DE102012206357A1 - Kältemittelkreis-Einrichtung - Google Patents

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Abstract

Wenn eine Temperatur von Zuführluft, welche in einen Raum zur Luftklimatisierung geblasen wird, nicht bis zu der Ziel-Temperatur (TAO) in einem Innenraum-Kondensator (12) eines Wärmepumpenkreises (10) erhöht werden kann, der in einem Gasinjektionskreis enthalten ist, wird das Volumen der Zuführluft, die in den Innenraum-Kondensator (12) strömt, gesenkt. Somit wird die Temperatur des Kältemittels, welche durch den Innenraum-Kondensator (12) kondensiert wird, erhöht, während die Menge einer Kompressionsarbeit in einem hochdruckseitigen Kompressionsstadium bzw. einer hochdruckseitigen Kompressionsstufe des Kompressors (11) erhöht, was den Mangel der Heizleistung der Zuführluft unterdrückt, welche in den zu klimatisierenden Raum geblasen wird.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Kältemittelkreis-Einrichtung, welche einen Dampfkompressions-Kältemittelkreis verwendet, welcher wirksam für Fahrzeuge verwendet werden kann.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Mehrstufenkompressions-Wärmepumpenkreise sind bisher bekannt, welche den Druck des Kältemittels über mehrere Stufen erhöhen, um so einen Kreiswirkungsgrad (COP) eines Wärmepumpenkreises(Dampfkompressions-Kältemittelkreis) zu verbessern.
  • Zum Beispiel offenbart das Patentdokument 1 ( USP 5 704 219 , entsprechend JP 9-86149 A ) den so genannten Gasinjektionskreis (Spar-Kältemittelkreis), welcher einen Kompressor mit einer Saugöffnung zum Ansaugen von Kältemittel, einer Abgabeöffnung zur Abgabe von Kältemittel und eine Mitteldruck- bzw. Zwischendrucköffnung, welche einem Zwischendruck-Kältemittel in dem Kreis ermöglicht, dort hinein zu strömen, und zum Mischen des Kältemittels mit einem anderen Kältemittel, dessen Druck erhöht ist, enthält.
  • Ein solcher Gasinjektionskreis-Kompressor erhöht den Druck des Kältemittels durch zwei Kompressionsstufen, insbesondere einer niedrigdruckseitigen Kompressionsstufe zur Erhöhung des Druckes des Niedrigdruck-Kältemittels in ein Zwischendruck-Kältemittel und eine hochdruckseitige Kompressionsstufe zur Erhöhung des Druckes des Zwischendruck-Kältemittels in ein Hochdruck-Kältemittel. Somit wird der Druck des Zwischendruck-Kältemittels, welches aus der Zwischendrucköffnung strömt, auf ein zweckmäßiges Niveau eingestellt, so dass die Kompressionseffizienz des Kompressors verbessert werden kann, um dadurch die Effizienz des Kreises bzw. den Kreiswirkungsgrad zu verbessern.
  • Der Gasinjektionskreis, der in dem Patentdokument 1 offenbart ist, wird auf eine Klimaanlage für ein Fahrzeug angewandt, und ist somit dahingehend konstruiert, Zuführluft als ein Fluid für Wärmetausch durch Austausch von Wärme zwischen einem Hochtemperatur- und Hochdruck-Kältemittel zu erwärmen, welches aus dem Kompressor strömt und der Zuführluft, welche in einen Fahrzeug-Innenraum durch einen benutzerseitigen Wärmetauscher (Innenraum-Kondensator) beim Erwärmen des Fahrzeug-Innenraums als einen interessierenden Raum für Klimatisierung geblasen wird.
  • In einem normalen Betrieb kann der benutzerseitige Wärmetauscher hinreichend Heizleistung bieten, um die Temperatur der Zuführluft auf eine Ziel-Temperatur zu erhöhen, die zum Erwärmen des Fahrzeug-Innenraums erforderlich ist. Gleichzeitig wird der Öffnungsgrad eines hochdruckseitigen Expansionsventils zum Erhöhen des Drucks des Kältemittels, welches aus dem benutzerseitigen Wärmetauscher strömt, eingestellt, um den maximalen Kreiswirkungsgrad zu erzielen. Dahingegen mangelt dem benutzerseitigen Wärmetauscher gelegentlich die Heizfähigkeit bzw. Heizleistung zur Erhöhung der Temperatur der Zuführluft auf die Ziel-Temperatur. In diesem Fall wird der Öffnungsgrad des hochdruckseitigen Expansionsventils im Vergleich zu dem normalen Betrieb erhöht.
  • Somit ist es erforderlich, dass in dem normalen Betrieb der Kreis in Betrieb ist, während der hohe Kreiswirkungsgrad erzielt wird, während auf das Mangeln der Heizleistung hin die Heizleistung des benutzerseitigen Wärmetauschers durch Erhöhen der Strömungsrate des Kältemittels (Menge von Gasinjektion), die dort hinein aus der Zwischendrucköffnung des Kompressors strömt, zu verbessern ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Offenbarung wurde mit Blick auf die vorhergehenden Punkte gemacht und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, den Mangel von Heizleistung eines benutzerseitigen Wärmetauschers für ein Fluid zum Wärmetausch in einer Kältemittelkreis-Einrichtung, die dazu geeignet ist, das interessierende Fluid unter Verwendung des benutzerseitigen Wärmetauschers zu erwärmen, zu reduzieren.
  • Um die vorstehende Aufgabe zu erfüllen, enthält gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung eine Kältemittelkreis-Einrichtung: einen Kompressor, ausgebildet zum Komprimieren eines Niedrigdruck-Kältemittels, welches aus einer Saugöffnung gesaugt wird und zum Abgeben eines Hochdruck-Kältemittels aus einer Abgabeöffnung, während einem Zwischendruck-Kältemittel in einem Kältemittelkreis ermöglicht wird, dort hinein zu strömen, um das Zwischendruck-Kältemittel mit dem unter einer Kompressionsstufe stehenden Kältemittel über eine Zwischendrucköffnung zu vereinigen; einen benutzerseitigen Wärmetauscher, ausgebildet zum Austausch von Wärme zwischen dem Hochdruck-Kältemittel, welches aus der Abgabeöffnung abgegeben wird, und einem Fluid für Wärmetausch, um dadurch das Fluid für Wärmetausch zu erwärmen; einem hochdruckseitigen Entkomprimierer, ausgebildet zum Entkomprimieren des Hochdruck-Kältemittels, welches aus dem benutzerseitigen Wärmetauscher strömt, in ein Zwischendruck-Kältemittel; einen Gas-/Flüssigkeitsabscheider, ausgebildet zum Abscheiden des Zwischendruck-Kältemittels, welches durch den hochdruckseitigen Entkomprimierer entkomprimiert wird, in Gas- und Flüssigphasen, um das abgeschiedene Gasphasen-Kältemittel zu der Zwischendrucköffnung hin ausströmen zu lassen, einen niedrigdruckseitigen Entkomprimierer, ausgebildet zum Entkomprimieren des Flüssigphasen-Kältemittels, welches durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider abgeschieden wurde, in ein Niedrigdruck-Kältemittel; einen Verdampfer, ausgebildet zum Verdampfen des Niedrigdruck-Kältemittels, welches durch den niedrigdruckseitigen Entkomprimierer entkomprimiert wurde, und zum Ausströmenlassen des Kältemittels zu der Saugöffnung hin; und einen Strömungsraten-Einstellabschnitt, ausgebildet zum Einstellen einer Strömungsrate des Fluids zum Wärmetausch, welches zum Strömen in den benutzerseitigen Wärmetauscher vorgesehen ist. In der Kältemittelkreis-Einrichtung senkt, wenn eine Temperatur des Fluids für Wärmetausch, eingestellt durch zumindest den benutzerseitigen Wärmetauscher, gleich oder geringer als eine Ziel-Temperatur des Fluids für Wärmetausch ist, der Strömungsraten-Einstellabschnitt die Strömungsrate des Fluids für Wärmetausch, welches für die Strömung in den benutzerseitigen Wärmetauscher vorgesehen ist.
  • Wenn somit die Temperatur des Fluids für den Wärmetausch, dessen Temperatur durch zumindest den benutzerseitigen Wärmetauscher eingestellt wurde, gleich oder geringer als die Ziel-Temperatur des Fluids wird, wird die Strömungsrate des in den benutzerseitigen Wärmetauscher strömenden Fluids gesenkt, was zeitweilig die Wärmemenge senkt, die aus dem Kältemittel an den benutzerseitigen Wärmetauscher dissipiert bzw. abgeführt wird. Somit wird das Kreisgleichgewicht des Kältemittelkreises derart erreicht, dass der Kältemitteldruck innerhalb des benutzerseitigen Wärmetauschers erhöht wird.
  • Die Temperatur des Abgabekältemittels aus dem Kompressor wird somit erhöht, was eine Temperaturdifferenz zwischen dem Kältemittel, welches durch den benutzerseitigen Wärmetauscher strömt, und dem Fluid zum Wärmetausch, welches in den benutzerseitigen Wärmetauscher strömt, vergrößern kann. Ferner kann die Menge von Kompressionsarbeit in der Kompressionsstufe aus der Zwischendrucköffnung des Kompressors zu der Abgabeöffnung davon erhöht werden, was eine Enthalpiedifferenz zwischen einem Einlass und einem Auslass des benutzerseitigen Wärmetauschers erhöhen kann.
  • Im Ergebnis kann der Mangel der Heizleistung des benutzerseitigen Wärmetauschers für das Fluid für Wärmetausch unterdrückt bzw. niedrig gehalten werden.
  • Der Begriff ”Fluid für den Wärmetausch, dessen Temperatur durch zumindest den benutzerseitigen Wärmetauscher eingestellt ist bzw. wird”, wie er in der vorliegenden Anmeldung verwendet wird, bedeutet nicht nur das Fluid für den Wärmetausch, dessen Temperatur nur durch den benutzerseitigen Wärmetauscher eingestellt wird, sondern auch ein Fluid für den Wärmetausch, dessen Temperatur durch sowohl den benutzerseitigen Wärmetauscher wie auch einen anderen Temperatur-Einstellabschnitt eingestellt wird.
  • Zum Beispiel bedeutet der vorstehende Begriff ”Fluid” ein Fluid für den Wärmetauscher, das durch einen Verdampfer gekühlt und dann durch den benutzerseitigen Wärmetauscher wieder erwärmt wird, oder ein Fluid für den Wärmetausch, das durch Mischen des Fluids für den Wärmetausch produziert wird, welches durch den benutzerseitigen Wärmetauscher erwärmt wurde, mit einem anderen Fluid für den Wärmetausch, welches nicht durch den benutzerseitigen Wärmetauscher erwärmt wurde.
  • Somit kann die Formulierung ”wenn die Temperatur des Fluids für den Wärmetausch, dessen Temperatur durch zumindest den benutzerseitigen Wärmetauscher eingestellt wurde, gleich oder geringer als die Ziel-Temperatur des Fluids für den Wärmetausch”, wie er hier verwendet wird, durch die Formulierung ”wenn der gesamte Kältemittelkreis nicht Wärme zum Erhöhen der Temperatur des Fluids für den Wärmetausch bis zu der Ziel-Temperatur an dem benutzerseitigen Wärmetauscher abführen kann” repräsentiert werden.
  • Der Begriff ”Ziel-Temperatur”, wie er hierin benutzt wird, ist nicht auf einen Zielwert unter Steuerung des Kreises beschränkt, und kann einen weiten Temperaturbereich enthalten, der für das Fluid, dessen Temperatur als [für] die gesamte Kältemittelkreis-Einrichtung eingestellt wird, für den Wärmetausch erforderlich ist. Das heißt, der Begriff ”Ziel-Temperatur” wie er hier benutzt wird, kann durch den Begriff ”gewünschte Temperatur, welche für das Fluid für den Wärmetausch erforderlich ist” repräsentiert werden.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann, wenn die Temperatur des Fluids für Wärmetausch, welche zumindest durch den benutzerseitigen Wärmetauscher eingestellt wurde, gleich oder geringer als die Ziel-Temperatur des Fluids für Wärmetausch ist, der hochdruckseitige Entkomprimierer einen Drosselöffnungsgrad erhöhen.
  • Somit kann die Strömungsrate des Kältemittels, welches aus der Zwischendrucköffnung des Kompressors (Gasinjektionsmenge) erhöht werden, indem ein hochdruckseitiger Entkomprimierer veranlasst wird, einen Drosselöffnungsgrad zu erhöhen, was weiter den Mangel der Heizleistung des benutzerseitigen Wärmetauschers für das Fluid für den Wärmetausch reduzieren kann.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Fluid für Wärmetausch Zuführluft sein, welche in ein Fahrzeugabteil geblasen wird. In diesem Fall kann der benutzerseitige Wärmetauscher in einem Gehäuse angeordnet sein, in welchem ein Luftdurchtritt für die Zuführluft ausgebildet ist, ein Umgehungsdurchtritt kann in dem Gehäuse vorgesehen sein, um der Zuführluft zu ermöglichen, den benutzerseitigen Wärmetauscher im Bypass zu umgehen, und der Strömungsraten-Einstellabschnitt kann eine Luftmischklappe zum Einstellen eines Verhältnisses bzw. einer Rate des Volumens der Zuführluft, die durch den benutzerseitigen Wärmetauscher hindurchtritt, zu der bzw. des der Zuführluft, welche durch den Umgehungsdurchtritt, unter den zugeführten Luftteilen, hindurchtritt, enthalten.
  • Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann in der Kältemittelkreis-Einrichtung ein Luftmischklappen-Steuergerät dahingehend ausgebildet sein, einen Betrieb der Luftmischklappe zu steuern. In diesem Fall ist, wenn die Temperatur der Zuführluft, die durch zumindest den benutzerseitigen Wärmetauscher eingestellt wird, gleich oder geringer als die Ziel-Temperatur der Zuführluft ist, das Luftmischklappen-Steuergerät geeignet, eine Ansprechempfindlichkeit bzw. ein Ansprechverhalten des Betriebs der Luftmischklappe zu verzögern, im Vergleich zu dem Zustand, wenn die Temperatur der Zuführluft, welche durch den benutzerseitigen Wärmetauscher eingestellt wurde, höher als die Ziel-Temperatur der Zuführluft ist.
  • Wenn das Volumen der Zuführluft, welche durch den benutzerseitigen Wärmetauscher hindurchtritt, durch die Luftmischklappe gesenkt wird, wird das Ansprechverhalten des Betriebs der Luftmischklappe verzögert, was das rasche Absinken der Temperatur der Zuführluft vermindern kann, welche in den Fahrzeug-Innenraum geblasen wird, bis das Kreislaufgleichgewicht des Kältemittelkreises stabilisiert ist. Im Ergebnis kann die Komfortverringerung in dem Fahrzeug-Innenraum vermindert werden.
  • Ferner kann die Kältemittelkreis-Einrichtung gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Offenbarung mit einem Wärmetauschkapazitäts-Änderungsabschnitt versehen werden, welcher dazu ausgebildet ist, eine Wärmetauschkapazität zwischen dem Kältemittel und der Zuführluft in dem benutzerseitigen Wärmetauscher zu ändern. In diesem Fall kann, wenn die Temperatur der Zuführluft, eingestellt durch zumindest den benutzerseitigen Wärmetauscher, gleich oder geringer als die Ziel-Temperatur der Zuführluft ist, der Wärmetauschkapazitäts-Änderungsabschnitt die Wärmetauschkapazität reduzieren.
  • Wenn das Volumen der Zuführluft, welche durch den benutzerseitigen Wärmetauscher hindurchtritt, durch die Luftmischklappe gesenkt wird, kann die Wärmetauschkapazität des benutzerseitigen Wärmetauschers reduziert werden, um das Ansteigen des Drucks des Kältemittels in dem benutzerseitigen Wärmetauscher zu unterstützen, was das rasche Absinken der Temperatur der Zuführluft, welche in den Fahrzeug-Innenraum geblasen wird, reduzieren kann.
  • Der Begriff ”Wärmetauschkapazität”, wie er in der vorliegenden Anmeldung verwendet wird, bedeutet eine Änderung der Wärmemenge der Zuführluft, die in den benutzerseitigen Wärmetauscher vor und nach dem Durchtritt durch den benutzerseitigen Wärmetauscher geblasen wird. Je kleiner die Änderung der Wärmemenge der Zuführluft vor und nach dem Durchtritt durch den benutzerseitigen Wärmetauscher, desto geringer ist die Wärmetauschkapazität. Je größer die Änderung der Wärmemenge der Zuführluft vor und nach dem Durchtritt durch den benutzerseitigen Wärmetauscher, desto höher ist die Wärmetauschkapazität.
  • Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Wärmetauschkapazitäts-Änderungsabschnitt ein Gebläse enthalten, welches die Zuführluft zu dem benutzerseitigen Wärmetauscher und dem Umgehungsdurchtritt bläst. In diesem Fall senkt, wenn die Temperatur der Zuführluft, die durch zumindest den benutzerseitigen Wärmetauscher eingestellt wurde, gleich oder geringer als die Ziel-Temperatur der Zuführluft ist, das Gebläse das Volumen der Zuführluft, welche durch jeden von dem benutzerseitigen Wärmetauscher und dem Umgehungsdurchtritt hindurchtritt.
  • Ferner kann gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Offenbarung der Wärmetauschkapazitäts-Änderungsabschnitt einen Innenluft-/Außenluft-Einstellabschnitt zum Ändern eines Verhältnisses der Einleitung von Luft innerhalb des Fahrzeugabteils zu Luft außerhalb des Fahrzeugabteils in das Gehäuse enthalten. In diesem Fall erhöht, wenn die Temperatur der Zuführluft, die durch zumindest den benutzerseitigen Wärmetauscher eingestellt wurde, gleich oder geringer als die Ziel-Temperatur der Zuführluft ist, der Innenluft-/Außenluft-Einstellabschnitt das Verhältnis der Einleitung der Luft innerhalb des Fahrzeugabteils zu der Luft außerhalb des Fahrzeugabteils.
  • Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Fluid für Wärmetausch Zuführluft sein, welche in ein Fahrzeugabteil geblasen wird. In diesem Fall kann der benutzerseitige Wärmetauscher in dem Gehäuse, welches einen Luftdurchtritt für die Zuführluft bildet, angeordnet sein, und der Strömungsraten-Einstellabschnitt kann ein Gebläse zum Blasen der Zuführluft zu dem benutzerseitigen Wärmetauscher enthalten.
  • Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Offenbarung enthält eine Kältemittelkreis-Einrichtung: einen Kompressor, ausgebildet zum Komprimieren eines Niedrigdruck-Kältemittels, welches dort hinein aus einer Saugöffnung gesaugt wird, und zur Abgabe eines Hochdruck-Kältemittels aus einer Abgabeöffnung, während einem Zwischendruck-Kältemittel in einem Kältemittelkreis ermöglicht wird, dort hinein zu strömen, um das Zwischendruck-Kältemittel mit dem unter einer Kompressionsstufe befindlichen Kältemittel über eine Zwischendrucköffnung zu vereinigen; einen benutzerseitigen Wärmetauscher, ausgebildet zum Austausch von Wärme zwischen dem Hochdruck-Kältemittel, welches aus der Abgabeöffnung abgegeben wird, und einem Fluid für Wärmetausch, um dadurch das Fluid für Wärmetausch zu erwärmen; einen zweiten benutzerseitigen Wärmetauscher, ausgebildet zum Austausch von Wärme zwischen dem Kältemittel und dem Fluid für Wärmetausch, um dem Kältemittel das Strömen zu der Saugöffnung zu ermöglichen; einen Außenwärmetauscher, ausgebildet zum Austausch von Wärme zwischen dem Kältemittel und Außenluft; einen ersten Entkomprimierer, ausgebildet zum Entkomprimieren des Kältemittels, welches aus dem ersten benutzerseitigen Wärmetauscher strömt; einen zweiten Entkomprimierer, ausgebildet zum Entkomprimieren des Kältemittels, welches zum Strömen in den Außenwärmetauscher vorgesehen ist; einen dritten Entkomprimierer, ausgebildet zum Entkomprimieren des Kältemittels, welches zum Strömen in den zweiten benutzerseitigen Wärmetauscher vorgesehen ist; einen Gas-/Flüssigkeitsabscheider, ausgebildet zum Abscheiden des Kältemittels, welches aus dem ersten benutzerseitigen Wärmetauscher strömt in Gas- und Flüssigphasen; einen Zwischendruck-Kältemittel-Durchtritt zum Führen des Gasphasen-Kältemittels, welches durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider abgeschieden wurde, zu der Zwischendrucköffnung, und zum Mischen des Gasphasen-Kältemittels mit dem unter einer Kompressionsstufe befindlichen Kältemittel; einem Sammler, ausgebildet zum Abscheiden des Kältemittels, welches in die Saugöffnung des Kompressors strömt in Gas- und Flüssigphasen, und welcher das abgeschiedene Gasphasen-Kältemittel veranlasst, in die Saugöffnung des Kompressors zu strömen; einen Strömungsraten-Einstellabschnitt, welcher eine Strömungsrate eines Fluids für Wärmetausch einstellt, welches zum Strömen in den benutzerseitigen Wärmetauscher vorgesehen ist; und einen Kältemittel-Strömungspfad-Schaltabschnitt, ausgebildet zum Schalten zwischen Kältemittel-Strömungspfaden, durch welche das Kältemittel zirkuliert. Ferner ermöglicht, in einer Kühlbetriebsart zum Kühlen des Fluids für Wärmetausch, der Kältemittel-Strömungspfad-Schaltabschnitt, dass das Kältemittel, welches aus dem ersten benutzerseitigen Wärmetauscher strömt, durch den ersten Entkomprimierer, den Gas-/Flüssigkeitsabscheider, den Außenwärmetauscher, den dritten Entkomprimierer, den zweiten benutzerseitigen Wärmetauscher und den Sammler in dieser Reihenfolge zu strömen. In einer Heizbetriebsart zum Heizen des Fluids für Wärmetausch ermöglicht der Kältemittel-Strömungspfad-Schaltabschnitt dem Kältemittel, welches aus dem ersten benutzerseitigen Wärmetauscher strömt, durch den ersten Entkomprimierer, den Gas-/Flüssigkeitsabscheider, den zweiten Entkomprimierer, den Außenwärmetauscher und den Sammler in dieser Reihenfolge zu strömen, während dem Gasphasen-Kältemittel, welches durch den Flüssigkeits-/Gasabscheider abgeschieden wurde, ermöglicht wird, in den Zwischendruck-Kältemitteldurchtritt einzuströmen. Ferner senkt in der Heizbetriebsart, wenn eine Temperatur des Fluids für Wärmetausch, welches durch zumindest den benutzerseitigen Wärmetauscher eingestellt wurde, gleich oder geringer als die Ziel-Temperatur des Fluids für Wärmetausch ist, der Strömungsraten-Einstellabschnitt die Strömungsrate des Fluids für Wärmetausch, welches zur Strömung in den benutzerseitigen Wärmetauscher vorgesehen ist.
  • Demgemäß kann in der Heizbetriebsart zum Heizen des Fluids für den Wärmetausch der Mangel der Heizleistung des benutzerseitigen Wärmetauschers für das Fluid für den Wärmetausch reduziert werden. Ferner kann ein Kältemittel-Strömungspfad-Schaltabschnitt vorgesehen sein, um eine Kühlbetriebsart zum Kühlen des Fluids für den Wärmetausch zu erzielen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Gesamtanordnungs-Diagramm, welches Kältemittel-Strömungspfade in einer Kühlbetriebsart eines Wärmepumpenkreises in einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 2 ist ein Gesamtanordnungs-Diagramm, welches Kältemittel-Strömungspfade in einer Heizbetriebsart des Wärmepumpenkreises in dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 3A ist eine Perspektivansicht der äußeren Erscheinung eines Flüssigkeits-/Gas-Abscheiders des ersten Ausführungsbeispiels;
  • 3B ist eine Draufsicht des Flüssigkeits-/Gas-Abscheiders des ersten Ausführungsbeispiels;
  • 4 ist ein Flussdiagramm, welches ein Steuerverfahren einer Klimaanlage für ein Fahrzeug in dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 5 ist ein Mollier-Diagramm, welches den Zustand des Kältemittels in der Kühlbetriebsart des Wärmepumpenkreises in dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 6 ist ein Mollier-Diagramm, welches den Zustand in einer ersten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart des Wärmepumpenkreises in dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 7 ist ein Mollier-Diagramm, welches den Zustand des Kältemittels in einer zweiten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart des Wärmepumpenkreises in dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 8 ist ein Mollier-Diagramm, welches den Zustand des Kältemittels in einer dritten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart des Wärmepumpenkreises in dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 9 ist ein Mollier-Diagramm, welches den Zustand des Kältemittels in einer vierten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart des Wärmepumpenkreises in der ersten Ausführungsform zeigt;
  • 10 ist ein Flussdiagramm, welches ein anderes Steuerverfahren in der Heizbetriebsart des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;
  • 11 ist ein Flussdiagramm, welches ein anderes Steuerverfahren beim Ausführen einer Subkühlsteuerung [sub-cool control] in der Heizbetriebsart des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;
  • 12 ist ein Flussdiagramm, welches ein anderes Steuerverfahren beim Ausführen einer Trockenheitssteuerung in der Heizbetriebsart des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;
  • 13 ist ein Flussdiagramm, welches ein anderes Steuerverfahren beim Ausführen einer Luftmischvolumensteuerung in der Heizbetriebsart des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;
  • 14 ist ein Flussdiagramm, welches einen Hauptteil des Steuerverfahrens der Klimaanlage für ein Fahrzeug in dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 15 ist ein Mollier-Diagramm, welches den Zustand des Kältemittels in der Heizbetriebsart des Wärmepumpenkreises in dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 16A ist ein erläuterndes Diagramm zur Erläuterung des Zustands der Erhöhung der Temperatur der Zuführluft bei dem Ausführen der Subkühlsteuerung und der Trockenheitssteuerung in dem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 16B ist ein erläuterndes Diagramm zur Erläuterung des Zustands der Erhöhung der Temperatur der Zuführluft bei dem Ausführen der Luftmischvolumensteuerung in dem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 17 ist ein Diagramm, welches die Zustände des Kältemittels bei Übertragung bzw. Übergang von der Subkühlsteuerung zu der Trockenheitssteuerung und dann zu der Luftmischvolumensteuerung in dieser Reihenfolge in dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 18 ist ein Flussdiagramm, welches ein Steuerverfahren in einer Heizbetriebsart eines zweiten Ausführungsbeispiels zeigt;
  • 19 ist ein Flussdiagramm, welches ein anderes Steuerverfahren in der Steuerung eines Gebläseluftvolumens in der Heizbetriebsart des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt;
  • 20 ist ein Flussdiagramm, welches ein Steuerverfahren in einer Heizbetriebsart eines dritten Ausführungsbeispiels zeigt;
  • 21 ist ein Diagramm zur Erläuterung von Änderungen des Öffnungsgrades der Luftmischklappe, der Heizleistung eines Innenraumkondensators und der Temperatur von geblasener Luft bei Inbetriebnahme der Luftmischvolumensteuerung in dem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 22 ist ein Flussdiagramm, welches ein anderes Steuerverfahren beim Ausführen der Luftmischvolumensteuerung in der Heizbetriebsart eines vierten Ausführungsbeispiels zeigt;
  • 23 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Änderungen im Öffnungsgrad der Luftmischklappe, in der Heizleistung eines Innenraumkondensators und in der Temperatur von geblasener Luft bei Inbetriebnahme der Luftmischvolumensteuerung in dem vierten Ausführungsbeispiel;
  • 24 ist ein Flussdiagramm, welches ein anderes Steuerverfahren beim Ausführen einer Luftmischvolumensteuerung in der Heizbetriebsart eines fünften Ausführungsbeispiels zeigt;
  • 25 ist ein Flussdiagramm, welches ein anderes Steuerverfahren beim Ausführen einer Luftmischvolumensteuerung in der Heizbetriebsart eines sechsten Ausführungsbeispiels zeigt;
  • 26 ist ein Mollier-Diagramm, welches den Zustand des Kältemittels in einem Wärmepumpenkreis in einem Vergleichsbeispiel zeigt; und
  • 27 ist ein Graph, welcher das Verhältnis zwischen dem Öffnungsgrad des Hochdruck-Expansionsventils und der Heizleistung des benutzerseitigen Wärmetauschers zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die Erfinder der vorliegenden Offenbarung haben die nachfolgenden Tatsachen im Zusammenhang mit der verwandten Technik herausgefunden. In dem im Patentdokument 1 offenbarten Wärmepumpenkreis wird selbst dann, wenn der Öffnungsgrad des hochdruckseitigen Expansionsventils zur Zeit eines Mangelns der Kapazität erhöht wird, die Heizleistung nicht wie erforderlich in dem benutzerseitigen Wärmetauscher verbessert. Die Erfinder haben den Grund des vorstehenden Gegenstandes überprüft und haben als Ergebnis herausgefunden, dass der Gegenstand durch ein Absinken in der Enthalpie (nachfolgend als eine ”Einlass-/Auslass-Enthalpie-Differenz” bezeichnet) des Kältemittels zwischen dem Einlass und dem Auslass des benutzerseitigen Wärmetauschers verursacht wird.
  • Hinsichtlich dieses Problems werden Vergleichsbeispiele unter Verwendung von 26 und 27 beschrieben. 26 ist ein Mollier-Diagramm, welches den Zustand des Kältemittels in demselben Wärmepumpenkreis wie der in dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel beschriebenen zeigt, in welchem der Zustand des Kältemittels entsprechend dem Normalbetrieb in der verwandten Technik durch eine durchgezogene Linie angezeigt ist, und der Zustand des Kältemittels entsprechend dem Mangeln der Kapazität in der verwandten Technik durch eine unterbrochene Linie angezeigt ist.
  • In 26 wird das Kältemittel, das in dem gleichen Zustand ist, der in dem im nachfolgenden Ausführungsbeispiel beschriebenen Mollier-Diagramm repräsentiert wird, durch das gleiche Bezugszeichen repräsentiert. 27 ist ein Graph, welcher das Verhältnis zwischen der Öffnung des hochdruckseitigen Expansionsventils und der Heizleistung des benutzerseitigen Expansionsventils zeigt.
  • Wie durch die durchgezogene Linie von 26 angezeigt ist, wird in dem normalen Betrieb der Öffnungsgrad des hochdruckseitigen Expansionsventils so eingestellt, dass der Wirkungsgrad des Kreises maximiert wird, so dass der Druck des Zwischendruck-Kältemittels, welches von der Zwischendrucköffnung dort hinein strömt, auf einen angemessenen Wert eingestellt wird. Die Heizleistung des benutzerseitigen Wärmetauschers ist als ein Wert definiert, der durch Multiplizieren einer Kältemittel-Strömungsrate Gr des durch den benutzerseitigen Wärmetauschers strömenden Kältemittels mit einer Enthalpiedifferenz des Kältemittels zwischen dem Einlass und dem Auslass des benutzerseitigen Wärmetauschers erhalten wird.
  • Um den Wirkungsgrad des Kreises in dem normalen Betrieb des Wärmepumpenkreises zu verbessern, wird das von dem benutzerseitigen Wärmetauscher strömende Kältemittel (wie durch einen Punkt b von 26 gezeigt) ein unterkühltes [super-cool] Flüssigphasen-Kältemittel und eine Enthalpiedifferenz des Kältemittels zwischen dem Einlass und dem Auslass des benutzerseitigen Wärmetauschers (gezeigt durch Δi von 26) wird vergrößert.
  • Wenn der Öffnungsgrad des hochdruckseitigen Expansionsventils zur Zeit des Mangelns der Kapazität von dem Zustand in dem normalen Betrieb erhöht wird, wird das von dem benutzerseitigen Wärmetauscher strömende Kältemittel ein Gas-Flüssigkeits-Zweiphasen-Kältemittel (von dem Punkt b zu einem Punkt b' in 26). Obwohl die Enthalpiedifferenz zwischen dem Einlass und dem Auslass des benutzerseitigen Wärmetauschers gesenkt ist, erhöht sich die Menge von Gaseindüsung bzw. -injektion, so dass die Heizleistung des benutzerseitigen Wärmetauschers verbessert werden kann, während der Grad der Erhöhung in der Gasinjektionsmenge größer als der Grad der Enthalpieverringerung zwischen dem Einlass und dem Auslass ist.
  • Wenn die Menge von Gasinjektion übermäßig erhöht wird, wie in 26 gezeigt ist, wird der Druck des Zwischendruck-Kältemittels erhöht (von einem Punkt c1 zu einem Punkt c1' von 26), eine Druckdifferenz zwischen dem abgabeseitigen Druck und dem saugseitigen Druck in dem niedrigdruckseitigen Kompressionszustand (von ΔP1 zu ΔP1' von 26) erhöht, und wird eine Druckdifferenz zwischen dem abgabeseitigen Druck und dem saugseitigen Druck in dem hochdruckseitigen Kompressionszustand (von ΔP2 zu ΔP2' von 26) verringert.
  • Wenn die Kompressionsarbeitsmenge Lc2 beträchtlich in der hochdruckseitigen Kompressionsstufe (von Δic2 zu Δic2' von 26) gesenkt wird, übersteigt der Grad der Enthalpieverringerung des Kältemittels zwischen dem Einlass und dem Auslass des benutzerseitigen Wärmetauschers (von Δic2 zu Δic2' von 26) den Grad einer Erhöhung in der Gasinjektionsmenge. Wie durch einen Bereich angezeigt wird, der durch eine gepunktete Linie in 27 angezeigt ist, wird die Heizleistung des benutzerseitigen Wärmetauschers reduziert.
  • Die vorliegende Offenbarung wurde mit Blick auf die vorstehenden Umstände gemacht.
  • (Erstes Ausführungsbeispiel)
  • Bezugnehmend auf 1 bis 17 wird ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung nachfolgend beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Kältemittelkreis-Einrichtung der Erfindung auf eine Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug angewandt, von [mit] einem Elektromotor, welcher eine Antriebskraft zum Fahren des Fahrzeugs von einem Elektromotor zum Fahren erhält. Die Kältemittelkreis-Einrichtung dient zum Kühlen oder Heizen der Zuführluft, welche in einem Fahrzeug-Innenraum als einen interessierenden Raum, der zu klimatisieren ist, in der Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug geblasen wird. Das Fluid zum Wärmetausch dieser Ausführungsform ist somit Zuführluft.
  • Die Kältemittelkreis-Einrichtung enthält einen Wärmepumpenkreis (Dampfkompressions-Kältemittelkreis) 10. Der Wärmepumpenkreis 10 kann zwischen einem Kältemittelkreislauf in der Kühlbetriebsart (Kühlbetriebsart zum Kühlen der Zuführluft) zum Kühlen des Fahrzeug-Innenraums oder in der Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart (Entfeuchtungsbetriebsart) zum Entfeuchten und Heizen des Fahrzeug-Innenraums, wie in dem Gesamtanordnungsdiagramm von 1 gezeigt ist, und einem Kältemittelkreislauf in der Heizbetriebsart (Heizbetriebsart zum Heizen der Zuführluft) zum Heizen des Fahrzeug-Innenraums, wie in dem Gesamtanordnungsdiagramm von 2 gezeigt, schalten.
  • Der Wärmepumpenkreis 10 wendet ein HFC-basiertes Kältemittel als ein Kältemittel (insbesondere R134a) an, und bildet somit einen subkritischen Dampfkompressions-Kältemittelkreis, in welchem der hochdruckseitige Kältemitteldruck Pd nicht den kritischen Druck des Kältemittels übersteigt. Es ist ersichtlich, dass das HFO-basierte Kältemittel (zum Beispiel R1234yf) oder dergleichen verwendet werden können. Ferner enthält das Kältemittel ein Kälteerzeugungsmaschinenöl zum Schmieren des Kompressors 11 und ein Teil des Kälteerzeugungsmaschinenöls zirkuliert durch den Kreis zusammen mit dem Kältemittel.
  • Der Kompressor 11 wird unter Komponenten des Wärmepumpenkreises 10 innenliegend einer Haube des Fahrzeugs angeordnet und ist geeignet, Kältemittel in dem Wärmepumpenkreis 10 anzusaugen, zu komprimieren und abzugeben. Der Kompressor 11 ist ein zweistufiger Kompressions-Elektrokompressor, welcher zwei Kompressionsmechanismen enthält, die einen niedrigdruckseitigen Kompressionsmechanismus und einen hochdruckseitigen Kompressionsmechanismus umfassen, wobei beide einen Festkapazitäts-Kompressionsmechanismus umfassen, und einen Elektromotor zum rotierenden Antrieb beider Kompressionsmechanismen in einem Gehäuse, welches als eine äußere Umhüllung ausgebildet ist.
  • Ein Gehäuse des Kompressors 11 ist mit einer Saugöffnung 11a zum Ansaugen des Niedrigdruck-Kältemittels von dem Äußeren des Gehäuses in den niedrigdruckseitigen Kompressionsmechanismus, einem Zwischendruckabschnitt 11b zum Durchlass des Zwischendruck-Kältemittels von dem Äußeren des Gehäuses in das Innere davon, um das Kältemittel mit anderem Kältemittel unter der Kompressionsstufe von dem Niedrigdruck zu dem Hochdruck zu mischen, und eine Abgabeöffnung 11c zur Abgabe des Hochdruck-Kältemittels, welches von dem hochdruckseitigen Kompressionsmechanismus zu dem Äußeren des Gehäuses abgegeben wird, versehen.
  • Genauer ist die Zwischendrucköffnung 11b an einer Kältemittel-Auslassseite des niedrigdruckseitigen Kompressionsmechanismus (das heißt, einer Kältemittel-Einlassseite des hochdruckseitigen Kompressionsmechanismus) gekoppelt. Der niedrigdruckseitige Kompressionsmechanismus und der hochdruckseitige Kompressionsmechanismus können verschiedene Arten von Kompressionsmechanismen anwenden, wie einen Spiraltyp-Kompressionsmechanismus, einen Flügel- bzw. Drehschieber-Kompressionsmechanismus oder einen wälzenden Kolbentyp-Kompressionsmechanismus.
  • Bei dem Elektromotor wird der Betrieb (Anzahl von Umdrehungen) durch ein Steuersignal gesteuert, welches von einem Klimatisierungs-Steuergerät 40, welches später zu beschreiben ist, gesteuert und kann somit entweder ein Wechselstrommotor oder ein Gleichstrommotor verwenden bzw. sein. Ferner wird die Anzahl von Umdrehungen des Motors dahingehend gesteuert, die Kältemittel-Abgabekapazität des Kompressors 11 zu ändern. Somit dient in diesem Ausführungsbeispiel der Elektromotor als ein Abgabekapazitätsänderungs-Abschnitt des Kompressors 11.
  • Dieses Ausführungsbeispiel verwendet den Kompressor 11, der zwei Kompressionsmechanismen in einem Gehäuse unterbringt, aber die Ausbildung des Kompressors ist nicht hierauf beschränkt. Das heißt, solange das Zwischendruck-Kältemittel in die Zwischendrucköffnung 11b strömen kann, um mit einem anderen Kältemittel unter der Kompressionsstufe von dem Niedrigdruck zu dem Hochdruck gemischt zu werden, strömen kann, kann ein elektrischer Kompressor zur Unterbringung eines Festkapazitätstyp-Kompressionsmechanismus und ein Elektromotor zum rotierenden Antrieb des Kompressionsmechanismus innerhalb eines Gehäuses vorgesehen werden.
  • Die zwei Kompressoren können in Reihe gekoppelt sein, wobei ein Einlass des niedrigdruckseitigen Kompressors, der auf der Niedrigdruckseite angeordnet ist, als eine Saugöffnung 11a vorgesehen werden, und ein Auslass des hochdruckseitigen Kompressors, der auf der Hochdruckseite angeordnet ist, als eine Abgabeöffnung 11c vorgesehen werden kann. Ein Kopplungsabschnitt zum Koppeln des Auslasses des niedrigdruckseitigen Kompressors an dem Einlass des hochdruckseitigen Kompressors kann als eine Zwischendrucköffnung 11b vorgesehen werden. Ein Zweistufen-kompressions-Kompressor 11 kann beide, den niedrigdruckseitigen Kompressor und den hochdruckseitigen Kompressor umfassen.
  • Die Abgabeöffnung 11c des Kompressors 11 ist an eine Kältemittel-Einlassseite eines Innenraumkondensators 12 gekoppelt. Der Innenraumkondensator 12 ist innerhalb eines Klimatisierungsgehäuses 31 einer Innenraum-Klimatisierungseinheit 30 der Klimaanlage 1 für ein nachfolgend zu beschreibendes Fahrzeug angeordnet. Der Innenraumkondensator 12 dient als ein Radiator zur Abfuhr von Wärme aus dem Hochtemperatur- und Hochdruck-Kältemittel, welches von dem Kompressor 11 (insbesondere dem hochdruckseitigen Kompressionsmechanismus) aus abgegeben wird. Der Innenraumkondensator 12 ist ein benutzerseitiger Wärmetauscher (erster benutzerseitiger Wärmetauscher) zum Erwärmen der Zuführluft, welche durch einen Innenraumverdampfer 23, der später zu beschreiben ist, hindurchtritt.
  • Die Kältemittel-Auslassseite des Innenraumkondensators 12 ist an die Einlassseite des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 gekoppelt, das als ein hochdruckseitiger Entkomprimierer (erster Entkomprimierer) zum Entkomprimieren des hochdruckseitigen Kältemittels dient, welches von dem Innenraumkondensator 12 in den für Zwischendruck strömt. Das hochdruckseitige Expansionsventil 13 ist ein elektrisch variabler Drosselmechanismus, der einen Ventilkörper mit einem variablen Drosselöffnungsgrad und einen elektrischen Aktuator, umfassend einen Schrittmotor zum Ändern des Drosselöffnungsgrades des Ventilkörpers, enthält.
  • Genauer ändert das Hochdruckexpansionsventil 13 den Drosselöffnungsgrad derart, dass eine Fläche eines Drosseldurchtritts einen äquivalenten Durchmesser in einem Bereich von Φ 0,5 bis 3 mm aufweist, wenn das Ventil zum Entkomprimieren des Kältemittels gedrosselt ist. Wenn die Drosselöffnung vollständig geöffnet ist, kann die Fläche des Drosseldurchtritts sicher auf einen äquivalenten Durchmesser von Φ 10 mm gesetzt werden, um keinen Kältemittel-Entkompressionseffekt zu zeigen. Das hochdruckseitige Expansionsventil 13 weist einen Betrieb auf, der durch ein Steuersignal gesteuert wird, welches aus dem Klimatisierungs-Steuergerät 40 ausgegeben wird.
  • Die Auslassseite des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 ist an einer Kältemittel-Einströmöffnung 14b eines Gas-/Flüssigkeitsabscheiders 14 gekoppelt, der als ein Gas-/Flüssigkeits-Abscheideabschnitt zum Abscheiden eines Zwischendruck-Kältemittels in flüssige und gasförmige Phasen dient, welches von einem Innenraumkondensator 12 strömt und durch das hochdruckseitige Expansionsventil 13 entkomprimiert wird. Der Gas-/Flüssigkeitsabscheider 14 ist vom Zentrifugalabscheidungstyp, welcher das Kältemittel in gasförmige und flüssige Phasen durch die Wirkung der Zentrifugalkraft abscheidet.
  • Der genaue Aufbau des Gas-/Flüssigkeitsabscheider 14 wird nachfolgend unter Verwendung der 3A und 3B beschrieben. 3A zeigt eine exemplarische Perspektivansicht der äußeren Erscheinung des Gas-/Flüssigkeitsabscheiders 14. 3B zeigt eine Draufsicht des Gas-/Flüssigkeitsabscheiders 14, wie er von der oberen Seite aus gesehen wird. Die jeweiligen aufwärtigen und abwärtigen Pfeile in 3A zeigen die jeweiligen aufwärtigen und abwärtigen Richtungen bei auf der Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug montiertem Gas-/Flüssigkeitsabscheider 14.
  • Der Gas-/Flüssigkeitsabscheider 14 dieser Ausführungsform enthält einen Hauptkörper 14a mit im Wesentlichen hohlzylindrischer Form (mit kreisförmigem Querschnitt) und welcher sich vertikal erstreckt, und eine Kältemittel-Einströmöffnung 14b mit einem Kältemittel-Einlass 14e, der zum Durchgang des Zwischendruckkältemittels zum dortigen Einströmen ausgebildet ist. Der Gas-/Flüssigkeitsabscheider 14 enthält auch eine Gasphasen-Kältemittelausströmöffnung 14c mit einem Gasphasen-Kältemittelauslass 14f, der zum Durchgang des abgeschiedenen Gasphasen-Kältemittels ausgebildet ist, um von dort zu strömen, und eine Flüssigphasen-Kältemittelausströmöffnung 14d mit einem Flüssigphasen-Kältemittelauslass 14g, der zum Durchgang des abgeschiedenen Flüssigphasen-Kältemittels ausgebildet ist, um von dort zu strömen.
  • Der Durchmesser des Hauptkörpers 14a ist auf einen Wert gewählt, der etwa 1,5 oder mehr Mal größer ist und etwa 3 oder weniger Mal kleiner als der einer Kältemittelleitung, die an die Einström- und Ausströmöffnungen 14b bis 14d gekoppelt sind, was die Größenreduzierung des gesamten Gas-/Flüssigkeitsabscheiders 14 erzielt.
  • Genauer ist das Volumen des Gas-/Flüssigkeitsabscheiders 14 (insbesondere des Hauptkörpers 14a) dieses Ausführungsbeispiels kleiner gewählt als das eines überschüssigen Kältemittels, welches durch Subtrahieren eines notwendigen maximalen Kältemittelvolumens, äquivalent einer Menge eines Flüssigphasen-Kältemittels, das erforderlich ist, um die maximale Leistungsfähigkeit des Kreises darzustellen, von einem eingefüllten Kältemittelvolumen, äquivalent zu einer Menge eines Flüssigphasen-Kältemittels, welches in den Kreis gefüllt ist, berechnet wird. Das Volumen des Gas-/Flüssigkeitsabscheiders 14 in diesem Ausführungsbeispiel wird somit so ein Volumen, dass dort im Wesentlichen nicht das überschüssige Kältemittel gespeichert wird, selbst wenn die Strömungsrate des durch den Kreis zirkulierenden Kältemittels sich infolge von Variationen der Last des Kreises ändert.
  • Die Kältemittel-Einströmöffnung 14b ist an eine zylindrische Seite des Hauptkörpers 14a gekoppelt, und umfasst eine Kältemittelleitung, welche sich in der Tangentialrichtung zu dem äußeren Umfang des Kreisabschnitts des Hauptkörpers 14a erstreckt, wenn der Gas-/Flüssigkeitsabscheider 14 von der oberen Seite betrachtet wird, wie in 3B gezeigt ist. Der Kältemitteleinlass 14e ist an dem Ende der Kältemittel-Einströmöffnung 14b gegenüber dem Hauptabschnitt 14a ausgebildet. Die Kältemittel-Einströmöffnung 14b erstreckt sich nicht notwendigerweise horizontal und kann sich mit ihrem vertikalen Teil erstrecken.
  • Die Gasphasen-Kältemittelausströmöffnung 14c ist an einer oberen Endoberfläche (obere Oberfläche) des Hauptkörpers 14a in der Axialrichtung gekoppelt, und umfasst eine Kältemittelleitung, welche sich koaxial bezüglich des Hauptabschnitts 14a quer zu dem Hauptabschnitt 14a erstreckt. Der Gasphasen-Kältemittelauslass 14f ist auf dem oberen Ende der Gasphasen-Kältemittelausströmöffnung 14c ausgebildet. Das untere Ende der Gasphasen-Kältemittelausströmöffnung 14c ist unter einem Kopplungsabschnitt zwischen der Kältemittel-Einströmöffnung 14b und dem Hauptabschnitt 14a positioniert.
  • Die Flüssigphasen-Kältemittelausströmöffnung 14d ist an die untere Endoberfläche (Bodenoberfläche) des Hauptkörpers 14a in der Axialrichtung gekoppelt und umfasst eine Kältemittelleitung, die sich nach unten von dem Hauptabschnitt 14a koaxial bezüglich dem Hauptabschnitt 14a erstreckt. Der Flüssigphasen-Kältemittelauslass 14g ist auf dem unteren Ende der Flüssigphasen-Kältemittelausströmöffnung 14da ausgebildet.
  • Das Kältemittel, welches in dem Kältemitteleinlass 14e der Kältemittel-Einströmöffnung 14b strömt, kreist und strömt somit entlang der zylindrischen inneren Wandoberfläche des Hauptabschnitts 14a und wird in gasförmige und flüssige Phasen durch die Wirkung der Zentrifugalkraft getrennt, welche durch die kreisende Strömung erzeugt wird. Ferner tropft das abgeschiedene Flüssigphasen-Kältemittel zu der unteren Seite des Hauptabschnitts 14a durch Gravitationswirkung.
  • Das abgeschiedene Flüssigphasen-Kältemittel, welches nach unten tropft, strömt dann von dem Flüssigphasen-Kältemittelauslass 14g der Flüssigphasen-Kältemittelauslassöffnung 14d, und das abgeschiedene Gasphasen-Kältemittel strömt von dem Gasphasen-Kältemittelauslass 14f der Gasphasen-Kältemittelauslassöffnung 14c. Wie in 3 gezeigt ist, ist die untere Endoberfläche (Bodenoberfläche) des Hauptkörpers 14a in der Axialrichtung beispielsweise scheibenförmig ausgebildet. Alternativ ist der untere Teil des Hauptkörpers 14a in einer zulaufenden Form ausgebildet sein, so dass der untere Teil des Hauptkörpers 14a einen sich nach unten allmählich verringernden Durchmesser aufweisen kann, und der unterste Teil der zulaufenden Form kann an die Flüssigphasen-Kältemittelausströmöffnung 14d gekoppelt sein.
  • Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, ist die Gasphasen-Kältemittelausströmöffnung 14c des Gas-/Flüssigkeitsabscheiders 14 an die Zwischendrucköffnung 11b des Kompressors 11 über den Zwischendruck-Kältemitteldurchtritt 15 gekoppelt. Ein zwischendruckseitiges Öffnungs-/Schließventil 16a ist in dem Zwischendruck-Kältemitteldurchtritt 15 angeordnet. Das zwischendruckseitige Öffnungs-/Schließventil 16a ist ein elektromagnetisches Ventil zum Öffnen und Schließen des Zwischendruck-Kältemitteldurchtritts 15 und weist einen Betrieb auf, der durch ein Steuersignal gesteuert wird, das aus dem Klimatisierungs-Steuergerät 40 ausgegeben wird.
  • Das zwischendruckseitige Öffnungs-/Schließventil 16a dient auch als ein Rückflusssperrventil bzw. Rückschlagventil, um zu ermöglichen, dass das Kältemittel nur von dem Gasphasen-Kältemittelauslass des Gas-/Flüssigkeitsabscheiders 14 zu der Zwischendrucköffnung 11b des Kompressors 11 nach Öffnung des Zwischendruck-Kältemitteldurchtritts 15 strömt. Das Kältemittel wird somit daran gehindert, von dem Kompressor 11 zu dem Gas-/Flüssigkeitsabscheider 14 zu strömen, wenn das Zwischendruck-Öffnungs-/Schließventil 16a den Zwischendruck-Kältemitteldurchtritt 15 öffnet.
  • Das zwischendruckseitige Öffnungs-/Schließventil 16a dient zum Schalten zwischen Kreisstrukturen (Kältemittel-Strömungspfaden) durch Öffnen und Schließen des Zwischendruck-Kältemitteldurchtritts 15. Somit bildet das zwischendruckseitige Öffnungs-/Schließventil 16a dieses Ausführungsbeispiels einen Kältemittel-Strömungspfad-Schaltabschnitt zum Schalten zwischen den Kältemittel-Strömungspfaden des Kältemittels, welches durch den Kreis zirkuliert.
  • Die Flüssigphasen-Kältemittelauslassöffnung 14d des Gas-/Flüssigkeitsabscheiders 14 ist an die Einlassseite der festen Niedrigdruckdrossel 17 als den Niedrigdruck-Entkomprimierer (zweiter Entkomprimierungsabschnitt) zum Entkomprimieren des Flüssigphasen-Kältemittels gekoppelt, welches durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 14 in ein Niedrigdruck-Kältemittel abgeschieden wurde. Die Auslassseite der festen niedrigdruckseitigen Drossel 17 ist an die Einlassseite des Außenwärmetauschers 20 gekoppelt. Die feste Drossel 17 vom Niedrigdrucktyp kann eine Düse oder eine Mündung verwenden, deren Drosselöffnung fest ist.
  • Die feste Drossel, wie eine Düse oder eine Mündung weist einen Drosseldurchtrittsbereich auf, der scharf gekürzt oder vergrößert ist, was die Selbsteinstellung (Balance) der Strömungsrate des durch die feste Drossel hindurch tretenden Kältemittels erzielen kann und die Trockenheit des Kältemittels auf der stromaufwärtigen Seite der festen niedrigdruckseitigen Drossel 17 gemäß einer Änderung im Druck zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite der Drossel (das heißt, eine Änderung im Druck zwischen dem Auslass und dem Einlass davon) erzielen kann.
  • Insbesondere wenn die Differenz im Druck relativ groß wird, wird die Trockenheit des Kältemittel auf der stromaufwärtigen Seite der festen Drossel ausgeglichen bzw. ausbalanciert, so dass dieser mit absinkender notwendiger Strömungsrate, die für das Kältemittel zum Zirkulieren durch den Kreis erforderlich ist, erhöht wird. Wenn dagegen die Differenz im Druck relativ klein wird, wird die Trockenheit des Kältemittels auf der stromaufwärtigen Seite der festen Drossel so ausbalanciert, dass dieser mit steigender notwendiger Strömungsrate des zirkulierenden Kältemittels gesenkt wird.
  • Wenn die Trockenheit des Kältemittels auf der stromaufwärtigen Seite der festen niedrigdruckseitigen Drossel 17 größer wird, dient der Außenwärmetauscher 20 als ein Verdampfer, welcher die Wärmeabsorptionswirkung des Kältemittels zeigt. In diesem Fall wird die Wärmemenge des Kältemittels (Kälteerzeugungskapazität), die durch den Außenwärmetauscher 20 absorbiert wird, gesenkt, wodurch ein Leistungskoeffizient (COP) des Kreises verschlechtert wird.
  • In diesem Ausführungsbeispiel verwendet dieses Ausführungsbeispiel, selbst wenn die notwendige Strömungsrate des zirkulierenden Kältemittels infolge von Variationen der Last auf den Kreis in der Heizbetriebsart sich ändert, die feste niedrigdruckseitige Drossel 17, durch welche die Trockenheit X des Kältemittels auf der stromaufwärtigen Seite der Drossel 17 gleich oder geringer als 0,1 ist und hierdurch wird die Verschlechterung des COP unterdrückt. Das heißt, die feste niedrigdruckseitige Drossel 17 dieses Ausführungsbeispiels stellt die Trockenheit X des Kältemittels auf der stromaufwärtigen Seite der festen niedrigdruckseitigen Drossel 17 auf 0,1 oder weniger, selbst wenn die Strömungsrate des zirkulierenden Kältemittels und der Druckunterschied zwischen dem Einlass und dem Auslass der festen niedrigdruckseitigen Drossel 17 möglicherweise in solch einem Grad geändert sind, dass Variationen in der Last des Wärmepumpenkreises 10 bewirkt werden.
  • Die Flüssigphasen-Kältemittel-Ausströmöffnung 14d des Gas-/Flüssigkeitsabscheiders 14 ist an einen Durchgang 18 zur Umgehung der festen Drossel gekoppelt, welcher dem durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 14 abgeschiedenen Flüssigphasen-Kältemittel eine Umgehung der festen niedrigdruckseitigen Drossel 17 in den Außenwärmetauscher 20 ermöglicht. In dem Festdrossel-Umgehungsdurchtritt 18 ist ein niedrigdruckseitiges Öffnungs-/Schließventil 16b zum Öffnen und Schließen des Festdrossel-Umgehungsdurchtritts 18 vorgesehen. Der grundlegende Aufbau des niedrigdruckseitigen Öffnungs-/Schließventils 16b ist im Wesentlichen der gleiche, wie der des zwischendruckseitigen Öffnungs-/Schließventils 16a. Das Ventil 16b ist ein elektromagnetisches Ventil, dessen Öffnungs- und Schließbetrieb durch eine Steuerspannung gesteuert wird, die aus dem Klimatisierungs-Steuergerät 40 ausgegeben wird.
  • Der Druckverlust, der bewirkt wird, wenn das Kältemittel durch das niedrigdruckseitige Öffnungs-/Schließventil 16b hindurchtritt, ist sehr klein im Vergleich zu dem, welche bewirkt wird, wenn das Kältemittel durch die feste niedrigdruckseitige Drossel 17 hindurchtritt. Somit strömt, wenn das niedrigdruckseitige Öffnungs-/Schließventil 16b geöffnet wird, das von dem Innenraumkondensator 12 strömende Kältemittel in den Außenwärmetauscher 20 über den Festdrossel-Umgehungsdurchtritt 18, wohingegen dann, wenn das Ventil 16b geschlossen ist, das Kältemittel in den Wärmetauscher 20 über die feste niedrigdruckseitige Drossel 17 strömt.
  • Somit kann das niedrigdruckseitige Öffnungs-/Schließventil 16b zwischen den Kältemittel-Strömungspfaden des Wärmepumpenkreises 10 schalten. Das niedrigdruckseitige Öffnungs-/Schließventil 16b dieses Ausführungsbeispiels dient somit als der Kältemittel-Strömungspfad-Schaltabschnitt, zusammen mit dem oben genannten zwischendruckseitigen Öffnungs-/Schließventil 16a.
  • Solch ein Kältemittel-Strömungspfad-Schaltabschnitt kann ein elektrisches Dreiwegeventil oder dergleichen anwenden, welches zwischen einem Kältemittel-Kreislauf zum Koppeln der Auslassseite der Flüssigphasen-Kältemittel-Ausströmöffnung 14d des Gas-/Flüssigkeitsabscheiders 14 an die Einlassseite der festen niedrigdruckseitigen Drossel 17, und einem anderen Kältemittel-Kreislauf zum Koppeln der Auslassseite der Flüssigphasen-Kältemittel-Ausströmöffnung 14d an die Einlassseite des Festdrossel-Umgehungsdurchtritts 18 schaltet.
  • Der Außenwärmetauscher 20 ist innenliegend der Haube angeordnet, um Wärme zwischen dem dort hindurchströmenden Kältemittel und der von dem Gebläselüfter 21 geblasenen Luft zu tauschen. Der Außenwärmetauscher 20 ist ein Wärmetauscher, welcher als ein Verdampfer zum Verdampfen des Niedrigdruck-Kältemittels dient, um die Wärmeabsorptionswirkung in zumindest der Heizbetriebsart zu zeigen, und welcher als ein Radiator zur Abfuhr von Wärme von dem Hochdruck-Kältemittel in der Kühlbetriebsart dient.
  • Die Kältemittel-Auslassseite des Außenwärmetauschers 20 ist an die Kältemittel-Einlassseite des Expansionsventils 22 zum Kühlen als ein dritter Entkomprimierer gekoppelt. Das Expansionsventil 22 zum Kühlen dient zum Entkomprimieren des von dem Außenwärmetauscher 20 strömenden Kältemittels in den Innenraum-Verdampfer 23 in dem Kühlbetrieb oder dergleichen. Der grundlegende Aufbau des Expansionsventils 22 zum Kühlen ist der gleiche wie der des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 und weist einen Betrieb auf, der durch das Steuersignal gesteuert wird, welches von dem Klimatisierungs-Steuergerät 40 ausgegeben wird.
  • Die Auslassseite des Expansionsventils 22 zum Kühlen ist an die Kältemittel-Einlassseite des Innenraumverdampfers 23 gekoppelt. Der Innenraumverdampfer 23 ist auf der stromaufwärtigen Seite der Zuführluftströmung in dem Innenraumkondensator 12 innerhalb des Klimatisierungsgehäuses 31 der Innenraum-Klimatisierungseinheit 30 angeordnet. Der Verdampfer 23 ist ein Verdampfer (zweiter benutzerseitiger Wärmetauscher) zum Kühlen der Zuführluft durch Verdampfen des Kältemittels, welches dort hindurch strömt, um die Wärmeabsorptionswirkung in der Kühlbetriebsart, der Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart und dergleichen zu zeigen.
  • Die Auslassseite des Innenraumverdampfers 23 ist an die Einlassseite des Sammlers 24 gekoppelt. Der Sammler 24 ist ein niedrigdruckseitiger Gas-/Flüssigkeitsabscheider, der das dort hinein strömende Kältemittel in Gas- und Flüssigphasen trennt, um das überschüssige Kältemittel zu speichern. Der Auslass für das Gasphasen-Kältemittel des Sammlers 24 ist an die Saugöffnung 11a des Kompressors 11 gekoppelt. Somit ist der Innenraumverdampfer 23 dahingehend gekoppelt, das Kältemittel zu der Saugöffnung 11a des Kompressors 11 strömen zu lassen.
  • Die Kältemittel-Auslassseite des Außenwärmetauschers 20 ist an einen Expansionsventil-Umgehungsdurchtritt 25 gekoppelt, um dem von dem Außenwärmetauscher 20 strömenden Kältemittel zu ermöglichen, das Expansionsventil 22 zum Kühlen und den Innenraum-Verdampfer 23 zu umgehen und um in die Einlassseite des Sammlers 24 geführt zu werden. In dem Expansionsventil-Umgehungsdurchtritt 25 ist ein Öffnungs-/Schließventil 16c zum Kühlen, für das Öffnen und Schließen des Expansionsventil-Umgehungsdurchtritts 25 vorgesehen.
  • Der grundlegende Aufbau des Öffnungs-/Schließventils 16c zum Kühlen ist der gleiche wie der des niedrigdruckseitigen Öffnungs-/Schließventils 16b und weist einen Öffnungs- und Schließbetrieb auf, der durch eine Steuerspannung gesteuert wird, welche von dem Klimatisierungs-Steuergerät 40 ausgegeben wird. Der Druckverlust, welcher verursacht wird, wenn das Kältemittel durch das Öffnungs-/Schließventil 16c zum Kühlen strömt, ist sehr klein im Vergleich zu dem, welcher bewirkt wird, wenn das Kältemittel durch das Expansionsventil 22 zum Kühlen strömt.
  • In dem geöffneten Zustand des Öffnungs-/Schließventils 16c zum Kühlen strömt das von dem Außenwärmetauscher 20 strömende Kältemittel in den Sammler 24 über den Expansionsventil-Umgehungsdurchtritt 25. Zu dieser Zeit kann der Drosselöffnungsgrad des Expansionsventils 22 zum Kühlen vollständig geschlossen sein.
  • In dem geschlossenen Zustand des Öffnungs-/Schließventils 16c zum Kühlen strömt das Kältemittel in den Innenraumwärmetauscher 23 über das Expansionsventil 22 zum Kühlen. Somit kann das Öffnungs-/Schließventil 16c zum Kühlen zwischen Kältemittel-Strömungspfaden des Wärmepumpenkreises 10 schalten. Das Öffnungs-/Schließventil 16c zum Kühlen dieses Ausführungsbeispiels bildet somit den Kältemittel-Strömungspfad-Schaltabschnitt zusammen mit dem zwischendruckseitigen Öffnungs-/Schließventil 16a und dem niedrigdruckseitigen Öffnungs-/Schließventil 16b.
  • Die Innenraum-Klimatisierungseinheit 30 wird nachfolgend beschrieben. Die Innenraum-Klimatisierungseinheit 30 ist innerhalb einer Anzeigetafel (Instrumententafel bzw. Armaturenbrett) an dem vordersten Teil des Fahrzeug-Innenraums angeordnet, um eine äußere Umhüllung der Innenraum-Klimatisierungseinheit 30 auszubilden. Die Innenraum-Klimatisierungseinheit 30 enthält darin ein Klimatisierungsgehäuse 31, welches einen Luftdurchtritt für die Zuführluft bildet, die in den Fahrzeug-Innenraum geblasen wird. Der Luftdurchtritt nimmt darin das Gebläse 32, den vorstehend genannten Innenraum-Kondensator 12 und den Innenraum-Verdampfer 23 auf.
  • Eine Innenluft-/Außenluft-Schalteinrichtung 33 zum Schalten zwischen der Fahrzeug-Innenraumluft (Innenluft) und der Fahrzeug-Außenluft (Außenluft) und zum Einleiten der ausgewählten Luft ist auf der am weitesten stromaufwärtigen Seite der Luftströmung in dem Klimatisierungsgehäuse 31 angeordnet. Die Innenluft-/Außenluft-Schalteinrichtung 33 ist ein Innenluft-/Außenluft-Einstellabschnitt zum kontinuierlichen Ändern der Volumenrate der Innenluft zu der der Außenluft, dies durch kontinuierliches Einstellen der Öffnungsflächen von einem Innenluft-Einlass zum Einleiten der Innenluft in das Klimatisierungsgehäuse 31 und einem Außenluft-Einlass zum Einleiten der Außenluft dort hinein, dies unter Verwendung der Innennluft-/Außenluft-Schaltklappe.
  • Das Gebläse 32 zum Blasen der über den Innenluft-/Außenluft-Schalter 33 gesaugten Luft in den Fahrzeuginnenraum ist auf der stromaufwärtigen Seite der Luftströmung des Innenluft-/Außenluft-Schalters 33 angeordnet. Das Gebläse 32 ist ein elektrisches Gebläse, welches einen Zentrifugal-Mehrblattlüfter (Sciroccolüfter) enthält, der durch einen elektrischen Motor angetrieben wird, und dessen Umdrehungszahl (Volumen von Zuführluft) durch eine Steuerspannung gesteuert wird, die von dem Klimatisierungs-Steuergerät 40 ausgegeben wird.
  • Der vorstehend genannte Innenraum-Verdampfer 23 und der Innenraum-Kondensator 12 sind auf der stromabwärtigen Seite der Luftströmung von dem Gebläse 32 in dieser Reihenfolge bezüglich der Strömung der Zuführluft angeordnet. Zusammenfassend ist der Innenraum-Verdampfer 23 auf der stromaufwärtigen Seite der Luftströmung bezüglich des Innenraum-Kondensators 12 angeordnet.
  • Ein Bypassdurchtritt 35 ist in dem Klimatisierungsgehäuse 31 vorgesehen, um der durch den Innenraum-Verdampfer 23 hindurch tretenden Zuführluft zu ermöglichen, den Innenraum-Kondensator 12 im Bypass zu umgehen und durch diesen hindurchzuströmen. Eine Luftmischklappe 34 ist auf der stromabwärtigen Seite der Luftströmung des Innenraum-Verdampfers 23 und der stromaufwärtigen Seite der Luftströmung des Innenraum-Kondensators 12 angeordnet.
  • Die Luftmischklappe 34 dieses Ausführungsbeispiels ist ein Strömungsraten-Einstellabschnitt zum Einstellen der Strömungsrate (Volumen) der Zuführluft, um in den Innenraum-Kondensator 12 zu strömen, durch Einstellen der Volumenrate der Zuführluft, welche durch den Innenraum-Kondensator 12 hindurchtritt zu dem der Luft, welche durch den Bypassdurchtritt 35 hindurchtritt, dies unter der Zuführluft, welche durch den Innenraum-Verdampfer 23 hindurchtritt.
  • Ein Mischraum 36 zum Mischen der Zuführluft, welche durch Wärmetausch mit dem Kältemittel in dem Innenraum-Kondensator 12 erwärmt wurde, mit der Zuführluft, welche nicht erwärmt wurde, und durch den Bypassdurchtritt 35 hindurchgetreten ist, ist auf der stromabwärtigen Seite der Luftströmung des Innenraum-Kondensators 12 und des Bypassdurchtritts 35.
  • Öffnungen zum Blasen der in dem Mischraum 36 gemischten Luft in den Fahrzeuginneenraum als ein zu kühlender Raum des Interesses sind auf der am weitest stromabwärtigen Seite der Luftströmung des Klimatisierungsgehäuses 31 angeordnet. Insbesondere enthalten die Öffnungen eine Defrosteröffnung 37a zum Blasen der klimatisierten Luft zu der inneren Seite einer vorderen Fensterscheibe des Fahrzeugs, eine Gesichtsöffnung 37b zum Blasen der klimatisierten Luft zu der oberen Hälfte eines Passagiers in den Fahrzeuginnenraum und eine Fußöffnung 37c zum Blasen der klimatisierten Luft zu dem Fuß [bzw. den Füßen] des Passagiers.
  • Die Luftmischklappe 34 stellt somit die Rate des Volumens von durch den Innenraum-Kondensator 12 hindurch tretenden Luft zu der von durch den Umgehungsdurchtritt 35 hindurch tretenden Luft ein, um dadurch die Temperatur der Zuführluft innerhalb des Mischraums 36 einzustellen. Die Luftmischklappe 34 wird durch einen (nicht gezeigten) Servomotor angetrieben, dessen Betrieb durch ein Steuersignal gesteuert wird, welches aus dem Klimatisierungs-Steuergerät 40 ausgegeben wird.
  • Eine Defrosterklappe 38a zum Einstellen der Öffnungsfläche der Defrosteröffnung 37a, eine Gesichtsklappe 38b zum Einstellen der Öffnungsfläche der Gesichtsöffnung 37b und eine Fußklappe 38c zum Einstellen der Öffnungsfläche der Fußöffnung 37c sind jeweils auf der stromaufwärtigen Seite der Luftströmung der Defrosteröffnung 37a, der Gesichtsöffnung 37b und der Fußöffnung 37c vorgesehen.
  • Die Defrosterklappe 38a, die Gesichtsklappe 38b und die Fußklappe 38c öffnen und schließen die jeweiligen Öffnungen 37a bis 37c, um dadurch einen Luftauslassmodus-Schaltabschnitt zum Schalten zwischen den Luftauslassmoden auszubilden. Diese Klappen werden durch einen (nicht gezeigten) Servomotor angetrieben, dessen Betrieb durch ein Steuersignal gesteuert wird, welches aus dem Klimatisierungs-Steuergerät 40 über einer Verbindungseinrichtung oder dergleichen gesteuert wird.
  • Die stromabwärtigen Seiten der Luftströmung der Defrosteröffnung 37a, der Gesichtsöffnung 37b und der Fußöffnung 37c sind an einen Gesichtsluftauslass, einen Fußluftauslass und einen Defrosterluftauslass gekoppelt, die in dem Fahrzeuginnenraum über Luftführungen vorgesehen sind, welche jeweilige Luftdurchtritte ausbilden.
  • Die Luftauslassmoden enthalten einen Gesichtsmodus zum Blasen von Luft zu der oberen Hälfte des Körpers des Passagiers in dem Fahrzeug-Innenraum von dem Gesichtsluftauslass durch vollständiges Öffnen der Gesichtsöffnung 37b, einen Doppelniveaumodus zum Blasen von Luft zu der oberen Hälfte des Körpers und dem Fuß [bzw. der Füße] des Passagiers in dem Fahrzeug-Innenraum durch Öffnen sowohl der Gesichtsöffnung 37b wie auch der Fußöffnung 37c und einen Fußmodus zum Blasen von Luft hauptsächlich von dem Fußluftauslass durch vollständiges Öffnen der Fußöffnung 37c, während die Defrosteröffnung 37a geringfügig geöffnet wird.
  • Nun wird nachfolgend ein elektrisches Steuergerät dieses Ausführungsbeispiels beschrieben. Das Klimatisierungs-Steuergerät 40 umfasst den gut bekannten Mikrocomputer, welcher eine CPU, ein ROM und ein RAM und eine periphere Schaltung davon enthält. Das Klimatisierungs-Steuergerät 40 führt verschiedene Typen von Berechnungen und Verarbeitungen auf der Grundlage des Klimatisierungs-Steuerprogramms aus, welches in dem ROM gespeichert ist, um dadurch den Betrieb von jeder von den Klimatisierungs-Steuereinrichtungen (Kompressor 11, Kältemittel-Strömungspfad-Schaltabschnitte 16a bis 16c, Gebläse 32 und dergleichen) zu steuern, die an die Ausgangsseite davon gekoppelt sind.
  • Die Eingangsseite des Klimatisierungs-Steuergeräts 40 ist an eine Gruppe von verschiedenen Sensoren 41 für Klimatisierungs-Steuerung gekoppelt. Die Sensoren enthalten einen Innenraum-Sensor zum Erfassen einer Temperatur des Fahrzeug-Innenraums, einen Außenluft-Sensor zum Erfassen einer Temperatur der Außenluft, einen Sonnenstrahlungssensor zum Erfassen einer Sonnenstrahlungsmenge in dem Fahrzeug-Innenraum und einen Verdampfertemperatursensor zum Erfassen einer Temperatur Te der Ausströmluft, welche von dem Innenraum-Verdampfer 23 strömt (Verdampfertemperatur). Die Sensoren enthalten ferner einen Abgabedrucksensor zum Erfassen des Druckes eines Hochdruck-Kältemittels, welches aus dem Kompressor 11 abgegeben wird, einen Kondensatortemperatursensor zum Erfassen der Temperatur des Kältemittels, welches aus dem Innenraum-Kondensator 12 ausströmt und einen Saugdrucksensor zum Erfassen eines Saug-Kältemitteldruckes des Kältemittels, welches in den Kompressor 11 gesaugt wird.
  • Eine (nicht gezeigte) Bedienungstafel, die nahe der Anzeigetafel an dem vorderen Teil des Fahrzeug-Innenraums angeordnet ist, ist an die Eingangsseite des Klimatisierungs-Steuergeräts 40 gekoppelt. Bedienungs- bzw. Betriebssignale werden von verschiedenen Arten von Klimatisierungs-Betriebsschaltern eingegeben, welche auf der Bedienungstafel vorgesehen sind. Verschiedene Arten von Klimatisierungs-Betriebsschaltern, die auf der Anzeigetafel vorgesehen sind, enthalten einen Betriebsschalter für die Fahrzeug-Klimaanlage 1, einen Fahrzeug-Innenraumtemperatur-Einstellschalter zum Einstellen der Temperatur des Fahrzeug-Innenraums und einen Betriebsart-Auswählschalter zum Auswählen von einem von der Kühlbetriebsart, der Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart und der Heizbetriebsart.
  • Das Klimatisierungs-Steuergerät 40 enthält die Integration von Steuereinheiten zur Steuerung der Betriebsvorgänge der jeweiligen Klimatisierungs-Steuereinrichtungen, die an die Ausgangsseite des Steuergeräts 40 gekoppelt sind. Der Aufbau zur Steuerung der Betriebsvorgänge der jeweiligen Steuereinrichtungen des Interesses (Hardware und Software) bildet die Steuereinheiten zur Steuerung der Betriebsvorgänge der jeweiligen Steuereinrichtungen.
  • Zum Beispiel bildet in diesem Ausführungsbeispiel der Aufbau zur Steuerung des Betriebs des Elektromotors des Kompressors 11 eine Abgabekapazitäts-Steuereinheit und der Aufbau zur Steuerung des Betriebs der Kältemittel-Strömungspfad-Schaltabschnitte 16a bis 16c bildet eine Kältemittel-Strömungspfad-Steuereinheit. Der Aufbau zur Steuerung des Servomotors für die Luftmischklappe 34, das heißt, der Aufbau zur Steuerung des Betriebs der Luftmischklappe 34, bildet ein Luftmischklappen-Steuergerät 40a. Die Abgabekapazitäts-Steuereinheit, die Kältemittel-Strömungspfad-Steuereinheit und das Luftmischklappen-Steuergerät 40a können bezüglich des Klimatisierungs-Steuergeräts 40 als andere Steuergeräte ausgebildet sein.
  • Als nächstes wird der Betrieb der Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug dieses Ausführungsbeispiels mit dem vorstehenden Aufbau nachfolgend unter Verwendung von 4 bis 15 beschrieben. 4 zeigt ein Flussdiagramm des Steuerverfahrens als eine Hauptroutine der Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug dieses Ausführungsbeispiels. Wenn der Betriebsschalter der Klimaanlage 1 für das Fahrzeug eingeschaltet ist (EIN), wird das Steuerverfahren gestartet. Die jeweiligen Steuerschritte in den Flussdiagrammen der jeweiligen Zeichnungen bilden verschiedene funktionserzielende Abschnitte, welche in dem Klimatisierungs-Steuergerät 40 enthalten sind.
  • Zunächst wird in Schritt S1 ein Flag bzw. Stellschalter, ein Timer bzw. Taktgeber oder dergleichen initialisiert, und die Positionierung der vorstehenden verschiedenen Arten von elektrischen Aktuatoren oder dergleichen wird initialisiert (der Initialisierung unterzogen). Dann schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S2. In dem Initialisierungsvorgang bei Schritt S1 werden einige Werte, die zur Zeit der Vervollständigung bzw. des Abschlusses des vorhergehenden Betriebs der Klimaanlage für ein Fahrzeug unter den Flags und Berechnungswerten gehalten.
  • In Schritt S2 wird ein Betriebssignal der Bedienungstafel, wie eine voreingestellte Temperatur Tset des Fahrzeug-Innenraums, der durch einen Fahrzeug-Innenraumtemperatur-Einstellschalter eingestellt ist, oder eine Betriebsart, die durch einen Betriebsart-Auswählschalter gewählt ist gelesen, und dann schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S3. In Schritt S3 wird ein Signal, welches einen Fahrzeug-Umgebungszustand, der für die Steuerung der Klimatisierung verwendet wird, anzeigt, das heißt, ein Erfassungssignal von der Gruppe von Sensoren 41 für die vorstehend beschriebene Klimatisierungs-Steuerung gelesen und dann schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S4.
  • In Schritt S4 wird eine Ziel-Auslassluft-Temperatur (Zieltemperatur) TAO von Zuführluft, die von jedem Luftauslass in den Fahrzeug-Innenraum geblasen wird, berechnet, und dann schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S5. Insbesondere wird in Schritt S4 dieses Ausführungsbeispiels die Ziel-Auslassluft-Temperatur TAO unter Verwendung einer Fahrzeug-Innenraum-Voreinstelltemperatur Tset, einer Fahrzeug-Innenraumtemperatur (Innenlufttemperatur) Tr, die durch den Innenluft-Sensor erfasst wird, einer Außenluft-Temperatur Tam, die durch den Außenluftsensor erfasst wird, und einer Sonnenstrahlungsmenge Ts, die durch einen Sonnenstrahlungssensor erfasst wird, berechnet.
  • in Schritt S5 wird eine Blaskapazität (Volumen von Zuführluft) des Gebläses 32 bestimmt und dann schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S6. Iinsbesondere wird in Schritt S5 ein Volumen von Luft von dem Gebläse 32 (insbesondere eine Gebläsemotorspannung, welche an den Elektromotor anzulegen ist) unter Bezugnahme auf ein Steuerkennfeld bzw. -speicherabbild bestimmt, die in dem Klimatisierungs-Steuergerät 40 vorgespeichert ist, dies auf der Grundlage der Ziel-Auslasslufttemperatur TAO, die in Schritt S4 bestimmt wird.
  • Genauer wird in diesem Ausführungsbeispiel die Gebläsemotorspannung auf eine hohe Spannung nahe dem Maximalwert in einem ultraniedrigen Temperaturbereich der TAO und in einem ultrahohen Temperaturbereich davon gewählt, so dass das Luftvolumen aus dem Gebläse 32 auf etwa das maximale Luftvolumen gesteuert wird. Wenn die TAO von dem ultraniedrigen Temperaturbereich zu einem mittleren Temperaturbereich hin erhöht wird, wird die Gebläsemotorspannung mit steigender TAO gesenkt, um dadurch das Luftvolumen von dem Gebläse 32 zu verringern.
  • Wenn die TAO von dem ultrahohen Temperaturbereich zu dem mittleren Temperaturbereich hin gesenkt wird, wird die Gebläsemotorspannung mit sinkender TAO gesenkt, um dadurch das Luftvolumen aus dem Gebläse 32 zu senken. Wenn TAO einen vorbestimmten mittleren Temperaturbereich erlangt, wird die Gebläsemotorspannung minimiert, um dadurch das Luftvolumen aus dem Gebläse 32 zu minimieren.
  • In Schritt S6 wird eine Betriebsart auf der Grundlage eines Betriebssignals von dem Betriebsart-Auswahlschalter auf der Bedienungstafel bestimmt. Wenn die Kühlbetriebsart durch den Betriebsart-Auswahlschalter gewählt wird, schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S7. Wenn die Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart ausgewählt wird, schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S8. Wenn die Heizbetriebsart ausgewählt wird, schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S9. Somit wird das Steuerverfahren in jeder Betriebsart ausgeführt.
  • Wenn das Steuerverfahren gemäß jeder Betriebsart in jedem von Schritten S7 bis S9 ausgeführt ist, schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S10. Die genauen Inhalte der Steuerverfahren in Schritten S7 bis S9 werden nachfolgend beschrieben.
  • In Schritt S10 wird eine Saugöffnungs-Betriebsart (Lufteinlass-Betriebsart), das heißt, der Schaltzustand der Innenluft-/Außenluft-Schalteinrichtung 33 bestimmt, und dann schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S11. In Schritt S10 wird die Saugöffnungs-Betriebsart auf der Grundlage von TAO unter Bezug auf ein Steuerspeicherabbild, das in dem Klimatisierungs-Steuergerät 40 vorgespeichert ist bestimmt. In diesem Ausführungsbeispiel wird im Grunde einer Außenluft-Betriebsart zum Einleiten der Außenluft eine höhere Priorität gegeben. Wenn TAO in dem ultraniedrigen Temperaturbereich liegt und eine hohe Kühlleistung erforderlich ist, wird eine Innenluft-Betriebsart zum Einleiten der Innenluft gewählt.
  • In Schritt S11 wird eine Luftauslass-Betriebsart bestimmt und dann schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S12. In Schritt S11 wird die Luftauslass-Betriebsart auf der Grundlage von TAO unter Bezug auf ein Steuerspeicherabbild bestimmt, welches in dem Klimatisierungs-Steuergerät 40 vorgespeichert ist. In diesem Ausführungsbeispiel wird, wenn TAO von dem Hochtemperaturbereich zu dem Niedrigtemperaturbereich gesenkt wird, die Luftauslass-Betriebsart in dieser Reihenfolge von der Fußbetriebsart zu der Doppelniveaubetriebsart und dann zu der Gesichtsbetriebsart geschaltet.
  • In Schritt S12 werden die Steuersignale und die Steuerspannungen bestimmt und zu verschiedenen Steuereinrichtungen des Interesses ausgegeben, welche an die Ausgangsseite von dem Klimatisierungs-Steuergerät 40 gekoppelt sind, um so den Steuerzustand zu erhalten, der durch die vorstehenden Schritte S6 bis S11 bestimmt ist. Im anschließenden Schritt S13 wartet der Betrieb während eines Steuerzyklus ⊺. Wenn bestimmt wird, dass der Steuerzyklus ⊺ abgelaufen ist, kehrt der Ablauf zurück zu Schritt S2.
  • Wie vorstehend erwähnt, bezieht die in 4 gezeigte Hauptroutine das Lesen eines Erfassungssignals und eines Betriebssignals, Bestimmen des Kontrollzustands von jeder Steuereinrichtung des Interesses und Ausgeben der Steuersignale und der Steuerspannungen zu den jeweiligen Steuereinrichtungen des Interesses mit ein. Die Hauptroutine wird wiederholt, bis der Betrieb der Fahrzeug-Klimaanlage 1 angehalten werden muss (zum Beispiel bis der Betriebsschalter ausgeschaltet wird). Als nächstes werden die Details der jeweiligen Betriebsarten, die in Schritten S7 bis S9 ausgeführt werden, nachfolgend beschrieben.
  • (a) Kühlbetriebsart
  • Die Kühlbetriebsart, die in Schritt S7 ausgeführt wird, wird nachfolgend im Detail beschrieben. In der Kühlbetriebsart öffnet das Klimatisierungs-Steuergerät 40 das hochdruckseitige Expansionsventil 13 vollständig, drosselt das Expansionsventil 22 zum Kühlen, um so die Entkompressionswirkung zu zeigen, schließt das zwischendruckseitige Öffnungs-/Schließventil 16a, öffnet das niedrigdruckseitige Öffnungs-/Schließventil 16b und schließt das Öffnungs-/Schließventil 16c zum Kühlen.
  • Somit führt im in 4 gezeigten Schritt S12, wenn das Steuersignal oder die Steuerspannung an die jeweiligen Steuereinrichtungen des Interesses ausgegeben werden, der Wärmepumpenkreis 10 das Schalten zu einem Kältemittel-Strömungspfad, durch welchen das Kältemittel strömt, aus, wie durch einen durchgezogenen Pfeil in 1 gezeigt ist. Der Kältemittel-Strömungspfad-Aufbau bestimmt den Betriebszustand von verschiedenen Klimatisierungs-Steuereinrichtungen, die an die Ausgangsseite des Klimatisierungs-Steuergeräts 40 gekoppelt sind, auf der Grundlage der Erfassungssignale von der Gruppe von Sensoren und der Ziel-Auslassluft-Temperatur TAO, die in dem Steuerschritt S4 berechnet wurde.
  • Zum Beispiel wird die Anzahl von Umdrehungen Nc des Kompressors 11 (das heißt, das Steuersignal, welches an den Elektromotor des Kompressors 11 auszugeben ist, wie folgt bestimmt. Zunächst wird eine Ziel-Verdampferblasluft-Temperatur TEO des Innenraum-Verdampfers 23 auf der Grundlage der Ziel-Auslassluft-Temperatur TAO unter Bezug auf ein Steuerspeicherabbild bestimmt, das in dem Klimatisierungs-Steuergerät 40 vorgespeichert ist. Um die Bildung von Frost des bzw. auf dem Innenraum-Verdampfers) 23 zu vermeiden, wird die Ziel-Verdampferauslassluft-Temperatur TEO dahingehend bestimmt, gleich oder größer als eine vorbestimmte Temperatur (zum Beispiel 1°C in diesem Ausführungsbeispiel) zu sein, welche höher als eine Frostausbildungstemperatur (0°C) ist.
  • Die Anzahl von Umdrehungen Nc des Kompressors 11 wird auf der Grundlage einer Abweichung zwischen der Ziel-Verdampferauslassluft-Temperatur TEO und einer Ausströmluft-Temperatur Te der Luft aus dem Innenraum-Verdampfer 23 bestimmt, die durch den Verdampfer-Temperatursensor durch ein Rückkopplungs-Steuerverfahren erfasst wird, so dass die Ausströmluft-Temperatur Te der Luft aus dem Innenraum-Verdampfer 23 sich der Ziel-Verdampferauslassluft-Temperatur TEO annähert.
  • Der Steuersignalausgang zu dem Expansionsventil 22 zum Kühlen wird derart bestimmt, dass der Unterkühlungsgrad [supercool degree] des Kältemittels, welches in das Expansionsventil 22 zum Kühlen strömt, sich dem vorbestimmten Ziel Unterkühlgrad [target supercool degree] annähert, um so den COP wesentlichen zu maximieren.
  • Der Steuersignalausgang zu dem Servomotor der Luftmischklappe 34 wird wie folgt bestimmt. Ein Ziel-Öffnungsgrad SWd (%), der als ein Zielwert der Rate des Volumens von Luft, welche durch den Innenraum-Kondensator 12 hindurchtritt, zu dem der Luft, welche durch den Umgehungsdurchtritt 35 hindurchtritt (Luftmischöffnungsgrad SW) wird durch die folgende Formel F1 aus der Ziel-Auslass-Temperatur TAO, der Ausströmluft-Temperatur Te der Luft aus dem Innenraum-Verdampfer 23 und der Kältemittel-Temperatur Th in dem Innenraum-Kondensator 12 berechnet. SWd = [TAO – (Te + α)]/[Th – (Te + α)] F1 wobei α in der Formel F1 einen Korrekturkoeffizient bezeichnet. Die Kältemittel-Temperatur Th in dem Innenraum-Kondensator 12 kann auf der Grundlage von Erfassungswerten von einem Abgabedrucksensor und einem Kondensatortemperatursensor berechnet werden. Alternativ kann ein Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur einer Rippe bzw. Lamelle des Innenraum-Kondensators 12 vorgesehen werden, um einen Erfassungswert des Temperatursensors als eine Kältemittel-Temperatur Th zu wählen.
  • Der Ziel-Öffnungsgrad SWd, der durch die Formel F1 angezeigt wird, ist 100% in dem maximalen Heizzustand, in welchem das gesamte Volumen der Zuführluft, welche durch den Innenraum-Verdampfer 23 hindurchtritt, durch den Innenraum-Kondensator 12 hindurch gelassen wird. Dahingegen ist der Ziel-Öffnungsgrad SWd 0% in dem maximalen Kühlzustand, in welchem das gesamte Volumen der Zuführluft, welche durch den Innenraum-Verdampfer 23 hindurchtritt, durch den Umgehungsdurchtritt 35 hindurchgelassen wird.
  • Nachfolgend wird das Steuersignal, welches an dem Servomotor der Luftmischklappe 34 auszugeben ist, derart bestimmt, dass die Rate des Volumens von der Luft, welche durch den Innenraum-Kondensator 12 hindurchtritt, zu der der Luft, welche durch den Umgehungsdurchtritt 35 hindurchtritt, der Ziel-Öffnungsgrad SWd (%) ist, dies unter Verwendung des Rückkopplungssteuerverfahrens (Steuer (P Steuerung) in diesem Beispiel), wie durch die folgende Formel F2 angezeigt ist: u(t) = u(t – 1) + K(SWd – SW) F2 wobei u(t) der Formel F2 ein aktuelles Steuersignal ist, u(t – 1) ein vorhergehendes Steuersignal ist, K ein Rückkopplungsanstieg ist, SW ein aktueller Luftmisch-Öffnungsgrad (A/M-Öffnungsgrad) ist und SWd ein Ziel-Öffnungsgrad des Luftmischklappen-Öffnungsgrades SW ist. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Rückkopplungsanstieg K konstant gehalten, unabhängig von der Betriebsart des Wärmepumpenkreises 10.
  • Insbesondere in der Kühlbetriebsart wird die Ziel-Auslassluft-Temperatur TAO kleiner, so dass der Ziel-Öffnungsgrad SWd des Luftmisch-Öffnungsgrades SW auf einen Wert nahe der Minimal-Öffnung (0%) bestimmt wird. Somit wird das Steuersignal, welches zu dem Servomotor der Luftmischklappe 34 auszugeben ist, derart bestimmt, dass die Luftmischklappe 34 einen Luftdurchgang für den Innenraum-Kondensator 12 schließt, um das gesamte Luftvolumen der Zuführluft, welche durch den Innenraum-Verdampfer 23 hindurchtritt, durch den Umgehungsdurchtritt 35 hindurchtreten zu lassen.
  • Dann werden die Steuersignale und dergleichen, die wie vorstehend beschrieben bestimmt wurden, zu den jeweiligen verschiedenen Luftklimatisierungs-Steuereinrichtungen ausgegeben. Anschließend wird in dem in 4 gezeigten Schritt S6 eine Steuerroutine wiederholt in jedem vorbestimmten Steuerzyklus ausgeführt, bis die Betriebsart zu der Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart oder der Heizbetriebsart geschaltet wird, oder bis der Betrieb der Klimaanlage für ein Fahrzeug gestoppt werden muss durch ein Betriebssignal oder dergleichen von der Bedienungstafel. Die Steuerroutine bezieht Lesen des vorstehenden Erfassungssignals und Betriebssignals, Berechnen der Ziel-Auslassluft-Temperatur TAO, Bestimmen des Betriebszustands der jeweiligen Klimatisierungs-Steuereinrichtungen und Ausgeben der Steuerspannung und des Steuersignals mit ein.
  • Somit strömt in dem Wärmepumpenkreis 10 der Kühlbetriebsart, wie in dem Mollier-Diagramm in 5 gezeigt ist, das Hochdruck-Kältemittel (wie durch einen Punkt a5 in 5 gezeigt ist), welches aus der Abgabeöffnung 11c des Kompressors 11 abgegeben wird, in den Innenraum-Kondensator 12. Zu dieser Zeit schließt die Luftmischklappe 34 den Luftdurchtritt des Innenraum-Kondensators 12, so dass das in den Innenraum-Kondensator 12 strömende Kältemittel von dem Innenraum-Kondensator 12 ohne wesentlich Wärme in die Zuführluft abzuführen.
  • Das Kältemittel, welches von dem Innenraum-Kondensator 12 strömt, strömt in den Außenwärmetauscher 20 über das hochdruckseitige Expansionsventil 13, den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 14 und das niedrigdruckseitige Öffnungs-/Schließventil 16b in dieser Reihenfolge. Genauer, strömt das aus dem Innenraum-Kondensator 12 strömende Kältemittel aus, ohne wesentlich durch das hochdruckseitige Expansionsventil 13 entkomprimiert zu werden, da das hochdruckseitige Expansionsventil 13 vollständig geöffnet ist, und strömt dann aus der Kältemittel-Einströmöffnung 14b des Gas-/Flüssigkeitsabscheiders 14 in den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 14.
  • In dem Innenraum-Kondensator 12 führt das Kältemittel kaum Wärme in die Zuführluft ab, so dass das in den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 14 einzuströmende Kältemittel sich in einer Gasphase befindet. Somit wird das Kältemittel nicht in die Gas- und Flüssigphasen durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 14 separiert, und das Gasphasen-Kältemittel strömt aus der Flüssigphasen-Kältemittel-Ausströmöffnung 14d. Da das zwischendruckseitige Öffnungs-/Schließventil 16a in einen geschlossenen Ventilzustand gebracht ist, strömt das Gasphasen-Kältemittel nie aus der Gasphasen-Kältemittel-Ausströmöffnung 14c.
  • Da das Niedrigdruck-Öffnungs-/Schließventil 16b geöffnet ist, strömt das Gasphasen-Kältemittel, welches von der Flüssigphasen-Kältemittel-Ausströmöffnung 14d strömt, in den Außenwärmetauscher 20 über einen Durchtritt 18 für eine Festdrosselumgehung, ohne in die niedrigdruckseitige Drossel 17 einzuströmen. Das Niedrigdruck-Kältemittel, welches in den Außenwärmetauscher 20 strömt, tauscht Wärme mit Außenluft aus, welche von dem Gebläselüfter 21 geblasen wird, um von dort Wärme abzuführen (wie durch den Punkt a5 zu einem Punkt b5 in 5 gezeigt ist).
  • Da das Öffnungs-/Schließventil 16c zum Kühlen in einem geschlossenen Zustand ist, wird das von dem Außenwärmetauscher 20 strömende Kältemittel entkomprimiert und in einer isenthalpischen Weise expandiert (wie durch den Punkt b5 zu einem Punkt c5 in 5 gezeigt), bis das Kältemittel in das gedrosselte Expansionsventil 22 zum Kühlen strömt, um in Niedrigdruck-Kältemittel umgewandelt zu werden. Das Niedrigdruck-Kältemittel, welches durch das Expansionsventil 22 zum Kühlen entkomprimiert wurde, strömt in den Innenraum-Verdampfer 23 und absorbiert Wärme von der Zuführluft, welche aus dem Gebläse 32 geblasen wird, um selbst zu verdampfen (wie durch den Punkt c zu einem Punkt d in 5 gezeigt ist). Somit ist die Zuführluft gekühlt.
  • Das Kältemittel, welches aus dem Innenraum-Verdampfer 23 strömt, strömt in den Sammler 24, um in Gas- und Flüssigphasen getrennt zu werden. Dann wird das Gasphasen-Kältemittel in die Saugöffnung 11a gesaugt (ein Punkt e5 in 5), um in dieser Reihenfolge wieder durch den niedrigdruckseitigen Kompressionsmechanismus und den hochdruckseitigen Kompressionsmechanismus komprimiert zu werden (von dem Punkt e5 zu dem Punkt a15 und dem Punkt a5 in 5).
  • In 5 ist der Grund, warum der Punkt d5 sich in einer unterschiedlichen Position von dem Punkt e5 befindet, dass das Gasphasen-Kältemittel, welches durch die Kältemittel-Leitung von dem Sammler 24 zu der Saugöffnung 11a des Kompressionsmechanismus 11 strömt, den Druckverlust hat. Somit befindet sich in einem idealen Kreis der Punkt d5 erwünschterweise in der gleichen Position wie der Punkt e5. Das gleiche gilt für das folgende Mollier-Diagramm.
  • Wie vorstehend erwähnt, schließt in der Kühlbetriebsart die Luftmischklappe 34 den Luftdurchtritt des Innenraum-Kondensators 12, so dass die Zuführluft, welche durch den Innenraum-Verdampfer 23 gekühlt wurde, in den Fahrzeug-Innenraum geblasen werden kann. Somit kann das Kühlen des Fahrzeug-Innenraums erreicht werden.
  • Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, strömt in der Kühlbetriebsart (Kühlbetriebsart) das aus dem Innenraum-Kondensator 12 als der erste benutzerseitige Wärmetauscher strömende Kältemittel in dieser Reihenfolge durch den Außenwärmetauscher 20, das Expansionsventil 22 zum Kühlen als der dritte Entkomprimierer, den Innenraum-Verdampfer 23 als den zweiten benutzerseitigen Wärmetauscher und den Sammler 24 über das hochdruckseitige Expansionsventil 13 als der erste Entkomprimierer und den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 14.
  • (b) Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart
  • Als nächstes wird nachfolgend die Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart beschrieben, die in Schritt S8 ausgeführt wird. In der Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart ist das hochdruckseitige Expansionsventil 13 vollständig geöffnet oder abgedrosselt, das Expansionsventil 22 zum Kühlen vollständig geöffnet oder abgedrosselt, das zwischendruckseitige Öffnungs-/Schließventil 16a geschlossen, das niedrigdruckseitige Öffnungs-/Schließventil 16b geöffnet und das Öffnungs-/Schließventil 16c zum Kühlen geschlossen. Somit ist der Wärmepumpenkreis 10 zu dem Kältemittel-Strömungspfad für Durchlass des Kältemittels zum Strömen dort hindurch geschaltet wie bei der Kühlbetriebsart, wie durch einen durchgezogenen Pfeil in 1 gezeigt ist.
  • Die Anzahl von Umdrehungen Nc des Kompressors 11 wird derart bestimmt, dass der hochdruckseitige Kältemitteldruck Pd des Kältemittels in dem Wärmepumpenkreis 10, das von der Abgabeöffnung 11c des Kompressors 11 in die Einlassseite des hochdruckseitigen Expansionsventil 13 strömt, den Ziel-Hochdruck TPd durch das Rückkopplungs-Steuerverfahren oder dergleichen annähert. Der Ziel-Hochdruck Td wird auf der Grundlage der Ziel-Auslassluft-Temperatur TAO unter Bezug auf ein Steuerspeicherabbild bestimmt, das in dem Klimatisierungs-Steuergerät 40 vorgespeichert ist, so dass die Zuführluft, die in den Fahrzeug-Innenraum geblasen wird, die Ziel-Auslassluft-Temperatur TAO annimmt.
  • In der Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart wird die Kältemittel-Temperatur Th in dem Innenraum-Kondensator 12 dahingehend gesteuert, im Grunde die Ziel-Auslassluft-Temperatur TAO anzunähern, wodurch der Ziel-Öffnungsgrad SWd des Luftmisch-Öffnungsgrades SW dahingehend bestimmt wird, einen maximalen Öffnungsgrad (100%) anzunehmen. Somit wird das Steuersignal, welches an den Servomotor der Luftmischklappe 34 auszugeben ist, dahingehend bestimmt, dass die Luftmischklappe 34 den Umgehungsdurchtritt 35 schließt, um so das gesamte Volumen von Zuführluft, welches durch den Innenraum-Verdampfer 23 hindurchtritt, durch den Innenraum-Kondensator 12 hindurch treten zu lassen.
  • In der Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart dieses Ausführungsbeispiels werden der Drosselöffnungsgrad des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 und des Expansionsventil 22 zum Kühlen gemäß einem Temperaturunterschied zwischen der voreingestellten Temperatur und der Außenlufttemperatur geändert. Insbesondere wird die Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart in vier Stadien bzw. Stufen der ersten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart bis zu der vierten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart mit ansteigendem Ziel-Auslassluft-Expansionsventil TAO ausgeführt.
  • (b)-1: Erste Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart
  • In der ersten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart ist das hochdruckseitige Expansionsventil 13 vollständig geöffnet und das Expansionsventil 22 zum Kühlen gedrosselt. Somit ist der Kreisaufbau (Kältemittel-Strömungspfad) vollständig gleich dem in der Kühlbetriebsart. Jedoch weist die Luftmischklappe 34 einen maximalen Öffnungsgrad (100%) zum vollständigen Öffnen des Luftdurchtritts des Innenraum-Kondensators 12 auf, wodurch der Zustand des Kältemittels, welches durch den Kreis zirkuliert, geändert wird, wie durch das Mollier-Diagramm von 6 gezeigt ist.
  • Das heißt, wie in 6 gezeigt, strömt das Hochdruck-Kältemittel, welches aus der Abgabeöffnung 11c des Kompressors 11 abgegeben wird (wie durch einen Punkt a6 in 6 gezeigt), in den Innenraum-Kondensator 12 und tauscht Wärme mit der durch den Innenraum-Verdampfer 23 gekühlten und entfeuchteten Zuführluft aus, um Wärme von dieser abzuführen (von dem Punkt a6 zu einem Punkt b16 in 6). Somit ist die Zuführluft geheizt.
  • Das Kältemittel, das aus dem Innenraum-Kondensator 12 strömt, strömt in den Außenwärmetauscher 20 durch das hochdruckseitige Expansionsventil 13, den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 14 und das niedrigdruckseitige Öffnungs-/Schließventil 16b in dieser Reihenfolge, wie in der Kühlbetriebsart. Das Niedrigdruck-Kältemittel, das in den Außenwärmetauscher 20 einströmt, tauscht Wärme mit Außenluft, welche von dem Gebläselüfter 21 geblasen wird, um von dieser Wärme abzuführen (von dem Punkt b16 zu einem Punkt b26 in 6). Der folgende Betrieb ist der gleiche wie der in der Kühlbetriebsart.
  • Wie vorstehend beschrieben, kann in der ersten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart die Zuführluft, welche durch den Innenraum-Verdampfer 23 gekühlt und entfeuchtet wurde, durch den Innenraum-Kondensator 12 geheizt und in den Fahrzeug-Innenraum geblasen werden. Somit kann die Entfeuchtung und das Heizen des Fahrzeug-Innenraums erzielt werden.
  • (b)-2: Zweite Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart
  • Als nächstes wird, wenn die Ziel-Auslassluft-Temperatur TAO höher als eine erste vorbestimmte Referenztemperatur während der ersten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart ist, eine zweite Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart ausgeführt. In der zweiten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart ist das hochdruckseitige Expansionsventil 13 gedrosselt und das Expansionsventil 22 zum Kühlen in solch einem Grad gedrosselt, dass der Drosselöffnungsgrad des Expansionsventils 22 mehr als in der ersten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart vergrößert. Somit wird in der zweiten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart der Zustand des durch den Kreis zirkulierenden Kältemittels geändert, wie durch das Mollier-Diagramm von 7 gezeigt.
  • Das heißt, wie in 7 gezeigt, strömt das Hochdruck-Kältemittel, welches aus der Abgabeöffnung 11c des Kompressors 11 abgegeben wird (wie durch einen Punkt a7 in 7 gezeigt) in den Innenraum-Kondensator 12 und tauscht Wärme mit der durch den Innenraum-Verdampfer 23 gekühlten und entfeuchteten Zuführluft aus, um die Wärme von dieser abzuführen (wie durch den Punkt a7 zu einem Punkt b17, gezeigt in 7, gezeigt). Somit wird die Zuführluft geheizt.
  • Das von dem Innenraum-Kondensator 12 strömende Kältemittel wird in isenthalpischer Weise entkomprimiert, bis es zu Zwischendruck-Kältemittel wird, dies durch das gedrosselte hochdruckseitige Expansionsventil 13 (wie durch den Punkt b17 zu einem Punkt b27 in 7 gezeigt). Das Zwischendruck-Kältemittel, welches durch das hochdruckseitige Expansionsventil 13 entkomprimiert wurde, strömt in den Außenwärmetauscher 20 durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 14 und das niedrigdruckseitige Öffnungs-/Schließventil 16b in dieser Reihenfolge. Das Niedrigdruck-Kältemittel, welches in den Außenwärmetauscher 20 strömt, tauscht Wärme mit der Außenluft aus, die aus dem Gebläselüfter 21 geblasen wird, um von dieser Wärme abzuführen (wie durch den Punkt b27 zu einem Punkt b37 in 7 gezeigt). Der folgende Betrieb ist der gleiche wie der in der Kühlbetriebsart.
  • Wie vorstehend beschrieben, kann in der zweiten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart, wie in der ersten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart die Zuführluft, die durch den Innenraum-Verdampfer 23 gekühlt und entfeuchtet wurde, durch den Innenraum-Kondensator 12 erwärmt werden, um in den Fahrzeug-Innenraum ausgeblasen zu werden. Somit kann die Entfeuchtung und die Erwärmung des Fahrzeuginnenraums erzielt werden.
  • Gleichzeitig ist in der zweiten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart das hochdruckseitige Expansionsventil 13 gedrosselt, was die Temperatur des Kältemittels, welches durch den Außenwärmetauscher 20 strömt, im Vergleich zu der ersten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart senken. Somit kann der Temperaturunterschied zwischen dem Kältemittel und der Außenluft in dem Außenwärmetauscher 20 reduziert werden, um dadurch die von dem Kältemittel an dem Außenwärmetauscher 20 abgeführte Wärmemenge zu senken.
  • Im Ergebnis kann die von dem Kältemittel an dem Innenraum-Kondensator 12 abgeführte Wärmemenge erhöht werden, um dadurch die Heizleistung des Innenraum-Kondensators 12 für die Zuführluft im Vergleich zu der ersten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart zu verbessern.
  • (b)-3: Dritte Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart
  • Als nächstes wird, wenn die Ziel-Auslassluft-Temperatur TAO höher ist als eine vorbestimmte zweite Referenztemperatur während der zweiten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart, eine dritte Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart ausgeführt. In der dritten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart wird der Drosselöffnungsgrad des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 kleiner bzw. starker gedrosselt als der in der zweiten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart, und der Drosselöffnungsgrad des Expansionsventils 22 zum Kühlen ist größer als der in der zweiten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart. Somit wird in der dritten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart der Zustand des Kältemittels, welches durch den Kreis zirkuliert, wie in dem Mollier-Diagramm von 8 gezeigt geändert.
  • Das heißt, wie bei der ersten und zweiten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart strömt, wie in 8 gezeigt, das Hochdruck-Kältemittel, welches aus der Abgabeöffnung 11c des Kompressors 11 abgegeben wird (wie durch einen Punkt a8 in 8 gezeigt) in den Innenraum-Kondensator 12, um durch den Innenraum-Verdampfer 23 gekühlt zu werden und tauscht Wärme mit der Zuführluft, die durch den Innenraum-Verdampfer 23 gekühlt und entfeuchtet wurde, um die Wärme von dieser abzuführen (wie von einem Punkt a8 zu einem Punkt b8 in 8 gezeigt). Somit wird die Zuführluft erwärmt.
  • Das von dem Innenraum-Kondensator 12 strömende Kältemittel wird in isenthalpischer Weise entkomprimiert, bis es zu Zwischendruck-Kältemittel wird, dessen Temperatur niedriger als die der Außenluft ist, dies durch das gedrosselte hochdruckseitige Expansionsventil 13 (wie durch den Punkt b8 zu einem Punkt c18 in 8 gezeigt). Das Zwischendruck-Kältemittel, das durch das hochdruckseitige Expansionsventil 13 entkomprimiert wurde, strömt in den Außenwärmetauscher 20 durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 14 und das niedrigdruckseitige Öffnungs-/Schließventil 16b in dieser Reihenfolge.
  • Ferner tauscht das Niedrigdruck-Kältemittel, das in den Außenwärmetauscher 20 strömt, Wärme mit der Außenluft, welche von dem Gebläselüfter 21 geblasen wird, um die Wärme davon zu absorbieren (wie durch den Punkt c18 zu einem Punkt c28 in 8 gezeigt). Ferner wird das von dem Außenwärmetauscher 20 strömende Kältemittel durch das Expansionsventil zum Heizen in isenthalpischer Weise entkomprimiert (wie durch den Punkt c28 zu einem Punkt c38 in 8 gezeigt), um in den Innenraum-Verdampfer 23 zu strömen. Der folgende Betrieb ist der gleiche wie in der Kühlbetriebsart.
  • Wie oben beschrieben, kann in der dritten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart, wie in der ersten und zweiten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart, die durch den Innenraum-Verdampfer 23 gekühlte und entfeuchtete Zuführluft durch den Innenraum-Kondensator 12 erwärmt werden, um in den Fahrzeug-Innenraum geblasen zu werden. Somit kann die Entfeuchtung und das Erwärmen des Fahrzeug-Innenraums erzielt werden.
  • Gleichzeitig arbeitet in der dritten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart der Außenwärmetauscher 20 als ein Verdampfer durch Reduzieren des Drosselöffnungsgrads des hochdruckseitigen Expansionsventils 13, so dass die Wärmemenge, welche durch das Kältemittel von der Außenluft absorbiert wird erhöht werden kann, um dadurch im Vergleich zu der zweiten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart, die Wärmemenge zu erhöhen, die von dem Kältemittel durch den Innenraum-Kondensator 12 abgeführt wird. Im Ergebnis kann die Heizleistung des Innenraum-Kondensators 12 für die Zuführluft weiter verbessert werden, als bei der zweiten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart.
  • (b)-4: Vierte Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart
  • Als nächstes wird, wenn die Ziel-Auslassluft-Temperatur TAO höher als eine vorbestimmte dritte Referenztemperatur während der dritten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart ist, eine vierte Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart ausgeführt. In der vierten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart wird der Drosselöffnungsgrad des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 kleiner bzw. weiter gedrosselt als in der dritten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart, und das Expansionsventil 22 zum Kühlen wird vollständig geöffnet. Somit wird in der vierten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart der Zustand des Kältemittels, welches durch den Kreis zirkuliert, wie durch das Mollier-Diagramm von 9 gezeigt, geändert.
  • Das heißt, wie bei der ersten und zweiten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart, wie in 9 gezeigt, strömt das Hochdruck-Kältemittel, welches aus der Abgabeöffnung 11c des Kompressors 11 abgegeben wird (wie durch einen Punkt a9 in 9 gezeigt) in den Innenraum-Kondensator 12 und tauscht Wärme mit der Zuführluft, die durch den Innenraum-Verdampfer 23 gekühlt und entfeuchtet wird, um die Wärme davon abzuführen (wie durch den Punkt a9 zu einem Punkt b9 in 9 gezeigt). Somit wird die Zuführluft erwärmt.
  • Das von dem Innenraum-Kondensator 12 strömende Kältemittel wird in isenthalpischer Weise entkomprimiert, bis es Niedrigdruck-Kältemittel wird, dessen Temperatur niedriger als die der Außenluft ist, dies durch das gedrosselte hochdruckseitige Expansionsventil 13 (wie durch den Punkt b9 zu einem Punkt c19 in 9 gezeigt). Das Zwischendruck-Kältemittel, welches durch das hochdruckseitige Expansionsventil 13 entkomprimiert wird, strömt in den Außenwärmetauscher 20 durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 14 und das niedrigdruckseitige Öffnungs-/Schließventil 16b in dieser Reihenfolge.
  • Ferner tauscht das Niedrigdruck-Kältemittel, welches in den Außenwärmetauscher 20 strömt, Wärme mit der Außenluft, welche von dem Gebläselüfter 21 geblasen wird, um die Wärme davon zu absorbieren (wie durch den Punkt c19 zu einem Punkt c29 in 9 gezeigt). Ferner strömt das von dem Außenwärmetauscher 20 strömende Kältemittel in den Innenraum-Verdampfer 23, ohne entkomprimiert zu werden, weil das Expansionsventil 22 zum Kühlen vollständig geöffnet ist. Der folgende Betrieb ist der gleiche wie der in der Kühlbetriebsart.
  • Wie vorstehend beschrieben, kann in der vierten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart, wie in den ersten bis dritten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsarten, die Zuführluft, die durch den Innenraum-Verdampfer 23 gekühlt und entfeuchtet wird, durch den Innenraum-Kondensator 12 erwärmt werden, um in den Fahrzeug-Innenraum geblasen zu werden. Somit kann die Entfeuchtung und das Heizen des Fahrzeuginnenraums erzielt werden.
  • Gleichzeitig arbeitet in der vierten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart, wie in der dritten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart, der Außenwärmetauscher 20 als der Verdampfer und der Drosselöffnungsgrad des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 wird im Vergleich zu der dritten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart gesenkt, so dass die Kältemittel-Verdampfertemperatur des Außenwärmetauschers 20 gesenkt werden kann.
  • Somit wird die Temperaturdifferenz zwischen dem Kältemittel und der Außenluft an dem Außenwärmetauscher 20 im Vergleich zu der dritten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart vergrößert, so dass die Wärmemenge des Kältemittels, welches durch den Innenwärmetauscher 20 von der Außenluft absorbiert wird, erhöht werden kann. Im Ergebnis kann die Wärmemenge, welche von dem Kältemittel in dem Innenraum-Kondensator 12 abgeführt wird, im Vergleich zu der dritten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart erhöht werden, was die Heizleistung des Innenraum-Kondensators 12 für die Zuführluft verbessern kann.
  • (c) Heizbetriebsart
  • Als nächstes werden die Details der Heizbetriebsart, die in Schritt S9 ausgeführt wird, unter Verwendung von 10 bis 15 beschrieben. 10 bis 14 sind Flussdiagramme, welche Steuerflüsse zeigen, die in der Heizbetriebsart ausgeführt werden. Zuerst werden in Schritt S91, gezeigt in 10, die Steuerzustände der jeweiligen Expansionsventile 13 und 22, der Luftmischklappe 34 und der Kältemittel-Strömungspfad-Schaltabschnitte 16a bis 16c in der Heizbetriebsart bestimmt.
  • Insbesondere wird das hochdruckseitige Expansionsventil 13 gedrosselt, um das Kältemittel zu entkomprimieren, das Expansionsventil 22 zum Kühlen vollständig geschlossen, das zwischendruckseitige Öffnungs-/Schließventil 16a geöffnet, das niedrigdruckseitige Öffnungs-/Schließventil 16b geschlossen und das Öffnungs-/Schließventil 16c zum Kühlen geöffnet.
  • Die Anzahl von Umdrehungen Nc des Kompressors 11 wird dahingehend bestimmt, dass der hochdruckseitige Kältemitteldruck Pd des Kältemittels in dem Wärmepumpenkreis 10, das von der Abgabeöffnung 11c des Kompressors 11 zu der Einlassseite des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 strömt, einen Ziel-Hochdruck TPd annähert, dies durch das Rückkopplungs-Steuerverfahren und dergleichen.
  • In der Heizbetriebsart wird die Kältemitteltemperatur Th in dem Innenraum-Kondensator 12 dahingehend gesteuert, sich im Grunde der Ziel-Auslasslufttemperatur TAO anzunähern, so dass der Ziel-Öffnungsgrad SWd des Luftmisch-Öffnungsgrades SW dahingehend bestimmt wird, der maximale Öffnungsgrad (100%) zu sein. Somit wird das zu dem Servomotor der Luftmischklappe 34 auszugebende Steuersignal derart bestimmt, dass die Luftmischklappe 34 den Umgehungsdurchtritt 35 schließt, während das gesamte Volumen von Zuführluft, welche durch den Innenraum-Verdampfer 23 hindurchtritt, durch den Innenraum-Kondensator 12 hindurchtritt.
  • Somit führt in Schritt S12, gezeigt in 4, wenn das Steuersignal oder die Steuerspannung an die Steuereinrichtung des Interesses ausgegeben wird, der Wärmepumpenkreis 10 ein Schalten zu einem Kältemittel-Strömungspfad aus, zum Ermöglichen, dass das Kältemittel dort hindurch strömt, wie durch einen durchgezogenen Pfeil in 2 gezeigt ist.
  • In dem anschließenden Schritt S92 wird der Ziel-Hochdruck TPd für den hochdruckseitigen Kältemitteldruck Pd des Kältemittels in dem Wärmepumpenkreis 10, welches von der Abgabeöffnung 11c des Kompressors 11 zu der Einlassseite des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 strömt, bestimmt, und dann schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S93. Der Ziel-Hochdruck TPd wird auf der Grundlage der Ziel-Auslasslufttemperatur TAO bestimmt, welche in Schritt S4 von 4 bestimmt wurde, dies unter Bezug auf ein Steuerspeicherabbild, das in dem Klimatisierungs-Steuergerät 40 vorgespeichert ist, so dass die Zuführluft die Ziel-Auslassluft-Temperatur TAO aufweist.
  • In Schritt S93 wird bestimmt, ob oder ob nicht die vorliegende Anzahl von Umdrehungen Nc des Kompressors 11 bis zu der maximalen Anzahl von Umdrehungen Ncmax erhöht ist, die zuvor aus der Haltbarkeit des Kompressors 11 bestimmt wurde, das heißt, ob die Formel von Nc = Ncmax erfüllt ist oder nicht. Wenn die Formel von Nc = Ncmax in Schritt S93 als nicht erfüllt bestimmt wird, schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S94, in welchem Subkühlungssteuerung [sub-cool control] ausgeführt wird. Wenn dagegen die Formel von Nc = Ncmax erfüllt ist, schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S95.
  • Die Subkühlungssteuerung, welche in Schritt S94 ausgeführt wird, wird nachfolgend unter Verwendung des Flussdiagramms von 11 beschrieben. Die Subkühlungssteuerung ist die Steuerung, die ausgeführt wird, wenn die Formel von Nc = Ncmax in Schritt S93 als nicht erfüllt bestimmt wird, das heißt, wenn die Kältemittel-Abgabekapazität des Kompressors 11 weiter erhöht werden kann, als die vorliegende Kapazität. Das heißt, die Subkühlungssteuerung ist die Steuerung, welche der normalen Steuerung in der oben beschriebenen verwandten Technik entspricht.
  • In Schritt S941, der in 11 gezeigt ist, wird zunächst ein Ziel-Unterkühlungsgrad TSC des Kältemittels, welches aus dem Innenraum-Kondensator 12 strömt, bestimmt, und dann schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S942. Insbesondere wird der Ziel-Unterkühlungsgrad TSC auf der Grundlage der Temperatur und des Drucks des Kältemittels bestimmt, welches aus dem Innenraum-Kondensator 12 strömt, so dass der Kreiswirkungsgrad (COP) maximiert wird.
  • In Schritt S942 wird bestimmt, ob oder ob nicht der vorliegende Unterkühlungsgrad SC des Kältemittels, welches aus dem Innenraum-Kondensator 12 strömt, berechnet auf Grundlage der Temperatur und des Drucks des Kältemittels, welches aus dem Innenraum-Kondensator 12 strömt, niedriger als der Ziel-Unterkühlungsgrad TSC ist. Wenn der vorliegende Unkühlungsgrad SC als niedriger als der Ziel-Unterkühlungsgrad TSC in Schritt S942 bestimmt wird, schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S944. Wenn der vorliegende Unterkühlungsgrad SC als nicht niedriger als der Ziel-Unterkühlungsgrad TSC bestimmt wird, schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S943.
  • Der Begriff ”Unterkühlungsgrad SC”, wie er in diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird, ist als ein absoluter Wert einer Differenz zwischen der vorliegenden Temperatur des Flüssigphasen-Kältemittels und der Temperatur des gesättigten flüssigen Kältemittels definiert, welches den gleichen Druck wie der des Flüssigphasen-Kältemittels aufweist. Somit wird die tatsächliche bzw. aktuelle Temperatur des Flüssigphasen-Kältemittels mit steigendem Unterkühlungsgrad SC gesenkt. Dann wird in Schritt S943 ein Öffnungsgrad des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 um einen vorbestimmten Öffnungsgrad bezüglich des vorliegenden Öffnungsgrades erhöht, und dann schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S98. Im Ergebnis wird der Unterkühlungsgrad SC dahingehend gesenkt, sich dem Ziel-Unterkühlungsgrad TSC anzunähern. Somit wird der Unterkühlungsgrad SC nahe des Ziel-Unterkühlungsgrades gesenkt.
  • In Schritt S944 wird bestimmt, ob oder ob nicht der vorliegende Öffnungsgrad des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 größer als der minimale Ventilöffnungsgrad ist. Wenn der vorliegende Öffnungsgrad des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 als größer als der minimale Ventilöffnungsgrad in Schritt S944 bestimmt wird, schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S945, in welchem der Öffnungsgrad des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 um einen vorbestimmten Öffnungsgrad bezüglich des vorliegenden Öffnungsgrades gesenkt wird, und dann kehrt der Ablauf zurück zu Schritt S98. Im Ergebnis wird der Unterkühlungsgrad SC dahingehend erhöht, sich dem Ziel-Unterkühlungsgrad TSC anzunähern.
  • Wenn dahingegen der vorliegende Öffnungsgrad des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 als nicht größer als der minimale Öffnungsgrad in Schritt S944 bestimmt wird (das heißt, wenn der vorliegende Öffnungsgrad der minimale Öffnungsgrad ist), kann der vorliegende Öffnungsgrad nicht im Vergleich zu dem vorliegenden Wert gesenkt werden und wird somit beibehalten. Dann schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S98.
  • Das heißt, wenn die Kältemittel-Abgabekapazität des Kompressors 11 erhöht werden kann im Vergleich zu der vorliegenden Kapazität in der Subkühlungssteuerung, die in Schritt S94 ausgeführt wird, wird der Öffnungsgrad des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 derart eingestellt, dass der Unterkühlungsgrad SC sich dem Ziel-Unterkühlungsgrad TSC annähert, welcher die Steuerung dahingehend ausführt, den Kreiswirkungsgrad maximal zu machen.
  • Als nächstes wird in Schritt S95 von 10 bestimmt, ob oder ob nicht der vorliegende Öffnungsgrad des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 kleiner ist als der maximale Ventilöffnungsgrad (in dem vollständig geöffneten Zustand). Wenn der vorliegende Öffnungsgrad des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 als kleiner als der maximale Ventilöffnungsgrad in Schritt S95 bestimmt wird, schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S96, in welchem die Trockenheitssteuerung durchgeführt wird. Wenn der vorliegende Öffnungsgrad dahingehend bestimmt wird, nicht kleiner als der maximale Ventilöffnungsgrad zu sein (das heißt, wenn der vorliegende Öffnungsgrad der maximale Ventilöffnungsgrad ist), schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S97, in welchem die Luftmisch-Volumensteuerung (A/M-Volumensteuerung) durchgeführt wird.
  • Die Trockenheitssteuerung, die in Schritt S96 durchgeführt wird, wird nachfolgend unter Verwendung des Flussdiagramms beschrieben, welches in 12 gezeigt ist. Die Trockenheitssteuerung ist die Steuerung, die durchgeführt wird, wenn das Kältemittel, das von dem Innenraum-Kondensator 12 strömt, in einem Gas-/Flüssigkeits-Zweiphasenzustand sein kann, indem der Öffnungsgrad des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 auf ein höheres Niveau als der vorliegende Öffnungsgrad davon erhöht wird. Das heißt, die Trockenheitssteuerung entspricht der Steuerung, die zu der Zeit des Mangelns der Kapazität, wie vorstehend in der verwandten Technik erwähnt, durchgeführt wird.
  • In Schritt S961 wird zunächst bestimmt, ob oder ob nicht der vorliegende hochdruckseitige Kältemitteldruck Pd niedriger als der Ziel-Hochdruckdruck TPd ist, der in Schritt S92 bestimmt wird. Wenn der vorliegende hochdruckseitige Kältemitteldruck Pd als niedriger als der Ziel-Hochdruck TPd in Schritt S961 bestimmt wird, schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S962. Wenn der vorliegende hochdruckseitige Kältemitteldruck Pd dahingehend bestimmt wird, nicht niedriger als der Ziel-Hochdruck TPd zu sein (das heißt, wenn der vorliegende hochdruckseitige Kältemitteldruck Pd dahingehend bestimmt wird, gleich oder größer als der Ziel-Hochdruck TPd zu sein), schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S964.
  • In Schritt S962 wird bestimmt, ob oder ob nicht der vorliegende Öffnungsgrad des Hochdruck-Expansionsventils 13 kleiner als der maximale Ventilöffnungsgrad (in dem vollständig geöffneten Zustand) ist. Wenn der vorliegende Öffnungsgrad des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 als kleiner als der maximale Ventilöffnungsgrad in Schritt S962 bestimmt wird, schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S963. In Schritt S963 wird der Öffnungsgrad des Hochdruck-Expansionsventils 13 um einen vorbestimmten Öffnungsgrad bezüglich des vorliegenden Öffnungsgrads erhöht und dann kehrt der Ablauf zurück zu Schritt S98.
  • Wenn der vorliegende Öffnungsgrad des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 als nicht kleiner als der maximale Ventilöffnungsgrad in Schritt S962 bestimmt wird (das heißt, wenn der vorliegende Öffnungsgrad den maximalen Ventilöffnungsgrad annimmt), kann die Ventilöffnung nicht über den vorliegenden Wert hinaus erhöht werden, und somit wird der vorliegende Öffnungsgrad beibehalten. Dann kehrt der Ablauf zurück zu Schritt S98.
  • In Schritt S964 wird bestimmt, ob oder ob nicht der vorliegende Öffnungsgrad des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 größer als der minimale Ventilöffnungsgrad ist. Wenn der vorliegende Öffnungsgrad des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 als größer als der minimale Ventilöffnungsgrad in Schritt S964 bestimmt wird, schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S965, in welchem der Öffnungsgrad des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 nur um einen vorbestimmten Öffnungsgrad bezüglich der vorliegenden Ventilöffnung gesenkt wird. Dann kehrt der Ablauf zurück zu Schritt S98.
  • Wenn der vorliegende Öffnungsgrad des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 als nicht größer als der minimale Ventilöffnungsgrad in Schritt S964 bestimmt wird (das heißt, wenn der vorliegende Öffnungsgrad den minimalen Ventilöffnungsgrad annimmt), kann die Ventilöffnung im Vergleich zu dem vorliegenden Wert nicht erhöht werden, und somit wird der vorliegende Öffnungsgrad beibehalten. Dann kehrt der Ablauf weiter zu Schritt S98.
  • Das heißt, in der in Schritt S96 ausgeführten Trockenheitssteuerung wird, wenn die Kältemittel-Abgabekapazität des Kompressors 11 nicht im Vergleich zu der vorliegenden Kapazität erhöht werden kann, der Öffnungsgrad des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 erhöht, um dadurch die Trockenheit des Kältemittels, welches aus dem Innenraum-Kondensator 12 strömt, zu erhöhen. Somit wird die Strömungsrate des Kältemittels, welches in die Zwischendrucköffnung 11b des Kompressors 11 strömt (Gasinjektionsmenge) erhöht, um dadurch die Temperatur der Zuführluft bis zu der Ziel-Auslassluft-Temperatur TAO zu erhöhen.
  • Als nächstes wird die Luftmisch-Volumensteuerung, die in Schritt S97, gezeigt in 10, ausgeführt wird, nachfolgend unter Verwendung eines Flussdiagramms von 13 beschrieben. Die Luftmisch-Volumensteuerung wird ausgeführt, wenn die Anzahl von Umdrehungen Nc des Kompressors 11 die maximale Anzahl von Umdrehungen Ncmax annimmt, während der vorliegende Öffnungsgrad des Hochdruck-Expansionsventils 13 den maximalen Ventilöffnungsgrad annimmt. Das heißt, die Luftmisch-Volumensteuerung wird durchgeführt, wenn die Temperatur der Zuführluft nicht bis zu der Ziel-Auslassluft-Temperatur TAO. durch die Steuerung der Anzahl von Umdrehungen des Kompressors 11 und die Steuerung des Öffnungsgrades des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 erhöht werden kann.
  • In Schritt S971 wird zunächst bestimmt, ob oder ob nicht der vorliegende hochdruckseitige Kältemitteldruck Pd höher als der Ziel-Hochdruck TPd ist, der in Schritt S92 bestimmt wird. Wenn der vorliegende hochdruckseitige Kältemitteldruck Pd als höher als der Ziel-Hochdruck TPd in Schritt S971 bestimmt wird, schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S972. Wenn der vorliegende hochdruckseitige Kältemitteldruck Pd als nicht höher als der Ziel-Hochdruck TPd in Schritt S971 bestimmt wird, schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S974.
  • In Schritt S972 wird bestimmt, ob oder ob nicht der vorliegende Öffnungsgrad SW der Luftmischklappe 34 (vorliegende A/M-Öffnung) größer als ein vorbestimmter Referenz-Öffnungsgrad ist. Der Referenz-Öffnungsgrad ist auf den minimalen Luftmisch-Öffnungsgrad (zum Beispiel 50%) gewählt, der tatsächlich bzw. aktuell gewählt werden kann, zum Beispiel in der Heizbetriebsart. Wenn der Öffnungsgrad SW der Luftmischklappe 34 gesenkt wird, steigt das Volumen der Zuführluft, welche durch den Umgehungsdurchtritt 35 hindurchtritt, und das Volumen der Zuführluft, welche durch den Innenraum-Kondensator 12 hindurchtritt, sinkt. Wenn der Öffnungsgrad SW der Luftmischklappe 34 erhöht wird, wird das Volumen der Zuführluft, die durch den Umgehungsdurchtritt 35 hindurchtritt, gesenkt und das Volumen der Zuführluft, welche durch den Innenraum-Kondensator 12 hindurchtritt, wird erhöht.
  • Wenn der vorliegende Luftmisch-Öffnungsgrad SW als größer als der Referenz-Öffnungsgrad in Schritt S972 bestimmt wird, schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S973. In Schritt S973 wird der Ziel-Öffnungsgrad SWd derart geändert, dass der Luftmischklappen-Öffnungsgrad SW um einen vorbestimmten Öffnungsgrad gesenkt wird, und dann kehrt der Ablauf zurück zu Schritt S98. Insbesondere wird in Schritt S973 der Ziel-Öffnungsgrad SWd zu einem anderen Ziel-Öffnungsgrad SWd' geändert, welcher um einen vorbestimmten Wert kleiner als der Ziel-Öffnungsgrad SWd ist, der durch die Formel F1 berechnet wurde. Das Steuersignal des Servomotors der Luftmischklappe 34 wird durch das Rückkopplungs-Steuerverfahren derart bestimmt, dass der Luftmischklappen-Öffnungsgrad SW sich dem geänderten Ziel-Öffnungsgrad SWd' annähert.
  • Wenn der vorliegende Luftmisch-Öffnungsgrad SW als größer als der Referenz-Öffnungsgrad in Schritt S972 bestimmt wird, wird der vorliegende Öffnungsgrad SW beibehalten, ohne im Vergleich zu dem vorliegenden Wert abgesenkt zu werden, und dann schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S98. In Schritt S974 wird der Luftmischklappen-Öffnungsgrad SW um einen vorbestimmten Öffnungsgrad erhöht, und dann kehrt der Ablauf zurück zu Schritt S98.
  • In Schritt S98, der in 10 gezeigt ist, wird die Anzahl von Umdrehungen Nc des Kompressors 11 durch das Rückkopplungs-Steuerverfahren derart bestimmt, dass der hochdruckseitige Kältemitteldruck Pd sich dem Ziel-Hochdruck TPd annähert. Die Bestimmung der Anzahl von Umdrehungen Nc des Kompressors 11 wird nachfolgend unter Verwendung des in 14 gezeigten Flussdiagramms beschrieben. Zunächst wird in Schritt S981 bestimmt, ob oder ob nicht der vorliegende hochdruckseitige Kältemitteldruck Pd niedriger als der Ziel-Hochdruck TPd ist, der in Schritt S92 bestimmt wird.
  • Wenn der vorliegende hochdruckseitige Kältemitteldruck Pd als niedriger als der Ziel-Hochdruck TPd in Schritt S981 bestimmt wird, schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S982. In Schritt S982 wird bestimmt, ob oder ob nicht die vorliegende Anzahl von Umdrehungen Nc des Kompressors 11 niedriger als die maximale Anzahl von Umdrehungen Ncmax ist. Wenn die vorliegende Anzahl von Umdrehungen Nc des Kompressors 11 als niedriger als die maximale Anzahl von Umdrehungen Ncmax in Schritt S982 bestimmt wird, schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S983, in welchem die Anzahl von Umdrehungen Nc des Kompressors 11 um die vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen erhöht wird, und dann schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S10, der in 4 gezeigt ist.
  • Wenn die vorliegende Anzahl von Umdrehungen Nc des Kompressors 11 als nicht niedriger als die maximale Anzahl von Umdrehungen Ncmax bestimmt wird (das heißt, die vorliegende Anzahl von Umdrehungen Nc des Kompressors 11 ist die maximale Anzahl von Umdrehungen Ncmax) in Schritt S982, kann die Anzahl von Umdrehungen Nc des Kompressors 11 nicht gegenüber der vorliegenden Anzahl erhöht werden, und somit wird die vorliegende Anzahl von Umdrehungen Nc beibehalten. Dann kehrt der Ablauf zurück zu Schritt S10, der in 4 gezeigt ist.
  • Wenn der vorliegende hochdruckseitige Kältemitteldruck Pd als nicht niedriger als der Ziel-Hochdruck TPd in Schritt S981 bestimmt wird, schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S984, in welchem die Anzahl von Umdrehungen Nc des Kompressors 11 um eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen gesenkt wird, und der Ablauf kehrt zu Schritt S10 zurück, der in 4 gezeigt ist.
  • Wenn der vorstehende Steuerfluss in der Heizbetriebsart ausgeführt wird, wird der Zustand des Kältemittels in dem Wärmepumpenkreis 10 geändert, wie durch das in 15 gezeigte Mollier-Diagramm dargestellt. Wie in 15 gezeigt ist, wobei die Änderung im Zustand des Kältemittels auf die Subkühlungssteuerung durch eine dicke durchgezogene Linie dargestellt ist, ist die Änderung im Zustand des Kältemittels während einer Zeitperiode von der Subkühlungssteuerung zu der Trockenheitssteuerung durch eine dicke unterbrochene Linie dargestellt, und die Änderung des Zustandes des Kältemittels während einer Zeitperiode von der Trockenheitssteuerung zu der Luftmisch-Volumensteuerung ist durch eine dicke strichpunktierte Linie dargestellt.
  • Wenn die Subkühlungssteuerung ausgeführt wird, wie in dem Steuerschritt S93 (siehe 11) während der Heizbetriebsart, strömt das Hochdruck-Kältemittel (wie durch einen Punkt a15 in 15 gezeigt), welches aus der Abgabeöffnung 11c des Kompressors 11 abgegeben wird, in den Innenraum-Kondensator 12. Das Kältemittel, welches in den Innenraum-Kondensator 12 strömt, tauscht Wärme mit der Luft aus, welche von dem Gebläse 32 geblasen wird und durch den Innenraum-Verdampfer 23 hindurchtritt, um die Wärme von dort abzuführen (wie durch den Punkt a15 zu einem Punkt b15 in 15 gezeigt). Somit wird die Zuführluft erwärmt.
  • Das von dem Innenraum-Kondensator 12 strömende Kältemittel wird in isenthalpischer Weise entkomprimiert und expandiert, bis es Zwischendruck-Kältemittel wird, dies durch das gedrosselte hochdruckseitige Expansionsventil 13 (wie durch den Punkt b15 zu einem Punkt c115 in 15 gezeigt). Dann wird das Zwischendruck-Kältemittel, welches durch das hochdruckseitige Expansionsventil 13 entkomprimiert wurde, in Gas- und Flüssigphasen durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 14 getrennt (wie von dem Punkt c115 zu einem Punkt c215 und von dem Punkt c1 zu einem Punkt c315 in 15 gezeigt).
  • Da das Zwischendruck-Öffnungns-/Schließventil 16a geöffnet ist, strömt das Gasphasen-Kältemittel, welches durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 14 abgeschieden wurde, in die Zwischendrucköffnung 11b des Kompressors 11 über den Zwischendruck-Kältemitteldurchtritt 15 (wie von dem Punkt c215 zu einem Punkt a215 in 15 gezeigt), und wird in das Kältemittel gemischt, das von einem niedrigdruckseitigen Kompressionsmechanismus abgegeben wird (wie durch den Punkt a115 in 15 gezeigt), um in den hochdruckseitigen Kompressionsmechanismus eingesaugt zu werden.
  • Da das niedrigdruckseitige Öffnungs-/Schließventil 16b geschlossen ist, strömt das Flüssigphasen-Kältemittel, das durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 14 abgeschieden wurde, in die niedrigdruckseitige feste Drossel 17 und wird in isenthalpischer Weise entkomprimiert und expandiert, bis es zu Niedrigdruck-Kältemittel wird (wie durch den Punkt c315 zu einem Punkt c415 in 15 gezeigt). Das von der niedrigdruckseitigen festen Drossel 17 strömende Kältemittel strömt in den Außenwärmetauscher 20 und tauscht Wärme mit Außenluft, welche von dem Gebläselüfter 21 geblasen wird, um von dieser die Wärme zu absorbieren (wie durch den Punkt c415 zu einem Punkt d15 in 15 gezeigt).
  • Da das Öffnungs-/Schließventil 16c zum Kühlen geöffnet ist, strömt das von dem Außenwärmetauscher 20 strömende Kältemittel in den Sammler 24 über den Durchtritt 25 für Expansionsventil-Umgehung, um in gasförmige und flüssige Phasen aufgetrennt zu werden. Dann wird das abgetrennte Gasphasen-Kältemittel in die Saugöffnung 11a des Kompressors 11 gesaugt (wie durch einen Punkt θ15 in 15 gezeigt). Dahingegen wird, damit das abgeschiedene Flüssigphasen-Kältemittel die für den Kreis erforderlicher Kälteerzeugungskapazität zeigt, das unnötige überschüssige Kältemittel in dem Sammler 24 aufbewahrt.
  • Somit wird in der Subkühlungssteuerung während der Heizbetriebsart Wärme, die in dem Hochtemperatur- und Hochdruck-Kältemittel enthalten ist, welches aus dem Kompressor 11 an den Innenraum-Kondensator 12 abgegeben wird, in die Zuführluft abgeführt, so dass die erwärmte Innen-Zuführluft in den Fahrzeug-Innenraum geblasen werden kann. Somit kann das Erwärmen des Fahrzeug-Innenraums erzielt werden. Gleichzeitig wird die Subkühlungssteuerung derart ausgeführt, dass das Kältemittel, welches von dem Innenraum-Kondensator 12 strömt (an einem Punkt b15 in 15) zu einem unterkühlten Flüssigphasen-Kältemittel wird, was den Kreiswirkungsgrad maximieren kann.
  • Wenn der Innenraum-Kondensator 12, selbst durch Erhöhen der Anzahl von Umdrehungen Nc des Kompressors 11 auf die maximale Anzahl Nc von Umdrehungen, nicht genügend Heizleistung in der Subkühlungssteuerung zeigen kann, um die Temperatur der Zuführluft auf die Ziel-Auslassluft-Temperatur TAO zu erhöhen, welche in den Fahrzeug-Innenraum geblasen wird, wird die Subkühlungssteuerung in die Trockenheitssteuerung überführt, welche in Steuerschritt S96 (siehe 12) gezeigt ist.
  • Wenn in die Trockenheitssteuerung überführt ist, wird der Zustand des Kältemittels wie durch die dicke unterbrochene Linie von 15 gezeigt, geändert. In 15 wird das Kältemittel in der Trockenheitssteuerung in dem gleichen Zustand wie das Kältemittel in der Subkühlungssteuerung durch ein Bezugszeichen des entsprechenden Kältemittels in der Subkühlungssteuerung, zusätzlich ergänzt mit einem Zeichen ('), dargestellt.
  • Da in der Trockenheitssteuerung der Öffnungsgrad des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 erhöht ist, um dadurch die Trockenheit des Kältemittels zu erhöhen, welches aus dem Innenraum-Kondensator 12 strömt, wird der Zustand des Kältemittels, das aus dem Innenraum-Kondensator 12 strömt, zu einem Punkt b'15 geändert, der in 15 gezeigt ist. Ferner wird der Druck des aus der Zwischendrucköffnung 11b des Kompressors 11 strömenden Kältemittels (wie durch einen Punkt c2'16 und dergleichen in 15 gezeigt ist) und der Druck des aus der Abgabeöffnung 11c des Kompressors 11 abgegebenen Kältemittels (wie durch einen Punkt a'15 und dergleichen in 15 gezeigt) im Vergleich zu der Subkühlungssteuerung erhöht.
  • Somit kann im Vergleich zu der Subkühlungssteuerung die Temperatur des aus dem Kompressor 11 abgegebenen Kältemittels vergrößert werden, um eine Temperaturdifferenz zwischen dem Hochdruck-Kältemittel, welches durch den Innenraum-Kondensator 12 strömt und der Zuführluft, welche in den Innenraum-Kondensator 12 einströmt, zu vergrößern, während die Strömungsrate von Gasphasen-Kältemittel, welches aus der Zwischendrucköffnung 11b des Kompressors 11 strömt (Gasinjektionsmenge) erhöht wird. Im Ergebnis kann in der Trockenheitssteuerung die Heizleistung der Zuführluft in dem Innenraum-Kondensator 12 im Vergleich zu der Subkühlungssteuerung verbessert werden.
  • In der Trockenheitssteuerung kann, wie vorstehend beschrieben, die Heizleistung des Innenraum-Kondensators 12 als verbessert angenommen werden, aber die Enthalpiedifferenz zwischen dem Einlass und dem Auslass des Innenraum-Kondensators 12 würde im Vergleich zu der Subkühlungssteuerung gesenkt werden (wie aus der Enthalpiedifferenz zwischen dem Punkt a15 und dem Punkt b15 zu der Enthalpiedifferenz zwischen dem Punkt a'15 und dem Punkt b'15 in 15 gezeigt). Wenn der Öffnungsgrad des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 auf oberhalb eines bestimmten Wertes erhöht ist, kann die Heizleistung nicht erhöht werden.
  • Dieses Ausführungsbeispiel überführt die Trockenheitssteuerung in die Luftmisch-Volumensteuerung, die in dem Steuerschritt S97 (siehe 13) beschrieben ist, wenn der Innenraum-Kondensator 12 nicht genügend Heizleistung zeigen kann, um die Temperatur von Zuführluft, die in den Fahrzeug-Innenraum geblasen wird, auf die Ziel-Auslasslufttemperatur TAO zu erhöhen, selbst wenn der Öffnungsgrad des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 auf den maximalen Ventilöffnungsgrad in der Trockenheitssteuerung erhöht wird. Das heißt, die Trockenheitssteuerung wird in die Luftmisch-Volumensteuerung überführt, wenn die Temperatur von Zuführluft, die in den Fahrzeug-Innenraum geblasen wird, gleich oder geringer als die Ziel-Auslassluft-Temperatur TAO in der Trockenheitssteuerung ist.
  • Beim Überführen der Luftmisch-Volumensteuerung wird der Zustand des Kältemittels geändert, wie durch die dicke strichpunktierte Linie in 15 gezeigt. 15 zeigt das Kältemittel in der Trockenheitssteuerung in dem gleichen Zustand wie das Kältemittel in der Subkühlungssteuerung durch ein Bezugszeichen des entsprechenden Kältemittels, zusätzlich versehen mit einem Zeichen ('').
  • In der Luftmisch-Volumensteuerung wird der Öffnungsgrad SW der Luftmischklappe 34 gesenkt, um einem Teil der Zuführluft, welche durch den Innenraum-Verdampfer 23 hindurchtritt, das Einströmen in den Umgehungsdurchtritt 35 zu ermöglichen. Somit wird das Volumen der Zuführluft, welche in den Innenraum-Kondensator 12 strömt, im Vergleich zu der Subkühlungssteuerung und der Trockenheitssteuerung gesenkt, wodurch der Innenraum-Kondensator 12 zeitweise die in der Zuführluft absorbierte Wärme senkt, das heißt, die Wärmemenge, welche aus dem Kältemittel in die Zuführluft abgeführt wird.
  • Somit wird die Wärmetauschkapazität des Innenraum-Kondensators 12 wesentlich gesenkt, so dass die Kreisbalance des Wärmepumpenkreises 10 erzielt wird, um so den Kältemitteldruck innerhalb des Innenraum-Kondensators 12 zu erhöhen (wie durch einen Punkt a''15 und einen Punkt b''15 in 15 gezeigt). Somit wird die Temperatur des aus dem Kompressor 11 abgegebenen Kältemittels erhöht, was die Temperaturdifferenz zwischen dem Kältemittel, welches durch den Innenraum-Kondensator 12 strömt, und der Zuführluft, welche in den Innenraum-Kondensator 12 einströmt, vergrößern kann.
  • Ferner kann während einer Kompressionsstufe des hochdruckseitigen Kompressionsmechanismus des Kompressors 11 (das heißt, einer Kompressionsstufe, welche von der Zwischendrucköffnung 11b zu der Abgabeöffnung 11c führt, wie durch dem Punkt a2'15 zu einem Punkt a''15 in 15 gezeigt ist), die Kompressionsarbeitsmenge erhöht werden, um dadurch eine Enthalpiedifferenz zwischen dem Auslass und Einlass des Innenraum-Kondensators 12 bezüglich der Trockenheitssteuerung zu erhöhen (wie von Δic2'15 zu Δic2''15 in 15 gezeigt).
  • Im Ergebnis kann in der Luftmisch-Volumensteuerung die Heizleistung des Innenraum-Kondensators 12 für die Zuführluft im Vergleich zu der Trockenheitssteuerung verbessert werden. Die Wirkungen der Verbesserung der Heizleistung in der Luftmisch-Volumensteuerung werden nachfolgend unter Verwendung der 16A, 16B und 17 beschrieben.
  • 16A und 16B sind exemplarische Diagramme, welche Teile der Innenraum-Klimatisierungseinheit 30 verwenden, die in 1 und 2 gezeigt sind. 16A zeigt die Subkühlungssteuerung und die Trockenheitssteuerung, und 16B zeigt die Luftmisch-Volumensteuerung. 17 zeigt ein Diagramm, welches die Änderung des Zustands des Kältemittels in dem Kreis auf die Überführung von der Subkühlungssteuerung in die Trockenheitssteuerung zeigt, und die Überführung von der Trockenheitssteuerung zu der Luftmisch-Volumensteuerung zeigt.
  • Wie in 16A gezeigt ist, hat, da in der Subkühlungssteuerung und der Trockenheitssteuerung die Luftmischklappe 34 auf den maximalen Öffnungsgrad (100%) zum Schließen des Umgehungsdurchtritts 35 eingestellt ist, die Temperatur der Zuführluft in den Mischraum 36 zur Verbindung der Luftauslässe zum Blasen der Zuführluft in den Fahrzeug-Innenraum (Zuführluft-Temperatur in einen Bereich, der durch eine gepunktete Linie in 16A dargestellt ist) die gleiche Temperatur wie die der Zuführluft, die durch den Innenraum-Kondensator 12 erwärmt wurde.
  • Wie in 16B gezeigt ist, wird, da in der Luftmisch-Volumensteuerung der Öffnungsgrad SW der Luftmischklappe 34 gesenkt wird, die Zuführluft-Temperatur des Mischraums 36 (Zuführluft-Temperatur in einem Bereich, der durch eine gepunktete Linie in 16B dargestellt ist) eine Temperatur einer Mischung der Zuführluft mit einer hohen Temperatur, die durch den Innenraum-Kondensator 12 erwärmt wurde, und der Zuführluft mit einer niedrigeren Temperatur, welche durch den Umgehungsdurchtritt 35 hindurchtritt.
  • Gleichzeitig kann in der Luftmisch-Volumensteuerung, wie in 17 gezeigt ist, dieses Ausführungsbeispiel die Menge von abgeführter Wärme entsprechend einem Anstieg der Kompressionsarbeitsmenge erhöhen, welche durch Multiplizieren der Enthalpiedifferenz Δic2 zwischen dem saugseitigen Kältemittel und dem abgabeseitigen Kältemittel in dem hochdruckseitigen Kompressor mit der Strömungsrate des Kältemittels, das aus dem Kompressor 11 abgegeben wird (Gr1 + Gr2). Somit kann die Temperatur von Zuführluft innerhalb des Mischraums 36 in der Luftmisch-Volumensteuerung im Vergleich zu der Subkühlungssteuerung oder der Trockenheitssteuerung erhöht werden.
  • Das heißt, in der Luftmisch-Volumensteuerung dieses Ausführungsbeispiels wird die Temperatur der Zuführluft extrem effektiv vom Blickwinkel der Möglichkeit der Temperaturerhöhung der Zuführluft aus betrachtet, ohne die Strömungsrate von Zuführluft zu senken, welche in den Mischraum 36 einströmt, das heißt, die Strömungsrate von Zuführluft, welche in den Fahrzeug-Innenraum geblasen wird, wenn dies mit der Subkühlungssteuerung oder der Trockenheitssteuerung verglichen wird.
  • (Zweites Ausführungsbeispiel)
  • Dieses Ausführungsbeispiel wird nachfolgend ein modifiziertes Beispiel der Steuerungsform in der Heizbetriebsart (Steuerschritt S9) des ersten Ausführungsbeispiels beschreiben. Insbesondere wird in Schritt S9 dieses Ausführungsbeispiels eine Gebläseluft-Volumensteuerung ausgeführt, wie sie in den 18 und 19 beschrieben ist. 18 und 19 sind Flussdiagramme, entsprechend den 10 und 13 des ersten Ausführungsbeispiels. Steuerschritte, welche den gleichen Steuervorgang wie den des ersten Ausführungsbeispiels enthält, sind durch gleiche Bezugszeichen dargestellt. Dasselbe gilt für das nachfolgende Flussdiagramm.
  • Insbesondere ist in Schritt S9 dieses Ausführungsbeispiels, wie in 18 gezeigt ist, Schritt S97 des ersten Ausführungsbeispiels zu Schritt S970 geändert, um darin die Gebläseluft-Volumensteuerung auszuführen. Die Gebläseluft-Volumensteuerung wird nachfolgend unter Verwendung des Flussdiagramms von 19 beschrieben. Die Gebläseluft-Volumensteuerung wird durchgeführt, wenn die Temperatur der Zuführluft nicht bis zu der Ziel-Auslassluft-Temperatur TAO in der Steuerung der Anzahl von Umdrehungen des Kompressors 11 (Subkühlungssteuerung) und der Steuerung der Ventilöffnung (Trockenheitssteuerung) des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 erhöht werden kann.
  • Zunächst wird wie in der ersten Ausführungsform in Schritt S971 bestimmt, ob oder ob nicht der vorliegende hochdruckseitige Kältemitteldruck Pd höher als der Ziel-Hochdruck TPd ist, der in Schritt S92 bestimmt wird. Wenn das Verhältnis von TPd < Pd erfüllt ist, schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S9721. Wenn das Verhältnis von TPd < Pd nicht erfüllt ist, schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S9741.
  • In Schritt S9721 wird bestimmt, ob oder ob nicht das vorliegende Volumen von Luft durch das Gebläse 32 (Ziel-Luftvolumen), das in Schritt S5 bestimmt wird, größer als das minimale Luftvolumen ist. Wenn das vorliegende Ziel-Luftvolumen des Gebläses 32 als größer als das minimale Luftvolumen in Schritt S9721 bestimmt wird, schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S9731, in welchem das Ziel-Luftvolumen des Gebläses 32 um ein vorbestimmtes Luftvolumen gesenkt wird, und dann schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S9701 in 18.
  • Dahingegen wird, wenn das vorliegende Ziel-Luftvolumen des Gebläses 32 als nicht größer als das minimale Luftvolumen in Schritt S9721 bestimmt wird (das heißt, wenn das vorliegende Ziel-Luftvolumen des Gebläses 32 das minimale Luftvolumen ist), kann das Luftvolumen des Gebläses 32 nicht weiter von dem vorliegenden Wert gesenkt werden, so dass das vorliegende Ziel-Luftvolumen beibehalten wird und dann der Betrieb weiter zu Schritt S9701 schreitet.
  • In Schritt S9741 wird das Ziel-Luftvolumen des Gebläses 32 um ein vorbestimmtes Luftvolumen erhöht und dann schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S9701. In Schritt S9701 wird das Ziel-Luftvolumen des Gebläses 32 auf einen Wert geändert, der in Schritt S970 bestimmt wird.
  • Andere Strukturen und der Betrieb sind gleich denen des ersten Ausführungsbeispiels. Somit dient in diesem Ausführungsbeispiel das Gebläse 32 als ein Strömungsraten-Einstellabschnitt zum Einstellen der Strömungsrate (Luftvolumen) der Zuführluft, welche in den Innenraum-Kondensator 12 einströmt. Durch Senken der Strömungsrate des Gebläses 32 durch die Gebläseluft-Volumensteuerung kann die Wärmemenge, die von dem Kältemittel in die Zuführluft an dem Innenraum-Kondensator 12 abgeführt wird, im Vergleich zu der Subkühlungssteuerung und der Trockenheitssteuerung reduziert werden.
  • Im Ergebnis wird in der Gebläseluft-Volumensteuerung das Luftvolumen der Zuführluft, die in den Fahrzeug-Innenraum geblasen wird, im Vergleich zu der Luftmisch-Volumensteuerung des ersten Ausführungsbeispiels gesenkt, aber die Heizleistung zum Erhöhen der Temperatur der Zuführluft, die in den Fahrzeug-Innenraum von dem Mischraum 36 geblasen wird, kann im Vergleich zu der Subkühlungssteuerung und der Trockenheitssteuerung verbessert werden.
  • (Drittes Ausführungsbeispiel)
  • Wie in 20 gezeigt ist, wird dieses Ausführungsbeispiel nachfolgend ein modifiziertes Beispiel der Steuerungsform in der Heizbetriebsart (Steuerschritt S9) des ersten Ausführungsbeispiels beschreiben. 20 ist ein Flussdiagramm entsprechend 10 des ersten Ausführungsbeispiels. Insbesondere ist in Schritt S9 dieses Ausführungsbeispiels, welches in 20 gezeigt ist, Schritt S95 des ersten Ausführungsbeispiels zu Schritt S950 geändert.
  • In Schritt S950 wird bestimmt, ob oder ob nicht der vorliegende Öffnungsgrad SW der Luftmischklappe 34 größer als der vorbestimmte Referenz-Öffnungsgrad (zum Beispiel 50%) ist. Wenn der vorliegende Öffnungsgrad SW der Luftmischklappe 34 als größer als der Referenz-Öffnungsgrad in Schritt S950 bestimmt wird, schreitet der Ablauf weiter zu S97, in welchem die Luftmisch-Volumensteuerung (A/M-Volumensteuerung) durchgeführt wird.
  • Wenn der vorliegende Luftmisch-Öffnungsgrad SW als nicht größer als der Referenz-Öffnungsgrad in Schritt S950 bestimmt wird, wird der vorliegende Öffnungsgrad SW beibehalten, ohne Senken des Luftmisch-Öffnungsgrades SW gegenüber dem vorliegenden Wert des Öffnungsgrades, und dann schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S96, in welchem die Trockenheitssteuerung ausgeführt wird. Andere Strukturen und Betriebsvorgänge sind gleich denen in dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Wenn der Innenraum-Kondensator 12 nicht genug Heizleistung zeigen kann, um die Temperatur der Zuführluft, welche in den Fahrzeug-Innenraum geblasen wird, bis zu der Ziel-Auslasslufttemperatur TAO zu erhöhen, selbst wenn die Anzahl von Umdrehungen Nc des Kompressors 11 bis zu der maximalen Anzahl von Umdrehungen Nc in der Subkühlungssteuerung erhöht wird, führt dieses Ausführungsbeispiel die Luftmisch-Volumensteuerung vor der Trockenheitssteuerung aus.
  • Der Innenraum-Kondensator 12 kann oft nicht genug Heizleistung darstellen, um die Temperatur der Zuführluft, die in den Fahrzeug-Innenraum geblasen wird, bis zu der Soll-Auslasstemperatur TAO zu erhöhen, selbst nachdem der Luftmisch-Öffnungsgrad SW auf den Referenz-Öffnungsgrad in der Luftmisch-Volumensteuerung gesenkt wird. In diesem Fall wird die Luftmisch-Volumensteuerung in die Trockenheitssteuerung überführt. Das heißt, dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel in der Priorität zwischen der Trockenheitssteuerung und der Luftmisch-Volumensteuerung. Daher kann selbst die Kältemittelkreis-Einrichtung dieses Ausführungsbeispiels dahingehend betrieben werden, die gleichen Wirkungen wie die des ersten Ausführungsbeispiels zu erhalten.
  • Mit anderen Worten, verringert in dem ersten Ausführungsbeispiel, nachdem das hochdruckseitige Expansionsventil (hochdruckseitiger Entkomprimierer) 13 den Drosselöffnungsgrad erhöht, die Luftmischklappe (Strömungsraten-Einstellabschnitt) 34 die Strömungsrate der Zuführluft (Fluid zum Wärmetausch), die in den Innenraum-Kondensator (benutzerseitiger Wärmetauscher) 12 strömt. In diesem Ausführungsbeispiel erhöht, nachdem die Luftmischklappe (Strömungsraten-Einstellabschnitt) 34 die Strömungsrate der geblasenen Luft (Fluid für Wärmetausch) in den Innenraum-Kondensator (benutzerseitiger Wärmetauscher) 12 senkt, das hochdruckseitige Expansionsventil (hochdruckseitiger Entkomprimierer) 13 den Drosselöffnungsgrad.
  • Auch in dem zweiten Ausführungsbeispiel kann, wenn die Absenkung des Volumens der Zuführluft, welche in den Fahrzeug-Innenraum geblasen wird, nicht problematisch ist, die Subkühlungssteuerung auf die Gebläsevolumensteuerung vor der Trockenheitssteuerung, wie in diesem Ausführungsbeispiel, überführt werden.
  • (Viertes Ausführungsbeispiel)
  • Dieses Ausführungsbeispiel wird ein modifiziertes Beispiel beschreiben, in welchem die Steuerungsform der Luftmisch-Volumensteuerung in der Heizbetriebsart im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel geändert ist.
  • Die Luftmisch-Volumensteuerung, die in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, senkt den Luftmisch-Öffnungsgrad SW, um einen Kältemitteldruck des Inneren des Innenraum-Kondensators 12 zu erhöhen, und kann somit die Heizleistung des Innenraum-Kondensators 12 verbessern.
  • Wie in 21 gezeigt ist, benötigt die Luftmisch-Volumensteuerung eine Zeit zum Stabilisieren der Kreisbalance bzw. des Kreisgleichgewichts des Wärmepumpenkreises 10, nachdem der Luftmisch-Öffnungsgrad SW gesenkt wurde und um dann die Heizleistung der Zuführluft in den Innenraum-Kondensator 12 zu verbessern. Während dieser Zeit (von der Zeit t1 zu der Zeit t2) wird das Volumen der Niedrigtemperaturluft, die durch den Umgehungsdurchtritt 35 hindurchtritt, erhöht, wodurch die Temperatur von Luft, die in dem Mischraum 36 gemischt wird, gesenkt wird, um die Temperatur der in den Fahrzeug-Innenraum geblasenen Luft drastisch zu senken.
  • In der Luftmisch-Volumensteuerung dieses Ausführungsbeispiels wird, wenn der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 34 gesenkt wird, die Ansprechempfindlichkeit bzw. das Ansprechvermögen der Luftmischklappe 34 verzögert im Vergleich zu irgendeiner Zeit, die von der Ausführungszeit der Luftmisch-Volumensteuerung abweicht.
  • Insbesondere schreitet in diesem Ausführungsbeispiel, wie in dem in 22 gezeigten Flussdiagramm, wenn der vorliegende Luftmisch-Öffnungsgrad SW als größer als der vorbestimmte Referenz-Öffnungsgrad (zum Beispiel 50%) in Schritt S972 bestimmt wird, der Ablauf weiter zu Schritt S975, in welchem eine Rückkopplungserhöhung K (siehe mathematische Formel F2) geändert wird. In dem Schritt S975 wird ein Wert, der durch Subtrahieren eines vorbestimmten Wertes von der vorbestimmten Rückkopplungserhöhung K als eine Rückkopplungserhöhungen K' zu dieser Zeit gewählt (K > K').
  • Im anschließenden Schritt S973 wird das Steuersignal, welches an den Servomotor der Luftmischklappe 34 auszugeben ist, auf der Grundlage eines Ziel-Öffnungsgrades SWd' bestimmt, der durch Absenken des Ziel-Öffnungsgrades SWd bereitgestellt wird, der durch die Formel F1 berechnet wurde, dies um einen vorbestimmten Wert, und der Rückkopplungserhöhung K', die in Schritt S975 gewählt bzw. eingestellt wird.
  • Somit wird der Luftmisch-Öffnungsgrad SW gesenkt. Nachdem das an den Servomotor der Luftmischklappe 34 auszugebende Steuersignal bestimmt ist, wird die Rückkopplungserhöhung K', die in Schritt S975 geändert wurde, wieder auf die vorbestimmte Rückkopplungserhöhung K gesetzt.
  • Andere Strukturen und Betriebsvorgänge sind gleich denen des ersten Ausführungsbeispiels. In diesem Ausführungsbeispiel kann die Heizleistung des Innenraum-Kondensators 12 für die Zuführluft im Vergleich zu der Trockenheitssteuerung in der Luftmisch-Volumensteuerung verbessert werden.
  • Insbesondere ist in diesem Ausführungsbeispiel, wie in dem erläuternden Diagramm von 23 gezeigt ist, in der Luftmisch-Volumensteuerung, wenn der Luftmisch-Öffnungsgrad SW gesenkt ist, die Ansprechempfindlichkeit bzw. das Ansprechverhalten des Betriebs der Luftmischklappe 34 verzögert (wie durch ΔT1 → ΔT2, ΔT1 < ΔT2 gezeigt).
  • Somit kann in der Luftmisch-Volumensteuerung, selbst wenn der Luftmisch-Öffnungsgrad SW gesenkt ist, der drastische Anstieg im Volumen der Niedrigtemperaturluft, welche durch den Umgehungsdurchtritt 35 hindurchtritt, unterdrückt werden, um dadurch das drastische Absinken der Temperatur der Luft zu reduzieren, welche in den Fahrzeug-Innenraum geblasen wird. Im Ergebnis kann die Komfortreduzierung des Fahrzeug-Innenraums in der Luftmisch-Volumensteuerung unterdrückt werden. Auch in der dritten Ausführungsform kann die Rückkopplungserhöhung in der Luftmisch-Volumensteuerung wie in diesem Ausführungsbeispiel gesenkt werden.
  • In diesem Ausführungsbeispiel ist in der Luftmisch-Volumensteuerung der Heizbetriebsart die Ansprechempfindlichkeit bzw. das Ansprechverhalten des Betriebs der Luftmischklappe 34 verzögert. Auf die Heizbetriebsart hin wird das Ansprechverhalten des Betriebs der Luftmischklappe 34 in gewünschter Weise verzögert gegenüber anderen Betriebsarten. In diesem Fall kann zum Beispiel die Rückkopplungserhöhung der Steuerung der Luftmischklappe 34 in der Heizbetriebsart kleiner als die Rückkopplungserhöhung der Steuerung der Luftmischklappe 34 in anderen Betriebsarten sein.
  • Wie vorstehend über die Gründe hierfür beschrieben wurde, neigt in der Heizbetriebsart, wenn das Volumen von Zuführluft, die in den Innenraum-Kondensator 12 strömt, geändert wird, die zum Stabilisieren des Kreisgleichgewichts des Wärmepumpenkreises 10 erforderlich ist, dazu, länger als die in anderen Betriebsarten zu sein, während das Kreisgleichgewicht des Wärmepumpenkreises 10 stabilisiert wird, neigt die Temperatur von in den Fahrzeug-Innenraum geblasener Luft dazu, von der Ziel-Auslasslufttemperatur TAO abzuweichen.
  • Nachfolgend wird Bezug genommen auf eine Zeitdifferenz, die zum Stabilisieren des Kreisgleichgewichts des Wärmepumpenkreises 10 zwischen der Heizbetriebsart und anderen Betriebsarten auf das Ändern des Volumens von Zuführluft, die in den Innenraum-Kondensator 12 strömt, erforderlich ist.
  • Zunächst wird in der Betriebsart zum Schließen des Zwischendruck-Öffnungs-/Schließventils 16a die Wärme, welche durch den Innenraum-Verdampfer 23 und die Kompressionsarbeit (Leistung) an den Kompressor 11 absorbiert wurde, Wärme an den Innenraum-Kondensator 12 und den Außenwärmetauscher 20 abgeführt. Wenn zum Beispiel das Volumen der Zuführluft, welche in den Innenraum-Kondensator 12 strömt, gesenkt wird, wird die durch den Innenraum-Kondensator 12 abgeführte Wärme auch aus dem Außenwärmetauscher 20 abgeführt.
  • Somit wird in der Betriebsart zum Schließen des Zwischendruck-Öffnungs-/Schließventils 16a, selbst wenn das Volumen der Zuführluft, welche in den Innenraum-Kondensator 12 strömt, geändert wird, nur die Rate der Abführwärme an dem Innenraum-Kondensator 12 gegenüber der an dem Außenwärmetauscher 20 geändert, was nicht das Kreisgleichgewicht des Wärmepumpenkreises 10 ändert.
  • Dahingegen werden in der Heizbetriebsart zum Öffnen des zwischendruckseitigen Öffnungs-/Schließventils 16a die Wärmemenge, welche durch den Außenwärmetauscher 20 absorbiert wird und die Kompressionsarbeitsmenge (Leistung) in dem Kompressor 11, nur durch den Innenraum-Kondensator 12 abgeführt. Wenn zum Beispiel das Volumen von Zuführluft, welches in den Innenraum-Kondensator 12 strömt, gesenkt wird, senkt sich die Wärmemenge, die an dem Innenraum-Kondensator 12 abgeführt wird, was den Kältemitteldruck des Inneren des Innenraum-Kondensators 12 erhöht. Im Ergebnis wird das Kreisgleichgewicht des Wärmepumpenkreises 10 geändert, so dass die Strömungsrate des Kältemittels, welches in die Zwischendrucköffnung 11b des Kompressors 11 strömt, erhöht wird.
  • Wenn somit das Volumen der Zuführluft, welche in den Innenraum-Kondensator 12 strömt, in die Heizbetriebsart zum Öffnen des Zwischendruck-Öffnungs-/Schließventils 16a geändert wird, wird das Kreisgleichgewicht des Wärmepumpenkreises 10 erheblich geändert.
  • Auf diese Weise wird im Vergleich zu anderen Betriebsarten, in der Heizbetriebsart, wenn das Volumen der Zuführluft, die in dem Innenraum-Kondensator 12 strömt, geändert wird, das Kreisgleichgewicht des Wärmepumpenkreises 10 erheblich geändert. Somit neigt die zur Stabilisierung des Kreisgleichgewichts des Wärmepumpenkreises erforderliche Zeit dazu, sich zu verlängern.
  • (Fünftes Ausführungsbeispiel)
  • Dieses Ausführungsbeispiel wird ein modifiziertes Beispiel beschreiben, in welchem die Steuerungsform der Luftmisch-Volumensteuerung (Steuerschritt S97) in der Heizbetriebsart im Vergleich zu dem vierten Ausführungsbeispiel geändert ist. In Schritt S97 dieses Ausführungsbeispiels ist, um den Komfort des Fahrzeug-Innenraums zu verbessern, dann, wenn der Luftmisch-Öffnungsgrad SW gesenkt ist, das Ansprechverhalten der Luftmischklappe 34 verzögert, während die Wärmetauschkapazität zwischen dem Kältemittel und der Zuführluft in dem Innenraum-Kondensator 12 reduziert ist.
  • Wenn die Wärmetauschkapazität (Änderung der Wärmemenge auf der Luftseite) zwischen dem Kältemittel und der Zuführluft in den Innenraum-Kondensator 12 als Qca definiert ist, kann die Wärmetauschkapazität Qca durch die folgende Formel F3 dargestellt werden. Qca = Φc × Ca × Gca × (Tcr – Tca) F3 wobei Φc in der mathematischen Formel F3 ein Temperaturwirkungsgrad des Innenraum-Kondensators 12, Ca eine spezifische Wärme von Luft [air specific heat], Gca das Volumen (Strömungsrate) der in den Innenraum-Kondensator 12 strömenden Luft, Tcr die Kältemitteltemperatur des Innenraum-Kondensators 12 und Tca die Temperatur von in den Innenraum-Kondensator 12 strömender Luft bezeichnet.
  • Die Wärmetauschkapazität des Innenraum-Kondensators 12 wird proportional zu dem Volumen von Luft Gca, die in den Innenraum-Kondensator 12 strömt, erhöht, wie durch die mathematische Formel F3 gezeigt ist. Die Wärmetauschkapazität des Innenraum-Kondensators 12 kann durch Senken des Ziel-Volumens von Luft aus dem Gebläse 32 gesenkt werden.
  • Insbesondere schreitet in diesem Ausführungsbeispiel, wie in dem Flussdiagramm von 24 gezeigt ist, wenn der vorliegende Luftmisch-Öffnungsgrad SW als größer als der vorbestimmte Referenz-Öffnungsgrad (zum Beispiel 50%) in Schritt S972 bestimmt wird, der Betrieb weiter zu Schritt S975, in welchem eine Rückkopplungserhöhung K (siehe die mathematische Formel F2) geändert wird. In Schritt S973 wird das an den Servomotor der Luftmischklappe 34 auszugebende Steuersignal auf der Grundlage des Ziel-Öffnungsgrades SWd' und der Rückkopplungserhöhung K' bestimmt, um so den Luftmisch-Öffnungsgrad SW zu senken.
  • Ferner wird in Schritt S976 das Ziel-Volumen der durch das Gebläse 32 geblasenen Luft nur um das vorbestimmte Luftvolumen gesenkt, und dann schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S98. Wenn das vorbestimmte Ziel-Luftvolumen aus dem Gebläse 32 das minimale Volumen annimmt, kann das Luftvolumen des Gebläses 32 nicht im Vergleich zum vorliegenden Wert gesenkt werden, so dass das vorliegende Ziel-Luftvolumen beibehalten wird, und dann kehrt der Ablauf zurück zu Schritt S98.
  • Obwohl dies nicht gezeigt ist, wird dann, wenn der Kältemitteldruck des Inneren des Innenraum-Kondensators 12 den vorbestimmten Referenzdruck überschreitet, nachdem der Luftmisch-Öffnungsgrad SW gesenkt wurde, das Ziel-Volumen der Luft aus dem Gebläse 32 auf ein vorheriges Ziel-Volumen zurückgeführt, bevor es in Schritt S976 gesenkt wird. Der Referenzdruck kann unter Verwendung eines Kältemitteldrucks des Innenraum-Kondensators 12 als ein Referenzdruck erhalten werden, wenn das Kreisgleichgewicht des Wärmepumpenkreises bei der Ausführung der Luftmisch-Volumensteuerung stabilisiert wird.
  • Andere Strukturen und Betriebsvorgänge sind gleich denen des ersten Ausführungsbeispiels. Somit kann dieses Ausführungsbeispiel die gleichen Wirkungen wie die des vierten Ausführungsbeispiels erhalten.
  • Zusätzlich wird in diesem Ausführungsbeispiel auf das Senken des Luftmisch-Öffnungsgrades SW hin das Ziel-Volumen von Luft aus dem Gebläse 32 gesenkt, um dadurch die Wärmetauschkapazität zwischen dem Kältemittel und der Zuführluft in den Innenraum-Kondensator 12 zu reduzieren. Somit kann die Luftmisch-Volumensteuerung dieses Ausführungsbeispiels die Erhöhung des Kältemitteldrucks des Inneren des Innenraum-Kondensators 12 unterstützen, um dadurch die Heizleistung des Innenraum-Kondensators 12 für die Zuführluft im Vergleich zu dem vierten Ausführungsbeispiel zu verbessern. Im Ergebnis kann die Reduzierung des Komforts des Fahrzeug-Innenraums effizienter in der Luftmisch-Volumensteuerung unterdrückt werden. In diesem Ausführungsbeispiel dient das Gebläse 32 als der Wärmetauschkapazitäts-Änderungsabschnitt.
  • (Sechstes Ausführungsbeispiel)
  • Dieses Ausführungsbeispiel wird ein modifiziertes Beispiel beschreiben, in welchem die Steuerungsform der Luftmisch-Volumensteuerung (Steuerschritt S97) in der Heizbetriebsart im Vergleich zu der fünften Ausführungsform geändert ist. In Schritt S97 dieses Ausführungsbeispiels wird, wenn der Luftmisch-Öffnungsgrad SW gesenkt ist, die Innenluft, deren Temperatur höher als die Außenluft ist, in den Innenraum-Kondensator 12 in priorisierter Weise eingeleitet, um dadurch die Wärmetauschkapazität zwischen dem Kältemittel und der Zuführluft in dem Innenraum-Kondensator 12 zu senken. In diesem Ausführungsbeispiel dient die Innenluft-/Außenluft-Schalteinrichtung 33 als Wärmetauschkapazitäts-Änderungsabschnitt.
  • Wie durch die Formel F3 gezeigt, die in dem fünften Ausführungsbeispiel beschrieben ist, wird, wenn die Temperatur Tca der in den Innenraum-Kondensator 12 strömende Luft erhöht wird, die Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur Tca und einer Kältemittel-Temperatur Tcr des Inneren des Innenraum-Kondensators 12 reduziert, was die Wärmetauschkapazität des Innenraum-Kondensators 12 reduziert. Das heißt, die Wärmetauschkapazität Qca des Innenraum-Kondensators 12 kann durch Erhöhen der Temperatur Tca der in den Innenraum-Kondensator 12 strömenden Luft reduziert werden.
  • Insbesondere schreitet in diesem Ausführungsbeispiel, wie in dem Flussdiagramm von 25 gezeigt ist, wenn der vorliegende Luftmisch-Öffnungsgrad SW als größer als der vorbestimmte Referenz-Öffnungsgrad (zum Beispiel 50%) in Schritt S972 bestimmt wird, der Ablauf weiter zu Schritt S975, in welchem die Rückkopplungserhöhung K (siehe die Formel F2) geändert wird. In Schritt S973 wird das Steuersignal, welches an den Servomotor der Luftmischklappe 34 auszugeben ist, auf Grundlage des Ziel-Öffnungsgrades SWd' und der Rückkopplungserhöhung K bestimmt, um so den Luftmisch-Öffnungsgrad SW zu senken.
  • In Schritt S977 wird, um der Innenluft bei höherer Temperatur als der Außenluft ein Einströmen in den Innenraum-Kondensator 12 zu ermöglichen, der Schaltzustand der Innen-/Außen-Schalteinrichtung 33 derart bestimmt, dass die Rate der Einleitung der Innenluft zu der Außenluft, die in das Klimatisierungsgehäuse 31 eingeleitet wird (Innenluftrate) zu erhöhen. Dann kehrt der Ablauf zurück zu Schritt S98.
  • Obwohl dies nicht gezeigt ist, wird dann, wenn der Kältemitteldruck des Innenraum-Kondensators 12 den vorbestimmten Referenzdruck nach Absenken des Luftmisch-Öffnungsgrades SW übersteigt, die Rate der Einleitung der Innenluft zu der Außenluft auf die vorherige zurückgeführt, bevor die Rate in Schritt S977 erhöht wird. Der Referenzdruck kann eingestellt werden unter Verwendung des Kältemitteldrucks des Inneren des Innenraum-Kondensators 12 als ein Referenzwert, der erhalten wird, wenn die Kreislaufbalance des Wärmepumpenkreises 10 auf die Ausführung der Luftmisch-Volumensteuerung hin stabilisiert ist.
  • Andere Strukturen und Betriebsarten sind gleich denen des ersten Ausführungsbeispiels. Somit kann dieses Ausführungsbeispiel die gleichen Wirkungen wie die des vierten Ausführungsbeispiels erhalten. In diesem Ausführungsbeispiel wird, wenn der Luftmisch-Öffnungsgrad SW gesenkt wird, die Rate der Einleitung der Innenluft bei einer höheren Temperatur als der der Außenluft zu der Außenluft erhöht, was die Wärmetauschkapazität zwischen dem Kältemittel und der Zuführluft in dem Innenraum-Kondensator 12 reduziert. Somit kann selbst die Luftmisch-Volumensteuerung dieses Ausführungsbeispiels die gleichen Wirkungen wie die der fünften Ausführungsform erhalten.
  • In der Luftmisch-Volumensteuerung wird, wenn der Luftmisch-Öffnungsgrad SW gesenkt wird, das Ansprechverhalten der Luftmischklappe 34 verzögert, während das Ziel-Volumen von Luft aus dem Gebläse 32 gesenkt wird. Ferner kann die Rate der Einleitung der Innenluft zu der Außenluft, die in das Klimatisierungsgehäuse 31 eingeleitet wird, erhöht werden.
  • (Andere Ausführungsbeispiele)
  • Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt und vielfältige Modifikationen und Änderungen können an den offenbarten Ausführungsbeispielen vorgesehen werden, ohne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen, wie nachfolgend dargelegt wird.
    • (1) Obwohl das vorstehende Ausführungsbeispiel das Beispiel erläutert hat, in welchem die Kältemittelkreis-Einrichtung der Erfindung auf die Fahrzeug-Klimatisierungseinrichtung 1 für ein Elektrofahrzeug angewandt ist, wird die Kältemittelkreis-Einrichtung der Erfindung wirksam auf ein Fahrzeug angewandt, in welchem Motorabgaswärme bzw. Motorabwärme häufig unzureichend als eine Wärmequelle zum Heizen wird, zum Beispiel wie bei einem Hybridfahrzeug, welches Antriebskraft zum Fahren von sowohl einem Motor (Motor mit innerer Verbrennung bzw. Verbrennungsmotor) wie auch einem Elektromotor zum Fahren erhalten kann. Die Kältemittelkreis-Einrichtung der Erfindung kann beispielsweise auf eine stationäre Klimaanlage, einen Kühltemperaturspeicher, eine Flüssigkeitsheizeinrichtung und dergleichen angewandt werden. Ferner wird in Anwendung der Flüssigkeitsheizeinrichtung ein Flüssigkeits-/Kältemittel-Wärmetauscher verwendet als der benutzerseitige Wärmetauscher und eine Flüssigkeitspumpe oder ein Strömungsraten-Einstellventil kann verwendet werden, als ein Strömungsraten-Einstellabschnitt zum Einstellen der Strömungsrate von Flüssigkeit, welche in einen Flüssigkeits- und Kältemittel-Wärmetauscher strömt. Die vorstehenden Ausführungsbeispiele haben Kältemittelkreis-Einrichtungen beschrieben, die in der Lage sind, vielfältige Betriebsarten durch Schalten zwischen den Kältemittel-Strömungspfaden zu erzielen. Die Verbesserungswirkung der Heizleistung des benutzerseitigen Wärmetauschers in der Erfindung kann durch jeden Kreis erzielt werden, der in einem Kältemittel-Strömungspfad in zumindest einem Gasinjektionskreis betrieben wird (in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel) in der Heizbetriebsart.
    • (2) Die vorstehenden Ausführungsbeispiele haben die Beispiele beschrieben, in welchen die Kühlbetriebsart, die Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart und die Heizbetriebsart entsprechend dem Betriebsart-Auswahlschalter in dem Steuerschritt S6 von 4 bestimmt werden. Jedoch ist die Bestimmung der Betriebsart nicht darauf beschränkt. Wenn zum Beispiel die voreingestellte Temperatur niedriger als die der Außenluft ist, wird die Kühlbetriebsart zur Ausführung bestimmt. Wenn dagegen die vorliegende Temperatur niedriger als die der Außenluft ist, wird die Kühlbetriebsart zur Ausführung bestimmt. Wenn die vorliegende Temperatur höher als die Temperatur der Außenluft ist, kann die Heizbetriebsart zur Ausführung bestimmt werden.
    • (3) In den vorstehenden Ausführungsbeispielen werden die Eigenschaften bzw. Kennlinien der Strömungsrate der niedrigdruckseitigen Festdrossel 17 als niedrigdruckseitiger Entkomprimierer (zweiter Entkomprimierer) zweckmäßigerweise so gewählt, dass der Trockenheitsgrad X des Kältemittels, welches in den Außenwärmetauscher 20 strömt, gleich oder niedriger als 0,1 in der Heizbetriebsart ist. Jedoch ist der niedrigdruckseitige Entkomprimierer (zweiter Entkomprimierer) nicht auf eine feste Drossel bzw. eine Festdrossel beschränkt. Das heißt, ein variabler Drosselmechanismus mit dem gleichen Aufbau wie der des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 kann als der niedrigdruckseitige Entkomprimierer verwendet werden. In diesem Fall kann das Klimatisierungs-Steuergerät 40 den Öffnungsgrad des variablen Drosselmechanismus steuern, der als der niedrigdruckseitige Entkomprimierer dient, so dass ein Erfassungswert des Trockenheitsgrades X des Kältemittels, welches in den Außenwärmetauscher 20 strömt, erfasst auf der Grundlage der Temperatur und des Druckes des Kältemittels, gleich oder geringer als 0,1 ist.
    • (4) Die vorstehenden Ausführungsformen haben das Beispiel beschrieben, in welchem Schalten zwischen der ersten bis vierten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsarten in Stufen ausgeführt werden, wobei die Steigerung der Ziel-Auslasslufttemperatur TAO in der Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart vorgesehen ist. Jedoch ist das Schalten von der ersten zur vierten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart nicht hierauf beschränkt. Zum Beispiel kann ein kontinuierliches Schalten von der ersten zur vierten Entfeuchtungs- und Heizbetriebsart mit der Steigerung der Ziel-Auslasslufttemperatur TAO ausgeführt werden. Das heißt, mit der Steigerung der Ziel-Auslasslufttemperatur TAO kann der Drosselöffnungsgrad des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 gesenkt werden und der Drosselöffnungsgrad des Expansionsventils 22 zum Kühlen kann vergrößert werden. Auf diese Weise wird der Drosselöffnungsgrad des hochdruckseitigen Expansionsventils 13 und des Expansionsventils 22 zum Kühlen dahingehend geändert, den Druck (die Temperatur) des Kältemittels an dem Außenwärmetauscher 20 einzustellen. Somit kann der Außenwärmetauscher 20 automatisch von dem Zustand des Arbeitens als Radiator bzw. Kühler zu dem Zustand des Arbeitens als Verdampfer geschaltet werden.
    • (5) In der Beschreibung der vorstehenden Ausführungsform wird das Steuersignal, das an den Servomotor der Luftmischklappe 34 auszugeben ist, durch die proportionale Steuerung (P-Steuerung) bestimmt. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, und das Steuersignal kann beispielsweise durch die Rückkopplungssteuerung, wie eine PI-Steuerung oder PID-Steuerung, bestimmt werden.
    • (6) In den vorstehenden vierten bis fünften Ausführungsformen wird die Rückkopplungserhöhung K der Steuerung der Luftmischklappe 34 geändert, um das Ansprechverhalten des Betriebs der Luftmischklappe 34 in der Heizbetriebsart unter der Luftmisch-Volumensteuerung zu verzögern. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Alternativ kann beispielsweise beim Heizbetrieb unter der Luftmisch-Volumensteuerung ein Steuerzyklus eines Steuersignals, das an den Servomotor der Luftmischklappe 34 auszugeben ist, länger als das von anderen zu steuernden Einrichtungen des Interesses vorgesehen werden, ohne die Rückkopplungserhöhung K zu ändern. Das Ansprechverhalten bzw. die Ansprechempfindlichkeit des Betriebs der Luftmischklappe 34 kann somit auch verzögert werden.
  • 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
    • US 5704219 [0003]
    • JP 9-86149 A [0003]

Claims (9)

  1. Kältemittelkreis-Einrichtung, umfassend: einen Kompressor (11), ausgebildet zum Komprimieren eines Niedrigdruck-Kältemittels, das von einer Saugöffnung (11a) angesaugt wird und zum Abgeben eines Hochdruck-Kältemittels aus einer Abgabeöffnung (11c), während einem zwischendruck-Kältemittel in einem Kältemittelkreis ermöglich wird, dort hinein zu strömen, um das zwischendruck-Kältemittel mit dem Kältemittel unter einer Kompressionsstufe über eine Zwischendrucköffnung (11b) zu vereinigen; einen benutzerseitigen Wärmetauscher (12), ausgebildet zum Austausch von Wärme zwischen dem Hochdruck-Kältemittel, welches aus der Abgabeöffnung (11c) abgegeben wird und einem Fluid für Wärmetausch, um dadurch das Fluid zum Wärmetausch zu erwärmen; einen hochdruckseitigen Entkomprimierer (13), ausgebildet zum Entkomprimieren des Hochdruck-Kältemittels, welches aus dem benutzerseitigen Wärmetauscher (12) strömt, in ein Zwischendruck-Kältemittel; einen Gas-/Flüssigkeitsabscheider (14), ausgebildet zum Abscheiden des Zwischendruck-Kältemittels, welches durch den hochdruckseitigen Entkomprimierer (13) entkomprimiert wurde, in Gas- und Flüssigphasen, um das abgeschiedene Gasphasen-Kältemittel zu der Zwischendrucköffnung (11b) ausströmen zu lassen; einen niedrigdruckseitigen Entkomprimierer (17), ausgebildet zum Entkomprimieren des Flüssigphasen-Kältemittels, welches durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider (14) abgeschieden wurde, in ein Niedrigdruck-Kältemittel; einen Verdampfer (20), ausgebildet zum Verdampfen des Niedrigdruck-Kältemittels, welches durch den niedrigdruckseitigen Entkomprimierer (17) entkomprimiert wurde und um das Kältemittel zu der Saugöffnung (11a) strömen zu lassen; und einen Strömungsraten-Einstellabschnitt (32, 34), ausgebildet zum Einstellen einer Strömungsrate des Fluids für Wärmetausch, welches zum Strömen in den benutzerseitigen Wärmetauscher (12) vorgesehen ist, wobei wenn eine Temperatur des Fluids für Wärmetausch, eingestellt durch zumindest den benutzerseitigen Wärmetauscher (12) gleich oder geringer als eine Ziel-Temperatur (TAO) des Fluids für den Wärmetausch ist, der Strömungsraten-Einstellabschnitt (32, 34) die Strömungsrate des Fluids für Wärmetausch senkt, welches zur Strömung in den benutzerseitigen Wärmetauscher (12) vorgesehen ist.
  2. Kältemittelkreis-Einrichtung nach Anspruch 1, wobei wenn die Temperatur des Fluids für Wärmetausch, eingestellt durch zumindest den benutzerseitigen Wärmetauscher (12), gleich oder geringer als die Ziel-Temperatur (TAO) des Fluids für Wärmetausch ist, der hochdruckseitige Entkomprimierer (13) einen Drosselöffnungsgrad erhöht.
  3. Kältemittelkreis-Einrichtung nach Anspruch 1, angewandt auf eine Klimaanlage (1) für ein Fahrzeug, wobei das Fluid für Wärmetausch in ein Fahrzeugabteil geblasene Zuführluft ist, der benutzerseitige Wärmetauscher (12) in einem Gehäuse (31) angeordnet ist, welcher einen Luftdurchtritt für die Zuführluft bildet, ein Umgehungsdurchtritt (35) in dem Gehäuse (31) vorgesehen ist, um der Zuführluft die Umgehung des benutzerseitigen Wärmetauschers (12) zu ermöglichen, und der Strömungsraten-Einstellabschnitt eine Luftmischklappe (34) zum Einstellen einer Rate des Volumens der Zuführluft, die durch den benutzerseitigen Wärmetauscher (12) hindurchtritt, zu dem der Zuführluft, die durch den Umgehungsdurchtritt (35) hindurchtritt, unter den zugeführten Luftteilen, enthält.
  4. Kältemittelkreis-Einrichtung nach Anspruch 3, ferner umfassend ein Luftmischklappen-Steuergerät (40a), ausgebildet zum Steuern eines Betriebs der Luftmischklappe (34), wobei wenn die Temperatur der Zuführluft, eingestellt durch zumindest den benutzerseitigen Wärmetauscher (12), gleich oder geringer als die Ziel-Temperatur (TAO) der Zuführluft ist, das Luftmischklappen-Steuergerät (40a) geeignet ist, das Ansprechverhalten des Betriebs der Luftmischklappe (34) im Vergleich zu dem Zustand, wenn die Temperatur der Zuführluft, die durch den benutzerseitigen Wärmetauscher (12) eingestellt ist, höher als die Ziel-Temperatur (TAO) der Zuführluft ist, zu verzögern.
  5. Kältemittelkreis-Einrichtung nach Anspruch 4, ferner umfassend einen Wärmetauschkapazitäts-Änderungsabschnitt (32, 33), ausgebildet zum Ändern einer Wärmetauschkapazität zwischen dem Kältemittel und der Zuführluft in dem benutzerseitigen Wärmetauscher (12), wobei wenn die Temperatur der Zuführluft, eingestellt durch zumindest den benutzerseitigen Wärmetauscher (12), gleich oder geringer als die Ziel-Temperatur (TAO) der Zuführluft ist, der Wärmetauschkapazitäts-Änderungsabschnitt (32, 33) die Wärmetauschkapazität reduziert.
  6. Kältemittelkreis-Einrichtung nach Anspruch 5, wobei der Wärmetauschkapazitäts-Änderungsabschnitt ein Gebläse (32) enthält, welches die Zuführluft zu dem benutzerseitigen Wärmetauscher (12) und den Umgehungsdurchtritt (35) bläst, und wenn die Temperatur der Zuführluft, eingestellt durch zumindest den benutzerseitigen Wärmetauscher (12), gleich oder geringer als die Ziel-Temperatur (TAO) der Zuführluft ist, das Gebläse (32) das Volumen der Zuführluft senkt, die durch jeden von dem benutzerseitigen Wärmetauscher (12) und dem Umgehungsdurchtritt (35) hindurchtritt.
  7. Kältemittelkreis-Einrichtung nach Anspruch 5, wobei der Wärmetauschkapazitäts-Änderungsabschnitt einen Innenluft-/Außenluft-Einstellabschnitt (33) zum Ändern eines Einleitverhältnisses von Luft innerhalb des Fahrzeugabteils zu Luft außerhalb des Fahrzeugabteils in das Gehäuse (31) enthält, wobei, wenn die Temperatur der Zuführluft, eingestellt durch zumindest den benutzerseitigen Wärmetauscher (12), gleich oder geringer als die Ziel-Temperatur (TAO) der Zuführluft ist, der Innenluft-/Außenluft-Einstellabschnitt (33) das Einleitverhältnis der Luft innerhalb des Fahrzeugabteils zu der Luft außerhalb des Fahrzeugabteils erhöht.
  8. Kältemittelkreis-Einrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, angewandt auf eine Klimaanlage (1) für ein Fahrzeug, wobei das Fluid für Wärmetausch in ein Fahrzeugabteil geblasene Zuführluft ist, der benutzerseitige Wärmetauscher (12) in dem Gehäuse (31) angeordnet ist, welches einen Luftdurchtritt für die Zuführluft ausbildet, und der Strömungsraten-Einstellabschnitt ein Gebläse (32) zum Blasen der Zuführluft zu dem benutzerseitigen Wärmetauscher (12) enthält.
  9. Kältemittelkreis-Einrichtung, umfassend: einen Kompressor (11), ausgebildet zum Komprimieren eines Niedrigdruck-Kältemittels, welches dort hinein aus einer Saugöffnung (11a) gesaugt wird und zum Abgeben eines Hochdruck-Kältemittels aus einer Abgabeöffnung (11c), während einem Zwischendruck-Kältemittel in einem Kältemittelkreis ermöglicht wird, dort hinein zu strömen, um das Zwischendruck-Kältemittel mit dem Kältemittel unter einer Kompressionsstufe über eine Zwischendrucköffnung (11b) zu vereinigen; einen benutzerseitigen Wärmetauscher (12), ausgebildet zum Austausch von Wärme zwischen dem Hochdruck-Kältemittel, welches aus der Abgabeöffnung (11c) abgegeben wird und einem Fluid für Wärmetausch, um dadurch das Fluid für Wärmetausch zu erwärmen; einen zweiten benutzerseitigen Wärmetauscher (23), ausgebildet zum Austausch von Wärme zwischen dem Kältemittel und dem Fluid für Wärmetausch, um dem Kältemittel zu ermöglichen, zu der Saugöffnung (11a) hin zu strömen; einen Außenwärmetauscher (20), ausgebildet zum Austausch von Wärme zwischen dem Kältemittel und Außenluft; einen ersten Entkomprimierer (13), ausgebildet zum Entkomprimieren des Kältemittels, welches aus dem ersten benutzerseitigen Wärmetauscher (12) strömt; einen zweiten Entkomprimierer (17), ausgebildet zum Entkomprimieren des Kältemittels, welches zum Strömen in den Außenwärmetauscher (20) vorgesehen ist; einen dritten Entkomprimierer (22), ausgebildet zum Entkomprimieren des Kältemittels, welches zum Strömen in den zweiten benutzerseitigen Wärmetauscher (23) vorgesehen ist; einen Gas-/Flüssigkeitsabscheider (14), ausgebildet zum Abscheiden des Kältemittels, welches aus dem ersten benutzerseitigen Wärmetauscher (12) strömt, in Gas- und Flüssigphasen; einen Zwischendruck-Kältemitteldurchtritt (15) zum Führen des Gasphasen-Kältemittels, welches durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider (14) abgeschieden wurde, zu der Zwischendrucköffnung (11b) und zum Mischen des Gasphasen-Kältemittels mit dem Kältemittel unter einer Kompressionsstufe; einen Sammler (24), ausgebildet zum Abscheiden des Kältemittels, welches in die Saugöffnung (11a) des Kompressors (11) strömt, in Gas- und Flüssigphasen, und welcher das abgeschiedene Gasphasen-Kältemittel veranlasst, zu der Saugöffnung (11a) des Kompressors (11) zu strömen; einen Strömungsraten-Einstellabschnitt (32, 34), welcher eine Strömungsrate eines Fluids für Wärmetausch einstellt, welches zum Strömen in den benutzerseitigen Wärmetauscher (12) vorgesehen ist; und einen Kältemittel-Strömungspfad-Schaltabschnitt (16a, 16b, 16c), ausgebildet zum Schalten zwischen Kältemittel-Strömungspfaden, durch welche das Kältemittel zirkuliert, wobei in einer Kühlbetriebsart zum Kühlen des Fluids für Wärmetausch der Kältemittel-Strömungspfad-Schaltabschnnitt (16a bis 16c) dem von dem ersten benutzerseitigen Wärmetauscher (12) strömenden Kältemittel ermöglicht, durch den ersten Entkomprimierer (13), den Gas-/Flüssigkeitsabscheider (14), den Außenwärmetauscher (20), den dritten Entkomprimierer (22), den zweiten benutzerseitigen Wärmetauscher (23) und den Sammler (24) in dieser Reihenfolge zu strömen, in einer Heizbetriebsart zum Heizen des Fluids für Wärmetausch der Kältemittel-Strömungspfad-Schaltabschnitt (16a bis 16c) dem von dem ersten benutzerseitigen Wärmetauscher (12) strömenden Kältemittel ermöglicht, durch den ersten Entkomprimierer (13), den Gas-/Flüssigkeitsabscheider (14), den zweiten Entkomprimierer (17), den Außenwärmetauscher (20) und den Sammler (24) in dieser Reihenfolge zu strömen, während dem Gasphasen-Kältemittel, welches durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider (14) abgeschieden wurde, ermöglicht wird, in den Zwischendruck-Kältemitteldurchtritt (15) einzuströmen, und in der Heizbetriebsart, wenn eine Temperatur des Fluids für Wärmetausch, eingestellt durch zumindest den benutzerseitigen Wärmetauscher (12), gleich oder geringer als die Ziel-Temperatur (TAO) des Fluids für Wärmetausch ist, der Strömungsraten-Einstellabschnitt (32, 34) die Strömungsrate des Fluids für Wärmetausch senkt, welches zum Strömen in den benutzerseitigen Wärmetauscher (12) vorgesehen ist.
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