DE102004001233A1 - Klimaanlage mit Entfeuchtungs- und Heizbetrieb - Google Patents

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Satoshi Kariya Itoh
Motohiro Kariya Yamaguchi
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Denso Corp
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Abstract

Wenn in einer Klimaanlage ein Entfeuchtungs- und Heizbetrieb eingestellt wird, wird ein Kältemittel von einem Kompressor (1) durch einen ersten Außenwärmetauscher (2), eine Dekompressionsvorrichtung (8), einen Innenwärmetauscher (4), eine weitere Dekompressionsvorrichtung (7), einen Innenwärmetauscher (5) und einen zweiten Außenwärmetauscher (3) in dieser Reihenfolge zu dem Kompressor zirkuliert. Ferner kann durch Steuern eines Drosselöffnungsgrades der weiteren Dekompressionsvorrichtung eine Kältemitteltemperatur in dem Innenwärmetauscher höher als jene in dem zweiten Außenwärmetauscher eingestellt werden. So kann, selbst wenn der Innenwärmetauscher auf eine Temperatur geregelt wird, dass er nicht gefriert, in dem zweiten Außenwärmetauscher Wärme von der Außenluft aufgenommen werden. Demgemäß kann, wenn eine Außenlufttemperatur niedrig ist, durch Einstellen des Entfeuchtungs- und Heizbetriebs, die in eine Fahrgastzelle zu blasende Luft entfeuchtet werden, während die Heizleistung ausreichend erhöht wird.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimaanlage mit einem Entfeuchtungs- und Heizbetrieb. Die Klimaanlage der vorliegenden Erfindung wird effektiv für ein Elektrofahrzeug verwendet.
  • In einer Klimaanlage, die in dem US-Patent Nr. 5,526,650 (entspricht der JP-A-8-40056 ) offenbart ist, wird, wenn ein Entfeuchtungs- und Heizbetrieb durchgeführt wird, ein von einem Kompressor ausgegebenes Hochdruck-Kältemittel in einen ersten Innenwärmetauscher zirkuliert, um in eine Fahrgastzelle zu blasende Luft zu erwärmen. Dann wird das aus dem ersten Innenwärmetauscher ausströmende Kältemittel dekomprimiert und das dekomprimierte Kältemittel wird in einen Außenwärmetauscher und einen zweiten Innenwärmetauscher in dieser Reihenfolge zirkuliert, sodass in die Fahrgastzelle zu blasende Luft gekühlt und durch den zweiten Innenwärmetauscher entfeuchtet wird. Auf diese Weise wird im Entfeuchtungs- und Heizbetrieb die Luft niedriger als ihre Taupunkttemperatur gekühlt, um entfeuchtet zu werden, und die entfeuchtete Luft wird erwärmt.
  • Falls jedoch der Entfeuchtungs- und Heizbetrieb durchgeführt wird, wenn eine Außenlufttemperatur niedriger als 0°C ist, d.h. wenn eine Klimalast (Heizlast) groß ist, treten die folgenden Probleme auf. Bei dieser Klimaanlage wird das aus dem Außenwärmetauscher ausströmende Kältemittel dekomprimiert und das dekomprimierte Kältemittel wird in den zweiten Innenwärmetauscher zirkuliert, sodass die Kühlleistung des zweiten Innenwärmetauschers erzielt werden kann. Hierbei ist eine Kältemitteltemperatur in dem Außenwärmetauscher höher als jene in dem zweiten Innenwärmetauscher. Ferner muss ein Kältemitteldruck in dem zweiten Innenwärmetauscher auf einen Druck entsprechend einer Temperatur (z.B. 2–3°C) geregelt werden, bei welcher der zweite Innenwärmetauscher nicht gefriert. So wird der Kältemitteldruck in dem Außenwärmetauscher notwendiger Weise höher als jener in dem zweiten Innenwärmetauscher.
  • Falls die Außenlufttemperatur etwa 0°C beträgt, kann die Kältemitteltemperatur in dem Außenwärmetauscher höher als die Außenlufttemperatur werden. In diesem Fall wird der Außenwärmetauscher als Kühler betrieben. Demgemäß wird, wenn die Außenlufttemperatur niedrig ist, eine Wärmeaufnahmemenge in dem Außenwärmetauscher aufgrund eines Abfalls einer Außenlufttemperatur reduziert, und ein Wärmeaufnahmebetrieb kann in dem Außenwärmetauscher nicht durchgeführt werden. Als Ergebnis kann die in eine Fahrgastzelle zu blasende Luft nicht ausreichend erwärmt werden.
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  • In Anbetracht des obigen Problems ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Klimaanlage vorzusehen, welche in eine Fahrgastzelle zu blasende Luft entfeuchten kann, wobei die Heizleistung ausreichend erhöht wird.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Klimaanlage einen Kompressor zum Ansaugen und Komprimieren eines Kältemittels, einen ersten Wärmetauscher zum Durchführen eines Wärmeaustausches zwischen dem von dem Kompressor ausgegebenen Kältemittel und in einen Raum zu blasender Luft, eine Dekompressionsvorrichtung zum Dekomprimieren des Kältemittels aus dem ersten Wärmetauscher, einen zweiten Wärmetauscher zum Durchführen eines Wärmeaustausches zwischen dem Kältemittel aus der Dekompressionsvorrichtung und der in den Raum zu blasenden Luft, und einen dritten Wärmetauscher zum Durchführen eines Wärmeaustausches zwischen dem Kältemittel und Außenluft außerhalb des Raums. In der Klimaanlage ist eine Zirkulationseinrichtung zum Zirkulieren des in der Dekompressionsvorrichtung dekomprimierten Kältemittels in den zweiten Wärmetauscher und den dritten Wärmetauscher in dieser Reihenfolge vorgesehen. So kann eine Kältemitteltemperatur in dem zweiten Wärmetauscher höher als eine Kältemitteltemperatur in dem dritten Wärmetauscher eingestellt werden.
  • Demgemäß kann, selbst wenn der zweite Wärmetauscher auf eine Temperatur (z.B. 2–3°C) geregelt wird, sodass er nicht gefriert, Wärme in dem dritten Wärmetauscher effektiv von der Außenluft absorbiert werden. So wird die in dem zweiten und dem dritten Wärmetauscher absorbierte Wärme an die in die Fahrgastzelle zu blasende Luft abgestrahlt. Als Ergebnis kann, selbst wenn eine Außenlufttemperatur niedrig ist, d.h. selbst wenn eine Klimalast (d.h. eine Heizlast) groß ist, die in die Fahrgastzelle zu blasende Luft entfeuchtet werden, wobei die Heizleistung ausreichend erhöht werden kann.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Klimaanlage eine Schaltvorrichtung zum Schalten zwischen einem ersten Zirkulationszustand, in welchem das aus dem Kompressor ausgegebene Kältemittel durch den ersten Wärmetauscher, den zweiten Wärmetauscher und den dritten Wärmetauscher in dieser Reihenfolge strömt, und einem zweiten Zirkulationszustand, in welchem das aus dem Kompressor ausgegebene Kältemittel durch den ersten Wärmetauscher, den dritten Wärmetauscher und den zweiten Wärmetauscher in dieser Reihenfolge strömt. Ferner ist eine erste Dekompressionsvorrichtung zum Dekomprimieren des aus dem ersten Wärmetauscher ausströmenden Kältemittels in dem ersten Zirkulationszustand vorgesehen, und eine zweite Dekompressionsvorrichtung ist zum Dekomprimieren des aus dem dritten Wärmetauscher ausströmenden Kältemittels in dem zweiten Zirkulationszustand vorgesehen. So kann in der Klimaanlage, in welcher einer des ersten und des zweiten Zirkulationszustandes eingestellt werden kann, der Raum wie beispielsweise eine Fahrgastzelle eines Fahrzeugs ausreichend geheizt werden, wobei er in dem ersten Zirkulationszustand entfeuchtet wird.
  • Zum Beispiel wird in dem ersten Zirkulationszustand das aus dem zweiten Wärmetauscher ausströmende Kältemittel durch die zweite Dekompressionsvorrichtung dekomprimiert und in den dritten Wärmetauscher eingeleitet, um in dem dritten Wärmetauscher Wärme von der Außenluft aufzunehmen. Ferner dekomprimiert die erste Dekompressionsvorrichtung in dem zweiten Zirkulationszustand das aus dem ersten Wärmetauscher ausströmende Kältemittel, um so eine in dem ersten Wärmetauscher abgestrahlte Wärmemenge einzustellen.
  • Der erste Wärmetauscher kann so angeordnet sein, dass er den Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der in den Raum zu blasenden Luft indirekt durch ein Medium durchführt. Alternativ sind der erste Wärmetauscher und der zweite Wärmetauscher in einem Klimagehäuse angeordnet, um den Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der in den Raum zu blasenden Luft direkt durchzuführen. In diesem Fall ist der erste Wärmetauscher zum Beispiel in dem Klimagehäuse an einer luftstromabwärtigen Seite des zweiten Wärmetauschers angeordnet.
  • Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung strömt das von dem Kompressor ausgegebene Kältemittel im ersten Zirkulationszustand durch den ersten Wärmetauscher, den zweiten Wärmetauscher und den dritten Wärmetauscher in dieser Reihenfolge. Ferner wird das von dem Kompressor ausgegebene Kältemittel im zweiten Zirkulationszustand zu dem ersten Wärmetauscher und dem dritten Wärmetauscher zugeführt, wobei der erste Wärmetauscher und der dritte Wärmetauscher bezüglich einer Kältemittelströmung in Reihe verbunden sind, und das Kältemittel wird nach Durchströmen des ersten Wärmetauschers und des dritten Wärmetauschers dekomprimiert und dann in den zweiten Wärmetauscher zirkuliert. So kann, selbst wenn die Wärmelast groß ist, wenn die Außenlufttemperatur niedrig ist, der Raum ausreichend entfeuchtet werden, während die Heizleistung zum Heizen des Raums in der Klimaanlage, bei welcher einer des ersten und des zweiten Zirkulationszustandes eingestellt werden kann, ausreichend erhöht werden kann.
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  • Zusätzliche Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich. Darin zeigen:
  • 1A eine schematische Darstellung einer Klimaanlage mit einem Dampfkompressions-Kühlkreis gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und 1B ein Blockschaltbild einer Steuereinheit der Klimaanlage;
  • 2 eine schematische Darstellung eines Kühlbetriebs der Klimaanlage gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 3 eine schematische Darstellung eines Heizbetriebs der Klimaanlage gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 4 eine schematische Darstellung eines ersten Entfeuchtungs- und Heizbetriebs der Klimaanlage gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 5 eine schematische Darstellung eines ersten zweiten Entfeuchtungs- und Heizbetriebs der Klimaanlage gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 6A ein p-h-Diagramm (Mollier-Diagramm) im ersten Entfeuchtungs- und Heizbetrieb, und 6B ein p-h-Diagramm im zweiten Entfeuchtungs- und Heizbetrieb; und
  • 7 eine schematische Darstellung einer Klimaanlage mit einem Dampfkompressions-Kühlkreis gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER DERZEIT BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGS-BEISPIELE
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben.
  • (Erstes Ausführungsbeispiel)
  • Das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 1A–6B beschrieben. Im ersten Ausführungsbeispiel wird ein Dampfkompressions-Kühlkreis der vorliegenden Erfindung typischer Weise auf eine Klimaanlage für ein Elektrofahrzeug angewendet. In dem Dampfkompressions-Kühlkreis wird Kohlendioxid als Kältemittel verwendet.
  • In dem Elektrofahrzeug erzeugt eine in 1A gezeigte Brennstoffzelle (FC-Stapel) 20 elektrische Energie mittels einer chemischen Reaktion zwischen Sauerstoff und Wasserstoff, und die erzeugte elektrische Energie wird einem Elektromotor (nicht dargestellt) zum Fahren des Elektrofahrzeugs zugeführt. In 1A ist ein Kühler 21 ein Wärmetauscher, welcher Kühlwasser zum Heizen oder Kühlen der Brennstoffzelle 20 durch Durchführen eines Wärmeaustausches zwischen dem Kühlwasser und Außenluft kühlt. Eine Pumpe 22 ist eine elektrische Pumpe zum Pumpen und Zirkulieren des Kühlwassers in einem Kühlwasserkreislauf.
  • Ein Kompressor 1 saugt ein Kältemittel an und komprimiert es. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein elektrischer wechselrichtergesteuerter Kompressor als Kompressor 1 eingesetzt. Ein erster Außenwärmetauscher 2 ist angeordnet, um einen Wärmeaustausch zwischen dem von dem Kompressor 1 ausgegebenen Kältemittel und dem von der Brennstoffzelle 20 zu einem später beschriebenen Heizer 12 zuzuführenden Kühlwassers durchzuführen. Ein zweiter Wärmetauscher 3 ist angeordnet, um einen Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und Außenluft durchzuführen. In 1A ist ein Strom des Kältemittels im ersten Außenwärmetauscher 2 parallel zu einem Strom des Kühlwassers in der gleichen Strömungsrichtung. Tatsächlich ist in dem ersten Außenwärmetauscher 2 die Strömungsrichtung des Kältemittels jedoch entgegengesetzt zu der Strömungsrichtung des Kühlwassers, wodurch eine Wärmetauschleistung des ersten Außenwärmetauschers 2 verbessert ist.
  • Ein Innenwärmetauscher 4 ist angeordnet, um einen Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und in die Fahrgastzelle zu blasender Luft durchzuführen, und ein Innenwärmetauscher 5 ist angeordnet, um einen Wärmeaustausch zwischen dem in den Kompressor 1 zu saugenden Niederdruck-Kältemittel und dem Hochdruck-Kältemittel vor der Dekomprimierung durchzuführen.
  • Ein Schaltventil 6 ist angeordnet, um zwischen einer ersten Zirkulation, in welcher das Hochdruck-Kältemittel vor der Dekomprimierung zu dem zweiten Außenwärmetauscher 3 strömt, und einer zweiten Zirkulation, in welcher das Hochdruck-Kältemittel vor der Dekomprimierung zu dem Innenwärmetauscher 4 strömt, zu schalten.
  • Jede der ersten und der zweiten Dekompressionsvorrichtung 7, 8 ändert kontinuierlich ihren Drosselöffnungsgrad von einem vollständigen Öffnungszustand, in welchem im Wesentlichen kein Druckverlust erzeugt wird, und einem vorgegebenen Öffnungszustand, in welchem das Kältemittel dekomprimiert und auf ein vorgegebenes Maß gedehnt wird. Jeder Drosselöffnungsgrad der ersten und der zweiten Dekompressionsvorrichtung 7, 8 wird durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) 100 gesteuert.
  • Die ECU 100 gibt Messwerte eines Ausgabekältemittel-Temperatursensors 9a, eines Ausgabekältemittel-Drucksensors 9b, eines ersten Außenkältemittel-Temperatursensors 9c, eines zweiten Außenkältemittel-Temperatursensors 9d, eines Innenkältemittel-Drucksensors 9e, eines Innenkältemittel-Temperatursensors 9f, eines Wassertemperatursensors 9g, eines Außenluft-Temperatursensors 9h, eines Außen feuchtigkeitssensors 9j, eines Innenluft-Temperatursensors 9k, eines Sonnenlichtsensors 9m, eines Innenfeuchtigkeitssensors 9n und eines Innenluft-Temperatursensors 9p ein. Der Ausgabekältemittel-Temperatursensor 9a erfasst eine Temperatur des von dem Kompressor 1 ausgegebenen Kältemittels, und der Ausgabekältemittel-Drucksensor 9b erfasst einen Druck des ausgegebenen Kältemittels von dem Kompressor 1. Der erste Außenkältemittel-Temperatursensor 9c erfasst eine Temperatur des aus dem ersten Außenwärmetauscher 2 ausströmenden Kältemittels, und der Außenkältemittel-Temperatursensor 9d erfasst eine Temperatur des aus dem zweiten Außenwärmetauscher 3 ausströmenden Kältemittels. Der Innenkältemittel-Drucksensor 9e erfasst einen Druck des aus dem Innenwärmetauscher 4 ausströmenden Kältemittels, und der Innenkältemittel-Temperatursensor 9f erfasst eine Temperatur des aus dem Innenwärmetauscher 4 ausströmenden Kältemittels. Der Wassertemperatursensor 9g erfasst eine Temperatur des in den ersten Wärmetauscher 2 strömenden Kühlwassers, und der Außenluft-Temperatursensor 9h erfasst eine Temperatur der Außenluft außerhalb der Fahrgastzelle. Der Außenfeuchtigkeitssensor 9j erfasst eine relative Feuchtigkeit der Außenluft, und der Innenluft-Temperatursensor 9k erfasst eine Temperatur der Innenluft der Fahrgastzelle. Der Sonnenlichtsensor 9m erfasst eine in die Fahrgastzelle gestrahlte Sonnenlichtmenge, und der Innenfeuchtigkeitssensor 9n erfasst eine relative Feuchtigkeit der Innenluft der Fahrgastzelle. Der Innenluft-Temperatursensor 9p erfasst eine Temperatur der Luft unmittelbar nach Durchströmen des Innenwärmetauschers 4.
  • Ein Speicher 10 trennt das Kältemittel in ein gasförmiges Kältemittel und ein flüssiges Kältemittel und speichert das getrennte flüssige Kältemittel als überschüssiges Kältemittel. Ferner wird das in dem Speicher 10 getrennte gasförmige Kältemittel einer Saugseite des Kompressors 1 zugeführt.
  • Andererseits weist ein Klimagehäuse 11 darin einen Luftkanal auf, durch welchen die Luft in die Fahrgastzelle strömt. Ferner enthält das Klimagehäuse 11 den Innenwärmetauscher 4 und den Heizer 12 stromab des Innenwärmetauschers 4. Der Heizer 12 heizt die in die Fahrgastzelle zu blasende Luft mittels des Kühlwassers der Brennstoffzelle 20 als Wärmequelle. Im ersten Ausführungsbeispiel ist ein erster Wärmetauscher der vorliegenden Erfindung aus dem Heizer 12 und dem ersten Außenwärmetauscher 2 aufgebaut. Ein Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der in die Fahrgastzelle zu blasenden Luft wird in dem ersten Wärmetauscher 2 und dem Heizer 12 indirekt durch das Kühlwasser durchgeführt. Ferner entspricht ein zweiter Wärmetauscher in der vorliegenden Erfindung dem Innenwärmetauscher 4, und ein dritter Wärmetauscher in der vorliegenden Erfindung entspricht dem zweiten Außenwärmetauscher 3.
  • Das Klimagehäuse 11 enthält eine Innenluft/Außenluft-Auswahleinheit 14 an seiner stromaufwärtigsten Stelle. Die Innenluft/Außenluft-Auswahleinheit 14 stellt eine Innenluftmenge und eine Außenluftmenge ein, die in das Klimagehäuse 11 einzuleiten sind. Ein Gebläse 15 ist angeordnet, um die eingeleitete Luft in die Fahrgastzelle zu blasen. Ferner besitzt das Klimagehäuse 11 Luftauslässe und eine Luftauslassmodus-Wechseleinheit (nicht dargestellt) an seiner stromabwärtigsten Stelle. Klimatisierte Luft wird aus den Luftauslässen in die Fahrgastzelle geblasen, und die Luftauslässe werden durch die Luftauslassmodus-Wechseleinheit wahlweise geöffnet und geschlossen.
  • Durch das Gebläse 15 geblasene Luft strömt durch den Innenwärmetauscher 4. Anschließend strömt ein Teil der Luft nach Durchströmen des Innenwärmetauschers 4 durch den Heizer 12, und der andere Teil der Luft nach Durchströmen des Innenwärmetauschers 4 strömt an dem Heizer 12 vorbei. Ein Verhältnis zwischen einer durch den Heizer 12 strömenden Luftmenge und einer an dem Heizer 12 vorbei strömenden Luftmenge wird durch eine Luftmischklappe 13 eingestellt, sodass eine Temperatur der in die Fahrgastzelte zu blasenden klimatisierten Luft eingestellt werden kann. Eine Drehzahl des Kompressors 1, die Luftmischklappe 13, die Innenluft/Außenluft-Auswahleinheit 14, das Gebläse 15 und die Luftauslassmodus-Wechseleinheit werden durch die ECU 100 gesteuert. In der ECU 100 wird eine in die Fahrgastzelle zu blasende Ziellufttemperatur TAO basierend auf den Messwerten des Außenluft-Temperatursensors 9h, des Innenluft-Temperatursensors 9k und des Sonnenlichtsensors 9m sowie einer durch einen Fahrgast eingestellten Solltemperatur berechnet. Dann kann die ECU 100 verschiedene Steuerungen unter Verwendung der berechneten Ziellufttemperatur TAO durchführen.
  • Als nächstes wird die Funktionsweise der Klimaanlage gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • 1. Kühlbetrieb (2)
  • Wenn die Ziellufttemperatur TAO gleich oder niedriger als eine vorgegebene niedrige Temperatur ist, wird der in 2 dargestellte Kühlbetrieb durchgeführt. Wenn der Kühlbetrieb eingestellt ist, wird ein Kernfläche des Heizers 12 durch die Luftmischklappe 13 geschlossen, sodass eine von dem Heizer 12 in die Fahrgastzelle zu blasende Warmluftmenge auf Null gesetzt wird. In diesem Zustand wird das Kältemittel von dem Kompressor 1 durch den ersten Außenwärmetauscher 2, die zweite Dekompressionsvorrichtung 8, das Schaltventil 6, den zweiten Außenwärmetauscher 3, den Innenwärmetauscher 5, die Dekompressionsvorrichtung 7, den Innenwärmetauscher 4, den Speicher 10 und den Innenwärmetauscher 5 in dieser Reihenfolge zu dem Kompressor 1 zirkuliert.
  • Hierbei ist der Drosselöffnungsgrad der zweiten Dekompressionsvorrichtung 8 vollständig geöffnet, sodass das Kältemittel durch die zweite Dekompressionsvorrichtung 8 nicht dekomprimiert wird. Ferner wird der Drosselöffnungsgrad der ersten Dekompressionsvorrichtung 7 so gesteuert, dass ein durch den Ausgabekältemittel-Drucksensor 9b erfasster Kältemitteldruck ein Ziel-Hochdruck P0 wird, welcher basierend auf dem Messwert des zweiten Außenkältemittel-Temperatursensors 9d bestimmt ist. Auf diese Weise absorbiert das Kältemittel im Dampfkompressions-Kühlkreis im Innenwärmetauscher Wärme aus der in die Fahrgastzelle zu blasenden Luft, und die absorbierte Wärme des Kältemittels wird in dem ersten und dem zweiten Außenwärmetauscher 2, 3 abgestrahlt.
  • Ein Teil der in dem Innenwärmetauscher 4 absorbierten Wärme wird in dem ersten Außenwärmetauscher 2 abgestrahlt. Im Kühlbetrieb ist die Kernfläche des Heizers 12 durch die Luftmischklappe 13 geschlossen. Deshalb wird diese in dem ersten Außenwärmetauscher 2 abgestrahlte Wärme nicht in die in die Fahrgastzelle zu blasende Luft abgestrahlt und wird zu dem Kühler 21 abgestrahlt. Der Ziel-Hochdruck P0 ist ein Druck, bei welchem ein Wirkungsgrad (COP) des Dampfkompressions-Kühlkreises im Wesentlichen maximal wird. Ferner wird der Ziel-Hockdruck P0 entsprechend einer Wärmestrahlleistung auf einer Hochdruckseite verändert. Deshalb wird im Kühlbetrieb der Ziel-Hochdruck P0 basierend auf einer durch den zweiten Außenkältemittel-Temperatursensor 9d erfassten Temperatur bestimmt.
  • Im Kühlbetrieb wird die Drehzahl des Kompressors 1 so gesteuert, dass die durch den Innenlufttemperatursensor 9p erfasste Temperatur zu der Ziel-Lufttemperatur TAO wird.
  • 2. Heizbetrieb (3)
  • Der Heizbetrieb wird durchgeführt, wenn die Ziel-Lufttemperatur TAO gleich oder höher als eine vorgegebene hohe Temperatur ist. Im Heizbetrieb wird ein Nebenkanal, durch welchen Luft an dem Heizer 12 vorbei strömt, durch die Luftmischklappe 13 geschlossen. In diesem Zustand wird das Kältemittel von dem Kompressor 1 durch den ersten Außenwärmetauscher 2, die zweite Dekompressionsvorrichtung 8, das Schaltventil 6, den Innenwärmetauscher 4, die erste Dekompressionsvorrichtung 7, den Innenwärmetauscher 5, den zweiten Außenwärmetauscher 3, das Schaltventil 6 und den Speicher 10 in dieser Reihenfolge zu dem Kompressor 1 zirkuliert.
  • Im Heizbetrieb wird der Drosselöffnungsgrad der zweiten Dekompressionsvorrichtung 8 vollständig geöffnet, sodass das Kältemittel durch die zweiten Dekompressionsvorrichtung 8 nicht dekomprimiert wird. Ferner wird der Drosselöffnungsgrad der ersten Dekompressionsvorrichtung 7 so gesteuert, dass der durch den Innenkältemittel-Drucksensor 9e erfasste Kältemitteldruck zu einem Ziel-Hochdruck P1 wird, welcher basierend auf dem Messwert des Innenkältemittel-Temperatursensors 9f bestimmt wird. Auf diese Weise absorbiert das Kältemittel Wärme von der Außenluft, um in dem zweiten Außenwärmetauscher 3 verdampft zu werden, und die aufgenommene Wärme des verdampften Kältemittels wird in dem ersten Außenwärmetauscher 2 und dem Innenwärmetauscher 4 abgestrahlt. So wird die in die Fahrgastzelle zu blasende Luft durch den Innenwärmetauscher 4 und den Heizer 12 erwärmt.
  • Ferner wird zu dem Heizer 12 zuzuführendes Kühlwasser (heißes Wasser) durch die Brennstoffzelle 20 und den ersten Außenwärmetauscher 2 erwärmt. Deshalb wird eine Temperatur des zu dem Heizer 12 zuzuführenden Kühlwassers basierend auf einer Heizleistung des ersten Außenwärmetauschers 2 bestimmt. Deshalb wird im ersten Ausführungsbeispiel die Drehzahl des Kompressors 1 so gesteuert, dass die Temperatur des dem Heizer 12 zuzuführenden Kühlwassers auf eine Ziel-Wassertemperatur TW=O ingestellt ist.
  • Die Ziel-Lufttemperatur TAO wird mit einer Wärmetauschleistung Y in dem Heizer 12 multipliziert, sodass die Ziel-Wassertemperatur TWO berechnet werden kann (d.h. TWO = TAO × Y). Insbesondere wird ein Änderungswert Δf der Drehzahl des Kompressors 1 mittels einer Fuzzy-Theorie basierend auf einem Temperaturunterschied zwischen der Ziel-Wassertemperatur TWO und einer durch den Wassertemperatursensor 9g erfassten Wassertemperatur und einer Änderungsrate dieses Temperaturunterschieds bestimmt.
  • Im Heizbetrieb strömt das Kältemittel nach der Dekomprimierung in beide Kältemittelkanäle des Innenwärmetauschers 5 auf der Seite des Kompressors 1 und der Seite der ersten Dekompressionsvorrichtung 7. Deshalb wird im Innenwärmetauscher 5 im Wesentlichen kein Wärmeaustausch durchgeführt. Wenn der Temperaturunterschied zwischen der Ziel-Wassertemperatur TWO und der durch den Wassertemperatursensor 9g erfassten Wassertemperatur gleich oder niedriger als eine vorgegebene Temperatur ist oder wenn die durch den Wassertemperatursensor 9g erfasste Wassertemperatur gleich oder höher als die Ziel-Wassertemperatur TWO ist, wird der Betrieb des Kompressors 1 gestoppt und der zusätzliche Heizbetrieb aufgrund des Dampfkompressions-Kühlkreises wird gestoppt. In diesem Fall wird das in den Heizer 12 fließende Kühlwasser nicht durch den Dampfkompressions-Kühlkreis erwärmt.
  • 3. Erster Entfeuchtungs- und Heizbetrieb (4)
  • Der erste Entfeuchtungs- und Heizbetrieb wird durchgeführt, wenn eine Klimalast (d.h. Heizlast) relativ klein ist, d.h. wenn die durch den Außenluft-Temperatursensor 9h erfasste Außenlufttemperatur gleich oder höher als eine vorgegebene Außentemperatur (z.B. 20°C) ist und wenn die Ziel-Lufttemperatur TAO gleich oder höher als eine vorgegebene Zieltemperatur ist. Im ersten Entfeuchtungs- und Heizbetrieb wird das Kältemittel auf dem gleichen Kältemittelpfad wie im Kühlbetrieb zirkuliert, wobei der Nebenkanal durch die Luftmischklappe 13 geschlossen ist. Insbesondere wird das Kältemittel von dem Kompressor 1 durch den ersten Außenwärmetauscher 2, die zweite Dekompressionsvorrichtung 8, das Schaltventil 6, den zweiten Außenwärmetauscher 3, den Innenwärmetauscher 5, die Dekompressionsvorrichtung 7, den Innenwärmetauscher 4, das Schaltventil 6 und den Speicher 10 in dieser Reihenfolge zu dem Kompressor 1 zirkuliert.
  • Hierbei wird der Drosselöffnungsgrad der zweiten Dekompression 8 eingestellt, wodurch eine Wärmestrahlmenge im zweiten Außenwärmetauscher 3, d.h. eine Wärmestrahlmenge in dem Heizer 12 eingestellt wird. Der Drosselöffnungsgrad der ersten Dekompressionsvorrichtung 7 wird eingestellt, wodurch eine Kältemitteltemperatur in dem Innenwärmetauscher 4 eingestellt wird und ein Kühl/Entfeuchtungswert im Innenwärmetauscher 4 eingestellt wird. Der Kompressor 1 wird in der gleichen Weise wie im Kühlbetrieb gesteuert. Auf diese Weise kann die in die Fahrgastzelle zu blasende Luft durch Verdampfen des Kältemittels im Innenwärmetauscher 4 gekühlt und entfeuchtet werden und kann im Außenwärmetauscher 2 durch das Kühlwasser indirekt erwärmt werden. Deshalb wird die durch den Innenwärmetauscher 4 gekühlte und entfeuchtete Luft in dem Heizer 12 unter Verwendung des in dem ersten Außenwärmetauscher 2 erwärmten Kühlwassers im Heizer 12 erwärmt. So kann die in die Fahrgastzelle zu blasende Luft erwärmt werden, wobei sie entfeuchtet wird.
  • 4. Zweiter Entfeuchtungs- und Heizbetrieb (5)
  • Der zweite Entfeuchtungs- und Heizbetrieb wird durchgeführt, wenn die Klimalast (d.h. Heizlast) relativ groß ist, d.h. wenn die durch den Außenluft-Temperatursensor 9h erfasste Außenlufttemperatur niedriger als die vorgegebene Außentemperatur (z.B. 20°C) ist und wenn die Ziel-Lufttemperatur TAO gleich oder höher als die vorgegebene Zieltemperatur ist. Das Kältemittel wird auf dem gleichen Kältemittelpfad wie im Heizbetrieb zirkuliert, wobei der Nebenkanal durch die Luftmischklappe 13 geschlossen ist. Insbesondere wird das Kältemittel von dem Kompressor 1 durch den ersten Außenwärmetauscher 2, die zweite Dekompressionsvorrichtung 8, das Schaltventil 6, den Innenwärmetauscher 4, die erste Dekompressionsvorrichtung 7, die Innenwärmetauscher 5, den zweiten Außenwärmetauscher 3, das Schaltventil 6 und den Speicher 10 in dieser Reihenfolge zu dem Kompressor 1 zirkuliert.
  • Hierbei wird der Drosselöffnungsgrad der zweiten Dekompressionsvorrichtung 8 eingestellt, wodurch eine Kältemitteltemperatur in dem Innenwärmetauscher 4 eingestellt wird und der Kühl/Entfeuchtungswert in dem Innenwärmetauscher 4 eingestellt werden. Der Drosselöffnungsgrad der ersten Dekompressionsvorrichtung 7 wird eingestellt, wodurch ein Wärmeabsorptionswert in dem zweiten Außenwärmetauscher 3 eingestellt wird. Der Drosselöffnungsgrad der ersten De kompressionsvorrichtung 7 wird durch die ECU 100 so gesteuert, dass eine Kältemitteltemperatur in dem Innenwärmetauscher 4 höher als eine Kältemitteltemperatur in dem zweiten Außenwärmetauscher 3 wird.
  • Der Kompressor 1 wird in der gleichen Weise wie im Heizbetrieb gesteuert. Auf diese Weise kann die in die Fahrgastzelle zu blasende Luft durch Verdampfen des Kältemittels in dem Innenwärmetauscher 4 gekühlt und entfeuchtet werden, wobei sie in dem Heizer 12 unter Verwendung des Kühlwassers aus dem ersten Außenwärmetauscher 2 indirekt erwärmt wird. Deshalb wird die durch den Innenwärmetauscher 4 gekühlte und entfeuchtete Luft durch den Heizer 12 erwärmt, sodass die Luft erwärmt werden kann, während sie entfeuchtet wird.
  • 5. Luftmischbetrieb
  • In diesem Ausführungsbeispiel wird die Temperatur der in die Fahrgastzelle zu blasenden Luft ursprünglich durch Einstellen der Drosselöffnungsgrade der Dekompressionsvorrichtungen 7, 8 eingestellt, wobei die Kernfläche des Heizers 2 vollständig geschlossen oder geöffnet ist. Jedoch wird zum Beispiel in einer Übergangsperiode direkt nach dem Umschalten vom Kühlbetrieb in den Heizbetrieb der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 13 eingestellt, wodurch die Temperatur der in die Fahrgastzelle zu blasenden Luft eingestellt wird. Insbesondere wird, wenn sich die Ziel-Lufttemperatur TAO schnell ändert, der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 13 basierend auf einem Verhältnis (TAO-TE)/(TAG-TE) eingestellt. Hierbei ist TE die durch den Innenluft-Temperatursensor 9p erfasste Lufttemperatur und TAG ist eine Temperatur der Luft direkt nach Durchströmen des Heizers 12.
  • Als nächstes werden die Vorteile der Klimaanlage im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. 6A ist ein p-h-Diagramm (Mollier-Diagramm) im ersten Entfeuchtungs- und Heizbetrieb, und 6B ist ein p-h-Diagramm im zweiten Entfeuchtungs- und Heizbetrieb. Im ersten Entfeuchtungs- und Heizbetrieb wird der Kältemitteldruck im Innenwärmetauscher 4 in dem Dampfkompressions-Kühlkreis am niedrigsten. Andererseits wird im zweiten Entfeuchtungs- und Heizbetrieb der Kältemitteldruck in dem Innenwärmetauscher 4 höher als der Kältemitteldruck in dem zweiten Außenwärmetauscher 3. Deshalb kann im zweiten Entfeuchtungs- und Heizbetrieb die Kältemitteltemperatur in dem Innenwärmetauscher 4 höher als die Kältemitteltemperatur in dem zweiten Außenwärmetauscher 3 eingestellt werden.
  • Demgemäß kann, selbst wenn der Innenwärmetauscher 4 in einem Kältemitteltemperaturbereich (z.B. 2–3°C) geregelt wird, in welchem der Innenwärmetauscher 4 nicht gefriert, Wärme in dem zweiten Außenwärmetauscher 3 von der Außenluft absorbiert werden. Als Ergebnis wird die in sowohl dem zweiten Außenwärmetauscher 3 als auch dem Innenwärmetauscher 4 absorbierte Wärme an den ersten Außenwärmetauscher 2, d.h. an die von dem Heizer 12 in die Fahrgastzelle zu blasende Luft abgestrahlt.
  • Dagegen wird im ersten Entfeuchtungs- und Heizbetrieb der Kältemitteldruck in dem Innenwärmetauscher 4 am niedrigsten, die Kältemitteltemperatur in dem zweiten Außenwärmetauscher 3 wird höher als die Kältemitteltemperatur in dem Innenwärmetauscher 4, wie in dem obigen Stand der Technik, der in dem US-Patent Nr. 5,526,650 offenbart ist. Deshalb wird in diesem Fall, wenn die Außenlufttemperatur etwa 0°C beträgt, die Kältemitteltemperatur in dem zweiten Außenwärmetauscher 3 höher als die Außenlufttemperatur. Als Ergebnis arbeitet der zweite Außenwärmetauscher 3 als Kühler, aber er wird nicht als Wärmeabsorptionsvorrichtung verwendet.
  • Wie oben beschrieben wird im ersten Ausführungsbeispiel, wenn die Außenlufttemperatur niedrig ist, d.h. wenn eine Klimalast (d.h. Heizlast) groß ist, der zweite Entfeuchtungs- und Heizbetrieb eingestellt. In diesem Fall kann die in die Fahrgastzelle zu blasende Luft entfeuchtet werden, während die Heizleistung ausreichend erhöht werden kann. Wenn dagegen die Außenlufttemperatur relativ hoch ist, d.h. wenn die Klimalast (d.h. Heizlast) niedrig ist, wird der erste Entfeuchtungs- und Heizbetrieb eingestellt. Auf diese Weise kann die in die Fahrgastzelle zu blasende Luft entfeuchtet werden, während die Heizleistung ausreichend erhöht werden kann.
  • (Zweites Ausführungsbeispiel)
  • Im oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel wird die Wärme von dem von dem Kompressor 1 ausgegebenen Hochtemperatur-Kältemittel dem in den Heizer 12 strömenden Kühlwasser in dem ersten Außenwärmetauscher 2 zugeführt. Auf diese Weise wird die Wärme indirekt der in die Fahrgastzelle zu blasenden Luft zugeführt. Im zweiten Ausführungsbeispiel wird jedoch, wie in 7 dargestellt, die Wärme des von dem Kompressor 1 ausgegebenen Hochtemperatur-Kältemittels ohne durch ein Medium, wie beispielsweise das Kühlwasser, direkt der in die Fahrgastzelle zu blasenden Luft zugeführt. Demgemäß strömt das von dem Kompressor 1 ausgegebene Kältemittel, wenn der zweite Entfeuchtungs- und Heizbetrieb eingestellt ist, in den in dem Klimagehäuse 11 angeordneten Heizer 12 (Wärmetauscher 2). Deshalb kann die durch den Heizer 12 strömende Luft direkt durch das von dem Kompressor 1 ausgegebene Hochtemperatur-Kältemittel erwärmt werden. Das aus dem Heizer 12 (Wärmetauscher 2) strömende Kältemittel wird in der zweiten Dekompressionsvorrichtung 8 dekomprimiert und das dekomprimierte Kältemittel strömt in den Innenwärmetauscher 4. Deshalb wird die durch den Innenwärmetauscher 4 strömende Luft gekühlt und entfeuchtet. Dann wird das Kältemittel aus dem Innenwärmetauscher 4 in der ersten Dekompressionsvorrichtung 7 dekomprimiert und in den Außenwärmetauscher 3 eingeleitet. Analog zu dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel wird der Drosselöffnungsgrad der ersten Dekompressionsvorrichtung 7 so eingestellt, dass die Kältemitteltemperatur in dem Innenwärmetauscher 4 höher als die Kältemitteltemperatur in dem Außenwärmetauscher 3 wird.
  • Demgemäß kann, selbst wenn der Innenwärmetauscher 4 in einem Kältemitteltemperaturbereich (z.B. 2–3°C) geregelt wird, in welchem der Innenwärmetauscher 4 nicht gefriert, in dem Außenwärmetauscher 3 Wärme aus der Außenluft absorbiert werden. Als Ergebnis wird die in sowohl dem Außenwärmetauscher 3 als auch dem Innenwärmetauscher 4 absorbierte Wärme an den Heizer 12 (Wärmetauscher 2) abgestrahlt. So kann die Luft in dem Heizer 12 effektiv erwärmt werden, während sie in dem Innenwärmetauscher 4 entfeuchtet wird.
  • Im zweiten Ausführungsbeispiel sind die anderen Teile ähnlich jenen des oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels, und die in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Vorteile können erzielt werden.
  • (Weitere Ausführungsbeispiele)
  • Obwohl die vorliegende Erfindung in Zusammenhang mit den bevorzugten Ausführungsbeispielen davon unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen vollständig beschrieben worden ist, wird darauf hingewiesen, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen für den Fachmann offensichtlich sein werden.
  • Zum Beispiel wird in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen Kohlendioxid als Kältemittel verwendet, und der von dem Kompressor 1 ausgegebene Kältemitteldruck ist höher als der kritische Druck des Kältemittels eingestellt, wodurch eine erforderliche Klimaleistung sichergestellt wird. In der vorliegenden Erfindung kann jedoch zum Beispiel auch ein anderes Fluid, wie beispielsweise Freon, als Kältemittel verwendet werden, und der von dem Kompressor 1 ausgegebene Kältemitteldruck kann niedriger als der kritische Druck des Kältemittels eingestellt werden.
  • In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen sind der erste Entfeuchtungs- und Heizbetrieb und der zweite Entfeuchtungs- und Heizbetrieb vorgesehen, d.h. ein erster Zirkulationszustand und ein zweiter Zirkulationszustand sind in der vorliegenden Erfindung vorgesehen. Jedoch kann der Dampfkompressions-Kühlkreis auch so eingestellt sein, dass er wenigstens den zweiten Entfeuchtungs- und Heizbetrieb aufweist.
  • Im ersten Entfeuchtungs- und Heizbetrieb gemäß den obigen Ausführungsbeispielen wird das in den zweiten Außenwärmetauscher 3 strömende Kältemittel durch die zweite Dekompressionsvorrichtung 8 dekomprimiert. Jedoch kann das Kältemittel in einem bestimmten Bereich der Klimalast auch nicht durch die zweite Dekompressionsvorrichtung 8 dekomprimiert werden. Im zweiten Entfeuchtungs- und Heizbetrieb gemäß den obigen Ausführungsbeispielen wird das in den zweiten Außenwärmetauscher 3 strömende Kältemittel dekomprimiert. Jedoch kann das Kältemittel in einem bestimmten Bereich der Klimalast auch nicht durch die erste Dekompressionsvorrichtung dekomprimiert werden. Ferner kann auf den Innenwärmetauscher 5 verzichtet werden.
  • Solche Änderungen und Modifikationen sollen im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung liegen, wie er durch die anhängenden Ansprüche definiert ist.

Claims (14)

  1. Klimaanlage, mit einem Kompressor (1) zum Ansaugen und Komprimieren eines Kältemittels; einem ersten Wärmetauscher (2, 12) zum Durchführen eines Wärmeaustausches zwischen dem aus dem Kompressor ausgegebenen Kältemittel und einer in einen Raum zu blasenden Luft; einer Dekompressionsvorrichtung (8) zum Dekomprimieren des Kältemittels aus dem ersten Wärmetauscher; einem zweiten Wärmetauscher (4) zum Durchführen eines Wärmeaustausches zwischen dem Kältemittel aus der Dekompressionsvorrichtung und der in den Raum zu blasenden Luft; einem dritten Wärmetauscher (3) zum Durchführen eines Wärmeaustausches zwischen dem Kältemittel und einer Außenluft außerhalb des Raums; und einer Zirkulationseinrichtung (6) zum Zirkulieren des in der Dekompressionsvorrichtung dekomprimierten Kältemittels in den zweiten Wärmetauscher und den dritten Wärmetauscher in dieser Reihenfolge.
  2. Klimaanlage nach Anspruch 1, bei welcher der erste Wärmetauscher (2, 12) so angeordnet ist, dass er den Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der in den Raum zu blasenden Luft durch ein Medium indirekt durchführt.
  3. Klimaanlage nach Anspruch 1, ferner mit einem Klimagehäuse (11) zum Definieren eines Luftkanals, durch welchen die Luft in die Fahrgastzelle strömt, bei welcher der erste Wärmetauscher (12) und der zweite Wärmetauscher (4) so in dem Klimagehäuse angeordnet sind, dass sie den Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der in den Raum zu blasenden Luft direkt durchführen.
  4. Klimaanlage nach Anspruch 3, bei welcher der erste Wärmetauscher (12) in dem Klimagehäuse an einer luftstromabwärtigen Seite des zweiten Wärmetauschers angeordnet ist.
  5. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit einem Lufteinstellelement zum Einstellen einer durch den ersten Wärmetauscher strömenden Luftmenge, die in den Raum geblasen werden soll.
  6. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher Kohlendioxid als Kältemittel verwendet wird.
  7. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welcher ein von dem Kompressor ausgegebener Kältemitteldruck in einem überkritischen Betriebsmodus gleich oder höher als ein kritischer Druck des Kältemittels wird.
  8. Klimaanlage, mit einem Kompressor (1) zum Ansaugen und Komprimieren eines Kältemittels; einem ersten und einem zweiten Wärmetauscher (2, 12, 4) zum Durchführen eines Wärmeaustausches zwischen dem Kältemittel und einer in einen Raum zu blasenden Luft; einem dritten Wärmetauscher (3) zum Durchführen eines Wärmeaustausches zwischen dem Kältemittel und einer Außenluft; einer Schaltvorrichtung 16) zum Schalten zwischen einem ersten Zirkulationszustand, in welchem das von dem Kompressor ausgegebene Kältemittel durch den ersten Wärmetauscher 12, 12), den zweiten Wärmetauscher (4) und den dritten Wärmetauscher (3) in dieser Reihenfolge strömt, und einem zweiten Zirkulationszustand, in welchem das aus dem Kompressor ausgegebene Kältemittel durch den ersten Wärmetauscher (2, 12), den dritten Wärmetauscher (3) und den zweiten Wärmetauscher 14) in dieser Reihenfolge strömt; einer ersten Dekompressionsvorrichtung (8) zum Dekomprimieren des aus dem ersten Wärmetauscher in dem ersten Zirkulationszustand ausströmenden Kältemittels; und einer zweiten Dekompressionsvorrichtung (7) zum Dekomprimieren des aus dem dritten Wärmetauscher in dem zweiten Zirkulationszustand ausströmenden Kältemittels.
  9. Klimaanlage nach Anspruch 8, bei welcher im ersten Zirkulationszustand das aus dem zweiten Wärmetauscher (4) ausströmende Kältemittel durch die zweite Dekompressionsvorrichtung (7) dekomprimiert und in den dritten Wärmetauscher (3) eingeleitet wird, um in dem dritten Wärmetauscher Wärme von der Außenluft aufzunehmen.
  10. Klimaanlage nach Anspruch 8 oder 9, bei welcher im zweiten Zirkulationszustand die erste Dekompressionsvorrichtung (8) das aus dem ersten Wärmetauscher 12, 12) ausströmende Kältemittel dekomprimiert, um so eine in dem ersten Wärmetauscher abgestrahlte Wärmemenge einzustellen.
  11. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei welcher der erste Wärmetauscher so angeordnet ist, dass er den Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der in den Raum zu blasenden Luft durch ein Medium indirekt durchführt.
  12. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 8 bis 10, ferner mit einem Klimagehäuse (11) zum Definieren eines Luftkanals, durch welchen die Luft in den Raum strömt, wobei der erste Wärmetauscher und der zweite Wärmetauscher so in dem Klimagehäuse angeordnet sind, dass sie den Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der in den Raum zu blasenden Luft direkt durchführen.
  13. Klimaanlage, mit einem Kompressor (1) zum Ansaugen und Komprimieren eines Kältemittels; einem ersten und einem zweiten Wärmetauscher (2, 12, 4) zum Durchführen eines Wärmeaustausches zwischen dem Kältemittel und einer in einen Raum zu blasenden Luft; einem dritten Wärmetauscher (3) zum Durchführen eines Wärmeaustausches zwischen dem Kältemittel und einer Außenluft; und einer Schaltvorrichtung (6) zum Einstellen eines eines ersten Zirkulationszustandes und eines zweiten Zirkulationszustandes, wobei im ersten Zirkulationszustand das aus dem Kompressor ausgegebene Kältemittel durch den ersten Wärmetauscher (2, 121, den zweiten Wärmetauscher (4) und den dritten Wärmetauscher (31 in dieser Reihenfolge strömt; und im zweiten Zirkulationszustand das aus dem Kompressor ausgegebene Kältemittel dem ersten Wärmetauscher (2, 12) und dem dritten Wärmetauscher (3) zugeführt wird, wobei der erste Wärmetauscher und der dritte Wärmetauscher bezüglich einer Kältemittelströmung in Reihe verbunden sind, und das Kälte mittel nach Durchströmen des ersten Wärmetauschers und des dritten Wärmetauschers dekomprimiert und in den zweiten Wärmetauscher zirkuliert wird.
  14. Klimaanlage, mit einem Kompressor (1) zum Ansaugen und Komprimieren eines Kältemittels; einem ersten Wärmetauscher (2, 12) zum Durchführen eines Wärmeaustausches zwischen dem aus dem Kompressor ausgegebenen Kältemittel und einer in einen Raum zu blasenden Luft; einer ersten Dekompressionsvorrichtung (8) zum Dekomprimieren des aus dem ersten Wärmetauscher strömenden Kältemittels; einem zweiten Wärmetauscher (4) zum Durchführen eines Wärmeaustausches zwischen dem Kältemittel aus der ersten Dekompressionsvorrichtung und der in den Raum zu blasenden Luft; einer zweiten Dekompressionsvorrichtung (7) zum Dekomprimieren des Kältemittels aus dem zweiten Wärmetauscher; einem dritten Wärmetauscher (3) zum Durchführen eines Wärmeaustausches zwischen dem Kältemittel aus der zweiten Dekompressionsvorrichtung und einer Außenluft außerhalb des Raums; und einer Steuereinheit zum Steuern eines Drosselöffnungsgrades der zweiten Dekompressionsvorrichtung derart, dass eine Kältemitteltemperatur in dem zweiten Wärmetauscher höher als eine Kältemitteltemperatur in dem dritten Wärmetauscher wird.
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