓力。當壓力調整閥39的開度大時，在冷卻部30中流動的制冷劑的壓力相對變低。通過調整壓力調整閥39的開度，以使壓力調整閥39的開度增大的方式控制壓力調整閥39，能夠減低在冷卻部30中流動的制冷劑的壓力。
[0073]當減小壓力調整閥39的開度時，通過壓力調整閥39的制冷劑的壓力損失相對變大，在制冷劑通路35中流動的制冷劑與在制冷劑通路36中流動的制冷劑的壓力差變大。因此，在冷卻部30中流動的制冷劑的壓力偏離要被吸入壓縮機12的制冷劑的壓力。當壓力調整閥39的開度小時，在冷卻部30中流動的制冷劑的壓力相對變高。通過調整壓力調整閥39的開度，以使壓力調整閥39的開度減小的方式控制壓力調整閥39，能夠提高在冷卻部30中流動的制冷劑的壓力。
[0074]在制冷劑通路35中設置有溫度檢測部53，該溫度檢測部53檢測從冷卻部30中流出而在制冷劑通路35中流動的制冷劑的溫度?；谟蓽囟葯z測部53檢測到的制冷劑的溫度，壓力調整閥39的開度被控制。具體而言，當在制冷劑通路35中流動的制冷劑的溫度比目標值高時，增大壓力調整閥39的開度，當在制冷劑通路35中流動的制冷劑的溫度比目標值低時，減小壓力調整閥39的開度。
[0075]通過在冷卻部40中冷卻HV設備41、43而與HV設備41、43進行熱交換從而被加熱了的制冷劑，經由制冷劑通路45、46，返回制冷劑通路26。與經由熱交換器18流動的制冷劑的路徑并聯(lián)連接的制冷劑的路徑包括:比冷卻部40靠上游側(接近膨脹閥16 —側)的制冷劑通路44 ;冷卻部40所包含的冷卻通路42 ；以及比冷卻部40靠下游側(接近存儲器60—側)的制冷劑通路45、46。冷卻部40連接有制冷劑通路44、45。冷卻通路42的一方的端部連接于制冷劑通路44。冷卻通路42的另一方的端部連接于制冷劑通路45。
[0076]制冷劑通路44將制冷劑通路24和冷卻部40連通，是用于使在膨脹閥16中被冷卻了的制冷劑流通到冷卻部40的通路。經由制冷劑通路44，制冷劑液從制冷劑通路24向冷卻部40流動。制冷劑通路45、46將冷卻部40和制冷劑通路26連通，是用于使制冷劑從冷卻部40流通到制冷劑通路26的通路。通過冷卻部40后的制冷劑經由制冷劑通路45、46，返回制冷劑通路26，經由制冷劑通路26而到達存儲器60。
[0077]在冷卻部40與制冷劑通路26之間設置有壓力調整閥49。制冷劑通路45形成冷卻部40與壓力調整閥49之間的制冷劑的路徑。制冷劑通路46形成壓力調整閥49與制冷劑通路46之間的制冷劑的路徑。壓力調整閥49設置在冷卻部40的下游側，是與上述膨脹閥16以及壓力調整閥19不同的閥。壓力調整閥49具有作為對在冷卻部40中流動的制冷劑的壓力進行調整的第二壓力調整閥的功能。
[0078]當增大壓力調整閥49的開度時，通過壓力調整閥49的制冷劑的壓力損失相對變小，在制冷劑通路45中流動的制冷劑與在制冷劑通路46中流動的制冷劑的壓力差變小。因此，在冷卻部40中流動的制冷劑的壓力接近要被吸入壓縮機12的制冷劑的壓力。當壓力調整閥49的開度大時，在冷卻部40中流動的制冷劑的壓力相對變低。通過調整壓力調整閥49的開度，以使壓力調整閥49的開度增大的方式控制壓力調整閥49，能夠減低在冷卻部40中流動的制冷劑的壓力。
[0079]當減小壓力調整閥49的開度時，通過壓力調整閥49的制冷劑的壓力損失相對變大，在制冷劑通路45中流動的制冷劑與在制冷劑通路46中流動的制冷劑的壓力差變大。因此，在冷卻部40中流動的制冷劑的壓力偏離要被壓縮機12吸入的制冷劑的壓力。當壓力調整閥49的開度小時，在冷卻部40中流動的制冷劑的壓力相對變高。通過調整壓力調整閥49的開度，以使壓力調整閥49的開度減小的方式控制壓力調整閥49，能夠提高在冷卻部40中流動的制冷劑的壓力。
[0080]在制冷劑通路45中設置有溫度檢測部54，該溫度檢測部54檢測從冷卻部40流出而在制冷劑通路45中流動的制冷劑的溫度?；谟蓽囟葯z測部54檢測到的制冷劑的溫度，壓力調整閥49的開度被控制。具體而言，當在制冷劑通路45中流動的制冷劑的溫度比目標值高時，增大壓力調整閥49的開度，當在制冷劑通路45中流動的制冷劑的溫度比目標值低時，減小壓力調整閥49的開度。
[0081]圖2是表示蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的制冷劑的狀態(tài)的莫里爾線圖。圖2中的橫軸表示制冷劑的比焓，縱軸表示制冷劑的絕對壓力。比焓的單位是kj/kg，絕對壓力的單位是MPa。圖中的曲線是制冷劑的飽和蒸氣線以及飽和液線。
[0082]在圖2中，示出經通過制冷劑通路21?27依次連接壓縮機12、熱交換器14、膨脹閥16以及熱交換器18而成的制冷劑循環(huán)流路而在蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10內循環(huán)的制冷劑的熱力學狀態(tài)。在圖2中還示出在與熱交換器18并聯(lián)連接的冷卻部30中流動、在冷卻部30中冷卻HV設備31、33的制冷劑的熱力學狀態(tài)。在圖2中還示出在與熱交換器18并聯(lián)連接的冷卻部40中流動、在冷卻部40中冷卻HV設備41、43的制冷劑的熱力學狀態(tài)。
[0083]如圖2所示，被吸入壓縮機12的過熱蒸氣狀態(tài)的制冷劑在壓縮機12中沿等比熵線而被絕熱壓縮。隨著壓縮，制冷劑的壓力和溫度上升，成為高溫高壓的過熱度大的過熱蒸氣，制冷劑向熱交換器14流動。從壓縮機12排出的氣相制冷劑通過在熱交換器14中向周圍放熱而被冷卻，從而冷凝(液化)。通過在熱交換器14中與大氣的熱交換，制冷劑的溫度下降，制冷劑液化。進入了熱交換器14的高壓的制冷劑蒸氣在熱交換器14中保持等壓而由過熱蒸氣變?yōu)楦娠柡驼魵?，放出冷凝潛熱而漸漸液化，成為氣液混合狀態(tài)的濕蒸氣，當全部制冷劑冷凝時成為飽和液，進而放出顯熱而成為過冷卻了的過冷卻液。
[0084]其后，制冷劑經由制冷劑通路22、23流入膨脹閥16。在膨脹閥16中，過冷卻液狀態(tài)的制冷劑節(jié)流膨脹，比焓不變化而溫度和壓力下降，成為低溫低壓的氣液混合狀態(tài)的濕蒸氣。
[0085]從膨脹閥16流出的濕蒸氣狀態(tài)的制冷劑經由制冷劑通路24向熱交換器18流入。濕蒸氣狀態(tài)的制冷劑流入熱交換器18的導管內。制冷劑在熱交換器18的導管內流通時，經由散熱片吸收空調用空氣的熱作為蒸發(fā)潛熱，從而保持等壓地蒸發(fā)。當所有的制冷劑成為干飽和蒸氣時，制冷劑蒸氣進而因顯熱而溫度上升，成為過熱蒸氣。
[0086]從膨脹閥16流出的濕蒸氣狀態(tài)的制冷劑還經由制冷劑通路34向冷卻部30的冷卻通路32流動，冷卻HV設備31、33。在冷卻部30中，HV設備31、33通過向制冷劑放出熱而被冷卻。通過與HV設備31、33的熱交換，制冷劑吸收HV設備31、33的熱作為蒸發(fā)潛熱而被加熱，保持等壓地蒸發(fā)，制冷劑的干度增大。當所有的制冷劑成為干飽和蒸氣時，制冷劑蒸氣進而因顯熱而溫度上升，成為過熱蒸氣。
[0087]從膨脹閥16流出的濕蒸氣狀態(tài)的制冷劑還經由制冷劑通路44向冷卻部40的冷卻通路42流動，冷卻HV設備41、43。在冷卻部40中，HV設備41、43通過向制冷劑放出熱而被冷卻。通過與HV設備41、43的熱交換，制冷劑吸收HV設備41、43的熱作為蒸發(fā)潛熱而被加熱，保持等壓地蒸發(fā)，制冷劑的干度增大。當所有的制冷劑成為干飽和蒸氣時，制冷劑蒸氣進而因顯熱而溫度上升，成為過熱蒸氣。
[0088]其后，制冷劑經由存儲器60而被吸入壓縮機12。壓縮機12對從存儲器60流通的氣相制冷劑進行壓縮。
[0089]制冷劑按照這樣的循環(huán)，連續(xù)反復進行壓縮、冷凝、節(jié)流膨脹、蒸發(fā)的狀態(tài)變化。此夕卜，在上述蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的說明中，對理論制冷循環(huán)進行了說明，但是在實際的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10中，當然還需要考慮壓縮機12的損失、制冷劑的壓力損失以及熱損失。
[0090]在蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的運行中，當在作為蒸發(fā)器發(fā)揮作用的熱交換器18中蒸發(fā)時，制冷劑從車輛的空調用空氣吸收氣化熱，進行車廂內的制冷。除此之外，在膨脹閥16中節(jié)流膨脹的低溫低壓的制冷劑還向冷卻部30、40流通，通過制冷劑與HV設備31、33、41、43的熱交換而冷卻HV設備31、33、41、43。冷卻裝置I利用車廂內的空調用的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10，來冷卻搭載于車輛的作為發(fā)熱源的HV設備31、33、41、43。此外，為了冷卻HV設備31、33、41、43所需的溫度優(yōu)選是至少比作為HV設備31、33、41、43的溫度范圍而成為目標的溫度范圍的上限值低的溫度。[0091]利用為了在熱交換器18中冷卻空調用空氣而設置的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10，來進行HV設備31、33、41、43的冷卻，所以無需為了 HV設備31、33、41、43的冷卻而設置專用的水循環(huán)泵或者冷卻風扇等設備。因此，能夠減少HV設備31、33、41、43的冷卻裝置I所需的結構，能夠簡化裝置結構，所以能夠減少冷卻裝置I的制造成本。除此之外，也無需為了HV設備31、33、41、43的冷卻而使泵和/或冷卻風扇等的動力源運行，不需要用于使動力源運行的消耗動力。因此，能夠減少用于HV設備31、33、41、43的冷卻的消耗動力。
[0092]作為從膨脹閥16朝向存儲器60流動的制冷劑所流動的路徑，并列地設置有經由熱交換器18的路徑、經由冷卻部30而冷卻HV設備31、33的路徑以及經由冷卻部40而冷卻HV設備41、43的路徑。膨脹閥16的出口的低溫低壓的制冷劑被分配到熱交換器18、冷卻部30以及冷卻部40。在膨脹閥16中節(jié)流膨脹了的制冷劑被分成:在熱交換器18中冷卻空調用空氣的制冷劑；在冷卻部30中冷卻HV設備31、33的制冷劑；以及在冷卻部40中冷卻HV設備41、43的制冷劑。
[0093]在熱交換器18中流動的制冷劑的壓力通過壓力調整閥19的開度來控制。在冷卻部30中流動的制冷劑的壓力通過壓力調整閥39的開度來控制。在冷卻部40中流動的制冷劑的壓力通過壓力調整閥49的開度來控制。通過將壓力調整閥19、39、49的開度控制成最佳，能夠將在并列設置的各個制冷劑路徑中流動的制冷劑的壓力控制成最佳。在圖2中圖示有如下內容:在熱交換器18以及冷卻部30、40中流動的制冷劑的壓力分別不同，在膨脹閥16中節(jié)流膨脹了的濕蒸氣狀態(tài)的制冷劑被分配到并列設置的3個路徑，通過這3個路徑后的制冷劑再次合流而向壓縮機12流入。
[0094]在熱交換器14的下游側設置有儲蓄器62，在儲蓄器62的內部儲存有過冷卻液狀態(tài)的制冷劑液。儲蓄器62作為在其內部暫時儲存作為液狀的制冷劑的制冷劑液的蓄液器發(fā)揮功能。在儲蓄器62內儲存預定量的制冷劑液，儲蓄器62具有儲液功能，從而成為針對負載變動的緩沖器，能夠吸收負載變動。因此，在負載變動時也能夠維持向冷卻部30、40流動的制冷劑的流量，所以能夠使HV設備31、33、41、43的冷卻性能穩(wěn)定。
[0095]在壓縮機12的上游側設置有存儲器60。在流入存儲器60的制冷劑不是過熱蒸氣而是處于氣液二相狀態(tài)的情況下，存儲器60作為將制冷劑分離成氣相和液相的氣液分離器發(fā)揮功能。通過僅使氣液分離出的制冷劑蒸氣從存儲器60流出，要被吸入壓縮機12的制冷劑成為氣體的狀態(tài)。因此，能夠可靠地避免液相的制冷劑流入壓縮機12而產生壓縮機12的故障等問題。
[0096]以下，對實施方式I的冷卻裝置I的控制的詳情進行說明。圖3是表示控制部80的結構的詳情的框圖。圖3所示的控制部80具備執(zhí)行冷卻裝置I的控制的ECU(ElectricControl Unit:電子控制單元)81。E⑶81從溫度輸入部82接受表示制冷劑的溫度的信號。對溫度輸入部82，輸入表示由溫度檢測部52檢測到的在制冷劑通路25中流動的制冷劑的溫度的信號Tl、表示由溫度檢測部53檢測到的在制冷劑通路35中流動的制冷劑的溫度的信號T2以及表示由溫度檢測部54檢測到的在制冷劑通路45中流動的制冷劑的溫度的信號T3。
[0097]控制部80還具備:壓縮機控制部85，其控制壓縮機12的起動停止以及轉速；馬達控制部86，其控制用于驅動冷凝器風扇72旋轉的馬達74的轉速；以及膨脹閥及壓力調整閥控制部87，其控制膨脹閥16以及壓力調整閥19、39、49的開度。控制部80還具有RAM (Random Access Memory:隨機存取存儲器)和 / 或 ROM (Read Only Memory:只讀存儲器)等存儲器84。通過ECU81按照存儲于存儲器84中的控制程序來執(zhí)行各種處理，從而控制冷卻裝置I。
[0098]壓縮機控制部85接收從E⑶81傳送來的控制命令，將指示壓縮機12的起動、停止或者轉速的信號Cl向壓縮機12傳送。馬達控制部86接收從E⑶81傳送來的控制命令，將指示馬達74的轉速的信號Ml向馬達74傳送。膨脹閥及壓力調整閥控制部87接收從E⑶81傳送來的控制命令，將指示壓力調整閥19的開度的信號RVl向壓力調整閥19傳送，將指示壓力調整閥39的開度的信號RV2向壓力調整閥39傳送，將指示壓力調整閥49的開度的信號RV3向壓力調整閥49傳送。壓力調整閥19、39、49是電動膨脹閥，開度根據(jù)從控制部80傳送來的信號RV1、RV2、RV3變更。膨脹閥及壓力調整閥控制部87還接收從E⑶81傳送來的控制命令，將指示膨脹閥16的開度的信號EVl向膨脹閥傳送。膨脹閥16的開度根據(jù)從控制部80傳送來的信號EVl變更。
[0099]E⑶81將輸入到溫度輸入部82的各溫度和存儲于存儲器84的制冷劑的溫度的目標值進行比較。根據(jù)其比較結果，E⑶81控制壓力調整閥19、39、49的開度。E⑶81具有作為對壓力調整閥19、39、49的開度進行調節(jié)的閥開度調節(jié)部的功能。
[0100]馬達74連接于冷凝器風扇72，驅動冷凝器風扇72旋轉。當變更馬達74的轉速時，對在熱交換器14的制冷劑與大氣之間的熱交換量進行控制。當增加馬達74的轉速來加大冷凝器風扇72的旋轉速度時，向熱交換器14供給的空氣的流量增加，在熱交換器14的制冷劑與大氣的熱交換量增加，所以熱交換器14的制冷劑冷卻能力提高。當減小馬達74的轉速來減低冷凝器風扇72的旋轉速度時，向熱交換器14供給的空氣的流量減小，在熱交換器14的制冷劑與大氣的熱交換量減小，所以熱交換器14的制冷劑冷卻能力減小。
[0101]壓縮機12的轉速、和對用于向熱交換器14供給冷卻風的冷凝器風扇72進行驅動的馬達74的轉速被適當?shù)乜刂?，以使得在儲蓄?2內始終儲存有制冷劑液，對冷卻部30、40始終都能夠供給液狀的制冷劑。
[0102]圖4是表示冷卻裝置I的控制方法的一例的流程圖。圖4示出通過冷卻裝置I的壓力調整閥19、39、49的開度調整來將在熱交換器18以及冷卻部30、40中流動的制冷劑的溫度控制成最佳時的控制流程的一例。在以下的說明中，對為了進行在冷卻部30中流動的制冷劑的溫度控制而變更壓力調整閥39的開度的例子進行說明，但是其他的壓力調整閥19,49的控制也與以下所示的例子同樣地進行。
[0103]如圖4所示，首先，在步驟(SlO)中，讀入在冷卻部30中流動的制冷劑溫度。具體而言，使用溫度檢測部53來檢測在冷卻部30中與HV設備31、33進行熱交換后的、在制冷劑通路35中流動的制冷劑的溫度。表示由溫度檢測部53檢測到的溫度的信號T2從溫度檢測部53向溫度輸入部82傳送，向E⑶81輸入，從而讀入制冷劑溫度。
[0104]接著，在步驟(S20)中，判斷在冷卻部30中流動的制冷劑溫度是否超過作為目標的溫度的值。在步驟(S20)中判斷為制冷劑的溫度超過了目標值的情況下，接著，在步驟(S30)中，增大壓力調整閥39的開度。伴隨該壓力調整閥39的開度調整，在步驟(S40)中制冷劑的溫度下降。此外，對于制冷劑溫度的目標值而言，可以將某個特定的溫度設定為目標值，也可以將具有上下限值的特定的溫度范圍設定為目標值。
[0105]圖5是記載有制冷劑的等溫線的莫里爾線圖。圖5中的橫軸表示制冷劑的比焓，縱軸表示制冷劑的絕對壓力。比焓的單位是kj/kg，絕對壓力的單位是MPa。圖中的曲線是制冷劑的飽和蒸氣線以及飽和液線。圖中的虛線表示制冷劑的等溫線。圖中下側的等溫線表示溫度相對低的制冷劑的等溫線，圖中上側的等溫線表示溫度相對高的制冷劑的等溫線。
[0106]如參照圖2所說明的那樣，要在冷卻部30中冷卻HV設備31、33的制冷劑以氣液二相狀態(tài)流入冷卻部30，干度隨著通過與HV設備31、33的熱交換進行的加熱而增大，成為干飽和蒸氣，進而成為過熱蒸氣。在冷卻部30的冷卻通路32中流動的制冷劑的大部分是氣液二相狀態(tài)的濕蒸氣的狀態(tài)。在氣液二相狀態(tài)下，如圖5所示，若制冷劑的壓力低則溫度也低，若制冷劑的壓力高則溫度也高。即，通過增減氣液二相狀態(tài)的制冷劑的壓力，能夠任意地使制冷劑的溫度上升或者下降。
[0107]于是，若在制冷劑的溫度超過目標值的情況下，使壓力調整閥39的開度增大，來使在冷卻部30中流動的制冷劑的壓力下降，則能夠使在冷卻部30中流動的制冷劑的溫度下降。制冷劑的溫度高的原因在于，在HV設備31、33的發(fā)熱量大的情況下等，在冷卻部30中制冷劑被過度加熱，此時，認為HV設備31、33的冷卻不充分。因此，通過使在冷卻部30中流動的制冷劑的溫度下降，增大冷卻部30的HV設備31、33的冷卻能力，從而能夠適當?shù)乩鋮sHV設備31、33，能夠避免HV設備31、33的過熱。
[0108]返回圖4，在步驟(S20)中判斷為制冷劑的溫度為目標值以下的情況下，接著，在步驟(S50)中，判斷在冷卻部30中流動的制冷劑溫度是否低于作為目標的溫度的值。在步驟(S50)中判斷為制冷劑的溫度低于目標值的情況下，接著，在步驟(S60)中減小壓力調整閥39的開度。隨著該壓力調整閥39的開度調整，在步驟(S70)中，制冷劑的溫度上升。
[0109]參照圖5，若在制冷劑的溫度低于目標值的情況下，減小壓力調整閥39的開度，來使在冷卻部30中流動的制冷劑的壓力上升，則能夠使在冷卻部30中流動的制冷劑的溫度上升。制冷劑的溫度低的原因在于，在HV設備31、33的發(fā)熱量小的情況下等，向冷卻部30的制冷劑的供給過剩，此時，認為HV設備31、33被過度冷卻。因此，通過使在冷卻部30中流動的制冷劑的溫度上升，使冷卻部30的HV設備31、33的冷卻能力減小，從而能夠適當?shù)乩鋮sHV設備31、33。
[0110]返回圖4，在步驟(S50)中判斷為制冷劑的溫度為目標值以上的情況下，即，在判斷為在冷卻部30中流動的制冷劑溫度為作為目標的溫度的情況下，接著，在步驟(S80)中，維持壓力調整閥39的開度。在圖4所示的步驟(S40) (S70)或者(S80)之后，使控制流程返回，再次返回到步驟(SlO)中的制冷劑溫度的讀入。
[0111]如以上說明那樣，在本實施方式的冷卻裝置I中，分別在熱交換器18的下游側設置壓力調整閥19，在冷卻部30的下游側設置壓力調整閥39，在冷卻部40的下游側設置壓力調整閥49，調整壓力調整閥19、39、49的開度，從而能夠控制在熱交換器18以及冷卻部30,40中流動的制冷劑的溫度。通過壓力調整閥19的開度調整，來增減在熱交換器18中流動的制冷劑的壓力，與制冷劑的壓力變化對應地控制制冷劑的溫度。通過壓力調整閥39的開度調整，來增減在冷卻部30中流動的制冷劑的壓力，與制冷劑的壓力變化對應地控制制冷劑的溫度。通過壓力調整閥49的開度調整，來增減在冷卻部40中流動的制冷劑的壓力，與制冷劑的壓力變化對應地控制制冷劑的溫度。
[0112]通過將壓力調整閥19、39、49的開度控制成最佳，能夠將在并列設置的各個制冷劑路徑中流動的制冷劑的溫度控制成最佳。因此，能夠與在熱交換器14中的制冷劑的冷卻狀態(tài)的變動、在熱交換器18中冷卻空調用空氣的制冷運行的所需量的變動、或者HV設備31、33、41、43的發(fā)熱量的變動等相對應地，向熱交換器18以及冷卻部30、40分別提供最佳的狀態(tài)的制冷劑。因此，能夠使冷卻HV設備31、33、41、43的能力更均一化，能夠提高制冷劑的對發(fā)熱源的冷卻能力的恒定性。
[0113]通過控制在熱交換器18以及冷卻部30、40內流動的制冷劑溫度等制冷劑的狀態(tài)，能夠大幅提高熱交換器18以及冷卻部30、40的冷卻能力以及冷卻效率，能夠緩和HV設備
31、33、41、43的熱標準，提供廉價的冷卻裝置I。
[0114](實施方式2)
[0115]圖6是表示實施方式2的冷卻裝置I的結構的示意圖。實施方式2的冷卻裝置I在以下的方面與圖1所示的實施方式I的冷卻裝置I不同:對在熱交換器14中被冷凝了的制冷劑進行節(jié)流膨脹的膨脹閥16包括三個控制閥17、37、47，以及，省略了存儲器60。在比從儲蓄器62流出的液態(tài)制冷劑的路徑分支成3條的分支點靠下游側，設置有控制閥17、37、47。控制閥17設置在熱交換器18的入口側的制冷劑通路24?？刂崎y37設置在冷卻部30的入口側的制冷劑通路34?？刂崎y47設置在冷卻部40的入口側的制冷劑通路44。
[0116]在制冷劑通路25中設置有過熱度檢測部57，該過熱度檢測部57檢測從熱交換器18流出而在制冷劑通路25中流動的制冷劑的過熱度?；谟蛇^熱度檢測部57檢測到的制冷劑的過熱度，控制閥17的開度被控制。具體而言，當在制冷劑通路25中流動的制冷劑的過熱度比目標值高時，增大控制閥17的開度，當在制冷劑通路25中流動的制冷劑的過熱度比目標值低時，減小控制閥17的開度。控制閥17具有作為對向熱交換器18流入的制冷劑的流量進行調節(jié)的第一流量控制閥的功能。
[0117]在制冷劑通路35設置有過熱度檢測部58，該過熱度檢測部58檢測從冷卻部30流出而在制冷劑通路35中流動的制冷劑的過熱度?；谟蛇^熱度檢測部58檢測到的制冷劑的過熱度，控制閥37的開度被控制。具體而言，當在制冷劑通路35中流動的制冷劑的過熱度比目標值高時，增大控制閥37的開度，當在制冷劑通路35中流動的制冷劑的過熱度比目標值低時，減小控制閥37的開度?？刂崎y37具有作為對向冷卻部30流入的制冷劑的流量進行調節(jié)的第二流量控制閥的功能。
[0118]在制冷劑通路45設置有過熱度檢測部59，該過熱度檢測部59檢測從冷卻部40流出而在制冷劑通路45中流動的制冷劑的過熱度。基于由過熱度檢測部59檢測到的制冷劑的過熱度，控制閥47的開度被控制。具體而言，當在制冷劑通路45中流動的制冷劑的過熱度比目標值高時，增大控制閥47的開度，當在制冷劑通路45中流動的制冷劑的過熱度比目標值低時，減小控制閥47的開度?？刂崎y47具有作為對向冷卻部40流入的制冷劑的流量進行調節(jié)的第二流量控制閥的功能。
[0119]圖7是表示實施方式2的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的制冷劑的狀態(tài)的莫里爾線圖。圖7中的橫軸表示制冷劑的比焓，縱軸表示制冷劑的絕對壓力。比焓的單位是kj/kg，絕對壓力的單位是MPa。圖中的曲線是制冷劑的飽和蒸氣線以及飽和液線。
[0120]如圖7所示，在熱交換器14中被冷凝了的過冷卻液狀態(tài)的制冷劑被控制閥17、37、47分別節(jié)流膨脹到預定的壓力。通過控制閥17、37、47來調整制冷劑的壓力和溫度，以使其具有適于在熱交換器18的空調用空氣的冷卻、以及在冷卻部30、40的HV設備31、33、41、43的冷卻的壓力和溫度。[0121]控制閥17對制冷劑進行減壓，以能夠將具有在熱交換器18中所需要的制冷能力的制冷劑供給到熱交換器18?？刂崎y37對制冷劑進行減壓，以能夠將具有HV設備31、33的冷卻所需的冷卻能力的制冷劑供給到冷卻部30。控制閥47對制冷劑進行減壓，以能夠將具有HV設備41、43的冷卻所需的冷卻能力的制冷劑供給到冷卻部40。
[0122]圖8是表示實施方式2的控制部80的結構的詳情的框圖。除了圖3所述的實施方式I的控制部80的結構之外，實施方式2的控制部80還具備接受表示制冷劑的過熱度的信號的過熱度輸入部83和控制控制閥17、37、47的開度的控制閥控制部88。實施方式2的控制部80還具備控制壓力調整閥19、39、49的壓力調整閥控制部87來取代實施方式I的膨脹閥及壓力調整閥控制部87。
[0123]對過熱度輸入部83，輸入表示由過熱度檢測部57檢測到的在制冷劑通路25中流動的制冷劑的過熱度的信號SH1、表示由過熱度檢測部58檢測到的在制冷劑通路35中流動的制冷劑的過熱度的信號SH2以及表示由過熱度檢測部59檢測到的在制冷劑通路45中流動的制冷劑的過熱度的信號SH3。
[0124]控制閥控制部88接收從ECU81傳送來的控制命令，將指示控制閥17的開度的信號CVl向控制閥17傳送，將指示控制閥37的開度的信號CV2向控制閥37傳送，將指示控制閥47的開度的信號CV3向控制閥47傳送。控制閥17、37、47是電動閥，開度根據(jù)從控制部80傳送來的信號CV1、CV2、CV3來變更。
[0125]E⑶81將輸入到過熱度輸入部83的各過熱度和儲存于存儲器84的制冷劑的過熱度的目標值進行比較。E⑶81根據(jù)該比較結果來控制控制閥17、37、47的開度。E⑶81具有作為對控制閥17、37、47的開度進行調節(jié)的控制閥開度調節(jié)部的功能。
[0126]圖9是表示實施方式2的冷卻裝置I的控制方法的一例的流程圖。在圖9中示出通過冷卻裝置I的控制閥17、37、47的開度調整而將從熱交換器18以及冷卻部30、40流出的制冷劑的過熱度控制成最佳時的控制流程的一例。在以下的說明中，對為了控制從冷卻部30流出的制冷劑的過熱度而變更控制閥37的開度的例子進行說明，但是其他的控制閥17,47的控制也與以下所示的例子同樣地進行。
[0127]如圖9所示，首先，在步驟(SllO)中，讀入在冷卻部30出口流動的制冷劑的過熱度。具體而言，使用過熱度檢測部58來檢測在冷卻部30中與HV設備31、33進行熱交換后的、在冷卻部30的出口側的制冷劑通路35中流動的制冷劑的過熱度。表示由過熱度檢測部58檢測到的溫度的信號SH2從過熱度檢測部58向過熱度輸入部83傳送，向ECU81輸入，從而讀入制冷劑的過熱度。
[0128]接著，在步驟(S120)中，判斷冷卻部30出口的制冷劑的過熱度是否超過作為目標的過熱度的值。在步驟(S120)中判斷為制冷劑的過熱度超過目標值的情況下，接著，在步驟(S130)中增大控制閥37的開度。伴隨該控制閥37的開度調整，在步驟(S140)中，制冷劑的流量增大。過熱度的目標值能夠例如設定為，相同壓力下的過熱蒸氣與飽和蒸氣的溫度差為3?5°C。此外，對于過熱度的目標值而言，可以將某個特定的過熱度設定為目標值，也可以將具有上下限值的特定的過熱度的范圍設定為目標值。
[0129]制冷劑的過熱度高的原因在于，在HV設備31、33的發(fā)熱量大的情況下等，在冷卻部30中制冷劑被過度加熱，此時，認為HV設備31、33的冷卻不充分。因此，通過加大控制閥37的開度來增大在冷卻部30中流動的制冷劑的流量，增大冷卻部30的HV設備31、33的冷卻能力，從而能夠適當?shù)乩鋮sHV設備31、33，能夠避免HV設備31、33的過熱。
[0130]在步驟(S120)中判斷為制冷劑的過熱度為目標值以下的情況下，接著，在步驟(S150)中，判斷冷卻部30出口的制冷劑的過熱度是否低于作為目標的值。在步驟(S150)中判斷為制冷劑的過熱度低于目標值的情況下，接著，在步驟(S160)中減小控制閥37的開度。隨著該控制閥37的開度調整，在步驟(S170)中，制冷劑的流量減小。
[0131]制冷劑的過熱度低的原因在于，在HV設備31、33的發(fā)熱量小的情況下等，向冷卻部30的制冷劑的供給過剩，此時，認為HV設備31、33被過度冷卻。因此，通過減小控制閥37的開度來減小在冷卻部30中流動的制冷劑的流量，減小冷卻部30的HV設備31、33的冷卻能力，從而能夠適當?shù)乩鋮sHV設備31、33。
[0132]在步驟(S150)中判斷為制冷劑的過熱度為目標值以上的情況下，即，判斷為冷卻部30出口的制冷劑的過熱度為目標值的情況下，接著，在步驟(S180)中，維持控制閥37的開度。在圖9所示的步驟(S140) (S170)或者(S180)之后，使控制流程返回，再次返回到步驟(SllO)的過熱度的讀入。
[0133]在以上說明的實施方式2的冷卻裝置I中，分別在熱交換器18的上游側設置控制閥17，在冷卻部30的上游側設置控制閥37，在冷卻部40的上游側設置控制閥47，通過調整控制閥17、37、47的開度，能夠控制通過熱交換器18以及冷卻部30、40后的制冷劑的過熱度。通過控制閥17的開度調整，來增減在熱交換器18中流動的制冷劑的流量，與制冷劑的流量對應地控制制冷劑的空調用空氣的冷卻能力。通過控制閥37的開度調整，來增減在冷卻部30中流動的制冷劑的流量，與制冷劑的流量對應地控制制冷劑的HV設備31、33的冷卻能力。通過控制閥47的開度調整，來增減在冷卻部40中流動的制冷劑的流量，與制冷劑的流量對應地控制制冷劑的HV設備41、43的冷卻能力。
[0134]通過將控制閥17、37、47的開度控制成最佳，能夠將在并列設置的各個制冷劑路徑中流動的制冷劑的過熱度控制成最佳。因此，能夠與在熱交換器14中的制冷劑的冷卻狀態(tài)的變動、在熱交換器18中冷卻空調用空氣的制冷運行的所需量的變動、或者HV設備31、
33、41、43的發(fā)熱量的變動等相對應地，向熱交換器18以及冷卻部30、40分別提供最佳的量的制冷劑。例如，在HV設備41、43的發(fā)熱量相對較小，HV設備31、33的發(fā)熱量相對較大的情況下，只要調整控制閥37、47的開度，以減小向冷卻部40供給的制冷劑的流量，加大向冷卻部30供給的制冷劑的流量即可。
[0135]通過在各系統(tǒng)中使所需最小限度的制冷劑流動，能夠抑制液態(tài)制冷劑在熱交換器18以及冷卻部30、40中滯留，能夠使向并列設置的多個制冷劑路徑的制冷劑分配最佳化。通過調整制冷劑流量以使在熱交換器18以及冷卻部30、40中所有的制冷劑蒸發(fā)，能夠可靠地防止液態(tài)的制冷劑向壓縮機12流動而壓縮機12產生故障。因為能夠控制為在熱交換器18以及冷卻部30、40的出口處不殘留液相的制冷劑而所有的制冷劑處于過熱蒸氣的狀態(tài)，所以能夠省略用于將氣相制冷劑和液相制冷劑氣液分離的存儲器60，能夠減低冷卻裝置I的成本。
[0136]此外，在此之前的實施方式中，對溫度檢測部52、53、54設置為分別檢測熱交換器
18、冷卻部30以及冷卻部40的出口側的制冷劑的溫度的例子進行了說明。溫度檢測部52、53、54的位置不限于該例，只要能夠檢測膨脹閥16與壓力調整閥19、39、49之間的制冷劑的溫度即可，也可以配置為計測任意位置的制冷劑的溫度。例如，溫度檢測部52可以檢測通過熱交換器18的制冷劑的溫度，溫度檢測部53可以檢測在HV設備31與HV設備33之間的冷卻通路32中流動的制冷劑的溫度，溫度檢測部54可以檢測在冷卻部40的入口側的制冷劑通路44中流動的制冷劑的溫度。
[0137]另外，冷卻部30、40分別包含了 2個HV設備31、33以及HV設備41、43作為發(fā)熱源，但是各個冷卻部也可以包含I個或者多個任意個數(shù)的發(fā)熱源。另外，不限于2個冷卻部30、40并聯(lián)連接的結構，也可以I個冷卻部與熱交換器18并聯(lián)連接，或者3個以上的冷卻部與熱交換器18并聯(lián)連接。
[0138]另外，在此之前的實施方式中，說明了對以HV設備31、33、41、43為例的搭載于車輛的電氣設備進行冷卻的冷卻裝置I。作為電氣設備，只要是至少因工作而產生熱的電氣設備即可，不限定于變換器、電動發(fā)電機等例示了的電氣設備，可以是任意的電氣設備。在存在多個成為冷卻的對象的電氣設備的情況下，優(yōu)選多個電氣設備的作為冷卻的目標的溫度范圍是共通的。作為冷卻的目標的溫度范圍是作為使電氣設備工作的溫度環(huán)境的適當?shù)臏囟确秶?br> [0139]而且，被本發(fā)明的冷卻裝置I冷卻的發(fā)熱源不限于搭載于車輛的電氣設備，也可以是產生熱的任意的設備或者任意的設備的發(fā)熱的一部分。
[0140]如以上那樣，對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但是應該認為本次公開的實施方式在所有的方面都是例示，而不是限制性的內容。本發(fā)明的范圍不是由上述說明而是由權利要求書示出，包含與權利要求書等同的意思以及范圍內的所有變更。
[0141]工業(yè)上的可利用性
[0142]本發(fā)明的冷卻裝置特別適合應用于搭載電動發(fā)電機以及變換器等電氣設備的電動汽車等車輛的、使用用于進行車內的制冷的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的電氣設備的冷卻。
[0143]附圖標記說明
[0144]I冷卻裝置，10蒸氣壓縮式制冷循環(huán)，12壓縮機，14、18熱交換器，16膨脹閥，17、37,47 控制閥，19、39、49 壓力調整閥，21、22、23、24、25、26、27、34、35、36、44、45、46 制冷劑通路，30、40冷卻部，31、33、41、43HV設備，32、42冷卻通路，52、53、54溫度檢測部，57、58、59過熱度檢測部，60存儲器，62儲蓄器，80控制部，82溫度輸入部，83過熱度輸入部，87膨脹閥及壓力調整閥控制部，88控制閥控制部。
【權利要求】
1.一種冷卻裝置(I)，是冷卻發(fā)熱源(31)的冷卻裝置(I)，其中，具備: 壓縮機(12)，其對制冷劑進行壓縮； 第一熱交換器(14)，其在所述制冷劑與大氣之間進行熱交換； 減壓器(16)，其對所述制冷劑進行減壓； 第二熱交換器(18)，其在所述制冷劑與空調用空氣之間進行熱交換； 冷卻部(30)，其與所述第二熱交換器(18)并聯(lián)連接，使用所述制冷劑來冷卻所述發(fā)熱源(31)； 第一壓力調整閥(19)，其設置在所述第二熱交換器(18)的下游側，調節(jié)在所述第二熱交換器(18)中流動的所述制冷劑的壓力；以及 第二壓力調整閥(39)，其設置在所述冷卻部(30)的下游側，調節(jié)在所述冷卻部(30)中流動的所述制冷劑的壓力； 所述第一壓力調整閥(19)的開度，根據(jù)所述減壓器(16)與所述第一壓力調整閥(19)之間的所述制冷劑的溫度來調整， 所述第二壓力調整閥(39)的開度，根據(jù)所述減壓器(16)與所述第二壓力調整閥(39)之間的所述制冷劑的溫度來調整。
2.根據(jù)權利要求1所 述的冷卻裝置(I)， 在所述減壓器(16)與所述第一壓力調整閥(19)之間的所述制冷劑的溫度比設定值高時，增大所述第一壓力調整閥(19)的閥開度，在所述減壓器(16)與所述第一壓力調整閥(19)之間的所述制冷劑的溫度比設定值低時，減小所述第一壓力調整閥(19)的閥開度，在所述減壓器(16)與所述第二壓力調整閥(39)之間的所述制冷劑的溫度比設定值高時，增大所述第二壓力調整閥(39)的閥開度，在所述減壓器(16)與所述第二壓力調整閥(39)之間的所述制冷劑的溫度比設定值低時，減小所述第二壓力調整閥(39)的閥開度。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的冷卻裝置(I)， 具備:氣液分離器(60)，其對要被吸入所述壓縮機(12)的制冷劑進行氣液分離。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的冷卻裝置(I)， 所述減壓器(16)包含:第一流量控制閥(17)，其調節(jié)向所述第二熱交換器(18)流入的所述制冷劑的流量；和第二流量控制閥(37)，其調節(jié)向所述冷卻部(30)流入的所述制冷劑的流量。
5.根據(jù)權利要求4所述的冷卻裝置(1)， 所述第一流量控制閥(17)的開度，根據(jù)所述第二熱交換器(18)的出口側的所述制冷劑的過熱度來調整， 所述第二流量控制閥(37)的開度，根據(jù)所述冷卻部(30)的出口側的所述制冷劑的過熱度來調整。
6.根據(jù)權利要求5所述的冷卻裝置(I)， 在所述第二熱交換器(18)的出口側的所述制冷劑的過熱度比設定值高時，增大所述第一流量控制閥(17)的閥開度，在所述第二熱交換器(18)的出口側的所述制冷劑的過熱度比設定值低時，減小所述第一流量控制閥(17)的閥開度， 在所述冷卻部(30)的出口側的所述制冷劑的過熱度比設定值高時，增大所述第二流量控制閥(37)的閥開度，在所述冷卻部(30)的出口側的所述制冷劑的過熱度比設定值低時，減小所述第二流量控制閥 (37)的閥開度。
【文檔編號】B60H1/32GK103998874SQ201180075616
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2011年12月19日 優(yōu)先權日:2011年12月19日
【發(fā)明者】川上芳昭, 新井邦彥 申請人:豐田自動車株式會社
【專利摘要】提供能夠提高制冷劑的對發(fā)熱源的冷卻能力的恒定性的冷卻裝置。冷卻HV設備(31、33)的冷卻裝置(1)具備：壓縮機(12)，其對制冷劑進行壓縮；熱交換器(14)，其在制冷劑與大氣之間進行熱交換；膨脹閥(16)，其對制冷劑進行減壓；熱交換器(18)，其在制冷劑與空調用空氣之間進行熱交換；冷卻部(30)，其與熱交換器(18)并聯(lián)連接，使用制冷劑來冷卻HV設備(31、33)；膨脹閥(19)，其設置在熱交換器(18)的下游側，調節(jié)在熱交換器(18)中流動的制冷劑的壓力；以及膨脹閥(39)，其設置在冷卻部(30)的下游側，調節(jié)在冷卻部(30)中流動的制冷劑的壓力。膨脹閥(19)的開度，根據(jù)膨脹閥(16)與膨脹閥(19)之間的制冷劑的溫度來調整。膨脹閥(39)的開度，根據(jù)膨脹閥(16)與膨脹閥(39)之間的制冷劑的溫度來調整。
【專利說明】冷卻裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及冷卻裝置，特別是涉及利用蒸氣壓縮式制冷循環(huán)來冷卻發(fā)熱源的冷卻
>J-U ρ?α裝直。
【背景技術】
[0002]近年來，作為環(huán)境問題對策的一種，利用馬達的驅動力來行駛的混合動力車、燃料電池車、電動汽車等受到關注。在這樣的車輛中，馬達、發(fā)電機、變換器、轉換器以及電池等電氣設備因電力的授受而發(fā)熱。因此，需要冷卻這些電氣設備。于是，提出了利用作為車輛用空調裝置而使用的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)來冷卻發(fā)熱體的技術。
[0003]例如，在日本特開2007-69733號公報(專利文獻I)中，公開了如下系統(tǒng):在從膨脹閥到壓縮機的制冷劑通路上，并列配置與空調用的空氣進行熱交換的熱交換器、和與發(fā)熱體進行熱交換的熱交換器，利用空調裝置用的制冷劑來冷卻發(fā)熱體。
[0004]在日本特開平9-290622號公報(專利文獻2)中，公開了如下技術:通過回收來自車輛搭載的發(fā)熱部分的廢熱并使氣體噴射用的制冷劑吸熱，既能抑制消耗電力的增大，又能有效地提高低大氣溫時的制熱能力。在日本特開平11-23081號公報(專利文獻3)中，公開了如下裝置:設置以制冷循環(huán)的中間壓力的制冷劑冷卻發(fā)熱設備的方式構成的冷卻器、和分別配置在該冷卻器的上游側以及下游側并能夠通過外部信號來控制閥開度的電子膨脹閥，由中間壓力的制冷劑來進行發(fā)熱設備的冷卻。
[0005]在日本特開2001-309506號公報(專利文獻4)中，公開了如下冷卻系統(tǒng):使車輛空調用制冷循環(huán)裝置的制冷劑回流到對車輛行駛馬達進行驅動控制的變換器電路部的冷卻部件，在不需要空調空氣流的冷卻的情況下，抑止利用車輛空調用制冷循環(huán)裝置的蒸發(fā)器進行的空調空氣流的冷卻。在日本特開2005-82066號公報(專利文獻5)中，公開了如下冷卻系統(tǒng):在蒸發(fā)器中滯留有制冷劑的情況下，在使壓縮機工作來回收滯留于蒸發(fā)器中的制冷劑后，使車輛的HV(混合動力)設備起動而開始泵的運行。
[0006]現(xiàn)有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開2007-69733號公報
[0009]專利文獻2:日本特開平9-290622號公報
[0010]專利文獻3:日本特開平11-23081號公報
[0011]專利文獻4:日本特開2001-309506號公報
[0012]專利文獻5:日本特開2005-82066號公報
【發(fā)明內容】
[0013]發(fā)明要解決的問題
[0014]在作為車輛用空調裝置而使用的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)中，在冷凝器中，通過與作為車輛的行駛風而供給的大氣或者利用風扇進行的通風而供給的大氣進行熱交換，來冷卻制冷劑。由于向冷凝器供給的大氣的量根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)而變動，在冷凝器中被冷卻后的制冷劑的溫度也變動。除此之外，冷卻對象的發(fā)熱源的發(fā)熱量也根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)而大幅變動。因此，難以將制冷劑的對發(fā)熱源的冷卻能力保持為恒定。
[0015]本發(fā)明是鑒于上述課題而做成的，其主要的目的在于提供能夠提高制冷劑的對發(fā)熱源的冷卻能力的恒定性的冷卻裝置。
[0016]用于解決問題的手段
[0017]本發(fā)明所涉及的冷卻裝置，是對發(fā)熱源進行冷卻的冷卻裝置，具備:壓縮機，其對制冷劑進行壓縮；第一熱交換器，其在制冷劑與大氣之間進行熱交換；減壓器，其對制冷劑進行減壓；第二熱交換器，其在制冷劑與空調用空氣之間進行熱交換；冷卻部，其與第二熱交換器并聯(lián)連接，使用制冷劑來冷卻發(fā)熱源；第一壓力調整閥，其設置在第二熱交換器的下游側，調節(jié)在第二熱交換器中流動的制冷劑的壓力；以及第二壓力調整閥，其設置在冷卻部的下游側，調節(jié)在冷卻部中流動的制冷劑的壓力。第一壓力調整閥的開度，根據(jù)減壓器與第一壓力調整閥之間的制冷劑的溫度來調整。第二壓力調整閥的開度，根據(jù)減壓器與第二壓力調整閥之間的制冷劑的溫度來調整。
[0018]在上述冷卻裝置中，優(yōu)選的是，在減壓器與第一壓力調整閥之間的制冷劑的溫度比設定值高時，增大第一壓力調整閥的閥開度，在減壓器與第一壓力調整閥之間的制冷劑的溫度比設定值低時，減小第一壓力調整閥的閥開度，在減壓器與第二壓力調整閥之間的制冷劑的溫度比設定值高時，增大第二壓力調整閥的閥開度，在減壓器與第二壓力調整閥之間的制冷劑的溫度比設定值低時，減小第二壓力調整閥的閥開度。
[0019]在上述冷卻裝置中，優(yōu)選的是，具備氣液分離器，其對要被吸入壓縮機的制冷劑進行氣液分離。
[0020]在上述冷卻裝置中，優(yōu)選的是，減壓器包含:第一流量控制閥，其調節(jié)向第二熱交換器流入的制冷劑的流量；和第二流量控制閥，其調節(jié)向冷卻部流入的制冷劑的流量。
[0021]在上述冷卻裝置中，優(yōu)選的是，第一流量控制閥的開度，根據(jù)第二熱交換器的出口側的制冷劑的過熱度來調整，第二流量控制閥的開度，根據(jù)冷卻部的出口側的制冷劑的過熱度來調整。
[0022]在上述冷卻裝置中，優(yōu)選的是，在第二熱交換器的出口側的制冷劑的過熱度比設定值高時，增大第一流量控制閥的閥開度，在第二熱交換器的出口側的制冷劑的過熱度比設定值低時，減小第一流量控制閥的閥開度，在冷卻部的出口側的制冷劑的過熱度比設定值高時，增大第二流量控制閥的閥開度，在冷卻部的出口側的制冷劑的過熱度比設定值低時，減小第二流量控制閥的閥開度。
[0023]發(fā)明效果
[0024]根據(jù)本發(fā)明的冷卻裝置，能夠提高制冷劑的對發(fā)熱源的冷卻能力的恒定性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1是表示實施方式I的冷卻裝置的結構的示意圖。
[0026]圖2是表示蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的制冷劑的狀態(tài)的莫里爾線圖。
[0027]圖3是表示控制部的結構的詳情的框圖。
[0028]圖4是表示冷卻裝置的控制方法的一例的流程圖。[0029]圖5是記載有制冷劑的等溫線的莫里爾線圖。
[0030]圖6是表示實施方式2的冷卻裝置的結構的示意圖。
[0031]圖7是表示實施方式2的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的制冷劑的狀態(tài)的莫里爾線圖。
[0032]圖8是表示實施方式2的控制部的結構的詳情的框圖。
[0033]圖9是表示實施方式2的冷卻裝置的控制方法的一例的流程圖。
【具體實施方式】
[0034]以下，基于【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的實施方式。此外，在以下的附圖中，對于相同或者相當?shù)牟糠指缴舷嗤母綀D標記，且不重復其說明。
[0035](實施方式I)
[0036]圖1是表示實施方式I的冷卻裝置I的結構的示意圖。本實施方式所涉及的冷卻裝置I適用于以作為內燃機的發(fā)動機和作為電動機的驅動單元為動力源的混合動力車輛，用于搭載于混合動力車輛的電氣設備的冷卻。此外，本發(fā)明的冷卻裝置I不僅能夠適用于以發(fā)動機和電動機為動力源的混合動力車輛，還能夠適用于僅以電動機為動力源的車輛(在本說明書中，包含兩者而稱為電動汽車)。
[0037]如圖1所示，冷卻裝置I具備蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10。蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10，例如為了進行車輛的車內的制冷，搭載于車輛。例如，在打開了用于進行制冷的開關的情況下，或者在選擇了自動控制模式且車廂內的溫度比設定溫度高的情況下，進行使用蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的制冷，其中，自動控制模式是自動地對車廂內的溫度進行調整以使其成為設定溫度的模式。
[0038]蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10包含壓縮機12、作為第一熱交換器的熱交換器14、作為減壓器的一例的膨脹閥16以及作為第二熱交換器的熱交換器18。
[0039]壓縮機12以搭載于車輛的馬達或者發(fā)動機為動力源進行工作，絕熱地壓縮制冷劑氣體而使其成為過熱狀態(tài)制冷劑氣體。壓縮機12在蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的工作時，吸入并壓縮從熱交換器18流通的制冷劑，向制冷劑通路21排出高溫高壓的氣相制冷劑。壓縮機12通過向制冷劑通路21排出制冷劑，使制冷劑在蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10中循環(huán)。
[0040]熱交換器14使在壓縮機12中被壓縮了的過熱狀態(tài)制冷劑氣體向外部介質等壓放熱而使其成為制冷劑液。從壓縮機12排出的高壓的氣相制冷劑通過在熱交換器14中向周圍放熱而被冷卻，從而冷凝(液化)。熱交換器14包含:供制冷劑流通的導管；和散熱片，其用于在流通于導管內的制冷劑與熱交換器14的周圍的空氣之間進行熱交換。
[0041]熱交換器14在冷卻風與制冷劑之間進行熱交換。冷卻風也可以通過由車輛的行駛產生的自然的通風而供給到熱交換器14?；蛘?，冷卻風還可以通過來自冷凝器風扇72或者發(fā)動機冷卻用的散熱器風扇等大氣供給用風扇的強制通風而供給到熱交換器14。通過在熱交換器14中與大氣的熱交換，制冷劑的溫度下降，制冷劑液化。
[0042]膨脹閥16通過使在制冷劑通路25中流通的高壓的液相制冷劑從小的孔噴射而使其膨脹，變化為低溫/低壓的霧狀制冷劑。膨脹閥16對被熱交換器14冷凝了的制冷劑液進行減壓，使其成為氣液混合狀態(tài)的濕蒸氣。此外，用于對制冷劑液進行減壓的減壓器不限于節(jié)流膨脹的膨脹閥16，也可以是毛細管或者能夠進行開度控制的控制閥。
[0043]熱交換器18在制冷劑與空調用空氣之間進行熱交換，調節(jié)空調用空氣的溫度。熱交換器18通過在其內部流通的霧狀制冷劑的氣化，來吸收以與熱交換器18接觸的方式導入熱交換器18的周圍的空氣的熱。通過未圖不的空調用風扇的驅動，向熱交換器18供給空調用空氣。空調用空氣可以是大氣，也可以是車廂內的空氣。
[0044]在制冷運行時，熱交換器18使用通過膨脹閥16減壓了的制冷劑，從向車廂內流通的空調用空氣吸收當制冷劑的濕蒸氣蒸發(fā)而成為制冷劑氣體時的氣化熱，進行車廂內的制冷。熱被熱交換器18吸收而溫度下降了的空調用空氣再次返回車廂內，從而進行車廂內的制冷。在熱交換器18中空調用空氣被冷卻，在熱交換器18中制冷劑接受來自空調用空氣的熱傳遞，從周圍吸熱而被加熱。
[0045]熱交換器18包含:供制冷劑流通的導管；和散熱片，其用于在流通于導管內的制冷劑與熱交換器18的周圍的空氣之間進行熱交換。濕蒸氣狀態(tài)的制冷劑流入導管內。制冷劑在導管內流通時，經由散熱片吸收車廂內的空氣的熱作為蒸發(fā)潛熱，從而蒸發(fā)，進而因顯熱而成為過熱蒸氣。氣化了的制冷劑被向壓縮機12吸入。壓縮機12對從熱交換器18流通的過熱蒸氣狀態(tài)的制冷劑進行壓縮。
[0046]蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10還包含:制冷劑通路21，其將壓縮機12和熱交換器14連通；制冷劑通路22、23，其將熱交換器14和膨脹閥16連通；制冷劑通路24，其將膨脹閥16和熱交換器18連通；以及制冷劑通路25、26、27，其將熱交換器18和壓縮機12連通。
[0047]制冷劑通路21是用于使制冷劑從壓縮機12流通到熱交換器14的通路。制冷劑經由制冷劑通路21，從壓縮機12的出口朝向熱交換器14的入口在壓縮機12與熱交換器14之間流動。制冷劑通路22、23是用于使制冷劑從熱交換器14流通到膨脹閥16的通路。制冷劑經由制冷劑通路22、23，從熱交換器14的出口朝向膨脹閥16的入口在熱交換器14與膨脹閥16之間流動。
[0048]制冷劑通路24是用于使制冷劑從膨脹閥16流通到熱交換器18的通路。制冷劑經由制冷劑通路24，從膨脹閥16的出口朝向熱交換器18的入口在膨脹閥16與熱交換器18之間流動。制冷劑通路25?27是用于使制冷劑從熱交換器18流通到壓縮機12的通路。制冷劑經由制冷劑通路25?27，從熱交換器18的出口朝向壓縮機12的入口在熱交換器18與壓縮機12之間流動。
[0049]蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10構成為，通過制冷劑通路21?27連接壓縮機12、熱交換器14、膨脹閥16以及熱交換器18。此外，作為蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的制冷劑，可以使用例如二氧化碳、丙烷和/或異丁烷等的烴、氨、氟利昂類或者水等。
[0050]在熱交換器18與壓縮機12之間的制冷劑的路徑上，配置有存儲器60。存儲器60將從熱交換器18流出的制冷劑分離為氣相制冷劑和液相制冷劑。在存儲器60的內部，能夠存儲作為液相制冷劑的制冷劑液和作為氣相制冷劑的制冷劑蒸氣。存儲器60連接有制冷劑通路26和制冷劑通路27。
[0051]從熱交換器18流出的制冷劑經制冷劑通路25、26而向存儲器60供給。從制冷劑通路26向存儲器60流入的制冷劑在存儲器60的內部被分離成氣相和液相。在并非所有的制冷劑在熱交換器18或者后述的冷卻部30、40中蒸發(fā)、向存儲器60流入的制冷劑為氣液二相狀態(tài)的情況下，存儲器60將制冷劑分離成液體狀的制冷劑液和氣體狀的制冷劑蒸氣，并暫時儲存。氣液分離后的制冷劑蒸氣經由制冷劑通路27，向存儲器60的外部流出，被向壓縮機12吸入。[0052]與存儲器60的氣相側連接的制冷劑通路27的端部形成來自存儲器60的氣相制冷劑的流出口。在存儲器60的內部，制冷劑液儲存于下側，制冷劑蒸氣儲存于上側。從存儲器60導出制冷劑蒸氣的制冷劑通路27的端部連接于存儲器60的頂部。經由制冷劑通路27，僅制冷劑蒸氣被從存儲器60的頂側向存儲器60的外部送出。由此，存儲器60能夠可靠地將氣相制冷劑和液相制冷劑分離。
[0053]在熱交換器18與存儲器60之間，設置有壓力調整閥19。制冷劑通路25形成熱交換器18與壓力調整閥19之間的制冷劑的路徑。制冷劑通路26形成壓力調整閥19與存儲器60之間的制冷劑的路徑。壓力調整閥19設置在熱交換器18的下游側，是與上述作為減壓器的膨脹閥16不同的閥。壓力調整閥19具有作為對在熱交換器18中流動的制冷劑的壓力進行調節(jié)的第一壓力調整閥的功能。
[0054]當增大壓力調整閥19的開度時，通過壓力調整閥19的制冷劑的壓力損失相對變小，在制冷劑通路25中流動的制冷劑與在制冷劑通路26中流動的制冷劑的壓力差變小。因此，在熱交換器18中流動的制冷劑的壓力接近要被吸入壓縮機12的制冷劑的壓力。當壓力調整閥19的開度大時，在熱交換器18中流動的制冷劑的壓力相對變低。通過調整壓力調整閥19的開度，以使壓力調整閥19的開度增大的方式控制壓力調整閥19，能夠減低在熱交換器18中流動的制冷劑的壓力。
[0055]當減小壓力調整閥19的開度時，通過壓力調整閥19的制冷劑的壓力損失相對變大，在制冷劑通路25中流動的制冷劑與在制冷劑通路26中流動的制冷劑的壓力差變大。因此，在熱交換器18中流動的制冷劑的壓力偏離要被吸入壓縮機12的制冷劑的壓力。當壓力調整閥19的開度小時，在熱交換器18中流動的制冷劑的壓力相對變高。通過調整壓力調整閥19的開度，以使壓力調整閥19的開度減小的方式控制壓力調整閥19，能夠提高在熱交換器18中流動的制冷劑的壓力。
[0056]在制冷劑通路25中設置有溫度檢測部52，該溫度檢測部52檢測從熱交換器18中流出而在制冷劑通路25中流動的制冷劑的溫度?；谟蓽囟葯z測部52檢測到的制冷劑的溫度，壓力調整閥19的開度被控制。具體而言，當在制冷劑通路25中流動的制冷劑的溫度比目標值高時，增大壓力調整閥19的開度，當在制冷劑通路25中流動的制冷劑的溫度比目標值低時，減小壓力調整閥19的開度。
[0057]蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10還包含在熱交換器14與膨脹閥16之間的制冷劑的路徑上配置的儲蓄器62。儲蓄器62將從熱交換器14中流出的制冷劑分離成氣相制冷劑和液相制冷劑。在儲蓄器62的內部，能夠存儲作為液相制冷劑的制冷劑液和作為氣相制冷劑的制冷劑蒸氣。儲蓄器62連接有制冷劑通路22和制冷劑通路23。
[0058]從熱交換器14中流出的制冷劑經制冷劑通路22被向儲蓄器62供給。從制冷劑通路22向儲蓄器62流入的制冷劑在儲蓄器62的內部被分離成氣相和液相。在并非所有的制冷劑都在熱交換器14中冷凝、向儲蓄器62流入的制冷劑為氣液二相狀態(tài)的情況下，儲蓄器62將制冷劑分離成液體狀的制冷劑液和氣體狀的制冷劑蒸氣，并暫時儲存。氣液分離后的制冷劑液經由制冷劑通路23，向儲蓄器62的外部流出。
[0059]與儲蓄器62的液相側連接的制冷劑通路23的端部形成來自儲蓄器62的液相制冷劑的流出口。在儲蓄器62的內部，制冷劑液儲存于下側，制冷劑蒸氣儲存于上側。從儲蓄器62導出制冷劑液的制冷劑通路23的端部連接于儲蓄器62的底部。僅制冷劑液經由制冷劑通路23，從儲蓄器62的底側被向儲蓄器62的外部送出。由此，儲蓄器62能夠可靠地將氣相制冷劑和液相制冷劑分離。
[0060]在從膨脹閥16朝向存儲器60流動的制冷劑的路徑上，設置有與熱交換器18并聯(lián)連接的冷卻部30、40。冷卻裝置I具備與熱交換器18并聯(lián)連接的制冷劑的路徑，冷卻部30,40設置在該制冷劑的路徑上。在膨脹閥16與存儲器60之間流動的制冷劑的路徑中并聯(lián)連接的多個通路中的一個設置有熱交換器18，在該多個路徑中的另外的一個設置有冷卻部30，在該多個通路中的再另外一個設置有冷卻部40。
[0061]從膨脹閥16與熱交換器18之間的制冷劑通路24分支出制冷劑通路34、44。制冷劑通路34將制冷劑通路24和冷卻部30連通。制冷劑從制冷劑通路24，經由制冷劑通路34向冷卻部30流動。制冷劑通路44將制冷劑通路24和冷卻部40連通。制冷劑從制冷劑通路24，經由制冷劑通路44向冷卻部40流動。
[0062]冷卻部30包含:作為搭載于電動汽車的電氣設備的HV(HybridVehicle)設備31、33 ;和作為供制冷劑流通的配管的冷卻通路32。冷卻部40包含:作為搭載于電動汽車的電氣設備的HV設備41、43 ;和作為供制冷劑流通的配管的冷卻通路42。HV設備31、33、41、43是因電力的授受而發(fā)熱的發(fā)熱源的一例。
[0063]HV設備31、33、41、43例如包含用于將直流電力變換為交流電力的變換器、作為旋轉電機的電動發(fā)電機、作為蓄電裝置的電池、用于使電池的電壓升壓的升壓轉換器、用于對電池的電壓進行降壓的DC/DC轉換器等的至少任一個。電池是鋰離子電池或者鎳氫電池等二次電池。也可以取代電池而使用電容器。例如，HV設備31以及HV設備33可以是變換器，HV設備41可以是電池，HV設備43可以是電容器。
[0064]從儲蓄器62中流出的制冷劑液經由制冷劑通路34朝向冷卻部30流動，經由制冷劑通路44朝向冷卻部40流動。到達冷卻部30、40而經由冷卻通路32、42流動的制冷劑從作為發(fā)熱源的HV設備31、33、41、43分別獲取熱而使這些HV設備冷卻冷卻。冷卻部30、40使用在儲蓄器62中分離出的液相的制冷劑，來冷卻HV設備31、33、41、43。在冷卻部30、40中，通過在冷卻通路32內流通的制冷劑與HV設備31、33進行熱交換，在冷卻通路42內流通的制冷劑與HV設備41、43進行熱交換，HV設備31、33、41、43被冷卻，制冷劑被加熱。
[0065]冷卻部30、40設置為具有能夠在冷卻通路32、42中在HV設備31、33、41、43與制冷劑之間進行熱交換的構造。在本實施方式中，冷卻部30、40例如具有以冷卻通路32、42的外周面直接接觸HV設備31、33、41、43的殼體的方式形成的冷卻通路32、42。冷卻通路32、42具有與HV設備31、33、41、43的殼體鄰接的部分。在該部分中，在冷卻通路32、42中流通的制冷劑與HV設備31、33、41、43之間能夠進行熱交換。
[0066]HV設備31、33、41、43直接連接于形成蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的從膨脹閥16到存儲器60的制冷劑的路徑的一部分的冷卻通路32、42的外周面，而被冷卻。因為在冷卻通路
32、42的外部配置HV設備31、33、41、43，所以HV設備31、33、41、43不會干涉到在冷卻通路32,42的內部流通的制冷劑的流動。因此，蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的壓力損失不會增大，能夠不增大壓縮機12的動力而冷卻HV設備31、33、41、43。
[0067]作為代替，冷卻部30、40也可以具備介于HV設備31、33、41、43與冷卻通路32、42之間而配置的任意的公知的熱管。這種情況下的HV設備31、33、41、43經由熱管連接于冷卻通路32、42的外周面，通過從HV設備31、33、41、43經由熱管向冷卻通路32、42進行熱傳遞，而被冷卻。通過使HV設備31、33、41、43作為熱管的加熱部并使冷卻通路32、42作為熱管的冷卻部，能夠提高冷卻通路32、42與HV設備31、33、41、43之間的熱傳遞效率，能夠提高HV設備31、33、41、43的冷卻效率。例如能夠使用毛細管構造式(wick-type)的熱管。
[0068]通過熱管能夠可靠地從HV設備31、33、41、43向冷卻通路32、42進行熱傳遞，所以HV設備31、33、41、43與冷卻通路32、42之間也可以存在距離，無需為了使冷卻通路32、42接觸HV設備31、33、41、43而復雜地配置冷卻通路32、42。其結果，能夠提高HV設備31、33、41、43的配置的自由度。
[0069]在冷卻部30中通過冷卻HV設備31、33而與HV設備31、33進行熱交換從而被加熱了的制冷劑，經由制冷劑通路35、36，返回制冷劑通路26。與經由熱交換器18流動的制冷劑的路徑并聯(lián)連接的制冷劑的路徑包括:比冷卻部30靠上游側(接近膨脹閥16 —側)的制冷劑通路34 ;冷卻部30所包含的冷卻通路32 ；以及比冷卻部30靠下游側(接近存儲器60 —側)的制冷劑通路35、36。冷卻部30連接有制冷劑通路34、35。冷卻通路32的一方的端部連接于制冷劑通路34。冷卻通路32的另一方的端部連接于制冷劑通路35。
[0070]制冷劑通路34是將制冷劑通路24和冷卻部30連通、用于使在膨脹閥16中被冷卻了的制冷劑流通到冷卻部30的通路。經由制冷劑通路34，制冷劑液從制冷劑通路24向冷卻部30流動。制冷劑通路35、36是將冷卻部30和制冷劑通路26連通、用于使制冷劑從冷卻部30流通到制冷劑通路26的通路。通過冷卻部30后的制冷劑經由制冷劑通路35、36，返回制冷劑通路26，經由制冷劑通路26而到達存儲器60。
[0071]在冷卻部30與制冷劑通路26之間設置有壓力調整閥39。制冷劑通路35形成冷卻部30與壓力調整閥39之間的制冷劑的路徑。制冷劑通路36形成壓力調整閥39與制冷劑通路26之間的制冷劑的路徑。壓力調整閥39設置在冷卻部30的下游側，是與上述膨脹閥16以及壓力調整閥19不同的閥。壓力調整閥39具有作為對在冷卻部30中流動的制冷劑的壓力進行調節(jié)的第二壓力調整閥的功能。
[0072]當增大壓力調整閥39的開度時，通過壓力調整閥39的制冷劑的壓力損失相對變小，在制冷劑通路35中流動的制冷劑與在制冷劑通路36中流動的制冷劑的壓力差變小。因此，在冷卻部30中流動的制冷劑的壓力接近要被吸入壓縮機12的制冷劑的壓力。當壓力調整閥39的開度大時，在冷卻部30中流動的制冷劑的壓力相對變低。通過調整壓力調整閥39的開度，以使壓力調整閥39的開度增大的方式控制壓力調整閥39，能夠減低在冷卻部30中流動的制冷劑的壓力。
[0073]當減小壓力調整閥39的開度時，通過壓力調整閥39的制冷劑的壓力損失相對變大，在制冷劑通路35中流動的制冷劑與在制冷劑通路36中流動的制冷劑的壓力差變大。因此，在冷卻部30中流動的制冷劑的壓力偏離要被吸入壓縮機12的制冷劑的壓力。當壓力調整閥39的開度小時，在冷卻部30中流動的制冷劑的壓力相對變高。通過調整壓力調整閥39的開度，以使壓力調整閥39的開度減小的方式控制壓力調整閥39，能夠提高在冷卻部30中流動的制冷劑的壓力。
[0074]在制冷劑通路35中設置有溫度檢測部53，該溫度檢測部53檢測從冷卻部30中流出而在制冷劑通路35中流動的制冷劑的溫度?；谟蓽囟葯z測部53檢測到的制冷劑的溫度，壓力調整閥39的開度被控制。具體而言，當在制冷劑通路35中流動的制冷劑的溫度比目標值高時，增大壓力調整閥39的開度，當在制冷劑通路35中流動的制冷劑的溫度比目標值低時，減小壓力調整閥39的開度。
[0075]通過在冷卻部40中冷卻HV設備41、43而與HV設備41、43進行熱交換從而被加熱了的制冷劑，經由制冷劑通路45、46，返回制冷劑通路26。與經由熱交換器18流動的制冷劑的路徑并聯(lián)連接的制冷劑的路徑包括:比冷卻部40靠上游側(接近膨脹閥16 —側)的制冷劑通路44 ;冷卻部40所包含的冷卻通路42 ；以及比冷卻部40靠下游側(接近存儲器60—側)的制冷劑通路45、46。冷卻部40連接有制冷劑通路44、45。冷卻通路42的一方的端部連接于制冷劑通路44。冷卻通路42的另一方的端部連接于制冷劑通路45。
[0076]制冷劑通路44將制冷劑通路24和冷卻部40連通，是用于使在膨脹閥16中被冷卻了的制冷劑流通到冷卻部40的通路。經由制冷劑通路44，制冷劑液從制冷劑通路24向冷卻部40流動。制冷劑通路45、46將冷卻部40和制冷劑通路26連通，是用于使制冷劑從冷卻部40流通到制冷劑通路26的通路。通過冷卻部40后的制冷劑經由制冷劑通路45、46，返回制冷劑通路26，經由制冷劑通路26而到達存儲器60。
[0077]在冷卻部40與制冷劑通路26之間設置有壓力調整閥49。制冷劑通路45形成冷卻部40與壓力調整閥49之間的制冷劑的路徑。制冷劑通路46形成壓力調整閥49與制冷劑通路46之間的制冷劑的路徑。壓力調整閥49設置在冷卻部40的下游側，是與上述膨脹閥16以及壓力調整閥19不同的閥。壓力調整閥49具有作為對在冷卻部40中流動的制冷劑的壓力進行調整的第二壓力調整閥的功能。
[0078]當增大壓力調整閥49的開度時，通過壓力調整閥49的制冷劑的壓力損失相對變小，在制冷劑通路45中流動的制冷劑與在制冷劑通路46中流動的制冷劑的壓力差變小。因此，在冷卻部40中流動的制冷劑的壓力接近要被吸入壓縮機12的制冷劑的壓力。當壓力調整閥49的開度大時，在冷卻部40中流動的制冷劑的壓力相對變低。通過調整壓力調整閥49的開度，以使壓力調整閥49的開度增大的方式控制壓力調整閥49，能夠減低在冷卻部40中流動的制冷劑的壓力。
[0079]當減小壓力調整閥49的開度時，通過壓力調整閥49的制冷劑的壓力損失相對變大，在制冷劑通路45中流動的制冷劑與在制冷劑通路46中流動的制冷劑的壓力差變大。因此，在冷卻部40中流動的制冷劑的壓力偏離要被壓縮機12吸入的制冷劑的壓力。當壓力調整閥49的開度小時，在冷卻部40中流動的制冷劑的壓力相對變高。通過調整壓力調整閥49的開度，以使壓力調整閥49的開度減小的方式控制壓力調整閥49，能夠提高在冷卻部40中流動的制冷劑的壓力。
[0080]在制冷劑通路45中設置有溫度檢測部54，該溫度檢測部54檢測從冷卻部40流出而在制冷劑通路45中流動的制冷劑的溫度?；谟蓽囟葯z測部54檢測到的制冷劑的溫度，壓力調整閥49的開度被控制。具體而言，當在制冷劑通路45中流動的制冷劑的溫度比目標值高時，增大壓力調整閥49的開度，當在制冷劑通路45中流動的制冷劑的溫度比目標值低時，減小壓力調整閥49的開度。
[0081]圖2是表示蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的制冷劑的狀態(tài)的莫里爾線圖。圖2中的橫軸表示制冷劑的比焓，縱軸表示制冷劑的絕對壓力。比焓的單位是kj/kg，絕對壓力的單位是MPa。圖中的曲線是制冷劑的飽和蒸氣線以及飽和液線。
[0082]在圖2中，示出經通過制冷劑通路21?27依次連接壓縮機12、熱交換器14、膨脹閥16以及熱交換器18而成的制冷劑循環(huán)流路而在蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10內循環(huán)的制冷劑的熱力學狀態(tài)。在圖2中還示出在與熱交換器18并聯(lián)連接的冷卻部30中流動、在冷卻部30中冷卻HV設備31、33的制冷劑的熱力學狀態(tài)。在圖2中還示出在與熱交換器18并聯(lián)連接的冷卻部40中流動、在冷卻部40中冷卻HV設備41、43的制冷劑的熱力學狀態(tài)。
[0083]如圖2所示，被吸入壓縮機12的過熱蒸氣狀態(tài)的制冷劑在壓縮機12中沿等比熵線而被絕熱壓縮。隨著壓縮，制冷劑的壓力和溫度上升，成為高溫高壓的過熱度大的過熱蒸氣，制冷劑向熱交換器14流動。從壓縮機12排出的氣相制冷劑通過在熱交換器14中向周圍放熱而被冷卻，從而冷凝(液化)。通過在熱交換器14中與大氣的熱交換，制冷劑的溫度下降，制冷劑液化。進入了熱交換器14的高壓的制冷劑蒸氣在熱交換器14中保持等壓而由過熱蒸氣變?yōu)楦娠柡驼魵?，放出冷凝潛熱而漸漸液化，成為氣液混合狀態(tài)的濕蒸氣，當全部制冷劑冷凝時成為飽和液，進而放出顯熱而成為過冷卻了的過冷卻液。
[0084]其后，制冷劑經由制冷劑通路22、23流入膨脹閥16。在膨脹閥16中，過冷卻液狀態(tài)的制冷劑節(jié)流膨脹，比焓不變化而溫度和壓力下降，成為低溫低壓的氣液混合狀態(tài)的濕蒸氣。
[0085]從膨脹閥16流出的濕蒸氣狀態(tài)的制冷劑經由制冷劑通路24向熱交換器18流入。濕蒸氣狀態(tài)的制冷劑流入熱交換器18的導管內。制冷劑在熱交換器18的導管內流通時，經由散熱片吸收空調用空氣的熱作為蒸發(fā)潛熱，從而保持等壓地蒸發(fā)。當所有的制冷劑成為干飽和蒸氣時，制冷劑蒸氣進而因顯熱而溫度上升，成為過熱蒸氣。
[0086]從膨脹閥16流出的濕蒸氣狀態(tài)的制冷劑還經由制冷劑通路34向冷卻部30的冷卻通路32流動，冷卻HV設備31、33。在冷卻部30中，HV設備31、33通過向制冷劑放出熱而被冷卻。通過與HV設備31、33的熱交換，制冷劑吸收HV設備31、33的熱作為蒸發(fā)潛熱而被加熱，保持等壓地蒸發(fā)，制冷劑的干度增大。當所有的制冷劑成為干飽和蒸氣時，制冷劑蒸氣進而因顯熱而溫度上升，成為過熱蒸氣。
[0087]從膨脹閥16流出的濕蒸氣狀態(tài)的制冷劑還經由制冷劑通路44向冷卻部40的冷卻通路42流動，冷卻HV設備41、43。在冷卻部40中，HV設備41、43通過向制冷劑放出熱而被冷卻。通過與HV設備41、43的熱交換，制冷劑吸收HV設備41、43的熱作為蒸發(fā)潛熱而被加熱，保持等壓地蒸發(fā)，制冷劑的干度增大。當所有的制冷劑成為干飽和蒸氣時，制冷劑蒸氣進而因顯熱而溫度上升，成為過熱蒸氣。
[0088]其后，制冷劑經由存儲器60而被吸入壓縮機12。壓縮機12對從存儲器60流通的氣相制冷劑進行壓縮。
[0089]制冷劑按照這樣的循環(huán)，連續(xù)反復進行壓縮、冷凝、節(jié)流膨脹、蒸發(fā)的狀態(tài)變化。此夕卜，在上述蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的說明中，對理論制冷循環(huán)進行了說明，但是在實際的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10中，當然還需要考慮壓縮機12的損失、制冷劑的壓力損失以及熱損失。
[0090]在蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的運行中，當在作為蒸發(fā)器發(fā)揮作用的熱交換器18中蒸發(fā)時，制冷劑從車輛的空調用空氣吸收氣化熱，進行車廂內的制冷。除此之外，在膨脹閥16中節(jié)流膨脹的低溫低壓的制冷劑還向冷卻部30、40流通，通過制冷劑與HV設備31、33、41、43的熱交換而冷卻HV設備31、33、41、43。冷卻裝置I利用車廂內的空調用的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10，來冷卻搭載于車輛的作為發(fā)熱源的HV設備31、33、41、43。此外，為了冷卻HV設備31、33、41、43所需的溫度優(yōu)選是至少比作為HV設備31、33、41、43的溫度范圍而成為目標的溫度范圍的上限值低的溫度。[0091]利用為了在熱交換器18中冷卻空調用空氣而設置的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10，來進行HV設備31、33、41、43的冷卻，所以無需為了 HV設備31、33、41、43的冷卻而設置專用的水循環(huán)泵或者冷卻風扇等設備。因此，能夠減少HV設備31、33、41、43的冷卻裝置I所需的結構，能夠簡化裝置結構，所以能夠減少冷卻裝置I的制造成本。除此之外，也無需為了HV設備31、33、41、43的冷卻而使泵和/或冷卻風扇等的動力源運行，不需要用于使動力源運行的消耗動力。因此，能夠減少用于HV設備31、33、41、43的冷卻的消耗動力。
[0092]作為從膨脹閥16朝向存儲器60流動的制冷劑所流動的路徑，并列地設置有經由熱交換器18的路徑、經由冷卻部30而冷卻HV設備31、33的路徑以及經由冷卻部40而冷卻HV設備41、43的路徑。膨脹閥16的出口的低溫低壓的制冷劑被分配到熱交換器18、冷卻部30以及冷卻部40。在膨脹閥16中節(jié)流膨脹了的制冷劑被分成:在熱交換器18中冷卻空調用空氣的制冷劑；在冷卻部30中冷卻HV設備31、33的制冷劑；以及在冷卻部40中冷卻HV設備41、43的制冷劑。
[0093]在熱交換器18中流動的制冷劑的壓力通過壓力調整閥19的開度來控制。在冷卻部30中流動的制冷劑的壓力通過壓力調整閥39的開度來控制。在冷卻部40中流動的制冷劑的壓力通過壓力調整閥49的開度來控制。通過將壓力調整閥19、39、49的開度控制成最佳，能夠將在并列設置的各個制冷劑路徑中流動的制冷劑的壓力控制成最佳。在圖2中圖示有如下內容:在熱交換器18以及冷卻部30、40中流動的制冷劑的壓力分別不同，在膨脹閥16中節(jié)流膨脹了的濕蒸氣狀態(tài)的制冷劑被分配到并列設置的3個路徑，通過這3個路徑后的制冷劑再次合流而向壓縮機12流入。
[0094]在熱交換器14的下游側設置有儲蓄器62，在儲蓄器62的內部儲存有過冷卻液狀態(tài)的制冷劑液。儲蓄器62作為在其內部暫時儲存作為液狀的制冷劑的制冷劑液的蓄液器發(fā)揮功能。在儲蓄器62內儲存預定量的制冷劑液，儲蓄器62具有儲液功能，從而成為針對負載變動的緩沖器，能夠吸收負載變動。因此，在負載變動時也能夠維持向冷卻部30、40流動的制冷劑的流量，所以能夠使HV設備31、33、41、43的冷卻性能穩(wěn)定。
[0095]在壓縮機12的上游側設置有存儲器60。在流入存儲器60的制冷劑不是過熱蒸氣而是處于氣液二相狀態(tài)的情況下，存儲器60作為將制冷劑分離成氣相和液相的氣液分離器發(fā)揮功能。通過僅使氣液分離出的制冷劑蒸氣從存儲器60流出，要被吸入壓縮機12的制冷劑成為氣體的狀態(tài)。因此，能夠可靠地避免液相的制冷劑流入壓縮機12而產生壓縮機12的故障等問題。
[0096]以下，對實施方式I的冷卻裝置I的控制的詳情進行說明。圖3是表示控制部80的結構的詳情的框圖。圖3所示的控制部80具備執(zhí)行冷卻裝置I的控制的ECU(ElectricControl Unit:電子控制單元)81。E⑶81從溫度輸入部82接受表示制冷劑的溫度的信號。對溫度輸入部82，輸入表示由溫度檢測部52檢測到的在制冷劑通路25中流動的制冷劑的溫度的信號Tl、表示由溫度檢測部53檢測到的在制冷劑通路35中流動的制冷劑的溫度的信號T2以及表示由溫度檢測部54檢測到的在制冷劑通路45中流動的制冷劑的溫度的信號T3。
[0097]控制部80還具備:壓縮機控制部85，其控制壓縮機12的起動停止以及轉速；馬達控制部86，其控制用于驅動冷凝器風扇72旋轉的馬達74的轉速；以及膨脹閥及壓力調整閥控制部87，其控制膨脹閥16以及壓力調整閥19、39、49的開度。控制部80還具有RAM (Random Access Memory:隨機存取存儲器)和 / 或 ROM (Read Only Memory:只讀存儲器)等存儲器84。通過ECU81按照存儲于存儲器84中的控制程序來執(zhí)行各種處理，從而控制冷卻裝置I。
[0098]壓縮機控制部85接收從E⑶81傳送來的控制命令，將指示壓縮機12的起動、停止或者轉速的信號Cl向壓縮機12傳送。馬達控制部86接收從E⑶81傳送來的控制命令，將指示馬達74的轉速的信號Ml向馬達74傳送。膨脹閥及壓力調整閥控制部87接收從E⑶81傳送來的控制命令，將指示壓力調整閥19的開度的信號RVl向壓力調整閥19傳送，將指示壓力調整閥39的開度的信號RV2向壓力調整閥39傳送，將指示壓力調整閥49的開度的信號RV3向壓力調整閥49傳送。壓力調整閥19、39、49是電動膨脹閥，開度根據(jù)從控制部80傳送來的信號RV1、RV2、RV3變更。膨脹閥及壓力調整閥控制部87還接收從E⑶81傳送來的控制命令，將指示膨脹閥16的開度的信號EVl向膨脹閥傳送。膨脹閥16的開度根據(jù)從控制部80傳送來的信號EVl變更。
[0099]E⑶81將輸入到溫度輸入部82的各溫度和存儲于存儲器84的制冷劑的溫度的目標值進行比較。根據(jù)其比較結果，E⑶81控制壓力調整閥19、39、49的開度。E⑶81具有作為對壓力調整閥19、39、49的開度進行調節(jié)的閥開度調節(jié)部的功能。
[0100]馬達74連接于冷凝器風扇72，驅動冷凝器風扇72旋轉。當變更馬達74的轉速時，對在熱交換器14的制冷劑與大氣之間的熱交換量進行控制。當增加馬達74的轉速來加大冷凝器風扇72的旋轉速度時，向熱交換器14供給的空氣的流量增加，在熱交換器14的制冷劑與大氣的熱交換量增加，所以熱交換器14的制冷劑冷卻能力提高。當減小馬達74的轉速來減低冷凝器風扇72的旋轉速度時，向熱交換器14供給的空氣的流量減小，在熱交換器14的制冷劑與大氣的熱交換量減小，所以熱交換器14的制冷劑冷卻能力減小。
[0101]壓縮機12的轉速、和對用于向熱交換器14供給冷卻風的冷凝器風扇72進行驅動的馬達74的轉速被適當?shù)乜刂?，以使得在儲蓄?2內始終儲存有制冷劑液，對冷卻部30、40始終都能夠供給液狀的制冷劑。
[0102]圖4是表示冷卻裝置I的控制方法的一例的流程圖。圖4示出通過冷卻裝置I的壓力調整閥19、39、49的開度調整來將在熱交換器18以及冷卻部30、40中流動的制冷劑的溫度控制成最佳時的控制流程的一例。在以下的說明中，對為了進行在冷卻部30中流動的制冷劑的溫度控制而變更壓力調整閥39的開度的例子進行說明，但是其他的壓力調整閥19,49的控制也與以下所示的例子同樣地進行。
[0103]如圖4所示，首先，在步驟(SlO)中，讀入在冷卻部30中流動的制冷劑溫度。具體而言，使用溫度檢測部53來檢測在冷卻部30中與HV設備31、33進行熱交換后的、在制冷劑通路35中流動的制冷劑的溫度。表示由溫度檢測部53檢測到的溫度的信號T2從溫度檢測部53向溫度輸入部82傳送，向E⑶81輸入，從而讀入制冷劑溫度。
[0104]接著，在步驟(S20)中，判斷在冷卻部30中流動的制冷劑溫度是否超過作為目標的溫度的值。在步驟(S20)中判斷為制冷劑的溫度超過了目標值的情況下，接著，在步驟(S30)中，增大壓力調整閥39的開度。伴隨該壓力調整閥39的開度調整，在步驟(S40)中制冷劑的溫度下降。此外，對于制冷劑溫度的目標值而言，可以將某個特定的溫度設定為目標值，也可以將具有上下限值的特定的溫度范圍設定為目標值。
[0105]圖5是記載有制冷劑的等溫線的莫里爾線圖。圖5中的橫軸表示制冷劑的比焓，縱軸表示制冷劑的絕對壓力。比焓的單位是kj/kg，絕對壓力的單位是MPa。圖中的曲線是制冷劑的飽和蒸氣線以及飽和液線。圖中的虛線表示制冷劑的等溫線。圖中下側的等溫線表示溫度相對低的制冷劑的等溫線，圖中上側的等溫線表示溫度相對高的制冷劑的等溫線。
[0106]如參照圖2所說明的那樣，要在冷卻部30中冷卻HV設備31、33的制冷劑以氣液二相狀態(tài)流入冷卻部30，干度隨著通過與HV設備31、33的熱交換進行的加熱而增大，成為干飽和蒸氣，進而成為過熱蒸氣。在冷卻部30的冷卻通路32中流動的制冷劑的大部分是氣液二相狀態(tài)的濕蒸氣的狀態(tài)。在氣液二相狀態(tài)下，如圖5所示，若制冷劑的壓力低則溫度也低，若制冷劑的壓力高則溫度也高。即，通過增減氣液二相狀態(tài)的制冷劑的壓力，能夠任意地使制冷劑的溫度上升或者下降。
[0107]于是，若在制冷劑的溫度超過目標值的情況下，使壓力調整閥39的開度增大，來使在冷卻部30中流動的制冷劑的壓力下降，則能夠使在冷卻部30中流動的制冷劑的溫度下降。制冷劑的溫度高的原因在于，在HV設備31、33的發(fā)熱量大的情況下等，在冷卻部30中制冷劑被過度加熱，此時，認為HV設備31、33的冷卻不充分。因此，通過使在冷卻部30中流動的制冷劑的溫度下降，增大冷卻部30的HV設備31、33的冷卻能力，從而能夠適當?shù)乩鋮sHV設備31、33，能夠避免HV設備31、33的過熱。
[0108]返回圖4，在步驟(S20)中判斷為制冷劑的溫度為目標值以下的情況下，接著，在步驟(S50)中，判斷在冷卻部30中流動的制冷劑溫度是否低于作為目標的溫度的值。在步驟(S50)中判斷為制冷劑的溫度低于目標值的情況下，接著，在步驟(S60)中減小壓力調整閥39的開度。隨著該壓力調整閥39的開度調整，在步驟(S70)中，制冷劑的溫度上升。
[0109]參照圖5，若在制冷劑的溫度低于目標值的情況下，減小壓力調整閥39的開度，來使在冷卻部30中流動的制冷劑的壓力上升，則能夠使在冷卻部30中流動的制冷劑的溫度上升。制冷劑的溫度低的原因在于，在HV設備31、33的發(fā)熱量小的情況下等，向冷卻部30的制冷劑的供給過剩，此時，認為HV設備31、33被過度冷卻。因此，通過使在冷卻部30中流動的制冷劑的溫度上升，使冷卻部30的HV設備31、33的冷卻能力減小，從而能夠適當?shù)乩鋮sHV設備31、33。
[0110]返回圖4，在步驟(S50)中判斷為制冷劑的溫度為目標值以上的情況下，即，在判斷為在冷卻部30中流動的制冷劑溫度為作為目標的溫度的情況下，接著，在步驟(S80)中，維持壓力調整閥39的開度。在圖4所示的步驟(S40) (S70)或者(S80)之后，使控制流程返回，再次返回到步驟(SlO)中的制冷劑溫度的讀入。
[0111]如以上說明那樣，在本實施方式的冷卻裝置I中，分別在熱交換器18的下游側設置壓力調整閥19，在冷卻部30的下游側設置壓力調整閥39，在冷卻部40的下游側設置壓力調整閥49，調整壓力調整閥19、39、49的開度，從而能夠控制在熱交換器18以及冷卻部30,40中流動的制冷劑的溫度。通過壓力調整閥19的開度調整，來增減在熱交換器18中流動的制冷劑的壓力，與制冷劑的壓力變化對應地控制制冷劑的溫度。通過壓力調整閥39的開度調整，來增減在冷卻部30中流動的制冷劑的壓力，與制冷劑的壓力變化對應地控制制冷劑的溫度。通過壓力調整閥49的開度調整，來增減在冷卻部40中流動的制冷劑的壓力，與制冷劑的壓力變化對應地控制制冷劑的溫度。
[0112]通過將壓力調整閥19、39、49的開度控制成最佳，能夠將在并列設置的各個制冷劑路徑中流動的制冷劑的溫度控制成最佳。因此，能夠與在熱交換器14中的制冷劑的冷卻狀態(tài)的變動、在熱交換器18中冷卻空調用空氣的制冷運行的所需量的變動、或者HV設備31、33、41、43的發(fā)熱量的變動等相對應地，向熱交換器18以及冷卻部30、40分別提供最佳的狀態(tài)的制冷劑。因此，能夠使冷卻HV設備31、33、41、43的能力更均一化，能夠提高制冷劑的對發(fā)熱源的冷卻能力的恒定性。
[0113]通過控制在熱交換器18以及冷卻部30、40內流動的制冷劑溫度等制冷劑的狀態(tài)，能夠大幅提高熱交換器18以及冷卻部30、40的冷卻能力以及冷卻效率，能夠緩和HV設備
31、33、41、43的熱標準，提供廉價的冷卻裝置I。
[0114](實施方式2)
[0115]圖6是表示實施方式2的冷卻裝置I的結構的示意圖。實施方式2的冷卻裝置I在以下的方面與圖1所示的實施方式I的冷卻裝置I不同:對在熱交換器14中被冷凝了的制冷劑進行節(jié)流膨脹的膨脹閥16包括三個控制閥17、37、47，以及，省略了存儲器60。在比從儲蓄器62流出的液態(tài)制冷劑的路徑分支成3條的分支點靠下游側，設置有控制閥17、37、47。控制閥17設置在熱交換器18的入口側的制冷劑通路24?？刂崎y37設置在冷卻部30的入口側的制冷劑通路34?？刂崎y47設置在冷卻部40的入口側的制冷劑通路44。
[0116]在制冷劑通路25中設置有過熱度檢測部57，該過熱度檢測部57檢測從熱交換器18流出而在制冷劑通路25中流動的制冷劑的過熱度?；谟蛇^熱度檢測部57檢測到的制冷劑的過熱度，控制閥17的開度被控制。具體而言，當在制冷劑通路25中流動的制冷劑的過熱度比目標值高時，增大控制閥17的開度，當在制冷劑通路25中流動的制冷劑的過熱度比目標值低時，減小控制閥17的開度。控制閥17具有作為對向熱交換器18流入的制冷劑的流量進行調節(jié)的第一流量控制閥的功能。
[0117]在制冷劑通路35設置有過熱度檢測部58，該過熱度檢測部58檢測從冷卻部30流出而在制冷劑通路35中流動的制冷劑的過熱度?；谟蛇^熱度檢測部58檢測到的制冷劑的過熱度，控制閥37的開度被控制。具體而言，當在制冷劑通路35中流動的制冷劑的過熱度比目標值高時，增大控制閥37的開度，當在制冷劑通路35中流動的制冷劑的過熱度比目標值低時，減小控制閥37的開度?？刂崎y37具有作為對向冷卻部30流入的制冷劑的流量進行調節(jié)的第二流量控制閥的功能。
[0118]在制冷劑通路45設置有過熱度檢測部59，該過熱度檢測部59檢測從冷卻部40流出而在制冷劑通路45中流動的制冷劑的過熱度。基于由過熱度檢測部59檢測到的制冷劑的過熱度，控制閥47的開度被控制。具體而言，當在制冷劑通路45中流動的制冷劑的過熱度比目標值高時，增大控制閥47的開度，當在制冷劑通路45中流動的制冷劑的過熱度比目標值低時，減小控制閥47的開度?？刂崎y47具有作為對向冷卻部40流入的制冷劑的流量進行調節(jié)的第二流量控制閥的功能。
[0119]圖7是表示實施方式2的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的制冷劑的狀態(tài)的莫里爾線圖。圖7中的橫軸表示制冷劑的比焓，縱軸表示制冷劑的絕對壓力。比焓的單位是kj/kg，絕對壓力的單位是MPa。圖中的曲線是制冷劑的飽和蒸氣線以及飽和液線。
[0120]如圖7所示，在熱交換器14中被冷凝了的過冷卻液狀態(tài)的制冷劑被控制閥17、37、47分別節(jié)流膨脹到預定的壓力。通過控制閥17、37、47來調整制冷劑的壓力和溫度，以使其具有適于在熱交換器18的空調用空氣的冷卻、以及在冷卻部30、40的HV設備31、33、41、43的冷卻的壓力和溫度。[0121]控制閥17對制冷劑進行減壓，以能夠將具有在熱交換器18中所需要的制冷能力的制冷劑供給到熱交換器18?？刂崎y37對制冷劑進行減壓，以能夠將具有HV設備31、33的冷卻所需的冷卻能力的制冷劑供給到冷卻部30。控制閥47對制冷劑進行減壓，以能夠將具有HV設備41、43的冷卻所需的冷卻能力的制冷劑供給到冷卻部40。
[0122]圖8是表示實施方式2的控制部80的結構的詳情的框圖。除了圖3所述的實施方式I的控制部80的結構之外，實施方式2的控制部80還具備接受表示制冷劑的過熱度的信號的過熱度輸入部83和控制控制閥17、37、47的開度的控制閥控制部88。實施方式2的控制部80還具備控制壓力調整閥19、39、49的壓力調整閥控制部87來取代實施方式I的膨脹閥及壓力調整閥控制部87。
[0123]對過熱度輸入部83，輸入表示由過熱度檢測部57檢測到的在制冷劑通路25中流動的制冷劑的過熱度的信號SH1、表示由過熱度檢測部58檢測到的在制冷劑通路35中流動的制冷劑的過熱度的信號SH2以及表示由過熱度檢測部59檢測到的在制冷劑通路45中流動的制冷劑的過熱度的信號SH3。
[0124]控制閥控制部88接收從ECU81傳送來的控制命令，將指示控制閥17的開度的信號CVl向控制閥17傳送，將指示控制閥37的開度的信號CV2向控制閥37傳送，將指示控制閥47的開度的信號CV3向控制閥47傳送。控制閥17、37、47是電動閥，開度根據(jù)從控制部80傳送來的信號CV1、CV2、CV3來變更。
[0125]E⑶81將輸入到過熱度輸入部83的各過熱度和儲存于存儲器84的制冷劑的過熱度的目標值進行比較。E⑶81根據(jù)該比較結果來控制控制閥17、37、47的開度。E⑶81具有作為對控制閥17、37、47的開度進行調節(jié)的控制閥開度調節(jié)部的功能。
[0126]圖9是表示實施方式2的冷卻裝置I的控制方法的一例的流程圖。在圖9中示出通過冷卻裝置I的控制閥17、37、47的開度調整而將從熱交換器18以及冷卻部30、40流出的制冷劑的過熱度控制成最佳時的控制流程的一例。在以下的說明中，對為了控制從冷卻部30流出的制冷劑的過熱度而變更控制閥37的開度的例子進行說明，但是其他的控制閥17,47的控制也與以下所示的例子同樣地進行。
[0127]如圖9所示，首先，在步驟(SllO)中，讀入在冷卻部30出口流動的制冷劑的過熱度。具體而言，使用過熱度檢測部58來檢測在冷卻部30中與HV設備31、33進行熱交換后的、在冷卻部30的出口側的制冷劑通路35中流動的制冷劑的過熱度。表示由過熱度檢測部58檢測到的溫度的信號SH2從過熱度檢測部58向過熱度輸入部83傳送，向ECU81輸入，從而讀入制冷劑的過熱度。
[0128]接著，在步驟(S120)中，判斷冷卻部30出口的制冷劑的過熱度是否超過作為目標的過熱度的值。在步驟(S120)中判斷為制冷劑的過熱度超過目標值的情況下，接著，在步驟(S130)中增大控制閥37的開度。伴隨該控制閥37的開度調整，在步驟(S140)中，制冷劑的流量增大。過熱度的目標值能夠例如設定為，相同壓力下的過熱蒸氣與飽和蒸氣的溫度差為3?5°C。此外，對于過熱度的目標值而言，可以將某個特定的過熱度設定為目標值，也可以將具有上下限值的特定的過熱度的范圍設定為目標值。
[0129]制冷劑的過熱度高的原因在于，在HV設備31、33的發(fā)熱量大的情況下等，在冷卻部30中制冷劑被過度加熱，此時，認為HV設備31、33的冷卻不充分。因此，通過加大控制閥37的開度來增大在冷卻部30中流動的制冷劑的流量，增大冷卻部30的HV設備31、33的冷卻能力，從而能夠適當?shù)乩鋮sHV設備31、33，能夠避免HV設備31、33的過熱。
[0130]在步驟(S120)中判斷為制冷劑的過熱度為目標值以下的情況下，接著，在步驟(S150)中，判斷冷卻部30出口的制冷劑的過熱度是否低于作為目標的值。在步驟(S150)中判斷為制冷劑的過熱度低于目標值的情況下，接著，在步驟(S160)中減小控制閥37的開度。隨著該控制閥37的開度調整，在步驟(S170)中，制冷劑的流量減小。
[0131]制冷劑的過熱度低的原因在于，在HV設備31、33的發(fā)熱量小的情況下等，向冷卻部30的制冷劑的供給過剩，此時，認為HV設備31、33被過度冷卻。因此，通過減小控制閥37的開度來減小在冷卻部30中流動的制冷劑的流量，減小冷卻部30的HV設備31、33的冷卻能力，從而能夠適當?shù)乩鋮sHV設備31、33。
[0132]在步驟(S150)中判斷為制冷劑的過熱度為目標值以上的情況下，即，判斷為冷卻部30出口的制冷劑的過熱度為目標值的情況下，接著，在步驟(S180)中，維持控制閥37的開度。在圖9所示的步驟(S140) (S170)或者(S180)之后，使控制流程返回，再次返回到步驟(SllO)的過熱度的讀入。
[0133]在以上說明的實施方式2的冷卻裝置I中，分別在熱交換器18的上游側設置控制閥17，在冷卻部30的上游側設置控制閥37，在冷卻部40的上游側設置控制閥47，通過調整控制閥17、37、47的開度，能夠控制通過熱交換器18以及冷卻部30、40后的制冷劑的過熱度。通過控制閥17的開度調整，來增減在熱交換器18中流動的制冷劑的流量，與制冷劑的流量對應地控制制冷劑的空調用空氣的冷卻能力。通過控制閥37的開度調整，來增減在冷卻部30中流動的制冷劑的流量，與制冷劑的流量對應地控制制冷劑的HV設備31、33的冷卻能力。通過控制閥47的開度調整，來增減在冷卻部40中流動的制冷劑的流量，與制冷劑的流量對應地控制制冷劑的HV設備41、43的冷卻能力。
[0134]通過將控制閥17、37、47的開度控制成最佳，能夠將在并列設置的各個制冷劑路徑中流動的制冷劑的過熱度控制成最佳。因此，能夠與在熱交換器14中的制冷劑的冷卻狀態(tài)的變動、在熱交換器18中冷卻空調用空氣的制冷運行的所需量的變動、或者HV設備31、
33、41、43的發(fā)熱量的變動等相對應地，向熱交換器18以及冷卻部30、40分別提供最佳的量的制冷劑。例如，在HV設備41、43的發(fā)熱量相對較小，HV設備31、33的發(fā)熱量相對較大的情況下，只要調整控制閥37、47的開度，以減小向冷卻部40供給的制冷劑的流量，加大向冷卻部30供給的制冷劑的流量即可。
[0135]通過在各系統(tǒng)中使所需最小限度的制冷劑流動，能夠抑制液態(tài)制冷劑在熱交換器18以及冷卻部30、40中滯留，能夠使向并列設置的多個制冷劑路徑的制冷劑分配最佳化。通過調整制冷劑流量以使在熱交換器18以及冷卻部30、40中所有的制冷劑蒸發(fā)，能夠可靠地防止液態(tài)的制冷劑向壓縮機12流動而壓縮機12產生故障。因為能夠控制為在熱交換器18以及冷卻部30、40的出口處不殘留液相的制冷劑而所有的制冷劑處于過熱蒸氣的狀態(tài)，所以能夠省略用于將氣相制冷劑和液相制冷劑氣液分離的存儲器60，能夠減低冷卻裝置I的成本。
[0136]此外，在此之前的實施方式中，對溫度檢測部52、53、54設置為分別檢測熱交換器
18、冷卻部30以及冷卻部40的出口側的制冷劑的溫度的例子進行了說明。溫度檢測部52、53、54的位置不限于該例，只要能夠檢測膨脹閥16與壓力調整閥19、39、49之間的制冷劑的溫度即可，也可以配置為計測任意位置的制冷劑的溫度。例如，溫度檢測部52可以檢測通過熱交換器18的制冷劑的溫度，溫度檢測部53可以檢測在HV設備31與HV設備33之間的冷卻通路32中流動的制冷劑的溫度，溫度檢測部54可以檢測在冷卻部40的入口側的制冷劑通路44中流動的制冷劑的溫度。
[0137]另外，冷卻部30、40分別包含了 2個HV設備31、33以及HV設備41、43作為發(fā)熱源，但是各個冷卻部也可以包含I個或者多個任意個數(shù)的發(fā)熱源。另外，不限于2個冷卻部30、40并聯(lián)連接的結構，也可以I個冷卻部與熱交換器18并聯(lián)連接，或者3個以上的冷卻部與熱交換器18并聯(lián)連接。
[0138]另外，在此之前的實施方式中，說明了對以HV設備31、33、41、43為例的搭載于車輛的電氣設備進行冷卻的冷卻裝置I。作為電氣設備，只要是至少因工作而產生熱的電氣設備即可，不限定于變換器、電動發(fā)電機等例示了的電氣設備，可以是任意的電氣設備。在存在多個成為冷卻的對象的電氣設備的情況下，優(yōu)選多個電氣設備的作為冷卻的目標的溫度范圍是共通的。作為冷卻的目標的溫度范圍是作為使電氣設備工作的溫度環(huán)境的適當?shù)臏囟确秶?br> [0139]而且，被本發(fā)明的冷卻裝置I冷卻的發(fā)熱源不限于搭載于車輛的電氣設備，也可以是產生熱的任意的設備或者任意的設備的發(fā)熱的一部分。
[0140]如以上那樣，對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但是應該認為本次公開的實施方式在所有的方面都是例示，而不是限制性的內容。本發(fā)明的范圍不是由上述說明而是由權利要求書示出，包含與權利要求書等同的意思以及范圍內的所有變更。
[0141]工業(yè)上的可利用性
[0142]本發(fā)明的冷卻裝置特別適合應用于搭載電動發(fā)電機以及變換器等電氣設備的電動汽車等車輛的、使用用于進行車內的制冷的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的電氣設備的冷卻。
[0143]附圖標記說明
[0144]I冷卻裝置，10蒸氣壓縮式制冷循環(huán)，12壓縮機，14、18熱交換器，16膨脹閥，17、37,47 控制閥，19、39、49 壓力調整閥，21、22、23、24、25、26、27、34、35、36、44、45、46 制冷劑通路，30、40冷卻部，31、33、41、43HV設備，32、42冷卻通路，52、53、54溫度檢測部，57、58、59過熱度檢測部，60存儲器，62儲蓄器，80控制部，82溫度輸入部，83過熱度輸入部，87膨脹閥及壓力調整閥控制部，88控制閥控制部。
【權利要求】
1.一種冷卻裝置(I)，是冷卻發(fā)熱源(31)的冷卻裝置(I)，其中，具備: 壓縮機(12)，其對制冷劑進行壓縮； 第一熱交換器(14)，其在所述制冷劑與大氣之間進行熱交換； 減壓器(16)，其對所述制冷劑進行減壓； 第二熱交換器(18)，其在所述制冷劑與空調用空氣之間進行熱交換； 冷卻部(30)，其與所述第二熱交換器(18)并聯(lián)連接，使用所述制冷劑來冷卻所述發(fā)熱源(31)； 第一壓力調整閥(19)，其設置在所述第二熱交換器(18)的下游側，調節(jié)在所述第二熱交換器(18)中流動的所述制冷劑的壓力；以及 第二壓力調整閥(39)，其設置在所述冷卻部(30)的下游側，調節(jié)在所述冷卻部(30)中流動的所述制冷劑的壓力； 所述第一壓力調整閥(19)的開度，根據(jù)所述減壓器(16)與所述第一壓力調整閥(19)之間的所述制冷劑的溫度來調整， 所述第二壓力調整閥(39)的開度，根據(jù)所述減壓器(16)與所述第二壓力調整閥(39)之間的所述制冷劑的溫度來調整。
2.根據(jù)權利要求1所 述的冷卻裝置(I)， 在所述減壓器(16)與所述第一壓力調整閥(19)之間的所述制冷劑的溫度比設定值高時，增大所述第一壓力調整閥(19)的閥開度，在所述減壓器(16)與所述第一壓力調整閥(19)之間的所述制冷劑的溫度比設定值低時，減小所述第一壓力調整閥(19)的閥開度，在所述減壓器(16)與所述第二壓力調整閥(39)之間的所述制冷劑的溫度比設定值高時，增大所述第二壓力調整閥(39)的閥開度，在所述減壓器(16)與所述第二壓力調整閥(39)之間的所述制冷劑的溫度比設定值低時，減小所述第二壓力調整閥(39)的閥開度。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的冷卻裝置(I)， 具備:氣液分離器(60)，其對要被吸入所述壓縮機(12)的制冷劑進行氣液分離。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的冷卻裝置(I)， 所述減壓器(16)包含:第一流量控制閥(17)，其調節(jié)向所述第二熱交換器(18)流入的所述制冷劑的流量；和第二流量控制閥(37)，其調節(jié)向所述冷卻部(30)流入的所述制冷劑的流量。
5.根據(jù)權利要求4所述的冷卻裝置(1)， 所述第一流量控制閥(17)的開度，根據(jù)所述第二熱交換器(18)的出口側的所述制冷劑的過熱度來調整， 所述第二流量控制閥(37)的開度，根據(jù)所述冷卻部(30)的出口側的所述制冷劑的過熱度來調整。
6.根據(jù)權利要求5所述的冷卻裝置(I)， 在所述第二熱交換器(18)的出口側的所述制冷劑的過熱度比設定值高時，增大所述第一流量控制閥(17)的閥開度，在所述第二熱交換器(18)的出口側的所述制冷劑的過熱度比設定值低時，減小所述第一流量控制閥(17)的閥開度， 在所述冷卻部(30)的出口側的所述制冷劑的過熱度比設定值高時，增大所述第二流量控制閥(37)的閥開度，在所述冷卻部(30)的出口側的所述制冷劑的過熱度比設定值低時，減小所述第二流量控制閥 (37)的閥開度。
【文檔編號】B60H1/32GK103998874SQ201180075616
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2011年12月19日 優(yōu)先權日:2011年12月19日
【發(fā)明者】川上芳昭, 新井邦彥 申請人:豐田自動車株式會社
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