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Hintergrund
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Klimaanlagensystem für ein Fahrzeug (z.B. für ein Kraftfahrzeug) und insbesondere ein Klimaanlagensystem, welches eine Luftklimatisierung (bzw. Luftkonditionierung) unter bestimmten Betriebsumgebungen effizienter durchführt.
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Beschreibung der bezogenen Technik
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Fahrzeuge sind im Allgemeinen mit Klimaanlagensystemen ausgestattet, um den Innenraum davon (bzw. den Fahrzeuginnenraum) zu kühlen oder zu erwärmen. Das Kühlsystem von Klimaanlagensystemen für Fahrzeuge weist einen Kompressor bzw. Verdichter auf, welcher ein Kältemittel komprimiert, einen Kondensator, welcher das durch den Kompressor komprimierte Kältemittel kondensiert, ein Expansionsventil, welches es dem verflüssigten Kältemittel, welches durch den Kondensator kondensiert ist, ermöglicht, ein Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck (bzw. ein Niedertemperatur-Niederdruck-Kältemittel) zu werden, einen Verdampfer, welcher die Luft unter Verwendung von latenter Verdampfungswärme (z.B. latenter Wärme der Verdampfung) des Kältemittels kühlt, etc. Das Kühlsystem stellt im Allgemeinen eine absolute Luftfeuchtigkeit durch Verringern der Lufttemperatur ein.
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Bei dem Heizsystem der Klimaanlagensysteme weist ein Kühlmittel zum Kühlen von Abwärme in einem Verbrennungsmotorraum eine hohe Temperatur auf durch Aufnehmen der Wärme eines Verbrennungsmotors, und solch ein Kühlmittel hoher Temperatur (bzw. Hochtemperatur-Kühlmittel) wird als eine Wärmequelle verwendet. Ferner weist das Heizsystem eine Heizvorrichtung, eine Pumpe zum Zirkulieren des Kühlmittels in dem Verbrennungsmotor, etc. auf. Das Heizsystem stellt im Allgemeinen durch Erhöhen der Temperatur der Luft eine relative Luftfeuchtigkeit ein. Bei Klimaanlagensystemen der bezogenen Technik wird eine kalte Luft in einem Kühlsystem geliefert und wird eine warme Luft durch ein Kühlmittel in einem Verbrennungsmotor geliefert. Jedoch kann es erforderlich sein, die Struktur der Klimaanlagensysteme gemäß unterschiedlichen Betriebsumgebungen zu verändern.
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Wenn insbesondere ein Kühlmittel in einem Motor nicht vorliegt, kann es schwierig sein, bestehende Klimaanlagensysteme zu bilden und das System kann ineffizient sein.
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Das Vorhergehende ist lediglich dazu gedacht, beim Verständnis des Hintergrunds der vorliegenden Erfindung zu helfen, und ist nicht dazu gedacht, zu bedeuten, dass das Vorhergehende in den Bereich der bezogenen Technik, welcher dem Fachmann bereits bekannt ist, fällt.
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Erläuterung der Erfindung
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Folglich schafft die vorliegende Erfindung ein Klimaanlagensystem, welches eine optimierte Struktur und eine verbesserte Effizienz aufweist durch Bereitstellen einer neuen Wärmequelle zum Liefern von warmer Luft und durch Regulieren eines Luftvolumens (bzw. einer Luftmenge) in einem Kühl- und in einem Heizkanal, um eine Effizienz bei einem Kühl- oder einem Heizvorgang zu erhöhen.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Klimaanlagensystem für ein Fahrzeug (z.B. für ein Kraftfahrzeug) aufweisen: einen Kühlkanal (z.B. einen Kühlschacht) und einen Heizkanal (z.B. einen Heizschacht), welche als Räume bereitgestellt (z.B. angeordnet) sind, die durch eine Trennwand voneinander getrennt sind und benachbart zueinander angeordnet sind, wobei jeder einen Einlass, einen Innenraum-Auslass (bzw. einen Auslass hin zum Fahrzeuginnenraum) und einen Außenseite-Auslass (bzw. einen Auslass nach außerhalb des jeweiligen Kanals bzw. hin zur Außenseite/Umgebung des jeweiligen Kanals) aufweist, eine Verdampfervorrichtung (z.B. einen Verdampferkern) und einen inneren Kondensator, welche jeweilig in dem Kühlkanal und dem Heizkanal angeordnet sind (z.B. die Verdampfervorrichtung in dem Kühlkanal und der innere Kondensator in dem Heizkanal), einen äußeren Kondensator, welcher außerhalb des Heizkanals angeordnet ist und mit dem inneren Kondensator und der Verdampfervorrichtung durch einen (z.B. einzelnen, beispielsweise durch einen einzigen) Kältemittelströmungspfad (z.B. eine Kältemittelpassage, einen Kältemittelkreis) verbunden ist, eine Luftmengenregulierungsklappe, welche an der Trennwand, die den Kühlkanal und den Heizkanal trennt, angeordnet ist, wobei sie stromaufwärts der Verdampfervorrichtung und des inneren Kondensators in einer Luftstromrichtung angeordnet ist, und einen gemeinsamen Lüfter (z.B. ein gemeinsames Gebläse), welcher (z.B. nur) an einer Seite (z.B. einer ersten Seite) des Kühlkanals und des Heizkanals (z.B. stromaufwärts der Luftmengenregulierungsklappe) angeordnet ist, um simultan einen Luftstrom in dem Kühlkanal und dem Heizkanal zu bilden.
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Der innere Kondensator kann ein luftgekühlter Kondensator sein, und der äußere Kondensator kann ein wassergekühlter Kondensator sein. Ein Kompressor und ein Expansionsventil können über den (z.B. in/auf dem) Kältemittelströmungspfad verbunden sein. Ferner können ein Kompressor und ein Expansionsventil miteinander über den (z.B. in/auf dem) Kältemittelströmungspfad verbunden sein, und der Kältemittelströmungspfad kann einen Kühlzirkulationsströmungspfad (z.B. eine Kühlzirkulationspassage, einen Kühlzirkulationskreis), bei welchem ein Kältemittel durch die Verdampfervorrichtung, den Kompressor, eine erste Verzweigungsstelle, den äußeren Kondensator, eine zweite Verzweigungsstelle, den inneren Kondensator und das Expansionsventil zirkulieren kann (z.B. zirkulieren gelassen werden kann), und einen Heizzirkulationsströmungspfad (z.B. einen Heizzirkulationskreis) aufweisen, bei welchem ein Kältemittel von der ersten Verzweigungsstelle aus abgezweigt ist, so dass es (z.B. direkt bzw. unter Umgehung des äußeren Kondensators) in die zweite Verzweigungsstelle einströmt. Die erste Verzweigungsstelle und die zweite Verzweigungsstelle können jeweilig mit einem ersten Drei-Wege-Ventil und einem zweiten Drei-Wege-Ventil bereitgestellt sein (z.B. die erste Verzweigungsstelle mit einem ersten Drei-Wege-Ventil und die zweite Verzweigungsstelle mit einem zweiten Drei-Wege-Ventil).
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Das Klimaanlagensystem kann ferner eine kühlungsseitige (bzw. kühlseitige/kaltluftseitige) Auslassregulierungsklappe, welche zischen dem Innenraum-Auslass und dem Außenseite-Auslass des Kühlkanals angeordnet ist, um eine Luftausströmmenge zu regulieren, und eine heizungsseitige (bzw. heizseitige/warmluftseitige) Auslassregulierungsklappe aufweisen, welche zischen dem Innenraum-Auslass und dem Außenseite-Auslass des Heizkanals angeordnet ist, um eine Luftausströmmenge zu regulieren. Das Klimaanlagensystem kann ferner eine Steuereinrichtung aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, einen Betrieb der Luftmengenregulierungsklappe einzustellen, und, wenn das Klimaanlagensystem in einem Kühlmodus betrieben wird, kann die Steuereinrichtung dazu eingerichtet sein, die Öffnung der Luftmengenregulierungsklappe so einzustellen, dass dem Heizkanal ein Teil der Luft in dem Kühlkanal zugeführt wird.
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Das Klimaanlagensystem kann ferner eine Steuereinrichtung aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, einen Betrieb der Luftmengenregulierungsklappe einzustellen, und, wenn das Klimaanlagensystem in einem Heizmodus betrieben wird, kann die Steuereinrichtung dazu eingerichtet sein, die Öffnung der Luftmengenregulierungsklappe so einzustellen, dass dem Kühlkanal ein Teil der Luft in dem Heizkanal zugeführt wird. Das Klimaanlagensystem kann ferner eine Steuereinrichtung aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, den Betrieb des ersten Drei-Wege-Ventils und des zweiten Drei-Wege-Ventils einzustellen, und, wenn das Klimaanlagensystem in einem Kühlmodus betrieben wird, kann die Steuereinrichtung dazu eingerichtet sein, das erste Drei-Wege-Ventil und das zweite Drei-Wege-Ventil so zu betreiben, dass ein Kältemittel in dem Kühlzirkulationsströmungspfad zirkuliert.
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Das Klimaanlagensystem kann ferner eine Steuereinrichtung aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, den Betrieb des ersten Drei-Wege-Ventils und des zweiten Drei-Wege-Ventils einzustellen, und, wenn das Klimaanlagensystem in einem Heizmodus betrieben wird, kann die Steuereinrichtung dazu eingerichtet sein, das erste Drei-Wege-Ventil und das zweite Drei-Wege-Ventil so zu betreiben, dass ein Kältemittel in dem Heizzirkulationsströmungspfad zirkuliert. Das Klimaanlagensystem kann ferner eine Steuereinrichtung aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, den Betrieb der kühlungsseitige Auslassregulierungsklappe und der heizungsseitigen Auslassregulierungsklappe einzustellen, und, wenn das Klimaanlagensystem in einem Kühlmodus betrieben wird, kann die Steuereinrichtung dazu eingerichtet sein, die kühlungsseitige Auslassregulierungsklappe so zu betreiben, dass sie den kühlungsseitigen Außenseite-Auslass schließt, und die heizungsseitige Auslassregulierungsklappe so zu betrieben, dass sie den heizungsseitigen Innenraum-Auslass schließt.
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Die Klimaanlagensystem kann ferner eine Steuereinrichtung aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, den Betrieb der kühlungsseitigen Auslassregulierungsklappe und der heizungsseitigen Auslassregulierungsklappe einzustellen, und, wenn das Klimaanlagensystem in einem Heizmodus betrieben wird, kann die Steuereinrichtung dazu eingerichtet sein, die heizungsseitige Auslassregulierungsklappe so zu betrieben, dass sie den heizungsseitigen Außenseite-Auslass schließt, und die kühlungsseitige Auslassregulierungsklappe so zu betreiben, dass sie den kühlungsseitigen Innenraum-Auslass schließt.
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Wie aus der vorgehenden Beschreibung ersichtlich ist, kann ein Klimaanlagensystem für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung eine hohe Energieeffizienz aufweisen, sogar obwohl ein Kühlmittel einem Motor nicht zugeführt wird, und kann eine Luftmenge in einem Kühlkanal und einem Heizkanal unter Verwendung eines einzelnen (z.B. eines einzigen) Lüfters variabel regulieren.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die obigen und andere Ziele, Merkmale und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlicher verstanden, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen genommen wird, wobei:
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1 ein Diagramm ist, welches ein Klimaanlagensystem für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt,
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2 ein Diagramm ist, welches einen Zirkulationsströmungspfad des Klimaanlagensystems für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt,
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3 ein Diagramm ist, welches einen Kühlmodus-Betriebszustand des Klimaanlagensystems für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt,
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4 ein Diagramm ist, welches einen Heizmodus-Betriebszustand des Klimaanlagensystems für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt,
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5 ein Diagramm ist, welches einen Kühlmodus-Zirkulationsströmungspfad des Klimaanlagensystems für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, und
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6 ein Diagramm ist, welches einen Heizmodus-Zirkulationsströmungspfad des Klimaanlagensystems für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Es sollte klar sein, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellungsweise von verschiedenen Eigenschaften darstellen, um die Grundprinzipien der Erfindung aufzuzeigen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, einschließlich z.B. konkrete Abmessungen, Richtungen, Positionen und Formen, wie sie hierin offenbart sind, werden teilweise von der jeweiligen geplanten Anwendung und Nutzungsumgebung vorgegeben.
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In den Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder gleichwertige Bauteile der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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Die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Es ist zu verstehen, dass die Begriffe „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-...“ oder irgendein ähnlicher Begriff, welcher hier verwendet wird, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen, wie z.B. Personenkraftfahrzeuge, einschließlich sogenannter Sportnutzfahrzeuge (SUV), Busse, Lastwagen, zahlreiche kommerzielle Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielzahl an Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen einschließen, und Hybridfahrzeuge, elektrische Fahrzeuge, Brennkraft-, Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge für alternative Treibstoffe (z.B. Treibstoffe, welche aus anderen Ressourcen als Erdöl hergestellt werden) einschließen.
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Obwohl beispielhafte Ausführungsformen als eine Mehrzahl an Einheiten nutzend beschrieben werden, um die beispielhaften Vorgänge durchzuführen, ist es zu verstehen, dass die beispielhaften Vorgänge auch durch eine oder eine Mehrzahl an Modulen durchgeführt werden können. Es ist zusätzlich zu verstehen, dass sich der Begriff Steuereinrichtung/Steuereinheit auf eine Hardware-Vorrichtung bezieht, welche einen Speicher und einen Prozessor aufweist. Der Speicher ist dazu eingerichtet, die Module zu speichern, und der Prozessor ist speziell dazu eingerichtet, die Module auszuführen, um einen oder mehr Vorgänge, welche weiter unten beschrieben werden, durchzuführen.
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Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck des Beschreibens von bestimmten Ausführungsformen und ist nicht dazu gedacht, die Erfindung zu beschränken. Die wie hierin verwendeten Singular-Formen „ein“, „eine“ und „der“, „die“, „das“ sind dazu gedacht, auch die Mehrzahlformen einzuschließen, außer der Kontext weist eindeutig auf etwas anderes hin. Ferner ist zu verstehen, dass die Begriffe „aufweisen“ und/oder „aufweisend“ bei Verwendung in dieser Beschreibung das Vorliegen von genannten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen, und/oder Bauteilen spezifizieren, jedoch nicht die Anwesenheit oder das Hinzufügen von einem oder mehreren weiteren Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen, Bauteilen und/oder Gruppen davon ausschließen. Wie hierin verwendet, weist der Begriff “und/oder“ jede sowie alle Kombinationen von einem oder mehreren der dazugehörig aufgezählten Gegenstände auf.
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1 ist ein Diagramm, welches ein Klimaanlagensystem für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 2 ist ein Diagramm, welches einen Zirkulationsströmungspfad des Klimaanlagensystems für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 3 ist ein Diagramm, welches einen Kühlmodus-Betriebszustand des Klimaanlagensystems für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 4 ist ein Diagramm, welches einen Heizmodus-Betriebszustand des Klimaanlagensystems für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 5 ist ein Diagramm, welches einen Kühlmodus-Zirkulationsströmungspfad des Klimaanlagensystems für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 6 ist ein Diagramm, welches einen Heizmodus-Zirkulationsströmungspfad des Klimaanlagensystems für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Das Klimaanlagensystem für ein Fahrzeug (z.B. für ein Kraftfahrzeug) gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann aufweisen: einen Kühlkanal 101 und einen Heizkanal 201, welche Räume sind, die durch eine Trennwand voneinander getrennt sind und die angeordnet sind, so dass sie zueinander (z.B. über die zwischenliegende Trennwand) benachbart sind, wobei jeder einen Einlass, einen Innenraum-Auslass und einen Außenseite-Auslass aufweist, eine Verdampfervorrichtung 109 und einen inneren Kondensator 209, welche jeweilig in dem Kühlkanal 101 und dem Heizkanal 201 angeordnet sind (z.B. die Verdampfervorrichtung 109 kann in dem Kühlkanal 101 angeordnet sein, und der innere Kondensator 209 kann in dem Heizkanal 209 angeordnet sein), einen äußeren Kondensator 211, welcher außerhalb des Heizkanals 209 angeordnet ist und mit dem inneren Kondensator 209 und der Verdampfervorrichtung 109 über einen (z.B. einzelnen, beispielsweise einen einzigen) Kältemittelströmungspfad verbunden ist, eine Luftmengenregulierungsklappe 111, welche an der Trennwand, welche den Kühlkanal 101 und den Heizkanal 201 trennt oder unterteilt, angeordnet ist und welche in einer Luftstromrichtung stromaufwärts der Verdampfervorrichtung 109 und des inneren Kondensators 209 angeordnet ist, und einen gemeinsamen Lüfter (z.B. ein gemeinsames Gebläse) 115, welcher an einer (z.B. einer einzige) Seite (z.B. einer ersten Seite) des Kühlkanals 101 und des Heizkanals 201 (z.B. stromaufwärts der Luftmengenregulierungsklappe 111) angeordnet ist, um simultan einen Luftstrom in dem Kühlkanal 101 und dem Heizkanal 201 zu bilden.
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Bezugnehmend auf 1 kann den Kühlkanal 101 einen kühlungsseitigen Einlass 103, welcher an der ersten Seite davon ausgebildet ist, und einen kühlungsseitigen Innenraum-Auslass 105 und einen kühlungsseitigen Außenseite-Auslass 107, welche an einer zweiten Seite davon ausgebildet sind, aufweisen, und die Verdampfervorrichtung 109 kann in dem Kühlkanal 101 angeordnet sein. Der Heizkanal 201 kann einen heizungsseitigen Einlass 203, welcher an der ersten Seite davon ausgebildet ist, und einen heizungsseitigen Innenraum-Auslass 205 und einen heizungsseitigen Außenseite-Auslass 207, welche an einer zweiten Seite davon ausgebildet sind, aufweisen, und der innere Kondensator 209 kann in dem Heizkanal 201 angeordnet sein. Der äußere Kondensator 211 kann außerdem außerhalb des Heizkanals 201 angeordnet sein und kann mit dem inneren Kondensator 209 und der Verdampfervorrichtung 109 durch einen (z.B. einzelnen, beispielsweise durch einen einzigen) Kältemittelströmungspfad verbunden sein. Die Luftmengenregulierungsklappe 111 kann in der Luftstromrichtung stromaufwärts der Verdampfervorrichtung 109 und des inneren Kondensators 209 an der Trennwand, welche der Kühlkanal 101 und den Heizkanal 201 voneinander trennt, angeordnet sein. Der gemeinsame Lüfter (z.B. ein gemeinsames Gebläse) 115 kann an einer ersten Seite des Kühlkanals 101 und des Heizkanals 201 (z.B. stromaufwärts der Luftmengenregulierungsklappe 111) angeordnet sein, um simultan einen Luftstrom in dem Kühlkanal 101 und dem Heizkanal 201 zu bilden.
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In dem Klimaanlagensystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können der Kühlkanal 101 und der Heizkanal 201 als separate unabhängige Räume bereitgestellt sein, wodurch eine Interferenz zwischen klimatisierter Luft in dem Kühlkanal 101 und klimatisierter Luft in dem Heizkanal 201 (z.B. zwischen gekühlter Luft in dem Kühlkanal 101 und erwärmter Luft in dem Heizkanal 201) verringert wird. Folglich kann es möglich sein, die Effizienz des Klimaanlagensystems zu verbessern, indem verhindert wird, dass eine gekühlte Luft wieder erwärmt wird oder dass eine erwärmte Luft wieder abgekühlt wird. Da jeder von dem Kühlkanal 101 und dem Heizkanal 201 den Innenraum-Auslass und den Außenseite-Auslass, welche separat bereitgestellt sind, aufweist, kann die klimatisierte bzw. konditionierte Luft, wenn erforderlich, nach außerhalb (z.B. in die Umgebung) hin ausgelassen werden sowie dem (Fahrzeug-)Innenraum zugeführt werden. Der innere Kondensator 209 kann ein luftgekühlter Kondensator sein, und der äußere Kondensator 211 kann ein wassergekühlter Kondensator sein. Ein Kompressor 301 und ein Expansionsventil 303 können über den (z.B. in/auf dem) Kältemittelströmungspfad miteinander verbunden sein.
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Bezugnehmend auf 2 können bei der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Expansionsventil 303, die Verdampfervorrichtung 109, der Kompressor 301 und der Kondensator an einer (z.B. einzelnen, beispielsweise an einer einzigen) Kühlungsleitung angeordnet sein und folglich kann ein Kältemittel hoher Temperatur und hohen Drucks (bzw. ein Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittel), welches durch den Kompressor 301 hindurch durchströmt, als eine Wärmequelle verwendet werden. Mit anderen Worten können, im Gegensatz zu existierenden Klimaanlagensystemen für Fahrzeuge gemäß der bezogenen Technik, eine Kühlung und eine Heizung simultan unter Verwendung eines Kühlungssystems durchgeführt werden. Dies kann nützlich sein, wenn eine Wärmequelle, wie z.B. ein Verbrennungsmotorkühlmittel, nicht erhalten wird (z.B. nicht vorhanden ist/nicht bezogen werden kann).
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Da das Klimaanlagensystem für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den Bedarf für eine separate Heizleitung und eine Wasserpumpe zum Heizen beseitigt, weist es eine vereinfachte Struktur auf. Da der innere Kondensator 209 und der äußere Kondensator 211 in dem Klimaanlagensystem angeordnet sein können, kann der Kühlbereich (z.B. eine Kühlfläche) des Kältemittels erweitert sein, um die Wärmeabstrahleffizienz zu erhöhen, wenn das Klimaanlagensystem in einem Kühlmodus betrieben wird. Dadurch kann es ermöglicht werden, die Effizienz des Klimaanlagensystems zu verbessern.
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Der Kompressor 301 und das Expansionsventil 303 können über den Kältemittelströmungspfad miteinander verbunden sein. Der Kältemittelströmungspfad kann einen Kühlzirkulationsströmungspfad 501, bei welchem ein Kältemittel durch die Verdampfervorrichtung 109, den Kompressor 301, eine erste Verzweigungsstelle 601, den äußeren Kondensator 311, eine zweite Verzweigungsstelle 603, den inneren Kondensator 209 und das Expansionsventil 303 hindurch zirkuliert, und einen Heizzirkulationsströmungspfad 503 aufweisen, bei welchem ein Kältemittel von der ersten Verzweigungsstelle 601 aus abgezweigt ist, so dass es in die zweite Verzweigungsstelle 603 strömt. Die erste Verzweigungsstelle 601 und die zweite Verzweigungsstelle 603 können jeweilig mit einem ersten Drei-Wege-Ventil und einem zweiten Drei-Wege-Ventil versehen sein (z.B. die erste Verzweigungsstelle 601 mit dem ersten Drei-Wege-Ventil und die zweite Verzweigungsstelle 603 mit dem zweiten Drei-Wege-Ventil).
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Das Klimaanlagensystem kann ferner eine Steuereinrichtung 400 aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, den Betrieb des ersten Drei-Wege-Ventils und den Betrieb des zweiten Drei-Wege-Ventils einzustellen (bzw. zu steuern). Wenn das Klimaanlagensystem in dem Kühlmodus betrieben wird, dann kann die Steuereinrichtung 400 dazu eingerichtet sein, das erste und das zweite Drei-Wege-Ventil so zu betreiben, dass ein Kältemittel in dem Kühlzirkulationsströmungspfad 501 strömt. Die Steuereinrichtung 400 kann außerdem dazu eingerichtet ist, den Betrieb des ersten Drei-Wege-Ventils und den Betrieb des zweiten Drei-Wege-Ventils einzustellen (bzw. zu steuern). Wenn das Klimaanlagensystem in dem Heizmodus betrieben wird, dann kann die Steuereinrichtung 400 dazu eingerichtet sein, das erste und das zweite Drei-Wege-Ventil so zu betreiben, dass ein Kältemittel in dem Kühlzirkulationsströmungspfad 501 strömt.
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Bezugnehmend auf 2 kann der Kühlzirkulationsströmungspfad 501 eingerichtet sein, so dass das Kältemittel durch die Verdampfervorrichtung 109, den Kompressor 301, das erste Drei-Wege-Ventil, den äußeren Kondensator 211, das zweite Drei-Wege-Ventil, den inneren Kondensator 209 und das Expansionsventil 303 zirkuliert. Der Heizzirkulationsströmungspfad 503 kann eingerichtet sein, so dass, nachdem das Kältemittel durch die Verdampfervorrichtung 109 und den Kompressor 301 hindurch geströmt ist, es von dem ersten Drei-Wege-Ventil aus abgezweigt wird, so dass es, ohne dabei durch den äußeren Kondensator 211 zu strömen (bzw. unter Umgehung des äußeren Kondensators 211), in das zweite Drei-Wege-Ventil eingeleitet wird und durch den inneren Kondensator 209 und das Expansionsventil 303 hindurch zirkuliert wird.
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Wenn das Klimaanlagensystem in dem Kühlmodus betrieben wird, kann es erforderlich sein, die Temperatur des Kältemittels, welches durch den Kondensator strömt, durch Erhöhen einer Wärmeabstrahlung des Kondensators schnell zu verringern, um die Effizienz des Klimaanlagensystems zu erhöhen. Da die Kältemitteltemperatur verringert wird, wenn das Kältemittel, welches durch das Expansionsventil 303 hindurch strömt, in die Verdampfervorrichtung 109 eingeleitet wird, kann folglich eine beträchtliche Wärmemenge von der Luft, welche durch den Kühlkanal 101 hindurch strömt, aufgenommen werden. Es kann bei der vorliegenden Erfindung insbesondere ermöglicht werden, die Effizienz des Klimaanlagensystems zu erhöhen, indem es dem Kältemittel erlaubt wird, in dem Kühlzirkulationsströmungspfad 501 durch den wassergekühlten äußeren Kondensator 211 sowie durch den luftgekühlten inneren Kondensator 209 zu strömen, wie in 5 dargestellt, um die Wärmeabstrahlung des Kältemittels erhöhen.
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Wenn das Klimaanlagensystem in dem Heizmodus betrieben wird, kann es erforderlich sein, die Temperatur des Kältemittels, welches durch den Kondensator hindurch strömt, zu erhöhen. Da eine Wärmemenge, welche der durch den Heizkanal 201 hindurchströmenden Luft zugeführt wird, erhöht ist, kann es folglich ermöglicht werden, die Effizienz des Klimaanlagensystems zu verbessern, indem es dem Kältemittel erlaubt wird, in dem Heizzirkulationsströmungspfad 503 zu zirkulieren, ohne dabei durch den äußeren Kondensator 211 zu strömen (bzw. unter Umgehung des äußeren Kondensators 211), wie in 6 dargestellt. Ferner kann das Klimaanlagensystem eine kühlungsseitige Auslassregulierungsklappe 113, welche zwischen dem Innenraum-Auslass und dem Außenseite-Auslass des Kühlkanals 101 angeordnet ist (und welche z.B. zwischen einer den Innenraum-Auslass des Kühlkanals 101 verschließenden Stellung und einer den Außenseite-Auslass des Kühlkanals 101 verschließenden Stellung schwenkbar ist), um eine Luftausströmmenge zu regulieren, und eine heizungsseitige Auslassregulierungsklappe 213, welche zwischen dem Innenraum-Auslass und dem Außenseite-Auslass des Heizkanals 201 angeordnet ist (und welche z.B. zwischen einer den Innenraum-Auslass des Heizkanals 201 verschließenden Stellung und einer den Außenseite-Auslass des Heizkanals 201 verschließenden Stellung schwenkbar ist), um eine Luftausströmmenge zu regulieren.
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Bezugnehmend auf 3 und 4 kann die vorliegende Erfindung die Zufuhr von klimatisierter Luft in den Innenraum oder das Auslassen der klimatisierten Luft hin zur Außenseite unter Verwendung der kühlungsseitigen Auslassregulierungsklappe 113 und der heizungsseitigen Auslassregulierungsklappe 213 regulieren. Es kann folglich ermöglicht werden, eine Innenraumluft-Klimatisierung präziser durchzuführen, indem die Öffnung (bzw. der Öffnungsgrad) der kühlungsseitigen Auslassregulierungsklappe 113 und der heizungsseitigen Auslassregulierungsklappe 213 eingestellt wird, um das Mischungsverhältnis der durch ein Kühlmodul oder ein Heizmodul klimatisierten Luft einzustellen.
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Das Klimaanlagensystem kann ferner eine Steuereinrichtung 400 aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, den Betrieb der Luftmengenregulierungsklappe 111 einzustellen (z.B. zu steuern). Wenn das Klimaanlagensystem in dem Kühlmodus betrieben wird, kann die Steuereinrichtung 400 dazu eingerichtet sein, die Luftmengenregulierungsklappe 111 zu betreiben und einzustellen (z.B. den Öffnungsbetrag oder -grad der Klappe einzustellen), um einen Teil der Luft in dem Kühlkanal 101 dem Heizkanal 201 zuzuführen. Die Steuereinrichtung 400 kann außerdem dazu eingerichtet sein, den Betrieb der Luftmengenregulierungsklappe 111 einzustellen (z.B. zu steuern). Wenn das Klimaanlagensystem in dem Heizmodus betrieben wird, kann die Steuereinrichtung 400 dazu eingerichtet sein, die Luftmengenregulierungsklappe 111 zu betreiben und einzustellen, um einen Teil er Luft in dem Heizkanal 201 dem Kühlkanal 101 zuzuführen.
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In der vorliegenden Erfindung kann das Klimaanlagensystem einen einzelnen (z.B. einen einzigen) gemeinsamen Lüfter 115 (z.B. ein gemeinsames Gebläse) aufweisen, um dem Kühlkanal 101 und dem Heizkanal 201 Luft zuzuführen. Eine Luftmenge in jedem Kanal sollte jedoch reguliert werden, wenn das Klimaanlagensystem ein Kühlen oder ein Heizen durchführt. Wenn das Klimaanlagensystem beispielsweise in dem Kühlmodus betrieben wird, ist es vorteilhaft, die Temperatur der Luft, welche durch die Verdampfervorrichtung 109 des Kühlkanals 101 strömt, zu verringern, sogar obwohl eine minimale Luftmenge durch diesen hindurch strömt, und die Luft dem Innenraum zum Kühlen der Innenraumluft zuzuführen. Wie oben beschrieben, kann es außerdem möglich sein, die Kühleffizienz zu erhöhen, indem eine Wärmeabstrahlung des Kondensators erhöht wird, um die Temperatur des Kältemittels, welches durch die Verdampfervorrichtung 109 strömt, zu verringern.
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Die vorliegende Erfindung erlaubt es folglich durch Steuern der Luftmengenregulierungsklappe 111, wie in 3 dargestellt, einem Teil der Luft, welche in den Kühlkanal 101 eingeleitet wird, dem Heizkanal 201 zugeführt zu werden, wenn das System in dem Kühlmodus arbeitet. Es kann somit durch Erhöhen der Wärmeabstrahlung des Kondensators, um die Temperatur des Kältemittels, welches durch die Verdampfervorrichtung 109 strömt, zu verringern, ermöglicht werden, die Kühleffizienz in dem Fahrzeuginnenraum zu erhöhen. Wenn das Klimaanlagensystem in dem Heizmodus betrieben wird, ist es ebenso vorteilhaft, die Temperatur von Luft, welche durch den Kondensator des Heizkanals 201 strömt, zu erhöhen, sogar obwohl eine minimale Luftmenge durch diesen hindurch strömt, und die Luft dem Innenraum zum Heizen der Innenraumluft zuzuführen. Es kann außerdem durch Erhöhen der Wärmeaufnahme der Verdampfervorrichtung 109, um die Temperatur des Kältemittels und die Temperatur der Luft, welche durch den Kondensator strömt, zu erhöhen, ermöglicht werden, die Temperatur der Luft, welche durch den Kondensator strömt, weiter zu erhöhen.
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Die vorliegende Erfindung erlaubt es folglich durch Steuern der Luftmengenregulierungsklappe 111, wie in 4 dargestellt, einem Teil der Luft, welche in den Heizkanal 201 eingeleitet wird, dem Kühlkanal 101 zugeführt zu werden, wenn das System in dem Heizmodus arbeitet. Es kann somit durch Erhöhen der Wärmeaufnahme der Verdampfervorrichtung 109, um die Temperatur der Luft, welche durch den Kondensator strömt, weiter zu erhöhen, möglich sein, die Heizeffizienz in dem Fahrzeuginnenraum zu erhöhen.
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Das Klimaanlagensystem kann ferner eine Steuereinrichtung 400 aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, den Betrieb der kühlungsseitigen Auslassregulierungsklappe 113 und der heizungsseitigen Auslassregulierungsklappe 213 einzustellen (z.B. den Öffnungsbetrag oder Öffnungsgrad der Klappen einzustellen). Wenn das Klimaanlagensystem in dem Kühlmodus betrieben wird, kann die Steuereinrichtung 400 dazu eingerichtet sein, die kühlungsseitige Auslassregulierungsklappe 113 so zu betreiben, dass sie den kühlungsseitigen Außenseite-Auslass 107 verschließt, und kann die Steuereinrichtung 400 dazu eingerichtet sein, die heizungsseitige Auslassregulierungsklappe 213 so zu betreiben, dass sie den heizungsseitigen Innenraum-Auslass 205 verschließt.
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Bezugnehmend auf 3 kann in dem Maximales-Kühlen-Modus die kühlungsseitige Auslassregulierungsklappe 113 dazu eingerichtet sein, den kühlungsseitigen Außenseite-Auslass 107 zu verschließen, um es der gekühlten Luft zu erlauben, dem Innenraum zugeführt zu werden, und kann die heizungsseitige Auslassregulierungsklappe 213 dazu eingerichtet sein, den Innenraum-Auslass 205 zu verschließen, um es der aufgeheizten Luft zu erlauben, hin zur Außenseite ausgelassen zu werden (und beispielsweise somit nicht dem Innenraum zugeführt zu werden).
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Das Klimaanlagensystem kann ferner eine Steuereinrichtung 400 aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, den Betrieb der kühlungsseitigen Auslassregulierungsklappe 113 und der heizungsseitigen Auslassregulierungsklappe 213 einzustellen (z.B. den Öffnungsbetrag oder Öffnungsgrad der Klappen einzustellen). Wenn das Klimaanlagensystem in dem Heizmodus betrieben wird, kann die Steuereinrichtung 400 dazu eingerichtet sein, die heizseitige Auslassregulierungsklappe 213 so zu betreiben, dass sie den heizseitigen Außenseite-Auslass 207 verschließt, und kann die Steuereinrichtung 400 dazu eingerichtet sein, die kühlungsseitige Auslassregulierungsklappe 113 so zu betreiben, dass sie den kühlungsseitigen Innenraum-Auslass 105 verschließt.
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Bezugnehmend auf 4 kann in dem Maximales-Heizen-Modus die heizungsseitige Auslassregulierungsklappe 213 dazu eingerichtet sein, den heizungsseitigen Außenseite-Auslass 207 zu verschließen, um es der aufgeheizten Luft zu erlauben, dem Innenraum zugeführt zu werden, und kann die kühlungsseitige Auslassregulierungsklappe 113 dazu eingerichtet sein, den kühlungsseitigen Innenraum-Auslass 105 zu verschließen, um es der gekühlten Luft zu erlauben, hin zur Außenseite ausgelassen zu werden (und beispielsweise somit nicht dem Innenraum zugeführt zu werden).
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Obwohl beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu Veranschaulichungszwecken beschrieben wurde, werden die Fachmänner in der Technik verstehen, dass diverse Modifikationen, Hinzufügungen und Ersetzungen möglich sind, ohne dabei vom Sinn und Umfang der vorliegenden Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen beschrieben, abzuweichen.
