CN104169111A - 冷却系统 - Google Patents

Abstract

三通阀(41)在致冷剂从热交换器(14)经由气液分离器(80)朝冷却部(30)的流动和致冷剂从热交换器(15)经由气液分离器(80)朝冷却部(30)的流动之间切换。致冷剂管路(23)提供热交换器(14)与气液分离器(80)之间的流体连通。致冷剂管路(24)提供热交换器(15)与气液分离器(80)之间的流体连通。选择阀(36)在致冷剂从冷却部(30)经由致冷剂管路(34，23a)朝热交换器(14)的流动和致冷剂从冷却部(30)经由致冷剂管路(35，24b)朝热交换器(15)的流动之间切换。

Description

冷却系统

技术领域

本发明涉及一种冷却系统，更特别地涉及一种利用蒸气压缩式致冷循环来冷却发热源的冷却系统。

背景技术

关于现有的车辆空调系统，例如，日本专利申请公报No.5-96940(JP5-96940 A)记载了一种空调系统，该空调系统包括内部空气热交换器并且能够利用四通阀来执行加热模式运转和冷却模式运转。

近年来，利用电机的驱动力来行驶的混合动力车辆、燃料电池车辆、电动车辆等作为环境问题的对策之一变成了关注的焦点。在这些车辆中，诸如电机、发电机、逆变器、变换器和电池之类的电气设备交换电力而发热。因此，需要对这些电气设备进行冷却。于是，提出了一种用于利用被用作车辆空调系统的蒸气压缩式致冷循环来冷却发热体的技术。

例如，日本专利申请公报No.2005-90862(JP 2005-90862 A)记载了一种冷却系统，在该冷却系统中，在绕过空调用致冷循环的减压器、蒸发器和压缩机的旁通通路中设置有用于冷却发热体的发热体冷却装置。日本专利申请公报No.2007-69733(JP 2007-69733 A)记载了一种系统，在该系统中与空调用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并行设置在从膨胀阀到压缩机的致冷剂管路中且然后利用用于空调系统的致冷剂来冷却发热体。

日本专利申请公报No.2000-198347(JP 2000-198347 A)记载了一种通过利用冷却剂从电机回收废热并且然后从冷却剂向致冷剂传热来提高加热性能的热泵空调系统。日本专利申请公报No.9-290622(JP 9-290622 A)记载了一种用于通过从搭载在车辆上的发热部分回收废热并且然后使用于气体喷射的致冷剂吸热来在外部空气温度低时有效地提高加热性能、同时抑制电力消耗增大的技术。

在JP 2005-90862 A中记载的冷却系统中，要求压缩机运转以使致冷剂在蒸气压缩式致冷循环中循环，并且此外，要求始终驱动泵以通过向发热体供给致冷剂来冷却发热体。因此，存在燃料消耗和/或电力消耗恶化的问题。

发明内容

本发明提供了一种能够既在冷却期间又在加热期间以较低动力有效地冷却发热源的冷却系统。

本发明的一方面提供了一种冷却发热源的冷却系统。所述冷却系统包括：压缩机，所述压缩机构造成压缩致冷剂；第一热交换器和第二热交换器，所述第一热交换器和所述第二热交换器构造成在所述致冷剂和外部空气之间进行热交换；第一减压器，所述第一减压器构造成使所述致冷剂减压；第三热交换器，所述第三热交换器构造成在所述致冷剂和空调用空气之间进行热交换；蓄液器，所述蓄液器构造成储存在所述第一热交换器或所述第二热交换器中被冷凝的处于液相的所述致冷剂；和冷却部，所述冷却部构造成利用处于液相的所述致冷剂来冷却所述发热源。所述冷却系统还包括第一选择阀。所述第一选择阀构造成在所述致冷剂从所述第一热交换器经由所述蓄液器朝所述冷却部的流动和所述致冷剂从所述第二热交换器经由所述蓄液器朝所述冷却部的流动之间切换。所述冷却系统还包括：第一管路，所述第一管路提供所述第一热交换器与所述蓄液器之间的流体连通；第二管路，所述第二管路提供所述第二热交换器与所述蓄液器之间的流体连通；第三管路，处于液相的所述致冷剂从所述蓄液器经所述第三管路朝所述冷却部流动；第一流量调节阀，所述第一流量调节阀设置在所述第一管路中并构造成调节流过所述冷却部的所述致冷剂的流量；和第二流量调节阀，所述第二流量调节阀设置在所述第二管路中并构造成调节流过所述冷却部的所述致冷剂的流量。所述冷却系统还包括：第四管路；第五管路；和第二选择阀。所述第四管路提供所述冷却部的出口侧与所述第一热交换器和所述第一流量调节阀之间的所述第一管路之间的流体连通。所述第五管路提供所述冷却部的出口侧与所述第二热交换器和所述第二流量调节阀之间的所述第二管路之间的流体连通。所述第二选择阀构造成在所述致冷剂从所述冷却部经由所述第四管路朝所述第一热交换器的流动和所述致冷剂从所述冷却部经由所述第五管路朝所述第二热交换器的流动之间切换。

所述冷却系统可包括：第六管路；连通管路；和开闭阀。所述第六管路与所述第一管路一起构成流入所述第一热交换器或从所述第一热交换器流出的所述致冷剂的路径。所述连通管路提供所述冷却部的出口侧与所述第六管路之间的流体连通。所述开闭阀构造成开启或关闭所述连通管路。

在所述冷却系统中，所述发热源可配置在所述第一热交换器的下方。

在所述冷却系统中，所述第一热交换器可具有比所述第二热交换器高的用于从所述致冷剂放热的散热性能。

所述冷却系统还可包括内部冷凝器，所述内部冷凝器相对于所述第三热交换器配置在所述空调用空气流的下游侧并构造成从在所述压缩机中被压缩的所述致冷剂向所述空调用空气传热以由此加热所述空调用空气。

所述冷却系统还可包括：第二减压器，所述第二减压器设置在从所述压缩机经由所述第一选择阀流到所述第二热交换器的所述致冷剂的路径中并构造成使所述致冷剂减压；和分支管路，所述分支管路构造成使在所述第二减压器中减压的所述致冷剂的一部分分支出来并使所述致冷剂的该部分流到所述第三热交换器。

利用上述冷却系统，能既在冷却运转期间又在加热运转期间以低动力有效地冷却发热源。

附图说明

下面将参照附图说明本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：

图1是示出根据作为本发明的一个示例的实施例的冷却系统的构型的示意图；

图2A和2B是示出在根据该实施例的冷却系统的各运转模式下压缩机和阀的设置的视图；

图3是示出在根据该实施例的冷却系统的第一运转模式下蒸气压缩式致冷循环中的致冷剂的状态的莫里尔图；

图4是示出在根据该实施例的冷却系统的第二运转模式下冷却系统的动作的示意图；

图5是示出在第二运转模式下蒸气压缩式致冷循环中的致冷剂的状态的莫里尔图；

图6是示出在根据该实施例的冷却系统的第三运转模式下冷却系统的动作的示意图；

图7是示出在第三运转模式下蒸气压缩式致冷循环中的致冷剂的状态的莫里尔图；

图8是示出在根据该实施例的冷却系统的第四运转模式下冷却系统的动作的示意图；

图9是示出图8所示的冷却系统的一部分的构型的示意图；

图10是示出在第四运转模式下蒸气压缩式致冷循环中的致冷剂的状态的莫里尔图；以及

图11是示出在根据该实施例的冷却系统的第五运转模式下冷却系统的动作的示意图。

具体实施方式

下文将参照附图描述本发明的实施例。注意，同样的附图标记在图中表示相同或对应的部分并且不重复其描述。

冷却系统1的构型

图1是示出冷却系统1的构型的示意图。如图1所示，冷却系统1包括蒸气压缩式致冷循环10。蒸气压缩式致冷循环10例如为了冷却或加热车辆的车厢而搭载在车辆上。例如，当用于冷却的开关被打开时或者当车辆的车厢内的温度被自动调节为设定温度的自动控制模式被选择并且车厢内的温度高于设定温度时，执行利用蒸气压缩式致冷循环10的冷却。例如，当用于加热的开关被打开时或者当自动控制模式被选择并且车厢内的温度低于设定温度时，执行利用蒸气压缩式致冷循环10的加热。

蒸气压缩式致冷循环10包括压缩机12、用作第一热交换器的热交换器14、用作第二热交换器的热交换器15、作为减压器的一个示例的膨胀阀16、用作第三热交换器的热交换器18和用作内部冷凝器的热交换器13。

压缩机12由作为动力源而为车辆配备的电机或发动机致动，并绝热地压缩致冷剂气体以获得过热的致冷剂气体。压缩机12导入并压缩在蒸气压缩式致冷循环10的运转期间流动的气态致冷剂，并放出高温、高压的气态致冷剂。压缩机12将致冷剂排出到致冷剂管路21，以由此使致冷剂在蒸气压缩式致冷循环10内循环。

各热交换器14和15包括管和翅片。管供致冷剂流过。翅片用于在流过管的致冷剂和热交换器14或15周围的空气之间进行热交换。热交换器14和15在致冷剂和外部空气之间进行热交换，并使在压缩机12中被压缩的过热的致冷剂气体等压地向外部介质放热并变成致冷剂液。由于热交换器14和15中冷却空气与致冷剂之间的热交换，致冷剂的温度下降，并且致冷剂液化。外部空气可通过随着车辆行驶而产生的自然通风供给到热交换器14和15。或者，外部空气可通过来自冷却风扇(未示出)如冷凝器风扇和发动机冷却用散热器风扇的强制通风供给到热交换器14和15。

膨胀阀16使高压的液态致冷剂经小孔喷射而膨胀成低温、低压的雾状致冷剂。膨胀阀16使冷凝后的致冷剂液体减压成处于气液混合状态的湿蒸汽。注意，用于使致冷剂液减压的减压器不限于执行节流膨胀的膨胀阀16；作为替代，该减压器可以是毛细管。

膨胀阀16可以是热膨胀阀，其阀开度由膨胀阀16的出口处的致冷剂和热交换器18的出口处的致冷剂之间的压力差与弹簧力之间的平衡决定。热膨胀阀的阀开度被控制成使得热交换器18的出口处的致冷剂的过热度恒定不变。例如，当热交换器18的出口处的致冷剂的过热度高时，致冷剂的压力差增大。这种情况下，阀开度增大以增大致冷剂的流量。这样一来，能减小致冷剂的过热度。相反，当热交换器18的出口处的致冷剂的过热度低时，阀开度减小以减小致冷剂的流量。这样一来，能增大致冷剂的过热度。膨胀阀16不限于热膨胀阀。可采用电气式膨胀阀作为膨胀阀16。

各热交换器13和18包括管和翅片。管供致冷剂流过。翅片用于在流过管的致冷剂和热交换器13或18周围的空气之间进行热交换。热交换器13和18在致冷剂和流过管道90的空调用空气之间进行热交换。空调用空气的温度通过经由热交换器13和18在蒸气压缩式致冷循环10内循环的致冷剂与空调用空气之间的热交换来调节。空调用空气可以是外部空气或者可以是车辆的车厢内的空气。

蒸气压缩式致冷循环10包括设置在位于压缩机12的上游侧的致冷剂的路径中的蓄集器85。设置蓄集器85以保持导入压缩机12的致冷剂的状态恒定不变。蓄集器85具有当流入蓄集器85的致冷剂处于气液两相状态时将致冷剂分离成气体和液体、将致冷剂液储存在蓄集器85中并使处于饱和蒸汽状态的气态致冷剂返回到压缩机12的功能。蓄集器85仅将气态致冷剂蒸汽导入压缩机12，并用于防止致冷剂液流入压缩机12。

蒸气压缩式致冷循环10还包括致冷剂管路21至29。致冷剂管路21提供压缩机12与热交换器13之间的流体连通。致冷剂从压缩机12经由致冷剂管路21在压缩机12和热交换器13之间朝热交换器13流动。致冷剂管路22提供热交换器13与热交换器14之间的流体连通。致冷剂从热交换器13经由致冷剂管路22在热交换器13和热交换器14之间朝热交换器14流动。致冷剂管路23和24提供热交换器14与热交换器15之间的流体连通。致冷剂从热交换器14和热交换器15中的一者经由致冷剂管路23和24在热交换器14和热交换器15之间朝另一者流动。

致冷剂管路25提供热交换器15与膨胀阀16之间的流体连通。致冷剂从热交换器15经由致冷剂管路25在热交换器15和膨胀阀16之间朝膨胀阀16流动。在致冷剂管路25中设置有能够开启或关闭致冷剂管路25的开闭阀44。开闭阀44在打开状态和关闭状态之间切换，以由此在致冷剂管路25的流体连通和阻断之间切换。这样一来，开闭阀44允许或禁止致冷剂流过致冷剂管路25。

致冷剂管路26提供膨胀阀16与热交换器18之间的流体连通。致冷剂从膨胀阀16经由致冷剂管路26在膨胀阀16和热交换器18之间朝热交换器18流动。致冷剂管路27提供热交换器18与膨胀阀16之间的流体连通。致冷剂从热交换器18经由致冷剂管路27在热交换器18和膨胀阀16之间朝膨胀阀16流动。

致冷剂管路28提供膨胀阀16与蓄集器85之间的流体连通。致冷剂从膨胀阀16经由致冷剂管路28在膨胀阀16和蓄集器85之间朝蓄集器85流动。致冷剂管路29提供蓄集器85与压缩机12之间的流体连通。致冷剂从蓄集器85经由致冷剂管路29在热交换器18和压缩机12之间朝压缩机12流动。

蒸气压缩式致冷循环10形成为使得压缩机12、热交换器13、14、15、膨胀阀16和热交换器18通过致冷剂管路21至29连结。注意，用在蒸气压缩式致冷循环10内的致冷剂可以例如是二氧化碳、烃(例如丙烷和异丁烷)、氨、氟氯烃、水等。

蒸气压缩式致冷循环10还包括气液分离器80。气液分离器80配置在热交换器14和热交换器15之间的致冷剂路径中。气液分离器80将流入气液分离器80的致冷剂分离成气态致冷剂和液态致冷剂。作为液态致冷剂的致冷剂液和作为气态致冷剂的致冷剂蒸汽被储存在气液分离器80内。致冷剂管路23和24以及致冷剂管路33(后述)与气液分离器80连结。

在热交换器14中被冷凝的致冷剂处于湿蒸汽气液两相状态，混合地包含有饱和液和饱和蒸汽。从热交换器14流出的致冷剂经致冷剂管路23供给到气液分离器80。从致冷剂管路23流入气液分离器80的致冷剂在气液分离器80内分离成气体和液体。气液分离器80将致冷剂分离成液态致冷剂液和气态致冷剂蒸汽并暂时储存它们。气液分离器80具有将作为液态致冷剂的致冷剂液暂时储存在内部的蓄液器的功能。因而，气液分离器80也称为蓄液器80。

在热交换器14和热交换器15之间流动的致冷剂的路径包括致冷剂管路23和致冷剂管路24。致冷剂管路23用作提供热交换器14与气液分离器80之间的流体连通的第一管路。致冷剂管路24用作提供气液分离器80与热交换器15之间的流体连通的第二管路。在致冷剂管路23中设置有用作第一流量调节阀的流量调节阀42。致冷剂管路23包括致冷剂管路23a和致冷剂管路23b。致冷剂管路23a提供热交换器14与流量调节阀42之间的流体连通。致冷剂管路23b提供流量调节阀42与气液分离器80之间的流体连通。在致冷剂管路24中设置有用作第二流量调节阀的流量调节阀43。致冷剂管路24包括致冷剂管路24a和致冷剂管路24b。致冷剂管路24a提供气液分离器80与流量调节阀43之间的流体连通。致冷剂管路24b提供流量调节阀43与热交换器15之间的流体连通。

在热交换器14和热交换器15之间流动的致冷剂的路径还包括用作第三管路的致冷剂管路33、用作第四管路的致冷剂管路34和用作第五管路的致冷剂管路35。致冷剂管路33提供气液分离器80与冷却部30的入口侧之间的流体连通。致冷剂管路34提供冷却部30的出口侧与致冷剂管路23a之间的流体连通。致冷剂管路35提供冷却部30的出口侧与致冷剂管路24b之间的流体连通。冷却部30设置于在热交换器14和热交换器15之间流动的致冷剂的路径中。液态致冷剂从气液分离器80经由致冷剂管路33朝冷却部30流动。经过冷却部30的致冷剂经由致冷剂管路35返回致冷剂管路24b或经由致冷剂管路34返回致冷剂管路23a。

由气液分离器80分离出的致冷剂液经由致冷剂管路33流出到气液分离器80的外部。致冷剂管路33的端部连接到供液态致冷剂储存在气液分离器80内的致冷剂液储存部，并形成供液态致冷剂从气液分离器80流出的输出端口。由气液分离器80分离出的致冷剂蒸汽经由致冷剂管路23或致冷剂管路24流出到气液分离器80的外部。致冷剂管路23和24的端部连接到供气态致冷剂储存在气液分离器80内的致冷剂蒸汽储存部。其中一个端部形成供致冷剂流入气液分离器80的输入端口，而另一个端部形成供气态致冷剂从气液分离器80流出的输出端口。致冷剂管路23和24形成供在气液分离器80中分离出的气态致冷剂从气液分离器80流出的管路。

在气液分离器80内，致冷剂液蓄积在下侧，而致冷剂蒸汽蓄积在上侧。致冷剂管路23和24的端部与气液分离器80的顶部连结。致冷剂管路33的端部与气液分离器80的底部连结。处于气液两相状态的致冷剂经由致冷剂管路23和24中的任一者供给到气液分离器80的内部，仅致冷剂蒸汽从气液分离器80的顶侧经由致冷剂管路23和24中的另一者输送到气液分离器80的外部，并且仅致冷剂液从气液分离器80的底侧经由致冷剂管路33输送到气液分离器80的外部。这样一来，气液分离器80能够使气态致冷剂和液态致冷剂可靠地彼此分离。

冷却系统1包括并行连接在热交换器14和15之间的两个致冷剂路径。更具体地，冷却系统1包括并行连接在热交换器14和气液分离器80之间的两个致冷剂路径以及并行连接在热交换器15和气液分离器80之间的两个致冷剂路径。

冷却部30设置在并行连接在热交换器14和热交换器15之间的所述多个致冷剂路径之一中。冷却部30包括电动车辆(EV)设备31和冷却管路32。EV设备31是搭载在车辆上的电气设备。冷却管路32是供致冷剂流过的管路。EV设备31是发热源的一个示例。冷却管路32的入口侧端部连接到致冷剂管路33。冷却管路32的出口侧端部与致冷剂管路34和35流体连通。

致冷剂管路23构成并行连接在热交换器14和气液分离器80之间的致冷剂路径之一。提供气液分离器80与冷却部30之间的流体连通的致冷剂管路33、冷却部30中所包括的冷却管路32以及提供冷却部30的出口侧与致冷剂管路23a之间的流体连通的致冷剂管路34构成并行连接在热交换器14和气液分离器80之间的致冷剂路径中的另一个致冷剂路径。致冷剂管路33是位于冷却部30的上游侧的致冷剂路径，并且致冷剂经由致冷剂管路33流入冷却部30。致冷剂管路33是供液态致冷剂从气液分离器80流到冷却部30的管路。致冷剂管路34是位于冷却部30的下游侧的致冷剂路径，并且致冷剂从冷却部30流出并流入致冷剂管路34。致冷剂管路34是供致冷剂从冷却部30返回致冷剂管路23的管路。

致冷剂管路24构成并行连接在热交换器15和气液分离器80之间的致冷剂路径之一。提供气液分离器80与冷却部30之间的流体连通的致冷剂管路33、冷却部30中所包括的冷却管路32以及提供冷却部30的出口侧与致冷剂管路24b之间的流体连通的致冷剂管路35构成并行连接在热交换器15和气液分离器80之间的致冷剂路径中的另一个致冷剂路径。致冷剂管路35是位于冷却部30的下游侧的致冷剂路径，并且致冷剂从冷却部30流出并流入致冷剂管路35。致冷剂管路35是供致冷剂从冷却部30返回致冷剂管路24的管路。

从气液分离器80流出的致冷剂液经由致冷剂管路33朝冷却部30流动。流到冷却部30并流经冷却管路32的致冷剂从用作发热源的EV设备31吸热，以根据用作发热源的EV设备31和致冷剂之间的温差来冷却EV设备31。冷却部30利用在气液分离器80中分离出的处于饱和液状态的致冷剂来冷却EV设备31。流过冷却管路32的致冷剂在冷却部30中与EV设备31进行热交换而冷却EV设备31，并且致冷剂被加热。

处于饱和液状态的致冷剂液被储存在气液分离器80的内部。气液分离器80用作将作为液态致冷剂的致冷剂液暂时储存在内部的蓄液器。当预定量的致冷剂液被储存在气液分离器80中时，在负荷变动时可维持从气液分离器80流到冷却部30的致冷剂的流量。由于气液分离器80具有储存液体的功能、用作对抗负荷变动的缓冲器并且能够吸收负荷变动，故可稳定用于冷却EV设备31的冷却性能。

冷却部30构造成能够在EV设备31和冷却管路32中的致冷剂之间进行热交换。在本实施例中，冷却部30例如具有形成为使得冷却管路32的外周与EV设备31的壳体直接接触的冷却管路32。冷却管路32具有与EV设备31的壳体邻接的部分。在该部分，流过冷却管路32的致冷剂与EV设备31之间可进行热交换。

EV设备31直接连接到形成蒸气压缩式致冷循环10内热交换器14和热交换器15之间的致冷剂路径的一部分的冷却管路32的外周，并被冷却。致冷剂与EV设备31可彼此直接进行热交换，或者致冷剂与诸如流过EV设备31的水或油的二次介质可彼此进行热交换。EV设备31配置在冷却管路32的外部，因而EV设备31不会干涉在冷却管路32内流动的致冷剂流。因此，蒸气压缩式致冷循环10的压力损失不会增加，从而可在不增大压缩机12的动力的情况下冷却EV设备31。

或者，冷却部30可包括介设在EV设备31和冷却管路32之间的所选定的已知的传热装置。这种情况下，EV设备31经由该传热装置连接到冷却管路32的外周，并且经由该传热装置从EV设备31向冷却管路32传热，以由此冷却EV设备31。例如，可使用管芯式(Wick)热管作为传热装置。EV设备31用作用于加热该热管的加热部，而冷却管路32用作用于冷却该热管的冷却部，以由此提高冷却管路32与EV设备31之间的传热效率，因而能提高EV设备31的冷却效率。

该传热装置能够可靠地从EV设备31向冷却管路32传热，因而EV设备31和冷却管路32之间可存在一定距离，并且不需要冷却管路32的复杂配置来使冷却管路32与EV设备31接触。结果，EV设备31的配置不受限制，并且能提高EV设备31的配置的灵活性。

EV设备31包括交换电力而发热的电气设备。该电气设备包括例如用于将直流电力变换为交流电力的逆变器、为旋转电机的电动发电机、为蓄电装置的电池、用于使电池的电压升压的升压变换器和用于使电池的电压降压的直流/直流变换器中的至少任一者。电池为二次电池，例如锂离子电池和镍金属氢化物电池。可使用电容器代替电池。

在致冷剂管路34中设置有能够开启或关闭致冷剂管路34的开闭阀37。开闭阀37在打开状态和关闭状态之间切换，以由此在致冷剂管路34的流体连通和阻断之间切换。这样一来，开闭阀37允许或禁止致冷剂流过致冷剂管路34。开闭阀37设置在作为从冷却部30流出的致冷剂的路径的致冷剂管路34中，并具有能够开启或关闭致冷剂管路34的第一开闭阀的功能。

在致冷剂管路35中设置有能够开启或关闭致冷剂管路35的开闭阀38。开闭阀38在打开状态和关闭状态之间切换，以由此在致冷剂管路35的流体连通和阻断之间切换。这样一来，开闭阀38允许或禁止致冷剂流过致冷剂管路35。开闭阀38设置在作为从冷却部30流出的致冷剂的路径的致冷剂管路35中，并具有能够开启或关闭致冷剂管路35的第二开闭阀的功能。

开闭阀37和开闭阀38构成用作第二选择阀的选择阀36。选择阀36在致冷剂从冷却部30经由致冷剂管路23朝热交换器14的流动和致冷剂从冷却部30经由致冷剂管路35朝热交换器15的流动之间切换。该构型不限于选择阀36由两个开闭阀37和38构成的示例。例如，适用的是设置连接到致冷剂管路34和35之间的分支点的三通阀且于是该三通阀在打开状态和关闭状态切换以由此起到选择阀36的作用。

流量调节阀42设置在形成并行连接在热交换器14和气液分离器80之间的致冷剂路径之间的致冷剂路径之中不经过冷却部30的致冷剂路径的致冷剂管路23中。流量调节阀42改变其阀开度，以增大或减小流过流量调节阀42的致冷剂的压力损失。这样一来，流量调节阀42选择性地调节直接在气液分离器80和热交换器14之间流动而不经过冷却部30的致冷剂的流量和流经用于冷却EV设备31的冷却系统(包括冷却管路32)的致冷剂的流量。

当流量调节阀42的阀开度增大时，在从气液分离器80流到热交换器14的致冷剂内，经由致冷剂管路23直接流到热交换器14的致冷剂的流量增大并且经由致冷剂管路33流到冷却管路32以冷却EV设备31的致冷剂的流量减小。当流量调节阀42的阀开度减小时，在从气液分离器80流到热交换器14的致冷剂内，经由致冷剂管路23直接流到热交换器14的致冷剂的流量减小并且流到冷却管路32以冷却EV设备31的致冷剂的流量增大。

流量调节阀43设置在形成并行连接在气液分离器80和热交换器15之间的致冷剂路径之间的致冷剂路径之中不经过冷却部30的致冷剂路径的致冷剂管路24中。流量调节阀43改变其阀开度，以增大或减小流过流量调节阀43的致冷剂的压力损失。这样一来，流量调节阀43选择性地调节直接在气液分离器80和热交换器15之间流动而不经过冷却部30的致冷剂的流量和流经用于冷却EV设备31的冷却系统(包括冷却管路32)的致冷剂的流量。

当流量调节阀43的阀开度增大时，在从气液分离器80流到热交换器15的致冷剂内，经由致冷剂管路24直接流到热交换器15的致冷剂的流量增大并且经由致冷剂管路33流到冷却管路32以冷却EV设备31的致冷剂的流量减小。当流量调节阀43的阀开度减小时，在从气液分离器80流到热交换器15的致冷剂内，经由致冷剂管路24直接流到热交换器15的致冷剂的流量减小并且流到冷却管路32以冷却EV设备31的致冷剂的流量增大。

随着流量调节阀42和43的阀开度增大，冷却EV设备31的致冷剂的流量减小，因此用于冷却EV设备31的冷却性能下降。随着流量调节阀42和43的阀开度减小，冷却EV设备31的致冷剂的流量增大，因此用于冷却EV设备31的冷却性能提高。流量调节阀42和43用于使得能最佳地调节流到EV设备31的致冷剂的量，因此能适当控制EV设备31的温度，并因此能可靠地防止EV设备31的过度加热和过度冷却。此外，能可靠地降低与用于冷却EV设备31的冷却系统中的致冷剂流相关的压力损失和用于使致冷剂循环的压缩机12的动力消耗。

热交换器13和18配置在供空调用空气流过的管道90内。管道90具有管道入口91和管道出口92。管道入口91是供空调用空气流入管道90中的入口。管道出口92是供空调用空气从管道90流出的出口。在管道90内部在管道入口91附近配置有风扇93。

通过驱动风扇93，管道90内产生空气流。当风扇93运转时，空调用空气经由管道入口91流入管道90中。热交换器18配置在管道90内空调用空气流的上游侧，而热交换器13配置在管道90内空调用空气流的下游侧。流入管道90的空气可以是外部空气或者可以是车辆的车厢内的空气。图1中的箭头97表示流经热交换器18的空调用空气流。箭头98表示从管道90经由管道出口92流出的空调用空气流。

在管道90内配置有分隔壁94。分隔壁94将管道90的内部空间分隔成两个空间。分隔壁94沿空气在管道90内流动所沿的方向延伸，并将在管道90内流动的空调用空气流分离成两股流。热交换器18相对于分隔壁94配置在空调用空气流的上游侧。热交换器13配置在由分隔壁94分隔出的两个空间之一中。

在分隔壁94的上游侧设置有风挡96。风挡96具有调节流到由分隔壁94分隔出的两个空间中的各个空间的空调用空气的流量的流量调节单元的功能。在分隔壁94的上游侧端部设置有驱动风挡96的致动器95。风挡96在其一端由致动器95支承，并可绕与该一端重合的轴线沿两个方向旋转。响应于风挡96的配置，空调用空气流经热交换器13的情形和空调用空气绕过热交换器13而流动的情形被切换，并且管道出口92处的空调用空气的温度被调节。

在图1所示的风挡96的配置中，风挡96阻断朝热交换器13流动的空调用空气流。因此，空调用空气在管道90内流动而不经过热交换器13。这种情况下，防止了空调用空气被热交换器13加热，并且空调用空气保持在低温。另一方面，在图4(后述)所示的风挡96的配置中，风挡96朝热交换器13引导空调用空气流。这种情况下，从在压缩机12中被绝热地压缩的致冷剂向热交换器13处的空调用空气传热，并且空调用空气被加热。

用于调节经过热交换器13的空调用空气的流量的流量调节单元不限于风挡96。例如，适用的是在管道90内安装滚筛式流量调节单元且然后通过改变筛的卷取量来控制空调用空气的流量。

冷却系统1还包括用作第一选择阀的三通阀41。提供热交换器13与热交换器14之间的流体连通的致冷剂管路22包括致冷剂管路22a和致冷剂管路22b。致冷剂管路22a提供热交换器13与三通阀41之间的流体连通。致冷剂管路22b提供三通阀41与热交换器14之间的流体连通。冷却系统1还包括致冷剂管路71、膨胀阀76以及致冷剂管路72、73和74。致冷剂管路71与三通阀41连结。膨胀阀76使流过致冷剂管路71的致冷剂减压。通过膨胀阀76节流膨胀的致冷剂流过致冷剂管路72、73和74。具有三个管路连接端口的三通阀41与致冷剂管路22a、致冷剂管路22b和致冷剂管路71连结。致冷剂管路22a连接到三通阀41的第一管路连接端口。致冷剂管路22b连接到三通阀41的第二管路连接端口。致冷剂管路71连接到三通阀41的第三管路连接端口。

致冷剂管路73和74是从致冷剂管路72分支出来的致冷剂路径。用作第一分支管路的致冷剂管路73提供致冷剂管路72与致冷剂管路25之间的流体连通。在致冷剂管路73中设置有能够开启或关闭致冷剂管路73的开闭阀77。开闭阀77在打开状态和关闭状态之间切换，以由此在致冷剂管路73的流体连通和阻断之间切换。这样一来，开闭阀77允许或禁止致冷剂流过致冷剂管路73。用作第二分支管路的致冷剂管路74提供致冷剂管路72与致冷剂管路26之间的流体连通。在致冷剂管路74中设置有能够开启或关闭致冷剂管路74的开闭阀78。开闭阀78在打开状态和关闭状态之间切换，以由此在致冷剂管路74的流体连通和阻断之间切换。这样一来，开闭阀78允许或禁止致冷剂流过致冷剂管路74。

致冷剂管路71、72和73提供作为热交换器13和热交换器14之间的致冷剂路径的致冷剂管路22与作为热交换器15和膨胀阀16之间的致冷剂路径的致冷剂管路25之间的流体连通。致冷剂管路71、72和74提供致冷剂管路22与作为膨胀阀16和热交换器18之间的致冷剂路径的致冷剂管路26之间的流体连通。

三通阀41切换致冷剂管路22a与致冷剂管路22b之间的流体连通状态并切换致冷剂管路22a与致冷剂管路71之间的流体连通状态。三通阀41在第一状态和第二状态之间切换。在第一状态下，致冷剂管路22a和致冷剂管路22b彼此流体连通，而致冷剂管路22a和致冷剂管路71不彼此流体连通。在第二状态下，致冷剂管路22a和致冷剂管路71彼此流体连通，而致冷剂管路22a和致冷剂管路22b不彼此流体连通。

在压缩机12中被绝热地压缩的致冷剂经过致冷剂管路21、热交换器13和致冷剂管路22a并到达三通阀41。致冷剂从三通阀41经由致冷剂管路22b流到热交换器14。此外，致冷剂从三通阀41顺次经由致冷剂管路71、膨胀阀76、致冷剂管路72和73以及致冷剂管路25流到热交换器15。此外，致冷剂从三通阀41顺次经由致冷剂管路71、膨胀阀76、致冷剂管路72和74以及致冷剂管路26流到热交换器18。三通阀41具有在打开状态和关闭状态之间切换以选择性地在致冷剂从热交换器13朝热交换器14的流动与致冷剂从热交换器13朝热交换器15和/或热交换器18的流动之间切换的路径选择单元的功能。

膨胀阀76具有不同于膨胀阀16的另一减压器的功能，并使流过致冷剂管路71的致冷剂减压。膨胀阀76使流过致冷剂管路71的致冷剂节流膨胀，并使致冷剂的压力降低。这样一来，与在致冷剂管路71内流动的致冷剂相比，流过致冷剂管路72的致冷剂具有更低的压力。膨胀阀76可以是电子膨胀阀。或者，所述另一减压器可以不具有开度调节功能，并且可设置细的毛细管代替膨胀阀76。

冷却系统1包括提供致冷剂管路22b与致冷剂管路28之间的流体连通的致冷剂管路61。用作第六管路的致冷剂管路22b与致冷剂管路23一起构成流入热交换器14或从热交换器14流出的致冷剂的路径。在致冷剂管路61中设置有能够开启或关闭致冷剂管路61的开闭阀64。开闭阀64在打开状态和关闭状态之间切换，以由此在致冷剂管路61的流体连通和阻断之间切换。这样一来，开闭阀64允许或禁止致冷剂流过致冷剂管路61。

在致冷剂管路61中还设置有止回阀66。止回阀66在比开闭阀64更靠近致冷剂管路28的位置设置在致冷剂管路61中。止回阀66禁止致冷剂从致冷剂管路28朝开闭阀64流动。设置止回阀66是为了防止从热交换器18流经致冷剂管路27和28的致冷剂流入致冷剂管路61并可靠地使致冷剂从致冷剂管路28流到蓄集器85。

冷却系统1还包括连通管路51。连通管路51提供致冷剂管路22b与冷却部30的出口侧之间的流体连通。致冷剂管路22b提供三通阀41与热交换器14之间的流体连通。在连通管路51中设置有能够开启或关闭连通管路51的开闭阀52。开闭阀52在打开状态和关闭状态之间切换，以由此在连通管路51的流体连通和阻断之间切换。这样一来，开闭阀52允许或禁止致冷剂流过连通管路51。

通过打开或关闭开闭阀52以切换从冷却部30流出的致冷剂的路径，能使冷却EV设备31之后的致冷剂经由连通管路51和致冷剂管路22b流到热交换器14。亦即，从冷却部30流出的致冷剂能够经由致冷剂管路34和23a流到热交换器14，能够经由致冷剂管路35和24b流到热交换器15，并且能够进一步经由连通管路51和致冷剂管路22b流到热交换器14。

代替在连通管路51中设置开闭阀52的构型，可在致冷剂管路34和35与连通管路51之间的分支点设置具有四个管路连接端口的四通阀。这种情况下，致冷剂管路34和35与连通管路51分别连接到四通阀的管路连接端口，并且通过切换四通阀的打开/关闭状态的设置，能选择致冷剂管路34、致冷剂管路35和连通管路51中的任一者作为从冷却部30流出的致冷剂的路径。

流量调节阀42和43均构造成能够调节其开度，并且均可为例如电动阀。开闭阀37、38、44、52、64、77和78均仅需构造成能够在完全打开状态和完全关闭状态之间切换，并且均可为例如电磁阀。

第一运转模式

根据本实施例的冷却系统1能够以第一至第五这五种运转模式冷却用作发热源的EV设备31。图1示出冷却系统1被设定在第一运转模式下的状态。图2A和2B是示出在冷却系统1的各运转模式下压缩机和阀的设定的视图。

图2A和2B示出在冷却系统1以五种不同的运转模式中的任一种运转模式运转的情况下在各运转模式下压缩机12的运转状况以及流量调节阀42和43、三通阀41及开闭阀37、38、44、52、64、77和78的开度的设定。图2B还示出在冷却系统1的各运转模式下EV设备31的温度调节作用和车辆的车厢内利用空调装置的空气调节的状态。

在图2A和2B所示的运转模式之中，第一运转模式是在用于冷却车辆的车厢的空调装置的运转期间车厢被冷却和除湿的运转模式。注意，在图1和图4、图6、图8以及图11(后述)中，致冷剂流过用实线表示的致冷剂路径，并且致冷剂不流过用虚线表示的致冷剂路径。

在第一运转模式下，需要致冷剂流过包括膨胀阀16和热交换器18的路径以冷却车厢，因此压缩机12处于运转状态。流量调节阀42完全打开以使流过致冷剂管路23的致冷剂的压力损失最小。流量调节阀43调节流过冷却部30的致冷剂的流量，并且流量调节阀43的阀开度被调节成使得足量致冷剂流到冷却部30以冷却EV设备31。三通阀41的打开/关闭状态被切换成使得致冷剂管路22a和致冷剂管路22b彼此流体连通且致冷剂管路71与致冷剂管路22a和22b两者都不流体连通。

开闭阀37关闭，并且致冷剂管路34被阻断。开闭阀38打开，并且致冷剂管路35被设定在流体连通状态。开闭阀52关闭，并且连通管路51被阻断。选择阀36和开闭阀52的打开/关闭状态被切换成使得从冷却部30流出的致冷剂流到致冷剂管路35且不流到致冷剂管路34和连通管路51。开闭阀44打开，并且致冷剂管路25被设定在流体连通状态。开闭阀64、77和78均关闭，且致冷剂管路61、73和74被阻断。

致冷剂经过通过由致冷剂管路21至29顺次连接压缩机12、热交换器14和15、膨胀阀16以及热交换器18而形成的致冷剂循环路径，以在蒸气压缩式致冷循环10内循环。

在图1所示的冷却运转期间，要求保持从管道90流出的空调用空气的温度低。因此，通过操作风挡96，管道90内的空调用空气的路径被设定成使得空调用空气不经过热交换器13。这样一来，能抑制冷却性能由于热交换器13对空调用空气的加热而下降，因此能有效地冷却车辆的车厢，并因此能确保冷却性能。

图3是示出在第一运转模式下蒸气压缩式致冷循环10内的致冷剂的状态的莫里尔图。在图3中，横轴表示致冷剂的比焓，而纵轴表示致冷剂的绝对压力。比焓的单位为kJ/kg，而绝对压力的单位为MPa。图中的曲线为致冷剂的饱和蒸气线和饱和液线。

图3示出当致冷剂从热交换器14的出口处的致冷剂管路23经由气液分离器80流到致冷剂管路33、流入冷却部30以冷却EV设备31并从冷却部30经由致冷剂管路35返回热交换器15的入口处的致冷剂管路24b时致冷剂在蒸汽压缩式致冷循环10内的各个点的热力学状态。

如图3所示，处于饱和蒸汽状态的致冷剂从蓄集器85导入压缩机12，并且致冷剂在压缩机12中沿等比熵线被绝热地压缩。随着致冷剂在压缩机12中被压缩，致冷剂升压和升温成压缩机12的出口处的具有高过热度的高温、高压的过热蒸汽。

在压缩机12中被绝热地压缩的处于过热蒸汽状态的高温、高压的致冷剂流到热交换器14并在热交换器14中被冷却。从压缩机12排出的高压的气态致冷剂在热交换器14中向周围放热而被冷却以由此冷凝(液化)。通过在热交换器14中与外部空气进行的热交换，致冷剂的温度降低，并且致冷剂液化。热交换器14中的高压的致冷剂蒸汽在热交换器14中从具有恒定压力的过热蒸汽变成干饱和蒸汽，并且释放冷凝潜热而逐渐液化成处于气液混合状态的湿蒸汽。

在气液分离器80中，处于气液两相状态的致冷剂分离成处于饱和蒸汽状态的致冷剂蒸汽和处于饱和液状态的致冷剂液。处于饱和液状态的致冷剂从气液分离器80流出，经由致冷剂管路33流到冷却部30的冷却管路32，并冷却EV设备31。在冷却部30中，向在热交换器14中被冷凝并在气液分离器80中分离出的处于饱和液状态的液态致冷剂放热，以由此冷却EV设备31。致冷剂通过与EV设备31进行热交换而被加热，并且致冷剂的干燥度增大。致冷剂从EV设备31接受潜热而部分地气化成处于气液两相状态的湿蒸汽，该湿蒸汽在冷却部30的出口处混合地包含饱和液和饱和蒸汽。

从冷却部30流出的致冷剂经由致冷剂管路35和24b流入热交换器15。致冷剂的湿蒸汽向周围放热以在热交换器15中与外部空气进行热交换而被冷却以由此再次冷凝，随着全部致冷剂冷凝而变成饱和液，并进一步放出显热而变成过冷却液。致冷剂在热交换器15中被冷却到饱和温度以下。此后，致冷剂经由致冷剂管路25流入膨胀阀16。在膨胀阀16中，处于过冷却液状态的致冷剂被节流膨胀，并且致冷剂的温度和压力在致冷剂的比焓不变的情况下降低而变成处于气液混合状态的低温、低压的湿蒸汽。

来自膨胀阀16的处于湿蒸汽状态的致冷剂经由致冷剂管路26流入热交换器18。处于湿蒸汽状态的致冷剂流入热交换器18的管中。在热交换器18内流动的雾状的致冷剂气化而从导入成与热交换器18接触的空调用空气吸热。热交换器18利用由膨胀阀16减压的低温、低压的致冷剂来从流到车辆的车厢的空调用空气吸收在致冷剂的湿蒸汽蒸发成致冷剂气体时所需的蒸发热，以由此冷却车辆的车厢。通过热交换器18吸热而温度降低的空调用空气流入车辆的车厢内以冷却车辆的车厢。

当致冷剂流过热交换器18的管时，致冷剂经由翅片将空调用空气的热作为蒸发潜热吸收而被加热并以恒定压力蒸发。在冷却运转期间，空调用空气通过高温空调用空气和致冷剂之间的热交换在热交换器18中被冷却，空调用空气的温度下降，并且致冷剂接收从空调用空气传递的热而被加热。

响应于冷却车厢所需的冷却性能，在热交换器18中致冷剂和空调用空气之间的热交换量改变。在热交换器18中，致冷剂可被加热到全部致冷剂变成过热蒸汽为止，致冷剂可被加热到全部致冷剂变成干饱和蒸汽为止，或者致冷剂可在热交换器18的出口处处于湿饱和蒸汽状态。当从热交换器18流出的致冷剂包含液态致冷剂时，致冷剂液被储存在蓄集器85中，并且仅气态致冷剂蒸汽被导入压缩机12。这样一来，防止了致冷剂液流入压缩机12。图3示出当处于湿饱和蒸汽状态的致冷剂在蓄集器85中被分离成气体和液体并且处于干饱和蒸汽状态的致冷剂从蓄集器85经由致冷剂管路29流到压缩机12时致冷剂的状态。

按照上述循环，致冷剂在压缩状态、冷凝状态、节流膨胀状态和蒸发状态之间连续地重复变化。注意，在上文对蒸气压缩式致冷循环的说明中描述了理论致冷循环；然而，在实际的蒸气压缩式致冷循环10内，当然需要考虑压缩机12中的损失、致冷剂的压力损失和热损失。

在蒸气压缩式致冷循环10的运转期间，在致冷剂在用作蒸发器的热交换器18中蒸发时致冷剂从车辆的车厢内的空气吸收气化热，以由此冷却车厢。此外，在热交换器14中被冷凝并由气液分离器80分离出的高压的液态致冷剂流到冷却部30并与EV设备31进行热交换以由此冷却EV设备31。冷却系统1通过将蒸气压缩式致冷循环10用于对车辆的车厢进行空气调节而冷却EV设备31，该EV设备是搭载在车辆上的发热源。注意，冷却EV设备31所需的温度理想地至少低于EV设备31的目标温度范围的上限。

为了在热交换器18中冷却被冷却部而设置的蒸气压缩式致冷循环10被用于冷却EV设备31，因此不需要设置诸如专用的水循环泵和冷却风扇等的设备来冷却EV设备31。因此，可减少冷却系统1冷却EV设备31所需的构件，以使得能简化系统构型，因而可降低冷却系统1的制造成本。此外，不需要运转诸如泵和冷却风扇之类的动力源来冷却EV设备31，并且不需要用于使动力源运转的动力消耗。因而，能降低用于冷却EV设备31的动力消耗，因此能以低动力冷却EV设备31。

在热交换器14中，致冷剂仅需被冷却为湿饱和蒸汽状态。通过气液分离器80分离出的处于饱和液状态的致冷剂被供给到冷却部30。接受来自EV设备31的蒸发潜热而部分地气化的处于湿蒸汽状态的致冷剂在热交换器15中被再次冷却。在处于湿蒸汽状态的致冷剂完全冷凝为饱和液之前，致冷剂恒温地发生状态变化。热交换器15使液态致冷剂进一步过冷却至冷却车辆的车厢所需的过冷却度。不需要过度增大致冷剂的过冷却度，因此可降低各热交换器14和15的容量。因而，可确保用于冷却车厢的冷却性能，并且可减小各热交换器14和15的尺寸，因此能获得尺寸减小并且有利于安装在车辆上的冷却系统1。

在于冷却系统1的设计步骤中确定各热交换器14和15的规格时，使用EV设备31的最大发热量作为设计值。在EV设备31的发热量小于最大发热量的通常发热期间，各热交换器14和15的性能存在余裕。因此，一旦处于不是产生最大发热量的EV设备31被冷却的状态下，致冷剂便能在各热交换器14和15中与更大量的空气进行热交换。这可理解为热交换器14和15的尺寸均明显增大且各热交换器14和15的温度效率变高。

各热交换器14和15中的空气侧散热性能Qca与热交换器的温度效率空气比热Ca、空气重量体积(air volume by weight)Gea和通过将致冷剂温度Ter减去进气温度Tea而获得的差(Ter-Tea)成正比。要求的散热性能Qca不变，并按照外部空气温度和车速来确定空气比热Ca、空气重量体积Gea和进气温度Tea，因此致冷剂温度Ter降低温度效率的升高量。参照莫里尔图，当致冷剂处于气液两相状态时，致冷剂的温度和压力彼此线性地关联，并且致冷剂的温度随着致冷剂的压力变化而变化。亦即，热交换器14和15中的致冷剂温度Ter的降低意味着流过热交换器14和15的致冷剂的压力的降低。

热交换器14和15中的致冷剂的压力下降，并且蒸气压缩式致冷循环10的高压下降。结果，压缩机12的出口处的致冷剂的压力可相对较低。因此，能降低用于在压缩机12绝热地压缩致冷剂的动力，从而能实现进一步的动力节省。因而，能改善车辆的燃料消耗。特别地，在电动车辆中，能通过动力节省直接改善电力消耗。

形成不经过冷却部30的致冷剂路径的致冷剂管路24以及形成经过冷却部30以冷却EV设备31的致冷剂路径的致冷剂管路33和35及冷却管路32彼此并行地设置为从气液分离器80朝热交换器15流动的致冷剂的路径。包括致冷剂管路33和35的用于冷却EV设备31的冷却系统与致冷剂管路24并行连接。因此，从气液分离器80流出的致冷剂仅一部分流到冷却部30。通过调节设置在致冷剂管路24中的流量调节阀43的开度，从气液分离器80流到致冷剂管路24的致冷剂的流量和流过冷却部30的致冷剂的流量被适当调节。通过流量调节，冷却EV设备31所需的致冷剂量流到冷却部30，并且EV设备31被适当冷却。

从热交换器14流到热交换器15而不经过冷却部30的致冷剂的路径和从热交换器14经由冷却部30流到热交换器15的致冷剂的路径彼此并行设置，并使仅一部分致冷剂流到致冷剂管路33和35。这样一来，能降低致冷剂流过用于冷却EV设备31的冷却系统时的压力损失。不是全部致冷剂都流到冷却部30。因此，能降低与致冷剂经由冷却部30的流动相关的压力损失，且相应地能降低运转压缩机12以使致冷剂循环所需的电力消耗。

当通过膨胀阀16之后的低温、低压的致冷剂被用于冷却EV设备31时，热交换器18中对车厢内的空气的冷却性能下降并且用于冷却车厢的冷却性能下降。与此相比，在根据本实施例的冷却系统1中，在蒸气压缩式致冷循环10内，从压缩机12放出的高压致冷剂通过用作第一冷凝器的热交换器14和用作第二冷凝器的热交换器15两者被冷凝。两级热交换器14和15配置在压缩机12与膨胀阀16之间，并且用于冷却EV设备31的冷却部30设置在热交换器14与热交换器15之间。热交换器15设置在从冷却部30朝膨胀阀16流动的致冷剂的路径中。

通过在热交换器15中充分冷却接受来自EV设备31的蒸发潜热而被加热的致冷剂，致冷剂在膨胀阀16的出口处具有冷却车辆的车厢原本所需的温度和压力。因此，能充分地增大当致冷剂在热交换器18中蒸发时从外部接收的热量，从而能充分冷却经过热交换器18的空调用空气。这样，通过将用于热交换器15的散热性能设定成使得热交换器15能够充分冷却致冷剂，可在对用于冷却车厢的冷却性能没有任何影响的情况下冷却EV设备31。因而，能可靠地确保用于冷却EV设备31的冷却性能和用于冷却车厢的冷却性能两者。

当从热交换器14流到冷却部30的致冷剂冷却EV设备31时，致冷剂从EV设备31受热而被加热。随着致冷剂被加热到饱和蒸汽温度以上并且全部量的致冷剂都在冷却部30中气化，致冷剂与EV设备31之间的热交换量减小，并且EV设备31无法被有效地冷却，且此外，致冷剂在管路内流动时的压力损失增大。因此，希望充分冷却热交换器14中的致冷剂以使得全部量的致冷剂在冷却EV设备31之后不会气化，并向气液分离器80供给足量的液态致冷剂。

具体地，使热交换器14的出口处的致冷剂状态与饱和液接近，并且典型地，致冷剂在热交换器14的出口处处于饱和液线上的状态。由于热交换器14能够以此方式充分冷却致冷剂，故热交换器14的用于使致冷剂放热的散热性能高于热交换器15的散热性能。通过在具有较高散热性能的热交换器14中充分冷却致冷剂，已从EV设备31受热的致冷剂可被维持在湿蒸汽状态，并且可避免致冷剂和EV设备31之间的热交换量的减小，因此能充分冷却EV设备31。冷却EV设备31之后的处于湿蒸汽状态的致冷剂在热交换器15中被再次有效地冷却，并被冷却为低于饱和温度的过冷却液状态。因而，能提供确保用于冷却车厢的冷却性能和用于冷却EV设备31的冷却性能两者的冷却系统1。

致冷剂在蒸气压缩式致冷循环10内循环，且由于流到冷却部30的处于饱和液状态的致冷剂的蒸发潜热而从EV设备31吸热，因此能有效地冷却EV设备31。此外，能通过给热交换器18供给被膨胀阀16调节成低温、低压的雾态的致冷剂来冷却空调用空气，因此能确保用于冷却车厢的冷却性能和用于对车厢除湿的除湿性能。

第二运转模式

图4是示出在第二运转模式下冷却系统1的运转的示意图。如图2A、图2B和图4所示，第二运转模式是在用于加热车辆的车厢的空调装置的运转期间用于加热车厢的加热性能在不对车厢除湿的情况下提高的运转模式。

在第二运转模式下，要求致冷剂流过包括热交换器13的路径以加热车厢，因此压缩机12处于运转状态。流量调节阀42调节流过冷却部30的致冷剂的流量，并且流量调节阀42的阀开度被调节成使得足量致冷剂流到冷却部30以冷却EV设备31。流量调节阀43完全打开以使流过致冷剂管路24的致冷剂的压力损失最小。三通阀41的打开/关闭状态被切换成使得致冷剂管路22a和致冷剂管路71彼此流体连通且致冷剂管路22b与致冷剂管路22a和71两者都不流体连通。

开闭阀37打开，并且致冷剂管路34被设定为流体连通状态。开闭阀38关闭，并且致冷剂管路35被阻断。开闭阀52关闭，并且连通管路51被阻断。选择阀36和开闭阀52的打开/关闭状态被切换成使得从冷却部30流出的致冷剂流到致冷剂管路34且不流到致冷剂管路35和连通管路51。开闭阀64和77打开，且致冷剂管路61和73被设定为流体连通状态。开闭阀44和78关闭，且致冷剂管路25和74被阻断。

致冷剂经过通过由致冷剂管路21、22a、71、72、73、25、24、23、22b、61和29顺次连接压缩机12、热交换器13、膨胀阀76以及热交换器15和14而形成的致冷剂循环路径以在蒸气压缩式致冷循环10内循环。

在加热运转期间，需要升高从管道90流出的空调用空气的温度。因此，如图4所示，通过操作风挡96，管道90内的空调用空气的路径被设定成使得空调用空气经过热交换器13。这样一来，能通过在压缩机12中被绝热地压缩的高温、高压的致冷剂和空调用空气之间的热交换来加热空调用空气，因此能有效地加热车辆的车厢，并因此能确保用于加热车厢的加热性能。

图5是示出在第二运转模式下蒸气压缩式致冷循环10内的致冷剂的状态的莫里尔图。在图5中，横轴表示致冷剂的比焓，而纵轴表示致冷剂的绝对压力。比焓的单位为kJ/kg，而绝对压力的单位为MPa。图中的曲线为致冷剂的饱和蒸气线和饱和液线。

图5示出当致冷剂从热交换器15的出口处的致冷剂管路24经由气液分离器80流到致冷剂管路33、流入冷却部30以冷却EV设备31并从冷却部30经由致冷剂管路34返回热交换器14的入口处的致冷剂管路23a时致冷剂在蒸汽压缩式致冷循环10内的各个点的热力学状态。

如图5所示，处于饱和蒸汽状态的致冷剂从蓄集器85被导入压缩机12，并且致冷剂在压缩机12中沿等比熵线被绝热地压缩。随着致冷剂在压缩机12中被压缩，致冷剂升压和升温成压缩机12的出口处的具有高过热度的高温、高压的过热蒸汽，并流到热交换器13。

热交换器13中的高压的致冷剂蒸汽在热交换器13中冷却，从具有恒定压力的过热蒸汽变成干饱和蒸汽，放出冷凝潜热而逐渐液化成处于气液混合状态的湿蒸汽，随着全部致冷剂冷凝而变成饱和液，并进一步放出显热而变成过冷却液。热交换器13使在压缩机12中被压缩的过热致冷剂气体等压地向空调用空气放热并变成致冷剂液。从压缩机12排出的气态致冷剂在热交换器13中向空调用空气放热而被冷却以由此冷凝(液化)。由于热交换器13中的热交换，致冷剂的温度降低，并且致冷剂液化。在加热运转期间，低温的空调用空气和致冷剂在热交换器13中彼此进行热交换，从致冷剂向空调用空气传热以加热空调用空气，空调用空气的温度上升，并且致冷剂向空调用空气放热而被冷却。

在热交换器13中液化的高压液态致冷剂经由致冷剂管路22a和71流入膨胀阀76。在膨胀阀76中，处于过冷却液状态的致冷剂被节流膨胀，并且致冷剂的温度和压力在致冷剂的比焓不变的情况下降低而变成处于气液混合状态的低温、低压的湿蒸汽。

在膨胀阀76中温度降低的致冷剂经由致冷剂管路72和73流到热交换器15。处于湿蒸汽状态的致冷剂流入热交换器15的管中。当致冷剂流过管时，致冷剂经由翅片将外部空气的热作为蒸发潜热吸收而等压地蒸发。致冷剂在热交换器15中与外部空气进行热交换而被加热，并且致冷剂的干燥度增大。致冷剂的一部分在热交换器15中接受潜热而气化，因此处于湿蒸汽状态的致冷剂中包含的饱和蒸汽的比例增加。

在气液分离器80中，处于气液两相状态的致冷剂被分离成处于饱和蒸汽状态的致冷剂蒸汽和处于饱和液状态的致冷剂液。处于饱和液状态的致冷剂从气液分离器80流出，经由致冷剂管路33流到冷却部30的冷却管路32，并冷却EV设备31。在冷却部30中，向在气液分离器80中分离出的处于饱和液状态的液态致冷剂放热，以冷却EV设备31。致冷剂通过与EV设备31进行热交换而被加热，并且致冷剂的干燥度增大。致冷剂从EV设备31接受潜热而部分地气化成处于气液两相状态的湿蒸汽，该湿蒸汽在冷却部30的出口处混合地包含饱和液和饱和蒸汽。

从冷却部30流出的处于湿蒸汽状态的致冷剂经由致冷剂管路34和23a流入热交换器14。处于湿蒸汽状态的致冷剂流入热交换器14的管中。当致冷剂流过管时，致冷剂经由翅片吸收外部空气的热作为蒸发潜热而等压地蒸发，因此处于湿蒸汽状态的致冷剂中包含的饱和蒸汽的比例增加。

在热交换器14中，致冷剂可被加热到全部致冷剂都变成过热蒸汽为止，致冷剂可被加热到全部致冷剂都变成干饱和蒸汽为止，或者致冷剂可在热交换器14的出口处处于湿饱和蒸汽状态。当从热交换器14流出的致冷剂包含液态致冷剂时，致冷剂液被储存在蓄集器85中，并且仅气态致冷剂蒸汽被导入压缩机12。这样一来，防止了致冷剂液流入压缩机12。图5示出当处于湿饱和蒸汽状态的致冷剂在蓄集器85中被分离成气体和液体并且处于干饱和蒸汽状态的致冷剂从蓄集器85经由致冷剂管路29流出到压缩机12时致冷剂的状态。按照上述循环，致冷剂在压缩状态、冷凝状态、节流膨胀状态和蒸发状态之间连续地重复变化。

根据本实施例的冷却系统1包括在冷却运转和加热运转之间切换蒸气压缩式致冷循环10内的致冷剂的流动的三通阀41。在加热运转期间，在热交换器13内流动的致冷剂蒸汽冷凝而向导入成与热交换器13接触的空调用空气放热。热交换器13利用在压缩机12中被绝热地压缩的高温、高压的致冷剂来向流到车辆的车厢的空调用空气放出在致冷剂气体冷凝成致冷剂的湿蒸汽时所需的冷凝热，以由此加热车辆的车厢。接受来自热交换器13的热而升温的空调用空气流入车辆的车厢，以由此加热车辆的车厢。

冷却系统1能够在冷却运转和加热运转两者的情况下适当调节流到车辆的车厢的空调用空气的温度。因此，能降低冷却系统1的成本，且此外，能减小冷却系统1的尺寸。此外，在加热运转期间，致冷剂流到冷却部30，并与EV设备31进行热交换以冷却EV设备31。冷却系统1通过将蒸气压缩式致冷循环10用于对车辆的车厢进行空气调节而冷却EV设备31，该EV设备是搭载在车辆上的发热源。

因而，能提供能够在维持用于加热车辆的车厢的优良加热性能的情况下适当冷却EV设备31并确保用于加热车厢的加热性能和用于冷却EV设备31的冷却性能两者的冷却系统1。在冷却部30中，EV设备31与由膨胀阀76节流膨胀之后的低温、低压的致冷剂进行热交换，因此能进一步提高用于冷却EV设备31的冷却性能。

在加热运转期间，致冷剂在冷却部30中从EV设备31吸热而被加热，并在热交换器14中从外部空气吸热而被进一步加热。通过在冷却部30和热交换器14两者中加热致冷剂，能有效地利用来自EV设备31的废热来加热车厢，因此性能系数提高，并能降低用于在加热运转期间在压缩机12中绝热地压缩致冷剂的动力消耗。

冷却系统1包括单个气液分离器80。通过使用单个气液分离器80，在冷却运转和加热运转两者期间，处于气液两相状态的致冷剂分离成气体和液体，并且仅作为在气液分离器80中分离出的液态致冷剂的致冷剂液被供给到冷却部30以冷却EV设备31。液态致冷剂是处于刚好饱和液状态的致冷剂。因此，通过仅从气液分离器80取出液态致冷剂并使该液态致冷剂流到冷却部30，配置在气液分离器80的上游侧的热交换器15的性能可充分用于冷却EV设备31，因此能提供具有提高的用于冷却EV设备31的冷却性能的冷却系统1。

在气液分离器80的出口处处于饱和液状态的致冷剂被导入冷却EV设备31的冷却管路32，以由此使得在用于冷却EV设备31的冷却系统(包括冷却管路32)中流动的致冷剂内气态致冷剂能最少。因此，能抑制由于在用于冷却EV设备31的冷却系统中流动的致冷剂蒸汽的流量的增大而引起的压力损失的增大，并且可降低用于使致冷剂流动的压缩机12的电力消耗，从而能避免蒸气压缩式致冷循环10的性能恶化。

当预定量的致冷剂液储存在气液分离器80中时，能维持在于加热运转和冷却运转之间切换时从气液分离器80流到冷却部30的致冷剂的流量。由于气液分离器80具有储存液体的功能，故能吸收致冷剂流量的变动，亦即，从热交换器14和15流到气液分离器80的致冷剂的流量在于冷却运转和加热运转之间切换时暂时降低。因而，能避免在于加热运转和冷却运转之间切换时供给到冷却部30的致冷剂的短缺，从而能稳定用于冷却EV设备31的冷却性能。

形成不经过冷却部30的致冷剂路径的致冷剂管路23以及形成经过冷却部30以冷却EV设备31的致冷剂路径的致冷剂管路33和34及冷却管路32彼此并行设置为从气液分离器80朝热交换器14流动的致冷剂的路径。包括致冷剂管路33和34的用于冷却EV设备31的冷却系统与致冷剂管路23并行连接。因此，从气液分离器80流出的致冷剂仅一部分流到冷却部30。通过调节设置在致冷剂管路23中的流量调节阀42的开度，从气液分离器80流到致冷剂管路23的致冷剂的流量和流过冷却部30的致冷剂的流量被适当调节。通过流量调节，冷却EV设备31所需的致冷剂量流到冷却部30，并且EV设备31被适当冷却。

从热交换器15流到热交换器14而不经过冷却部30的致冷剂的路径和从热交换器15经由冷却部30流到热交换器14的致冷剂的路径彼此并行设置，并使仅一部分致冷剂流到致冷剂管路33和34。这样一来，能降低致冷剂流经用于冷却EV设备31的冷却系统时的压力损失。不是全部致冷剂都流到冷却部30。因此，能降低与致冷剂经由冷却部30的流动相关的压力损失，且相应地能降低运转压缩机12以使致冷剂循环所需的电力消耗。

如上所述，在EV设备31的发热量小于最大发热量的通常发热期间，可理解的是，热交换器14和15的尺寸均明显增大且各热交换器14和15的温度效率变高。各热交换器14和15中的空气侧冷却性能Qea与热交换器的温度效率空气比热Ca、空气重量体积Gea和通过将进气温度Tea减去致冷剂温度Ter而获得的差(Tea-Ter)成正比。要求的冷却性能Qea不变，并按照外部空气温度和车速来确定空气比热Ca、空气重量体积Gea和进气温度Tea，从而致冷剂温度Ter升高温度效率的升高量。热交换器14和15中的致冷剂温度Ter的降低意味着流过热交换器14和15的致冷剂的压力的升高。

热交换器14和15中的致冷剂的压力上升，并且蒸气压缩式致冷循环10的低压上升。结果，压缩机12的入口处的致冷剂的压力上升。因此，能降低用于在压缩机12中绝热地压缩致冷剂以在压缩机12的出口处获得预定的致冷剂压力的动力，因此能实现进一步的动力节省。因而，能改善车辆的燃料消耗。特别地，在电动车辆中，能通过动力节省直接改善电力消耗。

第三运转模式

图6是示出在第三运转模式下冷却系统1的运转的示意图。如图2A、图2B和图6所示，第三运转模式是在用于加热车辆的车厢的空调装置的运转期间加热性能略微下降但能对车厢除湿的运转模式。

在第三运转模式下，要求致冷剂流过包括热交换器13的路径以加热车厢，因此压缩机12处于运转状态。流量调节阀42调节流过冷却部30的致冷剂的流量，并且流量调节阀42的阀开度被调节成使得足量致冷剂流到冷却部30以冷却EV设备31。流量调节阀43完全打开以使流过致冷剂管路24的致冷剂的压力损失最小。三通阀41的打开/关闭状态被切换成使得致冷剂管路22a和致冷剂管路71彼此流体连通且致冷剂管路22b与致冷剂管路22a和71两者都不流体连通。

开闭阀37打开，并且致冷剂管路34被设定在流体连通状态。开闭阀38关闭，并且致冷剂管路35被阻断。开闭阀52关闭，并且连通管路51被阻断。选择阀36和开闭阀52的打开/关闭状态被切换成使得从冷却部30流出的致冷剂流到致冷剂管路34且不流到致冷剂管路35和连通管路51。开闭阀64、77和78均打开，且致冷剂管路61、73和74被设定在流体连通状态。开闭阀44关闭，并且致冷剂管路25被阻断。

致冷剂经过通过由致冷剂管路21、22a、71、72、73、25、24、23、22b、61和29顺次连接压缩机12、热交换器13、膨胀阀76以及热交换器15和14而形成的致冷剂循环路径以在蒸气压缩式致冷循环10内循环。致冷剂还经过通过由致冷剂管路21、22a、71、72、74和26至29顺次连接压缩机12、热交换器13、膨胀阀76和热交换器18而形成的致冷剂循环路径以在蒸气压缩式致冷循环10内循环。经过膨胀阀76的致冷剂流到并行的热交换器15和14与热交换器18。

图7是示出在第三运转模式下蒸气压缩式致冷循环10内的致冷剂的状态的莫里尔图。在图7中，横轴表示致冷剂的比焓，而纵轴表示致冷剂的绝对压力。比焓的单位为kJ/kg，而绝对压力的单位为MPa。图中的曲线为致冷剂的饱和蒸气线和饱和液线。

图7除如图5所示的流入冷却部30以冷却EV设备31的致冷剂的热力学状态之外还示出当致冷剂在压缩机12中被绝热地压缩、在热交换器13中被冷凝、由膨胀阀76节流膨胀并在热交换器18中蒸发时致冷剂在蒸气压缩式致冷循环10内的各个点的热力学状态。冷却EV设备31的致冷剂的状态和从压缩机12到达膨胀阀76的致冷剂的状态与第二运转模式的那些状态相同，因此不重复其描述。下文将描述作为第三运转模式的特征的从膨胀阀76朝热交换器18流动的致冷剂的状态。

在膨胀阀76中减压并且温度降低的致冷剂流到致冷剂管路72。致冷剂从致冷剂管路72分支到致冷剂管路73和74，并且致冷剂的一部分经由致冷剂管路74和26流到热交换器18。在蒸气压缩式致冷循环10内循环的致冷剂的一部分分支出来并流到热交换器18，并且温度低于空调用空气的露点温度的处于湿蒸汽状态的致冷剂流入热交换器18的管中。热交换器18通过在热交换器18内流动的雾状致冷剂的气化而从导入成与热交换器18接触的空调用空气吸热，以由此降低空调用空气的温度。当致冷剂流过热交换器18的管时，致冷剂经由翅片将空调用空气的热作为蒸发潜热吸收而被加热并等压地蒸发。因而，致冷剂的干燥度增大。

致冷剂在热交换器18的出口处处于湿饱和蒸汽状态。此后，致冷剂流到蓄集器85。致冷剂液储存在蓄集器85中，并且仅气态致冷剂蒸汽被导入压缩机12。这样一来，防止了致冷剂液流入压缩机12。

在这样描述的第三运转模式下，流过管道90的空调用空气通过向热交换器18中的致冷剂放热而被冷却。当空调用空气的温度降低到露点温度以下时，空调用空气中包含的水蒸气冷凝，并且空调用空气中包含的水蒸气的量减小。此后，空调用空气在热交换器13中从致冷剂受热而被加热。在热交换器18中被冷却之后的空调用空气在热交换器13中被加热。这样一来，空调用空气的湿度下降。这样，干燥的空调用空气被导入车辆的车厢，因此除加热运转外还能对车厢除湿。

在第三运转模式下，空调用空气的温度一度在热交换器18中下降，因此加热性能与第二运转模式相比下降，但能有利地对车厢除湿。在搭载在车辆上的冷却系统1的情况下，用于例如车窗除雾的除湿功能必不可少。根据本实施例，能实现除加热和冷却功能外还包括除湿功能并能以简单的构型进一步适当冷却EV设备31的冷却系统1。

第四运转模式

图8是示出在第四运转模式下冷却系统1的运转的示意图。如图2A、图2B和图8所示，第四运转模式是在用于加热车辆的车厢的空调装置的运转期间用于对车厢除湿的除湿功能进一步改善的运转模式。

在第四运转模式下，要求致冷剂流过包括热交换器13的路径以加热车厢，因此压缩机12处于运转状态。流量调节阀42完全打开以使流过致冷剂管路23的致冷剂的压力损失最小。流量调节阀43完全关闭，且致冷剂管路24被阻断。三通阀41的打开/关闭状态被切换成使得致冷剂管路22a和致冷剂管路71彼此流体连通且致冷剂管路22b与致冷剂管路22a和71两者都不流体连通。

开闭阀37和38关闭，且致冷剂管路34和35被阻断。开闭阀52打开，且连通管路51被设定在流体连通状态。选择阀36和开闭阀52的打开/关闭状态被切换成使得从冷却部30流出的致冷剂流到连通管路51且不流到致冷剂管路34和致冷剂管路35。开闭阀78打开，并且致冷剂管路74被设定在流体连通状态。开闭阀44、64和77均关闭，且致冷剂管路25、61和73被阻断。

致冷剂经过通过由致冷剂管路21、22a、71、72、74和26至29顺次连接压缩机12、热交换器13、膨胀阀76和热交换器18而形成的致冷剂循环路径以在蒸气压缩式致冷循环10内循环。致冷剂还经过通过由致冷剂管路23、气液分离器80、致冷剂管路33、连通管路51和致冷剂管路22b将冷却部30连接到热交换器14而形成的致冷剂循环路径。

图9是示出图8所示的冷却系统1的一部分的构型的示意图。利用三通阀41、流量调节阀42和43以及开闭阀37、38、52和64的打开/关闭状态的上述设定，在冷却部30和热交换器14之间循环的致冷剂发生流动。亦即，闭合环形路径从热交换器14顺次经由致冷剂管路23、气液分离器80和致冷剂管路33延伸到冷却部30，并且进一步顺次经过连通管路51和致冷剂管路22并返回热交换器14。能使致冷剂经由该环形路径在热交换器14和冷却部30之间循环。

当致冷剂冷却EV设备31时，致冷剂接受来自EV设备31的蒸发潜热而蒸发。通过与EV设备31进行热交换而气化的致冷剂蒸汽顺次经由连通管路51和致冷剂管路22流到热交换器14。在热交换器14中，致冷剂蒸汽通过车辆的行驶风或来自冷却风扇的通风被冷却而冷凝。在热交换器14中液化的致冷剂液经由致冷剂管路23流到气液分离器80。在气液分离器80中分离出的液态致冷剂经由致冷剂管路33返回冷却部30。

以此方式，由经过冷却部30和热交换器14的环形路径形成其中EV设备31用作加热部且热交换器14用作冷却部的热管。因而，能将致冷剂供给到冷却部30而不需要压缩机12的动力，因此能可靠地冷却EV设备31。

图9示出地面100。用于冷却EV设备31的冷却部30在垂直于地面的竖直方向上配置在热交换器14的下方。在使致冷剂在热交换器14和冷却部30之间循环的环形路径中，冷却部30配置在下方，而热交换器14配置在上方。热交换器14配置在比冷却部30高的高度。

这种情况下，在冷却部30中被加热并气化的致冷剂蒸汽在环形路径内上行，到达热交换器14，在热交换器14中被冷却，冷凝成液态致冷剂，通过重力作用在环形路径内下行，并返回冷却部30。亦即，冷却部30、热交换器14以及连接它们的致冷剂路径形成了热虹吸热管。在热管运转期间，在热交换器14中液化的致冷剂的位势头影响致冷剂的循环量，因此，通过将热交换器14配置在比冷却部30高的高度，能提高从EV设备31到热交换器14的传热效率，并能进一步提高用于冷却EV设备31的冷却性能。因而，即使当蒸气压缩式致冷循环10停止时，也能在不增加动力的情况下更有效地冷却EV设备31。

图10是示出在第四运转模式下蒸气压缩式致冷循环10内的致冷剂的状态的莫里尔图。在图10中，横轴表示致冷剂的比焓，而纵轴表示致冷剂的绝对压力。比焓的单位为kJ/kg，而绝对压力的单位为MPa。图中的曲线为致冷剂的饱和蒸气线和饱和液线。

图10用实线示出也在图7中示出的从膨胀阀76朝热交换器18流动的致冷剂的热力学状态，并且还用虚线示出在由连接热交换器14、气液分离器80和冷却部30的致冷剂路径形成的闭环内循环的致冷剂的热力学状态。加热空调用空气并对其除湿的致冷剂的状态与第三运转模式相同，因此不重复其描述。下文将描述作为第四运转模式的特征的在热交换器14和冷却部30之间循环的致冷剂的状态。

流入热交换器14的致冷剂由于车辆的行驶风或来自冷却风扇的通风而在流过热交换器14的管时向周围放热而冷却以由此冷凝(液化)。通过在热交换器14中与外部空气进行的热交换，致冷剂的温度降低，并且致冷剂液化。在热交换器14中，致冷剂释放冷凝潜热而逐渐等压地液化成处于气液混合状态的湿蒸汽。处于气液两相状态的致冷剂经由致冷剂管路23流到气液分离器80，并在气液分离器80中分离成处于饱和蒸汽状态的致冷剂蒸汽和处于饱和液状态的致冷剂液。

处于饱和液状态的致冷剂从气液分离器80流出，经由致冷剂管路33流到冷却部30的冷却管路32，并冷却EV设备31。在冷却部30中，向在热交换器14中被冷凝并在气液分离器80中分离出的处于饱和液状态的液态致冷剂放热，以由此冷却EV设备31。致冷剂通过与EV设备31进行热交换而被加热，逐渐等压地蒸发，并且致冷剂的干燥度增大。典型地，在冷却部30中，致冷剂与EV设备31之间进行热交换，直至所有致冷剂都变成干饱和蒸汽。其一部分或全部通过与EV设备31进行热交换而气化的致冷剂从冷却部30流出并顺次经由连通管路51和致冷剂管路22返回热交换器14。

在图6所示的第三运转模式下，由膨胀阀76减压的低温、低压的致冷剂仅一部分流到热交换器18。与此相比，在第四运转模式下，由膨胀阀76减压的低温、低压的致冷剂全都流到热交换器18。由于流到热交换器18的致冷剂的量增大，加热性能与第三运转模式相比进一步下降；然而，能在热交换器18中进一步冷却空调用空气，因此用于对空调用空气除湿的除湿性能提高。通过以第四运转模式运转冷却系统1，能进一步对车厢内的空气除湿，因此能快速和可靠地执行除湿。

由压缩机12驱动的致冷剂不流到冷却部30；然而，使用热交换器14作为冷凝器并使用冷却部30作为蒸发器的环式热管工作以可靠地冷却EV设备31。不需要压缩机12的动力来冷却EV设备31，并且能在不使用动力的情况下冷却EV设备31。

因而，能实现包括更优良的除湿功能并能以简单构型进一步适当冷却EV设备31的冷却系统1。能无需动力地冷却EV设备31，因此能通过降低压缩机12的动力消耗来进一步改善动力节省和舒适性。

第五运转模式

图11是示出在第五运转模式下冷却系统1的运转的示意图。如图2A、图2B和图11所示，第五运转模式是在用于加热车辆的车厢的空调装置停止期间无需动力地冷却EV设备31的运转模式。

在第五运转模式下，车厢中的空调装置停止，并且不需要加热或冷却空调用空气，因此压缩机12处于停止状态。流量调节阀42完全打开以使流过致冷剂管路23的致冷剂的压力损失最小。流量调节阀43完全关闭，且致冷剂管路24被阻断。三通阀41的打开/关闭状态被切换成使得致冷剂管路22a和致冷剂管路71彼此流体连通且致冷剂管路22b与致冷剂管路22a和71两者都不流体连通。

开闭阀37和38关闭，且致冷剂管路34和35被阻断。开闭阀52打开，且连通管路51被设定在流体连通状态。选择阀36和开闭阀52的打开/关闭状态被切换成使得从冷却部30流出的致冷剂流到连通管路51且不流到致冷剂管路34和致冷剂管路35。开闭阀64关闭，并且致冷剂管路61被阻断。其它开闭阀44、77和78的打开/关闭状态被任意选择。

致冷剂经过通过由致冷剂管路23、气液分离器80、致冷剂管路33、连通管路51和致冷剂管路22b将冷却部30连接到热交换器14而形成的致冷剂循环路径。

与在第四运转模式的情况下一样，由经过冷却部30和热交换器14的环形路径形成其中EV设备31用作加热部且热交换器14用作冷却部的热管。能在不运转压缩机12的情况下使致冷剂经由该环形路径在热交换器14与冷却部30之间循环。

因此，即使当蒸气压缩式致冷循环10停止时，亦即，即使当用于车辆的冷却停止时，也能可靠地冷却EV设备31而不需要起动压缩机12。能无需动力地冷却EV设备31，并且不要求压缩机12始终运转以冷却EV设备31。这样一来，能通过降低压缩机的动力消耗来进一步改善动力节省和舒适性，且此外，由于延长了压缩机12的寿命，故能提高压缩机12的可靠性。

在冷却系统1以第四或第五运转模式运转期间，当由于闭环致冷剂路径内的致冷剂量的短缺而无法充分确保致冷剂的位势头时，压缩机12在三通阀41被切换成提供致冷剂管路22a与致冷剂管路22b之间的流体连通的状态下以强制方式运转成仅以短时间运转。通过强制运转，蓄积在热交换器13和18中的致冷剂被向上吸取并供给到闭环路径，闭环内的致冷剂量增加，从而确保热管中的致冷剂量。结果，能确保致冷剂的能保证冷却EV设备31所需的冷却性能的位势头，因此能增大热管中的热交换量，并且能避免EV设备31由于致冷剂量的短缺而冷却不充分的状况。

注意，在上述实施例中，以EV设备31为例说明了冷却搭载在车辆上的电气设备的冷却系统1。该电气设备并不限于所例述的电气设备，例如逆变器和电动发电机。该电气设备可以是任意电气设备，只要该电气设备在作动时发热即可。在存在多个要冷却的电气设备的情况下，该多个电气设备理想地具有共同的冷却目标温度范围。冷却目标温度范围是供电气设备作动的适当温度范围。

此外，由根据本发明的实施例的冷却系统1冷却的发热源并不限于搭载在车辆上的电气设备；而是，所述发热源可以是任意发热设备或者可以是任意设备的发热部分。

上文描述了根据本发明的实施例；然而，上述实施例应被视为在任何方面都仅仅是例述性的而非限制性的。本发明的范围不是由以上说明而是由所附权利要求指定，且意图包括与所附权利要求的范围等同的含义和范围内的所有变型。

根据本发明的冷却系统可特别有利地适用于在配备有诸如电动发电机和逆变器的电气设备的车辆(如混合动力车辆、燃料电池车辆和电动车辆)中利用用于冷却车厢的蒸气压缩式致冷循环来冷却电气设备。

Claims (6)

1.一种冷却发热源的冷却系统，包括：

压缩机，所述压缩机构造成压缩在所述冷却系统中循环的致冷剂；

第一热交换器，所述第一热交换器构造成在所述致冷剂和外部空气之间进行热交换；

第二热交换器，所述第二热交换器构造成在所述致冷剂和外部空气之间进行热交换；

第一减压器，所述第一减压器构造成使所述致冷剂减压；

第三热交换器，所述第三热交换器构造成在所述致冷剂和空调用空气之间进行热交换；

蓄液器，所述蓄液器构造成储存在所述第一热交换器或所述第二热交换器中被冷凝的处于液相的所述致冷剂；

冷却部，所述冷却部构造成利用处于液相的所述致冷剂来冷却所述发热源；

第一选择阀，所述第一选择阀构造成在所述致冷剂从所述第一热交换器经由所述蓄液器朝所述冷却部的流动和所述致冷剂从所述第二热交换器经由所述蓄液器朝所述冷却部的流动之间切换；

第一管路，所述第一管路提供所述第一热交换器与所述蓄液器之间的流体连通；

第二管路，所述第二管路提供所述第二热交换器与所述蓄液器之间的流体连通；

第三管路，处于液相的所述致冷剂从所述蓄液器经所述第三管路朝所述冷却部流动；

设置在所述第一管路中的第一流量调节阀，所述第一流量调节阀构造成调节流过所述冷却部的所述致冷剂的流量；

设置在所述第二管路中的第二流量调节阀，所述第二流量调节阀构造成调节流过所述冷却部的所述致冷剂的流量；

第四管路，所述第四管路提供所述冷却部的出口侧与所述第一热交换器和所述第一流量调节阀之间的所述第一管路之间的流体连通；

第五管路，所述第五管路提供所述冷却部的出口侧与所述第二热交换器和所述第二流量调节阀之间的所述第二管路之间的流体连通；和

第二选择阀，所述第二选择阀构造成在所述致冷剂从所述冷却部经由所述第四管路朝所述第一热交换器的流动和所述致冷剂从所述冷却部经由所述第五管路朝所述第二热交换器的流动之间切换。

2.根据权利要求1所述的冷却系统，还包括：

第六管路，所述第六管路与所述第一管路一起构成流入所述第一热交换器或从所述第一热交换器流出的所述致冷剂的路径；

连通管路，所述连通管路提供所述冷却部的出口侧与所述第六管路之间的流体连通；和

开闭阀，所述开闭阀构造成开启或关闭所述连通管路。

3.根据权利要求2所述的冷却系统，其中

所述发热源配置在所述第一热交换器的下方。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的冷却系统，其中

所述第一热交换器具有比所述第二热交换器高的用于从所述致冷剂放热的散热性能。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的冷却系统，还包括：

内部冷凝器，所述内部冷凝器相对于所述第三热交换器配置在所述空调用空气流的下游侧，所述内部冷凝器构造成从在所述压缩机中被压缩的所述致冷剂向所述空调用空气传热以加热所述空调用空气。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的冷却系统，还包括：

第二减压器，所述第二减压器设置在从所述压缩机经由所述第一选择阀流到所述第二热交换器的所述致冷剂的路径中，所述第二减压器构造成使所述致冷剂减压；和

分支管路，所述分支管路构造成使在所述第二减压器中减压的所述致冷剂的一部分分支出来，所述分支管路使所述致冷剂的该部分流到所述第三热交换器。