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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Druckregelventil zum Steuern
eines Auslassdrucks eines Kältemittelkühlers (z.B.
Gaskühler)
in einem Dampfkompressionskühlkreissystem
(z.B. überkritisches Wärmepumpenkreissystem).
Das Dampfkompressionskühlkreissystem
kann geeigneterweise für
eine Fahrzeugklimaanlage mit einer Heizfunktion zum Heizen einer
Fahrgastzelle benutzt werden.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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In
einem überkritischen
Wärmepumpenkreissystem
mit zum Beispiel CO2 als Kältemittel
wird ein Gaskühler
zum Heizen eines Fluids verwendet, und eine extern angetriebene
Dekompressionsvorrichtung wie beispielsweise ein elektrisches Expansionsventil
ist zum Steuern des Betriebszustandes des Kreissystems vorgesehen.
In diesem Fall sind jedoch ein Drucksensor zum Erfassen eines Kältemitteldrucks
und eine Steuerschaltung zum Antreiben des elektrischen Expansionsventils
erforderlich, wodurch die Kosten steigen.
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Wenn
ein mechanisches Expansionsventil benutzt wird, wird eine Wärmestrahlmenge
des Gaskühlers
größer, wenn
die Außenlufttemperatur
niedrig ist. In diesem Fall sinkt eine Kältemitteltemperatur an einem
Auslass des Gaskühlers,
und ein Steuerdruck des Expansionsventils sinkt. Deshalb sinkt die Temperatur
der von dem Gaskühler
geblasenen Luft stark.
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Ferner
wird, wenn in einem überkritischen Wärmepumpenkreissystem
mit CO2 als Kältemittel ein Heizbetrieb durchgeführt wird,
selbst wenn ein Niederdruckkältemitteldruck
sinkt, das mechanische Expansionsventil nicht geöffnet, bis ein Hochdruckkältemitteldruck
einen Ventilöffnungsdruck
erreicht, um den Hochdruckkältemitteldruck
zu steuern. Deshalb sinkt, falls das mechanische Expansionsventil als
die Dekompressionsvorrichtung des überkritischen Wärmepumpenkreissystems
verwendet wird, der Niederdruckkältemitteldruck
zu einer Zeit unmittelbar nach einem Kühlkreisstart, weil das mechanische
Expansionsventil zum Kühlkreisstart
geschlossen ist.
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8A zeigt ein Beispiel mit
einer schlechten Startbedingung, und 8B zeigt
ein Beispiel mit einer guten Startbedingung, wenn ein mechanisches Expansionsventil
eines Vergleichsbeispiels in einem überkritischen Wärmepumpenkreissystem
verwendet wird. In diesem Fall von 8A wird,
wenn die Außenlufttemperatur
Tam gleich oder niedriger als –10°C ist (z.B. –20°C in 8A, der Kältemittelsättigungsdruck
niedriger, und der Druck (d.h. der Saugdruck des Kompressors) des
Niederdruckkältemittels zu
einer Kühlkreisstartzeit
wird niedriger. In diesem Fall erreicht der von dem Kompressor ausgegebene Hochdruckkältemitteldruck
nicht einen Ventilöffnungsdruck
des mechanischen Expansionsventils. Demgemäß wird die Strömungsmenge
des durch das Wärmepumpenkreissystem
strömenden
Kältemittels
beinahe zu Null, und eine Heizleistung kann mit dem Wärmepumpenkreissystem
nicht erzielt werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In
Anbetracht der oben beschriebenen Probleme ist es eine Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, ein Druckregelventil vorzusehen, das eine Druckregelkennlinie
hat, bei der eine Druckänderung relativ
zu einer Temperatur kleiner als jene des Kältemittels ist.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Druckregelventil
vorzusehen, das einen Kältemitteldruck
an einem Auslass eines Kältemittelkühlers entsprechend
einer Kältemitteltemperatur
am Auslass des Kältemittelkühlers mit
einem einfachen Aufbau steuert.
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Es
ist eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Dampfkompressionskühlkreissystem
mit dem Druckregelventil vorzusehen, das eine übermäßige Absenkung des Drucks eines
Niederdruckkältemittels
bei einer niedrigen Außenlufttemperatur
verhindert.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Druckregelventil für ein Dampfkompressionskühlkreissystem
einen Ventilabschnitt, der in einem Kältemittel kanal von einem Kältemittelkühler zu
einem Sauganschluss eines Kältemittelkompressors
angeordnet ist. In dem Druckregelventil steuert der Ventilabschnitt
einen Kältemitteldruck
an einem Auslass des Kältemittelkühlers gemäß einer Kältemitteltemperatur
am Auslass des Kältemittelkühlers. Außerdem hat
der Ventilabschnitt eine Steuerdruckkennlinie, bei der eine Druckänderung
relativ zu einer Temperatur kleiner als jene des Kältemittels ist.
In diesem Fall ist es möglich,
einen Steuerdruck eines Hochdruckkältemittels selbst bei einer
niedrigen Außenlufttemperatur
unabhängig
vom Wirkungsgrad (COP) in dem Kreissystem auf einen hohen Wert zu
setzen. Deshalb kann, wenn der Kältemittelkühler zum
Heizen eines Fluids, z.B. einer in eine Fahrgastzelle zu blasenden
Luft, benutzt wird, ein Sinken der Heiztemperatur durch den Kältemittelkühler verhindert
werden, wenn die Außenlufttemperatur niedrig
ist.
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Zum
Beispiel enthält
der Ventilabschnitt ein Gehäuse
zum Definieren eines Kältemittelkanals,
einen in dem Kältemittelkanal
angeordneten Teilungsabschnitt zur Teilung eines Innenraums des
Gehäuses
in einen stromaufwärtigen
Raum und einen stromabwärtigen
Raum, eine in dem Teilungsabschnitt vorgesehene Ventilöffnung,
durch die der stromaufwärtige
Raum mit dem stromabwärtigen Raum
in Verbindung steht, einen in dem stromaufwärtigen Raum vorgesehenen abgeschlossenen Raum,
ein in dem stromaufwärtigen
Raum vorgesehenes filmförmiges
Verstellelement, und einen Ventilkörper, der mit dem Verstellelement
verbunden ist und entsprechend einer Bewegung des Verstellelements
bewegt wird, um die Ventilöffnung
zu öffnen und
zu schließen.
Hierbei bewegt sich das Verstellelement entsprechend einer Druckdifferenz
zwischen innen und außen
des abgeschlossenen Raums in dem stromaufwärtigen Raum, und der abgeschlossene
Raum ist mit einem Gas gefüllt,
das eine kleinere Druckänderung
bezüglich
der Temperatur als jene des Kältemittels
besitzt.
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Demgemäß wird ein
Steuerdruck am Auslass des Kältemittelkühlers durch
das Druckregelventil entsprechend der Kältemitteltemperatur am Auslass
des Kältemittelkühlers verändert. Wenn
zum Beispiel der Hochdruckkältemitteldruck
höher als
der Steuerdruck steigt, wird das Verstellelement bewegt, sodass
der Ventilkörper
die Ventilöffnung öffnet. Deshalb
kann der Hochdruckkältemitteldruck
in einem Einstellbereich eingestellt werden.
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Alternativ
ist in einem Druckregelventil ein Übertragungsstab mit dem Verstellelement
verbunden und wird entsprechend einer Bewegung des Verstellelements
bewegt, und ein elastisches Element ist in dem stromabwärtigen Raum
angeordnet. Ferner ist ein Ventilkörper angeordnet, um die Ventilöffnung von
dem stromabwärtigen
Raum durch eine Vorspannkraft des elastischen Elements zu öffnen und zu
schließen,
und ein in dem stromaufwärtigen
Raum vorgesehener abgeschlossener Raum ist mit einem Gas gefüllt, das
eine kleinere Druckänderung
bezüglich
der Temperatur als jene des Kältemittels
besitzt. Auch in diesem Fall kann der Kältemitteldruck auf der Hochdruckseite
des Kreissystems mittels des Druckregelventils mit einem einfachen
Aufbau gesteuert werden.
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Ferner
hat der Übertragungsstab
ein spitzes Ende, das angeordnet ist, um ein spitzes Ende des Ventilkörpers zu
kontaktieren. In diesem Fall drückt das
Verstellelement, wenn eine Temperatur außerhalb des abgeschlossenen
Raums in dem stromaufwärtigen
Raum niedriger als ein erster Wert ist, durch den Übertragungsstab
auf den Ventilkörper,
sodass die Ventilöffnung
um einen Öffnungsgrad
geöffnet wird.
Deshalb ist es möglich,
das Kältemittel
in dem Kreissystem strömen
zu lassen.
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Weiter
kann der Übertragungsstab
einen spitzen Stababschnitt mit dem spitzen Ende enthalten, und
der spitze Stababschnitt kann in der Ventilöffnung bewegbar sein. Das spitze
Ende des Übertragungsstabes
ist von dem spitzen Ende des Ventilkörpers entfernt, wenn die Temperatur
außerhalb
des abgeschlossenen Raums in dem stromaufwärtigen Raum höher als
ein zweiter Wert höher
als der erste Wert ist. Deshalb kann der Hochdruckkältemitteldruck
geeignet gesteuert werden.
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Eine
Teilungswand kann ein Bypassloch haben, durch welches der stromaufwärtige Raum
mit dem stromabwärtigen
Raum in Verbindung steht und das Kältemittel an der Ventilöffnung vorbei
strömt.
Alternativ hat die Ventilöffnung
einen Sitzabschnitt, der zur Kontaktierung des Ventilkörpers angeordnet
ist, und der Sitzabschnitt hat einen Nutabschnitt, durch welchen
der stromaufwärtige
Raum mit dem stromabwärtigen
Raum in Verbindung steht, selbst wenn der Ventilkörper den
Sitzabschnitt kontaktiert. Demgemäß strömt Kältemittel auch zu einer Startzeit
des Dampf kompressionskühlkreissystems
in dem Kreissystem, und die Heiztemperatur durch den Kältemittelkühler kann
in einer kurzen Zeit erhöht
werden.
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Zum
Beispiel hat der Ventilabschnitt einen Ventilöffnungsdruck, der 10±1,5 MPa
bei 40°C
und 8±1,5
MPa bei 0°C
beträgt.
In diesem Fall wird das aktuelle Kreissystem mit einem Druck gesteuert,
der um einen Druck durch ein Ventilhubmaß höher als der Ventilöffnungsdruck
ist.
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Das
Dampfkompressionskühlkreissystem mit
dem Druckregelventil kann geeigneterweise zum Heizen eines Fluids,
zum Beispiel von Luft verwendet werden. In diesem Fall verhindert
das Druckregelventil einen übermäßigen Abfall
des Drucks eines Niederdruckkältemittels
zu einer Heizstartzeit, und eine Heizleistung durch den Kältemittelkühler kann verbessert
werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Obige
sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung beispielhafter
Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.
Dabei zeigen:
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1A eine
schematische Darstellung eines Dampfkompressionskühlkreissystems
gemäß beispielhaften
Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung;
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1B ein
Blockschaltbild eines Steuerteils des Dampfkompressionskühlkreissystems;
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2 eine
Schnittansicht eines für
ein Dampfkompressionskühlkreissystem
verwendeten mechanischen Expansionsventils (Druckregelventil) gemäß einem
ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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3 ein
Diagramm einer Beziehung zwischen einer Temperatur und einem Druck
des mechanischen Expansionsventils;
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4 eine
schematische Darstellung eines Kühlbetriebszustandes
des Dampfkompressionskühlkreissystems
in 1A;
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5A eine
Schnittansicht eines Ventilschließzustandes eines mechanischen
Expansionsventils, 5B eine Schnittansicht des mechanischen
Expansionsventils in einem Zustand unmittelbar nach einem Abschalten
oder einem Starten eines Dampfkompressionskühlkreissystems, und 5C eine
Schnittansicht des mechanischen Expansionsventils in einem normalen
Zustand gemäß einem zweiten
beispielhaften Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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6 eine
Schnittansicht eines mechanischen Expansionsventils in einem Ventilschließzustand
gemäß einem
dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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7A eine
Schnittansicht eines mechanischen Expansionsventils in einem Ventilschließzustand
gemäß einem
vierten beispielhaften Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, und 7B eine
vergrößerte Ansicht
des Teils VIIB in 7A; und
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8A und 8B Diagramme
von Beziehungen zwischen einem Kältemittelausgabedruck, einem
Kältemittelansaugdruck
und einer Kältemittelströmungsmenge,
wenn eine Außenlufttemperatur Tam –20°C beträgt und eine
Kompressordrehzahl Rcom 1500 U/min beträgt, in einem überkritischen Wärmepumpenkreissystem
mit einem mechanischen Expansionsventil eines Vergleichsbeispiels,
wobei 8A ein Beispiel mit einer schlechten
Startbedingung ist und 8B ein Beispiel mit einer guten Startbedingung
ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
VON BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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(Erstes beispielhaftes
Ausführungsbeispiel)
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Im
ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel
wird ein mechanisches Expansionsventil 4A typischerweise
als Druckregelventil 4 für ein Dampfkompressionskühlkreis system,
zum Beispiel ein überkritisches
Wärmepumpenkreissystem
verwendet. In einem Heizbetrieb strömt ein Kältemittel entlang der durchgezogenen
Linie in 1A in dem Dampfkompressionskühlkreissystem,
wenn das Dampfkompressionskühlkreissystem
für eine
Fahrzeugklimaanlage verwendet wird. Als Beispiel wird ein überkritisches
Wärmepumpenkreissystem
als das Dampfkompressionskühlkreissystem
verwendet, und CO2 wird als Kältemittel
in dem überkritischen Wärmepumpenkreissystem
benutzt.
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Ein
Kompressor 1 zum Komprimieren eines gasförmigen Kältemittels
wird durch eine Antriebskraft von einem Fahrzeugmotor angetrieben.
Ein von dem Kompressor 1 ausgegebenes Hochtemperatur- und
Hochdruckkältemittel
strömt
im Heizbetrieb durch ein erstes elektrisches Dreiwegeventil 2 zu
einem Innenwärmetauscher 3 (d.h.
Gaskühler,
Kältemittelkühler). Der
Innenwärmetauscher 3 ist
zum Beispiel in einer Fahrgastzelle positioniert, um eine in die Fahrgastzelle
zu blasende Luft zu heizen. Der Kompressor 1 ist ein Verstellkompressor
mit einem Verstellmechanismus 1a.
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Ein
Temperatursensor 1b, wie beispielsweise ein Thermistor,
ist an einer Kältemittelausgabeseite
des Kompressors 1 angeordnet und erfasst eine Temperatur
des von dem Kompressor 1 ausgegebenen Hochdruckkältemittels.
Ein Drucksensor 1c ist an einer Kältemittelausgabeseite des Kompressors 1 angeordnet
und erfasst einen Druck des von dem Kompressor 1 ausgegebenen
Hochdruckkältemittels.
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Ein
erster Bypasskanal 2a ist so vorgesehen, dass ein von dem
Kompressor 1 ausgegebenes Kältemittel in einem Kühlbetrieb
zum Kühlen
der Luft durch den ersten Bypasskanal 2a an dem Innenwärmetauscher 3 und
dem mechanischen Expansionsventil 4 vorbei strömt.
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Der
Innenwärmetauscher 3 ist
ein Kältemittelkühler, in
dem das Kältemittel
mit durch ein Gebläse 10 in
eine Fahrgastzelle zu blasender Luft in Wärmeaustausch steht, sodass
in dem Innenwärmetauscher 3 die
Luft geheizt und das Kältemittel
gekühlt wird.
Ein Verdampfapparat 9 ist in der Fahrgastzelle stromab
des Gebläses 10 in
der Fahrzeugklimaanlage angeordnet. Weiter ist der Innenwärmetauscher 3 stromab
des Verdampfapparats 9 angeordnet, sodass die Luft nach
Durchströmen
des Verdampfapparats 9 zu dem Innenwärmetauscher 3 strömt. Ein Luft temperatursensor 3a ist
angeordnet, um eine Temperatur der Luft nach Durchströmen des
Innenwärmetauschers 3 zu
erfassen.
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Das
aus dem Innenwärmetauscher 3 strömende Kältemittel
strömt
in ein erstes mechanisches Expansionsventil 4 (4A)
zum Heizen. Das erste mechanische Expansionsventil 4 ist
ein Druckregelventil, das einen Kältemitteldruck an einem Auslassabschnitt
des Innenwärmetauschers 3 entsprechend
einer Kältemitteltemperatur
am Auslassabschnitt des Innenwärmetauschers 3 steuert.
Das erste mechanische Expansionsventil 4 wird auch als
Dekompressionsvorrichtung benutzt, die das Kältemittel dekomprimiert, um
so den Kältemitteldruck
am Auslassabschnitt des Innenwärmetauschers 3 zu
steuern. Das Kältemittel
wird in dem ersten mechanischen Expansionsventil 4 auf
eine niedrige Temperatur und einen niedrigen Druck dekomprimiert.
Das Niedertemperatur- und Niederdruck-Gas/Flüssigkeit-Kältemittel, das von dem ersten
mechanischen Expansionsventil 4 ausgegeben wird, strömt zu einem
Außenwärmetauscher 5.
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Der
Außenwärmetauscher 5 wird
als ein Kältemittelkühler im
Kühlbetrieb
benutzt. Das heißt,
im Kühlbetrieb
steht das von dem Kompressor 1 ausgegebene Hochtemperatur-
und Hochdruckkältemittel mit
der durch ein Außengebläse 5a geblasenen
Außenluft
in Wärmeaustausch
und wird durch die Außenluft
gekühlt.
Im Gegensatz dazu wird im Heizbetrieb der Außenwärmetauscher 5 als
ein Kältemittelverdampfapparat
benutzt, in dem das von dem ersten mechanischen Expansionsventil 4 zugeführte Gas/Flüssigkeit-Zweiphasenkältemittel
mit der Außenluft
in Wärmeaustausch
steht und durch Aufnehmen von Verdampfungswärme aus der Außenluft verdampft.
Der Außenwärmetauscher 5 ist
im Allgemeinen an einer Fahrzeugvorderseite angeordnet, sodass eine
Temperaturdifferenz zwischen dem Kältemittel im Innenwärmetauscher 5 und
der Außenluft größer gemacht
werden kann.
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Im
Heizbetrieb wird ein zweites elektrisches Dreiwegeventil 6 so
geschaltet, dass das aus dem Außenwärmetauscher 5 strömende Kältemittel
durch einen zweiten Bypasskanal 6a in einen Speicher 11 strömt. Im Heizbetrieb
strömt
das Kältemittel
an einem Hochdruckkältemittelkanal 7a eines
Innenwärmetauschers 7,
einem zweiten mechanischen Expansionsventil 8 (kühlendes
mechanisches Expansions ventil 8) und dem Verdampfapparat 9 vorbei.
Der Innenwärmetauscher 7 ist
ein Wärmetauscher,
in dem das Hochdruckkältemittel
vor der Dekompression in dem zweiten mechanischen Expansionsventil 8 während des
Kühlbetriebs
mit dem durch den Kompressor 1 anzusaugenden Niederdruckkältemittel
in Wärmeaustausch
steht.
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Im
Kühlbetrieb
wird das zweite elektrische Dreiwegeventil 6 so geschaltet,
dass das aus dem Außenwärmetauscher 5 strömende Kältemittel
durch den Hochdruckkältemittelkanal 7a des
Innenwärmetauschers 7,
das zweite mechanische Expansionsventil 8 und den Verdampfapparat 9 in
den Speicher 11 strömt.
Durch den Wärmeaustausch
zwischen dem in dem Hochdruckkältemittelkanal 7a strömenden Hochdruckkältemittel
und dem in einem Niederdruckkältemittelkanal 7b in
dem Innenwärmetauscher 7 strömenden Niederdruckkältemittel
wird das zu dem zweiten mechanischen Expansionsventil 8 strömende Kältemittel
gekühlt,
eine Enthalpie des zum Verdampfapparat 9 strömenden Kältemittels wird
kleiner, und ein Überhitzungsgrad
des zum Kompressor 1 zu saugenden Kältemittels wird größer.
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Das
zweite mechanische Expansionsventil 8 hat einen Aufbau ähnlich jenem
von JP-A-2000-81 157,
deren Inhalte hierdurch durch Bezugnahme integriert werden. Das
zweite mechanische Expansionsventil 8 hat einen Temperaturmessabschnitt
zum Erfassen einer Kältemitteltemperatur
an einem Auslassabschnitt des Außenwärmetauschers 5 und
steuert im Kühlbetrieb
einen Ventilabschnitt zum Dekomprimieren des aus dem Hochdruckkältemittelkanal 7a des
Innenwärmetauschers 7 strömenden Kältemittels.
Das heißt,
das zweite mechanische Expansionsventil 8 dekomprimiert
im Kühlbetrieb
des Kältemittel, sodass
der Wirkungsgrad COP des Kühlkreissystems
im Kühlbetrieb
maximal erhöht
wird.
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Der
Verdampfapparat 9 ist im Kühlbetrieb ein kühlender
Wärmetauscher.
Im Kühlbetrieb
steht das von dem zweiten mechanischen Expansionsventil 8 zugeführte Gas/Flüssigkeit-Zweiphasenkältemittel mit
der durch das Innengebläse 10 geblasenen
Luft in Wärmeaustausch
und wird durch Aufnehmen der Verdampfungswärme aus der Luft verdampft.
Deshalb wird die durch den Verdampfapparat 9 strömende Luft
gekühlt.
Ein Kühllufttemperatursensor 9a ist angeordnet,
um die Temperatur der Luft nach Durchströmen des Verdampfapparats 9 zu
erfassen.
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Der
Speicher (Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung) 11 hat
einen Behälter,
in dem gasförmiges
Kältemittel
von flüssigem
Kältemittel
getrennt wird und das getrennte flüssige Kältemittel vorübergehend
darin gespeichert wird. Das in dem Behälter des Speichers 11 getrennte
gasförmige
Kältemittel
wird durch den Niederdruckkältemittelkanal 7b des
Innenwärmetauschers 7 zum
Kompressor 1 gesaugt.
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1B zeigt
eine Steuervorrichtung 12 des Kühlkreissystems. Signale von
dem Kältemitteltemperatursensor 1b,
dem Kältemitteldrucksensor 1c, dem
Lufttemperatursensor 3a und dem Lufttemperatursensor 9a werden
der Steuervorrichtung 12 eingegeben. Dann gibt die Steuervorrichtung 12 Steuersignale
an den Verstellmechanismus 1a, das erste elektrische Dreiwegeventil 2,
das Außengebläse 5a, das
zweite elektrische Dreiwegeventil 6 und das Innengebläse 10 entsprechend
einem Steuerprogramm aus.
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Als
nächstes
wird der Aufbau des ersten mechanischen Expansionsventils 4A (4)
beschrieben. 2 zeigt einen Ventilschließzustand
des ersten mechanischen Expansionsventils 4A. Das erste
mechanische Expansionsventil 4A ist zwischen dem Innenwärmetauscher 3 und
einer Saugseite des Kompressors 1 angeordnet und wird zum
Steuern des Kältemitteldrucks
während
des Heizbetriebs verwendet. Das erste mechanische Expansionsventil 4A ist ein
Druckregelventil 4, das den Kältemitteldruck am Auslass des
Innenwärmetauschers 3 entsprechend der
Kältemitteltemperatur
am Auslassabschnitt des Innenwärmetauschers 3 steuert.
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Das
mechanische Expansionsventil 4A hat ein Gehäuse 21 zum
Definieren eines Kältemittelkanals.
Das Gehäuse 21 hat
einen Einlassanschluss 21a an einem Ende und einen Auslassanschluss 21d am
anderen Ende. Eine Teilungswand 22 ist innerhalb des Gehäuses 21 vorgesehen
und teilt einen Innenraum des Gehäuses 21 in einen stromaufwärtigen Raum 21b und
einen stromabwärtigen
Raum 21c. Eine Ventilöffnung 23 ist
in der Teilungswand 22 vorgesehen, sodass der stromaufwärtige Raum 21b und
der stromabwärtige
Raum 21c miteinander durch die Ventilöffnung 23 in Verbindung
stehen. Ein Druckregelabschnitt des Druckregelventils 4A ist
in dem stromaufwärtigen
Raum 21b aufgenommen, der durch den Einlassanschluss 21a mit
dem Auslassabschnitt des Innenwärmetauschers 3 in
Verbindung steht.
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Die
Ventilöffnung 23 wird
durch einen Nadelventilkörper 24 geöffnet und
geschlossen. Das Nadelventil 24 ist mit einer filmförmigen Federplatte 26 aus
einem rostfreiem Material gemacht. Deshalb wird das Nadelventil 24 entsprechend
einer Bewegung der Federplatte 26 bewegt. Wenn sich die
Federplatte 26 zu dem Ventilkörper 24 bewegt, wird
das Nadelventil 24 in eine Richtung zum Schließen der
Ventilöffnung 23 bewegt.
Wenn sich dagegen die Federplatte 26 in eine Richtung entgegen
dem Ventilkörper 24 bewegt,
wird das Nadelventil zum vollständigen Öffnen der
Ventilöffnung 23 bewegt.
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Die
Federplatte 26 ist zwischen ein erstes Halteelement 27 und
ein zweites Halteelement 28 in dem stromaufwärtigen Raum 21b eingesetzt.
Ein abgeschlossener Raum (Gaseinschlusskammer) 25 ist durch
das erste Halteelement 27 auf einer dem Ventilkörper 24 abgewandten
Seite der Federplatte 26 gebildet. Der abgeschlossene Raum 25 ist
so vorgesehen, dass die Federplatte 26 entsprechend einer Druckdifferenz
zwischen innen und außen
des abgeschlossenen Raums 25 in dem stromaufwärtigen Raum 21b verschoben
wird. Ein Kapillarrohr 29 ist mit dem ersten Halteelement 27 verbunden
und steht mit dem abgeschlossenen Raum 25 in Verbindung. Ein
Druckeinleitungsloch 28a ist in dem zweiten Halteelement 28 so
vorgesehen, dass der Kältemitteldruck
am Auslassabschnitt des Innenwärmetauschers 3 zu
einem Raum eingeleitet und an die Federplatte 26 auf einer
dem abgeschlossenen Raum 25 abgewandten Seite angelegt
wird.
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Ein
Elementhalteabschnitt 30 ist in einer Zylinderform um die
Ventilöffnung 23 in
dem stromaufwärtigen
Raum 21 gebildet. Das zweite Halteelement 28 ist
an dem Elementhalteabschnitt 30 durch eine Schraubverbindung
befestigt. Mehrere Kältemittelströmungslöcher 30a sind
in dem Elementhalteabschnitt 30 durch einen Wandabschnitt
des Elementhalteabschnitts 30 vorgesehen. Gas, zum Beispiel CO2, ist in den abgeschlossenen Raum 25 gefüllt. Im Allgemeinen
hat das in den abgeschlossenen Raum 25 gefüllte Gas
eine Druckänderung
bezüglich
der Temperatur um den abgeschlossenen Raum 25, die kleiner
als jene des Kältemittels
(z.B. CO2) ist.
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Als
nächstes
wird die Funktionsweise des Kühlkreissystems
beschrieben.
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Im
Kühlbetrieb
des Kühlkreissystems
strömt das
Kältemittel
entlang der durchgezogenen Linie in 4. Im Kühlbetrieb
wird das erste elektrische Dreiwegeventil 2 so betrieben,
dass das von dem Kompressor 1 ausgegebene Hochtemperatur-
und Hochdruckkältemittel
durch den ersten Bypasskanal 2a direkt zu dem Außenwärmetauscher 5 strömt, während es
an dem Innenwärmetauscher 3 und
dem ersten mechanischen Expansionsventil 4 vorbei strömt. Das in
den Außenwärmetauscher 5 strömende Hochtemperaturkältemittel
steht mit der durch das Außengebläse 5a geblasenen
Außenluft
in Wärmeaustausch und
wird durch die Außenluft
gekühlt.
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Das
aus dem Außenwärmetauscher 5 strömende Kältemittel
strömt
durch das zweite elektrische Dreiwegeventil 6 zu dem Hochdruckkältemittelkanal 7a des
Innenwärmetauschers 7 und
steht mit dem durch den Niederdruckkältemittelkanal 7b strömenden Niederdruckkältemittel
in Wärmeaustausch. Die
Strömungsrichtung
des Kältemittels
in dem Hochdruckkältemittelkanal 7a kann
entgegen der Strömungsrichtung
des Kältemittels
in dem Niederdruckkältemittelkanal 7b im
Innenwärmetauscher 7 eingerichtet
sein. Das aus dem Hochdruckkältemittelkanal 7a strömende Kältemittel
wird in dem zweiten mechanischen Expansionsventil 8 dekomprimiert und
strömt
dann in den Verdampfapparat 9. Das durch den Verdampfapparat 9 strömende Kältemittel steht
mit der durch das Innengebläse 10 geblasenen Luft
in Wärmeaustausch.
Deshalb wird die in die Fahrgastzelle geblasene Luft in dem Verdampfapparat 9 gekühlt.
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Das
aus dem Verdampfapparat 9 strömende Kältemittel strömt zum Speicher 11,
und das im Speicher 11 getrennte gasförmige Kältemittel wird durch den Niederdruckkältemittelkanal 7b des
Innenwärmetauschers 7 zu
einem Sauganschluss des Kompressors 1 gesaugt.
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Im
Heizbetrieb des Kühlkreissystems
strömt das
Kältemittel
entlang der durchgezogenen Linie in 1A. Im
Heizbetrieb des Kühlkreissystems
strömt das
von dem Kompressor 1 ausgegebene Hochtemperatur- und Hochdruckkältemittel
durch das erste elektrische Dreiwegeventil 2 in den Innenwärmetauscher 3 und
heizt die durch das Innengebläse 10 geblasene
Luft. Das aus dem Innenwärmetauscher 3 strömende Kältemittel
wird in dem ersten mechanischen Expansionsventil 4 dekomprimiert
und in dem Außenwärmetauscher 5 verdampft.
Dann strömt
das aus dem Außenwärmetauscher 5 strömende Kältemittel
in den Speicher 11. Das im Speicher 11 getrennte
gasförmige
Kältemittel
wird durch den Niederdruckkältemittelkanal 7b zur
Saugseite des Kompressors 1 gesaugt. In diesem Fall wird
der Niederdruckkältemittelkanal 7b nur
als Kältemittelkanal ohne
Wärmeaustausch
benutzt.
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Im
ersten Ausführungsbeispiel
wird der hochdruckseitige Kältemitteldruck
während
des Heizbetriebs durch das erste mechanische Expansionsventil 4 gesteuert
und während
des Kühlbetriebs durch
das zweite mechanische Expansionsventil 8 gesteuert. Während des
Heizbetriebs wird der hochdruckseitige Kältemitteldruck basierend auf
der Kennlinie des Ventilöffnungssteuerdrucks
des ersten mechanischen Expansionsventils 4 eingestellt.
Deshalb kann während
des Heizbetriebs die Temperatur der zu blasenden Luft wegen des
ersten mechanischen Expansionsventils 4 nicht durch den
hochdruckseitigen Kältemitteldruck
gesteuert werden. In diesem Ausführungsbeispiel
wird die Temperatur der von dem Innenwärmetauscher 3 geblasenen
Luft durch Steuern der Ausgabeleistung des Kompressors 1 gesteuert.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
ist der Innenwärmetauscher 3 an
einer Ausgabeseite des Kompressors 1 angeordnet, und der
Kältemitteldruck
in dem Innenwärmetauscher 3 ist
höher als
der kritische Druck des Kältemittels
eingestellt. Ferner ist das erste mechanische Expansionsventil 4 ein
Druckregelventil, das den Kältemitteldruck
am Auslassabschnitt des Innenwärmetauschers 3 entsprechend
einer Kältemitteltemperatur
am Auslassabschnitt des Innenwärmetauschers 3 steuert.
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Der
mit Gas gefüllte
abgeschlossene Raum 25 ist in dem stromaufwärtigen Raum 21b vorgesehen,
in den das Kältemittel
am Auslass des Außenwärmetauschers 3 eingeleitet
wird. Zusätzlich
hat das in dem abgeschlossenen Raum 25 des ersten mechanischen
Expansionsventils 4 eingeschlossene Gas eine Druckänderung
bezüglich
der Temperatur, die kleiner als jene des in dem Kühlkreissystem
zirkulierenden Kältemittels
ist. Deshalb ist es möglich,
den Druck in dem Kühlkreissystem
so zu steuern, dass eine maximale Heizleistung des Innenwärmetauschers 3 im
Heizbetrieb erzielt werden kann. So kann der Druck des Hochdruckkältemittels,
selbst wenn die Außenlufttemperatur
niedrig ist, auf einem hohen Wert gehalten werden, und es wird verhindert,
dass die Temperatur der von dem Innenwärmetauscher 3 geblasenen
Luft sinkt. Das heißt,
in diesem Ausführungsbeispiel
kann der Druck des hochdruckseitigen Kältemitteldrucks während des
Heizbetriebs unabhängig
von dem Wirkungsgrad COP des Kühlkreissystems
im Heizbetrieb gesteuert werden. Als Ergebnis kann eine Heizleistung
des Innenwärmetauschers 3 gehalten
werden, und eine Zeit zum Erhöhen
der Heiztemperatur kann kürzer
gemacht werden.
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In
dem mechanischen Expansionsventil 4 dieses Ausführungsbeispiels
ist die Teilungswand 22 zum Teilen des Innenraums des Gehäuses 21 in
den stromaufwärtigen
Raum 21b und den stromabwärtigen Raum 21c in
dem Gehäuse 21 vorgesehen.
Ferner ist die Ventilöffnung 23,
durch welche der stromaufwärtige
Raum 21b und der stromabwärtige Raum 21c miteinander
in Verbindung stehen, in der Teilungswand 22 ausgebildet.
Der abgeschlossene Raum 25 ist in dem stromaufwärtigen Raum 21b ausgebildet,
und die Federplatte 26 wird entsprechend einer Druckdifferenz
zwischen der Innenseite des abgeschlossenen Raums 25 und
der Außenseite
des abgeschlossenen Raums 25 in dem stromaufwärtigen Raum 21b verschoben.
Der Ventilkörper 24 zum Öffnen und
Schließen
der Ventilöffnung 23 ist
mit der Federplatte 26 auf einer Seite in einer Bewegungsrichtung
(Dickenrichtung) der Federplatte 26 verbunden. Deshalb
wird der Ventilkörper 24 zusammen
mit einer Bewegung der Federplatte 26 bewegt. Der abgeschlossene
Raum 25 des mechanischen Expansionsventils 4 ist
mit einem Gas gefüllt,
das eine Druckänderung
relativ zur Temperatur kleiner als jene des Kältemittels in dem Kühlkreissystem
besitzt.
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Das
Kältemittel
am Auslassabschnitt des Innenwärmetauschers 3 wird
in den stromaufwärtigen Raum 21b außerhalb
des abgeschlossenen Raums 25 eingeleitet. Das heißt, der
mit Gas gefüllte
abgeschlossene Raum 25 mit einer kleinen Druckänderung
relativ zur Temperatur ist in dem Kältemittelzustand an der Auslassseite
des Innenwärmetauschers 3 angeordnet.
Deshalb ändert
sich ein Steuerdruck des Innenwärmetauschers 4 basierend
auf der Kältemitteltemperatur
am Auslassabschnitt des Innenwärmetauschers 3,
und das eingeschlossene Gas des mechanischen Expansionsventils 4 hat
eine Steuerdruckkennlinie, bei welcher eine Druckänderung
relativ zur Temperatur kleiner als jene des Kältemittels ist. Wenn der Druck
des Hochdruckkältemittels
höher als
ein Steuerdruck des mechanischen Expansionsventils 4 steigt,
wird die Federplatte 26 in 2 nach oben
bewegt, und der mit der Federplatte 26 verbundene Ventilkörper 24 wird
ebenfalls bewegt, um die Ventil öffnung 23 zu öffnen. Deshalb
kann der Druck des hochdruckseitigen Kältemittels auf einem eingestellten
Druck gehalten werden.
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Das
mechanische Expansionsventil (Druckregelventil) 4 hat eine
Ventilöffnungsdruckkennlinie, bei
welcher der Ventilöffnungsdruck
10±1,5
MPa bei einer Temperatur von 40°C
beträgt
und der Ventilöffnungsdruck 8,
3±1,5
MPa bei einer Temperatur von 0°C
beträgt. 3 ist
ein Diagramm der Beziehung zwischen der Temperatur und dem Druck
in dem mechanischen Expansionsventil 4. Die durchgezogene Linie
in 3 zeigt die Ventilöffnungsdruckkennlinie, und
die gestrichelte Linie in 3 zeigt
den Steuerdruck des mechanischen Expansionsventils 4 auf
der Hochdruckseite in dem Kühlkreissystem.
Wenn die Temperatur um das Ventilelement höher als 40°C ist, wird ein Ventilhubmaß vergrößert, und
der tatsächliche
Steuerdruck wird durch den Ventilhub in dem Kühlkreissystem mehr als der
Ventilöffnungsdruck
erhöht.
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Außerdem ist
der Ventilöffnungsdruck
relativ zur Kältemitteltemperatur
in einem Druckbereich eingestellt, sodass die Ausgabekältemitteltemperatur
in einem zulässigen
Temperaturbereich liegt, und er ist so eingestellt, dass eine maximale
Heizleistung erzielt werden kann, während ein maximaler Druck in einem
benutzten Temperaturbereich niedriger als ein konstruierter Druck
gemacht ist. In diesem Ausführungsbeispiel
ist der Ventilöffnungsdruck
gleich oder niedriger als 13 MPa bei einer Temperatur von 75°C eingestellt.
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Wenn
ein Innendruck des Kältemittels
in dem Innenwärmetauscher 3 höher als
der kritische Druck ist, wird ein durch den Innenwärmetauscher 3 strömendes Fluid
(z.B. Luft) durch das in dem Innenwärmetauscher 3 strömende gasförmige Kältemittel ohne
Kondensation des gasförmigen
Kältemittels
geheizt. In diesem Ausführungsbeispiel
ist das erste mechanische Expansionsventil 4 stromab des
Innenwärmetauschers 3 in
einer Kältemittelströmungsrichtung
angeordnet. Deshalb ist es möglich,
den Steuerdruck des Hochdruckkältemittels
selbst bei einer niedrigen Außenlufttemperatur
zu einer Startzeit des Heizbetriebs auf einem hohen Wert zu halten.
Ferner kann eine Heiztemperatur durch den Innenwärmetauscher 3 in einer
kurzen Zeit erhöht
werden.
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Weil
die mechanischen Expansionsventile 4, 8 verwendet
werden, ist es unnötig,
einen Kältemitteltemperaturmesssensor
an einer stromabwärtigen Kältemittelseite
des Innenwärmetauschers 3 oder des
Außenwärmetauschers 5 vorzusehen.
Deshalb hat das Kühlkreissystem
einen einfachen Aufbau.
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(Zweites beispielhaftes
Ausführungsbeispiel)
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5A ist
eine Schnittansicht eines mechanischen Expansionsventils 4B (Druckregelventil 4)
in einem Ventilschließzustand.
In diesem Ausführungsbeispiel
wird, wenn die Außenlufttemperatur
niedriger als ein niedriger Wert ist, die Ventilöffnung 23 um einen Öffnungsgrad
geöffnet,
sodass das Kältemittel zu
einer Startzeit des Kompressors 1 in einer Menge gleich
oder größer als
eine notwendige kleinste Menge strömt.
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In
dem mechanischen Expansionsventil 4B sind die Konstruktionen
mit Funktionen ähnlich
jenen des mechanischen Expansionsventils 4A durch die gleichen
Bezugsziffern gekennzeichnet. Ein Übertragungsstab (Druckstab) 31 ist
mit einem Ventilkörper 32 verbunden,
und der Ventilkörper 32 ist
in dem stromabwärtigen
Raum 21c der Ventilöffnung 23 angeordnet,
um die Ventilöffnung 23 von
dem stromabwärtigen
Raum 21c durch eine Vorspannkraft der Schraubenfeder (elastisches
Element) 33 zu öffnen und
zu schließen.
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Außerdem kontaktiert
der Übertragungsstab 31 den
Ventilkörper 32 an
seinen spitzen Enden. Wenn die Temperatur um den abgeschlossenen Raum 25 niedriger
als ein bestimmter Wert ist, drückt die
Federplatte 26 durch den Übertragungsstab 31 auf
den Ventilkörper 32,
sodass das Kältemittel
in einer Menge in die Ventilöffnung 23 strömt. Ein
zylindrischer Ventilhalteabschnitt 34 ist um die Ventilöffnung 23 in
dem stromabwärtigen
Raum 21c vorgesehen, und mehrere Kältemittelströmungslöcher 34a sind
in dem Ventilhalteabschnitt 34 vorgesehen.
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5B zeigt
einen Betriebszustand des mechanischen Expansionsventils 4B (4),
wenn der Druck des Hochdruckkältemittels
niedrig ist, während der
Kompressor 1 stoppt oder zu einer Zeit unmittelbar nach
einem Start des Kompressors 1. In diesem Fall ist der eingeschlossene
Gasdruck des abgeschlossenen Raums 25 höher als der Druck des Kältemittels
in dem stromaufwärtigen
Raum 21b um den abge schlossenen Raum 25, und die
Federplatte 26 bewegt sich nach unten, um durch den Druckstab 31 auf
den Ventilkörper 32 zu
drücken.
Deshalb wird die Ventilöffnung 23 um
einen Öffnungsgrad
um einen spitzen Endabschnitt des Ventilkörpers 32 geöffnet und
das Kältemittel
strömt
wenigstens in einer bestimmten Menge in die Ventilöffnung 23.
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5C zeigt
einen Betriebszustand, wenn der Druck des Hochdruckkältemittels
einen eingestellten Druck erreicht. Wenn der Druck des Hochdruckkältemittels
auf einen Wert steigt, bewegt sich die Federplatte 26 von
einem Zustand in 5A, 5B allmählich nach
oben. Wenn danach der Druck des Hochdruckkältemittels auf einen Ventilöffnungsdruck
steigt, wird die Schraubenfeder 33 durch eine Druckdifferenz
komprimiert. In diesem Fall ist der Ventilkörper 32 von dem Übertragungsstab 31 getrennt,
um die Ventilöffnung 23 zu öffnen, wie
in 5C dargestellt. Deshalb kann eine bestimmte Druckdifferenz
zwischen der Hoch- und der Niederdruckseite des mechanischen Expansionsventils 4B durch
die Schraubenfeder 33 gehalten werden.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
ist das mechanische Expansionsventil 4B ein Druckregelventil, das
stromab des Innenwärmetauschers 3 angeordnet
ist, um den Kältemitteldruck
am Auslassabschnitt des Innenwärmetauschers 3 entsprechend
einer Kältemitteltemperatur
am Auslassabschnitt des Innenwärmetauschers 3 zu
steuern. Das mechanische Expansionsventil 4B enthält die Teilungswand 22 zur Teilung
des Innenraums des Gehäuses 21 in
den stromaufwärtigen
Raum 21b und den stromabwärtigen Raum 21c. Die
Ventilöffnung 23 ist
in der Teilungswand 22 vorgesehen, sodass der stromaufwärtige Raum 21b und
der stromabwärtige
Raum 21c miteinander durch die Ventilöffnung 23 in Verbindung stehen.
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Der
abgeschlossene Raum 25 ist innerhalb des stromaufwärtigen Raums 21b vorgesehen,
und die Federplatte 26 verschiebt sich entsprechend einer
Druckdifferenz zwischen innen und außen des abgeschlossenen Raums 25 in
dem stromaufwärtigen
Raum 21b. Der Übertragungsstab 31 ist
mit der Federplatte 26 an einem Ende der Federplatte 26 in der
Bewegungsrichtung der Federplatte 26 verbunden. Der Ventilkörper 32 ist
in dem stromabwärtigen Raum 21c der
Ventilöffnung 23 angeordnet und durch
die Vorspannkraft der Schraubenfeder 33 in der Ventilschließrichtung
vorgespannt. Die Schraubenfeder 33 ist in dem stromabwärtigen Raum 21c positioniert.
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Ferner
ist der abgeschlossene Raum 25 mit einem Gas gefüllt, das
eine Druckänderung
bezüglich
der Temperatur besitzt, und die Druckänderung des eingeschlossenen
Gases bezüglich
der Temperatur ist kleiner als jene des in dem Kühlkreissystem zirkulierenden
Kältemittels
. Der Übertragungsstab 31 und
der Ventilkörper 32 sind
so vorgesehen, dass sie sich an ihren spitzen Enden berühren. Wenn
die Umgebungstemperatur (d.h. die in den stromaufwärtigen Raum 21b eingeleitete
Kältemitteltemperatur) des
abgeschlossenen Raums 25 niedriger als eine bestimmte Temperatur
ist, drückt
die Federplatte 26 durch den Übertragungsstab 31 auf
den Ventilkörper 32,
sodass das Kältemittel
in einer bestimmten Menge durch die Ventilöffnung 23 strömt, wie
in 5B dargestellt. Demgemäß kann bei einer niedrigen
Außenlufttemperatur
das Hochtemperaturkältemittel
in den Innenwärmetauscher 3 strömen und
kann eine Verschlechterung des Heizens durch den Innenwärmetauscher 3 verhindern.
Das heißt,
das Kühlkreissystem
kann betrieben werden, um die Heizleistung des Innenwärmetauschers 3 während des
Heizbetriebs unabhängig
vom Wirkungsgrad zu erhöhen.
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(Drittes beispielhaftes
Ausführungsbeispiel)
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6 zeigt
einen Ventilschließzustand
eines mechanischen Expansionsventils 4C (4), das
in einem Heizbetrieb gemäß dem dritten
beispielhaften Ausführungsbeispiel
benutzt wird.
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In
dem oben beschriebenen ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel
strömt
das Kältemittel, wenn
die Ventilöffnung 23 durch
den Ventilkörper 24 geschlossen
ist, nicht durch das mechanische Expansionsventil 4A und
das Kältemittel
zirkuliert nicht zu dem Innenwärmetauscher 3.
In diesem Ausführungsbeispiel
ist jedoch ein Bypassloch 22a in der Teilungswand 22 in
einem mechanischen Expansionsventil 4C (4) vorgesehen,
wie in 6 dargestellt. In dem mechanischen Expansionsventil 4C kann
der übrige
Aufbau ähnlich
jenem des mechanischen Expansionsventils 4A ausgebildet
sein.
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In
dem mechanischen Expansionsventil 4C (4) dieses
Ausführungsbeispiels
strömt
eine bestimmte Kältemittelmenge
durch das Bypassloch 22a, selbst wenn die Ventilöffnung 23 durch
den Ventilkörper 24 geschlossen
ist. Gas ist in dem abgeschlossenen Raum 25 in einer Dichte
eingeschlossen, die in einem Bereich zwischen einer Flüssigkeitssättigungsdichte
bei einer Kältemitteltemperatur von
0°C und
einer Flüssigkeitssättigungsdichte
an einem kritischen Punkt bezüglich
des Innenvolumens des abgeschlossenen Raums 25 liegt, wenn
die Ventilöffnung 23 geschlossen
ist.
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Das
mechanische Expansionsventil 4C (4) kann ähnlich dem
mechanischen Expansionsventil 4A des oben beschriebenen
ersten beispielhaften Ausführungsbeispiels
stromab des Innenwärmetauschers 3 angeordnet
sein. Ferner strömt
in diesem Ausführungsbeispiel,
selbst wenn die Ventilöffnung 23 durch
den Ventilkörper 24 geschlossen
ist, wenn der Betrieb des Kompressors 1 startet, Kältemittel durch
das mechanische Expansionsventil 4C (4). Deshalb
startet der Betrieb des Kompressors 1 wenigstens mit einer
für den
normalen Start notwendigen Kältemittelmenge
normal. Demgemäß kann eine notwendige
Heizleistung mittels des Innenwärmetauschers 3 schnell
erreicht werden.
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(Viertes beispielhaftes
Ausführungsbeispiel)
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7A zeigt
einen Ventilschließzustand
eines mechanischen Expansionsventils 4D (4), das
für einen
Heizbetrieb gemäß dem vierten
beispielhaften Ausführungsbeispiel
verwendet wird. 7B ist eine vergrößerte Darstellung
des durch VIIB in 7A gezeigten Teils. In 7A, 7B ist
ein Nutabschnitt 23b in einem den Ventilkörper 24 berührenden
Sitzabschnitt 23a der Ventilöffnung 23 vorgesehen.
Deshalb strömt
Kältemittel
durch den Nutabschnitt 23b, selbst wenn der Ventilkörper 24 den
Sitzabschnitt 23a der Ventilöffnung 23 kontaktiert.
Demgemäß kann die
Heizleistung durch den Innenwärmetauscher 3 schnell
erreicht werden.
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(Weitere Ausführungsbeispiele)
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Obwohl
die vorliegende Erfindung in Zusammenhang mit einigen beispielhaften
Ausführungsbeispielen
davon unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben
worden ist, ist zu beachten, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen
für den
Fachmann offensichtlich sein werden.
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Zum
Beispiel wird in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen das überkritische
Wärmepumpenkreissystem
(Kühlkreissystem)
typischerweise für
eine Fahrzeugklimaanlage verwendet. Das überkritische Wärmepumpenkreissystem
kann jedoch auch für
einen Wasserheizer zum Heizen von Wasser verwendet werden. In diesem
Fall kann das zuzuführende
Wasser mittels des Hochtemperaturkältemittels in dem Innenwärmetauscher 3 geheizt werden.
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Während die
Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsbeispiele
davon beschrieben worden ist, ist es selbstverständlich, dass die Erfindung
nicht auf die beispielhaften Ausführungsbeispiele und Konstruktionen
beschränkt
ist. Die Erfindung soll verschiedene Modifikationen und äquivalente
Anordnungen abdecken. Außerdem
liegen, während
die verschiedenen Elemente der beispielhaften Ausführungsbeispiele
in verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen gezeigt sind,
die beispielhaft sind, weitere Kombinationen und Konfigurationen,
die mehr, weniger oder nur ein Element enthalten, ebenfalls im Schutzumfang
der vorliegenden Erfindung.