DE102005060950A1

DE102005060950A1 - Kühlkreis

Info

Publication number: DE102005060950A1
Application number: DE102005060950A
Authority: DE
Inventors: Nobuharu Kariya Kakehashi; Hiromi Kariya Ohta
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-12-24
Filing date: 2005-12-20
Publication date: 2006-07-06
Also published as: JP2006177632A; US7334430B2; US20060137388A1

Abstract

Mehrere Verdampfapparate (5, 11) zum Verdampfen eines Kältemittels auf niedrigem Druck, das durch eine Druckverminderungseinrichtung (4, 10) gelangt ist, sind vorgesehen, ein Sammler (9) ist an der Auslassseite eines Verdampfapparats (5) vorgesehen, ein Innenwärmetauscher (3) ist an der Auslassseite des Sammlers (9) vorgesehen, die Auslassseite des anderen Verdampfapparats (11) ist mit einem Abschnitt zwischen der Auslassseite des Sammlers (9) und der Einlassseite des Innenwärmetauschers (3) verbunden, und die Druckverminderungseinrichtung (10) auf der Seite des anderen Verdampferapparats (11) ist aus einer festen Drossel gebildet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kühlkreis mit mehreren Verdampfapparaten. Insbesondere wird die vorliegende Erfindung vorzugsweise auf einen überkritischen Kühlkreis angewendet, in dem ein Kältemittel wie beispielsweise CO₂ (Kohlendioxid) benutzt wird, dessen Druck nicht niedriger als der kritische Druck ist (das Kältemittel befindet sich im überkritischen Zustand).

2. Beschreibung anderer Bauformen

Bezüglich dieses Typs eines überkritischen Kühlkreises ist es normal, einen überkritischen Kühlkreis zu verwenden, wie er in 22 dargestellt ist und in dem mehrere Verdampfapparate 5, 11 parallel zueinander geschaltet sind. Bezüglich dieses Standes der Technik wird auf 1 des Amtsblatts der JP-A-2000-35250 verwiesen. Gemäß diesem Stand der Technik besteht die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 zum Reduzieren des Drucks eines Kältemittels, das in den ersten Verdampfapparat 5 strömt, welcher einer der mehreren Verdampfapparate 5, 11 ist, aus einem elektrischen Ventilmechanismus, und die Temperatur des Kältemittels am Auslass des Kühlers, der außen angeordnet ist, wird durch den Temperatursensor 21 erfasst, und ferner wird der Druck des Kältemittels am Auslass des Kühlers 2 durch den Drucksensor 22 erfasst.

Wenn der Öffnungsgrad der ersten Druckverminderungsvorrichtung durch ein von der Steuereinheit 20 ausgegebenes Steuersignal gesteuert wird, wird der Druck des Kältemittels am Auslass des Kühlers 2 auf einen Solldruck gesteuert, der durch die Temperatur des Kältemittels am Auslass des Kühlers bestimmt wird, sodass der Wirkungsgrad (COP) des Kühlkreises verbessert werden kann. Der Sammler 9 ist an der Auslassseite des ersten Verdampfapparats 5 angeordnet, sodass verhindert werden kann, dass das flüssige Kältemittel durch den Kanal auf der Seite des ersten Verdampfapparats 5 in den Kompressor 1 gesaugt wird.

Andererseits ist die zweite Druckverminderungsvorrichtung, die parallel zur ersten Druckverminderungsvorrichtung 4 angeordnet ist, aus einem Expansionsventil des Temperaturtyps 100 aufgebaut. Dieses Expansionsventil des Temperaturtyps reduziert den Druck des in den zweiten Verdampfapparat 11 strömenden Kältemittels. Das Expansionsventil des Temperaturtyps 100 hat einen Temperaturmessabschnitt 100a, dessen Innendruck sich entsprechend der Temperatur des Kältemittels am Auslass des zweiten Verdampfapparats 11 ändert, und führt eine Steuerung des Überhitzungsgrades des Kältemittels am Auslass des zweiten Verdampfapparats 11 aus. Aufgrund dessen kann verhindert werden, dass ein flüssiges Kältemittel durch den Kanal auf der Seite des zweiten Verdampfapparats 11 in den Kompressor 1 gesaugt wird.

Gemäß einem weiteren Beispiel, das in dem obigen Patentdokument beschrieben und in 23 dargestellt ist, besteht die zweite Druckverminderungsvorrichtung aus einer festen Drossel 10, und die Auslassseite des zweiten Verdampfapparats 11 ist mit der Auslassseite des Sammlers 9 (der Saugseite des Kompressors) verbunden. Bezüglich dieses Standes der Technik wird auf 14 in dem Amtsblatt der JP-A-2000-35250 verwiesen.

In diesem Zusammenhang können gemäß dem in 22 dargestellten Stand der Technik die folgenden Probleme aufgezählt werden. Da das Expansionsventil des Temperaturtyps 100, das unabhängig eine Steuerung des Überhitzungsgrades des Kältemittels am Auslass des zweiten Verdampfapparats 11 entsprechend einer Änderung in der dem zweiten Verdampfapparat 11 gegebenen Kühllast ausführt, als die zweite Druckverminderungsvorrichtung verwendet wird, wird, wenn die dem zweiten Verdampfapparat 11 gegebene Kühllast erhöht wird, das in 24 gezeigte Verhalten verursacht, und die Hochdrucksteuerung kann durch die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 nicht stabil ausgeführt werden und in dem Kreis wird ein Nachlauf verursacht. Als Ergebnis ist der Wirkungsgrad des Kreises verschlechtert.

Gemäß dem in 22 dargestellten Stand der Technik werden, falls ein Luftvolumen des zweiten Verdampfapparats 11 plötzlich sinkt und die Kühllast stark reduziert wird oder falls eine Drehzahl des Kompressors 11 plötzlich erhöht wird und der Niederdruck sinkt, die folgenden ernsten Probleme verursacht. Das heißt, wenn der Niederdruck vermindert wird, wird, da die Ansprecheigenschaft des Temperaturmessabschnitts 100a viel geringer als jene des Druckmessabschnitts in dem Expansionsventil des Temperaturtyps 100 ist, der Überhitzungsgrad zu stark erhöht.

Aufgrund dessen wird in dem Expansionsventil des Temperaturtyps 100 der Grad der Ventilöffnung zu dem im Wesentlichen vollständig geöffneten Zustand vergrößert. Als Ergebnis strömt beinahe das gesamte in dem Kreis zirkulierende Kältemittel auf die Seite des zweiten Verdampfapparats 11, und das flüssige Kältemittel wird am Auslass des zweiten Verdampfapparats 11 zurückgeführt. Andererseits wird auf der Seite des ersten Verdampfapparats 5 ein Mangel im Kältemittelstrom bewirkt. Deshalb wird der Überhitzungsgrad des Kältemittels am Auslass des ersten Verdampfapparats 5 übermäßig erhöht.

Ferner wird zu diesem Zeitpunkt das Expansionsventil des Temperaturtyps 100 im Wesentlichen vollständig geöffnet, und der Hochdruck wird verringert. Demgemäß wird ein Mangel im Kältemittelstrom auf der Seite des ersten Verdampfapparats 5 weiter erleichtert, und die Kühlleistung des ersten Verdampfapparats 5 ist stark verschlechtert.

Falls der Kühlkreis aus dem abgeschalteten Zustand gestartet wird, wird, wenn der Niederdruck gemäß dem Startvorgang des Kompressors 1 verringert wird, der Grad der Ventilöffnung des Expansionsventils des Temperaturtyps 100 in der gleichen Weise wie oben beschrieben im Wesentlichen vollständig vergrößert, und ein Mangel im Kältemittelstrom auf der Seite des ersten Verdampfapparats 5 wird verursacht. Demgemäß ist es unmöglich, die Kühlleistung des ersten Verdampfapparats 5 ausgezeichnet zu zeigen. Da der Druck nicht schnell größer wird, funktioniert zur Zeit des Startens der gesamte Kühlkreis nicht gut.

Wenn dagegen der Niederdruck steigt, weil die Kühllast plötzlich größer wird oder die Drehzahl des Kompressors plötzlich kleiner wird, ist der Überhitzungsgrad im Expansionsventil des Temperaturtyps 100 zu niedrig und der Grad der Ventilöffnung wird stark reduziert. Deshalb wird eine schlechte Kühlleistung am zweiten Verdampfapparat 11 bewirkt.

Andererseits ist es gemäß dem in 23 dargestellten Stand der Technik möglich, da die zweite Druckverminderungsvorrichtung aus einer festen Drossel 10 aufgebaut ist, die Probleme zu lösen, die verursacht werden, wenn das Expansionsventil des Temperaturtyps verwendet wird. Andererseits werden die folgenden Probleme verursacht, die sich von den oben beschriebenen Problemen unterscheiden.

Der Durchmesser des Lochs der die zweite Druckverminderungsvorrichtung bildenden festen Drossel 10 muss so bestimmt sein, dass ein Volumen des Kältemittels entsprechend des notwendigen Leistungsvermögens zur Zeit der maximalen Kühllast des zweiten Verdampfapparats 10 in dem Loch der festen Drossel 10 strömen kann. Wenn jedoch der Durchmesser des Lochs der festen Drossel auf den zur Zeit der maximalen Kühllast notwendigen Durchmesser eingestellt ist, ist, wenn die Kühllast des zweiten Verdampfapparats 11 gering ist, d.h. wenn das Luftvolumen klein ist oder die Temperatur der angesaugten Luft niedrig ist, ein Volumen des auf der Seite des zweiten Verdampfapparats 11 strömenden Kältemittels übermäßig vergrößert, und das Kältemittel am Auslass des zweiten Verdampfapparats 11 enthält zu viel flüssiges Kältemittel.

Als Ergebnis wird das flüssige Kältemittel zum Kompressor 1 zurück geleitet, und eine übermäßig hohe Belastung wird durch die Kompression der Flüssigkeit erzeugt, was die Lebensdauer des Kompressors beeinträchtigt. Weiter ist, da das flüssige Kältemittel nicht effektiv genutzt werden kann, um die Kühlleistung des Verdampfapparats zu zeigen, der Kreiswirkungsgrad verschlechtert.

Wenn andererseits der Durchmesser des Lochs der festen Drossel auf einen Wert niedriger als der zur Zeit der maximalen Kühllast notwendige Durchmesser eingestellt wird, ist die Strömungsrate des in dem zweiten Verdampfapparat 11 strömenden Kältemittels niedrig, wenn dem zweiten Verdampfapparat 11 eine schwere Last gegeben wird, und der Überhitzungsgrad des Kältemittels am Auslass des zweiten Verdampfapparats 11 steigt übermäßig. Demgemäß ist die Kühlleistung schlecht. Ferner wird durch diesen übermäßig hohen Überhitzungsgrad eine große Temperaturschwankung in der von dem zweiten Verdampfapparat 11 ausgeblasenen Luft erzeugt, weißer Nebel wird in der vom zweiten Verdampfapparat 11 ausgeblasenen Luft erzeugt, und ferner wird das Klimagefühl durch die große Temperaturschwankung im Fahrzeug-Fahrgastraum verschlechtert.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der obigen Umstände gemacht. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Kühlleistung mehrerer Verdampfapparate in einem Kühlkreis mit mehreren Verdampfapparaten und auch mit einem Sammler an der Auslassseite wenigstens eines Verdampfapparats stabil und ausgezeichnet zu zeigen.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Hochdrucksteuerung in einem Kühlkreis mit mehreren Verdampfapparaten und auch mit einer Druckverminderungseinrichtung zum Steuern wenigstens des Hochdrucks zu stabilisieren.

Es ist eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kompressor zu schützen, indem eine Rückkehr der Flüssigkeit zum Kompressor positiv verhindert wird.

Um die obigen Aufgaben zu lösen, ist gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Kühlkreis vorgesehen, mit einem Kompressor (1) zum Ansaugen und Komprimieren eines Kältemittels; einem Kühler (2) zum Kühlen des von dem Kompressor (1) ausgegebenen Kältemittels; wenigstens einer Druckverminderungseinrichtung (4, 10) zum Reduzieren eines Drucks des Kältemittels an der Auslassseite des Kühlers (2); mehreren Verdampfapparaten (5, 11) zum Verdampfen des Niederdruckkältemittels, das durch die Druckverminderungseinrichtung (4, 10) gelangt ist; einem an der Auslassseite eines Verdampfapparats (5) von den mehreren Verdampfapparaten (5, 11) vorgesehenen Sammler (9); und einem Innenwärmetauscher (3) zum Wärmeaustausch zwischen dem Niederdruckkältemittel, das zwischen der Auslassseite des Sammlers (9) und der Saugseite des Kompressors (1) strömt, und dem Hochdruckkältemittel an der Auslassseite des Kühlers (2), wobei die Auslassseite des anderen Verdampfapparats (11) von den mehreren Verdampfapparaten (5, 11) mit einem Abschnitt zwischen der Auslassseite des Sammlers (9) und der Einlassseite des Innenwärmetauschers (3) verbunden ist, und wenigstens eine Druckverminderungseinrichtung den Druck des Kältemittels, das wenigstens dem anderen Verdampfapparat (11) zugeführt wird, durch eine feste Drossel (4, 10) reduziert.

Aufgrund dessen wird der Druck des Kältemittels, das dem anderen Verdampfapparat (11) zugeführt wird, welcher einer der mehreren mit der Auslassseite des Sammlers (9) verbundenen Verdampfapparate (5, 11) ist, durch die feste Drossel (4, 10) reduziert. Deshalb gibt es anders als bei dem in 22 dargestellten Stand der Technik keine Möglichkeit des Auftretens eines Nachlaufs der Hochdrucksteuerung, wenn der Überhitzungsgrad des Kältemittels am Auslass des Verdampfapparats gesteuert wird. Demgemäß kann der Kreiswirkungsgrad (COP) verbessert werden.

In dem Expansionsventil des Temperaturtyps wird, wenn der Niederdruck plötzlich sinkt, der Grad der Ventilöffnung übermäßig vergrößert, die Strömungsrate des in einem Verdampfapparat (5) strömenden Kältemittels ist gering und schließlich ist die Kühlleistung schlecht. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird jedoch der Druck durch die feste Drossel (4, 10) an der Seite des anderen Verdampfapparats (11) reduziert. Deshalb ist, wenn der Niederdruck plötzlich sinkt, die Strömungsrate des auf der Seite des einen Verdampfapparats (5) strömenden Kältemittels nicht niedrig. Demgemäß ist es möglich, die Kühlleistung sicherzustellen.

In diesem Zusammenhang wird gemäß der vorliegenden Erfindung der Druck des Kältemittels auf der Seite des anderen Verdampfapparats (11) durch die feste Drossel (4, 10) reduziert, in welcher der Überhitzungsgrad nicht gesteuert wird. Deshalb enthält das Kältemittel am Auslass des anderen Verdampfapparats (11) ein flüssiges Kältemittel, wenn eine Kühllast des anderen Verdampfapparats (11) gering ist. Da sich das flüssige Kältemittel auf der Seite des anderen Verdampfapparats (11) mit dem Kältemittel auf der Auslassseite des einen Verdampfapparats (5) vereint und in den Innenwärmetauscher (2) strömt, kann das flüssige Kältemittel durch den Wärmeaustausch mit dem Kältemittel auf der Hochdruckseite in dem Innenwärmetauscher (3) verdampft werden.

Demgemäß kann, selbst wenn die feste Drossel (4, 10) verwendet wird, positiv verhindert werden, dass das flüssige Kältemittel zum Kompressor (1) zurückkehrt, und die Haltbarkeit des Kompressors (1) kann erhöht werden. Ferner kann das flüssige Kältemittel effektiv genutzt werden, um die in dem Innenwärmetauscher (3) auszutauschende Wärmemenge zu erhöhen, und der Kreiswirkungsgrad kann verbessert werden.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in dem ersten Aspekt des Kühlkreises nur eine feste Drossel vorgesehen und der Druck des den mehreren Verdampfapparaten (5, 11) zugeführten Kältemittels wird durch die eine feste Drossel reduziert.

Aufgrund dessen kann der Druck des zu den mehreren Verdampfapparaten (5, 11) geschickten Kältemittels nur durch eine feste Drossel reduziert werden, deren Konstruktion einfach ist. Deshalb können die Herstellungskosten der Druckverminderungseinrichtung effektiv reduziert werden.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung können in dem ersten Aspekt des Kühlkreises eine Druckverminderungseinrichtung (4) zum Reduzieren des Drucks des dem einen Verdampfapparat (5) zugeführten Kältemittels und eine feste Drossel (10) zum Reduzieren des Drucks des dem anderen Verdampfapparat (11) zugeführten Kältemittels unabhängig voneinander vorgesehen sein.

Aufgrund dessen kann durch die entsprechend jedem Verdampfapparat (5, 11) vorgesehenen Druckverminderungseinrichtungen (4, 10) die Strömungsrate des in jeden Verdampfapparat (5, 11) strömenden Kältemittels gesteuert werden.

Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Kühlkreis auf: einen Kompressor (1) zum Ansaugen und Komprimieren eines Kältemittels; einen Kühler (2) zum Kühlen des von dem Kompressor (1) ausgegebenen Kältemittels; wenigstens eine Druckverminderungseinrichtung (4, 10) zum Reduzieren des Drucks des Kältemittels an der Auslassseite des Kühlers (2); mehrere Verdampfapparate (5, 11) zum Verdampfen des Niederdruckkältemittels, das durch die Druckverminderungseinrichtungen (4, 10) gelangt ist; einen an der Auslassseite des einen Verdampfapparats (5) von den mehreren Verdampfapparaten (5, 11) vorgesehenen Sammler; und einen Innenwärmetauscher (3) zum Wärmeaustausch zwischen dem Niederdruckkältemittel, das zwischen der Auslassseite des Sammlers (9) und der Saugseite des Kompressors (1) strömt, und dem Hochdruckkältemittel an der Auslassseite des Kühlers (2), wobei die Auslassseite des anderen Verdampfapparats (11) von den mehreren Verdampfapparaten (5, 11) mit einem Abschnitt zwischen der Auslassseite des Sammlers (9) und der Einlassseite des Innenwärmetauschers (3) verbunden ist, wenigstens eine Druckverminderungseinrichtung den Druck des Kältemittels, der wenigstens dem anderen Verdampfapparat (11) zugeführt wird, durch eine variable Drossel (10) reduziert, und die variable Drossel (10) so verändert wird, dass der Öffnungsgrad reduziert werden kann, wenn der Hochdruck sinkt.

Der vierte Aspekt der vorliegenden Erfindung ist von dem ersten Aspekt in dem Punkt verschieden, dass der Druck des zu dem anderen Verdampfapparat (11) geschickten Kältemittels durch die variable Drossel (10) reduziert wird.

Im vierten Aspekt wird die variable Drossel (10) in einer solchen Weise betrieben, dass, wenn der Hochdruck sinkt, der Öffnungsgrad verringert wird, und der Überhitzungsgrad des Kältemittels am Auslass des anderen Verdampfapparats (11) wird nicht gesteuert. Wenn der Öffnungsgrad der variablen Drossel (10) verringert wird, wird weiter eine Reduzierung des Drucks unterdrückt. Deshalb wird in der gleichen Weise wie im ersten Aspekt, selbst wenn der Überhitzungsgrad gesteuert wird, kein Nachlauf in der Hochdrucksteuerung verursacht. Demgemäß kann der Kreiswirkungsgrad verbessert werden.

Da die variable Drossel (10) des vierten Aspekts nicht direkt auf allein eine Änderung im Niederdruck anspricht, wird zur Zeit einer plötzlichen Reduzierung des Drucks kein Phänomen verursacht, bei dem der Öffnungsgrad übermäßig größer wird, wie bei dem Expansionsventil des Temperaturtyps. Deshalb ist zur Zeit der plötzlichen Reduzierung des Drucks die Strömungsrate des Kältemittels auf der Seite des einen Verdampfapparats (5) nicht niedrig, und die Kühlleistung des einen Verdampfapparats (5) kann sichergestellt werden.

Selbst wenn das Kältemittel am Auslass des anderen Verdampfapparats (11) flüssiges Kältemittel enthält, wenn die Kühllast des anderen Verdampfapparats (11) niedrig ist, kann, da das flüssige Kältemittel auf der Seite des anderen Verdampfapparats (11) in den Innenwärmetauscher (3) strömt und verdampft, positiv ver hindert werden, dass das flüssige Kältemittel zurück zum Kompressor (1) geleitet wird. Ferner kann das flüssige Kältemittel effektiv genutzt werden, um die in dem Innenwärmetauscher (3) auszutauschende Wärmemenge zu vergrößern, und der Kreiswirkungsgrad kann verbessert werden.

Die variable Drossel (10) des vierten Aspekts wird so verändert, dass der Öffnungsgrad verringert werden kann, wenn der Hochdruck reduziert wird. Deshalb wird, wenn der Druck steigt, der Öffnungsgrad der variablen Drossel (10) vergrößert, und die Strömungsrate des zum anderen Verdampfapparat (11) strömenden Kältemittels kann erhöht werden. Wenn der Druck steigt, wird die Kühllast im gesamten Kühlkreis vergrößert. Deshalb ist dieser Aufbau im Vergleich zu einer festen Drossel dahingehend vorteilhaft, dass die Strömungsrate des zum anderen Verdampfapparat (11) strömenden Kältemittels entsprechend einer Veränderung in der Last eingestellt werden kann.

Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung kann im vierten Aspekt des Kühlkreises die variable Drossel (10) konkret eine eines Differenzdruckventils, dessen Öffnungsgrad entsprechend dem Differenzdruck zwischen dem Hochdruck und dem Niederdruck verändert wird, eines Hochdruckansprechventils, dessen Ventilöffnungsgrad entsprechend dem Hochdruck verändert wird, und eines Hochdruckkältemitteltemperaturansprechventils, dessen Ventilöffnungsgrad entsprechend einer Hochdruckkältemitteltemperatur verändert wird, sein.

Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält im vierten oder fünften Aspekt des Kühlkreises die wenigstens eine Druckverminderungseinrichtung einen Druckverminderungseinrichtung (4) zum Reduzieren des Drucks des dem einen Verdampfapparat (5) zugeführten Kältemittels; und eine variable Drossel (10) zum Reduzieren des Drucks des zum anderen Verdampfapparat (11) zugeführten Kältemittels, wobei die Druckverminderungseinrichtung (4) und die variable Drossel (10) unabhängig voneinander vorgesehen sein können.

Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung steuert im dritten oder sechsten Aspekt des Kühlkreises die Druckverminderungseinrichtung (4) auf der Seite des einen Verdampfapparats (5) den Hochdruck entsprechend der Hochdruckkältemitteltemperatur auf der Auslassseite des Kühlers (2).

Aufgrund dessen kann der Kreiswirkungsgrad verbessert werden, wenn der Hochdruck durch die Druckverminderungseinrichtung (4) gesteuert wird. Ferner kann selbst in dem Kreis, in dem der Hochdruck durch die Druckverminderungseinrichtung (4) positiv gesteuert wird, da die Druckverminderungseinrichtung auf der Seite des anderen Verdampfapparats (11) eine feste Drossel ist, die keine Steuerung des Überhitzungsgrades ausführt, oder eine variable Drossel ist, das auf der Hochdruckseite verursachte Phänomen des Nachlaufs positiv vermieden werden.

In Anspruch 7 enthält der Ausdruck „die Hochdruckkältemitteltemperatur auf der Auslassseite des Kühlers (2)" nicht nur die Hochdruckkältemitteltemperatur direkt nach dem Kühler (2), sondern auch die Hochdruckkältemitteltemperatur zwischen der Auslassseite des Innenwärmetauschers (3) und der Einlassseite der Druckverminderungseinrichtung (4). Diesbezüglich wird auf die später beschriebene 16 verwiesen.

Diese Interpretation der Terminologie trifft auch auf andere Ansprüche zu, in denen der Ausdruck „die Hochdruckkältemitteltemperatur auf der Auslassseite des Kühlers (2)" verwendet wird.

Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Kühlkreis auf: einen Kompressor (1) zum Ansaugen und Komprimieren eines Kältemittels; einen Kühler (2) zum Kühlen des von dem Kompressor (1) ausgegebenen Kältemittels; eine Druckverminderungseinrichtung (4, 10) zum Reduzieren des Drucks des Kältemittels auf der Auslassseite des Kühlers (2); mehrere Verdampfapparate (5, 11) zum Verdampfen des Niederdruckkältemittels, das durch die Druckverminderungseinrichtung (4, 10) gelangt ist; einen an der Auslassseite von einem Verdampfapparat (5) von den mehreren Verdampfapparaten (5, 11) vorgesehenen Sammler; und einen Innenwärmetauscher (3) zum Wärmeaustausch zwischen dem Niederdruckkältemittel, welches zwischen der Auslassseite des Sammlers (9) und der Saugseite des Kompressors (1) strömt, und dem Hochdruckkältemittel auf der Auslassseite des Kühlers (2), wobei die Auslassseite des anderen Verdampfapparats (11) von den mehreren Verdampfapparaten (5, 11) mit einem Abschnitt zwischen der Auslassseite des Sammlers (9) und der Einlassseite des Innenwärmetauschers (3) verbunden ist, und die eine Druckverminderungseinrichtung den Hochdruck entsprechend der Hochdruckkältemitteltemperatur auf der Auslassseite des Kühlers (2) steuert.

Der achte Aspekt der vorliegenden Erfindung entspricht dem ersten oder dem vierten Aspekt, der in einer solchen Weise geändert ist, dass die Druckverminderungseinrichtung aus einer in dem siebten Aspekt beschriebenen Druckverminderungseinrichtung des Hochdrucksteuertyps aufgebaut ist. Deshalb wird gemäß dem achten Aspekt in der gleichen Weise wie bei dem ersten und dem vierten Aspekt der Überhitzungsgrad nicht durch das Expansionsventil des Temperaturtyps gesteuert. Demgemäß gibt es keine Möglichkeit des Auftretens eines instabilen Kreisverhaltens, das durch diese Steuerung des Überhitzungsgrades verursacht würde.

Da positiv verhindert werden kann, dass das Kältemittel zum Kompressor (1) zurück strömt, kann die Haltbarkeit des Kompressors (1) erhöht werden. Ferner kann das flüssige Kältemittel auf der Auslassseite des anderen Verdampfapparats (11) effektiv genutzt werden, um die in dem Innenwärmetauscher (3) ausgetauschte Wärmemenge zu erhöhen. Deshalb kann in Zusammenhang mit der Verwendung der Druckverminderungseinrichtung des Hochdrucksteuertyps der Kreiswirkungsgrad effektiv verbessert werden. Ferner kann, da nur eine Druckverminderungseinrichtung verwendet wird, der Aufbau des Kühlkreises vereinfacht werden.

Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Kühlkreis auf: einen Kompressor (1) zum Ansaugen und Komprimieren eines Kältemittels; einen Kühler (2) zum Kühlen des von dem Kompressor (1) ausgegebenen Kältemittels; wenigstens eine Druckverminderungseinrichtung (4, 10) zum Reduzieren des Drucks des Kältemittels auf der Auslassseite des Kühlers (2); mehrere Verdampfapparate (5, 11) zum Verdampfen des Niederdruckkältemittels, welches durch die Druckverminderungseinrichtungen (4, 10) gelangt ist; einen zwischen der Auslassseite der mehreren Verdampfapparate (5, 11) und der Saugseite des Kompressor (1) vorgesehenen Sammler (9); und einen Kältemittelkanal, durch welchen das aus wenigstens einem der mehreren Verdampfapparate (5, 11) ausströmende Kältemittel auf die Einlassseite des anderen Verdampfapparats geleitet wird.

Aufgrund dessen kann das aus einem Verdampfapparat ausströmende Kältemittel in den anderen Verdampfapparat geleitet werden, und das durch den anderen Verdampfapparat gelangende Kältemittel kann in den Sammler (9) geleitet werden. Deshalb wird selbst in dem Fall, dass das Kältemittel am Auslass des einen Verdampfapparats das flüssige Kältemittel enthält, wenn die Kühllast des einen Verdampfapparats niedrig ist, dieses flüssige Kältemittel in den anderen Verdampfapparat geleitet und effektiv genutzt, um die Kühlleistung des anderen Verdampfapparats zu zeigen.

Sättigungsgas, das durch den Sammler (9) gelangt ist, kann in den Kompressor (1) gesaugt werden. Deshalb kann, selbst wenn kein Innenwärmetauscher vorgesehen ist, positiv verhindert werden, dass das flüssige Kältemittel zum Kompressor (1) zurück strömt. Demgemäß kann die Haltbarkeit des Kompressors (1) erhöht werden.

Gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung reduziert im neunten Aspekt des Kühlkreises die eine Druckverminderungseinrichtung (4) den Druck des in die mehreren Verdampfapparate (5, 11) strömenden Kältemittels. Deshalb können die Herstellungskosten der Druckverminderungseinrichtung effektiv reduziert werden.

Gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung können im neunten Aspekt des Kühlkreises mehrere Druckverminderungseinrichtungen (4, 10) entsprechend den mehreren Verdampfapparaten (5, 11) vorgesehen sein.

Gemäß einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung steuert im elften Aspekt des Kühlkreises eine Druckverminderungseinrichtung (11) von den mehreren Druckverminderungseinrichtungen den Hochdruck entsprechend der Hochdruckkältemitteltemperatur auf der Auslassseite des Kühlers (2).

Aufgrund dessen kann der Kreiswirkungsgrad durch die durch die Druckverminderungseinrichtung (4) ausgeführte Hochdrucksteuerung verbessert werden.

Gemäß einem dreizehnten Aspekt können in dem Kühlkreis des zwölften Aspekts, wenn die andere Druckverminderungseinrichtung (10), welche eine der mehreren Druckverminderungseinrichtungen ist, aus einer festen Drossel aufgebaut ist, die Herstellungskosten der Druckverminderungseinrichtung vermindert werden. Da die feste Drosseleinrichtung den Überhitzungsgrad des Kältemittels am Auslass des Verdampfapparats nicht steuert, kann die Hochdrucksteuerung stabilisiert werden.

Gemäß einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im zwölften Aspekt des Kühlkreises die andere Druckverminderungseinrichtung von den mehreren Druckverminderungseinrichtungen aus einer variablen Drossel (10) aufgebaut und der Öffnungsgrad der variablen Drossel (10) wird reduziert, wenn der Hochdruck verringert wird.

Aufgrund dessen kann die gleiche Funktionswirkung wie bei der variablen Drossel (10) im vierten Aspekt gezeigt werden.

Gemäß einem fünfzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann im elften Aspekt des Kühlkreises wenigstens eine der mehreren Druckverminderungseinrichtungen (4, 10) aus einer festen Drossel (10) aufgebaut sein.

Gemäß einem sechzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann im elften Aspekt des Kühlkreises wenigstens eine der mehreren Druckverminderungseinrichtungen (4, 10) aus einer variablen Drossel (10) aufgebaut sein, und der Öffnungsgrad der variablen Drossel wird reduziert, wenn der Hochdruck verringert wird.

Gemäß einem siebzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann im vierzehnten oder sechzehnten Aspekt des Kühlkreises die variable Drossel (10) konkret eine eines Differenzdruckventils, dessen Öffnungsgrad gemäß dem Differenzdruck zwischen dem Hochdruck und dem Niederdruck verändert wird, eines Hochdruckansprechventils, dessen Ventilöffnungsgrad gemäß dem Hochdruck verändert wird, und eines Hochdruckkältemitteltemperaturansprechventils, dessen Ventilöffnungsgrad gemäß der Hochdruckkältemitteltemperatur verändert wird, sein.

Gemäß einem achtzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann in irgendeinem des neunten bis siebzehnten Aspekts des Kühlkreises der Kühlkreis ferner einen Innenwärmetauscher (3) zum Wärmeaustausch zwischen dem Niederdruckkältemittel, das zwischen der Auslassseite des Sammlers (9) und der Saugseite des Kompressors (1) strömt, und dem Hochdruckkältemittel auf der Auslassseite des Kühlers (2) aufweisen.

Aufgrund dessen kann der Kreiswirkungsgrad durch den Innenwärmetauscher (3) verbessert werden.

Gemäß einem neunzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann, wenn das Öffnungs- und Schließventil (16) vorgesehen ist, das einen Strom des Kältemittels zu wenigstens einem Verdampfapparat von den mehreren Verdampfapparaten (5, 11) in einem des ersten bis achtzehnten Aspekts des Kühlkreises stoppt, ein Strom des Kältemittels zu einem Verdampfapparat entsprechend dem Bedarf des Kühlvorgangs unterbrochen werden.

Gemäß einem zwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann, wenn das Wechselventil (17) zum Wechseln eines Stroms des Kältemittels zu den mehreren Verdampfapparaten (5, 11) in einem des ersten bis achtzehnten Aspekts des Kühlkreises vorgesehen ist, der Strom des Kältemittels zu den mehreren Verdampfapparaten gemäß der Notwendigkeit des Kühlvorgangs unterbrochen werden.

Gemäß einem einundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in irgendeinem des ersten bis zwanzigsten Aspekts des Kühlkreises der Kühlkreis ein überkritischer Kühlkreis mit einem Kältemittel, dessen Druck nicht geringer als der kritische Druck ist.

In diesem Zusammenhang wird im überkritischen Kühlkreis das Kältemittel auf einem Hochdruck nicht kondensiert. Deshalb schwankt der Hochdruck mehr als in einem unterkritischen Kühlkreis, in dem das übliche Chlorfluorkohlenstoff-Kältemittel benutzt wird. In dem wie oben beschrieben gekennzeichneten kritischen Kühlkreis verwendet die vorliegende Erfindung die Druckverminderungseinrichtung, die von dem Expansionsventil des Temperaturtyps verschieden ist, ohne Funktion der Steuerung des Überhitzungsgrades. Demgemäß kann dieser Aufbau zur Stabilisierung des Hochdrucks beitragen.

Gemäß einem zweiundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in einer Klimaanlage zur Fahrzeugnutzung mit irgendeinem des ersten bis einundzwanzigsten Aspekts der Kühlkreise ein Verdampfapparat (5) von den mehreren Verdampfapparaten (5, 11) in der Klimaeinheit (6) auf der Vordersitzseite in dem Fahrzeug-Fahrgastraum angeordnet, und der andere Verdampfapparat (11) von den mehreren Verdampfapparaten (5, 11) ist in der Klimaeinheit (12) auf der Rücksitzseite in dem Fahrzeug-Fahrgastraum angeordnet.

Wie oben beschrieben, kann die vorliegende Erfindung vorzugsweise auf eine duale Klimaanlage zur Fahrzeugnutzung mit der Klimaeinheit der Vordersitzseite (6) und der Klimaeinheit der Rücksitzseite (12) angewendet werden.

Übrigens sollen die Bezugsziffern in Klammern zum Bezeichnen der obigen Einrichtungen die Beziehung zu den speziellen Einrichtungen, die später in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben werden, zeigen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich. Darin zeigen:
1 eine Anordnungsdarstellung eines Kühlkreises des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
2 ein Mollier-Diagramm zum Erläutern der Wirkung des in 1 dargestellten Innenwärmetauschers;
3 eine Anordnungsdarstellung eines Kühlkreises des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
4 eine Anordnungsdarstellung eines Kühlkreises des dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
5A eine Anordnungsdarstellung eines Kühlkreises des vierten Ausführungsbeispiels;
5B eine Anordnungsdarstellung eines Kühlkreises des vierten Ausführungsbeispiels;
6 eine Anordnungsdarstellung eines Kühlkreises des fünften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
7 eine Anordnungsdarstellung eines Kühlkreises des sechsten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
8 eine Anordnungsdarstellung eines Kühlkreises des siebten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
9 eine Anordnungsdarstellung eines Kühlkreises des achten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
10 eine Anordnungsdarstellung eines Kühlkreises des neunten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
11 eine Anordnungsdarstellung eines Kühlkreises des zehnten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
12 eine Anordnungsdarstellung eines Kühlkreises des elften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
13 eine Anordnungsdarstellung eines Kühlkreises des zwölften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
14 eine Anordnungsdarstellung eines Kühlkreises des dreizehnten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
15 eine Anordnungsdarstellung eines Kühlkreises des vierzehnten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
16 eine Anordnungsdarstellung eines Kühlkreises des fünfzehnten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
17 eine Anordnungsdarstellung eines Kühlkreises des sechzehnten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
18A eine Gesamtschnittansicht eines Differenzdruckregelventils, das die zweite Druckverminderungsvorrichtung bildet, im siebzehnten Ausführungsbeispiel;
18B eine Schnittansicht des Ventilkörpers; 18C eine Vorderansicht des Ventilkörpers;
19 ein Kältemittelströmungsrateneinstellkennliniendiagramm des Differenzdruckregelventils, das die zweite Druckverminderungsvorrichtung bildet, im siebzehnten Ausführungsbeispiel;
20 eine Anordnungsdarstellung eines Kühlkreises des achtzehnten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
21 eine Anordnungsdarstellung eines Kühlkreises des neunzehnten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
22 eine Anordnungsdarstellung eines Kühlkreises des Standes der Technik; 23 eine Anordnungsdarstellung eines Kühlkreises eines weiteren Beispiels des Standes der Technik;
24 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Verhaltens des Kreises in dem in 22 dargestellten Stand der Technik.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Zuerst wird nun das erste Ausführungsbeispiel erläutert. 1 ist eine Anordnungsdarstellung eines Kühlkreises, der für eine Klimaanlage zur Fahrzeugnutzung verwendet wird, des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. In diesem Kühlkreis wird das CO₂-Kältemittel verwendet, dessen Druck nicht niedriger als der kritische Druck ist, d.h. das Kältemittel befindet sich im überkritischen Zustand. Demgemäß bildet dieser Kühlkreis einen überkritischen Kühlkreis.
Der Kompressor 1 wird durch einen Motor zur Fahrzeugnutzung, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist, über eine elektromagnetische Kupplung (nicht dargestellt) angetrieben und saugt und komprimiert das Kältemittel. In diesem Zusammenhang kann der Kompressor ein Kompressor fester Kapazität, der durch die intermittierende Wirkung der elektromagnetischen Kupplung gedreht und gestoppt wird, oder ein Kompressor variabler Kapazität, dessen Ausgabekapazität verändert werden kann, sein.
Der Kühler 2, der außerhalb angeordnet ist, ist auf der Ausgabeseite des Kompressors 1 vorgesehen. Dieser Kühler 2 tauscht Wärme zwischen dem ausgegebenen Kältemittel, das von dem Kompressor 1 ausgegeben und in den überkritischen Zustand hoher Temperatur und hohen Drucks gesetzt wird, und der Außenluft (die Luft außerhalb eines Fahrzeug-Fahrgastraums) aus, sodass das Kältemittel gekühlt werden kann. Ein Strom der Außenluft wird zum Kühler 2 durch einen nicht dargestellten elektrischen Kühllüfter geschickt.
Auf der Auslassseite des Kühlers 2 ist der hochdruckseitige Kältemittelkanal 3a des Innenwärmetauschers 3 vorgesehen. Wärme wird zwischen dem in dem hochdruckseitigen Kältemittelkanal 3a des Innenwärmetauschers 3 strömenden Kältemittel hoher Temperatur und hohen Drucks und dem in dem niederdruckseitigen Kältemittelkanal 3b strömenden Kältemittel niedriger Temperatur und niedrigen Drucks ausgetauscht.
Wenn die Wärme auf diese Weise ausgetauscht wird, wird die Enthalpie des in den Verdampfapparat 5, 11 (später beschrieben) strömenden Kältemittels verringert, sodass eine Enthalpiedifferenz (Kühlkapazität) zwischen dem Kältemittel am Einlass und dem Kältemittel am Auslass des Verdampfapparats 5, 11 vergrößert werden kann. Wenn der Innenwärmetauscher 3 auf diese Weise angeordnet ist, kann die Enthalpiedifferenz (Kühlkapazität) zwischen dem Kältemittel am Einlass und dem Kältemittel am Auslass des Verdampfapparats 5, 11 vergrößert werden, und der Kreiswirkungsgrad (COP) kann verbessert werden.
Auf der Auslassseite des hochdruckseitigen Kältemittelkanals 3a des Innenwärmetauschers 3 sind der erste Kältemittelkanal A und der zweite Kältemittelkanal B parallel zueinander angeordnet. Das Bezugszeichen C ist ein Verzweigungspunkt beider Kanäle A und B, und das Bezugszeichen D ist ein Zusammenflusspunkt beider Kanäle A und B. In diesem Zusammenhang bildet in diesem Ausführungsbeispiel der erste Kältemittelkanal A einen zur Klimatisierung auf der Vordersitzseite verwendeten Kältemittelkanal, und der zweite Kältemittelkanal B bildet einen für die Klimatisierung auf der Rücksitzseite verwendeten Kältemittelkanal.
Im ersten Kältemittelkanal A ist die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 vorgesehen, die eine Funktion des Druckregelventils zum Steuern des Hochdrucks erfüllt. In dieser ersten Druckverminderungsvorrichtung 4 wird der Öffnungsgrad durch einen mechanischen Einstellmechanismus eingestellt, sodass der Hochdruck des Kreises ein Soll-Hochdruck sein kann.
Diese erste Druckverminderungsvorrichtung 4 hat einen zwischen der Auslassseite des Kühlers 2 und der Einlassseite des hochdruckseitigen Kältemittelkanals 3a des Innenwärmetauschers 3 vorgesehenen Temperaturmessabschnitt 4a. Innerhalb dieses Temperaturmessabschnitts 4a wird ein Druck entsprechend der Temperatur des Hochdruckkältemittels auf der Auslassseite des Kühlers 2 erzeugt.
Wenn der Grad der Drosselöffnung (der Grad der Ventilkörperöffnung) der ersten Druckverminderungsvorrichtung 4 durch ein Gleichgewicht zwischen dem Innendruck des Temperaturmessabschnitts 4a und dem Hochdruck (dieser Hochdruck ist insbesondere der Kältemitteldruck auf der Auslassseite des hochdruckseitigen Kältemittelkanals des Innenwärmetauschers 3) eingestellt wird, wird der Hochdruck auf einen durch die Hochdruckkältemitteltemperatur auf der Auslassseite des Kühlers 2 bestimmten Soll-Hochdruck eingestellt. Die Druckverminderungsvorrichtung 4 mit der vorgenannten Hochdrucksteuerfunktion ist in dem Amtsblatt der JP-A-2000-81157 offenbart.
Der erste Verdampfapparat 5 ist auf der Auslassseite der ersten Druckverminderungsvorrichtung 4 in dem ersten Kältemittelkanal A angeordnet. Dieser erste Verdampfapparat 5 ist in dem einen Luftkanal der Klimaeinheit 6 auf der Vordersitzseite der Klimaanlage zur Fahrzeugnutzung bildenden Gehäuse 7 angeordnet. Dieser erste Verdampfapparat 5 bildet eine Kühleinrichtung zum Kühlen der Luft in diesem Gehäuse 7. Die vordersitzseitige Klimaeinheit 6 ist üblicherweise in einem Raum angeordnet, der innerhalb der im vorderen Abschnitt des Fahrzeug-Fahrgastraums vorgesehenen Instrumententafel gebildet ist. Das elektrische Gebläse 8 ist auf der stromaufwärtigen Seite des Luftstroms des ersten Verdampfapparats 5 angeordnet. Die Innenluft oder die Außenluft, die über einen Innenluft/Außenluft-Wechselkasten eingeleitet worden ist, wird in das Gehäuse 7 geblasen.
Ein eine Heizeinrichtung zum Heizen von Luft bildender Heizkern (nicht dargestellt) ist auf der luftstromabwärtigen Seite des ersten Verdampfapparats 5 in dem Gehäuse 7 angeordnet. Ein Strom der klimatisierten Luft, dessen Temperatur durch diesen Heizkern eingestellt worden ist, wird von einem Ausblasloch (nicht dargestellt) des Endabschnitts luftstromabwärts in dem Gehäuse 7 in den Vordersitzbereich in dem Fahrzeug-Fahrgastraum ausgeblasen.
Der Sammler 9 ist auf der Auslassseite des ersten Verdampfapparats 5 vorgesehen. Dieser Sammler 9 ist eine Gas/Flüssigkeit-Trenneinrichtung zum Trennen des flüssigen Kältemittels und des gasförmigen Kältemittels voneinander, die in dem Kältemittel am Auslass des ersten Verdampfapparats 5 enthalten sind, und zum Sammeln des überschüssigen Kältemittels in dem Kühlkreis. Die Auslassseite des Sammlers 9 ist mit der Einlassseite des niederdruckseitigen Kältemittelkanals 3b des Innenwärmetauschers 3 verbunden. Die Auslassseite des niederdruckseitigen Kältemittelkanals 3b des Innenwärmetauschers 3 ist mit der Saugseite des Kompressors 1 verbunden.
Andererseits sind die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 und der zweite Verdampfapparat 11 parallel zueinander an dem zweiten Kältemittelkanal B verbunden. Diese zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 besteht aus einer festen Drossel, deren Drosselöffnungsgrad konstant ist. Insbesondere ist diese feste Drossel aus einer Öffnung oder einem Kapillarrohr aufgebaut.
Die Auslassseite des zweiten Verdampfapparats 11 ist mit einem Abschnitt zwischen der Auslassseite des Sammlers 9 und der Einlassseite des niederdruckseitigen Kältemittelkanals 3b des Innenwärmetauschers 3 verbunden. Demgemäß strömt das Kältemittel, nachdem das Auslasskältemittel des Sammlers 9 und das Auslasskältemittel des zweiten Verdampfapparats 11 miteinander verbunden worden sind, in den niederdruckseitigen Kältemittelkanal 3b des Innenwärmetauschers 3.
Der zweite Verdampfapparat 11 ist in dem Gehäuse 13 angeordnet, welches einen Luftkanal der rücksitzseitigen Fahrzeugfahrgastraum-Klimaeinheit 12 der Klimaanlage zur Fahrzeugnutzung bildet, und bildet eine Kühleinrichtung zum Kühlen der Luft in diesem Gehäuse 13. Die rücksitzseitige Innenklimaeinheit 12 ist in einem Bereich auf der Rücksitzseite in dem Fahrzeug-Fahrgastraum angeordnet. Zum Beispiel ist die rücksitzseitige Innenklimaeinheit 12 in dem karosserieseitigen Plattenabschnitt auf der Rücksitzseite angeordnet. Luftstromauf des zweiten Verdampfapparats 11 ist das elektrische Gebläse 14 angeordnet, und die Innenluft (die Luft in dem Fahrzeug-Fahrgastraum) wird in das Gehäuse 13 geschickt.
Ein Strom der durch den zweiten Verdampfapparat 11 gekühlten Kaltluft wird von einem im luftstromabwärtigen Endabschnitt in dem Gehäuse 13 vorgesehenen Ausblasloch (nicht dargestellt) in den rücksitzseitigen Bereich in dem Fahrzeug-Fahrgast raum ausgeblasen. In diesem Zusammenhang kann ein Heizkern in der rücksitzseitigen Innenklimaeinheit 12 in der gleichen Weise wie bei der vordersitzseitigen Innenklimaeinheit 6 angeordnet sein.
Als nächstes wird nun die Funktionsweise dieses wie oben beschrieben aufgebauten Ausführungsbeispiels erläutert. Wenn der Kompressor 1 durch einen Fahrzeugmotor angetrieben und gedreht wird, strömt das Kältemittel (CO₂) hoher Temperatur und hohen Drucks, das durch den Kompressor 1 komprimiert worden ist, unter der Bedingung des überkritischen Zustandes, dessen Druck höher als der kritische Druck ist, in den Kühler 2. In diesem Kühler 2 wird Wärme zwischen dem Kältemittel, das sich in dem überkritischen Zustand hoher Temperatur und hohen Drucks befindet, und der Außenluft ausgetauscht. Deshalb wird Wärme in die Außenluft abgestrahlt und die Enthalpie verringert.
Das Kältemittel auf hohem Druck strömt von dem Auslass des Kühlers 2 in den hochdruckseitigen Kanal 3a des Innenwärmetauschers 3. Im Innenwärmetauscher 3 wird Wärme zwischen dem Kältemittel auf der Hochdruckseite und dem Kältemittel auf der Niederdruckseite (das Kältemittel an der Auslassseite des Sammlers), das durch den niederdruckseitigen Kanal 3b strömt, ausgetauscht, sodass das Kältemittel auf hohem Druck gekühlt werden kann. Demgemäß wird die Enthalpie weiter verringert.
Das Kältemittel auf hohem Druck, das durch den hochdruckseitigen Kanal 3a des Innenwärmetauschers 3 gelangt ist, strömt in den ersten Kältemittelkanal A und den zweiten Kältemittelkanal B, die parallel zueinander geschaltet sind. Deshalb wird der Druck des Kältemittels auf hohem Druck durch die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 und die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 reduziert. Im ersten Verdampfapparat 5 absorbiert das Kältemittel auf niedrigem Druck, das durch die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 gelangt ist, Wärme aus der durch das elektrische Gebläse 8 geblasenen Luft, und dieses Kältemittel verdampft. Aufgrund dessen kann ein Strom der von dem elektrischen Gebläse 8 geschickten Luft gekühlt werden, und die so gekühlte Luft bläst auf der Vordersitzseite in dem Fahrzeug-Fahrgastraum aus. Auf diese Weise wird die Vordersitzseite in dem Fahrzeug-Fahrgastraum gekühlt.
Gleichzeitig absorbiert im zweiten Verdampfapparat 11 das Kältemittel auf niedrigem Druck, das durch die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 gelangt ist, Wärme aus der durch das elektrische Gebläse 14 geblasenen Luft und verdampft. Aufgrund dessen kann ein Strom der von dem elektrischen Gebläse 14 geschickten Luft gekühlt werden, und die so gekühlte Luft bläst auf der Rücksitzseite in dem Fahrzeug-Fahrgastraum aus. Auf diese Weise wird die Rücksitzseite in dem Fahrzeug-Fahrgastraum gekühlt.
In diesem Fall wird der Drosselöffnungsgrad der ersten Druckverminderungsvorrichtung 4 so eingestellt, dass der aktuelle Hochdruck ein durch die Temperatur des Kältemittels auf der Auslassseite des Kühlers, die durch den Temperaturmessabschnitt 4a gemessen wird, bestimmter Soll-Hochdruck sein kann. Das heißt, wenn der aktuelle Hochdruck niedriger als der Soll-Hochdruck sinkt, wird der Drosselöffnungsgrad der ersten Druckverminderungsvorrichtung 4 verkleinert. Wenn dagegen der aktuelle Hochdruck höher als der Soll-Hochdruck erhöht wird, wird der Drosselöffnungsgrad der ersten Druckverminderungsvorrichtung 4 vergrößert. Wenn der Drosselöffnungsgrad der ersten Druckverminderungsvorrichtung 4 wie oben beschrieben eingestellt wird, kann der aktuelle Hochdruck auf dem Soll-Hochdruck gehalten werden, und der Wirkungsgrad des Kreises wird verbessert.
Insbesondere wird in diesem Ausführungsbeispiel, da die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 nur aus einer festen Drossel gebildet ist, selbst wenn der Betriebszustand des Kreises schwankt, der Öffnungsgrad der zweiten Druckverminderungsvorrichtung 10 nicht verändert. Deshalb kann der Hochdruck allein durch die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 stabil gesteuert werden.
In diesem Zusammenhang ist, da die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 aus einer festen Drossel aufgebaut ist, keine Funktion des Steuerns eines Phasenzustandes des Auslasskältemittels des zweiten Verdampfapparats 11 vorgesehen. Deshalb wird gemäß der Veränderung der Kühllast des zweiten Verdampfapparats 11 das Auslasskältemittel des zweiten Verdampfapparats 11 in einen Zustand des Überhitzens gesetzt. Alternativ wird das Auslasskältemittel des zweiten Verdampf apparats 11 in einen Zustand eines Nassdampfes gesetzt, dessen Trockenheit vorbestimmt ist.
Demgemäß können die folgenden Probleme aufgelistet werden. Falls das Auslasskältemittel des zweiten Verdampfapparats 11 auf die Einlassseite des Sammlers 9 zugeführt wird, gelangt, falls sich das Auslasskältemittel des zweiten Verdampfapparats 11 im Zustand der Überhitzung befindet, das Auslasskältemittel des ersten Verdampfapparats 5 in den Gleichgewichtszustand des Nassdampfes, dessen Trockenheit vorbestimmt ist, sodass der Überhitzungsgrad des Auslasskältemittels des zweiten Verdampfapparats 11 aufgehoben werden kann. Deshalb wird eine Enthalpiedifferenz zwischen dem Einlass und dem Auslass des ersten Verdampfapparats 5 reduziert, und die Kühlleistung des ersten Verdampfapparats 5 wird verschlechtert.
In diesem Ausführungsbeispiel ist jedoch die Auslassseite des zweiten Verdampfapparats 11 mit einem Abschnitt zwischen der Auslassseite des Sammlers 9 und der Einlassseite des niederdruckseitigen Kältemittelkanals 3b des Innenwärmetauschers 3 verbunden. Deshalb wird der Zustand des Auslasskältemittels des ersten Verdampfapparats 5 ohne Beeinträchtigung durch den Phasenzustand des Auslasskältemittels des zweiten Verdampfapparats 11 immer in einem Zustand nahe dem gesättigten Gas gehalten, dessen Trockenheit 1 ist, durch die Existenz einer Gas/Flüssigkeits-Grenzfläche im Sammler 9. Aufgrund dessen kann die Kühlleistung des ersten Verdampfapparats 5 stabil gewährleistet werden.
In diesem Zusammenhang ist der erste Verdampfapparat 5 eine primäre Kühleinrichtung zum Kühlen des Vordersitzbereichs in dem Fahrzeug-Fahrgastraum. Andererseits ist der zweite Verdampfapparat 11 eine Hilfskühleinrichtung zum Kühlen des Rücksitzbereichs in dem Fahrzeug-Fahrgastraum. Demgemäß ist die notwendige Kühlleistung des ersten Verdampfapparats 5 höher als die notwendige Kühlleistung des zweiten Verdampfapparats 11. Deshalb ist es notwendig, bevorzugt die Kühlleistung des ersten Verdampfapparats 5 gegenüber der Kühlleistung des zweiten Verdampfapparats 11 sicherzustellen. Unter diesem Gesichtspunkt ist der obige Effekt, bei dem die Kühlleistung des ersten Verdampfapparats 5 sichergestellt werden kann, sehr nützlich, wenn die vorliegende Erfindung in die Praxis umgesetzt wird.
Nachdem das Auslasskältemittel des zweiten Verdampfapparats 11 mit dem Auslasskältemittel (gesättigtes Gas) des Sammlers 9 verbunden ist, strömt es in den niederdruckseitigen Kältemittelkanal 3b des Innenwärmetauschers 3. Deshalb kann, selbst wenn das Auslasskältemittel des zweiten Verdampfapparats 11 in einen Zustand eines Nassdampfes gesetzt ist, dessen Trockenheit vorbestimmt ist, das Flüssigphasenkältemittel in einem Zustand dieses Nassdampfes zur Zeit einer leichten Last des zweiten Verdampfapparats 11 effektiv zum Kühlen des Hochdruckkältemittels in dem Innenwärmetauscher 3 benutzt werden.
Das heißt, wenn das in dem Auslasskältemittel des zweiten Verdampfapparats 11 enthaltene Flüssigphasenkältemittel im Innenwärmetauscher 3 verdampft, kann das Hochdruckkältemittel weiter gekühlt werden. Aufgrund dessen wird die Enthalpie des Hochdruckkältemittels weiter verringert, und die Kühlleistungen der beiden Verdampfapparate 5, 11 können verbessert werden. Gleichzeitig ist es möglich, da verhindert wird, dass das flüssige Kältemittel zum Kompressor 1 zurück strömt, einen Fall zu vermeiden, bei dem das flüssige Kältemittel durch den Kompressor 1 komprimiert wird. Deshalb kann der Kompressor 1 geschützt werden.
2 ist ein Mollier-Diagramm, das die Wirkung des vorliegenden Ausführungsbeispiels zeigt. Eine durchgezogene Linie „a" zeigt einen Zustand des Kältemittels in dem Kühlkreis, in dem der Innenwärmetauscher vorgesehen ist. Eine gestrichelte Linie „b" zeigt einen Zustand des Kältemittels im Kühlkreis, in dem der Innenwärmetauscher nicht vorgesehen ist.
In dem in 2 dargestellten Diagramm zeigt L1 einen Zustand des Einlasskältemittels des niederdruckseitigen Kältemittelkanals 3b des Innenwärmetauschers 3, d.h. L1 zeigt einen Zustand des Kältemittels, nachdem das Auslasskältemittel (gesättigtes Gas) des Sammlers 9 und das Auslasskältemittel (Nassdampf vorbestimmter Trockenheit) des zweiten Verdampfapparats 11 miteinander verbunden sind. L2 zeigt einen Zustand des Auslasskältemittels des niederdruckseitigen Kältemittelkanals 3b des Innenwärmetauschers 3. H1 zeigt einen Zustand des Einlass kältemittels (des Auslasskältemittels des Kühlers 2) des hochdruckseitigen Kältemittelkanals 3a des Innenwärmetauschers 3. H2 zeigt einen Zustand des Auslasskältemittels des hochdruckseitigen Kältemittelkanals 3a des Innenwärmetauschers 3.
Wie aus 2 ersichtlich, wird, wenn ein Wärmeaustausch in dem Innenwärmetauscher 3 ausgeführt wird, die Enthalpie des Hochdruckkältemittels um Δi verringert, und die Kühlkapazität entsprechend dieser Verringerung Δi kann verbessert werden. Ferner wird, selbst wenn das Einlasskältemittel des niederdruckseitigen Kältemittelkanals 3b des Innenwärmetauschers 3 in einem Zustand eines Nassdampfes mit dem Flüssigphasenkältemittel ist, das Auslasskältemittel in einen Zustand der Überhitzung gesetzt. Deshalb kann positiv verhindert werden, dass das flüssige Kältemittel zum Kompressor 1 zurück strömt.
In diesem Zusammenhang ist es in diesem Ausführungsbeispiel bevorzugt, dass der Grad der Drosselöffnung (des Drosseldurchmessers) der die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 bildenden festen Drossel auf einen Wert eingestellt ist, der die notwendige Kältemittelströmungsrate zur Zeit der maximalen Kühllast unter der normalen Betriebbedingung des zweiten Verdampfapparats 11 erfüllen kann.
Als nächstes wird das zweite Ausführungsbeispiel erläutert. 3 ist eine Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 des ersten Ausführungsbeispiels stromauf des Verzweigungspunktes C des ersten Kältemittelkanals A und des zweiten Kältemittelkanals B angeordnet.
Aufgrund der obigen Konstruktion erfüllt die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 eine Funktion des Reduzierens des Drucks des in sowohl den ersten Kältemittelkanal A als auch den zweiten Kältemittelkanal B strömenden Kältemittels. Als Ergebnis ist die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 in dem Kanal des Niederdruckkältemittels angeordnet, das durch die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 gelangt ist. Demgemäß kann der Drosselöffnungsgrad der zweiten Druckverminderungsvorrichtung 10 ausreichend größer als jener der zweiten Druckverminderungsvorrichtung 10 des ersten Ausführungsbeispiels sein. Deshalb kann die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 einfach hergestellt werden.
In der gleichen Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 des zweiten Ausführungsbeispiels ein Druckregelventil zum Steuern des Hochdrucks auf einen durch die Kältemitteltemperatur am Auslass des Kühlers bestimmten Soll-Hochdruck.
Als nächstes wird nun das dritte Ausführungsbeispiel erläutert. 4 ist eine Darstellung des dritten Ausführungsbeispiels. In diesem dritten Ausführungsbeispiel ist die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 in dem obigen zweiten Ausführungsbeispiel weggelassen, und nur die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 ist als die Druckverminderungseinrichtung vorgesehen. Aufgrund dieser Konstruktion können die Herstellungskosten weiter reduziert werden.
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kann ein Verhältnis der Verteilung der Kältemittelströmungsrate des ersten Kältemittelkanals A zur Kältemittelströmungsrate des zweiten Kältemittelkanals B durch das Verhältnis des Kanalwiderstands des ersten Kältemittelkanals A zum zweiten Kältemittelkanal B bestimmt werden, d.h. ein Verteilungsverhältnis der Kältemittelströmungsrate des ersten Kältemittelkanals A zur Kältemittelströmungsrate des zweiten Kältemittelkanals B kann durch das Verhältnis des Widerstands des Kanals A zum Widerstand des Kanals B zwischen dem Verzweigungspunkt C und dem Zusammenflusspunkt D beider Kanäle A und B bestimmt werden.
Als nächstes wird nun das vierte Ausführungsbeispiel erläutert. 5A ist eine Darstellung des vierten Ausführungsbeispiels. Dieses vierte Ausführungsbeispiel ist in einer solchen Weise aufgebaut, dass der Hilfsdrosselmechanismus 15 zum Einstellen des Kanalwiderstandes zur Einlassseite des ersten Verdampfapparats 5 im dritten Ausführungsbeispiel zugegeben ist. Dieser Hilfsdrosselmechanismus 15 besteht aus einer festen Drossel wie beispielsweise einer Öffnung oder einem Kapillarrohr.
Durch diesen Hilfsdrosselmechanismus 15 kann ein Verteilungsverhältnis der Kältemittelströmungsrate des ersten Kältemittelkanals A zur Kältemittelströmungsrate des zweiten Kältemittelkanals B im Voraus geeignet entsprechend dem Verhältnis der Kühllast des ersten Verdampfapparats 5 zur Kühllast des zweiten Verdampfapparats 11 eingestellt werden.
In diesem Zusammenhang kann im vierten Ausführungsbeispiel entsprechend einer Veränderung im Verhältnis der Kühllast des ersten Verdampfapparats 5 zur Kühllast des zweiten Verdampfapparats 11 und auch entsprechend einer Veränderung im Verhältnis des Kanalwiderstands des ersten Kältemittelkanals A zum Kanalwiderstand des zweiten Kältemittelkanals B der Hilfsdrosselmechanismus 15 nicht in dem ersten Kältemittelkanal A, sondern im zweiten Kältemittelkanal B angeordnet werden. Demgemäß kann man sagen, dass die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 des zweiten Ausführungsbeispiels (dargestellt in 3) eine Funktion dieses Hilfsdrosselmechanismus 15 auf der Seite des zweiten Kältemittelkanals B erfüllt.
In 5A ist die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 aus einem Druckregelventil (variable Drossel) aufgebaut, um den Hochdruck entsprechend der Kältemitteltemperatur am Auslass des Kühlers, die durch den Temperaturmessabschnitt 4a gemessen wird, zu steuern. Jedoch kann die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 auch aus einer festen Drossel ohne Temperaturmessabschnitt 4a aufgebaut sein, wie in 5B dargestellt. Aufgrund dessen kann die Druckverminderungseinrichtung für den ersten und den zweiten Verdampfapparat 5, 11 allein aus einer festen Drossel gebildet sein. Deshalb können die Herstellungskosten weiter reduziert werden.
In der gleichen Weise kann in dem oben beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel (dargestellt in 4) die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 aus einer festen Drossel gebildet sein.
Als nächstes wird nun das fünfte Ausführungsbeispiel erläutert. 6 ist eine Darstellung des fünften Ausführungsbeispiels. Das fünfte Ausführungsbeispiel ist in einer solchen Weise aufgebaut, dass die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 ebenfalls aus einer festen Drossel, wie beispielsweise einer Öffnung im ersten Ausführungsbeispiel gebildet ist. Durch die obige Konstruktion sind beide Druckverminderungsvorrichtungen 4, 10 auf der Vorder- und der Rücksitzseite jeweils aus einer festen Drossel aufgebaut. Deshalb kann der Effekt des Reduzierens der Herstellungskosten weiter verbessert werden.
Jedoch ist gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel keine Funktion des Steuerns des Hochdrucks vorgesehen. Deshalb wird der Hochdruck entsprechend der Schwankung des Kreisbetriebszustandes gesteuert, und es ist unmöglich, einen effektiven Betrieb durch den geeignetsten Wirkungsgrad auszuführen.
Im fünften Ausführungsbeispiel wird jedoch das Auslasskältemittel des zweiten Verdampfapparats 11 mit dem Kältemittel des ersten Kältemittelkanals A auf der Auslassseite des Sammlers 9 vereint. Deshalb kann der Phasenzustand des Auslasskältemittels des ersten Verdampfapparats 5 immer stabil auf einen Zustand eines gesättigten Gases gesteuert werden, ohne durch den Phasenzustand des Auslasskältemittels des zweiten Verdampfapparats 11 beeinträchtigt zu werden. Ferner kann in der gleichen Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel das in dem Auslasskältemittel des zweiten Verdampfapparats 11 enthaltene flüssige Kältemittel effektiv zum Kühlen des Hochdruckkältemittels durch den Innenwärmetauscher 3 verwendet werden.
Als nächstes wird nun das sechste Ausführungsbeispiel erläutert. 7 ist eine Darstellung des sechsten Ausführungsbeispiels. Das sechste Ausführungsbeispiel ist in einer solchen Weise aufgebaut, dass das ein Öffnungs- und Schließventil zum Unterbrechen des Kältemittelstroms des zweiten Kältemittelkanals B bildende elektromagnetische Ventil 16 in dem zweiten Kältemittelkanal B im ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen ist.
Insbesondere ist das sechste Ausführungsbeispiel wie folgt angeordnet. Das elektromagnetische Ventil 16 ist auf der Einlassseite der zweiten Druckverminderungsvorrichtung 10 vorgesehen. Wenn die Kühlwirkung des zweiten Verdampfapparats 11 nicht benötigt wird, d.h. wenn der Betrieb der rücksitzseitigen Klimaeinheit 12 abgeschaltet ist, wird das elektromagnetische Ventil 16 geschlossen, sodass der Kältemittelstrom im zweiten Kältemittelkanal B gesperrt werden kann. In diesem Zusammenhang kann das elektromagnetische Ventil 16 auf der Auslassseite der zweiten Druckverminderungsvorrichtung 10 angeordnet sein.
In 7 sind die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 und das elektromagnetische Ventil 16 so veranschaulicht, als ob sie verschiedene Teile wären. Da jedoch die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 aus einer festen Drossel gebildet ist, kann die den Drosselkanal bildende Öffnung integral in dem Kältemittelkanal in dem Gehäuse (nicht dargestellt) des elektromagnetischen Ventils 16 ausgebildet sein. Durch diesen Aufbau können die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 und das elektromagnetische Ventil 16 miteinander in einen Körper integriert werden.
Anstelle des elektromagnetischen Ventils 16 kann ein elektrisches Dreiwegeventil am Verzweigungspunkt C des ersten Kältemittelkanals A und des zweiten Kältemittelkanals B vorgesehen sein. Wenn dieses Dreiwegeventil den Kanal wechselt, kann entweder der Zustand, in dem das Kältemittel nur in dem ersten Kältemittelkanal A strömt, der Zustand, in dem das Kältemittel nur in dem zweiten Kältemittelkanal B strömt, oder der Zustand, in dem das Kältemittel in beiden Kanälen A und B strömt, ausgewählt werden. Bezüglich dieses Dreiwegewechselventils wird auf das in den später beschriebenen 13 und 14 dargestellte Dreiwegewechselventil 17 verwiesen.
Als nächstes wird nun das siebte Ausführungsbeispiel erläutert. 8 ist eine Darstellung des siebten Ausführungsbeispiels. In dem Kühlkreis ohne Innenwärmetauscher 3 ist die Auslassseite (das stromabwärtige Ende des zweiten Kältemittelkanals B) des zweiten Verdampfapparats 11 zwischen der Auslassseite der ersten Druckverminderungsvorrichtung 4 und der Einlassseite des ersten Verdampfapparats 5 verbunden. Das heißt, der Reihenkanal der zweiten Druckverminderungsvorrichtung 10 und des zweiten Verdampfapparats 11 ist parallel mit der ersten Druckverminderungsvorrichtung 4 geschaltet. Durch diesen Aufbau strömt das durch den zweiten Verdampfapparat 11 gelangende Kältemittel zur Einlassseite des ersten Verdampfapparats 5.
Im siebten Ausführungsbeispiel ist die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 aus einer festen Drossel aufgebaut. Deshalb hat die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 keine Funktion des Steuerns des Phasenzustandes des Auslass kältemittels des zweiten Verdampfapparats 11. Demgemäß wird, wenn die Kühllast des zweiten Verdampfapparats 11 kleiner wird, das Auslasskältemittel des zweiten Verdampfapparats 11 in einen Zustand eines Nassdampfes mit dem flüssigen Kältemittel gesetzt. Auch in diesem Fall strömt das Auslasskältemittel des zweiten Verdampfapparats 11 in die Einlassseite des ersten Verdampfapparats 5. Deshalb kann dieses Flüssigphasenkältemittel effektiv zum Zeigen der Kühlleistung des ersten Verdampfapparats 5 verwendet werden.
Da der Kompressor 1 das gesättigte Gas ansaugt, das durch den Sammler 9 gelangt ist, kann positiv verhindert werden, dass das flüssige Kältemittel zum Kompressor 1 zurückkehrt.
Da die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 aus einer festen Drossel aufgebaut ist, wird, selbst wenn der Kreisbetriebszustand schwankt, der Öffnungsgrad der zweiten Druckverminderungsvorrichtung 10 nicht verändert. Demgemäß kann der Hochdruck allein durch die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 stabil gesteuert werden.
Als nächstes wird nun das achte Ausführungsbeispiel erläutert. 9 ist eine Darstellung des achten Ausführungsbeispiels. Dieses achte Ausführungsbeispiel ist in einer solchen Weise aufgebaut, dass die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 in dem obigen siebten Ausführungsbeispiel stromauf des Verzweigungspunktes C des ersten Kältemittelkanals A und des zweiten Kältemittelkanals B angeordnet ist. Diese erste Druckverminderungsvorrichtung 4 ist in der gleichen Weise wie bei dem in 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel angeordnet.
Im achten Ausführungsbeispiel ist jedoch die Auslassseite des zweiten Verdampfapparats 11 mit der Einlassseite des ersten Verdampfapparats 5 verbunden, und der Hilfsdrosselmechanismus 15 ist in einem Abschnitt des ersten Kältemittelkanals A direkt nach dem Verzweigungspunkt C angeordnet. Deshalb kann ein vorbestimmter Druckverlust zwischen beiden Endabschnitten der aus der zweiten Druckverminderungsvorrichtung 10 und dem zweiten Verdampfapparat 11 gebildeten Reihenschaltung erzeugt werden. In der gleichen Weise wie in dem in 5 dar gestellten vierten Ausführungsbeispiel besteht dieser Hilfsdrosselmechanismus 15 aus einer festen Drossel wie beispielsweise einer Öffnung oder einem Kapillarrohr.
Im achten Ausführungsbeispiel strömt das Kältemittel, das durch den zweiten Verdampfapparat 11 gelangt ist, auf die Einlassseite des ersten Verdampfapparats 5. Deshalb kann der gleiche Funktionseffekt wie jener des siebten Ausführungsbeispiels gezeigt werden. Zusätzlich hierzu kann, da die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 in den Kanal des Niederdruckkältemittels, das durch die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 gelangt ist, angeordnet ist, der Drosselöffnungsgrad der zweiten Druckverminderungsvorrichtung 10 ausreichend größer als jener der zweiten Druckverminderungsvorrichtung 10 des siebten Ausführungsbeispiels sein. Demgemäß kann die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 einfach hergestellt werden.
Als nächstes wird nun das neunte Ausführungsbeispiel erläutert. 10 ist eine Darstellung des neunten Ausführungsbeispiels. Dieses neunte Ausführungsbeispiel ist in einer solchen Weise aufgebaut, dass die in dem zweiten Kältemittelkanal B des obigen achten Ausführungsbeispiels angeordnete zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 weggelassen ist.
Deshalb ist gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel der zweite Kältemittelkanal B nur mit dem zweiten Verdampfapparat 11 parallel zu dem Hilfsdrosselmechanismus 15 geschaltet. Demgemäß kann eine Verteilung der Kältemittelströmungsrate zum ersten Verdampfapparat 5 und zum zweiten Verdampfapparat 11 durch das Verhältnis des Kanalwiderstands des Hilfsdrosselmechanismus 15 zum Kanalwiderstand des zweiten Kältemittelkanals B bestimmt werden. Deshalb kann die Verteilung der Kältemittelströmungsrate durch Auswählen des Kanalwiderstands (des Drosselöffnungsgrades) des Hilfsdrosselmechanismus 15 eingestellt werden.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 aus einem Drucksteuerventil (variable Drossel) zum Steuern des Hochdrucks aufgebaut, die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 kann jedoch auch aus einer festen Drossel gebildet sein. Aufgrund dessen kann die Druckverminderungseinrichtung für den ersten und den zweiten Verdampfapparat 5, 11 allein aus einer festen Drossel aufgebaut sein. Demgemäß können die Herstellungskosten weiter reduziert werden.
Als nächstes wird nun das zehnte Ausführungsbeispiel erläutert. 11 ist eine Darstellung des zehnten Ausführungsbeispiels. Dieses zehnte Ausführungsbeispiel ist in einer solchen Weise aufgebaut, dass der Innenwärmetauscher 3 zu dem Aufbau des in 8 dargestellten siebten Ausführungsbeispiels hinzugefügt ist, sodass der Wirkungsgrad verbessert werden kann.
Als nächstes wird nun das elfte Ausführungsbeispiel erläutert. 12 ist eine Darstellung des elften Ausführungsbeispiels. Dieses elfte Ausführungsbeispiel ist in einer solchen Weise aufgebaut, dass das elektromagnetische Ventil 16, das ein Öffnungs- und Schließventil zum Ein- und Ausschalten einer Strömung des Kältemittels in dem zweiten Kältemittelkanal B ist, in dem in 11 dargestellten obigen zehnten Ausführungsbeispiel angeordnet ist. In der gleichen Weise wie beim elektromagnetischen Ventil 16 des sechsten Ausführungsbeispiels sperrt dieses elektromagnetische Ventil 16 einen Kältemittelstrom in dem zweiten Kältemittelkanal B zur Zeit des Abschaltens des Betriebs der rücksitzseitigen Klimaeinheit 12.
Wie zuvor im sechsten Ausführungsbeispiel beschrieben, ist die Position, an welcher das elektromagnetische Ventil 16 angeordnet ist, nicht auf die Einlassseite der zweiten Druckverminderungsvorrichtung 10 beschränkt, d.h. die Position, an welcher das elektromagnetische Ventil 16 angeordnet ist, kann auch die Auslassseite der zweiten Druckverminderungsvorrichtung 10 sein. Weiter kann das elektromagnetische Ventil 16 mit der aus einer festen Drossel aufgebauten zweiten Druckverminderungsvorrichtung 10 integriert sein.
Als nächstes wird nun das zwölfte Ausführungsbeispiel erläutert. 13 ist eine Darstellung des zwölften Ausführungsbeispiels. Dieses zwölfte Ausführungsbeispiel ist in einer solchen Weise aufgebaut, dass anstelle des elektromagnetischen Ventils 16 des in 12 dargestellten elften Ausführungsbeispiels ein elektrisches Dreiwegeventil 17 am Verzweigungspunkt des ersten Kältemittelkanals A und des zweiten Kältemittelkanals B angeordnet ist.
Wenn dieses Dreiwegeventil 17 den Kanal umschaltet, kann entweder der Zustand, in dem das Kältemittel nur im ersten Kältemittelkanal A strömt, der Zustand, in dem das Kältemittel nur im zweiten Kältemittelkanal B strömt, oder der Zustand, in dem das Kältemittel in beiden Kanälen A und B strömt, ausgewählt werden.
Als nächstes wird nun das dreizehnte Ausführungsbeispiel erläutert. 14 ist eine Darstellung des dreizehnten Ausführungsbeispiels. Dieses dreizehnte Ausführungsbeispiel ist in einer solchen Weise aufgebaut, dass das elektrische Dreiwegeventil 17 am Verzweigungspunkt des ersten Kältemittelskanals A und des zweiten Kältemittelkanals B in der Kreiskonstruktion des in 10 dargestellten neunten Ausführungsbeispiels angeordnet ist. Die Kanalumschaltwirkung des Dreiwegeventils 17 ist gleich jener des zwölften Ausführungsbeispiels.
In diesem Ausführungsbeispiel kann in der Kreiskonstruktion des in 9 dargestellten achten Ausführungsbeispiels das elektrische Dreiwegeventil 17 am Verzweigungspunkt des ersten Kältemittelkanals A und des zweiten Kältemittelkanals B angeordnet werden.
Als nächstes wird nun das vierzehnte Ausführungsbeispiel erläutert. In irgendeinem des in 8 dargestellten siebten bis in 14 dargestellten dreizehnten Ausführungsbeispiels ist die Auslassseite des zweiten Verdampfapparats 11 mit einem Abschnitt zwischen der Auslassseite der ersten Druckverminderungsvorrichtung 4 und der Einlassseite des ersten Verdampfapparats 5 verbunden, sodass das durch den zweiten Verdampfapparat 11 gelangende Kältemittel auf die Einlassseite des ersten Verdampfapparats 5 strömen kann. Im vierzehnten Ausführungsbeispiel ist jedoch, wie in 15 dargestellt, der zweite Verdampfapparat 11 mit der Auslassseite des ersten Verdampfapparats 5 verbunden, sodass das durch den ersten Verdampfapparat 5 gelangende Kältemittel auf die Einlassseite des zweiten Verdampfapparats 11 strömen kann.
Das elektrische Dreiwegewechselventil 17 ist am Verzweigungspunkt der Auslassseite des ersten Verdampfapparats 5 und der Einlassseite des zweiten Verdampfapparats 11 angeordnet. Ferner ist der Hilfsdrosselmechanismus 15 an der Auslassseite dieses Dreiwegewechselventils 17 angeordnet, sodass ein vorbestimmter Druckverlust zwischen beiden Endabschnitten des zweiten Kältemittelkanals B mit nur dem zweiten Verdampfapparat 11 erzeugt werden kann.
Dieses Dreiwegewechselventil 17 wechselt den Kanal so, dass einer der folgenden drei Zustände ausgewählt werden kann:

(1) Der Zustand, in dem das Kältemittel in der Reihenfolge der ersten Druckverminderungsvorrichtung 4 → des ersten Verdampfapparats 5 → des Dreiwegeventils 17 → des Hilfsdrosselmechanismus 15 → des Sammlers 9 strömt, d.h. der Zustand, in dem das Kältemittel nur in dem ersten Verdampfapparat 5 strömt.
(2) Der Zustand, in dem das Kältemittel in der Reihenfolge der ersten Druckverminderungsvorrichtung 4 → des ersten Verdampfapparats 5 → des Dreiwegeventils 17 → des zweiten Verdampfapparats 11 → des Sammlers 9 strömt, d.h. der Zustand, in dem das Kältemittel in dem ersten Verdampfapparat 5 und dem zweiten Verdampfapparat 11 in Reihe strömt.
(3) Der Zustand, in dem das Kältemittel, das durch den ersten Verdampfapparat 5 gelangt ist, in dem Hilfsdrosselmechanismus 15 und dem zweiten Verdampfapparat 11 parallel strömt.

In diesem Zusammenhang sind im dreizehnten und vierzehnten Ausführungsbeispiel das Dreiwegewechselventil 17 und der Hilfsdrosselmechanismus 15 so dargestellt, als ob sie verschiedene Teile wären. Da der Hilfsdrosselmechanismus 15 aus einer festen Drossel gebildet sein kann, kann jedoch der Hilfsdrosselmechanismus 15 auch mit dem Kältemittelkanal im Gehäuse des Dreiwegewechselventils 17 integriert sein.
Als nächstes wird nun das fünfzehnte Ausführungsbeispiel erläutert. Im ersten Ausführungsbeispiel und anderen ist der Temperaturmessabschnitt 4a der ersten Druckverminderungsvorrichtung 4 zwischen der Auslassseite des Kühlers 2 und der Einlassseite des hochdruckseitigen Kältemittelkanals 3a des Innenwärmetauschers 3 angeordnet. Im fünften Ausführungsbeispiel ist jedoch, wie in 16 dargestellt, der Temperaturmessabschnitt 4a der ersten Druckverminderungsvorrichtung 4 auf der Auslassseite des hochdruckseitigen Kältemittelkanals 3a des Innenwärmetauschers 3 angeordnet. Auch bei diesem Aufbau kann die gleiche Hochdrucksteuerfunktion durch die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 gezeigt werden.
Als nächstes wird nun das sechzehnte Ausführungsbeispiel erläutert. Im ersten Ausführungsbeispiel und anderen ist die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 aus einem mechanischen Ventilmechanismus aufgebaut. Im sechzehnten Ausführungsbeispiel ist die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 jedoch aus einem elektrischen Ventilmechanismus zum Einstellen des Öffnungsgrades durch einen elektrischen Mechanismus aufgebaut, wie in 17 dargestellt.
Insbesondere enthält die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 einen Ventilkörper 4b zum Einstellen des Öffnungsgrades sowie ein elektrisches Stellglied 4c wie beispielsweise einen Servomotor zum Antreiben dieses Ventilkörpers 4b. Der Betrieb dieses elektrischen Stellglieds 4c wird durch den Steuerausgang der aus einem Computer und weiteren Vorrichtungen gebildet Steuereinheit 20 gesteuert.
Andererseits sind der Temperatursensor 21 zum Erfassen der Kältemitteltemperatur sowie der Drucksensor 22 zum Erfassen des Kältemitteldrucks an der Auslassseite des Kühlers 2 vorgesehen, und Messsignale beider Sensoren 21, 22 werden in die Steuereinheit 20 eingegeben. Entsprechend der durch den Temperatursensor 21 erfassten Messtemperatur (der Kältemitteltemperatur am Auslass des Kühlers) berechnet die Steuereinheit 20 einen Solldruck zum Maximieren des Wirkungsgrades und steuert den Betrieb elektrischen Stellglieds 4c so, dass der durch den Drucksensor 22 erfasste aktuelle Hochdruck zu dem berechneten Solldruck wird, und der Öffnungsgrad (der Grad der Drosselöffnung) des Ventilkörpers 4b der ersten Druckverminderungsvorrichtung 4 wird eingestellt.
In diesem Zusammenhang ist in der Kreiskonstruktion des ersten Ausführungsbeispiels die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 aus einem elektrischen Ventilmechanismus gebildet. Der erste Druckverminderungsmechanismus 4 zum Erfüllen der Hochdrucksteuerfunktion kann natürlich auch aus dem gleichen elektrischen Ventilmechanismus in den anderen Ausführungsbeispielen aufgebaut sein.
Die Position, an welcher der Drucksensor 22 angeordnet ist, ist nicht auf die Auslassseite des Kühlers 2 beschränkt. Der Drucksensor 22 kann an irgendeiner Position in dem hochdruckseitigen Kältemittelkanal von der Ausgabeseite des Kompressors 1 zur Einlassseite der Druckverminderungsvorrichtung 4, 10 angeordnet sein.
Als nächstes wird nun das siebzehnte Ausführungsbeispiel erläutert. In einem beliebigen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele ist die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 aus einer festen Drossel aufgebaut. Jedoch kann die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 auch aus einer variablen Drossel gebildet sein.
Im siebzehnten Ausführungsbeispiel ist die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 aus dieser variablen Drossel aufgebaut. 18A und 18B sind Darstellungen der aus der variablen Drossel aufgebauten zweiten Druckverminderungsvorrichtung 10 des siebzehnten Ausführungsbeispiels. Die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 ist aus einem Differenzdruckventil zum Einstellen des Öffnungsgrades gemäß dem Differenzdruck zwischen dem Hochdruck und dem Niederdruck gebildet.
Insbesondere enthält die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 ein zylindrisches Gehäuse 10b, das in das Rohrelement 10a des zweiten Kältemittelkanals B eingreift und darin befestigt ist. In diesem zylindrischen Gehäuse 10b ist der Ventilkörper 10c bewegbar aufgenommen, sodass der Ventilkörper 10c in der axialen Richtung des Gehäuses (in der Querrichtung in 18A) bewegt werden kann.
Wie in 18B und 18C dargestellt, enthält der Ventilkörper 10c einen polygonalen Körper (ein quadratischer Körper in dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel). Die Ecken dieses polygonalen Körpers liegen der Innenumfangsseite des zylindrischen Gehäuses 10b über winzige Spalte gegenüber. Der Ventilkörper 10c wird in der axialen Richtung des Gehäuses durch die durch die Ecken 10d des polygonalen Körpers und die Innenumfangsseite des zylindrischen Gehäuses 10b ausgeübte Führungswirkung bewegt.
Der Kältemittelkanal 10f besteht aus einem Spaltabschnitt, der zwischen den flachen Seiten 10e, die zwischen den Ecken des polygonalen Körpers positioniert sind, und der Innenumfangsseite des zylindrischen Gehäuses 10b gebildet ist.
Der vorstehende Abschnitt 19g, dessen Form eine Kreiskegelstumpfform ist, ist an einer Stirnseite des polygonalen Körpers des Ventilkörpers 10c an der stromauf wärtigen Seite (der Hochdruckseite) des Kältemittelstroms ausgebildet. Wie in 18A dargestellt, ist der Ventilsitzabschnitt 10h integral in dem stromaufwärtigen Seitenabschnitt des Ventilkörpers 10c an der Innenumfangsseite des zylindrischen Gehäuses 10b ausgebildet. Dieser Ventilsitzabschnitt 10h ist ein Abschnitt kleinen Durchmessers, der stufenweise von der Innenumfangsseite des zylindrischen Gehäuses 10b nach innen vorsteht.
Der Innendurchmesser dieses Ventilsitzabschnitts 10h ist kleiner als die Außengröße des polygonalen Körpers des Ventilkörpers 10c ausgebildet, und die konische Fläche des vorstehenden Abschnitts 19g kommt mit dem Ventilsitzabschnitt 10h in Kontakt. 18A ist eine Darstellung eines Zustandes, in dem der vorstehende Abschnitt 19g des Ventilkörpers 10c mit dem Ventilsitzabschnitt 10h durch eine durch die schraubenförmige Feder 10i erzeugte Federkraft in Kontakt ist.
In dem obigen Zustand ist der Kältemittelkanal 10f, der zwischen den flachen Seiten 10e des polygonalen Körpers des Ventilkörpers 10c und der Innenumfangsseite des zylindrischen Gehäuses 10b gebildet ist, vollständig geschlossen. Deshalb stehen der Hochdruckkanal 10k auf der stromaufwärtigen Seite und der Niederdruckkanal 10m auf der stromabwärtigen Seite miteinander nur durch das die Mitte des Ventilkörpers 10c durchdringende Drosselkanalloch 10j in Verbindung.
Andererseits wird, wenn ein Differenzdruck („Hochdruck PH – Niederdruck PL") zwischen dem Hochdruck PH des Hochdruckkanals 10k und dem Niederdruck PL des Niederdruckkanals 10m größer wird und wenn eine durch diesen Differenzdruck bewirkte Kraft die Federkraft der schraubenförmigen Feder 10i überwindet, der Ventilkörper nach links in 18A bewegt, und der vorstehende Abschnitt 19g des Ventilkörpers 10c wird von dem Ventilsitzabschnitt 10h getrennt.
Aufgrund dessen wird der Kältemittelkanal 10f an der Außenumfangsseite des Ventilkörpers 10c geöffnet. Demgemäß stehen der Hochdruckkanal 10k und der Niederdruckkanal 10m miteinander durch sowohl das Drosselkanalloch 10j als auch den Kältemittelkanal 10f in Verbindung. Deshalb zeigt die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 eine Funktion des Differenzdruckventils (der variablen Drossel), in welchem der Drosselöffnungsgrad durch den Anstieg des Differenzdrucks zwischen dem Hochdruck PH und dem Niederdruck PL größer wird.
19 ist ein Diagramm der Kältemittelströmungsrateneinstellkennlinie der aus dem in 18 dargestellten Differenzdruckventil gebildeten zweiten Druckverminderungsvorrichtung 10. PO auf der Abszissenachse ist ein vorbestimmter Differenzdruck zu der Zeit, wenn der vorstehende Abschnitt 19g des Ventilkörpers 10c von dem Ventilsitzabschnitt 10h getrennt (geöffnet) ist. Im Bereich (1), in dem der Differenzdruck zwischen dem Hochdruck PH und dem Niederdruck PL niedriger als dieser vorbestimmte Differenzdruck PO ist, stehen der Hochdruckkanal 10k und der Niederdruckkanal 10m miteinander nur durch das Drosselkanalloch 10j in Verbindung. Demgemäß wirkt die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 als eine feste Drossel.
Andererseits ist in dem Bereich (2), in dem der Differenzdruck zwischen dem Hochdruck PH und dem Niederdruck PL höher als dieser vorbestimmte Differenzdruck PO ist, der vorstehende Abschnitt 19g des Ventilkörpers 10c von dem Ventilsitzabschnitt 10h getrennt (geöffnet), und der Hochdruckkanal 10k und der Niederdruckkanal 10m stehen miteinander durch sowohl das Drosselkanalloch 10j als auch den Kältemittelkanal 10f in Verbindung. In diesem Fall wird eine Öffnungsfläche des Kältemittelkanals 10f entsprechend einem Anstieg des Differenzdrucks vergrößert. Demgemäß wirkt die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 in dem Bereich (2) als eine variable Drossel.
Im siebzehnten Ausführungsbeispiel ist die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 aus einem Differenzdruckventil (variable Drossel) aufgebaut. Die Konstruktion dieses Differenzdruckventils ist im Vergleich zur Konstruktion eines Expansionsventils, das eine Steuerung des Überhitzungsgrades des Kältemittels am Auslass des Verdampfapparats ausführt, sehr einfach. Deshalb kann dieses Differenzdruckventil bei niedrigen Kosten hergestellt werden.
Der Differenzdruck zwischen dem Hochdruck PH und dem Niederdruck PL wird gemäß dem Anstieg der Kühllast größer, d.h. der Differenzdruck zwischen dem Hochdruck PH und dem Niederdruck PL ist mit dem Anstieg der Kühllast korreliert.
Deshalb kann entsprechend dem Anstieg der Kühllast eine Strömungsrate des Kältemittels zu dem zweiten Verdampfapparat 11 vergrößert werden.
Wichtigere Dinge werden wie folgt beschrieben. Das die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 bildende Differenzdruckventil ist eine variable Drossel, deren Ventilöffnungsgrad verringert wird, wenn der Hochdruck PH sinkt. Deshalb wird, selbst wenn die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 aus einer variablen Drossel aufgebaut ist, die durch das erste Druckverminderungsventil ausgeführte Hochdrucksteuerfunktion nicht beeinträchtigt.
Das heißt, wenn die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 ein Expansionsventil des Temperaturtyps ist, das eine Steuerung des Überhitzungsgrades ausführt, wird, wenn eine Kühllast des zweiten Verdampfapparats 11 größer wird, das in 24 gezeigte Kreisverhalten verursacht und die durch die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 ausgeführte Hochdrucksteuerung wird instabil und ein Nachlauf wird verursacht. Wenn der Hochdruck PH sinkt, wird jedoch das die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 bildende Differenzdruckventil so verändert, dass der Ventilöffnungsgrad reduziert werden kann. Demgemäß wird, wenn der Hochdruck PH sinkt, das Differenzdruckventil so betätigt, dass ein Abfall des Hochdrucks PH unterdrückt werden kann. Wenn dagegen der Hochdruck PH steigt, wird der Ventilöffnungsgrad des die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 bildenden Differenzdruckventils vergrößert. Demgemäß wirkt das Differenzdruckventil so, dass ein Anstieg des Hochdrucks PH unterdrückt werden kann.
Als Ergebnis wird, selbst wenn das zweite Druckverminderungsventil 10 aus dem Druckdifferenzventil (der variablen Drossel) aufgebaut ist, die durch das erste Druckverminderungsventil 4 ausgeführte Hochdrucksteuerfunktion nicht beeinträchtigt.
In diesem Zusammenhang wird im siebzehnten Ausführungsbeispiel das Druckdifferenzventil als die das zweite Druckverminderungsventil 10 bildende variable Drossel verwendet. Jedoch ist es möglich, als die das zweite Druckverminderungsventil 10 bildende variable Drossel ein Hochdruckansprechventil, dessen Ventilöffnungsgrad entsprechend dem Hochdruck PH verändert wird, oder ein Hochdruckkältemitteltemperaturansprechventil, dessen Ventilöffnungsgrad entsprechend der Hochdruckkältemitteltemperatur verändert wird, zu benutzen. Das Hochdruckansprechventil und das Hochdruckkältemitteltemperaturansprechventil sind variable Drosseln, deren Ventilöffnungsgrad so verändert wird, dass er verringert werden kann, wenn der Hochdruck PH sinkt. Deshalb zeigen diese Ventile den gleichen Effekt wie das Differenzdruckventil.
Falls die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 aus einer festen Drossel aufgebaut ist, kann zum Beispiel die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 des fünften Ausführungsbeispiels (dargestellt in 6) nicht aus einer festen Drossel, sondern muss aus einer variablen Drossel, wie beispielsweise ein im siebzehnten Ausführungsbeispiel erläutertes Differenzdruckventil aufgebaut sein.
Anders als die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 im dritten Ausführungsbeispiel (dargestellt in 4), im vierten Ausführungsbeispiel (dargestellt in 5) und im neunten Ausführungsbeispiel (dargestellt in 10) kann die Druckverminderungsvorrichtung zum Reduzieren des Drucks des in beide Verdampfapparate 5, 11 eingeleiteten Kältemittels nicht aus einer festen Drossel gebildet sein, sondern muss aus einer variablen Drossel wie beispielsweise einem im siebzehnten Ausführungsbeispiel erläuterten Differenzdruckventil aufgebaut sein.
Als nächstes wird nun das achtzehnte Ausführungsbeispiel erläutert. In dem in 8 dargestellten siebten Ausführungsbeispiel besteht die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 aus einer Druckverminderungsvorrichtung des Hochdrucksteuertyps. In dem in 20 dargestellten achtzehnten Ausführungsbeispiel ist jedoch die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 aus einer variablen Drossel, wie beispielsweise einem im siebzehnten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 18 erläuterten Differenzdruckventil, aufgebaut, d.h. die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 besteht aus einem variablen Drosselventil, dessen Ventilöffnungsgrad verringert wird, wenn der Hochdruck PH kleiner wird. Die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 besteht aus einer festen Drossel.
In diesem Zusammenhang können im achtzehnten Ausführungsbeispiel sowohl die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 als auch die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 jeweils aus einer variablen Drossel wie beispielsweise einem Differenzdruckventil aufgebaut sein. Sowohl die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 als auch die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 können jeweils aus einer festen Drossel gebildet sein.
Als nächstes wird nun das neunzehnte Ausführungsbeispiel erläutert. In dem in 11 dargestellten zehnten Ausführungsbeispiel besteht die erste Druckverminderungsvorrichtung 4 aus einer Druckverminderungsvorrichtung des Hochdrucksteuertyps, und ihr Temperaturmessabschnitt 4a ist zwischen der Auslassseite des Kühlers 2 und der Einlassseite des hochdruckseitigen Kältemittelkanals 3a des Innenwärmetauschers 3 angeordnet. In dem in 21 dargestellten neunzehnten Ausführungsbeispiel ist jedoch der Temperaturmessabschnitt 4a der ersten Druckverminderungsvorrichtung 4 an der Auslassseite des hochdruckseitigen Kältemittelkanals 3a des Innenwärmetauschers 3 in der gleichen Weise wie bei dem in 16 dargestellten fünfzehnten Ausführungsbeispiel angeordnet.
Im neunzehnten Ausführungsbeispiel besteht die zweite Druckverminderungsvorrichtung 10 aus einer festen Drossel oder einer variablen Drossel wie beispielsweise einem Differenzdruckventil, das im siebzehnten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 18 erläutert wurde.
Schließlich wird nun ein weiteres Ausführungsbeispiel erläutert. In diesem Zusammenhang wird in jedem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Verdampfapparat 5 der zwei Verdampfapparate 5, 11, die parallel zueinander geschaltet sind, für eine Klimatisierung an der Vordersitzseite in dem Fahrzeug-Fahrgastraum benutzt, und der Verdampfapparat 11 wird für eine Klimatisierung auf der Rücksitzseite in dem Fahrzeug-Fahrgastraum benutzt. Jedoch kann der Verdampfapparat 5 auch zur Klimatisierung in dem Fahrzeug-Fahrgastraum verwendet werden, und der Verdampfapparat 11 kann zum Kühlen eines in dem Fahrzeug-Fahrgastraum montierten Kühlgeräts verwendet werden.
Das Kältemittel in dem überkritischen Kreis ist nicht auf CO₂ beschränkt. Zum Beispiel können Ethylen, Ethan oder Stickoxide für das Kältemittel in dem überkritischen Kreis verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung kann auf einen normalen Kühlkreis (unterkritischer Kreis), dessen Hochdruck nicht den kritischen Druck übersteigt, angewendet werden.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsbeispiele zu Veranschaulichungszwecken beschrieben worden ist, sollte es offensichtlich sein, dass durch den Fachmann zahlreiche Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne den durch die anhängenden Ansprüche definierten Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Kühlkreis, mit einem Kompressor (1) zum Ansaugen und Komprimieren eines Kältemittels; einem Kühler (2) zum Kühlen des von dem Kompressor (1) ausgegebenen Kältemittels; wenigstens einer Druckverminderungseinrichtung (4, 10) zum Reduzieren des Drucks des Kältemittels an der Auslassseite des Kühlers (2); mehreren Verdampfapparaten (5, 11) zum Verdampfen des Niederdruckkältemittels, das durch die Druckverminderungseinrichtungen (4, 10) gelangt ist; einem an der Auslassseite eines Verdampfapparats (5) von den mehreren Verdampfapparaten (5, 11) vorgesehenen Sammler (9); und einem Innenwärmetauscher (3) zum Wärmeaustausch zwischen dem Niederdruckkältemittel, das zwischen der Auslassseite des Sammlers (9) und der Saugseite des Kompressors (11 strömt, und dem Hochdruckkältemittel an der Auslassseite des Kühlers (2), wobei die Auslassseite des anderen Verdampfapparats (11) von den mehreren Verdampfapparaten (5, 11) mit einem Abschnitt zwischen der Auslassseite des Sammlers (9) und der Einlassseite des Innenwärmetauschers (3) verbunden ist, und die wenigstens eine Druckverminderungseinrichtung den Druck des Kältemittels, das wenigstens dem anderen Verdampfapparat (11) zugeführt wird, durch eine feste Drossel (4, 10) reduziert.
Kühlkreis nach Anspruch 1, bei welchem nur eine feste Drossel vorgesehen ist und der Druck des den mehreren Verdampfapparaten (5, 11) zugeführten Kältemittels durch die eine feste Drossel reduziert wird.
Kühlkreis nach Anspruch 1, bei welchem die wenigstens eine Druckverminderungseinrichtung eine Druckverminderungseinrichtung (4) zum Reduzieren des Drucks des dem einen Verdampfapparat (5) zugeführten Kältemittels und eine feste Drossel (10) zum Reduzieren des Drucks des dem anderen Verdampfapparat (11) zugeführten Kältemittels enthält, wobei die Druckverminderungseinrichtung (4) und die feste Drossel (10) unabhängig voneinander vorgesehen sind.
Kühlkreis, mit einem Kompressor (1) zum Ansaugen und Komprimieren eines Kältemittels; einem Kühler (2) zum Kühlen des von dem Kompressor (1) ausgegebenen Kältemittels; wenigstens einer Druckverminderungseinrichtung (4, 10) zum Reduzieren des Drucks des Kältemittels an der Auslassseite des Kühlers (2); mehreren Verdampfapparaten (5, 11) zum Verdampfen des Niederdruckkältemittels, das durch die Druckverminderungseinrichtungen (4, 10) gelangt ist; einem an der Auslassseite des einen Verdampfapparats (5) von den mehreren Verdampfapparaten (5, 11) vorgesehenen Sammler (9); und einem Innenwärmetauscher (3) zum Wärmeaustausch zwischen dem Niederdruckkältemittel, das zwischen der Auslassseite des Sammlers (9) und der Saugseite des Kompressors (1) strömt, und dem Hochdruckkältemittel an der Auslassseite des Kühlers (2), wobei die Auslassseite des anderen Verdampfapparats (11) von den mehreren Verdampfapparaten 15, 11) mit einem Abschnitt zwischen der Auslassseite des Sammlers (9) und der Einlassseite des Innenwärmetauschers (3) verbunden ist, die wenigstens eine Druckverminderungseinrichtung den Druck des Kältemittels, das wenigstens dem anderen Verdampfapparat (11) zugeführt wird, durch eine variable Drossel (10) reduziert, und die variable Drossel (10) so geändert wird, dass der Öffnungsgrad reduziert werden kann, wenn der Hochdruck geringer wird.
Kühlkreis nach Anspruch 4, bei welchem die variable Drossel (10) eine eines Differenzdruckventils, dessen Öffnungsgrad gemäß dem Differenzdruck zwischen dem Hochdruck und dem Niederdruck verändert wird, eines Hochdruckansprechventils, dessen Ventilöffnungsgrad gemäß dem Hochdruck verändert wird, und eines Hochdruckkältemitteltemperaturansprechventils, dessen Ventilöffnungsgrad gemäß der Hochdruckkältemitteltemperatur verändert wird, ist.
Kühlkreis nach Anspruch 4 oder 5, bei welchem die wenigstens eine Druckverminderungseinrichtung eine Druckverminderungseinrichtung (4) zum Reduzieren des Drucks des dem einen Verdampfapparat (5) zugeführten Kältemittels und eine variable Drossel (10) zum Reduzieren des Drucks des dem anderen Verdampfapparat (11) zugeführten Kältemittels enthält, wobei die Druckverminderungseinrichtung (4) und die variable Drossel (10) unabhängig voneinander vorgesehen sind.
Kühlkreis nach Anspruch 3 oder 6, bei welchem die Druckverminderungseinrichtung (4) auf der Seite des einen Verdampfapparats (5) den Hochdruck entsprechend der Hochdruckkältemitteltemperatur an der Auslassseite des Kühlers (2) steuert.
Kühlkreis, mit einem Kompressor (1) zum Ansaugen und Komprimieren eines Kältemittels; einem Kühler (2) zum Kühlen des von dem Kompressor (1) ausgegebenen Kältemittels; einer Druckverminderungseinrichtung (4, 10) zum Reduzieren des Drucks des Kältemittels an der Auslassseite des Kühlers (2); mehreren Verdampfapparaten (5, 11) zum Verdampfen des Niederdruckkältemittels, das durch die Druckverminderungseinrichtung (4, 10) gelangt ist; einem an der Auslassseite des einen Verdampfapparats (5) von den mehreren Verdampfapparaten (5, 11) vorgesehenen Sammler; und einem Innenwärmetauscher (3) zum Wärmeaustausch zwischen dem Niederdruckkältemittel, das zwischen der Auslassseite des Sammlers (9) und der Saugseite des Kompressors (1) strömt, und dem Hochdruckkältemittel an der Auslassseite des Kühlers (2), wobei die Auslassseite des anderen Verdampfapparats (11) von den mehreren Verdampfapparaten (5, 11) mit einem Abschnitt zwischen der Auslassseite des Sammlers (9) und der Einlassseite des Innenwärmetauschers (3) verbunden ist, und die eine Druckverminderungseinrichtung den Hochdruck entsprechend der Hochdruckkältemitteltemperatur an der Auslassseite des Kühlers (2) steuert.
Kühlkreis, mit einem Kompressor (1) zum Ansaugen und Komprimieren eines Kältemittels; einem Kühler 12) zum Kühlen des von dem Kompressor (1) ausgegebenen Kältemittels; wenigstens einer Druckverminderungseinrichtung (4, 10) zum Reduzieren des Drucks des Kältemittels an der Auslassseite des Kühlers (2); mehreren Verdampfapparaten (5, 11) zum Verdampfen des Niederdruckkältemittels, das durch die Druckverminderungseinrichtung (4, 10) gelangt ist; einem zwischen der Auslassseite der mehreren Verdampfapparate (5, 11) und der Saugseite des Kompressors (1) vorgesehenen Sammler; und einem Kältemittelkanal, durch welchen das aus wenigstens einem der mehreren Verdampfapparate (5, 11) ausströmende Kältemittel auf die Einlassseite des anderen Verdampfapparats geleitet wird.
Kühlkreis nach Anspruch 9, bei welchem die Druckverminderungseinrichtung aus einer Druckverminderungseinrichtung (4) zum Reduzieren des Drucks des in die mehreren Verdampfapparate (5, 11) strömenden Kältemittels gebildet ist.
Kühlkreis nach Anspruch 9, bei welchem mehrere Druckverminderungseinrichtungen (4, 10) entsprechend den mehreren Verdampfapparaten (5, 11) vorgesehen sind.
Kühlkreis nach Anspruch 11, bei welchem eine Druckverminderungseinrichtung (4) von den mehreren Druckverminderungseinrichtungen den Hochdruck entsprechend der Hochdruckkältemitteltemperatur an der Auslassseite des Kühlers (2) steuert.
Kühlkreis nach Anspruch 12, bei welchem die andere Druckverminderungseinrichtung (10), die eine der mehreren Druckverminderungseinrichtungen ist, aus einer festen Drossel gebildet ist.
Kühlkreis nach Anspruch 12, bei welcher die andere Druckverminderungseinrichtung von den mehreren Druckverminderungseinrichtungen aus einer variablen Drossel (10) gebildet ist und der Öffnungsgrad der variablen Drossel (10) reduziert wird, wenn der Hochdruck geringer wird.
Kühlkreis nach Anspruch 11, bei welchem wenigstens eine der mehreren Druckverminderungseinrichtungen (4, 10) aus einer festen Drossel (10) gebildet ist.
Kühlkreis nach Anspruch 11, bei welchem wenigstens eine der mehreren Druckverminderungseinrichtungen (4, 10) aus einer variablen Drossel (10) gebildet ist und der Öffnungsgrad der variablen Drossel reduziert wird, wenn der Hochdruck geringer wird.
Kühlkreis nach Anspruch 14 oder 16, bei welchem die variable Drossel (10) eine eines Differenzdruckventils, dessen Öffnungsgrad entsprechend dem Differenzdruck zwischen dem Hochdruck und dem Niederdruck verändert wird, eines Hochdruckansprechventils, dessen Ventilöffnungsgrad entsprechend dem Hochdruck verändert wird, und eines Hochdruckkältemitteltemperaturansprechventils, dessen Ventilöffnungsgrad entsprechend der Hochdruckkältemitteltemperatur verändert wird, ist.
Kühlkreis nach einem der Ansprüche 9 bis 17, ferner mit einem Innenwärmetauscher (3) zum Wärmeaustausch zwischen dem Niederdruckkältemittel, das zwischen der Auslassseite des Sammlers (9) und der Saugseite des Kompressors (1) strömt, und dem Hochdruckkältemittel an der Auslassseite des Kühlers (2).
Kühlkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 18, ferner mit einem Öffnungs- und Schließventil (16) zum Stoppen eines Stroms des Kältemittels zu wenigstens einem Verdampfapparat von den mehreren Verdampfapparaten (5, 11).
Kühlkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 18, ferner mit einem Wechselventil (17) zum Umschalten eines Stroms des Kältemittels zu den mehreren Verdampfapparaten (5, 11).
Kühlkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 20, bei welchem der Kühlkreis ein überkritischer Kühlkreis ist, der ein Kältemittel verwendet, dessen Druck nicht geringer als der kritische Druck ist.
Klimaanlage zur Fahrzeugnutzung, mit einem der in den Ansprüchen 1 bis 21 beschriebenen Kühlkreise, wobei ein Verdampfapparat (5) von den mehreren Verdampfapparaten (5, 11) in der Klimaeinheit (6) an der Vordersitzseite in dem Fahrzeug-Fahrgastraum angeordnet ist, und der andere Verdampfapparat (11) von den mehreren Verdampfapparaten (5, 11) in der Klimaeinheit (12) an der Rücksitzseite in dem Fahrzeug-Fahrgastraum angeordnet ist.