CN103998874A - 冷却装置 - Google Patents
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Abstract
提供能够提高制冷剂的对发热源的冷却能力的恒定性的冷却装置。冷却HV设备(31、33)的冷却装置(1)具备：压缩机(12)，其对制冷剂进行压缩；热交换器(14)，其在制冷剂与大气之间进行热交换；膨胀阀(16)，其对制冷剂进行减压；热交换器(18)，其在制冷剂与空调用空气之间进行热交换；冷却部(30)，其与热交换器(18)并联连接，使用制冷剂来冷却HV设备(31、33)；膨胀阀(19)，其设置在热交换器(18)的下游侧，调节在热交换器(18)中流动的制冷剂的压力；以及膨胀阀(39)，其设置在冷却部(30)的下游侧，调节在冷却部(30)中流动的制冷剂的压力。膨胀阀(19)的开度，根据膨胀阀(16)与膨胀阀(19)之间的制冷剂的温度来调整。膨胀阀(39)的开度，根据膨胀阀(16)与膨胀阀(39)之间的制冷剂的温度来调整。
Description
技术领域
本发明涉及冷却装置，特别是涉及利用蒸气压缩式制冷循环来冷却发热源的冷却装置。
背景技术
近年来，作为环境问题对策的一种，利用马达的驱动力来行驶的混合动力车、燃料电池车、电动汽车等受到关注。在这样的车辆中，马达、发电机、变换器、转换器以及电池等电气设备因电力的授受而发热。因此，需要冷却这些电气设备。于是，提出了利用作为车辆用空调装置而使用的蒸气压缩式制冷循环来冷却发热体的技术。
例如，在日本特开2007-69733号公报(专利文献1)中，公开了如下系统：在从膨胀阀到压缩机的制冷剂通路上，并列配置与空调用的空气进行热交换的热交换器、和与发热体进行热交换的热交换器，利用空调装置用的制冷剂来冷却发热体。
在日本特开平9-290622号公报(专利文献2)中，公开了如下技术：通过回收来自车辆搭载的发热部分的废热并使气体喷射用的制冷剂吸热，既能抑制消耗电力的增大，又能有效地提高低大气温时的制热能力。在日本特开平11-23081号公报(专利文献3)中，公开了如下装置：设置以制冷循环的中间压力的制冷剂冷却发热设备的方式构成的冷却器、和分别配置在该冷却器的上游侧以及下游侧并能够通过外部信号来控制阀开度的电子膨胀阀，由中间压力的制冷剂来进行发热设备的冷却。
在日本特开2001-309506号公报(专利文献4)中，公开了如下冷却系统：使车辆空调用制冷循环装置的制冷剂回流到对车辆行驶马达进行驱动控制的变换器电路部的冷却部件，在不需要空调空气流的冷却的情况下，抑止利用车辆空调用制冷循环装置的蒸发器进行的空调空气流的冷却。在日本特开2005-82066号公报(专利文献5)中，公开了如下冷却系统：在蒸发器中滞留有制冷剂的情况下，在使压缩机工作来回收滞留于蒸发器中的制冷剂后，使车辆的HV(混合动力)设备起动而开始泵的运行。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-69733号公报
专利文献2：日本特开平9-290622号公报
专利文献3：日本特开平11-23081号公报
专利文献4：日本特开2001-309506号公报
专利文献5：日本特开2005-82066号公报
发明内容
发明要解决的问题
在作为车辆用空调装置而使用的蒸气压缩式制冷循环中，在冷凝器中，通过与作为车辆的行驶风而供给的大气或者利用风扇进行的通风而供给的大气进行热交换，来冷却制冷剂。由于向冷凝器供给的大气的量根据车辆的行驶状态而变动，在冷凝器中被冷却后的制冷剂的温度也变动。除此之外，冷却对象的发热源的发热量也根据车辆的行驶状态而大幅变动。因此，难以将制冷剂的对发热源的冷却能力保持为恒定。
本发明是鉴于上述课题而做成的，其主要的目的在于提供能够提高制冷剂的对发热源的冷却能力的恒定性的冷却装置。
用于解决问题的手段
本发明所涉及的冷却装置，是对发热源进行冷却的冷却装置，具备：压缩机，其对制冷剂进行压缩；第一热交换器，其在制冷剂与大气之间进行热交换；减压器，其对制冷剂进行减压；第二热交换器，其在制冷剂与空调用空气之间进行热交换；冷却部，其与第二热交换器并联连接，使用制冷剂来冷却发热源；第一压力调整阀，其设置在第二热交换器的下游侧，调节在第二热交换器中流动的制冷剂的压力；以及第二压力调整阀，其设置在冷却部的下游侧，调节在冷却部中流动的制冷剂的压力。第一压力调整阀的开度，根据减压器与第一压力调整阀之间的制冷剂的温度来调整。第二压力调整阀的开度，根据减压器与第二压力调整阀之间的制冷剂的温度来调整。
在上述冷却装置中，优选的是，在减压器与第一压力调整阀之间的制冷剂的温度比设定值高时，增大第一压力调整阀的阀开度，在减压器与第一压力调整阀之间的制冷剂的温度比设定值低时，减小第一压力调整阀的阀开度，在减压器与第二压力调整阀之间的制冷剂的温度比设定值高时，增大第二压力调整阀的阀开度，在减压器与第二压力调整阀之间的制冷剂的温度比设定值低时，减小第二压力调整阀的阀开度。
在上述冷却装置中，优选的是，具备气液分离器，其对要被吸入压缩机的制冷剂进行气液分离。
在上述冷却装置中，优选的是，减压器包含：第一流量控制阀，其调节向第二热交换器流入的制冷剂的流量；和第二流量控制阀，其调节向冷却部流入的制冷剂的流量。
在上述冷却装置中，优选的是，第一流量控制阀的开度，根据第二热交换器的出口侧的制冷剂的过热度来调整，第二流量控制阀的开度，根据冷却部的出口侧的制冷剂的过热度来调整。
在上述冷却装置中，优选的是，在第二热交换器的出口侧的制冷剂的过热度比设定值高时，增大第一流量控制阀的阀开度，在第二热交换器的出口侧的制冷剂的过热度比设定值低时，减小第一流量控制阀的阀开度，在冷却部的出口侧的制冷剂的过热度比设定值高时，增大第二流量控制阀的阀开度，在冷却部的出口侧的制冷剂的过热度比设定值低时，减小第二流量控制阀的阀开度。
发明效果
根据本发明的冷却装置，能够提高制冷剂的对发热源的冷却能力的恒定性。
附图说明
图1是表示实施方式1的冷却装置的结构的示意图。
图2是表示蒸气压缩式制冷循环的制冷剂的状态的莫里尔线图。
图3是表示控制部的结构的详情的框图。
图4是表示冷却装置的控制方法的一例的流程图。
图5是记载有制冷剂的等温线的莫里尔线图。
图6是表示实施方式2的冷却装置的结构的示意图。
图7是表示实施方式2的蒸气压缩式制冷循环的制冷剂的状态的莫里尔线图。
图8是表示实施方式2的控制部的结构的详情的框图。
图9是表示实施方式2的冷却装置的控制方法的一例的流程图。
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的实施方式。此外，在以下的附图中，对于相同或者相当的部分附上相同的附图标记，且不重复其说明。
(实施方式1)
图1是表示实施方式1的冷却装置1的结构的示意图。本实施方式所涉及的冷却装置1适用于以作为内燃机的发动机和作为电动机的驱动单元为动力源的混合动力车辆，用于搭载于混合动力车辆的电气设备的冷却。此外，本发明的冷却装置1不仅能够适用于以发动机和电动机为动力源的混合动力车辆，还能够适用于仅以电动机为动力源的车辆(在本说明书中，包含两者而称为电动汽车)。
如图1所示，冷却装置1具备蒸气压缩式制冷循环10。蒸气压缩式制冷循环10，例如为了进行车辆的车内的制冷，搭载于车辆。例如，在打开了用于进行制冷的开关的情况下，或者在选择了自动控制模式且车厢内的温度比设定温度高的情况下，进行使用蒸气压缩式制冷循环10的制冷，其中，自动控制模式是自动地对车厢内的温度进行调整以使其成为设定温度的模式。
蒸气压缩式制冷循环10包含压缩机12、作为第一热交换器的热交换器14、作为减压器的一例的膨胀阀16以及作为第二热交换器的热交换器18。
压缩机12以搭载于车辆的马达或者发动机为动力源进行工作，绝热地压缩制冷剂气体而使其成为过热状态制冷剂气体。压缩机12在蒸气压缩式制冷循环10的工作时，吸入并压缩从热交换器18流通的制冷剂，向制冷剂通路21排出高温高压的气相制冷剂。压缩机12通过向制冷剂通路21排出制冷剂，使制冷剂在蒸气压缩式制冷循环10中循环。
热交换器14使在压缩机12中被压缩了的过热状态制冷剂气体向外部介质等压放热而使其成为制冷剂液。从压缩机12排出的高压的气相制冷剂通过在热交换器14中向周围放热而被冷却，从而冷凝(液化)。热交换器14包含：供制冷剂流通的导管；和散热片，其用于在流通于导管内的制冷剂与热交换器14的周围的空气之间进行热交换。
热交换器14在冷却风与制冷剂之间进行热交换。冷却风也可以通过由车辆的行驶产生的自然的通风而供给到热交换器14。或者，冷却风还可以通过来自冷凝器风扇72或者发动机冷却用的散热器风扇等大气供给用风扇的强制通风而供给到热交换器14。通过在热交换器14中与大气的热交换，制冷剂的温度下降，制冷剂液化。
膨胀阀16通过使在制冷剂通路25中流通的高压的液相制冷剂从小的孔喷射而使其膨胀，变化为低温/低压的雾状制冷剂。膨胀阀16对被热交换器14冷凝了的制冷剂液进行减压，使其成为气液混合状态的湿蒸气。此外，用于对制冷剂液进行减压的减压器不限于节流膨胀的膨胀阀16，也可以是毛细管或者能够进行开度控制的控制阀。
热交换器18在制冷剂与空调用空气之间进行热交换，调节空调用空气的温度。热交换器18通过在其内部流通的雾状制冷剂的气化，来吸收以与热交换器18接触的方式导入热交换器18的周围的空气的热。通过未图示的空调用风扇的驱动，向热交换器18供给空调用空气。空调用空气可以是大气，也可以是车厢内的空气。
在制冷运行时，热交换器18使用通过膨胀阀16减压了的制冷剂，从向车厢内流通的空调用空气吸收当制冷剂的湿蒸气蒸发而成为制冷剂气体时的气化热，进行车厢内的制冷。热被热交换器18吸收而温度下降了的空调用空气再次返回车厢内，从而进行车厢内的制冷。在热交换器18中空调用空气被冷却，在热交换器18中制冷剂接受来自空调用空气的热传递，从周围吸热而被加热。
热交换器18包含：供制冷剂流通的导管；和散热片，其用于在流通于导管内的制冷剂与热交换器18的周围的空气之间进行热交换。湿蒸气状态的制冷剂流入导管内。制冷剂在导管内流通时，经由散热片吸收车厢内的空气的热作为蒸发潜热，从而蒸发，进而因显热而成为过热蒸气。气化了的制冷剂被向压缩机12吸入。压缩机12对从热交换器18流通的过热蒸气状态的制冷剂进行压缩。
蒸气压缩式制冷循环10还包含：制冷剂通路21，其将压缩机12和热交换器14连通；制冷剂通路22、23，其将热交换器14和膨胀阀16连通；制冷剂通路24，其将膨胀阀16和热交换器18连通；以及制冷剂通路25、26、27，其将热交换器18和压缩机12连通。
制冷剂通路21是用于使制冷剂从压缩机12流通到热交换器14的通路。制冷剂经由制冷剂通路21，从压缩机12的出口朝向热交换器14的入口在压缩机12与热交换器14之间流动。制冷剂通路22、23是用于使制冷剂从热交换器14流通到膨胀阀16的通路。制冷剂经由制冷剂通路22、23，从热交换器14的出口朝向膨胀阀16的入口在热交换器14与膨胀阀16之间流动。
制冷剂通路24是用于使制冷剂从膨胀阀16流通到热交换器18的通路。制冷剂经由制冷剂通路24，从膨胀阀16的出口朝向热交换器18的入口在膨胀阀16与热交换器18之间流动。制冷剂通路25～27是用于使制冷剂从热交换器18流通到压缩机12的通路。制冷剂经由制冷剂通路25～27，从热交换器18的出口朝向压缩机12的入口在热交换器18与压缩机12之间流动。
蒸气压缩式制冷循环10构成为，通过制冷剂通路21～27连接压缩机12、热交换器14、膨胀阀16以及热交换器18。此外，作为蒸气压缩式制冷循环10的制冷剂，可以使用例如二氧化碳、丙烷和/或异丁烷等的烃、氨、氟利昂类或者水等。
在热交换器18与压缩机12之间的制冷剂的路径上，配置有存储器60。存储器60将从热交换器18流出的制冷剂分离为气相制冷剂和液相制冷剂。在存储器60的内部，能够存储作为液相制冷剂的制冷剂液和作为气相制冷剂的制冷剂蒸气。存储器60连接有制冷剂通路26和制冷剂通路27。
从热交换器18流出的制冷剂经制冷剂通路25、26而向存储器60供给。从制冷剂通路26向存储器60流入的制冷剂在存储器60的内部被分离成气相和液相。在并非所有的制冷剂在热交换器18或者后述的冷却部30、40中蒸发、向存储器60流入的制冷剂为气液二相状态的情况下，存储器60将制冷剂分离成液体状的制冷剂液和气体状的制冷剂蒸气，并暂时储存。气液分离后的制冷剂蒸气经由制冷剂通路27，向存储器60的外部流出，被向压缩机12吸入。
与存储器60的气相侧连接的制冷剂通路27的端部形成来自存储器60的气相制冷剂的流出口。在存储器60的内部，制冷剂液储存于下侧，制冷剂蒸气储存于上侧。从存储器60导出制冷剂蒸气的制冷剂通路27的端部连接于存储器60的顶部。经由制冷剂通路27，仅制冷剂蒸气被从存储器60的顶侧向存储器60的外部送出。由此，存储器60能够可靠地将气相制冷剂和液相制冷剂分离。
在热交换器18与存储器60之间，设置有压力调整阀19。制冷剂通路25形成热交换器18与压力调整阀19之间的制冷剂的路径。制冷剂通路26形成压力调整阀19与存储器60之间的制冷剂的路径。压力调整阀19设置在热交换器18的下游侧，是与上述作为减压器的膨胀阀16不同的阀。压力调整阀19具有作为对在热交换器18中流动的制冷剂的压力进行调节的第一压力调整阀的功能。
当增大压力调整阀19的开度时，通过压力调整阀19的制冷剂的压力损失相对变小，在制冷剂通路25中流动的制冷剂与在制冷剂通路26中流动的制冷剂的压力差变小。因此，在热交换器18中流动的制冷剂的压力接近要被吸入压缩机12的制冷剂的压力。当压力调整阀19的开度大时，在热交换器18中流动的制冷剂的压力相对变低。通过调整压力调整阀19的开度，以使压力调整阀19的开度增大的方式控制压力调整阀19，能够减低在热交换器18中流动的制冷剂的压力。
当减小压力调整阀19的开度时，通过压力调整阀19的制冷剂的压力损失相对变大，在制冷剂通路25中流动的制冷剂与在制冷剂通路26中流动的制冷剂的压力差变大。因此，在热交换器18中流动的制冷剂的压力偏离要被吸入压缩机12的制冷剂的压力。当压力调整阀19的开度小时，在热交换器18中流动的制冷剂的压力相对变高。通过调整压力调整阀19的开度，以使压力调整阀19的开度减小的方式控制压力调整阀19，能够提高在热交换器18中流动的制冷剂的压力。
在制冷剂通路25中设置有温度检测部52，该温度检测部52检测从热交换器18中流出而在制冷剂通路25中流动的制冷剂的温度。基于由温度检测部52检测到的制冷剂的温度，压力调整阀19的开度被控制。具体而言，当在制冷剂通路25中流动的制冷剂的温度比目标值高时，增大压力调整阀19的开度，当在制冷剂通路25中流动的制冷剂的温度比目标值低时，减小压力调整阀19的开度。
蒸气压缩式制冷循环10还包含在热交换器14与膨胀阀16之间的制冷剂的路径上配置的储蓄器62。储蓄器62将从热交换器14中流出的制冷剂分离成气相制冷剂和液相制冷剂。在储蓄器62的内部，能够存储作为液相制冷剂的制冷剂液和作为气相制冷剂的制冷剂蒸气。储蓄器62连接有制冷剂通路22和制冷剂通路23。
从热交换器14中流出的制冷剂经制冷剂通路22被向储蓄器62供给。从制冷剂通路22向储蓄器62流入的制冷剂在储蓄器62的内部被分离成气相和液相。在并非所有的制冷剂都在热交换器14中冷凝、向储蓄器62流入的制冷剂为气液二相状态的情况下，储蓄器62将制冷剂分离成液体状的制冷剂液和气体状的制冷剂蒸气，并暂时储存。气液分离后的制冷剂液经由制冷剂通路23，向储蓄器62的外部流出。
与储蓄器62的液相侧连接的制冷剂通路23的端部形成来自储蓄器62的液相制冷剂的流出口。在储蓄器62的内部，制冷剂液储存于下侧，制冷剂蒸气储存于上侧。从储蓄器62导出制冷剂液的制冷剂通路23的端部连接于储蓄器62的底部。仅制冷剂液经由制冷剂通路23，从储蓄器62的底侧被向储蓄器62的外部送出。由此，储蓄器62能够可靠地将气相制冷剂和液相制冷剂分离。
在从膨胀阀16朝向存储器60流动的制冷剂的路径上，设置有与热交换器18并联连接的冷却部30、40。冷却装置1具备与热交换器18并联连接的制冷剂的路径，冷却部30、40设置在该制冷剂的路径上。在膨胀阀16与存储器60之间流动的制冷剂的路径中并联连接的多个通路中的一个设置有热交换器18，在该多个路径中的另外的一个设置有冷却部30，在该多个通路中的再另外一个设置有冷却部40。
从膨胀阀16与热交换器18之间的制冷剂通路24分支出制冷剂通路34、44。制冷剂通路34将制冷剂通路24和冷却部30连通。制冷剂从制冷剂通路24，经由制冷剂通路34向冷却部30流动。制冷剂通路44将制冷剂通路24和冷却部40连通。制冷剂从制冷剂通路24，经由制冷剂通路44向冷却部40流动。
冷却部30包含：作为搭载于电动汽车的电气设备的HV(HybridVehicle)设备31、33；和作为供制冷剂流通的配管的冷却通路32。冷却部40包含：作为搭载于电动汽车的电气设备的HV设备41、43；和作为供制冷剂流通的配管的冷却通路42。HV设备31、33、41、43是因电力的授受而发热的发热源的一例。
HV设备31、33、41、43例如包含用于将直流电力变换为交流电力的变换器、作为旋转电机的电动发电机、作为蓄电装置的电池、用于使电池的电压升压的升压转换器、用于对电池的电压进行降压的DC/DC转换器等的至少任一个。电池是锂离子电池或者镍氢电池等二次电池。也可以取代电池而使用电容器。例如，HV设备31以及HV设备33可以是变换器，HV设备41可以是电池，HV设备43可以是电容器。
从储蓄器62中流出的制冷剂液经由制冷剂通路34朝向冷却部30流动，经由制冷剂通路44朝向冷却部40流动。到达冷却部30、40而经由冷却通路32、42流动的制冷剂从作为发热源的HV设备31、33、41、43分别获取热而使这些HV设备冷却冷却。冷却部30、40使用在储蓄器62中分离出的液相的制冷剂，来冷却HV设备31、33、41、43。在冷却部30、40中，通过在冷却通路32内流通的制冷剂与HV设备31、33进行热交换，在冷却通路42内流通的制冷剂与HV设备41、43进行热交换，HV设备31、33、41、43被冷却，制冷剂被加热。
冷却部30、40设置为具有能够在冷却通路32、42中在HV设备31、33、41、43与制冷剂之间进行热交换的构造。在本实施方式中，冷却部30、40例如具有以冷却通路32、42的外周面直接接触HV设备31、33、41、43的壳体的方式形成的冷却通路32、42。冷却通路32、42具有与HV设备31、33、41、43的壳体邻接的部分。在该部分中，在冷却通路32、42中流通的制冷剂与HV设备31、33、41、43之间能够进行热交换。
HV设备31、33、41、43直接连接于形成蒸气压缩式制冷循环10的从膨胀阀16到存储器60的制冷剂的路径的一部分的冷却通路32、42的外周面，而被冷却。因为在冷却通路32、42的外部配置HV设备31、33、41、43，所以HV设备31、33、41、43不会干涉到在冷却通路32、42的内部流通的制冷剂的流动。因此，蒸气压缩式制冷循环10的压力损失不会增大，能够不增大压缩机12的动力而冷却HV设备31、33、41、43。
作为代替，冷却部30、40也可以具备介于HV设备31、33、41、43与冷却通路32、42之间而配置的任意的公知的热管。这种情况下的HV设备31、33、41、43经由热管连接于冷却通路32、42的外周面，通过从HV设备31、33、41、43经由热管向冷却通路32、42进行热传递，而被冷却。通过使HV设备31、33、41、43作为热管的加热部并使冷却通路32、42作为热管的冷却部，能够提高冷却通路32、42与HV设备31、33、41、43之间的热传递效率，能够提高HV设备31、33、41、43的冷却效率。例如能够使用毛细管构造式(wick-type)的热管。
通过热管能够可靠地从HV设备31、33、41、43向冷却通路32、42进行热传递，所以HV设备31、33、41、43与冷却通路32、42之间也可以存在距离，无需为了使冷却通路32、42接触HV设备31、33、41、43而复杂地配置冷却通路32、42。其结果，能够提高HV设备31、33、41、43的配置的自由度。
在冷却部30中通过冷却HV设备31、33而与HV设备31、33进行热交换从而被加热了的制冷剂，经由制冷剂通路35、36，返回制冷剂通路26。与经由热交换器18流动的制冷剂的路径并联连接的制冷剂的路径包括：比冷却部30靠上游侧(接近膨胀阀16一侧)的制冷剂通路34；冷却部30所包含的冷却通路32；以及比冷却部30靠下游侧(接近存储器60一侧)的制冷剂通路35、36。冷却部30连接有制冷剂通路34、35。冷却通路32的一方的端部连接于制冷剂通路34。冷却通路32的另一方的端部连接于制冷剂通路35。
制冷剂通路34是将制冷剂通路24和冷却部30连通、用于使在膨胀阀16中被冷却了的制冷剂流通到冷却部30的通路。经由制冷剂通路34，制冷剂液从制冷剂通路24向冷却部30流动。制冷剂通路35、36是将冷却部30和制冷剂通路26连通、用于使制冷剂从冷却部30流通到制冷剂通路26的通路。通过冷却部30后的制冷剂经由制冷剂通路35、36，返回制冷剂通路26，经由制冷剂通路26而到达存储器60。
在冷却部30与制冷剂通路26之间设置有压力调整阀39。制冷剂通路35形成冷却部30与压力调整阀39之间的制冷剂的路径。制冷剂通路36形成压力调整阀39与制冷剂通路26之间的制冷剂的路径。压力调整阀39设置在冷却部30的下游侧，是与上述膨胀阀16以及压力调整阀19不同的阀。压力调整阀39具有作为对在冷却部30中流动的制冷剂的压力进行调节的第二压力调整阀的功能。
当增大压力调整阀39的开度时，通过压力调整阀39的制冷剂的压力损失相对变小，在制冷剂通路35中流动的制冷剂与在制冷剂通路36中流动的制冷剂的压力差变小。因此，在冷却部30中流动的制冷剂的压力接近要被吸入压缩机12的制冷剂的压力。当压力调整阀39的开度大时，在冷却部30中流动的制冷剂的压力相对变低。通过调整压力调整阀39的开度，以使压力调整阀39的开度增大的方式控制压力调整阀39，能够减低在冷却部30中流动的制冷剂的压力。
当减小压力调整阀39的开度时，通过压力调整阀39的制冷剂的压力损失相对变大，在制冷剂通路35中流动的制冷剂与在制冷剂通路36中流动的制冷剂的压力差变大。因此，在冷却部30中流动的制冷剂的压力偏离要被吸入压缩机12的制冷剂的压力。当压力调整阀39的开度小时，在冷却部30中流动的制冷剂的压力相对变高。通过调整压力调整阀39的开度，以使压力调整阀39的开度减小的方式控制压力调整阀39，能够提高在冷却部30中流动的制冷剂的压力。
在制冷剂通路35中设置有温度检测部53，该温度检测部53检测从冷却部30中流出而在制冷剂通路35中流动的制冷剂的温度。基于由温度检测部53检测到的制冷剂的温度，压力调整阀39的开度被控制。具体而言，当在制冷剂通路35中流动的制冷剂的温度比目标值高时，增大压力调整阀39的开度，当在制冷剂通路35中流动的制冷剂的温度比目标值低时，减小压力调整阀39的开度。
通过在冷却部40中冷却HV设备41、43而与HV设备41、43进行热交换从而被加热了的制冷剂，经由制冷剂通路45、46，返回制冷剂通路26。与经由热交换器18流动的制冷剂的路径并联连接的制冷剂的路径包括：比冷却部40靠上游侧(接近膨胀阀16一侧)的制冷剂通路44；冷却部40所包含的冷却通路42；以及比冷却部40靠下游侧(接近存储器60一侧)的制冷剂通路45、46。冷却部40连接有制冷剂通路44、45。冷却通路42的一方的端部连接于制冷剂通路44。冷却通路42的另一方的端部连接于制冷剂通路45。
制冷剂通路44将制冷剂通路24和冷却部40连通，是用于使在膨胀阀16中被冷却了的制冷剂流通到冷却部40的通路。经由制冷剂通路44，制冷剂液从制冷剂通路24向冷却部40流动。制冷剂通路45、46将冷却部40和制冷剂通路26连通，是用于使制冷剂从冷却部40流通到制冷剂通路26的通路。通过冷却部40后的制冷剂经由制冷剂通路45、46，返回制冷剂通路26，经由制冷剂通路26而到达存储器60。
在冷却部40与制冷剂通路26之间设置有压力调整阀49。制冷剂通路45形成冷却部40与压力调整阀49之间的制冷剂的路径。制冷剂通路46形成压力调整阀49与制冷剂通路46之间的制冷剂的路径。压力调整阀49设置在冷却部40的下游侧，是与上述膨胀阀16以及压力调整阀19不同的阀。压力调整阀49具有作为对在冷却部40中流动的制冷剂的压力进行调整的第二压力调整阀的功能。
当增大压力调整阀49的开度时，通过压力调整阀49的制冷剂的压力损失相对变小，在制冷剂通路45中流动的制冷剂与在制冷剂通路46中流动的制冷剂的压力差变小。因此，在冷却部40中流动的制冷剂的压力接近要被吸入压缩机12的制冷剂的压力。当压力调整阀49的开度大时，在冷却部40中流动的制冷剂的压力相对变低。通过调整压力调整阀49的开度，以使压力调整阀49的开度增大的方式控制压力调整阀49，能够减低在冷却部40中流动的制冷剂的压力。
当减小压力调整阀49的开度时，通过压力调整阀49的制冷剂的压力损失相对变大，在制冷剂通路45中流动的制冷剂与在制冷剂通路46中流动的制冷剂的压力差变大。因此，在冷却部40中流动的制冷剂的压力偏离要被压缩机12吸入的制冷剂的压力。当压力调整阀49的开度小时，在冷却部40中流动的制冷剂的压力相对变高。通过调整压力调整阀49的开度，以使压力调整阀49的开度减小的方式控制压力调整阀49，能够提高在冷却部40中流动的制冷剂的压力。
在制冷剂通路45中设置有温度检测部54，该温度检测部54检测从冷却部40流出而在制冷剂通路45中流动的制冷剂的温度。基于由温度检测部54检测到的制冷剂的温度，压力调整阀49的开度被控制。具体而言，当在制冷剂通路45中流动的制冷剂的温度比目标值高时，增大压力调整阀49的开度，当在制冷剂通路45中流动的制冷剂的温度比目标值低时，减小压力调整阀49的开度。
图2是表示蒸气压缩式制冷循环10的制冷剂的状态的莫里尔线图。图2中的横轴表示制冷剂的比焓，纵轴表示制冷剂的绝对压力。比焓的单位是kJ/kg，绝对压力的单位是MPa。图中的曲线是制冷剂的饱和蒸气线以及饱和液线。
在图2中，示出经通过制冷剂通路21～27依次连接压缩机12、热交换器14、膨胀阀16以及热交换器18而成的制冷剂循环流路而在蒸气压缩式制冷循环10内循环的制冷剂的热力学状态。在图2中还示出在与热交换器18并联连接的冷却部30中流动、在冷却部30中冷却HV设备31、33的制冷剂的热力学状态。在图2中还示出在与热交换器18并联连接的冷却部40中流动、在冷却部40中冷却HV设备41、43的制冷剂的热力学状态。
如图2所示，被吸入压缩机12的过热蒸气状态的制冷剂在压缩机12中沿等比熵线而被绝热压缩。随着压缩，制冷剂的压力和温度上升，成为高温高压的过热度大的过热蒸气，制冷剂向热交换器14流动。从压缩机12排出的气相制冷剂通过在热交换器14中向周围放热而被冷却，从而冷凝(液化)。通过在热交换器14中与大气的热交换，制冷剂的温度下降，制冷剂液化。进入了热交换器14的高压的制冷剂蒸气在热交换器14中保持等压而由过热蒸气变为干饱和蒸气，放出冷凝潜热而渐渐液化，成为气液混合状态的湿蒸气，当全部制冷剂冷凝时成为饱和液，进而放出显热而成为过冷却了的过冷却液。
其后，制冷剂经由制冷剂通路22、23流入膨胀阀16。在膨胀阀16中，过冷却液状态的制冷剂节流膨胀，比焓不变化而温度和压力下降，成为低温低压的气液混合状态的湿蒸气。
从膨胀阀16流出的湿蒸气状态的制冷剂经由制冷剂通路24向热交换器18流入。湿蒸气状态的制冷剂流入热交换器18的导管内。制冷剂在热交换器18的导管内流通时，经由散热片吸收空调用空气的热作为蒸发潜热，从而保持等压地蒸发。当所有的制冷剂成为干饱和蒸气时，制冷剂蒸气进而因显热而温度上升，成为过热蒸气。
从膨胀阀16流出的湿蒸气状态的制冷剂还经由制冷剂通路34向冷却部30的冷却通路32流动，冷却HV设备31、33。在冷却部30中，HV设备31、33通过向制冷剂放出热而被冷却。通过与HV设备31、33的热交换，制冷剂吸收HV设备31、33的热作为蒸发潜热而被加热，保持等压地蒸发，制冷剂的干度增大。当所有的制冷剂成为干饱和蒸气时，制冷剂蒸气进而因显热而温度上升，成为过热蒸气。
从膨胀阀16流出的湿蒸气状态的制冷剂还经由制冷剂通路44向冷却部40的冷却通路42流动，冷却HV设备41、43。在冷却部40中，HV设备41、43通过向制冷剂放出热而被冷却。通过与HV设备41、43的热交换，制冷剂吸收HV设备41、43的热作为蒸发潜热而被加热，保持等压地蒸发，制冷剂的干度增大。当所有的制冷剂成为干饱和蒸气时，制冷剂蒸气进而因显热而温度上升，成为过热蒸气。
其后，制冷剂经由存储器60而被吸入压缩机12。压缩机12对从存储器60流通的气相制冷剂进行压缩。
制冷剂按照这样的循环，连续反复进行压缩、冷凝、节流膨胀、蒸发的状态变化。此外，在上述蒸气压缩式制冷循环的说明中，对理论制冷循环进行了说明，但是在实际的蒸气压缩式制冷循环10中，当然还需要考虑压缩机12的损失、制冷剂的压力损失以及热损失。
在蒸气压缩式制冷循环10的运行中，当在作为蒸发器发挥作用的热交换器18中蒸发时，制冷剂从车辆的空调用空气吸收气化热，进行车厢内的制冷。除此之外，在膨胀阀16中节流膨胀的低温低压的制冷剂还向冷却部30、40流通，通过制冷剂与HV设备31、33、41、43的热交换而冷却HV设备31、33、41、43。冷却装置1利用车厢内的空调用的蒸气压缩式制冷循环10，来冷却搭载于车辆的作为发热源的HV设备31、33、41、43。此外，为了冷却HV设备31、33、41、43所需的温度优选是至少比作为HV设备31、33、41、43的温度范围而成为目标的温度范围的上限值低的温度。
利用为了在热交换器18中冷却空调用空气而设置的蒸气压缩式制冷循环10，来进行HV设备31、33、41、43的冷却，所以无需为了HV设备31、33、41、43的冷却而设置专用的水循环泵或者冷却风扇等设备。因此，能够减少HV设备31、33、41、43的冷却装置1所需的结构，能够简化装置结构，所以能够减少冷却装置1的制造成本。除此之外，也无需为了HV设备31、33、41、43的冷却而使泵和/或冷却风扇等的动力源运行，不需要用于使动力源运行的消耗动力。因此，能够减少用于HV设备31、33、41、43的冷却的消耗动力。
作为从膨胀阀16朝向存储器60流动的制冷剂所流动的路径，并列地设置有经由热交换器18的路径、经由冷却部30而冷却HV设备31、33的路径以及经由冷却部40而冷却HV设备41、43的路径。膨胀阀16的出口的低温低压的制冷剂被分配到热交换器18、冷却部30以及冷却部40。在膨胀阀16中节流膨胀了的制冷剂被分成：在热交换器18中冷却空调用空气的制冷剂；在冷却部30中冷却HV设备31、33的制冷剂；以及在冷却部40中冷却HV设备41、43的制冷剂。
在热交换器18中流动的制冷剂的压力通过压力调整阀19的开度来控制。在冷却部30中流动的制冷剂的压力通过压力调整阀39的开度来控制。在冷却部40中流动的制冷剂的压力通过压力调整阀49的开度来控制。通过将压力调整阀19、39、49的开度控制成最佳，能够将在并列设置的各个制冷剂路径中流动的制冷剂的压力控制成最佳。在图2中图示有如下内容：在热交换器18以及冷却部30、40中流动的制冷剂的压力分别不同，在膨胀阀16中节流膨胀了的湿蒸气状态的制冷剂被分配到并列设置的3个路径，通过这3个路径后的制冷剂再次合流而向压缩机12流入。
在热交换器14的下游侧设置有储蓄器62，在储蓄器62的内部储存有过冷却液状态的制冷剂液。储蓄器62作为在其内部暂时储存作为液状的制冷剂的制冷剂液的蓄液器发挥功能。在储蓄器62内储存预定量的制冷剂液，储蓄器62具有储液功能，从而成为针对负载变动的缓冲器，能够吸收负载变动。因此，在负载变动时也能够维持向冷却部30、40流动的制冷剂的流量，所以能够使HV设备31、33、41、43的冷却性能稳定。
在压缩机12的上游侧设置有存储器60。在流入存储器60的制冷剂不是过热蒸气而是处于气液二相状态的情况下，存储器60作为将制冷剂分离成气相和液相的气液分离器发挥功能。通过仅使气液分离出的制冷剂蒸气从存储器60流出，要被吸入压缩机12的制冷剂成为气体的状态。因此，能够可靠地避免液相的制冷剂流入压缩机12而产生压缩机12的故障等问题。
以下，对实施方式1的冷却装置1的控制的详情进行说明。图3是表示控制部80的结构的详情的框图。图3所示的控制部80具备执行冷却装置1的控制的ECU(Electric Control Unit：电子控制单元)81。ECU81从温度输入部82接受表示制冷剂的温度的信号。对温度输入部82，输入表示由温度检测部52检测到的在制冷剂通路25中流动的制冷剂的温度的信号T1、表示由温度检测部53检测到的在制冷剂通路35中流动的制冷剂的温度的信号T2以及表示由温度检测部54检测到的在制冷剂通路45中流动的制冷剂的温度的信号T3。
控制部80还具备：压缩机控制部85，其控制压缩机12的起动停止以及转速；马达控制部86，其控制用于驱动冷凝器风扇72旋转的马达74的转速；以及膨胀阀及压力调整阀控制部87，其控制膨胀阀16以及压力调整阀19、39、49的开度。控制部80还具有RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)和/或ROM(Read Only Memory：只读存储器)等存储器84。通过ECU81按照存储于存储器84中的控制程序来执行各种处理，从而控制冷却装置1。
压缩机控制部85接收从ECU81传送来的控制命令，将指示压缩机12的起动、停止或者转速的信号C1向压缩机12传送。马达控制部86接收从ECU81传送来的控制命令，将指示马达74的转速的信号M1向马达74传送。膨胀阀及压力调整阀控制部87接收从ECU81传送来的控制命令，将指示压力调整阀19的开度的信号RV1向压力调整阀19传送，将指示压力调整阀39的开度的信号RV2向压力调整阀39传送，将指示压力调整阀49的开度的信号RV3向压力调整阀49传送。压力调整阀19、39、49是电动膨胀阀，开度根据从控制部80传送来的信号RV1、RV2、RV3变更。膨胀阀及压力调整阀控制部87还接收从ECU81传送来的控制命令，将指示膨胀阀16的开度的信号EV1向膨胀阀传送。膨胀阀16的开度根据从控制部80传送来的信号EV1变更。
ECU81将输入到温度输入部82的各温度和存储于存储器84的制冷剂的温度的目标值进行比较。根据其比较结果，ECU81控制压力调整阀19、39、49的开度。ECU81具有作为对压力调整阀19、39、49的开度进行调节的阀开度调节部的功能。
马达74连接于冷凝器风扇72，驱动冷凝器风扇72旋转。当变更马达74的转速时，对在热交换器14的制冷剂与大气之间的热交换量进行控制。当增加马达74的转速来加大冷凝器风扇72的旋转速度时，向热交换器14供给的空气的流量增加，在热交换器14的制冷剂与大气的热交换量增加，所以热交换器14的制冷剂冷却能力提高。当减小马达74的转速来减低冷凝器风扇72的旋转速度时，向热交换器14供给的空气的流量减小，在热交换器14的制冷剂与大气的热交换量减小，所以热交换器14的制冷剂冷却能力减小。
压缩机12的转速、和对用于向热交换器14供给冷却风的冷凝器风扇72进行驱动的马达74的转速被适当地控制，以使得在储蓄器62内始终储存有制冷剂液，对冷却部30、40始终都能够供给液状的制冷剂。
图4是表示冷却装置1的控制方法的一例的流程图。图4示出通过冷却装置1的压力调整阀19、39、49的开度调整来将在热交换器18以及冷却部30、40中流动的制冷剂的温度控制成最佳时的控制流程的一例。在以下的说明中，对为了进行在冷却部30中流动的制冷剂的温度控制而变更压力调整阀39的开度的例子进行说明，但是其他的压力调整阀19、49的控制也与以下所示的例子同样地进行。
如图4所示，首先，在步骤(S10)中，读入在冷却部30中流动的制冷剂温度。具体而言，使用温度检测部53来检测在冷却部30中与HV设备31、33进行热交换后的、在制冷剂通路35中流动的制冷剂的温度。表示由温度检测部53检测到的温度的信号T2从温度检测部53向温度输入部82传送，向ECU81输入，从而读入制冷剂温度。
接着，在步骤(S20)中，判断在冷却部30中流动的制冷剂温度是否超过作为目标的温度的值。在步骤(S20)中判断为制冷剂的温度超过了目标值的情况下，接着，在步骤(S30)中，增大压力调整阀39的开度。伴随该压力调整阀39的开度调整，在步骤(S40)中制冷剂的温度下降。此外，对于制冷剂温度的目标值而言，可以将某个特定的温度设定为目标值，也可以将具有上下限值的特定的温度范围设定为目标值。
图5是记载有制冷剂的等温线的莫里尔线图。图5中的横轴表示制冷剂的比焓，纵轴表示制冷剂的绝对压力。比焓的单位是kJ/kg，绝对压力的单位是MPa。图中的曲线是制冷剂的饱和蒸气线以及饱和液线。图中的虚线表示制冷剂的等温线。图中下侧的等温线表示温度相对低的制冷剂的等温线，图中上侧的等温线表示温度相对高的制冷剂的等温线。
如参照图2所说明的那样，要在冷却部30中冷却HV设备31、33的制冷剂以气液二相状态流入冷却部30，干度随着通过与HV设备31、33的热交换进行的加热而增大，成为干饱和蒸气，进而成为过热蒸气。在冷却部30的冷却通路32中流动的制冷剂的大部分是气液二相状态的湿蒸气的状态。在气液二相状态下，如图5所示，若制冷剂的压力低则温度也低，若制冷剂的压力高则温度也高。即，通过增减气液二相状态的制冷剂的压力，能够任意地使制冷剂的温度上升或者下降。
于是，若在制冷剂的温度超过目标值的情况下，使压力调整阀39的开度增大，来使在冷却部30中流动的制冷剂的压力下降，则能够使在冷却部30中流动的制冷剂的温度下降。制冷剂的温度高的原因在于，在HV设备31、33的发热量大的情况下等，在冷却部30中制冷剂被过度加热，此时，认为HV设备31、33的冷却不充分。因此，通过使在冷却部30中流动的制冷剂的温度下降，增大冷却部30的HV设备31、33的冷却能力，从而能够适当地冷却HV设备31、33，能够避免HV设备31、33的过热。
返回图4，在步骤(S20)中判断为制冷剂的温度为目标值以下的情况下，接着，在步骤(S50)中，判断在冷却部30中流动的制冷剂温度是否低于作为目标的温度的值。在步骤(S50)中判断为制冷剂的温度低于目标值的情况下，接着，在步骤(S60)中减小压力调整阀39的开度。随着该压力调整阀39的开度调整，在步骤(S70)中，制冷剂的温度上升。
参照图5，若在制冷剂的温度低于目标值的情况下，减小压力调整阀39的开度，来使在冷却部30中流动的制冷剂的压力上升，则能够使在冷却部30中流动的制冷剂的温度上升。制冷剂的温度低的原因在于，在HV设备31、33的发热量小的情况下等，向冷却部30的制冷剂的供给过剩，此时，认为HV设备31、33被过度冷却。因此，通过使在冷却部30中流动的制冷剂的温度上升，使冷却部30的HV设备31、33的冷却能力减小，从而能够适当地冷却HV设备31、33。
返回图4，在步骤(S50)中判断为制冷剂的温度为目标值以上的情况下，即，在判断为在冷却部30中流动的制冷剂温度为作为目标的温度的情况下，接着，在步骤(S80)中，维持压力调整阀39的开度。在图4所示的步骤(S40)(S70)或者(S80)之后，使控制流程返回，再次返回到步骤(S10)中的制冷剂温度的读入。
如以上说明那样，在本实施方式的冷却装置1中，分别在热交换器18的下游侧设置压力调整阀19，在冷却部30的下游侧设置压力调整阀39，在冷却部40的下游侧设置压力调整阀49，调整压力调整阀19、39、49的开度，从而能够控制在热交换器18以及冷却部30、40中流动的制冷剂的温度。通过压力调整阀19的开度调整，来增减在热交换器18中流动的制冷剂的压力，与制冷剂的压力变化对应地控制制冷剂的温度。通过压力调整阀39的开度调整，来增减在冷却部30中流动的制冷剂的压力，与制冷剂的压力变化对应地控制制冷剂的温度。通过压力调整阀49的开度调整，来增减在冷却部40中流动的制冷剂的压力，与制冷剂的压力变化对应地控制制冷剂的温度。
通过将压力调整阀19、39、49的开度控制成最佳，能够将在并列设置的各个制冷剂路径中流动的制冷剂的温度控制成最佳。因此，能够与在热交换器14中的制冷剂的冷却状态的变动、在热交换器18中冷却空调用空气的制冷运行的所需量的变动、或者HV设备31、33、41、43的发热量的变动等相对应地，向热交换器18以及冷却部30、40分别提供最佳的状态的制冷剂。因此，能够使冷却HV设备31、33、41、43的能力更均一化，能够提高制冷剂的对发热源的冷却能力的恒定性。
通过控制在热交换器18以及冷却部30、40内流动的制冷剂温度等制冷剂的状态，能够大幅提高热交换器18以及冷却部30、40的冷却能力以及冷却效率，能够缓和HV设备31、33、41、43的热标准，提供廉价的冷却装置1。
(实施方式2)
图6是表示实施方式2的冷却装置1的结构的示意图。实施方式2的冷却装置1在以下的方面与图1所示的实施方式1的冷却装置1不同：对在热交换器14中被冷凝了的制冷剂进行节流膨胀的膨胀阀16包括三个控制阀17、37、47，以及，省略了存储器60。在比从储蓄器62流出的液态制冷剂的路径分支成3条的分支点靠下游侧，设置有控制阀17、37、47。控制阀17设置在热交换器18的入口侧的制冷剂通路24。控制阀37设置在冷却部30的入口侧的制冷剂通路34。控制阀47设置在冷却部40的入口侧的制冷剂通路44。
在制冷剂通路25中设置有过热度检测部57，该过热度检测部57检测从热交换器18流出而在制冷剂通路25中流动的制冷剂的过热度。基于由过热度检测部57检测到的制冷剂的过热度，控制阀17的开度被控制。具体而言，当在制冷剂通路25中流动的制冷剂的过热度比目标值高时，增大控制阀17的开度，当在制冷剂通路25中流动的制冷剂的过热度比目标值低时，减小控制阀17的开度。控制阀17具有作为对向热交换器18流入的制冷剂的流量进行调节的第一流量控制阀的功能。
在制冷剂通路35设置有过热度检测部58，该过热度检测部58检测从冷却部30流出而在制冷剂通路35中流动的制冷剂的过热度。基于由过热度检测部58检测到的制冷剂的过热度，控制阀37的开度被控制。具体而言，当在制冷剂通路35中流动的制冷剂的过热度比目标值高时，增大控制阀37的开度，当在制冷剂通路35中流动的制冷剂的过热度比目标值低时，减小控制阀37的开度。控制阀37具有作为对向冷却部30流入的制冷剂的流量进行调节的第二流量控制阀的功能。
在制冷剂通路45设置有过热度检测部59，该过热度检测部59检测从冷却部40流出而在制冷剂通路45中流动的制冷剂的过热度。基于由过热度检测部59检测到的制冷剂的过热度，控制阀47的开度被控制。具体而言，当在制冷剂通路45中流动的制冷剂的过热度比目标值高时，增大控制阀47的开度，当在制冷剂通路45中流动的制冷剂的过热度比目标值低时，减小控制阀47的开度。控制阀47具有作为对向冷却部40流入的制冷剂的流量进行调节的第二流量控制阀的功能。
图7是表示实施方式2的蒸气压缩式制冷循环10的制冷剂的状态的莫里尔线图。图7中的横轴表示制冷剂的比焓，纵轴表示制冷剂的绝对压力。比焓的单位是kJ/kg，绝对压力的单位是MPa。图中的曲线是制冷剂的饱和蒸气线以及饱和液线。
如图7所示，在热交换器14中被冷凝了的过冷却液状态的制冷剂被控制阀17、37、47分别节流膨胀到预定的压力。通过控制阀17、37、47来调整制冷剂的压力和温度，以使其具有适于在热交换器18的空调用空气的冷却、以及在冷却部30、40的HV设备31、33、41、43的冷却的压力和温度。
控制阀17对制冷剂进行减压，以能够将具有在热交换器18中所需要的制冷能力的制冷剂供给到热交换器18。控制阀37对制冷剂进行减压，以能够将具有HV设备31、33的冷却所需的冷却能力的制冷剂供给到冷却部30。控制阀47对制冷剂进行减压，以能够将具有HV设备41、43的冷却所需的冷却能力的制冷剂供给到冷却部40。
图8是表示实施方式2的控制部80的结构的详情的框图。除了图3所述的实施方式1的控制部80的结构之外，实施方式2的控制部80还具备接受表示制冷剂的过热度的信号的过热度输入部83和控制控制阀17、37、47的开度的控制阀控制部88。实施方式2的控制部80还具备控制压力调整阀19、39、49的压力调整阀控制部87来取代实施方式1的膨胀阀及压力调整阀控制部87。
对过热度输入部83，输入表示由过热度检测部57检测到的在制冷剂通路25中流动的制冷剂的过热度的信号SH1、表示由过热度检测部58检测到的在制冷剂通路35中流动的制冷剂的过热度的信号SH2以及表示由过热度检测部59检测到的在制冷剂通路45中流动的制冷剂的过热度的信号SH3。
控制阀控制部88接收从ECU81传送来的控制命令，将指示控制阀17的开度的信号CV1向控制阀17传送，将指示控制阀37的开度的信号CV2向控制阀37传送，将指示控制阀47的开度的信号CV3向控制阀47传送。控制阀17、37、47是电动阀，开度根据从控制部80传送来的信号CV1、CV2、CV3来变更。
ECU81将输入到过热度输入部83的各过热度和储存于存储器84的制冷剂的过热度的目标值进行比较。ECU81根据该比较结果来控制控制阀17、37、47的开度。ECU81具有作为对控制阀17、37、47的开度进行调节的控制阀开度调节部的功能。
图9是表示实施方式2的冷却装置1的控制方法的一例的流程图。在图9中示出通过冷却装置1的控制阀17、37、47的开度调整而将从热交换器18以及冷却部30、40流出的制冷剂的过热度控制成最佳时的控制流程的一例。在以下的说明中，对为了控制从冷却部30流出的制冷剂的过热度而变更控制阀37的开度的例子进行说明，但是其他的控制阀17、47的控制也与以下所示的例子同样地进行。
如图9所示，首先，在步骤(S110)中，读入在冷却部30出口流动的制冷剂的过热度。具体而言，使用过热度检测部58来检测在冷却部30中与HV设备31、33进行热交换后的、在冷却部30的出口侧的制冷剂通路35中流动的制冷剂的过热度。表示由过热度检测部58检测到的温度的信号SH2从过热度检测部58向过热度输入部83传送，向ECU81输入，从而读入制冷剂的过热度。
接着，在步骤(S120)中，判断冷却部30出口的制冷剂的过热度是否超过作为目标的过热度的值。在步骤(S120)中判断为制冷剂的过热度超过目标值的情况下，接着，在步骤(S130)中增大控制阀37的开度。伴随该控制阀37的开度调整，在步骤(S140)中，制冷剂的流量增大。过热度的目标值能够例如设定为，相同压力下的过热蒸气与饱和蒸气的温度差为3～5℃。此外，对于过热度的目标值而言，可以将某个特定的过热度设定为目标值，也可以将具有上下限值的特定的过热度的范围设定为目标值。
制冷剂的过热度高的原因在于，在HV设备31、33的发热量大的情况下等，在冷却部30中制冷剂被过度加热，此时，认为HV设备31、33的冷却不充分。因此，通过加大控制阀37的开度来增大在冷却部30中流动的制冷剂的流量，增大冷却部30的HV设备31、33的冷却能力，从而能够适当地冷却HV设备31、33，能够避免HV设备31、33的过热。
在步骤(S120)中判断为制冷剂的过热度为目标值以下的情况下，接着，在步骤(S150)中，判断冷却部30出口的制冷剂的过热度是否低于作为目标的值。在步骤(S150)中判断为制冷剂的过热度低于目标值的情况下，接着，在步骤(S160)中减小控制阀37的开度。随着该控制阀37的开度调整，在步骤(S170)中，制冷剂的流量减小。
制冷剂的过热度低的原因在于，在HV设备31、33的发热量小的情况下等，向冷却部30的制冷剂的供给过剩，此时，认为HV设备31、33被过度冷却。因此，通过减小控制阀37的开度来减小在冷却部30中流动的制冷剂的流量，减小冷却部30的HV设备31、33的冷却能力，从而能够适当地冷却HV设备31、33。
在步骤(S150)中判断为制冷剂的过热度为目标值以上的情况下，即，判断为冷却部30出口的制冷剂的过热度为目标值的情况下，接着，在步骤(S180)中，维持控制阀37的开度。在图9所示的步骤(S140)(S170)或者(S180)之后，使控制流程返回，再次返回到步骤(S110)的过热度的读入。
在以上说明的实施方式2的冷却装置1中，分别在热交换器18的上游侧设置控制阀17，在冷却部30的上游侧设置控制阀37，在冷却部40的上游侧设置控制阀47，通过调整控制阀17、37、47的开度，能够控制通过热交换器18以及冷却部30、40后的制冷剂的过热度。通过控制阀17的开度调整，来增减在热交换器18中流动的制冷剂的流量，与制冷剂的流量对应地控制制冷剂的空调用空气的冷却能力。通过控制阀37的开度调整，来增减在冷却部30中流动的制冷剂的流量，与制冷剂的流量对应地控制制冷剂的HV设备31、33的冷却能力。通过控制阀47的开度调整，来增减在冷却部40中流动的制冷剂的流量，与制冷剂的流量对应地控制制冷剂的HV设备41、43的冷却能力。
通过将控制阀17、37、47的开度控制成最佳，能够将在并列设置的各个制冷剂路径中流动的制冷剂的过热度控制成最佳。因此，能够与在热交换器14中的制冷剂的冷却状态的变动、在热交换器18中冷却空调用空气的制冷运行的所需量的变动、或者HV设备31、33、41、43的发热量的变动等相对应地，向热交换器18以及冷却部30、40分别提供最佳的量的制冷剂。例如，在HV设备41、43的发热量相对较小，HV设备31、33的发热量相对较大的情况下，只要调整控制阀37、47的开度，以减小向冷却部40供给的制冷剂的流量，加大向冷却部30供给的制冷剂的流量即可。
通过在各系统中使所需最小限度的制冷剂流动，能够抑制液态制冷剂在热交换器18以及冷却部30、40中滞留，能够使向并列设置的多个制冷剂路径的制冷剂分配最佳化。通过调整制冷剂流量以使在热交换器18以及冷却部30、40中所有的制冷剂蒸发，能够可靠地防止液态的制冷剂向压缩机12流动而压缩机12产生故障。因为能够控制为在热交换器18以及冷却部30、40的出口处不残留液相的制冷剂而所有的制冷剂处于过热蒸气的状态，所以能够省略用于将气相制冷剂和液相制冷剂气液分离的存储器60，能够减低冷却装置1的成本。
此外，在此之前的实施方式中，对温度检测部52、53、54设置为分别检测热交换器18、冷却部30以及冷却部40的出口侧的制冷剂的温度的例子进行了说明。温度检测部52、53、54的位置不限于该例，只要能够检测膨胀阀16与压力调整阀19、39、49之间的制冷剂的温度即可，也可以配置为计测任意位置的制冷剂的温度。例如，温度检测部52可以检测通过热交换器18的制冷剂的温度，温度检测部53可以检测在HV设备31与HV设备33之间的冷却通路32中流动的制冷剂的温度，温度检测部54可以检测在冷却部40的入口侧的制冷剂通路44中流动的制冷剂的温度。
另外，冷却部30、40分别包含了2个HV设备31、33以及HV设备41、43作为发热源，但是各个冷却部也可以包含1个或者多个任意个数的发热源。另外，不限于2个冷却部30、40并联连接的结构，也可以1个冷却部与热交换器18并联连接，或者3个以上的冷却部与热交换器18并联连接。
另外，在此之前的实施方式中，说明了对以HV设备31、33、41、43为例的搭载于车辆的电气设备进行冷却的冷却装置1。作为电气设备，只要是至少因工作而产生热的电气设备即可，不限定于变换器、电动发电机等例示了的电气设备，可以是任意的电气设备。在存在多个成为冷却的对象的电气设备的情况下，优选多个电气设备的作为冷却的目标的温度范围是共通的。作为冷却的目标的温度范围是作为使电气设备工作的温度环境的适当的温度范围。
而且，被本发明的冷却装置1冷却的发热源不限于搭载于车辆的电气设备，也可以是产生热的任意的设备或者任意的设备的发热的一部分。
如以上那样，对本发明的实施方式进行了说明，但是应该认为本次公开的实施方式在所有的方面都是例示，而不是限制性的内容。本发明的范围不是由上述说明而是由权利要求书示出，包含与权利要求书等同的意思以及范围内的所有变更。
工业上的可利用性
本发明的冷却装置特别适合应用于搭载电动发电机以及变换器等电气设备的电动汽车等车辆的、使用用于进行车内的制冷的蒸气压缩式制冷循环的电气设备的冷却。
附图标记说明
1冷却装置，10蒸气压缩式制冷循环，12压缩机，14、18热交换器，16膨胀阀，17、37、47控制阀，19、39、49压力调整阀，21、22、23、24、25、26、27、34、35、36、44、45、46制冷剂通路，30、40冷却部，31、33、41、43HV设备，32、42冷却通路，52、53、54温度检测部，57、58、59过热度检测部，60存储器，62储蓄器，80控制部，82温度输入部，83过热度输入部，87膨胀阀及压力调整阀控制部，88控制阀控制部。
Claims (6)
1.一种冷却装置(1)，是冷却发热源(31)的冷却装置(1)，其中，具备：
压缩机(12)，其对制冷剂进行压缩；
第一热交换器(14)，其在所述制冷剂与大气之间进行热交换；
减压器(16)，其对所述制冷剂进行减压；
第二热交换器(18)，其在所述制冷剂与空调用空气之间进行热交换；
冷却部(30)，其与所述第二热交换器(18)并联连接，使用所述制冷剂来冷却所述发热源(31)；
第一压力调整阀(19)，其设置在所述第二热交换器(18)的下游侧，调节在所述第二热交换器(18)中流动的所述制冷剂的压力；以及
第二压力调整阀(39)，其设置在所述冷却部(30)的下游侧，调节在所述冷却部(30)中流动的所述制冷剂的压力；
所述第一压力调整阀(19)的开度，根据所述减压器(16)与所述第一压力调整阀(19)之间的所述制冷剂的温度来调整，
所述第二压力调整阀(39)的开度，根据所述减压器(16)与所述第二压力调整阀(39)之间的所述制冷剂的温度来调整。
2.根据权利要求1所述的冷却装置(1)，
在所述减压器(16)与所述第一压力调整阀(19)之间的所述制冷剂的温度比设定值高时，增大所述第一压力调整阀(19)的阀开度，在所述减压器(16)与所述第一压力调整阀(19)之间的所述制冷剂的温度比设定值低时，减小所述第一压力调整阀(19)的阀开度，
在所述减压器(16)与所述第二压力调整阀(39)之间的所述制冷剂的温度比设定值高时，增大所述第二压力调整阀(39)的阀开度，在所述减压器(16)与所述第二压力调整阀(39)之间的所述制冷剂的温度比设定值低时，减小所述第二压力调整阀(39)的阀开度。
3.根据权利要求1或2所述的冷却装置(1)，
具备：气液分离器(60)，其对要被吸入所述压缩机(12)的制冷剂进行气液分离。
4.根据权利要求1或2所述的冷却装置(1)，
所述减压器(16)包含：第一流量控制阀(17)，其调节向所述第二热交换器(18)流入的所述制冷剂的流量；和第二流量控制阀(37)，其调节向所述冷却部(30)流入的所述制冷剂的流量。
5.根据权利要求4所述的冷却装置(1)，
所述第一流量控制阀(17)的开度，根据所述第二热交换器(18)的出口侧的所述制冷剂的过热度来调整，
所述第二流量控制阀(37)的开度，根据所述冷却部(30)的出口侧的所述制冷剂的过热度来调整。
6.根据权利要求5所述的冷却装置(1)，
在所述第二热交换器(18)的出口侧的所述制冷剂的过热度比设定值高时，增大所述第一流量控制阀(17)的阀开度，在所述第二热交换器(18)的出口侧的所述制冷剂的过热度比设定值低时，减小所述第一流量控制阀(17)的阀开度，
在所述冷却部(30)的出口侧的所述制冷剂的过热度比设定值高时，增大所述第二流量控制阀(37)的阀开度，在所述冷却部(30)的出口侧的所述制冷剂的过热度比设定值低时，减小所述第二流量控制阀(37)的阀开度。
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