DE102006041612A1 - Kühlkreisvorrichtung - Google Patents

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DE102006041612A1
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Syun Kariya-shi Kurata
Yoshiaki Kariya-shi Takano
Kenji Kariya-shi Ogura
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Abstract

Eine Kühlkreisvorrichtung enthält ein Doppelrohr (160) zum Wärmeaustausch zwischen einem durch einen Dekompressor (131) zu dekomprimierenden Hochdruckkältemittel und einem durch einen Kompressor (110) anzusaugenden Niederdruckkältemittel. Der Dekompressor (131) enthält ein thermisches Expansionsventil (131). Ein Öffnungsgrad des Ventils (131) wird entsprechend einer Temperatur eines auslassseitigen Kältemittels von einem Auslass eines niederdruckseitigen Wärmetauschers (141) zum Doppelrohr (160) oder einer Temperatur eines ansaugseitigen Kältemittels vom Doppelrohr (160) zu einer Ansaugöffnungstand des auslassseitigen Kältemittels oder des ansaugseitigen Kältemittels gesteuert werden. Der Dekompressor (131) hat einen mit einem Gas gefüllten geschlossenen Raum. Ein Druck des Gases variiert entsprechend der Temperatur des auslassseitigen Kältemittels oder des ansaugseitigen Kältemittels. Der Öffnungsgrad wird durch den Druck des Gases eingestellt. Der Dekompressor (131) steuert das auslassseitige Kältemittel in einem Bereich einer Trockenheit gleich oder größer als 0,9 und in einem Bereich einer Überhitzung gleich oder niedriger als 5°C.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlkreisvorrichtung mit einem Doppelrohr mit einem Außenrohr und einem Innenrohr. Die Vorrichtung kann geeigneterweise in einer Klimavorrichtung für ein Kraftfahrzeug verwendet werden.
  • Patentdokument 1 offenbart eine Kühlkreisvorrichtung. In der Vorrichtung sind ein Kompressor, ein Kühler, ein Expansionsventil und ein Verdampfapparat in dieser Reihenfolge durch ein Kältemittelrohr verbunden. Die Vorrichtung enthält ferner einen Innenwärmetauscher zum Austauschen von Wärme zwischen einem durch das Expansionsventil zu dekomprimierenden Hochdruckkältemittel und einem durch den Kompressor anzusaugenden Niederdruckkältemittel. Ein Lastangriffsabschnitt zum Ausüben einer Anfangslast auf eine Ventilfeder ist integral mit einem Gehäuse des Expansionsventils ausgebildet. Eine elastische Kraft von der Feder wird auf eine Federplatte und einen Ventilstopfen im Expansionsventil ausgeübt, und der Lastangriffsabschnitt ist am Gehäuse befestigt.
  • Demgemäß wird eine Enthalpiedifferenz zwischen Kältemitteln an einem Einlass und einem Auslass des Verdampfapparats vergrößert, weil in das Expansionsventil strömendes Kältemittel durch den Innenwärmetauscher gekühlt wird. So kann eine Wärmeabsorptionsleistung des Verdampfapparats erhöht werden. Weiter kann ein durch den Kompressor anzusaugendes Kältemittel ohne einen Vorlasteinstellabschnitt des Expansionsventils überhitzt werden. Deshalb kann die Kühlkreisvorrichtung stabil benutzt werden, weil eine Flüssigkeitskompression im Kompressor verhindert werden kann.
    • Patentdokument 1: JP-A-2004-270966 .
  • 6 in Patentdokument 1 zeigt einen Bereich, in dem der Verdampfapparat stabil arbeiten kann. Ein geeigneter Kältemittelzustand, insbesondere ein geeigneter Überhitzungsgrad, an einer Auslassseite des Verdampfapparats ist jedoch in der Kühlkreisvorrichtung nicht angegeben. Das heißt, falls das Kältemittel an der Auslassseite des Verdampfapparats zu stark überhitzt wird, kann auch eine Temperatur des vom Kompressor ausgegebenen Kältemittels erhöht werden. Daher kann eine Lebensdauerleistung für anhängende Teile, die auf einer Hochdruckseite der Kühlkreisvorrichtung angeordnet sind, beeinflusst werden.
  • In Anbetracht der obigen und weiterer Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kühlkreisvorrichtung vorzusehen. Gemäß der Vorrichtung kann eine Kühlleistung erhöht werden, und eine Lebensdauerleistung für auf einer Hochdruckseite angeordnete, anhängende Teile kann gewährleistet werden.
  • Gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung enthält eine Kühlkreisvorrichtung einen aus einem Kompressor, einem hochdruckseitigen Wärmetauscher, einem Dekompressor und einem niederdruckseitigen Wärmetauscher aufgebauten Kühlkreis, die in dieser Reihenfolge durch ein Rohr verbunden sind. Ein durch den Kompressor angesaugtes und komprimiertes Kältemittel zirkuliert im Kühlkreis. Ein im Kühlkreis angeordnetes Doppelrohr enthält ein Außenrohr und ein Innenrohr, die dazwischen und innerhalb des Innenrohrs zwei Kanäle bilden. Durch den Dekompressor zu dekomprimierendes Hochdruckkältemittel tauscht Wärme mit einem durch den Kompressor anzusaugenden Niederdruckkältemittel aus. Der Dekompressor enthält ein thermisches Expansionsventil, das einen Zustand eines auslassseitigen Kältemittels von einem Auslass des niederdruckseitigen Wärmetauschers zum Doppelrohr oder einen Zustand eines ansaugseitigen Kältemittels vom Doppelrohr zu einer Ansaugöffnung des Kompressors durch Einstellen eines Öffnungsgrades des Expansionsventils entsprechend einer Temperatur des auslassseitigen Kältemittels oder des ansaugseitigen Kältemittels steuert. Der Dekompressor hat einen mit einem Gas gefüllten geschlossenen Raum, in dem ein Druck des Gases entsprechend der Temperatur des auslassseitigen Kältemittels oder des ansaugseitigen Kältemittels variiert, um den Öffnungsgrad einzustellen. Das Gas hat eine Sättigungskennlinie, die etwa einer parallel verschobenen Sättigungskennlinie entspricht, die man durch Bewegen einer Sättigungskennlinie des Kältemittels parallel entlang einer Temperaturachsenrichtung eines Sättigungsliniendiagramms erhält. Der Dekompressor steuert einen Zustand des auslassseitigen Kältemittels in einem Bereich einer Trockenheit gleich oder größer als 0,9 und in einem Bereich eines Überhitzungsgrades gleich oder niedriger als 5°C.
  • Eine Kühlleistung des Doppelrohrs kann erhöht werden, wenn das auslassseitige Kältemittel eine Trockenheit gleich oder größer als 0,9 hat. Dagegen wird ein vom niederdruckseitigen Wärmetauscher ausgegebenes Niederdruckkältemittel mittels eines Hochdruckkältemittels im Doppelrohr maximal um 15°C überhitzt. Hierbei wird in einem Hochlastzustand zum Kühlen, falls das ansaugseitige Kältemittel einen Überhitzungsgrad größer als einen vorbestimmten Wert hat, eine Temperatur des durch den Kompressor komprimierten Kältemittels zu hoch. Wenn dieser Hochtemperaturzustand für eine lange Zeit andauert oder häufig stattfindet, kann eine Lebensdauerleistung für auf einer Ausgabeseite des Kompressors angeordnete Teile verringert werden. Deshalb wird der Überhitzungsgrad des auslassseitigen Kältemittels niedrig beschränkt, sodass eine Temperatur der Ausgabeseite des Kompressors nicht übermäßig erhöht wird. Wenn zum Beispiel eine Obergrenze für einen Überhitzungsgrad des ansaugseitigen Kältemittels auf etwa 20°C gesetzt ist, wird die Temperatur der Ausgabeseite des Kompressors in den meisten Antriebszuständen nicht übermäßig erhöht. In diesem Fall wird der Überhitzungsgrad von 15°C durch das Doppelrohr von dem Überhitzungsgrad von 20°C von der Obergrenze abgezogen. Daher kann ein Überhitzungsgrad des auslassseitigen Kältemittels auf weniger als 5°C beschränkt werden. Demgemäß kann durch Steuern des auslassseitigen Kältemittels im Bereich der Trockenheit gleich oder größer als 0,9 und im Bereich des Überhitzungsgrades gleich oder niedriger als 5°C die Kühlleistung der Kühlkreisvorrichtung verbessert werden und die Lebensdauerleistung für auf einer Hochdruckseite angeordnete Teile kann gewährleistet werden.
  • Der Dekompressor benutzt ein Gas, sodass eine Sättigungskennlinie des Gases parallel zu einer Sättigungskennlinie des Kältemittels ist. Deshalb kann ein schneller Anstieg einer Temperatur des Kältemittels beschränkt werden. Selbst wenn eine Temperatur eines ausgegebenen Kältemittels durch das Doppelrohr erhöht wird, übersteigt die Temperatur keine Haltetemperatur für die Einrichtungen. Wenn zum Beispiel eine Kühllast oder ein auslassseitiger Druck des niederdruckseitigen Wärmetauschers variiert, kann ein unerwarteter Anstieg der Temperatur reduziert werden. So kann der Kühlkreis mit einem Vorteil des Doppelrohrs in einem Bereich zum Beispiel von einem Niederlastbereich zu einem Hochlastbereich stabil arbeiten.
  • Das Doppelrohr kann eine solche Wärmetauschmenge haben, dass das ansaugseitige Kältemittel auf maximal 20°C überhitzt wird, wenn das auslassseitige Kältemittel im Bereich der Trockenheit gleich oder größer als 0,9 und im Bereich des Überhitzungsgrades gleich oder niedriger als 5°C ist.
  • Das thermische Expansionsventil kann das auslassseitige Kältemittel so steuern, dass es einen Überhitzungsgrad von etwa 0°C wenigstens zu einer Hochlastzeit hat. Dadurch wird der Überhitzungsgrad des auslassseitigen Kältemittels im Vergleich zu einem Fall, in dem das auslassseitige Kältemittel den Überhitzungsgrad von 5°C hat, um 5°C (5°C–0°C) gesenkt. So kann eine Sicherheitsrate wegen der Lebensdauerleistung für Teile auf einer Hochdruckseite verbessert werden, insbesondere in einem Hochlastzustand, weil eine Temperatur des durch den Kompressor komprimierten Kältemittels gesenkt werden kann.
  • Das Kältemittel kann ein HFC134a-Kältemittel sein. In diesem Fall kann eine Druckdichtheit für das Außenrohr und das Innenrohr des Doppelrohrs aufrechterhalten werden, und eine effiziente Kühlleistung kann erreicht werden. Als eine Eigenschaft des HFC134a hat, wenn eine Kältemitteltemperatur im niederdruckseitigen Wärmetauscher etwa 0°C beträgt, ein Niederdruckkältemittel einen Druck von 0,2 MPaG. Wenn eine Kältemitteltemperatur im hochdruckseitigen Wärmetauscher etwa 60°C beträgt, hat ein Hochdruckkältemittel einen Druck von 2 MPaG. So kann das Kältemittel einen vorbestimmten Temperaturbereich haben, und das Doppelrohr kann seine Druckdichtheit im vorbestimmten Bereich halten.
  • Die Kühlkreisvorrichtung kann in einer Klimavorrichtung für ein Kraftfahrzeug benutzt werden. In diesem Fall kann ein Hochdruckkältemittel durch Austauschen von Wärme mit einem Niederdruckkältemittel gekühlt werden. Dann kann eine Kühlleistung ohne Erhöhen einer Leistung des Kompressors verbessert werden. Daher kann ein Wirkungsgrad für den Kühlkreis verbessert werden. Deshalb kann insbesondere im Fall der Kühlkreisvorrichtung für das Kraftfahrzeug ein Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs besser sein, was in letzter Zeit deutlich gefordert wird. Ferner wird, falls eine durch einen Motor in einem Motorraum erwärmte Hochtemperaturluft durch den hochdruckseitigen Wärmetauscher angesaugt wird, eine Kältemittelkühlleistung durch den hochdruckseitigen Wärmetauscher geringer. Das Doppelrohr kann jedoch das Absenken der Kältemittelkühlleistung reduzieren.
  • Die Kühlkreisvorrichtung kann weiter einen Bypasskanal, einen zweiten Dekompressor und einen zweiten niederdruckseitigen Wärmetauscher enthalten, wenn der Dekompressor und der niederdruckseitige Wärmetauscher als ein erster Dekompressor bzw. ein erster niederdruckseitiger Wärmetauscher benutzt werden. Durch den Bypasskanal strömt das Kältemittel an dem ersten Dekompressor und dem ersten niederdruckseitigen Wärmetauscher vorbei. Ferner sind der zweite Dekompressor und der zweite niederdruckseitige Wärmetauscher in dem Bypasskanal angeordnet. In diesem Fall ist das Doppelrohr so angeordnet, dass Wärme zwischen einem in einen Verzweigungspunkt des Bypasskanals strömenden Hochdruckkältemittel und einem aus einem Zusammenflusspunkt des Bypasskanals zum Kompressor strömenden Niederdruckkältemittel ausgetauscht wird. Dadurch kann die Kühlleistung in sowohl dem ersten als auch dem zweiten niederdruckseitigen Wärmetauscher verbessert werden, weil das durch das Doppelrohr unterkühlte Hochdruckkältemittel zu sowohl dem ersten als auch dem zweiten niederdruckseitigen Wärmetauscher strömen kann.
  • Der zweite Dekompressor kann ein auslassseitiges Kältemittel aus einem Auslass des zweiten niederdruckseitigen Wärmetauschers zum Zusammenflusspunkt in einem Bereich einer Trockenheit gleich oder größer als 0,9 und in einem Bereich eines Überhitzungsgrades gleich oder niedriger als 5°C steuern. Dadurch kann ein Überhitzungsgrad des auslassseitigen Kältemittels im zweiten niederdruckseitigen Wärmetauscher analog zum ersten niederdruckseitigen Wärmetauscher reduziert werden. Daher kann eine Temperatur des durch den Kompressor komprimierten Kältemittels verringert werden.
  • Wenn der Kompressor eine Obergrenze für eine Temperatur aufweist, um ein Absenken der Lebensdauerleistung von auf einer Ausgabeseite des Kompressors angeordneten Kunstharzteilen zu verringern, wird der Zustand des auslassseitigen Kältemittels des Kompressors so gesteuert, dass eine Temperatur des vom Kompressor ausgegebenen Kältemittels gleich oder niedriger als die Obergrenze ist, selbst wenn die Temperatur aufgrund einer Laständerung in einem Hochlastbereich variiert.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische Darstellung einer Klimavorrichtung für ein Kraftfahrzeug;
  • 2 ist eine Perspektivansicht einer Kühlkreisvorrichtung;
  • 3 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Expansionsventils;
  • 4 ist ein Sättigungsliniendiagramm einer Sättigungskennlinie eines Arbeitsgases im Expansionsventil;
  • 5 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Doppelrohrs;
  • 6 ist eine Darstellung eines Mollier-Diagramms für die Kühlkreisvorrichtung;
  • 7 ist ein Diagramm eines günstigen Trockenheitbereichs oder Überhitzungsgradbereichs in einem Verdampfapparat oder einem Kompressor;
  • 8 ist ein Diagramm von Temperaturen eines Kältemittels auf einer Ausgabeseite des Kompressors basierend auf Antriebsbedingungen zu einer Hochlastzeit;
  • 9 ist ein Diagramm von Temperaturen des Kältemittels auf einer Ausgabeseite des Kompressors basierend auf den Arbeitsgasen;
  • 10 ist eine schematische Darstellung einer Kühlkreisvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
  • 11 ist eine schematische Darstellung einer Kühlkreisvorrichtung mit einem Doppelrohr in einer Zweifachklimaanlage gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
  • 12 ist eine schematische Darstellung einer Kühlkreisvorrichtung mit zwei Doppelrohren in einer Zweifachklimaanlage.
  • (Erstes Ausführungsbeispiel)
  • Eine Kühlkreisvorrichtung 100A in einem ersten Ausführungsbeispiel wird in einer Klimavorrichtung 100 für ein Kraftfahrzeug (nachfolgend als Klimavorrichtung bezeichnet) verwendet. Eine spezielle Konstruktion für die Vorrichtung 100A wird unter Bezug auf 1 bis 5 beschrieben. 1 ist eine schematische Darstellung der Klimavorrichtung 100; 2 ist eine Perspektivansicht der Kühlkreisvorrichtung 100A; 3 ist eine Querschnittsansicht eines Expansionsventils 131; 4 ist ein Sättigungsliniendiagramm, das eine Sättigungskennlinie eines Arbeitsgases im Expansionsventil 131 zeigt; und 5 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Doppelrohrs 160.
  • Wie in 1 und 2 dargestellt, ist ein Kraftfahrzeug in einen Motorraum 1 für einen Motor 10 und einen Fahrzeugraum 2 für Insassen durch ein Armaturenbrett 3 getrennt. Die Kühlkreisvorrichtung 100A ist bis auf das Expansionsventil 131 und einen Verdampfapparat 141 im Motorraum 1 angeordnet, und eine Inneneinheit 100B ist in einer Instrumententafel im Fahrzeugraum 2 angeordnet. Die Klimavorrichtung 100 ist aus der Kühlkreisvorrichtung 100A und der Inneneinheit 100B aufgebaut.
  • Die Inneneinheit 100B enthält ein Gebläse 102, den Verdampfapparat 141 und einen Heizkern 103 in einem Klimagehäuse 101. Das Gebläse 102 saugt wahlweise eine Außenluft oder eine Innenluft des Fahrzeugs als eine Klimaluft an und schickt die Klimaluft zum Verdampfapparat 141 und zum Heizkern 103. Der Verdampfapparat 141 verdampft ein Kältemittel, wenn die Kühlkreisvorrichtung 100A in Betrieb ist. Die Funktionsweise wird nachfolgend beschrieben. Der Verdampfapparat 141 ist ein Wärmetauscher zum Kühlen der Klimaluft durch eine Verdampfungswärme. Der Heizkern 103 ist ein Wärmetauscher zum Heizen der Klimaluft aus dem Verdampfapparat 141 unter Verwendung von heißem Wasser aus dem Motor 10 als eine Heizquelle.
  • Außerdem ist eine Luftmischklappe 104 angrenzend an den Heizkern 103 im Klimagehäuse 101 angeordnet, und die Klappe 104 stellt ein Mischungsverhältnis der durch den Verdampfapparat 141 gekühlten Luft und der durch den Heizkern 103 geheizten Luft durch Einstellen ihres Öffnungsgrades ein. So erhält man die gemischte Klimaluft, um eine vorbestimmte Temperatur zu haben, die durch die Insassen eingestellt wird.
  • Rohre 150 verbinden einen Kompressor 110, einen Kondensator 120, das Expansionsventil 131 und den Verdampfapparat 141 in dieser Reihenfolge in der Kühlkreisvorrichtung 100A und bilden einen geschlossenen Kreis. Das Doppelrohr 160 ist zwischen den Rohren 150 angeordnet. Der Kondensator 120 ist ein Wärmetauscher auf einer Hochdruckseite, und er arbeitet als ein Kühler oder ein Gaskühler. Der Verdampfapparat 141 ist ein Wärmetauscher auf einer Niederdruckseite, und er arbeitet als eine Kühleinheit oder ein Wärmeabsorber. Das Expansionsventil 131 ist ein Dekompressor, und eine Drossel, ein Ventil oder eine Ejektorpumpe können als Expansionsventil 131 verwendet werden.
  • Der Kompressor 110 ist eine Fluidmaschine zum Komprimieren eines Kältemittels auf eine hohe Temperatur und einen hohen Druck in der Kühlkreisvorrichtung 100A, und er wird durch den Motor 10 angetrieben. Das heißt, eine Riemenscheibe 111 ist an eine Antriebsachse des Kompressors 110 befestigt, und eine Antriebskraft durch den Motor 10 wird durch eine Kurbelscheibe 11 und einen Antriebsriemen 12 auf die Riemenscheibe 111 übertragen. Außerdem ist eine elektromagnetische Kupplung (nicht dargestellt) zwischen der Antriebsachse und der Riemenscheibe 111 angeordnet. Der Kondensator 120 ist mit einer Ausgabeseite des Kompressors 110 verbunden. Der Kondensator 120 ist ein Wärmetauscher zum Kondensieren eines Kältemittels in eine flüssige Phase durch Austauschen von Wärme mit Außenluft.
  • Das Expansionsventil 131 dekomprimiert das vom Kondensator 120 ausgegebene Flüssigphasenkältemittel isentropisch, um es auszudehnen. Das Expansionsventil 131 ist angrenzend an den Verdampfapparat 141 in der Inneneinheit 100B angeordnet. Das Expansionsventil 131 steuert seinen Öffnungsgrad thermisch so, dass ein auslassseitiges Kältemittel in einen Zustand mit einer Trockenheit gleich oder größer als 0,9 und einem Überhitzungsgrad gleich oder niedriger als 5°C ist. Hier stellt das auslassseitige Kältemittel ein Kältemittel von einem Auslass des Verdampfapparats 141 zum Doppelrohr 160 dar. Das Expansionsventil 131 ist ein Dekompressor. Der Öffnungsgrad des Expansionsventils 131 wird entsprechend einer Temperatur des auslassseitigen Kältemittels oder eines ansaugseitigen Kältemittels eingestellt. Das ansaugseitige Kältemittel stellt ein Kältemittel vom Doppelrohr 160 zu einer Ansaugöffnung des Kompressors 110 dar. So steuert das Expansionsventil 131 einen Zustand des auslassseitigen Kältemittels oder einen Zustand des ansaugseitigen Kältemittels. Der Öffnungsgrad des Expansionsventils 131 kann entsprechend einer Temperatur des ansaugseitigen Kältemittels aus dem Doppelrohr 160 zur Ansaugöffnung des Kompressors 110 eingestellt werden. Das Expansionsventil 131 hat einen geschlossenen Raum, in dem ein Gas eingeschlossen ist, und ein Druck des Gases variiert entsprechend einer Temperatur des auslassseitigen Kältemittels oder des ansaugseitigen Kältemittels. Der Öffnungsgrad des Expansionsventils 131 wird durch den Druck des eingeschlossenen Gases eingestellt. Das eingeschlossene Gas besitzt eine Sättigungskennlinie. Wenn eine Sättigungskennlinie des Kältemittels entlang einer Temperaturachse eines Sättigungsliniendiagramms parallel verschoben wird, ist die verschobene Linie etwa gleich der Sättigungskennlinie des eingeschlossenen Gases. Deshalb kann das Expansionsventil 131 als ein Normalladungs-Expansionsventil definiert werden.
  • Das Expansionsventil 131 zeigt eine bestimmte Kennlinie in einem weiten Bereich von einem niedrigen Druck zu einem hohen Druck. Die bestimmte Kennlinie ist etwa parallel zur Sättigungskennlinie des Kältemittels. Deshalb kann eine Veränderung einer Temperatur eines ausgegebenen Kältemittels des Kompressors 110 im weiten Bereich vom niedrigen Druck zum hohen Druck reduziert werden. Wenn zum Beispiel eine Last in einem Hochlastbereich stark erhöht wird, wird ein Anstieg der Temperatur des ausgegebenen Kältemittels auf eine Haltetemperatur beschränkt. Zum Beispiel kann ein übermäßiger Anstieg der Temperatur des ausgegebenen Kältemittels in einem weiten Bereich von einer niedrigen Last zu einer hohen Last beschränkt werden. Ferner kann, selbst wenn eine Last übermäßig ansteigt, ein übermäßiger Anstieg der Temperatur des ausgegebenen Kältemittels begrenzt werden. Deshalb wird ein Anstieg der Kältemitteltemperatur auf eine hohe Temperatur, bei welcher die Einrichtungen beeinflusst werden, beschränkt. Das Expansionsventil 131 kann in einer Klimavorrichtung für ein Fahrzeug, in dem eine Lastschwankung groß ist, benutzt werden.
  • In diesem Ausführungsbeispiel kann eine Differenz von Anstiegsmaßen der Temperatur des ausgegebenen Kältemittels zwischen einem Fall, wenn eine Last in einem Niederlastbereich variiert, und einem Fall, wenn die Last in einem Hochlastbereich variiert, reduziert werden. Daher kann ein plötzlicher Anstieg der Temperatur über eine Obergrenze im Hochlastbereich beschränkt werden. Eine Temperaturkennlinie des Expansionsventils 131 ist so eingestellt, dass die Temperatur des ausgegebenen Kältemittels nicht die Obergrenze übersteigt, wenn die Last im Hochlastbereich variiert. Selbst wenn die Temperatur die Obergrenze übersteigt, ist ihre Frequenz auf eine Reduzierung eingestellt. Die Obergrenze ist so eingestellt, dass eine Lebensdauerleistung von Teilen aus Kunstharz auf einer Ausgabeseite des Kompressors 110 an einem Absinken gehindert werden kann. In diesem Fall steuert das Expansionsventil 131 das auslassseitige Kältemittel so, dass ein Überschreiten der Obergrenze durch die Temperatur des ausgegebenen Kältemittels beschränkt werden kann, wenn die Temperatur wegen einer Lastschwankung im Hochlastbereich variiert. Daher kann das Expansionsventil 131 mit einer hohen Leistung in einem Mittellastbereich, der häufig benutzt wird, verwendet werden.
  • Insbesondere enthält das Expansionsventil 131, wie in 3 dargestellt, einen ersten Druckraum 131a, einen zweiten Druckraum 131b, eine membranförmige Federplatte 131c, einen Ventilstopfen 131d und eine Ventilfeder 131e. Der erste Druckraum 131a und der zweite Druckraum 131b sind durch die membranförmige Federplatte 131c getrennt. Der Ventilstopfen 131d ist außerhalb des zweiten Druckraums 131b so positioniert, dass er der Federplatte 131c gegenüberliegt. Wenn die Federplatte 131c zum zweiten Druckraum 131b verschoben wird, wird der Ventilstopfen 131d so verschoben, dass der Öffnungsgrad vergrößert wird. Die Feder 131e gibt eine elastische Kraft auf den ersten Druckraum 131a, um sein Volumen durch den Ventilstopfen 131d zu verringern.
  • Eine vorbestimmte Menge eines Arbeitsgases ist im ersten Druckraum 131a eingeschlossen. Das eingeschlossene Gas ist in einem gesättigten Zustand, in dem Dampf und Flüssigkeit koexistieren. Ein Druck im ersten Druckraum 131a schwankt entsprechend einer Temperatur des auslassseitigen Kältemittels des Verdampfapparats 141. Weiter entspricht ein Druck des aus der Auslassseite des Verdampfapparats 141 strömenden Kältemittels einem Druck des zweiten Druckraums 131b. Deshalb ist, wenn ein Überhitzungsgrad des Kältemittels auf der Auslassseite des Verdampfapparats 141 einen vorbestimmten Wert erreicht, der Druck des Arbeitsgases wegen des Überhitzungsgrades höher als jener des aus dem Verdampfapparat 141 strömenden Kältemittels. Dann wird eine Druckdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Druckraum 131a, 131b erzeugt. Wenn die Differenz die elastische Kraft der Feder 131e übersteigt, wird der Ventilstopfen 131d geöffnet und eine Menge des in den Verdampfapparat 141 strömenden Kältemittels wird vergrößert. So wird die Kältemitteltemperatur vermindert, und die Druckdifferenz wird vermindert, wodurch der Ventilstopfen 131d geschlossen wird. Durch Wiederholen dieses Vorgangs kann das auslassseitige Kältemittel des Verdampfapparats 141 auf einem vorbestimmten Überhitzungsgrad gehalten werden.
  • Wie in 4 dargestellt, besitzt das Arbeitsgas eine Sättigungskurve. (Eine dünne Linie stellt eine normale Sättigungskurve dar, und eine dicke Linie stellt eine Sättigungskurve für ein Doppelrohr dar.) Das in der Kühlkreisvorrichtung 100A benutzte Kältemittel (HFC-134a) besitzt eine gestrichelte Sättigungskurve. Die dicke Linie und die dünne Linie kann man durch Parallelverschieben der gestrichelten Linie entlang einer Temperaturachsenrichtung zu einer Hochtemperaturseite erhalten. Der Überhitzungsgrad auf der Auslassseite ist durch eine Auswahl des Arbeitsgases und eine Einstellung der Feder 131e auf 0–3°C (wenigstens 5°C oder weniger, sodass das Kältemittel wenig Überhitzung aufweist) eingestellt.
  • Wie oben beschrieben, ist der Verdampfapparat 141 der Wärmetauscher zum Kühlen der Klimaluft durch die Verdampfung des vom Expansionsventil 131 ausgegebenen Kältemittels. Eine Kältemittelauslassseite des Verdampfapparats 141 ist mit einer Kältemittelansaugseite des Kompressors 110 verbunden.
  • Die Rohre 150 enthalten ein Hochdruckrohr 151 zum Leiten eines Hochdruckkältemittels vom Kompressor 110 durch den Kondensator 120 zum Expansionsventil 131 und ein Niederdruckrohr 152 zum Leiten eines Niederdruckkältemittels vom Verdampfapparat 141 zum Kompressor 110. Das Doppelrohr 160 hat eine Doppelrohrkonstruktion als wenigstens ein Teil des Rohrs 150.
  • Wie in 2 und 5 dargestellt, besitzt das Doppelrohr 160 eine Gesamtlänge von 700 bis 900 mm und mehrere gebogene Abschnitte 163, um eine Störung mit anderen Vorrichtungen, z. B. einem Motor 10 oder einer Karosserie, zu vermeiden. Dann ist das Doppelrohr 160 im Motor 1 positioniert.
  • Das Doppelrohr 160 enthält ein Außenrohr 161 und ein Innenrohr 162, die jeweils geformt sind. Das Innenrohr 162 läuft durch ein inneres des Außenrohrs 161. Das Außenrohr 161 ist zum Beispiel ein Φ22 mm-Rohr (Außendurchmesser: 22 mm, Innendurchmesser: 19,6 mm). Ein Gesamtumfang von zwei Enden des Außenrohrs 161 in einer Längsrichtung ist zusammengedrückt und mit einer Umfangsfläche des Innenrohrs 162 (Außendurchmesser: 19,1 mm) luftdicht und flüssigkeitsdicht verschweißt. So ist ein Kanal 160a zwischen einer Innenfläche des Außenrohrs 161 und einer Außenfläche des Innenrohrs 162 gebildet.
  • Eine Umfangswand hat zwei Verbindungsöffnungen 161a zum Verbinden des Kanals 160a mit einer Außenseite an Positionen angrenzend an die beiden Enden des Außenrohrs 161. Eine der Öffnungen 161a ist mit dem Auslass des Kondensators 120 durch das Hochdruckrohr 151 verbunden, und die andere Öffnung 161a ist mit dem Einlass des Expansionsventils 131 durch das Hochdruckrohr 151 verbunden. Der Kanal 160a bildet einen Teil des Hochdruckrohrs 151, und das Hochdruckkältemittel strömt im Kanal 160a.
  • Dagegen ist das Innenrohr 162 zum Beispiel ein ¾ Inch-Rohr (Außendurchmesser: 19,1 mm, Innendurchmesser: 16,7 mm) aus Aluminium. Das heißt, eine Querschnittsfläche des Kanals 160a ist gesichert, um mit dem Hochdruckkältemittel in Verbindung zu stehen, und gleichzeitig ist seine Oberfläche vergrößert, indem der Außendurchmesser des Innenrohrs 162 nahe zum Außenrohr 161 gemacht ist.
  • Das Innenrohr 162 ist länger als das Außenrohr 161. Eines der Enden des Innenrohrs 162 in einer Längsrichtung ist mit dem Auslass des Verdampfapparats 141 als das Niederdruckrohr 152 verbunden, und das andere Ende ist mit der Ansaugseite des Kompressors 110 als das Niederdruckrohr 152 verbunden. Das Niederdruckkältemittel strömt im Innenrohr 162.
  • Eine Rundnut 162c und eine Spiralnut 162a sind auf der Außenfläche des Innenrohrs 162 gebildet, um einen Bereich des Kanals 160a zu bilden. Die Rundnuten 162c sind an Positionen entsprechend den Verbindungsöffnungen 161a vorgesehen und verlaufen in einer Umfangsrichtung des Innenrohrs 162. Die Spiralnut 162a ist mit den Rundnuten 162c verbunden und hat mehrere (drei in diesem Ausführungsbeispiel) spiralförmig in einer Längsrichtung des Innenrohrs 162 verlaufende Gewinde zwischen den Rundnuten 162c. Der Kanal 160a ist durch die Nuten 162c, 162a vergrößert.
  • Als nächstes werden unter Bezug auf ein in 6 dargestelltes Mollier-Diagramm eine Funktionsweise basierend auf der obigen Konstruktion und ein Vorteil der Funktionsweise beschrieben.
  • Wenn ein Insasse des Fahrzeugs eine Klimatisierung zum Kühlen fordert, wird die elektromagnetische Kupplung des Kompressors 110 verbunden. Der Kompressor 110 wird durch den Motor 10 angetrieben und saugt das Kältemittel vom Verdampfapparat 141 an und komprimiert es. Danach wird das Kältemittel vom Kompressor 110 zum Kondensator 120 als ein Hochtemperatur- und Hochdruckkältemittel ausgegeben. Das Hochdruckkältemittel wird im Kondensator 120 zu einer flüssigen Phase gekühlt. Das flüssige Kältemittel strömt durch eines der Hochdruckrohre 151, den Kanal 160a und das andere Hochdruckrohr 151 und wird im Expansionsventil 131 dekomprimiert und ausgedehnt. Dann wird das ausgedehnte Kältemittel im Verdampfapparat 141 verdampft und wird zu einem gesättigten Gas gemacht, das einen Überhitzungsgrad von 0–3°C hat. Klimaluft wird entsprechend der Verdampfung des Kältemittels im Verdampfapparat 141 gekühlt. Das gesättigte Gasphasenkältemittel strömt durch eines der Niederdruckrohre 152, das Innenrohr 162 und das andere Niederdruckrohr 152 als ein Niedertemperatur- und Niederdruckkältemittel und kehrt zum Kompressor 110 zurück.
  • Hierbei tauschen das Hochdruckkältemittel und das Niederdruckkältemittel im Doppelrohr 160 Wärme aus. Das Hochdruckkältemittel wird gekühlt, und das Niederdruckkältemittel wird erwärmt. (Das Niederdruckkältemittel wird in diesem Doppelrohr 160 maximal um 15°C erwärmt.) Das heißt, das aus dem Kondensator 120 strömende flüssige Kältemittel wird im Doppelrohr 160 unterkühlt. Weiter wird das aus dem Verdampfapparat 141 strömende, gesättigte Gasphasenkältemittel hauptsächlich im Doppelrohr 160 zu einem Gasphasenkältemittel mit einem Überhitzungsgrad von maximal 18°C (3°C + 15°C) erwärmt. Das Niederdruckkältemittel erfährt keine Strahlungswärme vom Motor 10, weil das Innenrohr 162 zum Kommunizieren des Niederdruckkältemittels durch das Außenrohr 161 verdeckt ist. So kann ein Sinken einer Kühlleistung verringert werden.
  • Das Expansionsventil 131 steuert einen Zustand des auslassseitigen Kältemittels des Verdampfapparats 141 so, dass es eine Trockenheit gleich oder größer als 0,9 und einen Überhitzungsgrad gleich oder niedriger als 5°C hat, in der Vorrichtung 100A in diesem Ausführungsbeispiel. Wie in 7 dargestellt, wird eine Kühlleistung durch das Doppelrohr 160 erhöht, wenn das auslassseitige Kältemittel des Doppelrohrs 160 in einem Zustand ist, in dem die Trockenheit gleich oder größer als 0,9 ist und der Überhitzungsgrad gleich oder niedriger als 15°C ist. Ein „besserer Bereich” in 7 stellt einen besseren Bereich für die Kühlleistung des Doppelrohrs 160 dar. „A” in 7 gibt eine Obergrenze für einen Überhitzungsgrad auf der Auslassseite des Verdampfapparats an. „B” in 7 gibt eine Obergrenze für einen Überhitzungsgrad auf der Ansaugseite des Kompressors an. „C” in 7 gibt einen Überhitzungsgrad durch das Doppelrohr an.
  • Das aus dem Verdampfapparat 141 ausströmende Niederdruckkältemittel wird unter Verwendung des Hochdruckkältemittels im Doppelrohr 160 maximal um 15°C überhitzt. Hierbei wird, wie in 8 dargestellt, in einem Hochlastzustand zum Kühlen, beispielsweise einem Durchdrehen im Hochsommer (Fahren an einer Steigung mit einer hohen Drehzahl eines Motors), wenn der Überhitzungsgrad des Kältemittels auf der Ansaugseite des Kompressors 110 20°C übersteigt, eine Temperatur eines komprimierten Kältemittels stark erhöht. Zum Beispiel kann die Temperatur des vom Kompressor 110 ausgegebenen Kältemittels 150°C übersteigen. Falls dieser Zustand für eine lange Zeit andauert oder häufig passiert, kann eine Lebensdauerleistung von Teilen auf der Kältemittelausgabeseite des Kompressors 110 verringert werden. Wenn die 15°C-Überhitzung im Doppelrohr 160 von dem Überhitzungsgrad von 20°C als eine Obergrenze abgezogen wird, wird der Überhitzungsgrad des auslassseitigen Kältemittels des Kompressors 141 auf unter 5°C begrenzt. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Rohr auf der Kältemittelausgabeseite des Kompressors 110 aus Harz, z. B. Kunstharz, oder Gummi, gemacht. Falls die Temperatur des ausgegebenen Kältemittels sinkt, wird die Lebensdauerleistung des Kunstharzteils nicht verringert. Daher kann das auslassseitige Kältemittel des Verdampfapparats 141 so gesteuert werden, dass es in einem Bereich einer Trockenheit gleich oder größer 0,9 und in einem Bereich eines Überhitzungsgrades gleich oder niedriger als 5°C liegt. Demgemäß kann die Kühlleistung verbessert werden, und die Lebensdauerleistung für Teile auf der Hochdruckseite kann in der Kühlkreisvorrichtung 100A gesichert werden.
  • Weiter entspricht, wenn die Sättigungskennlinie des in der Vorrichtung 100A benutzten Kältemittels entlang der Temperaturachsenrichtung parallel verschoben wird, die verschobene Kennlinie etwa der Sättigungskennlinie des im ersten Druckraum 131a des Expansionsventils 131 eingeschlossenen Arbeitsgases. Deshalb kann das thermische Expansionsventil 131 mit einem vorbestimmten Überhitzungsgrad arbeiten, selbst wenn ein auslassseitiger Druck des Verdampfapparats 141 schwankt.
  • Das heißt, falls ein Gradient der Sättigungskennlinie des eingeschlossenen Gases relativ zur Sättigungskennlinie des Kältemittels abgestuft ist, wie in einer doppelstrichpunktierten Kreuzladungskurve in 4 dargestellt, ist ein Druck des eingeschlossenen Gases schwer zu erhöhen. Dann kann der Überhitzungsgrad auf der Kältemittelauslassseite des Verdampfapparats 141 einfach größer werden, was nicht günstig ist. Wie in 9 dargestellt, besitzt ein eingeschlossenes Gas mit einer Kreuzladungskennlinie einen größeren Überhitzungsgrad als ein eingeschlossenes Gas mit einer normalen Ladungskennlinie (die oben beschriebene, parallel verschobene Kennlinie). So wird, nachdem das Kältemittel durch den Kompressor 110 komprimiert ist, eine Temperatur des Kältemittels stärker erhöht.
  • Weiter kann, weil das Kältemittel HFC-134a in der Kühlkreisvorrichtung 100A benutzt wird, eine Druckdichtheit des Außenrohrs 161 und des Innenrohrs 162 des Doppelrohrs 160 beibehalten werden, und eine effiziente Kühlleistung kann erzielt werden. Als ein Kennzeichen des HFC-134a hat, wenn eine Kältemitteltemperatur im Verdampfapparat 141 etwa 0°C beträgt, ein Niederdruckkältemittel einen Druck von 0,2 MPaG. Wenn eine Kältemitteltemperatur im Kondensator 120 etwa 60°C beträgt, hat ein Hochdruckkältemittel einen Druck von 2 MPaG. Daher kann das Kältemittel einen vorbestimmten Temperaturbereich haben, und das Doppelrohr 160 kann seine Druckdichtheit in diesem Bereich halten.
  • Außerdem kann die Obergrenze für den Überhitzungsgrad des auslassseitigen Kältemittels des Verdampfapparats 141 auf etwa 0°C gesetzt werden. In diesem Fall kann das Expansionsventil 131 das auslassseitige Kältemittel des Verdampfapparats 141 in einem Bereich einer Trockenheit gleich oder größer als 0,9 und in einem Bereich eines Überhitzungsgrades gleich oder niedriger als 0°C steuern. Hierdurch wird der Überhitzungsgrad auf der Kältemittelansaugseite des Kompressors 110 um 5°C (5°C–0°C) verringert. Dann kann die Temperatur des durch den Kompressor 110 komprimierten Kältemittels aufgrund des Verringerns des Überhitzungsgrades reduziert werden. Daher kann eine Sicherheitsrate wegen der Lebensdauerleistung der Teile auf einer Hochdruckseite verbessert werden, insbesondere in einem Hochlastzustand wie beispielsweise einem Durchdrehen im Hochsommer. Ferner kann das Expansionsventil 131 das auslassseitige Kältemittel des Verdampfapparats 141 so steuern, dass es eine Trockenheit gleich oder mehr als 0,95 aufweist.
  • So stellt das Expansionsventil 131 ein Kältemittelströmungsvolumen auf einen vorbestimmten Wert ein, und der Kältemittelzustand wird durch einen Messabschnitt erfasst. Der vorbestimmte Wert wird entsprechend einer Wärmetauschmenge im Doppelrohr 160 (das zwischen dem Verdampfapparat 141 und dem Kompressor 110 als ein Innenwärmetauscher angeordnet ist) so eingestellt, dass das durch den Kompressor 110 angesaugte Kältemittel in einem vorbestimmten Zustand ist. Durch Einstellen des vorbestimmten Werts kann der Verdampfapparat 141 eine geeignete Kühlleistung haben, und die Temperatur des vom Kompressor 110 ausgegebenen Kältemittels wird nicht übermäßig erhöht. Insbesondere wird das auslassseitige Kältemittel des Verdampfapparats durch den vorbestimmten Wert in einem geeigneten Sättigungszustand gesteuert. Zum Beispiel liegt der vorbestimmte Wert in einem Bereich mit einer Trockenheit gleich oder größer als 0,9 und einem Überhitzungsgrad gleich oder niedriger als 5°C, in dem ein Flüssigkeitsanteil gering gelassen wird oder der Überhitzungsgrad sehr klein ist. Demgemäß wird ein Steuersollwert des Expansionsventils 131 so eingestellt, dass eine kleine Trockenheit oder ein kleiner Überhitzungsgrad, der um einen Wert entsprechend einer Wärmetauschmenge durch das Doppelrohr 160 verringert ist, für das auslassseitige Kältemittel des Verdampfapparats 110 im Vergleich zu einem Fall, in dem das Expansionsventil 131 in einer Kühlkreisvorrichtung ohne das Doppelrohr 160 verwendet wird, eingestellt.
  • (Zweites Ausführungsbeispiel)
  • Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in 10 dargestellt. Ein Öffnungsgrad eines Expansionsventils 131 wird im zweiten Ausführungsbeispiel entsprechend einer Temperatur eines ansaugseitigen Kältemittels eines Kompressors 110 gesteuert.
  • Das heißt, ein Druck eines ersten Druckraums 131a des Expansionsventils 131 variiert entsprechend einer Temperatur des Kältemittels aus einem Doppelrohr 160 zu einer Ansaugöffnung des Kompressors 10 (entsprechend dem ansaugseitigen Kältemittel). Dann besitzt das ansaugseitige Kältemittel des Kompressors 110 einen vorbestimmten Überhitzungsgrad. Der vorbestimmte Überhitzungsgrad kann ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel gleich oder niedriger als 20°C eingestellt werden. Außerdem sind ein Kondensationsabschnitt 121, ein Dampf/Flüssigkeit-Trennabschnitt 122 und ein Unterkühlungsabschnitt 123 integral in einem Kondensator 120 ausgebildet.
  • Hierdurch kann der Überhitzungsgrad des ansaugseitigen Kältemittels direkt gesteuert werden. Selbst wenn eine Wärmetauschmenge durch das Doppelrohr 160 schnell ansteigt, kann eine Temperatur des durch den Kompressor 110 komprimierten Kältemittels reduziert werden. Deshalb wird eine Kühlleistung des Verdampfapparats 141 verbessert, und eine Lebensdauerleistung für Teile auf einer Hochdruckseite kann in einer Kühlkreisvorrichtung 100A analog zum ersten Ausführungsbeispiel gesichert werden.
  • (Drittes Ausführungsbeispiel)
  • Ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in 11 dargestellt. Wenn eine Kühlkreisvorrichtung 100A eine Zweifach-Klimaanlage mit einem weiteren Verdampfapparat 142 für einen Rücksitz in einem Fahrzeug ist, wird im dritten Ausführungsbeispiel eine Position eines Doppelrohrs 160 verändert.
  • Das Expansionsventil 131 und der Verdampfapparat 141 im ersten Ausführungsbeispiel entsprechen einem ersten Expansionsventil 131 bzw. einem ersten Verdampfapparat 142 im dritten Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 100A enthält weiter einen Bypasskanal 153, durch den das Kältemittel am ersten Expansionsventil 131 und am ersten Verdampfapparat 141 vorbeiströmt. Ein zweites Expansionsventil 132 (entspricht einem zweiten Dekompressor) und ein zweiter Verdampfapparat 142 (entspricht einem zweiten niederdruckseitigen Wärmetauscher) sind im Bypasskanal 153 angeordnet. Ein Verzweigungspunkt A und ein Zusammenflusspunkt B sind im Bypasskanal 153 vorgesehen.
  • Ein Außenrohr 161 des Doppelrohrs 160 ist zwischen einem Kondensator 120 und dem Verzweigungspunkt A angeordnet, und ein Innenrohr 162 ist zwischen dem Zusammenflusspunkt B und einem Kompressor 110 angeordnet.
  • Ein Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 131 wird entsprechend einer Temperatur des Kältemittels zwischen dem Zusammenflusspunkt B und dem Doppelrohr 160 gesteuert. So wird ein auslassseitiges Kältemittel des ersten Verdampfapparats 141 in einem Bereich einer Trockenheit gleich oder größer als 0,9 und in einem Bereich eines Überhitzungsgrades gleich oder niedriger als 5°C eingestellt. Ein Öffnungsgrad des zweiten Expansionsventils 132 wird entsprechend einer Temperatur des Kältemittels zwischen dem zweiten Verdampfapparat 142 und dem Zusammenflusspunkt B gesteuert. So wird ein auslassseitiges Kältemittel des zweiten Verdampfapparats 142 (entspricht einem auslassseitigen Kältemittel eines zweiten niederdruckseitigen Wärmetauschers) in einem Bereich einer Trockenheit gleich oder größer als 0,9 und in einem Bereich eines Überhitzungsgrades gleich oder niedriger als 5°C eingestellt.
  • Hierdurch kann die Kühlleistung in beiden Verdampfapparaten 141, 142 verbessert werden, weil ein durch das Doppelrohr 160 unterkühltes Hochdruckkältemittel durch die Expansionsventile 131, 132 zu sowohl dem ersten als auch dem zweiten Verdampfapparat 141, 142 strömen kann.
  • Ein Überhitzungsgrad des auslassseitigen Kältemittels kann im zweiten Verdampfapparat 142 analog zum ersten Verdampfapparat 141 reduziert werden. So kann eine Temperatur des durch den Kompressor 110 komprimierten Kältemittels reduziert werden.
  • Zusätzlich kann, wie in 12 dargestellt, im dritten Ausführungsbeispiel ein Doppelrohr 160A angeordnet werden. Das heißt, ein Außenrohr 161 des Doppelrohrs 160A kann zwischen dem Verzweigungspunkt A und dem zweiten Expansionsventil 132 angeordnet werden, und ein Innenrohr 162 des Doppelrohrs 160A kann zwischen dem zweiten Verdampfapparat 142 und dem Zusammenflusspunkt B angeordnet werden.
  • Dadurch kann die Kühlleistung des zweiten Verdampfapparats 142 weiter verbessert werden, weil ein durch das Doppelrohr 160A unterkühltes Hochdruckkältemittel durch das zweite Expansionsventil 132 zum zweiten Verdampfapparat 142 strömen kann.
  • (Weitere Ausführungsbeispiele)
  • Obwohl die vorliegende Erfindung in Zusammenhang mit ihren bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen vollständig beschrieben worden ist, ist zu beachten, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen für den Fachmann offensichtlich sein werden.
  • Zum Beispiel wird in den obigen Ausführungsbeispielen das thermische Expansionsventil 131 (132, 133) als ein Dekompressor verwendet. Alternativ kann als Dekompressor auch eine feste Drossel oder ein Niederdruck-Expansionsventil verwendet werden, sofern die Drossel oder das Niederdruck-Expansionsventil das auslassseitige Kältemittel des Verdampfapparats in einem Bereich einer Trockenheit gleich oder größer als 0,9 und in einem Bereich eines Überhitzungsgrades gleich oder niedriger als 5°C steuern kann, oder die Drossel oder das Ventil das ansaugseitige Kältemittel des Kompressors auf einen vorbestimmten Überhitzungsgrad steuern kann.
  • Ferner ist das in der Kühlkreisvorrichtung 100A benutzte Kältemittel nicht auf das HFC-134a beschränkt. Andere Kältemittel können in der Vorrichtung 100A verwendet werden.
  • Ferner wird die Vorrichtung 100A für die Klimavorrichtung 100 für ein Fahrzeug benutzt. Alternativ kann die Vorrichtung 100A auch für eine Hausklimavorrichtung verwendet werden. In diesem Fall kann eine Außenluft des Außenrohrs 161 im Vergleich zur Luft im Motorraum 1 niedriger sein. Deshalb kann ein Niederdruckkältemittel im Kanal 160a strömen und ein Hochdruckkältemittel kann im Innenrohr 162 strömen, basierend auf einer Wärmetauschleistung zwischen dem Hochdruckkältemittel und dem Niederdruckkältemittel.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 2004-270966 A [0003]

Claims (8)

  1. Kühlkreisvorrichtung, mit einem Kühlkreis mit einem Kompressor (110), einem hochdruckseitigen Wärmetauscher (120), einem Dekompressor (131) und einem niederdruckseitigen Wärmetauscher (141), die in dieser Reihenfolge durch eine Rohrleitung (150) im Kreis verbunden sind, sodass ein durch den Kompressor (110) angesaugtes und komprimiertes Kältemittel im Kühlkreis zirkuliert; und einem im Kühlkreis angeordneten Doppelrohr (160), wobei das Doppelrohr ein Außenrohr (161) und ein Innenrohr (162) enthält, die zwei Kanäle zwischen sich und innerhalb des Innenrohrs (162) bilden, in welchem ein durch den Dekompressor (131) zu dekomprimierendes Hochdruckkältemittel Wärme mit einem durch den Kompressor (110) anzusaugenden Niederdruckkältemittel austauscht, wobei der Dekompressor (131) ein thermisches Expansionsventil (131) zum Steuern eines Zustandes eines auslassseitigen Kältemittels von einem Auslass des niederdruckseitigen Wärmetauschers (141) zum Doppelrohr (160) oder einen Zustand eines ansaugseitigen Kältemittels vom Doppelrohr (160) zu einer Ansaugöffnung des Kompressors (110) durch Einstellen seines Öffnungsgrades entsprechend einer Temperatur des auslassseitigen Kältemittels oder des ansaugseitigen Kältemittels enthält, der Dekompressor (131) ein mit einem Gas gefüllten geschlossenen Raum aufweist, in dem ein Druck des Gases entsprechend der Temperatur des auslassseitigen Kältemittels oder des ansaugseitigen Kältemittels variiert, um den Öffnungsgrad einzustellen, das Gas eine Sättigungskennlinie aufweist, die etwa einer parallel verschobenen Sättigungskennlinie entspricht, die man durch Verschieben einer Sättigungskennlinie des Kältemittels parallel entlang einer Temperaturachsenrichtung einer Sättigungskurve erhält, und der Dekompressor (131) den Zustand des auslassseitigen Kältemittels in einem Bereich einer Trockenheit gleich oder größer als 0,9 und in einem Bereich eines Überhitzungsgrades gleich oder niedriger als 5°C steuert.
  2. Kühlkreisvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das Doppelrohr (160) eine Wärmetauschmenge so hat, dass das ansaugseitige Kältemittel eine Überhitzung von maximal 20°C aufweist, wenn das auslassseitige Kältemittel im Bereich der Trockenheit gleich oder größer als 0,9 und im Bereich der Überhitzung gleich oder niedriger als 5°C ist.
  3. Kühlkreisvorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher das thermische Expansionsventil (131) den Zustand des auslassseitigen Kältemittels auf eine Überhitzung von 0°C wenigstens zu einer Hochlastzeit steuert.
  4. Kühlkreisvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher das Kältemittel ein HFC-134a-Kältemittel ist.
  5. Kühlkreisvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher der Kühlkreis in einer Klimavorrichtung (100) für ein Fahrzeug benutzt wird.
  6. Kühlkreisvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher der Dekompressor (131) und der niederdruckseitige Wärmetauscher (141) einem ersten Dekompressor (131) bzw. einem ersten niederdruckseitigen Wärmetauscher (141) entsprechen, ein Kältemittel durch einen Bypasskanal (153) an dem ersten Dekompressor (131) und dem ersten niederdruckseitigen Wärmetauscher (141) vorbeiströmt, in welchem ein zweiter Dekompressor (132) und ein zweiter niederdruckseitiger Wärmetauscher (142) angeordnet sind, und das Doppelrohr (160) so angeordnet ist, dass Wärme zwischen dem in einen Verzweigungspunkt (B) des Bypasskanals (153) strömenden Hochdruckkältemittel und dem aus einem Zusammenflusspunkt (B) des Bypasskanals (153) zum Kompressor (110) strömenden Niederdruckkältemittel ausgetauscht wird.
  7. Kühlkreisvorrichtung nach Anspruch 6, bei welcher der zweite Dekompressor (132) einen Kältemittelzustand von einem Auslass des zweiten niederdruckseitigen Wärmetauschers (142) zum Zusammenflusspunkt (B) in einem Bereich einer Trockenheit gleich oder größer als 0,9 und in einem Bereich einer Überhitzung gleich oder niedriger als 5°C steuert.
  8. Kühlkreisvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welcher der Kompressor (110) eine obere Grenztemperatur aufweist, um ein Vermindern einer Lebensdauerleistung von auf einer Ausgabeseite des Kompressors (110) angeordneten Kunstharzteilen zu reduzieren, und das auslassseitige Kältemittel so gesteuert wird, dass eine Temperatur des vom Kompressor (110) ausgegebenen Kältemittels gleich oder niedriger als die obere Grenztemperatur ist, wenn die Temperatur des vom Kompressor (131) ausgegebenen Kältemittels aufgrund einer Lastschwankung in einem Hochlastbereich variiert.
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