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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Dampfkompressions-Kühlkreisvorrichtung
mit einer Ejektorpumpe, die als eine Kältemitteldekompressionseinrichtung
und eine Kältemittelzirkulationseinrichtung
dient. Die Dampfkompressions-Kühlkreisvorrichtung
kann geeigneterweise für
zum Beispiel eine Hausklimaanlage oder eine Fahrzeugklimaanlage
verwendet werden.
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Eine
Dampfkompressions-Kühlkreisvorrichtung
mit einer Ejektorpumpe ist zum Beispiel in der JP-A-2004-26004 offenbart.
Der darin offenbarte Kühlkreis
enthält
einen Kältemittelkompressor,
einen Außenwärmetauscher,
eine Ejektorpumpe und eine Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung,
die im Kreis miteinander verbunden sind. Im Kühlkreis ist ein erster Innenwärmetauscher
in einem Nebenströmungspfad angeordnet,
der die Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung
und eine Kältemittelansaugöffnung der
Ejektorpumpe verbindet. Auch sind zwischen dem Kältemittelkompressor und dem
Außenwärmetauscher
ein zweiter Innenwärmetauscher
und eine Dekompressionsvorrichtung angeordnet.
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In
diesem Kühlkreis
wird eine Bypassleitung zu einer anderen geschaltet, um den Strom
des Kältemittels
zu ändern,
um die folgenden drei Betriebsweisen zu ermöglichen. Das heißt, ein
Kühlbetrieb kann
durch Absorbieren von Wärme
im ersten Innenwärmetauscher
sowie durch Abstrahlen von Wärme vom
Außenwärmetauscher
durchgeführt
werden. Ein Heizbetrieb kann durch Absorbieren von Wärme im Außenwärmetauscher
sowie durch Abstrahlen von Wärme
vom zweiten Innenwärmetauscher
durchgeführt
werden. Ein Entfeuchtungs- und Heizbetrieb kann durch Aufnehmen
von Wärme
im Außenwärmetauscher
und im ersten Innenwärmetauscher
sowie durch Abstrahlen von Wärme
vom zweiten Innenwärmetauscher
durchgeführt
werden.
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Im
oben beschriebenen Kühlkreis
ist jedoch im Kühlbetrieb
eine am zweiten Innenwärmetauscher angebrachte
Luftmischklappe geschlossen, um einen Wärmeaustausch im zweiten Innenwärmetauscher
zu verhindern. Im Heizbetrieb werden die Bypassleitungen in einer
solchen Weise geschaltet, dass der erste Innenwärmetauscher nicht benutzt wird.
Somit verwendet das gesamte System nicht alle Wärmetauscher gleichzeitig und
wird daher ineffizient und kostenintensiv.
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In
Anbetracht der oben beschriebenen Probleme ist eine Aufgabe der
Erfindung, eine Dampfkompressions-Kühlkreisvorrichtung vorzusehen,
die einen Kühl-,
einen Heiz- und
einen Entfeuchtungs- und Heizbetrieb effektiv durchführen kann,
indem sie effektiv von mehreren angeordneten Wärmetauschern Gebrauch macht.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Dampfkompressions-Kühlkreisvorrichtung einen Kompressor
(110) zum Ansaugen und Komprimieren eines Kältemittels;
einen außerhalb
eines Raums angeordneten Außenwärmetauscher
(130) zum Wärmeaustausch
zwischen dem Kältemittel
und Luft; und eine Ejektorpumpe (140), die eine Düse (141)
mit einem einstellbaren Öffnungsgrad
zum Dekomprimieren und Ausdehnen eines Hochdruckkältemittels,
eine Kältemittelansaugöffnung (142)
zum Ansaugen des Kältemittels
durch einen von der Düse
ausgestoßenen
Kältemittelstrom und
einen Druckerhöhungsabschnitt
(143) zum Erhöhen
des Drucks des von der Kältemittelansaugöffnung (142)
angesaugten Kältemittels
enthält.
Ein erster Innenwärmetauscher
(150) zum Durchführen
eines Wärmeaustausches
zwischen dem Kältemittel und
Luft ist innerhalb des Raums angeordnet und ist mit dem Druckerhöhungsabschnitt
(143) der Ejektorpumpe (140) verbunden, ein Nebenströmungspfad (161)
ist von einem Verzweigungspunkt (Z) zwischen dem Außenwärmetauscher
(130) und der Düse
(141) der Ejektorpumpe (140) abzweigend und mit
der Kältemittelansaugöffnung (142)
verbunden vorgesehen. Eine Dekompressionsvorrichtung (160)
ist im Nebenströmungspfad
(161) zum Dekomprimieren und Ausdehnen des Kältemittels
angeordnet, und ein zweiter Innenwärmetauscher (170)
außerhalb
des Raums ist im Nebenströmungspfad
(161) zwischen der Dekompressionsvorrichtung (160)
und der Kältemittelansaugöffnung (142)
zum Wärmeaustausch
zwischen dem Kältemittel
und Luft angeordnet. Ferner ist eine Strömungspfadschalteinrichtung
(120, 120A, 120B, 120C, 120D)
zum Schalten eines Strömungspfades des
Kältemittels
derart, dass der Kompressor (110) Kältemittel vom ersten Innenwärmetauscher
(150) ansaugt und komprimiertes Kältemittel an den Außenwärmetauscher
(130) ausgibt, oder derart, dass der Kompressor (110)
Kältemittel
vom Außenwärmetauscher
(130) ansaugt und das kom primierte Kältemittel zum ersten Innenwärmetauscher
(150) ausgibt, vorgesehen. Außerdem ist eine variable Drossel (180)
zwischen dem zweiten Innenwärmetauscher (170)
im Nebenströmungspfad
(161) und der Kältemittelansaugöffnung (142)
zum Verändern
eines Drosselgrades des Nebenströmungspfades
(161) angeordnet.
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Demgemäß kann die
Dampfkompressions-Kühlkreisvorrichtung
einen Kühl-,
einen Heiz- sowie einen Entfeuchtungs- und Heizbetrieb durchführen, wobei
sie drei Wärmetauscher,
d.h. den Außenwärmetauscher
(130), den ersten Innenwärmetauscher (150)
und den zweiten Innenwärmetauscher
(170) konstant nutzt.
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Zum
Beispiel schaltet die Strömungpfadschalteinrichtung
(120) den Strömungspfad
des Kältemittels
so, dass der Kompressor (110) das Kältemittel vom ersten Innenwärmetauscher
(150) ansaugt und das Kältemittel
an den Außenwärmetauscher
(130) ausgibt. Auch wird der Drosselgrad der variablen
Drossel (160) durch vollständiges Öffnen der variablen Drossel
(180) beseitigt. Dies lässt
das vom Kompressor (110) ausgegebene Kältemittel vom Außenwärmetauscher
(130) in sowohl die Düse (141)
der Ejektorpumpe (140) als auch den Nebenströmungspfad
(161) strömen.
Das in den Nebenströmungspfad
(161) strömende
Kältemittel
wird durch die Dekompressionsvorrichtung (160) dekomprimiert,
um in den zweiten Innenwärmetauscher (170)
zu strömen,
und gelangt dann durch die variable Drossel (180), die
vollständig
geöffnet
ist, um in die Kältemittelansaugöffnung (142)
der Ejektorpumpe (140) zu strömen. Das vom Außenwärmetauscher (130)
in die Düse
(141) der Ejektorpumpe (140) strömende Kältemittel
wird durch die Düse
(141) dekomprimiert und ausgedehnt und mit dem von der
Kältemittelansaugöffnung (142)
angesaugten Kältemittel vereint
und besitzt einen durch den Druckerhöhungsabschnitt (143)
erhöhten
Druck, um in den ersten Innenwärmetauscher
(150) zu strömen
und dann zum Kompressor (110) zurückzukehren. So nimmt in diesem
Fall die Dampfkompressions-Kühlkreisvorrichtung
(100) eine solche Form an, dass die Wärme von der Innenluft durch
den ersten und den zweiten Innenwärmetauscher (150, 170)
absorbiert wird und dass diese Wärme
vom Außenwärmetauscher
(130) abgestrahlt wird. Demgemäß kann der Kühlbetrieb, in
dem Luft durch sowohl den ersten als auch den zweiten Innenwärmetauscher
(150, 170) gekühlt wird,
effektiv durchgeführt
werden.
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Ferner
schaltet die Strömungspfadschalteinrichtung
(120) den Strömungspfad
des Kältemittels so,
dass der Kompressor (110) das Kältemittel vom Außenwärmetauscher
(130) ansaugt und das Kältemittel
zum ersten Innenwärmetauscher
(150) ausgibt. Auch wird die Düse (141) der Ejektorpumpe (140)
vollständig
geschlossen, und der Drosselgrad der variablen Drossel (180)
wird durch vollständiges Öffnen der
variablen Drossel (180) beseitigt. Dies lässt das
vom Kompressor (110) ausgegebene Kältemittel in den ersten Innenwärmetauscher
(150) strömen.
Das vom Druckerhöhungsabschnitt
(143) der Ejektorpumpe (140) über die Kältemittelansaugöffnung (142)
strömende
Kältemittel
gelangt durch die variable Drossel (180), die vollständig geöffnet ist, und
strömt
dann in den zweiten Innenwärmetauscher (170).
Das aus dem zweiten Innenwärmetauscher (1701 strömende Kältemittel
wird durch die Dekompressionsvorrichtung (160) dekomprimiert,
um in den Außenwärmetauscher
(130) zu strömen,
und kehrt dann zum Kompressor (110) zurück. So nimmt in diesem Fall
die Dampfkompressions-Kühlkreisvorrichtung
(100) eine solche Form an, dass die Wärme von der Außenluft
durch den Außenwärmetauscher
(130) absorbiert wird und dass diese Wärme von dem ersten und dem
zweiten Innenwärmetauscher
(150, 170) abgestrahlt wird. Demgemäß kann der
Heizbetrieb, in dem die Innenluft durch den ersten und den zweiten
Innenwärmetauscher
(150, 170) geheizt wird, effektiv durchgeführt werden.
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Außerdem schaltet
die Strömungspfadschalteinrichtung
(120) den Strömungspfad
des Kältemittels
so, dass der Kompressor (110) das Kältemittel vom ersten Innenwärmetauscher
(150) ansaugt und das Kältemittel
zum Außenwärmetauscher (1301 ausgibt.
Auch wird die Düse
(141) der Ejektorpumpe (140) vollständig geschlossen,
und der Drosselgrad der variablen Drossel (180) wird durch
Verengen der Drossel (180) auf einen vorbestimmten Wert verringert.
Dies lässt
das gesamte vom Kompressor (110) ausgegebene Kältemittel
vom Außenwärmetauscher
(130) in den Nebenströmungspfad
(161) strömen.
Das in den Nebenströmungspfad
(161) strömende
Kältemittel
wird durch die Dekompressionsvorrichtung (160) dekomprimiert,
um in den zweiten Innenwärmetauscher
(170) zu strömen,
und wird dann weiter durch die variable Drossel (180) dekomprimiert,
um in die Kältemittelansaugöffnung (142) der
Ejektorpumpe (140) zu strömen. Das in die Kältemittelansaugöffnung (142)
der Ejektorpumpe (140) strömende Kältemittel strömt durch den
Druckerhöhungsabschnitt
(143) in den ersten Innenwärmetauscher (150)
und kehrt dann zum Kompressor (110) zurück. So nimmt in diesem Fall
die Dampfkompressions-Kühlkreisvorrichtung
(100) eine solche Form an, dass die Wärme von der Innenluft durch
den ersten Innenwärmetauscher
(150) absorbiert wird und diese Wärme vom Außenwärmetauscher (130)
und vom zweiten Innenwärmetauscher
(170) abgestrahlt wird. Demgemäß kann der Entfeuchtungs- und
Heizbetrieb, in dem Luft durch den ersten Innenwärmetauscher, (150)
gekühlt
und dann durch den zweiten Innenwärmetauscher (170)
geheizt wird, effektiv durchgeführt
werden.
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Die
Strömungspfadschalteinrichtung
(170) kann ein Vierwegeventil (120) sein, das
mit vier Punkten auf einer Ansaugseite des Kompressors (110),
einer Ausgabeseite des Kompressors (110), einer Seite des
Außenwärmetauschers
(130) und einer Seite des ersten Innenwärmetauschers (150) verbunden
ist. In diesem Fall ist das Vierwegeventil ausgebildet, um zwei
vorbestimmte Punkte miteinander in Verbindung stehen zu lassen und
zwischen Kombinationen der verbundenen Punkte zu schalten.
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Ein
Innenwärmetauscher
(195) kann zum Wärmeaustausch
zwischen dem aus dem Außenwärmetauscher
(130) zur Dekompressionsvorrichtung (160) strömenden Kältemittel
und dem vom ersten Innenwärmetauscher
(150) zum Kompressor (110) strömenden Kältemittel vorgesehen sein.
In diesem Fall kann in entweder dem Kühlbetrieb oder dem Entfeuchtungs-
und Heizbetrieb, weil das Kältemittel,
von dem Wärme
abgestrahlt wird, durch das wärmeabsorbierende
Kältemittel
gekühlt
werden kann, die Enthalpie des Kältemittels,
von dem Wärme abgestrahlt
wird, verringert werden, was in einer großen, Enthalpiedifferenz zwischen
dem Einlass und dem Auslass auf der Wärmeabsorptionsseite resultiert,
wodurch die Fähigkeit
des Kreises verbessert wird, Wärme
zu absorbieren. Ferner kann das die Wärme absorbierende Kältemittel
dagegen geheizt werden, um zu einem Dampfphasenkältemittel mit einem vorbestimmten Überhitzungsgrad
zu werden, wodurch die Flüssigkeitskompression
durch den Kompressor (110) sicher verhindert wird.
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Obige
sowie weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.
Darin zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Dampfkompressions-Kühlkreisvorrichtung
in einem Kühlbetrieb
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 ein
Mollier-Diagramm eines Kältemittelzustands
im Kühlbetrieb;
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3 eine
schematische Darstellung der Dampfkompressions-Kühlkreisvorrichtung in einem Heizbetrieb
im ersten Ausführungsbeispiel;
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4 ein
Mollier-Diagramm eines Kältemittelzustands
im Heizbetrieb;
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5 eine
schematische Darstellung der Dampfkompressions-Kühlkreisvorrichtung in einem Entfeuchtungs-
und Heizbetrieb im ersten Ausführungsbeispiel;
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6 ein
Mollier-Diagramm eines Kältemittelzustands
im Entfeuchtungs- und Heizbetrieb;
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7 eine
schematische Darstellung einer Dampfkompressions-Kühlkreisvorrichtung
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; und
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8 eine
schematische Darstellung einer Dampfkompressions-Kühlkreisvorrichtung
gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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1 zeigt
eine Dampfkompressions-Kühlkreisvorrichtung 100 in
einem Kühlbetrieb
eines ersten Ausführungsbeispiels
gemäß der Erfindung.
Im ersten Ausführungsbeispiel
ist die Dampfkompressions-Kühlkreisvorrichtung 100 der
Erfindung auf ein Kühlkreissystem
angewendet, das an einem Fahrzeug wie beispielsweise einem Personenkraftwagen, einem
Bus oder einem Lastkraftwagen montiert ist. Es sollte beachtet werden,
dass 1 eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaus
eines Kühlkreises
der Dampfkompressions-Kühlkreisvorrichtung 100 ist,
wobei ein durch eine dünne
Linie angegebener Pfeil die Strömungsrichtung
eines Kältemittels
im Kühlbetrieb
anzeigt.
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In
der Dampfkompressions-Kühlkreisvorrichtung 100 wird
ein Kompressor 110 zum Ansaugen und Komprimieren des Kältemittels
durch einen Motor zum Fahrzeugantrieb (nicht dargestellt) über eine elektromagnetische
Kupplung 111, einen Riemen oder dergleichen drehbar angetrieben.
Das Einkuppeln und Auskuppeln der elektromagnetischen Kupplung 111 wird
durch eine nicht dargestellte Steuerung gesteuert.
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Als
Kompressor 110 kann entweder ein Verstellkompressor, der
ein Kältemittelausgabevermögen durch
eine Veränderung
der Ausgabekapazität einstellen
kann, oder ein Kompressor mit fester Verdrängung, der ein Kältemittelausgabevermögen durch Ändern einer
relativen Einschaltdauer des Kompressors durch Einkuppeln und Auskuppeln
der elektromagnetischen Kupplung 111 einstellen kann, verwendet
werden. Wenn ein elektrischer Kompressor als Kompressor 110 verwendet
wird, kann das Kältemittelausgabevermögen durch
Einstellung der Drehzahl eines Elektromotors eingestellt oder reguliert
werden.
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Auf
einer Kältemittelausgabeseite
des Kompressors 110 ist ein Vierwegeventil 120 angeordnet, das
als Strömungspfadschalteinrichtung
dient. Das Vierwegeventil 120 enthält vier Verbindungsteile und ist
ein Ventil, das zwei vorbestimmte Verbindungsteile miteinander in
Verbindung stehen lässt,
wobei zwischen den Kombinationen der in Verbindung stehenden Punkte
zum Beispiel durch einen elektrischen Stellantrieb geschaltet wird.
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Insbesondere
sind die vier Verbindungspunkte des Vierwegeventils 120 mit
einem Ansaugrohr 112, einem Ausgaberohr 113, einem
Rohr zur Außennutzung 131 bzw.
einem Rohr zur Innennutzung 151 verbunden. Das Vierwegeventil 120 kann zwischen
einem ersten Muster und einem zweiten Muster schalten. Im ersten
Muster, wie es durch eine durchgezogene Linie im Vierwegeventil 120 von 1 veranschaulicht
ist, sind das Ausgaberohr 113 und das Rohr zur Außennutzung 131 miteinander verbunden,
und das Rohr zur Innennutzung 141 und das Ansaugrohr 112 stehen
miteinander in Verbindung. Im zweiten Muster, wie es durch eine
gestrichelte Linie im Vierwegeventil 120 von 1 veranschaulicht
ist, sind das Aus gaberohr 113 und das Rohr zur Innennutzung 151 miteinander
verbunden, und das Rohr zur Außennutzung 131 und
das Ansaugrohr 112 stehen miteinander in Verbindung. Das Schalten
zwischen dem ersten und dem zweiten Muster durch das Vierwegeventil 120 wird
durch eine nicht dargestellte Steuerung (ECU) gesteuert.
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Zum
Beispiel ist ein Ende des in einem Motorraum des Fahrzeugs angeordneten
Außenwärmetauschers 130 mit
dem Rohr zur Außennutzung 131 auf
einer dem Vierwegeventil 120 abgewandten Seite verbunden.
Der Außenwärmetauscher 130 ist
ein Wärmetauscher,
der zum Wärmeaustausch
zwischen dem darin strömenden
Kältemittel
und Außenluft
geeignet ist.
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In
dem Ausführungsbeispiel
wird zum Beispiel Kohlendioxid (CO2) als
Kältemittel
für die Dampfkompressions-Kühlkreisvorrichtung 100 verwendet.
In diesem Fall befindet sich das vom Kompressor 110 ausgegebene
Hochdruckkältemittel
in einem überkritischen
Zustand, in dem der Kältemitteldruck
den kritischen Druck übersteigt,
wenn das Vierwegeventil 120 den Strömungspfad auf das erste Muster
schaltet. Daher strahlt der Außenwärmetauscher 130 Wärme des
Kältemittels
im überkritischen Zustand
an die Außenluft
ab und wirkt als ein Kühler (Gaskühler) zum
Kühlen
des Kältemittels.
Ein Schalten des Strömungspfades
durch das Vierwegeventil 120 bewirkt, dass der Außenwärmetauscher 130 als ein
Wärmeabsorber
zum Aufnehmen der Wärme
aus der Außenluft
wirkt, wenn das Niederdruckkältemittel,
dessen Temperatur niedriger als jene der Außenluft ist, durch den Außenwärmetauscher 130 strömt.
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Als
Kältemittel
kann auch ein normales Kältemittel
auf Flon-Basis verwendet werden. In diesem Fall befindet sich, wenn
der Strömungspfad
durch das Vierwegeventil 120 zum ersten Muster geschaltet
wird, das vom Kompressor 110 ausgegebene Hochdruckkältemittel
in einem unterkritischen Zustand, in dem der Kältemitteldruck den kritischen Druck
nicht übersteigt;
und daher dient der Außenwärmetauscher 130 als
ein Kondensator zum Kondensieren des Kältemittels.
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Das
andere Ende des Außenwärmetauschers 130 ist
mit einer variablen Ejektorpumpe 140 gekoppelt, die einen Öffnungsgrad
eines Düsenteils (Düse) 141 einstellen
kann, wie später
beschrieben wird. Die Ejektorpumpe 140 dient als Dekom pressionseinrichtung
zum Dekomprimieren des Kältemittels
sowie als Kältemittelzirkulationseinrichtung
(kinetische Vakuumpumpe) zum Zirkulieren des Kältemittels (Transportieren
des Fluids) durch eine Sogwirkung des mit hoher Geschwindigkeit
ausgestoßenen
Kältemittels
(Mitreißeffekt)
(siehe JIS Z 8126 Nr. 2.1, 2.3 oder dergleichen).
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Die
Ejektorpumpe 140 enthält
das Düsenteil 141 zum
isentropischen Dekomprimieren und Ausdehnen des Hochdruckkältemittels
durch Verengen einer Pfadfläche
(Öffnungsgrad)
des aus dem Außenwärmetauscher 130 strömenden Hochdruckkältemittels
auf ein kleines Niveau. Das Düsenteil 141 kann
den Wechsel in einen vollständig
geschlossenen Zustand durchführen,
in dem der Öffnungsgrad des
Düsenteils 141 bezüglich eines
vorbestimmten Öffnungsgrades
des Düsenteils 141 Null
ist. Der Düsenöffnungsgrad
des Düsenteils 141 wird
durch die Steuerung gesteuert.
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Eine
Kältemittelansaugöffnung 142 ist
in einer Seitenwand der Ejektorpumpe 140 vorgesehen, um
mit einem Raum in Verbindung zu stehen, der als ein Kältemittelausstoßbereich
des Düsenteils 141 dient.
Die Kältemittelansaugöffnung 142 saugt
ein Dampfphasenkältemittel
von einem zweiten Innenwärmetauscher 170 an,
der später
beschrieben wird. Ferner ist am kältemittelstromabwärtigen Teil
des Düsenteils 141 und
der Kältemittelansaugöffnung 142 ein
Druckerhöhungsabschnitt 143 zum
Mischen des Hochgeschwindigkeits-Kältemittelstroms aus dem Düsenteil 141 und
des angesaugten Kältemittels
von der Kältemittelansaugöffnung 142 und
dann Erhöhen des
Drucks der gemischten Kältemittel
vorgesehen.
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Der
Druckerhöhungsabschnitt 143 der
Ejektorpumpe 140 ist mit einem Ende des ersten Innenwärmetauschers 150 verbunden,
und das andere Ende des ersten Innenwärmetauschers 150 ist
mit dem Rohr zur Innennutzung 151 verbunden. Der erste
Innenwärmetauscher 150 ist
ein Wärmetauscher, der
Wärme zwischen
dem darin strömenden
Kältemittel
und Innenluft (d.h. in einen Fahrzeugraum zu blasende Luft) austauscht.
Insbesondere lässt
ein Schalten des Strömungspfades
durch das Vierwegeventil 120 den ersten Innenwärmetauscher 150 als einen
Wärmeabsorber
zum Absorbieren von Wärme von
der Innenluft wirken, wenn das Niederdruckkältemittel, dessen Temperatur
niedriger als jene der Innenluft ist, durch den ersten Innenwärme tauscher 150 strömt. Ein
Schalten des Strömungspfades durch
das Vierwegeventil 120 lässt den ersten Innenwärmetauscher 150 als
einen Kühler
zum Abstrahlen der Wärme
des Kältemittels
an die Innenluft wirken, wenn das Hochdruckkältemittel, dessen Temperatur höher als
jene der Innenluft ist, durch den ersten Innenwärmetauscher 150 strömt.
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Ein
als ein Nebenströmungspfad
dienendes Zweigrohr 161 ist zwischen der Seite des Düsenteils 141 und
der Kältemittelansaugöffnung 142 der
Ejektorpumpe 140 verbunden. Das heißt, das Zweigrohr 161 zweigt
von einer Position zwischen dem Außenwärmetauscher 130 und
der Ejektorpumpe 140 ab und ist mit der Kältemittelansaugöffnung 142 verbunden.
Man beachte, dass ein Bezugszeichen Z in 1 einen
Verzweigungspunkt des Zweigrohrs 161 bezeichnet.
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Eine
Drossel 160 ist am Zweigrohr 161 angeordnet. Die
Drossel 160, deren Drosselöffnungsgrad einstellbar ist,
drosselt das Zweigrohr 161, wodurch sie als eine Dekompressionsvorrichtung
zum Dekomprimieren und Ausdehnen des durch das Zweigrohr 161 strömenden Kältemittels
dient. Der Drosselöffnungsgrad
der Drossel 160 wird durch die nicht dargestellte Steuerung
gesteuert.
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Der
zweite Innenwärmetauscher 170 ist
zwischen der Drossel 160 im Zweigrohr 161 und
der Kältemittelansaugöffnung 142 der
Ejektorpumpe 140 angeordnet. Der zweite Innenwärmetauscher 170 ist ein
Wärmetauscher,
der Wärme
zwischen dem darin strömenden
Kältemittel
und der Innenluft (d.h. in den Fahrzeugraum zu blasender Luft) austauscht.
Insbesondere lässt
analog zum ersten Innenwärmetauscher 150 ein
Schalten des Strömungspfades
durch das Vierwegeventil 160 den zweiten Innenwärmetauscher 170 als
einen Wärmeabsorber
zum Absorbieren der Wärme
von der Innenluft wirken, wenn das Niederdruckkältemittel, dessen Temperatur
niedriger als jene der Innenluft ist, durch den zweiten Innenwärmetauscher 170 strömt. Auch
lässt ein
Schalten des Strömungspfades
durch das Vierwegeventil 120 den zweiten Innenwärmetauscher 170 als
einen Kühler
zum Abstrahlen der Wärme
des Kältemittels
zur Außenluft
wirken, wenn das Hochdruckkältemittel, dessen
Temperatur höher
als jene der Innenluft ist, durch den zweiten Innenwärmetauscher 170 strömt.
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Der
zweiten Innenwärmetauscher 170 ist
in einem Klimagehäuse 150B zusammen
mit dem oben beschriebenen ersten Wärmetauscher 150 aufgenommen,
um eine Klimaeinheit 150A zu bilden. Die Klimaeinheit 150A ist
zum Beispiel in einer Instrumententafel in einem Raum des Fahrzeugs
angeordnet. In der Klimaeinheit 150A wird, wie durch einen durch
die dicke Linie in 1 veranschaulichten Pfeil A
dargestellt, die Innenluft (d.h. in den Raum zu blasende Luft; zum
Beispiel die von außen
in den Raum des Fahrzeugs gesaugte Luft oder die ursprüngliche Innenluft)
vom ersten Innenwärmetauscher 150 durch
ein Gebläse
(nicht dargestellt) zum zweiten Innenwärmetauscher 170 geleitet,
und ein Wärmeaustausch
der zugeführten
Luft wird durch den ersten und den zweiten Innenwärmetauscher 150 und 170 durchgeführt, wodurch
die eingestellte Innenluft in den Raum des Fahrzeugs geblasen wird.
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Ferner
ist eine Drossel 180 zwischen dem zweiten Innenwärmetauscher 170 im
Zweigrohr 161 und der Kältemittelansaugöffnung 142 der
Ejektorpumpe 140 angeordnet. Die Drossel 180,
deren Drosselöffnungsgrad
einstellbar ist, drosselt das Zweigrohr 161, wodurch sie
als eine variable Drossel zum Dekomprimieren und Ausdehnen des durch
das Zweigrohr 161 strömenden
Kältemittels
dient. Der Drosselöffnungsgrad
der Drossel 180 ist bis zum vollständig geöffneten Zustand einstellbar,
in dem man die gleiche Strömungspfadfläche wie
jene des Zweigrohrs 161 erhält. Der Drosselöffnungsgrad
der Drossel 180 wird durch die nicht dargestellte Steuerung gesteuert.
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Ein
Speicher (Dampf/Flüssigkeit-Trennvorrichtung) 190 zum
Trennen des darin strömenden Kältemittels
in eine Dampf- und eine flüssige
Phase ist mitten im Ansaugrohr 112 angeordnet. Der Speicher 190 speichert
darin das Flüssigphasenkältemittel
aus den getrennten Kältemittelphasen
und lässt das
Dampfphasenkältemittel
hindurchströmen.
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In
der Dampfkompressions-Kühlkreisvorrichtung 100 des
Ausführungsbeispiels
ist ein Innenwärmetauscher 195 zum
Wärmeaustausch
zwischen dem vom Außenwärmetauscher 130 zur
Drossel 160 strömenden
Kältemittel,
insbesondere dem vom Außenwärmetauscher 130 zum
Verzweigungspunkt Z strömenden
Kältemittel
und dem vom ersten Innenwärmetauscher 150 zum
Kompressor 110 strömenden
Kälte mittel,
wenn das Vierwegeventil 120 in das erste Muster geschaltet
ist, insbesondere dem vom Speicher 190 zum Kompressor 110 strömenden Kältemittel
vorgesehen. Der Innenwärmetauscher 195 enthält darin
zwei Strömungspfade
und tauscht Wärme
zwischen den durch beide Strömungspfade
strömenden
Kältemitteln
aus.
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Es
wird nun eine Funktionsweise der oben beschriebenen Konfiguration
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
durch Hinzunehmen von 2 bis 6 beschrieben. 2 ist
ein Mollier-Diagramm eines Kältemittelzustands
in einem Kühlbetrieb, 3 ist
eine schematische Darstellung eines Kältemittelstroms der Dampfkompressions-Kühlkreisvorrichtung 100 in
einem Heizbetrieb, 4 ist ein Mollier-Diagramm eines
Kältemittelzustands
im Heizbetrieb, 5 ist eine schematische Darstellung eines
Kältemittelstroms
der Dampfkompressions-Kühlkreisvorrichtung 100 in
einem Entfeuchtungs- und Heizbetrieb, und 6 ist ein
Mollier-Diagramm eines Kältemittelzustands
im Entfeuchtungs- und Heizbetrieb.
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1. Kühlbetrieb (1 und 2)
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Die
Steuerung schaltet das Vierwegeventil 120 in das erste
Muster, wodurch der Drosselöffnungsgrad
der Drossel 180 in einen vollständig geöffneten Zustand gebracht wird.
Ebenso setzt die Steuerung die elektromagnetische Kupplung 111 in
einen Verbindungszustand. So wird der Kompressor 110 durch
den Motor für
den Fahrzeugantrieb angetrieben. Das durch den Kompressor 110 komprimierte und
von ihm ausgegebene Hochtemperatur- und Hochdruckkältemittel
gelangt durch das Ausgaberohr 113, das Vierwegeventil 120 und
das Rohr zur Außennutzung 131,
um in den Außenwärmetauscher 130 zu
strömen.
Im Außenwärmetauscher 130 strahlt das
Hochtemperaturkältemittel
Wärme an
die Außenluft
(d.h. Luft außerhalb
des Raums des Fahrzeugs) ab und wird dann gekühlt (wie durch den Außenwärmetauscher
in 2 angezeigt).
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Das
aus dem Außenwärmetauscher 130 strömende Kältemittel
gelangt durch einen der Strömungspfade
des Innenwärmetauschers 195 und
wird dann durch das Niedertemperatur- und Niederdruckkältemittel,
das aus dem später
beschriebenen Speicher 190 durch den anderen Strömungspfad
des Innenwärmetauschers 195 strömt, weiter
gekühlt
(wie durch einen wellenartigen Teil auf der oberen Seite von 2 angegeben).
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Das
aus dem einen der Strömungspfade
des Innenwärmetauschers 195 strömende Kältemittel wird
am Verzweigungspunkt Z in einen zur Ejektorpumpe 140 gerichteten
Kältemittelstrom
und einen zum Zweigrohr 161 gerichteten Kältemittelstrom
geteilt.
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Das
in die Ejektorpumpe 140 strömende Kältemittel wird durch das Düsenteil 141 dekomprimiert und
ausgedehnt, um zum Niedertemperatur- und Niederdruckkältemittel
zu werden (die Ejektorpumpe in 2). So wird
die Druckenergie des Kältemittels am
Düsenteil 141 in
die Geschwindigkeitsenergie umgewandelt, und das Kältemittel
wird aus einer Ausstoßöffnung des
Düsenteils 141 mit
hoher Geschwindigkeit ausgestoßen.
Hierbei saugt der Druckabfall des Kältemittels um die Ausstoßöffnung von der
Kältemittelansaugöffnung 142 das
durch den zweiten Innenwärmetauscher 170 im
Zweigrohr 161 gelangte Kältemittel (Dampfphasenkältemittel)
an. Das vom Düsenteil 141 ausgestoßene Kältemittel und
das in die Kältemittelansaugöffnung 142 angesaugte
Kältemittel
werden durch den Druckerhöhungsabschnitt 143 auf
der stromabwärtigen
Seite des Düsenteils 141 vereint
und gemischt, und die Geschwindigkeitsenergie (Expansionsenergie)
wird in die Druckenergie umgewandelt, wodurch der Druck des Kältemittels
erhöht
wird.
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Das
Kältemittel
aus dem Druckerhöhungsabschnitt 143 der
Ejektorpumpe 140 strömt
in den ersten Innenwärmetauscher 150.
Im ersten Innenwärmetauscher 150 absorbiert
das Kältemittel
Wärme aus
der Innenluft im Klimagehäuse 150B in
der Richtung des Pfeils A von 1 und verdampft
dann (wie durch einen ersten Innenwärmetauscher in 2 angegeben).
Die Innenluft wird durch Verdampfungswärme bei der Verdampfung des
Kältemittels
gekühlt.
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Andererseits
wird das in das Zweigrohr 161 strömende Kältemittel durch die Drossel 160 dekomprimiert
und ausgedehnt, um zu einem Niedertemperatur- und Niederdruckkältemittel
zu werden (siehe die Drossel 160 in 2), welches
dann in den zweiten Innenwärmetauscher 170 strömt. Im zweiten
Innenwärmetauscher 170 absorbiert
das Kältemittel Wärme aus
der durch den oben beschriebenen ersten Innenwärmetauscher 150 strömenden Innenluft und
verdampft dann (wie durch einen zweiten Innenwärmetauscher in 2 angezeigt).
Die Innenluft wird durch die Verdampfungswärme bei der Verdampfung des
Kältemittels
am zweiten Innenwärmetauscher 170 weiter
gekühlt.
Das im zweiten Innenwärmetauscher 170 verdampfte
Kältemittel
gelangt durch die Drossel 180, die so gesteuert wird, dass
sie in den vollständig
geöffneten
Zustand gebracht ist, und wird von der Kältemittelansaugöffnung 142 in
die Ejektorpumpe 140 gesaugt.
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Das
verdampfte und aus dem ersten Innenwärmetauscher 150 strömende Kältemittel
wird über das
Innenrohr 151, das Vierwegeventil 120 und das Ansaugrohr 112 in
den Speicher 190 gesaugt. Im Speicher 190 wird
das Kältemittel
in die Dampf- und die flüssige
Phase getrennt, sodass das Flüssigphasenkältemittel
darin gespeichert wird, während
das Dampfphasenkältemittel
durch den anderen Strömungspfad
des Innenwärmetauschers 195 gelangt. Hierbei
wird dieses Gasphasenkältemittel
durch das durch den einen Strömungspfad
des Innenwärmetauschers 195 gelangende
Hochtemperatur- und Hochdruckkältemittel
geheizt, um zu einem Gasphasenkältemittel
mit einem vorbestimmten Überhitzungsgrad
zu werden (wie durch einen wellenartigen Teil unten in 2 angezeigt),
das in den Kompressor 111 gesaugt und wieder komprimiert
wird.
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Im
Kühlbetrieb
kann die nicht dargestellte Steuerung den Drosselöffnungsgrad
der Drossel 160 so steuern, dass die Temperatur der durch
den zweiten Innenwärmetauscher 170 gelangten
Innenluft eine Solllufttemperatur ist, die durch einen Fahrgast im
Fahrzeug eingestellt wird.
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2. Heizbetrieb (3 und 4)
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Im
Heizbetrieb schaltet die Steuerung das Vierwegeventil 120 in
das zweite Muster, wodurch das Düsenteil 141 der
Ejektorpumpe 140 in den komplett geschlossenen Zustand
gebracht wird und der Drosselöffnungsgrad
der Drossel 180 in einen vollständig geöffneten Zustand gebracht wird.
Auch setzt die Steuerung die elektromagnetische Kupplung 111 in
einen Verbindungszustand. So wird der Kompressor 110 durch
den Motor für
den Fahrzeugantrieb angetrieben. Das durch den Kompressor 110 komprimierte
und von ihm ausgegebene Hochtemperatur- und Hoch druckkältemittel
gelangt durch das Ausgaberohr 113, das Vierwegeventil 120 und
das Rohr zur Innennutzung 151 und strömt in den ersten Innenwärmetauscher 150.
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Im
ersten Innenwärmetauscher 150 strahlt das
Kältemittel
Wärme an
die Innenluft in der Richtung des Pfeils A in 3 ab
und wird dann gekühlt (wie
durch einen ersten Innenwärmetauscher
in 4 angegeben). Das heißt, die Innenluft wird durch
die vom Kältemittel
im ersten Innenwärmetauscher 150 abgestrahlte
Wärme geheizt.
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Das
durch den ersten Innenwärmetauscher 150 gekühlte Kältemittel
strömt
in den Druckerhöhungsabschnitt 143 der
Ejektorpumpe 140. Da das Düsenteil 141 der Ejektorpumpe 140 in
den vollständig
geschlossenen Zustand gesteuert ist, gelangt das in den Druckerhöhungsabschnitt 143 strömende Kältemittel
durch die Ejektorpumpe 140 und strömt aus der Kältemittelansaugöffnung 142 aus.
Dann gelangt das Kältemittel
durch die Drossel 180, die in den vollständig geöffneten
Zustand gesteuert ist, um in den zweiten Innenwärmetauscher 170 zu
strömen.
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Im
zweiten Innenwärmetauscher 170 strahlt das
Kältemittel
Wärme an
die Innenluft ab, die durch den ersten Innenwärmetauscher 150 gelangt
ist, und wird dann gekühlt
(wie durch den zweiten Innenwärmetauscher
in 4 angezeigt). Das heißt, die Innenluft wird durch
die vom Kältemittel
am zweiten Innenwärmetauscher 170 abgestrahlte
Wärme weiter erwärmt.
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Das
aus dem zweiten Innenwärmetauscher 170 strömende Kältemittel
wird durch die Drossel 160 dekomprimiert und ausgedehnt,
um zu dem Niedertemperatur- und Niederdruckkältemittel zu werden (die Drossel 160 in 2).
Dieses Niedertemperatur- und Niederdruckkältemittel gelangt durch einen
der Strömungspfade
des Innenwärmetauschers 195 am Verzweigungspunkt
Z, um in den Außenwärmetauscher 130 zu
strömen.
Im Heizbetrieb wird, weil die beiden Kältemittel, die durch die beiden
Strömungspfade
des Innenwärmetauschers 195 gelangen,
zu den Niedertemperatur- und Niederdruckkältemitteln werden, der Wärmeaustausch
für den
Kühlbetrieb wie
oben beschrieben im Innenwärmetauscher 195 nicht
durchgeführt.
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Im
Innenwärmetauscher 130 absorbiert
das Kältemittel
Wärme aus
der Außenluft
und verdampft dann (wie durch einen Außenwärmetauscher in 4 angezeigt).
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Das
aus dem Außenwärmetauscher 130 strömende verdampfte
Kältemittel
wird über
das Rohr zur Außennutzung 131,
das Vierwegeventil 120 und das Ansaugrohr 112 in
den Speicher 190 gesaugt. Im Speicher 190 wird ähnlich dem
oben beschriebenen Kühlbetrieb
das Kältemittel
in die Dampf- und die flüssige
Phase getrennt. Das Flüssigphasenkältemittel
wird im Speicher 190 gespeichert, und das Dampfphasenkältemittel
gelangt durch den anderen Strömungspfad
des Innenwärmetauschers 195,
um in den Kompressor 111 gesaugt und dann wieder komprimiert
zu werden.
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Im
Heizbetrieb kann die nicht dargestellte Steuerung den Drosselöffnungsgrad
der Drossel 160 so steuern, dass die Temperatur der durch
den zweiten Innenwärmetauscher 170 gelangten
Innenluft eine Solllufttemperatur ist, die durch den einen Fahrgast
im Fahrzeug eingestellt wird.
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3. Entfeuchtungs- und
Heizbetrieb (5 und 6)
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Im
Entfeuchtungs- und Heizbetrieb schaltet die Steuerung das Vierwegeventil 120 in
das erste Muster, wodurch das Düsenteil 141 der
Ejektorpumpe 140 in den vollständig geschlossenen Zustand
gebracht wird. Auch setzt die Steuerung die elektromagnetische Kupplung 111 in
einen Verbindungszustand. So wird der Kompressor 110 durch
den Motor für
den Fahrzeugantrieb angetrieben. Das durch den Kompressor 110 komprimierte
und von ihm ausgegebene Hochtemperatur- und Hochdruckkältemittel
gelangt durch das Ausgaberohr 113, das Vierwegeventil 120 und
das Rohr zur Außennutzung 131 und
strömt in
den Außenwärmetauscher 130.
Im Außenwärmetauscher 130 strahlt
das Hochtemperaturkältemittel Wärme an die
Außenluft
ab und wird dann gekühlt (wie
durch den Außenwärmetauscher
in 6 angezeigt).
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Das
aus dem Außenwärmetauscher 130 strömende Kältemittel
gelangt durch einen der Strömungspfade
des Innenwärmetauschers 195 und
wird dann durch das Niedertemperatur- und Niederdruckkältemittel,
das aus dem später
beschriebenen Speicher 190 durch den anderen Strömungspfad
des Innenwärmetauschers 195 strömt, weiter
gekühlt
(wie durch einen wellenartigen Teil an der oberen Seite in 6 angezeigt).
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Da
das Düsenteil 141 der
Ejektorpumpe 140 im. vollständig geschlossenen Zustand
gesteuert wird, strömt
das aus einem der Strömungspfade
des Innenwärmetauschers 195 strömende Kältemittel durch
den Verzweigungspunkt Z in das Zweigrohr 161.
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Das
in das Zweigrohr 161 strömende Kältemittel wird durch die Drossel 160 um
ein vorbestimmtes Maß dekomprimiert
(die Drossel 160 in 6) und strömt dann
in den zweiten Innenwärmetauscher 170.
Im zweiten Innenwärmetauscher 170 wird
die durch den ersten Innenwärmetauscher 150 gekühlte und
entfeuchtete Innenluft wie später
beschrieben durch die Kältemittelabstrahlwärme geheizt
(wie durch einen zweiten Innenwärmetauscher
in 6 angegeben). Das aus dem Innenwärmetauscher 170 strömende Kältemittel
wird durch die Drossel 180 dekomprimiert und ausgedehnt
und strömt
von der Kältemittelansaugöffnung 142 in
die Ejektorpumpe 140.
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Das
in die Ejektorpumpe 140 strömende Kältemittel strömt durch
den Druckerhöhungsabschnitt 143 in
den ersten Innenwärmetauscher 150.
Im ersten Innenwärmetauscher 150 absorbiert
das Kältemittel
Wärme von
der Innenluft in der Richtung des Pfeils A in 5 und
verdampft dann (wie durch den ersten Innenwärmetauscher in 6 angegeben). Die
Innenluft wird durch die Verdampfungswärme bei der Verdampfung des
Kältemittels
am ersten Innenwärmetauscher 150 gekühlt (entfeuchtet).
Demgemäß wird die
Innenluft durch den ersten Innenwärmetauscher 150 gekühlt und
entfeuchtet und dann durch den zweiten Innenwärmetauscher 170 erwärmt.
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Das
aus dem ersten Innenwärmetauscher 150 ausströmende verdampfte
Kältemittel
wird über das
Innenrohr 151, das Vierwegeventil 120 und das Ansaugrohr 112 in
den Speicher 190 gesaugt. Im Speicher 190 wird
das Kältemittel ähnlich dem
oben beschriebenen Kühlvorgang
in die Dampf- und die flüssige
Phase getrennt. Das Flüssigphasenkältemittel
wird im Speicher 190 gespeichert, und das Dampfphasenkältemittel
gelangt durch den anderen Strömungspfad
des Innenwärmetauschers 195.
Hierbei wird dieses Dampfphasenkältemittel
durch das durch einen der Strömungspfade
des Innenwärmetauschers 195 strömende Hochtemperatur-
und Hochdruckkältemittel
geheizt, um zu einem Dampfphasenkältemittel mit einem vorbestimmten Überhitzungsgrad
zu werden (wie durch einen wellenartigen Teil unten in 6 angezeigt),
das in den Kompressor 111 gesaugt und durch ihn wieder
komprimiert wird.
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Im
Entfeuchtungs- und Heizbetrieb kann die nicht dargestellte Steuerung
die Drosselöffnungsgrade
der Drosseln 160 und 180 so steuern, dass die Feuchtigkeit
und die Temperatur der durch den zweiten Innenwärmetauscher 170 gelangten
Innenluft eine Sollfeuchtigkeit bzw. eine Solltemperatur sind, die
durch einen Fahrgast im Fahrzeug eingestellt werden.
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Wie
oben erwähnt,
ist die Dampfkompressions-Kühlkreisvorrichtung 100 des
Ausführungsbeispiels
mit dem Außenwärmetauscher 130,
der variablen Ejektorpumpe 140, dem ersten und dem zweiten Innenwärmetauscher 150 und 170,
der Strömungspfadschalteinrichtung 120 und
der als variable Drossel dienenden Drossel 180 versehen.
Dies ermöglicht
ein Schalten zwischen den Strömungspfaden
und eine Dekompression des Kältemittels
in einem vorbestimmten Teil, sodass der Kühl-, der Heiz- und der Entfeuchtungs-
und Heizvorgang unter konstanter Nutzung von drei Wärmetauschern,
d.h. dem Außenwärmetauscher 130,
dem ersten Innenwärmetauscher 150 und
dem zweiten Innenwärmetauscher 170 durchgeführt werden
können.
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Der
Innenwärmetauscher 195 kann
in der Dampfkompressions-Kühlkreisvorrichtung 100 vorgesehen
sein. In diesem Fall kann in entweder dem Kühlbetrieb oder dem Entfeuchtungs-
und Heizbetrieb das Kältemittel,
aus dem Wärme
im Außenwärmetauscher 130 abgestrahlt
wird, durch das Kältemittel
gekühlt
werden, das Wärme
im ersten Innenwärmetauscher 150 absorbiert.
Dies kann die Enthalpie des Kältemittels,
von dem Wärme
abgestrahlt wird, reduzieren, was in einer großen Enthalpiedifferenz zwischen
der Einlass- und der Auslassseite des Innenwärmetauschers (150 und 170 oder 150)
resultiert, wodurch die Fähigkeit
des Kreises verbessert wird, die Wärme zu absorbieren. Ferner
kann das Kältemittel
nach dem Aufnehmen der Wärme
im ersten Innenwärmetauscher 150 im
Gegensatz dazu im Innenwärmetauscher 195 geheizt
werden, um zu einem Dampfphasenkältemittel
mit einem vorbestimmten Überhitzungsgrad
zu werden, wodurch die Flüssigkeitskompression
durch den Kompressor 110 sicher verhindert wird.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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7 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel der
Erfindung. Das zweite Ausführungsbeispiel
hat im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel
eine weitere Strömungspfadschalteinrichtung.
Die Strömungspfadschalteinrichtung
des zweiten Ausführungsbeispiels
ist aus einem Dreiwegeventil 120A, elektromagnetischen
Ventilen 120B und 120C und einem Verbindungsrohr 120D aufgebaut.
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Das
Dreiwegeventil 120A enthält drei Verbindungsteile, die
mit dem Ausgaberohr 113, dem Rohr zur Außennutzung 131 bzw.
dem Rohr zur Innennutzung 151 verbunden sind. Zum Beispiel
ermöglicht ein
elektrischer Stellmechanismus, der im Dreiwegeventil 120A vorgesehen
ist, ein Schalten zwischen einem ersten Muster, in dem das Ausgaberohr 113 und das
Rohr zur Außennutzung 131 miteinander
in Verbindung stehen, und einem zweiten Muster, in dem das Ausgaberohr 113 und
das Rohr zur Innennutzung 151 miteinander in Verbindung
stehen. Das Schalten zwischen dem ersten und dem zweiten Muster
durch das Dreiwegeventil 120A wird durch eine nicht dargestellte
Steuerung gesteuert.
-
Das
Ende des Ansaugrohrs 112 auf der Seite des Kompressors 110 ist
mit dem Rohr zur Außennutzung 131 verbunden.
In der Nähe
des Verbindungsteils ist ein elektromagnetisches Ventil 120B zum Öffnen und
Schließen
des Ansaugrohrs 112 angeordnet. Das Öffnen und Schließen des
elektromagnetischen Ventils 120B wird durch die nicht dargestellte
Steuerung gesteuert.
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Ein
Verbindungsrohr 120D ist zum Verbinden der Nähe. des
ersten Innenwärmetauschers 150 im Rohr
zur Innennutzung 151 mit einer Position zwischen dem elektromagnetischen
Ventil 120B des Ansaugrohrs 112 und dem Speicher 190 in
der Nähe des
Speichers 190 vorgesehen. Im Verbindungsrohr 120D ist
ein elektromagnetisches Ventil 120C zum Öffnen und
Schließen
des Verbindungsrohrs 120D angeordnet, wie in 7 dargestellt.
Das Öffnen
und Schließen
des elektromagnetischen Ventils 120C wird wie im Fall des
oben beschriebenen elektromagnetischen Ventils 120B durch
eine nicht dargestellte Steuerung gesteuert.
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Mit
der oben beschriebenen Anordnung wird im Kühlbetrieb das Dreiwegeventil 120A durch
die nicht dargestellte Steuerung zum ersten Muster geschaltet, um
das elektromagnetische Ventil 120B zu schließen, während das
elektromagnetische Ventil 120C geöffnet wird. Auch wird der Drosselöffnungsgrad
der Drossel 180 in den vollständig geöffneten Zustand gebracht, und
die elektromagnetische Kupplung 111 wird in den Verbindungszustand
gesetzt, sodass der Kompressor 110 durch den Motor für den Fahrzeugantrieb
angetrieben wird. Dann erhält
man den Kreis, in dem das Kältemittel
wie durch einen in durchgezogener Linie dargestellten Pfeil in 7 veranschaulicht
zirkuliert, Wärme
durch das Kältemittel
im ersten und zweiten Innenwärmetauscher 150 und 170 absorbiert
wird und die Wärme
vom Kältemittel
im Außenwärmetauscher 130 in
der gleichen Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel abgestrahlt wird.
Das Kühlen
der Innenluft kann durch den ersten und den zweiten Innenwärmetauscher 150 und 170 durchgeführt werden.
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Im
Heizbetrieb wird das Dreiwegeventil 120A durch die nicht
dargestellte Steuerung zum zweiten Muster geschaltet, um das elektromagnetische
Ventil 120B zu öffnen,
während
das elektromagnetische Ventil 120C geschlossen wird. Auch
wird das Düsenteil 141 der
Ejektorpumpe 140 in den vollständig geschlossenen Zustand
gesetzt, der Drosselöffnungsgrad
der Drossel 180 wird in den vollständig geöffneten Zustand gebracht, und
die elektromagnetische Kupplung 111 wird in den Verbindungszustand
gebracht, sodass der Kompressor 110 durch den Motor für den Fahrzeugantrieb
angetrieben wird. So erhält man
den Kreis, in dem das Kältemittel
zirkuliert, wie durch einen durch eine gestrichelte Linie dargestellten
Pfeil in 7 veranschaulicht, Wärme durch
das Kältemittel
im Außenwärmetauscher 130 absorbiert wird
und die Wärme
vom Kältemittel
im ersten und zweiten Innenwärmetauscher 150 und 170 in
der gleichen Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel abgestrahlt
wird. Das Heizen der Innenluft kann durch den ersten und den zweiten
Innenwärmetauscher 150 und 170 durchgeführt werden.
-
Ferner
wird im Entfeuchtungs- und Heizbetrieb das Dreiwegeventil 120A durch
die nicht dargestellte Steuerung zum ersten Muster geschaltet, um das
elektromagnetische Ventil 120B zu schließen, während das
elektromagnetische Ventil 120C geöffnet wird. Auch wird das Düsenteil 141 der
Ejektorpumpe 140 in den vollständig geschlossenen Zustand
gebracht, und die elektromagnetische Kupplung 111 wird
in den Verbindungszustand gesetzt, sodass der Kompressor 110 durch
den Motor für
den Fahrzeugantrieb angetrieben wird. Dann erhält man den Kreis, in dem das
Kältemittel
zirkuliert, wie durch einen in strichpunktierter Linie dargestellten
Pfeil in 7 veranschaulicht, Wärme durch
das Kältemittel im
ersten Innenwärmetauscher 150 absorbiert
wird, und die Wärme
vom Kältemittel
im Außenwärmetauscher 130 und
im zweiten Innenwärmetauscher 170 in
der gleichen Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel abgestrahlt
wird. Das Kühlen
und Entfeuchten der Innenluft kann durch den ersten Innenwärmetauscher 150 durchgeführt werden,
und das Heizen der Innenluft nach Durchströmendes ersten Innenwärmetauschers 150 kann
durch den zweiten Innenwärmetauscher 170 durchgeführt werden.
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Wie
oben erwähnt,
ermöglicht
auch die Strömungspfadschalteinrichtung
mit dem Dreiwegeventil 120A, den elektromagnetischen Ventilen 120B, 120C,
dem Verbindungsrohr 120D und dergleichen den Kühl-, den
Heiz- und den Entfeuchtungs- und Heizbetrieb
unter konstanter Verwendung von drei Wärmetauschern, d.h. dem Außenwärmetauscher 130,
dem ersten Innenwärmetauscher 150 und
dem zweiten Innenwärmetauscher 170.
-
(Drittes Ausführungsbeispiel)
-
8 zeigt
ein drittes Ausführungsbeispiel der
Erfindung. Das dritte Ausführungsbeispiel
hat eine weitere Positionsanordnung des Innenwärmetauschers 195,
die bezüglich
des ersten Ausführungsbeispiels
modifiziert ist.
-
Im
dritten Ausführungsbeispiel
ist während des
Kühlbetriebs
oder des Entfeuchtungs- und Heizbetriebs der eine Strömungspfad,
durch den das Hochtemperatur- und Hochdruckkältemittel im Innenwärmetauscher 195 gelangt,
im Zweigrohr 161 positioniert. Dies kann die gleiche Wirkung
wie im ersten Ausführungsbeispiel
erzielen.
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Das
heißt,
der Verzweigungspunkt Z ist an einer Position zwischen dem Außenwärmetauscher 130 und
dem Düsenteil 141 der
Ejektorpumpe 140 angeordnet, und der eine Strömungspfad
des Innenwärmetauschers 195 ist
im Zweigrohr 161 positioniert. Im dritten Ausführungsbeispiel
können
die anderen Teile ähnlich
dem ersten Ausführungsbeispiel wie
in 8 gemacht sein, und können ähnlich dem zweiten Ausführungsbeispiel
gemacht sein.
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(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.
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Zum
Beispiel kann, obwohl in jedem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
die Dampfkompressions-Kühlkreisvorrichtung 100 auf
den Kühlkreis
für eine
Fahrzeugklimaanlage angewendet ist, die Dampfkompressions-Kühlkreisvorrichtung
der Erfindung auch auf einen anderen Kühlkreis für eine Hausklimaanlage oder
für eine
andere Nutzung angewendet werden.
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Solche Änderungen
und Modifikationen liegen selbstverständlich im Schutzumfang der
vorliegenden Erfindung, wie er durch die anhängenden Ansprüche definiert
ist.