WO2020004219A1 - 機器温調装置 - Google Patents

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WO2020004219A1
WO2020004219A1 PCT/JP2019/024488 JP2019024488W WO2020004219A1 WO 2020004219 A1 WO2020004219 A1 WO 2020004219A1 JP 2019024488 W JP2019024488 W JP 2019024488W WO 2020004219 A1 WO2020004219 A1 WO 2020004219A1
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WO
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heat
refrigerant
condenser
heat medium
return pipe
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/024488
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English (en)
French (fr)
Inventor
功嗣 三浦
康光 大見
義則　毅
竹内　雅之
Original Assignee
株式会社デンソー
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Publication date
Application filed by 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B21/02—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes

Definitions

  • the present disclosure relates to a device temperature controller.
  • an evaporator for cooling a battery and a condenser provided above the evaporator are provided.
  • the evaporator and the condenser are connected in a ring shape by two pipes, and a refrigerant is provided therein.
  • a refrigerant is provided therein.
  • One of the two pipes forms a liquid-phase refrigerant passage through which the liquid-phase refrigerant flows from the condenser to the evaporator.
  • the other of the two pipes, other than the one forms a gas-phase refrigerant passage through which the gas-phase refrigerant flows from the evaporator to the condenser.
  • thermosiphon circuit when the battery generates heat, the liquid refrigerant in the evaporator absorbs heat from the battery and boils, and the battery is cooled by the latent heat of evaporation at that time.
  • the gas-phase refrigerant generated by the evaporator flows into the condenser through the gas-phase refrigerant passage.
  • the gas-phase refrigerant is cooled by the condenser and condensed.
  • the liquid-phase refrigerant generated in the condenser flows into the evaporator through the liquid-phase refrigerant passage by gravity.
  • the battery is cooled by circulating the refrigerant between the evaporator and the condenser.
  • the cross-sectional area of the gas-phase refrigerant passage in the gas-phase refrigerant passage through which the gas-phase refrigerant flows decreases. For this reason, pressure loss generated when the gas-phase refrigerant flows from the evaporator to the condenser through the gas-phase refrigerant passage increases. Therefore, the gas-phase refrigerant hardly rises inside the gas-phase refrigerant passage, and the gas-phase refrigerant hardly flows into the condenser.
  • the head difference is a difference between the refrigerant liquid level in the evaporator and the refrigerant liquid level in the liquid-phase refrigerant passage (or the condenser).
  • bubbles are generated from inside the liquid-phase refrigerant in the evaporator with the boiling of the refrigerant, and when the pressure loss inside the gas-phase refrigerant passage increases, the refrigerant liquid level in the evaporator decreases and Since the refrigerant liquid level in the liquid-phase refrigerant passage rises, the head difference increases.
  • the present disclosure aims to provide a cooling device with a reduced head difference.
  • an apparatus temperature controller includes an apparatus heat exchanger configured to be capable of exchanging heat between a target apparatus and a heat medium such that a heat medium evaporates when the target apparatus is cooled; A condenser that condenses the heat medium evaporated by the heat exchanger, a forward pipe that leads the heat medium condensed by the condenser to the heat exchanger for equipment, and a heat medium evaporated by the heat exchanger for equipment to the condenser And a heating unit for heating the heat medium flowing through the return pipe.
  • the heat medium flowing through the return pipe is vaporized by the heating unit, and the pressure loss inside the gas-phase refrigerant passage is reduced, so that the head difference can be reduced.
  • FIG. 3 is a Mollier diagram showing a state of a refrigerant for a refrigeration cycle of the device temperature controller of the first embodiment. It is the figure which showed the structure of the apparatus temperature control apparatus which does not have the conventional heating part.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the arrangement of Peltier elements. It is a figure showing composition of an apparatus temperature control device concerning an 11th embodiment. It is the figure which showed the cooler and secondary battery of the apparatus temperature control apparatus which concerns on 12th Embodiment. It is a figure showing a cooler and a secondary battery of a device temperature controller according to a thirteenth embodiment. It is the figure which showed the cooler and secondary battery of the apparatus temperature control apparatus which concern on 14th Embodiment. It is a figure for explaining arrangement of a heating part. It is a figure for explaining arrangement of a heating part.
  • FIGS. 1 An apparatus temperature controller according to a first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 is mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle. Then, in the present embodiment, the device temperature controller cools the secondary batteries 12a and 12b shown in FIG. That is, the objects to be cooled by the device temperature controller of the present embodiment are the secondary batteries 12a and 12b mounted on the electric vehicle.
  • the arrow DR1 indicates the up-down direction. In the arrow DR1, the up arrow indicates the upper side in the up-down direction of the vehicle, and the down arrow indicates the lower side in the up-down direction of the vehicle.
  • a cooling device for maintaining the secondary batteries 12a and 12b at a predetermined temperature or lower is required.
  • the battery temperature rises not only while the vehicle is running but also during parking in summer.
  • the power storage device is often arranged under the floor of the vehicle, under a trunk room, or the like, and although the amount of heat given to the secondary batteries 12a and 12b per unit time is small, the battery temperature gradually rises by leaving the battery for a long time. .
  • the life of the secondary batteries 12a, 12b is greatly reduced. Therefore, the battery temperature is maintained at a low temperature by cooling the secondary batteries 12a, 12b even while the vehicle is left. It is desired.
  • the secondary batteries 12a and 12b of the present embodiment are configured as an assembled battery in which a plurality of battery cells 13 are stacked in the traveling direction of the vehicle. The deterioration is biased, and the performance of the power storage device is reduced.
  • the input / output characteristics of the power storage device are determined according to the characteristics of the battery cell 13 that has deteriorated the most. Therefore, in order for the power storage device to exhibit desired performance over a long period of time, it is important to equalize the temperature to reduce temperature variations among the plurality of battery cells 13.
  • the secondary batteries 12a and 12b are cooled by the sensible heat of the air, so that the temperature difference between the upstream and downstream of the air flow becomes large, and the temperature variation between the battery cells 13 cannot be sufficiently suppressed. .
  • air cooling using cold air generated in a refrigeration cycle, or water cooling using cold water has a high cooling capacity, but the heat exchange part with the battery cell 13 is sensible heat cooling in either air cooling or water cooling. Temperature variation between the battery cells 13 cannot be sufficiently suppressed.
  • thermosiphon system in which the refrigerant for thermosiphon is cooled using a refrigeration cycle and the secondary batteries 12a and 12b are cooled by natural circulation of the refrigerant for thermosiphon. Has been adopted.
  • the device temperature controller of the present embodiment includes a thermosiphon 10 and a refrigeration cycle 20, as shown in FIG.
  • the thermosiphon 10 includes a cooler 14, a condenser 16, a heating unit 180, and a first circulation circuit 100 that circulates a thermosiphon refrigerant as a first heat medium. Then, the temperature of the secondary batteries 12a and 12b as target devices is adjusted by the phase change between the liquid phase and the gas phase of the thermosyphon refrigerant.
  • the first circulation circuit 100 has an outgoing pipe 101 and a return pipe 102.
  • the condenser 16 has a primary side circuit 16a and a secondary side circuit 16b.
  • the primary circuit 16a of the condenser 16 is provided with a condenser inlet 161 for flowing the thermosiphon refrigerant into the primary circuit 16a and a condenser outlet 162 for discharging the thermosiphon refrigerant from the primary circuit 16a.
  • the secondary circuit 16b of the condenser 16 has an inlet 163 through which the refrigerant for the refrigeration cycle flows into the secondary circuit 16b, and an outlet 134 from which the refrigerant for the refrigeration cycle flows out from the secondary circuit 16b. Have been.
  • the primary circuit 16a of the condenser 16, the outgoing pipe 101, the cooler 14, and the return pipe 102 are connected in a ring shape to form a thermosiphon circuit in which a refrigerant for thermosiphon circulates.
  • the first circulation circuit 100 of the present embodiment is filled with a thermosiphon refrigerant.
  • the thermosiphon refrigerant naturally circulates through the first circulation circuit 100, and the device temperature controller adjusts the temperature of the secondary batteries 12a and 12b by a phase change between the liquid phase and the gas phase of the thermosiphon refrigerant.
  • the secondary batteries 12a and 12b are cooled by the phase change of the refrigerant for the thermosiphon.
  • the refrigerant charged in the first circulation circuit 100 is, for example, a chlorofluorocarbon-based refrigerant such as HFO-1234yf or HFC-134a.
  • a chlorofluorocarbon-based refrigerant such as HFO-1234yf or HFC-134a
  • various working fluids other than the chlorofluorocarbon-based refrigerant such as water and ammonia may be used as the refrigerant.
  • the cooler 14 is disposed between the secondary batteries 12a and 12b.
  • the cooler 14 corresponds to an equipment heat exchanger.
  • the cooler 14 cools the secondary batteries 12a and 12b by exchanging heat between the heat of the secondary batteries 12a and 12b and the heat of the thermosiphon refrigerant.
  • the cooler 14 has a main body 143 made of, for example, a metal having high thermal conductivity.
  • the main body 143 of the cooler 14 has an inlet 141 through which the thermosyphonic refrigerant flows and an outlet 142 through which the thermosiphonic refrigerant flows out.
  • the outlet 142 is arranged above the inlet 141 in the up-down direction.
  • the outward pipe 101 connects between a condenser outlet 162 formed in the primary circuit 16 a of the condenser 16 and an inflow port 141 formed in the main body 143 of the cooler 14.
  • the return pipe 102 connects between an outlet 142 formed in the main body 143 of the cooler 14 and a condenser inlet 161 formed in the primary circuit 16 a of the condenser 16.
  • the heating unit 180 is arranged in the return pipe 102 and exchanges heat between the refrigerant for the refrigeration cycle flowing out of the condenser 21 of the refrigeration cycle 20 and the refrigerant for the thermosiphon flowing into the return pipe 102 from the cooler 14 of the thermosiphon 10. Heat the refrigerant for thermosiphon.
  • the gaseous refrigerant flows from the outlet 142 through the return pipe 102 to the condenser.
  • the refrigerant flows into the primary circuit 16a of the condenser 16 from the 16 condenser inlets 161.
  • thermosyphon refrigerant flowing into the primary circuit 16a is condensed by heat exchange with the refrigeration cycle refrigerant inside the secondary circuit 16b of the condenser 16 to become a liquid-phase refrigerant. Then, the air flows into the main body 143 of the cooler 14 from the inlet 141 formed in the main body 143 of the cooler 14 from the condenser outlet 162 of the primary circuit 16 a of the condenser 16 through the outward pipe 101.
  • the refrigeration cycle 20 includes a second circulation circuit 200 that circulates a refrigeration cycle refrigerant as a second heat medium, and a compressor 23 that compresses and discharges the refrigeration cycle refrigerant in the second circulation circuit 200.
  • the refrigeration cycle 20 includes a condenser 21 for exchanging heat between the refrigeration cycle refrigerant discharged from the compressor 23 and the outside air to radiate the refrigeration cycle refrigerant discharged from the compressor 23.
  • an expansion valve 22 is provided for reducing the pressure of the refrigerant for the refrigeration cycle flowing out of the condenser 21 and flowing the refrigerant into the secondary circuit 16 b of the condenser 16.
  • the condenser 21 corresponds to a radiating heat exchanger that exchanges heat between the refrigeration cycle refrigerant discharged from the compressor 23 and air and radiates heat of the refrigeration cycle refrigerant. Between the condenser 21 and the expansion valve 22, a heating unit 180 that heats the liquid-phase refrigeration cycle refrigerant flowing from the cooler 14 of the thermosiphon 10 into the return pipe 102 is arranged.
  • the circulation circuit 200 connects the compressor 23, the condenser 21, the heating section 180 of the thermosiphon 10, the expansion valve 22, and the primary circuit 16a of the condenser 16 in a ring shape.
  • the circulation circuit 200 has a first connection pipe 201 that supplies the refrigerant for the refrigeration cycle flowing out of the condenser 21 to the secondary circuit 16 b of the condenser 16. Further, a second connection pipe 202 for supplying the refrigerant for the refrigeration cycle flowing out of the secondary circuit 16b of the condenser 16 to the condenser 21 is provided.
  • the secondary circuit 16b of the condenser 16 acts as an evaporator of the refrigeration cycle 20, and cools the thermosiphon refrigerant in the first circulation circuit 100.
  • the first connection pipe 201 connects between an outlet 212 formed in the condenser 21 and an inlet 163 formed in the secondary circuit 16 b of the condenser 16.
  • the second connection pipe 202 connects between an outlet 164 formed in the secondary circuit 16 b of the condenser 16 and an inlet 211 formed in the condenser 21.
  • the compressor 23 is provided in the middle of the second connection pipe 202.
  • the condenser 16 is housed in a front storage room or a trunk room.
  • the front storage room is a room that is disposed on the front side in the vehicle traveling direction with respect to the vehicle interior of the vehicle and houses a traveling engine and a traveling electric motor.
  • the trunk room is a storage room that is disposed rearward in the vehicle traveling direction with respect to the vehicle interior of the vehicle and stores luggage and the like.
  • the processing of the ECU 50 according to the present embodiment will be described.
  • the ECU 50 of the present embodiment operates the compressor 23 and periodically executes the processing shown in FIG.
  • the ECU 50 determines whether the required cooling capacity is large. Note that a signal indicating the temperature of the batteries 12a and 12b is input to the ECU 50. Here, the ECU 50 determines whether the temperature of the batteries 12a, 12b is higher than a predetermined temperature based on a signal indicating the temperature of the batteries 12a, 12b.
  • the ECU 50 determines that the required cooling capacity is large when the temperature of the batteries 12a and 12b is higher than the predetermined temperature, and determines that the required cooling capacity is small when the temperature of the batteries 12a and 12b is lower than the predetermined temperature.
  • the determination in S100 is YES, and the ECU 50 determines in S104 that refrigerant is supplied to the heating unit 180. Specifically, the flow path switching valve 36 is controlled to be in a closed state, and the flow path switching valve 37 is controlled to be in an open state, and the process returns to the main routine.
  • the refrigerant for the refrigeration cycle compressed by the compressor 23 is heat-exchanged with the outside air in the refrigeration cycle 20, and then supplied to the heating unit 180.
  • the siphon refrigerant is heated.
  • the gas-phase refrigerant in the cooler 14 generated by the boiling of the liquid-phase refrigerant in the cooler 14 by the heat generated from the batteries 12a and 12b rises and simultaneously pushes up a part of the liquid-phase refrigerant.
  • Part of the liquid-phase refrigerant flows into the return pipe 102 through the outlet 142.
  • the gas-phase refrigerant and the liquid-phase refrigerant including bubbles form a gas-liquid mixed flow.
  • the liquid-phase thermosiphon refrigerant flowing into the return pipe 102 is heated by the heating unit 180 and flows into the condenser 16 as a gas refrigerant. Therefore, an increase in pressure loss inside the return pipe 102 is suppressed, and the head difference between the refrigerant liquid level in the cooler 14 and the refrigerant liquid level in the outward pipe 101 (or the condenser 16) is reduced.
  • the refrigerant for the refrigeration cycle flowing out of the heating unit 180 is decompressed by the expansion valve 22 and then condensed by the condenser 16.
  • the determination in S100 becomes NO, and the ECU 50 turns off the supply of the refrigerant to the heating unit 180 in S102. Specifically, the flow path switching valve 36 is controlled to be in the open state, the flow path switching valve 37 is controlled to be in the closed state, and the process returns to the main routine.
  • the refrigerant for the refrigeration cycle flowing out of the condenser 21 flows into the condenser 16 through the expansion valve 22 without passing through the heating unit 180, and is condensed in the condenser 16.
  • the refrigerating cycle 60 including the compressor 61, the condenser 62, and the expansion valve 63 can improve the condensation capacity of the condenser 16.
  • the heating unit 18 heats the refrigerant flowing through the return pipe 102 without using the heat of the refrigerant in the refrigeration cycle 60.
  • the heat amount required for the condenser 16 to condense the refrigerant is Qc
  • the heat amount required for cooling the refrigerant in the cooler 14 is Qe.
  • the amount of heat for heating the refrigerant by the heating unit 18 is Qh
  • the heating unit 180 uses the heat of the refrigerant in the refrigeration cycle 20 to heat the refrigerant flowing through the return pipe 102.
  • the cooling capacity of the cooler 14 can be expressed as Qe ′
  • the heating capacity of the heating unit 180 can be expressed as Qh
  • the device temperature control device of the present embodiment has a configuration in which the heating unit 180 heats the refrigerant flowing through the return pipe 102 by using the heat of the refrigerant in the refrigeration cycle 20, and the capacity of the condenser 16 is Qc From 'Qc' + Qh). Therefore, it is not necessary to increase the rotation speed of the compressor 61 of the refrigeration cycle 60 in order to improve the capacity of the condenser 16 as in the device temperature controller of the comparative example.
  • FIG. 6 is a Mollier chart showing the state of the refrigerant for the refrigeration cycle of the device temperature controller of the present embodiment.
  • the gas-phase refrigerant whose pressure and enthalpy have been increased from the point PA to the point PB with the compression by the compressor 23 is radiated by the condenser 21 and condensed. If the refrigerant for the refrigeration cycle flowing out of the condenser 21 is in the state shown at the PC point, the refrigerant for the refrigeration cycle that has been supercooled by the heat exchange with the refrigerant for the thermosiphon in the heating unit 180 is further moved to the PD point.
  • the vertical axis represents the head difference
  • the horizontal axis represents the cooling capacity [KW]
  • Ga is a graph showing the head difference of the apparatus temperature controller of the present embodiment
  • Gb is the head difference of the conventional apparatus temperature controller.
  • the head difference of the device temperature control device of the present embodiment is smaller than the head difference of the conventional device temperature control device.
  • the difference between the head difference of the conventional device temperature control device and the head difference of the device temperature control device of the present embodiment increases as the cooling capacity increases. That is, based on the head difference of the conventional device temperature control device, it can be seen that the head difference of the device temperature control device of the present embodiment can be significantly reduced as the cooling capacity increases.
  • the device temperature controller of the present embodiment allows the target device and the thermosiphon refrigerant to exchange heat so that the thermosiphon refrigerant evaporates when the batteries 12a and 12b as the target devices are cooled.
  • It has a cooler 14 configured.
  • a condenser 16 for condensing the thermosiphon refrigerant evaporated by the cooler 14 is provided.
  • an outgoing pipe 101 for guiding the thermosiphon refrigerant condensed by the condenser 16 to the cooler 14 is provided.
  • the return pipe 102 for guiding the refrigerant for the thermosiphon evaporated by the cooler 14 to the condenser 16 and the heating unit 180 for heating the refrigerant for the thermosiphon flowing through the return pipe 102 are provided.
  • the heat medium flowing through the return pipe is vaporized by the heating unit 180, and the pressure loss inside the gas-phase refrigerant passage is reduced, so that the head difference can be reduced.
  • the head difference can be reduced, it is not necessary to install the condenser at a higher position with respect to the evaporator, and the mountability can be improved.
  • the liquid-phase thermosiphon refrigerant may flow into the condenser 16 through the return pipe 102.
  • the liquid-phase thermosiphon refrigerant does not significantly contribute to the heat exchange of the condenser 16. That is, the refrigerant that does not contribute to the condensation is circulated, and wasteful energy is used.
  • the device temperature controller of the present embodiment does not include the heating unit 180 because the heating medium flowing through the return pipe is vaporized by the heating unit 180 and the liquid-phase thermosiphon refrigerant does not flow into the condenser 16.
  • the efficiency can be improved as compared with.
  • the device temperature controller of the present embodiment includes the second circulation circuit 200 for circulating the refrigerant for the refrigeration cycle. Further, a compressor 23 for compressing and discharging the refrigerant for the refrigeration cycle inside the second circulation circuit 200 is provided. Further, a condenser 21 is provided for exchanging heat between the refrigerant for the refrigeration cycle discharged from the compressor 23 and the air to radiate the heat of the refrigerant for the refrigeration cycle. Further, an expansion valve 22 for reducing the pressure of the refrigeration cycle refrigerant flowing out of the condenser 21 is provided.
  • the heating unit 180 heats the refrigerant for thermosiphon flowing through the return pipe 102 with the heat of the refrigerant for the refrigeration cycle discharged from the compressor 23 and before flowing into the expansion valve 22.
  • the heating unit 180 can heat the thermosiphon refrigerant flowing through the return pipe 102 with the heat of the refrigeration cycle refrigerant discharged from the compressor 23 and before flowing into the expansion valve 22.
  • the heating unit according to the present embodiment includes an electric heater 181 that generates heat when energized.
  • the electric heater 181 is connected to a power supply (not shown) that operates according to the control of the ECU 50, and generates heat according to the electric power supplied from the power supply.
  • the electric heater 181 is disposed so as to be in contact with the return pipe 102 via an insulating member (not shown).
  • the heating unit of the present embodiment includes a hot water circulation circuit 182 that circulates circulating water heated by waste heat.
  • the hot water circulation circuit 182 includes a pipe 182a for circulating circulating water, a waste heat recovery unit 182b for collecting waste heat and warming the circulating water, a water pump 182c for circulating the circulating water, and a heat exchange unit 182d. I have.
  • the water pump 182c operates according to an instruction from an ECU (not shown).
  • the waste heat recovery unit 182b recovers waste heat discharged from an inverter, a motor, a DC-DC converter, a charger, and the like mounted on the vehicle, and warms the circulating water with the recovered heat.
  • the circulating water warmed by the waste heat recovery unit 182b is circulated through the pipe 182a by the water pump 182c.
  • the liquid-phase refrigeration cycle refrigerant flowing from the cooler 14 into the return pipe 102 is heated by the heat of the circulating water circulating in the pipe 182 a, and the vaporized refrigeration cycle refrigerant is introduced into the condenser 16.
  • the heat exchange unit 182d heats the thermosiphon refrigerant by heat exchange between the circulating water warmed by the waste heat recovery unit 182b and the thermosiphon refrigerant flowing out of the cooler 14.
  • the heating unit heats the refrigerant for the thermosiphon flowing through the return pipe 102 with the waste heat of the device that generates heat. Therefore, the refrigerant for thermosiphon flowing through the return pipe 102 can be efficiently heated.
  • the heating unit of the present embodiment includes a heat conduction heating unit 183 that collects waste heat and heats the thermosiphon refrigerant with the collected waste heat.
  • the heat conduction heating unit 183 has a waste heat recovery unit 183a that recovers waste heat, and a heat transfer member 183b that transfers the heat recovered by the waste heat recovery unit 183a to the return pipe 102.
  • the waste heat recovery unit 183a recovers waste heat discharged from the relay and the compressor 23, and warms the heat transfer member 183b with the recovered heat.
  • the heat transfer member 183b is disposed so as to contact the waste heat recovery part 183a and also contact the return pipe 102 through which the thermosiphon refrigerant flowing out of the cooler 14 flows.
  • the heat conduction heating unit 183 is made of a member having high heat conductivity such as aluminum and copper.
  • the heating unit heats the refrigerant for the thermosiphon flowing through the return pipe 102 with the waste heat of the device that generates heat. Therefore, the refrigerant for thermosiphon flowing through the return pipe 102 can be efficiently heated.
  • a device temperature controller according to a fifth embodiment will be described with reference to FIG.
  • the heating section of the present embodiment is configured by a waste heat heating section 184 that heats the thermosiphon refrigerant with air warmed by waste heat.
  • the waste heat heating unit 184 includes a waste heat recovery unit 184a, a blower 184b, and a heat exchange unit 184c.
  • the waste heat recovery unit 184a recovers waste heat discharged from an inverter, a motor, a DC-DC converter, a charger, and the like mounted on the vehicle, and warms the air with the recovered heat.
  • the blower 184b blows the air warmed by the waste heat recovery unit 184a toward the heat exchange unit 184c.
  • the blower 184b operates according to an instruction from an ECU (not shown).
  • the heat exchanger 182d heats the thermosiphon refrigerant flowing through the return pipe 102 by heat exchange between the hot air blown by the blower 184b and the thermosiphon refrigerant flowing out of the cooler 14.
  • the air warmed by the waste heat recovery unit 184a is sent to the heat exchange unit 182d.
  • the heat exchange section 182d heats the thermosiphon refrigerant flowing through the return pipe 102 by heat exchange between the warm air blown by the blower 184b and the thermosiphon refrigerant flowing out of the cooler 14.
  • the refrigerant for the thermosiphon flowing through the return line 102 is heated, and the vaporized refrigerant for the refrigeration cycle is introduced into the condenser 16.
  • the waste heat heating unit 184 heats the refrigerant for the thermosiphon flowing through the return pipe 102 with the waste heat of the device that generates heat. Therefore, the refrigerant for thermosiphon flowing through the return pipe 102 can be efficiently heated.
  • a device temperature controller according to a sixth embodiment will be described with reference to FIG.
  • the heating unit of the present embodiment is configured by the heat exchange unit 185 through which the refrigerant for the refrigeration cycle of the refrigeration cycle 300 used in the vehicle air conditioner flows.
  • the refrigerating cycle 300 includes a compressor 301, a condenser 302, flow path switching valves 306 and 307, an expansion valve 303, an evaporator 304, and a blower 305.
  • the compressor 301 compresses the refrigerant for the refrigeration cycle.
  • the condenser 302 performs heat exchange between the refrigeration cycle refrigerant compressed by the compressor 301 and air.
  • the flow path switching valves 306 and 307 switch between introducing and not introducing the refrigeration cycle refrigerant flowing out of the condenser 302 into the heat exchange unit 185 in accordance with an instruction from an ECU (not shown).
  • the expansion valve 303 decompresses the refrigeration cycle refrigerant flowing out of the condenser 302.
  • the evaporator 304 cools the air by exchanging heat between the refrigeration cycle refrigerant depressurized by the expansion valve 303 and the air.
  • the blower 305 sends air toward the evaporator 304.
  • the same effects as those achieved by the configuration common to the first embodiment can be obtained in the same manner as in the first embodiment.
  • the enthalpy of the refrigerant for the refrigeration cycle is reduced by the heat amount Qh in the heat exchange unit 185 before the pressure is reduced by the expansion valve 303 as in the first embodiment, the performance of the evaporator 304 is improved. Can be.
  • An apparatus temperature controller according to a seventh embodiment will be described with reference to FIG.
  • the equipment temperature controller of the present embodiment is different from the sixth embodiment in that a water-refrigerant heat exchanger 308 and a water circuit 209 are provided instead of the evaporator 304 and the blower 305 of the refrigeration cycle 300.
  • the water-refrigerant heat exchanger 308 is connected to a cooling target device (not shown) via a water circuit 209 through which cooling water flows.
  • the water-refrigerant heat exchanger 308 cools the cooling water by exchanging heat between the refrigeration cycle refrigerant depressurized by the expansion valve 22 and the cooling water supplied via the water circuit 209.
  • the cooling water cooled by the water-refrigerant heat exchanger 308 flows through the water circuit 209 toward the device to be cooled. Then, the cooling target device is cooled by the cooling water.
  • the same effects as those achieved by the configuration common to the first embodiment can be obtained in the same manner as in the first embodiment.
  • the enthalpy of the refrigerant for the refrigeration cycle is reduced by the heat amount Qh in the heat exchange unit 185 before the pressure is reduced by the expansion valve 303, so that the performance of the water-refrigerant heat exchanger 308 is reduced. Can be improved.
  • the device temperature control device of the present embodiment is different from the device temperature control device of the first embodiment in the configuration of the capacitor 21.
  • the condenser 21 of the present embodiment has a gas-liquid separator 210 for gas-liquid separation of the refrigerant, and is configured as a subrule condenser for further cooling the liquid refrigerant once gas-liquid separated by the gas-liquid separator 210.
  • the heating unit 180 is disposed downstream of the gas-liquid separator 210 of the condenser 21 in the refrigerant flow direction of the refrigerant for the refrigeration cycle.
  • a subrule condenser having the gas-liquid separator 210 can be employed as the condenser 21.
  • FIG. 1 A device temperature controller according to a ninth embodiment will be described with reference to FIG.
  • the refrigerant for the refrigeration cycle compressed by the compressor 23 exchanges heat with air in the condenser 21 and then flows into the heating unit 180.
  • the refrigerant for the refrigeration cycle compressed by the compressor 23 flows directly into the heating unit 180. That is, the heating unit 180 is disposed in the second connection pipe 202 that connects between the compressor 23 and the condenser 21.
  • the refrigerant for the refrigeration cycle compressed by the compressor 23 may directly flow into the heating unit 180.
  • the heating unit of the present embodiment is configured by the Peltier element 186.
  • the Peltier element 186 has a heat generating portion 1861 that generates heat when energized, and a heat absorbing portion 1862 that absorbs heat.
  • the Peltier element 186 When the Peltier element 186 is energized in a predetermined energizing direction, the Peltier element 186 generates a heat absorbing action at the heat absorbing portion 1862 and generates a heat generating action at the heat generating portion 1861.
  • the heat generating part 1861 is arranged to be in contact with the return pipe 102, and the heat absorbing part 1862 is arranged to be in contact with the outward pipe 101.
  • the energization of the Peltier element 186 is controlled by an ECU (not shown).
  • thermosiphon flowing out of the cooler 14 is heated by the heat generated by the heat generating portion 1861.
  • the refrigerant for the thermosiphon flowing through the return line 102 is heated, and the vaporized refrigerant for the refrigeration cycle is introduced into the condenser 16.
  • the heat absorbing portion 1862 of the Peltier element 186 is arranged within the range indicated by the arrow X. Specifically, the heat absorbing portion 1862 is located on the downstream side of the fluid flow of the thermosyphonic refrigerant from the heat generating portion 1861 of the return pipe 102, and at the highest point of the return pipe 102, and at the connection between the outward pipe 101 and the cooler 14. Placed between.
  • the heating unit includes the Peltier element 186 having the heat generating unit 1861 that generates heat and the heat absorbing unit 1862 that absorbs heat. Then, the heat generated by the heat generating portion 1861 heats the thermosiphon refrigerant flowing through the return pipe 102. Thus, the refrigerant for the thermosiphon flowing through the return line 102 is heated, and the vaporized refrigerant for the refrigeration cycle is introduced into the condenser 16.
  • the heat absorbing portion 1862 of the Peltier element 186 is located downstream of the heat generating portion 1861 of the outgoing pipe 101 at the fluid flow of the thermosyphonic refrigerant and at the highest point of the inbound pipe 102, and the connecting portion between the outgoing pipe 101 and the cooler 14. It is preferable to arrange between these.
  • the device temperature controller according to the eleventh embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 19, in the device temperature controller of the present embodiment, the condenser 16 is arranged at the same height as the cooler 14. Thus, the condenser 16 and the cooler 14 can be arranged at the same height.
  • the cooler 14 of the present embodiment has a heat exchange core 14a and tanks 14b and 14c.
  • the tank 14c is connected to the outbound piping 101, and the tank 14b is connected to the inbound piping 102.
  • Heat exchange core 14a is arranged between batteries 12a and 12b.
  • Battery 12a and battery 12b have terminals T1 and T2, respectively.
  • terminals T1 and T2 are arranged on the side surfaces of the batteries 12a and 12b.
  • Thermosyphon refrigerant is introduced from the condenser 16 into the tank 14c via the return pipe 102.
  • the heat exchange core 14a cools the batteries 12a and 12b by exchanging heat between the refrigerant for the refrigeration cycle and the refrigerant for the thermosiphon.
  • the refrigerant for the thermosiphon evaporates inside the heat exchange core 14a, and the evaporated refrigerant for the thermosiphon is introduced into the condenser 16 via the return pipe 102.
  • a device temperature controller according to a thirteenth embodiment will be described with reference to FIG.
  • terminals T1 and T2 are arranged on the side surfaces of the batteries 12a and 12b.
  • terminals T1 and T2 are arranged on the upper surfaces of the batteries 12a and 12b.
  • the heat exchange core 14a of the cooler 14 is arranged on the lower surfaces of the batteries 12a and 12b. That is, the battery 12a and the battery 12b are arranged only on one surface of the heat exchange core 14a.
  • the cooler 14 is arranged between the secondary batteries 12a and 12b as shown in FIG. 2, but the arrangement is not limited to this.
  • the heating unit 180 is arranged at a position relatively close to the cooler 14 in the return pipe 102, but is not limited to such an arrangement. As shown in FIG. 23, the heating unit 180 may be arranged at the center of the return pipe 102, or as shown in FIG. 24, may be arranged at a position relatively close to the condenser 16. That is, the heating unit 180 can be disposed at any position of the return pipe 102 connecting the cooler 14 and the condenser 16.
  • the ECU 50 determines whether or not the required cooling capacity is large in S100. If the ECU 50 determines that the required cooling capacity is large, the ECU 50 closes the flow path switching valve 36 in S104. The valve state was controlled, and the flow path switching valve 37 was controlled to the open state.
  • the ECU 50 may determine whether it is necessary to improve the cooling performance of the cooler 14. When it is determined that the cooling performance of the cooler 14 needs to be improved, the electric heater 181 can be controlled so that the heater 181 heats the heat medium flowing through the return pipe 102. Further, when controlling the electric heater 181, the electric power applied to the electric heater may be controlled according to the magnitude of the cooling performance to be improved. For example, when the required cooling performance increases, the power applied to the electric heater may be increased.
  • the ECU 50 determines that the required cooling capacity is lower than the predetermined value based on whether the temperature of the batteries 12a and 12b as the target devices is higher than the predetermined temperature. It was determined whether it was large. On the other hand, for example, the ECU 50 may determine whether the required cooling capacity is larger than a predetermined value based on whether the heat generation amount of the target device is larger than a predetermined value. For example, since the load on the batteries 12a and 12b increases when climbing a hill, it is detected whether or not the vehicle is climbing a hill, and when it is detected that the vehicle is climbing a hill, the required cooling capacity is larger than a predetermined value. May be determined. When the vehicle speed is higher than a predetermined value, or when the accelerator opening is higher than a predetermined value, it may be determined that the required cooling capacity is higher than the predetermined value.
  • the device temperature control device allows the target device and the heat medium to exchange heat so that the heat medium evaporates when the target device is cooled. It is provided with a configured equipment heat exchanger. Further, a condenser for condensing the heat medium evaporated by the heat exchanger for equipment is provided. Heating the heat medium flowing through the return pipe, the forward pipe that guides the heat medium condensed by the condenser to the heat exchanger for equipment, the return pipe that guides the heat medium evaporated by the heat exchanger for equipment to the condenser, And a heating unit.
  • the heating unit heats the heat medium flowing through the return pipe with the waste heat of the device that generates heat. Therefore, the heat medium flowing through the return pipe can be efficiently heated.
  • the heat medium is the first heat medium
  • the device temperature controller has a second circulation circuit for circulating the second heat medium.
  • a compressor for compressing and discharging the second heat medium in the second circulation circuit; and a heat radiator for exchanging heat between the second heat medium discharged from the compressor and air to radiate heat of the second heat medium.
  • Heat exchanger Further, it has an expansion valve for reducing the pressure of the second heat medium flowing out from the heat exchanger for heat radiation.
  • the heating unit heats the heat medium discharged from the compressor and flowing through the return pipe with heat of the second heat medium before flowing into the expansion valve.
  • the heating section can heat the heat medium discharged from the compressor and flowing through the return pipe with the heat of the second heat medium before flowing into the expansion valve.
  • the heating section includes a Peltier element having a heat generating section that generates heat and a heat absorbing section that absorbs heat, and heats the heat medium flowing through the return pipe with heat generated by the heat generating section.
  • the heat medium flowing through the return pipe can be heated by the heat generated by the heat generating portion of the Peltier element.
  • the heat absorbing portion of the Peltier element is located on the downstream side of the heat generating portion of the return pipe in the fluid flow direction of the heat medium, and at the highest point of the return pipe, and at the connection between the forward pipe and the cooler. It is located between.
  • the heat medium flowing between the heat-generating portion of the return pipe and the fluid flow of the heat medium downstream of the heat-generating section of the return pipe, and the highest portion of the return pipe and the connection between the outward pipe and the cooler are connected. It can also be cooled.
  • the device temperature control device includes the determination unit that determines whether the cooling performance of the cooler needs to be improved. Further, when the determination unit determines that it is necessary to improve the cooling performance of the cooler, the heating unit includes a heating unit control unit that controls the heating unit to perform heating of the heat medium flowing through the return pipe. .
  • the heating unit controls the heating unit to heat the heat medium flowing through the return pipe. That is, wasteful energy can be prevented from being used as compared with the case where the heating unit always controls the heating unit to heat the heat medium flowing through the return pipe.
  • the target device is a battery mounted on a vehicle.
  • the battery can be cooled with the battery mounted on the vehicle as the target device.
  • process of S100 corresponds to the determination unit
  • process of S104 corresponds to the heating unit control unit.

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Abstract

機器温調装置は、対象機器（１２ａ、１２ｂ）の冷却時に熱媒体が蒸発するように前記対象機器と前記熱媒体とが熱交換可能に構成された機器用熱交換器（１４）と、前記機器用熱交換器により蒸発した前記熱媒体を凝縮させる凝縮器（１６）と、前記凝縮器により凝縮した前記熱媒体を前記機器用熱交換器へと導く往路配管（１０１）と、前記機器用熱交換器により蒸発した前記熱媒体を前記凝縮器へと導く復路配管（１０２）と、前記復路配管を流れる前記熱媒体を加熱する加熱部（１８０～１８６）と、を備える。

Description

機器温調装置 関連出願への相互参照
　本出願は、２０１８年６月２９日に出願された日本特許出願番号２０１８－１２４８５９号に基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。
　本開示は、機器温調装置に関するものである。
　従来、電池を冷却するための蒸発器と、その蒸発器の上側に設けられた凝縮器と、を有し、蒸発器と凝縮器とが２本の配管により環状に接続され、その中に冷媒が封入されたサーモサイフォン回路がある（例えば、特許文献１参照）。
　２本の配管のうち一方の配管は、凝縮器から蒸発器へ液相冷媒を流通させる液相冷媒通路を形成する。２本の配管のうち一方の配管以外の他方の配管は、蒸発器から凝縮器へ気相冷媒を流通させる気相冷媒通路を形成する。
　このサーモサイフォン回路は、電池が発熱すると、蒸発器内の液相冷媒は電池から吸熱して沸騰し、そのときの蒸発潜熱により電池が冷却される。蒸発器で生成された気相冷媒は、気相冷媒通路を通して凝縮器に流入する。凝縮器では、気相冷媒が凝縮器で冷却されて凝縮する。凝縮器で生成された液相冷媒は、重力によって、液相冷媒通路を通して蒸発器に流入する。このように、蒸発器および凝縮器の間で冷媒循環することにより電池の冷却が行われる。
特開２００８－９６０８４号公報
　上記特許文献１の冷却装置１では、蒸発器内の液相冷媒が電池から発生する熱により沸騰する際に、冷媒の沸騰に伴って蒸発器内の液相冷媒の内部から気泡が発生すると、この気泡が気相冷媒通路内の液相冷媒を上昇させて液相冷媒が凝縮器に流入する。
　この際、気相冷媒通路内に液相冷媒が流れるため、気相冷媒通路のうち気相冷媒が流れる気相冷媒流路の断面積が小さくなる。このため、蒸発器から気相冷媒通路を通して凝縮器に気相冷媒が流れる際に生じる圧力損失が大きくなる。したがって、気相冷媒通路の内部で気相冷媒が上昇し難くなり、気相冷媒が凝縮器に流入し難くなる。
　ところで、サーモサイフォン回路で冷媒を循環させるには、ヘッド差を圧力損失に応じて設定する必要がある。ヘッド差とは、蒸発器内の冷媒液面と液相冷媒通路（或いは、凝縮器）内の冷媒液面との差分のことである。
　上述したように、冷媒の沸騰に伴って蒸発器内の液相冷媒の内部から気泡が発生し、気相冷媒通路の内部の圧力損失が大きくなると、蒸発器内の冷媒液面が低下するとともに液相冷媒通路内の冷媒液面が上昇するため、ヘッド差が大きくなってしまう。
　そして、液相冷媒通路内の冷媒液面が上昇して凝縮器内まで達してしまうと凝縮器による冷媒の凝縮能力が低下してしまう。この場合、蒸発器に対して凝縮器をより高い位置に設置することが必要となり、搭載性が悪化してしまう。
　本開示は、ヘッド差を小さくした冷却装置を提供することを目的とする。
　本開示の１つの観点によれば、機器温調装置は、対象機器の冷却時に熱媒体が蒸発するように対象機器と熱媒体とが熱交換可能に構成された機器用熱交換器と、機器用熱交換器により蒸発した熱媒体を凝縮させる凝縮器と、凝縮器により凝縮した熱媒体を機器用熱交換器へと導く往路配管と、機器用熱交換器により蒸発した熱媒体を凝縮器へと導く復路配管と、復路配管を流れる熱媒体を加熱する加熱部と、を備えている。
　したがって、加熱部により復路配管を流れる熱媒体が気化され、気相冷媒通路の内部の圧力損失が低減されるので、ヘッド差を小さくすることができる。
　なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
第１実施形態に係る機器温調装置の構成を示した図である。 サーモサイフォンの冷却器および二次電池を分解した構成図である。 第１実施形態のＥＣＵのフローチャートである。 比較例の機器温調装置の熱量について説明するための図である。 第１実施形態の機器温調装置の熱量について説明するための図である。 第１実施形態の機器温調装置の冷凍サイクル用冷媒の状態を示すモリエル線図である。 従来の加熱部を備えていない機器温調装置の構成を示した図である。 第１実施形態におけるサーモサイフォンのヘッド差の低下について説明するための図である。 第２実施形態に係る機器温調装置の構成を示した図である。 第３実施形態に係る機器温調装置の構成を示した図である。 第４実施形態に係る機器温調装置の構成を示した図である。 第５実施形態に係る機器温調装置の構成を示した図である。 第６実施形態に係る機器温調装置の構成を示した図である。 第７実施形態に係る機器温調装置の構成を示した図である。 第８実施形態に係る機器温調装置の構成を示した図である。 第９実施形態に係る機器温調装置の構成を示した図である。 第１０実施形態に係る機器温調装置の構成を示した図である。 ペルチェ素子の配置について説明するための図である。 第１１実施形態に係る機器温調装置の構成を示した図である。 第１２実施形態に係る機器温調装置の冷却器および二次電池を示した図である。 第１３実施形態に係る機器温調装置の冷却器および二次電池を示した図である。 第１４実施形態に係る機器温調装置の冷却器および二次電池を示した図である。 加熱部の配置について説明するための図である。 加熱部の配置について説明するための図である。
　以下、本開示の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
　（第１実施形態）
　第１実施形態に係る機器温調装置について図１～図８を用いて説明する。図１に示す機器温調装置は、電気自動車やハイブリッド自動車などの車両に搭載される。そして、本実施形態では、機器温調装置は、図２に示す二次電池１２ａ、１２ｂを冷却する。すなわち、本実施形態の機器温調装置が冷却する被冷却対象は電動自動車に搭載される二次電池１２ａ、１２ｂである。各図において、矢印ＤＲ１は、上下方向を示すもので、矢印ＤＲ１において上矢印は車両の上下方向の上側を示し、下矢印は車両の上下方向の下側を示している。
　機器温調装置を搭載する車両では、二次電池１２ａ、１２ｂを主要構成部品として含む蓄電装置に蓄えた電力がインバータ回路などを介して電動モータに供給され、それによって車両は走行する。二次電池１２ａ、１２ｂは、電力をインバータを介して電動モータに出力する際に自己発熱する。
　そして、二次電池１２ａ、１２ｂが過度に高温になると、その二次電池１２ａ、１２ｂを構成する電池セル１３の劣化が促進されることから、自己発熱が少なくなるように電池セル１３の出力および入力に制限を設ける必要がある。
　そのため、電池セル１３の出力および入力を確保するためには、二次電池１２ａ、１２ｂを所定の温度以下に維持するための冷却装置が必要となる。
　また、車両走行中だけでなく夏季の駐車放置中などにも電池温度は上昇する。また、蓄電装置は車両の床下やトランクルーム下などに配置されることが多く、二次電池１２ａ、１２ｂに与えられる単位時間当たりの熱量は小さいものの、長時間の放置により電池温度は徐々に上昇する。
　二次電池１２ａ、１２ｂを高温状態で放置すると、二次電池１２ａ、１２ｂの寿命が大幅に低下するので、車両の放置中も二次電池１２ａ、１２ｂを冷却するなど電池温度を低温に維持することが望まれている。
　本実施形態の二次電池１２ａ、１２ｂは、複数の電池セル１３を車両進行方向に積層してなる組電池として構成されているが、各電池セル１３の温度にばらつきがあると電池セル１３の劣化に偏りが生じ、蓄電装置の性能が低下してしまう。
　これは、最も劣化した電池セル１３の特性に合わせて蓄電装置の入出力特性が決まることによる。そのため、長期間にわたって蓄電装置に所望の性能を発揮させるためには、複数の電池セル１３相互間の温度ばらつきを低減させる均温化が重要となる。
　また、二次電池１２ａ、１２ｂを冷却する他の冷却装置として、これまでブロワによる送風や、冷凍サイクルを用いた直接冷却方式が一般的となっているが、ブロワは車室内の空気を送風するだけなので、ブロワの冷却能力は低い。
　また、ブロワによる送風では空気の顕熱で二次電池１２ａ、１２ｂを冷却するので、空気流れの上流と下流との間で温度差が大きくなり、電池セル１３間の温度ばらつきを十分に抑制できない。
　また、冷凍サイクルにて発生させた冷風を用いる空冷、もしくは冷水を用いる水冷は冷却能力は高いが、電池セル１３との熱交換部は空冷または水冷の何れでも顕熱冷却であるので、同じく、電池セル１３間の温度ばらつきを十分に抑制できない。
　これらの背景から、本実施形態の機器温調装置では、冷凍サイクルを用いてサーモサイフォン用冷媒を冷却し、このサーモサイフォン用冷媒の自然循環で二次電池１２ａ、１２ｂを冷却するサーモサイフォン方式が採用されている。
　本実施形態の機器温調装置は、図１に示すように、サーモサイフォン１０および冷凍サイクル２０を備えている。
　サーモサイフォン１０は、冷却器１４と、凝縮器１６と、加熱部１８０と、第１熱媒体としてのサーモサイフォン用冷媒を循環させる第１循環回路１００と、を有している。そして、サーモサイフォン用冷媒の液相と気相の相変化により対象機器としての二次電池１２ａ、１２ｂの温度を調整する。なお、第１循環回路１００は、往路配管１０１および復路配管１０２を有している。
　凝縮器１６は、一次側回路１６ａと二次側回路１６ｂを有している。凝縮器１６の一次側回路１６ａには、該一次側回路１６ａにサーモサイフォン用冷媒を流入する凝縮器入口１６１と一次側回路１６ａからサーモサイフォン用冷媒を排出する凝縮器出口１６２とが形成されている。凝縮器１６の二次側回路１６ｂには、該二次側回路１６ｂに冷凍サイクル用冷媒を流入する流入口１６３と、二次側回路１６ｂから冷凍サイクル用冷媒を流出する流出口１３４とが形成されている。
　凝縮器１６の一次側回路１６ａと往路配管１０１と冷却器１４と復路配管１０２は環状に連結され、サーモサイフォン用冷媒が循環するサーモサイフォン回路を構成する。
　本実施形態の第１循環回路１００内にはサーモサイフォン用冷媒が封入充填されている。そのサーモサイフォン用冷媒は第１循環回路１００を自然循環し、機器温調装置は、そのサーモサイフォン用冷媒の液相と気相との相変化によって二次電池１２ａ、１２ｂの温度を調整する。詳細には、そのサーモサイフォン用冷媒の相変化によって二次電池１２ａ、１２ｂを冷却する。
　第１循環回路１００内に充填されている冷媒は、例えば、ＨＦＯ－１２３４ｙｆまたはＨＦＣ－１３４ａなどのフロン系冷媒である。或いは、冷媒として、水、アンモニア等のフロン系冷媒以外の各種の作動流体を用いても良い。
　図２に示すように、冷却器１４は、二次電池１２ａ、１２ｂの間に配置される。冷却器１４は、機器用熱交換器に相当する。冷却器１４は、二次電池１２ａ、１２ｂの熱とサーモサイフォン用冷媒の熱をと熱交換して二次電池１２ａ、１２ｂを冷却する。冷却器１４は、例えば熱伝導性の高い金属製で構成された本体１４３を有している。
　冷却器１４の本体１４３には、サーモサイフォン用冷媒を流入させる流入口１４１とサーモサイフォン用冷媒を流出させる流出口１４２とが形成されている。流出口１４２は、流入口１４１に対して上下方向上側に配置されている。往路配管１０１は、凝縮器１６の一次側回路１６ａに形成された凝縮器出口１６２と冷却器１４の本体１４３に形成された流入口１４１との間を接続している。また、復路配管１０２は冷却器１４の本体１４３に形成された流出口１４２と凝縮器１６の一次側回路１６ａに形成された凝縮器入口１６１との間を接続している。
　加熱部１８０は、復路配管１０２に配置され、冷凍サイクル２０のコンデンサ２１から流出した冷凍サイクル用冷媒と、サーモサイフォン１０の冷却器１４から復路配管１０２に流入したサーモサイフォン用冷媒との熱交換によりサーモサイフォン用冷媒を加熱する。
　二次電池１２ａ、１２ｂとの熱交換により冷却器１４の本体１４３内のサーモサイフォン用冷媒が蒸発し、気相冷媒となると、この気相冷媒は流出口１４２から復路配管１０２を通って凝縮器１６の凝縮器入口１６１から凝縮器１６の一次側回路１６ａに流入する。
　そして、一次側回路１６ａに流入したサーモサイフォン用冷媒は、凝縮器１６の二次側回路１６ｂ内部の冷凍サイクル用冷媒との熱交換により凝縮され、液相冷媒となる。そして、凝縮器１６の一次側回路１６ａの凝縮器出口１６２から往路配管１０１を通って冷却器１４の本体１４３に形成された流入口１４１から冷却器１４の本体１４３内に流入する。
　まず、二次電池１２ａ、１２ｂの温度が冷却器１４内の液相冷媒の温度と同一であるとき、二次電池１２a、１２ｂと冷却器１４の内部の液相冷媒の間の熱交換が停止される。
　その後、二次電池１２ａ、１２ｂが発熱して二次電池１２ａ、１２ｂの温度が高くなると、熱が冷却器１４内の液相冷媒まで伝わる。このことにより、冷却器１４内の液相冷媒の内部から冷媒が蒸発することになる。このため、液相冷媒の内部より気泡が発生し、成長しながら後流へ（本実施形態の場合は、ＤＲ１方向の上側へ）流れる。そして、その気泡はある大きさまで成長した後、気相冷媒として冷却器の流出口１４２を通して復路配管１０２に移動する。
　冷凍サイクル２０は、第２熱媒体としての冷凍サイクル用冷媒を循環させる第２循環回路２００と、第２循環回路２００内の冷凍サイクル用冷媒を圧縮して吐出する圧縮機２３と、を備えている。さらに、冷凍サイクル２０は、圧縮機２３から吐出された冷凍サイクル用冷媒と外気とを熱交換させて圧縮機２３から吐出された冷凍サイクル用冷媒を放熱するコンデンサ２１を備えている。さらに、コンデンサ２１より流出した冷凍サイクル用冷媒を減圧させて凝縮器１６の二次側回路１６ｂに流入させる膨張弁２２を備えている。コンデンサ２１は、圧縮機２３から吐出された冷凍サイクル用冷媒と空気を熱交換して冷凍サイクル用冷媒の熱を放熱する放熱用熱交換器に相当する。コンデンサ２１と膨張弁２２の間には、サーモサイフォン１０の冷却器１４から復路配管１０２に流入した液相の冷凍サイクル用冷媒を加熱する加熱部１８０が配置されている。
　循環回路２００は、圧縮機２３、コンデンサ２１、サーモサイフォン１０の加熱部１８０、膨張弁２２、凝縮器１６の一次側回路１６ａを環状に連結している。循環回路２００は、コンデンサ２１から流出した冷凍サイクル用冷媒を凝縮器１６の二次側回路１６ｂに供給する第１接続配管２０１を有している。さらに、凝縮器１６の二次側回路１６ｂから流出した冷凍サイクル用冷媒をコンデンサ２１に供給する第２接続配管２０２を有している。凝縮器１６の二次側回路１６ｂは、冷凍サイクル２０の蒸発器として作用し、第１循環回路１００内のサーモサイフォン用冷媒を冷却する。
　第１接続配管２０１は、コンデンサ２１に形成された流出口２１２と凝縮器１６の二次側回路１６ｂに形成された流入口１６３との間を接続している。また、第２接続配管２０２は、凝縮器１６の二次側回路１６ｂに形成された流出口１６４とコンデンサ２１に形成された流入口２１１の間を接続している。なお、圧縮機２３は、第２接続配管２０２の途中に設けられている。
　本実施形態では、凝縮器１６は、フロント格納室やトランクルームに収納されている。フロント格納室は、車両のうち車室内に対して車両進行方向前側に配置されて、走行用エンジンや走行用電動機を収納する室である。トランクルームは、車両のうち車室内に対して車両進行方向後側に配置されて荷物等を収納する格納室である。
　次に、本実施形態のＥＣＵ５０の処理について説明する。本実施形態のＥＣＵ５０は、機器温調装置が動作状態になると、圧縮機２３を動作させるとともに、図３に示す処理を定期的に実施する。
　まず、ＥＣＵ５０は、Ｓ１００にて、要求冷却能力が大きいか否かを判定する。なお、ＥＣＵ５０には、電池１２ａ、１２ｂの温度を示す信号が入力されるようになっている。ここでは、ＥＣＵ５０は、電池１２ａ、１２ｂの温度を示す信号に基づいて電池１２ａ、１２ｂの温度が所定温度よりも高いか否かを判定する。
　ＥＣＵ５０は、電池１２ａ、１２ｂの温度が所定温度よりも高い場合、要求冷却能力が大きいと判定し、電池１２ａ、１２ｂの温度が所定温度以下となった場合、要求冷却能力が小さいと判定する。
　ここで、電池１２ａ、１２ｂの温度が所定温度よりも高い場合、Ｓ１００の判定はＹＥＳとなり、ＥＣＵ５０は、Ｓ１０４にて、加熱部１８０への冷媒供給ありにする。具体的には、流路切換弁３６を閉弁状態に制御するとともに、流路切換弁３７を開弁状態に制御し、メインルーチンに戻る。
　これにより、圧縮機２３で圧縮された冷凍サイクル用冷媒は、冷凍サイクル２０にて、外気と熱交換された後、加熱部１８０に供給され、この冷凍サイクル用冷媒によって復路配管１０２に流入したサーモサイフォン用冷媒が加熱される。
　ここで、冷却器１４内の液相冷媒が電池１２ａ、１２ｂから発生する熱により沸騰することで発生した冷却器１４内の気相冷媒は、上昇すると同時に液相冷媒の一部を押し上げるため、液相冷媒の一部は流出口１４２を通して復路配管１０２へ流れ込む。つまり、復路配管１０２では、気相冷媒と気泡を含む液相冷媒が気液混合流となっている。
　しかし、本実施形態の機器温調装置では、復路配管１０２に流入した液相のサーモサイフォン用冷媒は、加熱部１８０によって加熱され、ガス冷媒となって凝縮器１６に流入する。したがって、復路配管１０２の内部の圧力損失の上昇が抑制され、冷却器１４内の冷媒液面と往路配管１０１（或いは、凝縮器１６）内の冷媒液面とのヘッド差が小さくなる。また、加熱部１８０から流出した冷凍サイクル用冷媒は膨張弁２２で減圧された後、凝縮器１６で凝縮する。
　また、電池１２ａ、１２ｂの温度が所定温度以下となった場合、Ｓ１００の判定はＮＯとなり、ＥＣＵ５０は、Ｓ１０２にて、加熱部１８０への冷媒供給なしにする。具体的には、流路切換弁３６を開弁状態に制御するとともに、流路切換弁３７を閉弁状態に制御し、メインルーチンに戻る。
　これにより、コンデンサ２１から流出した冷凍サイクル用冷媒は、加熱部１８０を経由することなく、膨張弁２２を通って凝縮器１６に流入し、凝縮器１６で凝縮する。
　次に、図４に示す比較例の機器温調装置の熱量について説明する。この比較例の機器温調装置は、圧縮機６１、コンデンサ６２、膨張弁６３を有する冷凍サイクル６０により凝縮器１６の凝縮能力を向上させることが可能となっている。この比較例の機器温調装置は、冷凍サイクル６０の冷媒の熱を使用することなく、加熱部１８が復路配管１０２を流れる冷媒を加熱する。
　この比較例の機器温調装置において加熱部１８を備えていない場合、凝縮器１６が冷媒を凝縮するための必要な熱量をＱｃ’、冷却器１４で冷媒を冷却するために必要な熱量をＱｅ’とすると、Ｑｅ’＝Ｑｃ’の関係が成立する。
　比較例の機器温調装置において、加熱部１８を備えた構成では、凝縮器１６が冷媒を凝縮するための必要な熱量をＱｃ、冷却器１４で冷媒を冷却するために必要な熱量をＱｅ、加熱部１８で冷媒を加熱する熱量をＱｈとすると、Ｑｅ＋Ｑｈ＝Ｑｃの関係が成立する。
　ここで、比較例の機器温調装置において加熱部１８を備えている場合、比較例の機器温調装置において加熱部１８を備えていない場合と比較して、冷却器１４の能力は、熱量Ｑｈ分だけ減少する。すなわち、比較例の機器温調装置において、加熱部１８を備えている場合の冷却器１４の能力は、（Ｑｅ’－Ｑｈ）として表すことができる。そして、（Ｑｅ’－Ｑｈ）＋Ｑｈ＝Ｑｃ’の関係が成立する。
　したがって、熱量Ｑｃ’と同じ熱量の冷媒を冷却するためには、凝縮器１６の能力を熱量Ｑｈ分だけ増加させる必要がある。すなわち、凝縮器１６の能力を熱量Ｑｃ’＋Ｑｈとする必要がある。具体的には、冷凍サイクル６０の圧縮機６１の回転数を上昇させる必要が生じ、余分なエネルギーを消費することになる。
　これに対し、本実施形態の機器温調装置は、冷凍サイクル２０の冷媒の熱を利用して加熱部１８０が復路配管１０２を流れる冷媒を加熱する。本実施形態の機器温調装置では、図５に示すように、冷却器１４の冷却能力はＱｅ’、加熱部１８０の加熱能力はＱｈ、凝縮器の能力は（Ｑｃ’＋Ｑｈ）として表すことができる。そして、Ｑｅ’＋Ｑｈ＝（Ｑｃ’＋Ｑｈ）の関係が成立する。
　すなわち、本実施形態の機器温調装置は、冷凍サイクル２０の冷媒の熱を利用して加熱部１８０が復路配管１０２を流れる冷媒を加熱する構成となっており、凝縮器１６の能力は、Ｑｃ’から（Ｑｃ’＋Ｑｈ）に向上する。したがって、比較例の機器温調装置のように凝縮器１６の能力を向上させるために冷凍サイクル６０の圧縮機６１の回転数を上昇させる必要もなくなる。
　図６は、本実施形態の機器温調装置の冷凍サイクル用冷媒の状態を示すモリエル線図である。図に示すように、圧縮機２３による圧縮に伴いＰＡ点からＰＢ点へ圧力およびエンタルピが上昇させられた気相冷媒は、コンデンサ２１で放熱されて凝縮する。そして、コンデンサ２１から流出した冷凍サイクル用冷媒がＰＣ点に示す状態であるとすると、さらに、加熱部１８０にてサーモサイフォン用冷媒との熱交換により過冷却された冷凍サイクル用冷媒はＰＤ点に示す状態となる。すなわち、膨張弁２２で減圧される前に、加熱部１８０で冷凍サイクル用冷媒のエンタルピは熱量Ｑｈ分、低下する。そして、凝縮器１６の性能も向上する。
　次に、本実施形態の機器温調装置のヘッド差と図７に示す従来の加熱部１８０を備えていない機器温調装置のヘッド差の対比について図８を参照して説明する。
　図８において縦軸をヘッド差とし、横軸を冷却能力［ＫＷ］とし、Ｇａが本実施形態の機器温調装置のヘッド差を示すグラフであり、Ｇｂが従来の機器温調装置のヘッド差を示すグラフである。
　本実施形態の機器温調装置のヘッド差は、従来の機器温調装置のヘッド差よりも小さくなる。これに加えて、従来の機器温調装置のヘッド差と本実施形態の機器温調装置のヘッド差との差分が冷却能力が大きくなるほど大きくなる。つまり、従来の機器温調装置のヘッド差を基準にすると、冷却能力が大きくなるほど本実施形態の機器温調装置のヘッド差を大幅に低減することができることが分かる。
　以上、説明したように、本実施形態の機器温調装置は、対象機器としての電池１２ａ、１２ｂの冷却時にサーモサイフォン用冷媒が蒸発するように対象機器とサーモサイフォン用冷媒とが熱交換可能に構成された冷却器１４を備えている。また、冷却器１４により蒸発したサーモサイフォン用冷媒を凝縮させる凝縮器１６を備えている。また、凝縮器１６により凝縮したサーモサイフォン用冷媒を冷却器１４へと導く往路配管１０１を備えている。また、冷却器１４により蒸発したサーモサイフォン用冷媒を凝縮器１６へと導く復路配管１０２と、復路配管１０２を流れるサーモサイフォン用冷媒を加熱する加熱部１８０を備えている。
　したがって、加熱部１８０により復路配管を流れる熱媒体が気化され、気相冷媒通路の内部の圧力損失が低減されるので、ヘッド差を小さくすることができる。また、ヘッド差を小さくすることができるので、蒸発器に対して凝縮器をより高い位置に設置する必要がなく、搭載性を向上することもできる。
　また、加熱部１８０を備えていない構成では、復路配管１０２を通って液相のサーモサイフォン用冷媒が凝縮器１６に流入する場合がある。このように、液相のサーモサイフォン用冷媒が凝縮器１６に流入する場合、その液相のサーモサイフォン用冷媒は凝縮器１６の熱交換にあまり寄与しない。すなわち、凝縮に寄与しない冷媒を循環させていることとなり無駄なエネルギーを使用している。
　しかし、本実施形態の機器温調装置は、加熱部１８０により復路配管を流れる熱媒体が気化され、液相のサーモサイフォン用冷媒が凝縮器１６に流入しないため、加熱部１８０を備えていない構成と比較して効率を向上することもできる。
　また、本実施形態の機器温調装置は、冷凍サイクル用冷媒を循環させる第２循環回路２００を備えている。また、第２循環回路２００の内部の冷凍サイクル用冷媒を圧縮して吐出する圧縮機２３を備えている。また、圧縮機２３から吐出された冷凍サイクル用冷媒と空気を熱交換して冷凍サイクル用冷媒の熱を放熱するコンデンサ２１を備えている。また、コンデンサ２１から流出した冷凍サイクル用冷媒を減圧させる膨張弁２２を備えている。
　そして、加熱部１８０は、圧縮機２３より吐出され、膨張弁２２に流入する前の冷凍サイクル用冷媒の熱で復路配管１０２を流れるサーモサイフォン用冷媒を加熱する。
　このように、加熱部１８０は、圧縮機２３より吐出され、膨張弁２２に流入する前の冷凍サイクル用冷媒の熱で復路配管１０２を流れるサーモサイフォン用冷媒を加熱することができる。
　（第２実施形態）
　第２実施形態に係る機器温調装置について図９を用いて説明する。本実施形態の加熱部は、通電によって発熱する電気ヒータ１８１により構成されている。電気ヒータ１８１は、ＥＣＵ５０の制御に応じて作動する電源（図示せず）と接続されており、電源から供給される電力に応じて発熱する。電気ヒータ１８１は、不図示の絶縁部材を介して復路配管１０２と接触するように配置されている。
　ＥＣＵ５０の制御に応じて電源から電気ヒータ１８１に電力が供給されると電気ヒータ１８１は発熱する。この電気ヒータ１８１が発する熱により冷却器１４により復路配管１０２を流れる冷媒が加熱される。すなわち、冷却器１４から復路配管１０２に流入した液相の冷凍サイクル用冷媒は電気ヒータ１８１により加熱され、気化した冷凍サイクル用冷媒が凝縮器１６に導入される。
　本実施形態では、上記第１実施形態と共通の構成から奏される同様の効果を上記第１実施形態と同様に得ることができる。
　（第３実施形態）
　第３実施形態に係る機器温調装置について図１０を用いて説明する。本実施形態の加熱部は、廃熱により暖められた循環水を循環させる温水循環回路１８２により構成されている。
　温水循環回路１８２は、循環水を循環させる配管１８２ａと、廃熱を回収して循環水を暖める廃熱回収部１８２ｂ、循環水を循環させるウォータポンプ１８２ｃおよび熱交換部１８２ｄと、を有している。ウォータポンプ１８２ｃは、不図示のＥＣＵからの指示に応じて動作する。
　廃熱回収部１８２ｂは、車両に搭載されたインバータ、モータ、ＤＣ－ＤＣコンバータ、充電器等から排出される廃熱を回収し、この回収した熱で循環水を暖める。廃熱回収部１８２ｂによって暖められた循環水はウォータポンプ１８２ｃによって配管１８２ａを循環する。
　この際、配管１８２ａを循環する循環水の熱で冷却器１４から復路配管１０２に流入した液相の冷凍サイクル用冷媒が加熱され、気化した冷凍サイクル用冷媒が凝縮器１６に導入される。
　本実施形態では、上記第１実施形態と共通の構成から奏される同様の効果を上記第１実施形態と同様に得ることができる。
　また、熱交換部１８２ｄは、廃熱回収部１８２ｂにより暖められた循環水と冷却器１４から流出したサーモサイフォン用冷媒との熱交換によりサーモサイフォン用冷媒を加熱する。
　このように、加熱部は、発熱する機器の廃熱で復路配管１０２を流れるサーモサイフォン用冷媒を加熱する。したがって、復路配管１０２を流れるサーモサイフォン用冷媒を効率的に加熱することができる。
　（第４実施形態）
　第４実施形態に係る機器温調装置について図１１を用いて説明する。本実施形態の加熱部は、廃熱を回収し、この回収した廃熱でサーモサイフォン用冷媒を加熱する熱伝導加熱部１８３により構成されている。
　熱伝導加熱部１８３は、廃熱を回収する廃熱回収部１８３ａと、廃熱回収部１８３ａにより回収された熱を復路配管１０２に伝熱させる伝熱部材１８３ｂと、を有している。
　廃熱回収部１８３ａは、リレーや圧縮機２３から排出される廃熱を回収し、この回収した熱で伝熱部材１８３ｂを暖める。
　伝熱部材１８３ｂは、廃熱回収部１８３ａに接触するとともに冷却器１４から流出したサーモサイフォン用冷媒が流れる復路配管１０２と接触するよう配置されている。熱伝導加熱部１８３は、アルミニウム、銅等の熱伝導率の高い部材により構成されている。
　廃熱回収部１８３ａで回収された熱は、伝熱部材１８３ｂを伝わって復路配管１０２に伝わる。そして、この熱で、復路配管１０２を流れるサーモサイフォン用冷媒が加熱され、気化した冷凍サイクル用冷媒が凝縮器１６に導入される。
　本実施形態では、上記第１実施形態と共通の構成から奏される同様の効果を上記第１実施形態と同様に得ることができる。
　このように、加熱部は、発熱する機器の廃熱で復路配管１０２を流れるサーモサイフォン用冷媒を加熱する。したがって、復路配管１０２を流れるサーモサイフォン用冷媒を効率的に加熱することができる。
　（第５実施形態）
　第５実施形態に係る機器温調装置について図１２を用いて説明する。本実施形態の加熱部は、廃熱により暖められた空気でサーモサイフォン用冷媒を加熱する廃熱加熱部１８４により構成されている。
　廃熱加熱部１８４は、廃熱回収部１８４ａ、ブロワ１８４ｂおよび熱交換部１８４ｃを有している。
　廃熱回収部１８４ａは、車両に搭載されたインバータ、モータ、ＤＣ－ＤＣコンバータ、充電器等から排出される廃熱を回収し、この回収した熱で空気を暖める。
　ブロワ１８４ｂは、廃熱回収部１８４ａにより暖められた空気を熱交換部１８４ｃへ向けて送風する。ブロワ１８４ｂは、不図示のＥＣＵからの指示に応じて動作する。
　熱交換部１８２ｄは、ブロワ１８４ｂにより送風された温風と冷却器１４から流出したサーモサイフォン用冷媒との熱交換により復路配管１０２を流れるサーモサイフォン用冷媒を加熱する。
　ＥＣＵからの指示に応じてブロワ１８４ｂが作動すると、廃熱回収部１８４ａにより暖められた空気が熱交換部１８２ｄに送風される。熱交換部１８２ｄは、ブロワ１８４ｂにより送風された温風と冷却器１４から流出したサーモサイフォン用冷媒との熱交換により復路配管１０２を流れるサーモサイフォン用冷媒を加熱する。このように、復路配管１０２を流れるサーモサイフォン用冷媒が加熱され、気化した冷凍サイクル用冷媒が凝縮器１６に導入される。
　本実施形態では、上記第１実施形態と共通の構成から奏される同様の効果を上記第１実施形態と同様に得ることができる。
　このように、廃熱加熱部１８４は、発熱する機器の廃熱で復路配管１０２を流れるサーモサイフォン用冷媒を加熱する。したがって、復路配管１０２を流れるサーモサイフォン用冷媒を効率的に加熱することができる。
　（第６実施形態）
　第６実施形態に係る機器温調装置について図１３を用いて説明する。本実施形態の加熱部は、車両用空調装置に用いられる冷凍サイクル３００の冷凍サイクル用冷媒が流れる熱交換部１８５により構成されている。
　冷凍サイクル３００は、圧縮機３０１、コンデンサ３０２、流路切換弁３０６、３０７、膨張弁３０３、蒸発器３０４およびブロワ３０５を有している。
　圧縮機３０１は、冷凍サイクル用冷媒を圧縮する。コンデンサ３０２は、圧縮機３０１により圧縮された冷凍サイクル用冷媒と空気との熱交換を行う。流路切換弁３０６、３０７は、図示しないＥＣＵからの指示に応じてコンデンサ３０２から流出した冷凍サイクル用冷媒を熱交換部１８５に導入するか導入しないかを切り替える。膨張弁３０３は、コンデンサ３０２から流出した冷凍サイクル用冷媒を減圧する。蒸発器３０４は、膨張弁３０３により減圧された冷凍サイクル用冷媒と空気との熱交換により空気を冷却する。ブロワ３０５は、蒸発器３０４に向けて空気を送風する。
　不図示のＥＣＵからに指示により圧縮機３０１が動作を開始すると、圧縮機３０１は冷凍サイクル用冷媒を圧縮する。そして、不図示のＥＣＵからに指示によりコンデンサ３０２から流出した冷凍サイクル用冷媒を熱交換部１８５に導入されるよう流路切換弁３０６、３０７が切り替えられると、コンデンサ３０２から熱交換部１８５に冷凍サイクル用冷媒が導入される。この際、熱交換部１８５は、コンデンサ３０２から流出した冷凍サイクル用冷媒と、冷却器１４から流出したサーモサイフォン用冷媒との熱交換によりサーモサイフォン用冷媒を加熱する。このように、復路配管１０２を流れるサーモサイフォン用冷媒が加熱され、気化した冷凍サイクル用冷媒が凝縮器１６に導入される。
　本実施形態では、上記第１実施形態と共通の構成から奏される同様の効果を上記第１実施形態と同様に得ることができる。加えて、第１実施形態と同様に膨張弁３０３で減圧される前に、熱交換部１８５で冷凍サイクル用冷媒のエンタルピは熱量Ｑｈ分、低下することから、蒸発器３０４の性能を向上することができる。
　（第７実施形態）
　第７実施形態に係る機器温調装置について図１４を用いて説明する。本実施形態の機器温調装置は、上記第６実施形態の冷凍サイクル３００の蒸発器３０４およびブロワ３０５に代えて水冷媒熱交換器３０８および水回路２０９を有している点が異なる。
　水冷媒熱交換器３０８は、冷却水が流れる水回路２０９を介して図示しない冷却対象機器と接続されている。水冷媒熱交換器３０８は、膨張弁２２で減圧された冷凍サイクル用冷媒と水回路２０９を介して供給される冷却水との熱交換により冷却水を冷却する。水冷媒熱交換器３０８により冷却された冷却水は、水回路２０９を通って冷却対象機器に向かって流れる。そして、この冷却水によって冷却対象機器が冷却される。
　不図示のＥＣＵからに指示により圧縮機３０１が動作を開始すると、圧縮機３０１は冷凍サイクル用冷媒を圧縮する。そして、不図示のＥＣＵからに指示によりコンデンサ３０２から流出した冷凍サイクル用冷媒を熱交換部１８５に導入されるよう流路切換弁３０６、３０７が切り替えられると、コンデンサ３０２から熱交換部１８５に冷凍サイクル用冷媒が導入される。この際、熱交換部１８５は、コンデンサ３０２から流出した冷凍サイクル用冷媒と、冷却器１４から流出したサーモサイフォン用冷媒との熱交換によりサーモサイフォン用冷媒を加熱する。このように、復路配管１０２を流れるサーモサイフォン用冷媒が加熱され、気化した冷凍サイクル用冷媒が凝縮器１６に導入される。
　本実施形態では、上記第１実施形態と共通の構成から奏される同様の効果を上記第１実施形態と同様に得ることができる。加えて、第１実施形態と同様に膨張弁３０３で減圧される前に、熱交換部１８５で冷凍サイクル用冷媒のエンタルピは熱量Ｑｈ分、低下することから、水冷媒熱交換器３０８の性能を向上することができる。
　（第８実施形態）
　第８実施形態に係る機器温調装置について図１５を用いて説明する。本実施形態の機器温調装置は、上記第１実施形態の機器温調装置と比較して、コンデンサ２１の構成が異なる。
　本実施形態のコンデンサ２１は、冷媒を気液分離する気液分離器２１０を有し、この気液分離器２１０で一度気液分離した液冷媒をさらに冷却するサブルールコンデンサとして構成されている。また、加熱部１８０は、コンデンサ２１の気液分離器２１０よりも冷凍サイクル用冷媒の冷媒流れ下流側に配置されている。
　このように、コンデンサ２１として、気液分離器２１０を有するサブルールコンデンサを採用することもできる。
　本実施形態では、上記第１実施形態と共通の構成から奏される同様の効果を上記第１実施形態と同様に得ることができる。
　（第９実施形態）
　第９実施形態に係る機器温調装置について図１６を用いて説明する。上記第１実施形態では、圧縮機２３より圧縮された冷凍サイクル用冷媒がコンデンサ２１で空気と熱交換した後、加熱部１８０に流入するようになってる。これに対し、本実施形態の機器温調装置は、圧縮機２３より圧縮された冷凍サイクル用冷媒が加熱部１８０に直接、流入するようになっている。すなわち、加熱部１８０は、圧縮機２３とコンデンサ２１との間を接続する第２接続配管２０２に配置されている。
　このように、圧縮機２３より圧縮された冷凍サイクル用冷媒が加熱部１８０に直接、流入するよう構成することもできる。
　本実施形態では、上記第１実施形態と共通の構成から奏される同様の効果を上記第１実施形態と同様に得ることができる。
　（第１０実施形態）
　第１０実施形態に係る機器温調装置について図１７～図１８を用いて説明する。本実施形態の加熱部は、ペルチェ素子１８６により構成されている。ペルチェ素子１８６は、通電されることにより発熱する発熱部１８６１と吸熱する吸熱部１８６２と、を有している。ペルチェ素子１８６は、所定の通電方向に通電されることにより、吸熱部１８６２にて吸熱作用を生じると共に発熱部１８６１にて発熱作用を生じる。発熱部１８６１は、復路配管１０２と接触するよう配置され、吸熱部１８６２は、往路配管１０１と接触するよう配置されている。ペルチェ素子１８６に対する通電は、不図示のＥＣＵによって制御される。
　発熱部１８６１が発する熱により冷却器１４から流出したサーモサイフォン用冷媒が加熱される。このように、復路配管１０２を流れるサーモサイフォン用冷媒が加熱され、気化した冷凍サイクル用冷媒が凝縮器１６に導入される。
　ペルチェ素子１８６の吸熱部１８６２は、矢印Ｘにより示される範囲内に配置される。具体的には、吸熱部１８６２は、復路配管１０２の発熱部１８６１よりサーモサイフォン用冷媒の流体流れ下流側で、かつ、復路配管１０２の最高部と、往路配管１０１と冷却器１４の接続部との間に配置される。
　上記したように、加熱部は、発熱する発熱部１８６１および吸熱する吸熱部１８６２を有するペルチェ素子１８６を備えている。そして、発熱部１８６１が発する熱で復路配管１０２を流れるサーモサイフォン用冷媒を加熱する。このように、復路配管１０２を流れるサーモサイフォン用冷媒が加熱され、気化した冷凍サイクル用冷媒が凝縮器１６に導入される。
　本実施形態では、上記第１実施形態と共通の構成から奏される同様の効果を上記第１実施形態と同様に得ることができる。
　また、ペルチェ素子１８６の吸熱部１８６２は、往路配管１０１の発熱部１８６１よりサーモサイフォン用冷媒の流体流れ下流側で、かつ、復路配管１０２の最高部と、往路配管１０１と冷却器１４の接続部との間に配置するのが好ましい。
　（第１１実施形態）
　第１１実施形態に係る機器温調装置について図１９を用いて説明する。図１９に示すように、本実施形態の機器温調装置は、凝縮器１６の配置が冷却器１４と同じ高さとなっている。このように、凝縮器１６と冷却器１４を同じ高さに配置することもできる。
　（第１２実施形態）
　第１２実施形態に係る機器温調装置について図２０を用いて説明する。本実施形態の冷却器１４は、熱交換コア１４ａおよびタンク１４ｂ、１４ｃを有している。タンク１４ｃは、往路配管１０１に接続され、タンク１４ｂは、復路配管１０２に接続される。熱交換コア１４ａは、電池１２ａと電池１２ｂとの間に配置されている。
　電池１２ａおよび電池１２ｂは、それぞれ端子Ｔ１～Ｔ２を有している。本実施形態の機器温調装置では、電池１２ａおよび電池１２ｂの側面に端子Ｔ１～Ｔ２が配置されている。
　凝縮器１６から復路配管１０２を介してタンク１４ｃにサーモサイフォン用冷媒が導入される。熱交換コア１４ａは、冷凍サイクル用冷媒とサーモサイフォン用冷媒との熱交換により電池１２ａと電池１２ｂを冷却する。この際、熱交換コア１４ａの内部でサーモサイフォン用冷媒は蒸発し、この蒸発したサーモサイフォン用冷媒は、復路配管１０２を介して凝縮器１６に導入される。
　（第１３実施形態）
　第１３実施形態に係る機器温調装置について図２１を用いて説明する。上記第１２実施形態の機器温調装置は、電池１２ａおよび電池１２ｂの側面に端子Ｔ１～Ｔ２が配置されている。これに対し、本実施形態の機器温調装置は、電池１２ａおよび電池１２ｂの上面に端子Ｔ１～Ｔ２が配置されている。
　（第１４実施形態）
　第１４実施形態に係る機器温調装置について図２２を用いて説明する。本実施形態の機器温調装置は、電池１２ａおよび電池１２ｂの下面に冷却器１４の熱交換コア１４ａが配置されている。すなわち、電池１２ａおよび電池１２ｂは、熱交換コア１４ａの一面にのみ配置されている。
　（他の実施形態）
　（１）上記実施形態では、図２に示したように二次電池１２ａ、１２ｂの間に冷却器１４を配置するようにしたが、このような配置に限定されるものではない。
　（２）上記第１実施形態では、加熱部１８０が復路配管１０２のうち比較的冷却器１４に近い部位に配置されているが、この様な配置に限定されない。図２３に示すように、復路配管１０２の中央部に加熱部１８０を配置してもよく、図２４に示すように、比較的凝縮器１６に近い部位に配置することもできる。すなわち、冷却器１４と凝縮器１６の間を接続している復路配管１０２のいずれの位置に加熱部１８０を配置することができる。
　（３）上記第１実施形態では、ＥＣＵ５０が、Ｓ１００にて、要求冷却能力が大きいか否かを判定し、要求冷却能力が大きいと判定した場合、Ｓ１０４にて、流路切換弁３６を閉弁状態に制御するとともに、流路切換弁３７を開弁状態に制御した。これに対し、上記第２実施形態の機器温調装置において、ＥＣＵ５０が、冷却器１４の冷却性能を向上する必要があるか否かを判定してもよい。そして、冷却器１４の冷却性能を向上する必要があると判定された場合、ヒータ１８１が復路配管１０２を流れる熱媒体の加熱を実施するよう電気ヒータ１８１を制御することもできる。また、電気ヒータ１８１を制御する際には、向上させる冷却性能の大きさに応じて、電気ヒータへの印加電力を制御してもよい。例えば、必要冷却性能が上昇した際、電気ヒータへの印加電力を大きくしてもよい。
　（４）上記第１実施形態では、図３のＳ１００にて、ＥＣＵ５０が、対象機器としての電池１２ａ、１２ｂの温度が所定温度よりも高いか否かに基づいて要求冷却能力が所定値よりも大きいか否かを判定した。これに対し、例えば、ＥＣＵ５０は、対象機器の発熱量が所定値よりも大きいか否かに基づいて要求冷却能力が所定値よりも大きいか否かを判定してもよい。例えば、登坂時には電池１２ａ、１２ｂの負荷が大きくなるため、車両が登坂時であるか否かを検出し、車両が登坂時であることが検出された場合に要求冷却能力が所定値よりも大きいと判定してもよい。また、車速が所定値よりも大きい場合、あるいはアクセル開度が所定値よりも大きい場合に要求冷却能力が所定値よりも大きいと判定してもよい。
　なお、本開示は上記した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。
　（まとめ）
　上記各実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、機器温調装置は、対象機器の冷却時に熱媒体が蒸発するように対象機器と熱媒体とが熱交換可能に構成された機器用熱交換器を備えている。また、機器用熱交換器により蒸発した熱媒体を凝縮させる凝縮器を備えている。また、凝縮器により凝縮した熱媒体を機器用熱交換器へと導く往路配管と、機器用熱交換器により蒸発した熱媒体を凝縮器へと導く復路配管と、復路配管を流れる熱媒体を加熱する加熱部と、を備えている。
　また、第２の観点によれば、加熱部は、発熱する機器の廃熱で復路配管を流れる熱媒体を加熱する。したがって、復路配管を流れる熱媒体を効率的に加熱することができる。
　また、第３の観点によれば、熱媒体は、第１熱媒体であり、機器温調装置は、第２熱媒体を循環させる第２循環回路を有している。また、第２循環回路の内部の第２熱媒体を圧縮して吐出する圧縮機と、圧縮機から吐出された第２熱媒体と空気を熱交換して第２熱媒体の熱を放熱する放熱用熱交換器を有している。また、放熱用熱交換器から流出した第２熱媒体を減圧させる膨張弁を有している。そして、加熱部は、圧縮機より吐出され、膨張弁に流入する前の第２熱媒体の熱で復路配管を流れる熱媒体を加熱する。
　このように、加熱部は、圧縮機より吐出され、膨張弁に流入する前の第２熱媒体の熱で復路配管を流れる熱媒体を加熱することができる。
　また、第４の観点によれば、加熱部は、発熱する発熱部および吸熱する吸熱部を有するペルチェ素子を備え、発熱部が発する熱で復路配管を流れる熱媒体を加熱する。
　このように、ペルチェ素子の発熱部が発する熱で復路配管を流れる熱媒体を加熱することもできる。
　また、第５の観点によれば、ペルチェ素子の吸熱部は、復路配管の発熱部より熱媒体の流体流れ下流側で、かつ、復路配管の最高部と、往路配管と冷却器の接続部との間に配置されている。
　このように、ペルチェ素子の吸熱部によって復路配管の発熱部より熱媒体の流体流れ下流側で、かつ、復路配管の最高部と、往路配管と冷却器の接続部との間を流れる熱媒体を冷却することもできる。
　また、第６の観点によれば、機器温調装置は、冷却器の冷却性能を向上する必要があるか否かを判定する判定部を備えている。また、判定部により冷却器の冷却性能を向上する必要があると判定された場合、加熱部が復路配管を流れる熱媒体の加熱を実施するよう加熱部を制御する加熱部制御部を備えている。
　このように、冷却器の冷却性能を向上する必要があると判定された場合、加熱部が復路配管を流れる熱媒体の加熱を実施するよう加熱部を制御する。すなわち、常時、加熱部が復路配管を流れる熱媒体の加熱を実施するよう加熱部を制御する場合と比較して、無駄なエネルギーを使用しないようにすることができる。
　また、第７の観点によれば、対象機器は、車両に搭載される電池である。このように、車両に搭載される電池を対象機器として電池を冷却することができる。
　なお、Ｓ１００の処理が判定部に対応し、Ｓ１０４の処理が加熱部制御部に対応する。

Claims (7)

  1. 　対象機器（１２ａ、１２ｂ）の冷却時に熱媒体が蒸発するように前記対象機器と前記熱媒体とが熱交換可能に構成された機器用熱交換器（１４）と、
    　前記機器用熱交換器により蒸発した前記熱媒体を凝縮させる凝縮器（１６）と、
    　前記凝縮器により凝縮した前記熱媒体を前記機器用熱交換器へと導く往路配管（１０１）と、
    　前記機器用熱交換器により蒸発した前記熱媒体を前記凝縮器へと導く復路配管（１０２）と、
    　前記復路配管を流れる前記熱媒体を加熱する加熱部（１８０～１８６）と、を備えた機器温調装置。
  2. 　前記加熱部は、発熱する機器の廃熱で前記復路配管を流れる前記熱媒体を加熱する請求項１に記載の機器温調装置。
  3. 　前記熱媒体は、第１熱媒体であり、
    　第２熱媒体を循環させる第２循環回路（２００）と、前記第２循環回路の内部の前記第２熱媒体を圧縮して吐出する圧縮機（２３）と、前記圧縮機から吐出された前記第２熱媒体と空気を熱交換して前記第２熱媒体の熱を放熱する放熱用熱交換器（２１）と、前記放熱用熱交換器から流出した前記第２熱媒体を減圧させる膨張弁（２２、３３、３５）と、を有する冷凍サイクル（２０）を備え、
    　前記加熱部は、前記圧縮機より吐出され、前記膨張弁に流入する前の前記第２熱媒体の熱で前記復路配管を流れる前記熱媒体を加熱する請求項１に記載の機器温調装置。
  4. 　前記加熱部は、発熱する発熱部（１８６１）および吸熱する吸熱部（１８６２）を有するペルチェ素子（１８６）を備え、
    　前記発熱部が発する熱で前記復路配管を流れる前記熱媒体を加熱する請求項１に記載の機器温調装置。
  5. 　前記吸熱部は、前記復路配管の前記発熱部より前記熱媒体の流体流れ下流側で、かつ、前記復路配管の最高部と、前記往路配管と前記機器用熱交換器の接続部との間に配置されている請求項４に記載の機器温調装置。
  6. 　前記機器用熱交換器の冷却性能を向上する必要があるか否かを判定する判定部（Ｓ１００）と、
    　前記判定部により前記機器用熱交換器の冷却性能を向上する必要があると判定された場合、前記加熱部が前記復路配管を流れる前記熱媒体の加熱を実施するよう前記加熱部を制御する加熱部制御部（Ｓ１０４）と、を備えた請求項１に記載の機器温調装置。
  7. 　前記対象機器は、車両に搭載される電池である請求項１に記載の機器温調装置。
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