JP2012214175A - 冷却装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】HV機器31を冷却する冷却装置1は、冷媒を循環させるための圧縮機12と、冷媒と外気との間で熱交換する熱交換器14と、冷媒を減圧する膨張弁16と、冷媒と空調用空気との間で熱交換する熱交換器18と、膨張弁16を経由して熱交換器12と熱交換器18との間を流通する冷媒の経路上に設けられ、冷媒を用いてHV機器31を冷却する冷却部30と、圧縮機12から熱交換器14へ向かう冷媒の流れと圧縮機12から熱交換器18へ向かう冷媒の流れとを切り換える四方弁28と、を備える。
【選択図】図1
Description
図1は、実施の形態1の冷却装置の構成を示す模式図である。図1に示すように、冷却装置1は、蒸気圧縮式冷凍サイクル10を備える。蒸気圧縮式冷凍サイクル10は、たとえば、車両の車内の冷暖房を行なうために、車両に搭載される。蒸気圧縮式冷凍サイクル10を用いた冷房は、たとえば、冷房を行なうためのスイッチがオンされた場合、または、自動的に車両の室内の温度を設定温度になるように調整する自動制御モードが選択されており、かつ、車室内の温度が設定温度よりも高い場合に行なわれる。蒸気圧縮式冷凍サイクル10を用いた暖房は、たとえば、暖房を行なうためのスイッチがオンされた場合、または、自動制御モードが選択されており、かつ、車室内の温度が設定温度よりも低い場合に行なわれる。
・低圧の霧状冷媒に変化させる。膨張弁16は、凝縮された冷媒液を減圧して、気液混合状態の湿り蒸気とする。なお、冷媒液を減圧するための減圧器は、絞り膨張する膨張弁16に限られず、毛細管であってもよい。
ることができる。
およびE点)における冷媒の熱力学状態が示される。
の上限値よりも低い温度であることが望ましい。
圧縮機12に吸入される。圧縮機12は、熱交換器14から流通する冷媒を圧縮する。冷媒はこのようなサイクルに従って、圧縮、凝縮、絞り膨張、蒸発の状態変化を連続的に繰り返す。
まで冷却し、熱交換器14の出口の高圧の冷媒をHV機器31の冷却に使用する。そのため、車室内の空気を冷却する冷房の能力に影響を与えることなく、HV機器31を冷却することができる。
図5は、実施の形態2の冷却装置1の構成を示す模式図である。実施の形態2の冷却装置1は、冷却部30と膨張弁16との間の冷媒の経路の一部を形成する冷媒通路24に、第三熱交換器としての熱交換器15が配置されている点で、実施の形態1と異なっている。熱交換器15が設けられるので、冷媒通路24は、熱交換器15よりも熱交換器14に近接する側の冷媒通路24aと、熱交換器15よりも膨張弁16に近接する側の冷媒通路24bと、に二分割されている。
冷媒とHV機器31との熱交換量が減少してHV機器31を効率よく冷却できなくなり、また冷媒が配管内を流れる際の圧力損失が増大する。そのため、HV機器31を冷却した後の冷媒を気化させない程度に、熱交換器14において十分に冷媒を冷却するのが望ましい。
D点)。
図9は、実施の形態3の冷却装置1の構成を示す模式図である。実施の形態1,2では、冷却部30が熱交換器14と熱交換器15との間に直列に接続されていた。これに対し、実施の形態3の冷却装置1では、熱交換器14と熱交換器15との間の冷媒の経路は、冷却部30を経由しない経路である冷媒通路29を含む。熱交換器14と熱交換器15との間の冷媒の経路は、第一通路としての冷媒通路29を含む。
,24aを含むHV機器31の冷却系は、冷媒通路29と並列に接続されている。熱交換器14と熱交換器15との間を冷却部30を経由せずに流れる冷媒の経路と、熱交換器14と熱交換器15との間を冷却部30を経由して流れる冷媒の経路と、を並列に設け、一部の冷媒のみを冷媒通路23,24aへ流通させることで、HV機器31の冷却系に冷媒が流れる際の圧力損失を低減することができる。
図10は、実施の形態4の冷却装置1の構成を示す模式図である。図11は、四方弁28を切り換えた状態の実施の形態4の冷却装置1を示す模式図である。実施の形態4の冷却装置1は、冷却部30に向けて流通する冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する気液分離器60を備える点で、実施の形態1〜3と異なっている。
離器60からの流出口を形成する。気液分離器60の内部では、冷媒液62が下側、冷媒蒸気61が上側に溜まる。気液分離器60から冷媒液62を導出する冷媒通路23bの端部は、気液分離器60の底部の近傍に配置されている。冷媒通路23bの端部は、冷媒液62中に浸漬されており、冷媒通路23bを経由して気液分離器60の底側から冷媒液62のみが気液分離器60の外部へ送り出される。これにより、気液分離器60は、気相冷媒と液相冷媒との分離を確実に行なうことができる。
流れる冷媒の流量が一時的に低下する冷媒流量の変動を吸収できる。したがって、冷暖房の切り換え時に冷却部30への冷媒供給量が不足することを回避でき、HV機器31の冷却性能を安定させることができる。
換した後の、冷媒通路24aを流れる冷媒は、貫通孔71を経由して流れ、気液分離器60には供給されない。
79a,79bが連通され、貫通孔75によって配管78a,78bが連通される。その結果、冷房運転時に熱交換器14から流出し冷媒通路23aを流通する冷媒は、配管78a,貫通孔75および配管78bを順に経由して、気液分離器60の内部へ導入される。気液分離器60内で気相冷媒と液相冷媒とが気液分離され、液体状の冷媒液62が気液分離器60から流出し、配管78cを経由して冷却部30へ流通する。冷却部30でHV機器31を冷却した後の冷媒は、配管79b、貫通孔74および配管79aを順に経由して、冷媒通路24aへ流通する。冷房運転時には、切換弁70を図14に示す第一の設定位置に合わせることで、気液分離器60で分離された冷媒液62のみを冷却部30に供給して、HV機器31を効率よく冷却することができる。
図16は、実施の形態5の冷却装置1の構成を示す模式図である。実施の形態5の冷却装置1は、エンジン80と、エンジン80との間で熱の受け渡しを行なうヒータコア82と、ヒータコア82へ流れる空調用空気の流量を調節するダンパ85とを備える点で、実施の形態1〜4と異なっている。
はヒータコア82を通過せずにダクト40内を流通する。図17に示す状態では、ダンパ85は冷却用空気の流れをヒータコア82へ導く。そのため、矢印47に示すように、空調用空気はヒータコア82を通過してダクト40内を流通する。
図18は、実施の形態6の冷却装置1の構成を示す模式図である。実施の形態6の冷却装置1は、第四熱交換器としての熱交換器19をさらに備える点で、実施の形態1〜5と異なっている。熱交換器19は、ダクト40内の、熱交換器18に対し空調用空気の下流側に配置され、蒸気圧縮式冷凍サイクル10を流通する冷媒とダクト40内を流通する空調用空気と、の間で熱交換を行なう。
、蒸気圧縮式冷凍サイクル10中の各点(すなわちA、B,G,C,D,FおよびE点)における冷媒の熱力学状態が示される。
Claims (11)
- 発熱源を冷却する冷却装置であって、
冷媒を循環させるための圧縮機と、
前記冷媒と外気との間で熱交換する第一熱交換器と、
前記冷媒を減圧する減圧器と、
前記冷媒と空調用空気との間で熱交換する第二熱交換器と、
前記減圧器を経由して前記第一熱交換器と前記第二熱交換器との間を流通する前記冷媒の経路上に設けられ、前記冷媒を用いて前記発熱源を冷却する冷却部と、
前記圧縮機から前記第一熱交換器へ向かう前記冷媒の流れと、前記圧縮機から前記第二熱交換器へ向かう前記冷媒の流れと、を切り換える四方弁と、を備える、冷却装置。 - 前記冷却部は、前記第一熱交換器と前記減圧器との間に設けられる、請求項1に記載の冷却装置。
- 前記冷却部と前記減圧器との間に設けられ、前記冷媒と外気との間で熱交換する第三熱交換器を備える、請求項2に記載の冷却装置。
- 前記第一熱交換器は、前記冷媒から熱を放出させる放熱能力が前記第三熱交換器よりも高い、請求項3に記載の冷却装置。
- 前記冷却部に向けて流通する前記冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する気液分離器と、
前記四方弁による前記冷媒の流れの切り換えに対応して、前記第一熱交換器と前記第三熱交換器とのいずれか一方から前記気液分離器への前記冷媒の流れを切り換える切換弁と、を備える、請求項3または請求項4に記載の冷却装置。 - 前記冷却部は、前記第一熱交換器と前記第二熱交換器との間に直列に接続されている、請求項1から請求項5のいずれかに記載の冷却装置。
- 前記第一熱交換器と前記第二熱交換器との間に並列に配置された第一通路および第二通路を備え、
前記冷却部は、前記第二通路に設けられる、請求項1から請求項5のいずれかに記載の冷却装置。 - 前記第一通路に配置され、前記第一通路を流れる前記冷媒の流量と前記第二通路を流れる前記冷媒の流量とを調節する、流量調整弁を備える、請求項7に記載の冷却装置。
- エンジンと、
前記エンジンとの間で熱の受け渡しを行なうヒータコアと、を備え、
前記ヒータコアは、前記第二熱交換器に対し前記空調用空気の下流側に配置されている、請求項1から請求項8のいずれかに記載の冷却装置。 - 前記ヒータコアへ流れる前記空調用空気の流量を調節する流量調整部を備える、請求項9に記載の冷却装置。
- 前記第二熱交換器に対し前記空調用空気の下流側に配置され、前記冷媒と前記空調用空気との間で熱交換する、第四熱交換器を備える、請求項1から請求項10のいずれかに記載の冷却装置。
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