DE112004002342T5

DE112004002342T5 - Eine Fahrzeugklimatisierung betreffende Technik mit einem Kühlkreislauf mit überkritischem Kühlmittel

Info

Publication number: DE112004002342T5
Application number: DE112004002342T
Authority: DE
Inventors: Etsuo Oyama Shinmura; Yuichi Oyama Furukawa
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 2003-12-05
Filing date: 2004-12-03
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2024-12-04
Also published as: JP4312039B2; JP2005162158A; DE112004002342B4; US20070209779A1; CN1914054A; WO2005053974A3; CN100427330C; WO2005053974A2

Abstract

Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung, aufweisend:
eine Wärmeübertragungsvorrichtung mit einer Kühlmittelwärmeübertragungspassage, durch welche überkritisches Kühlmittel hindurch tritt, um Wärme mit Kühlmittelkühlluft auszutauschen, die von einer Lufteinleitungsfläche der zu kühlenden Wärmeübertragungsvorrichtung eingeleitet wird; und
einen Verdampfer, durch welchen hindurch das gekühlte Kühlmittel Wärme mit Luft austauscht, die in einen Fahrgastraum einzuleiten ist,
wobei wenigstens ein Teil der Abluft, die von einer Innenseite des Fahrgastraumes abgeführt wird, zu der Lufteinleitungsfläche der Wärmeübertragungsvorrichtung als Ventilationsverlustnutzungsluft geleitet wird, so dass die Ventilationsnutzungsluft als ein Teil der Kühlmittelkühlluft verwendet wird, und
wobei die Ventilationsverlustnutzungsluft zu einem abströmseitigen Bereich der Kühlmittelwärmeübertragungspassage an der Lufteinleitungsfläche der Wärmeübertragungsvorrichtung geleitet wird.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 5. Dezember 2003 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-407379 und der am 11. Dezember 2003 eingereichten vorläufigen U.S. Anmeldung Nr. 60/528,496, deren gesamte Offenbarungen durch Bezugnahme in ihren Gesamtheiten hierin einbezogen sind.
Querverweis auf verwandte Anmeldungen
Diese Anmeldung ist eine unter 35 U.S.C.§111(a) eingereichte Anmeldung, die das Vorrecht gemäß 35 U.S.C. §119(e)(1) des Anmeldetages der gemäß 35 U.S.C.§111(b) am 11. Dezember 2003 eingereichten vorläufigen U.S. Anmeldung Nr. 60/528,496 beansprucht.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine auf eine Fahrzeugklimatisierung bezogene Technik mit einem Kühlkreislauf unter Verwendung von überkritischem Kühlmittel, wie CO₂-Kühlmittel, und betrifft insbesondere zum Beispiel eine Klimatisierungsvorrichtung für die Verwendung in Fahrzeugen, ein Kraftfahrzeug, das mit der Vorrichtung ausgestattet ist, eine Wärmeübertragungsvorrichtung für die Verwendung in Fahrzeugklimaanlagen, und ein Fahrzeugklimatisierungsverfahren.
Die folgende Beschreibung gibt das Wissen des Erfinders aus dem Stand der Technik und die Probleme darin wieder und sollte nicht als ein Zugeständnis des Wissens in dem Stand der Technik ausgelegt werden.
In einer Kraftfahrzeugklimaanlage tritt ein Wärmeverlust (Ventilationsverlust) von Abluft auf, wenn die Luft aus einem Fahrgastraum für den Zweck der Ventilation während des Betriebs der Klimaanlage abgeführt wird. Dieser Ventilationsverlust kann etwa 30% der gesamten Wärmebelastung während des Kühlbetriebs erreichen, was einen zusätzlichen Energieverbrauch verursacht, welcher wiederum in einer verringerten Laufleistung und einem drastisch erhöhten Kraftstoffverbrauch resultiert.
Unter den Umständen wird ein Mittel zur wirksamen Nutzung von Wärmeenergie vorgeschlagen, die während des Abführens von Luft (d.h. während der Ventilation) verloren geht.

Zum Beispiel wird bei einer durch die japanische ungeprüfte offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 5-294135 offenbarten Klimaanlage für die Verwendung in Kraftfahrzeugen aus einem Fahrgastraum abgeführte Luft zu einem Wärmetauscher geleitet, der einen Kühlkreislauf bildet, um Wärme zwischen der Abluft und dem Kühlmittel auszutauschen, um dadurch den Ventilationsverlust zu reduzieren.

In herkömmlichen Fahrzeugklimaanlagen verwenden die meisten von ihnen einen Kühlkreislauf des Dampfkompressionstyps unter Verwendung von Kühlmittel der Freon-Gruppe, in welchem gasförmiges Kühlmittel, das mit einem Kompressor komprimiert wird, mit einem Kondensator verflüssigt wird, und dann wird das verflüssigte Kühlmittel mit einer Dekompressionsvorrichtung dekomprimiert und dann mit einem Verdampfer verdampft. Die zuvor genannte Klimaanlage, die in dem oben erwähnten Patentdokument offenbart ist, kann auch mit einem Kühlkreislauf mit Kühlmittel der Freon-Gruppe verwendet werden. Zum Beispiel wird während des Kühlbetriebs des Fahrgastraumes aus dem Fahrgastraum abgeführte Luft (Abluft) zu dem Kondensator des oben erwähnten Kühlkreislaufs geleitet, um Wärme zwischen der Abluft und dem Kühlmittel in einem Kondensator auszutauschen, um dadurch das Kühlmittel zu kondensieren und zu verflüssigen.

In den letzten Jahren hat aus einem Gesichtspunkt des Umweltschutzes auf der Erde usw. ein Kühlkreislauf unter Verwendung von natürlichem Kühlmittel, wie Kohlendioxid, sehr große Aufmerksamkeit erlangt. In dem Kühlkreislauf dieses Kohlendioxidgas-Kühlmittels arbeitet, anders als der Kühlkreislauf unter Verwendung des oben erwähnten Kühlmittels der Freon-Gruppe, das mit dem Kompressor komprimierte Kühlmittel in einem überkritischen Zustand, wenn es durch eine Wärmeübertragungsvorrichtung (Kondensator) hindurch tritt, und steigt in der Temperatur (fühlbare Wärme) allmählich an, während es den überkritischen Zustand hält, ohne Phasenänderungen (Kondensation und Verflüssigung) zu verursachen. Wie aus dem obigen zu verstehen ist, ändert sich das Kohlendioxidgas-Kühlmittel in der Temperatur, ohne Phasenänderungen zu verursachen, und daher differiert die Temperaturdifferenz zwischen dem Kühlmittel und der Umgebungsluft in Abhängigkeit von der Position, wo das Kühlmittel strömt, und die Wärmeaustauschleistung wird durch die Umgebungstemperatur usw. leicht beeinflusst. Dementsprechend ändert sich in Abhängigkeit von den Lufteinleitungsbedingungen die Wärmeübertragungsmenge des Kühlmittels beträchtlich, was wiederum die Kühlleistung des gesamten Kühlkreislaufs beträchtlich verändert.

Unter einem solchen technischen Hintergrund treten in einem Kühlkreislauf mit Kohlendioxidgas-Kühlmittel in Fällen, wo Abluft lediglich in eine Wärmeübertragungsvorrichtung eingeleitet wird, wie in dem oben genannten Patentdokument offenbart ist, Fehler, wie eine Veränderung und/oder Abweichung von der Einleitungslufttemperatur und/oder der Kühlmitteltemperatur auf, was es wiederum schwierig macht, eine stabile Wärmeaustauschleistung zu erreichen. Demzufolge kann die Wärmeübertragungsmenge des Kühlmittels nicht vollständig sichergestellt werden, woraus eine ineffiziente Reduzierung des Ventilationsverlustes resultiert, was wiederum die Energieausnutzung verschlechtert.

Die Beschreibung von Vorteilen und Nachteilen verschiedener Merkmale, Ausführungsformen, Verfahren und Vorrichtungen hierin, die in anderen Veröffentlichungen offenbart sind, ist in keiner Weise dazu bestimmt, die vorliegende Erfindung zu beschränken. Stattdessen können bestimmte Merkmale der Erfindung geeignet sein, bestimmte Nachteile zu überwinden, wobei noch einige oder alle der darin offenbarten Merkmale, Ausführungsformen, Verfahren und Vorrichtungen erhalten bleiben.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden in Anbetracht der oben erwähnten und/oder anderen Probleme in dem Stand der Technik entwickelt. Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können bestehende Verfahren und/oder Vorrichtungen bedeutend verbessern.

Unter anderen möglichen Vorteilen können einige Ausführungsformen eine Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung mit einem Kühlmittelkreislauf unter Verwendung von überkritischem Kühlmittel, wie CO₂-Kühlmittel, die zur Reduzierung des Ventilationsverlustes und Nutzung der Energie geeignet ist, ein Kraftfahrzeug, das mit der oben genannten Klimatisierungsvorrichtung ausgestattet ist, eine Fahrzeugklimatisierungs-Wärmeübertragungsvorrichtung und ein Fahrzeugklimatisierungsverfahren schaffen.

Um die zuvor genannten Ziele zu erreichen, hat eine erste Erfindung die folgende Struktur.

[1] Eine Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung, aufweisend: eine Wärmeübertragungsvorrichtung mit einer Kühlmittelwärmeübertragungspassage, durch welche überkritisches Kühlmittel hindurch tritt, um Wärme mit Kühlmittelkühlluft auszutauschen, die von einer Lufteinleitungsfläche der zu kühlenden Wärmeübertragungsvorrichtung eingeleitet wird; und einen Verdampfer, durch welchen hindurch das gekühlte Kühlmittel Wärme mit Luft austauscht, die in einen Fahrgastraum einzuleiten ist, wobei wenigstens ein Teil der Abluft, die von einer Innenseite des Fahrgastraumes abgeführt wird, zu der Lufteinleitungsfläche der Wärmeübertragungsvorrichtung als Ventilationsverlustnutzungsluft geleitet wird, so dass die Ventilationsnutzungsluft als ein Teil der Kühlmittelkühlluft verwendet wird, und wobei die Ventilationsverlustnutzungsluft zu einem abströmseitigen Bereich der Kühlmittelwärmeübertragungspassage an der Lufteinleitungsfläche der Wärmeübertragungsvorrichtung geleitet wird. Bei der Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung gemäß dieser Erfindung kann eine ausreichende Kühlmittelwärmeübertragungsmenge sichergestellt werden, woraus eine hohe Kühlleistung resultiert. Das heißt, in einem Kühlkreislauf unter Verwendung von überkritischem Kühlmittel, wie Kohlendioxid-Kühlmittel, verringert sich allmählich die Temperatur des Kühlmittels ohne Veränderung der Phase, während es durch die Kühlmittelwärmeübertragungspassage der Wärmeübertragungsvorrichtung hindurch tritt. Aus diesem Grunde kann an der Zuströmseite der Kühlmittelwärmeübertragungspassage die Kühlmitteltemperatur hoch gehalten werden, und die Temperaturdifferenz zwischen der Umgebungstemperatur und der Kühlmitteltemperatur kann groß genug gehalten werden. Daraus resultieren ein effizienter Wärmeaustausch und eine ausreichende Wärmeübertragungsmenge. Ferner ist an der Abströmseite der Kühlmittelwärmeübertragungspassage die Kühlmitteltemperatur niedrig, und daher ist die Temperaturdifferenz in Bezug auf die Umgebungstemperatur gering. Jedoch wird bei der vorliegenden Erfindung die von einem Fahrgastraum abgeführte Abluft mit niedriger Temperatur zu dem abströmseitigen Bereich der Kühlmittelwärmeübertragungspassage derart geleitet, dass Wärme zwischen der Abluft mit niedriger Temperatur und dem Kühlmittel ausgetauscht wird. Daher kann die Temperaturdifferenz zwischen dem Kühlmittel und der Abluft groß gehalten werden, woraus ein effizienter Wärmeaustausch und eine ausreichende Wärmeübertragungsmenge resultieren. Daher kann in dem gesamten Bereich der Zuströmseite und der Abströmseite der Kühlmittelwärmeübertragungspassage in einer Wärmeübertragungsvorrichtung der Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und der Luft effizient durchgeführt werden, woraus eine ausreichende Wärmeübertragungsmenge und eine hohe Kühlleistung resultieren. Jedoch kann bei der vorliegenden Erfindung, da die Wärmeenergie der aus einem Fahrgastraum abgeführten Abluft verwendet wird, der Ventilationsverlust reduziert werden, und die Energie kann wirksam genutzt werden.
[2] Die Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung nach dem zuvor genannten Punkt [1], wobei ein Bereichseinnahmeverhältnis eines Bereichs, zu welchem die Ventilationsverlustnutzungsluft geleitet wird, in Bezug auf die Lufteinleitungsfläche der Wärmeübertragungsvorrichtung mit 2 bis 20% bestimmt ist. In Fällen, wo diese Struktur bei dieser Erfindung verwendet wird, kann der Wärmeaustausch effizienter durchgeführt werden, und noch höhere Kühlleistung kann erreicht werden.
[3] Die Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung nach dem zuvor genannten Punkt [1], wobei die Ventilationsverlustnutzungsluft zu einem Bereich geleitet wird, der einen abströmseitigen Endabschnitt der Kühlmittelwärmeübertragungspassage an der Lufteinleitungsfläche umfasst. In Fällen, wo diese Struktur bei dieser Erfindung verwendet wird, kann eine noch höhere Kühlleistung sicherer erreicht werden.
[4] Eine Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung, aufweisend: eine erste und eine zweite Wärmeübertragungsvorrichtung, die jeweils eine Kühlmittelwärmeübertragungspassage aufweisen, wobei überkritisches Kühlmittel durch die erste und die zweite Wärmeübertragungsvorrichtung in dieser Reihenfolge hindurch tritt, um Wärme mit Kühlmittelkühlluft auszutauschen, die von jeder Lufteinleitungsfläche der ersten und der zweiten zu kühlenden Wärmeübertragungsvorrichtung eingeleitet wird; und einen Verdampfer, über welchen das Kühlmittel, das von der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung unter der ersten und der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung, die an einer Kühlmittelabströmseite angeordnet ist, gekühlt wird, Wärme mit Luft austauscht, die in einen Fahrgastraum einzuleiten ist, wobei wenigstens ein Teil der Abluft, die von einer Innenseite des Fahrgastraumes abgeführt wird, zu der Lufteinleitungsfläche der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung als Ventilationsverlustnutzungsluft geleitet wird, so dass die Ventilationsverlustnutzungsluft als ein Teil der Kühlmittelkühlluft verwendet wird. Bei dieser zweiten Erfindung können dieselben Funktionen/Wirkungen, wie oben erwähnt, erreicht werden. Ferner können bei dieser Erfindung, da die erste und die zweite Wärmeübertragungsvorrichtung in verschiedenen Positionen angeordnet werden können, die Wärmeübertragungsvorrichtungen entsprechend der gewünschten Gestaltung frei angeordnet werden, was die Vielseitigkeit erhöht. Ferner ist es bei der vorliegenden Erfindung bevorzugt, die folgenden Punkte [5] bis [7] zu verwenden.
[5] Die Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung nach dem zuvor genannten Punkt [4], wobei ein Bereichseinnahmeverhältnis der Lufteinleitungsfläche der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung in Bezug auf einen gesamten Bereich der Lufteinleitungsflächen der ersten und der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung mit 2 bis 20% bestimmt ist.
[6] Die Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung nach dem zuvor genannten Punkt [4] oder [5], wobei die erste Wärmeübertragungsvorrichtung und die zweite Wärmeübertragungsvorrichtung voneinander entfernt angeordnet sind.
[7] Die Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung nach einem der zuvor genannten Punkte [4] bis [6], wobei eine von der ersten Wärmeübertragungsvorrichtung und der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung in einem vorderen Abschnitt des Fahrzeuges angeordnet ist und die andere Wärmeübertragungsvorrichtung in einem hinteren Abschnitt des Fahrzeuges angeordnet ist.
[8] Eine Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung, aufweisend: eine Mehrzahl von Wärmeübertragungsvorrichtungen, die jeweils eine Kühlmittelwärmeübertragungspassage aufweisen, wobei überkritisches Kühlmittel durch die Mehrzahl von Wärmeübertragungsvorrichtungen in der Reihenfolge hindurch tritt, um Wärme mit Kühlmittelkühlluft auszutauschen, die von jeder Lufteinleitungsfläche der Mehrzahl von zu kühlenden Wärmeübertragungsvorrichtungen eingeleitet wird; und einen Verdampfer, über welchen das Kühlmittel, das von einer am Ende gelegenen Wärmeübertragungsvorrichtung unter der Mehrzahl von Wärmeübertragungsvorrichtungen, die an einer Kühlmittelabströmseite angeordnet ist, gekühlt wird, Wärme mit Luft austauscht, die in einen Fahrgastraum einzuleiten ist, wobei wenigstens ein Teil der Abluft, die von einer Innenseite des Fahrgastraumes abgeführt wird, zu einer Lufteinleitungsfläche der am Ende gelegenen Wärmeübertragungsvorrichtung als Ventilationsverlustnutzungsluft geleitet wird, so dass die Ventilationsverlustnutzungsluft als ein Teil der Kühlmittelkühlluft verwendet wird. Bei dieser dritten Erfindung können dieselben Funktionen/Wirkungen, wie oben erwähnt, erreicht werden. Ferner können bei dieser Erfindung, da die erste und die zweite Wärmeübertragungsvorrichtung in verschiedenen Positionen angeordnet werden können, die Wärmeübertragungsvorrichtungen entsprechend der gewünschten Gestaltung frei angeordnet werden, was die Vielseitigkeit erhöht. Ferner ist es bei der vorliegenden Erfindung bevorzugt, den folgenden Punkt [9] zu verwenden.
[9] Die Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung nach dem zuvor genannten Punkt [8], wobei ein Bereichseinnahmeverhältnis der Lufteinleitungsfläche der am Ende gelegenen Wärmeübertragungsvorrichtung in Bezug auf den gesamten Bereich der Lufteinleitungsflächen der Mehrzahl von Wärmeübertragungsvorrichtungen mit 2 bis 20% bestimmt ist.
[10] Eine Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung, aufweisend: eine erste und eine zweite Wärmeübertragungsvorrichtung, die jeweils eine Kühlmittelwärmeübertragungspassage aufweisen, wobei überkritisches Kühlmittel durch die erste und die zweite Wärmeübertragungsvorrichtung in dieser Reihenfolge hindurch tritt, um Wärme mit Kühlmittelkühlluft auszutauschen, die von jeder Lufteinleitungsfläche der ersten und der zweiten zu kühlenden Wärmeübertragungsvorrichtung eingeleitet wird; und einen Verdampfer, über welchen das Kühlmittel, das von der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung unter der ersten und der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung, die an einer Kühlmittelabströmseite angeordnet ist, gekühlt wird, Wärme mit Luft austauscht, die in einen Fahrgastraum einzuleiten ist, wobei wenigstens ein Teil der Abluft, die von einer Innenseite des Fahrgastraumes abgeführt wird, zu der Lufteinleitungsfläche der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung als Ventilationsverlustnutzungsluft geleitet wird, so dass die Ventilationsverlustnutzungsluft als ein Teil der Kühlmittelkühlluft verwendet wird, und wobei die Ventilationsverlustnutzungsluft zu einem abströmseitigen Bereich der Kühlmittelwärmeübertragungspassage an der Lufteinleitungsfläche der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung geleitet wird. Bei dieser fünften Erfindung können dieselben Funktionen/Wirkungen, wie oben erwähnt, erreicht werden.
[11] Eine Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung, aufweisend: eine Mehrzahl von Wärmeübertragungsvorrichtungen, die jeweils eine Kühlmittelwärmeübertragungspassage aufweisen, wobei überkritisches Kühlmittel durch die Mehrzahl von Wärmeübertragungsvorrichtungen in der Reihenfolge hindurch tritt, um Wärme mit Kühlmittelkühlluft auszutauschen, die von jeder Lufteinleitungsfläche der Mehrzahl von zu kühlenden Wärmeübertragungsvorrichtungen eingeleitet wird; und einen Verdampfer, über welchen das Kühlmittel, das von einer am Ende gelegenen Wärmeübertragungsvorrichtung unter der Mehrzahl von Wärmeübertragungsvorrichtungen, die an einer Kühlmittelabströmseite angeordnet ist, gekühlt wird, Wärme mit Luft austauscht, die in einen Fahrgastraum einzuleiten ist, wobei wenigstens ein Teil der Abluft, die von einer Innenseite des Fahrgastraumes abgeführt wird, zu der Lufteinleitungsfläche der am Ende gelegenen Wärmeübertragungsvorrichtung als Ventilationsverlustnutzungsluft geleitet wird, so dass die Ventilationsverlustnutzungsluft als ein Teil der Kühlmittelkühlluft verwendet wird, wobei die Ventilationsverlustnutzungsluft zu einem abströmseitigen Bereich der Kühlmittelwärmeübertragungspassage an der Lufteinleitungsfläche der am Ende gelegenen Wärmeübertragungsvorrichtung geleitet wird. Bei dieser sechsten Erfindung können dieselben Funktionen/Wirkungen, wie oben erwähnt, erreicht werden. Bei jeder der zuvor genannten Erfindungen ist es bevorzugt, den folgenden Punkt [12] zu verwenden.
[12] Die Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung nach einem der zuvor genannten Punkte [1] bis [11], wobei CO₂-Kühlmittel als das überkritische Kühlmittel verwendet wird.
[13] Eine Fahrzeugklimatisierungs-Wärmeübertragungsvorrichtung, aufweisend: eine Kühlmittelwärmeübertragungspassage, durch welche überkritisches Kühlmittel hindurch tritt; und eine Lufteinleitungsfläche zum Einleiten von Kühlmittelkühlluft, wobei das überkritische Kühlmittel, das durch die Kühlmittelwärmeübertragungspassage hindurch tritt, Wärme mit der Kühlmittelkühlluft austauscht, die von der Lufteinleitungsfläche eingeleitet wird, wobei wenigstens ein Teil der Abluft, die von einer Innenseite eines Fahrgastraumes abgeführt wird, zu der Lufteinleitungsfläche als Ventilationsverlustnutzungsluft geleitet wird, so dass die Ventilationsverlustnutzungsluft als ein Teil der Kühlmittelkühlluft verwendet wird, und wobei ein Ablufteinleitungsbereich zum Einleiten der Ventilationsverlustnutzungsluft in einem abströmseitigen Bereich der Kühlmittelwärmeübertragungspassage an der Lufteinleitungsfläche der Wärmeübertragungsvorrichtung vorgesehen ist. Diese siebte Erfindung beschreibt eine Wärmeübertragungsvorrichtung, die bei der zuvor genannten Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung der Erfindung anwendbar ist, und daher können dieselben Funktionen/Wirkungen, wie oben erwähnt, erreicht werden. Darüber hinaus ist es bei dieser Erfindung bevorzugt, die folgenden Punkte [14] bis [16] zu verwenden.
[14] Die Fahrzeugklimatisierungs-Wärmeübertragungsvorrichtung nach dem zuvor genannten Punkt [13], wobei ein Bereichseinnahmeverhältnis des Ablufteinleitungsbereichs in Bezug auf den gesamten Bereich mit 2 bis 20% bestimmt ist.
[15] Die Fahrzeugklimatisierungs-Wärmeübertragungsvorrichtung nach dem zuvor genannten Punkt [13] oder [14], wobei der Ablufteinleitungsbereich in einem Bereich vorgesehen ist, der einen abströmseitigen Endabschnitt der Kühlmittelwärmeübertragungspassage an der Lufteinleitungsfläche umfasst.
[16] Die Fahrzeugklimatisierungs-Wärmeübertragungsvorrichtung nach einem der zuvor genannten Punkte [13] bis [15], wobei CO₂-Kühlmittel als das überkritische Kühlmittel verwendet wird.
[17] Ein Fahrzeugklimatisierungsverfahren, bei welchem überkritisches Kühlmittel, das durch eine Wärmeübertragungspassage einer Wärmeübertragungsvorrichtung hindurch tritt, Wärme mit Kühlmittelkühlluft austauscht, die zu einer Lufteinleitungsfläche der zu kühlenden Wärmeübertragungsvorrichtung geleitet wird, und das gekühlte Kühlmittel Wärme mit Luft austauscht, die über einen Verdampfer in einen Fahrgastraum einzuleiten ist, wobei wenigstens ein Teil der Abluft, die von einer Innenseite des Fahrgastraumes abgeführt wird, zu einer Lufteinleitungsfläche der Wärmeübertragungsvorrichtung als Ventilationsverlustnutzungsluft derart geleitet wird, dass die Ventilationsverlustnutzungsluft als ein Teil der Kühlmittelkühlluft verwendet wird, und wobei die Ventilationsverlustnutzungsluft zu einem abströmseitigen Bereich der Kühlmittelwärmeübertragungspassage an der Lufteinleitungsfläche der Wärmeübertragungsvorrichtung geleitet wird. Bei dem Fahrzeugklimatisierungsverfahren der achten Erfindung können dieselben Funktionen/Wirkungen, wie oben erwähnt, erreicht werden.
[18] Ein Fahrzeugklimatisierungsverfahren, bei welchem überkritisches Kühlmittel, das durch jede Kühlmittelwärmeübertragungspassage einer ersten und einer zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung in der Reihenfolge hindurch tritt, Wärme mit Kühlmittelkühlluft austauscht, die zu jeder Lufteinleitungsfläche der zu kühlenden ersten und zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung geleitet wird, und das Kühlmittel, das von der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung unter der ersten und der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung, die an einer Kühlmittelabströmseite angeordnet ist, gekühlt wird, Wärme mit Luft austauscht, die über einen Verdampfer in einen Fahrgastraum einzuleiten ist, wobei wenigstens ein Teil der Abluft, die von einer Innenseite des Fahrgastraumes abgeführt wird, zu der Lufteinleitungsfläche der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung als Ventilationsverlustnutzungsluft derart geleitet wird, dass die Ventilationsverlustnutzungsluft als ein Teil der Kühlmittelkühlluft verwendet wird. Bei dem Fahrzeugklimatisierungsverfahren der neunten Erfindung können dieselben Funktionen/Wirkungen, wie oben erwähnt, erreicht werden.
[19] Ein Fahrzeugklimatisierungsverfahren, bei welchem überkritisches Kühlmittel, das durch jede Kühlmittelwärmeübertragungspassage einer Mehrzahl von Wärmeübertragungsvorrichtungen in der Reihenfolge hindurch tritt, Wärme mit Kühlmittelkühlluft austauscht, die zu jeder Lufteinleitungsfläche der Mehrzahl von zu kühlenden Wärmeübertragungsvorrichtungen geleitet wird, und das Kühlmittel, das von der am Ende gelegenen Wärmeübertragungsvorrichtung unter der Mehrzahl von Wärmeübertragungsvorrichtungen, die an einer Kühlmittelabströmseite angeordnet ist, gekühlt wird, Wärme mit Luft austauscht, die über einen Verdampfer in einen Fahrgastraum einzuleiten ist, wobei wenigstens ein Teil der Abluft, die von einer Innenseite des Fahrgastraumes abgeführt wird, zu der Lufteinleitungsfläche der am Ende gelegenen Wärmeübertragungsvorrichtung als Ventilationsverlustnutzungsluft derart geleitet wird, dass die Ventilationsverlustnutzungsluft als ein Teil der Kühlmittelkühlluft verwendet wird. Bei dem Fahrzeugklimatisierungsverfahren der zehnten Erfindung können dieselben Funktionen/Wirkungen, wie oben erwähnt, erreicht werden.
[20] Ein Fahrzeugklimatisierungsverfahren, bei welchem überkritisches Kühlmittel, das durch jede Kühlmittelwärmeübertragungspassage einer ersten und einer zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung in der Reihenfolge hindurch tritt, Wärme mit Kühlmittelkühlluft austauscht, die zu jeder Lufteinleitungsfläche der zu kühlenden ersten und zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung geleitet wird, und das Kühlmittel, das von der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung unter der ersten und der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung, die an einer Kühlmittelabströmseite angeordnet ist, gekühlt wird, Wärme mit Luft austauscht, die über einen Verdampfer in einen Fahrgastraum einzuleiten ist, wobei wenigstens ein Teil der Abluft, die von einer Innenseite des Fahrgastraumes abgeführt wird, zu der Lufteinleitungsfläche der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung als Ventilationsverlustnutzungsluft derart geleitet wird, dass die Ventilationsverlustnutzungsluft als ein Teil der Kühlmittelkühlluft verwendet wird, und wobei die Ventilationsverlustnutzungsluft zu einem abströmseitigen Bereich der Kühlmittelwärmeübertragungspassage an der Lufteinleitungsfläche der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung geleitet wird. Bei dem Fahrzeugklimatisierungsverfahren der elften Erfindung können dieselben Funktionen/Wirkungen, wie oben erwähnt, erreicht werden.
[21] Ein Fahrzeugklimatisierungsverfahren, bei welchem überkritisches Kühlmittel, das durch jede Kühlmittelwärmeübertragungspassage einer Mehrzahl von Wärmeübertragungsvorrichtungen in der Reihenfolge hindurch tritt, Wärme mit Kühlmittelkühlluft austauscht, die zu jeder Lufteinleitungsfläche der Mehrzahl von zu kühlenden Wärmeübertragungsvorrichtungen geleitet wird, und das Kühlmittel, das von einer am Ende gelegenen Wärmeübertragungsvorrichtung unter der Mehrzahl von Wärmeübertragungsvorrichtungen, die an einer Kühlmittelabströmseite angeordnet ist, gekühlt wird, Wärme mit Luft austauscht, die über einen Verdampfer in einen Fahrgastraum einzuleiten ist, wobei wenigstens ein Teil der Abluft, die von einer Innenseite des Fahrgastraumes abgeführt wird, zu der Lufteinleitungsfläche der am Ende gelegenen Wärmeübertragungsvorrichtung als Ventilationsverlustnutzungsluft derart geleitet wird, dass die Ventilationsverlustnutzungsluft als ein Teil der Kühlmittelkühlluft verwendet wird, und wobei die Ventilationsverlustnutzungsluft zu einem abströmseitigen Bereich der Kühlmittelwärmeübertragungspassage an der Lufteinleitungsfläche der am Ende gelegenen Wärmeübertragungsvorrichtung geleitet wird. Bei dem Fahrzeugklimatisierungsverfahren der zwölften Erfindung können dieselben Funktionen/Wirkungen, wie oben erwähnt, erreicht werden. Bei dem Fahrzeugklimatisierungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, den folgenden Punkt [22] zu verwenden.
[22] Ein Fahrzeugklimatisierungsverfahren nach einem der zuvor genannten Punkte [17] bis [21], wobei CO₂-Kühlmittel als das überkritische Kühlmittel verwendet wird.
[23] Ein Fahrzeug, das mit der Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung nach einem der zuvor genannten Punkte [1] bis [12] ausgestattet ist.

Diese dreizehnte Erfindung beschreibt ein Kraftfahrzeug, das mit der Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung der zuvor genannten Erfindung ausgestattet ist, und daher können dieselben Funktionen/Wirkungen, wie oben erwähnt, erreicht werden.

Gemäß der ersten bis dreizehnten Erfindung kann eine ausreichende Kühlmittelwärmeübertragungsmenge sichergestellt werden, und der Ventilationsverlust kann reduziert werden, während die Kühlleistung verbessert wird. Daher kann die Energie wirksam genutzt werden.

Die obigen und/oder anderen Aspekte, Merkmale und/oder Vorteile von verschiedenen Ausführungsformen werden in Anbetracht der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Figuren weiter gewürdigt. Verschiedene Ausführungsformen können unterschiedliche Aspekte, Merkmale und/oder Vorteile umfassen und/oder ausschließen, wo es geeignet ist. Außerdem können verschiedene Ausführungsformen einen oder mehrere Aspekte oder Merkmale von anderen Ausführungsformen kombinieren, wo es geeignet ist. Die Beschreibungen von Aspekten, Merkmalen und/oder Vorteilen von besonderen Ausführungsformen sollten nicht als Beschränkung anderer Ausführungsformen oder der Ansprüche ausgelegt werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind als Beispiel und nicht als Beschränkung in den begleitenden Figuren gezeigt, in welchen:
1 eine schematische strukturelle Ansicht einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges ist, das eine Klimatisierungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet;
2 eine perspektivische Ansicht ist, die eine in der Ausführungsform verwendete Wärmeübertragungsvorrichtung zeigt;
3 eine schematische strukturelle Ansicht einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges ist, das eine Klimatisierungsvorrichtung gemäß einer ersten modifizierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet;
4 eine schematische strukturelle Ansicht einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges ist, das eine Klimatisierungsvorrichtung gemäß einer zweiten modifizierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet;
5 eine schematische strukturelle Ansicht einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges ist, das eine Klimatisierungsvorrichtung gemäß einer dritten modifizierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet;
6 ein Diagramm ist, das eine Beziehung zwischen einer Kühlmitteltemperatur und einer Position des Kühlmittels in der Wärmeübertragungspassage in einer Wärmeübertragungsvorrichtung bezogen auf die Ausführungsform zeigt;
7 eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts ist, der von einer lang-kurz-gestrichelten Linie P in 6 umgeben ist;
8 eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts ist, der von einer lang-kurz-gestrichelten Linie Q in 6 umgeben ist; und
9 ein Diagramm ist, das eine Beziehung zwischen der Wärmeaustauschmenge und einer Wärmeaustauschmenge und einem Bereichseinnahmeverhältnis eines Ablufteinleitungsbereichs in einer Wärmeübertragungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In den folgenden Absätzen werden einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung als Beispiel und nicht als Beschränkung beschrieben. Es soll basierend auf dieser Offenbarung verständlich sein, dass verschiedene andere Modifikationen durch erfahrene Fachleute basierend auf diesen dargestellten Ausführungsformen durchgeführt werden können.
1 ist eine schematische strukturelle Ansicht, die eine Kraftfahrzeugklimaanlage zeigt, die eine Klimatisierungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet. Dieser Kühlkreislauf, der in diesem Kraftfahrzeug verwendet wird, benutzt überkritisches Kühlmittel, wie Kohlendioxidgas- (CO₂) Kühlmittel, und weist einen Kompressor 1, eine Wärmeübertragungsvorrichtung 2, einen Zwischenwärmetauscher 3, ein Expansionsventil 4, einen Verdampfer 5 und einen Akkumulator 6 auf, wie in 1 gezeigt ist.
In diesem Kühlkreislauf strahlt das Kühlmittel in einem von dem Kompressor 1 komprimierten überkritischen Zustand durch Austauschen von Wärme mit Kühlmittelkühlluft, wie Umgebungsluft, Wärme ab, wobei es durch die Wärmeübertragungsvorrichtung 2 hindurch tritt, um die Temperatur zu reduzieren, während der überkritische Zustand gehalten wird. Das Kühlmittel mit niedriger Temperatur tritt durch den Zwischenwärmetauscher 3 hindurch und tauscht Wärme mit Rücklaufkühlmittel aus, welches später erwähnt wird, um weiter gekühlt zu werden. Danach wird das gekühlte Kühlmittel durch das Expansionsventil 4 dekomprimiert und expandiert, um in den Verdampfer 5 geströmt zu werden. Das durch den Verdampfer 5 hindurch tretende Kühlmittel tauscht Wärme mit der Luft aus, die in einem Raum einzuleiten ist, der von der Außenseite des Kraftfahrzeuges eingeschlossen wird, um die Wärme zu absorbieren. Dies erhöht die Trockenheit, um eine Phasenänderung des Kühlmittels in eine gasförmige Phase zu bewirken, und dann wird das Kühlmittel in der gasförmigen Phase in den Akkumulator 6 eingeleitet. Das Kühlmittel (Rücklaufkühlmittel), das aus dem Akkumulator 6 herausströmt, wird in den Zwischenwärmetauscher 3 eingeleitet, um wärme mit dem zuvor genannten Kühlmittel (Vorlaufkühlmittel) auszutauschen, das von der zuvor genannten Wärmeübertragungsvorrichtung 2 in den Zwischenwärmetauscher 3 geleitet wird, um dadurch die Temperatur weiter zu erhöhen. Dann läuft das Kühlmittel zu dem zuvor genannten Kompressor 1 zurück.
In diesem System wird die in einen Raum einzuleitende Luft durch Austauschen von Wärme mit dem Kühlmittel gekühlt und dann in den Fahrgastraum eingeleitet.
In dieser Ausführungsform ist die Klimaanlage mit einem Zwangsluftleitkanal 10, wie einem Gebläsekanal, zum zwangsläufigen Weiterleiten der Abluft, welche verwendet wird, um zum Zeitpunkt der Ventilation von der Innenseite des Fahrgastraumes nach außen zu der Lufteinleitungsseite der Wärmeübertragungsvorrichtung 2 abgeleitet zu werden.
Daher wird zusätzlich zu der Umgebungsluft, die von einer Außenseite des Kraftfahrzeuges direkt eingeleitet wird, die aus dem Fahrgastraum abgeleitete Abluft als Kühlmittelkühlluft in die Wärmeübertragungsvorrichtung 2 eingeleitet. Daher tauschen die Kühlluft und das Kühlmittel in der Wärmeübertragungsvorrichtung 2 Wärme aus.
In dieser Ausführungsform wird die Abluft unter der Kühlmittelkühlluft in den Bereich eingeleitet, welcher der Abströmseite der Kühlmittelwärmeübertragungspassagen der Wärmeübertragungsvorrichtung 2 entspricht.
Das heißt, in dieser Ausführungsform, wie in 2 gezeigt ist, wird als die Wärmeübertragungsvorrichtung 2 der Wärmetauscher des so genannten Verteilerkopftyps verwendet. Diese Wärmeübertragungsvorrichtung 2 ist mit einem Paar Verteilerköpfen 21 und 21, die in einem bestimmten Abstand voneinander parallel angeordnet sind, und einer Mehrzahl von flachen Wärmetauscherrohren 22 versehen, die in bestimmten Abständen voneinander parallel angeordnet sind, wobei die gegenüberliegenden Enden mit den Verteilerköpfen 21 und 21 verbunden sind. Ferner ist zwischen benachbarten Wärmeaustauschrohren 22 und 22 eine gewellte Rippe 23 angeordnet. An der oberen und unteren Seite des einen (rechtsseitigen) Verteilerkopfes 21 sind ein Kühlmitteleinlass 24a bzw. ein Kühlmittelauslass 24b vorgesehen.
In der mittleren Position des einen (rechtsseitigen) Verteilerkopfes 21 ist eine Trennplatte 25 zum Trennen der Verteilerkopfinnenseite vorgesehen. Mit dieser Trennplatte 25 sind die Mehrzahl der Wärmeaustauschrohre 22 in die ober- und unterseitige Rohrgruppe eingeteilt, die einen ersten Pfad bzw. einen zweiten Pfad bilden.
Darüber hinaus bildet der vorderseitige Bereich der Wärmeübertragungsvorrichtung 2 (Kernabschnitt), wo die Wärmeaustauschrohre 22 angeordnet sind, eine Lufteinleitungsfläche F.
In dieser Wärmeübertragungsvorrichtung 2 strömt das über den Kühlmitteleinlass 24a eingeleitete Kühlmittel in den oberen Teil des einen (rechtsseitigen) Verteilerkopfes 21 hinein, tritt dann durch die Kühlmittelwärmeübertragungspassagen P hindurch, die eine obere Rohrgruppe (erster Pfad) bilden, um in den oberen Teil des anderen (linksseitigen) Verteilerkopfes 21 hinein und dann zu seinem unteren Teil geleitet zu werden. Anschließend strömt das Kühlmittel durch die Kühlmittelwärmeübertragungspassagen P hindurch, die eine untere Rohrgruppe (zweiter Pfad) bilden, um in den unteren Teil des einen (rechtsseitigen) Verteilerkopfes 21 hinein geleitet zu werden, und strömt dann aus dem Kühlmittelauslass 24b heraus.
Während des Passierens durch jedes Rohr 22, d.h. jede Kühlmittelwärmeübertragungspassage P hindurch tauscht das Kühlmittel Wärme mit der Kühlmittelkühlluft aus, die von der Lufteinleitungsfläche F eingeleitet wird, und tritt zwischen den Rohren 22 und Rippen 23 hindurch, um die Wärme zu übertragen.
In dieser Ausführungsform, wie oben beschrieben, wird zusätzlich zu der Umgebungsluft, die direkt von der Außenseite des Kraftfahrzeuges einzuleiten ist, die aus dem Fahrgastraum abgeführte Abluft zu der Kühlmitteleinleitungsfläche F geleitet. Im Einzelnen ist sie derart konfiguriert, dass die Abluft in den Bereich f (schraffierter Abschnitt, der in 2 gezeigt ist) eingeleitet wird, welcher der Abströmseite der Kühlmittelwärmeübertragungspassagen P der Kühlmitteleinleitungsfläche F entspricht, d.h. den Bereich f, welcher der Auslassseite und dort um die Kühlmittelwärmeübertragungspassagen P der Kühlmitteleinleitungsfläche F herum entspricht. Diese Struktur ermöglicht, dass die Kühlmittelwärmeübertragungsmenge ausreichend sichergestellt werden kann, woraus eine hohe Kühlleistung resultiert. Mit anderen Worten fällt in dem Kühlkreislauf unter Verwendung von überkritischem Kühlmittel, wie CO₂-Kühlmittel, die Kühlmitteltemperatur allmählich ab, ohne Phasenänderungen während des Hindurchtretens durch die Kühlmittelwärmeübertragungspassagen P der Wärmeübertragungsvorrichtung 2 zu verursachen. Dementsprechend ist in dieser Ausführungsform an der Zuströmseite der Kühlmittelwärmeübertragungspassagen P die Kühlmitteltemperatur hoch, und daher kann die Temperaturdifferenz zwischen der Umgebungstemperatur und der Kühlmitteltemperatur hoch gehalten werden, was einen effizienten Wärmeaustausch ermöglicht. Infolgedessen kann eine ausreichende Wärmeübertragungsmenge sichergestellt werden. Im Allgemeinen ist an der Abströmseite der Kühlmittelwärmeübertragungspassagen P die Kühlmitteltemperatur niedriger, und die Temperaturdifferenz zwischen der Kühlmitteltemperatur und der Umgebungstemperatur ist geringer.
In dieser Ausführungsform wird jedoch die aus dem Fahrgastraum abgeführte Abluft mit niedriger Temperatur in den Abströmbereich f der Kühlmittelübertragungspassagen P eingeleitet, um Wärme zwischen der Abluft mit niedriger Temperatur und dem Kühlmittel auszutauschen. Dementsprechend kann die Temperaturdifferenz zwischen dem Kühlmittel und der Abluft größer gehalten werden, was einen effizienten Wärmeaustausch ermöglicht, was wiederum eine ausreichende Wärmeübertragungsmenge sicherstellen kann. Daher kann in dem gesamten Bereich der Zuström- und Abströmseite der Kühlmittelwärmeübertragungspassagen P der Wärmeübertragungsvorrichtung 2 der Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und der Umgebungsluft effizient durchgeführt werden. Daher kann eine ausreichende Wärmeübertragungsmenge sichergestellt werden, wodurch die Enthalpiedifferenz zwischen dem Einlass und Auslass der Wärmeübertragungsvorrichtung 2 erhöht wird. Daher kann eine hohe Kühlleistung erreicht werden.
Ferner kann in dieser Ausführungsform, da die Wärmeenergie der Abluft benutzt wird, der Ventilationsverlust reduziert werden, was eine effiziente Energieausnutzung und Energieeinsparung ermöglicht, was wiederum den Kraftstoffverbrauch verbessern kann.
Hierbei ist es, wie in 2 gezeigt, in dieser Ausführungsform bevorzugt, dass der abströmseitige Bereich f der Kühlmittelwärmeübertragungspassagen P den abströmseitigen Endabschnittsbereich fz der Kühlmittelwärmeübertragungspassagen P, d.h. den auslassseitigen Endabschnittsbereich fz der Kühlmittelübertragungspassagen P umfasst.
Konkret ist es unter der Voraussetzung, dass die Kühlmitteleinleitungsfläche F der Wärmeübertragungsvorrichtung 2 in eine Mehrzahl von Bereichen f1, f2, ... fz entlang der Strömungsrichtung der Kühlmittelwärmeübertragungspassagen P eingeteilt ist, in dieser Ausführungsform bevorzugt, dass der Einleitungsbereich f der Abluft den abströmseitigen Endabschnittsbereich fz der Kühlmittelwärmeübertragungspassagen P umfasst.
Ferner ist in dieser Ausführungsform das Bereichseinnahmeverhältnis des Einleitungsbereichs f der Abluft an der Kühlmitteleinleitungsfläche F aus den folgenden Gründen vorzugsweise mit 2 bis 20%, bevorzugter 4 bis 16%, optimal 6 bis 12% bestimmt. Wenn dieses Bereichseinnahmeverhältnis zu klein ist, ist die thermische Wirkung der Abluft schwer zu erreichen, was einen ineffizienten Wärmeaustausch zwischen der Abluft und dem Kühlmittel verursacht. Dies kann zu einer unzureichend erhöhten Wärmeübertragungsmenge des Kühlmittels führen. Im Gegensatz dazu kann, wenn das Bereichseinnahmeverhältnis zu groß ist, die Wärmeübertragungsmenge des Kühlmittels nicht vollständig verbessert werden. Mit anderen Worten, da die Quantität der aus dem Fahrgastraum abgeführten Luft (Luftstrom) konstant ist, wenn der Ausströmbereich der Abluft gegen die Wärmeübertragungsvorrichtung 2 groß ist, sinkt der Luftstrom, was eine unzureichend erhöhte Wärmeübertragungsmenge des Kühlmittels verursachen kann.
In 2 wird, obwohl die Kühlmitteleinleitungsfläche F in eine Mehrzahl von Bereichen f1, f2, ..., fz mit virtuellen Linien eingeteilt ist, für den Zweck der Erleichterung des Verständnisses der Erfindung angemerkt, das bei der vorliegenden Erfindung die Anzahl der Einteilungen des Bereichs nicht auf die obige beschränkt ist.
3 ist eine schematische strukturelle Ansicht eines Kraftfahrzeuges, das eine Klimaanlage gemäß einer ersten Modifikation der vorliegenden Erfindung verwendet. Wie in 3 gezeigt, wird bei dieser Klimaanlage eine Wärmeübertragungsvorrichtung durch zwei Wärmeübertragungsvorrichtungen gebildet, d.h. eine erste Wärmeübertragungsvorrichtung 2a, die in dem vorderen Abschnitt des Kraftfahrzeuges angeordnet ist, und eine zweite Wärmeübertragungsvorrichtung 2b, die in dem hinteren Abschnitt des Kraftfahrzeuges angeordnet ist, und das System ist derart aufgebaut, dass das von der ersten Wärmeübertragungsvorrichtung 2a gekühlte Kühlmittel in die zweite Wärmeübertragungsvorrichtung 2b hinein strömt, um die Wärme zu übertragen. Ferner ist diese Modifikation derart auf gebaut, dass die aus einem Fahrgastraum abgeführte Abluft in den gesamten Bereich der Lufteinleitungsfläche der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung 2b eingeleitet wird.
Die andere Struktur ist dieselbe wie die der zuvor genannten Ausführungsform.
Gemäß dieser Kraftfahrzeugklimaanlage kann in derselben Weise wie bei der zuvor genannten Ausführungsform die Kühlmittelwärmeübertragungsmenge vollständig sichergestellt werden, und der Ventilationsverlust kann reduziert werden, während die Kühlleistung verbessert wird, wodurch eine wirksame Nutzung von Energie erreicht werden kann. Ferner können durch Trennen einer Wärmeübertragungsvorrichtung in zwei Wärmeübertragungsvorrichtungen 2a und 2b die Größe und das Gewicht jeder Wärmeübertragungsvorrichtung verringert werden. Außerdem können diese beiden Wärmeübertragungsvorrichtungen 2a und 2b in Übereinstimmung mit einer gewünschten Gestaltung frei angeordnet werden, was die Vielseitigkeit erweitern kann.
4 zeigt eine schematische strukturelle Ansicht, die ein Kraftfahrzeug zeigt, das eine Klimaanlage gemäß einer zweiten Modifikation der vorliegenden Erfindung verwendet. Bei dieser Klimaanlage ist die Wärmeübertragungsvorrichtung 2 an der hinteren Seite des Kraftfahrzeuges angeordnet. Die andere Struktur ist dieselbe wie die der zuvor genannten Ausführungsform.
Auch bei dieser Fahrzeugklimaanlage können dieselben Funktionen/Wirkungen in derselben Weise wie bei den zuvor genannten Ausführungsformen erreicht werden.
5 zeigt eine schematische strukturelle Ansicht, die ein Kraftfahrzeug zeigt, das eine Klimaanlage gemäß einer dritten Modifikation der vorliegenden Erfindung verwendet. Bei dieser Klimaanlage sind ein Expansionsventil 4 und ein Verdampfer 5 in dem vorderen Abschnitt des Kraftfahrzeuges angeordnet, und die anderen Klimatisierungsvorrichtungen, d.h. ein Kompressor 1, eine Wärmeübertragungsvorrichtung 2, ein Zwischenwärmetauscher 3 und ein Akkumulator 6 sind in dem hinteren Abschnitt des Kraftfahrzeuges angeordnet. Die andere Struktur ist dieselbe wie die der zuvor genannten Ausführungsformen.
Auch bei dieser Kraftfahrzeugklimaanlage können dieselben Funktionen/Wirkungen in derselben Weise wie bei den zuvor genannten Ausführungsformen erreicht werden.
Obwohl die Struktur, dass eine Wärmeübertragungsvorrichtung durch eine oder zwei Wärmeübertragungsvorrichtungen gebildet wird, in den zuvor genannten Ausführungsformen erläutert ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die obige beschränkt und kann derart aufgebaut sein, dass eine Wärmeübertragungsvorrichtung durch drei oder mehrere Wärmeübertragungsvorrichtungen gebildet wird.
Ferner kann in Fällen, wo eine Wärmeübertragungsvorrichtung durch zwei oder mehrere Wärmeübertragungsvorrichtungen gebildet wird, diese derart konfiguriert sein, dass Abluft zu einem Teil der Lufteinleitungsfläche der am Ende gelegenen Wärmeübertragungsvorrichtung geleitet wird.
Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung, obwohl sie derart konfiguriert ist, dass die gesamte Luft, die aus dem Fahrgastraum abgeführt wird, zu einer Wärmeübertragungsvorrichtung weitergeleitet wird, bei den zuvor genannten Ausführungsformen nicht auf diese beschränkt und kann derart konfiguriert sein, dass wenigstens ein Teil der Abluft zu einer Wärmeübertragungsvorrichtung geleitet wird.
<Berechnungsversuch 1>
In diesem Beispiel wurde eine Wärmeübertragungsvorrichtung 2 gemäß der zuvor genannten Ausführungsform verwendet. Abluft wurde zu dem abströmseitigen Bereich f der Kühlmittelwärmeübertragungspassagen P an der Kühlmitteleinleitungsfläche F der Wärmeübertragungsvorrichtung 2 geleitet, und Umgebungsluft wurde zu dem übrigen Bereich geleitet. Die Beziehung zwischen der Temperatur von CO₂-Kühlmittel, das von der Einlassseite zu der Auslassseite der Wärmeübertragungspassage verläuft, und der Kühlmittelposition (Kühlmittelströmungsrichtungsposition) des Kühlmittels in der Wärmeübertragungspassage wurde durch Computersimulation erreicht. Zu diesem Zeitpunkt wurde bestimmt, dass der Einleitungsbereich der Abluft den abströmseitigen Endabschnittsbereich fz der Kühlmittelwärmeübertragungspassagen umfasste und dass dessen Bereichseinnahmeverhältnis innerhalb von 15% des gesamten Bereichs der Kühlmittelwärmeübertragungspassagen fiel. Die Ergebnisse sind in dem Diagramm aus 6 gezeigt.
Als ein Vergleichsbeispiel wurde Abluft zu dem zuströmseitigen Bereich der Kühlmittelwärmeübertragungspassagen P geleitet, und Umgebungsluft wurde zu dem übrigen Bereich geleitet. Die Beziehung zwischen der Temperatur des Kühlmittels und dessen Position wurde erreicht. Zu diesem Zeitpunkt war es derart konfiguriert, dass der Einleitungsbereich der Abluft den zuströmseitigen Endabschnittsbereich der Kühlmittelwärmeübertragungspassagen f1 umfasste und das Bereichseinnahmeverhältnis innerhalb von 15% des gesamten Bereichs der Kühlmittelwärmeübertragungspassagen fiel. Die Ergebnisse sind auch in dem Diagramm aus 6 gezeigt. In der horizontalen Achse dieses Diagramms bedeutet die Position des Wertes "0" die Position des einlassseitigen Endabschnitts (die Position des zuströmseitigen Endabschnitts) der Kühlmittelwärmeübertragungspassagen, und die Position des Wertes "100" bedeutet die Position des auslassseitigen Endabschnitts (Position des abströmseitigen Endabschnitts) der Kühlmittelwärmeübertragungspassagen.
Wie aus diesem Diagramm zu verstehen ist, ist bei der Wärmeübertragungsvorrichtung des mit einer durchgehenden Linie gezeigten Beispiels, obwohl der Temperaturabfall in der Nähe der Einlassseite der Kühlmittelwärmeübertragungspassagen im Vergleich zu der Wärmeübertragungsvorrichtung des mit einer abwechselnd lang und kurz gestrichelten Linie (siehe die vergrößerte Ansicht aus 7) gezeigten Vergleichsbeispiels in der Nähe des Auslasses der Kühlmittelwärmeübertragungspassagen gering ist, der Temperaturabfall groß, und die Temperaturdifferenz zwischen der einlassseitigen Temperatur und der auslassseitigen Temperatur ist groß (siehe die vergrößerte Ansicht aus 8). Das heißt, es ist verständlich, dass gemäß der Wärmeübertragungsvorrichtung eines Beispiels im Vergleich zu der Vorrichtung des Vergleichsbeispiels die Wärmeübertragungsmenge groß ist und daher eine hohe Kühlleistung erreicht werden kann.
<Berechnungsversuch 2>
In diesem Beispiel wurde eine Wärmeübertragungsvorrichtung 2 gemäß der zuvor genannten Ausführungsform verwendet. Die Beziehung zwischen dem Bereichseinnahmeverhältnis des Einleitungsbereichs f der Abluft und dem Anstiegsverhältnis der Wärmeaustauschmenge an der Kühlmitteleinleitungsfläche F der Wärmeübertragungsvorrichtung 2 wurde durch Computersimulation erreicht. Zu diesem Zeitpunkt umfasste der Einleitungsbereich der Abluft den abströmseitigen Endabschnittsbereich fz einer Kühlmittelwärmeübertragungspassage. Das Ergebnis ist in dem Diagramm aus 9 gezeigt. In diesem Diagramm zeigt die horizontale Achse das Bereichseinnahmeverhältnis (S/S_BASE) [%] des Einleitungsbereichs f von Abluft, und die vertikale Achse zeigt das Anstiegsverhältnis (Q/Q_BASE) [%] der Wärmeaustauschmenge, d.h. die Wärmeaustauschmenge [%] der Wärmeübertragungsvorrichtung während der Änderung des Bereichseinnahmeverhältnisses, wenn angenommen wird, dass die Wärmeaustauschmenge der Wärmeübertragungsvorrichtung zu dem Zeitpunkt, wo keine Abluft benutzt wird, jedoch Umgebungsluft zu der gesamten Kühlmitteleinleitungsfläche F geleitet wird, 100% war.
Wie aus diesem Diagramm zu verstehen ist, ist die Wärmeaustauschmenge groß, wenn das Bereichseinnahmeverhältnis 2 bis 20% ist, und die Wärmeaustauschmenge ist größer, wenn das Bereichseinnahmeverhältnis 4 bis 16% ist. Besonders, wenn das Bereichseinnahmeverhältnis 6 bis 12% ist, ist im Vergleich zu der üblichen Wärmeübertragungsvorrichtung (100% Wärmeübertragungsmenge) die Wärmeübertragungsmenge um 6% oder mehr größer.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie oben erwähnt, kann gemäß der die Fahrzeugklimatisierung betreffenden Technik mit einem Kühlkreislauf unter Verwendung von überkritischem Kühlmittel, wie CO₂-Kühlmittel, gemäß der vorliegenden Erfindung eine ausreichende Wärmeübertragungsmenge des Kühlmittels sichergestellt werden, und der Ventilationsverlust kann reduziert werden, während die Kühlleistung verbessert wird, und die Energie kann wirksam genutzt werden. Dementsprechend kann sie für eine Fahrzeugklimaanlage zweckmäßig verwendet werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung in verschiedenen Formen ausgestaltet werden kann, sind hierin eine Anzahl von erläuternden Ausführungsformen mit dem Verständnis beschrieben, dass die vorliegende Offenbarung so zu betrachten ist, dass Beispiele der Prinzipien der Erfindung vorgesehen sind und solche Beispiel nicht dazu bestimmt sind, die Erfindung auf bevorzugte Ausführungsformen zu beschränken, die hierin beschrieben und/oder hierin dargestellt sind.
Obwohl erläuternde Ausführungsformen der Erfindung hierin beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die verschiedenen bevorzugten, hierin beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst irgendwelche und alle Ausführungsformen mit äquivalenten Elementen, Modifikationen, Weglassungen, Kombinationen (z.B. von Aspekten über verschiedene Ausführungsformen hinweg), Anpassungen und/oder Abänderungen, wie sie von erfahrenen Fachleuten basierend auf der vorliegenden Offenbarung zu erkennen wären. Die Beschränkungen in den Ansprüchen sind basierend auf der in den Ansprüchen verwendeten Sprache breit zu interpretieren und nicht auf Beispiele beschränkt, die in der vorliegenden Beschreibung oder während der Weiterführung der Anmeldung beschrieben werden, welche Beispiele als nicht ausschließend auszulegen sind. Zum Beispiel ist in der vorliegenden Offenbarung der Begriff "vorzugsweise" nicht ausschließend und bedeutet "vorzugsweise, aber nicht darauf beschränkt". In dieser Offenbarung und während der Weiterführung dieser Anmeldung werden Beschränkungen von Mittel-plus-Wirkung oder Schritt-plus-Wirkung nur verwendet, wo für eine spezielle Anspruchsbeschränkung all die folgenden Bedingungen in dieser Beschränkung vorhanden sind: a) "Mittel zum" oder "Schritt zum" ist ausdrücklich zitiert; b) eine entsprechende Funktion ist ausdrücklich zitiert; und c) eine Struktur, ein Material oder Wirkungen, welche diese Struktur stützen, sind nicht zitiert. In dieser Offenbarung und während der Weiterführung dieser Anmeldung ist die Terminologie "vorliegende Erfindung" oder "Erfindung" als eine nicht spezifische, allgemeine Bezugnahme bestimmt und kann als eine Bezugnahme auf einen oder mehrere Aspekte innerhalb der vorliegenden Offenbarung verwendet werden. Die Sprache der vorliegenden Erfindung oder Erfindung sollte nicht als eine Identifikation von Kritik unrichtig interpretiert werden, sollte nicht als Anwendung über alle Aspekte oder Ausführungsformen hinweg unrichtig interpretiert werden (d.h. sie sollte so verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung eine Anzahl von Aspekten und Ausführungsformen hat), und sollte nicht als Beschränkung des Bereichs der Anmeldung oder der Ansprüche unrichtig interpretiert werden. In dieser Offenbarung und während der Weiterführung dieser Anmeldung kann die Terminologie "Ausführungsform" verwendet werden, um irgendeinen Aspekt, ein Merkmal, einen Prozess oder Schritt, irgendeine Kombination davon, und/oder irgendeinen Teil davon, usw. zu beschreiben. In einigen Beispielen können verschiedene Ausführungsformen überlappende Merkmale aufweisen. In dieser Offenbarung und während der Weiterführung dieses Falles kann die folgende gekürzte Terminologie verwendet werden: "z.B.", was heißt "zum Beispiel"; und "NB", was heißt "wohl bemerkt".
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Die Erfindung ist auf eine Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung gerichtet, bei welcher überkritisches Kühlmittel, das durch eine Kühlmittelwärmeübertragungspassage P einer Wärmeübertragungsvorrichtung 2 hindurch tritt, Wärme mit Kühlmittelkühlluft austauscht, die von einer Lufteinleitungsfläche F einer zu kühlenden Wärmeübertragungsvorrichtung 2 eingeleitet wird, und das gekühlte Kühlmittel Wärme mit Luft austauscht, die über einen Verdampfer 5 in einen Fahrgastraum einzuleiten ist. Da wenigstens ein Teil der Abluft, die von einer Innenseite eines Fahrgastraumes abgeführt wird, von einer Lufteinleitungsfläche F der Wärmeübertragungsvorrichtung 2 als eine Ventilationsverlustnutzungsluft eingeleitet wird, kann die Ventilationsverlustnutzungsluft als ein Teil der Kühlmittelkühlluft verwendet werden. Sie ist derart aufgebaut, dass die Ventilationsverlustnutzungsluft zu dem abströmseitigen Bereich f der Kühlmittelwärmeübertragungspassage P an einer Lufteinleitungsfläche F der Wärmeübertragungsvorrichtung 2 geleitet wird. Daher kann bei einer Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung mit einem Kühlkreislauf mit überkritischem Kühlmittel der Ventilationsverlust reduziert werden, während die Kühlleistung verbessert wird.

Claims

Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung, aufweisend: eine Wärmeübertragungsvorrichtung mit einer Kühlmittelwärmeübertragungspassage, durch welche überkritisches Kühlmittel hindurch tritt, um Wärme mit Kühlmittelkühlluft auszutauschen, die von einer Lufteinleitungsfläche der zu kühlenden Wärmeübertragungsvorrichtung eingeleitet wird; und einen Verdampfer, durch welchen hindurch das gekühlte Kühlmittel Wärme mit Luft austauscht, die in einen Fahrgastraum einzuleiten ist, wobei wenigstens ein Teil der Abluft, die von einer Innenseite des Fahrgastraumes abgeführt wird, zu der Lufteinleitungsfläche der Wärmeübertragungsvorrichtung als Ventilationsverlustnutzungsluft geleitet wird, so dass die Ventilationsnutzungsluft als ein Teil der Kühlmittelkühlluft verwendet wird, und wobei die Ventilationsverlustnutzungsluft zu einem abströmseitigen Bereich der Kühlmittelwärmeübertragungspassage an der Lufteinleitungsfläche der Wärmeübertragungsvorrichtung geleitet wird.
Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Bereichseinnahmeverhältnis eines Bereichs, zu welchem die Ventilationsverlustnutzungsluft geleitet wird, in Bezug auf die Lufteinleitungsfläche der Wärmeübertragungsvorrichtung mit 2 bis 20% bestimmt ist.
Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ventilationsverlustnutzungsluft zu einem Bereich geleitet wird, der einen abströmseitigen Endabschnitt der Kühlmittelwärmeübertragungspassage an der Lufteinleitungsfläche umfasst.
Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung, aufweisend: eine erste und eine zweite Wärmeübertragungsvorrichtung, die jeweils eine Kühlmittelwärmeübertragungspassage aufweisen, wobei überkritisches Kühlmittel durch die erste und die zweite Wärmeübertragungsvorrichtung in dieser Reihenfolge hindurch tritt, um Wärme mit Kühlmittelkühlluft auszutauschen, die von jeder Lufteinleitungsfläche der ersten und der zweiten zu kühlenden Wärmeübertragungsvorrichtung eingeleitet wird; und einen Verdampfer, über welchen das Kühlmittel, das von der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung unter der ersten und der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung, die an einer Kühlmittelabströmseite angeordnet ist, gekühlt wird, Wärme mit Luft austauscht, die in einen Fahrgastraum einzuleiten ist, wobei wenigstens ein Teil der Abluft, die von einer Innenseite des Fahrgastraumes abgeführt wird, zu der Lufteinleitungsfläche der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung als Ventilationsverlustnutzungsluft geleitet wird, so dass die Ventilationsverlustnutzungsluft als ein Teil der Kühlmittelkühlluft verwendet wird.
Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei ein Bereichseinnahmeverhältnis der Lufteinleitungsfläche der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung in Bezug auf einen gesamten Bereich der Lufteinleitungsflächen der ersten und der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung mit 2 bis 20% bestimmt ist.
Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die erste Wärmeübertragungsvorrichtung und die zweite Wärmeübertragungsvorrichtung voneinander entfernt angeordnet sind.
Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei eine von der ersten Wärmeübertragungsvorrichtung und der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung in einem vorderen Abschnitt des Fahrzeuges angeordnet ist und die andere Wärmeübertragungsvorrichtung in einem hinteren Abschnitt des Fahrzeuges angeordnet ist.
Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung, aufweisend: eine Mehrzahl von Wärmeübertragungsvorrichtungen, die jeweils eine Kühlmittelwärmeübertragungspassage aufweisen, wobei überkritisches Kühlmittel durch die Mehrzahl von Wärmeübertragungsvorrichtungen in der Reihenfolge hindurch tritt, um Wärme mit Kühlmittelkühlluft auszutauschen, die von jeder Lufteinleitungsfläche der Mehrzahl von zu kühlenden Wärmeübertragungsvorrichtungen eingeleitet wird; und einen Verdampfer, über welchen das Kühlmittel, das von einer am Ende gelegenen Wärmeübertragungsvorrichtung unter der Mehrzahl von Wärmeübertragungsvorrichtungen, die an einer Kühlmittelabströmseite angeordnet ist, gekühlt wird, Wärme mit Luft austauscht, die in einen Fahrgastraum einzuleiten ist, wobei wenigstens ein Teil der Abluft, die von einer Innenseite des Fahrgastraumes abgeführt wird, zu einer Lufteinleitungsfläche der am Ende gelegenen Wärmeübertragungsvorrichtung als Ventilationsverlustnutzungsluft geleitet wird, so dass die Ventilationsverlustnutzungsluft als ein Teil der Kühlmittelkühlluft verwendet wird.
Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei ein Bereichseinnahmeverhältnis der Lufteinleitungsfläche der am Ende gelegenen Wärmeübertragungsvorrichtung in Bezug auf den gesamten Bereich der Lufteinleitungsflächen der Mehrzahl von Wärmeübertragungsvorrichtungen mit 2 bis 20% bestimmt ist.
Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung, aufweisend: eine erste und eine zweite Wärmeübertragungsvorrichtung, die jeweils eine Kühlmittelwärmeübertragungspassage aufweisen, wobei überkritisches Kühlmittel durch die erste und die zweite Wärmeübertragungsvorrichtung in dieser Reihenfolge hindurch tritt, um Wärme mit Kühlmittelkühlluft auszutauschen, die von jeder Lufteinleitungsfläche der ersten und der zweiten zu kühlenden Wärmeübertragungsvorrichtung eingeleitet wird; und einen Verdampfer, über welchen das Kühlmittel, das von der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung unter der ersten und der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung, die an einer Kühlmittelabströmseite angeordnet ist, gekühlt wird, Wärme mit Luft austauscht, die in einen Fahrgastraum einzuleiten ist, wobei wenigstens ein Teil der Abluft, die von einer Innenseite des Fahrgastraumes abgeführt wird, zu der Lufteinleitungsfläche der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung als Ventilationsverlustnutzungsluft geleitet wird, so dass die Ventilationsverlustnutzungsluft als ein Teil der Kühlmittelkühlluft verwendet wird, und wobei die Ventilationsverlustnutzungsluft zu einem abströmseitigen Bereich der Kühlmittelwärmeübertragungspassage an der Lufteinleitungsfläche der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung geleitet wird.
Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung, aufweisend: eine Mehrzahl von Wärmeübertragungsvorrichtungen, die jeweils eine Kühlmittelwärmeübertragungspassage aufweisen, wobei überkritisches Kühlmittel durch die Mehrzahl von Wärmeübertragungsvorrichtungen in der Reihenfolge hindurch tritt, um Wärme mit Kühlmittelkühlluft auszutauschen, die von jeder Lufteinleitungsfläche der Mehrzahl von zu kühlenden Wärmeübertragungsvorrichtungen eingeleitet wird; und einen Verdampfer, über welchen das Kühlmittel, das von einer am Ende gelegenen Wärmeübertragungsvorrichtung unter der Mehrzahl von Wärmeübertragungsvorrichtungen, die an einer Kühlmittelabströmseite angeordnet ist, gekühlt wird, wärme mit Luft austauscht, die in einen Fahrgastraum einzuleiten ist, wobei wenigstens ein Teil der Abluft, die von einer Innenseite des Fahrgastraumes abgeführt wird, zu der Lufteinleitungsfläche der am Ende gelegenen Wärmeübertragungsvorrichtung als Ventilationsverlustnutzungsluft geleitet wird, so dass die Ventilationsverlustnutzungsluft als ein Teil der Kühlmittelkühlluft verwendet wird, wobei die Ventilationsverlustnutzungsluft zu einem abströmseitigen Bereich der Kühlmittelwärmeübertragungspassage an der Lufteinleitungsfläche der am Ende gelegenen Wärmeübertragungsvorrichtung geleitet wird.
Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei CO₂-Kühlmittel als das überkritische Kühlmittel verwendet wird.
Fahrzeugklimatisierungs-Wärmeübertragungsvorrichtung, aufweisend: eine Kühlmittelwärmeübertragungspassage, durch welche überkritisches Kühlmittel hindurch tritt; und eine Lufteinleitungsfläche zum Einleiten von Kühlmittelkühlluft, wobei das überkritische Kühlmittel, das durch die Kühlmittelwärmeübertragungspassage hindurch tritt, Wärme mit der Kühlmittelkühlluft austauscht, die von der Lufteinleitungsfläche eingeleitet wird, wobei wenigstens ein Teil der Abluft, die von einer Innenseite eines Fahrgastraumes abgeführt wird, zu der Lufteinleitungsfläche als Ventilationsverlustnutzungsluft geleitet wird, so dass die Ventilationsverlustnutzungsluft als ein Teil der Kühlmittelkühlluft verwendet wird, und wobei ein Ablufteinleitungsbereich zum Einleiten der Ventilationsverlustnutzungsluft in einem abströmseitigen Bereich der Kühlmittelwärmeübertragungspassage an der Lufteinleitungsfläche der Wärmeübertragungsvorrichtung vorgesehen ist.
Fahrzeugklimatisierungs-Wärmeübertragungsvorrichtung nach Anspruch 13, wobei ein Bereichseinnahmeverhältnis des Ablufteinleitungsbereichs in Bezug auf den gesamten Bereich mit 2 bis 20% bestimmt ist.
Fahrzeugklimatisierungs-Wärmeübertragungsvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Ablufteinleitungsbereich in einem Bereich vorgesehen ist, der einen abströmseitigen Endabschnitt der Kühlmittelwärmeübertragungspassage an der Lufteinleitungsfläche umfasst.
Fahrzeugklimatisierungs-Wärmeübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei CO₂-Kühlmittel als das überkritische Kühlmittel verwendet wird.
Fahrzeugklimatisierungsverfahren, bei welchem überkritisches Kühlmittel, das durch eine Wärmeübertragungspassage einer Wärmeübertragungsvorrichtung hindurch tritt, Wärme mit Kühlmittelkühlluft austauscht, die zu einer Lufteinleitungsfläche der zu kühlenden Wärmeübertragungsvorrichtung geleitet wird, und das gekühlte Kühlmittel Wärme mit Luft austauscht, die über einen Verdampfer in einen Fahrgastraum einzuleiten ist, wobei wenigstens ein Teil der Abluft, die von einer Innenseite des Fahrgastraumes abgeführt wird, zu einer Lufteinleitungsfläche der Wärmeübertragungsvorrichtung als Ventilationsverlustnutzungsluft derart geleitet wird, dass die Ventilationsverlustnutzungsluft als ein Teil der Kühlmittelkühlluft verwendet wird, und wobei die Ventilationsverlustnutzungsluft zu einem abströmseitigen Bereich der Kühlmittelwärmeübertragungspassage an der Lufteinleitungsfläche der Wärmeübertragungsvorrichtung geleitet wird.
Fahrzeugklimatisierungsverfahren, bei welchem überkritisches Kühlmittel, das durch jede Kühlmittelwärmeübertragungspassage einer ersten und einer zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung in der Reihenfolge hindurch tritt, Wärme mit Kühlmittelkühlluft austauscht, die zu jeder Lufteinleitungsfläche der zu kühlenden ersten und zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung geleitet wird, und das Kühlmittel, das von der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung unter der ersten und der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung, die an einer Kühlmittelabströmseite angeordnet ist, gekühlt wird, Wärme mit Luft austauscht, die über einen Verdampfer in einen Fahrgastraum einzuleiten ist, wobei wenigstens ein Teil der Abluft, die von einer Innenseite des Fahrgastraumes abgeführt wird, zu der Lufteinleitungsfläche der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung als Ventilationsverlustnutzungsluft derart geleitet wird, dass die Ventilationsverlustnutzungsluft als ein Teil der Kühlmittelkühlluft verwendet wird.
Fahrzeugklimatisierungsverfahren, bei welchem überkritisches Kühlmittel, das durch jede Kühlmittelwärmeübertragungspassage einer Mehrzahl von Wärmeübertragungsvorrichtungen in der Reihenfolge hindurch tritt, Wärme mit Kühlmittelkühlluft austauscht, die zu jeder Lufteinleitungsfläche der Mehrzahl von zu kühlenden Wärmeübertragungsvorrichtungen geleitet wird, und das Kühlmittel, das von der am Ende gelegenen Wärmeübertragungsvorrichtung unter der Mehrzahl von Wärmeübertragungsvorrichtungen, die an einer Kühlmittelabströmseite angeordnet ist, gekühlt wird, Wärme mit Luft austauscht, die über einen Verdampfer in einen Fahrgastraum einzuleiten ist, wobei wenigstens ein Teil der Abluft, die von einer Innenseite des Fahrgastraumes abgeführt wird, zu der Lufteinleitungsfläche der am Ende gelegenen Wärmeübertragungsvorrichtung als Ventilationsverlustnutzungsluft derart geleitet wird, dass die Ventilationsverlustnutzungsluft als ein Teil der Kühlmittelkühlluft verwendet wird.
Fahrzeugklimatisierungsverfahren, bei welchem überkritisches Kühlmittel, das durch jede Kühlmittelwärmeübertragungspassage einer ersten und einer zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung in der Reihenfolge hindurch tritt, Wärme mit Kühlmittelkühlluft austauscht, die zu jeder Lufteinleitungsfläche der zu kühlenden ersten und zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung geleitet wird, und das Kühlmittel, das von der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung unter der ersten und der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung, die an einer Kühlmittelabströmseite angeordnet ist, gekühlt wird, Wärme mit Luft austauscht, die über einen Verdampfer in einen Fahrgastraum einzuleiten ist, wobei wenigstens ein Teil der Abluft, die von einer Innenseite des Fahrgastraumes abgeführt wird, zu der Lufteinleitungsfläche der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung als Ventilationsverlustnutzungsluft derart geleitet wird, dass die Ventilationsverlustnutzungsluft als ein Teil der Kühlmittelkühlluft verwendet wird, und wobei die Ventilationsverlustnutzungsluft zu einem abströmseitigen Bereich der Kühlmittelwärmeübertragungspassage an der Lufteinleitungsfläche der zweiten Wärmeübertragungsvorrichtung geleitet wird.
Fahrzeugklimatisierungsverfahren, bei welchem überkritisches Kühlmittel, das durch jede Kühlmittelwärmeübertragungspassage einer Mehrzahl von Wärmeübertragungsvorrichtungen in der Reihenfolge hindurch tritt, Wärme mit Kühlmittelkühlluft austauscht, die zu jeder Lufteinleitungsfläche der Mehrzahl von zu kühlenden Wärmeübertragungsvorrichtungen geleitet wird, und das Kühlmittel, das von einer am Ende gelegenen Wärmeübertragungsvorrichtung unter der Mehrzahl von Wärmeübertragungsvorrichtungen, die an einer Kühlmittelabströmseite angeordnet ist, gekühlt wird, Wärme mit Luft austauscht, die über einen Verdampfer in einen Fahrgastraum einzuleiten ist, wobei wenigstens ein Teil der Abluft, die von einer Innenseite des Fahrgastraumes abgeführt wird, zu der Lufteinleitungsfläche der am Ende gelegenen Wärmeübertragungsvorrichtung als Ventilationsverlustnutzungsluft derart geleitet wird, dass die Ventilationsverlustnutzungsluft als ein Teil der Kühlmittelkühlluft verwendet wird, und wobei die Ventilationsverlustnutzungsluft zu einem abströmseitigen Bereich der Kühlmittelwärmeübertragungspassage an der Lufteinleitungsfläche der am Ende gelegenen Wärmeübertragungsvorrichtung geleitet wird.
Fahrzeugklimatisierungsverfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, wobei CO₂-Kühlmittel als das überkritische Kühlmittel verwendet wird.
Fahrzeug, das mit der Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgestattet ist.