CN116194319A - 温度调节系统 - Google Patents
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Abstract
温度调节系统(1)具备:冷冻循环回路(50),具有第一压缩器(52)、释放冷却剂的热的散热器(53)、使冷却剂膨胀的第一膨胀阀(54)、使用膨胀的冷却剂而进行热交换的冷却器(55)、和使冷却剂气液分离并将气相冷却剂向第一压缩器供给的气液分离器(56);第一冷却水回路(60),具有将冷却水的热向外部释放的外部散热器(64);第二冷却水回路(70),在散热器中释放的冷却剂的热的作用下来在该第二冷却水回路(70)的内部流通的冷却水被加热;第三冷却水回路(80),通过与在冷却器内流动的冷却剂的热交换而在该第三冷却水回路(80)的内部流通的冷却水被冷却,并通过与该冷却水的热交换而调节温度被调节器(84)的温度;第一阀(91),连接或者分离使第一冷却水回路和第二冷却水回路连接或者分离;和第二阀(92),使第二冷却水回路和第三冷却水回路连接或者分离。
Description
技术领域
本发明涉及对温度被调节器的温度进行调节的温度调节系统。
背景技术
JP6206231B公开了一种车辆用热管理系统,其具有:具有冷却水冷却器而供给低温的冷却水的低温侧冷却水回路;具有冷却水加热器而供给高温的冷却水的高温侧冷却水回路;在从低温侧冷却水回路或者高温侧冷却水回路供给的冷却水和电池之间进行热交换的电池温度调节用热交换器;以及用于切换与电池温度调节用热交换器相连接的冷却水回路(低温侧冷却水回路或者高温侧冷却水回路)的第一切换阀和第二切换阀。
在上述的车辆用热交换器系统中,根据电池的充电状态、温度状态,切换向电池温度调节用热交换器供给冷却水的冷却水回路,由此对电池进行冷却和预热。
发明内容
然而,在JP6206231B的车辆用热交换系统中,用于切换两个冷却水回路的连接的第一切换阀和第二切换阀的结构复杂,因此系统整体复杂。
本发明的目的在于提供一种通过简单的结构来调节温度被调节器的温度的温度调节系统。
根据本发明的某一方式,用于调节温度被调节器的温度的温度调节系统具备:冷冻循环回路,其具有对冷却剂进行压缩的第一压缩器、释放在所述第一压缩器中被压缩的冷却剂的热的散热器、使在所述散热器中释放了热的冷却剂膨胀的第一膨胀阀、使用在所述第一膨胀阀中膨胀的冷却剂而进行热交换的冷却器、和使在所述冷却器中的热交换中所使用的冷却剂气液分离并将气相冷却剂向所述第一压缩机供给的气液分离器;第一冷却水回路,其具有将冷却水的热向外部释放的外部散热器;第二冷却水回路,其在所述散热器中被释放的冷却剂的热的作用下在该第二冷却水回路的内部流通的冷却水被加热;第三冷却水回路,其通过与在所述冷却器内流动的冷却剂的热交换而在该第三冷却水回路的内部流通的冷却水被冷却,并通过与该冷却水的热交换而调节所述温度被调节器的温度;第一阀,其使所述第一冷却水回路和所述第二冷却水回路连接或者分离;以及第二阀,其使所述第二冷却水回路和所述第三冷却水回路连接或者分离。
在上述方式中,通过第一阀和第二阀,使释放冷却水的热的第一冷却水回路、因冷冻循环回路而冷却水被加热的第二冷却水回路和因冷冻循环回路而冷却水被冷却的第三冷却水回路连接或者分离。由此,通过调节与温度被调节器进行热交换的冷却水的温度而能够调节温度被调节器的温度。第一阀和第二阀仅为进行切换而使各冷却水回路彼此连接或者分离的简单构造。因此,可以提供一种以简单的结构能够调节温度被调节器的温度的温度调节系统。
附图说明
图1为本发明的实施方式的温度调节系统的结构图。
图2为用于说明空调装置的制热模式的图。
图3为用于说明空调装置的制冷模式的图。
图4为用于说明温度调节系统的第一冷却模式的图。
图5为用于说明温度调节系统的加热模式的图。
图6为用于说明温度调节系统的第二冷却模式的图。
图7为用于说明温度调节系统的辅助制热模式的图。
图8为温度调节系统所具有的气液分离器的示意性结构图。
图9A为第一变形例的气液分离器的示意性结构图。
图9B为第一变形例的气液分离器的、与图9A的情况不同的模式下的示意性结构图。
图10A为第二变形例的气液分离器的示意性结构图。
图10B为第二变形例的气液分离器的、与图10A的情况不同的模式下的示意性结构图。
图11A为第三变形例的气液分离器的示意性结构图。
图11B为第三变形例的气液分离器的、与图11A的情况不同的模式下的示意性结构图。
图12A为第四变形例的气液分离器的示意性结构图。
图12B为第四变形例的气液分离器的、与图12A的情况不同的模式下的示意性结构图。
图13A为第五变形例的气液分离器的示意性结构图。
图13B为第五变形例的气液分离器的、与图13A的情况不同的模式下的示意性结构图。
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的实施方式的温度调节系统1进行说明。
首先,参照图1,对温度调节系统1的结构进行说明。
温度调节系统1为搭载于车辆(省略图示)的系统,其具备:进行车厢内(省略图示)的空气调节的空调装置10和用于调节搭载于车辆的作为温度被调节器的电池84的温度的温度调节回流100。在本实施方式中,对温度被调节器为电池84的情况进行说明,但对温度被调节器并不特别限定,只要是需要调节温度的设备即可。作为温度被调节器的其他示例,例如为车辆的电动动力系(electric power train)、机油(engine oil)、或传动油(transmission oil)等。
空调装置10具备:具有空气导入口21的风路2;从空气导入口21导入空气而使其在风路2中流动的送风机(blower)单元3;对在风路2中流动的空气进行冷却或加热的作为空调用冷冻循环回路的热泵(heat pump)单元4;以及对与热泵单元4的后述的加热器芯(heater core)43相接触的空气进行调节的空气混合门5。
从空气导入口21吸入的空气在风路2中流动。车厢外的外部空气和车厢内的内部空气被吸入到风路2。经过了风路2的空气被导入到车厢内。
送风机单元3具有通过轴中心的旋转使空气在风路2中流动的作为送风装置的送风机31。送风机单元3具有用于开闭吸入车厢外的外部空气的外部空气吸入口和吸入车厢内的内部空气的内部空气吸入口的进气门(intake door)(省略图示)。进气门调节外部空气吸入口和内部空气吸入口的开闭或者开度,从而实现车厢外的外部空气和车厢内的内部空气的吸入量的调节。
热泵单元4具有:供空调用冷却剂循环的冷却剂循环回路41;被电动机(省略图示)驱动而对空调用冷却剂进行压缩的作为第二压缩器的电动压缩机(compressor)42;用电动压缩机42所压缩的冷却剂的热对空气进行加热的加热器芯43;在通过加热器芯43流入的空调用冷却剂和外部空气之间进行热交换的室外热交换器44;将从加热器芯43或者室外热交换器44流入的冷却剂分离成液相冷却剂和气相冷却剂的气液分离器45;用于切换来自气液分离器45的冷却剂的流动的切换阀46;对从气液分离器45流入的液相冷却剂进行减压膨胀而使其温度下降的热力膨胀阀47;以及利用通过热力膨胀阀47膨胀而温度下降的冷却剂对风路2内的空气进行冷却的蒸发器(evaporator)48。此外,热泵单元4具有使用从气液分离器45流入的液相冷却剂而进行热交换的热交换器49。
冷却剂循环回路41由连接热泵单元4的构成要素的流路构成,其内部流通空调用冷却剂。在冷却剂循环回路41设置有根据控制器(省略图示)的指令信号对开度进行调节的可变节流单元41a~41c。详细地,可变节流单元41a设置于在冷却剂循环回路41中的绕过(bypass)蒸发器48的旁通流路41d。该可变节流单元41a相当于第二膨胀阀。可变节流单元41b设置于在冷却剂循环回路41中的绕过室外热交换器器44的旁通流路41e。可变节流单元41c设置于在冷却剂循环回路41中的旁通流路41e和室外热交换器44之间的流路。可变节流单元41a~41c在开状态的情况下使空调用冷却剂通过,在闭状态下切断空调用冷却剂的通过,在节流状态下使空调用冷却剂减压膨胀。节流状态下的节流程度被控制器适当调节。
电动压缩机42例如为叶片式的旋转压缩机,但也可以使用涡旋式的压缩机。电动压缩机42的旋转速度由来自控制器的指令信号控制。
加热器芯43设置于风路2内。被电动压缩机42压缩的空调用冷却剂流入加热器芯43。在流动于风路2的空气接触到加热器芯43的情况下,在该空气和被电动压缩机42压缩的空调用冷却剂之间进行热交换而加热空气。接触到加热器芯43的空气的量根据设置在比加热器芯43更靠近风路2的风流动方向上游侧的空气混合门5的位置而被调节。空气混合门5的位置根据控制器的指令信号被移动。
室内热交换器44配置于例如车辆的发动机室(在电动汽车中为电动机室)内,在通过加热器芯43流入的空调用冷却剂和外部空气之间进行热交换。外部空气在车辆的行驶、室外风扇44a的旋转下被导入到室外热交换器44。在热泵单元4中的室外热交换器44的下游侧(详细地,室外热交换器44和气液分离器45之间)设置有逆止阀41f。
气液分离器45将从室外热交换器44流入的空调用冷却剂分离成液相的空调用冷却剂和气相的空调用冷却剂。
切换阀46为具有受控制器控制的螺线管(solenoid)的电磁阀。若切换阀46切换至开状态,则气相的空调用冷却剂被导入到电动压缩机42。另一方面,若切换阀46切换至闭状态,则液相的空调用冷却剂从气液分离器45被导入到可变节流单元41a或者热力膨胀阀47。
若液相的空调用冷却剂从气液分离器45流入到热力膨胀阀47,热力膨胀阀47使该液相的空调用冷却剂减压膨胀而使其温度下降。热力膨胀阀47具有安装在蒸发器48的出口侧的感温筒部,自动调节开度而使蒸发器48的出口侧的冷却剂的加热程度维持在规定值。
蒸发器48设置于风路2内而在被热力膨胀阀47减压的液相的空调用冷却剂和在风路2中流动的空气之间进行热交换,由此对在风路2中流动的空气进行冷却和除湿。在蒸发器48内,液相的空调用冷却剂在风路2中流动的空气的热的作用下蒸发而成为气相的空调用冷却剂。该气相的空调用冷却剂通过气液分离器45再次供给至电动压缩机42。
热交换器49设置于在旁通流路41d中比可变节流单元41a更靠近下游侧。空调用冷却剂通过可变节流单元41a流入到热交换器49,并且冷却水通过后述的温度调节回路100的第三冷却水回路80流入到热交换器49。即,热交换器49在通过可变节流单元41a流入到的空调用冷却剂和在第三冷却水回路80中流通的冷却水之间进行热交换。
接着,参照图2和图3,对空调装置10的各运行模式进行说明。在图2和图3中,以实线示出空调用冷却剂流通的位置,以虚线示出空调用冷却剂的流通停止的位置。
<制热模式>
图2为用于说明空调装置10的制热模式的图。制热模式为对车厢内进行制热的情况下工作的模式。
在制热模式下,空气混合门5被调节至将在风路2中流动的空气向加热器芯43引导的位置。可变节流单元41a被设定成切断旁通流路41d(切断气液分离器45和热交换器49的连接)的闭状态。可变节流单元41b被设定成切断旁通流路41e(切断加热器芯43和气液分离器45的连接)的闭状态。可变节流单元41c被设定成使从加热器芯43向室外热交换器44导入的空调用冷却剂减压膨胀的节流状态。切换阀46切换至开状态,以使从室外热交换器44导入的气相的空调用冷却剂流入到电动压缩机42,并不让液相的空调用冷却剂从气液分离器45流入到热力膨胀阀47和蒸发器48。
由此,在电动压缩机42中被压缩而流入到加热器芯43的空调用冷却剂与经过加热器芯43的空气进行热交换而液化。即,在制热模式下,加热器芯43作为冷凝器来发挥作用。此外,经过加热器芯43而被加热的空气从风路2导入到车厢内。由此,对车厢内进行制热。
在加热器芯43中被液化的空调用冷却剂经过可变节流单元41c而减压膨胀,并流入到室外热交换器44。流入到室外热交换器44的空调用冷却剂与导入到室外热交换器44的外部空气进行热交换而汽化。即,在制热模式下,室外热交换器44作为蒸发器来发挥作用。
在室外热交换器44中被汽化的空调用冷却剂通过逆止阀41f、气液分离器45以及切换阀46而再次供给到电动压缩机42。在制热模式下,如上所述,空调用冷却剂在热泵单元4循环,由此,加热在风路2中流动的空气而对车厢内进行制热。
<制冷模式>
图3为用于说明空调装置10的制冷模式的图。制冷模式为对车厢内进行制冷的情况下工作的模式。
在制冷模式下,空气混合门5被调节至在风路2中流动的空气绕过加热器芯43的位置。可变节流单元41a被设定成切断旁通流路41d(切断气液分离器45和热交换器49的连接)的闭状态。可变节流单元41b被设定成切断旁通流路41e(切断加热器芯43和气液分离器45的连接)的闭状态。可变节流单元41c被设定成空调用冷却剂能够从加热器芯43流入到室外热交换器44的开状态。切换阀46切换至闭状态,以使液相的空调用冷却剂从气液分离器45流入到热力膨胀阀47,并不让从室外热交换器44导入的气相的空调用冷却剂流入到电动压缩机42。
由此,在电动压缩机42中被压缩的空调用冷却剂以高温高压的状态通过加热器芯43和可变节流单元41c流入到室外热交换器44。该空调用冷却剂与经过室外热交换器44的空气进行热交换而液化。即,在制冷模式下,室外热交换器44作为冷凝器来发挥作用。
在室外热交换器44中被液化的空调用冷却剂流入到气液分离器45而被分离成气相的空调用冷却剂和液相的空调用冷却剂。储藏在气液分离器45内的液相的空调用冷却剂通过热力膨胀阀47而流入到蒸发器48。
热力膨胀阀47使从气液分离器45流入的液相冷却剂减压膨胀。热力膨胀阀47反馈经过蒸发器48的气相冷却器的温度而调节开度,以使气相冷却剂具有合适的加热程度。
流入到蒸发器48的空调用冷却剂与在风路2流动的空气进行热交换,在风路2中流动的空气的热的作用下汽化。即,在制冷模式下,蒸发器48作为蒸发器来发挥作用。此外,与流入到蒸发器48的空调用冷却剂进行热交换的风路2内的空气被冷却和除湿而经过风路2。由此,对车厢内进行制冷或者除湿。
在蒸发器48中被汽化的空调用冷却剂通过气液分离器45而再次供给到电动压缩机42。在制冷模式下,如上所述,空调用冷却剂在热泵单元4循环,由此,对在风路2中流动的空气进行冷却和除湿。
接下来,主要参照图1,对温度调节回路100的结构进行说明。
如图1所示,温度调节回路100具有:冷冻循环回路(refrigeration cyclecircuit)50;供用于调节电池84的温度的冷却水流通的第一冷却水回路60、第二冷却水回路70及第三冷却水回路80;使第一冷却水回路60和第二冷却水回路70连接或分离的作为第一阀的切换阀91;以及使第二冷却水回路70和第三冷却水回路80连接或分离的作为第二阀的切换阀92。
冷冻循环回路50具有:供冷却剂循环的冷却剂循环回路51;被电动机(省略图示)驱动而对冷却剂进行压缩的作为第一压缩器的电动压缩机52;释放在电动压缩机52中被压缩的冷却剂的热的作为散热器的水冷式冷凝器53;使在水冷式冷凝器53中释放了热的冷却剂膨胀的作为第一膨胀阀的可变节流单元54;使用在可变节流单元54中膨胀的冷却剂进行热交换的冷却器55;对冷却器55的热交换中所使用的冷却剂进行气液分离而将气相冷却剂向电动压缩机52供给的气液分离器56。
电动压缩机52例如为叶片式的旋转压缩机,但也可以使用涡旋式的压缩机。电动压缩机52的旋转速度由来自控制器的指令信号控制。
水冷式冷凝器53在电动压缩机52中被压缩的冷却剂和从第二冷却水回路70(冷却水流路71)流入的冷却水之间进行热交换。详细地,水冷式冷凝器53释放在电动压缩机52中被压缩的冷却剂的热而对在第二冷却水回路70中流动的冷却水进行加热。
可变节流单元54的开度根据控制器的控制而被调节。可变节流单元54根据开度来使从水冷式冷凝器53流入的冷却剂减压膨胀。
冷却器55在可变节流单元54中被膨胀的冷却剂和在第三冷却水回路80流通的冷却水之间进行热交换。详细地,在冷却器55中,在可变节流单元54中被膨胀的冷却剂蒸发,由此,在第三冷却水回路80的内部流通的冷却水被冷却。
气液分离器56将在冷却器55的热交换中所使用的冷却剂分离成气相冷却剂和液相冷却剂,并将气相冷却剂向电动压缩机52供给。此外,气液分离器56根据温度调节系统1的运行模式,将气相冷却剂与液相冷却剂一同向电动压缩机52供给。关于气液分离器56的结构和冷却剂的供给的详细内容,在后叙述。
第一冷却水回路60具有:在内部流通冷却水的冷却水流路61、62;用于送出冷却水的泵63;以及将冷却水的热向外部释放的外部散热器64。
第二冷却水回路70具有在内部流通冷却水的冷却水流路71、72。冷却水流路71与水冷式冷凝器53相连通。因此,在冷却水流路71内流通的冷却水流入水冷式冷凝器53,并在冷冻循环回路50的冷却剂的热的作用下被加热。
第三冷却水回路80具有:在内部流通冷却水的冷却水流路81~83;以绕过电池84的方式使冷却水流通的旁通流路85;作为第三阀的切换阀86;以及用于送出冷却水的泵87。
冷却水流路81与热交换器49相连通。在热交换器49内流通空调用冷却剂的情况下,在冷却水流路81内流通的冷却水与该空调用冷却剂进行热交换。
在冷却水流路82设置有与在冷却水流路82内流动的冷却水进行热交换的电池84。在冷却水流动于冷却水流路82内的情况下,在该冷却水和电池84之间进行热交换。
冷却水流路83与冷却器55相连通。在冷却水流路83内流通的冷却水与在冷却器55内流动的冷却剂之间进行热交换而被冷却。
旁通流路85为连接冷却水流路81和冷却水流路83的流路,是以绕过电池84的方式使冷却水流通的流路。
切换阀91设置于第一冷却水回路60和第二冷却水回路70之间。切换阀91为由来自控制器的指令信号进行切换的四通阀。
若切换阀91切换至连接状态,则切换阀91连接冷却水流路61和冷却水流路71的同时,连接冷却水流路62和冷却水流路72(参照图1)。即,连接状态的切换阀91使第一冷却水回路60和第二冷却水回路70连接。
若切换阀91切换至分离状态,则切换阀91连接冷却水流路61和冷却水流路62的同时,连接冷却水流路71和冷却水流路72(参照图5)。即,分离状态的切换阀91使第一冷却水回路60和第二冷却水回路70分离。
如此,切换阀91仅为进行切换而使第一冷却水回路60和第二冷却水回路70连接或者分离的简单的结构。
切换阀92设置于第二冷却水回路70和第三冷却水回路80之间。切换阀92为由来自控制器的指令信号进行切换的四通阀。
若切换阀92切换至连接状态,则切换阀92连接冷却水流路71和冷却水流路83的同时,连接冷却水流路72和冷却水流路81(参照图5)。即,连接状态的切换阀92使第一冷却水回路60和第二冷却水回路70连接。
若切换阀92切换至分离状态,则切换阀92连接冷却水流路71和冷却水流路72的同时,连接冷却水流路81和冷却水流路83(参照图1)。即,分离状态的切换阀92使第二冷却水回路70和第三冷却水回路80分离。
如此,切换阀92仅为进行切换而使第二冷却水回路70和第三冷却水回路80连接或者分离的简单的结构。
切换阀86为由来自控制器的指令信号进行切换的三通阀。
切换阀86进行切换而使从冷却水流路81流入的冷却水向冷却水流路82流通或者向旁通流路85流通。
在切换阀86切换为连接冷却水流路81和冷却水流路82的同时,切断冷却水流路81和旁通流路85的情况下,冷却水从冷却水流路81向冷却水流路82流通而与电池84进行热交换。此时,切换阀86不使冷却水向旁通流路85流通,而是使冷却水向冷却水流路82流通而与电池84进行热交换。
在切换阀86切换为连接冷却水流路81和旁通流路85的同时,切断冷却水流路81和旁通流路85的情况下,冷却水从冷却水流路81向旁通流路85流通。此时,切换阀86不使冷却水向冷却水流路82流通,而是使冷却水向旁通流路85流通。
接着,参照图4至图7,说明上述结构的温度调节系统1的运行模式下的作用。在图4至图7中,在各图对应的运行模式时,以实线示出热传递介质(冷却剂、空调用冷却剂、冷却水)流通的部位,以虚线示出热传递介质的流通停止的部位。
温度调节系统1根据车辆、温度被调节器的状态而在四个模式间切换而工作。四个模式为对电池84进行冷却的第一冷却模式(参照图4)、对电池84进行加热的加热模式(参照图5)、比第一冷却模式更强地冷却电池84的第二冷却模式(参照图6)、以及使热泵单元4和温度调节回路100合作而对车厢内进行制热的辅助制热模式(参照图7)。
<第一冷却模式>
图4为用于说明温度调节系统1的第一冷却模式的图。第一冷却模式为在因电池84的发热等而需要冷却电池84的情景下运行的模式。
在第一冷却模式下,切换阀91切换至连接状态,切换阀92切换至分离状态。即,切换阀91使第一冷却水回路60和第二冷却水回路70连接,切换阀92使第二冷却水回路70和第三冷却水回路80分离。此外,切换阀86切换至连接冷却水流路81和冷却水流路82的同时,切断冷却水流路81和旁通流路85。
此外,在第一冷却模式下,可变节流单元41a被设定成切断旁通流路41d(切断气液分离器45和热交换器49的连接)的闭状态。即,空调用冷却剂不会流入到热交换器49,因此在第一冷却模式下,在空调用冷却剂和在第三冷却水回路80内流动的冷却水之间不会进行热交换。此外,第一冷却模式下的可变节流单元41b、41c的状态和空气混合门5的配置是任意的,对其并不特别限定。即,温度调节系统1仅通过对切换阀91、切换阀92、切换阀86和可变节流单元41a进行切换,便可以切换至第一冷却模式。
在第一冷却模式下,在水冷式冷凝器53中,在电动压缩机52中被压缩的冷却剂和在冷却水流路71内流动的冷却水之间进行热交换。由此,冷却剂液化的同时加热在冷却水流路71内流动的冷却水。
在水冷式冷凝器53中被加热的冷却水通过切换阀91而从冷却水流路71流入到第一冷却水回路60,并经过外部散热器64。由此,冷却水的热向外部释放。经过外部散热器64而被冷却的冷却水通过冷却水流路62、切换阀91、冷却水流路72以及切换阀92而再次返回到冷却水流路71。如此,在水冷式冷凝器53中被释放到冷却水中的冷却剂的热通过第一冷却水回路60和第二冷却水回路70向外部释放。
在水冷式冷凝器53中被液化的冷却剂在可变节流单元54中减压膨胀而流入到冷却器55。冷却器55在可变节流单元54中被减压膨胀的冷却剂和在第三冷却水回路80中流通的冷却水之间进行热交换。详细地,在可变节流单元54中被膨胀的冷却剂蒸发,由此,在第三冷却水回路80的内部流通的冷却水被冷却。
此外,热交换器49中不会流入空调用冷却剂(在热交换器49中不进行热交换)。因此,冷却器55所冷却的冷却水即使经过热交换器49,其温度也不会发生变化。
在冷却水流路82中,在冷却器55被冷却的冷却水和电池84之间进行热交换。即,通过在冷却器55中被冷却的冷却水来冷却电池84。
如上所述,温度调节系统1仅通过对切换阀91、切换阀92、切换阀86和可变节流单元41a进行切换,便可以切换至第一冷却模式。在第一冷却模式下,通过切换阀91使第一冷却水回路60和第二冷却水回路70连接,通过切换阀92使第二冷却水回路70和第三冷却水回路80分离。由此,在第三冷却水回路80内流通的冷却水通过与在冷冻循环回路50内流通的冷却剂进行热交换来被冷却。即,使在第三冷却水回路80内流通的冷却水的温度降低而能够使电池84的温度降低。
<加热模式>
图5为用于说明温度调节系统1的加热模式的图。加热模式为在需要使电池84的温度上升、维持,或者减缓温度下降的情景下运行的模式。
在加热模式下,切换阀91切换至分离状态,切换阀92切换至连接状态。即,切换阀91使第一冷却水回路60和第二冷却水回路70分离,切换阀92使第二冷却水回路70和第三冷却水回路80连接。此外,切换阀86切换至在连接冷却水流路81和冷却水流路82的同时切断冷却水流路81和旁通流路85。
此外,在加热模式下,可变节流单元41a被设定成切断旁通流路41d(切断气液分离器45和热交换器49的连接)的闭状态。即,空调用冷却剂不会流入到热交换器49,因此在加热模式下,与第一冷却模式相同地,在空调用冷却剂和在第三冷却水回路80内流动的冷却水之间不会进行热交换。此外,加热模式中的可变节流单元41b、41c的状态和空气混合门5的配置是任意的,对其并不特别限定。即,温度调节系统1仅通过对切换阀91、切换阀92、切换阀86、和可变节流单元41a进行切换,便可以切换至加热模式。
在加热模式下,在水冷式冷凝器53中,在电动压缩机52中被压缩的冷却剂和在冷却水流路71内流动的冷却水之间进行热交换。由此,冷却剂液化的同时加热在冷却水流路71内流动的冷却水。
在水冷式冷凝器53中被加热的冷却水通过切换阀91、冷却水流路72、切换阀92、冷却水流路81(热交换器49)、泵87、和切换阀86而从冷却水流路71流入到冷却水流路82。如上所述,热交换器49中不会流入空调用冷却剂(在热交换器49中不进行热交换),因此,在水冷式冷凝器53中被加热的冷却水即使经过热交换器49,其温度也不会发生变化。
在冷却水流路82中,在水冷式冷凝器53中被加热的冷却水和电池84之间进行热交换。即,通过在水冷式冷凝器53中被加热的冷却水来加热电池84。
对电池84进行过加热的冷却水被导入冷却水流路83而在冷却器55中流通。该冷却水与在可变节流单元54中被减压膨胀的冷却剂进行热交换而被冷却。
在冷却器55中被冷却的冷却水通过冷却水流路83、切换阀92和冷却水流路71而再次流入到水冷式冷凝器53,并在水冷式冷凝器53中所释放的冷却剂的热的作用下被加热。
在此,在冷冻循环回路50内,冷却剂被电动压缩机52压缩,因此在水冷式冷凝器53中从冷却剂释放至冷却水的热量为在冷却器55中冷却剂从冷却水接收到的热量与在电动压缩机52中冷却剂压缩时所产生的热量之和。即,冷却水在水冷式冷凝器53中接收到比在冷却器55中释放的热量大的热量。因此,在水冷式冷凝器53中被加热的冷却水的温度变得比在冷却器55中冷却前的冷却水的温度(加热电池84后的冷却水的温度)高。因此,在水冷式冷凝器53中被加热的冷却水和电池84之间进行热交换而对电池84进行加热。
此外,在加热模式下,将冷却水的热向外部释放的第一冷却水回路60与第二冷却水回路70及第三冷却水回路80分离。因此,在水冷式冷凝器53中被加热的冷却水也不会在与电池84进行热交换之前被冷却。
如此,温度调节系统1仅通过对切换阀91、切换阀92、切换阀86、和可变节流单元41a进行切换,便可以切换至加热模式。在加热模式下,通过切换阀91使第一冷却水回路60和第二冷却水回路70分离,通过切换阀92使第二冷却水回路70和第三冷却水回路80连接。由此,在第三冷却水回路80内流通的冷却水与在冷冻循环回路50内流通的冷却剂进行热交换而被加热。即,提高与电池84进行热交换的在第三冷却水回路80内流通的冷却水的温度而能够提高电池84的温度。
<第二冷却模式>
图6为用于说明温度调节系统1的第二冷却模式的图。第二冷却模式为需要比第一冷却模式更进一步地冷却电池84的情景下(例如,在想要对电池84进行快速充电的情景下)运行的模式。即,第二冷却模式为电池84的最大冷却模式。
在第二冷却模式下,切换阀91切换至连接状态,切换阀92切换至分离状态。即,切换阀91使第一冷却水回路60和第二冷却水回路70连接,切换阀92使第二冷却水回路70和第三冷却水回路80分离。此外,切换阀86切换至连接冷却水流路81和冷却水流路82的同时切断冷却水流路81和旁通流路85。
此外,在第二冷却模式下,可变节流单元41a被设定为使从气液分离器45流入的空调用冷却剂减压膨胀的节流状态。可变节流单元41b被设定为切断空调用冷却剂的通过的闭状态。可变节流单元41c被设定为使空调用冷却剂经过的开状态。此外,切换阀46被设定为闭状态,以使液相的空调用冷却剂从气液分离器45流入到可变节流单元41a,并不让从室外热交换器44导入的气相的空调用冷却剂流入到电动压缩机42。
与第一冷却模式相同地,在第二冷却模式下,在冷却水流路71流通的冷却水在水冷式冷凝器53中被加热,在冷却水流路83流通的冷却水在冷却器55中被冷却。在水冷式冷凝器53中被加热的冷却水经过外部散热器64而向外部释放热,并再次回到冷却水流路71。
在第三冷却水回路80中,被冷却器55冷却的冷却水通过切换阀92而流入到冷却水流路81(热交换器49)。
在此,在热交换器49流入空调用冷却剂。详细地,在热泵单元4中,在电动压缩机42中被压缩的空调用冷却剂以高温高压的状态通过加热器芯43和可变节流单元41c而流入到室外热交换器44。在室外热交换器44中,空调用冷却剂与经过室外热交换器44的空气进行热交换而液化。在室外热交换器44中液化的空调用冷却剂通过逆止阀41f、气液分离器45和旁通流路41d而流入到可变节流单元41a,在可变节流单元41a中减压膨胀而再次流入到热交换器49。
在热交换器49中,在可变节流单元41a膨胀的空调用冷却剂和在第三冷却水回路80的冷却水流路81内流通的冷却水之间进行热交换而对该冷却水进行冷却。
详细地,在可变节流单元41a中减压膨胀的空调用冷却剂在热交换器49与在冷却水流路81内流通的冷却水进行热交换而汽化。汽化的空调用冷却剂通过旁通流路41d和气液分离器45而再次供给至电动压缩机42。另一方面,在冷却水流路81内流通的冷却水(被冷却器55冷却的冷却水)与空调用冷却剂进行热交换而进一步被冷却。通过在热交换器49中的热交换,相比于第一模式,在冷却水流路81流通的冷却水进一步被冷却。
被冷却器55和热交换器49冷却的冷却水通过泵87和切换阀86而流入到冷却水流路82。在冷却水流路82中,在冷却水和电池84之间进行热交换,由此,相比于第一冷却模式,电池84进一步被冷却。
如此,温度调节系统1仅通过对切换阀91、切换阀92、切换阀86、可变节流单元41a~41c和切换阀46进行切换,便可以切换至第二冷却模式。在第二冷却模式下,通过切换阀91使第一冷却水回路60和第二冷却水回路70连接,通过切换阀92使第二冷却水回路70和第三冷却水回路80分离。由此,在第三冷却水回路80内流通的冷却水与冷冻循环回路50内的冷却剂的热交换而被冷却,并且还与热交换器49中的空调用冷却剂的热交换而被冷却。即,将与电池84进行热交换的在第三冷却水回路80内流通的冷却水的温度比第一冷却模式时更进一步地降低,由此可以比第一冷却模式更进一步地降低电池84的温度。
<辅助制热模式>
图7为用于说明温度调节系统1的辅助制热模式的图。辅助制热模式为在制热模式下无法充分进行车厢内的制热的情景下(例如,由于外部空气为极低温(例如-20℃以下),因此在室外热交换器44中无法从外部空气取得充分的热的情景下)运行的模式。
在辅助加热模式下,切换阀91切换至分离状态,切换阀92切换至连接状态。即,切换阀91使第一冷却水回路60和第二冷却水回路70分离,切换阀92使第二冷却水回路70和第三冷却水回路80连接。此外,切换阀86切换至切断冷却水流路81和冷却水流路82的同时,连接冷却水流路81和旁通流路85。即,在辅助加热模式下,在冷却水流路82内不流通冷却水,因此不进行电池84的温度调节。
此外,在辅助制热模式下,可变节流单元41a被设定为使从气液分离器45流入的空调用冷却剂减压膨胀的节流状态。可变节流单元41b被设定为使从加热器芯43流入的空调用冷却剂经过的开状态。可变节流单元41c被设定为切断空调用冷却剂的经过的闭状态。即,在辅助加热模式下,在室外热交换器44中不流通空调用冷却剂。此外,切换阀46切换至闭状态,以使液相的空调用冷却剂从气液分离器45流入到可变节流单元41a,使从室外热交换器44导入的气相的空调用冷却剂不流入到电动压缩机42。
与加热模式相同地,在辅助制热模式下,在冷却水流路71中流通的冷却水在水冷式冷凝器53中被加热。被水冷式冷凝器53加热的冷却水通过切换阀91、冷却水流路72和切换阀92而流入到冷却水流路81(热交换器49)。
在此,在热交换器49中流入空调用冷却剂。详细地,在热泵单元4中,在电动压缩机42中被压缩而流入到加热器芯43的空调用冷却剂与经过加热器芯43的空气进行热交换而液化。在加热器芯43中液化的空调用冷却剂通过可变节流单元41b、旁通流路41e、气液分离器45和旁通流路41d而流入到可变节流单元41a。空调用冷却剂在可变节流单元41a中减压膨胀而流入到热交换器49。此外,逆止阀41f设置于室外热交换器44和气液分离器45之间。因此,不存在流入到旁通流路41e的空调用冷却剂通过室外热交换器44和可变节流单元41c而再次向旁通流路41e循环的情况。
在热交换器49中,在可变节流单元41a中膨胀的空调用冷却剂和被水冷式冷凝器53加热而在第三冷却水回路80(冷却水流路81)内流通的冷却水之间进行热交换。即,热交换器49通过与在第三冷却水回路80内流通的冷却水的热交换,来加热空调用冷却剂而使其汽化。
在热交换器49中汽化的空调用冷却剂通过旁通流路41d和气液分离器45而供给至电动压缩机42。空调用冷却剂被电动压缩机42压缩而成为高温的状态,并流入到加热器芯43。
在加热器芯43中,经过加热器芯43的空气在空调用冷却剂的作用下被加热。经过加热器芯43而被加热的空气从风路2导入到车厢内。
在热交换器49中对空调用冷却剂进行加热的冷却水在旁通流路85流通而被导入到冷却水流路83(冷却器55)。被导入到冷却水流路83(冷却器55)的冷却水与在水冷式冷凝器53中液化并在可变节流单元54中减压膨胀的冷却剂进行热交换而被冷却。在冷却器55中被冷却的冷却水通过冷却水流路83、切换阀92和冷却水流路71而再次流入到水冷式冷凝器53。冷却水在水冷式冷凝器53中所释放的冷却剂的热的作用下被加热。
如此,温度调节系统1通过对切换阀91、切换阀92、切换阀86、可变节流单元41a~41c和切换阀46进行切换,便可以切换至辅助制热模式。在辅助制热模式下,使热泵单元4和温度调节回路100合作而利用冷冻循环回路50所产生的热对空调用冷却剂进行加热,由此,即使在制热模式下无法充分进行车厢内的制热的情景下,也可以对车厢内进行充分的制热。
在此,假设在温度调节系统1不具有温度调节回路100的情况下,为了应对无法充分进行车厢内的制热的情景,可考虑使电动压缩机42大型化,或者设置独立于加热器芯43的其他的加热器(例如,PTC(Positive Temperature Coefficient)加热器)等。
然而,若使电动压缩机42大型化,则存在除了无法充分进行车厢内的制热的情景以外(例如,制冷模式、制热模式)的、电动压缩机52的效率下降的风险。
此外,若设置独立于加热器芯43的其他的加热器,则还需要用于使其他的加热器运行的高压电源、高压电源的管理系统,导致系统整体复杂。
对此,在温度调节系统1中,通过具备热泵单元4和温度调节回路100,可以回避电动压缩机42的大型化,可以应用大小适用于所有的模式的电动压缩机42。即,可以在所有的模式下提高电动压缩机42的效率。
此外,在温度调节系统1中,在无法充分进行车厢内的制热的情景下,可以对车厢内进行充分制热,而不必设置除了加热器芯43以外的其他的加热器。即,可以省去用于设置独立于加热器芯43的其他的加热器的高压电压、高压电压的管理系统,可以简化系统整体。
接下来,参照图8,说明温度调节回路100的冷冻循环回路50所具有的气液分离器56。图8为温度调节系统1的冷冻循环回路50所具有的气液分离器56的示意性结构图。
气液分离器56具有:箱部56a;入口管56b,使从冷却器55流出的冷却剂流入到箱部56a内;分离部件56c,将从入口管56b流入的冷却剂分离成气相冷却剂和液相冷却剂;第一出口管56d,将箱部56a内的气相冷却剂和液相冷却剂向电动压缩机52供给;第二出口管56f,在内部形成有流路56e,该流路56e用于在向电动压缩机52供给的气相冷却剂中混合箱部56a内的液相冷却剂;以及可变节流单元56g,调节第二出口管56f的流路56e的开度而增减在流路56e内流动的液相冷却剂的流量。
箱部56a形成为有底圆筒形状,其内部形成有用于储藏冷却剂的空间S。箱部56a的上部连接有入口管56b。入口管56b设置有用于检测冷却剂的温度的冷却剂温度传感器(省略图示)和用于检测冷却剂的压力的冷却剂压力传感器(省略图示)。两传感器所检测的冷却剂的温度和压力的信息被送至控制器。
分离部件56c以形成为有底筒状的底部位于上方的方式设置于箱部56a内的上部。从冷却器55流出而通过入口管56b流入到箱部56a内的冷却剂与分离部件56c碰撞,由此被分离成气相冷却剂和液相冷却剂。被分离部件56c分离的液相冷却剂沿着箱部56a的内周面下降至箱部56a的外缘侧。由此,气相冷却剂聚集在空间S的上部,液相冷却剂聚集在空间S的下部。
然而,在循环于冷冻循环回路50的冷却剂中混合有用于润滑构成冷冻循环回路50的构成要素的润滑油。润滑油以与液相冷却剂混合的状态聚集于空间S的下部。
第一出口管56d具有内管部56h和外管部56i。
内管部56h形成为两端开口的管状,内部形成有可供气相冷却剂和液相冷却剂流通的流路56j。内管部56h的一端通过冷却循环回路51与电动压缩机52连接(省略图示)。由此,流路56j与电动压缩机52相连接(省略图示)。内管部56h的另一端设置于在空间S内位于能够从作为放油孔(oil bleed hole)的贯通孔56p吸上来润滑油的位置。
外管部56i形成为具有比内管部56h的外径大的内径的形状。外管部56i设置于内管部56h的外周。由此,在外管部56i的内径和内管部56h的外径之间形成圆环状的流路56k。流路56k和流路56j通过流路56l(由内管部56h的另一端侧和外管部56i的内周面形成的流路)连接。
外管部56i的一端56i1设置于与分离部件56c的底部间隔而对置的位置。由此,在外管部56i的一端56i1和分离部件56c之间形成可供冷却剂流入到流路56k的流入口56m。
外管部56i的另一端56i2设置为使其始终位于储藏在空间S内的液相冷却剂的液位的下方。外管部56i的另一端56i2侧的外周设置有网状部56n。网状部56n捕捉液相冷却剂所含的杂质并使液相冷却剂经过。即,外管部56i的另一端56i2侧成为可使液相冷却剂流入的结构。外管部56i的另一端56i2侧的内部设置有诱导部件56o。
诱导部件56o为上端部分的直径与外管部56i的内径相等且底面形成有可供液相冷却剂流通的贯通孔56p的碟状的部件。贯通孔56p形成为使为了润滑冷冻循环回路50的构成要素而所需的量的润滑油流入到流路56l的大小。诱导部件56o以贯通孔56p始终位于储藏在空间S内的液相冷却剂的液位的下方的方式保持于外管部56i内。
储藏在空间S内的气相冷却剂通过流入口56m和流路56k、56l、56j而供给至电动压缩机52。此外,储藏在空间S内的液相冷却剂的一部分被网状部56n去除杂质后向外管部56i内流入,并从贯通孔56p流入到流路56l。流入到流路56l的液相冷却剂与从流路56k流入到流路56l的气相冷却剂混合而向流路56j流入,并供给至电动压缩机52。由此,气相冷却剂和为了润滑冷冻循环回路50的构成要素而所需的量的液相冷却剂的混合冷却剂供给至电动压缩机52。电动压缩机52被冷却剂所含有的润滑油润滑。
第二出口管56f形成为两端开口的管状。在第二出口管56f的内部形成有可供液相冷却剂流通的流路56e。第二出口管56f的一端在气液分离器56的外部与向电动压缩机52供给气相冷却剂的第一出口管56d的内管部56h相连接(省略图示)。由此,流路56j与流路56e相连接。
第二出口管56f的另一端设置为使其始终位于储藏在空间S内的液相冷却剂的液位的下方。此外,与外管部56i的另一端56i2侧相同地,第二出口管56f的另一端侧的外周也设置有网状部56n。因此,储藏在空间S内的液相冷却剂的一部分经过网状部56n而去除杂质,之后流入到流路56e。
在第二出口管56f设置有调节流路56e的开度而增减在流路56e内流动的液相冷却剂的流量的作为开闭切换单元的可变节流单元56g。可变节流单元56g的开度由控制器控制。
第二出口管56f的流路56e根据被可变节流单元56g调节的开度,将储藏在空间S内的液相冷却剂向流路56j供给。换言之,流路56e作为在从第一出口管56d(流路56j)供给至电动压缩机52的气相冷却剂中混合液相冷却剂的流路来发挥作用。
接着,说明温度调节系统1的运行模式下的气液分离器56的作用。
首先,对使电池84的温度变高的情况(加热模式)进行说明。在该情况下,如在加热模式(参照图5)的说明中所述那样,低温状态的电池84与在第三冷却水回路80内流通的冷却水进行热交换而被加热。
在此,在冷却器55中,在热被电池84夺走的冷却水和冷却剂之间进行热交换(参照图5)。因此,从冷却器55流出而流入到气液分离器56的冷却剂的温度成为规定值以下的同时,压力也成为规定值以下。
控制器基于从设置在入口管56b的冷却剂温度传感器和冷却剂压力传感器输入的检测值,计算出流入到气液分离器56内的冷却剂的温度和压力,并对所计算出的冷却剂的温度和压力与预先存储在控制器的冷却剂的温度的规定值和压力的规定值进行比较。若判定为所计算出的冷却剂的温度或者压力为规定值以下,则控制器对可变节流单元56g进行控制而使流路56e的开度变大,以使将液相冷却剂从流路56e向流路56j供给。
即,在使电池84的温度变高的情况下,气液分离器56通过第二出口管56f的流路56e在第一出口管56d的流路56j流动的冷却剂(气相冷却剂和润滑冷冻循环回路50的构成要素所需的量的液相冷却剂)中混合液相冷却剂,从而将液相冷却剂的混合比例增大的冷却剂(气相冷却剂和液相冷却剂)向电动压缩机52供给。此外,混合于气相冷却剂中的液相冷却剂的量被控制在电动压缩机52所接收的液相冷却剂的容许量的范围内。这是为了抑制液相冷却剂的流入对于电动压缩机52的影响。
通过将液相冷却剂的混合比例增大的冷却剂(气相冷却剂和液相冷却剂)向电动压缩机52供给,使供给至电动压缩机52的冷却剂的密度变大,从而从电动压缩机52向水冷式冷凝器53供给的冷却剂的流量增大。由此,在水冷式冷凝器53中释放的热量增多,因此利用水冷式冷凝器53对在冷却水流路83流动的冷却水(与电池84进行热交换的冷却水)进行加热的性能得以提高。因此,可以对电池84进一步加热。
接着,对使电池84的温度降低的情况(第一冷却模式和第二冷却模式)进行说明。在该情况下,如在第一冷却模式(参照图4)和第二冷却模式(参照图6)的说明中所述那样,高温状态的电池84与在第三冷却水回路80内流通的冷却水进行热交换而被冷却。
在此,在冷却器55中,在被电池84加热的冷却水和冷却剂之间进行热交换(参照图4和图6)。因此,从冷却器55流出而流入到气液分离器56的冷却剂的温度变得比规定值高的同时,压力也变得比规定值高。
控制器基于从设置在入口管56b的冷却剂温度传感器和冷却剂压力传感器输入的检测值,计算出流入到气液分离器56的冷却剂的温度和压力,并对所计算出的冷却剂的温度和压力与预先存储在控制器的冷却剂的温度的规定值和压力的规定值进行比较。若判定为所计算出的冷却剂的温度或者压力比规定值高,则控制器控制对可变节流单元56g进行控制而使流路56e的开度减小,直到从流路56e向流路56j不供给液相冷却剂的程度为止。
即,在使电池84的温度降低的情况下,气液分离器56从第二出口管56f不供给液相冷却剂。因此,与使电池84的温度变高的情况相比,供给至电动压缩机52的冷却剂的密度变小,从而从电动压缩机52向水冷式冷凝器53供给的冷却剂的流量减少。
若从电动压缩机52向水冷式冷凝器53供给的冷却剂的流量减少,则流入到可变节流单元54的冷却剂的流量也减少,但相应地,在可变节流单元54中的冷却剂的膨胀率变大。由此,在冷却器55中的冷却剂的汽化所导致的从冷却水的吸热量增多,因此利用冷却器55对在冷却水流路83流动的冷却水(与电池84进行热交换的冷却水)进行冷却的性能得以提高。因此,可以对电池84进一步冷却。
接下来,参照图9A至图13B,对气液分离器56的第一至第五变形例进行说明。
首先,参照图9A和图9B,对第一变形例的气液分离器561进行说明。图9A为在温度调节系统1使电池84的温度降低的情况(第一冷却模式和第二冷却模式)下的气液分离器561的示意性结构图。图9B为在温度调节系统1使电池84变高的温度的情况(加热模式)下的气液分离器561的示意性结构图。在图9A和图9B中,对与气液分离器56相同的结构标注相同的附图标记并省略说明。
与气液分离器56的不同点在于,气液分离器561不具有第二出口管56f。此外,与气液分离器56的不同点在于,气液分离器561具有在电磁阀561a的作用下可在外管部56i内移动的诱导部件561b,以此代替诱导部件56o。
如图9A和图9B所示,气液分离器561具有增减在流路56l内流动的液相冷却剂的流量的作为开闭切换单元的电磁阀561a和诱导部件561b。
电磁阀561a设置于在箱部56a的底面中与外管部56i的另一端56i2侧相对置的位置。电磁阀561a具有螺线管部561a1和阀部561a2。螺线管部561a1设置于箱部56a的外部。阀部561a2从箱部56a的外部插入于外管部56i的另一端56i2侧内。阀部561a2由复位弹簧561a3从向箱部56a退出的方向赋能。电磁阀561a根据被控制器控制的通电状态使阀部561a2移动。
诱导部件561b为上端部分的直径与外管部56i的内径相同且底面形成有贯通孔56p的碟状的部件。诱导部件561b设置为在轴向上可沿外管部56i的另一端56i2侧的内周移动。此外,诱导部件561b与电磁阀561a的阀部561a2相连接。
如图9A所示,若电磁阀561a的阀部561a2以插入到箱部56a的内部的方式移动,则诱导部件561b连动而移动。在该情况下,诱导部件561b的上端部分被保持于比网状部56n的上端高且比储藏在箱部56a的液相冷却剂的液面高的位置。在该情况下,液相冷却剂仅从贯通孔56p流入到流路56l。
如图9B所示,若电磁阀561a的阀部561a2以从箱部56a退出的方式移动,则诱导部件561b连动而移动。在该情况下,诱导部件561b的上端部分被保持于比网状部56n的上端低且比储藏在箱部56a的液相冷却剂的液面低的位置。在该情况下,除贯通孔56p以外,冷却剂还从比诱导部件561b的上端部分更靠上侧的网状部56n流入到流路56l内。
即,在诱导部件561b处于图9B的位置的情况下,能够使比位于图9A的位置时更多的液相冷却剂流入到流路56l。换言之,在诱导部件561b处于图9B所示的位置时的流路56l的开度比在诱导部件561b处于图9A所示的位置时变大。
如此,气液分离器561通过由电磁阀561a使诱导部件561b的位置移动,来调节流路56l的开度而能够增减在流路56l内流动的液相冷却剂的量。在下面的说明中,将诱导部件561b处于图9A所示的位置的情况称为“诱导部件561b处于闭位置”,将诱导部件561b处于图9B所示的位置的情况称为“诱导部件561b处于开位置”。
接着,说明温度调节系统1的运行模式下的气液分离器561的作用。
首先,对使电池84的温度变高的情况(加热模式)进行说明。在该情况下,流入到气液分离器561的冷却剂的温度成为规定值以下的同时,压力也成为规定值以下。
若判定为冷却剂的温度或者压力为规定值以下,则控制器对电磁阀561a进行控制而如图9B所示那样使诱导部件561b移动至开位置,从而使流路56l的开度变大。由此,与诱导部件561b处于闭位置的情况相比更多的液相冷却剂流入到流路56l内。
流路56l使在诱导部件561b的移动下流入的液相冷却剂混合于从流路56k流入的气相冷却剂中。在流路56l中液相冷却剂的混合比例增大的冷却剂(气相冷却剂和液相冷却剂)通过流路56j向电动压缩机52供给。此外,在气液分离器561中,混合于气相冷却剂的液相冷却剂的量也被控制在电动压缩机52所接收的液相冷却剂的容许量的范围内。
如此,通过将液相冷却剂的混合比例增大的冷却剂(气相冷却剂和液相冷却剂)向电动压缩机52供给,使供给至电动压缩机52的冷却剂的密度变大,从而从电动压缩机52向水冷式冷凝器53供给的冷却剂的流量增大。由此,在水冷式冷凝器53中释放的热量增多,因此利用水冷式冷凝器53对在冷却水流路83流动的冷却水(与电池84进行热交换的冷却水)进行加热的性能得以提高。因此,可以对电池84进一步加热。
接着,对使电池84的温度降低的情况(第一冷却模式和第二冷却模式)进行说明。在该情况下,流入到气液分离器561的冷却剂的温度变得比规定值高的同时,压力也变得比规定值高。
若判定为冷却剂的温度或者压力比规定值高,则控制器对电磁阀561a进行控制而如图9A所示那样使诱导部件561b移动至闭位置,从而使流路56l的开度变小。由此,润滑冷冻循环回路50的构成要素所需的量的液相冷却剂仅从贯通孔56p流入到流路56l内。
因此,与使电池84的温度变高的情况相比,供给至电动压缩机52的冷却剂的密度变小,从而从电动压缩机52向水冷式冷凝器53供给的冷却剂的流量减少。
若从电动压缩机52向水冷式冷凝器53供给的冷却剂的流量减少,则流入到可变节流单元54的冷却剂的流量也减少,但相应地,在可变节流单元54中的冷却剂的膨胀率变大。由此,在冷却器55中的冷却剂的汽化所导致的从冷却水的吸热量增多,因此利用冷却器55对在冷却水流路83流动的冷却水(与电池84进行热交换的冷却水)进行冷却的性能得以提高。因此,可以对电池84进一步冷却。
接着,参照图10A和图10B,对第二变形例的气液分离器562进行说明。图10A为在温度调节系统1使电池84的温度降低的情况(第一冷却模式和第二冷却模式)下的气液分离器562的示意性结构图。图10B为在温度调节系统1使电池84的温度变高的情况(加热模式)下的气液分离器562的示意性结构图。在图10A和图10B中,对与气液分离器56、561相同的结构标注相同的附图标记并省略说明。
与其他的气液分离器56、561的不同点在于,在气液分离器562中,通过波纹管(bellows)562a和辅助弹簧562b使诱导部件562d移动。
如图10A和图10B所示,气液分离器562具有增减在流路56l内流动的液相冷却剂的流量的作为开闭切换单元的波纹管562a、辅助弹簧562b和诱导部件562d。
波纹管562a设置于在箱部56a的底面中设置有外管部56i的另一端56i2的位置。即,波纹管562a收容于外管部56i的另一端56i2的内周。
在波纹管562a内填充环境温度(在本实施方式中为空间S内的冷却剂的温度)变得高于规定值时膨胀,而环境温度变得低于规定值时收缩的气体。若空间S内的冷却剂的温度变得高于规定值,则如图10A所示那样波纹管562a伸长,若空间S内的冷却剂的温度变为规定值以下,则如图10B所示那样波纹管562a收缩。
辅助弹簧562b为具有规定的弹力的弹簧部件。辅助弹簧562b的一端与从外管部56i的内周面突出的保持部562e接触,而另一端与诱导部件562d的上端部分接触,由此,辅助弹簧562b保持于流路56k内。
诱导部件562d为上端部分的直径形成得比内管部56h的外径大的碟状的部件。在诱导部件562d形成有多个贯通孔562c。贯通孔562c形成为使为了润滑冷冻循环回路50的构成要素而所需的量的液相冷却剂流入到流路56l的大小。诱导部件562d设置为可在外管部56i的另一端56i2侧的内部移动。诱导部件562d的底面部分与波纹管562a相连接。诱导部件562d的上端部分与辅助弹簧562b的另一端接触。
如图10A所示,若空间S内的冷却剂的温度变得高于规定值而波纹管562a伸长,则辅助弹簧562b收缩而诱导部件562d移动。在该情况下,诱导部件562d保持为诱导部件562d的上端部分位于比网状部56n的上端高的位置。在该情况下,液相冷却剂通过贯通孔562c流入到流路56l。
如图10B所示,若空间S内的冷却剂的温度变为规定值以下而波纹管562a收缩,则诱导部件562d在辅助弹簧562b的恢复力的作用下移动。在该情况下,诱导部件562d保持为诱导部件562d的上端部分位于比网状部56n的上端低的位置。在该情况下,除贯通孔562c以外,冷却剂还从比诱导部件562d的上端部分更靠上侧的网状部56n流入到流路56l内。
即,在诱导部件562d处于图10B的位置的情况下,能够使比位于图10A的位置时更多的液相冷却剂流入到流路56l。换言之,在诱导部件562d处于图10B所示的位置时的流路56l的开度比在诱导部件562d处于图10A所示的位置时变大。
如此,气液分离器562可以根据空间S内的冷却剂的温度来自动地改变流路56l的开度,从而可以增减在流路56l内流动的液相冷却剂的量。因此,气液分离器562不需要如气液分离器56、561那样的用于检测冷却剂的温度压力的传感器、利用控制器的控制。在下面的说明中,将诱导部件562d处于图10A所示的位置的情况称为“诱导部件562d处于闭位置”,将诱导部件562d处于图10B所示的位置的情况称为“诱导部件562d处于开位置”。
接着,对温度调节系统1的运行模式下的气液分离器562的作用进行说明。
首先,对使电池84的温度变高的情况(加热模式)进行说明。在该情况下,流入到气液分离器562的冷却剂的温度成为规定值以下。
流入到空间S内而储藏的冷却剂的温度成为规定值以下,从而如图10B所示那样诱导部件562d移动至开位置而流路56l的开度变大。由此,与诱导部件562d处于闭位置的情况相比更多的液相冷却剂流入到流路56l内。
流路56l使在诱导部件562d的移动下流入的液相冷却剂混合于从流路56k流入的气相冷却剂中。在流路56l中液相冷却剂的混合比例增大的冷却剂(气相冷却剂和液相冷却剂)通过流路56j向电动压缩机52供给。此外,在气液分离器562中,混合于气相冷却剂的液相冷却剂的量也被控制在电动压缩机52所接收的液相冷却剂的容许量的范围内。
如此,通过将液相冷却剂的混合比例增大的冷却剂(气相冷却剂和液相冷却剂)向电动压缩机52供给,使供给至电动压缩机52的冷却剂的密度变大,从而从电动压缩机52向水冷式冷凝器53供给的冷却剂的流量增大。由此,在水冷式冷凝器53中释放的热量增多,因此利用水冷式冷凝器53对在冷却水流路83流动的冷却水(与电池84进行热交换的冷却水)进行加热的性能得以提高。因此,可以对电池84进一步加热。
接着,对使电池84的温度降低的情况(第一冷却模式和第二冷却模式)进行说明。在该情况下,流入到气液分离器562的冷却剂的温度变得比规定值高。
流入到空间S内而储藏的冷却剂的温度变得比规定值高,从而如图10A所示那样诱导部件562d移动至闭位置而流路56l的开度减小。由此,润滑冷冻循环回路50的构成要素所需的量的液相冷却剂通过贯通孔562c而流入到流路56l内。
因此,与使电池84的温度变高的情况相比,供给至电动压缩机52的冷却剂的密度变小,从而从电动压缩机52向水冷式冷凝器53供给的冷却剂的流量也减少。
若从电动压缩机52向水冷式冷凝器53供给的冷却剂的流量减少,则流入到可变节流单元54的冷却剂的流量也减少,但相应地,在可变节流单元54中的冷却剂的膨胀率变大。由此,在冷却器55中的冷却剂的汽化所导致的从冷却水的吸热量增多,因此利用冷却器55对在冷却水流路83流动的冷却水(与电池84进行热交换的冷却水)进行冷却的性能得以提高。因此,可以对电池84进一步冷却。
接着,参照图11A和图11B,对第三变形例的气液分离器563进行说明。图11A为在温度调节系统1使电池84的温度降低的情况(第一冷却模式和第二冷却模式)下的气液分离器563的示意性结构图。图11B为在温度调节系统1使电池84的温度变高的情况(加热模式)下的气液分离器563的示意性结构图。在图11A和图11B中,对与气液分离器56、561、562相同的结构标注相同的附图标记并省略说明。
与气液分离器56、561、562的不同点在于,在气液分离器563中,通过隔膜(diaphragm)563a和辅助弹簧562b使诱导部件561b移动。
如图11A和图11B所示,气液分离器563具有增减在流路56l内流动的液相冷却剂的流量的作为开闭切换单元的隔膜563a、辅助弹簧562b和诱导部件561b。
隔膜563a设置于在箱部56a的底面中设置有外管部56i的另一端56i2的位置。即,隔膜563a收容于外管部56i的另一端56i2的内周。
在隔膜563a内填充环境温度(在本实施方式中为空间S内的冷却剂的温度)变得高于规定值时膨胀,而环境温度变得低于规定值时收缩的气体。因此,若空间S内的冷却剂的温度变得高于规定值,则如图11A所示那样隔膜563a伸长,若空间S内的冷却剂的温度变为规定值以下,则如图11B所示那样隔膜563a收缩。
如图11A所示,若空间S内的冷却剂的温度变得高于规定值而隔膜563a伸长,则辅助弹簧562b收缩而使诱导部件561b移动。在该情况下,诱导部件561b保持为上端部分位于比网状部56n的上端高的位置。在该情况下,液相冷却剂仅从贯通孔56p流入到流路56l。
如图11B所示,若空间S内的冷却剂的温度变为规定值以下而隔膜563a收缩,则诱导部件561b在辅助弹簧562b的恢复力的作用下移动。在该情况下,诱导部件561b保持为诱导部件561b的上端部分位于比网状部56n的上端低的位置。在该情况下,除贯通孔562c以外,冷却剂还从比诱导部件561b的上端部分更靠上侧的网状部56n流入到流路56l内。
即,在诱导部件561b处于图11B的位置的情况下,能够使比位于图11A的位置时更多的液相冷却剂流入到流路56l。换言之,在诱导部件561b处于图11B所示的位置时的流路56l的开度比在诱导部件561b处于图11A所示的位置时变大。
如此,气液分离器563可以根据空间S内的冷却剂的温度来自动地改变流路56l的开度,从而可以增减在流路56l内流动的液相冷却剂的量。因此,气液分离器563不需要如气液分离器56、561那样的用于检测冷却剂的温度压力的传感器、利用控制器的控制。在下面的说明中,将诱导部件561b处于图11A所示的位置的情况称为“诱导部件561b处于闭位置”,将诱导部件561b处于图11B所示的位置的情况称为“诱导部件561b处于开位置”。
接着,对温度调节系统1的运行模式下的气液分离器563的作用进行说明。
首先,对使电池84的温度变高的情况(加热模式)进行说明。在该情况下,流入到气液分离器563的冷却剂的温度成为规定值以下。
流入到空间S内而储藏的冷却剂的温度成为规定值以下,从而如图11B所示那样诱导部件561b移动至开位置而流路56l的开度变大。由此,与诱导部件561b处于闭位置的情况相比更多的液相冷却剂流入到流路56l内。
流路56l使在诱导部件561b的移动下流入的液相冷却剂混合于从流路56k流入的气相冷却剂中。在流路56l中液相冷却剂的混合比例增大的冷却剂(气相冷却剂和液相冷却剂)通过流路56j向电动压缩机52供给。此外,在气液分离器563中,混合于气相冷却剂的液相冷却剂的量也被控制在电动压缩机52所接收的液相冷却剂的容许量的范围内。
如此,通过将液相冷却剂的混合比例增大的冷却剂(气相冷却剂和液相冷却剂)向电动压缩机52供给,使供给至电动压缩机52的冷却剂的密度变大,从而从电动压缩机52向水冷式冷凝器53供给的冷却剂的流量增大。由此,在水冷式冷凝器53中释放的热量增多,因此利用水冷式冷凝器53对在冷却水流路83流动的冷却水(与电池84进行热交换的冷却水)进行加热的性能得以提高。因此,可以对电池84进一步加热。
接着,对使电池84的温度降低的情况(第一冷却模式和第二冷却模式)进行说明。在该情况下,流入到气液分离器563的冷却剂的温度变得比规定值高。
流入掉空间S内而储藏的冷却剂的温度变得比规定值高,从而如图11A所示那样诱导部件561b移动至闭位置而流路56l的开度减小。由此,润滑冷冻循环回路50的构成要素所需的量的液相冷却剂仅从贯通孔56p而流入到流路56l内。
因此,与使电池84的温度变高的情况相比,供给至电动压缩机52的冷却剂的密度变小,从而从电动压缩机52向水冷式冷凝器53供给的冷却剂的流量也减少。
若从电动压缩机52向水冷式冷凝器53供给的冷却剂的流量减少,则流入到可变节流单元54的冷却剂的流量也减少,但相应地,在可变节流单元54中的冷却剂的膨胀率变大。由此,在冷却器55中的冷却剂的汽化所导致的从冷却水的吸热量增多,因此利用冷却器55对在冷却水流路83流动的冷却水(与电池84进行热交换的冷却水)进行冷却的性能得以提高。因此,可以对电池84进一步冷却。
接着,参照图12A和图12B,对第四变形例的气液分离器564进行说明。图12A为在温度调节系统1使电池84的温度降低的情况(第一冷却模式和第二冷却模式)下的气液分离器564的示意性结构图。图12B为在温度调节系统1使电池84的温度变高的情况(加热模式)下的气液分离器564的示意性结构图。在图12A和图12B中,对与气液分离器56、561、562、563相同的结构标注相同的附图标记并省略说明。
与气液分离器56、561、562、563的不同点在于,在气液分离器563中,通过根据压力变化而伸缩的伸缩单元564a和辅助弹簧562b使诱导部件562d移动。
如图12A和图12B所示,气液分离器564具有增减在流路56l内流动的液相冷却剂的流量的作为开闭切换单元的伸缩单元564a、辅助弹簧562b和诱导部件562d。
伸缩单元564a具有:根据空间S内的冷却剂的压力而进行伸缩的第一伸缩部564a1;伴随着第一伸缩部564a1的伸缩而进行伸缩的第二伸缩部564a2;以及连接第一伸缩部564a1和第二伸缩部564a2的连接部564a3。
第一伸缩部564a1为内部形成有供气体填充的中空部的部位。第一伸缩部564a1设置于箱部56a内的外管部56i的外侧的位置。第一伸缩部564a1的一端形成有承受空间S内的冷却剂的压力的受压部。第一伸缩部564a1的另一端与连接部564a3的一端相连接。
第二伸缩部564a2为内部形成有供气体填充的中空部的部位。第二伸缩部564a2设置为收容于外管部56i的另一端56i2侧内。第二伸缩部564a2的一端与诱导部件562d相连接。此外,第二伸缩部564a2的一端形成有承受空间S内的冷却剂的压力的受压部。第二伸缩部564a2的受压部形成为受压面积比第一伸缩部564a1的受压部小。第二伸缩部564a2的另一端与连接部564a3的另一端相连接。
连接部564a3为内部形成有可供气体流通的中空部的部位。连接部564a3设置于箱部56a的外部,以使空间S内的冷却剂的压力对其不产生作用。连接部564a3的一端与第一伸缩部564a1的另一端相连接,由此,连接部564a3的中空部与第一伸缩部564a1的中空部相连通。此外,连接部564a3的另一端与第二伸缩部564a2的另一端相连接,由此,连接部564a3的中空部与第二伸缩部564a2的中空部相连通。
即,第一伸缩部564a1的中空部、第二伸缩部564a2的中空部和连接部564a3的中空部为连续的一个中空部。气体填充于中空部。
如图12A所示,若空间S内的冷却剂的压力变得高于规定值,则具有受压面积比第二伸缩部564a2的受压部大的受压部的第一伸缩部564a1进行收缩。由于第一伸缩部564a1收缩,第一伸缩部564a1的中空部内的气体通过连接部564a3的中空部向第二伸缩部564a2的中空部移动。由此,第二伸缩部564a2伸长。由于第二伸缩部564a2伸长,辅助弹簧562b收缩而使诱导部件562d移动。在该情况下,诱导部件562d保持为诱导部件562d的上端部分位于比网状部56n的上端高的位置。在该情况下,液相冷却剂仅从贯通孔562c流入到流路56l。
如图12B所示,若空间S内的冷却剂的压力变为规定值以下,则第一伸缩部564a1伸长。第二伸缩部564a2随着第一伸缩部564a1的伸长而收缩。若第二伸缩部564a2收缩,则诱导部件562d在辅助弹簧562b的恢复力的作用下移动。在该情况下,诱导部件562d保持为诱导部件562d的上端部分位于比网状部56n的上端高的位置。在该情况下,除贯通孔562c以外,冷却剂还从比诱导部件561b的上端部分更靠上侧的网状部56n流入到流路56l内。
即,在诱导部件562d处于图12B的位置的情况下,能够使比位于图12A的位置时更多的液相冷却剂流入到流路56l。换言之,在诱导部件562d处于图12B所示的位置时的流路56l的开度比在诱导部件562d处于图12A所示的位置时变大。
如此,气液分离器564可以根据空间S内的冷却剂的压力来自动地改变流路56l的开度,从而可以增减在流路56l内流动的液相冷却剂的量。因此,气液分离器564不需要如气液分离器56、561那样的用于检测冷却剂的温度压力的传感器、利用控制器的控制。在下面的说明中,将诱导部件562d处于图12A所示的位置的情况称为“诱导部件562d处于闭位置”,将诱导部件562d处于图12B所示的位置的情况称为“诱导部件562d处于开位置”。
接着,对温度调节系统1的运行模式下的气液分离器564的作用进行说明。
首先,对使电池84的温度变高的情况(加热模式)进行说明。在该情况下,流入到气液分离器564的冷却剂的压力成为规定值以下。
流入到空间S内而储藏的冷却剂的压力成为规定值以下,从而如图12B所示那样诱导部件562d移动至开位置而流路56l的开度变大。由此,与诱导部件562d处于闭位置的情况相比更多的液相冷却剂流入到流路56l内。
流路56l使在诱导部件562d的移动下流入的液相冷却剂混合于从流路56k流入的气相冷却剂中。在流路56l中液相冷却剂的混合比例增大的冷却剂(气相冷却剂和液相冷却剂)通过流路56j向电动压缩机52供给。此外,在气液分离器564中,混合于气相冷却剂的液相冷却剂的量也被控制在电动压缩机52所接收的液相冷却剂的容许量的范围内。
如此,通过将液相冷却剂的混合比例增大的冷却剂(气相冷却剂和液相冷却剂)向电动压缩机52供给,使供给至电动压缩机52的冷却剂的密度变大,从而从电动压缩机52向水冷式冷凝器53供给的冷却剂的流量增大。由此,在水冷式冷凝器53中释放的热量增多,因此利用水冷式冷凝器53对在冷却水流路83流动的冷却水(与电池84进行热交换的冷却水)进行加热的性能得以提高。因此,可以对电池84进一步加热。
接着,对使电池84的温度降低的情况(第一冷却模式和第二冷却模式)进行说明。在该情况下,流入到气液分离器564的冷却剂的压力变得比规定值高。
流入到空间S内而储藏的冷却剂的压力变得比规定值高,从而如图12A所示那样诱导部件562d移动至闭位置而流路56l的开度减小。由此,润滑冷冻循环回路50的构成要素所需的量的液相冷却剂通过贯通孔562c而流入到流路56l内。
因此,与使电池84的温度变高的情况相比,供给至电动压缩机52的冷却剂的密度变小,从而从电动压缩机52向水冷式冷凝器53供给的冷却剂的流量也减少。
若从电动压缩机52向水冷式冷凝器53供给的冷却剂的流量减少,则流入到可变节流单元54的冷却剂的流量也减少,但相应地,在可变节流单元54中的冷却剂的膨胀率变大。由此,在冷却器55中的冷却剂的汽化所导致的从冷却水的吸热量增多,因此利用冷却器55对在冷却水流路83流动的冷却水(与电池84进行热交换的冷却水)进行冷却的性能得以提高。因此,可以对电池84进一步冷却。
接着,参照图13A和图13B,对第五变形例的气液分离器565进行说明。图13A为在温度调节系统1使电池84的温度降低的情况(第一冷却模式和第二冷却模式)下的气液分离器565的示意性结构图。图13B为在温度调节系统1使电池84的温度变高的情况(加热模式)下的气液分离器565的示意性结构图。在图13A和图13B中,对与气液分离器56、561、562、563、564相同的结构标注相同的附图标记并省略说明。
与气液分离器56、561、562、563、564的不同点在于,在气液分离器565中,通过形状记忆弹簧565a和辅助弹簧562b使诱导部件561b移动。
如图13A和图13B所示,气液分离器564具有增减在流路56l内流动的液相冷却剂的流量的作为开闭切换单元的形状记忆弹簧565a、辅助弹簧562b和诱导部件561b。
形状记忆弹簧565a的一端固定于箱部56a的底面中设置有外管部56i的另一端56i2的位置。形状记忆弹簧565a的另一端与诱导部件561b的底面侧相连接。形状记忆弹簧565a收容于外管部56i的另一端56i2的内周。
形状记忆弹簧565a与辅助弹簧562b串联设置。形状记忆弹簧565a夹着诱导部件561b而与辅助弹簧562b相对置。若空间S内的冷却剂的温度变得高于规定值,则如图13A所示那样形状记忆弹簧565a伸长,若空间S内的冷却剂的温度变为规定值以下,则如图13B所示那样形状记忆弹簧565a收缩。
如图13A所示,若空间S内的冷却剂的温度变得高于规定值而形状记忆弹簧565a伸长,则辅助弹簧562b收缩而使诱导部件561b移动。在该情况下,诱导部件561b保持为上端部分位于比网状部56n的上端高的位置。在该情况下,液相冷却剂仅从贯通孔56p流入到流路56l。
如图13B所示,若空间S内的冷却剂的温度变为规定值以下而形状记忆弹簧565a收缩,则诱导部件561b在辅助弹簧562b的恢复力的作用下移动。在该情况下,诱导部件561b保持为诱导部件561b的上端部分位于比网状部56n的上端低的位置。在该情况下,除贯通孔562c以外,冷却剂还从比诱导部件561b的上端部分更靠上侧的网状部56n流入到流路56l内。
即,在诱导部件561b处于图13B的位置的情况下,能够使比位于图13A的位置时更多的液相冷却剂流入到流路56l。换言之,在诱导部件561b处于图13B所示时的流路56l的开度比在诱导部件561b处于图13A所示的位置时变大。
如此,气液分离器565可以根据空间S内的冷却剂的温度来自动地改变流路56l的开度,从而可以增减在流路56l内流动的液相冷却剂的量。因此,气液分离器565不需要如气液分离器56、561那样的用于检测冷却剂的温度压力的传感器、利用控制器的控制。在下面的说明中,将诱导部件561b处于图13A所示的位置的情况称为“诱导部件561b处于闭位置”,将诱导部件561b处于图13B所示的位置的情况称为“诱导部件561b处于开位置”。
接着,对温度调节系统1的运行模式下的气液分离器565的作用进行说明。
首先,参照图13B,对使电池84的温度变高的情况(加热模式)进行说明。在该情况下,流入到气液分离器565的冷却剂的温度成为规定值以下。
流入到空间S内而储藏的冷却剂的温度成为规定值以下,从而如图13B所示那样诱导部件561b移动至开位置而流路56l的开度变大。由此,与诱导部件561b处于闭位置的情况相比更多的液相冷却剂流入到流路56l内。
流路56l使在诱导部件561b的移动下流入的液相冷却剂混合于从流路56k流入的气相冷却剂中。在流路56l中液相冷却剂的混合比例增大的冷却剂(气相冷却剂和液相冷却剂)通过流路56j向电动压缩机52供给。此外,在气液分离器565中,混合于气相冷却剂的液相冷却剂的量也被控制在电动压缩机52所接收的液相冷却剂的容许量的范围内。
如此,通过液相冷却剂的混合比例增大的冷却剂(气相冷却剂和液相冷却剂)向电动压缩机52供给,使供给至电动压缩机52的冷却剂的密度变大,从而从电动压缩机52向水冷式冷凝器53供给的冷却剂的流量增大。由此,在水冷式冷凝器53中释放的热量增多,因此利用水冷式冷凝器53对在冷却水流路83流动的冷却水(与电池84进行热交换的冷却水)进行加热的性能得以提高。因此,可以对电池84进一步加热。
接着,对使电池84的温度降低的情况(第一冷却模式和第二冷却模式)进行说明。在该情况下,流入到气液分离器565的冷却剂的温度变得比规定值高。
流入到空间S内而储藏的冷却剂的温度变得比规定值高,从而如图13A所示那样诱导部件561b移动至闭位置而流路56l的开度减小。由此,润滑冷冻循环回路50的构成要素所需的量的液相冷却剂仅从贯通孔56p流入到流路56l内。
因此,与使电池84的温度变高的情况相比,供给至电动压缩机52的冷却剂的密度变小,从而从电动压缩机52向水冷式冷凝器53供给的冷却剂的流量也减少。
若从电动压缩机52向水冷式冷凝器53供给的冷却剂的流量减少,则流入到可变节流单元54的冷却剂的流量也减少,但相应地,在可变节流单元54中的冷却剂的膨胀率变大。由此,在冷却器55中的冷却剂的汽化所导致的从冷却水的吸热量增多,因此利用冷却器55对在冷却水流路83流动的冷却水(与电池84进行热交换的冷却水)进行冷却的性能得以提高。因此,可以对电池84进一步冷却。
根据以上的实施方式,可获得如下效果。
用于调节电池84的温度的温度调节系统1具备:冷冻循环回路50,其具有对冷却剂进行压缩的电动压缩机52、释放在电动压缩机52中被压缩的冷却剂的热的水冷式冷凝器53、使在水冷式冷凝器53中释放了热的冷却剂膨胀的可变节流单元54、使用在可变节流单元54中膨胀的冷却剂而进行热交换的冷却器55、和使在冷却器55中的热交换中所使用的冷却剂气液分离并将气相冷却剂向电动压缩机52供给的气液分离器56;第一冷却水回路60,其具有将冷却水的热向外部释放的外部散热器64;第二冷却水回路70,其在水冷式冷凝器53中被释放的冷却剂的热的作用下在该第二冷却水回路70的内部流通的冷却水被加热;第三冷却水回路80,其通过与在冷却器55内流动的冷却剂的热交换而在该第三冷却水回路80的内部流通的冷却水被冷却,并通过与该冷却水的热交换而调节电池84的温度;切换阀91,其使第一冷却水回路60和第二冷却水回路70连接或者分离;以及切换阀92,其使第二冷却水回路70和第三冷却水回路80连接或者分离。
在温度调节系统1中,在对电池84进行冷却的第一冷却模式下,切换阀91使第一冷却水回路60和第二冷却水回路70连接,切换阀92使第二冷却水回路70和第三冷却水回路80分离。
根据这些结构,仅通过对结构简单的切换阀91和切换阀92进行切换,便可以使与电池84进行热交换的在第三冷却水回路80内流通的冷却水的温度降低,从而使电池84的温度降低。
此外,在温度调节系统1中,在对电池84进行加热的加热模式下,切换阀91使第一冷却水回路60和第二冷却水回路70分离,切换阀92使第二冷却水回路70和第三冷却水回路80连接。
根据这些结构,仅通过对结构简单的切换阀91和切换阀92进行切换,便可以使与电池84进行热交换的在第三冷却水回路80内流通的冷却水的温度变高,从而使电池84的温度变高。
换言之,能够提供一种以简单的结构能够调节电池84的温度的温度调节系统1。
此外,温度调节系统1还具备用于车辆内的空气调节的热泵单元4,其具有:电动压缩机42,其对空调用冷却剂进行压缩;室外热交换器44,用于释放在电动压缩机42中被压缩的空调用冷却剂的热;可变节流单元41a,其用于使在室外热交换器44中释放了热的空调用冷却剂膨胀;以及热交换器49,其在可变节流单元41a中膨胀的空调用冷却剂和在第三冷却水回路80内流通的冷却水之间进行热交换。
在温度调节系统1中,在对电池84进行冷却的第二冷却模式下,切换阀91使第一冷却水回路60和第二冷却水回路70连接,切换阀92使第二冷却水回路70和第三冷却水回路80分离,热交换器49通过与空调用冷却剂的热交换而对在第三冷却水回路80内流通的冷却水进行冷却。
根据这些结构,通过与冷冻循环回路50的热交换而对在第三冷却水回路80内流通的冷却水进行冷却,同时,还通过与热交换器49中的空调用冷却剂的热交换而对在第三冷却水回路80内流通的冷却水进行冷却。由此,相比于第一冷却模式更进一步地使与电池84进行热交换的在第三冷却水回路80内流通的冷却水的温度降低,可以比第一冷却模式更进一步地使电池84的温度降低。
此外,温度调节系统1的第三冷却水回路80具有:旁通流路85,其使冷却水以绕过电池84的方式流通;以及切换阀86,其进行切换而使冷却水以与电池84进行热交换的方式流通或者使冷却水向旁通流路85流通。在温度调节系统1中,在对车厢内的制热进行辅助的辅助制热模式下,切换阀91使第一冷却水回路60和第二冷却水回路70分离,切换阀92使第二冷却水回路70和第三冷却水回路80连接,切换阀86使冷却水向旁通流路85流通,热交换器49通过与在第三冷却水回路80内流通的冷却水的热交换而对空调用冷却剂进行加热。
根据这些结构,利用由冷冻循环回路50所产生的热对空调用冷却剂进行加热,由此,即使在制热模式下无法充分进行车厢内的制热的情景下,也可以对车厢内进行充分的制热。此外,可以在所有的模式下提高电动压缩机42的效率。此外,可以简化系统整体。
此外,温度调节系统1的气液分离器56具有:流路56e,其将液相冷却剂混合于供给至电动压缩机52的气相冷却剂中;以及可变节流单元56g,其调节流路56的开度而增减在流路56e内流动的液相冷却剂的流量,在使电池84的温度变高的情况下使流路56e的开度增大,在使电池84的温度降低的情况下使流路56e的开度减小。
根据该结构,气液分离器56在使电池84的温度变高的情况下,增大流路56e的开度而增加向电动压缩机52供给的冷却剂的流量。由此,在温度调节系统1中,可以提高水冷式冷凝器53的冷却水的加热性能,可以对电池84进一步加热。此外,在使电池84的温度降低的情况下,减小流路56e的开度而减少向电动压缩机52供给的冷却剂的流量。由此,在温度调节系统1中,可以提高冷却器55的冷却水的冷却性能,可以对电池84进一步冷却。此外,利用第一至第五变形例的气液分离器561、562、563、564、565也可以获得同样的效果。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但上述实施方式仅示出了本发明的应用例的一部分,本发明的技术范围并不限定于上述实施方式的具体结构。
本申请主张基于2020年10月8日向日本特许厅提出的特愿2020-170649的优先权,并且该申请的全部内容以引用的方式并入本申请的说明书中。
Claims (7)
1.一种温度调节系统,其用于调节温度被调节器的温度的温度调节系统,其特征在于,具备:
冷冻循环回路,其具有对冷却剂进行压缩的第一压缩器、释放在所述第一压缩器中被压缩的冷却剂的热的散热器、使在所述散热器中释放了热的冷却剂膨胀的第一膨胀阀、使用在所述第一膨胀阀中膨胀的冷却剂而进行热交换的冷却器、和使在所述冷却器中的热交换中所使用的冷却剂气液分离并将气相冷却剂向所述第一压缩机供给的气液分离器;
第一冷却水回路,其具有将冷却水的热向外部释放的外部散热器;
第二冷却水回路,其在所述散热器中被释放的冷却剂的热的作用下在该第二冷却水回路的内部流通的冷却水被加热;
第三冷却水回路,其通过与在所述冷却器内流动的冷却剂的热交换而在该第三冷却水回路的内部流通的冷却水被冷却,并通过与冷却水的热交换而调节所述温度被调节器的温度;
第一阀,其使所述第一冷却水回路和所述第二冷却水回路连接或者分离;以及
第二阀,其使所述第二冷却水回路和所述第三冷却水回路连接或者分离。
2.根据权利要求1所述的温度调节系统,其中,
在对所述温度被调节器进行冷却的第一冷却模式下,
所述第一阀使所述第一冷却水回路和所述第二冷却水回路连接,
所述第二阀使所述第二冷却水回路和所述第三冷却水回路分离。
3.根据权利要求1或2所述的温度调节系统,其中,
在对所述温度被调节器进行加热的加热模式下,
所述第一阀使所述第一冷却水回路和所述第二冷却水回路分离,
所述第二阀使所述第二冷却水回路和所述第三冷却水回路连接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的温度调节系统,其中,还具有:
用于车辆内的空气调节的空调用冷冻循环回路,其具有:第二压缩器,其对空调用冷却剂进行压缩;室外热交换器,其用于释放在所述第二压缩器中被压缩的空调用冷却剂的热;第二膨胀阀,其用于使在所述室外热交换器中释放了热的空调用冷却剂膨胀;以及热交换器,其在所述第二膨胀阀中膨胀的空调用冷却剂和在所述第三冷却水回路内流通的冷却水之间进行热交换。
5.根据权利要求4所述的温度调节系统,其中,
在对所述温度被调节器进行冷却的第二冷却模式下,
所述第一阀使所述第一冷却水回路和所述第二冷却水回路连接,
所述第二阀使所述第二冷却水回路和所述第三冷却水回路分离,
所述热交换器通过与空调用冷却剂的热交换而对在所述第三冷却水回路内流通的冷却水进行冷却。
6.根据权利要求4或5所述的温度调节系统,其中,
所述第三冷却水回路具有:
旁通流路,其使冷却水以绕过所述温度被调节器的方式流通;以及
第三阀,其进行切换而使冷却水以与所述温度被调节器进行热交换的方式进行流通或者使冷却水向所述旁通流路流通,
在对所述车厢内的制热进行辅助的辅助制热模式下,
所述第一阀使所述第一冷却水回路和所述第二冷却水回路分离,
所述第二阀使所述第二冷却水回路和所述第三冷却水回路连接,
所述第三阀使冷却水向所述旁通流路流通,
所述热交换器通过与在所述第三冷却水回路内流通的冷却水的热交换而对空调用冷却剂进行加热。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的温度调节系统,其中,
所述气液分离器具有:
流路,其将液相冷却剂混合于供给至所述第一压缩器的气相冷却剂中;以及
开闭切换单元,其调节所述流路的开度而增减在所述流路内流动的液相冷却剂的流量,
在使所述所述温度被调节器的温度变高的情况下使所述流路的开度增大,在使所述温度被调节器的温度降低的情况下使所述流路的开度减小。
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