DE102015207647B4

DE102015207647B4 - Klimaanlage eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102015207647B4
Application number: DE102015207647.4A
Authority: DE
Inventors: June Kyu Park
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2014-12-05
Filing date: 2015-04-27
Publication date: 2023-03-02
Anticipated expiration: 2035-04-28
Also published as: JP2016107961A; US10160284B2; KR101628558B1; US20160161154A1; DE102015207647A1; CN106183701B; CN106183701A

Abstract

Klimaanlage eines Fahrzeugs, mit:
einer Kühlungsleitung (100), die einen Pfad für gekühlte Luft bildet und einen Verdampfer (120) aufweist, der in dem Pfad für gekühlte Luft angeordnet ist, wobei die Kühlungsleitung (100) die gekühlte Luft entlädt; und
einer Heizungsleitung (200), die einen Pfad für erwärmte Luft bildet, der einen Kondensator (210) aufweist, welcher in dem Pfad für erwärmte Luft angeordnet ist und mit dem Verdampfer (120) kühlmittelseitig in Verbindung steht, wobei die Heizungsleitung (200) die erwärmte Luft entlädt; und
einem Subkondensator (110), der mit dem Verdampfer (120) kühlmittelseitig verbunden ist, in der Kühlungsleitung (100),
wobei die Kühlungsleitung (100) ein darin angeordnetes kühlungsseitiges Gebläse (130) aufweist, zum Zuführen von Außenluft zu einem Innenraum des Fahrzeugs, nachdem die Außenluft durch den Verdampfer (120) gelangt, und
die Heizungsleitung (200) ein darin angeordnetes heizungsseitiges Gebläse (230) aufweist, zum Zuführen der Außenluft zu dem Innenraum des Fahrzeugs, nachdem diese durch ein Strömen durch den Kondensator (210) erwärmt worden ist;
wobei das kühlungsseitige Gebläse (130) zwischen dem Subkondensator (110) und dem Verdampfer (120) angeordnet ist und das kühlungsseitige Gebläse (130) die Außenluft einsaugt und die Außenluft zu dem Subkondensator (110) und dem Verdampfer (120) sendet, und
wobei die Luft, die durch den Verdampfer (120) gelangt, zu dem Innenraum des Fahrzeugs strömt, und die Luft, die durch den Subkondensator (110) gelangt, von der Kühlungsleitung (100) entladen wird, und
wobei die Klimaanlage ferner ein Heizelement (220) aufweist, das in der Heizungsleitung (200) angeordnet ist, zum Erwärmen der Luft in der Heizungsleitung (200),
wobei das heizungsseitige Gebläse (230) zwischen dem Kondensator (210) und dem Heizelement (220) angeordnet ist und die Außenluft durch den Kondensator (210) und das Heizelement (220) zu dem Innenraum des Fahrzeugs sendet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Klimaanlage eines Fahrzeugs, und spezifischer bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine Klimaanlage eines Fahrzeugs, die unter Verwendung eines Kondensators und eines Verdampfers ein Heizen oder Kühlen durchführt.
STAND DER TECHNIK
Eine kraftfahrttechnische Klimaanlage weist auf: ein Gebläse, welches Luft von außerhalb aufnimmt und sie in einen Innenraum eines Fahrzeugs bläst, ein Heizelement und einen Verdampfer, der in einem Strömungspfad der Luft angeordnet ist, die durch das Gebläse zum Heizen oder Kühlen ausgesandt wird, und Kanäle, die verbunden sind, zum Führen von warmer Luft und kalter Luft zu einem oberen Abschnitt oder einem unteren Abschnitt des Fahrzeuginnenraums.
Eine solche Klimaanlage des Stands der Technik benötigt jedoch zusätzliche Systeme zum Kühlen und Heizen und die Kosten für die Systeme sind exzessiv hoch. Ferner wird eine ansehnliche Energiemenge zum Betreiben des Systems benötigt, was daher die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs verschlechtert.
Beispiele bisher bekannter Klimaanlagen eines Fahrzeugs werden in DE 10 2009 028 522 A1 , DE 10 2012 108 886 A1 , EP 2 716 478 A1 , JP 2010 125 912 A , JP 2010 100 140 A , JP 2012 212 829 A , JP 2004 182 201 A sowie JP H11 334 340 A offenbart.
Das Vorstehende ist lediglich als Hilfe zum Verständnis des Hintergrunds gedacht, und ist nicht dazu gedacht, anzudeuten, dass sich die vorliegende Offenbarung auf den Bereich des Stands der Technik bezieht, der dem Fachmann bereits bekannt ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Erfindung wurde im Lichte der vorstehenden Probleme vorgenommen, die beim Stand der Technik auftreten, und die vorliegende Offenbarung offenbart eine Klimaanlage eines Fahrzeugs, die einem Innenraum eines Fahrzeugs kühlen und heizen kann, unter Verwendung von lediglich einem System zum Kühlen und Heizen.
Diese Aufgabe wird durch eine Klimaanlage gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Klimaanlage eines Fahrzeugs eine Kühlleitung auf, die einen Pfad für gekühlte Luft mit einem Verdampfer bildet, der in dem Pfad für gekühlte Luft angeordnet ist. Die Kühlleitung trägt die gekühlte Luft bzw. Kühlluft auf. Eine Heizungsleitung bildet einen Pfad für erwärmte Luft und weist einen Kondensator auf, der in dem Pfad für erwärmte Luft angeordnet ist und mit dem Verdampfer verbunden ist. Die Heizungsleitung stößt die erwärmte Luft bzw. Heizluft aus.
Die Klimaanlage weist ferner in der Kühlleitung einen Subkondensator auf, der mit dem Verdampfer verbunden ist. Die Kühlleitung weist ein darin angeordneten kühlungsseitiges Gebläse auf, zum Zuführen von Außenluft zu einem Innenraum des Fahrzeugs, nachdem die Außenluft durch den Verdampfer gelangt.
Die Heizungsleitung weist ein darin angeordnetes heizungsseitiges Gebläse auf, zum Zuführen der Außenluft zu dem Innenraum des Fahrzeugs, nachdem sie aufgewärmt worden ist.
Das kühlungsseitige Gebläse ist zwischen dem Subkondensator und dem Verdampfer angeordnet. Das kühlungsseitige Gebläse saugt die Außenluft an und sendet die Außenluft zu dem Subkondensator und dem Verdampfer. Die Luft, die durch den Verdampfer gelangt, strömt zu dem Innenraum des Fahrzeugs, und die Luft, die durch den Subkondensator gelangt, wird aus der Kühlungsleitung entladen.
Die Klimaanlage weist ferner ein Heizelement auf, das in der Heizungsleitung angeordnet ist, zum Erwärmen der Luft in der Heizungsleitung. Das heizungsseitige Gebläse ist zwischen dem Kondensator und dem Heizelement angeordnet, zum Entsenden der Außenluft zu dem Innenraum des Fahrzeugs, durch den Kondensator und das Heizelement.
In dem Verdampfer strömt ein Kühl- bzw. Kältemittel. Das Kühlmittel wird komprimiert, und das komprimierte Kühlmittel wird dem Kondensator und dem Subkondensator zugeführt, bevor das Kühlmittel zu dem Verdampfer zurückgelangt.
Die Kühlungsleitung und die Heizungsleitung können jeweilige Öffnungen zur Verbindung mit einer Außenseite und jeweilige Klappen aufweisen, welche die Öffnungen abdecken und die gekühlte oder erwärmte Luft durch die Öffnungen, wenn die Klappe offen ist, zu der Außenseite der Kühlungsleitung und der Heizungsleitung führen.
Die Klimaanlage kann ferner eine Steuerung aufweisen, die zum Steuern des Öffnens und Schließens der Klappen geeignet ist. Die Steuerung kann die Klappe der Kühlungsleitung schließen und die Klappe der Heizungsleitung öffnen, wenn ein Innenraum des Fahrzeugs eine erste Referenztemperatur erreicht. Die Klimaanlage kann ferner eine Zirkulations- bzw. Kreislaufleitung zum Zuführen von Luft von dem Innenraum des Fahrzeugs zu dem Verdampfer aufweisen. Eine Kreislauf- bzw. Zirkulationsklappe öffnet und schließt eine Öffnung zwischen der Zirkulationsleitung und der Kühlungsleitung. Die Steuerung kann die Zirkulationsklappe öffnen, sodass die Zirkulationsleitung und die Kühlungsleitung miteinander in Verbindung stehen, gemäß der ersten Referenztemperatur für den Innenraum des Fahrzeugs.
Die Klimaanlage kann ferner eine Steuerung aufweisen, die zum Steuern des Öffnens und Schließens der Klappen geeignet ist. Die Steuerung kann die Klappe der Heizungsleitung schließen und die Klappe der Kühlungsleitung öffnen, wenn ein Innenraum des Fahrzeugs eine zweite Referenztemperatur erreicht.
Die Klimaanlage kann ferner eine Zirkulationsleitung zum Zuführen von Luft von dem Innenraum des Fahrzeugs zu dem Verdampfer aufweisen. Eine Zirkulationsklappe öffnet und schließt eine Öffnung zwischen der Zirkulationsleitung und der Kühlungsleitung. Die Steuerung kann die Zirkulationsklappe zum Zuführen der Luft von dem Innenraum des Fahrzeugs zu dem Verdampfer öffnen, wenn eine Temperatur von Außenluft einer vorgegebenen Temperatur oder weniger entspricht.
Die Kühlungsleitung und die Heizungsleitung können in einer Klimaanlagenleitung angeordnet sein.
Gemäß der Klimaanlage eines Fahrzeugs mit der vorstehend beschriebenen Struktur ist es möglich, unter Verwendung eines einzelnen Klimaanlagensystems des Fahrzeugs sowohl ein Kühlen als auch Heizen zu erreichen. Daher ist es im Vergleich mit der Verwendung von zusätzlichen Systemen zum Kühlen und Heizen möglich, die Kosten zu reduzieren und die Kraftstoffeffizienz zu verbessern.
Ferner ist der Aufbau des Systems vereinfacht, was daher die Steuerung und die Herstellung vereinfacht.
Figurenliste
Die vorstehenden und andere Ziele, Eigenschaften und andere Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden klarer anhand der nachstehenden Beschreibung zu verstehen sein, wenn mit den begleitenden Zeichnungen kombiniert.

1 ist eine Ansicht, die eine Klimaanlage eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Querschnittsansicht der Ausführungsform von 1.
3 ist eine schematische Ansicht, welche die Klimaanlage eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist eine Ansicht, die den Betrieb des Blasens von Luft mittels eines Kühlgebläses zeigt.
5 und 6 sind Ansichten, die Kühlungsluftströmungen mittels der Klimaanlage eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
7 und 8 sind Ansichten, die Heizluftströmungen mittels der Klimaanlage eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Eine Klimaanlage eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird hernach unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Ansicht, die eine Klimaanlage eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 2 ist eine Querschnittsansicht der Ausführungsform von 1. Die Klimaanlage eines Fahrzeugs gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung weist eine Kühlungsleitung 100 mit einem Verdampfer 120 auf, der in einem Luftpfad angeordnet ist und die gekühlte Luft entlädt. Eine Heizungsleitung 200 weist einen Kondensator 210 auf, der in dem Luftpfad angeordnet ist und mit dem Verdampfer 120 verbunden ist, und trägt erwärmte Luft bzw. Heizluft auf. Ein Subkondensator 110 ist mit dem Verdampfer 120 verbunden und in der Kühlungsleitung 100 angeordnet. Ein Kühlmittel strömt durch den Verdampfer 120 und kehrt zu dem Verdampfer 120 zurück, nachdem es komprimiert worden ist und dem Kondensator 210 und dem Subkondensator 110 zugeführt worden ist. Die Klimaanlage der vorliegenden Offenbarung weist den Subkondensator 110 für eine Verbesserung der Wärmeausstoßeffizienz und Verbesserung der Kühlungsleistung des Verdampfers 120 auf.
Im Detail sind der Verdampfer 120, der Kondensator 210, und der Subkondensator 110 miteinander als eine Einheit verbunden. Der Kondensator 210 und der Subkondensator 110 nehmen Wärme von dem durch einen (nicht gezeigten) Kompressor komprimierten Kühlmittel und dem durch den Kondensator 210 kondensierten Kühlmittel auf. Der Subkondensator 110 nimmt Wärme durch den Verdampfer 120 auf, nachdem diese durch ein (nicht gezeigtes) Expansionsventil strömt, sodass durch den Verdampfer 120 strömende Luft gekühlt werden kann. Ferner strömt die Luft, die aus dem Verdampfer 120 herauskommt, zu dem Kompressor zurück und wird dann auf den Kondensator 210 und den Subkondensator 110 verteilt.
Der Kondensator 210 und der Subkondensator 110 können unabhängig mit dem Kompressor verbunden sein, sodass sie unabhängig komprimiertes Kühlmittel aufnehmen können. Wärme wird gleichmäßig an die Kondensatoren übertragen, und die Wärmeausstoßeffizienz ist verbessert, was daher die Kühlungsleistung des Verdampfers 120 maßgeblich erhöht. Die Kühlmittelmengen, die dem Kondensator 210 und dem Subkondensator 110 zugeführt werden, können unterschiedlich festgelegt werden. In diesem Fall kann eine Heizeffizienz mittels der Heizungsleitung 200 erhöht werden und ein Wärmeverlust kann reduziert werden, indem die Kühlmittelmenge erhöht wird, die dem Kondensator 210 zugeführt wird, um mehr Wärme auszutragen.
Bei einer weiteren Ausführungsform können der Kondensator 210 und der Subkondensator 110 miteinander in Verbindung stehen, sodass ein komprimiertes Kühlmittel durch den Kondensator 210 oder den Subkondensator 110 und dann durch den jeweils anderen strömen, um eine Heizeffizienz mittels der Heizungsleitung 200 zu erhöhen und einen Wärmeverlust zu reduzieren, indem das Kühlmittel zu dem Subkondensator 110 zugeführt wird, nachdem es durch den Kondensator 210 gelangt.
Wie vorstehend beschrieben, ist es im Vergleich zu der Verwendung einer zusätzlichen Hauptwärmequelle möglich, eine Energiespareffizienz zu verbessern und eine gleichmäßige Erwärmung mit einem Klimaanlagensystem zu erreichen, indem die Wärme verwendet wird, die in dem Kondensator 210 erzeugt wird, die in dem Stand der Technik nicht verwendet wird, als eine Wärmequelle für die Heizungsleitung 200, und daher besteht keine Notwendigkeit für ein zusätzliches Heizungssystem.
3 ist eine schematische Ansicht, welche die Klimaanlage eines Fahrzeugs in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in 1 bis 3 gezeigt, kann ein kühlungsseitiges Gebläse 130 in der Kühlungsleitung 100 angeordnet sein, sodass die Außenluft zu dem Fahrzeuginnenraum geschickt werden kann, nachdem sie durch den Verdampfer 120 gelangt ist, und ein heizungsseitiges Gebläse 230 kann in der Heizungsleitung 200 angeordnet sein, sodass die Außenluft zu dem Fahrzeuginnenraum geschickt werden kann, nachdem sie durch den Kondensator 210 gelangt und dann erwärmt wird.
Erste Enden der Kühlungsleitung 100 und der Heizungsleitung 200 sind mit dem Innenraum des Fahrzeugs verbunden, sodass die gekühlte Luft und erwärmte Luft in den Leitungen 100 und 200 in den Fahrzeuginnenraum entladen werden kann, und ein zweites Ende der Heizungsleitung 200 steht mit einer Außenseite in Verbindung, sodass Luft in die Heizungsleitung 200 strömen kann.
4 ist eine Ansicht, die den Betrieb des Blasens von Luft mittels eines Kühlgebläses zeigt. Das kühlungsseitige Gebläse 130, das zwischen dem Subkondensator 110 und dem Verdampfer 120 angeordnet ist, führt die Außenluft nach innen zu und schickt sie zu dem Subkondensator 110 und dem Verdampfer 120. Die durch den Verdampfer 120 gelangende Luft strömt in den Innenraum des Fahrzeugs und die durch den Subkondensator 110 gelangende Luft wird aus der Kühlungsleitung 100 entladen.
Das zweite Ende der Kühlungsleitung 100 kann mit der Außenseite in Verbindung stehen, sodass die durch den Subkondensator erwärmte Luft nach außen entladen wird, oder kann mit der Heizungsleitung 200 verbunden sein, sodass die durch den Subkondensator 110 erwärmte Luft in die Heizungsleitung 200 strömt. Ferner kann eine separate Zuführleitung 131, welche die Außenluft zu dem kühlungsseitigen Gebläse 130 zuführt, wie in 1 gezeigt, in der Kühlungsleitung 100 angeordnet sein, sodass die Außenluft zu dem kühlungsseitigen Gebläse 130 strömen kann.
Wie in 3 gezeigt, ist ein Heizelement 220, welches die Luft in der Heizungsleitung 200 erwärmt, in der Heizungsleitung 200 angeordnet, und das heizungsseitige Gebläse 230 ist zwischen dem Kondensator 210 und dem Heizelement 220 angeordnet, sodass die Außenluft zu dem Innenraum des Fahrzeugs durch den Kondensator 210 und das Heizelement 220 strömen kann.
Der Kondensator 210 und das Heizelement 220 können sequenziell von dem zweiten Ende zu dem ersten Ende der Heizungsleitung 200 angeordnet sein, und das heizungsseitige Gebläse 230 erzeugt eine Luftströmung in der Heizungsleitung 200, indem es Luft von dem Kondensator 210 aufnimmt und sie zu dem Heizelement 220 ausstößt. Da das heizungsseitige Gebläse 230 in einer Luftströmungsrichtung hinter dem Heizelement 220 positioniert ist, wird dagegen vorgebeugt, dass die durch das Heizelement 220 erwärmte Luft direkt zu dem heizungsseitigen Gebläse 230 entladen wird, sodass es möglich ist gegen einen Schaden an dem heizungsseitigen Gebläse 230 vorzubeugen und die Lebensdauer des heizungsseitigen Gebläses 230 zu erhöhen.
Unterschiedliche Typen von Heizelementen, wie ein Heizelement, das Kühlwasser eines Fahrzeugs verwendet, oder ein positiver-thermischer-Koeffizient-(PTC)-Heizelement, das Strom verwendet, können für das Heizelement 220 eingesetzt werden. Das Heizelement 220 muss nicht in der vorstehenden Weise betrieben werden, sondern kann in geeigneter Weise in Übereinstimmung mit der Außenlufttemperatur oder anderen festgelegten Bedingungen gesteuert werden. Das Heizelement 220 kann eine Temperatur steuern.
Die Kühlungsleitung 100 und die Heizungsleitung 200 können jeweils eine Öffnung 400 zur Verbindung mit der Außenseite aufweisen. Die Klappen 140 und 240, insbesondere Kühlungsleitungsklappe 140 und Heizungsleitungsklappe 240 können Öffnungen 400 schließen und gekühlte oder erwärmte Luft durch die Öffnungen 400 nach außerhalb der Leitungen 100 und 200 führen, wenn die Klappen 140 und 240 offen sind.
Die Klappen 140 und 240 sind zu Kanten der Öffnungen 400 hin geschwenkt, um als eine Kippklappe kippen bzw. drehen zu können und jeweils die Leitungen 100 und 200 durch Kippen in Richtung des Inneren der Leitungen 100 und 200 zu blockieren, wenn sie offen sind, sie sind aber nicht hierauf beschränkt und können auf unterschiedliche Weisen implementiert werden.
(Nicht gezeigte) Motoren, welche die Klappen 140 und 240 zum Öffnen/Schließen drehen, können für die Klappen 140 und 240 vorgesehen sein, und die Motoren können durch eine Steuerung 500 zum Drehen der Klappen 140 und 240 gesteuert werden, sodass die Klappen in Übereinstimmung mit vorgegebenen Bedingungen geöffnet werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung können, obwohl hier Motoren zum Betätigen der Klappen 140 und 240 verwendet werden, unterschiedliche Aktuatoren zum Öffnen/Schließen der Klappen 140 und 240 verwendet werden, je nach Typ der Klappen 140 und 240.
5 und 6 sind Ansichten, die Luftströmungen beim Kühlen durch die Klimaanlage eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen, wobei 5 eine normale Kühlung zeigt und 6 eine intensivere Kühlung zeigt.
Unter Bezugnahme auf 5, schließt bei normaler Kühlung die Steuerung 500 die Kühlungsleitungsklappe 140 und öffnet die Heizungsleitungsklappe 240 beim Kühlen des Fahrzeuginnenraums. Daher strömt die durch den Verdampfer 120 gekühlte Luft zu dem Innenraum des Fahrzeugs und die durch den Kondensator 210 erwärmte Luft in der Heizungsleitung 200 wird durch die Öffnung 400 mittels der Heizungsleitungsklappe 240 nach außen geführt. Wenn eine Temperatur benötigt wird, die höher ist als bei einem Auslass des Verdampfers 120, die durch einen Benutzer eingestellt wird, entlädt die Steuerung 500 die Luft mit der benötigten Temperatur, indem die Öffnungs/Schließmenge bzw. der Grad des Öffnens bzw. des Schließens der Heizungsleitungsklappe 240 gesteuert wird, um einige der erwärmten Luft in der Heizungsleitung 200 mit der gekühlten Luft zu mischen.
Unter Bezugnahme auf 6 sind ferner eine Zirkulationsleitung 300 zum Zuführen der Luft in dem Fahrzeug zu dem Verdampfer 120 und eine Zirkulationsklappe 310 zum Öffnen/Schließen einer Öffnung zwischen der Zirkulationsleitung 300 und der Kühlungsleitung 100 vorgesehen, und die Steuerung 500 kann die Zirkulationsklappe 310 öffnen, damit die Zirkulationsleitung 300 und die Kühlungsleitung 100 in Verbindung stehen.
In einigen Fällen kann gekühlte Luft mit einer Temperatur benötigt werden, die niedriger ist als die Temperatur bei dem Auslass des Verdampfers 120. Hier kann die Luft in dem Fahrzeug auf die niedrige Temperatur gekühlt werden, indem die Zirkulationsklappe 310 geöffnet wird und einige der Luft durch den Verdampfer 120 gekühlt wird. Die Öffnung zwischen der Zirkulationsleitung 300 und der Kühlungsleitung 100 kann bei dem kühlungsseitigen Gebläse 130 oder zwischen dem kühlungsseitigen Gebläse 130 und dem Verdampfer 120 ausgebildet sein, um die Luft zu dem Verdampfer 120 zurück zu zirkulieren.
Die Steuerung 500 kann die Öffnungs-/Schließmenge der Zirkulationsklappe 310 gemäß der benötigten Temperatur steuern.
7 und 8 sind Ansichten, die Luftströmungen beim Heizen durch die Klimaanlage eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen, wobei 7 ein normales Heizen und 8 ein Heizen zeigt, wenn eine Temperatur einer Außenluft unter eine vorgegebene Temperatur fällt.
Wie in 7 gezeigt, kann die Steuerung 500 die Heizungsleitungsklappe 240 schließen und die Kühlungsleitungsklappe 140 öffnen, wenn der Innenraum des Fahrzeugs erwärmt wird. Dementsprechend kann die erwärmte Luft durch die Heizungsleitung 200 zu dem Innenraum des Fahrzeugs strömen und die durch den Verdampfer 120 gekühlte Luft kann durch die Kühlungsleitung 100 mittels der Kühlungsleitungsklappe 140 nach außen geführt werden.
Selbst wenn gemäß einer Temperatursteuerung eine Temperatur benötigt wird, die niedriger ist als die Temperatur der Luft, die von der Heizungsleitung 200 entladen wird, steuert die Steuerung 500 die Öffnungs-/Schließmenge der Kühlungsleitungsklappe 140 so, dass einige der gekühlten Luft mit der Luft gemischt werden kann, die von der Heizungsleitung 200 entladen wird, und dann zu dem Innenraum des Fahrzeugs strömen kann.
Wenn eine Temperatur benötigt wird, die höher ist als die Temperatur der Luft, die von der Heizungsleitung 200 entladen wird, kann die Steuerung 500 in einigen Fällen die Temperatur der entladenen Luft erhöhen, indem das Heizelement 220 betätigt wird.
Der Verdampfer 120 kann eine Kühlung aufrechterhalten, selbst beim Heizen des Fahrzeugs, und daher kann der Verdampfer 120 durch Überkühlung beschädigt oder kaputt gemacht werden in Folge von Außenluft und Selbstkühlung, selbst wenn die Temperatur der Außenluft identisch ist mit oder geringer ist als eine vorgegebene Temperatur, beispielsweise 20° unter Null. Dementsprechend kann die Steuerung 500 die Zirkulationsklappe 310 öffnen, sodass die Luft in dem Fahrzeug dem Verdampfer 120 zugeführt wird, wenn die Temperatur der Außenluft der vorgegebenen Temperatur oder weniger entspricht, um die Lebensdauer des Verdampfers 120 aufrechtzuerhalten. In diesem Fall kann, da die Temperatur der Luft in dem Fahrzeug höher ist als die Luft der externen Temperatur, gegen eine Überkühlung des Verdampfers 120 vorgebeugt werden, indem dem Verdampfer 120 die Innenluft zugeführt wird.
Die vorgegebene Temperatur kann mittels Experimenten auf unterschiedliche Niveaus festgelegt werden, gemäß dem Zustand und dem Typ des Verdampfers 120.
Obwohl bei den Ausführungsformen ein Öffnen/Schließen der Klappen 140, 240 und 310 gemäß benötigten Temperaturen in einigen Situationen beschrieben wurde, ist das Öffnen/Schließen der Klappen 140, 240 und 310 nicht darauf beschränkt und kann in unterschiedlichen Kombinationen realisiert werden.
Obwohl die Klappen 140, 240 und 310 ferner bei den Ausführungsformen jeweils als ein Element ausgebildet waren, können sie aus einer Mehrzahl von Klappen aufgebaut sein und in diesem Fall können die Klappen 140, 240, 310 unabhängig geöffnet/geschlossen werden, oder es können Klappen mit demselben Zweck mittels der Steuerung 500 gemeinsam geöffnet/geschlossen werden.
Das kühlungsseitige Gebläse 130 und das heizungsseitige Gebläse 230 können mittels der Steuerung 500 unabhängig gesteuert werden und können gemäß unterschiedlichen benötigten Vorgaben gesteuert werden, wie einer benötigten Luftströmungsmenge oder einer benötigten Kühlmenge. Da der Kondensator 210 und der Verdampfer 120 in Betrieb bleiben, unabhängig davon ob der Innenraum des Fahrzeugs geheizt oder gekühlt wird, können das kühlungsseitige Gebläse 130 und das heizungsseitige Gebläse 230 in Betrieb bleiben, unabhängig davon, ob geheizt oder gekühlt wird.
Ferner können die Heizungsleitung 200 und die Kühlungsleitung 100, welche unabhängige Kanäle darstellen, Enden aufweisen, die miteinander in Verbindung stehen, um die entladene Luft zu mischen, oder sie können in einem Klimaanlagenmodul in einer Klimaanlagenleitung realisiert sein. Die Heizungsleitung 200 und die Kühlungsleitung 100 können beispielsweise jeweils unabhängige Kanäle bzw. Durchgänge aufweisen, mit einem Klimaanlagenleitungsgehäuse bei der Außenseite, oder sie können durch Anordnen eines Trennmittels bzw. Trennelements in einem Klimaanlagenleitungsgehäuse realisiert werden. Das heißt, die Klimaanlagenleitung kann durch Kombinieren der Heizungsleitung 200 und der Kühlungsleitung 100 realisiert werden, und die Heizungsleitung 200 und die Kühlungsleitung 100 können denselben Durchgang verwenden und durch ein Trennelement getrennt sein, um unabhängige Leitungen aufzuweisen.
Gemäß der Klimaanlage eines Fahrzeugs mit der vorstehend beschriebenen Struktur ist es möglich, unter Verwendung von nur einem Klimaanlagensystem eines Fahrzeugs sowohl ein Kühlen als auch ein Heizen zu erzielen. Daher ist es im Vergleich mit der Verwendung von zusätzlichen Systemen zum Kühlen und Heizen möglich, Kosten zu reduzieren und die Kraftstoffeffizienz zu verbessern.
Ferner ist der Aufbau vereinfacht, was daher eine Steuerung der Klimaanlage und die Herstellung vereinfacht.
Obwohl eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zu illustrativen Zwecken beschrieben worden ist, wird es für den Fachmann verständlich sein, dass verschiedene Abwandlungen, Zusätze und Substitutionen möglich sind, ohne den Rahmen und Bereich der Erfindung zu verlassen, wie in den begleitenden Ansprüchen angegeben.

Claims

Klimaanlage eines Fahrzeugs, mit: einer Kühlungsleitung (100), die einen Pfad für gekühlte Luft bildet und einen Verdampfer (120) aufweist, der in dem Pfad für gekühlte Luft angeordnet ist, wobei die Kühlungsleitung (100) die gekühlte Luft entlädt; und einer Heizungsleitung (200), die einen Pfad für erwärmte Luft bildet, der einen Kondensator (210) aufweist, welcher in dem Pfad für erwärmte Luft angeordnet ist und mit dem Verdampfer (120) kühlmittelseitig in Verbindung steht, wobei die Heizungsleitung (200) die erwärmte Luft entlädt; und einem Subkondensator (110), der mit dem Verdampfer (120) kühlmittelseitig verbunden ist, in der Kühlungsleitung (100), wobei die Kühlungsleitung (100) ein darin angeordnetes kühlungsseitiges Gebläse (130) aufweist, zum Zuführen von Außenluft zu einem Innenraum des Fahrzeugs, nachdem die Außenluft durch den Verdampfer (120) gelangt, und die Heizungsleitung (200) ein darin angeordnetes heizungsseitiges Gebläse (230) aufweist, zum Zuführen der Außenluft zu dem Innenraum des Fahrzeugs, nachdem diese durch ein Strömen durch den Kondensator (210) erwärmt worden ist; wobei das kühlungsseitige Gebläse (130) zwischen dem Subkondensator (110) und dem Verdampfer (120) angeordnet ist und das kühlungsseitige Gebläse (130) die Außenluft einsaugt und die Außenluft zu dem Subkondensator (110) und dem Verdampfer (120) sendet, und wobei die Luft, die durch den Verdampfer (120) gelangt, zu dem Innenraum des Fahrzeugs strömt, und die Luft, die durch den Subkondensator (110) gelangt, von der Kühlungsleitung (100) entladen wird, und wobei die Klimaanlage ferner ein Heizelement (220) aufweist, das in der Heizungsleitung (200) angeordnet ist, zum Erwärmen der Luft in der Heizungsleitung (200), wobei das heizungsseitige Gebläse (230) zwischen dem Kondensator (210) und dem Heizelement (220) angeordnet ist und die Außenluft durch den Kondensator (210) und das Heizelement (220) zu dem Innenraum des Fahrzeugs sendet.
Klimaanlage nach Anspruch 1, wobei ein Kühlmittel durch den Verdampfer (120) strömt, das Kühlmittel komprimiert wird und das komprimierte Kühlmittel zu dem Kondensator (210) und dem Subkondensator (110) zugeführt wird, bevor das Kühlmittel zu dem Verdampfer (120) zurückkehrt.
Klimaanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Kühlungsleitung (100) und die Heizungsleitung (200) jeweilige Öffnungen (400) zur Verbindung mit der Außenseite und jeweilige Klappen (140, 240) aufweist, zum Abdecken der Öffnungen (400) und zum, wenn die Klappen (140, 240) offen sind, Führen der gekühlten oder erwärmten Luft durch die Öffnungen (400) nach außerhalb der Kühlungsleitung (100) und der Heizungsleitung (200).
Klimaanlage nach Anspruch 3, die ferner aufweist: eine Steuerung (500), die zum Steuern des Öffnens und Schließens der Klappen (140, 240) geeignet ist; wobei die Steuerung (500) die Klappe (140) der Kühlungsleitung (100) schließt und die Klappe (240) der Heizungsleitung (200) öffnet, wenn ein Innenraum des Fahrzeugs eine erste Referenztemperatur erreicht.
Klimaanlage nach Anspruch 4, die ferner aufweist: eine Zirkulationsleitung (300) zum Zuführen von Luft von dem Innenraum des Fahrzeugs zu dem Verdampfer (120); und eine Zirkulationsklappe (310) zum Öffnen und Schließen einer Öffnung (400) zwischen der Zirkulationsleitung (300) und der Kühlungsleitung (100), wobei die Steuerung (500) die Zirkulationsklappe (310) öffnet, sodass die Zirkulationsleitung (300) und die Kühlungsleitung (100) miteinander in Verbindung stehen, entsprechend der ersten Referenztemperatur.
Klimaanlage nach Anspruch 3, die ferner aufweist: eine Steuerung (500), die zum Steuern des Öffnens und Schließens der Klappen (140, 240) geeignet ist; wobei die Steuerung (500) die Klappe (240) der Heizungsleitung (200) schließt und die Klappe (140) der Kühlungsleitung (100) öffnet, wenn ein Innenraum des Fahrzeugs eine zweite Referenztemperatur erreicht.
Klimaanlage nach Anspruch 6, die ferner aufweist: eine Zirkulationsleitung (300) zum Zuführen von Luft von dem Innenraum des Fahrzeugs zu dem Verdampfer (120); und eine Zirkulationsklappe (310) zum Öffnen und Schließen einer Öffnung (400) zwischen der Zirkulationsleitung (300) und der Kühlungsleitung (100), wobei die Steuerung (500) die Zirkulationsklappe (310) zum Zuführen der Luft von dem Innenraum des Fahrzeugs zu dem Verdampfer (120) öffnet, wenn eine Temperatur von Außenluft einer vorgegebenen Temperatur oder weniger entspricht.
Klimaanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher die Kühlungsleitung (100) und die Heizungsleitung (200) in einer Klimaanlagenleitung angeordnet sind.