DE102014014923B4 - Wärmepumpen-System für ein Fahrzeug - Google Patents

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Abstract

Ein Wärmepumpen-System für ein Fahrzeug, umfassend:Wärmepumpen-Zyklus-Komponenten, einschließend: einen Kompressor (100), einen Innenraum-Wärmetauscher (110), eine erste Ventil-Einheit (120), einen Außenbereichs-Wärmetauscher (130) und einen Verdampfer (160);eine Kühlmittel-Umlauf-Leitung (R), die die Wärmepumpen-Zyklus-Komponenten verbindet;eine Bypass-Leitung (R1) und eine zweite Ventil-Einheit (191), die auf der Kühlmittel-Umlauf-Leitung (R) angeordnet sind und so ermöglichen, dass ein Kühlmittel in der Kühlmittel-Umlauf-Leitung (R) umläuft und dabei wenigstens eine Komponente von den Wärmepumpen-Zyklus-Komponenten umgeht; undeine Steuer-Einheit, die dafür angepasst ist, die Richtung des Strömens des Kühlmittels durch die zweite Ventil-Einheit (191) in dem Fall zu ändern, in dem ein Betriebsweisen-Änderungs-Signal zum Ändern zwischen einer Klimaanlagen-Betriebsweise und einer Wärmepumpen-Betriebsweise erhalten wird,dadurch gekennzeichnet, dassdann, wenn das Betriebsweisen-Änderungs-Signal erhalten wird, die Steuer-Einheit die Richtung der zweiten Ventil-Einheit (191) nach einer ersten Verzögerungszeit von dem Betriebsweisen-Änderungs-Signal-Empfangs-Zeitpunkt ändert, um die Druck-Differenz zwischen der Hochdruck-Seite und der Niederdruck-Seite der ersten Ventil-Einheit (120) zu reduzieren.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Bereich der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wärmepumpen-System für ein Fahrzeug und betrifft im Besonderen ein Wärmepumpen-System für ein Fahrzeug, das die Änderung der Richtung eines gerichteten Ventils für eine gegebene Zeitdauer verzögert und dann die Änderung der Richtung des gerichteten Ventils bei Empfangen des Betriebsweisen-Änderungs-Signals zwischen einer Klimaanlagen-Betriebsweise und einer Wärmepumpen-Betriebsweise durchführt und so das Erzeugen von Geräuschen und Vibrationen verhindert, die durch den Druckunterschied eines Kühlmittels erzeugt werden.
  • Hintergrund des verwandten Standes der Technik
  • Eine Klimaanlage für ein Fahrzeug schließt allgemein ein Kühlsystem zum Kühlen des Inneren des Fahrzeugs und ein Heizsystem zum Heizen des Inneren des Fahrzeugs ein. Das Kühlsystem ist derart konfiguriert, dass darin Luft, die durch das Äußere eines Verdampfers auf der Verdampfer-Seite eines Kühlmittel-Zyklus hindurchtritt, einem Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel unterworfen wird, das zu dem Inneren des Verdampfers strömt, und in kühle Luft umgewandelt wird, sodass dadurch das Innere des Fahrzeugs kühl gemacht wird, und im Gegensatz dazu ist das Heizsystem derart konfiguriert, dass darin Luft, die durch das Äußere eines Heizkörpers auf der Heizkörper-Seite eines Kühlwasser-Zyklus hindurchtritt, einem Wärmeaustausch mit Kühlwasser unterworfen wird, das zum Inneren des Heizkörpers strömt, und dadurch in warme Luft umgewandelt wird, sodass dadurch das Innere des Fahrzeugs warm gemacht wird.
  • Anders als bei der Klimaanlage für das Fahrzeug wird andererseits ein Wärmepumpen-System vorgeschlagen, das die Richtung des Strömens eines Kühlmittels dadurch ändert, dass es Gebrauch von einem Kühlmittel-Zyklus macht, um selektiv ein Kühlen und Erwärmen durchzuführen. Beispielsweise schließt das Wärmepumpen-System ein: Zwei Wärmetauscher (das heißt einen Innenraum-Wärmetauscher, der innerhalb eines Klimaanlagen-Gehäuses angeordnet ist und so einen Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und der Luft durchführt, die in das Innere des Fahrzeugs geblasen wird, und einen Au-ßenbereich-Wärmetauscher, der außerhalb des Klimaanlagen-Gehäuses angeordnet ist und einen Wärmeaustausch durchführt) und ein gerichtetes Steuer-Ventil, das dafür angepasst ist, die Richtung des Strömens des Kühlmittels zu ändern. Wenn eine Kühl-Betriebsweise durch die Änderung der Richtung des Strömens des Kühlmittels, die durch das gerichtete Steuer-Ventil durchgeführt wird, aktiviert wird, dient der Innenraum-Wärmetauscher als kühlender Wärmetauscher, und wenn eine Heiz-Betriebsweise aktiviert ist, dient der Innenraum-Wärmetauscher als heizender Wärmetauscher.
  • Bis jetzt wurden verschiedene Wärmepumpen-Systeme für ein Fahrzeug vorgeschlagen, und ein Beispiel eines derartigen herkömmlichen Wärmepumpen-Systems ist in 1 gezeigt.
  • Wie in 1 gezeigt, schließt das herkömmliche Wärmepumpen-System für ein Fahrzeug ein: einen Kompressor 30, der dafür angepasst ist, ein Kühlmittel zu verdichten und abzulassen; einen Innenraum-Wärmetauscher 32, der dafür angepasst ist, das von dem Kompressor 30 abgelassene Kühlmittel abzustrahlen; ein erstes Entspannungs-Ventil 34 und ein erstes gerichtetes Ventil 36, die parallel miteinander angeordnet sind, wobei das erste Entspannungs-Ventil 34 dafür angepasst ist, das durch den Innenraum-Wärmetauscher 32 hindurchtretende Kühlmittel zu entspannen, und das erste gerichtete Ventil 36 dafür angepasst ist, zu ermöglichen, dass das durch den Innenraum-Wärmetauscher 32 hindurchtretende Kühlmittel selektiv zu dem ersten Entspannungs-Ventil 34 strömt; einen Außenbereichs-Wärmetauscher 48, der dafür angepasst ist, einen Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel, das selektiv durch das erste Entspannungs-Ventil 34 hindurchtritt, und Außenluft durchzuführen; einen Verdampfer 60, der dafür angepasst ist, das durch den Außenbereichs-Wärmetauscher 48 hindurch tretende Kühlmittel zu verdampfen; einen Sammler/Akkumulator 62, der dafür angepasst ist, das durch den Verdampfer 60 hindurchtretende Kühlmittel in Dampf-Kühlmittel und flüssiges Kühlmittel zu trennen; einen inneren Wärmetauscher 50, der dafür angepasst ist, einen Wärmeaustausch zwischen dem dem Verdampfer 60 zugeleiteten Kühlmittel und dem zu dem Kompressor 30 zurückgeleiteten Kühlmittel durchzuführen; ein zweites Entspannungs-Ventil 56, das dafür angepasst ist, selektiv das dem Verdampfer 60 zugeleitete Kühlmittel zu entspannen; eine Umgehungs-Leitung 59, die dafür angepasst ist, die Auslass-Seite des Außenbereichs-Wärmetauschers 48 und die Einlass-Seite des Sammlers/Akkumulators 62 zu verbinden; und ein zweites gerichtetes Ventil 58, das an dem Verzweigungs-punkt der Umgehungs-Leitung 59 angeordnet ist.
  • In 1 zeigt ein Bezugszeichen 10 ein Klimaanlagen-Gehäuse an, in dem der Innenraum-Wärmetauscher 32 und der Verdampfer 60 angeordnet sind; zeigt ein Bezugszeichen 12 eine die Temperatur anpassende Tür an, die dafür angepasst ist, die Menge an Kühl-Luft und zugemischter Heißluft anzupassen; zeigt das Bezugszeichen 20 ein Gebläse an, das am Eingang des Klimaanlagen-Gehäuses angeordnet ist; und zeigt das Bezugszeichen 37 eine Umgehungs-Leitung an, die dafür angepasst ist, das erste Entspannungs-Ventil 34 zu umgehen.
  • Gemäß dem herkömmlichen Wärmepumpen-System für das Fahrzeug unter der oben beschriebenen Konfiguration ändert dann, wenn eine Heizpumpen-Betriebsweise (Heiz-Betriebsweise) aktiviert ist, das erste gerichtete Ventil 36 die Richtung, um zu ermöglichen, dass das Kühlmittel durch das erste Entspannungs-Ventil 34 hindurchtritt, und die Richtung des zweiten gerichteten Ventils 58 wird geändert, um zu ermöglichen, dass das Kühlmittel durch das zweite Entspannungs-Ventil 56 hindurchtritt. Weiter arbeitet die die Temperatur anpassende Tür 12 in der Weise, wie dies in 1 gezeigt ist. Dementsprechend tritt das von dem Kompressor 30 abgelassene Kühlmittel durch den Innenraum-Wärmetauscher 32, das erste gerichtete Ventil 36, das erste Entspannungs-Ventil 34, den Außenbereichs-Wärmetauscher 48, einen Hochdruck-Teil 52 des inneren Wärmetauschers 50, das zweite gerichtete Ventil 58, den Sammler/Akkumulator 62 und einen Niederdruck-Teil 54 des inneren Wärmetauschers 50 in der genannten Reihenfolge und kehrt zu dem Kompressor 30 zurück.
  • Wenn eine Klimaanlagen-Betriebsweise (Kühl-Betriebsweise) aktiviert ist, ändert das erste gerichtete Ventil 36 seine Richtung und ermöglicht, dass das Kühlmittel das erste Entspannungs-Ventil 34 im Bypass umgeht, und das zweite gerichtete Ventil 58 ändert seine Richtung, um zu ermöglichen, dass das Kühlmittel durch das zweite Entspannungs-Ventil 56 hindurchtritt. Weiter schließt die die Temperatur anpassende Tür 12 den Durchgang des Innenraum-Wärmetauschers 32. Dementsprechend tritt das von dem Kompressor 30 abgelassene Kühlmittel durch den Innenraum-Wärmetauscher 32, das erste gerichtete Ventil 36, den Außenbereichs-Wärmetauscher 48, den Hochdruck-Teil 52 des inneren Wärmetauschers 50, das zweite Entspannungs-Ventil 56, den Verdampfer 60, den Sammler/Akkumulator 62 und den Niederdruck-Teil 54 des inneren Wärmetauschers 50 in der Reihenfolge und kehrt zu dem Kompressor 30 zurück. Mit anderen Worten: Der Verdampfer 60 dient als Verdampfer, und der Innenraum-Wärmetauscher 32, der durch die die Temperatur anpassende Tür 12 geschlossen wird, dient als Heizvorrichtung in derselben Weise wie in der Wärmepumpen-Betriebsweise.
  • Gemäß dem herkömmlichen Wärmepumpen-System wird jedoch bei hohem Druck befindliches Kühlmittel auf einen niedrigen Druck entspannt mittels des Druck-Unterschieds des Kühlmittels bei der Änderung zwischen der Wärmepumpen-Betriebsweise und der Klimaanlagen-Betriebsweise, was unerwünschterweise die Bildung von Geräuschen und Vibrationen erzeugt.
  • In der Klimaanlagen-Betriebsweise strömt nämlich das bei hoher Temperatur und hohem Druck befindliche Kühlmittel zu dem ersten gerichteten Ventil 36, der Bypass- (bzw. Umgehungs-)Leitung 37 und dem zweiten gerichteten Ventil 58, und das erste Entspannungs-Ventil 34 und die Bypass-Leitung 59 stehen unter einem niedrigen Druck. Bei Änderung von der Klimaanlagen-Betriebsweise zu der Wärmepumpen-Betriebsweise ändert sich zu diesem Zeitpunkt die Richtung des ersten gerichteten Ventils 36 und ermöglicht so, dass das bei hoher Temperatur und hohem Druck befindliche durch den Innenraum-Wärmetauscher 32 hindurchtretende Kühlmittel zu dem ersten Entspannungs-Ventil 34 strömt, das bei niedrigem Druck vorliegt, und dadurch werden Geräusche und Vibrationen aufgrund der Druck-Differenz des Kühlmittels erzeugt. Das zweite gerichtete Ventil 58 ändert seine Richtung und ermöglicht, dass das bei hoher Temperatur und hohem Druck befindliche, durch den Außenbereichs-Wärmetauscher 48 hindurchtretende Kühlmittel zu der Bypass-(bzw. Umgehungs-)Leitung 59 strömt, die bei niedrigem Druck vorliegt, was unerwünschterweise Geräusche und Vibrationen aufgrund der Druck-Differenz des Kühlmittels erzeugt.
  • Weiter strömt in der Wärmepumpen-Betriebsweise das unter hoher Temperatur und hohem Druck befindliche Kühlmittel zu dem ersten gerichteten Ventil 36, strömt bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck befindliches Kühlmittel zu dem zweiten gerichteten Ventil 58, und liegen die Umgehungs-(bzw. Bypass-)Leitung 37 und das zweite Entspannungs-Ventil 56 bei niedrigem Druck vor. Bei Änderung von der Klimaanlagen-Betriebsweise zu der Wärmepumpen-Betriebsweise ändert das erste gerichtete Ventil 36 zu diesem Zeitpunkt die Richtung und ermöglicht so, dass das bei hoher Temperatur und hohem Druck befindliche, durch den Innenraum-Wärmetauscher 32 hindurchtretende Kühlmittel das erste Entspannungs-Ventil 34 umgeht und in die bei niedrigem Druck befindliche Umgehungs- (bzw. Bypass-)Leitung 37 strömt, wodurch unerwünschterweise Geräusche und Vibrationen aufgrund der Druck-Differenz des Kühlmittels erzeugt werden. Die EP 2 634 021 A1 offenbart auch ein Wärmepumpen-System für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Steuern des Wärmepumpen-Systems. Das Verfahren steuert variabel nur einen Kompressor 100, wenn die Zahl der Umdrehungen des Kompressors kleiner ist als der obere Grenzwert der Anzahl der maximalen Umdrehungen, bei denen der Kompressor arbeitet. Eine elektrische Heizung 115 wird nur dann betätigt, wenn die Anzahl der Umdrehungen des Kompressors den oberen Grenzwert der Zahl der maximalen Umdrehungen des Kompressors erreicht, um einer Ziel-Temperatur in einem Wärmepumpenbetrieb gerecht zu werden. Dadurch wird verhindert, dass die Konvergenz der Luftablass-Temperatur im Innenraum des Fahrzeugs verschlechtert wird oder instabil wird, wenn der Kompressor 100 und die elektrische Heizung 115 variabel gleichzeitig gesteuert werden, um eine Ziel-Ablass-Temperatur einzuhalten.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Dementsprechend wurde die vorliegende Erfindung im Hinblick auf die oben genannten Probleme, die im Stand der Technik auftraten, gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Wärmepumpen-System für ein Fahrzeug bereit zu stellen, das die Änderung der Richtung eines gerichteten Ventils für einen gegebenen Zeitraum verzögert und dann die Änderung der Richtung des gerichteten Ventils bei Empfangen des Betriebsweisen-Änderungs-Signals zwischen einer Klimaanlagen-Betriebsweise und einer Wärmepumpen-Betriebsweise durchführt und so das Erzeugen der Geräusche und Vibrationen verhindert, die durch die Druck-Differenz eines Kühlmittel erzeugt werden.
  • Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt ein Wärmepumpen-System für ein Fahrzeug, das einschließt: Wärmepumpen-Zyklus-Komponenten, einschließend: einen Kompressor 100, einen Innenraum-Wärmetauscher 110, eine erste Ventil-Einheit 120, einen Außenbereichs-Wärmetauscher 130 und einen Verdampfer 160; eine Kühlmittel-Umlauf-Leitung R, die die Wärmepumpen-Zyklus-Komponenten verbindet; eine Bypass-Leitung R1 und eine zweite Ventil-Einheit 191, die auf der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R angeordnet sind und so ermöglichen, dass ein Kühlmittel in der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R umläuft und dabei wenigstens eine Komponente von den Wärmepumpen-Zyklus-Komponenten umgeht; und eine Steuer-Einheit, die dafür angepasst ist, die Richtung des Strömens des Kühlmittels durch die zweite Ventil-Einheit 191 in dem Fall zu ändern, in dem ein Betriebsweisen-Änderungs-Signal zum Ändern zwischen einer Klimaanlagen-Betriebsweise und einer Wärmepumpen-Betriebsweise zu erhalten wird; dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn das Betriebsweisen-Änderungs-Signal erhalten wird, die Steuer-Einheit die Richtung der zweiten Ventil-Einheit 191 nach einer ersten Verzögerungszeit von dem Betriebsweisen-Änderungs-Signal-Empfangs-Zeitpunkt ändert, um die Druck-Differenz zwischen der Hochdruck-Seite und der Niederdruck-Seite der ersten Ventil-Einheit 120 zu reduzieren.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Die oben genannten und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillieren Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in Gemeinsamkeit mit den beigefügten Figuren offensichtlich, in denen:
    • 1 ein schematisches Diagramm ist, das ein herkömmliches Wärmepumpen-System für ein Fahrzeug zeigt;
    • 2 ein schematisches Diagramm ist, das eine Klimaanlagen-Betriebsweise in einem Wärmepumpen-System für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 3 ein schematisches Diagramm ist, das eine Wärmepumpen-Betriebsweise in dem Wärmepumpen-System für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 4 ein schematisches Diagramm ist, das eine Entfeuchtungs-Betriebsweise während der Wärmepumpen-Betriebsweise in dem Wärmepumpen-System für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • die 5a und 5b Schnittansichten sind, die die Öffnungs-/Schließ-Zustände eines EIN/AUS-Ventils einer ersten Ventil-Einheit in dem Wärmepumpen-System für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;
    • 6 eine geschnittene perspektivische Ansicht ist, die Entspannungs-Einrichtungen in dem Wärmepumpen-System für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
    • 7 eine Grafik ist, die die Verzögerungszeit gemäß der AußenluftTemperatur in dem Wärmepumpen-System für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Nachfolgend wird eine Erklärung des Wärmepumpen-Systems für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung gegeben.
  • Als erstes schließt ein Wärmepumpen-System für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung ein: Wärmepumpen-Zyklus-Komponenten, die einschließen: einen Kompressor 100, einen Innenraum-Wärmetauscher 110, eine erste Ventil-Einheit 120, einen Außenbereichs-Wärmetauscher 130 und einen Verdampfer 160; eine Kühlmittel-Umlauf-Leitung R, die die Wärmepumpen-Zyklus-Komponenten verbindet; eine Bypass- (bzw. Umgehungs-) Leitung R1 und eine zweite Ventil-Einheit 191, die auf der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R angeordnet sind und so ermöglichen, dass ein Kühlmittel in der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R umläuft und dabei wenigstens eine Komponente von den Wärmepumpen-Zyklus-Komponenten umgeht; eine Steuer-Einheit, die dafür angepasst ist, die Richtung des Strömens des Kühlmittels durch die zweite Ventil-Einheit 191 in dem Fall zu ändern, in dem ein Betriebsweisen-Änderungs-Signal zum Ändern zwischen einer Klimaanlagen-Betriebsweise und einer Wärmepumpen-Betriebsweise erhalten wird.
  • Zusätzlich zu der Bypass-Leitung R1, die dafür angepasst ist, zu ermöglichen, dass das Kühlmittel eine Entspannungs-Einrichtung 140 und den Verdampfer 160 umgeht, ist weiter eine Hilfs-Bypass- bzw. Umgehungs-Leitung R2 auf der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R angeordnet und ermöglicht so, dass das Kühlmittel den Außenbereichs-Wärmetauscher 130 umgeht.
  • Dabei ist die zweite Ventil-Einheit 191 an einem Verzweigungs-Punkt der Bypass-Leitung R1 angeordnet, und eine dritte Ventil-Einheit 192 ist an einem Verzweigungs-Punkt der Hilfs-Bypass-Leitung R2 angeordnet.
  • In der Klimaanlagen-Betriebsweise wird - wie in 2 gezeigt - das Kühlmittel, das von dem Kompressor 100 abgelassen wird, der Reihe nach in Umlauf geführt entlang des Innenraum-Wärmetauschers 110, der ersten Ventil-Einheit 120, dem Außenbereichs-Wärmetauscher 130, der Entspannungs-Einrichtung 140, dem Verdampfer 160 und dem Kompressor 100, und dabei dient der Innenraum-Wärmetauscher 110 als Kühler, dient der Verdampfer 160 als Verdampfer und ist die erste Ventil-Einheit 120 dafür angepasst, zu ermöglichen, dass das Kühlmittel durch diese hindurchtritt in dem Zustand, in dem das Kühlmittel in einem unentspannten Zustand ist.
  • Andererseits dient der Außenbereichs-Wärmetauscher 130 als Kühler wie der Innenraum-Wärmetauscher 110.
  • In der Wärmepumpen-Betriebsweise wird - wie in 3 gezeigt - das Kühlmittel, das von dem Kompressor 100 abgelassen wird, der Reihe nach in Umlauf geführt entlang dem Innenraum-Wärmetauscher 110, einer Öffnung 128 der ersten Ventil-Einheit 120, dem Außenbereichs-Wärmetauscher 130, der Bypass-Leitung R1 und dem Kompressor 100, und dabei dient der Innenraum-Wärmetauscher 110 als Kühler, dient der Außenbereichs-Wärmetauscher 130 als Verdampfer, entspannt die erste Ventil-Einheit 120 das Kühlmittel und wird das Kühlmittel nicht zu der Entspannungs-Einrichtung 140 und dem Verdampfer 160 geleitet.
  • Bei Innenraum-Entfeuchtung während der Wärmepumpen-Betriebsweise wird andererseits eine Teilmenge des Kühlmittel, das durch die Kühlmittel-Umlauf-Leitung R zirkuliert, dem Verdampfer 160 durch eine Entfeuchtungs-Leitung R3 zugeleitet, wie später diskutiert wird, sodass dadurch eine Innenraum-Entfeuchtung durchgeführt wird.
  • Hiernach wird jeder Teil des Wärmepumpen-Systems gemäß der vorliegenden Erfindung im Einzelnen erklärt.
  • Zuerst wird der Kompressor 100, der auf der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R angeordnet ist, durch Aufnehmen von Energie von einer Antriebs-Maschine (Brennkraft-Maschine) oder einem Motor angetrieben, nimmt das Kühlmittel auf und verdichtet dieses und lässt das verdichtete Kühlmittel in Form eines bei hoher Temperatur und hohem Druck befindlichen Gases ab.
  • In der Klimaanlagen-Betriebsweise nimmt der Kompressor 100 das Kühlmittel, das von dem Verdampfer 160 abgelassen wird, auf und verdichtet dieses und leitet das verdichtete Kühlmittel zu dem Innenraum-Wärmetauscher 110, und in der Wärmepumpen-Betriebsweise nimmt der Kompressor 100 das Kühlmittel, das von dem Außenbereichs-Wärmetauscher 130 abgelassen wird auf und verdichtet dieses und leitet dieses durch die Bypass-Leitung R1 und leitet das verdichtete Kühlmittel an den Innenraum-Wärmetauscher 110.
  • In der Entfeuchtungs-Betriebsweise während der Wärmepumpen-Betriebsweise wird darüber hinaus das Kühlmittel sowohl zu der Bypass-Leitung R1 als auch zu dem Verdampfer 160 durch die Entfeuchtungs-Leitung R3 geleitet, und in diesem Fall nimmt dementsprechend der Kompressor 100 das Kühlmittel, das durch beide Leitungen Bypass-Leitung R1 und Verdampfer 160 hindurchtritt, auf und verdichtet dieses und mischt das verdichtete Kühlmittel und leitet dieses zu dem Innenraum-Wärmetauscher 110.
  • Der Innenraum-Wärmetauscher 110, der innerhalb des Klimaanlagen-Gehäuses 150 angeordnet ist und mit der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R an der Auslass-Seite des Kompressors 100 verbunden ist, dient dazu, einen Wärmeaustausch zwischen der Luft, die in dem Klimaanlagen-Gehäuse 150 strömt, und dem von dem Kompressor 100 abgelassenen Kühlmittel durchzuführen.
  • Weiter dient der Verdampfer 160, der innerhalb des Klimaanlagen-Gehäuses 150 angeordnet ist und mit der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R an der Einlass-Seite des Kompressor 100 verbunden ist, dazu, einen Wärmeaustausch zwischen der Luft, die in dem Klimaanlagen-Gehäuse 150 strömt, und dem Kühlmittel durchzuführen, das zu dem Kompressor 100 strömt.
  • Der Innenraum-Wärmetauscher 110 dient als Kühler sowohl bei der Klimaanlagen-Betriebsweise als auch bei der Wärmepumpen-Betriebsweise.
  • Der Verdampfer 160 dient als Verdampfer bei der Klimaanlagen-Betriebsweise und hält an in der Wärmepumpen-Betriebsweise, da das Kühlmittel nicht diesem zugeleitet wird. In der Entfeuchtungs-Betriebsweise dient natürlich der Verdampfer 160 als Verdampfer, da diesem eine Teilmenge des Kühlmittels zugeleitet wird.
  • Weiter sind der Innenraum-Wärmetauscher 110 und der Verdampfer 160 eine gegebene Entfernung auf der Innenseite des Klimaanlagen-Gehäuses 150 voneinander beabstandet angeordnet, und in diesem Fall sind der Verdampfer 160 und der Innenraum-Wärmetauscher 110 aufeinanderfolgend von der stromaufwärts gelegenen Seite in Richtung auf das Strömen der Luft in dem Klimaanlagen-Gehäuse 150 angeordnet.
  • Bei der Klimaanlagen-Betriebsweise, in der der Verdampfer 160 als Verdampfer dient, wird - wie in 2 gezeigt - das bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck befindliche Kühlmittel, das von der Entspannungs-Einrichtung 140 abgelassen wird, dem Verdampfer 160 zugeleitet, und zu diesem Zeitpunkt wird die Luft, die innerhalb des Klimaanlagen-Gehäuses 150 durch ein Gebläse (nicht gezeigt) zuströmt, mit dem bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck befindlichem Kühlmittel in dem Verdampfer 160 einem Wärmeaustausch unterzogen, wenn diese durch den Verdampfer 160 hindurchtritt, und wird dadurch in kühle Luft umgewandelt, sodass die kühle Luft in das Innere des Fahrzeugs abgelassen wird, wodurch das Innere des Fahrzeugs unter Kühlung gesetzt wird.
  • Bei der Wärmepumpen-Betriebsweise, in der der Innenraum-Wärmetauscher 110 als Kühler dient, wird - wie in 3 gezeigt - das bei hoher Temperatur und hohem Druck befindliche Kühlmittel, das von dem Kompressor 100 abgelassen wird, dem Innenraum-Wärmetauscher 110 zugeleitet, und in diesem Moment wird die innerhalb des Klimaanlagen-Gehäuses 150 durch das Gebläse strömende Luft einem Wärmeaustausch mit dem bei hoher Temperatur und hohem Druck befindlichen Kühlmittel in dem Innenraum-Wärmetauscher 110 unterzogen, wenn diese durch den Innenraum-Wärmetauscher 110 hindurchtritt, und wird so in warme Luft umgewandelt, sodass die warme Luft in das Innere des Fahrzeugs abgelassen wird und so das Innere des Fahrzeugs in einen warmen Zustand versetzt.
  • Weiter ist eine die Temperatur anpassende Tür 151 zwischen dem Verdampfer 160 und dem Innenraum-Wärmetauscher 110 innerhalb des Klimaanlagen-Gehäuses 150 angeordnet und passt die Mengen an Luft, die um den Innenraum-Wärmetauscher 110 herumfließt, und die Menge an Luft, die durch den Innenraum-Wärmetauscher 110 hindurchtritt, an.
  • Durch das Anpassen der Menge an Luft, die um den Innenraum-Wärmetauscher 110 herumfließt, und der Menge an Luft, die durch den Innenraum-Wärmetauscher 110 hindurchtritt, passt die die Temperatur anpassende Tür 151 in passender Weise die Temperatur der von dem Klimaanlagen-Gehäuse 150 abgelassenen Luft an.
  • Bei der Klimaanlagen-Betriebsweise umströmt dabei dann, wenn der Gang auf der Vorderseite des Innenraum-Wärmetauschers 110 vollständig durch die die Temperatur anpassende Tür 151 geschlossen ist, wie dies in 2 gezeigt ist, die kühle Luft, die durch den Verdampfer 160 hindurchtritt, um den Innenraum-Wärmetauscher 110 herum und wird in das Innere des Fahrzeugs geleitet, wodurch ein maximales Kühlen durchgeführt wird. Bei Betrieb im Wärmepumpen-Modus tritt dann, wenn der Durchgang, der den Innenraum-Wärmetauscher 110 umgeht, vollständig geschlossen ist durch die die Temperatur anpassende Tür 151, wie dies in 3 gezeigt ist, alle Luft durch den Innenraum-Wärmetauscher 110 hindurch, der als Kühler dient, und wird so in warme Luft umgewandelt, sodass die warme Luft dem Inneren des Fahrzeugs zugeführt wird und so ein maximales Erwärmen durchführt.
  • Der Außenbereichs-Wärmetauscher 130, der außerhalb des Klimaanlagen-Gehäuses 150 angeordnet ist und mit der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R verbunden ist, dient dazu, ein Wärmeaustauschen zwischen dem Kühlmittel, das in der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R strömt, und der Außenluft durchzuführen.
  • In diesem Fall ist der Außenbereichs-Wärmetauscher 130 auf der Vorderseite eines Motor-Raums des Fahrzeugs angeordnet und führt den Wärmeaustausch zwischen dem in der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R umlaufenden Kühlmittel und der Außenluft durch.
  • Bei der Klimaanlagen-Betriebsweise dient der Außenbereichs-Wärmetauscher 130 als Kühler, und zwar in derselben Weise wie der Innenraum-Wärmetauscher 110. Dabei wird das bei hoher Temperatur befindliche Kühlmittel, das in dem Außenbereichs-Wärmetauscher 130 strömt, einem Wärmeaustausch mit der Außenluft unterworfen und wird damit kondensiert. Bei der Wärmepumpen-Betriebsweise dient der Außenbereichs-Wärmetauscher 130 - im Unterschied zu dem Innenraum-Wärmetauscher 110 - als Verdampfer, und dabei wird das bei niedriger Temperatur befindliche Kühlmittel, das in dem Außenbereichs-Wärmetauscher 130 strömt, einem Wärmeaustausch mit der Außenluft unterworfen und wird dabei verdampft.
  • Die erste Ventil-Einheit 120 schließt ein EIN-/AUS-Ventil 125 ein, das auf der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R zwischen dem Innenraum-Wärmetauscher 110 und dem Außenbereichs-Wärmetauscher 130 angeordnet ist, um dabei eine EIN-/AUS-Operation für den Strom des Kühlmittels und die Öffnung 128, die einheitlich mit dem EIN-/AUS-Ventil 125 gebildet ist, durchzuführen und so das Kühlmittel zu entspannen, sodass bei der Klimaanlagen-Betriebsweise die erste Ventil-Einheit 120 das EIN-/AUS-Ventil 125 öffnet und so ermöglicht, dass das Kühlmittel in dem Zustand strömt, in dem das Kühlmittel in einem nichtentspannten Zustand vorliegt, und bei Wärmepumpen-Betriebsweise öffnet die erste Ventil-Einheit 120 das EIN-/AUS-Ventil 125 und ermöglicht so, dass das Kühlmittel durch die Öffnung 128 entspannt wird und strömt.
  • Mit anderen Worten: Die erste Ventil-Einheit 120 weist das Zwei-Wege-EIN-/AUS-Ventil 125 und die Öffnung 128 einheitlich damit gebildet auf, wobei die Öffnung 128 dafür dient, ein Drosseln (Entspannen) durchzuführen.
  • 5a und 5b zeigen die Öffnungs-/Schließ-Zustände der ersten Ventil-Einheit 120. Ein Durchgang 126 ist im Inneren des EIN-/AUS-Ventils 125 gebildet, durch den das Kühlmittel strömt, und ein Ventil-Element 127 ist dafür angeordnet, den Durchgang 126 zu öffnen und zu schließen.
  • Dabei ist die Öffnung 128 auf dem Ventil-Element 127 gebildet und entspannt so das Kühlmittel.
  • Weiter ist ein Solenoid 129 auf einer Seite des EIN-/AUS-Ventils 125 montiert, um das Ventil-Element 127 zu öffnen und zu schließen.
  • Das Solenoid 129 bewegt das Ventil-Element 127 linear hin und her und öffnet oder schließt so den Durchgang 126.
  • Wenn das Ventil-Element 127 der ersten Ventil-Einheit 120 den Durchgang 126 öffnet, wie dies in 5b gezeigt ist, tritt das Kühlmittel durch die erste Ventil-Einheit 120 hindurch, ohne entspannt zu werden, und wenn das Ventil-Element 127 der ersten Ventil-Einheit 120 den Durchgang 126 schließt, wie dies in 5a gezeigt ist, wird das Kühlmittel zuerst durch die Öffnung 128 des Ventil-Elements 127 entspannt und tritt dann durch die erste Ventil-Einheit 120 hindurch.
  • Obwohl dies nicht gezeigt ist, kann andererseits ein Motor anstelle des Solenoids 129 angeordnet sein, um das Ventil-Element 127 des EIN-/AUS-Ventils 125 zu betreiben.
  • Mit anderen Worten: Der Motor ist auf einer Seite des EIN-/AUS-Ventils 125 montiert und bewegt das Ventil-Element 127 unter Rotation.
  • Das Solenoid 129 bewegt das Ventil-Element 127 linear hin und her und öffnet und schließt so den Durchgang 126, jedoch bewegt der Motor das Ventil-Element 127 unter Umdrehung und öffnet und schließt so den Durchgang 126.
  • Die Bypass-Leitung R1 verbindet die Kühlmittel-Umlauf-Leitung R auf der Auslass-Seite des Außenbereichs-Wärmetauschers 130 und die Kühlmittel-Umlauf-Leitung R auf der Einlass-Seite des Kompressors 100 und ermöglicht so, dass das Kühlmittel auf der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R zirkuliert und so selektiv die Entspannungs-Einrichtung 140 und den Verdampfer 160 im Bypass umgeht.
  • Wie gezeigt, ist die Bypass-Leitung R1 parallel mit der Entspannungs-Einrichtung 140 und dem Verdampfer 160 angeordnet. Mit anderen Worten: Die Einlass-Seite der Bypass-Leitung R1 ist mit der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R unter Verbinden des Außenbereichs-Wärmetauschers 130 und der Entspannungs-Einrichtung 140 verbunden, und deren Auslass-Seite ist mit der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R in der Weise verbunden, dass sie den Verdampfer 160 und den Kompressor 100 verbindet.
  • Bei der Klimaanlagen-Betriebsweise strömt dementsprechend das durch den Außenbereichs-Wärmetauscher 130 hindurchtretende Kühlmittel zu der Entspannungs-Einrichtung 140 und dem Verdampfer 160, jedoch strömt bei der Wärmepumpen-Betriebsweise das durch den Außenbereichs-Wärmetauscher 130 hindurchtretende Kühlmittel gerade zu dem Kompressor 100 durch die Bypass-Leitung R1, während es die Entspannungs-Einrichtung 140 und den Verdampfer 160 umgeht.
  • In diesem Fall wird die Änderung der Richtung des Strömens des Kühlmittels gemäß der Klimaanlagen-Betriebsweise und der Wärmepumpen-Betriebsweise durchgeführt mittels der zweiten Ventil-Einheit 191.
  • Die zweite Ventil-Einheit 191, die auf dem Verzweigungs-Punkt zwischen der Bypass- bzw. Umgehungs-Leitung R1 und der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R angeordnet ist, ändert die Richtung des Strömens des Kühlmittels, das durch den Außenbereichs-Wärmetauscher 130 hindurchtritt, und ermöglicht so, dass das Kühlmittel zu der Bypass-Leitung R1 oder zu der Entspannungs-Einrichtung 140 entsprechend der Klimaanlagen-Betriebsweise oder der Wärmepumpen-Betriebsweise strömt.
  • Bei der Klimaanlagen-Betriebsweise ändert die zweite Ventil-Einheit 191 die Richtung des Strömens des Kühlmittels, das von dem Kompressor 100 abgelassen wird und der Reihe nach durch den Innenraum-Wärmetauscher 110, die erste Ventil-Einheit 120 und den Außenbereichs-Wärmetauscher 130 strömt, und ermöglicht so, dass das Kühlmittel zu der Entspannungs-Einrichtung 140 und dem Verdampfer 160 strömt, und bei der Wärmepumpen-Betriebsweise ändert die zweite Ventil-Einheit 191 die Richtung des Strömens des Kühlmittels, das von dem Kompressor 100 abgelassen wird und der Reihe nach durch den Innenraum-Wärmetauscher 110, die Öffnung 128 der ersten Ventil-Einheit 120 und den Außenbereichs-Wärmetauscher 130 strömt, und ermöglicht so, dass das Kühlmittel zu der Bypass-Leitung R1 strömt.
  • Andererseits ist die zweite Ventil-Einheit 191 auf dem Verzweigungs-Punkt der Einlass-Seite der Bypass-Leitung R1 angeordnet, und sie ist wünschenswerterweise aus einem Drei-Wege-Ventil gebildet.
  • Eine dritte Ventil-Einheit 192 ist genauso aus einem Drei-Wege-Ventil gebildet.
  • Weiter ist eine Wärme-Zufuhr-Einrichtung 180 auf der Hilfs-Bypass-Leitung R2 montiert und führt dem Kühlmittel, das entlang der Bypass-Leitung R1 strömt, Wärme zu.
  • Die Wärme-Zufuhr-Einrichtung 180, die Abwärme einer elektrischen Anordnung 200 dem entlang der Bypass-Leitung R2 strömenden Kühlmittel zuleitet, schließt ein: einen wassergekühlten Wärmetauscher 181, der einen Kühlmittel-Wärmeaustausch-Teil 181a aufweist, zu dem das entlang der Bypass-Leitung R1 strömende Kühlmittel strömt, und einen Kühlwasser-Wärmeaustausch-Teil 181 b, der auf einer Seite des Kühlmittel-Wärmeaustausch-Teils 181a angeordnet ist und ermöglicht, dass das in der elektrischen Anordnung 200 zirkulierende Kühlmittel diesem zuströmt.
  • Bei der Wärmepumpen-Betriebsweise wird deswegen die Wärme-Quelle von der Abwärme der elektrischen Anordnung 200 gewonnen, sodass dadurch die Wärme-Leistung des Systems verbessert wird.
  • Andererseits schließt die elektrische Anordnung 200 allgemein einen Motor, einen Wandler und dergleichen ein.
  • Weiter ist ein Sammler/Akkumulator 170 auf der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R auf der Einlass-Seite des Kompressor 100 angeordnet.
  • Der Akkumulator 170 trennt flüssiges Kühlmittel und Dampf-Kühlmittel von dem von dem Kompressor 100 zugeleiteten Kühlmittel und liefert nur das Dampf-Kühlmittel an den Kompressor 100.
  • Weiter ist eine elektrische Heiz-Einheit 115 auf der stromabwärtigen Seite von dem Innenraum-Wärmetauscher 110 innerhalb des Klimaanlagen-Gehäuses 150 angeordnet, um so die Heiz-Leistung zu verbessern.
  • Mit anderen Worten: Die elektrische Heiz-Einheit 115 als Hilfs-Wärme-Quelle im anfänglichen Schritt des Startens des Fahrzeugs arbeitet in der Weise, dass sie die Heiz-Leistung verbessert, und wenn die Wärme-Quelle zum Heizen benötigt wird, kann weiter die elektrische Heiz-Einheit 115 aktiviert werden.
  • Die elektrische Heiz-Einheit 115 ist wünschenswerterweise gebildet als PTC-Heiz-Einheit (positive temperature coefficient heater; Heizeinheit mit positivem Temperatur-Koeffizienten).
  • Die Hilfs-Bypass-Leitung R2 ist parallel zu der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R angeordnet und ermöglicht, dass das durch die erste Ventil-Einheit 120 hindurchtretende Kühlmittel den Außenbereichs-Wärmetauscher 130 im Bypass umgeht.
  • Die Hilfs-Bypass-Leitung R2 verbindet die Kühlmittel-Umlauf-Leitung R auf der Einlass-Seite des Außenbereichs-Wärmetauschers 130 und die Kühlmittel-Umlauf-Leitung R auf dessen Auslass-Seite und ermöglichst so, dass das in der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R zirkulierende Kühlmittel den Außenbereichs-Wärmetauscher 130 im Bypass umgeht.
  • In diesem Fall wird die Änderung der Richtung des Strömens des Kühlmittels bewirkt mittels der dritten Ventil-Einheit 192, und so wird ermöglicht, dass das in der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R zirkulierende Kühlmittel selektiv entlang der Hilfs-Bypass-Leitung R2 strömt.
  • Die dritte Ventil-Einheit 192, die auf dem Verzweigungspunkt zwischen der Hilfs-Bypass-Leitung R2 und der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R angeordnet ist, ändert die Richtung des Strömens des Kühlmittels und ermöglicht so, dass das Kühlmittel zu dem Außenbereichs-Wärmetauscher 130 oder der Hilfs-Bypass-Leitung R2 strömt.
  • Dabei absorbiert dann, wenn ein Frieren an dem Außenbereichs-Wärmetauscher 130 auftritt oder die Außenbereichs-Luft-Temperatur geringer als 0° C, der Außenbereichs-Wärmetauscher 130 keine Wärme von der Außenluft in schonender Weise, sodass es die dritte Ventil-Einheit 192 ermöglicht, dass das in der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R zirkulierende Kühlmittel den Außenbereichs-Wärmetauscher 130 im Bypass umgeht.
  • Andererseits strömt nur dann, wenn die Wärmeaustausch-Effizienz zwischen der Außenluft und dem zu dem Außenbereichs-Wärmetauscher 130 strömenden Kühlmittel gut ist, und zwar unbeachtlich von der Außen-Luft-Temperatur von 0° C, das Kühlmittel zu dem Außenbereichs-Wärmetauscher 130, und umgeht im Gegensatz dazu dann, wenn die Wärmeaustausch-Effizienz zwischen diesen nicht gut ist, das Kühlmittel den Außenbereichs-Wärmetauscher 130 im Bypass und verbessert so die Heiz-Leistung und Effizienz des Systems.
  • Wenn ein Frieren an dem Außenbereichs-Wärmetauscher 130 stattfindet, strömt weiter das Kühlmittel zu der Hilfs-Bypass-Leitung R2 und umgeht den Außenbereichs-Wärmetauscher 130 im Bypass, sodass das Frieren verzögert oder entfernt wird.
  • Weiter ist die Entfeuchtungs-Leitung R3 an der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R angeordnet und liefert eine Teilmenge des in der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R zirkulierenden Kühlmittels an dem Verdampfer 160, sodass die Entfeuchtung für das Innere des Fahrzeugs in der Wärmepumpen-Betriebsweise durchgeführt wird.
  • Dabei sollte das bei niedriger Temperatur befindliche Kühlmittel dem Verdampfer 160 zugeführt werden und so das Innere des Fahrzeugs entfeuchtet werden, und dementsprechend wird die Entfeuchtungs-Leitung R3 mit einem Abschnitt der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R verbunden, in der das bei niedriger Temperatur befindliche Kühlmittel zirkuliert.
  • Noch mehr im Einzelnen liefert die Entfeuchtungs-Leitung R3 eine Teilmenge des bei niedriger Temperatur befindlichen Kühlmittels, die durch die Öffnung 128 der ersten Ventil-Einheit 120 hindurchtritt an den Verdampfer 160.
  • Mit anderen Worten: Die Entfeuchtungs-Leitung R3 verbindet die Kühlmittel-Umlauf-Leitung R an der Auslass-Seite der ersten Ventil-Einheit 120 und die Kühlmittel-Umlauf-Leitung R an der Einlass-Seite des Verdampfers 160.
  • Wie gezeigt, ist der Einlass der Entfeuchtungs-Leitung R3 mit der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R zwischen der ersten Ventil-Einheit 120 und dem Außenbereichs-Wärmetauscher 130 verbunden, sodass eine Teilmenge des Kühlmittels, das durch die erste Ventil-Einheit 120 hindurchtritt, bevor sie zu dem Außenbereichs-Wärmetauscher 130 strömt, zu der Entfeuchtungs-Leitung R3 strömt und dem Verdampfer 160 zugeleitet wird.
  • Weiter ist ein EIN-/AUS-Ventil 195 auf der Entfeuchtungs-Leitung R3 montiert, um die Entfeuchtungs-Leitung R3 nur in der Entfeuchtungs-Betriebsweise für das Innere des Fahrzeugs zu öffnen und zu schließen, und sie erlaubt so, dass eine Teilmenge des Kühlmittels, das durch die erste Ventil-Einheit 120 hindurchtritt, zu der Entfeuchtungs-Leitung R3 strömt.
  • Das EIN-/AUS-Ventil 195 öffnet die Entfeuchtungs-Leitung R3 nur in der Entfeuchtungs-Betriebsweise und schließt die Entfeuchtungs-Leitung R3, wenn die Entfeuchtungs-Betriebsweise nicht eingeschaltet ist.
  • Bei der Entfeuchtungs-Betriebsweise strömt dementsprechend dann, wenn das EIN-/AUS-Ventil 195 offen ist, eine Teilmenge des durch die Öffnung 128 der ersten Ventil-Einheit 120 hindurchtretenden Kühlmittels zu dem Verdampfer 160 durch die Entfeuchtungs-Leitung R3 und führt so schonend die Entfeuchtung des Inneren des Fahrzeugs durch.
  • Der Auslass der Entfeuchtungs-Leitung R3 wird mit der Entspannungs-Einrichtung 140 verbunden, jedoch wird dabei das durch die Entfeuchtungs-Leitung R3 hindurchtretende Kühlmittel nicht in der Entspannungs-Einrichtung 140 entspannt, sondern strömt zu dem Verdampfer 160.
  • Wie in 6 gezeigt, wird die Entspannungs-Einrichtung 140 gebildet aus einem Entspannungs-Ventil 140a, das einen Entspannungs-Durchgang 144 aufweist, der dafür angepasst ist, das Kühlmittel zu entspannen, und einem Bypass-Durchgang 147, der dafür angepasst ist, zu ermöglichen, dass das Kühlmittel dem Entspannungs-Durchgang 144 im Bypass umgeht.
  • Dabei ist der Auslass der Entfeuchtungs-Leitung R3 verbunden mit dem Bypass-Durchgang 147 des Entspannungs-Ventil 140a und ermöglicht so, dass das durch die Entfeuchtungs-Leitung R3 hindurchtretende Kühlmittel den Entspannungs-Durchgang 144 durch den Bypass-Durchgang 147 im Bypass umgeht und damit das Kühlmittel dem Verdampfer 160 zuleitet.
  • Es wird kurz auf 6 Bezug genommen: Die Entspannungs-Einrichtung 140 schließt ein: einen Körper 141, der einen ersten Durchgang 142 aufweist, der den Entspannungs-Durchgang 144 zwischen einem Einlass 142a und einem Auslass 142b gebildet aufweist, und einen zweiten Durchgang 143 aufweist, entlang dem das von dem Verdampfer 160 abgelassene Kühlmittel strömt; einen Ventil-Körper 145, der innerhalb des Körpers 141 angeordnet ist und den Grad eines Öffnens des Entspannungs-Durchgangs 144 anpasst, sodass eine Strömungs-Menge des durch den Entspannungs-Durchgang 144 hindurchtretenden Kühlmittels angepasst wird; und einen Stab 146, der unter Aufsteigen und Absteigen innerhalb des Körpers 141 angeordnet ist und den Ventil-Körper 145 entsprechend den Temperaturänderungen des Kühlmittels an der Auslass-Seite des Verdampfers 160, das entlang dem zweiten Durchgang 143 strömt, anhebt.
  • Weiter ist ein Diaphragma (nicht gezeigt) auf dem oberen End-Teil des Körpers 141 in einer solchen Weise angeordnet, dass es entsprechend den Temperaturänderungen des entlang dem zweiten Durchgang 143 strömenden Kühlmittels versetzt wird. Dementsprechend steigt der Stab 146 auf und steigt ab entsprechend dem Versetzen des Diaphragmas und betreibt so den Ventil-Körper 145.
  • Der Bypass-Durchgang 147 ist innerhalb des Körpers 141 in der Weise gebildet, dass er mit dem Auslass 142b des ersten Durchgangs 142 auf der stromabwärts gelegenen Seite in Richtung der Strömung des Kühlmittels in Verbindung steht.
  • Dementsprechend fließt das durch die Entfeuchtungs-Leitung R3 hindurchtretende Kühlmittel im Bypass an dem Entspannungs-Durchgang 144 der Entspannungs-Einrichtung 140 durch den Bypass-Durchgang 147 vorbei und wird dann gleich dem Verdampfer 160 zugeleitet.
  • Andererseits ist der Auslass der Entfeuchtungs-Leitung R3 in dem Bypass-Durchgang 147 der Entspannungs-Einrichtung 140 eingesetzt, so dass die Entfeuchtungs-Leitung R3 bequem zusammengebaut und einfach verbunden werden kann, sodass dadurch die Zahl von Teilen und deren Gewicht verringert wird.
  • Weiter ist ein Doppelrohr-Wärmetauscher 210 so angeordnet, dass er das Wärmeaustauschen zwischen dem Kühlmittel, bevor dieses der Entspannungs-Einrichtung 140 zuströmt, nachdem es von dem Außenbereichs-Wärmetauscher 130 abgelassen wurde und dem Kühlmittel, das von dem Verdampfer 160 abgelassen wurde, durchführt.
  • Wie gezeigt, ist der Doppelrohr-Wärmetauscher 210 nicht schematisch gezeigt und - kurz beschrieben - hat dieser eine Doppelrohr-Struktur mit einem inneren Rohr und einem äußeren Rohr.
  • Dabei ist das innere Rohr mit der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R auf der Einlass-Seite der Entspannungs-Einrichtung 140 verbunden, und das äußere Rohr ist mit der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R auf der Auslass-Seite des Verdampfers 160 verbunden. Natürlich sind sie umgekehrt verbunden.
  • Dementsprechend wird das bei hoher Temperatur befindliche Kühlmittel, das von dem Außenbereichs-Wärmetauscher 130 abgelassen wird, einem Wärmeaustausch mit dem bei niedriger Temperatur befindlichen Kühlmittel unterworfen, das von dem Verdampfer 160 abgelassen wird, um zu ermöglichen, dass die Temperatur des Kühlmittels, das zu der Entspannungs-Einrichtung 140 strömt, erniedrigt wird, sodass dadurch die Kühl-Leistung verbessert wird, und weiter wird das flüssige Kühlmittel, das in dem Kühlmittel enthalten ist, das von dem Verdampfer 160 abgelassen wurde, verdampft, um dessen Einleitung in den Kompressor 100 zu verhindern.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiter die Kontroll-Einrichtung bereitgestellt, um die Richtung des Strömens des Kühlmittels durch die zweite Ventil-Einheit 191 zu ändern, wenn die Klimaanlagen-Betriebsweise und die Wärmepumpen-Betriebsweise jeweils zueinander verändert werden.
  • Mit anderen Worten: Wenn das Betriebsweisen-Änderungs-Signal von der automatischen Steuerung oder manuellen Steuerung durch einen Fahrgast erhalten wird, ändert die Kontroll-Einheit die Richtung der zweiten Ventil-Einheit 191 und führt so eine Änderung zwischen der Klimaanlagen-Betriebsweise und der Wärmepumpen-Betriebsweise durch.
  • Dabei verzögert die Kontroll-Einheit zuerst die Änderung der Richtung der zweiten Ventil-Einheit 191 für eine gegebene Zeitdauer bei Empfangen des Betriebsweisen-Änderungs-Signals zwischen der Klimaanlagen-Betriebsweise und der Wärmepumpen-Betriebsweise und führt dann die Änderung der Richtung der zweiten Ventil-Einheit 191 durch.
  • Mit anderen Worten: Wenn die Klimaanlagen-Betriebsweise und die Wärmepumpen-Betriebsweise jeweils zueinander geändert werden, führt die Kontroll-Einheit nicht gerade die Änderung der Richtung der zweiten Ventil-Einheit 191 durch, und nach Verzögern der Änderung in der Richtung der zweiten Ventil-Einheit 191 für einen gegebenen Zeitraum führt sie die Änderung der Richtung in der zweiten Ventil-Einheit 191 durch.
  • Die Verzögerung der Änderung in der Richtung der zweiten Ventil-Einheit 191 für eine gegebene Zeitdauer bei Empfangen des Betriebsweisen-Änderungs-Signals zwischen der Klimaanlagen-Betriebsweise und der Wärmepumpen-Betriebsweise erlaubt, dass das in der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R zirkulierende Kühlmittel hinsichtlich seines Drucks unter einen gegebenen Druck reduziert wird, und zu diesem Zeitpunkt können dann, wenn der Druck des Kühlmittels reduziert wird, die Drücke auf der Hochdruck-Seite und auf der Niederdruck-Seite an der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R ausbalanciert werden.
  • Bei Empfangen des Betriebsweisen-Änderungs-Signals zwischen der Klimaanlagen-Betriebsweise und der Wärmepumpen-Betriebsweise auf die vorbeschriebene Weise wird die Änderung der Richtung der zweiten Ventil-Einheit 191 für den gegebenen Zeitraum verzögert und wird so der Druck des in der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R zirkulierenden Kühlmittels unter den gegebenen Druck reduziert und als nächstes wird die Änderung der Richtung der zweiten Ventil-Einheit 191 durchgeführt, sodass dadurch Geräusche und Vibrationen verhindert werden, die durch die Druck-Differenz des Kühlmittels hervorgerufen werden.
  • Bei Empfangen des Betriebsweisen-Änderungs-Signals zwischen der Klimaanlagen-Betriebsweise und der Wärmepumpen-Betriebsweise verzögert die Kontroll-Einheit weiter den Öffnungs-/Schließ-Schritt des EIN-/AUS-Ventils 125 für eine gegebene Zeitdauer und verzögert in gleicher Weise die Änderung der Richtung der zweiten Ventil-Einheit 191.
  • Bei Empfangen des Betriebsweisen-Änderungs-Signals zwischen der Klimaanlagen-Betriebsweise und der Wärmepumpen-Betriebsweise führt also die Kontroll-Einheit die Änderung der Richtung der zweiten Ventil-Einheit 191 und den Öffnungs-/Schließ-Schritt des EIN-/AUS-Ventil 125 durch, um so die Bildung von Geräuschen und Vibrationen zu verhindern, die durch die Druck-Differenz des Kühlmittels erzeugt werden, und dabei werden die Änderung der Richtung der zweiten Ventil-Einheit 191 und dem Öffnungs-/Schließ-Schritt des EIN-/AUS-Ventils 125 für einen gegebenen Zeitraum verzögert.
  • Bei Empfangen des Betriebsweisen-Änderungs-Signals zwischen der Klimaanlagen-Betriebsweise und der Wärmepumpen-Betriebsweise schaltet weiter die Kontroll-Einheit zuerst den Kompressor 100 ab und verzögert dann die Änderung der Richtung der zweiten Ventil-Einheit 191 und dem Öffnungs-/ Schließ-Schritt des EIN-/AUS-Ventils 125 für eine gegebene Zeitdauer.
  • Mit anderen Worten: Der Kompressor 100 wird erst abgeschaltet, und als nächstes wird die Änderung der Richtung der zweiten Ventil-Einheit 191 und der Öffnungs-/Schließ-Schritt des EIN-/AUS-Ventils 125 für die gegebene Zeitdauer verzögert, sodass die Verzögerung der zweiten Ventil-Einheit 191 und des EIN-/AUS-Ventils 125 ermöglicht, dass das in der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R zirkulierende Kühlmittel hinsichtlich seines Drucks unter dem gegebenen Druck reduziert wird.
  • Dabei werden nach dem Zeitpunkt, zu dem der Druck des Kühlmittels unter 10 kgf/cm2 gefallen ist, die Änderung der Richtung der zweiten Ventil-Einheit 191 und die Öffnungs-/Schließ-Operation des EIN-/AUS-Ventils 125 in wünschenswerter Weise durchgeführt.
  • Bei Empfangen des Betriebsweisen-Änderungs-Signals zwischen der Klimaanlagen-Betriebsweise und der Wärmepumpen-Betriebsweise ist es erwünscht, dass die Wärmepumpen-Betriebsweise zu der Klimaanlagen-Betriebsweise geändert wird.
  • Andererseits ist eine Kühlwasser-Leitung (an die kein Bezugszeichen vergeben wurde) mit der Wärme-Zufuhr-Einrichtung 180 verbunden und führt so die Abwärme der elektrischen Anordnung der Wärme-Zufuhr-Einrichtung 180 zu und ein Kühlwasser-Änderungs-Ventil (nicht gezeigt) ist auf der Kühlwasser-Leitung montiert. Die Kontroll-Einheit schaltet das Kühlwasser-Änderungs-Ventil ab, wenn sie zuerst den Kompressor 100 abschaltet.
  • Weiter werden - wie in 7 gezeigt - die Verzögerungszeit für die Änderung der Richtung der zweiten Ventil-Einheit 191 und dem Öffnungs-/Schließ-Schritt des EIN-/AUS-Ventils 125 proportional zu der Temperatur der Außenluft erhöht und erniedrigt.
  • Bezugnehmend auf 7, je niedriger die Temperatur der Außenluft ist, desto kürzer ist die Verzögerungszeit, und im Gegensatz dazu, je höher die Temperatur der Außenluft ist, desto länger ist die Verzögerungszeit. Mit anderen Worten: Wenn die Temperatur der Außenluft niedrig ist, kann die Druck-Balance auf der Seite hohen Drucks und der Seite niedrigen Drucks an der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R schnell erhalten werden.
  • Die Verzögerungszeit gemäß der Temperatur der Außenluft wird wünschenswerter Weise - wie in 7 gezeigt - angewendet, wenn die Wärmepumpen-Betriebsweise zu der Klimaanlagen-Betriebsweise geändert wird.
  • Wenn andererseits das Ventil-Element 127 des EIN-/AUS-Ventils 125 mittels des Motors geöffnet und geschlossen wird, reduziert die Kontroll-Einheit die Umlauf-Geschwindigkeit des Ventil-Elements 127 beim Empfangen des Betriebsweisen-Änderungs-Signals zwischen der Klimaanlagen-Betriebsweise und der Wärmepumpen-Betriebsweise und verzögert so den Schritt des Öffnens-I Schließens des Ventil-Elements 127 um einen gegebenen Zeitraum.
  • Als nächstes führt die Kontroll-Einheit schrittweise die Änderung der Richtung der zweiten Ventil-Einheit 191 und den Schritt des Öffnens-I Schließens des EIN-/AUS-Ventils 125 durch, wobei dazwischen eine gegebene Zeit-Differenz liegt.
  • Bei Empfangen des Betriebsweisen-Änderungs-Signals zwischen der Klimaanlagen-Betriebsweise und der Wärmepumpen-Betriebsweise, also wünschenswerterweise bei der Änderung von der Klimaanlagen-Betriebsweise zu der Wärmepumpen-Betriebsweise schaltet die Kontroll-Einheit zuerst den Kompressor 100 ab, ändert die Richtung der zweiten Ventil-Einheit 191 nach der Verzögerung für zehn Sekunden, führt den Schritt des Öffnens-/Schließens des EIN-/AUS-Ventils 125 nach der Verzögerung für eine Sekunde durch und schaltet den Kompressor 100 nach einer Sekunde an.
  • In der Klimaanlagen-Betriebsweise strömt also das Kühlmittel nicht zu der Bypass-Leitung R1, sodass die Bypass-Leitung R1 in einem Zustand niedrigen Drucks ist, und bei Empfangen des Betriebsweisen-Änderungs-Signals zu der Wärmepumpen-Betriebsweise strömt dementsprechend dann, wenn die Richtung der zweiten Ventil-Einheit 191 unmittelbar geändert wird, d. h. wenn die Strömungs-Richtung des Kühlmittels in Richtung auf die Entspannungs-Einrichtung 140 unmittelbar zu der Bypass-Leitung R1 geändert wird, das bei hohem Druck befindliche Kühlmittel zur Niederdruck-Seite und erzeugt so in unerwünschter Weise Geräusche und Vibrationen durch die Druck-Differenz des Kühlmittels und macht so weiter die Haltbarkeit des wassergekühlten Wärmetauschers 181 für niedrigen Druck schlechter.
  • Weiter sind die Drücke der Kühlmittel auf der zweiten Ventil-Einheit 191 und der ersten Ventil-Einheit 120 auf der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R verschieden voneinander, und dabei ist der Druck-Unterschied bei Änderung der Richtung der zweiten Ventil-Einheit 191 relativ kleiner als bei dem Schritt des Öffnens/Schließens des EIN-/AUS-Ventils 125, sodass bei Empfangen des Betriebsweisen-Änderungs-Signals von der Klimaanlagen-Betriebsweise zu der Wärmepumpen-Betriebsweise die Kontroll-Einheit zuerst den Kompressor 100 ausschaltet, die Richtung der zweiten Ventil-Einheit 191 nach der Verzögerung für zehn Sekunden ändert und den Schritt des Öffnens/Schließens des EIN-/AUS-Ventils 125 nach der Verzögerungszeit von einer Sekunde durchführt.
  • Auf der Kühlmittel-Umlauf-Leitung R wird also die Verzögerungszeit für das EIN-/AUS-Ventil 125 auf dem die Druck-Differenz relativ höher ist als diejenige auf der zweiten Ventil-Einheit 191, länger als diejenige für die zweite Ventil-Einheit 191.
  • Bei Empfangen des Betriebsweisen-Änderungs-Signals von der Klimaanlagen-Betriebsweise zu der Wärmepumpen-Betriebsweise werden weiter nach der Verzögerung für eine gewisse Zeitdauer (zehn Sekunden) unbeachtlich der Temperatur der Außenluft die Änderung der Richtung der zweiten Ventil-Einheit 191 und der Betrieb des Öffnens/Schließens des EIN-/AUS-Ventils 125 der Reihe nach durchgeführt, wobei eine gegebene Zeitdifferenz dazwischen liegt.
  • Andererseits schaltet nach dem Zeitpunkt, zu dem die Änderung der Richtung der zweiten Ventil-Einheit 191 und der Schritt des Öffnens/Schließens des EIN-/AUS-Ventils 125 durchgeführt wurden, die Kontroll-Einheit den Kompressor 100 wieder ein.
  • Als nächstes zählt dann, wenn des Fahrzeug abgeschlossen wird oder das Wärmepumpen-System während des Betriebs der Klimaanlagen-Betriebsweise ausgeschaltet wird und dann das Fahrzeug aufgeschlossen wird oder das Wärmepumpen-System wieder eingeschaltet wird und die Steuerungs-Einheit das Betriebsweisen-Änderungs-Signal zu der Wärmepumpen-Betriebsweise empfängt, die Kontroll-Einheit die Verzögerungszeit (10 Sekunden) von dem Zeitpunkt, zu dem das Fahrzeug abgeschlossen wurde oder das Wärmepumpen-System abgeschaltet wurde.
  • Mit anderen Worten: Wenn das Fahrzeug abgeschlossen wird oder das Wärmepumpen-System ausgeschalten wird, wird auch der Kompressor 100 abgeschaltet, sodass die Verzögerungszeit zu diesem Zeitpunkt an zählt.
  • Ebenso zählt dann, wenn das Fahrzeug abgeschlossen wird, oder das Wärmepumpen-System während des Betriebs der Wärmepumpen-Betriebsweise abgeschalten wird und das Fahrzeug dann aufgeschlossen wird oder das Wärmepumpen-System wieder eingeschalten wird und die Steuerungs-Einheit das Betriebsweisen-Änderungs-Signal zu der Klimaanlagen-Betriebsweise empfängt, die Steuer-Einheit die Verzögerungszeit von dem Zeitpunkt, wenn das Fahrzeug abgeschlossen wird oder das Wärmepumpen-System abgeschaltet wird.
  • Wenn andererseits das Fahrzeug abgeschlossen wird oder wenn das Wärmepumpen-System wieder eingeschaltet wird, nachdem es während des Betriebs der Wärmepumpen-Betriebsweise abgeschaltet war, wird dann, wenn das Fahrzeug unter der Bedingung der Wärmepumpen-Betriebsweise ist und nicht unter der Bedingung der Klimaanlagen-Betriebsweise ist, ein erneutes Starten (das Fahrzeug wird aufgeschlossen oder das Wärmepumpen-System wird eingeschaltet) durchgeführt, bevor die Änderung der Richtung der zweiten Ventil-Einheit 191 durchgeführt wird, um so zu ermöglichen, dass das Fahrzeug in der existierenden Betriebsweise betrieben wird.
  • Nachfolgend wird ein Betreiben des Wärmepumpen-Systems für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung erklärt.
  • In der Klimaanlagen-Betriebsweise (Kühl-Betriebsweise) wird - wie in 2 gezeigt - die Hilfs-Bypass-Leitung R2 mittels der dritten Ventil-Einheit 192 geschlossen, und die Bypass-Leitung R1 wird mittels der zweiten Ventil-Einheit 191 geschlossen. Weiter öffnet die erste Ventil-Einheit 120 das EIN-/ AUS-Ventil 125.
  • Zusätzlich wird das Kühlwasser, das in der elektrischen Anordnung 200 zirkuliert, nicht den wassergekühlten Wärmetauscher 181 der Wärme-Zufuhr-Einrichtung 180 zugeleitet.
  • Bei maximalem Kühlen arbeitet andererseits die die Temperatur anpassende Tür 151, die innerhalb des Klimaanlagen-Gehäuses 150 angeordnet ist, in der Weise, dass sie den Durchgang, der durch den Innenraum-Wärmetauscher 110 führt, schließt, sodass die Luft, die mittels des Gebläses zu dem Klimaanlagen-Gehäuse 150 geblasen wird, durch den Verdampfer 160 hindurchtritt und dann gekühlt wird, und danach strömt die gekühlte Luft im Bypass an dem Innenraum-Wärmetauscher 110 vorbei und wird dem Inneren des Fahrzeugs zugeleitet, wodurch das Innere des Fahrzeugs kühl gemacht wird.
  • Es wird weiter kontinuierlich Bezug auf den Kühl-Zirkulations-Prozess genommen. Das bei hoher Temperatur und hohem Druck befindliche dampfförmige Kühlmittel, das verdichtet worden war und von dem Kompressor 100 abgelassen wird, wird den Innenraum-Wärmetauscher 110 zugleitet, der im Inneren des Klimaanlagen-Gehäuses 150 angeordnet ist.
  • Da die die Temperatur anpassende Tür 151 den Durchgang auf der Seite des Innenraum-Wärmetauschers 110 schließt, wie dies in 2 gezeigt ist, tritt das dem Innenraum-Wärmetauscher 110 zugeleitete Kühlmittel gerade durch die erste Ventil-Einheit 120 hindurch, ohne nicht mit der Luft einem Wärmeaustausch unterworfen zu werden, und strömt dann zu dem Außenbereichs-Wärmetauscher 130.
  • Das dem Außenbereichs-Wärmetauscher 130 zuströmende Kühlmittel wird einem Wärmeaustausch mit der Außenluft unterworfen und wird dann kondensiert, sodass das in Dampf-Form vorliegende Kühlmittel in ein flüssiges Kühlmittel umgewandelt wird.
  • Andererseits dienen der Innenraum-Wärmetauscher 110 und der Außenbereichs-Wärmetauscher 130 als Kühler, aber das Kühlmittel wird hauptsächlich in dem Außenbereichs-Wärmetauscher 130 kondensiert, in dem es einem Wärmeaustauch mit der Außenluft unterzogen wird.
  • Das durch den Außenbereichs-Wärmetauscher 130 hindurchtretende Kühlmittel wird hinsichtlich seines Drucks reduziert und durch die Entspannungs-Einrichtung 140 entspannt und wird ein bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck vorliegendes flüssiges Kühlmittel. Danach strömt das flüssige Kühlmittel zu dem Verdampfer 160.
  • Das zu dem Verdampfer 160 strömende Kühlmittel wird einem Wärmeaustausch mit der durch das Gebläse in das Innere des Klimaanlagen-Gehäuses 150 geblasenen Luft unterzogen und dann verdampft. Dabei wird die Luft mittels der Wärme-Absorption gekühlt, die durch die latente Wärme der Verdampfung auftritt. Dementsprechend wird die gekühlte Luft dem Inneren des Fahrzeugs zugeleitet und so wird das Innere des Fahrzeugs kühl gemacht.
  • Danach wird das von dem Verdampfer 160 abgelassene Kühlmittel in den Kompressor 100 eingeleitet und der oben beschriebene Zyklus wird erneut als Kreislauf gestartet.
  • In der Wärmepumpen-Betriebsweise wird - wie in 3 gezeigt - die Hilfs-Bypass-Leitung R2 mittels der dritten Ventil-Einheit 192 geschlossen, und die Bypass-Leitung R1 wird mittels der zweiten Ventil-Einheit 191 geöffnet. Dementsprechend wird das Kühlmittel nicht der Entspannungs-Einrichtung 140 und dem Verdampfer 160 zugeleitet.
  • Weiter wird das EIN-/AUS-Ventil 125 der ersten Ventil-Einheit 120 geschlossen und führt so die Entspannung des Kühlmittels durch die Öffnung 128 durch.
  • Andererseits wird das durch die elektrische Anordnung 200 erwärmte Kühlwasser dem Kühlwasser-Wärmeaustausch-Teil 181b des wassergekühlten Wärmetauschers 181 der Wärme-Zufuhr-Einrichtung 180 zugeleitet.
  • Bei der Wärmepumpen-Betriebsweise arbeitet die die Temperatur anpassende Tür 151, die im Inneren des Klimaanlagen-Gehäuses 150 angeordnet ist, in der Weise, dass sie den Durchgang, der den Innenraum-Wärmetauscher 110 im Bypass umgeht, schließt, sodass die mittels des Gebläses in das Klimaanlagen-Gehäuse 150 geblasene Luft durch den Verdampfer 160 (dessen Betrieb anhält) und den Innenraum-Wärmetauscher 110 hindurchtritt und in warme Luft umgewandelt wird, und danach wird die warme Luft in das Innere des Fahrzeugs geleitet, und so wird das Innere des Fahrzeugs warm gemacht.
  • Es wird weiter kontinuierlich auf dem Kühlmittel-Zirkulations-Prozess Bezug genommen. Das bei hoher Temperatur und hohem Druck befindliche dampfförmige Kühlmittel, das verdichtet ist und von dem Kompressor 100 abgelassen wurde, wird in den Innenraum-Wärmetauscher 110 eingeleitet, der im Inneren des Klimaanlagen-Gehäuses 150 angeordnet ist.
  • Das bei hoher Temperatur und hohem Druck befindliche, als Dampf vorliegende Kühlmittel, das in den Innenraum-Wärmetauscher 110 eingeleitet wurde, wird einem Wärmeaustausch mit der mittels des Gebläses in das Klimaanlagen-Gehäuse 150 eingeblasenen Luft unterzogen und wird dann kondensiert. Dabei wird Luft, die durch den Innenraum-Wärmetauscher 110 hindurchtritt, in warme Luft umgewandelt, und die warme Luft wird dem Inneren des Fahrzeugs zugeleitet, und dadurch wird das Innere des Fahrzeugs warm gemacht.
  • Als nächstes wird das von dem Innenraum-Wärmetauscher 110 abgelassene Kühlmittel hinsichtlich seines Drucks reduziert und durch die Öffnung 128 entspannt und wird dadurch das bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck befindliche flüssige Kühlmittel. Danach wird das flüssige Kühlmittel dem Außenbereichs-Wärmetauscher 130 zugeleitet, der als Verdampfer dient.
  • Das dem Außenbereichs-Wärmetauscher 130 zugeleitete Kühlmittel wird einem Wärmeaustausch mit der Außenluft unterzogen und dann verdampft. Danach tritt das Kühlmittel durch die Bypass-Leitung R1 mittels der zweiten Ventil-Einheit 191 hindurch, und dabei wird das durch die Bypass-Leitung R1 hindurchtretende Kühlmittel einem Wärmeaustausch mit dem Kühlwasser unterworfen, das durch den Kühlwasser-Wärmeaustausch-Teil 181b mit dem Prozess des Hindurchtretens durch den Kühlmittel-Wärmeaustausch-Teil 181 a des wassergekühlten Wärmetauschers 181 hindurchtritt und nimmt so die Abwärme der elektrischen Anordnung 200 auf. Als nächstes wird das Kühlmittel in den Kompressor 100 geleitet, und der oben beschriebene Zyklus beginnt im Kreislauf erneut.
  • Bei der Entfeuchtungs-Betriebsweise während der Wärmepumpen-Betriebsweise wird - wie in 4 gezeigt - die Entfeuchtungs-Betriebsweise durchgeführt, wenn die Entfeuchtung für das Innere des Fahrzeugs während der Wärmepumpen-Betriebsweise benötigt wird, wie dies in 3 gezeigt ist.
  • Dementsprechend wird nun eine Erklärung der Betriebsweisen gegeben, die verschieden sind von denjenigen der Wärmepumpen-Betriebsweise von 3.
  • Bei der Entfeuchtungs-Betriebsweise ist die Entfeuchtungs-Leitung R3 durch das EIN-/AUS-Ventil 195 in der Wärmepumpen-Betriebsweise zusätzlich geöffnet.
  • Bei der Entfeuchtungs-Betriebsweise arbeitet die die Temperatur anpassende Tür 151, die im Inneren des Klimaanlagen-Gehäuses 150 angeordnet ist, in der Weise, dass sie den Durchgang, der den Innenraum-Wärmetauscher 110 im Bypass umgeht, schließt, sodass die mittels des Gebläses in das Klimaanlagen-Gehäuse 150 geblasene Luft durch den Verdampfer 160 hindurchtritt und dann gekühlt wird und danach tritt die gekühlte Luft durch den Innenraum-Wärmetauscher 110 hindurch und wird dann in heiße Luft umgewandelt. Dementsprechend wird die heiße Luft dem Inneren des Fahrzeugs zugeleitet und dadurch wird das Innere des Fahrzeugs heiß gemacht.
  • Dabei ist die Menge an Kühlmittel, die dem Verdampfer 160 zugeleitet wird, klein und macht so die Luft-Kühl-Leistung niedrig, sodass die Änderung der Innen-Temperatur minimiert werden kann und so ermöglicht werden kann, dass die Luft, die durch den Verdampfer 160 hindurchtritt, schonend entfeuchtet wird.
  • Es wird weiter kontinuierlich auf den Kühlmittel-Zirkulations-Prozess Bezug genommen. Eine Teilmenge des Kühlmittels, das durch den Kompressor 100 den Innenraum-Wärmetauscher 110 und die Öffnung 128 der ersten Ventil-Einheit 120 hindurchtritt, tritt durch den Außenbereichs-Wärmetauscher 130 bzw. die Entfeuchtungs-Leitung R3 hindurch.
  • Das durch den Außenbereichs-Wärmetauscher 130 hindurchtretende Kühlmittel wird einem Wärmeaustausch mit der Außenluft unterzogen und wird danach verdampft. Danach tritt das Kühlmittel durch die Bypass-Leitung R1 mittels der zweiten Ventil-Einheit 191 hindurch, und dabei wird das durch die Bypass-Leitung R1 hindurchtretende Kühlmittel einem Wärmeaustausch mit dem Kühlwasser unterworfen, das durch den Kühlwasser-Wärmeaustausch-Teil 181b in dem Prozess des Hindurchtretens durch den Kühlmittel-Wärmeaustausch-Teil 181a des wassergekühlten Wärmetauschers 181 unterworfen, wobei es die Abwärme der elektrischen Anordnung 200 aufnimmt. Als nächstes wird das Kühlmittel verdampft und andererseits wird das durch die Entfeuchtungs-Leitung R3 hindurchtretende Kühlmittel dem Verdampfer 160 zugeleitet und durch den Wärmeaustausch mit der Luft verdampft, die durch das Innere des Klimaanlagen-Gehäuses 150 strömt.
  • Die Entfeuchtung wird durch die durch den Verdampfer 160 hindurchtretende Luft durchgeführt und die durch den Verdampfer 160 entfeuchtete Luft tritt durch den Innenraum-Wärmetauscher 110 hindurch und wird dann in heiße Luft umgewandelt. Als nächstes wird die heiße Luft dem Inneren des Fahrzeugs zugeleitet und dadurch wird das Innere des Fahrzeugs entfeuchtet und warm gemacht.
  • Danach wird das durch den wassergekühlten Wärmetauscher 181 und den Verdampfer 160 hindurchtretende Kühlmittel jeweils gesammelt und in den Kompressor 100 eingeleitet, und der oben beschriebene Zyklus wird erneut im Kreislauf durchgeführt.
  • Wie oben beschrieben, verzögert das Wärmepumpen-System für das Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung die Änderung der Richtung des gerichteten Ventils für eine gegebene Zeitdauer und führt dann die Änderung der Richtung des gerichteten Ventils bei Änderung zwischen der Klimaanlagen-Betriebsweise und der Wärmepumpen-Betriebsweise durch, wodurch die Bildung von Geräuschen und Vibrationen verhindert wird, die durch die Druck-Differenz erzeugt werden.
  • Die vorliegenden Erfindung wurde oben unter Bezugnahme auf die besonderen anschaulichen Ausführungsformen beschrieben. Sie ist jedoch nicht auf die Ausführungsformen beschränkt, sondern nur durch die beigefügten Ansprüche. Es wird anerkannt, dass Fachleute aus diesem technischen Bereich die Ausführungsformen ändern oder modifizieren können, ohne vom Umfang und Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims (17)

  1. Ein Wärmepumpen-System für ein Fahrzeug, umfassend: Wärmepumpen-Zyklus-Komponenten, einschließend: einen Kompressor (100), einen Innenraum-Wärmetauscher (110), eine erste Ventil-Einheit (120), einen Außenbereichs-Wärmetauscher (130) und einen Verdampfer (160); eine Kühlmittel-Umlauf-Leitung (R), die die Wärmepumpen-Zyklus-Komponenten verbindet; eine Bypass-Leitung (R1) und eine zweite Ventil-Einheit (191), die auf der Kühlmittel-Umlauf-Leitung (R) angeordnet sind und so ermöglichen, dass ein Kühlmittel in der Kühlmittel-Umlauf-Leitung (R) umläuft und dabei wenigstens eine Komponente von den Wärmepumpen-Zyklus-Komponenten umgeht; und eine Steuer-Einheit, die dafür angepasst ist, die Richtung des Strömens des Kühlmittels durch die zweite Ventil-Einheit (191) in dem Fall zu ändern, in dem ein Betriebsweisen-Änderungs-Signal zum Ändern zwischen einer Klimaanlagen-Betriebsweise und einer Wärmepumpen-Betriebsweise erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn das Betriebsweisen-Änderungs-Signal erhalten wird, die Steuer-Einheit die Richtung der zweiten Ventil-Einheit (191) nach einer ersten Verzögerungszeit von dem Betriebsweisen-Änderungs-Signal-Empfangs-Zeitpunkt ändert, um die Druck-Differenz zwischen der Hochdruck-Seite und der Niederdruck-Seite der ersten Ventil-Einheit (120) zu reduzieren.
  2. Wärmepumpen-System nach Patentanspruch 1, wobei die erste Ventil-Einheit (120) ein EIN-/AUS-Ventil (125), das auf der Kühlmittel-Umlauf-Leitung (R) zwischen dem Innenraum-Wärmetauscher (110) und dem Außenbereichs-Wärmetauscher (130) angeordnet ist und eine EIN-/AUS-Operation für den Strom des Kühlmittels durchführt, und eine Öffnung (128), die einstückig mit dem EIN-/AUS-Ventil (125) ausgebildet ist und das Kühlmittel entspannt, umfasst, so dass bei der Klimaanlagen-Betriebsweise die erste Ventil-Einheit (120) das EIN-/AUS-Ventil (125) öffnet und so ermöglicht, dass das Kühlmittel durch diese hindurch in dem Zustand strömt, in dem das Kühlmittel in einem nichtentspannten Zustand vorliegt, und bei der Wärmepumpen-Betriebsweise die erste Ventil-Einheit (120) das EIN-/AUS-Ventil (125) schließt und so ermöglicht, dass das Kühlmittel durch die Öffnung (128) entspannt wird und durch diese damit hindurchströmt.
  3. Wärmepumpen-System nach Patentanspruch 2, wobei bei Empfangen des Betriebsweisen-Änderungs-Signals die Steuer-Einheit den Schritt des Öffnens/Schließens des EIN-/AUS-Ventils (125) für eine zweite Verzögerungszeit verzögert und dann den Schritt des Öffnens/Schließens durchführt.
  4. Wärmepumpen-System nach Patentanspruch 3, wobei bei Empfangen des Betriebsweisen-Änderungs-Signals die Kontroll-Einheit zuerst den Kompressor (100) ausschaltet und dann die Änderung der Richtung der zweiten Ventil-Einheit (191) für die erste Verzögerungszeit verzögert und den Schritt des Öffnens/Schließens des EIN-/AUS-Ventils (125) für die zweite Verzögerungszeit verzögert.
  5. Wärmepumpen-System nach Patentanspruch 4, worin die erste Verzögerungszeit verschieden ist von der zweiten Verzögerungszeit, so dass die Steuer-Einheit aufeinanderfolgend die Änderung der Richtung der zweiten Ventil-Einheit (191) und den Schritt des Öffnens/Schließens des EIN-/AUS-Ventils (125) durchführt.
  6. Wärmepumpen-System nach Patentanspruch 4, wobei das Betriebsweisen-Änderungs-Signal ein Signal zum Ändern der Wärmepumpen-Betriebsweise zu der Klimaanlagen-Betriebsweise ist.
  7. Wärmepumpen-System nach Patentanspruch 5, worin das Betriebsweisen-Änderungs-Signal ein Signal zum Ändern der Klimaanlagen-Betriebsweise zur Wärmepumpen-Betriebsweise ist.
  8. Wärmepumpen-System nach Patentanspruch 4, worin die Steuer-Einheit den Kompressor (100) wieder einschaltet nach Durchführen der Änderung der Richtung der zweiten Ventil-Einheit (191) und des Schritts des Öffnens/Schließens des EIN-/AUS-Ventils (125).
  9. Wärmepumpen-System nach Patentanspruch 1, wobei die erste Verzögerungszeit erhöht oder erniedrigt wird in Proportionalität zu der Temperatur der Außenluft.
  10. Wärmepumpen-System nach Patentanspruch 1, wobei die Bypass-Leitung (R1) die Kühlmittel-Umlauf-Leitung (R) auf der Auslass-Seite des Außenbereichs-Wärmetauschers (130) und die Kühlmittel-Umlauf-Leitung (R) auf der Einlass-Seite des Kompressors (100) verbindet und die zweite Ventil-Einheit (191) auf einem Verzweigungspunkt der Bypass-Leitung (R1) und der Kühlmittel-Umlauf-Leitung (R) angeordnet ist.
  11. Wärmepumpen-System nach Patentanspruch 1, wobei dann, wenn das Fahrzeug abgeschlossen wird oder das Wärmepumpen-System während des Betriebs der Klimaanlagen-Betriebsweise abgeschaltet wird und dann das Fahrzeug aufgeschlossen wird oder das Wärmepumpen-System wieder eingeschaltet wird und die Kontroll-Einheit das Betriebsweisen-Änderungs-Signal zu der Wärmepumpen-Betriebsweise erhält, die Kontroll-Einheit die erste Verzögerungszeit von dem Zeitpunkt an zählt, wenn das Fahrzeug abgeschlossen wird oder das Wärmepumpen-System abgeschaltet wird.
  12. Wärmepumpen-System nach Patentanspruch 3, wobei dann, wenn das Fahrzeug abgeschlossen wird oder das Wärmepumpen-System während des Betriebs der Klimaanlagen-Betriebsweise abgeschaltet wird und dann das Fahrzeug aufgeschlossen wird oder das Wärmepumpen-System wieder eingeschaltet wird und die Kontroll-Einheit das Betriebsweisen-Änderungs-Signal zu der Wärmepumpen-Betriebsweise erhält, die Kontroll-Einheit die zweite Verzögerungszeit von dem Zeitpunkt an zählt, wenn das Fahrzeug abgeschlossen wird oder das Wärmepumpen-System abgeschaltet wird.
  13. Wärmepumpen-System nach Patentanspruch 1, wobei dann, wenn das Fahrzeug abgeschlossen wird oder das Wärmepumpen-System während des Betriebs der Wärmepumpen-Betriebsweise abgeschaltet wird und dann das Fahrzeug aufgeschlossen wird oder das Wärmepumpen-System wieder eingeschaltet wird und die Kontroll-Einheit das Betriebsweisen-Änderungs-Signal zu der Klimaanlagen-Betriebsweise erhält, die Kontroll-Einheit die zweite Verzögerungszeit von dem Zeitpunkt an zählt, wenn das Fahrzeug abgeschlossen wird oder das Wärmepumpen-System abgeschaltet wird.
  14. Wärmepumpen-System nach Patentanspruch 3, wobei dann, wenn das Fahrzeug abgeschlossen wird oder das Wärmepumpen-System während des Betriebs der Wärmepumpen-Betriebsweise abgeschaltet wird und dann das Fahrzeug aufgeschlossen wird oder das Wärmepumpen-System wieder eingeschaltet wird und die Kontroll-Einheit das Betriebsweisen-Änderungs-Signal zu der Klimaanlagen-Betriebsweise erhält, die Kontroll-Einheit die zweite Verzögerungszeit von dem Zeitpunkt an zählt, wenn das Fahrzeug abgeschlossen wird oder das Wärmepumpen-System abgeschaltet wird.
  15. Wärmepumpen-System nach Patentanspruch 2, wobei das EIN-/AUS-Ventil (125) dafür angepasst ist, einen Kühlmittel-Durchgang (126) zu öffnen und zu schließen, der in seinem Inneren gebildet ist, und ein Ventil-Element (127) aufweist, an dem die Öffnung (128) gebildet ist und ein Solenoid (129) aufweist, das auf einer Seite davon montiert ist, um das Ventil-Element (127) zu betreiben.
  16. Wärmepumpen-System nach Patentanspruch 2, wobei das EIN-/AUS-Ventil (125) dafür angepasst ist, einen Kühlmittel-Durchgang (126) zu öffnen und zu schließen, der auf dessen Innenseite gebildet ist, und ein Ventil-Element (127) aufweist, an dem die Öffnung (128) gebildet ist und einen Motor an einer Seite davon montiert aufweist, um das Ventil-Element (127) umlaufend zu bewegen.
  17. Wärmepumpen-System nach Patentanspruch 16, wobei bei Empfangen des Betriebsweisen-Änderungs-Signals die Steuerungs-Einheit die Umlauf-Geschwindigkeit des Ventil-Elements (127) so steuert, dass sie den Schritt des Öffnens/Schließens des Ventil-Elements (127) verzögert.
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