CN113748504A - 热输送介质及使用了该热输送介质的热输送系统 - Google Patents

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中村健二
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Abstract

热输送系统将在制冷循环装置(10)循环的制冷剂的冷热向电气设备(33～35)输送。热输送介质用于热输送系统。热输送介质含有低级醇和水，该低级醇是甲醇和乙醇中的至少任一种。

Description

热输送介质及使用了该热输送介质的热输送系统
关联申请的相互参照
本申请基于2019年3月26日申请的日本专利申请2019-58287号、2019年3月26日申请的日本专利申请2019-58288号、2019年3月26日申请的日本专利申请2019-58289号、2019年3月26日申请的日本专利申请2019-58290号，在此引用其记载内容。
技术领域
本发明涉及一种热输送介质、及通过热输送介质输送热的热输送系统。
背景技术
专利文献1记载了通过冷机使制冷循环的制冷剂与低温冷却水回路的低温冷却水进行热交换，从而冷却低温冷却水的装置。在该装置中，作为低温冷却水，使用了乙二醇水溶液等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-110898号公报
但是，乙二醇水溶液在低温时粘度变高，因此低温冷却水回路的压力损失变大。因此，会导致用于使低温冷却水循环的泵动力的增大。
发明内容
本发明鉴于上述点，其目的在于抑制热输送介质的低温下的粘度增大。
为了达成上述目的，本发明的一方式的热输送介质用于热输送系统，该热输送系统将在制冷循环装置循环的制冷剂的冷热向电气设备输送，该热输送介质含有低级醇和水，该低级醇是甲醇和乙醇中的至少任一种。
这样，通过使用含有作为甲醇和乙醇中的至少任一种的低级醇和水的热输送介质，能够抑制低温环境下的粘度增大。
附图说明
图1是表示第一实施方式的热输送系统的结构的图。
图2是表示第一实施方式中的第二冷却器的主视图。
图3是表示第一实施方式的实施例和比较例中的温度与动粘度的关系的特性图。
图4是表示第一实施方式的第二冷却器中的低温侧热输送介质的压力损失与热传递率比的关系的特性图。
图5是表示第二冷却器内部的温度状态的说明图。
图6是表示第二实施方式的实施例和比较例1～3中的凝固点和沸点的说明图。
图7是表示第三实施方式的实施例和比较例1～3中的凝固点和沸点的说明图。
图8是表示第四实施方式的实施例1和比较例1中的温度与动粘度的关系的特性图。
图9是表示第四实施方式的实施例2和比较例2中的电传导率的曲线图。
具体实施方式
以下，参照附图，对用于实施本发明的多个方式进行说明。在各实施方式中，可能对与在先的实施方式中说明过的事项对应的部分标注相同的参照符号并省略重复的说明。在各实施方式中仅对结构的一部分进行说明的情况下，对于结构的其他部分，能够应用在先说明过的其他实施方式。除了在各实施方式中具体地明示了能够组合的部分彼此的组合之外，只要组合没有特别的障碍，即使未明示也能够将实施方式彼此部分地进行组合。
(第一实施方式)
以下，基于附图，对本发明的第一实施方式进行说明。本实施方式的热输送系统搭载于从行驶用电动机获得车辆行驶用的驱动力的电动汽车。热输送系统也可以搭载于从发动机(换言之，内燃机)和行驶用电动机获得车辆行驶用的驱动力的混合动力汽车。本实施方式的热输送系统作为进行车室内空间的温度调整的空调装置发挥功能，也作为进行搭载于车辆的电池33等的温度调整的温调装置发挥功能。
如图1所示，热输送系统具有：制冷循环装置10、作为高温侧热输送介质回路的高温介质回路20以及作为热输送介质回路的低温介质回路30。在高温介质回路20和低温介质回路30中，通过热输送介质进行热的输送。低温介质回路30的热输送介质的温度比高温介质回路20的热输送介质低。因此，也可以将高温介质回路20的热输送介质称作高温侧热输送介质、将低温介质回路30的热输送介质称作低温侧热输送介质。
制冷循环装置10是蒸气压缩式制冷机，具有供制冷剂循环的制冷剂循环流路11。制冷循环装置10作为将低温介质回路30的低温侧热输送介质的热汲取到制冷剂的热泵发挥功能。
在本实施方式的制冷循环装置10中，使用氟利昂系制冷剂作为制冷剂，并构成高压侧制冷剂压力不会超过制冷剂的临界压力的亚临界制冷循环。在制冷剂循环流路11配置有：压缩机12、作为加热用热交换器的冷凝器13、膨胀阀14以及作为冷却用热交换器的热输送介质用蒸发器15。
压缩机12是通过从电池33供给的电力驱动的电动压缩机，吸入制冷剂并压缩后排出。冷凝器13通过使从压缩机12排出的高压侧制冷剂与高温介质回路20的热输送介质进行热交换来使高压侧制冷剂冷凝的高压侧热交换器。在冷凝器13中，通过制冷循环装置10的高压侧制冷剂来加热高温介质回路20的热输送介质。
膨胀阀14是使从冷凝器13流出的液相制冷剂减压膨胀的减压部。膨胀阀14是具有感温部，并通过膜片等机械性机构驱动阀芯的机械式的温度式膨胀阀。
热输送介质用蒸发器15是通过使从膨胀阀14流出的低压制冷剂与低温介质回路30的热输送介质进行热交换来使低压制冷剂蒸发的低压侧热交换器。在热输送介质用蒸发器15蒸发后的气相制冷剂被吸入压缩机12而被压缩。
热输送介质用蒸发器15是通过制冷循环装置10的低压制冷剂冷却低温介质回路30的热输送介质的冷机。在热输送介质用蒸发器15中，使制冷循环装置10的制冷剂吸收低温介质回路30的热输送介质的热。
高温介质回路20具有供高温侧热输送介质循环的高温侧循环流路21。作为高温侧热输送介质，能够使用乙二醇系的防冻液(LLC)等。高温侧热输送介质被封入构成高温侧循环流路21的配管内。本实施方式的高温介质回路20是没有设置在高温侧热输送介质的压力超过规定值的情况下开放的压力调整阀的密闭式。即，本实施方式的高温介质回路20被密闭。
在高温侧循环流路21配置有高温侧泵22、加热器芯23以及冷凝器13。
高温侧泵22吸入并排出在高温侧循环流路21循环的热输送介质。高温侧泵22是电动式的泵。高温侧泵22调整在高温介质回路20循环的热输送介质的流量。
加热器芯23是使高温介质回路20的热输送介质与向车室内吹送的空气进行热交换从而加热向车室内吹送的空气的空气加热用热交换器。在加热器芯23中，通过热输送介质加热向车室内吹送的空气。
由加热器芯23加热后的空气向车室内供给，从而进行车室内的制热。基于加热器芯23的制热主要在冬季进行。在本实施方式的热输送系统中，由低温介质回路30的低温侧热输送介质吸收的外气的热通过制冷循环装置10而被高温介质回路20的高温侧热输送介质汲取，并用于室内的制热。
低温介质回路30具有供低温侧热输送介质循环的低温侧循环流路31。低温侧热输送介质被封入构成低温侧循环流路31的配管内。本实施方式的低温介质回路30是没有设置在低温侧热输送介质的压力超过规定值的情况下开放的压力调整阀的密闭式。即，本实施方式的低温介质回路30被密闭。此外，关于低温侧热输送介质将在之后叙述。
在低温侧循环流路31配置有低温侧泵32、热输送介质用蒸发器15、电池33、逆变器34、电动发电机35以及室外热交换器36。在图1所示的例中，在低温侧热输送介质的流动方向上依次连接有电池33、逆变器34、电动发电机35、室外热交换器36、低温侧泵32，但不限于该连接顺序。另外，在图1所示的例中，电池33、逆变器34、电动发电机35、室外热交换器36、低温侧泵32串联地连接，但也可以将这些中的一个以上的设备与其他设备并联地连接。
低温侧泵32吸入并排出在低温侧循环流路31循环的热输送介质。低温侧泵32是电动式的泵。低温侧泵32调整在低温介质回路30循环的热输送介质的流量。
电池33是能够充放电的二次电池，能够使用例如锂离子电池。作为电池33，能够使用由多个电池元件构成的组电池。
电池33能够在车辆停车时充入从外部电源(换言之，商用电源)供给的电力。积蓄于电池33的电力不仅供给至行驶用电动机，还供给至以构成热输送系统的电动式结构设备为代表的各种车载设备。
逆变器34将从电池33供给的直流电力转换为交流电力而向电动发电机35输出。电动发电机35利用从逆变器34输出的电力产生行驶用驱动力，并且在减速中、下坡中产生再生电力。
室外热交换器36使低温介质回路30的热输送介质与外气进行热交换。通过未图示的室外送风机向室外热交换器36吹送外气。
电池33、逆变器34、电动发电机35是使用电工作的电气设备，在工作时发热。电池33、逆变器34、电动发电机35是通过低温侧热输送介质冷却的冷却对象设备。
在本实施方式的低温侧循环流路31设置有与电气设备33～35对应的冷却器37～39。第一冷却器37对应于电池33，第二冷却器38对应于逆变器34，第三冷却器39对应于电动发电机35。
低温侧热输送介质在冷却器37～39流通。电气设备33～35由在冷却器37～39流动的低温侧热输送介质冷却。
在第一冷却器37和第二冷却器38中，不经由其他热输送介质而通过低温侧热输送介质来冷却电池33和逆变器34。第三冷却器39是通过低温侧热输送介质来冷却在油回路40循环的油的油冷却器。油在电动发电机35的内部流动，由此进行电动发电机35的润滑和冷却。
在冷却器37～39中，进行从作为冷却对象设备的电池33、逆变器34以及电动发电机35向低温侧热输送介质的吸热。在室外热交换器36中，进行从外气向低温侧热输送介质的吸热。即，电池33、逆变器34、电动发电机35以及室外热交换器36是进行向低温侧热输送介质的吸热的被吸热设备。
接着，对第二冷却器38的具体结构进行说明。如图2所示，本实施方式的第二冷却器38是从两面对构成逆变器34的多个电子部件340进行冷却的层叠型的热交换器。
本实施方式的电子部件340具有从两面进行放热的两面放热结构。作为电子部件340，能够使用内置了IGBT等半导体元件和二极管的半导体模块。
第二冷却器38具备流路管381和连通部382。流路管381形成为扁平形状，并且构成使低温介质回路30的低温侧热输送介质流通的低温侧热输送介质流路。流路管381以从两面夹持电子部件340的方式多个层叠配置。
连通部382使多个流路管381彼此连通。连通部382分别与流路管381的长边方向的两端部连接。
在本实施方式中，电子部件340相对于流路管381中的各扁平面分别设置两个。设置于各扁平面的两个电子部件340分别在低温侧热输送介质的流动方向上串联地配置。
这里，将多个流路管381中的配置于层叠方向最外侧的流路管381作为外侧流路管3810。在第二冷却器38中的两个外侧流路管3810中的一方的外侧流路管3810的长边方向两端部分别设置有导入口383和排出口384。
导入口383是将低温侧热输送介质导入第二冷却器38的导入部。排出口384是将低温侧热输送介质从第二冷却器38排出的排出部。导入口383和排出口384通过钎焊与一方的外侧流路管3810接合。本实施方式的流路管381、连通部382、导入口383以及排出口384分别由铝构成。
从导入口383导入的低温侧热输送介质通过一方的连通部382，从流路管381的长边方向上的一方的端部流入各流路管381，并在各流路管381内朝向另一方的端部流动。并且，低温侧热输送介质通过另一方的连通部382而从排出口384排出。这样，在低温侧热输送介质在流路管381内流通的期间，在低温侧热输送介质与电子部件340之间进行热交换，从而冷却电子部件340。
接着，对低温侧热输送介质进行说明。低温侧热输送介质优选在低温下的粘性较低，冷却性能高。
在本实施方式中，作为低温侧热输送介质，使用含有甲醇和水的甲醇水溶液。在本实施方式中，在低温侧热输送介质中，使水量为甲醇量以上。即，水在甲醇水溶液中所占的比例为50％以上。
具体而言，是低温侧热输送介质中的甲醇与水的比按重量比为甲醇:水＝35:65～50:50。即，使低温侧热输送介质中的甲醇与水的比按重量比为35:65以上且50:50以下的范围。
这里，在图3中示出作为实施例的甲醇水溶液(甲醇:水＝35:65～50:50)和作为比较例的乙二醇系防冻液(LLC)中的温度与动粘度的关系。
如图3的实线所示，作为实施例的甲醇水溶液在-20℃下的动粘度为10.0mm2/s，在-35℃下的动粘度为24.2mm2/s。如图3的虚线所示，作为比较例的乙二醇系防冻液在-20℃下的动粘度为29.6mm2/s，在-35℃下的动粘度为89.5mm2/s。这样，甲醇水溶液能够确保低温下的低粘度。
这里，在图4中示出低温侧热输送介质的温度为25℃时的第二冷却器38中的低温侧热输送介质的压力损失和热传递率比的关系。图4的纵轴所示的热传递率比是指，使用比较例的乙二醇系防冻液作为低温侧热输送介质，并将第二冷却器38中的低温侧热输送介质的压力损失为35kPa时的热传递率表示为1.0的热传递率的值。
在图4中，用实线表示使用实施例的甲醇水溶液作为低温侧热输送介质的情况下的压力损失和热传递率比的关系。另外，在图4中，用虚线表示使用比较例的乙二醇系防冻液作为低温侧热输送介质的情况下的压力损失和热传递率比的关系。
如图4所示，在低温侧热输送介质为25℃这样的条件下，使用甲醇水溶液作为低温侧热输送介质的情况下，相对于使用乙二醇系防冻液作为低温侧热输送介质的情况，在相同的性能(即相同的热传递率)下，能够使压力损失减少50％。
这里，如图3所示，在25℃时，甲醇水溶液的动粘度为乙二醇系防冻液的动粘度的约1/2。与此相对，在-35℃时，甲醇水溶液的动粘度为乙二醇系防冻液的动粘度的约1/4。
因此，能够认为，在-35℃时，在使用甲醇水溶液作为低温侧热输送介质的情况下，相对于使用乙二醇系防冻液作为低温侧热输送介质的情况，能够使压力损失与50％相比进一步大幅减少。这样，当使用甲醇水溶液作为低温侧热输送介质时，能够将低温中的压力损失抑制地较低。
另外，如图4所示，在低温侧热输送介质为25℃这样的条件下，在使用甲醇水溶液作为低温侧热输送介质的情况下，相对于使用乙二醇系防冻液作为低温侧热输送介质的情况，在相同的压力损失下，能够使热传递率上升20％。这样，当使用甲醇水溶液作为低温侧热输送介质时，能够提高低温侧热输送介质的热传递率，能够提高冷却器37～39中的冷却性能。
本实施方式的低温侧热输送介质除了水和甲醇还含有防锈剂。防锈剂用于防止供低温侧热输送介质流动的配管的腐蚀。低温侧热输送介质中的防锈剂的浓度能够适当设定，但能够设为例如百分之几。
作为防锈剂，能够从例如脂肪族一元羧酸、芳香族一元羧酸、芳香族二羧酸或它们的盐、硼酸盐、硅酸盐、硅酸、磷酸盐、磷酸、亚硝酸盐、硝酸盐、钼酸盐、三唑以及噻唑中选择至少一种使用。
如以上说明的那样，在本实施方式中，使用含有甲醇和水的甲醇水溶液作为低温侧热输送介质。由此，与乙二醇系防冻液相比，能够抑制低温环境下的粘度增大。因此，即使在低温环境下，也能够抑制低温介质回路30中的压力损失的增大，能够抑制低温侧泵32的动力增大。
另外，在室外热交换器36中，将低温侧热输送介质的流路设置地窄等而容易进行小型化，能够提高设计的自由度。而且，由于通过室外热交换器36的低温侧热输送介质的流速提高，因此能够抑制室外热交换器36的结霜。
另外，由于能够抑制低温环境下的低温侧热输送介质的粘度增大，因此与乙二醇系防冻液相比，能够增大低温侧热输送介质的流量。其结果是，能够提高低温侧热输送介质的流速，能够进一步提高低温侧热输送介质的热传递率。而且，通过提高低温侧热输送介质的热传递率，能够提高包含室外热交换器36的设备整体的热通过率。
另外，在本实施方式中，将低温侧热输送介质所含的水量设为甲醇量以上。甲醇水溶液与乙二醇系防冻液相比，能将凝固点维持地较低，并且使水的比例更多。因此，在甲醇水溶液中，通过增加热容量较大的水的比例，能够增大低温侧热输送介质的热容量，能够进一步提高热传导率。
另外，通过增加甲醇水溶液中的水的比例，能够进一步降低低温侧热输送介质的粘度。而且，通过增加甲醇水溶液中的水的比例，能够降低低温侧热输送介质的成本。
但是，在由铝构成供低温侧热输送介质流动的配管的情况下，低温侧热输送介质所含的甲醇可能与构成配管的铝发生化学反应，而生成醇铝。由此，可能导致低温侧热输送介质所含的甲醇量减少，从而低温环境下的粘度增大抑制效果降低。即，可能导致冻结温度上升。
与此相对，通过像本实施方式那样使低温侧热输送介质所含的水量为甲醇量以上，增大低温侧热输送介质所含的水的比例，能够抑制醇铝的生成。由此，即使在由铝构成供低温侧热输送介质流动的配管的情况下，也能够可靠地抑制低温环境下的粘度增大。即，能够抑制冻结温度的上升。
另外，通过将低温侧热输送介质中的甲醇与水的比设为按重量比为35:65～50:50，能够将低温侧热输送介质的凝固点设为-35℃以下。因此，能够抑制冬季那样的低温环境下的低温侧热输送介质的冻结。
而且，通过使低温侧热输送介质含有防锈剂，能够抑制供低温侧热输送介质流动的配管的腐蚀。由此，能够提高热输送系统的耐久性。
(第二实施方式)
以下，基于附图，对本发明的第二实施方式进行说明。本第二实施方式的低温侧热输送介质优选低温下的粘性较低，且沸点较高。
在本实施方式中，作为低温侧热输送介质，使用含有甲醇、水以及沸点上升剂的甲醇水溶液。在本实施方式中，甲醇水溶液中沸点上升剂所占的比例小于50％。
作为沸点上升剂，能够使用对水和甲醇这两方具有相溶性、且沸点比水和甲醇的混合物高的物质。具体而言，作为沸点上升剂，能够使用醇、胺、醚、羧酸中的至少任一种。
作为醇，能够使用羟基为一个且碳原子数为三个以上的醇以及羟基为两个以上且碳原子数为两个以上的醇中的至少任一种。作为羟基为两个以上且碳原子数为两个以上的醇，能够使用例如乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇中的至少任一种。
作为胺，能够使用甲酰胺和甲胺中的至少任一种。作为醚，能够使用二甲醚、乙基甲醚、二乙醚、乙二醇醚中的至少任一种。作为羧酸，能够使用甲酸和醋酸中的至少任一种。
如图5所示，在逆变器34的电子部件340所产生的热经由流路管381的内壁面381a在流路管381内流动而向低温侧热输送介质传递。由此，流入到流路管381的低温侧热输送介质的温度上升。
此时，流路管381内的低温侧热输送介质流路中的与内壁面381a相对的部位的温度与其他部位的温度相比变高。即，流路管381内的低温侧热输送介质流路中的与内壁面381a相对的部位的温度成为最高。因此，流路管381的内壁面381a的温度事实上成为低温侧热输送介质的最高温度。因此，通过使低温侧热输送介质的沸点比流路管381的内壁面381a的温度高，能够抑制低温侧热输送介质在流路管381内沸腾。
特别是，在夏季这样的高温环境下，逆变器34的温度容易上升，从而第二冷却器38中的流路管381的内壁面381a的温度变高。因此，低温侧热输送介质的沸点优选为夏季时的流路管381的内壁面381a的温度(在本例中，约90℃)以上。另外，为了抑制在冬季那样的低温环境下冻结，低温侧热输送介质的凝固点优选为-35℃以下。
如图6所示，作为比较例1的无水甲醇的凝固点为-95℃、沸点为65℃。在作为比较例2的含有甲醇和水的甲醇水溶液(甲醇:水＝35:65)中，凝固点为-35℃、沸点为82℃。
与此相对，在作为实施例的含有甲醇、水以及沸点上升剂的甲醇水溶液(甲醇:水:沸点上升剂＝10:50:40)中，凝固点为-35℃、沸点为100℃。这样，含有甲醇、水以及沸点上升剂的甲醇水溶液能够确保高沸点和低凝固点。并且，在以高压将作为实施例的含有甲醇、水以及沸点上升剂的甲醇水溶液封入低温介质回路30的情况下，能够使甲醇水溶液的沸点进一步上升。
此外，作为比较例3的乙二醇系防冻液(乙二醇:水＝50:50)的凝固点为-35℃、沸点为107℃。但是，乙二醇系防冻液在-35℃下的动粘度比甲醇水溶液高，因此不能确保低温下的低粘度。
本实施方式的低温侧热输送介质除了水、甲醇以及沸点上升剂之外，还含有防锈剂。低温侧热输送介质中的防锈剂的浓度能够适当设定可能，但能够设为例如百分之几。作为防锈剂，能够使用与上述第一实施方式相同的防锈剂。
如以上说明的那样，在本实施方式中，作为低温侧热输送介质使用含有甲醇、水以及沸点上升剂的甲醇水溶液。由此，与乙二醇系防冻液相比，能够抑制低温环境下的粘度增大。因此，能够得到与上述第一实施方式相同的效果。
另外，通过使低温侧热输送介质含有沸点上升剂，能够使低温侧热输送介质的沸点上升。由此，即使低温侧热输送介质因热负荷而被加热，也能够抑制低温侧热输送介质在低温介质回路30中沸腾。因此，能够抑制在低温介质回路30的一部分不存在液相的低温侧热输送介质的状态即过早干燥的发生。由此，在热输送介质用蒸发器15中，能够稳定地进行低压制冷剂与低温侧热输送介质的热交换。
另外，在本实施方式中，将低温介质回路30设为密闭式。由此，能够以高压将低温侧热输送介质封入低温介质回路30，因此能够使低温侧热输送介质的沸点进一步上升。
另外，在本实施方式中，使低温侧热输送介质含有防锈剂。由此，能够抑制供低温侧热输送介质流动的配管的腐蚀，因此能够提高热输送系统的耐久性。而且，能够通过沸点上升效果使低温侧热输送介质的沸点上升。
(第三实施方式)
以下，基于附图，对本发明的第三实施方式进行说明。本第三实施方式的低温侧热输送介质优选低温下的粘性较低且沸点较高。
在本实施方式中，作为低温侧热输送介质，使用含有乙醇和水的乙醇水溶液。在本实施方式中，在低温侧热输送介质中，将水量设为乙醇量以上。即，乙醇水溶液中水所占的比例为50％以上。
具体而言，将低温侧热输送介质中的乙醇与水的比设为按重量比为乙醇:水＝35:65～50:50。即，将低温侧热输送介质中的乙醇与水的比设为按重量比为35:65以上且50:50以下的范围。另外，优选将低温侧热输送介质中的乙醇与水的比设为按重量比为乙醇:水＝43:57～50:50。
如图7所示，作为比较例1的无水甲醇的凝固点为-95℃、沸点为65℃。在作为比较例2的含有甲醇和水的甲醇水溶液(甲醇:水＝35:65)中，凝固点为-35℃、沸点为82℃。
与此相对，在作为实施例的含有乙醇和水的乙醇水溶液(乙醇:水＝45:55)中，凝固点为-35℃、沸点为82℃。这样，乙醇水溶液能够确保与比较例2相同的高沸点和低凝固点。
并且，根据本实施例，由于使用乙醇作为凝固点下降剂，因此与比较例2相比安全性较高。因此，与比较例2相比，在进行冷却水的输送/补充的场景下，能够容易地进行冷却水的处理。除此之外，在以高压将乙醇水溶液封入低温介质回路30的情况下，能够使乙醇水溶液的沸点进一步上升。
此外，作为比较例3的乙二醇系防冻液(乙二醇:水＝50:50)的凝固点为-35℃、沸点为107℃。但是，乙二醇系防冻液的-35℃下的动粘度与乙醇水溶液相比较高，因此不能确保低温下的低粘度。
本实施方式的低温侧热输送介质除了水和乙醇之外还含有防锈剂。低温侧热输送介质中的防锈剂的浓度能够适当设定，但能够设为例如百分之几。作为防锈剂，能够使用与上述第一实施方式相同的防锈剂。
如以上说明的那样，在本实施方式中，使用含有乙醇和水的乙醇水溶液作为低温侧热输送介质。由此，与乙二醇系防冻液相比，能够抑制低温环境下的粘度增大。因此，能够得到与上述第一实施方式相同的效果。
另外，通过使用乙醇水溶液作为低温侧热输送介质，能够使低温侧热输送介质的沸点上升。具体而言，能够使低温侧热输送介质的沸点为夏季中的流路管381的内壁面381a的温度以上。
由此，即使低温侧热输送介质因热负荷而被加热，也能够抑制低温侧热输送介质在低温介质回路30(具体而言，第二冷却器38的流路管381)中沸腾。因此，能够抑制低温介质回路30的一部分中不存在液相的低温侧热输送介质的状态即过早干燥的发生。由此，在热输送介质用蒸发器15中，能够稳定地进行低压制冷剂与低温侧热输送介质的热交换。
另外，在本实施方式中，将低温侧热输送介质所含的水量设为乙醇量以上。乙醇水溶液与乙二醇系防冻液相比，能够将凝固点维持地较低，并且增大水的比例。因此，在乙醇水溶液中，能够增大热容量较大的水的比例，能够增大低温侧热输送介质的热容量，能够进一步提高热传导率。
另外，通过增大乙醇水溶液中的水的比例，能够进一步降低低温侧热输送介质的粘度。并且通过增大乙醇水溶液中的水的比例，能够降低低温侧热输送介质的成本。
但是，在供低温侧热输送介质流动的配管由铝构成的情况下，低温侧热输送介质所含的乙醇可能与构成配管的铝发生化学反应，从而生成醇铝。由此，可能导致低温侧热输送介质所含的乙醇量减少，从而低温环境下的粘度增大抑制效果降低。即，可能导致冻结温度上升。
与此相对，通过像本实施方式那样将低温侧热输送介质所含的水量设为乙醇量以上，增大低温侧热输送介质所含的水的比例，能够抑制醇铝的生成。由此，即使在由铝构成供低温侧热输送介质流动的配管的情况下，也能够可靠地抑制低温环境下的粘度增大。即，能够抑制冻结温度的上升。
另外，通过将低温侧热输送介质中的乙醇与水的比设为按重量比为43:57～50:50，能够使低温侧热输送介质的凝固点为-35℃以下。因此，能够抑制冬季那样的低温环境下的低温侧热输送介质的冻结。
另外，在本实施方式中，使低温侧热输送介质含有防锈剂。由此，能够抑制供低温侧热输送介质流动的配管的腐蚀，从而能够提高热输送系统的耐久性。而且，能够通过沸点上升效果使低温侧热输送介质的沸点上升。
另外，在本实施方式中，将低温介质回路30设为密闭式。由此，能够以高压将低温侧热输送介质封入低温介质回路30，因此能够使低温侧热输送介质的沸点进一步上升。
(第四实施方式)
以下，基于附图，对本发明的第四实施方式进行说明。本第四实施方式的低温侧热输送介质优选低温下的粘性较低且导电性较低。
本实施方式的低温侧热输送介质含有作为甲醇和乙醇中的至少任一种的低级醇、水以及非离子系防锈剂。以下，在本说明书中，将甲醇和乙醇中的至少任一种称作低级醇。
这里，甲醇的融点为-97℃、沸点为64.5℃。乙醇的融点为-114℃、沸点为78.3℃。作为低级醇，根据使用环境等从甲醇和乙醇中适当选择具有适当性质的醇即可。
在本实施方式中，在低温侧热输送介质中，将水量设为低级醇量以上。即，低温侧热输送介质中水所占的比例为50％以上。
具体而言，将低温侧热输送介质中的低级醇与水的比设为按重量比为低级醇:水＝35:65～50:50。即，将低温侧热输送介质中的低级醇与水的比设为按重量比为35:65以上且50:50以下的范围。
这里，在图8中示出作为实施例1的甲醇水溶液(甲醇:水＝35:65～50:50)和作为比较例1的乙二醇系防冻液(LLC)中的温度与动粘度的关系。
如图8的实线所示，作为实施例1的甲醇水溶液在20℃下的动粘度为10.0mm2/s、在-35℃下的动粘度为24.2mm2/s。如图8的虚线所示，作为比较例1的乙二醇系防冻液在-20℃下的动粘度为29.6mm2/s、在-35℃下的动粘度为89.5mm2/s。这样，甲醇水溶液能够确保低温下的低粘度。同样地，即使是乙醇水溶液也能够确保低温下的低粘度。
低温侧热输送介质所含的非离子系防锈剂用于防止供低温侧热输送介质流动的配管的腐蚀。低温侧热输送介质中的非离子系防锈剂的浓度能够适当设定，但能够设为例如百分之几。而且，非离子系防锈剂即使溶于水也不表现离子性，因此能够抑制低温侧热输送介质的导电性的上升。
作为非离子系防锈剂，能够使用Si醚及/或三唑系的防锈剂。通过使用Si醚作为非离子系防锈剂，能够在铝的表面形成覆膜。通过使用三唑作为非离子系防锈剂，能够在铜的表面形成覆膜。
作为Si醚，能够使用由下述的一般式(1)表示的物质。
[化1]
Figure BDA0003273264450000131
一般式(1)中、R1～R4分别独立地表示置换基。R1～R4优选非水溶性的置换基。由此，能够使由Si醚形成的覆膜具有防水性，能够阻碍水吸附于铝制的配管表面。因此，能够有效地抑制配管的腐蚀。一般式(1)中，作为R1～R4，能够采用例如烃基、将烃基的氢原子置换为卤素原子的卤代烃基。
图9是表示实施例2和比较例2的低温侧热输送介质中的电传导率的曲线图。在实施例2中，使用本实施方式的非离子系防锈剂(即，Si醚及/或三唑系的防锈剂)作为防锈剂。在比较例2中，使用作为离子系防锈剂的癸二酸作为防锈剂。
如图9所示，在使用非离子系防锈剂作为防锈剂的情况下，与使用离子系防锈剂作为防锈剂的情况相比，能够得到较低的电传导率。
如以上说明的那样，在本实施方式中，作为低温侧热输送介质，使用含有作为甲醇和乙醇中的至少一种的低级醇、水以及非离子系防锈剂的低级醇水溶液。由此，与乙二醇系防冻液相比，能够抑制低温环境下的粘度增大。因此，能够得到与上述第一实施方式相同的效果。
另外，在本实施方式中，使低温侧热输送介质含有非离子系防锈剂。通过使低温侧热输送介质含有防锈剂，能够抑制供低温侧热输送介质流动的配管的腐蚀。由此，能够提高热输送系统的耐久性。
而且，通过使用非离子系防锈剂作为防锈剂，与使用离子系防锈剂作为防锈剂的情况相比，能够确保热输送介质的低导电性。其结果是，不需要对热输送系统实施大规模的绝缘措施。
另外，在本实施方式中，使低温侧热输送介质所含的水量为低级醇量以上。甲醇水溶液、乙醇水溶液与乙二醇系防冻液相比，能够将凝固点维持地较低，并且增大水的比例。因此，在低温侧热输送介质中，通过增大热容量较大的水的比例，能够增大低温侧热输送介质的热容量，能够进一步提高热传导率。
另外，通过增大低温侧热输送介质中的水的比例，能够进一步降低低温侧热输送介质的粘度。并且，通过增大低温侧热输送介质中的水的比例，能够降低低温侧热输送介质的成本。
但是，在由铝构成供低温侧热输送介质流动的配管的情况下，低温侧热输送介质所含的甲醇、乙醇可能与构成配管的铝发生化学反应，从而生成醇铝。由此，可能导致低温侧热输送介质所含的低级醇量减少，从而低温环境下的粘度增大抑制效果降低。即，可能导致冻结温度上升。
与此相对，通过像本实施方式那样将低温侧热输送介质所含的水量设为低级醇量以上，增大低温侧热输送介质所含的水的比例，能够抑制醇铝的生成。由此，即使在由铝构成供低温侧热输送介质流动的配管的情况下，也能够可靠地抑制低温环境下的粘度增大。即，能够抑制冻结温度的上升。
另外，通过将低温侧热输送介质中的低级醇与水的比设为按重量比为35:65～50:50，能够使低温侧热输送介质的凝固点比使用环境下的最低温度低。因此，能够抑制冬季那样的低温环境下的低温侧热输送介质的冻结。
本发明不限于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够像例如以下那样进行各种变形。
例如，在上述第一实施方式中，将甲醇水溶液用于低温介质回路30的低温侧热输送介质，但不限于此，也可以将甲醇水溶液用作高温介质回路20的高温侧热输送介质。在该情况下，能够在高温介质回路20与低温介质回路30中使热输送介质共同化。
另外，在上述第二实施方式中，将含有甲醇、水以及沸点上升剂的甲醇水溶液用于低温介质回路30的低温侧热输送介质但不限于此，也可以将甲醇水溶液用于高温介质回路20的高温侧热输送介质。在该情况下，能够在高温介质回路20与低温介质回路30中使热输送介质共同化。
另外，在上述第三实施方式中，将含有乙醇和水的乙醇水溶液用于低温介质回路30的低温侧热输送介质，但不限于此，也可以将乙醇水溶液用于高温介质回路20的高温侧热输送介质。在该情况下，能够在高温介质回路20与低温介质回路30中使热输送介质共同化。
另外，在上述第四实施方式中，将含有低级醇、水以及非离子系防锈剂的低级醇水溶液用于低温介质回路30的低温侧热输送介质，但不限于此，也可以将低级醇水溶液用于高温介质回路20的高温侧热输送介质。在该情况下，能够在高温介质回路20与低温介质回路30中使热输送介质共同化。
另外，在上述各实施方式中，对将第三冷却器39作为通过低温侧热输送介质来冷却在油回路40循环的油的油冷却器的例进行了说明，但不限于该方式。例如，也可以将第三冷却器39构成为不经由其他热输送介质(例如油)而通过低温侧热输送介质来冷却电动发电机35。
以实施例为基准对本发明进行了记述，但应当理解本发明不限于该实施例、结构。本发明还包含各种变形例、均等范围内的变形。除此之外，各种组合、方式、进而使它们进一步包含仅一个要素、其以上或其以下的其他组合、方式也纳入于本发明的范畴、思想范围。
(本发明的实施方式的概要)
本发明的第一方式的热输送介质用于将在制冷循环装置循环的制冷剂的冷热向电气设备输送的热输送系统，含有低级醇和水，该低级醇是甲醇和乙醇中的至少任一种。
本发明的第二方式的热输送系统具备：制冷循环装置，该制冷循环装置供制冷剂循环；热输送介质回路，该热输送介质回路供热输送介质循环；冷却用热交换器，该冷却用热交换器使制冷剂与热输送介质进行热交换，从而冷却热输送介质；以及电气设备，该电气设备设置于热输送介质回路，并被热输送介质吸热，热输送介质含有甲醇和水。
根据第二方式，通过使用含有甲醇和水的甲醇水溶液作为热输送介质，能够抑制低温环境下的粘度增大。
本发明的第三方式的热输送系统具备：制冷循环装置，该制冷循环装置供制冷剂循环；热输送介质回路，该热输送介质回路供热输送介质循环；冷却用热交换器，该冷却用热交换器使制冷剂与热输送介质进行热交换，从而冷却热输送介质；以及电气设备，该电气设备设置于热输送介质回路，并使热输送介质吸热，热输送介质是含有甲醇、水以及沸点上升剂的甲醇水溶液。
根据第三方式，通过使用含有甲醇、水以及沸点上升剂的甲醇水溶液作为热输送介质，能够抑制低温环境下的粘度增大，还能够抑制热输送介质的沸腾。
本发明的第四方式的热输送系统具备：制冷循环装置，该制冷循环装置供制冷剂循环；热输送介质回路，该热输送介质回路供热输送介质循环；冷却用热交换器，该冷却用热交换器使制冷剂与热输送介质进行热交换，从而冷却热输送介质；以及电气设备，该电气设备设置于热输送介质回路，并使热输送介质吸热，热输送介质是含有乙醇和水的乙醇水溶液。
根据第四方式，通过使用含有乙醇和水的乙醇水溶液作为热输送介质，能够抑制低温环境下的粘度增大，还能够抑制热输送介质的沸腾。
本发明的第五方式的热输送系统具备：制冷循环装置，该制冷循环装置供制冷剂循环；热输送介质回路，该热输送介质回路供热输送介质循环；冷却用热交换器，该冷却用热交换器使制冷剂与热输送介质进行热交换，从而冷却热输送介质；以及电气设备，该电气设备设置于热输送介质回路，并被热输送介质吸热，热输送介质含有作为甲醇和乙醇中的至少任一种的低级醇、水以及非离子系防锈剂。
根据第五方式，通过使用含有作为甲醇和乙醇中的至少任一种的低级醇、水以及非离子系防锈剂的低级醇水溶液作为热输送介质，能够抑制低温环境下的粘度增大。另外，通过使用非离子系防锈剂作为防锈剂，能够确保热输送介质的低导电性。

Claims (20)

1.一种热输送介质，其特征在于，
用于热输送系统，该热输送系统将在制冷循环装置(10)循环的制冷剂的冷热向电气设备(33～35)输送，
所述热输送介质含有低级醇和水，该低级醇是甲醇和乙醇中的至少任一种。
2.根据权利要求1所述的热输送介质，其特征在于，
含有作为所述低级醇的甲醇和水。
3.根据权利要求2所述的热输送介质，其特征在于，
水量为甲醇量以上。
4.根据权利要求2或3所述的热输送介质，其特征在于，
甲醇与水的比按重量比为35:65～50:50。
5.根据权利要求1所述的热输送介质，其特征在于，
含有作为所述低级醇的甲醇、水以及沸点上升剂。
6.根据权利要求5所述的热输送介质，其特征在于，
所述沸点上升剂是对水和甲醇都具有相溶性且沸点比水和甲醇的混合物高的物质。
7.根据权利要求6所述的热输送介质，其特征在于，
所述沸点上升剂是醇、胺、醚、羧酸中的至少一种。
8.根据权利要求5～7中任一项所述的热输送介质，其特征在于，
所述沸点上升剂的比例小于50％。
9.根据权利要求1所述的热输送介质，其特征在于，
含有作为所述低级醇的乙醇和水。
10.根据权利要求9所述的热输送介质，其特征在于，
水量为乙醇量以上。
11.根据权利要求9或10所述的热输送介质，其特征在于，
乙醇与水的比按重量比为35:65～50:50。
12.根据权利要求2～11中任一项所述的热输送介质，其特征在于，
含有防锈剂。
13.根据权利要求1所述的热输送介质，其特征在于，
含有作为所述低级醇的甲醇和乙醇中的至少一种、水以及非离子系防锈剂。
14.根据权利要求13所述的热输送介质，其特征在于，
所述非离子系防锈剂是Si醚及/或三唑系。
15.根据权利要求13或14所述的热输送介质，其特征在于，
水量为所述低级醇量以上。
16.根据权利要求13～15中任一项所述的热输送介质，其特征在于，
所述低级醇与水的比按重量比为35:65～50:50。
17.一种热输送系统，其特征在于，具备：
所述制冷循环装置(10)；
热输送介质回路(30)，该热输送介质回路供热输送介质循环；以及
冷却用热交换器(15)，该冷却用热交换器使所述制冷剂与所述热输送介质进行热交换，从而冷却所述热输送介质，
所述电气设备设置于所述热输送介质回路，并且被所述热输送介质吸热，
作为所述热输送介质，使用权利要求1～16中任一项所述的热输送介质。
18.根据权利要求17所述的热输送系统，其特征在于，
所述热输送介质回路被密闭。
19.一种热输送系统，其特征在于，具备：
所述制冷循环装置(10)；
热输送介质回路(30)，该热输送介质回路供热输送介质循环；以及
冷却用热交换器(15)，该冷却用热交换器使所述制冷剂与所述热输送介质进行热交换，从而冷却所述热输送介质，
所述电气设备设置于所述热输送介质回路，并且被所述热输送介质吸热，
所述热输送系统具备：
高温侧热输送介质回路(20)，该高温侧热输送介质回路供温度比所述热输送介质高的高温侧热输送介质循环；以及
加热用热交换器(13)，该加热用热交换器使所述制冷剂与所述高温侧热输送介质进行热交换，从而加热所述高温侧热输送介质，
作为所述热输送介质和所述高温侧热输送介质，使用权利要求5～12中任一项所述的热输送介质。
20.根据权利要求19所述的热输送系统，其特征在于，
所述高温侧热输送介质回路被密闭。
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