DE102011110551A1

DE102011110551A1 - Kältemittelkreislaufvorrichtung vom Ejektortyp

Info

Publication number: DE102011110551A1
Application number: DE102011110551A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Oshitani
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-08-18
Filing date: 2011-08-12
Publication date: 2012-02-23
Also published as: US20120042686A1; US8650904B2; JP2012042113A; JP5625610B2

Abstract

Eine Kältemittelkreislaufvorrichtung (10) vom Ejektortyp weist einen Kompressor (11), einen Kühler (12), einen Ejektor (15), einen saugseitigen Verdampfer (18), welcher zum Verdampfen von Kältemittel angeordnet ist, das in einen Kältemittelsauganschluss (15c) von dem Ejektor einzusaugen ist, und einen Auslasskapazitätssteuerabschnitt (20a), der zum Steuern einer Kältemittelauslasskapazität des Kompressors ausgebildet ist, auf. Der Auslasskapazitätssteuerabschnitt erhöht die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors entsprechend zu einer Erhöhung von einer Bedarfskapazität, welche in einem Kältemittelkreislauf bei einem allgemeinen Betrieb benötigt wird, wenn die Bedarfskapazität größer ist als ein Standardwert. Im Gegensatz dazu steuert, wenn die Bedarfskapazität, welche in dem Kältemittelkreislauf benötigt wird, gleich ist zu oder geringer ist als der Standardwert, der Auslasskapazitätssteuerabschnitt die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors, um abwechselnd zwischen einem Hochkapazitätsbetrieb und einem Niedrigkapazitätsbetrieb geschaltet zu werden. Eine Menge der Zirkulation von Kältemittel in dem Kältemittelkreislauf kann somit in geeigneter Weise eingestellt werden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kältemittelkreislaufvorrichtung vom Ejektortyp, welche einen Ejektor aufweist.
Hintergrund
Herkömmlicherweise ist eine Kältemittelkreislaufvorrichtung vom Ejektortyp bekannt, die einen Ejektor aufweist und welche mit Funktionen eines Mittels zum Dekomprimieren von Kältemittel und eines Mittels zum Zirkulierenlassen von Kältemittel versehen ist. Die Patentdokumente 1 bis 3 zum Beispiel beschreiben eine Kältemittelkreislaufvorrichtung vom Ejektortyp, in welcher Kältemittel, das von einem Kompressor ausgelassen wird, gekühlt wird durch Durchführen eines Wärmeaustauschs mit Außenluft in einem Kühler, und das gekühlte Kältemittel von hohem Druck wird in einem Düsenabschnitt von einem Ejektor dekomprimiert.
Bei einer Kältemittelkreislaufvorrichtung vom Ejektortyp des Patentdokuments 1 ( JP-Patent Nr. 3322263 B1 , entspricht der US 2001/0025499 A1 ) wird zum Beispiel ein Separator für gasförmig/flüssig an einer stromabwärtigen Seite von einem Diffusorabschnitt eines Ejektors angeordnet, um Kältemittel von niedrigem Druck in gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel zu trennen. Des Weiteren wird ein Auslass für gasförmiges Kältemittel des Gasförmig-flüssig-Separators an einen Kältemittelsauganschluss des Kompressors angeschlossen, so dass gasförmiges Kältemittel, das in dem Gasförmig-flüssig-Separator getrennt wurde, zu dem Kompressor angesaugt wird, und ein Auslass für flüssiges Kältemittel des Gasförmig-flüssig-Separators wird an einen Kältemitteleinlass eines saugseitigen Verdampfers derart angeschlossen, dass flüssiges Kältemittel, das in dem Gasförmig-flüssig-Separator getrennt wurde, in dem saugseitigen Verdampfer verdampft wird und das verdampfte Kältemittel in den Ejektor von einem Kältemittelsauganschluss des Ejektors angesaugt wird.
Bei einer Kältemittelkreislaufvorrichtung vom Ejektortyp des Patentdokuments 2 ( JP-Patent Nr. 3931899 B2 , entspricht der US 2005/0178150 A1 ) wird ein Abzweigungsabschnitt an einer stromaufwärtigen Seite von einem Düsenabschnitt eines Ejektors vorgesehen, um einen Strom von dem Kältemittel, das aus dem Kühler herausströmt, abzuzweigen. Des Weiteren ist der Abzweigungsabschnitt derart vorgesehen, dass ein Kältemittel, welches an dem Abzweigungsabschnitt abgezweigt wird, in Richtung zu dem Düsenabschnitt des Ejektors strömt und dass das andere Kältemittel, welches an dem Abzweigungsabschnitt abgezweigt wird, in Richtung zu einem Kältemittelsauganschluss des Ejektors über einen saugseitigen Verdampfer strömt.
Bei einer Kältemittelkreislaufvorrichtung vom Ejektortyp des Patentdokuments 3 ( JP 2008-107055 A , entspricht der US 2008/0098757 A1 ) ist ein Abzweigungsabschnitt an einer stromabwärtigen Seite von einem Diffusorabschnitt eines Ejektors vorgesehen, um einen Strom von dem Kältemittel, das aus dem Diffusorabschnitt herausströmt, abzuzweigen. Des Weiteren ist der Abzweigungsabschnitt derart vorgesehen, dass ein Kältemittel, welches an dem Abzweigungsabschnitt abgezweigt wird, in Richtung zu einem Kompressor über einen auslassseitigen Verdampfer strömt und dass das andere Kältemittel, welches an dem Abzweigungsabschnitt abgezweigt wird, in Richtung zu einem Kältemittelsauganschluss des Ejektors über einen saugseitigen Verdampfer strömt.
Bei dem Ejektor, welcher bei den obigen Kältemittelkreislaufvorrichtungen vom Ejektortyp eingesetzt ist, wird Kältemittel in dem Düsenabschnitt des Ejektors in einer Isoentropie dekomprimiert und expandiert, und das Kältemittel stromabwärts von dem saugseitigen Verdampfer wird in den Ejektor von dem Kältemittelsauganschluss durch die Kältemittelsaugwirkung aufgrund eines Kältemittels von hoher Geschwindigkeit, das von einem Strahlanschluss des Düsenabschnitts ausgestoßen wird, angesaugt, wobei dadurch der Verlust an kinetischer Energie bei der Dekomprimierung und Expansion des Düsenabschnitts zurückgewonnen bzw. ausgeglichen wird.
Durch ein Umwandeln der zurückgewonnenen kinetischen Energie in die Druckenergie in dem Diffusorabschnitt des Ejektors kann der Druck des angesaugten Kältemittels des Kompressors erhöht werden, wobei dadurch die Antriebsleistung des Kompressors reduziert wird und die Leistungsziffer (COP, engl.: coefficient of performance) bei der Kältemittelkreislaufvorrichtung vom Ejektortyp verbessert wird.
Bei der obigen Kältemittelkreislaufvorrichtung wird das Kältemittel, welches aus dem saugseitigen Verdampfer herausströmt, in den Ejektor von dem Kältemittelsauganschluss angesaugt, um die COP (Leistungsziffer) zu verbessern. Um die COP aufgrund des Ejektors zu verbessern, ist es somit notwendig, das Kältemittel, welches aus dem saugseitigen Verdampfer herausströmt, ausreichend von dem Kältemittelsauganschluss des Ejektors anzusaugen unter Verwendung der Kältemittelsaugwirkung.
Des Weiteren ist es bei der Kältemittelkreislaufvorrichtung vom Ejektortyp notwendig, in geeigneter Art und Weise eine Menge einer Kältemittelzirkulation entsprechend zu einer Kühlkapazität oder einer Heizkapazität, welche bei der Kältemittelkreislaufvorrichtung vom Ejektortyp benötigt wird, einzustellen.
Jedoch wird, wenn eine Kältemittelauslasskapazität eines Kompressors entsprechend zu der Kühlkapazität oder Heizkapazität, die in der Kältemittelkreislaufvorrichtung benötigt wird, reduziert wird, eine Druckdifferenz zwischen einem Kältemitteldruck an einer Kältemitteleinlassseite des Düsenabschnitts des Ejektors und einem Kältemitteldruck an einer Kältemittelauslassseite des Düsenabschnitts des Ejektors reduziert, wobei dadurch eine Strömungsgeschwindigkeit des Strahls von Kältemittel, welcher von dem Düsenabschnitt ausgestoßen wird, reduziert wird. Als ein Ergebnis ist es schwierig, das Kältemittel, das aus dem saugseitigen Verdampfer herausströmt, von dem Kältemittelsauganschluss des Ejektors ausreichend anzusaugen, und dadurch ist es schwierig, auf effektive Art und Weise die COP unter Verwendung des Ejektors zu verbessern.
Zusammenfassung
Im Hinblick auf die vorangegangenen Tatsachen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kältemittelkreislaufvorrichtung vom Ejektortyp bereitzustellen, welche in wirksamer Weise die Leistungsziffer (COP) verbessern kann, ohne von einer Bedarfskapazität, die in einem Kältemittelkreislauf benötigt wird, abzuhängen.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Kältemittelkreislaufvorrichtung vom Ejektortyp: einen Kompressor, welcher zum Komprimieren und Auslassen Von Kältemittel ausgebildet ist; einen Kühler, welcher angeordnet ist, um das von dem Kompressor ausgelassene Kältemittel zu kühlen; einen Ejektor, der einen Düsenabschnitt umfasst, in welchem das Kältemittel, das von dem Kühler her strömt, dekomprimiert wird, einen Kältemittelsauganschluss, von welchem Kältemittel durch ein Kältemittel von hoher Geschwindigkeit, das von dem Düsenabschnitt ausgestoßen wird, angesaugt wird, und einen Druckerhöhungsabschnitt, in welchem das Kältemittel, welches von dem Düsenabschnitt ausgestoßen wird, und das Kältemittel, das von dem Kältemittelsauganschluss angesaugt wird, gemischt und unter Druck gesetzt werden; einen saugseitigen Verdampfer, der angeordnet ist, um das in den Kältemittelsauganschluss des Ejektors einzusaugende Kältemittel zu verdampfen; und einen Auslasskapazitätssteuerabschnitt, welcher zum Steuern einer Kältemittelauslasskapazität des Kompressors ausgebildet ist. Der Auslasskapazitätssteuerabschnitt erhöht die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors entsprechend zu einer Zunahme von einer Bedarfskapazität, die in einem Kältemittelkreislauf bei einem allgemeinen Betrieb benötigt wird, wenn die Bedarfskapazität größer ist als ein Standardwert. Im Gegensatz dazu steuert, wenn die Bedarfskapazität, welche in dem Kältemittelkreislauf benötigt wird, gleich ist zu oder geringer ist als der Standardwert, der Auslasskapazitätssteuerabschnitt die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors, um zwischen einem Hochkapazitätsbetrieb, in welchem die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors größer ist als eine vorgegebene Auslasskapazität, die bei einem Standardwert von der Bedarfskapazität im allgemeinen Betrieb festgelegt wird, und einem Niedrigkapazitätsbetrieb, in welchem die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors niedriger ist als die vorgegebene Auslasskapazität, abwechselnd zu schalten.
Selbst wenn die Bedarfskapazität, welche in dem Kältemittelkreislauf benötigt wird, gleich ist zu oder niedriger ist als der Standardwert, kann somit die COP der Kältemittelkreislaufvorrichtung vom Ejektortyp in wirksamer Weise erhöht werden unter Verwenden des Ejektors, unabhängig von der Bedarfskapazität des Kältemittelkreislaufs. Die Bedarfskapazität des Kältemittelkreislaufs ist zum Beispiel eine Kühlkapazität, wenn die Kältemittelkreislaufvorrichtung vom Ejektortyp zum Kühlen eines zu kühlenden Fluids verwendet wird, oder die Bedarfskapazität des Kältemittelkreislaufs ist eine Heizkapazität, wenn die Kältemittelkreislaufvorrichtung vom Ejektortyp zum Aufheizen eines aufzuheizenden Fluids verwendet wird. Die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors kann des Weiteren zum Beispiel durch ein Steuern einer Betriebsdauer des Kompressors oder eines Betriebsverhältnisses des Kompressors gesteuert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung deutlicher hervorgehen, die mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt, in welchen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und in welchen:
1 eine schematische Gesamtdarstellung einer Kältemittelkreislaufvorrichtung vom Ejektortyp gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
2 ein Flussdiagramm ist, welches einen Teil des Steuerungsprozesses der Kältemittelkreislaufvorrichtung vom Ejektortyp gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
3 ein Diagramm ist, welches eine Kältemittelauslasskapazität, eine Kältemittelzirkulationsmenge und eine Kältemittelsaugkapazität eines Ejektors zeigt, mit Bezug auf eine Variierung einer benötigten Kapazität in der Kältemittelkreislaufvorrichtung vom Ejektortyp gemäß der ersten Ausführungsform;
4 ein Zeitdiagramm ist, welches eine Variierung einer Kältemittelauslasskapazität von einem Kompressor zeigt, wenn er zwischen einem Hochkapazitätsbetrieb und einem Niedrigkapazitätsbetrieb geschaltet wird, gemäß der ersten Ausführungsform;
5 ein Mollier-Diagramm ist, welches die Zustände von Kältemittel eines Kältemittelkreislaufs bei einem allgemeinen Betrieb und eines Kältemittelkreislaufs bei einem Hochkapazitätsbetrieb gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
6 ein Mollier-Diagramm ist, welches einen Kältemittelzustand eines Kältemittelkreislaufs bei einem Niedrigkapazitätsbetrieb gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
7 eine schematische Gesamtansicht einer Kältemittelkreislaufvorrichtung vom Ejektortyp gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist;
8 ein Diagramm ist, welches eine Variierung einer Kältemittelauslasskapazität eines Kompressors ist, wenn zwischen einem Hochkapazitätsbetrieb und einem Niedrigkapazitätsbetrieb geschaltet wird, gemäß einem Beispiel der zweiten Ausführungsform;
9A und 9B Diagramme sind, welche eine Variierung einer Kältemittelauslasskapazität eines Kompressors zeigen, wenn zwischen einem Hochkapazitätsbetrieb und einem Niedrigkapazitätsbetrieb geschaltet wird, gemäß anderen Beispielen der zweiten Ausführungsform; und
10 ein Flussdiagramm ist, welches einen Teil des Steuerungsprozesses von der Kältemittelkreislaufvorrichtung vom Ejektortyp gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Erste Ausführungsform
Eine erste Ausführungsform der Erfindung wird unten mit Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben werden. Die 1 ist eine schematische Gesamtdarstellung einer Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp der vorliegenden Ausführungsform. Die Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp ist zum Heizen oder Kühlen von Luft angepasst, welche in eine Fahrgastzelle zu blasen ist, die ein Raum ist, welcher mit klimatisierter Luft von einer Fahrzeugklimaanlage zu versorgen ist. In diesem Fall ist somit als ein Beispiel eine benötigte Kapazität, welche in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp benötigt wird, eine Kühlkapazität zum Kühlen von Luft, welche in die Fahrgastzelle zu blasen ist.
Bei der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp ist der Kompressor 11 ausgebildet, um Kältemittel anzusaugen und das angesaugte Kältemittel zu komprimieren. Der Kompressor 11 wird durch eine Antriebskraft von einem Motor (nicht gezeigt) gedreht und angetrieben für das Fahren des Fahrzeugs. Als Kompressor 11 kann ein Kompressor mit variabler Verstellung verwendet werden, bei welchem die Auslasskapazität kontinuierlich basierend auf einem Steuersignal von außen veränderbar ist.
Als ein Beispiel umfasst der Kompressor 11 der vorliegenden Ausführungsform einen Komprimierungsmechanismus vom Typ Taumelscheibe mit variabler Verstellung bzw. variablem Hub, bei welchem ein Neigungswinkel einer Taumelscheibe durch ein Verändern eines Steuerdrucks Pc in einer Taumelscheibenkammer verändert wird, so dass ein Hub von einem Kolben, welcher mit der Taumelscheibe verbunden ist, verändert wird. Die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 kann somit kontinuierlich verändert werden durch ein Ändern des Hubs des Kolbens, der mit der Taumelscheibe verbunden ist. Die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 entspricht hier einer geometrischen Kapazität von einem Betriebsraum zum Ausführen einer Ansaugung und Komprimierung von Kältemittel. Das heißt, die Kältemittelauslasskapazität entspricht einer Zylinderkapazität zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt von dem Kolbenhub.
Der Steuerdruck Pc der Taumelscheibenkammer des Kompressors 11 wird verändert durch ein Ändern eines Ventilöffnungsgrads eines elektromagnetischen Kapazitätssteuerungsventils 11a. Das heißt, ein Verhältnis zwischen einer Menge eines Auslasses von Kältemittel und einer Menge eines Ansaugens von Kältemittel, das in die Taumelscheibenkammer eingeführt wird, in solch einer Art und Weise verändert, dass der Steuerdruck Pc der Taumelscheibenkammer eingestellt werden kann. Der Betrieb des elektromagnetischen Kapazitätssteuerungsventils 11a wird durch einen Steuerstrom gesteuert, der von einer Klimaanlagensteuerung 20 ausgegeben wird.
Ein Kältemittelkühler 12 ist mit einer Kältemittelauslassseite von dem Kompressor 11 verbunden. Der Kühler 12 ist ein Wärmetauscher mit Wärmestrahlung, bei welchem ein Kältemittel von hoher Temperatur und hohem Druck, das von dem Kompressor 11 ausgelassen wird, einem Wärmeaustausch mit Außenluft (d. h. Luft außerhalb von der Fahrgastzelle) unterzogen wird, die durch ein Kühlgebläse 12a geblasen wird, wobei dadurch das Kältemittel von hohem Druck gekühlt wird. Das Kühlgebläse 12a ist ein elektrisches Gebläse, dessen Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl (Luftblasemenge) durch eine Steuerspannung gesteuert wird, die von der Klimaanlagensteuerung 20 ausgegeben wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird als das Kältemittel für einen Kältemittelkreislauf von der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp ein flonbasiertes Kältemittel verwendet, um einen Dampf-Kompression-unterkritischen Kältemittelkreislauf zu bilden, in welchem ein Kältemitteldruck auf der Hochdruckseite, der von dem Kompressor 11 ausgelassen wird und bevor es komprimiert wird, nicht den kritischen Druck des Kältemittels überschreitet. Der Kühler 12 ist somit als ein Kondensator angepasst, in welchem des Kältemittel gekühlt und kondensiert wird. Des Weiteren wird ein Kältemaschinenöl mit dem Kältemittel gemischt, um den Kompressor 11 zu schmieren, so dass das Kältemaschinenöl in dem Kältemittelkreislauf zusammen mit dem Kältemittel zirkuliert wird.
Ein Expansionsventil 13 als ein variabler Drosselmechanismus ist mit der Kältemittelauslassseite des Kühlers 12 verbunden. Das Expansionsventil 13 ist angepasst als ein Dekomprimierungsmittel zum Dekomprimieren des Kältemittels von hohem Druck, das aus dem Kühler 12 herausströmt, in einen mittleren Druck von einem Zwei-Phasen-Zustand von gasförmig/flüssig und ist auch angepasst als ein Strömungseinstellmechanismus zum Einstellen einer Strömungsmenge von dem Kältemittel, das in Richtung stromabwärts von dem Expansionsventil 13 strömt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein thermisches Expansionsventil als das Expansionsventil 13 verwendet. Noch genauer weist das thermische Expansionsventil 13 einen Temperaturerfassungsabschnitt 13a auf, welcher in einem Kältemitteldurchlass an einer Kältemittelauslassseite von einer Auslassseite des Verdampfers 16 angeordnet ist, der später beschrieben werden wird. Das thermische Expansionsventil 13 ist ein variabler Drosselmechanismus, bei welchem ein Überhitzungsgrad des Kältemittels an der Kältemittelauslassseite von der Auslassseite des Verdampfers 16 erfasst wird basierend auf der Temperatur und dem Druck des Kältemittels an der Kältemittelauslassseite von der Auslassseite des Verdampfers 16, und sein Ventilöffnungsgrad (Kältemittelströmungsmenge) wird eingestellt unter Verwenden eines mechanischen Mechanismus, so dass der Überhitzungsgrad von dem Kältemittel an der Kältemittelauslassseite von dem auslassseitigen Verdampfer 16 auf einen festgelegten Wert angenähert wird.
Ein Abzweigungsabschnitt 14 ist mit einer Kältemittelauslassseite von dem Expansionsventil 13 verbunden, um den Strom von einem gasförmig-flüssigen Kältemittel bei mittlerem Druck, welches durch das Expansionsventil 13 dekomprimiert und expandiert wird, abzuzweigen. Der Abzweigungsabschnitt 14 ist zum Beispiel eine Drei-Wege-Anschlussstruktur, welche drei Anschlüsse aufweist, die als ein Kältemitteleinlass und als zwei Kältemittelauslässe verwendet werden. Der Abzweigungsabschnitt 14 kann durch ein Verbinden einer Mehrzahl von Rohren ausgebildet sein oder kann durch ein Vorsehen von mehreren Kältemitteldurchlässen in einem Metallblockelement oder einem Blockelement aus Harz bzw. Kunstharz ausgebildet sein.
Einer von den zwei Kältemittelauslässen von dem Abzweigungsabschnitt 14 ist mit einer Kältemitteleinlassseite von einem Düsenabschnitt 15a des Ejektors 15 verbunden, und der andere von den zwei Kältemittelauslässen von dem Abzweigungsabschnitt 14 ist mit einer Kältemitteleinlassseite von dem Drosselmechanismus 17 verbunden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind der Kältemitteldurchlassbereich und die Kältemitteldurchlassform von dem Abzweigungsabschnitt 14 derart eingestellt, um ein Strömungsverhältnis von einer Strömungsmenge von dem Kältemittel, das in Richtung zu dem Düsenabschnitt 15a strömt, und von einer Strömungsmenge von dem Kältemittel, das in Richtung zu dem Drosselmechanismus 17 strömt, einzustellen und um einen Zustand von dem Kältemittel einzustellen, das in Richtung zu dem Düsenabschnitt 15a und dem Drosselmechanismus 17 strömt. Das heißt, der Kältemitteldurchlassbereich und die Kältemitteldurchlassform von dem Abzweigungsabschnitt 14 sind so eingestellt, um die Leistungsziffer des gesamten Kreislaufs zu verbessern.
Durch ein Einstellen von einem Verhältnis von den Kältemitteldurchlassbereichen an beiden der Kältemittelauslassseiten von dem Abzweigungsabschnitt 14 können das Strömungsverhältnis zwischen der Strömungsmenge von dem Kältemittel, welches in Richtung zu dem Düsenabschnitt 15a strömt, und der Strömungsmenge von dem Kältemittel, welches in Richtung zu dem Drosselmechanismus 17 strömt, eingestellt werden. Des Weiteren werden die Strömungsrichtungen von dem Kältemittel, welches aus den jeweiligen Kältemittelauslässen von dem Abzweigungsabschnitt 14 strömt, mit Bezug auf die Strömungsrichtung des Kältemittels, welches in den Kältemitteleinlass von dem Abzweigungsabschnitt 14 strömt, derart eingestellt, dass der Zustand des Kältemittels, welches in Richtung zu dem Düsenabschnitt 15a von dem Abzweigungsabschnitt 14 strömt, und der Zustand des Kältemittels, welches in Richtung zu dem Drosselmechanismus 17 von dem Abzweigungsabschnitt 14 strömt, eingestellt werden können.
Der Ejektor 15 ist als ein Kältemitteldekomprimierungsmittel zum Dekomprimieren und Expandieren eines Kältemittels von mittlerem Druck, das an dem Abzweigungsabschnitt 14 abgezweigt wird, in ein Kältemittel von niedrigem Druck und als ein Mittel zum Zirkulierenlassen von Kältemittel für das Zirkulieren des Kältemittels durch die Saugwirkung von einem Kältemittelstrom hoher Geschwindigkeit, der von dem Düsenabschnitt 15a ausgestoßen wird, angepasst.
Der Ejektor 15 der Ausführungsform ist ausgebildet, den Düsenabschnitt 15a und den Körperabschnitt 15b aufzuweisen. Zunächst wird der Düsenabschnitt 15a aus einem in etwa zylindrischen Element, das aus einem Metall (zum Beispiel Messing, Edelstahllegierung) hergestellt ist, geformt. Wie es in der 1 gezeigt ist, ist der Düsenabschnitt 15a in einer verjüngten Form gebildet, die sich von einem Halsabschnitt in Richtung zu einer Kältemittelströmungsrichtung verjüngt. Der Kältemitteldurchlassbereich im Inneren von dem Düsenabschnitt 15a ist derart ausgebildet, dass das Kältemittel in einer Isoentropie dekomprimiert wird.
Der Kältemitteldurchlass, der im Inneren von dem Düsenabschnitt 15a gebildet ist, weist einen Halsabschnitt auf, in welchem der Kältemitteldurchlassbereich am geringsten wird, und einen Erweiterungsabschnitt, in welchem der Kältemitteldurchlassbereich von dem Halsabschnitt zu dem Kältemittelstrahlanschluss nach und nach zunimmt. Das heißt, der Düsenabschnitt 15a ist durch eine Lavaldüse ausgebildet, die derart ausgebildet ist, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels, welches in dem Halsabschnitt strömt, gleich wird zu oder größer wird als die Schallgeschwindigkeit. Der Düsenabschnitt 15a kann durch eine kegelförmige Düse ausgebildet sein.
Der Körper 15b ist aus einem in etwa zylindrischen Metall (zum Beispiel Aluminium) gebildet. Der Körper 15b ist als ein Befestigungselement zum Tragen und Befestigen des Düsenabschnitts 15a darin angepasst und definiert eine äußere Hülle von dem Ejektor 15. Noch genauer wird der Düsenabschnitt 15a in eine Endseite von dem Körper 15b in einer longitudinalen Richtung eingepasst und befestigt. Somit kann das Kältemittel daran gehindert werden, aus dem Befestigungsabschnitt zwischen dem Düsenabschnitt 15a und dem Körper 15b herauszulecken.
Der Kältemittelsauganschluss 15c ist in einer äußeren umfänglichen Oberfläche von dem Körper 15b an einer Position entsprechend zu einer äußeren umfänglichen Seite von dem Düsenabschnitt 15a derart gebildet, dass der Kältemittelsauganschluss 15c mit dem Kältemittelstrahlanschluss des Düsenabschnitts 15a über einen Kältemittelsaugdurchlass zwischen dem Düsenabschnitt 15a und dem Körper 15b in Kommunikation steht. Der Kältemittelsauganschluss 15c ist ein Durchgangsloch, das vorgesehen ist, um durch den Wandabschnitt des Körpers 15b von dem Inneren zu der Außenseite von dem Körper 15b hindurchzudringen. Der Kältemittelsauganschluss 15c ist derart vorgesehen, dass das Kältemittel, welches aus dem saugseitigen Verdampfer 18 herausströmt, in den Ejektor 15 im Inneren von dem Körper 15b durch eine Saugwirkung angesaugt wird, die aufgrund des Kältemittels verursacht wird, das von dem Düsenabschnitt 15a ausgestoßen wird.
Innerhalb des Körpers 15b ist der Kältemittelsaugdurchlass vorgesehen, durch welchen das von dem Kältemittelsauganschluss 15c angesaugte Kältemittel in den Diffusorabschnitt 15d eingeführt wird, so dass das von dem Düsenabschnitt 15a ausgestoßene Kältemittel und das Kältemittel, welches von dem Kältemittelsauganschluss 15c über den Saugdurchlass angesaugt wird, in dem Diffusorabschnitt 15d gemischt und unter Druck gesetzt werden. Der Diffusorabschnitt 15d, der in dem Körper 15b vorgesehen ist, ist daher als ein Mischabschnitt und ein Druckerhöhungsabschnitt angepasst.
Der Saugdurchlass ist vorgesehen durch ein Verwenden eines Raums zwischen einer äußeren umfänglichen Oberfläche von dem verjüngten Düsenabschnitt 15a und einer inneren umfänglichen Oberfläche von dem Körper 15b, und der Kältemitteldurchlassbereich von dem Saugdurchlass wird nach und nach reduziert, wenn es in Richtung stromabwärts in der Kältemittelströmungsrichtung von dem Kältemittelsauganschluss 15c geht. Die Strömungsgeschwindigkeit von dem Kältemittel, welches durch den Saugdurchlass in dem Körper 15b strömt, kann so nach und nach erhöht werden, wobei dadurch der Energieverlust, der verursacht wird, während das angesaugte Kältemittel und der Strahl von Kältemittel in dem Diffusorabschnitt 15d gemischt werden, reduziert wird.
Der Diffusorabschnitt 15d ist vorgesehen, um mit einem Auslass von dem Saugdurchlass um den Strahlanschluss von dem Düsenabschnitt 15a derart in Kommunikation zu stehen, dass der Kältemitteldurchlassbereich nach und nach in Richtung zu dem Auslass von dem Diffusorabschnitt 15d vergrößert wird In dem Diffusorabschnitt 15d werden der Strahl von Kältemittel, der von dem Düsenabschnitt 15a ausgestoßen wird, und das angesaugte Kältemittel von dem Saugdurchlass gemischt und unter Druck gesetzt, so dass die Geschwindigkeitsenergie von dem gemischten Kältemittel in die Druckenergie umgewandelt wird.
Der auslassseitige Verdampfer 16 ist mit der Kältemittelauslassseite von dem Diffusorabschnitt 15d verbunden. Der auslassseitige Verdampfer 16 ist ein Wärmetauscher, bei welchem das Kältemittel, welches aus dem Diffusorabschnitt 15d herausströmt, einem Wärmeaustausch mit Luft unterzogen wird, die durch ein Lüftergebläse 16a geblasen wird, so dass das Kältemittel durch ein Absorbieren der Wärme der Luft verdampft wird. Das Lüftergebläse 16a ist ein elektrisches Gebläse, bei welchem die Drehzahl (Luftblasemenge) durch eine Steuerspannung gesteuert wird, die von einer Klimaanlagensteuerung 20 ausgegeben wird. Der Kältemittelauslass von dem auslassseitigen Verdampfer 16 ist mit einem Kältemittelsauganschluss von dem Kompressor 11 gekoppelt.
Der Drosselmechanismus 17 ist mit dem anderen Kältemittelauslass von dem Abzweigungsabschnitt 14 verbunden. Der Drosselmechanismus 17 ist als ein Dekomprimierungsmittel angepasst zum Dekomprimieren des Kältemittels, das in den saugseitigen Verdampfer 18 strömt, und ist ebenfalls als ein Strömeinstellmittel angepasst zum Einstellen einer Strömungsmenge von dem Kältemittel, das in den saugseitigen Verdampfer 18 strömt. Als Drosselmechanismus 17 kann eine fest eingestellte Drossel wie beispielsweise ein Kapillarrohr, eine Öffnung oder ähnliches verwendet werden.
Der saugseitige Verdampfer 18 ist ausgebildet, einen Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel, welches aus dem Drosselmechanismus 17 herausströmt, und Luft, die durch den Gebläselüfter 16a geblasen wird, auszuführen, wobei das Kältemittel durch den auslassseitigen Verdampfer 16 hindurchgegangen ist, und ist als ein wärmeabsorbierender Wärmetauscher angepasst, in welchem das Kältemittel verdampft wird, um so eine wärmeabsorbierende Wirkung auszuführen. Der Kältemittelsauganschluss 15c des Ejektors 15 ist mit einer Kältemittelauslassseite von dem saugseitigen Verdampfer 18 verbunden.
Bei der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp der vorliegenden Ausführungsform sind der Abzweigungsabschnitt 14, der Ejektor 15, der auslassseitige Verdampfer 16, der Drosselmechanismus 17 und der saugseitige Verdampfer 18, welche durch die gestrichelte Linie in der 1 umschlossen sind, integral als eine Verdampfereinheit 19 ausgestaltet.
Noch genauer kann als der auslassseitige Verdampfer 16 und der saugseitige Verdampfer 18 ein Wärmetauscher vom Typ Tank und Rohr verwendet werden. Der auslassseitige Verdampfer 16 umfasst zum Beispiel eine Mehrzahl von Rohren, in welchen das Kältemittel strömt, und ein Paar von Tanks, die auf zwei Endseiten von den Rohren angeordnet sind, um das Kältemittel in die Rohre zu verteilen und das Kältemittel von den Rohren wieder zusammenzubringen.
Die Verdampfer 16, 18 können ausgebildet sein, gemeinsame Tanks aufzuweisen, so dass die Verdampfer 16, 18 durch die gemeinsamen Tanks integriert sind. Die Verdampfer 16, 18 sind in Reihe in einer Luftströmungsrichtung derart angeordnet, dass der auslassseitige Verdampfer 16 stromaufwärts von dem saugseitigen Verdampfer 18 mit Bezug auf die Luftströmungsrichtung angeordnet ist. Wie es in der 1 gezeigt ist, strömt somit Luft, die von dem Gebläselüfter 16a geblasen wird, durch den auslassseitigen Verdampfer 16 und den saugseitigen Verdampfer 18 in dieser Reihenfolge, so dass die Luft durch sowohl den auslassseitigen Verdampfer 16 als auch den saugseitigen Verdampfer 18 gekühlt wird.
Der Ejektor 15 ist zum Beispiel in einem Tank von den Verdampfern 16, 18 oder in einem Separationstank derart angeordnet, dass eine Längsrichtung von dem Ejektor 15 parallel zu der Längsrichtung von dem Tank der Verdampfer 16, 18 oder dem Separationstank liegt. Der Ejektor 15 ist mit dem Tank der Verdampfer 16, 18 oder dem Separationstank verbunden, um darin integriert zu sein. Der Abzweigungsabschnitt 14 und der Drosselmechanismus 17 sind mit den Verdampfern 16, 18 unter Verwenden eines allgemein bekannten Verbindungsmittels oder eines mechanischen Mittels integriert.
Als nächstes wird ein elektrischer Steuerabschnitt der vorliegenden Ausführungsform beschrieben werden. Die Klimaanlagensteuerung 20 umfasst einen Mikrocomputer, einen Ausgangsschaltkreis, einen Eingangsschaltkreis und einen elektrischen Schaltkreis. Der Mikrocomputer ist ein allgemein bekannter Mikrocomputer umfassend eine CPU zum Ausführen eines Steuerprozesses oder eines Berechnungsprozesses, ein ROM für das Speichern eines Programms oder von Daten, ein RAM und ähnliches. Der Ausgangsschaltkreis ist ausgestaltet, um ein Steuersignal oder eine Steuerspannung an die verschiedenen zu steuernden Komponenten auszugeben, und der Eingangsschaltkreis ist derart ausgestaltet, dass die Erfassungssignale von verschiedenen Sensoren in den Eingangsschaltkreis eingegeben werden.
Die verschiedenen zu steuernden Komponenten wie zum Beispiel das elektromagnetische Kapazitätssteuerventil 11a des Kompressors 11, das Kühlgebläse 12a, der Gebläselüfter 16a oder ähnliches sind mit der Ausgangsseite von der Klimaanlagensteuerung 20 verbunden.
Die Klimaanlagensteuerung 20 ist ausgestaltet, Steuerabschnitte aufzuweisen, welche die verschiedenen Komponenten steuern.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Betrieb des elektromagnetischen Kapazitätssteuerventils 11a des Kompressors 11 durch einen Auslasskapazitätssteuerabschnitt 20a von der Klimaanlagensteuerung 20 gesteuert, die mit der Hardware und Software ausgebildet ist, wobei dadurch die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors gesteuert wird. Der Auslasskapazitätssteuerabschnitt 20a kann separat von der Klimaanlagensteuerung 20 ausgebildet sein.
Eine Klimaanlagensensorgruppe und ein Klimaanlagenbedienbrett 23 sind mit einer Eingangsseite der Klimaanlagensteuerung 20 verbunden. Die Klimaanlagensensorgruppe umfasst zum Beispiel einen Innenluftsensor, welcher ausgestaltet ist, um eine Temperatur Tr im Inneren von der Fahrgastzelle zu erfassen, einen Außenlufttemperatursensor, welcher ausgestaltet ist, um eine Außenlufttemperatur zu erfassen, einen Sonnensensor, welcher ausgestaltet ist, um eine Sonnenstrahlung an der Fahrgastzelle zu erfassen, einen Verdampfertemperatursensor 21, welcher ausgestaltet ist, eine Lufttemperatur (Verdampfertemperatur) zu erfassen, die von dem saugseitigen Verdampfer 18 geblasen wird, und ähnliches. Die Temperatur der Luft, welche von dem saugseitigen Verdampfer 18 geblasen wird, ist ein Beispiel für eine Verdampfertemperatur.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Verdampfertemperatursensor 21 angeordnet, um eine Rippentemperatur von einem Wärmeaustauschabschnitt von dem saugseitigen Verdampfer 18 zu erfassen. Ein Kältemittel von hohem Druck wird von dem Kältemittelauslassanschluss von dem Kompressor 11 ausgelassen und wird in den Kältemitteleinlass des Expansionsventils 13 eingeführt, nachdem es durch den Kühler 12 hindurchgegangen ist. Ein Hochdrucksensor 22 ist in einem Kältemitteldurchlass von einem Kältemittelauslass von dem Kühler 12 zu einem Kältemitteleinlass von dem Expansionsventil 13 angeordnet, um einen Kältemitteldruck von einem Kältemittel auf der Hochdruckseite zu erfassen, bevor es dekomprimiert wird.
Als nächstes wird der Betrieb der oben beschriebenen Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp der vorliegenden Ausführungsform mit Bezugnahme auf die 2 bis 6 beschrieben werden. Das Flussdiagramm der 2 zeigt einen Teil des Steuerungsprozesses, der durch die Klimaanlagensteuerung 20 ausgeführt wird. Die Klimaanlagensteuerung 20 steuert den Klimaanlagensteuerungsprozess, wenn der Betriebsschalter von dem Klimaanlagenbedienbrett 23 angeschaltet wird.
In einer hauptsächlichen Routine des Klimaanlagensteuerungsprozesses der Klimaanlagensteuerung 20 werden die Erfassungssignale von der Klimaanlagensensorgruppe und Betriebssignale von dem Klimaanlagenbedienbrett 23 gelesen, werden Steuerzustände der verschiedenen Ausstattungen bestimmt und werden Steuersignale für das Steuern der verschiedenen Ausstattungen ausgegeben. Die hauptsächliche Routine des Klimaanlagensteuerungsprozesses wird über jede Steuerungsperiode hinweg wiederholt.
Der Steuerungszustand des elektromagnetischen Kapazitätssteuerungsventils 11a des Kompressors 11 wird basierend auf dem Flussdiagramm der 2 bestimmt. Bei Schritt S10 wird eine Zielverdampfertemperatur TEO als ein Zielwert für die Lufttemperatur berechnet, welche von dem saugseitigen Verdampfer 18 geblasen wird, in Übereinstimmung mit einer Steuerkarte, welche in einem Speicherschaltkreis gespeichert ist, basierend auf den Erfassungssignalen der Klimaanlagensensorgruppe und den Betriebssignalen von dem Klimaanlagenbedienbrett 23.
Die Zielverdampfertemperatur TEO gibt einen Kühlungsgrad von Luft an, welche durch die Verdampfereinheit 19 gekühlt wird. Wenn die Zielverdampfertemperatur TEO verringert wird, ist es notwendig, die Kühlkapazität, welche in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp benötigt wird, zu erhöhen.
Um die Temperatur von Luft, welche von der Verdampfereinheit 19 geblasen wird, zu verringern, ist es zum Beispiel notwendig, die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 zu erhöhen, wobei dadurch die Kältemittelverdampfungstemperatur in den Verdampfern 16, 18 reduziert wird. Bei Schritt S10 wird die Zielverdampfertemperatur TEO derart berechnet und bestimmt, dass die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 entsprechend zu einer Zunahme der Bedarfskapazität (zum Beispiel Kühlkapazität, Heizkapazität) erhöht wird, die in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp benötigt wird.
Als nächstes wird bei Schritt S11 festgestellt, ob eine Druckdifferenz ΔP (Pd – Pef) gleich ist zu oder niedriger ist als eine vorherbestimmte Druckdifferenz ΔKP. Die Druckdifferenz ΔP ist hier eine Differenz zwischen einem Erfassungswert Pd des Hochdrucksensors 22 und einem Kältemittelverdampferdruck Pef in dem saugseitigen Verdampfer 18. Der Kältemittelverdampferdruck Pef wird aus dem Erfassungswert Te von dem Verdampfertemperatursensor 21 berechnet.
Wenn die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 entsprechend zu einer Abnahme von der benötigten Kapazität (zum Beispiel Kühlkapazität) verringert wird, wird die Druckdifferenz ΔP (Pd – Pef), die bei Schritt S11 angepasst wird, verringert. Die Druckdifferenz ΔP (Pd – Pef) ist daher ein Beispiel von einem Index für das Anzeigen der Bedarfskapazität, welche in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 benötigt wird. Bei Schritt S11 wird festgestellt, ob die Druckdifferenz ΔP (Pd – Pef) gleich ist zu oder geringer ist als die festgelegte Druckdifferenz ΔKP, wobei dadurch bestimmt wird, ob die benötigte Kühlkapazität gleich ist zu oder geringer ist als eine vorherbestimmte Kühlkapazität.
Wenn die Druckdifferenz ΔP (Pd – Pef) verringert wird, wird eine Druckdifferenz zwischen dem Kältemitteldruck an der Kältemitteleinlassseite von dem Düsenabschnitt 15a des Ejektors 15 und dem Kältemitteldruck an dem Kältemittelstrahlanschluss des Düsenabschnitts 15a reduziert, wobei dadurch die Strömungsgeschwindigkeit von dem Strahl von Kältemittel, welcher von dem Düsenabschnitt 15a ausgestoßen wird, reduziert wird. Wenn die Druckdifferenz ΔP (Pd – Pef) reduziert wird, kann die Saugkapazität des Ejektors 15 reduziert werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die festgelegte Druckdifferenz ΔKP derart eingestellt, dass eine notwendige Kapazität (zum Beispiel notwendige Kühlkapazität), die in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp benötigt wird, erreicht werden kann.
Bei Schritt S11 wird, wenn die Druckdifferenz ΔP (Pd – Pef) größer ist als die festgelegte Druckdifferenz ΔKP, festgelegt, dass die benötigte Kapazität größer ist als eine Standardkapazität. In diesem Fall wird bei Schritt S12 bestimmt, ob der Erfassungswert Tef des Verdampfertemperatursensors 21 gleich ist zu oder größer ist als die Zielverdampfertemperatur TEO (Tef ≥ TEO) im allgemeinen Betrieb.
Wenn der Erfassungswert Tef von dem Verdampfertemperatursensor 21 gleich ist zu oder größer ist als die Zielverdampfertemperatur TEO bei Schritt S12, wird ein Steuersignal an das elektromagnetische Kapazitätssteuerventil 11a derart ausgegeben, dass die Kältemittelauslasskapazität von dem Kompressor 11 um eine vorherbestimmte Kapazität erhöht wird.
Wenn der Erfassungswert Tef von dem Verdampfertemperatursensor 21 geringer ist als die Zielverdampfertemperatur TEO bei Schritt S12, wird ein Steuersignal an das elektromagnetische Kapazitätssteuerventil 11a derart ausgegeben, dass die Kältemittelauslasskapazität von dem Kompressor 11 um eine vorherbestimmte Kapazität verringert wird.
Der Steuerungsprozess bei den Schritten S12 bis S14 wird in einem allgemeinen Betrieb ausgeführt, in welchem die Bedarfskapazität, welche in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp benötigt wird, größer ist als der Standardwert. Das heißt, in dem allgemeinen Betrieb wird der Steuerungsprozess der Schritte S12 bis S14 ausgeführt.
Bei Schritt S11 wird, wenn die Druckdifferenz ΔP (Pd – Pef) gleich ist zu oder geringer ist als die vorherbestimmte Druckdifferenz ΔKP, bestimmt, dass die Bedarfskapazität, welche in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 benötigt wird, gleich ist zu oder geringer ist als ein Standardwert. In diesem Fall wird bei Schritt S15 festgestellt, ob der Erfassungswert Tef von dem Verdampfertemperatursensor 21 gleich ist zu oder größer ist als die Zielverdampfertemperatur TEO (Tef ≥ TEO).
Wenn der Erfassungswert Tef des Verdampfertemperatursensors 21 gleich ist zu oder größer ist als die Zielverdampfertemperatur TEO bei Schritt S15, wird ein Steuersignal, welches an das elektromagnetische Kapazitätssteuerventil 11a des Kompressors 11 ausgegeben wird, auf einem hohen Wert beibehalten, so dass die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 aufrechterhalten wird.
Wenn der Erfassungswert Tef von dem Verdampfertemperatursensor 21 geringer ist als die Zielverdampfertemperatur TEO bei Schritt S15, wird ein Steuersignal an das elektromagnetische Kapazitätssteuerventil 11a derart ausgegeben, dass die Kältemittelauslasskapazität von dem Kompressor 11 in etwa gleich zu null wird. In diesem Fall kann die Kühlkapazität nicht durch den Betrieb des Kompressors 11 erreicht werden.
Wie es oben beschrieben ist, wird in einem Fall, in welchem die Bedarfskapazität, welche in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 benötigt wird, geringer ist als der Standardwert (ΔP ≤ ΔKP), wenn die Kühlkapazität von der Verdampfereinheit 19 gleich ist zu oder größer ist als die Zielkühlkapazität (TEO), bei Schritt S15 die Kühlkapazität auf einer hohen Kapazität aufrechterhalten ohne ein Verändern der Kältemittelauslasskapazität von dem Kompressor 11. Im Gegensatz dazu wird, wenn die benötigte Kühlkapazität geringer ist als die Zielkühlkapazität (TEO), bei Schritt S15 die Kühlkapazität auf eine Niedrigkapazität reduziert durch ein Einstellen der Kältemittelauslasskapazität auf in etwa null.
Wie es bei den Schritten S16, S17 beschrieben ist, wird in einem Fall, in welchem die Bedarfskapazität, welche in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 benötigt wird, gleich ist zu oder geringer ist als die Standardkapazität, wenn der Hochkapazitätsbetrieb von dem Kompressor 11 ausgeführt wird, der Erfassungswert Tef von dem Verdampfertemperatursensor 21 verringert, wobei dadurch von dem Hochkapazitätsbetrieb zu dem Niedrigkapazitätsbetrieb umgeschaltet wird. In einem Fall, in welchem die Bedarfskapazität, welche in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 benötigt wird, gleich ist zu oder geringer ist als die Standardkapazität, wenn der Niedrigkapazitätsbetrieb von dem Kompressor 11 ausgeführt wird, wird der Erfassungswert Tef von dem Verdampfertemperatursensor 21 erhöht, wobei dadurch von dem Niedrigkapazitätsbetrieb des Kompressors 11 zu dem Hochkapazitätsbetrieb des Kompressors 11 umgeschaltet wird.
Bei der Steuerung der Schritte S15 bis 517, bei welchen die Bedarfskapazität gleich ist zu oder geringer ist als der Standardwert, ist es somit möglich, wahlweise einen Betrieb des Kompressors 11 zwischen dem Hochkapazitätsbetrieb und dem Niedrigkapazitätsbetrieb zu schalten. Wenn der Hochkapazitätsbetrieb und der Niedrigkapazitätsbetrieb bei Schritt S15 bis 17 geschaltet werden, wird das Schalten ausgeführt, nachdem der Hochkapazitätsbetrieb oder der Niedrigkapazitätsbetrieb über eine vorherbestimmte Zeitperiode (zum Beispiel 3–5 Sekunden) fortgesetzt wird.
Bei dem Steuerungsprozess der 2 werden die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11, die Kältemittelzirkulationsmenge in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp und die Kältemittelsaugkapazität in dem Ejektor 15 verändert, wie es in der 3 gezeigt ist. Die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11, die Kältemittelzirkulationsmenge, welche in dem Kreislauf zirkuliert, und die Kältemittelsaugkapazität von dem Ejektor 15 werden basierend auf der benötigten Kapazität geändert, welche in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp benötigt wird, wie es in der 3 gezeigt ist.
Wenn die benötigte Kapazität gleich ist zu oder geringer ist als der Standardwert in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10, wird die Kältemittelauslasskapazität von dem Kompressor 11 auf die maximale Kältemittelauslasskapazität entsprechend zu der benötigten Kapazität (zum Beispiel Kühlkapazität) erhöht. Entsprechend zu der Zunahme von der benötigten Kühlkapazität wird somit die Kältemittelauslasskapazität von dem Kompressor 11 auf eine maximale Kältemittelauslasskapazität erhöht.
Bei dem Umschaltbereich der 3, der durch die Kreuzschraffur angegeben ist, wird die Kältemittelauslasskapazität von dem Kompressor 11 zwischen dem Hochkapazitätsbetrieb und dem Niedrigkapazitätsbetrieb umgeschaltet. Entsprechend zu einer Verringerung der benötigten Kapazität wird ein Verhältnis von der Betriebszeit von dem Niedrigkapazitätsbetrieb des Kompressors 11 zu der Betriebszeit von dem Hochkapazitätsbetrieb des Kompressors 11 erhöht, wobei dadurch die Menge an Kältemittelzirkulationsstrom in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 reduziert wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird, weil die Kältemittelauslasskapazität von dem Kompressor 11 wie oben beschrieben bestimmt wird, der Zustand des Kältemittels von dem Kältemittelkreislauf in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp wie in dem Mollier-Diagramm verändert, das in den 5 und 6 gezeigt ist. Die 5 ist ein Mollier-Diagramm, welches die Zustände von Kältemittel von einem Kältemittelkreislauf in einem allgemeinen Betrieb und einem Hochkapazitätsbetrieb zeigt, und die 6 ist ein Mollier-Diagramm, welches die Zustände von Kältemittel in einem Niedrigkapazitätsbetrieb von dem Kältemittelkreislauf gemäß der Ausführungsform zeigt.
In dem allgemeinen Betriebsmodus und in dem Hochkapazitätsbetriebsmodus strömt Kältemittel von hoher Temperatur und von hohem Druck (a₅ in der 5), das von dem Kompressor 11 ausgelassen wird, in den Kühler 12 und wird mit der geblasenen Luft (Außenluft), die durch das Kühlgebläse 12a geblasen wird, einem Wärmeaustausch unterzogen, um an dem Kühler 12 (Punkt a₅ → Punkt b₅ in der 5) abgestrahlt und kondensiert zu werden.
Das Kältemittel von hohem Druck, welches aus dem Kühler 12 herausströmt, strömt in das Expansionsventil 13 und wird in seinem Druck verringert und expandiert auf ein Kältemittel von mittlerem Druck in einer Isoenthalpie (Punkt b₅ → Punkt c₅ in der 5). Zu diesem Zeitpunkt wird der Ventilöffnungsgrad des thermischen Expansionsventils 13 derart eingestellt, dass ein Überhitzungsgrad von dem Kältemittel an der Kältemittelauslassseite von dem auslassseitigen Verdampfer 16 auf einen vorherbestimmten Wert geht (Punkt i₅ in der 5).
Das Kältemittel von mittlerem Druck, welches durch das Expansionsventil 13 dekomprimiert und expandiert wird, strömt in den Abzweigungsabschnitt 14 und wird durch den Abzweigungsabschnitt 14 in einen Strom von Kältemittel, das in den Düsenabschnitt 15a strömt, und einen Strom von Kältemittel, das in das saugseitige Rohr 15b strömt, abgezweigt. Bei dieser Ausführungsform sind der Kältemitteldurchlassbereich und die Kältemitteldurchlassform des Abzweigungsabschnitts 14 derart eingestellt, um ein Strömungsverhältnis von einer Strömungsmenge von dem Kältemittel, welches in Richtung zu dem Düsenabschnitt 15a strömt, und einer Strömungsmenge von dem Kältemittel, welches in Richtung zu dem Drosselmechanismus 17 strömt, und einem Zustand eines Kältemittels, welches in Richtung zu dem Düsenabschnitt 15a strömt, und einem Zustand eines Kältemittels, welches in Richtung zu dem Drosselmechanismus 17 strömt, einzustellen. Das heißt, der Kältemitteldurchlassbereich und die Kältemitteldurchlassform von dem Abzweigungsabschnitt 14 sind derart eingestellt, um die Leistungsziffer in dem gesamten Kreislauf zu verbessern.
Noch genauer ist der Abzweigungsabschnitt 14 derart ausgestaltet, dass eine Trockenheit des Kältemittels (Punkt d₅ in der 5), welches in Richtung zu dem Düsenabschnitt 15a strömt, höher wird als eine Trockenheit des Kältemittels (Punkt e₅ in der 5), welches in Richtung zu dem Drosselmechanismus 17 strömt.
Kältemittel von mittlerem Druck, welches in den Düsenabschnitt 15a des Ejektors 15 von dem Abzweigungsabschnitt 14 strömt, wird dekomprimiert und expandiert durch den Düsenabschnitt 15a in einer Isoentropie (Punkt d₅ → Punkt f₅) und wird von dem Kältemittelstrahlanschluss von dem Düsenabschnitt 15a ausgestoßen. Das Kältemittel, welches in dem saugseitigen Verdampfer 18 verdampft wird, wird somit in den Ejektor 15 von dem Kältemittelsauganschluss 15a angesaugt.
In dem allgemeinen Betrieb und in dem Hochkapazitätsbetrieb kann, weil die Druckdifferenz ΔP größer ist als die vorherbestimmte Differenz ΔKP (Standardwert), eine Druckdifferenz zwischen dem Kältemitteldruck an der Kältemitteleinlassseite von dem Düsenabschnitt 15a des Ejektors 15 und dem Kältemitteldruck an der Kältemittelauslassseite von dem Düsenabschnitt 15a ausreichend groß sein, so dass das Kältemittel, welches aus dem Saugverdampfer 18 herausströmt, in akkurater Art und Weise in den Ejektor 15 von dem Kältemittelsauganschluss 15c angesaugt werden kann.
Der Strahl von Kältemittel, welches von dem Düsenabschnitt 15a ausgestoßen wird, und das Saugkältemittel, welches von dem Kältemittelsauganschluss 15c angesaugt wird, strömen des Weiteren in den Diffusorabschnitt 15d des Ejektors 15 (Punkt f₅ → g₅, Punkt k₅ → Punkt g₅ in der 5). Das heißt, der Kältemitteldurchlassquerschnittsbereich ist in dem Diffusorabschnitt 15d in Richtung stromabwärts vergrößert, so dass die Geschwindigkeitsenergie von dem Kältemittel in Druckenergie davon umgewandelt wird, wobei dadurch der Druck von dem Kältemittel erhöht wird. Das heißt, der Strahl von Kältemittel und das Saugkältemittel werden gemischt, wobei dadurch der Druck von dem gemischten Kältemittel erhöht wird (Punkt g₅ → Punkt h₅ in der 5).
Das Kältemittel, welches aus dem Diffusorabschnitt 15d herausströmt, strömt in den auslassseitigen Verdampfer 16 und wird durch ein Absorbieren von Wärme von der Innenluft der Fahrgastzelle verdampft, welche durch den Gebläselüfter 16a (Punkt h₅ → Punkt i₅ in der 5) geblasen wird. Das gasförmige Kältemittel, welches aus dem auslassseitigen Verdampfer 16 herausströmt, wird in den Kompressor 11 angesaugt und wird wieder komprimiert (Punkt i₅ → Punkt a₅ in der 5).
Auf der anderen Seite wird Kältemittel von mittlerem Druck, welches von dem Abzweigungsabschnitt 14 in Richtung zu dem Drosselabschnitt 17 strömt, dekomprimiert und expandiert in einer Isoenthalpie bei dem Drosselabschnitt 17, wobei dadurch der Kältemitteldruck reduziert wird (Punkt e₅ → Punkt j₅ in der 5). Das Kältemittel, welches in den saugseitigen Verdampfer 18 strömt, wird verdampft unter einem Absorbieren von Wärme von der Innenluft der Fahrgastzelle, die durch den Gebläselüfter 16a geblasen wird (Punkt j₅ → Punkt k₅ in der 5), wobei dadurch Luft gekühlt wird, welche in die Fahrgastzelle zu blasen ist. Das Kältemittel, welches aus dem saugseitigen Verdampfer 18 herausströmt, wird in den Ejektor 15 angesaugt von dem Kältemittelsauganschluss 15c (Punkt k₅ → Punkt g₅ in der 5).
Bei der obigen Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 kann während des allgemeinen Betriebs und des Hochkapazitätsbetriebs das Kältemittel, welches aus dem saugseitigen Verdampfer 18 herausströmt, auf akkurate Art und Weise in den Ejektor 15 von dem Kältemittelsauganschluss 15c angesaugt werden, um so die COP (Leistungsziffer) zu verbessern bei einem ausreichenden Erhöhen der Kühlkapazität. Bei dem Ejektor 15, welcher auf die obige Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp angepasst ist, wird Kältemittel in dem Düsenabschnitt 15a von dem Ejektor 15 in einer Isoentropie dekomprimiert und expandiert, und das Kältemittel stromabwärts von dem saugseitigen Verdampfer 18 wird in den Ejektor 15 von dem Kältemittelsauganschluss 15c durch die Kältemittelsaugwirkung aufgrund eines Kältemittels von hoher Geschwindigkeit, das von dem Strahlanschluss von dem Düsenabschnitt 15a ausgestoßen wird, angesaugt, wobei dadurch der Verlust an kinetischer Energie in der Dekomprimierung und Expansion von dem Düsenabschntt 15a wiedergewonnen wird.
Durch ein Umwandeln der wiedergewonnenen kinetischen Energie (hier im Folgenden bezeichnet als „Wiedergewinnungsenergie”) zu der Druckenergie in dem Diffusorabschnitt 15d des Ejektors 15 kann der Druck des Saugkältemittels von dem Kompressor 11 erhöht werden, wobei dadurch die Antriebsleistung von dem Kompressor 11 reduziert wird und die Leistungsziffer (COP) in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp verbessert wird. Bei der obigen Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 kann während des allgemeinen Betriebs und des Hochkapazitätsbetriebs das Kältemittel, welches aus dem saugseitigen Verdampfer 18 herausströmt, auf akkurate Art und Weise in den Ejektor 15 von dem Kältemittelsauganschluss 15c angesaugt werden, um so die COP im allgemeinen Betrieb und im Hochkapazitätsbetrieb zu verbessern.
Die Wiedergewinnungsenergie entspricht einer Enthalpiedifferenz (ΔH der 5) zwischen der Enthalpie des Kältemittels (Punkt d₅ der 5) bei der Einlassseite von dem Düsenabschnitt 15a und der Enthalpie des Kältemittels (Punkt f₅ der 5) bei der Auslassseite von dem Düsenabschnitt 15a.
Die Luft, welche durch den Gebläselüfter 16a geblasen wird, strömt so wie bei dem Pfeil in der 1. Die Luft, welche durch den Gebläselüfter 16a geblasen wird, geht somit durch den auslassseitigen Verdampfer 16 und den saugseitigen Verdampfer 18 in dieser Reihenfolge hindurch und strömt dann in den gleichen zu kühlenden Raum (zum Beispiel eine Fahrgastzelle). Zu diesem Zeitpunkt wird der Kältemittelverdampferdruck von dem auslassseitigen Verdampfer 16 in einem Druck durch den Diffusorabschnitt 15d unter Druck gesetzt. Auf der anderen Seite ist der Kältemittelverdampferdruck von dem saugseitigen Verdampfer 18 ein Druck, unmittelbar nachdem es durch den Düsenabschnitt 15 dekomprimiert wurde.
Der Kältemittelverdampferdruck (Kältemittelverdampfertemperatur) von dem saugseitigen Verdampfer 18 kann somit niedriger als der Kältemittelverdampferdruck (die Kältemittelverdampfertemperatur) von dem auslassseitigen Verdampfer 16 gemacht werden. Eine Temperaturdifferenz zwischen der geblasenen Luft und der Kältemittelverdampfertemperatur kann somit in sowohl dem auslassseitigen Verdampfer 16 als auch dem saugseitigen Verdampfer 18 sichergestellt werden, wobei dadurch das Kühlen der geblasenen Luft auf effektive Art und Weise ausgeführt wird.
Der Abzweigungsabschnitt 14 ist derart ausgestaltet, dass die Trockenheit des Kältemittels, welches in den Düsenabschnitt 15a strömt, höher wird als die Trockenheit des Kältemittels, welches in den Drosselabschnitt 17 strömt, so dass der Gradient der Isoentropielinie gering wird, während das Kältemittel in dem Düsenabschnitt 15a in einer Isoentropie dekomprimiert wird. Wenn das Kältemittel in einer Isoentropie um einen vorherbestimmten Druck dekomprimiert wird, kann somit die Enthalpiedifferenz zwischen den Enthalpien von dem Kältemittel an der Kältemitteleinlassseite von dem Düsenabschnitt 15a und dem Kältemittel an der Kältemittelauslassseite von dem Düsenabschnitt 15a vergrößert werden, wobei dadurch der Betrag an Wiedergewinnungsenergie erhöht wird.
Als nächstes wird der Zustand des Kältemittels in dem Niedrigkapazitätsbetrieb der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp unter Bezugnahme auf die 6 beschrieben werden. Was die Zeichen betrifft, welche die Kältemittelzustände in der 6 angeben, so werden die gleichen Kältemittelzustände wie in der 5 durch Verwenden der gleichen Buchstaben angegeben, es werden jedoch nur die zusätzlichen Bezeichnungen hinter den Buchstaben verändert. Wie es in der 6 gezeigt ist, werden die Kältemittelzustände des Kältemittelkreislaufs 10 in dem Niedrigkapazitätsbetrieb im Wesentlichen gleich zu den Kältemittelzuständen in dem allgemeinen Betrieb und dem Hochkapazitätsbetrieb geändert.
In dem Niedrigkapazitätsbetrieb wird die Kältemittelauslasskapazität von dem Kompressor 11 auf in etwa null eingestellt, wie es bei Schritt S17 beschrieben ist. Eine Druckdifferenz zwischen dem Kältemitteldruck an der Einlassseite von dem Düsenabschnitt 15a des Ejektors 15 und dem Kältemitteldruck an der Auslassseite von dem Düsenabschnitt 15a des Ejektors 15 wird somit ein Restdruck von dem Hochkapazitätsbetrieb, und dadurch wird die Wiedergewinnungsenergie (ΔH6 in der 6) sehr gering im Vergleich zu der Widergewinnungsenergie im allgemeinen Betrieb und im Hochkapazitätsbetrieb (ΔH5 in der 5).
Bei der obigen Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 ist es während des Niedrigkapazitätsbetriebs schwierig für das Kältemittel, aus dem saugseitigen Verdampfer 18 herauszuströmen, um auf akkurate Art und Weise in den Ejektor 15 von dem Kältemittelsauganschluss 15c angesaugt zu werden, und dadurch ist es schwierig, die Antriebsleistung von dem Kompressor 11 zu reduzieren. Daher kann eine Verbesserung in der COP (Leistungsziffer) der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp nicht auf wirksame Weise unter Verwenden des Ejektors 15 ausgeführt werden.
Gemäß der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn die Druckdifferenz ΔP (Pd – Pef) gleich ist zu oder geringer ist als die vorherbestimmte Druckdifferenz ΔKP, festgestellt, dass die benötigte Kühlkapazität größer als ein Standardwert ist. In diesem Fall werden somit der Hochkapazitätsbetrieb und der Niedrigkapazitätsbetrieb abwechselnd geschaltet, wie es in dem Steuerbetrieb der Schritte S15 bis S17 beschrieben ist.
Bei der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp, welche den Ejektor 15 aufweist, kann somit die Zirkulationsmenge von Kältemittel, welches in dem Kältemittelkreislauf zirkuliert, auf geeignete Art und Weise eingestellt werden, während die Leistungsziffer (COP) wirksam verbessert werden kann.
Das heißt, bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Standardwert der benötigten Kapazität derart eingestellt, dass der Ejektor 15 eine ausreichende Kältemittelsaugkapazität aufweist, wobei dadurch die COP verbessert wird. In dem allgemeinen Betrieb, in welchem die benötigte Kapazität größer ist als der Standardwert, kann somit die Kältemittelsaugkapazität von dem Ejektor 15 verbessert werden, und die COP kann auf wirksame Art und Weise durch den Ejektor 15 verbessert werden. Des Weiteren kann im allgemeinen Betrieb die Zirkulationsmenge von Kältemittel basierend auf der benötigten Kapazität angepasst werden, wobei dadurch die Leistung, welche unnötigerweise in dem Kompressor 11 verbraucht wird, reduziert wird.
Wenn die benötigte Kapazität gleich ist zu oder geringer ist als der Standardwert, kann die COP auf akkurate Weise erhöht werden unter Verwenden des Ejektors 15 in dem Hochkapazitätsbetrieb, ähnlich zu dem allgemeinen Betrieb. Wenn der Hochkapazitätsbetrieb und der Niedrigkapazitätsbetrieb des Kompressors 11 abwechselnd geschaltet werden, kann ein Verhältnis der Betriebsdauer in dem Niedrigkapazitätsbetrieb zu der Betriebsdauer von dem Hochkapazitätsbetrieb angepasst werden, so dass die Zirkulationsmenge von Kältemittel entsprechend der benötigten Kapazität angepasst werden kann. Somit kann man verhindern, dass Leistung unnötig in dem Kompressor 11 verbraucht wird, wobei dadurch verhindert wird, dass die COP reduziert wird.
Als ein Ergebnis kann die Kältemittelsaugkapazität des Ejektors 15 im Vergleich zu der Linie E1 der 3 erhöht werden, bei welcher die COP durch den Ejektor 15 verbessert werden kann, unabhängig von der benötigten Kapazität. In der 3 zeigt E2 eine Kältemittelsaugkapazität des Ejektors 15, wenn die Kältemittelauslasskapazität von dem Kompressor 11 ähnlich zu derjenigen im allgemeinen Betrieb eingestellt ist, in einem Fall, in dem die benötigte Kapazität gleich ist zu oder geringer ist als der Standardwert.
Bei der vorliegenden Ausführungsform werden der Hochkapazitätsbetrieb und der Niedrigkapazitätsbetrieb des Kompressors 11 abwechselnd geschaltet, nachdem der Hochkapazitätsbetrieb und der Niedrigkapazitätsbetrieb jeweils über vorherbestimmte Zeitdauern fortgesetzt werden. Die Menge des Kältemittelzirkulationsstroms kann daher leicht und auf genaue Art und Weise angepasst werden. Da der Hochkapazitätsbetrieb über einer vorherbestimmte Dauer fortgesetzt wird, kann die Strömungsmenge des Kältemittels, welches in dem Kältemittelkreislauf zirkuliert, stabil gemacht werden, und die Kältemittelansaugung in dem Ejektor 15 von dem Kältemittelsauganschluss 15c kann auf stabile Weise ausgeführt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird bei Schritt S11 die Druckdifferenz ΔP (Pd – Pef) basierend auf dem Erfassungswert Pd von dem Hochdrucksensor 22 und dem Kältemittelverdampferdruck Pef in dem saugseitigen Verdampfer 18, welcher von dem Erfassungswert Te von dem Verdampfertemperatursensor 21 berechnet wird, berechnet. Es kann daher auf genaue Art und Weise festgestellt werden, ob die benötigte Kapazität zu dem Standardwert wird.
Wenn ein aktueller Kältemittelsaugdruck von dem Kompressor 11 oder ein aktueller Kältemittelverdampferdruck in dem saugseitigen Verdampfer 18 als ein Kältemitteldruck der Niedrigdruckseite verwendet wird, wenn die Druckdifferenz ΔP (Pd – Pef) berechnet wird, wird der Kältemitteldruck der Niedrigdruckseite leicht variiert, wenn der Hochdruckbetrieb und der Niedrigdruckbetrieb des Kompressors 11 wahlweise geschaltet werden. Somit ist es unmöglich, in geeigneter Weise festzustellen, ob die benötigte Kapazität in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 gleich ist zu oder niedriger ist als der Standardwert.
Im Gegensatz dazu ist die Antwort von dem Erfassungswert Tef des Verdampfertemperatursensors 21 mit Bezug auf den Kältemittelsaugdruck des Kompressors 11 relativ niedrig, und dadurch ist die Antwort des Schaltens zwischen dem Hochkapazitätsbetrieb und dem Niedrigkapazitätsbetrieb mit Bezug auf den Kältemittelsaugdruck des Kompressors 21 vergleichsweise niedrig. Im Allgemeinen ist der Erfassungswert Tef von dem Verdampfertemperatursensor 21 ein physikalischer Betrag relativ zu der Wärmekapazität des saugseitigen Verdampfers 18. Da der Kältemittelverdampferdruck Pef basierend auf dem Erfassungswert Tef von dem Verdampfertemperatursensor 21 berechnet wird, was ein Beispiel des physikalischen Betrags relativ zu der Kältemittelverdampfertemperatur ist, kann ein Variierungsbereich der Druckdifferenz entsprechend zu dem Schalten zwischen dem Hochkapazitätsbetrieb des Kompressors 11 und dem Niedrigkapazitätsbetrieb des Kompressors 11 reduziert werden, und dadurch kann in geeigneter Art und Weise festgestellt werden, dass die benötigte Kapazität in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 auf den Standardwert gelangt.
Bei der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform kann, selbst wenn die benötigte Kapazität niedriger ist als der Standardwert und die Zirkulationsmenge an Kältemittel verringert wird, die Zirkulationsmenge von Kältemittel für eine Zeitdauer erhöht werden, über welche der Hochkapazitätsbetrieb durchgeführt wird. Somit kann Schmieröl, welches zusammen mit dem Kältemittel in dem Kältemittelkreislauf zirkuliert, daran gehindert werden, in dem saugseitigen Verdampfer 18 oder dem Kühler 12 zum Beispiel zu bleiben.
Des Weiteren ist der Abzweigungsabschnitt 14 ausgestaltet, um den Zustand des Kältemittels, welches in Richtung zu dem Düsenabschnitt 15a strömt, und den Zustand des Kältemittels, welches in Richtung zu dem Drosselabschnitt 17 strömt, anzupassen. Als ein Ergebnis kann eine Temperaturdifferenz von Luft, welche von der Verdampfereinheit 19 in Richtung zu der Fahrgastzelle geblasen wird, reduziert werden.
Zweite Ausführungsform
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung wird mit Bezugnahme auf die 7 bis 9B beschrieben werden.
Bei einer Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp gemäß der zweiten Ausführungsform wird die Struktur des Kompressors 11 mit Bezug auf die oben beschriebene erste Ausführungsform geändert. Bei der zweiten Ausführungsform wird, wie es in der 7 gezeigt ist, als der Kompressor 11 ein elektrischer Kompressor angepasst, bei welchem ein Kompressionsmechanismus 11b mit fester Verstellung durch einen elektrischen Motor 11c angetrieben wird, um eine feste Auslasskapazität aufzuweisen.
Als der Kompressionsmechanismus 11b mit fester Verstellung können verschiedene Kompressionsmechanismen verwendet werden, wie zum Beispiel ein Kompressionsmechanismus vom Spiraltyp, ein Kompressionsmechanismus vom Rollkolbentyp, ein Kompressionsmechanismus vom Tauchkolbentyp, ein Kompressionsmechanismus vom Drehkolbentyp oder ähnliches. Der Betrieb (zum Beispiel die Drehzahl) des elektrischen Motors 11c wird gesteuert unter Verwenden von Steuersignalen, welche von der Klimaanlagensteuerung 20 ausgegeben werden. Als der elektrische Motor 11c kann ein Wechselstrommotor oder ein Gleichstrommotor verwendet werden. Eine Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 wird durch die Steuerung der Drehzahl verändert. Bei der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp gemäß der zweiten Ausführungsform, die in der 7 gezeigt ist, sind die anderen Komponenten ähnlich zu denjenigen der oben beschriebenen ersten Ausführungsform.
Bei der zweiten Ausführungsform ist eine Basissteuerung der Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 ähnlich zu dem Flussdiagramm der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, das in der 2 gezeigt ist. Bei der zweiten Ausführungsform wird die Drehzahl des elektrischen Motors 11c um einen vorherbestimmten Betrag derart erhöht, dass die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 bei Schritt S13 in der 2 erhöht wird. Auf ähnliche Weise wird die Drehzahl des elektrischen Motors 11c um einen vorgegebenen Betrag verringert, so dass die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 bei Schritt S14 in der 2 verringert wird. Des Weiteren wird die Drehzahl des elektrischen Motors 11c derart beibehalten, dass die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 bei Schritt S16 in der 2 beibehalten wird, und der elektrische Motor 11c wird gestoppt, so dass die Kältemittelauslasskapazität bei Schritt S17 in der 2 null wird.
Bei der zweiten Ausführungsform wird, wenn der Betrieb des Kompressors 11 von dem Hochkapazitätsbetrieb zu dem Niedrigkapazitätsbetrieb umgeschaltet wird, die Drehzahl des elektrischen Motors 11c nach und nach verringert, so dass die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 nach und nach verringert wird. Auf der anderen Seite wird, wenn der Betrieb des Kompressors 11 von dem Niedrigkapazitätsbetrieb zu dem Hochkapazitätsbetrieb geschaltet wird, die Drehzahl des elektrischen Motors 11c nach und nach erhöht, so dass die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 nach und nach erhöht wird.
Bei der zweiten Ausführungsform werden, wenn die benötigte Kapazität der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp niedriger ist als der Standardwert, der Hochkapazitätsbetrieb und der Niedrigkapazitätsbetrieb abwechselnd geschaltet wie bei dem Diagramm der 8. Wenn die benötigte Kapazität reduziert wird, wird ein Verhältnis von einer Betriebsdauer von dem Niedrigkapazitätsbetrieb zu einer Betriebsdauer von dem Hochkapazitätsbetrieb erhöht, wobei dadurch die Strömungsmenge des Kältemittels, das in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 zirkuliert, entsprechend zu der Abnahme der benötigten Kapazität reduziert wird. Bei der zweiten Ausführungsform sind die anderen Strukturen und Betriebsweisen der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 ähnlich zu denjenigen der oben beschriebenen ersten Ausführungsform.
Somit kann bei der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp gemäß der vorliegenden Ausführungsform die COP auf wirksame Weise verbessert werden unter Verwenden des Ejektors 15, unabhängig von der Bedarfskapazität (zum Beispiel Kühlkapazität), welche in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp benötigt wird.
Bei der zweiten Ausführungsform wird, wenn der Hochkapazitätsbetrieb und der Niedrigkapazitätsbetrieb des Kompressors 11 dazwischen umgeschaltet werden, die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 nach und nach geändert, und dadurch kann sie die Kältemittelzirkulationsmenge daran hindern, schnell in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp verändert zu werden. Da die Menge an Kältemittelzirkulation nach und nach verändert wird, wenn der Hochkapazitätsbetrieb und der Niedrigkapazitätsbetrieb bei der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp geschaltet werden, kann ein Geräusch bzw. eine Geräuschentwicklung aufgrund des Kältemittelstroms auf wirksame Weise reduziert werden.
Bei dem Beispiel der 8 werden der Hochkapazitätsbetrieb und der Niedrigkapazitätsbetrieb jeweils über eine Zeitdauer aufrechterhalten, wenn der Betrieb des Kompressors 11 zwischen dem Hochkapazitätsbetrieb zu dem Niedrigkapazitätsbetrieb umgeschaltet wird. Jedoch können die Muster der Kapazitätsveränderung des Kompressors 11 in geeigneter Weise verändert werden, ohne auf das Diagramm der 8 beschränkt zu sein. Zum Beispiel kann die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 geändert werden, wie es in den 9A und 9B gezeigt ist. Bei dem Beispiel der 9A wird die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 zwischen dem Hochkapazitätsbetrieb und dem Niedrigkapazitätsbetrieb geändert ohne ein fortdauerndes Ausführen des Hochkapazitätsbetriebs oder des Niedrigkapazitätsbetriebs über eine vorherbestimmte Zeitdauer. Bei dem Beispiel der 9B wird die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 nach und nach verändert, selbst um den Hochkapazitätsbetrieb oder den Niedrigkapazitätsbetrieb herum.
Der Steuerungsbetrieb der Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11, welcher in den 8, 9A und 9B gezeigt ist, kann auf den Kompressor 11 mit variabler Verstellung, der in der obigen ersten Ausführungsform beschrieben ist, angewendet werden.
Der Kompressor 11 der zweiten Ausführungsform kann auf jeden elektrischen Kompressor für eine Kältemittelkreislaufvorrichtung angewendet werden, welche an ein elektrisches Fahrzeug, ein Hybridfahrzeug oder ähnliches angepasst ist.
Dritte Ausführungsform
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezugnahme auf die 10 beschrieben werden.
Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird festgestellt, ob die Druckdifferenz ΔP (Pd – Pef) gleich ist zu oder geringer ist als eine vorherbestimmte Druckdifferenz ΔKP, wobei dadurch festgestellt wird, ob die Bedarfskapazität (zum Beispiel Kühlkapazität), welche in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp benötigt wird, gleich ist zu oder geringer ist als ein Standardwert. Bei der dritten Ausführungsform jedoch wird festgestellt, ob die Bedarfskapazität, welche in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp benötigt wird, gleich ist zu oder geringer ist als ein Standardwert, durch ein direktes Verwenden eines Erfassungswerts Pd von dem Hochdrucksensor 22.
Bei der dritten Ausführungsform wird, wie es in der 10 gezeigt ist, der Schritt S11' anstatt des Schritts S11 aus der 2 verwendet. Noch genauer wird bei Schritt S11' festgestellt, ob der Erfassungswert Pd von dem Hochdrucksensor 22 gleich ist zu oder geringer ist als ein vorherbestimmter Druck KPd.
Wenn die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 entsprechend zu einer Verringerung der benötigten Kapazität verringert wird, wird der Kältemitteldruck an der Hochdruckseite verringert. Daher ist der Kältemitteldruck Pd, welcher durch den Hochdrucksensor 22 erfasst wird, ein Beispiel für einen Index zum Anzeigen der benötigten Kapazität in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp.
Bei Schritt S11' wird festgestellt, ob der Kältemitteldruck Pd gleich ist zu oder geringer ist als der vorherbestimmte Druck KPd, wobei dadurch festgestellt wird, ob die benötigte Kapazität (zum Beispiel Kühlkapazität), welche in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp benötigt wird, gleich ist zu oder geringer ist als ein Standardwert. Andere Konfigurationen und Betriebsweisen der vorliegenden Ausführungsform sind ähnlich zu denjenigen der oben beschriebenen ersten oder zweiten Ausführungsform.
Somit kann bei der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp gemäß der vorliegenden Ausführungsform die COP wirksam verbessert werden unter Verwenden des Ejektors 15, unabhängig von der Bedarfskapazität (zum Beispiel Kühlkapazität, Heizkapazität), welche in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp benötigt wird.
Bei der dritten Ausführungsform wird festgestellt, ob der Kältemitteldruck Pd, welcher durch den Hochdrucksensor 22 erfasst wird, gleich ist zu oder geringer ist als der vorherbestimmte Druck KPd. Daher ist es möglich, leicht festzustellen, ob die benötigte Kapazität (zum Beispiel Kühlkapazität, Heizkapazität), welche in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp benötigt wird, gleich ist zu oder geringer ist als der Standardwert.
Andere Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung kann auf verschiedene Art und Weise innerhalb einer Reichweite der vorliegenden Erfindung wie folgt verändert werden, ohne auf die obigen Ausführungsformen beschränkt zu sein.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist der Verdampfertemperatursensor 21 angeordnet, um eine Rippentemperatur des Wärmeaustauschabschnitts zu erfassen, wobei dadurch eine physikalische Größe relativ zu der Kältemittelverdampfertemperatur erfasst wird. Ein Temperatursensor anders als der Verdampfertemperatursensor 21 kann jedoch zum Erfassen der physikalischen Größe relativ zu der Kältemittelverdampfertemperatur verwendet werden.
Zum Beispiel kann ein Temperatursensor an einer Position von dem saugseitigen Verdampfer 18 anders als an der Rippe des Wärmeaustauschabschnitts angeordnet sein. Alternativ kann eine Kältemitteltemperatur zum direkten Richten der Temperatur des Kältemittels, welches in dem saugseitigen Verdampfer 18 strömt, als der Temperatursensor verwendet werden. Des Weiteren kann ein Temperatursensor angeordnet sein, um die Temperatur von Luft unmittelbar nach dem Hindurchgehen durch den saugseitigen Verdampfer 18 zu erfassen.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist der Hochdrucksensor 22 in einem Durchlass für Kältemittel von hohem Druck von dem Kältemittelauslassanschluss des Kompressors 11 zu dem Kältemitteleinlass von dem Expansionsventil 13 angeordnet, um den Druck des Kältemittels auf der Hochdruckseite zu erfassen. Jedoch kann ein Drucksensor in einem Durchlass für Kältemittel von hohem Druck von dem Kältemittelauslassanschluss des Kompressors 11 zu einem Kältemitteleinlass des Kühlers 12 oder innerhalb des Kühlers 12 vorgesehen sein, um so den Druck von dem Kältemittel auf der Hochdruckseite zu erfassen, bevor es dekomprimiert wird.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist die Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp mit dem Abzweigungsabschnitt 14 versehen, in welchem das Kältemittel, welches aus dem Expansionsventil 13 herausströmt, derart abgezweigt wird, dass ein Kältemittelstrom, welcher an dem Abzweigungsabschnitt 14 abgezweigt wird, in dem Düsenabschnitt 15a des Ejektors 15 dekomprimiert wird und der andere Kältemittelstrom, welcher an dem Abzweigungsabschnitt 14 abgezweigt wird, in dem Drosselabschnitt 17 dekomprimiert wird. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auf andere Kältemittelkreislaufvorrichtungen vom Ejektortyp angewendet werden, ohne auf die obige Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 beschränkt zu sein.
Zum Beispiel kann ein innerer Wärmetauscher in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp vorgesehen sein, um einen Wärmeaustausch zwischen einem Kältemittel von niedrigem Druck, das in den Kompressor 11 anzusaugen ist, und einem Kältemittel von hohem Druck, das aus dem Kühler 12 herausströmt, auszuführen. Des Weiteren kann der auslassseitige Verdampfer 16 von der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp weggelassen werden.
Alternativ bzw. des Weiteren kann ein Gasförmig-flüssig-Separator vorgesehen sein, um das Kältemittel, welches aus dem auslassseitigen Verdampfer 16 herausströmt, in gasförmiges Kältemittel und in flüssiges Kältemittel zu trennen. In diesem Fall kann das gasförmige Kältemittel, welches bei dem Gasförmig-flüssig-Separator abgetrennt wird, in den Kompressor 11 angesaugt werden, und das flüssige Kältemittel, welches bei dem Gasförmig-flüssig-Separator abgetrennt wird, kann in den saugseitigen Verdampfer 18 angesaugt werden. Alternativ kann der auslassseitige Verdampfer 16 weggelassen werden, und ein Gasförmig-flüssig-Separator kann stromabwärts von dem Diffusorabschnitt 15d des Ejektors 15 derart angeordnet sein, dass das Kältemittel, welches aus dem Diffusorabschnitt 15d des Ejektors 15 herausströmt, direkt in den Gasförmig-flüssig-Separator strömen kann.
Zusätzlich kann ein Abzweigungsabschnitt an einer Niedrigdruckseite an einer stromabwärtigen Seite von dem Diffusorabschnitt 15d des Ejektors 15 vorgesehen sein, um einen Strom von Kältemittel, welches aus dem Diffusorabschnitt 15d des Ejektors 15 herausströmt, abzuzweigen. Des Weiteren ist der Abzweigungsabschnitt auf der Niedrigdruckseite derart vorgesehen, dass ein Kältemittel, welches an dem Abzweigungsabschnitt der Niedrigdruckseite abgezweigt wird, in den auslassseitigen Verdampfer 16 strömt und das andere Kältemittel, welches an dem Abzweigungsabschnitt der Niedrigdruckseite abgezweigt wird, in Richtung zu dem saugseitigen Verdampfer 18 strömt.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 im allgemeinen Betrieb als der Standardwert eingestellt, so dass die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 zumindest auf der Bedarfskapazität in dem Hochkapazitätsbetrieb aufrechterhalten werden kann. Der Standardwert kann jedoch höher eingestellt werden als die Bedarfskapazität, welche in dem allgemeinen Betrieb benötigt wird.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wird in einem Niedrigkapazitätsbetrieb die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 auf annähernd null eingestellt. Jedoch kann in dem Niedrigkapazitätsbetrieb die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 auf eine vorherbestimmte Kapazität eingestellt sein, die niedriger ist als der Standardwert und höher ist als null.
Die oben beschriebene Ausführungsform war ein Beispiel, in welchem die Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp der vorliegenden Erfindung auf eine Fahrzeugklimaanlage angewendet wird, jedoch ist die Anwendung der vorliegenden Erfindung nicht auf diese beschränkt. Zum Beispiel kann die Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp der vorliegenden Erfindung auf eine Klimaanlage für einen festen Raum, ein Kühlgerät oder ähnliches angepasst sein.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen sind der auslassseitige Verdampfer 16 und der saugseitige Verdampfer 18 integral angeordnet, um den gleichen Raum, der zu klimatisieren ist (zum Beispiel Fahrgastzelle), zu kühlen. Jedoch können der auslassseitige Verdampfer 16 und der saugseitige Verdampfer 18 separat angeordnet sein, um jeweils verschiedene Räume, die zu klimatisieren sind, zu kühlen. Da der Kältemittelverdampferdruck (Kältemittelverdampfertemperatur) des auslassseitigen Verdampfers 16 höher ist als der Kältemittelverdampferdruck (Kältemittelverdampfertemperatur) des saugseitigen Verdampfers 18, kann der saugseitige Verdampfer 18 verwendet werden, um einen Gefrierraum eines Kühlers bzw. Kühlschranks zu kühlen, und der auslassseitige Verdampfer 16 kann verwendet werden, um einen Kühlraum des Kühlschranks zu kühlen.
Die oben beschriebene Ausführungsform war ein Beispiel, bei welchem das herkömmliche fluorkohlenwasserstoffbasierte Kältemittel als das Kältemittel eingesetzt wird, jedoch ist die Art des Kältemittels nicht hierauf beschränkt. Zum Beispiel kann kohlenwasserstoffbasiertes Kältemittel, kohlendioxidbasiertes Kältemittel usw. verwendet werden. Des Weiteren kann die Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp der vorliegenden Erfindung ausgebildet sein, um einen Dampf-Kompression-überkritischen Kältemittelkreislauf zu bilden, in welchem ein Kältemitteldruck von der Hochdruckseite den kritischen Druck des Kältemittels überschreitet.
Bei der oben beschriebenen Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp ist der Kühler 12 als ein äußerer Wärmetauscher angepasst, in welchem das Kältemittel einem Wärmeaustausch mit Außenluft unterzogen wird, und der auslassseitige Verdampfer 16 und der saugseitige Verdampfer 18 sind als ein innerer Wärmetauscher (Wärmetauscher der Nutzungsseite) zum Kühlen von Luft angepasst, die in die Fahrgastzelle zu blasen ist. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auf einen Wärmepumpenkreislauf angewendet werden, in welchem der auslassseitige Verdampfer 16 und der saugseitige Verdampfer 18 als der äußere Wärmetauscher ausgestaltet sind, um Wärme von einer Wärmequelle, wie zum Beispiel der Atmosphäre, zu absorbieren, und der Kühler 12 kann als der innere Wärmetauscher zum Heizen des Kältemittels ausgebildet sein, welches zum Heizen von Luft oder Wasser, welche(s) aufzuheizen ist, benutzt wird. In diesem Fall ist die Bedarfskapazität, welche in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp benötigt wird, eine Heizkapazität zum Heizen eines aufzuheizenden Fluids.
Obwohl die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit ihren Ausführungsformen mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vollständig beschrieben worden ist, sei es angemerkt, dass dem Fachmann des Gebiets verschiedene Änderungen und Modifikationen offensichtlich sein werden.
Zum Beispiel erhöht gemäß einem Aspekt der oben beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationen in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp mit dem Ejektor 15 der Auslasskapazitätssteuerabschnitt 20a die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 entsprechend zu einer Zunahme einer Bedarfskapazität, welche in einem Kältemittelkreislauf in einem allgemeinen Betrieb benötigt wird, wenn die Bedarfskapazität größer als ein Standardwert ist. Im Gegensatz dazu, wenn die Bedarfskapazität, welche in dem Kältemittelkreislauf benötigt wird, gleich ist zu oder geringer ist als der Standardwert, steuert der Auslasskapazitätssteuerabschnitt 20a die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11, um abwechselnd geschaltet zu werden zwischen einem Hochkapazitätsbetrieb, in welchem die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 größer ist als eine vorherbestimmte Auslasskapazität, welche bei dem Standardwert der Bedarfskapazität im allgemeinen Betrieb bestimmt wird, und einem Niedrigkapazitätsbetrieb, in welchem die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 geringer ist als die vorherbestimmte Auslasskapazität.
Somit kann, selbst wenn die Bedarfskapazität, welche in dem Kältemittelkreislauf benötigt wird, gleich ist zu oder geringer ist als der Standardwert, die COP der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp wirksam erhöht werden unter Verwenden des Ejektors 15, unabhängig von der Bedarfskapazität des Kältemittelkreislaufs. Zum Beispiel ist die Bedarfskapazität des Kältemittelkreislaufs eine Kühlkapazität, wenn die Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp zum Kühlen eines zu kühlenden Fluids verwendet wird, oder die Bedarfskapazität des Kältemittelkreislaufs ist eine Heizkapazität, wenn die Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp zum Aufheizen eines aufzuheizenden Fluids verwendet wird. Des Weiteren kann die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 zum Beispiel gesteuert werden durch ein Steuern einer Betriebsdauer des Kompressors 11 oder eines Betriebsverhältnisses des Kompressors 11.
Der Auslasskapazitätssteuerabschnitt 20a kann kontinuierlich zumindest einen von dem Hochkapazitätsbetrieb und dem Niedrigkapazitätsbetrieb über eine vorherbestimmte Zeit ausführen, wenn der Hochkapazitätsbetrieb und der Niedrigkapazitätsbetrieb abwechselnd geschaltet werden. Die Zirkulationsmenge an Kältemittel in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 kann somit in geeigneter Weise angepasst werden entsprechend zu der Bedarfskapazität, welche in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 benötigt wird.
Des Weiteren kann der Auslasskapazitätssteuerabschnitt 20a nach und nach die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 verringern, wenn der Betrieb des Kompressors 11 von dem Hochkapazitätsbetrieb zu dem Niedrigkapazitätsbetrieb geschaltet wird, und kann nach und nach die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 erhöhen, wenn der Betrieb von dem Niedrigkapazitätsbetrieb zu dem Hochkapazitätsbetrieb geschaltet wird.
Die Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 vom Ejektortyp kann mit einem Hochdrucksensor 22 versehen sein, der ausgebildet ist zum Erfassen einer physikalischen Größe bzw. Betrags bezüglich eines Drucks von dem Hochdruckkältemittel in dem Kältemittelkreislauf, einem Verdampfertemperatursensor 21, welcher ausgebildet ist zum Erfassen einer physikalischen Größe bzw. Betrags bezüglich einer Kältemittelverdampfertemperatur in dem saugseitigen Verdampfer 18, und einem Berechnungsabschnitt 20, welcher ausgebildet ist zum Berechnen eines Kältemittelverdampferdrucks in dem saugseitigen Verdampfer 18 basierend auf einem Erfassungswert des Verdampfertemperatursensors 21. In diesem Fall bestimmt der Auslasskapazitätssteuerabschnitt 20a, dass die Bedarfskapazität, welche in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 benötigt wird, gleich ist zu oder geringer ist als der Standardwert, wenn eine Druckdifferenz ΔP zwischen einem Erfassungswert Pd des Hochdrucksensors 22 und dem Kältemittelverdampferdruck Pef in dem saugseitigen Verdampfer 18 geringer ist als ein vorherbestimmter Wert.
Alternativ kann der Auslasskapazitätssteuerabschnitt 20a feststellen, dass die Bedarfskapazität, welche in der Kältemittelkreislaufvorrichtung 10 benötigt wird, gleich ist zu oder geringer ist als der Standardwert, wenn ein Erfassungswert Pd von dem Hochdrucksensor 22 geringer ist als ein vorherbestimmter Wert KPd.
Solche Änderungen und Modifikationen sollen als innerhalb der Reichweite der vorliegenden Erfindung liegend verstanden werden, wie sie durch die angehängten Ansprüche definiert ist.
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 3322263 B1 [0003]
US 2001/0025499 A1 [0003]
JP 3931899 B2 [0004]
US 2005/0178150 A1 [0004]
JP 2008-107055 A [0005]
US 2008/0098757 A1 [0005]

Claims

Kältemittelkreislaufvorrichtung vom Ejektortyp, aufweisend: einen Kompressor (11), welcher ausgebildet ist, um Kältemittel zu komprimieren und auszulassen; einen Kühler (12), welcher angeordnet ist, um das von dem Kompressor ausgelassene Kältemittel zu kühlen; einen Ejektor (15), welcher einen Düsenabschnitt (15a) umfasst, in welchem das Kältemittel, das von dem Kühler strömt, dekomprimiert wird, einen Kältemittelsauganschluss (15c), von welchem Kältemittel durch ein Kältemittel von hoher Geschwindigkeit angesaugt wird, das von dem Düsenabschnitt ausgestoßen wird, und einen Druckerhöhungsabschnitt (15d), in welchem das Kältemittel, das von dem Düsenabschnitt ausgestoßen wird, und das Kältemittel, das von dem Kältemittelsauganschluss angesaugt wird, gemischt werden und unter Druck gesetzt werden; einen saugseitigen Verdampfer (18), der angeordnet ist, um das in den Kältemittelsauganschluss des Ejektors einzusaugende Kältemittel zu verdampfen; und einen Auslasskapazitätssteuerabschnitt (20a), welcher ausgebildet ist, um eine Kältemittelauslasskapazität des Kompressors zu steuern, wobei der Kältemittelkapazitätssteuerabschnitt die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors entsprechend zu einer Zunahme von einer Bedarfskapazität, welche in einem Kältemittelkreislauf bei einem allgemeinen Betrieb benötigt wird, erhöht, wenn die Bedarfskapazität größer als ein Standardwert ist, und wenn die Bedarfskapazität, welche in dem Kältemittelkreislauf benötigt wird, gleich ist zu oder geringer ist als der Standardwert, der Auslasskapazitätssteuerabschnitt die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors steuert, um abwechselnd zwischen einem Hochkapazitätsbetrieb, in welchem die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors größer ist als eine vorgegebene Auslasskapazität, welche bei dem Standardwert der Bedarfskapazität in dem allgemeinen Betrieb bestimmt wird, und einem Niedrigkapazitätsbetrieb, in welchem die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors geringer ist als die vorgegebene Auslasskapazität, zu schalten.
Kältemittelkreislaufvorrichtung vom Ejektortyp nach Anspruch 1, wobei der Auslasskapazitätssteuerabschnitt kontinuierlich zumindest einen von dem Hochkapazitätsbetrieb und dem Niedrigkapazitätsbetrieb über eine vorgegebene Zeit ausführt, wenn der Hochkapazitätsbetrieb und der Niedrigkapazitätsbetrieb abwechselnd geschaltet werden.
Kältemittelkreislaufvorrichtung vom Ejektortyp nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Auslasskapazitätssteuerabschnitt die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors fortschreitend verringert, wenn der Betrieb von dem Hochkapazitätsbetrieb zu dem Niedrigkapazitätsbetrieb geschaltet wird, und die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors fortschreitend erhöht, wenn der Betrieb von dem Niedrigkapazitätsbetrieb zu dem Hochkapazitätsbetrieb geschaltet wird.
Kältemittelkreislaufvorrichtung vom Ejektortyp nach einem er Ansprüche 1 bis 3, weiterhin aufweisend: einen Hochdrucksensor (22), welcher ausgebildet ist zum Erfassen einer physikalischen Höhe bezüglich eines Drucks eines Kältemittels von hohem Druck in dem Kältemittelkreislauf; einen Verdampfertemperatursensor (21), welcher ausgebildet ist zum Erfassen einer physikalischen Höhe bezüglich einer Kältemittelverdampfungstemperatur in dem saugseitigen Verdampfer; und einen Berechnungsabschnitt (20), welcher ausgebildet ist zum Berechnen eines Kältemittelverdampfungsdrucks in dem saugseitigen Verdampfer basierend auf einem Erfassungswert von dem Verdampfungstemperatursensor, wobei der Auslasskapazitätssteuerabschnitt festlegt, dass die Bedarfskapazität, welche in dem Kältemittelkreislauf benötigt wird, gleich ist zu oder geringer ist als der Standardwert, wenn eine Druckdifferenz (ΔP) zwischen einem Erfassungswert (Pd) des Hochdrucksensors und dem Kältemittelverdampfungsdruck (Pef) in dem saugseitigen Verdampfer geringer ist als ein vorherbestimmter Wert (ΔKP).
Kältemittelkreislaufvorrichtung vom Ejektortyp nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin aufweisend einen Hochdrucksensor (22), welcher ausgebildet ist zum Erfassen einer physikalischen Höhe bezüglich eines Drucks eines Kältemittels von hohem Druck in dem Kältemittelkreislauf, wobei der Auslasskapazitätssteuerabschnitt festlegt, dass die Bedarfskapazität, welche in dem Kältemittelkreislauf benötigt wird, gleich ist zu oder geringer ist als der Standardwert, wenn ein Erfassungswert (Pd) des Hochdrucksensors geringer ist als ein vorherbestimmter Wert (KPd).
Kältemittelkreislaufvorrichtung vom Ejektortyp nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Auslasskapazitätssteuerabschnitt ein Verhältnis zwischen einer Zeitperiode, über welche der Hochkapazitätsbetrieb ausgeführt wird, und einer Zeitperiode, über welche der Niedrigkapazitätsbetrieb ausgeführt wird, entsprechend zu der Bedarfskapazität, welche in dem Kältemittelkreislauf benötigt wird, steuert.