DE102012206358A1 - Wärmepumpenkreislauf - Google Patents

Wärmepumpenkreislauf Download PDF

Info

Publication number
DE102012206358A1
DE102012206358A1 DE102012206358A DE102012206358A DE102012206358A1 DE 102012206358 A1 DE102012206358 A1 DE 102012206358A1 DE 102012206358 A DE102012206358 A DE 102012206358A DE 102012206358 A DE102012206358 A DE 102012206358A DE 102012206358 A1 DE102012206358 A1 DE 102012206358A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
refrigerant
air
heating mode
dehumidifying
heat exchanger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102012206358A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Inaba
Satoshi Itoh
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Publication of DE102012206358A1 publication Critical patent/DE102012206358A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00899—Controlling the flow of liquid in a heat pump system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F25B1/10—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with multi-stage compression
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F25B41/24—Arrangement of shut-off valves for disconnecting a part of the refrigerant cycle, e.g. an outdoor part
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/39—Dispositions with two or more expansion means arranged in series, i.e. multi-stage expansion, on a refrigerant line leading to the same evaporator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/04—Refrigeration circuit bypassing means
    • F25B2400/0409—Refrigeration circuit bypassing means for the evaporator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/04—Refrigeration circuit bypassing means
    • F25B2400/0411—Refrigeration circuit bypassing means for the expansion valve or capillary tube
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/23—Separators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B5/00—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity
    • F25B5/04—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity arranged in series

Abstract

Ein Wärmepumpenkreislauf umfasst einen Kompressor (11) mit einem Ansaugkanal (11a) und einem Ausstoßkanal (11c), einen Heizwärmetauscher (12), der Luft heizt, einen Gas-Flüssigkeitsabscheider (14) und einen Kühlwärmetauscher (23), der Luft kühlt, in einer Luftströmungsrichtung strömungsaufwärtig von dem Heizwärmetauscher (12). Der Wärmepumpenkreislauf (11) umfasst ferner einen Zwischendruckdurchgang (15), der ein Gaskältemittel von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider (14) zu dem Ansaugkanal (11a) leitet. Ein variabler Öffnungs-Schließabschnitt (16d) öffnet den Zwischendruckdurchgang (15) und dekomprimiert das Gaskältemittel in dem Zwischendruckdurchgang (15), so dass das Gaskältemittel in den Ansaugkanal (11a) eingeleitet wird, wenn eine Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart als eine Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ausgewählt wird, in der die Temperatur der Luft, die in dem Heizwärmetauscher (12) geheizt wurde, gleich oder höher als die der Luft in dem Zielklimatisierungsraum wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft zum Beispiel einen Wärmepumpenkreislauf und ein Kältekreislaufsystem für ein Fahrzeug.
  • Hintergrund
  • Herkömmlicherweise offenbart das Patentdokument 1 ( JP 3331765B2 , entspricht dem US-Patent Nr. 5 526 650 ) in Bezug auf einen Wärmepumpenkreislauf (Dampfkompressionskältekreislauf), der für eine Fahrzeugklimaanlage verwendet wird. Der Wärmepumpenkreislauf umfasst einen Innenkondensator (Heizwärmetauscher), in dem Hochtemperatur- und Hochdruckkältemittel, das von einem Kompressor ausgestoßen wird, Wärme über den Wärmeaustausch mit Luft abstrahlt, einen Außenwärmetauscher, in dem das Kältemittel, das den Innenkondensator durchlaufen hat, Wärme mit Außenluft austauscht, und einen Innenverdampfer (Kühlwärmetauscher), in dem Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher strömt, über den Wärmeaustausch mit Luft verdampft. Der Innenkondensator ist in einer Strömungsrichtung von Luft, die in einen Fahrzeugraum geblasen werden soll, der ein zu klimatisierender Raum ist, strömungsabwärtig von dem Innenverdampfer angeordnet. Die Luft, die durch eine Wärmeaufnahmewirkung aufgrund der Verdampfung von Kältemittel in dem Innenverdampfer gekühlt und entfeuchtet wurde, wird unter Nutzung des von dem Kompressor ausgestoßenen Kältemittels als eine Wärmequelle in dem Innenkondensator wieder geheizt, so dass das Entfeuchten-Heizen des Fahrzeugraums durchgeführt wird.
  • Der Wärmepumpenkreislauf umfasst ferner eine hochdruckseitige Expansionsvorrichtung, die Kältemittel dekomprimiert, das aus dem Innenkondensator strömt, und das dekomprimierte Kältemittel zu dem Außenwärmetauscher ausstößt, und eine niederdruckseitige Expansionsvorrichtung, die Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher strömt, dekomprimiert und das dekomprimierte Kältemittel zu dem Innenverdampfer ausstößt, um die Luftheizkapazität des Innenkondensators zu verbessern.
  • Im Allgemeinen ist es in einem derartigen Wärmepumpenkreislauf erforderlich, dass eine Kältemittelverdampfungstemperatur in dem Innenverdampfer höher oder gleich einer vorbestimmten Temperatur (z. B. 1°C), die höher als eine Frostbildungstemperatur ist, aufrecht erhalten wird, um die Frostbildung auf dem Innenverdampfer zu verhindern.
  • Wenn folglich in dem Wärmepumpenkreislauf, der in dem Patentdokument 1 beschrieben ist, ein Ventilöffnungsgrad der hochdruckseitigen Expansionsvorrichtung am kleinsten wird und wenn ein Ventilöffnungsgrad der niederdruckseitigen Expansionsvorrichtung am größten wird, werden sowohl der Außenwärmetauscher als auch der Innenwärmetauscher als Verdampfer verwendet, in denen Kältemittel ungefähr bei dem gleichen Druck verdampft. In diesem Fall werden die Kältemittelverdampfungstemperaturen in dem Außenwärmetauscher und dem Innenwärmetauscher auf vorbestimmten Temperaturen gehalten.
  • Als ein Ergebnis können die Wärmeaufnahmemengen von Kältemittel sowohl in dem Außenwärmetauscher als auch dem Innenwärmetauscher nicht weiter erhöht werden. Wenn daher erforderlich ist, dass der Innenkondensator Luft weiter heizt, kann es unmöglich sein, die Luftheizkapazität des Innenwärmetauschers ausreichend zu erhöhen.
  • Zusammenfassung
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen Wärmepumpenkreisauf bereitzustellen, der die Luftheizkapazität hinreichend verbessern kann.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Wärmepumpenkreislauf einen Kompressor, einen Heizwärmetauscher, eine erste Expansionsvorrichtung, einen Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt, eine zweite Expansionsvorrichtung, einen Außenwärmetauscher, eine dritte Expansionsvorrichtung, einen Kühlwärmetauscher, einen Zwischendruckdurchgang, einen Öffnungs-Schließabschnitt und eine vierte Expansionsvorrichtung. Der Kompressor ist aufgebaut, um Kältemittel zu komprimieren, und der Kompressor hat einen Ansaugkanal, durch den Kältemittel, das komprimiert werden soll, angesaugt wird, und einen Ausstoßkanal, aus dem das komprimierte Kältemittel ausgestoßen wird. Der Heizwärmetauscher ist aufgebaut, um Luft, die in Richtung eines Klimatisierungszielraums ausgeblasen wird, durch den Wärmeaustausch mit dem Kältemittel, das aus dem Ausstoßkanal des Kompressors ausgestoßen wird, zu heizen. Die erste Expansionsvorrichtung ist aufgebaut, um das aus dem Heizwärmetauscher strömende Kältemittel zu dekomprimieren. Der Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt ist aufgebaut, um das aus der ersten Expansionsvorrichtung strömende Kältemittel in Gaskältemittel und flüssiges Kältemittel abzuscheiden. Die zweite Expansionsvorrichtung ist aufgebaut, um das flüssige Kältemittel, das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt abgeschieden wird, zu dekomprimieren, und das Kältemittel, das aus der zweiten Expansionsvorrichtung strömt, tauscht in dem Außenwärmetauscher Wärme mit Außenluft aus. Die dritte Expansionsvorrichtung ist aufgebaut, um das Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher strömt, zu dekomprimieren. Der Kühlwärmetauscher ist in einer Strömungsrichtung der geblasenen Luft strömungsaufwärtig von dem Heizwärmetauscher angeordnet, und der Kühlwärmetauscher ist aufgebaut, um die geblasene Luft durch den Wärmetausch zwischen der geblasenen Luft und dem Kältemittel, das aus der dritten Expansionsvorrichtung strömt, zu kühlen und das Kältemittel zu dem Ansaugkanal strömen zu lassen. Der Zwischendruckdurchgang ist aufgebaut, um das Gaskältemittel von dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt zu dem Ansaugkanal zu leiten. Der Öffnungs-Schließabschnitt ist aufgebaut, um den Zwischendruckdurchgang zu öffnen oder zu schließen, und die vierte Expansionsvorrichtung ist aufgebaut, um das Gaskältemittel, das in dem Zwischendruckdurchgang strömt, zu dekomprimieren. Der Öffnungs-Schließabschnitt und die vierte Expansionsvorrichtung sind bereitgestellt, um eine Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart als eine Entfeuchtungs-Heizbetriebsart auszuwählen, in der die geblasene Luft, die in dem Kühlwärmetauscher gekühlt wurde, in dem Heizwärmetauscher geheizt wird, so dass ihre Temperatur gleich oder höher als die der Luft in dem Klimatisierungszielraum ist. Das Öffnungs-Schließventil öffnet den Zwischendruckdurchgang derart, dass das Gaskältemittel, das aus dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt strömt, in der Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart durch die vierte Expansionsvorrichtung dekomprimiert wird und in den Ansaugkanal des Kompressors eingeleitet wird.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Wärmepumpenkreislauf einen Kompressor, einen Heizwärmetauscher, eine erste Expansionsvorrichtung, einen Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt, eine zweite Expansionsvorrichtung, einen Außenwärmetauscher, eine dritte Expansionsvorrichtung, einen Kühlwärmetauscher, einen Zwischendruckdurchgang und einen Öffnungs-Schließabschnitt. Der Kompressor ist aufgebaut, um Kältemittel zu komprimieren, und der Kompressor hat einen Ansaugkanal, durch den Kältemittel, das komprimiert werden soll, angesaugt wird, einen Ausstoßkanal, aus dem das komprimierte Kältemittel ausgestoßen wird, und einen Zwischendruckkanal, durch den Kältemittel angesaugt wird, um komprimiert zu werden. Der Heizwärmetauscher ist aufgebaut, um Luft, die in Richtung eines Klimatisierungszielraums ausgeblasen wird, durch den Wärmeaustausch mit dem Kältemittel, das aus dem Ausstoßkanal des Kompressors ausgestoßen wird, zu heizen. Die erste Expansionsvorrichtung ist aufgebaut, um das aus dem Heizwärmetauscher strömende Kältemittel zu dekomprimieren. Der Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt ist aufgebaut, um das aus der ersten Expansionsvorrichtung strömende Kältemittel in Gaskältemittel und flüssiges Kältemittel abzuscheiden. Die zweite Expansionsvorrichtung ist aufgebaut, um das flüssige Kältemittel, das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt abgeschieden wird, zu dekomprimieren, und das Kältemittel, das aus der zweiten Expansionsvorrichtung strömt, tauscht in dem Außenwärmetauscher Wärme mit Außenluft aus. Die dritte Expansionsvorrichtung ist aufgebaut, um das Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher strömt, zu dekomprimieren. Der Kühlwärmetauscher ist in einer Strömungsrichtung der geblasenen Luft strömungsaufwärtig von dem Heizwärmetauscher angeordnet, und der Kühlwärmetauscher ist aufgebaut, um die geblasene Luft durch den Wärmetausch zwischen der geblasenen Luft und dem Kältemittel, das aus der dritten Expansionsvorrichtung strömt, zu kühlen und das Kältemittel zu dem Ansaugkanal strömen zu lassen. Der Zwischendruckdurchgang ist aufgebaut, um das Gaskältemittel von dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt zu dem Zwischendruckkanal zu leiten. Der Öffnungs-Schließabschnitt ist aufgebaut, um den Zwischendruckdurchgang zu öffnen oder zu schließen. Der Öffnungs-Schließabschnitt ist bereitgestellt, um eine Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart als eine Entfeuchtungs-Heizbetriebsart auszuwählen, in der die geblasene Luft, die in dem Kühlwärmetauscher gekühlt wurde, in dem Heizwärmetauscher geheizt wird, so dass ihre Temperatur gleich oder höher als die der Luft in dem Klimatisierungszielraum ist. Das Öffnungs-Schließventil öffnet den Zwischendruckdurchgang derart, dass das Gaskältemittel, das aus dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt strömt, in der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart in den Zwischendruckkanal des Kompressors strömt.
  • Da die Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart oder die Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart als die Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ausgewählt werden können, kann die Luftheizkapazität des Heizwärmetauschers ausreichend verbessert werden.
  • Da der Öffnungs-Schließabschnitt sowohl in der Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart als auch in der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart den Zwischendruckdurchgang öffnet, kann der Kältemittelkreis des Wärmepumpenkreislaufs derart aufgebaut sein, dass das aus dem Heizwärmetauscher strömende Kältemittel in dieser Reihenfolge durch die erste Expansionsvorrichtung -> den Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt -> die zweite Expansionsvorrichtung -> den Außenwärmetauscher -> die dritte Expansionsvorrichtung -> den Kühlwärmetauscher strömt. Außerdem kann der Kältemittelkreis des Wärmepumpenkreislaufs derart aufgebaut sein, dass das Gaskältemittel in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt in der Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart in den Zwischendruckdurchgang strömt, um in der vierten Expansionsvorrichtung dekomprimiert zu werden und in den Ansaugkanal angesaugt zu werden, und so dass das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt abgeschiedene Kältemittel in der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart in den Zwischendruckdurchgang strömt, um in den Zwischendruckkanal gesaugt zu werden.
  • In der Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart kann der Kältemittelkreis des Wärmepumpenkreislaufs derart als ein Ganzes aufgebaut sein, dass er der Gasvorbeiströmungskreislauf ist, in dem Zwischendruckkältemittel in dem Wärmepumpenkreislauf von dem Ansaugkanal in den Kompressor gesaugt wird. In der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart kann der Kältemittelkreis des Wärmepumpenkreislaufs als ein Ganzes aufgebaut sein, um der Gaseinblaskreislauf (Vorwärmerkältemittelkreislauf) zu sein, in dem Kältemittel in zwei Stufen einschließlich einer niederdruckseitigen Stufe und einer höherdruckseitigen Stufe komprimiert zu werden. Hier ist die niederdruckseitige Stufe von dem Ansaugkanal zu dem Zwischenkanal in dem Kompressor, und die höherdruckseitige Stufe ist von dem Zwischendruckkanal zu dem Ausstoßkanal in dem Kompressor. Folglich kann die in den Kompressor gesaugte Kältemittelmenge erhöht werden, und die Kompressionsarbeitsmenge in dem Kompressor kann dadurch sowohl in der Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart als auch der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart verbessert werden. Als ein Ergebnis kann die Luftheizkapazität des Heizwärmetauschers ausreichend verbessert werden.
  • Der Öffnungs-Schließabschnitt meint nicht nur ein Öffnungs-Schließventil mit einer Funktion zum Öffnen oder Schließen des Zwischendruckdurchgangs, sondern bedeutet auch ein Durchsatzeinstellventil mit einer Funktion zum Einstellen eines Durchsatzes von Kältemittel, das durch den Zwischendruckdurchgang strömt, neben der Funktion zum Öffnen oder Schließen des Zwischendruckdurchgangs, indem ein Öffnungsgrad des Öffnungs-Schließabschnitts eingestellt wird.
  • Der Öffnungs-Schließabschnitt kann den Zwischendruckdurchgang derart schließen, dass das aus der ersten Expansionsvorrichtung strömende Kältemittel vollständig zu der zweiten Expansionsvorrichtung strömt, wenn die normale Entfeuchtungs-Heizbetriebsart als die Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ausgewählt ist.
  • In diesem Fall kann der Kältemittelkreis in der normalen Entfeuchtungs-Heizbetriebsart derart aufgebaut sein, dass das Kältemittel, das aus dem Heizwärmetauscher strömt, in dieser Reihenfolge durch die erste Expansionsvorrichtung -> den Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt -> den Außenwärmetauscher -> die dritte Expansionsvorrichtung -> den Kühlwärmetauscher strömt. Folglich kann die Entfeuchtung-Heizung des Klimatisierungszielraums durchgeführt werden.
  • Die Strömungsmenge des Kältemittels, die durch den Zwischendruckdurchgang zu dem Ansaugkanal strömt, kann in der Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart gemäß der Zunahme der Zieltemperatur der geblasenen Luft erhöht werden. Auch in der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart kann die Strömungsmenge des Kältemittels, die durch den Zwischendruckdurchgang zu dem Zwischendruckkanal strömt, gemäß der Zunahme der Zieltemperatur der geblasenen Luft erhöht werden.
  • In diesem Fall können die Kompressionsarbeitsmenge in dem Kompressor in der Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart und die Kompressionsarbeitsmenge in der höherdruckseitigen Stufe des Kompressors in der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart gemäß der Zunahme der Zieltemperatur von Luft, die in Richtung des Klimatisierungszielraums geblasen wird, verbessert werden, und die Heizkapazität des Heizwärmetauschers kann ausreichend und geeignet verbessert werden.
  • Insbesondere kann ein Drosselöffnungsgrad der ersten Expansionsvorrichtung gemäß der Zunahme der Zieltemperatur der geblasenen Luft in der Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart erhöht werden. Auch in der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart kann eine Kältemittelmenge, die in den Zwischendruckkanal strömt, durch die Vergrößerung des Drosselöffnungsgrads in der ersten Expansionsvorrichtung gemäß der Zunahme der Zieltemperatur der geblasenen Luft erhöht werden.
  • Die erste Expansionsvorrichtung kann die Druckverringerungsmenge des Kältemittels erhöhen, und die dritte Expansionsvorrichtung kann die Druckverringerungsmenge des Kältemittels gemäß der Zunahme der Zieltemperatur der geblasenen Luft in der normalen Entfeuchtungs-Heizbetriebsart verringern.
  • In diesem Fall kann der Außenwärmetauscher in der normalen Entfeuchtungs-Heizbetriebsart von einem Zustand (Strahler), in dem Kältemittel, das in dem Außenwärmetauscher strömt, Wärme abstrahlt, auf einen Zustand (Verdampfer), in dem Kältemittel, das in dem Außenwärmetauscher strömt, verdampft, gemäß der Zunahme der Zieltemperatur der geblasenen Luft umgeschaltet werden. Daher kann eine Wärmeabstrahlungsmenge von Kältemittel in dem Heizwärmetauscher erhöht werden, und die Luftheizkapazität des Heizwärmetauschers kann dadurch verbessert werden.
  • Die Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart kann ausgewählt werden, wenn die Druckverringerungsmenge des Kältemittels in der dritten Expansionsvorrichtung während der normalen Entfeuchtungs-Heizbetriebsart am kleinsten ist. Die Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart kann auch ausgewählt werden, wenn die Druckverringerungsmenge des Kältemittels in der dritten Expansionsvorrichtung während der normalen Entfeuchtungs-Heizbetriebsart am kleinsten ist.
  • Wenn die Luftheizkapazität des Heizwärmetauschers unzureichend ist, kann die Luftheizkapazität des Heizwärmetauschers ausreichend verbessert werden, indem die normale Entfeuchtungs-Heizbetriebsart auf die Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart oder die Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart umgeschaltet wird.
  • Die kleinste Menge der Druckverringerungsmenge des Kältemittels in der dritten Expansionsvorrichtung bedeutet nicht nur, dass die dritte Expansionsvorrichtung Kältemittel dekomprimiert, sondern bedeutet auch, dass die dritte Expansionsvorrichtung ganz geöffnet ist und kein Kältemittel dekomprimiert.
  • Der Wärmepumpenkreislauf kann einen Kältemittelkreis-Umschaltabschnitt umfassen, der aufgebaut ist, um einen Strömungsdurchgang des Kältemittels umzuschalten. Wenn die Kühlbetriebsart, in der die geblasene Luft gekühlt wird, so dass ihre Temperatur niedriger als die der Luft in dem Klimatisierungszielraum ist, anstelle der Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ausgewählt wird, kann der Öffnungs-Schließabschnitt den Zwischendruckdurchgang schließen. Außerdem kann der Kältemittelkreis-Umschaltabschnitt bewirken, dass das Kältemittel, das aus dem Heizwärmetauscher strömt, in dieser Reihenfolge durch die erste Expansionsvorrichtung, den Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt, den Außenwärmetauscher, die dritte Expansionsvorrichtung, den Kühlwärmetauscher und den Kompressor strömt.
  • Folglich kann der Wärmepumpenkreislauf neben dem Öffnungs-Schließabschnitt den Kältemittelkreis-Wechselabschnitt umfassen. Daher kann die Kühlbetriebsart, in welcher die geblasene Luft gekühlt wird, durchgeführt werden.
  • Wenn anstelle der Entfeuchtungs-Heizbetriebsart oder der Kühlbetriebsart die Heizbetriebsart ausgewählt wird, in der die geblasene Luft geheizt wird, so dass ihre Temperatur gleich oder höher als die der Luft in dem Klimatisierungszielraum ist, kann der Öffnungs-Schließabschnitt den Zwischendruckdurchgang schließen. Überdies kann der Kältemittelkreis-Umschaltabschnitt bewirken, dass das Kältemittel, das aus dem Heizwärmetauscher strömt, in dieser Reihenfolge durch die erste Expansionsvorrichtung, den Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt, die zweite Expansionsvorrichtung, den Außenwärmetauscher und den Kompressor strömt.
  • Da der Kältemittelkreis des Wärmepumpenkreislaufs, wie vorstehend beschrieben, ausgewählt werden kann, kann die Heizbetriebsart, in der die geblasene Luft geheizt wird, durchgeführt werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Offenbarung zusammen mit ihren zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen wird am besten aus der folgenden Beschreibung, den beigefügten Patentansprüchen und den begleitenden Zeichnungen verstanden, wobei:
  • 1 ein schematisches Diagramm ist, das einen Kältemittelkreis eines Wärmepumpenkreislaufs für eine Fahrzeugklimaanlage gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in einer Kühlbetriebsart und in einer normalen Entfeuchtungs-Heizbetriebsart zeigt;
  • 2 ein schematisches Diagramm ist, das einen Kältemittelkreis des Wärmepumpenkreislaufs für die Fahrzeugklimaanlage gemäß der ersten Ausführungsform in einer Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart zeigt;
  • 3 ein schematisches Diagramm ist, das einen Kältemittelkreis des Wärmepumpenkreislaufs für die Fahrzeugklimaanlage gemäß der ersten Ausführungsform in einer Heizbetriebsart zeigt;
  • 4A eine schematische Perspektivansicht ist, die einen Gas-Flüssigkeitsabscheider des Wärmepumpenkreislaufs der Fahrzeugklimaanlage gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
  • 4B eine schematische Draufsicht ist, die den Gas-Flüssigkeitsabscheider des Wärmepumpenkreislaufs der Fahrzeugklimaanlage gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
  • 5 ein Flussdiagramm ist, das ein Steuerverfahren für die Fahrzeugklimaanlage gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
  • 6 ein Mollier-Diagramm ist, das einen Kältemittelzustand in dem Wärmepumpenkreislauf gemäß der ersten Ausführungsform in der Kühlbetriebsart zeigt;
  • 7 ein Flussidaramm ist, das einen Teil des Steuerverfahrens der Fahrzeugklimaanlage gemäß der ersten Ausführungsform in der Entfeuchtungs-Heizbetriebsart zeigt;
  • 8 ein Steuercharakteristikdiagramm für eine Steuerung in der Entfeuchtungs-Heizbetriebsart gemäß der ersten Ausführungsform ist;
  • 9 ein Mollier-Diagramm ist, das einen Kältemittelzustand in dem Wärmepumpenkreislauf gemäß der ersten Ausführungsform in einer ersten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart zeigt;
  • 10 ein Mollier-Diagramm ist, das einen Kältemittelzustand in dem Wärmepumpenkreislauf gemäß der ersten Ausführungsform in einer zweiten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart zeigt;
  • 11 ein Mollier-Diagramm ist, das einen Kältemittelzustand in dem Wärmepumpenkreislauf gemäß der ersten Ausführungsform in einer dritten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart zeigt;
  • 12 ein Mollier-Diagramm ist, das einen Kältemittelzustand in dem Wärmepumpenkreislauf gemäß der ersten Ausführungsform in einer vierten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart zeigt;
  • 13 ein Flussdiagramm ist, das einen Teil des Steuerverfahrens der Fahrzeugklimaanlage gemäß der ersten Ausführungsform in der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart zeigt;
  • 14 ein Mollier-Diagramm ist, das einen Kältemittelzustand in dem Wärmepumpenkreislauf gemäß der ersten Ausführungsform in der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart zeigt;
  • 15 ein Mollier-Diagramm ist, das einen Kältemittelzustand in der Heizbetriebsart in dem Wärmepumpenkreislauf gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
  • 16 ein schematisches Diagramm ist, das einen Kältemittelkreis eines Wärmepumpenkreislaufs für eine Fahrzeugklimaanlage gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in einer Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart zeigt;
  • 17 ein Flussdiagramm ist, das einen Teil eines Steuerverfahrens der Fahrzeugklimaanlage gemäß der zweiten Ausführungsform in einer Entfeuchtungs-Heizbetriebsart zeigt;
  • 18 ein Mollier-Diagramm ist, das einen Kältemittelzustand in dem Wärmepumpenkreislauf gemäß der zweiten Ausführungsform in der Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart zeigt;
  • 19 ein schematisches Diagramm ist, das einen Kältemittelkreis des Wärmepumpenkreislaufs für die Fahrzeugklimaanlage gemäß der zweiten Ausführungsform in einer Heizbetriebsart zeigt; und
  • 20 ein schematisches Diagramm ist, das einen Kältemittelkreis eines Wärmepumpenkreislaufs für die Fahrzeugklimaanlage gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in einer Entfeuchtungs-Heizbetriebsart zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hier nachstehend unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In den Ausführungsformen kann einem Teil, das einem in einer vorhergehenden Ausführungsform beschriebenen Gegenstand entspricht, die gleichen Bezugsnummer zugewiesen werden, und die redundante Erklärung des Teils kann weggelassen werden. Wenn in einer Ausführungsform nur ein Teil eines Aufbaus beschrieben wird, kann eine andere vorhergehende Ausführungsform auf die anderen Teile des Aufbaus angewendet werden. Die Teile können kombiniert werden, auch wenn nicht explizit beschrieben wurde, dass die Teile kombiniert werden können. Die Ausführungsformen können teilweise kombiniert werden, wenn nicht ausdrücklich beschrieben ist, dass die Ausführungsformen kombiniert werden können, vorausgesetzt es liegt kein Nachteil in der Kombination.
  • (Erste Ausführungsform)
  • Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird unter Bezug auf 1 bis 15 beschrieben. In der ersten Ausführungsform wird eine Kältemittelkreislaufvorrichtung der vorliegenden Offenbarung für eine Fahrzeugklimaanlage 1 eines Elektrofahrzeugs verwendet, in dem die Antriebskraft zum Betreiben des Fahrzeugs von einem Elektromotor erhalten wird. In der Fahrzeugklimaanlage 1 arbeitet die Kältemittelkreislaufvorrichtung, um Luft, die in einen Fahrzeugraum geblasen werden soll, der ein Beispiel für einen Raum ist, der klimatisiert werden soll (Klimatisierungszielraum), zu heizen oder zu kühlen. Daher ist ein Fluid, das mit Kältemittel in der vorliegenden Ausführungsform Wärme austauschen soll, die geblasene Luft.
  • Die Kältemittelkreislaufvorrichtung umfasst einen Wärmepumpenkreislauf 10 (Dampfkompressionskältemittelkreislauf), der fähig ist, seinen Kältemittelkreis abhängig von einer Klimatisierungsbetriebsart einschließlich einer Kühlbetriebsart, einer Heizbetriebsart, einer normalen Entfeuchtungs-Heizbetriebsart und einer Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart umzuschalten. In der Kühlbetriebsart wird ein in 1 gezeigter Kältemittelkreis ausgewählt, und die geblasene Luft wird gekühlt, so dass der Fahrzeugraum gekühlt wird. Auch in der normalen Entfeuchtungs-Heizbetriebsart wird der in 1 gezeigte Kältemittelkreis ausgewählt, und der Fahrzeugraum wird entfeuchtet und geheizt. In der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart wird ein in 2 gezeigter Kältemittelkreis ausgewählt, und der Fahrzeugraum wird entfeuchtet und geheizt. Hier wird die Luftheizkapazität in der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart im Vergleich zu der normalen Entfeuchtungs-Heizbetriebsart erhöht. In der Heizbetriebsart wird ein in 3 gezeigter Kältemittelkreis ausgewählt, und die geblasene Luft wird geheizt, so dass der Fahrzeugraum geheizt wird.
  • Ein Fluorkohlenwasserstoff-(HFC-)Kältemittel (z. B. R-134a) wird als Kältemittel verwendet, das für den Wärmepumpenkreislauf 10 verwendet wird, und der Wärmepumpenkreislauf 10 ist ein unterkritischer Dampfkompressionskältemittelkreislauf. Folglich ist ein Druck Pd mit einem höchsten Druck in dem Wärmepumpenkreislauf 10 niedriger als ein kritischer Druck des Kältemittels. Alternativ kann zum Beispiel ein Hydrofluorolefin-(HFO-)Kältemittel (z. B. R1234yf) als das Kältemittel verwendet werden. Das Kältemittel enthält Öl, um einen Kompressor 11 des Wärmepumpenkreislaufs 10 zu schmieren, und ein Teil des Öls zirkuliert zusammen mit dem Kältemittel in dem Wärmepumpenkreislauf 10.
  • Der Kompressor 11 des Wärmepumpenkreislaufs 10 ist im Inneren einer Motorhaube des Fahrzeugs angeordnet und saugt Kältemittel an und komprimiert es, um das komprimierte Kältemittel auszustoßen. Zum Beispiel ist der Kompressor 11 ein elektrischer zweistufiger Kompressor mit einem Gehäuse, das als eine Außenschale des Kompressors 11 verwendet wird, wobei Kompressionsmechanismen der höheren Stufe und der niedrigeren Stufe mit fester Verdrängung im Inneren des Gehäuses untergebracht sind, wobei ein Elektromotor im Inneren des Gehäuses untergebracht ist, um die zwei Kompressionsmechanismen rotierend anzutreiben. Kältemittel wird in dem Kompressionsmechanismus der höheren Stufe auf den höheren Druck komprimiert als in dem Kompressionsmechanismus der niedrigeren Stufe komprimiert.
  • Das Gehäuse des Kompressors 11 hat einen Ansaugkanal 11a, durch den Niederdruckkältemittel von außerhalb des Gehäuses in den zweitstufigen Kompressionsmechanismus gesaugt wird, einen Zwischendruckkanal 11b, durch den Zwischendruckkältemittel in das Gehäuse gesaugt wird, um mit Kältemittel vermischt zu werden, das aus dem Kompressionsmechanismus der niedrigeren Stufe zu dem Kompressionsmechanismus der höheren Stufe strömt, und einen Ausstoßkanal 11c, durch den das Hochdruckkältemittel von dem Kompressionsmechanismus der höheren Stufe nach außerhalb des Gehäuses ausgestoßen wird.
  • Insbesondere ist der Zwischendruckkanal 11b mit einer Kältemittelausstoßseite des Kompressionsmechanismus der niedrigeren Stufe verbunden, mit anderen Worten ist der Zwischendruckkanal 11b mit einer Kältemittelansaugseite des Kompressionsmechanismus der höheren Stufe verbunden. Verschiedene Arten von Kompressionsmechanismen, wie etwa ein Spiralkompressionsmechanismus, ein Drehschieberkompressionsmechanismus und Rollkolbenkompressionsmechanismus, können als der Kompressionsmechanismus der niedrigeren Stufe und der höheren Stufe verwendet werden.
  • Ein Betrieb (Drehzahl) des Elektromotors des Kompressors 11 wird durch ein Steuersignal gesteuert, das von einer Klimaanlagensteuerung 20 (A/C-ESG) ausgegeben wird, und ein Wechselstrommotor oder ein Gleichstrommotor kann als der Elektromotor verwendet werden. Durch die Steuerung der Drehzahl des Elektromotors wird eine Kältemittelausstoßkapazität des Kompressors 11 gesteuert. Folglich wird der Elektromotor in der vorliegenden Ausführungsform als ein Beispiel für einen Ausstoßkapazitäts-Änderungsabschnitt des Kompressors 11 verwendet, der die Kältemittelausstoßkapazität des Kompressors 11 ändert.
  • Der Kompressor 11 umfasst die zwei Kompressionsmechanismen, die in der vorliegenden Ausführungsform in dem einzigen Gehäuse des Kompressors 11 untergebracht sind, aber ein Aufbau des Kompressors 11 ist nicht darauf beschränkt. Alternativ kann der Kompressor 11 einen einzigen Kompressionsmechanismus und einen Elektromotor aufnehmen, der den einzigen Kompressionsmechanismus rotierend antreibt, wenn das Zwischendruckkältemittel in den Kompressor 11 gesaugt werden kann, um mit Kältemittel vermischt zu werden, das sich in einem Kompressionsvorgang des Kompressors 11 befindet.
  • Überdies können anstelle des vorstehend beschriebenen Aufbaus des Kompressors 11 zwei Kompressoren, Kompressoren der niedrigeren Stufe und der höheren Stufe, getrennt hintereinander angeordnet werden und die zwei Kompressoren können als der einzige Zweistufenkompressor 11 verwendet werden. In diesem Fall kann ein Ansaugkanal des Kompressors der niedrigeren Stufe als der Ansaugkanal 11a verwendet werden, und ein Ausstoßkanal des Kompressors der höheren Stufe kann als der Ausstoßkanal 11c verwendet werden. Der Zwischendruckkanal 11b kann in einem Teil bereitgestellt sein, der zwischen einem Ausstoßkanal des Kompressors der niedrigeren Stufe und einem Ansaugkanal des Kompressors der höheren Stufe verbindet.
  • Wie in 1 bis 3 gezeigt, ist der Ausstoßkanal 11c des Kompressors 11 mit einer Kältemitteleinlassseite eines Innenkondensators 12 verbunden. Der Innenkondensator 12 ist im Inneren eines Gehäuses 31 (Innenklimatisierungsgehäuse) einer Innenklimatisierungseinheit 30 der Fahrzeugklimaanlage 1 angeordnet, um als ein Strahler zu wirken, bei dem Hochtemperatur- und Hochdruckkältemittel, das von dem Kompressionsmechanismus der höheren Stufe des Kompressors 11 ausgestoßen wird, Wärme abstrahlt. Der Innenkondensator 12 wird als ein Beispiel für einen Heizwärmetauscher (nutzungsseitiger Wärmetauscher) verwendet, der Luft heizt, die einen später beschriebenen Innenverdampfer 23 durchlaufen hat.
  • Eine Kältemittelauslassseite des Innenkondensators 12 ist mit einem Einlass eines ersten Expansionsventils 13 (Expansionsventil der höheren Stufe) verbunden, das als ein Beispiel für eine erste Expansionsvorrichtung (Expansionsvorrichtung der höheren Stufe) verwendet wird. Die erste Expansionsvorrichtung (13) dekomprimiert Hochdruckkältemittel, das aus dem Innenkondensator 12 strömt, so dass das Hochdruckkältemittel zu Zwischendruckkältemittel wird. Das erste Expansionsventil 13 ist ein elektrischer variabler Drosselmechanismus, der einen Ventilkörper, in dem ein Öffnungsgrad des Ventilkörpers änderbar ist, und einen elektrischen Aktuator mit einem Schrittmotor, der den Öffnungsgrad des Ventilkörpers ändert, umfasst.
  • Wenn das erste Expansionsventil 13 in einen Dekompressionszustand versetzt wird, in dem das erste Expansionsventil 13 Kältemittel dekomprimiert, wird ein Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 innerhalb eines Durchmesserbereichs von φ0,5 mm bis φ3 mm geregelt. Wenn das erste Expansionsventil 13 ganz offen ist, wird der Öffnungsgrad auf einen Querschnittdurchmesser von ungefähr φ10 mm festgelegt. Das erste Expansionsventil 13 dekomprimiert Kältemittel in dem ganz geöffneten Zustand nicht. Ein Betrieb des ersten Expansionsventils 13 wird von einem Steuersignal gesteuert, das von der Klimatisierungssteuerung 40 ausgegeben wird.
  • Eine Auslassseite des ersten Expansionsventils 13 ist mit einem Zuströmungskanal 14b des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 14 verbunden. Der Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 wird als ein Beispiel für einen Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt verwendet, der Zwischendruckkältemittel in Gaskältemittel und flüssiges Kältemittel abscheidet. Hier hat das Zwischendruckkältemittel den Innenkondensator 12 durchlaufen und wurde in dem ersten Expansionsventil 13 komprimiert. Der Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 ist ein Zentrifugalabscheider, der Kältemittel unter Nutzung der Zentrifugalkraft in Gas und Flüssigkeit abscheidet.
  • Ein detaillierter Aufbau des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 14 wird unter Bezug auf 4A und 4B beschrieben. Der Oben-Unten-Pfeil in 4A zeigt eine Vertikalrichtung an, wenn der Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 in der Fahrzeugklimaanlage 1 angebracht ist.
  • Der Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 der vorliegenden Erfindung umfasst einen Hauptkörperteil 14a mit einer hohlen und fast zylindrischen Form mit Boden, der sich in der Vertikalrichtung erstreckt, wobei der Zuströmungskanal 14b eine Zuströmungsöffnung 14e hat, durch die das Zwischendruckkältemittel in den Hauptkörperteil 14a eingeleitet wird, einen Gasausströmungskanal 14c mit einer Gasausströmungsöffnung 14f, durch die das Gaskältemittel aus dem Hauptkörperteil 14 strömt, und einen Flüssigkeitsausströmungskanal 14d mit einer Flüssigkeitsausströmungsöffnung 14g, durch die flüssiges Kältemittel aus dem Hauptkörperteil 14a strömt.
  • Ein Durchmesser des Hauptkörperteils 14a ist als ein Wert mit der eineinhalbfachen Größe der Durchmesser der Kältemittelrohrleitungen festgelegt. die mit den Kanälen 14b bis 14d verbunden sind. Folglich wird die Miniaturisierung des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 14 bereitgestellt.
  • Ein Volumen des Hauptkörperteils 14a des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 14 wird derart festgelegt, dass es kleiner als ein überschüssiges Kältemittelvolumen ist, das erhalten wird, indem ein notwendiges Kältemittelvolumen von einem abgedichteten Gesamtkältemittelvolumen subtrahiert wird. Hier wird das abgedichtete Kältemittelvolumen erhalten, indem ein Gesamtvolumen von Gas und Flüssigkeit, das in dem Wärmepumpenkreislauf 10 eingeschlossen ist, in ein flüssiges Kältemittelvolumen umgewandelt wird, und das notwendige Kältemittelvolumen wird erhalten, indem ein notwendiges Volumen an Kältemittel zur Optimierung der Leistung des Wärmepumpenkreislaufs 10 in ein flüssiges Kältemittelvolumen umgewandelt wird. Mit anderen Worten wird das Volumen des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 14 der vorliegenden Ausführungsform derart festgelegt, dass der Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 das überschüssige Kältemittel im Wesentlichen nicht darin lagern kann, selbst wenn sich ein Durchsatz des Kältemittels, das in dem Wärmepumpenkreislauf 10 zirkuliert, aufgrund einer Laständerung des Wärmepumpenkreislaufs 10 ändert.
  • Der Zuströmungskanal 14b ist mit einer seitlichen Oberfläche des zylindrischen Hauptkörperteils 14a verbunden. Wie in 4A gezeigt, erstreckt sich der Zuströmungskanal 14b in einer Tangentialrichtung eines Querschnittskreises des Hauptkörperteils 14a, wenn er von oberhalb des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 14 betrachtet wird. Der Zuströmungskanal 14b hat die Zuströmungsöffnung 14e an einem Ende des Zuströmungskanals 14b entgegengesetzt zu dem Hauptkörperteil 14a. Der Zuströmungskanal 14b kann sich nicht notwendigerweise in einer horizontalen Richtung erstrecken und kann sich in einem Winkel in Bezug auf die Horizontalrichtung erstrecken.
  • Der Gasausströmungskanal 14c ist an einer oberen Endoberfläche (obere Oberfläche) des Hauptkörperteils 14a in einer Axialrichtung des Hauptkörperteils 14a mit dem Hauptkörperteil 14a verbunden, und der Gasausströmungskanal 14c erstreckt sich koaxial mit dem Hauptkörperteil 14a durch die obere Oberfläche des Hauptkörperteils 14a. Der Gasausströmungskanal 14c hat die Gasausströmungsöffnung an einem oberen Endteil der Gasausströmungsöffnung 14c, und ein unterer Endteil der Gasausströmungsöffnung 14c befindet sich strömungsabwärtig von einem Verbindungsteil zwischen dem Hauptkörperteil 14a und dem Gasausströmungskanal 14c.
  • Der Flüssigkeitsausströmungskanal 14d ist in seiner Axialrichtung an einer unteren Endoberfläche (Bodenoberfläche) des Hauptkörpers 14a mit dem Hauptkörperteil 14a verbunden, und der Flüssigkeitsausströmungskanal 14d erstreckt sich von der unteren Oberfläche des Hauptkörperteils 14a koaxial mit dem Hauptkörperteil 14a. Ein unterer Endteil des Flüssigkeitsausströmungskanals 14d hat die Flüssigkeitsausströmungsöffnung 14g.
  • Kältemittel, das von der Zuströmungsöffnung 14e des Zuströmungskanals 14b in den Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 strömt, strömt und wirbelt entlang einer zylindrischen Innenoberfläche des Hauptkörperteils 14a, und das Kältemittel wird unter Nutzung der durch die Wirbelströmung bewirkten Zentrifugalkraft in Gaskältemittel und flüssiges Kältemittel abgeschieden. Anschließend tropft das durch diese Abscheidung erhaltene Kältemittel in dem Hauptkörper 14a durch die Schwerkraft nach unten.
  • Das heruntergetropfte flüssige Kältemittel strömt aus der Flüssigkeitsausströmungsöffnung 14g des Flüssigkeitsausströmungskanals 14d, und das durch die Abscheidung erhaltene Gaskältemittel strömt aus der Gasausströmungsöffnung 14f des Gasausströmungskanals 14c. In 4A und 4B hat die untere Endoberfläche (Bodenoberfläche) des Hauptkörperteils 14a eine kreisförmige Form. Der Hauptkörperteil 14a kann zu einer konisch zulaufenden Form ausgebildet sein, bei welcher der Durchmesser des Hauptkörperteils 14a nach unten allmählich verringert ist, und ein unterster Teil des konisch zulaufenden Hauptkörperteils 14a kann mit dem Flüssigkeitsausströmungskanal 14d verbunden sein.
  • Wie in 1 bis 3 gezeigt, ist der Flüssigkeitsausströmungskanal 14c des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 14 über einen Zwischendruckdurchgang 15 mit dem Zwischendruckkanal 11b des Kompressors 11 verbunden. Ein erstes Öffnungs-Schließventil 16a (zwischendruckseitiges Öffnungs-Schließventil) ist in dem Zwischendruckdurchgang 15 angeordnet, und das erste Öffnungs-Schließventil 16a ist ein elektromagnetisches Ventil, das als ein Beispiel für einen Öffnungs-Schließabschnitt verwendet wird, der den Zwischendruckdurchgang 15 öffnet oder schließt. Ein Betrieb des ersten Öffnungs-Schließventils 16a wird durch ein Steuersignal gesteuert, das von der Klimatisierungssteuerung 40 ausgegeben wird.
  • Das erste Öffnungs-Schließventil 16a wird auch als ein Rückschlagventil verwendet, das Kältemittel nur von dem Gasausströmungskanal 14c des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 14 zu dem Zwischendruckkanal 11b des Kompressors 11 strömen lässt, wenn der Zwischendruckdurchgang 15 offen ist. Wenn folglich das erste Öffnungs-Schließventil 16a den Zwischendruckdurchgang 15 öffnet, wird verhindert, dass Kältemittel von dem Kompressor 11 zu dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 zurück strömt.
  • Überdies wirkt das erste Öffnungs-Schließventil 16a auch, um den Kältemittelkreis des Wärmepumpenkreislaufs 10 durch Öffnen oder Schließen des Zwischendruckdurchgangs 15 umzuschalten. Folglich wird das erste Öffnungs-Schließventil 16a in der vorliegenden Ausführungsform auch als ein Beispiel für einen Kältemittelkreis-Umschaltabschnitt verwendet, der den Kältemittelkreis des Wärmepumpenkreislaufs 10 umschaltet.
  • Der Flüssigkeitsausströmungskanal 14d des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 14 ist mit einer Einlassseite einer festen Drossel 17 (feste Drossel der niedrigeren Stufe) verbunden, und eine Auslassseite der festen Drossel 17 ist mit einer Kältemitteleinlassseite eines Außenwärmetauschers 20 verbunden. Die feste Drossel 17 wird als ein Beispiel für eine zweite Expansionsvorrichtung (Expansionsvorrichtung der niedrigeren Stufe) verwendet, die flüssiges Kältemittel, das aus dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 strömt, derart komprimiert, dass das flüssige Kältemittel Niederdruckkältemittel wird. Eine Düse mit einem festen Öffnungsgrad oder einer Mündung kann zum Beispiel als die feste Drossel 17 verwendet werden.
  • In der festen Drossel 17, wie etwa der Düse oder der Mündung ist ein Durchgangsquerschnitt drastisch verkleinert oder drastisch vergrößert. Folglich können ein Durchsatz von Kältemittel, der durch die feste Drossel 17 strömt, und eine Güte X von Kältemittel strömungsaufwärtig von der festen Drossel 17 abhängig von einer Druckdifferenz zwischen der strömungsaufwärtigen (Einlass-)Seite und einer strömungsabwärtigen (Auslass-)Seite der festen Drossel 17 selbsttätig eingestellt (abgeglichen) werden.
  • Insbesondere wenn die Druckdifferenz relativ hoch ist, wird die Güte X des Kältemittels strömungsaufwärtig von der festen Drossel 17 ausgeglichen, so dass sie gemäß der Abnahme einer notwendigen Strömungsmenge des in dem Wärmepumpenkreislauf 10 zirkulierenden Kältemittels erhöht wird. Wenn andererseits die Druckdifferenz relativ niedrig ist, wird die Güte X des Kältemittels strömungsaufwärtig von der festen Drossel 17 abgeglichen, so dass sie gemäß der Zunahme der notwendigen Strömungsmenge des in dem Wärmepumpenkreislauf 10 zirkulierenden Kältemittels verringert wird.
  • Wenn die Güte X des Kältemittels strömungsaufwärtig von der festen Drossel 17 hoch ist und wenn der Außenwärmetauscher 20 als ein Verdampfer verwendet wird, in dem das Kältemittel seine Wärmeaufnahmewirkung ausübt, kann eine Wärmeaufnahmemenge (Kältekapazität) in dem Außenwärmetauscher 20 abnehmen, und ein Leistungskoeffizient (COP) des Wärmepumpenkreislaufs 10 kann abnehmen.
  • Folglich ist die feste Drossel 17 in der vorliegenden Ausführungsform derart aufgebaut, dass die Güte X von Kältemittel strömungsaufwärtig von der festen 17 Strömungsmenge von Kältemittel, das in dem Wärmepumpenkreislauf 10 zirkuliert, aufgrund der Laständerung des Wärmpumpenkreislaufs 10 in der Heizbetriebsart kleiner oder gleich 0,1 ist. Das heißt, selbst wenn eine Kältemittelzirkulationsrate Q und die Druckdifferenz zwischen der Einlassseite und der Auslassseite der festen Drossel 17 aufgrund der Laständerung des Wärmepumpenkreislaufs 10 innerhalb eines gewünschten Bereichs geändert werden, wird die Güte X von Kältemittel strömungsaufwärtig der festen Drossel 17 eingestellt, so dass sie kleiner oder gleich 0,1 ist. Als ein Ergebnis wird verhindert, dass der COP des Wärmepumpenkreislaufs 10 abnimmt.
  • Der Flüssigkeitsausströmungskanal 14d des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 14 ist ferner mit einem Vorbeiströmungsdurchgang 18 verbunden, durch den aus dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 strömendes Kältemittel die feste Drossel 17 umgeht und in Richtung des Außenwärmetauschers 20 geleitet wird. Ein zweites Öffnungs-Schließventil 16b (niederdruckseitiges Öffnungs-Schließventil) ist in dem Vorbeiströmungsdurchgang 18 bereitgestellt. Das zweite Öffnungs-Schließventil 16b ist ein elektromagnetisches Ventil, dessen grundlegende Struktur äquivalent zu der grundlegenden Struktur des ersten Öffnungs-Schließventils 16a ist. Ein Betrieb des zweiten Öffnungs-Schließventils 16b wird von dem Steuersignal gesteuert, das von der Klimatisierungssteuerung 40 ausgegeben wird.
  • Ein Druckabfall, der erzeugt wird, wenn Kältemittel durch das zweite Öffnungs-Schließventil 16b strömt, ist extrem niedriger als ein Druckabfall, der erzeugt wird, wenn das Kältemittel durch die feste Drossel 17 strömt. Wenn folglich das zweite Öffnungs-Schließventil 16b offen ist, strömt Kältemittel aus dem Innenkondensator 12 über den Vorbeiströmungsdurchgang 18 in den Außenwärmetauscher 20. Wenn im Gegensatz dazu das zweite Öffnungs-Schließventil 16b geschlossen ist, strömt Kältemittel von dem Innenkondensator 12 über die feste Drossel 17 in den Außenwärmetauscher 20.
  • Das zweite Öffnungs-Schließventil 16b kann bewirken, dass der Kältemittelkreis des Wärmepumpenkreislaufs 10 umgeschaltet werden kann. Folglich wird das zweite Öffnungs-Schließventil 16b der vorliegenden Ausführungsform zusammen mit dem ersten Öffnungs-Schließventil 16a als ein Beispiel für den Kältemittelkreis-Umschaltabschnitt verwendet.
  • Ein elektrisches Dreiwegeventil kann als der Kältemittelkreis-Umschaltabschnitt 16b verwendet werden, der zwischen einem Kältemittelkreis, der eine Auslassseite des Flüssigkeitsausströmungskanals 14d des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 14 mit der Einlassseite der festen Drossel 17 verbindet, und einem Kältemittelkreis, der die Auslassseite des Flüssigkeitsausströmungskanals 14d des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 14 mit einer Einlassseite des Vorbeiströmungsdurchgangs 18 verbindet, umschaltet.
  • Der Außenwärmetauscher 20 ist in der Motorhaube des Fahrzeugs angeordnet, und das Kältemittel, das durch den Außenwärmetauscher 20 strömt, tauscht Wärme mit von einem Gebläseventilator 21 geblasener Außenluft aus. Der Außenwärmetauscher 20 wirkt als ein Verdampfer, in dem Niederdruckkältemittel verdampft und wenigstens in der Heizbetriebsart seine Wärmeaufnahmewirkung ausübt, und wirkt auch als ein Strahler, in dem Hochdruckkältemittel in der Kühlbetriebsart oder ähnlichem Wärme abstrahlt.
  • Eine Kältemittelauslassseite des Außenwärmetauschers 20 ist mit einer Kältemitteleinlassseite eines zweiten Expansionsventils 22 (Kühlexpansionsventil) verbunden, das als ein Beispiel für eine dritte Expansionsvorrichtung verwendet wird, die Kältemittel dekomprimiert, das in der Kühlbetriebsart aus dem Außenwärmetauscher 20 in den Innenverdampfer 23 strömt. Eine grundlegende Struktur des zweiten Expansionsventils 22 ist ähnlich der des ersten Expansionsventils 13, und ein Betrieb des zweiten Expansionsventils 22 wird durch ein Steuersignal gesteuert, das von der Klimatisierungssteuerung 40 ausgeben wird.
  • Eine Auslassseite des zweiten Expansionsventils 22 ist mit einer Kältemitteleinlassseite des Innenverdampfers 23 verbunden. Der Innenverdampfer 23 ist in einer Luftströmungsrichtung in dem Gehäuse 31 der Klimatisierungseinheit 30 strömungsaufwärtig von dem Innenkondensator 12 angeordnet. Der Innenverdampfer 23 wird als ein Beispiel für einen Verdampfer (Kühlwärmetauscher) verwendet, der Luft durch Nutzung einer Wärmeaufnahmewirkung kühlt, die in der Kühlbetriebsart, der Entfeuchtungs-Heizbetriebsart oder ähnlichem durch die Verdampfung von Kältemittel bewirkt wird, das durch den Innenverdampfer 23 strömt.
  • Eine Kältemittelauslassseite des Innenverdampfers 23 ist mit einer Einlassseite eines Akkumulators 24 verbunden. Der Akkumulator 24 ist ein niederdruckseitiger Gas-Flüssigkeitsabscheider, der Kältemittel in Gaskältemittel und flüssiges Kältemittel abscheidet und überschüssiges Kältemittel darin ansammelt. Ein Auslass des Akkumulators 24, durch den das Gaskältemittel aus dem Akkumulator 24 strömt, ist mit dem Ansaugkanal 11a des Kompressors 11 verbunden. Der Innenverdampfer 23 ist über den Akkumulator 24 mit dem Ansaugkanal 11a des Kompressors 11 verbunden, so dass das Kältemittel aus dem Innenverdampfer 23 durch den Akkumulator 24 zu dem Ansaugkanal 11a des Kompressors 11 strömt.
  • Die Kältemittelauslassseite des Außenwärmetauschers 20 ist ferner mit einem Vorbeiströmungsdurchgang 25 verbunden, durch den Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher 20 strömt, das zweite Expansionsventil 22 und den Innenverdampfer 23 umgeht, um in Richtung der Einlassseite des Akkumulators 24 geleitet zu werden. Ein drittes Öffnungs-Schließventil 16c (Kühlöffnungs-Schließventil) ist in dem Vorbeiströmungsdurchgang 25 bereitgestellt, um den Vorbeiströmungsdurchgang 25 zu öffnen oder zu schließen.
  • Eine grundlegende Struktur des dritten Öffnungs-Schließventils 16c ist ähnlich der des zweiten Öffnungs-Schließventils 16b, und ein Betrieb des dritten Öffnungs-Schließventils 16c wird durch ein Steuersignal gesteuert, das von der Klimatisierungssteuerung 40 ausgegeben wird. Ein Druckabfall, der erzeugt wird, wenn Kältemittel durch das dritte Öffnungs-/Schließventil 16c strömt, ist extrem niedriger als ein Druckabfall, der erzeugt wird, wenn Kältemittel durch das zweite Expansionsventil 22 strömt.
  • Wenn folglich das dritte Öffnungs-Schließventil 16c offen ist, strömt Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher 20 strömt, über den Vorbeiströmungsdurchgang 25 in den Akkumulator 24. Zu dieser Zeit kann das zweite Expansionsventil 22 ganz offen sein.
  • Wenn das dritte Öffnungs-Schließventil 16c geschlossen ist, strömt Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher 20 strömt, über das zweite Expansionsventil 22 in den Innenverdampfer 23. Daher kann das dritte Öffnungs-Schließventil 16c bewirken, dass der Kältemittelkreis des Wärmepumpenkreislaufs 10 umgeschaltet wird, und das dritte Öffnungs-Schließventil 16c wird zusammen mit den ersten und zweiten Öffnungs-Schließventilen 16a, 16b als ein Beispiel für den Kältemittelkreis-Umschaltabschnitt verwendet.
  • Als nächstes wird die Klimatisierungseinheit 30 unter Bezug auf 1 bis 3 beschrieben. Die Klimatisierungseinheit 30 ist im Inneren einer Instrumententafel angeordnet, die an einem vorderen Endteil des Fahrzeugraums positioniert ist. Die Klimatisierungseinheit 30 umfasst das Gehäuse 31, das eine Außenschale der Klimatisierungseinheit 30 bildet und einen Luftdurchgang für Luft darin definiert, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll. In dem Luftdurchgang sind zum Beispiel ein Gebläse 32, der Innenkondensator 12 und der Innenverdampfer 32 untergebracht.
  • Das Gehäuse 31 nimmt an einem strömungsaufwärtigen Endteil des Gehäuses 31 eine Innen-/Außenluft-Umschaltvorrichtung 33 auf, und die Innen-/Außenluft-Umschaltvorrichtung 33 wird zum selektiven Einleiten von Innenluft (REC) (d. h. Luft im Inneren des Fahrzeugraums) oder/und Außenluft (FRS) in das Gehäuse 31 verwendet. Insbesondere stellt die Innen-/Außenluft-Umschaltvorrichtung 33 die Öffnungsflächen eines Innenluftkanals, durch den Innenluft eingeleitet wird, und eines Außenluftkanals, durch den Außenluft eingeleitet wird, unter Verwendung einer Innen-/Außenluft-Umschaltklappe kontinuierlich ein. Folglich ändert die Innen-/Außenluft-Umschaltklappe 33 ein Luftdurchsatzverhältnis zwischen der Innenluft und der Außenluft kontinuierlich.
  • Das Gebläse 32 ist in der Luftströmungsrichtung strömungsabwärtig von der Innen-/Außenluft-Umschaltvorrichtung 33 angeordnet, und das Gebläse 32 bläst Luft, die über die Innen-/Außenluft-Umschaltvorrichtung 33 angesaugt wird, in Richtung des Fahrzeugraums. Das Gebläse 32 ist ein elektrisches Gebläse, das einen Vielflügel-Zentrifugalventilator (Sirocco-Ventilator) unter Verwendung eines Elektromotors antreibt, und eine Drehzahl (Luftblasmenge) des Gebläses 32 wird durch eine Steuerspannung gesteuert, die von der Klimatisierungssteuerung 40 ausgegeben wird.
  • Der Innenverdampfer 23 und der Innenkondensator 12 sind in der Strömungsrichtung strömungsabwärtig von dem Gebläse 32 in der folgenden Reihenfolge angeordnet: der Innenverdampfer 23 -> der Innenkondensator 12. Mit anderen Worten ist der Innenverdampfer 23 in der Luftströmungsrichtung strömungsaufwärtig von dem Innenkondensator 12 angeordnet.
  • In dem Gehäuse 31 ist ein Vorbeiströmungsluftdurchgang 35 bereitgestellt, durch den Luft, die den Innenverdampfer 23 durchlaufen hat, den Innenkondensator 12 umgeht, und eine Luftmischklappe 34 ist in der Luftströmungsrichtung strömungsabwärtig von dem Innenverdampfer und strömungsaufwärtig von dem Innenkondensator 12 angeordnet.
  • Die Luftmischklappe 34 der vorliegenden Ausführungsform stellt ein Luftströmungsverhältnis zwischen einem Durchsatz von Luft, die den Innenkondensator 12 durchläuft, und einem Durchsatz von Luft, die den Vorbeiströmungsluftdurchgang 35 durchläuft, ein. Folglich wird die Luftmischklappe 34 als ein Beispiel für einen Durchsatzeinstellabschnitt verwendet, der einen Durchsatz (Luftmenge) einstellt, die in den Innenkondensator 12 strömt, und wird auch als ein Beispiel für einen Wärmeaustauschkapazitätseinstellabschnitt verwendet, der eine Wärmeaustauschkapazität des Innenkondensators 12 einstellt.
  • Ein Mischraum 36 ist in der Luftströmungsrichtung in dem Gehäuse 31 strömungsabwärtig von dem Innenkondensator 12 und von dem Vorbeiströmungsluftdurchgang 35 bereitgestellt. Geheizte Luft, die Wärme mit Kältemittel in dem Innenkondensator 12 ausgetauscht hat, und nicht geheizte Luft, die den Vorbeiströmungsluftdurchgang 35 durchlaufen hat, werden in dem Mischraum 36 vermischt.
  • Folglich stellt die Luftmischklappe 34 das Luftströmungsverhältnis zwischen dem Durchsatz der Luft, die den Innenkondensator 12 durchläuft, und dem Durchsatz der Luft, die den Vorbeiströmungsluftdurchgang 35 durchläuft, derart ein, dass eine Temperatur von Luft in dem Mischraum 36 eingestellt wird. Die Luftmischklappe 34 wird von einem nicht gezeigten Servomotor angetrieben, dessen Betrieb durch ein Steuersignal gesteuert wird, das von der Klimatisierungssteuerung 40 ausgegeben wird.
  • Ein in der Luftströmungsrichtung strömungsabwärtiger Teil des Gehäuses 31 hat Öffnungen, durch die klimatisierte Luft in dem Mischraum 36 in Richtung des Fahrzeugraums ausgeblasen wird. Der Fahrzeugraum ist der Raum (Klimatisierungszielraum), der klimatisiert werden soll. Zum Beispiel sind die Öffnungen eine Entfrosteröffnung 37a, durch die die klimatisierte Luft in Richtung einer Innenoberfläche einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs geblasen wird, eine Gesichtsöffnung 37b, durch die klimatisierte Luft in Richtung eines Oberteils eines Fahrgasts in dem Fahrzeugraum ausgeblasen wird, und Fußöffnungen 37c, durch die klimatisierte Luft in Richtung eines Fußbereichs des Fahrgasts ausgeblasen wird.
  • Eine Entfrosterklappe 38a, eine Gesichtsklappe 38b und eine Fußklappe 38c sind jeweils in der Luftströmungsrichtung strömungsaufwärtig von der Enfrosteröffnung 37a, der Gesichtsöffnung 37b und der Fußöffnung 37c angeordnet. Die Entfrosterklappe 38a, die Gesichtsklappe 38b und die Fußklappe 38c stellen jeweils Öffnungsflächen der Entfrosteröffnung 37a, der Gesichtsöffnung 37b und der Fußöffnung 37c ein.
  • Die Entfrosterklappe 38a, die Gesichtsklappe 38b und die Fußklappe 38c öffnen oder schließen jeweils die Öffnungen 37a, 37b, 37c, wobei sie als Beispiele für einen Luftauslassbetriebsart-Umschaltabschnitt verwendet werden, der eine Luftauslassbetriebsart umschaltet. Diese drei Klappen 38a, 38b, 38c werden über einen Verbindungsmechanismus oder ähnliches durch einen Servomotor angetrieben, wobei ein Betrieb des Servomotors durch ein Steuersignal gesteuert wird, das von der Klimatisierungssteuerung 40 ausgegeben wird.
  • In der Luftströmungsrichtung strömungsabwärtige Seiten der Entfrosteröffnung 37a, der Gesichtsöffnung 37b und der Fußöffnung 37c sind über Luftdurchgänge von Kanälen mit einem Entfrosterluftauslass, einem Gesichtsluftauslass und einem Fußluftauslass verbunden, die jeweils in dem Fahrzeugraum bereitgestellt sind.
  • Die Luftauslassbetriebsart umfasst eine Gesichtsbetriebsart, in welcher die Gesichtsöffnung 37b ganz offen ist, so dass aus dem Gesichtsluftauslass klimatisierte Luft in Richtung des oberen Teils des Fahrgasts in dem Fahrzeugraum geblasen wird, eine Zweihöhenbetriebsart, in welcher sowohl die Gesichtsöffnung 37b als auch die Fußöffnung 37c offen sind, so dass klimatisierte Luft in Richtung des oberen Teils und des Fußbereichs des Fahrgasts geblasen werden, und eine Fußbetriebsart, in welcher die Fußöffnung 37c ganz offen ist und die Entfrosteröffnung 37a ein wenig offen ist, so dass klimatisierte Luft hauptsächlich aus dem Fußluftauslass geblasen wird.
  • Als nächstes wird ein elektrischer Steuerabschnitt der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Die Klimatisierungssteuerung 40 umfasst einen bekannten Mikrocomputer und seine periphere Schaltung, und der Mikrocomputer umfasst eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Nur-Lese-Speicher (ROM) und einen Direktzugriffspeicher (RAM). Die Klimatisierungssteuerung 40 führt verschiedene Berechnungen und Verfahren basierend auf einem in dem ROM gespeicherten Klimatisierungsprogramm durch und steuert Betriebe verschiedener Klimatisierungskomponenten (z. B. des Kompressors 11, der Öffnungs-Schließventile 16a, 16b, 16c und des Gebläses 32), die mit einer Ausgangsseite der Klimatisierungssteuerung 40 verbunden sind.
  • Eine Eingangsseite der Klimatisierungssteuerung 40 ist mit einer Sensorgruppe 41 mit verschiedenen Klimatisierungssensoren verbunden. Die Sensorgruppe 41 umfasst einen Innenluftsensor, der eine Temperatur im Inneren des Fahrzeugraums erfasst, einen Außenluftsensor, der eine Temperatur von Außenluft erfasst, einen Sonnenstrahlungssensor, der eine Sonnenstrahlungsmenge erfasst, die in den Fahrzeugraum eintritt, einen Verdampfertemperatursensor, der eine Temperatur (Temperatur des Innenverdampfers 23) von Luft erfasst, die aus dem Innenverdampfer 23 strömt, einen Ausstoßdrucksensor, der einen Druck von Hochdruckkältemittel erfasst, das aus dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, einen Kondensatortemperatursensor, der eine Temperatur von Kältemittel erfasst, das aus dem Innenkondensator 12 strömt, und einen Einlassdrucksensor, der einen Druck von Kältemittel erfasst, das in den Kompressor 11 gesaugt wird.
  • Die Eingangsseite der Klimatisierungseinheit 40 ist ferner mit einem (nicht gezeigten) Bedienfeld verbunden, das in der Instrumententafel in dem vorderen Endteil des Fahrzeugraums angeordnet ist, und Steuersignale von verschiedenen Klimatisierungsschaltern, die auf dem Bedienfeld bereitgestellt sind, werden in die Klimatisierungssteuerung 40 eingegeben. Die verschiedenen Klimatisierungsschalter des Bedienfelds umfassen einen Aktivierungsschalter der Fahrzeugklimaanlage 1, einen Temperaturfestlegungsschalter, der verwendet wird, um eine Temperatur im Inneren des Fahrzeugraums festzulegen, und einen Betriebsart-Auswahlschalter, der verwendet wird, um die Kühlbetriebsart, die Entfeuchtungs-Heizbetriebsart oder die Heizbetriebsart auszuwählen.
  • Die Klimatisierungssteuerung 40 umfasst integral Steuerabschnitte (Hardware und Software), die Betriebe der verschiedenen Klimatisierungskomponenten steuern, die mit der Ausgangsseite der Klimatisierungssteuerung 40 verbunden sind.
  • Zum Beispiel umfassen die Steuerabschnitte in der vorliegenden Ausführungsform einen Ausstoßkapazitätssteuerabschnitt, der einen Betrieb des Elektromotors des Kompressors 11 steuert, einen Öffnungs-Schließ-Steuerabschnitt, der einen Betrieb des ersten Öffnungs-Schließventils 16a steuert, einen Kältemittelkreissteuerabschnitt, der die Betriebe der zweiten und dritten Öffnungs-Schließventile 16b, 16c, die als Beispiele für den Kältemittelkreis-Umschaltabschnitt verwendet werden, steuert, und einen Strömungsmengensteuerabschnitt, der den Servomotor für die Luftmischklappe 34 steuert. Der Ausstoßkapazitätssteuerabschnitt, der Öffnungs-Schließventilabschnitt, der Kältemittelkreissteuerabschnitt, und der Strömungsmengensteuerabschnitt können getrennt von der Klimatisierungssteuerung 40 bereitgestellt werden.
  • Als nächstes wird ein Betrieb der Fahrzeugklimaanlage 1 der vorliegenden Ausführungsform unter Bezug auf 5 bis 15 beschrieben. Ein Steuerverfahren für den Betrieb der in 5 gezeigten Fahrzeugklimaanlage 1 startet, wenn der Aktivierungsschalter der Klimaanlage 1 EIN-geschaltet wird. Jeder Steuerschritt der in den Zeichnungen gezeigten Flussdiagramme bildet jeden von verschiedenen Funktionsausführungsabschnitten, welche die Klimaanlage 40 enthält.
  • Bei Schritt S1 führt die Klimatisierungssteuerung 40 Initialisierungen (Initialisierungsverfahren) einer Markierung, eines Zeitschalters, von Vorgabepositionen verschiedener elektrischer Aktuatoren und ähnlicher durch und führt dann einen Steuerbetrieb von Schritt S2 durch. In dem Initialisierungsverfahren von Schritt S1 werden einige der Markierungen und Berechnungswerte, die am Ende des letzten Betriebs der Fahrzeugklimaanlage 1 gespeichert werden, beibehalten.
  • Bei Schritt S2 liest die Klimatisierungssteuerung 40 zum Beispiel eine vorgegebene Temperatur Tsoll des Fahrzeugraums, die durch den Temperaturfestlegungsschalter festgelegt wird, eine Klimatisierungsbetriebsart, die von dem Betriebsartauswahlschalter ausgewählt wird, ein und führt dann einen Steuerbetrieb von Schritt S3 durch. Bei Schritt S3, liest die Klimatisierungssteuerung 40 Signale der Fahrzeugumgebungsbedingungen ein, um eine Klimatisierungssteuerung durchzuführen, d. h. liest Erfassungssignale von der Sensorgruppe 41 ein, um die Klimatisierungssteuerung durchzuführen, und führt dann einen Steuerbetrieb von Schritt S4 durch.
  • Bei Schritt S4 berechnet die Klimatisierungssteuerung 40 eine Zielauslasstemperatur TAO (Zieltemperatur) der Luft, die aus den Luftauslässen in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, und führt dann einen Steuerbetrieb von Schritt S5 durch. Insbesondere wird bei Schritt S4 die Zielauslasstemperatur TAO der vorliegenden Ausführungsform unter Verwendung der vorgegebenen Temperatur Tsoll, einer Innenlufttemperatur Tr des Fahrzeugraums, die von dem Innenluftsensor erfasst wird, einer Außenlufttemperatur Tam, die von dem Außenluftsensor erfasst wird, und einer Sonnenstrahlungsmenge Ts, die von dem Sonnenstrahlungssensor erfasst wird, berechnet.
  • Bei Schritt S5 bestimmt die Klimatisierungssteuerung 40 eine Luftblaskapazität (Luftblasmenge) des Gebläses 32 und führt dann einen Steuerbetrieb von Schritt S6 durch. Insbesondere wird bei Schritt S5 die Luftblasmenge (z. B. eine Gebläsemotorspannung, die an den Elektromotor des Gebläses 32 angelegt wird) des Gebläses 32 unter Verwendung eines in der Klimatisierungssteuerung 40 gespeicherten Kennfelds basierend auf der bei Schritt S4 bestimmten Zielauslasstemperatur TAO bestimmt.
  • Wenn in der vorliegenden Ausführungsform zum Beispiel die Zielauslasstemperatur TAO in Schritt S4 innerhalb einem extrem niedrigen Temperaturbereich oder einem extrem hohen Temperaturbereich bestimmt wird, wird die Gebläsemotorspannung auf die hohe Spannung um einen Höchstwert herum festgelegt, so dass die Luftblasmenge des Gebläses 32 um eine höchste Luftblasmenge herum gesteuert wird. Wenn die Zielauslasstemperatur TAO von dem extrem niedrigen Temperaturbereich in Richtung eines vorgegebenen mittleren Temperaturbereichs gesteuert wird, wird die Gebläsemotorspannung verringert, so dass die Luftblasmenge des Gebläses 32 gemäß der Zunahme der Zielauslasstemperatur TAO verringert wird.
  • Wenn die Zielauslasstemperatur TAO von dem extrem hohen Temperaturbereich in Richtung des mittleren Temperaturbereichs verringert wird, wird die Gebläsemotorspannung verringert, so dass die Luftblasmenge des Gebläses 32 gemäß der Abnahme der Zielauslasstemperatur TAO verringert wird. Wenn bestimmt wird, dass die TAO innerhalb des mittleren Temperaturbereichs ist, wird die Gebläsemotorspannung auf einen niedrigsten Wert festgelegt, so dass die Luftblasmenge des Gebläses 32 eine kleinste Menge wird.
  • Bei Schritt S6 bestimmt die Klimatisierungssteuerung 40 die Klimatisierungsbetriebsart basierend auf einem Steuersignal von dem Betriebsartauswahlschalter des Bedienfelds. Wenn von dem Betriebsartauswahlschalter die Kühlbetriebsart als die Klimatisierungsbetriebsart ausgewählt wird, wird ein Steuerverfahren von Schritt S7 durchgeführt. Wenn die Entfeuchtungs-Heizbetriebsart als die Klimatisierungsbetriebsart ausgewählt wird, wird ein Steuerverfahren von Schritt S8 durchgeführt. Wenn die Heizbetriebsart als die Klimatisierungsbetriebsart ausgewählt wird, wird ein Steuerverfahren von Schritt S9 durchgeführt.
  • Bei den Schritten S7 bis S9 werden die jeder Klimatisierungsbetriebsart entsprechenden Steuerverfahren durchgeführt, und dann wird ein Steuerbetrieb von Schritt S10 durchgeführt. Detaillierte Beschreibungen der Steuerverfahren der Schritte S7 bis S9 werden später beschrieben.
  • Bei Schritt S10 bestimmt die Klimatisierungssteuerung 40 eine Umschaltbedingung (Lufteinlassbetriebsart) der Innen-/Außenluft-Umschaltvorrichtung 33, und führt dann einen Steuerbetrieb von Schritt S11 durch. Bei Schritt S10 wird die Lufteinlassbetriebsart basierend auf der Zielauslasslufttemperatur TAO unter Verwendung eines in der Klimatisierungssteuerung 40 gespeicherten Steuerkennfelds durchgeführt. In der vorliegenden Ausführungsform wird im Allgemeinen eine Außenluftbetriebsart, in der hauptsächlich Außenluft in die Klimatisierungseinheit 30 eingeleitet wird, als die Lufteinlassbetriebsart bestimmt. Wenn jedoch die Zielauslasstemperatur TAO als innerhalb dem extrem niedrigen Temperaturbereich oder dem extrem hohen Temperaturbereich bestimmt wird, wie etwa wenn eine hohe Kühlleistung oder eine hohe Heizleistung erforderlich ist, wird eine Innenluftbetriebsart als die Lufteinlassbetriebsart ausgewählt, in der hauptsächlich Innenluft in die Klimatisierungseinheit 30 eingeleitet wird.
  • Bei Schritt S11 bestimmt die Klimatisierungssteuerung 40 die Luftauslassbetriebsart und führt dann einen Steuerbetrieb von Schritt S12 durch. Bei Schritt S11 wird die Luftauslassbetriebsart unter Verwendung eines in der Klimatisierungssteuerung 40 gespeicherten Steuerkennfelds basierend auf der Zielauslasstemperatur TAO bestimmt. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Luftauslassbetriebsart gemäß der Änderung der Zielauslasstemperatur TAO von einem hohen Temperaturbereich zu einem niedrigen Temperaturbereich in der folgenden Reihenfolge umgeschaltet: Fußbetriebsart -> Zweihöhenbetriebsart -> Gesichtsbetriebsart.
  • Bei Schritt S12 gibt die Klimatisierungssteuerung 40 Steuersignale und Steuerspannungen an die verschiedenen Klimatisierungskomponenten aus, die mit der Ausgangsseite der Klimatisierungssteuerung 40 verbunden sind und zu steuernde Objekte sind, so dass die bei den Schritten S6 bis S11 bestimmten Steuerzustände erhalten werden. Bei Schritt S13 wartet die Klimatisierungssteuerung 40 eine Steuerperiode τ lang. Anschließend erkennt die Klimatisierungssteuerung das Verstreichen der Steuerzeitspanne τ, wobei sie den Steuerbetrieb von Schritt S2 durchführt.
  • In der in 5 gezeigten Steuerroutine wiederholt die Klimatisierungssteuerung 40 die vorstehend beschriebenen Steuerbetriebe: Lesen der Erfassungssignale und Steuersignale -> Bestimmung der Steuerzustände der verschiedenen gesteuerten Komponenten -> Ausgeben von Steuersignalen und Steuerspannungen an die verschiedenen gesteuerten Komponenten. Die Steuerroutine wird durchgeführt, bis erforderlich ist, dass der Betrieb der Fahrzeugklimaanlage 1 gestoppt wird, indem zum Beispiel der Aktivierungsschalter AUS-geschaltet wird. Als nächstes werden Details der Klimatisierungsbetriebsart beschrieben, die bei den Schritten S7 bis S9 durchgeführt wird.
  • (Kühlbetriebsart)
  • Die bei Schritt S7 durchgeführte Kühlbetriebsart wird beschrieben. In der Kühlbetriebsart öffnet die Klimatisierungssteuerung 40 das erste Expansionsventil 13 ganz und bringt das zweite Expansionsventil 22 in einen Dekompressionszustand, in dem sein Öffnungsgrad verringert ist und seine Dekompressionswirkung ausgeübt wird. Außerdem schließt die Klimatisierungssteuerung 40 das erste und dritte Öffnungs-Schließventil 16a, 16c und öffnet das zweite Öffnungs-Schließventil 16b.
  • Wenn daher die Klimatisierungssteuerung 40 bei dem in 5 gezeigten Schritt S12 Steuersignale und Steuerspannungen an die verschiedenen gesteuerten Komponenten ausgibt, wird der Kältemittelkreis des Wärmepumpenkreislaufs 10, wie durch durchgezogene Pfeile in 1 gezeigt, bereitgestellt. In diesem Kreislaufaufbau der Kühlbetriebsart bestimmt die Klimatisierungssteuerung 40 die Betriebszustände der verschiedenen Klimatisierungskomponenten, die mit der Ausgangsseite der Klimatisierungssteuerung 40 verbunden sind, basierend auf der bei Schritt S4 bestimmten Zielauslasstemperatur TAO und Erfassungssignalen von der Sensorgruppe 41.
  • Zum Beispiel wird die Drehzahl Nc des Kompressors 11 (d. h. Steuersignal, das an den Elektromotor des Kompressors 11 ausgegeben wird) wie folgt bestimmt. Zuerst wird eine Zielverdampfertemperatur TEO des Innenverdampfers 23 unter Verwendung eines in der Klimatisierungssteuerung 40 gespeicherten Steuerkennfelds basierend auf der Zielauslasstemperatur TAO bestimmt. Die Zielverdampfertemperatur TEO wird derart bestimmt, dass sie höher oder gleich einer vorgegebenen Temperatur (z. B. 1^C) ist, die höher als eine Frostbildungstemperatur (d. h. 0°C) ist, um zu verhindern, dass der Innenverdampfer 23 Frost bildet.
  • Und dann wird die Drehzahl Nc basierend auf einer Abweichung zwischen der Zielverdampfertemperatur TEO und einer Temperatur von Luft, die aus dem Verdampfer 23 strömt, die von dem Verdampfertemperatursensor erfasst wird, bestimmt, so dass die Temperatur von Luft, die aus dem Verdampfer 23 strömt, sich durch eine Rückkopplungssteuerung der Zielverdampfertemperatur TEO annähert.
  • Ein Steuersignal, das an das zweite Expansionsventil 22 ausgegeben wird, wird derart bestimmt, dass ein Unterkühlungsgrad von Kältemittel, das in das zweite Expansionsventil 22 strömt, sich einem vorgegebenen Zielunterkühlungsgrad nähert. Der Zielunterkühlungsgrad wird derart bestimmt, dass der COP sich ungefähr einem größten Wert nähert. Ein Steuersignal, das an den Servomotor der Luftmischklappe 34 ausgegeben wird, wird derart bestimmt, dass die Luftmischklappe 34 einen Luftdurchgang des Innenkondensators 12 schließt und dass eine Gesamtmenge an Luft, die aus dem Innenverdampfer 23 strömt, in den Vorbeiströmungsdurchgang 35 strömt.
  • Die vorstehend beschriebene Steuerroutine, wie etwa das Lesen von Erfassungssignalen und Steuersignalen -> die Berechnung der Zielauslasstemperatur TAO -> die Bestimmung der Betriebsbedingungen der verschiedenen Klimatisierungskomponenten -> die Ausgabe von Steuerspannungen und Steuersignalen, wird wiederholt, bis die Klimatisierungsbetriebsart bei dem in 5 gezeigten Schritt S6 auf die Entfeuchtungs-Heizbetriebsart oder die Heizbetriebsart umgeschaltet wird, oder bis es erforderlich ist, dass die Fahrzeugklimaanlage 1 zum Beispiel durch ein Steuersignal von dem Bedienfeld gestoppt wird.
  • In dem Wärmepumpenkreislauf 10 in der Kühlbetriebsart strömt Hochdruckkältemittel (an einem Punkt a6 in 6), das aus der Ausstoßöffnung 11c des Kompressors 11 ausgestoßen wird, in den Innenkondensator 12. Da die Luftmischklappe 34 den Luftdurchgang des Innenkondensators 12 schließt, strömt das Hochdruckkältemittel, das in dem Innenkondensator 12 strömt, mit wenig Wärmeabstrahlung aus dem Innenkondensator 12.
  • Das Kältemittel, das aus dem Innenkondensator 12 strömt, strömt in folgender Reihenfolge durch: das erste Expansionsventil 13 -> den Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 -> das zweite Öffnungs-Schließventil 16b und strömt dann in den Außenwärmetauscher 20. Da das erste Expansionsventil 13 ganz offen ist, strömt das aus dem Innenkondensator 12 strömende Kältemittel mit wenig Dekompression durch das erste Expansionsventil 13. Anschließend strömt das aus dem ersten Expansionsventil 13 strömende Kältemittel aus dem Zuströmungskanal 14b des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 14 in den Gas-Flüssigkeitsabscheider 14.
  • Hier ist das Kältemittel, das in den Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 strömt, in einem Gaszustand, weil das Kältemittel in dem Innenkondensator 12 fast keine Wärme mit Luft austauscht. Folglich strömt das Gaskältemittel ohne eine Gas-Flüssigkeitsabscheidung in dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 aus dem Flüssigkeitsausströmungskanal 14d. Überdies ist das erste Öffnungs-Schließventil 16a geschlossen, so dass das Gaskältemittel nicht aus dem Gasausströmungskanal 14c strömt.
  • Das Gaskältemittel, das aus dem Flüssigkeitsausströmungskanal 14d strömt, strömt über den Vorbeiströmungsdurchgang 18 in den Außenwärmetauscher 20, ohne in die feste Drossel 17 zu strömen. Das Kältemittel, das in den Außenwärmetauscher 20 strömt, tauscht, wie durch den Punkt a6 -> einen Punkt b6 in 6 gezeigt, mit von dem Gebläseventilator 21 geblasener Außenluft Wärme aus.
  • Das Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher 20 strömt, strömt in das zweite Expansionsventil 22, das in dem Dekompressionszustand ist, weil das dritte Öffnungs-Schließventil 16c geschlossen ist. Und dann wird das Kältemittel, das in das zweite Expansionsventil 22 strömt, durch isenthalpe Expansion und Dekompression, wie durch den Punkt b6 -> einen Punkt c6 in 6 gezeigt, zu dem Niederdruckkältemittel. Das Niederdruckkältemittel, das in dem zweiten Expansionsventil 22 dekomprimiert wurde, strömt in den Innenverdampfer 23, um Wärme aus von dem Gebläse 32 geblasener Luft aufzunehmen und zu verdampfen, wie durch den Punkt c6 -> einen Punkt d6 in 6 gezeigt. Folglich wird die Luft, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, gekühlt.
  • Das Kältemittel, das aus dem Innenverdampfer 24 strömt, wird in dem Akkumulator 24 in Gaskältemittel und flüssiges Kältemittel abgeschieden. Das Gaskältemittel wird, wie durch einen Punkt e6 in 6 gezeigt, von dem Ansaugkanal 11a in den Kompressor 11 gesaugt und wird, wie durch den Punkt e6 -> einen Punkt a16 -> den Punkt a6 in 6 gezeigt, durch den Kompressionsmechanismus der niedrigeren Stufe und dann durch den Kompressionsmechanismus der höheren Stufe erneut komprimiert.
  • Hier ist der Grund, warum der Punkt d6 und der Punkt e6 in 6 voneinander verschieden sind, dass in dem Gaskältemittel, das eine Kältemittelrohrleitung von dem Akkumulator 24 zu dem Ansaugkanal 11a des Kompressors 11 durchläuft, ein Druckabfall erzeugt wird. Idealerweise sind der Punkt d6 und der Punkt e6 identisch miteinander. Der Grund für die Differenz ist ähnlich den folgenden Zeichnungen.
  • Da, wie vorstehend beschrieben, die Luftmischklappe 34 den Luftdurchgang des Innenkondensators 12 schließt, kann Luft, die in dem Innenverdampfer 23 gekühlt wird, in den Fahrzeugraum geblasen werden, ohne den Innenkondensator 12 zu durchlaufen. Folglich kann das Kühlen des Fahrzeugrums durchgeführt werden.
  • In der Kühlbetriebsart, strömt, wie vorstehend beschrieben, Kältemittel, das aus dem Innenkondensator 12, der als ein Beispiel für den Heizwärmetauscher verwendet wird, in der folgenden Reihenfolge: das erste Expansionsventil 13, das als ein Beispiel für die erste Expansionsvorrichtung verwendet wird, -> den Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 -> den Außenwärmetauscher 20 -> das zweite Expansionsventil 22, das als ein Beispiel für die dritte Expansionsvorrichtung verwendet wird, -> den Innenverdampfer 23, der als ein Beispiel für den Kühlwärmetauscher verwendet wird -> den Akkumulator 24 -> den Ansaugkanal 11a des Kompressors 11.
  • (b) Entfeuchtungs-Heizbetriebsart
  • Details der bei Schritt S8 durchgeführten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart werden unter Bezug auf 7 bis 14 beschrieben.
  • Wie vorstehend beschrieben, können in dem Wärmepumpenkreislauf 10 der vorliegenden Ausführungsform die zwei Klimatisierungsbetriebsarten, die normale Entfeuchtungs-Heizbetriebsart und die Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart, selektiv untereinander als die Entfeuchtungs-Heizbetriebsart umgeschaltet werden. Die normale Entfeuchtungs-Heizbetriebsart wird im Allgemeinen im Vergleich zu der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ausgewählt.
  • Bei Schritt S81 in 7 bestimmt die Klimatisierungssteuerung 40 die Steuerzustände der ersten und zweiten Expansionsventile 13, 22, der Luftmischklappe 34, der ersten bis dritten Öffnungs-Schließventile 16a, 16b, 16c in der normalen Entfeuchtungs-Heizbetriebsart.
  • Insbesondere bringt die Klimatisierungssteuerung 40 das erste Expansionsventil 13 in einen ganz offenen Zustand oder in den Dekompressionszustand und bringt das zweite Expansionsventil 22 in einen ganz offenen Zustand oder in den Dekompressionszustand. Überdies schließt die Klimatisierungssteuerung 40 das erste und dritte Öffnungs-Schließventil 16a, 16c und öffnet das zweite Öffnungs-Schließventil 16b. Außerdem bestimmt die Klimatisierungssteuerung 40 den Steuerzustand des Servomotors der Luftmischklappe 34 derart, dass ein Öffnungsgrad der Luftmischklappe 34 am kleinsten festgelegt wird, um den Vorbeiströmungsdurchgang 35 zu schließen.
  • Wenn daher bei Schritt S12 in 5 Steuersignale und Steuerspannungen in die verschiedenen gesteuerten Komponenten ausgegeben werden, wird ähnlich der Kühlbetriebsart der durch die durchgezogenen Pfeile in 1 gezeigte Kältemittelkreis des Wärmepumpenkreislaufs 10 bereitgestellt.
  • Bei Schritt S82 bestimmt die Klimatisierungssteuerung 40 einen Zieldruck TPd eines höherdruckseitigen Kältemitteldrucks Pd zwischen dem Ausstoßkanal 11c des Kompressors 11 und der Einlassseite des ersten Expansionsventils 13 in dem Wärmepumpenkreislauf 10. Insbesondere wird der Zieldruck TPd basierend auf der bei Schritt S4 in 5 bestimmten Zielauslasstemperatur TAO unter Verwendung eines in der Klimatisierungssteuerung 40 gespeicherten Steuerkennfelds derart bestimmt, dass eine Temperatur von Luft, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, die Zielauslasstemperatur TAO wird. Und dann führt die Klimatisierungssteuerung 40 einen Steuerbetrieb von Schritt S83 durch.
  • Bei Schritt S83 bestimmt die Klimatisierungssteuerung 40 die Zielverdampfertemperatur TEO des Innenverdampfers 23 und führt dann einen Steuerbetrieb von Schritt S84 durch. Insbesondere wird die Zielverdampfertemperatur TEO basierend auf der bei Schritt S82 bestimmten Zieltemperatur TPd unter Verwendung eines in der Klimatisierungssteuerung 40 gespeicherten Steuerkennfelds derart bestimmt, dass der höherdruckseitige Kältemitteldruck Pd der Zieldruck TPd wird. Die Zielverdampfertemperatur TEO wird derart bestimmt, dass sie gleich oder höher als eine vorbestimmte Temperatur (z. B. 1°C) ist, die höher als die Frostbildungstemperatur ist, um zu verhindern, dass der Innenverdampfer 23 Frost bildet.
  • Bei dem Schritt S84 bestimmt die Klimatisierungssteuerung 40, ob das zweite Expansionsventil 22 ganz offen (in dem ganz offenen Zustand) ist oder nicht. Wenn das zweite Expansionsventil 22, ganz offen ist, führt die Klimatisierungssteuerung 40 einen Steuerbetrieb von Schritt S85 durch, um zu bestimmen, ob eine Luftheizkapazität des Innenkondensators 12 ausreicht oder nicht. Wenn das zweite Expansionsventil 22 nicht ganz offen ist, führt die Klimatisierungssteuerung 40 bei Schritt S86 einen Steuerbetrieb der normalen Entfeuchtungs-Heizbetriebsart durch.
  • Wenn bei Schritt S85 die Luftheizkapazität des Innenkondensators 12 als unzureichend bestimmt wird (d. h. wenn eine in 8 gezeigte Steuermarkierung 1 ist), führt die Klimatisierungssteuerung 40 bei Schritt S87 ein Steuerverfahren der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart durch. Wenn andererseits bei Schritt S85 bestimmt wird, dass die Luftheizkapazität des Innenkondensators 12 ausreicht, (d. h. wenn die in 8 gezeigte Steuermarkierung 0 ist), führt die Klimatisierungssteuerung 40 bei Schritt S86 das Steuerverfahren der normalen Entfeuchtungs-Heizbetriebsart durch.
  • Insbesondere wenn bei Schritt S85 eine Druckdifferenz, die durch Subtrahieren des aktuellen höherdruckseitigen Kältemitteldrucks Pd von dem Zieldruck TPd erhalten wird, in einem Erhöhungsverfahren, in dem die Druckdifferenz zunimmt, gleich oder höher als ein vorbestimmter erster Kriteriumswert C1 wird, bestimmt die Klimatisierungssteuerung 40 die Luftheizkapazität als unzureichend und setzt damit die Steuermarkierung auf 1. Wenn die Druckdifferenz in einem Verringerungsverfahren, in dem die Druckdifferenz abnimmt, kleiner oder gleich einem vorgegebenen zweiten Kriteriumswert C2 wird, bestimmt die Klimatisierungssteuerung 40 die Luftheizkapazität als ausreichend und setzt damit die Steuermarkierung auf 0. Eine Differenz zwischen den ersten und zweiten Kriteriumswerten C1, C2 wird zur Verhinderung von Steuerschwankungen als ein Hysteresefehler festgelegt.
  • Der höherdruckseitige Kältemitteldruck Pd ist eine physikalische Größe mit einer Korrelation mit einer Kältemittelkondensationstemperatur des Innenkondensators 12. Folglich ist die Druckdifferenz, die erhalten wird, indem der höherdruckseitige Kältemitteldruck Pd von dem Zieldruck TPd subtrahiert wird, ein Wert, der eine Korrelation mit einer Temperaturdifferenz hat, die erhalten wird, indem eine tatsächliche Temperatur von Luft unmittelbar nach dem Ausströmen aus dem Innenkondensator 12 von der Zielauslasstemperatur TAO subtrahiert wird.
  • Daher kann die Steuerung von Schritt S85 als ein Steuerbetrieb dargestellt werden, in dem die normale Entfeuchtungs-Heizbetriebsart und die Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart basierend auf der Temperaturdifferenz, die erhalten wird, indem die Temperatur von Luft unmittelbar nach dem Ausströmen aus dem Innenkondensator 12 von der Zielauslasstemperatur TAO subtrahiert wird, untereinander umgeschaltet werden. Dies bedeutet, dass die normale Entfeuchtungs-Heizbetriebsart auf die Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart umgeschaltet wird, wenn die Temperaturdifferenz größer oder gleich einer vorgegebenen Temperaturdifferenz ist.
  • Bei dem Schritt S88 nach den Schritten S86, S87 bestimmt die Klimatisierungssteuerung 40 die Drehzahl Nc des Kompressors 11 durch eine Rückkopplungsregelung, so dass der höherdruckseitige Kältemitteldruck Pd sich dem Zieldruck TPd nähert, und führt dann den Steuerbetrieb von Schritt S10 durch.
  • Als nächstes werden Details der normalen Entfeuchtungs-Heizbetriebsart, die bei Schritt S86 durchgeführt wird, nachstehend beschrieben. In der normalen Entfeuchtungs-Heizbetriebsart werden Öffnungsgrade der ersten und zweiten Expansionsventile 13, 22 gemäß der Zunahme der Zielauslasstemperatur TAO geändert. Insbesondere wird eine Druckverringerungsmenge des Kältemittels in dem ersten Expansionsventil 13 erhöht, und eine Druckverringerungsmenge des Kältemittels in dem zweiten Expansionsventil 22 wird gemäß der Zunahme der Zielauslasstemperatur TAO verringert. Folglich umfasst die normale Entfeuchtungs-Heizbetriebsart erste bis vierte Entfeuchtungs-Heizbetriebsarten, und in der normalen Entfeuchtungs-Heizbetriebsart wird abhängig von der Zielauslasstemperatur TAO eine der vier Entfeuchtungs-Heizbetriebsarten durchgeführt.
  • (b) (i) Erste Entfeuchtungs-Heizbetriebsart
  • Eine erste Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ist ein Beispiel für die normale Entfeuchtungs-Heizbetriebsart. In der ersten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ist das erste Expansionsventil 13 ganz offen und das zweite Expansionsventil 22 ist in einem Dekompressionszustand, so dass ein Kreislaufaufbau (Kältemittelkreis) der ersten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ähnlich dem der Kühlbetriebsart ist. Die Luftmischklappe 34 wird eingestellt, um den Luftdurchgang des Innenkondensators 12 ganz zu öffnen.
  • Hochdruckkältemittel, das durch einen Punkt a9 in 9 gezeigt ist, das von dem Ausstoßkanal 11c des Kompressors 11 ausgestoßen wird, strömt in den Innenkondensator 12 und strahlt durch den Wärmeaustausch mit Luft, die in dem Innenverdampfer 23 gekühlt und entfeuchtet wurde, Wärme ab, wie durch den Punkt a9 -> einen Punkt b19 in 9 gezeigt. Folglich wird Luft, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, in dem Innenkondensator 12 geheizt.
  • Das aus dem Innenkondensator 12 strömende Kältemittel strömt in der folgender Reihenfolge durch das erste Expansionsventil 13 -> den Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 -> das zweite Öffnungs-Schließventil 16b und dann strömt das Kältemittel in den Außenwärmetauscher 20. Das Hochdruckkältemittel, das in den Wärmetauscher 20 strömt, strahlt, wie durch den Punkt b19 -> einen Punkt b29 in 9 gezeigt, durch den Wärmeaustausch mit von dem Gebläseventilator 21 geblasener Außenluft Wärme ab. Eine anschließende Kältemittelströmungs- und entsprechende Zustandsänderung des Kältemittels sind ähnlich denen der Kühlbetriebsart. Das heißt, die anderen Betriebszustände der ersten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart sind ähnlich denen der Kühlbetriebsart.
  • Wie vorstehend beschrieben, kann Luft, die in dem Innenverdampfer 23 gekühlt und entfeuchtet wurde, in dem Innenkondensator 12 geheizt werden und kann in den Fahrzeugraum geblasen werden. Folglich kann das Entfeuchten und Heizen des Fahrzeugraums durchgeführt werden.
  • (b) (ii) Zweite Entfeuchtungs-Heizbetriebsart
  • Wenn die Zielauslasstemperatur TAO während des Durchführens der ersten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart höher als eine erste Referenztemperatur wird, wird eine zweite Entfeuchtungs-Heizbetriebsart durchgeführt. Die zweite Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ist ein anderes Beispiel für die normale Entfeuchtungs-Heizbetriebsart. In der zweiten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ist das erste Expansionsventil 13 in einem Dekompressionszustand, und das zweite Expansionsventil 22 ist in einem Dekompressionszustand, in dem der Öffnungsgrad des zweiten Expansionsventils 22 größer als der in der ersten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ist.
  • Folglich ist die Druckverringerungsmenge des Kältemittels in dem ersten Expansionsventil 13 in der zweiten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart größer als in der ersten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart, und die Druckverringerungsmenge des Kältemittels in dem zweiten Expansionsventil 22 in der zweiten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ist kleiner als in der ersten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart.
  • Ähnlich der ersten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart strömt Hochdruckkältemittel, das aus dem Ausstoßkanal 11c des Kompressors 11 ausgestoßen wird, das durch einen Punkt a10 in 10 gezeigt ist, in den Innenkondensator 12 und strahlt, wie durch den Punkt a10 -> einen Punkt b10 in 10 gezeigt, durch den Wärmeaustausch mit Luft, die in dem Innenverdampfer 23 gekühlt und entfeuchtet wurde, Wärme ab. Folglich wird Luft, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, in dem Innenkondensator 12 geheizt.
  • Das Hochdruckkältemittel, das aus dem Innenkondensator 12 strömt, wird durch die isenthalpe Dekompression in dem ersten Expansionsventil 13, das in einem Dekompressionszustand ist, wie durch den Punkt b110 -> einen Punkt b210 in 10 gezeigt, zu einem Zwischendruckkältemittel. Das Zwischendruckkaltemittel, das aus dem ersten Expansionsventil 13 strömt, strömt in dieser Reihenfolge durch den Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 -> das zweite Öffnungs-Schließventil 16b und dann strömt das Kältemittel in den Außenwärmetauscher 20. Das Zwischendruckkältemittel, das in den Außenwärmetauscher 20 strömt, strahlt durch den Wärmeaustausch mit von dem Gebläseventilator 21 geblasener Außenluft Wärme ab. Eine anschließende Kältemittelströmungs- und entsprechende Zustandsänderung des Kältemittels sind ähnlich denen der Kühlbetriebsart.
  • Wie vorstehend beschrieben, kann in der zweiten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart Luft, die in dem Innenverdampfer 23 gekühlt und entfeuchtet wurde, in dem Innenkondensator 12 geheizt werden und kann ähnlich der ersten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart in den Fahrzeugraum geblasen werden. Folglich kann das Entfeuchten und Heizen des Fahrzeugraums durchgeführt werden.
  • Da das erste Expansionsventil 13 in der zweiten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart in einem Dekompressionszustand ist, kann eine Temperatur von Kältemittel, das den Außenwärmetauscher 20 durchläuft, relativ zu dem Fall der ersten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart verringert werden. Folglich kann eine Temperaturdifferenz zwischen dem Kältemittel und Außenluft in dem Außenwärmetauscher 20 verringert werden, und eine Wärmestrahlungsmenge des Kältemittels in dem Außenwärmetauscher 20 kann dadurch verringert werden.
  • Als ein Ergebnis kann eine Wärmestrahlungsmenge des Kältemittels in dem Innenkondensator 12 erhöht werden, und die Luftheizkapazität des Innenkondensators 12 kann dadurch relativ zu dem Fall der ersten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart verbessert werden.
  • (b) (iii) Dritte Entfeuchtungs-Heizbetriebsart
  • Wenn die Zielauslasstemperatur TAO während der Durchführung der zweiten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart höher als eine zweite Referenztemperatur wird, wird eine dritte Entfeuchtungs-Heizbetriebsart durchgeführt. Die dritte Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ist ein anderes Beispiel für die normale Entfeuchtungs-Heizbetriebsart. In der dritten Entfeuchtungs-Betriebsart wird der Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 derart eingestellt, dass er kleiner als der in der zweiten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ist, und der Öffnungsgrad des zweiten Expansionsventils 22 wird größer als der in der zweiten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart eingestellt.
  • Folglich ist in der dritten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart die Druckverringerungsmenge von Kältemittel in dem ersten Expansionsventil 13 größer als in der zweiten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart, und die Druckverringerungsmenge des Kältemittels in dem zweiten Expansionsventil 22 ist kleiner als in der zweiten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart.
  • Ähnlich den ersten und zweiten Entfeuchtungs-Heizbetriebsarten strömt Hochdruckkältemittel, das von dem Ausstoßkanal 11c des Kompressors 11 ausgestoßen wird, das durch einen Punkt a11 in 11 gezeigt ist, in den Innenkondensator 12 und strahlt, wie durch den Punkt a11 -> einen Punkt b11 in
  • 11 gezeigt, durch den Wärmeaustausch mit Luft, die in dem Innenverdampfer 23 gekühlt und entfeuchtet wurde, Wärme ab. Folglich wird Luft, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, in dem Innenkondensator 12 geheizt.
  • Das Hochdruckkältemittel, das aus dem Innenkondensator 12 strömt, wird durch isenthalpe Dekompression des ersten Expansionsventils 13, das in dem Dekompressionszustand ist, wie durch den Punkt b11 -> einen Punkt c111 in 11 gezeigt, zu Zwischendruckkältemittel. Das aus dem ersten Expansionsventil 13 strömende Zwischendruckkältemittel strömt in einer folgenden Reihenfolge durch den Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 -> das zweite Öffnungs-Schließventil 16b, und dann strömt das Kältemittel in den Außenwärmetauscher 20.
  • Das Zwischendruckkältemittel, das in den Außenwärmetauscher 20 strömt, nimmt, wie durch den Punkt c111 -> einen Punkt c211 in 11 gezeigt, durch den Wärmeaustausch mit von dem Gebläseventilator 21 geblasener Außenluft Wärme auf. Das aus dem Außenwärmetauscher 20 strömende Kältemittel wird von dem zweiten Expansionsventil 22, wie durch den Punkt c211 -> einen Punkt c311 in 11 gezeigt, ohne eine Änderung einer Enthalpie des Kältemittels dekomprimiert und strömt dann in den Innenverdampfer 23. Eine anschließende Kältemittelströmungs- und entsprechende Zustandsänderung des Kältemittels sind ähnlich denen der Kühlbetriebsart.
  • Wie vorstehend beschrieben, kann in der dritten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart Luft, die in dem Innenverdampfer 23 gekühlt und entfeuchtet wurde, in dem Innenkondensator 12 geheizt werden und kann ähnlich den ersten und zweiten Entfeuchtungs-Heizbetriebsarten in den Fahrzeugraum geblasen werden. Folglich kann das Entfeuchten und Heizen des Fahrzeugraums durchgeführt werden.
  • Da der Außenwärmetauscher 20 als ein Verdampfer verwendet wird, kann durch Verringern des Öffnungsgrads des ersten Expansionsventils 13 in der dritten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart eine Wärmeaufnahmemenge von Kältemittel aus der Außenluft erhöht werden. Folglich kann eine Wärmeabstrahlungsmenge von Kältemittel in dem Innenkondensator 12 erhöht werden, und die Luftheizkapazität des Innenkondensators 12 kann dadurch relativ zu der zweiten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart verbessert werden.
  • (b) (iv) Vierte Entfeuchtungs-Heizbetriebsart
  • Wenn die Zielauslasstemperatur TAO während der Durchführung der dritten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart höher als eine dritte Referenztemperatur wird, wird eine vierte Entfeuchtungs-Heizbetriebsart durchgeführt. Die vierte Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ist ein anderes Beispiel für die normale Entfeuchtungs-Heizbetriebsart. In der vierten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart wird der Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 eingestellt, so dass er kleiner als in der dritten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ist, und der Öffnungsgrad des zweiten Expansionsventils 22 ist ganz offen.
  • Folglich ist in der vierten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart die Druckverringerungsmenge des Kältemittels in dem ersten Expansionsventil 13 größer als in der dritten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart, und die Druckverringerungsmenge von Kältemittel in dem zweiten Expansionsventil 22 ist kleiner als in der dritten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart.
  • Ähnlich den ersten bis dritten Entfeuchtungs-Heizbetriebsarten strömt Hochdruckkältemittel, das durch einen Punkt a12 in 12 gezeigt ist, das von dem Ausstoßkanal 11c des Kompressors 11 ausgestoßen wird, in den Innenkondensator 12 und strahlt, wie durch den Punkt a12 -> einen Punkt b12 in 12 gezeigt, durch den Wärmeaustausch mit Luft, die in dem Innenverdampfer 23 gekühlt und entfeuchtet wurde, Wärme ab. Folglich wird Luft, die in den Fahrzeugraum geblasen wird, in dem Innenkondensator 12 geheizt.
  • Das aus dem Innenkondensator 12 strömende Kältemittel wird, wie durch den Punkt b12 -> einen Punkt c112 in 12 gezeigt, durch isenthalpe Dekompression in dem Expansionsventil 13, das in dem Dekompressionszustand ist, zu Niederdruck- und Niedertemperatur-Kältemittel. Das aus dem ersten Expansionsventil 13 strömende Niederdruckkältemittel strömt in der folgenden Reihenfolge durch den Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 -> das zweite Öffnungs-Schließventil 16b und dann strömt das Kältemittel in den Außenwärmetauscher 20.
  • Das in den Außenwärmetauscher 20 strömende Niederdruckkältemittel 20 nimmt, wie durch den Punkt wie c112 -> einen Punkt c212 in 12 gezeigt, durch den Wärmeaustausch mit von dem Gebläseventilator 21 geblasener Außenluft Wärme auf. Das aus dem Außenwärmetauscher 20 strömende Kältemittel strömt ohne Dekompression in den Innenverdampfer 23, weil das zweite Expansionsventil 22 ganz offen ist. Eine anschließende Kältemittelströmungs- und entsprechende Zustandsänderung des Kältemittels sind ähnlich denen der Kühlbetriebsart.
  • Wie vorstehend beschrieben, kann in der vierten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart Luft, die in dem Innenverdampfer 23 gekühlt und entfeuchtet wurde, in dem Innenkondensator 12 geheizt werden und kann ähnlich den ersten bis dritten Entfeuchtungs-Heizbetriebsarten in den Fahrzeugraum geblasen werden. Folglich kann das Entfeuchten und Heizen des Fahrzeugraums durchgeführt werden.
  • In der vierten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart wird der Außenwärmetauscher 20 ähnlich der dritten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart als ein Verdampfer verwendet, und der Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 ist kleiner als in der dritten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart. Folglich kann eine Kältemittelverdampfungstemperatur in dem Außenwärmetauscher 20 verringert werden.
  • Daher kann die Temperaturdifferenz zwischen Kältemittel und Außenluft in dem Außenwärmetauscher 20 vergrößert werden, und die Wärmeaufnahmemenge des Kältemittels aus der Außenluft kann relativ zu der dritten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart vergrößert werden. Als ein Ergebnis kann eine Wärmeabstrahlungsmenge von Kältemittel in dem Innenkondensator 12 erhöht werden, und die Luftheizkapazität des Innenkondensators 12 kann dadurch relativ zu der dritten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart verbessert werden.
  • Wie vorstehend beschrieben, wird die Druckverringerungsmenge von Kältemittel in dem ersten Expansionsventil 13 erhöht, und die Druckverringerungsmenge von Kältemittel in dem zweiten Expansionsventil 22 wird gemäß der Zunahme der Zielauslasstemperatur TAO verringert, so dass die normale Entfeuchtungs-Heizbetriebsart von den ersten bis vierten Entfeuchtungs-Heizbetriebsarten gemäß der TAO in Stufen umgeschaltet wird. Folglich kann die Luftheizkapazität des Innenkondensators 12 verbessert werden.
  • Um in der vorliegenden Ausführungsform die Frostbildung auf dem Innenverdampfer 23 zu verhindern, wird eine Kältemittelverdampfungstemperatur in den Innenverdampfer 23 auf gleich oder höher als 1°C gehalten. Wenn folglich das zweite Expansionsventil 22 ähnlich der vierten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ganz offen ist, werden Kältemittelverdampfungstemperaturen sowohl in dem Außenwärmetauscher 20 als auch dem Innenwärmetauscher 23 auf gleich oder höher als 1°C gehalten.
  • Wenn in der vierten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart die Kältemittelverdampfungstemperaturen sowohl in dem Außenwärmetauscher 20 als auch dem Innenverdampfer 1°C erreichen, kann die Wärmeaufnahmemenge von Kältemittel nicht mehr weiter erhöht werden, und auch die Wärmeabstrahlungsmenge von Kältemittel in den Innenkondensator 12 kann nicht weiter erhöht werden. Wenn die Luftheizkapazität in der normalen Entfeuchtungs-Heizbetriebsart, wie in der vorstehenden Beschreibung von Schritt S85 beschrieben, nicht ausreichend ist, wird die normale Entfeuchtungs-Heizbetriebsart in der vorliegenden Ausführungsform auf die Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart umgeschaltet.
  • (b) (v) Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart
  • Details des Steuerverfahrens der bei Schritt S87 in 7 durchgeführten Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart werden unter Bezug auf das in 13 gezeigte Flussdiagramm beschrieben. Bei Schritt S871 in 13 werden Steuerzustände der ersten und zweiten Expansionsventile 13, 22 und der ersten bis dritten Öffnungs-Schließventile 16a, 16b, 16c in der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart bestimmt.
  • Insbesondere wird der Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 gleich wie der in der vierten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart eingestellt, und das zweite Expansionsventil 22 ist ganz offen. Das erste Öffnungs-Schließventil 16a ist offen, und die zweiten und dritten Öffnungs-Schließventile 16b, 16c sind geschlossen.
  • Wenn daher die Klimatisierungssteuerung 40 bei dem in 5 gezeigten Schritt S12 Steuersignale und Steuerspannungen ausgibt, wird der durch durchgezogene Pfeile in 2 gezeigte Kältemittelkreis des Wärmepumpenkreislaufs 10 bereitgestellt.
  • Bei Schritt S872 bestimmt die Klimatisierungssteuerung 40, ob ein höherdruckseitiger Kältemitteldruck Pd höher als der Zieldruck TPd ist oder nicht. Wenn der aktuelle höherdruckseitige Kältemitteldruck Pd höher als der Zieldruck TPd ist, wird ein Steuerbetrieb von Schritt S873 durchgeführt. Wenn der aktuelle höherdruckseitige Kältemitteldruck Pd nicht höher als der Zieldruck TPd ist, wird ein Steuerbetrieb von Schritt S874 durchgeführt.
  • Bei Schritt S873 bestimmt die Klimatisierungssteuerung 40, ob ein aktueller Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 kleiner als ein größter Öffnungsgrad ist oder nicht, d. h., ob das erste Expansionsventil 13 ganz offen ist oder nicht. Wenn der aktuelle Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 kleiner als der größte Öffnungsgrad ist, wird ein Steuerbetrieb von Schritt S875 durchgeführt. Bei Schritt S875 wird der aktuelle Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils um einen vorgegebenen Grad vergrößert, und dann wird der Steuerbetrieb von Schritt S88 durchgeführt.
  • Wenn andererseits der aktuelle Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 nicht kleiner als der größte Öffnungsgrad ist, d. h. wenn der aktuelle Öffnungsgrad gleich dem größten Öffnungsgrad ist, kann der Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 nicht weiter vergrößert werden. Folglich wird der aktuelle Öffnungsgrad aufrecht erhalten, und dann wird der Steuerbetrieb von Schritt S88 durchgeführt.
  • Bei Schritt S874 bestimmt die Klimatisierungssteuerung 40, ob der aktuelle Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 größer als ein kleinster Öffnungsgrad ist oder nicht. Wenn der vorliegende Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 größer als der kleinste Öffnungsgrad ist, wird ein Steuerbetrieb von Schritt S876 durchgeführt. Bei Schritt S876 wird der aktuelle Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 um einen vorgegebenen Grad verringert, und dann wird der Steuerbetrieb von Schritt S88 durchgeführt.
  • Der kleinste Öffnungsgrad ist ein kleinster Ventilöffnungsgrad innerhalb eines möglichen Bereichs eines Querschnittdurchmessers des ersten Expansionsventils 13, und der kleinste Öffnungsgrad in der vorliegenden Ausführungsform ist dabei gleich φ0,5 mm im Querschnittdurchmesser. Wenn der Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 der kleinste Öffnungsgrad ist, wird die Druckverringerungsmenge des Kältemittels in dem ersten Expansionsventil 13 am größten. Die Struktur des zweiten Expansionsventils 22 ist die gleiche wie die des ersten Expansionsventils 13.
  • Wenn bei Schritt S874 der aktuelle Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 nicht größer als der kleinste Öffnungsgrad ist, d. h. wenn der aktuelle Öffnungsgrad gleich dem kleinsten Öffnungsgrad ist, kann der aktuelle Öffnungsgrad nicht weiter verkleinert werden. Folglich wird der aktuelle Öffnungsgrad aufrecht erhalten, und dann wird der Steuerbetrieb von Schritt S88 durchgeführt.
  • Ein Zustand von Kältemittel, das in der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart in den Wärmepumpenkreislauf 10 strömt, ändert sich wie in 14 gezeigt. In 14 ist die Zustandsänderung von Kältemittel in der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart durch die dicke durchgezogene Linie gezeigt, und die Zustandsänderung von Kältemittel in der vierten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ist zum Vergleich durch eine gestrichelte Linie gezeigt.
  • In der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart strömt Hochdruckkältemittel, das durch einen Punkt a14 in 14 gezeigt ist, das aus dem Ausstoßkanal 11c des Kompressors 11 ausgestoßen wird, in den Innenkondensator 12. Das Kältemittel in dem Innenkondensator 12 strahlt durch den Wärmeaustausch mit Luft, die von dem Gebläse 32 geblasen wird und in dem Innenverdampfer 23 gekühlt und entfeuchtet wurde, wie durch den Punkt a14 -> einen Punkt b14 in 14 gezeigt, Wärme ab. Folglich wird die Luft, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, in dem Innenkondensator 12 geheizt.
  • Das Hochdruckkältemittel, das aus dem Innenkondensator 12 strömt, wechselt in dem ersten Expansionsventil 13, das in dem Dekompressionszustand ist, wie durch den Punkt b14 -> einen Punkt c114 in 14 gezeigt, durch isenthalpe Kältemitteldekompression und Expansion auf den Zwischendruck. Das Zwischendruckkältemittel, das von dem ersten Expansionsventil 13 dekomprimiert wurde, wird in dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14, wie durch den Punkt c114 -> einen Punkt c214 in 14 gezeigt, in Gaskältemittel und flüssiges Kältemittel abgeschieden.
  • Das Gaskältemittel, das aus dem Flüssigkeits-Gasabscheider 14 strömt, strömt, wie durch den Punkt c214 -> einen Punkt a214 in 14 gezeigt, über den Zwischendruckdurchgang 15 in den Zwischendruckkanal 11b des Kompressors 11, weil das erste Öffnungs-Schließventil 16a offen ist. Anschließend wird das Gaskältemittel mit Kältemittel (einen Punkt a114 in 14), das von dem Kompressionsmechanismus der niedereren Stufe ausgestoßen wird, kombiniert, und dann wird das kombinierte Kältemittel in den Kompressionsmechanismus der höheren Stufe gesaugt.
  • Das flüssige Kältemittel, das aus dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 strömt, strömt in die feste Drossel 17, weil das zweite Öffnungs-Schließventil 16 geschlossen ist. Anschließend wird das flüssige Kältemittel durch isenthalpe Dekompression und Expansion durch die feste Drossel 17, wie durch den Punkt c314 -> einen Punkt c414 in 14 gezeigt, zu Niederdruckkältemittel. Das aus der festen Drossel 17 strömende Kältemittel strömt in den Außenwärmetauscher 20, wobei es, wie durch den Punkt c414 -> einen Punkt d114 in 14 gezeigt, durch den Wärmeaustausch mit von dem Gebläseventilator 21 geblasener Außenluft Wärme aufnimmt.
  • Das dritte Öffnungs-Schließventil 16c ist geschlossen und das zweite Expansionsventil 22 ist ganz offen, und folglich strömt das aus dem Außenwärmetauscher 20 strömende Kältemittel in den Innenstrahler 23, ohne dekomprimiert zu werden. Dann nimmt das Kältemittel Wärme aus Luft auf, die von dem Gebläse 32 geblasen wird, und verdampft, wie durch den Punkt d114 -> einen Punkt d214 in 14 gezeigt. Folglich wird die Luft, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, gekühlt.
  • Das aus dem Innenstrahler 23 strömende Kältemittel strömt in den Akkumulator 24, um in Gaskältemittel und flüssiges Kältemittel abgeschieden zu werden. Das aus dem Akkumulator 24 strömende Gaskältemittel wird, wie durch einen Punkt e14 gezeigt, in den Ansaugkanal 11a des Kompressors 11 gesaugt und wird, wie durch den Punkt e14 -> den Punkt a114 -> den Punkt a14 in 14 gezeigt, in dem Kompressionsmechanismus der niedrigeren Stufe und dann in dem Kompressionsmechanismus der höheren Stufe komprimiert.
  • Wie vorstehend beschrieben, kann in der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart Luft, die in dem Innenverdampfer 23 gekühlt und entfeuchtet wurde, in dem Innenkondensator 12 geheizt werden und kann in den Fahrzeugraum geblasen werden, so dass das Entfeuchten-Heizen des Fahrzeugraums durchgeführt werden kann.
  • Überdies kann in der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart die Kompression von Kältemittel in zwei Stufen, in den Kompressionsmechanismen der niedrigeren Stufe und der höheren Stufe, unterteilt werden, und Zwischendruckkältemittel in dem Wärmepumpenkreislauf 10 kann von dem Zwischendruckkanal 11b in den Kompressionsmechanismus der höheren Stufe gesaugt werden. Das heißt, ein Gaseinblaskreislauf (Vorwärmkältekreislauf) kann bereitgestellt werden.
  • Folglich kann in der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart eine Kältemittelmenge (Gaseinblasmenge), die in den Mechanismus der höheren Stufe gesaugt wird, vergrößert werden, und eine Temperatur von Hochtemperatur- und Hochdruckkältemittel, das von dem Ausstoßkanal 11c des Kompressors 11 ausgestoßen wird, kann weiter als in der vierten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart erhöht werden. Als ein Ergebnis kann eine Kompressionsarbeitsmenge in dem Kompressionsmechanismus der höheren Stufe vergrößert werden, und die Luftheizkapazität des Innenkondensators 12 kann dabei ausreichend erhöht werden.
  • In dem Mollier-Diagramm von 14 ist in der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart gezeigt, dass die Temperatur von Hochtemperatur- und Hochdruckkältemittel, das aus dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, weiter erhöht ist als in der vierten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart. Jedoch kann basierend auf einer Studie des Erfinders, selbst wenn die Temperatur des Hochtemperatur- und Hochdruckkältemittels, das aus dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, in der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart nicht höher als die in der vierten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ist, die Luftheizkapazität des Innenkondensators 12 aufgrund der Zunahme der Kompressionsarbeitsmenge in dem Kompressionsmechanismus der höheren Stufe ausreichend verbessert werden.
  • Außerdem wird in der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart der Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13, wie in der Beschreibung der Schritte S873 -> S875 beschrieben, gemäß der Zunahme des Zieldrucks TPd, d. h. der Zunahme der Zielauslasstemperatur TAO von Luft, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, vergrößert. Folglich kann die Kältemittelmenge (Gaseinblasmenge), die in den Zwischendruckkanal 11b gesaugt wird, gemäß der Zunahme der Zielauslasstemperatur TAO vergrößert werden, und die Kompressionsarbeitsmenge in dem Kompressionsmechanismus der höheren Stufe kann dabei erhöht werden. Als ein Ergebnis kann die Luftheizkapazität des Innenkondensators 12 ausreichend und richtig verbessert werden.
  • (c) Heizbetriebsart
  • Als nächstes wird die Heizbetriebsart, die bei Schritt S9 durchgeführt wird, beschrieben. in der Heizbetriebsart wird der Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 verringert, um Kältemittel zu dekomprimieren, und das zweite Expansionsventil 22 ist ganz offen. Der Steuerzustand des Servomotors für die Luftmischklappe 34 wird derart bestimmt, dass die Luftmischklappe 34 sich bewegt, um den Vorbeiströmungsluftdurchgang 35, wie in 3 gezeigt, zu schließen. Außerdem sind die ersten und dritten Öffnungs-Schließventile 16a, 16c offen, und das zweite Öffnungs-Schließventil 16b ist geschlossen.
  • Wenn folglich bei dem in 5 gezeigten Schritt S12 die Klimatisierungssteuerung 40 Steuersignale und Steuerspannungen an die gesteuerten Komponenten ausgibt, wird der Kältemittelkreis des Wärmepumpenkreislaufs 10 bereitgestellt, der durch durchgezogene Pfeile in 3 gezeigt ist.
  • Die Drehzahl Nc de Kompressors 11 wird derart bestimmt, dass der höherdruckseitige Kältemitteldruck Pd zwischen dem Ausstoßkanal 13 des Kompressors 11 und der Einlassseite des ersten Expansionsventils 13 in dem Wärmepumpenkreislauf 10 sich durch eine Rückkopplungsregelung oder ähnliches dem Zieldruck TPd nähert. Der Zieldruck TPd wird basierend auf der Zielauslasstemperatur TAO unter Verwendung eines in der Klimatisierungssteuerung 40 gespeicherten Kennfelds bestimmt, so dass die Temperatur von Luft, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, die Zielauslasstemperatur TAO wird.
  • In dem Wärmepumpenkreislauf 10 der Heizbetriebsart strömt das aus dem Ausstoßkanal 11c des Kompressors 11 strömende Hochdruckkältemittel, das durch einen Punkt a15 in 15 gezeigt ist, in den Innenkondensator 12. Das in den Innenkondensator 12 strömende Kältemittel strahlt, wie durch den Punkt a15 -> einen Punkt b15 in 15 gezeigt, durch den Wärmeaustausch mit von dem Gebläse 32 geblasener Luft, die den Innenverdampfer 23 durchlaufen hat, Wärme ab. Folglich wird die Luft, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, geheizt.
  • Das Kältemittel, das aus dem Innenkondensator 12 strömt, wird, wie durch den Punkt b15 -> einen Punkt c115 in 15 gezeigt, durch die isenthalpe Dekompression und Expansion in dem ersten Expansionsventil 13, wobei der Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 verringert ist, zu Zwischendruckkältemittel. Anschließend wird das aus dem Expansionsventil 13 strömende Zwischendruckkältemittel, wie durch den Punkt c115 -> einen Punkt c215 und durch den Punkt c115 -> einen Punkt c315 in 15 gezeigt, in dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 in Gaskältemittel und flüssiges Kältemittel abgeschieden.
  • Und dann strömt das aus dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 strömende Gaskältemittel, wie durch den Punkt c215 -> einen Punkt a215 in 15 gezeigt, über den Zwischendurchgang 15 in den Zwischendruckkanal 11b des Kompressors 11, weil das erste Öffnungs-Schließventil 16a offen ist. Das in den Kompressor 11 strömende Gaskältemittel wird mit Kältemittel kombiniert (das durch einen Punkt a115 in 15 gezeigt ist), das von dem Kompressionsmechanismus der niedrigeren Stufe ausgestoßen wird, und dann wird das kombinierte Kältemittel in den Kompressionsmechanismus der höheren Stufe gesaugt.
  • Andererseits strömt das aus dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 strömende flüssige Kältemittel in die feste Drossel, da das Öffnungs-Schließventil 16b geschlossen ist. Dann wird das flüssige Kältemittel, wie durch den Punkt c315 -> einen Punkt c415 in 15 gezeigt, durch isenthalpe Dekompression und Expansion zu Niederdruckkältemittel. Das aus der festen Drossel 17 strömende Kältemittel strömt in den Außenwärmetauscher 20 und strahlt, wie durch den Punkt c415 -> d15 in 15 gezeigt, durch den Wärmeaustausch mit von dem Gebläseventilator 21 geblasener Außenluft Wärme ab.
  • Da das dritte Öffnungs-Schließventil 16c offen ist, strömt das aus dem Außenwärmetauscher 20 strömende Kältemittel über den Vorbeiströmungsdurchgang 25 in den Akkumulator 24, um in Gaskältemittel und flüssiges Kältemittel abgeschieden zu werden. Das Gaskältemittel, das aus dem Akkumulator 24 strömt, wird, wie durch einen Punkt e15 gezeigt, in den Ansaugkanal 11a des Kompressors 11 gesaugt. Das flüssige Kältemittel wird als überschüssiges Kältemittel, das für die Kälteleistung des Wärmepumpenkreislaufs 10 unnötiges Kältemittel ist, in dem Akkumulator 24 gespeichert.
  • Wie vorstehend beschrieben, stößt der Kompressor 11 in der Heizbetriebsart Kältemittel in den Innenkondensator 12 aus, und dann strahlt das ausgestoßene Kältemittel Wärme an Luft ab, die in Richtung des Fahrzeugraums geblasen werden soll. Folglich kann geheizte Luft in den Fahrzeugraum geblasen werden, und das Heizen des Fahrzeugraums kann dabei durchgeführt werden.
  • In der Heizbetriebsart strömt aus dem Innenkondensator 12 strömendes Kältemittel in dieser Reihenfolge durch das erste Expansionsventil, das als ein Beispiel für die erste Expansionsvorrichtung verwendet wird -> den Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 -> die feste Drossel 17, die als ein Beispiel für die zweite Expansionsvorrichtung verwendet wird -> den Außenwärmetauscher 20 -> den Akkumulator 24. Außerdem strömt Gaskältemittel, das durch die Gas-Flüssigkeitsabscheidung des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 14 erhalten wird, über den Zwischendruckdurchgang 15 in den Zwischendruckkanal 11b des Kompressors 11.
  • Der Wärmepumpenkreislauf 10 der vorliegenden Ausführungsform wird, wie vorstehend beschrieben, betrieben. Daher kann in der Kühlbetriebsart das Kühlen des Fahrzeugraums durchgeführt werden, und in der Heizbetriebsart das Heizen des Fahrzeugraums kann durchgeführt werden.
  • Außerdem ist der Wärmepumpenkreislauf 10 in der Entfeuchtungs-Heizbetriebsart als Ganzes als der Gaseinblaskreislauf (Vorwärmkältemittelkreislauf) aufgebaut. Selbst wenn daher die Kältemittelverdampfungstemperatur in dem Innenverdampfer 23 gleich oder höher als ein vorgegebener Grad gehalten wird, kann die Luftheizkapazität des Innenkondensators 12 verbessert werden.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Der Kältemittelkreis des Wärmepumpenkreislaufs 10 der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform ist derart aufgebaut, dass er fähig ist, den Kältemittelkreis der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart auszuwählen. Ein Wärmepumpenkreislauf 10 einer zweiten Ausführungsform ist derart aufgebaut, dass er fähig ist, anstelle des Kältemittelkreises der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart einen Kältemittelkreis einer Vorbeiströmungs-Heizbetriebsart, wie in 16 gezeigt, aufzubauen.
  • Insbesondere ist in der zweiten Ausführungsform der Gasausströmungskanal 14c des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 14 über einen Zwischendruckdurchgang 15 mit dem Ansaugkanal 11a des Kompressors 11 verbunden. Folglich ist der Zwischendruckkanal 11b des Kompressors 11 in der vorliegenden Ausführungsform unnötig, und der Kompressor 12 kann ein einstufiger elektrischer Kompressor sein.
  • Außerdem ist in der vorliegenden Ausführungsform anstelle des ersten Öffnungs-Schließventils 16a ein variables Öffnungs-Schließventil 16d in dem Zwischendruckdurchgang 15 angeordnet. Das variable Öffnungs-Schließventil 16d ist ein elektromagnetisches Ventil, das als ein Beispiel für einen Öffnungs-Schließabschnitt verwendet wird, der den Zwischendruckdurchgang 15 öffnet oder schließt, und wird auch als ein Beispiel für eine vierte Expansionsvorrichtung verwendet, die Kältemittel durch Verengen eines Querschnitts einer Kältemittelströmung dekomprimiert, wenn der Zwischendruckdurchgang 15 offen ist. Ein Betrieb des variablen Öffnungs-Schließventils 16d wird durch ein Steuersignal gesteuert, das von der Klimatisierungssteuerung 40 ausgegeben wird.
  • Anstelle des variablen Öffnungs-Schließventils 16d können ein Öffnung-Schließventil und ein Dekompressionsventil in dem Zwischendruckdurchgang 15 getrennt angeordnet sein, um den Zwischendruckdurchgang 15 zu öffnen oder zu schließen und das in den Zwischendruckdurchgang 15 strömende Kältemittel zu dekomprimieren.
  • Das variable Öffnungs-Schließventil 16d wird als ein Rückschlagventil verwendet, das zulässt, dass Kältemittel nur von der Gasausströmungsöffnung 14f des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 14 in Richtung des Ansaugkanals 11a des Kompressors 11 strömt, wenn der Zwischendruckkanal 15 offen ist. Wenn folglich das variable Öffnungs-Schließventil 16d den Zwischendruckdurchgang 15 öffnet, wird verhindert, dass Kältemittel aus dem Kompressor 11 zurück in Richtung des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 14 strömt.
  • Außerdem wirkt das variable Öffnungs-Schließventil 16d auch, um den Kreislaufaufbau (Kältemittelkreis) des Wärmepumpenkreislaufs 10 umzuschalten, weil das variable Öffnungs-Schließventil 16d den Zwischendruckdurchgang 15 öffnet oder schließt. Daher dient das variable Öffnungs-Schließventil 16d auch als ein Beispiel für den Kältemittelkreis-Umschaltabschnitt, der den Kältemittelkreis des Wärmepumpenkreislaufs 10 umschaltet.
  • Folglich ist der Kältemittelkreis des Wärmepumpenkreislaufs 10 der vorliegenden Ausführungsform fähig, den Kältemittelkreis in der Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart anstatt den Kältemittelkreis in der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart auszuwählen.
  • Ein Betrieb einer Fahrzeugklimaanlage 1 der vorliegenden Ausführungsform in dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird unter Bezug auf 17 bis 19 beschrieben. Ein Steuerverfahren des Betriebs der Fahrzeugklimaanlage 1 der vorliegenden Ausführungsform ist in den Zeichnungen nicht gezeigt, weil das Steuerverfahren ähnlich dem Flussdiagramm von 5 ist.
  • Überdies werden detaillierte Beschreibungen einer bei Schritt S7 durchgeführten Kühlbetriebsart der vorliegenden Ausführungsform weggelassen, weil die Details ähnlich der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform sind.
  • Details einer bei Schritt S8 durchgeführten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart der vorliegenden Ausführungsform werden unter Bezugnahme auf 17 und 18 beschrieben.
  • In dem Flussdiagramm von 17 wird das bei S87 in 7 gezeigte Steuerverfahren der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart in ein Steuerverfahren der Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart, wie bei Schritt S89 gezeigt, geändert.
  • Folglich können in dem Wärmepumpenkreislauf 10 der vorliegenden Ausführungsform eine normale Entfeuchtungs-Heizbetriebsart und die Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart als die Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ausgewählt werden. Die normale Entfeuchtungs-Heizbetriebsart wird im Allgemeinen mit Priorität gegenüber der Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart durchgeführt.
  • Das heißt, wenn die Luftheizkapazität des Innenkondensators 12 als unzureichend bestimmt wird (d. h. wenn die in 8 gezeigte Steuermarkierung 1 ist), wird bei Schritt S89 das Steuerverfahren der Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart durchgeführt. Wenn andererseits die Luftheizkapazität als ausreichend bestimmt wird (d. h. wenn die in 8 gezeigte Steuermarkierung 0 ist), wird bei Schritt S86 ein Steuerverfahren der normalen Entfeuchtungs-Heizbetriebsart durchgeführt.
  • Das bei Schritt S86 durchgeführte Steuerverfahren der normalen Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ist ähnlich dem Steuerverfahren der normalen Entfeuchtungs-Heizbetriebsart der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform. Folglich werden Beschreibungen der normalen Entfeuchtungs-Heizbetriebsart weggelassen.
  • Das bei Schritt S89 durchgeführte Steuerverfahren der Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ist ähnlich dem Steuerverfahren der durch das Flussdiagramm von 13 gezeigten Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart. Folglich werden Details des Steuerverfahrens der Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart unter Bezug auf das Flussdiagramm von 13 beschrieben.
  • Bei Schritt S871 werden Steuerzustände der ersten und zweiten Expansionsventile 13, 22, des variablen Öffnungs-Schließventils 16d und der zweiten und dritten Öffnungs-Schließventile 16b, 16c in der Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart bestimmt.
  • Insbesondere wird der Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 als der gleiche wie der in der vierten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart eingestellt, und das zweite Expansionsventil 22 ist ganz offen. Das variable Öffnungs-Schließventil 16d ist offen, und die zweiten und dritten Öffnungs-Schließventile 16b, 16c sind geschlossen.
  • Wenn daher die Klimatisierungssteuerung 40 bei dem in 5 gezeigten Schritt S12 Steuersignale und Steuerspannungen ausgibt, wird der Kältemittelkreis des durch durchgezogene Pfeile in 16 gezeigten Wärmepumpenkreislaufs 10 bereitgestellt.
  • Bei Schritt S872 bestimmt die Klimatisierungssteuerung 40, ob ein aktueller höherdruckseitiger Kältemitteldruck Pd höher als der Zieldruck TPd ist oder nicht. Wenn der aktuelle höherdruckseitige Kältemitteldruck Pd höher als der Zieldruck TPd ist, wird ein Steuerbetrieb von Schritt S873 durchgeführt. Wenn der aktuelle höherdruckseitige Kältemitteldruck Pd nicht höher als der Zieldruck TPd ist, wird ein Steuerbetrieb von Schritt S874 durchgeführt.
  • Bei Schritt S873 bestimmt die Klimatisierungssteuerung 40, ob ein aktueller Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 kleiner als ein größter Öffnungsgrad ist oder nicht, d. h. ob das erste Expansionsventil 13 ganz offen ist oder nicht. Wenn der aktuelle Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 kleiner als der größte Öffnungsgrad ist, wird ein Steuerbetrieb von Schritt S875 durchgeführt. Bei Schritt SS875 wird der aktuelle Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 um einen vorgegebenen Grad vergrößert, und dann wird der Steuerbetrieb von Schritt S88 durchgeführt. Andererseits kann bei Schritt S873, wenn der aktuelle Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 nicht kleiner als der größte Öffnungsgrad ist, d. h. wenn der aktuelle Öffnungsgrad gleich dem größten Öffnungsgrad ist, der Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 nicht mehr weiter vergrößert werden. Folglich wird der aktuelle Öffnungsgrad beibehalten, und dann wird der Steuerbetrieb von Schritt S88 durchgeführt.
  • Bei Schritt S874 bestimmt die Klimatisierungssteuerung 40, ob ein aktueller Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 größer als ein kleinster Öffnungsgrad ist oder nicht. Wenn der aktuelle Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 größer als der kleinste Öffnungsgrad ist, wird der Steuerbetrieb von schritt S876 durchgeführt. Bei Schritt S876 wird der aktuelle Öffnungsrad des ersten Expansionsventils 13 um einen vorgegebenen Grad verringert, und dann wird der Steuerbetrieb von Schritt S88 durchgeführt.
  • Der kleinste Öffnungsgrad bei Schritt S874 ist ein kleinster Ventilöffnungsgrad mit einem möglichen Bereich eines Querschnittdurchmessers des ersten Expansionsventils 13, und der kleinste Öffnungsgrad ist dabei gleich φ0,5 mm im Querschnittdurchmesser der vorliegenden Ausführungsform. Wenn der Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 der kleinste Öffnungsgrad ist, wird die Druckverringerungsmenge von Kältemittel in dem ersten Expansionsventil 13 am größten. Die Struktur des zweiten Expansionsventils 22 ist die gleiche wie des ersten Expansionsventils 13.
  • Wenn bei Schritt S874 der aktuelle Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 nicht größer als der kleinste Öffnungsgrad ist, d. h. wenn der aktuelle Öffnungsgrad gleich dem kleinsten Öffnungsgrad ist, kann der aktuelle Öffnungsgrad nicht mehr weiter verkleinert werden. Folglich wird der aktuelle Öffnungsgrad beibehalten, und dann wird der Steuerbetrieb von Schritt S88 durchgeführt.
  • Ein Zustand von Kältemittel, das in der Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart in dem Wärmepumpenkreislauf 10 strömt, ändert sich, wie durch eine dicke durchgezogene Linie in 18 gezeigt. In 18 ist die Zustandsänderung von Kältemittel in der Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart durch die dicke durchgezogene Linie gezeigt, und die Zustandsänderung von Kältemittel in der vierten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ist zum Vergleich durch die gestrichelte Linie gezeigt.
  • In der Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart strömt Hochdruckkältemittel, das aus dem Ausstoßkanal 11c des Kompressors 11 ausgestoßen wird, und durch einen Punkt a18 in 18 gezeigt ist, in den Innenkondensator 12. Wie durch den Punkt a18 -> einen Punkt b18 in 18 gezeigt, strahlt das Kältemittel in dem Innenkondensator 12 durch den Wärmeaustausch mit von dem Gebläse 32 geblasener Luft, die in dem Innenverdampfer 23 gekühlt und entfeuchtet wurde, Wärme ab. Folglich wird die Luft, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, geheizt.
  • Das Hochdruckkältemittel, das aus dem Innenkondensator 12 strömt, wird, wie durch den Punkt b18 -> einen Punkt c118 in 18 gezeigt, durch isenthalpe Dekompression und Expansion in dem ersten Expansionsventil 13 zu Zwischendruckkältemittel. Das Zwischendruckkältemittel, das in dem ersten Expansionsventil 13 dekomprimiert wurde, wird, wie durch den Punkt c118 -> einen Punkt c218 und durch den Punkt c118 -> einen Punkt c318 in 18 gezeigt, in dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 in Gaskältemittel und flüssiges Kältemittel abgeschieden.
  • Das aus dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 strömende Gaskältemittel strömt über den Zwischendruckdurchgang 15 in den Ansaugkanal 11a des Kompressors 11, weil das variable Öffnungs-Schließventil 16d offen ist. Zu dieser Zeit wird das Gaskältemittel, wie durch den Punkt c218 -> einen Punkt d218 in 18 gezeigt, durch das variable Öffnungs-Schließventil 16d dekomprimiert.
  • Das aus dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 strömende flüssige Kältemittel strömt in die feste Drossel 17, weil das zweite Öffnungs-Schließventil 16 geschlossen ist. Und dann wird das flüssige Kältemittel, wie durch den Punkt c318 -> einen Punkt c418 in 18 gezeigt, durch isenthalpe Dekompression und Expansion in der festen Drossel 17 zu Niederdruckkältemittel. Das aus der festen Drossel 17 strömende Kältemittel strömt in den Außenwärmetauscher 20, wobei es, wie durch den Punkt c418 -> einen Punkt d118 in 18 gezeigt, durch den Wärmeaustausch mit von dem Gebläseventilator 21 geblasener Außenluft Wärme aufnimmt.
  • Das dritte Öffnungs-Schließventil 16c ist geschlossen und das zweite Expansionsventil 22 ist ganz offen, und somit strömt das aus dem Außenwärmetauscher 20 strömende Kältemittel in den Innenstrahler 23, ohne dekomprimiert zu werden. Dann nimmt das Kältemittel, wie durch den Punkt d118 -> einen Punkt d218 in 18 gezeigt, aus der von dem Gebläse 32 geblasenen Luft Wärme auf und verdampft. Folglich wird die Luft, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, gekühlt.
  • Das aus dem Innenstrahler 23 strömende Kältemittel strömt in den Akkumulator 24, um in Gaskältemittel und flüssiges Kältemittel abgeschieden zu werden. Das aus dem Akkumulator 24 strömende Gaskältemittel wird in den Ansaugkanal 11a des Kompressors 11 gesaugt und wird, wie durch den Punkt e18 -> einen Punkt a18 in 18 gezeigt, komprimiert.
  • Wie vorstehend beschrieben, kann in der Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart Luft, die in dem Innenverdampfer 23 gekühlt und entfeuchtet wurde, in dem Innenkondensator 12 geheizt werden und kann in den Fahrzeugraum geblasen werden, so dass die Entfeuchtungs-Heizung des Fahrzeugraums durchgeführt werden kann.
  • In der Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart kann Zwischendruckkältemittel in dem Wärmepumpenkreislauf 10 aus dem Ansaugkanal 11a in den Kompressor 11 gesaugt werden, so dass ein Gasvorbeiströmungskreislauf bereitgestellt werden kann. Folglich kann in der Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart eine Kältemittelmenge, die in den Kompressor 11 gesaugt wird, vergrößert werden, und eine Temperatur von Hochtemperatur- und Hochdruckkältemittel, das von dem Ausstoßkanal 11c des Kompressors 11 ausgestoßen wird, kann weiter als in der vierten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart erhöht werden. Als ein Ergebnis kann eine Kompressionsarbeitsmenge in dem Kompressor 11 erhöht werden, und die Luftheizkapazität des Innenkondensators 12 kann dabei ausreichend erhöht werden.
  • In dem Mollier-Diagramm von 18 wird in der Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart gezeigt, dass die Temperatur von Hochtemperatur- und Hochdruckkältemittel, das von dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, weiter als in der vierten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart erhöht wird. Jedoch kann basierend auf einer Untersuchung des Erfinders, auch wenn die Temperatur des aus dem Kompressor 11 ausgestoßenen Hochtemperatur- und Hochdruckkältemittels in der Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart nicht höher als die in der vierten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ist, die Luftheizkapazität des Innenkondensators 12 aufgrund der Zunahme der Kompressionsarbeitsmenge in dem Kompressor 11 ausreichend verbessert werden.
  • Außerdem wird in der Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart wie in der vorstehenden Beschreibung der Schritte S873 -> S875 der Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 gemäß der Zunahme des Zieldrucks TPd, d. h. mit der Zunahme der Zielauslasstemperatur TAO von Luft, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, erhöht. Folglich kann eine Güte von Kältemittel, das in den Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 strömt, gemäß der Zunahme der Zielauslasstemperatur TAO vergrößert werden. Folglich kann eine Kältemittelmenge (Gasvorbeiströmungsmenge), die in den Ansaugkanal 11a strömt, erhöht werden, und die Kompressionsarbeitsmenge in dem Kompressionsmechanismus der höheren Stufe kann dadurch erhöht werden. Als ein Ergebnis kann die Luftheizkapazität des Innenkondensators 12 ausreichend und angemessen verbessert werden.
  • Wenn die Kältemittelmenge (Gasvorbeiströmungsmenge), die in den Ansaugkanal 11a strömt, vergrößert wird, wird eine Kältemittelmenge (flüssige Kältemittelmenge), die in den Außenwärmetauscher 20 und in den Innenverdampfer 23 strömt, verringert. Jedoch wird eine Temperatur des Innenverdampfers 23 aufgrund der Abnahme der in ihn strömenden Kältemittelmenge erhöht, und die Drehzahl Nc des Kompressors 11 wird dabei durch die vorstehend beschriebene Rückkopplungsregelung erhöht. Folglich strömt eine geeignete Menge an Kältemittel in den Außenwärmetauscher 20 und den Innenverdampfer 23. Da überdies die Kältemittelmenge (Gasvorbeiströmungsmenge), die in den Ansaugkanal 11a strömt, durch die Erhöhung der Drehzahl des Kompressors 11 weiter vergrößert werden kann, kann die Luftheizkapazität des Innenkondensators 12 weiter verbessert werden.
  • Ein Druck von Gaskältemittel, das durch das variable Öffnungs-Schließventil 16d dekomprimiert wurde, kann höher als ein Druck von Gaskältemittel sein, das die Gas-Flüssigkeitsabscheidung in dem Akkumulator 24 durchlaufen hat. Wenn folglich die Drehzahl Nc des Kompressors 11 erhöht ist, strömt das Gaskältemittel, das durch das variable Öffnungs-Schließventil 16d dekomprimiert wurde, leichter in den Ansaugkanal 11a als das Gaskältemittel, das die Gas-Flüssigkeitsabscheidung in dem Akkumulator 24 durchlaufen hat. Als ein Ergebnis kann die Gasvorbeiströmungsmenge effektiv vergrößert werden. Außerdem kann eine Differenz zwischen dem Druck von Gaskältemittel, das durch das variable Öffnungs-Schließventil 16d dekomprimiert wird und dem Druck des Gaskältemittels, das die Gas-Flüssigkeitsabscheidung in dem Akkumulator 24 durchlaufen hat, geeignet beibehalten werden, um zu verhindern, dass das Gaskältemittel, das von dem variablen Öffnungs-Schließventil 16d dekomprimiert wurde, zurück in den Akkumulator 24 strömt.
  • Als nächstes wird eine Heizbetriebsart der vorliegenden Ausführungsform, die bei Schritt S9 durchgeführt wird, beschrieben. Wie in 19 gezeigt, ist in der Heizbetriebsart das variable Öffnungs-Schließventil 16d geschlossen, und der Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 wird verringert, um Kältemittel zu dekomprimieren. Das zweite Expansionsventil 22 wird geschlossen, und der Steuerzustand des Servomotors der Luftmischklappe 34 wird derart bestimmt, dass der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 34 zu einem kleinsten Grad gemacht wird, um den Vorbeiströmungsluftdurchgang 35 zu schließen. Das zweite Öffnungs-Schließventil 16b ist geschlossen, und das dritte Öffnungs-Schließventil 16c ist offen.
  • Wenn die Klimatisierungssteuerung 40 folglich die Steuersignale und Steuerspannungen an die gesteuerten Klimatisierungskomponenten ausgibt, wird der durch durchgezogene Pfeile in 19 gezeigte, Kältemittelkreis des Wärmepumpenkreislauf 10 bereitgestellt.
  • Die Drehzahl Nc des Kompressors 11 wird derart bestimmt, dass der höherdruckseitige Kältemitteldruck Pd zwischen dem Ausstoßkanal 11c des Kompressors 11 und der Einlassseite des ersten Expansionsventil 13 in dem Wärmepumpenkreislauf 10 sich durch eine Rückkopplungssteuerung oder ähnliches dem Zieldruck TPd nähert. Der Zieldruck TPd wird basierend auf der Zielauslasstemperatur TAO unter Verwendung eines in der Klimatisierungssteuerung 40 gespeicherten Steuerkennfelds bestimmt, so dass eine Temperatur der in den Fahrzeugraum geblasenen Luft die Zielauslasstemperatur TAO wird.
  • In dem Wärmepumpenkreislauf 10 strömt in der Heizbetriebsart Hochdruckkältemittel, das aus dem Ausstoßkanal 11c des Kompressors 11 ausgestoßen wird, in den Innenkondensator 12. Das in den Innenkondensator 12 strömende Kältemittel strahlt durch den Wärmeaustausch mit Luft, die von dem Gebläse 32 geblasen wurde und den Innenverdampfer 23 durchlaufen hat, Wärme ab. Folglich wird die Luft, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, geheizt.
  • Das aus dem Innenkondensator 12 strömende Kältemittel wird durch isenthalpe Dekompression und Expansion in dem ersten Expansionsventil 13, das in einem Dekompressionszustand ist, zu dem Zwischendruckkältemittel. Das Zwischendruckkältemittel, das in dem ersten Expansionsventil 13 dekomprimiert wurde, strömt durch den Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 in die feste Drossel 17, und wird durch isenthalpe Dekompression und Expansion in der festen Drossel 17 zu Niederdruckkältemittel, weil das variable Öffnungs-Schließventil 16d und das zweite Öffnungs-Schließventil 16b geschlossen sind. Das aus der festen Drossel 17 strömende Kältemittel strömt in den Außenwärmetauscher 20 und nimmt durch den Wärmeaustausch mit von dem Gebläseventilator 21 geblasener Außenluft Wärme auf.
  • Das aus dem Außenwärmetauscher 20 strömende Kältemittel strömt über den Vorbeiströmungsdurchgang 25 in den Akkumulator 24, um in Gaskältemittel und flüssiges Kältemittel abgeschieden zu werden, weil das dritte Öffnungs-Schließventil 16c offen ist. Anschließend wird das flüssige Kältemittel, das durch die Gas-Flüssigkeitsabscheidung in dem Akkumulator 24 erhalten wird, von dem Ansaugkanal 11a in den Kompressor 11 gesaugt, um komprimiert zu werden. Andererseits wird das flüssige Kältemittel das durch die Gas-Flüssigkeitsabscheidung in dem Akkumulator 24 erhalten wird, in dem Akkumulator 24 als überschüssiges Kältemittel gelagert, das unnötig ist, um die erforderliche Kältekapazität des Wärmepumpenkreislaufs 10 bereitzustellen.
  • Wie vorstehend beschrieben, stößt der Kompressor 11 in der Heizbetriebsart Kältemittel in den Innenkondensator 12 aus, und dann strahlt das ausgestoßene Kältemittel Wärme an Luft ab, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll. Folglich kann geheizte Luft in den Fahrzeugraum geblasen werden und dadurch kann das Heizen des Fahrzeugraums durchgeführt werden.
  • (Dritte Ausführungsform)
  • In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform ist der Gasausströmungskanal 14c des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 14 über den Zwischendruckdurchgang 15 mit dem Zwischendruckkanal 11b des Kompressors 11 verbunden. In einer dritten Ausführungsform ist ein Zwischendruckdurchgang 15, wie in 20 gezeigt, in zwei Durchgänge verzweigt. Einer der Durchgänge ist mit dem Zwischendruckdurchgang 11b des Kompressors 11 verbunden, und der andere der zwei Durchgänge ist mit dem Ansaugkanal 118 des Kompressors 11 verbunden. Folglich ist der Gasausströmungskanal 14c des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 14 über den Zwischendruckdurchgang 15 mit dem Zwischendruckkanal 11b und dem Ansaugkanal 11a des Kompressors 11 verbunden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist das erste Öffnungs-Schließventil 16a strömungsaufwärtig von dem Verzweigungsdurchgang 15 angeordnet, und das variable Öffnungs-Schließventil 16d ist strömungsabwärtig von dem Verzweigungspunkt in dem Durchgang des Zwischendruckdurchgangs 15 angeordnet, der mit dem Ansaugkanal 11a des Kompressors 11 verbunden ist. Details des variablen Öffnungs-Schließventils 16d sind in der zweiten Ausführungsform beschrieben, wobei sie damit weggelassen werden.
  • Wenn das erste Öffnungs-Schließventil 16a geschlossen ist, kann die Kühlbetriebsart oder die normale Entfeuchtungs-Heizbetriebsart, die in der ersten Ausführungsform beschrieben sind, durchgeführt werden.
  • Wenn das erste Öffnungs-Schließventil 16a offen ist und wenn das variable Öffnungs-Schließventil 16d geschlossen ist, kann die Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart oder die Heizbetriebsart durchgeführt werden, die in der ersten Ausführungsform beschrieben sind.
  • Wenn sowohl das erste Öffnungs-Schließventil 16a als auch das variable Öffnungs-Schließventil 16d offen sind, kann die in der zweiten Ausführungsform beschriebene Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart durchgeführt werden.
  • Obwohl die vorliegende Offenbarung in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen vollständig beschrieben wurde, muss bemerkt werden, dass für Fachleute der Technik vielfältige Änderungen und Modifikationen offensichtlich werden. Das heißt, die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt und kann, wie folgt, ohne von dem Bereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, vielfältig modifiziert werden.
    • (1) In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird die Kältemittelkreislaufvorrichtung der vorliegenden Offenbarung für die Fahrzeugklimaanlage 1 des elektrischen Fahrzeugs verwendet, aber die Kältemittelkreislaufvorrichtung der vorliegenden Offenbarung kann geeignet für ein Fahrzeug verwendet werden, in dem Abwärme eines Verbrennungsmotors nicht ausreicht, um als eine Wärmequelle zum Heizen eines Fahrzeugraums des Fahrzeugs verwendet zu werden. Zum Beispiel kann die Kältemittelkreislaufvorrichtung für ein Hybridfahrzeug verwendet werden, das von einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor angetrieben wird. Außerdem kann die Kältemittelkreislaufvorrichtung der vorliegenden Offenbarung für eine ortsfeste Klimaanlage oder ähnliches verwendet werden.
  • In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann die Kältemittelkreislaufvorrichtung eine Vielfalt an Klimatisierungsbetriebsarten durchführen, indem sie ihren Kältemittelkreis umschaltet. Jedoch kann eine Wirkung der vorliegenden Offenbarung für die Verbesserung der Luftheizkapazität des Heizwärmetauschers wenigstens in einem Kältemittelkreislauf erhalten werden, in dem ein normaler Kältemittelkreislauf auf einen Gaseinblaskreislauf (Vorwärmkältemittelkreislauf) oder einen Gasvorbeiströmungskreislauf umgeschaltet werden kann. Folglich kann ein derartiger Kältekreislauf als die Kältemittelkreislaufvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden
    • (2) In den vorstehenden Ausführungsformen wird die Klimatisierungsbetriebsart bei dem in 5 gezeigten Schritt S6 durch Betätigen des Betriebsartauswahlschalters als die Kühlbetriebsart, die Entfeuchtungs-Heizbetriebsart oder die Heizbetriebsart bestimmt, aber die Bestimmung der Klimatisierungsbetriebsart ist nicht auf dieses beschränkt.
  • Wenn zum Beispiel eine vorgegebene Temperatur im Inneren des Fahrzeugraums niedriger als eine Außentemperatur ist, kann bestimmt werden, dass die Kühlbetriebsart ausgeführt werden soll. Wenn die vorgegebene Temperatur höher als die Außentemperatur ist, kann bestimmt werden, dass die Heizbetriebsart ausgeführt werden soll. Überdies kann ein Feuchtigkeitserkennungsabschnitt, der eine Feuchtigkeit in dem Fahrzeugraum erfasst, bereitgestellt werden. Wenn in diesem Fall die Feuchtigkeit in dem Fahrzeugraum gleich oder höher als eine vorgegebene Feuchtigkeit ist, kann bestimmt werden, dass die Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ausgeführt wird.
    • (3) In den vorstehend beschriebenen ersten und dritten Ausführungsformen wird das erste Öffnungs-Schließventil 16a, das aus einem elektromagnetischen Ventil besteht, als ein Beispiel für den Öffnungs-Schließabschnitt verwendet, aber der Öffnungs-Schließabschnitt ist nicht auf das erste Öffnungs-Schließventil 16a beschränkt. Zum Beispiel kann ein Durchsatzeinstellventil, das ganz geschlossen sein kann, als der Öffnungs-Schließabschnitt verwendet werden. Dann kann in der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ein Öffnungsgrad des Durchsatzeinstellventils gemäß der Zunahme der Zielauslasstemperatur TAO, welche eine Zieltemperatur von Luft, die in den Fahrzeugraum geblasen werden soll, ist, erhöht werden.
    • (4) Wenn in den vorstehend beschriebenen ersten und dritten Ausführungsformen die Heizbetriebsart als die Klimatisierungsbetriebsart ausgewählt wird, hat der gesamte Wärmepumpenkreislauf 10 den Gaseinblaskreislaufaufbau, aber der Kreislaufaufbau in der Heizbetriebsart ist nicht auf dieses beschränkt. Wenn zum Beispiel eine erforderliche Luftheizkapazität gleich oder niedriger als ein vorgegebener Wert ist, kann eine folgende Ventilbedingung bereitgestellt werden. Der Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 wird verringert, und das zweite Expansionsventil 22 wird ganz geschlossen. Das erste Öffnungs-Schließventil 16a wird geschlossen, und das zweite und dritte Öffnungs-Schließventil 16b, 16c sind offen.
  • Folglich kann ein Kältekreislauf bereitgestellt werden, in dem Kältemittel in der folgenden Reihenfolge durch den Ausstoßkanal 11c des Kompressors 11 -> den Innenkondensator 12 -> das erste Expansionsventil 13 -> den Außenwärmetauscher 20 -> den Akkumulator 24 -> den Ansaugkanal 11a des Kompressors 11 strömt. Wenn folglich die erforderliche Luftheizkapazität gleich oder niedriger als der vorgegebene Wert ist, kann die Drehzahl Nc des Kompressors 11 erhöht werden, und die Verringerung des Kompressionswirkungsgrads des Kompressors 11 kann begrenzt werden.
    • (5) In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird die Güte X von Kältemittel, das in den Außenwärmetauscher 20 strömt, in der Heizbetriebsart als gleich oder niedriger 0,1 festgelegt, indem eine Strömungscharakteristik der festen Drossel 17, die als ein Beispiel für die Expansionsvorrichtung der niedrigeren Stufe (zweite Expansionsvorrichtung) verwendet wird, festgelegt wird.
  • Ein variabler Drosselmechanismus mit einem ähnlichen Aufbau wie das erste Expansionsventil 13 kann als die Expansionsvorrichtung (17) der niedrigeren Stufe verwendet werden. In diesem Fall kann die Güte X von Kältemittel, das in den Außenwärmetauscher 20 strömt, basierend auf einer Temperatur und einem Druck des in den Außenwärmetauscher 20 strömenden Kältemittels berechnet werden, und die Klimatisierungssteuerung 40 kann einen Öffnungsgrad des variablen Drosselmechanismus, der als die Expansionsvorrichtung der niedrigeren Stufe verwendet wird, steuern, so dass die berechnete Güte X des in den Außenwärmetauscher 20 strömenden Kältemittels kleiner oder gleich 0,1 wird.
    • (6) In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird die Klimatisierungsbetriebsart in der normalen Entfeuchtungs-Heizbetriebsart in einer stufenweisen Weise gemäß der Zunahme der Zielauslasstemperatur TAO von der ersten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart auf die vierte Entfeuchtungs-Heizbetriebsart geschaltet, aber die Umschaltweise von den ersten bis vierten Entfeuchtungs-Heizbetriebsarten ist nicht auf die stufenweise Weise beschränkt. Zum Beispiel kann das Umschalten von der ersten bis zu der vierten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart gemäß der Zunahme der Ziel-Auslasstemperatur TAO kontinuierlich durchgeführt werden.
  • Das heißt, der Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 kann verringert werden, und der Öffnungsgrad des zweiten Expansionsventils 22 kann gemäß der Zunahme der Zielauslasstemperatur TAO erhöht werden. Durch die Änderungen der Öffnungsgrade des ersten und zweiten Expansionsventils 13, 22 wird ein Druck (Temperatur) des Kältemittels in dem Außenwärmetauscher 20 eingestellt. Folglich kann der Außenwärmetauscher 20 automatisch von einem Zustand, in dem er als ein Strahler verwendet wird, auf einen Zustand, in dem er als ein Verdampfer verwendet wird, umgeschaltet werden.
  • Die Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart oder die Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart können als Klimatisierungsbetriebsart ausgewählt werden, wenn die Druckverringerungsmenge von Kältemittel in dem ersten Expansionsventil 13 in der vierten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart am größten ist und wenn die Druckverringerungsmenge von Kältemittel in der vierten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart in dem zweiten Expansionsventil 22 am kleinsten ist. Alternativ kann die Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart oder die Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart als die Klimatisierungsbetriebsart ausgewählt werden, wenn in der vierten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart die Druckverringerungsmenge von Kältemittel in dem ersten Expansionsventil 13 höher als ein vorgegebener Wert ist und wenn die Druckverringerungsmenge von Kältemittel in dem zweiten Expansionsventil 22 in der vierten Entfeuchtungs-Heizbetriebsart niedriger als ein vorgegebener Wert ist.
  • Zusätzliche Vorteile und Modifikationen werden Fachleuten der Technik ohne weiteres einfallen. Die Offenbarung in ihrem weiteren Sinne ist daher nicht auf die spezifischen Details, die repräsentative Vorrichtung und veranschaulichenden Beispiele, die gezeigt und beschrieben sind, beschränkt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 3331765 B2 [0002]
    • US 5526650 [0002]

Claims (19)

  1. Wärmepumpenkreislauf, der umfasst: einen Kompressor (11), der aufgebaut ist, um Kältemittel zu komprimieren, wobei der Kompressor (11) einen Ansaugkanal (11a), durch den Kältemittel, das komprimiert werden soll, angesaugt wird, und einen Ausstoßkanal (11c), aus dem das komprimierte Kältemittel ausgestoßen wird, hat; einen Heizwärmetauscher (12), der aufgebaut ist, um Luft, die in Richtung eines Klimatisierungszielraums ausgeblasen wird, durch den Wärmeaustausch mit dem Kältemittel, das aus dem Ausstoßkanal (11c) des Kompressors (11) ausgestoßen wird, zu heizen; eine erste Expansionsvorrichtung (13), die aufgebaut ist, um das aus dem Heizwärmetauscher (12) strömende Kältemittel zu dekomprimieren; einen Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt (14), der aufgebaut ist, um das aus der ersten Expansionsvorrichtung (13) strömende Kältemittel in Gaskältemittel und flüssiges Kältemittel abzuscheiden; eine zweite Expansionsvorrichtung (17), die aufgebaut ist, um das flüssige Kältemittel, das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt (14) abgeschieden wird, zu dekomprimieren; einen Außenwärmetauscher (20), in dem Kältemittel, das aus der zweiten Expansionsvorrichtung (17) strömt, Wärme mit Außenluft austauscht; eine dritte Expansionsvorrichtung (22), die aufgebaut ist, um das Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher (20) strömt, zu dekomprimieren; einen Kühlwärmetauscher (23), der in einer Strömungsrichtung der geblasenen Luft strömungsaufwärtig von dem Heizwärmetauscher (12) angeordnet ist, wobei der Kühlwärmetauscher (23) aufgebaut ist, um die geblasene Luft durch den Wärmetausch zwischen der geblasenen Luft und dem Kältemittel, das aus der dritten Expansionsvorrichtung (22) strömt, zu kühlen und das Kältemittel zu dem Ansaugkanal (11a) strömen zu lassen; einen Zwischendruckdurchgang (15), der aufgebaut ist, um das Gaskältemittel von dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt (14) zu dem Ansaugkanal (11a) strömen zu lassen; einen Öffnungs-Schließabschnitt (16d), der aufgebaut ist, um den Zwischendruckdurchgang (15) zu öffnen oder zu schließen; und eine vierte Expansionsvorrichtung (16d), die aufgebaut ist, um das Gaskältemittel, das in dem Zwischendruckdurchgang (15) strömt, zu dekomprimieren, wobei der Öffnungs-Schließabschnitt (16d) und die vierte Expansionsvorrichtung (16d) bereitgestellt sind, um eine Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart als eine Entfeuchtungs-Heizbetriebsart auszuwählen, in der die geblasene Luft, die in dem Kühlwärmetauscher (23) gekühlt wurde, in dem Heizwärmetauscher (12) geheizt wird, so dass ihre Temperatur gleich oder höher als die der Luft in dem Klimatisierungszielraum ist, und das Öffnungs-Schließventil (16d) den Zwischendruckdurchgang (15) derart öffnet, dass das Gaskältemittel, das aus dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt (14) strömt, in der Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart durch die vierte Expansionsvorrichtung (16d) dekomprimiert wird und in den Ansaugkanal (11a) des Kompressors (11) eingeleitet wird.
  2. Wärmepumpenkreislauf gemäß Anspruch 1, wobei: der Öffnungs-Schließabschnitt (16d) den Zwischendruckdurchgang (15) derart schließt, dass das Kältemittel, das aus der ersten Expansionsvorrichtung (13) strömt, vollständig zu der zweiten Expansionsvorrichtung (17) strömt, wenn eine normale Entfeuchtungs-Heizbetriebsart als die Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ausgewählt ist.
  3. Wärmepumpenkreislauf gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Strömungsmenge des Kältemittels, das durch den Zwischendruckdurchgang (15) zu dem Ansaugkanal (11a) strömt, in der Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart gemäß der Zunahme einer Zieltemperatur (TAO) der geblasenen Luft erhöht wird.
  4. Wärmepumpenkreislauf gemäß Anspruch 3, wobei ein Drosselöffnungsgrad der ersten Expansionsvorrichtung (13) in der Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart gemäß der Zunahme der Zieltemperatur (TAO) der geblasenen Luft vergrößert wird.
  5. Wärmepumpenkreislauf gemäß Anspruch 2, wobei die erste Expansionsvorrichtung (13) in der normalen Entfeuchtungs-Heizbetriebsart eine Druckverringerungsmenge von Kältemittel erhöht, und die dritte Expansionsvorrichtung (22) eine Druckverringerungsmenge von Kältemittel gemäß der Zunahme einer Zieltemperatur (TAO) der geblasenen Luft verringert.
  6. Wärmepumpenkreislauf gemäß Anspruch 5, wobei die Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ausgewählt wird, wenn die Druckverringerungsmenge von Kältemittel in der dritten Expansionsvorrichtung (22) eine kleinste Menge ist.
  7. Wärmepumpenkreislauf gemäß Anspruch 5, wobei die Vorbeiströmungs-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ausgewählt wird, wenn die Druckverringerungsmenge von Kältemittel in der dritten Expansionsvorrichtung (22) niedriger als ein vorgegebener Wert ist.
  8. Wärmepumpenkreislauf gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, der ferner umfasst: einen Kältemittelkreislauf-Umschaltabschnitt (16b, 16c), der aufgebaut ist, um einen Strömungsdurchgang des Kältemittels umzuschalten, wobei der Öffnungs-Schließabschnitt (16d) den Zwischendruckdurchgang (15) schließt, und der Kältemittelkreislauf-Umschaltabschnitt (16b, 16c) bewirkt, dass das aus dem Heizwärmetauscher (12) strömende Kältemittel in dieser Reihenfolge durch die erste Expansionsvorrichtung (13), den Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt (14), den Außenwärmetauscher (20), die dritte Expansionsvorrichtung (22) und den Kühlwärmetauscher (23) strömt, wenn anstelle der Entfeuchtungs-Heizbetriebsart eine Kühlbetriebsart ausgewählt wird, in der die geblasene Luft gekühlt wird, so dass ihre Temperatur niedriger als die der Luft in dem Klimatisierungszielraum ist.
  9. Wärmepumpenkreislauf gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, wobei: der Öffnungs-Schließabschnitt (16d) den Zwischendruckdurchgang (15) schließt, und der Kältemittelkreislauf-Umschaltabschnitt (16b, 16c) bewirkt, dass das aus dem Heizwärmetauscher (12) strömende Kältemittel in dieser Reihenfolge durch die erste Expansionsvorrichtung (13), den Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt (14), die zweite Expansionsvorrichtung (17) und den Außenwärmetauscher (20) strömt, ohne die dritte Expansionsvorrichtung (22) und den Kühlwärmetauscher (23) zu durchlaufen, wenn anstelle der Entfeuchtungs-Heizbetriebsart oder der Kühlbetriebsart eine Heizbetriebsart ausgewählt wird, in der die geblasene Luft geheizt wird, so dass ihre Temperatur gleich oder höher als die der Luft in dem Klimatisierungszielraum ist.
  10. Wärmepumpenkreislauf, der umfasst: einen Kompressor (11), der aufgebaut ist, um Kältemittel zu komprimieren, wobei der Kompressor (11) einen Ansaugkanal (11a), durch den Kältemittel, das komprimiert werden soll, angesaugt wird, einen Ausstoßkanal (11c), aus dem das komprimierte Kältemittel ausgestoßen wird, und einen Zwischendruckkanal (11b), durch den Kältemittel angesaugt wird, um komprimiert zu werden, hat; einen Heizwärmetauscher (12), der aufgebaut ist, um Luft, die in Richtung eines Klimatisierungszielraums ausgeblasen wird, durch den Wärmeaustausch mit dem Kältemittel, das aus dem Ausstoßkanal (11c) des Kompressors (11) ausgestoßen wird, zu heizen; eine erste Expansionsvorrichtung (13), die aufgebaut ist, um das aus dem Heizwärmetauscher (12) strömende Kältemittel zu dekomprimieren; einen Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt (14), der aufgebaut ist, um das aus der ersten Expansionsvorrichtung (13) strömende Kältemittel in Gaskältemittel und flüssiges Kältemittel abzuscheiden; eine zweite Expansionsvorrichtung (17), die aufgebaut ist, um das flüssige Kältemittel, das in dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt (14) abgeschieden wird, zu dekomprimieren; einen Außenwärmetauscher (20), in dem Kältemittel, das aus der zweiten Expansionsvorrichtung (17) strömt, Wärme mit Außenluft austauscht; eine dritte Expansionsvorrichtung (22), die aufgebaut ist, um das Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher (20) strömt, zu dekomprimieren; einen Kühlwärmetauscher (23), der in einer Strömungsrichtung der geblasenen Luft strömungsaufwärtig von dem Heizwärmetauscher (12) angeordnet ist, wobei der Kühlwärmetauscher (23) aufgebaut ist, um die geblasene Luft durch den Wärmetausch zwischen der geblasenen Luft und dem Kältemittel, das aus der dritten Expansionsvorrichtung (22) strömt, zu kühlen und das Kältemittel zu dem Ansaugkanal (11a) strömen zu lassen; einen Zwischendruckdurchgang (15), der aufgebaut ist, um das Gaskältemittel von dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt (14) zu dem Zwischendruckkanal (11b) strömen zu lassen; und einen Öffnungs-Schließabschnitt (16a), der aufgebaut ist, um den Zwischendruckdurchgang (15) zu öffnen oder zu schließen; wobei der Öffnungs-Schließabschnitt (16a) bereitgestellt ist, um eine Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart als eine Entfeuchtungs-Heizbetriebsart auszuwählen, in der die geblasene Luft, die in dem Kühlwärmetauscher (23) gekühlt wurde, in dem Heizwärmetauscher (12) geheizt wird, so dass ihre Temperatur gleich oder höher als die der Luft in dem Klimatisierungszielraum ist, und das Öffnungs-Schließventil (16a) den Zwischendruckdurchgang (15) derart öffnet, dass das Gaskältemittel, das aus dem Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt (14) strömt, in der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart in den Zwischendruckkanal (11b) des Kompressors (11) eingeleitet wird.
  11. Wärmepumpenkreislauf gemäß Anspruch 10, wobei: der Öffnungs-Schließabschnitt (16a) den Zwischendruckdurchgang (15) derart schließt, dass das Kältemittel, das aus der ersten Expansionsvorrichtung (13) strömt, vollständig zu der zweiten Expansionsvorrichtung (17) strömt, wenn eine normale Entfeuchtungs-Heizbetriebsart als die Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ausgewählt ist.
  12. Wärmepumpenkreislauf gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei die Strömungsmenge des Kältemittels, das durch den Zwischendruckdurchgang (15) zu dem Zwischendruckkanal (11b) strömt, in der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart gemäß der Zunahme einer Zieltemperatur (TAO) der geblasenen Luft erhöht wird.
  13. Wärmepumpenkreislauf gemäß Anspruch 12, wobei ein Drosselöffnungsgrad der ersten Expansionsvorrichtung (13) in der Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart gemäß der Zunahme der Zieltemperatur (TAO) der geblasenen Luft vergrößert wird.
  14. Wärmepumpenkreislauf gemäß Anspruch 11, wobei die erste Expansionsvorrichtung (13) in der normalen Entfeuchtungs-Heizbetriebsart eine Druckverringerungsmenge von Kältemittel erhöht, und die dritte Expansionsvorrichtung (22) eine Druckverringerungsmenge von Kältemittel gemäß der Zunahme einer Zieltemperatur (TAO) der geblasenen Luft verringert.
  15. Wärmepumpenkreislauf gemäß Anspruch 14, wobei die Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ausgewählt wird, wenn die Druckverringerungsmenge von Kältemittel in der dritten Expansionsvorrichtung (22) eine kleinste Menge ist.
  16. Wärmepumpenkreislauf gemäß Anspruch 14, wobei die Einblas-Entfeuchtungs-Heizbetriebsart ausgewählt wird, wenn die Druckverringerungsmenge von Kältemittel in der dritten Expansionsvorrichtung (22) niedriger als ein vorgegebener Wert ist.
  17. Wärmepumpenkreislauf gemäß irgendeinem der Ansprüche 10 bis 16, der ferner umfasst: einen Kältemittelkreislauf-Umschaltabschnitt (16b, 16c), der aufgebaut ist, um einen Strömungsdurchgang des Kältemittels umzuschalten, wobei der Öffnungs-Schließabschnitt (16a) den Zwischendruckdurchgang (15) schließt, und der Kältemittelkreislauf-Umschaltabschnitt (16b, 16c) bewirkt, dass das aus dem Heizwärmetauscher (12) strömende Kältemittel in dieser Reihenfolge durch die erste Expansionsvorrichtung (13), den Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt (14), den Außenwärmetauscher (20), die dritte Expansionsvorrichtung (22) und den Kühlwärmetauscher (23) strömt, wenn anstelle der Entfeuchtungs-Heizbetriebsart eine Kühlbetriebsart ausgewählt wird, in der die geblasene Luft gekühlt wird, so dass ihre Temperatur niedriger als die der Luft in dem Klimatisierungszielraum ist.
  18. Wärmepumpenkreislauf gemäß irgendeinem der Ansprüche 10 bis 17, wobei: der Öffnungs-Schließabschnitt (16a) den Zwischendruckdurchgang (15) schließt, und der Kältemittelkreislauf-Umschaltabschnitt (16b, 16c) bewirkt, dass das aus dem Heizwärmetauscher (12) strömende Kältemittel in dieser Reihenfolge durch die erste Expansionsvorrichtung (13), den Gas-Flüssigkeitsabscheidungsabschnitt (14), die zweite Expansionsvorrichtung (17) und den Außenwärmetauscher (20) strömt, ohne die dritte Expansionsvorrichtung (22) und den Kühlwärmetauscher (23) zu durchlaufen, wenn anstelle der Entfeuchtungs-Heizbetriebsart oder der Kühlbetriebsart eine Heizbetriebsart ausgewählt wird, in der die geblasene Luft geheizt wird, so dass ihre Temperatur gleich oder höher als die der Luft in dem Klimatisierungszielraum ist.
  19. Wärmepumpenkreislauf gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Öffnungs-Schließabschnitt (16d) und die vierte Expansionsvorrichtung (16d) in eine einzige Einheit integriert sind.
DE102012206358A 2011-04-21 2012-04-18 Wärmepumpenkreislauf Withdrawn DE102012206358A1 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-95052 2011-04-21
JP2011095052 2011-04-21
JP2011260523A JP2012233676A (ja) 2011-04-21 2011-11-29 ヒートポンプサイクル
JP2011-260523 2011-11-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102012206358A1 true DE102012206358A1 (de) 2012-10-25

Family

ID=46967549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102012206358A Withdrawn DE102012206358A1 (de) 2011-04-21 2012-04-18 Wärmepumpenkreislauf

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8671707B2 (de)
JP (1) JP2012233676A (de)
DE (1) DE102012206358A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112014002008B4 (de) 2013-04-18 2022-02-24 Denso Corporation Kältekreislaufvorrichtung

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1857363A1 (de) 2006-05-19 2007-11-21 Lebrun Nimy Temperaturregelvorrichtung
JP6088753B2 (ja) * 2012-06-13 2017-03-01 サンデンホールディングス株式会社 車両用空気調和装置
JP6141744B2 (ja) * 2012-11-16 2017-06-07 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
JP6070418B2 (ja) * 2013-05-29 2017-02-01 株式会社デンソー ヒートポンプサイクル
JP6204111B2 (ja) * 2013-08-09 2017-09-27 株式会社日本クライメイトシステムズ 車両用空調装置
JP6241595B2 (ja) * 2013-08-23 2017-12-06 サンデンホールディングス株式会社 車両用空気調和装置
JP6223753B2 (ja) * 2013-09-04 2017-11-01 サンデンホールディングス株式会社 車両用空気調和装置
KR101983697B1 (ko) * 2013-09-23 2019-06-04 한온시스템 주식회사 차량용 히트 펌프 시스템의 전동 압축기 제어 방법
CN103625242B (zh) * 2013-11-18 2015-12-09 华南理工大学 一种电动汽车热管理系统
CN104949385B (zh) * 2014-03-31 2017-08-25 翰昂汽车零部件有限公司 车用热泵系统
KR101592734B1 (ko) * 2014-07-11 2016-02-15 현대자동차주식회사 차량용 히트 펌프 장치
KR101637755B1 (ko) * 2014-12-02 2016-07-07 현대자동차주식회사 전기자동차용 히트펌프 시스템 및 이의 제어 방법
KR102182343B1 (ko) * 2015-01-12 2020-11-25 한온시스템 주식회사 차량용 히트 펌프 시스템
US10293660B2 (en) * 2015-02-04 2019-05-21 Denso Corporation Integrated valve and heat pump cycle
JP2018063055A (ja) * 2015-02-26 2018-04-19 株式会社デンソー ヒートポンプサイクル
US20170016659A1 (en) * 2015-07-14 2017-01-19 Nortek Global Hvac Llc Refrigerant charge and control method for heat pump systems
CN107351628B (zh) * 2016-05-10 2020-02-04 比亚迪股份有限公司 热泵空调系统及电动汽车
KR101787075B1 (ko) * 2016-12-29 2017-11-15 이래오토모티브시스템 주식회사 자동차용 히트펌프
EP3666565B1 (de) * 2017-08-08 2022-08-10 Hangzhou Sanhua Research Institute Co., Ltd. Klimaanlage für ein fahrzeug
CN109774422A (zh) * 2019-03-07 2019-05-21 威马智慧出行科技（上海）有限公司 电动车热管理系统及电动车
US11885544B2 (en) * 2019-12-04 2024-01-30 Whirlpool Corporation Adjustable cooling system
JP2022056998A (ja) 2020-09-30 2022-04-11 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 熱交換器、及び車両用空調装置
WO2023151639A1 (zh) * 2022-02-12 2023-08-17 浙江三花汽车零部件有限公司 热管理系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5526650A (en) 1993-09-21 1996-06-18 Nippondenso Co., Ltd. Air-conditioning apparatus
JP3331765B2 (ja) 1993-09-21 2002-10-07 株式会社デンソー 空調装置

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5704219A (en) * 1995-08-01 1998-01-06 Nippondenso Co., Ltd. Air conditioning apparatus
JPH09196478A (ja) 1996-01-23 1997-07-31 Nippon Soken Inc 冷凍サイクル
JPH1044751A (ja) * 1996-08-01 1998-02-17 Denso Corp 車両用暖房装置
JPH11159911A (ja) * 1997-11-28 1999-06-15 Denso Corp 冷凍サイクル装置
JP3890713B2 (ja) * 1997-11-27 2007-03-07 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
JP2998740B2 (ja) * 1998-05-07 2000-01-11 ダイキン工業株式会社 空気調和機
JP2000154941A (ja) * 1998-11-19 2000-06-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 冷凍装置
JP4538892B2 (ja) * 2000-04-19 2010-09-08 ダイキン工業株式会社 Ｃｏ２冷媒を用いた空気調和機
JP4311115B2 (ja) * 2002-09-17 2009-08-12 株式会社デンソー 空調装置
US7752864B2 (en) * 2004-08-02 2010-07-13 Daikin Industries, Ltd. Refrigeration apparatus
US20060083626A1 (en) * 2004-10-19 2006-04-20 Manole Dan M Compressor and hermetic housing with minimal housing ports
JP2006118799A (ja) * 2004-10-21 2006-05-11 Denso Corp 冷凍サイクル
US8887524B2 (en) * 2006-03-29 2014-11-18 Sanyo Electric Co., Ltd. Refrigerating apparatus
JP2008106738A (ja) * 2006-09-29 2008-05-08 Fujitsu General Ltd ロータリ圧縮機およびヒートポンプシステム
US8528359B2 (en) * 2006-10-27 2013-09-10 Carrier Corporation Economized refrigeration cycle with expander
JP2008175432A (ja) * 2007-01-17 2008-07-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 冷凍サイクル装置
KR100803144B1 (ko) * 2007-03-28 2008-02-14 엘지전자 주식회사 공기조화기
CN101755177A (zh) * 2007-05-17 2010-06-23 开利公司 具有流控制的节能制冷剂系统
DK2220450T4 (da) * 2007-11-09 2023-02-20 Carrier Corp Transportkølesystem og fremgangsmåde til anvendelse deraf
JPWO2009087733A1 (ja) * 2008-01-07 2011-05-19 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置および四方弁
US20110138827A1 (en) * 2008-08-07 2011-06-16 Carrier Corporation Improved operation of a refrigerant system
KR101280381B1 (ko) * 2009-11-18 2013-07-01 엘지전자 주식회사 히트 펌프

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5526650A (en) 1993-09-21 1996-06-18 Nippondenso Co., Ltd. Air-conditioning apparatus
JP3331765B2 (ja) 1993-09-21 2002-10-07 株式会社デンソー 空調装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112014002008B4 (de) 2013-04-18 2022-02-24 Denso Corporation Kältekreislaufvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012233676A (ja) 2012-11-29
US8671707B2 (en) 2014-03-18
US20120266624A1 (en) 2012-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012206358A1 (de) Wärmepumpenkreislauf
DE112014002008B4 (de) Kältekreislaufvorrichtung
DE102012215622B4 (de) Kältemittelkreislaufvorrichtung
DE102011015151B4 (de) Wärmepumpenkreislauf
DE102012206357B4 (de) Kältemittelkreis-Einrichtung
DE112013005304B4 (de) Kältekreislaufvorrichtung
DE102012205200B4 (de) Kältemittelkreislaufvorrichtung
DE112013001410B4 (de) Kältekreislaufvorrichtung
DE112015003005T5 (de) Kältekreislaufvorrichtung
DE112014006218T5 (de) Wärmepumpenkreislaufvorrichtung
DE112016003161T5 (de) Wärmepumpenkreislauf
DE112014005360T5 (de) Wärmepumpensystem
DE112014002518T5 (de) Kältekreislaufvorrichtung
DE112015005763T5 (de) Kältekreislaufvorrichtung
DE102011100198A1 (de) Heat Pump Cycle System
DE102011008217A1 (de) Klimaanlage für Fahrzeug
DE112013003562T5 (de) Kältekreislaufvorrichtung
DE102011110549B4 (de) Kältemittelkreislaufvorrichtung mit zweistufiger Druckerhöhung
DE112013004919T5 (de) Kältekreislaufvorrichtung
DE112016002731T5 (de) Klimatisierungsvorrichtung für Fahrzeug
DE112016000605T5 (de) Integriertes Ventil und Wärmepumpenkreislauf
DE112013004682T5 (de) Kältekreislaufvorrichtung
DE112014002805T5 (de) Wärmepumpen-Fahrzeugklimaanlage
DE112016003558T5 (de) Wärmepumpen-System
DE112013005473T5 (de) Kältekreislaufvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee