DE112012004197B4 - Integrationsventil - Google Patents

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Abstract

Integrationsventil, welches für einen Wärmepumpenkreislauf (10) verwendet wird, welcher fähig ist zum Funktionieren als ein Gasinjektionskreislauf und welcher umfasst: (i) einen Kompressor (11), welcher Kältemittel, welches von einem Sauganschluss (11a) angesaugt wird, komprimiert, Kältemittel von hohem Druck von einem Auslassanschluss (11c) auslässt und einen Zwischendruckanschluss (11b) aufweist, welcher Kältemittel von einem Zwischendruck in den Kreislauf ansaugt und das Kältemittel von einem Zwischendruck mit dem Kältemittel mischt, welches dekomprimiert wird, (ii) einen Wärmetauscher (12) einer Nutzungsseite, in welchem ein Wärmeaustauschfluid Wärme mit dem Kältemittel von hohem Druck, welches von dem Auslassanschluss (11c) ausgelassen wird, austauscht, um aufgeheizt zu sein, (iii) einen Dekompressor (13) einer Hochstufenseite, welcher Kältemittel von hohem Druck, welches von dem Wärmetauscher (12) einer Nutzungsseite herausströmt, dekomprimiert, um Kältemittel von einem Zwischendruck zu sein, und (iv) einen Verdampfer (20), welcher Kältemittel von niedrigem Druck in dem Kreislauf verdampft und das verdampfte Kältemittel von niedrigem Druck dazu bringt, zu dem Sauganschluss (11a) zu strömen, wobei das Integrationsventil aufweist:einen Körper (140), welcher aufweist (i) einen Kältemitteleinlassanschluss (141a), durch welchen das Kältemittel von einem Zwischendruck, welches an dem Dekompressor (13) der Hochstufenseite dekomprimiert wird, strömt, (ii) einen Dampf-Flüssig-Trennraum (141b), welcher Kältemittel, welches von dem Kältemitteleinlassanschluss (141a) herausströmt, in Kältemittel einer Dampfphase und in Kältemittel einer Flüssigphase trennt, (iii) einen Dampfphasenkältemittelauslassanschluss (142a), durch welchen das Kältemittel einer Dampfphase, welches in dem Dampf-Flüssig-Trennraum (141b) getrennt wurde, zu einer Seite von dem Zwischendruckanschluss (11b) strömt, und (iv) einen Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss (141e), durch welchen das Kältemittel einer Flüssigphase, welches in dem Dampf-Flüssig-Trennraum (141b) getrennt wird, zu einer Seite von dem Verdampfer (20) strömt;ein Integrationsventilelement (29), welches in dem Körper (140) angeordnet ist und welches öffnet oder schließt: (i) einen Flüssigphasenkältemitteldurchlass (141d), welcher sich von dem Dampf-Flüssig-Trennraum (141b) zu dem Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss (141e) erstreckt, und (ii) einen Dampfphasenkältemitteldurchlass (142d), welcher sich von dem Dampf-Flüssig-Trennraum (141b) zu dem Dampfphasenkältemittelauslassanschluss (142a) erstreckt; undeine Antriebseinrichtung (28), welche mit dem Integrationsventilelement (29) über einen Antriebsmechanismus (29c) verbunden ist und das Integrationsventilelement (29) betreibt, wobeidie Antriebseinrichtung (28) das Integrationsventilelement (29) betreibt und bewegt zum Schließen des Dampfphasenkältemitteldurchlasses (142d), wenn der Flüssigphasenkältemitteldurchlass (141d) offen ist, so dass Kältemittel einer Flüssigphase in Richtung zu einer Seite von dem Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss (141e) strömt; unddie Antriebseinrichtung (28) das Integrationsventilelement (29) betreibt und bewegt, um derart verstellt zu werden, dass das Kältemittel einer Flüssigphase, welches zu der Seite von dem Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss (141e) strömt, dekomprimiert wird, wenn der Dampfphasenkältemitteldurchlass (142b) offen ist und Kältemittel einer Dampfphase hindurchlässt, um zu einer Seite von dem Dampfphasenkältemittelauslassanschluss (142a) zu strömen.

Description

  • Bezugnahme auf betroffene Anmeldung
  • Diese Anmeldung basiert auf den japanischen Patentanmeldungen Nr. 2011-221016, welche am 5. Oktober 2011 angemeldet wurde, und Nr. 2012-185549 , welche am 24. August 2012 angemeldet wurde, deren Inhalte hier durch eine Bezugnahme in ihrer Gesamtheit mit einbezogen werden.
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bzw. Offenbarung bezieht sich auf ein Integrationsventil, welches für einen Wärmepumpenkreislauf verwendet wird, der als ein Gasinjektionskreislauf funktioniert.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Herkömmlicherweise ist eine Klimaanlage für ein Fahrzeug, zum Beispiel für ein Elektrofahrzeug, bei welchem es schwierig ist, eine Wärmequelle zum Heizen einer Fahrgastzelle sicherzustellen, bekannt, Luft, welche in eine Fahrgastzelle zu blasen ist, in einem Wärmepumpenkreislauf (d. h. einem Dampf-Kompressions-Kältekreislauf) aufzuheizen.
  • Das Patentdokument 1 und das Patentdokument 2 beschreiben zum Beispiel einen Wärmepumpenkreislauf, welcher für solch eine Art von Fahrzeugklimaanlage verwendet wird, bei welchem ein Kältekreislauf in einem Kühlbetrieb und ein Kältekreislauf in einem Heizbetrieb ausgestaltet sind, geschaltet werden zu können. Noch genauer wird bei dem Wärmepumpenkreislauf von dem Patentdokument 1 und dem Patentdokument 2 ein Kältekreislauf derart geschaltet, dass Kältemittel Wärme von Außenluft an einem äußeren Wärmetauscher absorbiert und die Wärme an geblasene Luft an einem inneren Kondensator freigibt, um die geblasene Luft in dem Heizbetrieb aufzuheizen.
  • Bei dem Wärmepumpenkreislauf des Patentdokuments 2 wird in dem Heizbetrieb Kältemittel durch mehrere Stufen über zwei Kompressionsmechanismen, wie zum Beispiel einen Kompressionsmechanismus einer niedrigen Stufe und einen Kompressionsmechanismus einer hohen Stufe, unter Druck gesetzt. Ein Kältemittel einer Gasphase von Zwischendruck wird mit einem Kältemittel gemischt, welches von dem Kompressionsmechanismus einer tiefen Stufe ausgelassen wird, und das gemischte Kältemittel wird in den Kompressionsmechanismus einer hohen Stufe angesaugt. Das heißt, ein Gasinjektionskreislauf (d. h. ein Kältekreislauf vom Einspartyp) wird zum Verbessern einer Leistungskennzahl (COP, engl.: coefficient of performance) in dem Heizbetrieb eingestellt. Ein Ventil für einen Wärmekreislauf gemäß dem Stand der Technik ist in Patentdokument 3 gezeigt. Patentdokument 4 offenbart ein Expansionsventil für einen Kältekreislauf.
  • Stand-der-Technik-Dokument
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß Untersuchungen der Erfinder der vorliegenden Erfindung erfordert jedoch der Wärmepumpenkreislauf, welcher in dem Patentdokument 1 und dem Patentdokument 2 beschrieben ist, mehrere Ventile, wie zum Beispiel ein Öffnungs-Schließventil oder ein Vier-Wege-Ventil zum Schalten zwischen dem Kältekreislauf in dem Kühlbetrieb und dem Kältekreislauf in dem Heizbetrieb aufzuweisen. Daher kann die Schaltsteuerung zum Schalten von Kreislaufstrukturen oder Kältekreisläufen kompliziert werden.
  • Noch genauer tendiert eine Kreislaufstruktur, wenn ein Kältekreislauf, welcher als ein Gasinjektionskreislauf arbeitet, wie zum Beispiel der Kältekreislauf, welcher in dem Patentdokument 2 beschrieben ist, ausgebildet ist, dazu, im Vergleich zu einem konventionellen Kältekreislauf wahrscheinlich verkompliziert zu sein. Weiterhin besteht im Zusammenhang mit einer komplexen Kreislaufstruktur ein Risiko, dass die Leichtigkeit eines Montierens des Wärmepumpenkreislaufs als ein Ganzes auf einem Objekt, wie zum Beispiel einem Fahrzeug, verschlechtert sein kann.
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorangegangenen Punkte gemacht und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Integrationsventil zum Vereinfachen einer Kreislaufkonfiguration eines Wärmepumpenkreislaufs bereit zu stellen.
  • Ein Integrationsventil der vorliegenden Erfindung wird für einen Wärmepumpenkreislauf verwendet, welcher fähig ist zum Funktionieren als ein Gas-Injektionskreislauf und welcher umfasst: einen Kompressor, einen Wärmetauscher einer Nutzungsseite, einen Dekompressor einer Hochstufenseite und einen Verdampfer. Der Kompressor dekomprimiert Kältemittel, welches von einem Sauganschluss angesaugt wird, stößt Kältemittel von hohem Druck von einem Auslassanschluss aus und weist einen Zwischendruckanschluss auf, welcher Kältemittel von einem Zwischendruck in den Kreislauf ansaugt und das Kältemittel von einem Zwischendruck mit Kältemittel, welches dekomprimiert wird, mischt. In dem Wärmetauscher einer Nutzungsseite tauscht ein Wärmeaustauschfluid Wärme mit dem Kältemittel von hohem Druck, welches von dem Auslassanschluss ausgelassen wird, aus, um aufgeheizt zu werden. Der Dekompressor einer Hochstufenseite dekomprimiert Kältemittel von hohem Druck, welches von dem Wärmetauscher einer Nutzungsseite herausströmt, um Kältemittel von einem Zwischendruck zu sein. Der Verdampfer verdampft Kältemittel von einem niedrigen Druck in dem Kreislauf und bringt das verdampfte Kältemittel eines niedrigen Drucks dazu, zu dem Sauganschluss zu strömen.
  • Gemäß einem ersten Beispiel des Integrationsventils der vorliegenden Erfindung weist das Integrationsventil einen Körper, ein Integrationsventilelement und eine Antriebseinrichtung auf. In dem Körper sind ein Kältemitteleinlassanschluss, ein Dampf-Flüssig-Trennraum, ein Dampfphasenkältemittelauslassanschluss und ein Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss vorgesehen. Das Kältemittel von einem Zwischendruck, welches bei dem Dekompressor einer Hochstufenseite dekomprimiert wird, strömt durch den Kältemitteleinlassanschluss. Der Dampf-Flüssig-Trennraum trennt Kältemittel, welches von dem Kältemitteleinlassanschluss herausströmt, in Kältemittel einer Dampfphase und in Kältemittel einer Flüssigphase. Das getrennte Kältemittel einer Dampfphase in dem Dampf-Flüssig-Trennraum strömt durch den Dampfphasenkältemittelauslassanschluss zu einer Seite von dem Zwischendruckanschluss heraus. Das Kältemittel einer Flüssigphase, welches in dem Dampf-Flüssig-Trennraum getrennt wird, strömt durch den Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss zu einer Seite von dem Verdampfer heraus. Das Integrationsventilelement ist in dem Körper vorgesehen und öffnet oder schließt (i) einen Flüssigphasenkältemitteldurchlass, der sich von dem Dampf-Flüssig-Trennraum zu dem Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss erstreckt, und (ii) einen Dampfphasenkältemitteldurchlass, der sich von dem Dampf-Flüssig-Trennraum zu dem Dampfphasenkältemittelauslassanschluss erstreckt. Die Antriebseinrichtung ist mit dem Integrationsventilelement über einen Antriebsmechanismus verbunden und betreibt das Integrationsventilelement. Die Antriebseinrichtung betreibt und bewegt das Integrationsventil (i) zum Schließen des Dampfphasenkältemitteldurchlasses, so dass das Kältemittel einer Flüssigphase in Richtung einer Seite von dem Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss strömt, wenn der Flüssigphasenkältemitteldurchlass offen ist und (ii) derart verstellt zu sein, dass Kältemittel einer Flüssigphase, welches zu der Seite des Flüssigphasenkältemittelauslassanschlusses strömt, dekomprimiert wird, wenn der Dampfphasenkältemitteldurchlass offen ist und Kältemittel einer Dampfphase zu einer Seite von dem Dampfphasenkältemittelauslassanschluss strömt.
  • Dementsprechend kann durch ein Verwenden des einzigen Integrationsventils Kältemittel eines Zwischendrucks getrennt werden in Kältemittel einer Dampfphase und Kältemittel einer Flüssigphase, der Flüssigphasenkältemitteldurchlass und der Dampfphasenkältemitteldurchlass können geöffnet oder geschlossen sein und das Kältemittel einer Flüssigphase kann dekomprimiert werden. Des Weiteren kann durch ein einfaches Verstellen des Integrationsventilelements unter Verwenden der Antriebseinrichtung ein Kältekreislauf in den Kreislauf für einen Kältekreislauf geschaltet werden, welcher als ein Gas-Injektions-Kreislauf funktioniert.
  • Daher kann ein Wärmepumpenkreislauf, welcher als ein Gas-Injektions-Kreislauf funktioniert, mit einer einfachen Kreislaufkonfiguration ausgestaltet sein. Es ist anzumerken, dass „Dampfphasenkältemittel“ nicht lediglich Kältemittel in einem Dampfphasenzustand umfasst (d.h. Kältemittel einer einzigen Phase), sondern auch Kältemittel in einem Zustand einer Mischung von Dampf-Flüssigkeit, welcher hauptsächlich Kältemittel in dem Dampfphasenzustand umfasst, und das „Kältemittel einer Flüssigphase“ nicht lediglich Kältemittel in einem Flüssigphasenzustand umfasst (d.h. Kältemittel einer einzigen Phase), sondern auch Kältemittel in einem Zustand einer Mischung von Dampf-Flüssigkeit, welcher hauptsächlich Kältemittel in dem Flüssigphasenzustand umfasst.
  • Auf alternative Weise ist gemäß einem zweiten Beispiel des Integrationsventils der vorliegenden Erfindung eine festgelegte Drossel in dem Körper aufgenommen, welche das Kältemittel einer Flüssigphase, welches zu der Seite von dem Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss strömt, wenn der Dampfphasenkältemitteldurchlass offen ist, so dass Kältemittel einer Dampfphase in Richtung zu der Seite von dem Dampfphasenkältemittelauslassanschluss strömt. Die Antriebseinrichtung kann das Integrationsventilelement betreiben zum Schließen des Flüssigphasenkältemitteldurchlasses, wenn der Dampfphasenkältemitteldurchlass offen ist, so dass Kältemittel einer Dampfphase in Richtung zu der Seite von dem Dampfphasenkältemittelauslassanschluss strömt.
  • Dementsprechend strömt, wenn das Integrationsventilelement den Flüssigphasenkältemitteldurchlass schließt, Kältemittel einer Dampfphase, das in dem Dampf-Flüssig-Trennraum getrennt wird, durch den Dampfphasenkältemittelauslassanschluss heraus und Kältemittel einer Flüssigphase, welches an der festgelegten Drossel dekomprimiert wird, strömt durch den Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss heraus.
  • Auf der anderen Seite kann, wenn das Integrationsventilelement den Flüssigphasenkältemitteldurchlass öffnet, Kältemittel durch den Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss herausströmen ohne von dem Dampfphasenkältemittelauslassanschluss herauszuströmen.
  • Daher können der Flüssigphasenkältemitteldurchlass und der Dampfphasenkältemitteldurchlass wahlweise geöffnet oder geschlossen sein durch einen einzigen Ventilkörper ohne ein Vorsehen eines Ventilkörpers an jedem von dem Flüssigphasenkältemitteldurchlass und dem Dampfphasenkältemitteldurchlass. Dementsprechend kann eine Kreislaufkonfiguration des Wärmepumpenkreislaufs, welcher fähig ist zum Funktionieren als ein Gas-Injektionskreislauf, vereinfacht sein.
  • Auf alternative Weise können gemäß einem dritten Beispiel des Integrationsventils der vorliegenden Erfindung der Flüssigphasenkältemitteldurchlass und die festgelegte Drossel nach unten von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslass, durch welches Kältemittel einer Dampfphase durch den Dampf-Flüssig-Trennraum zu einer Seite von dem Dampfphasenkältemitteldurchlass herausströmt, angeordnet sein.
  • Dementsprechend kann Kältemittel einer Flüssigphase, welches in dem Dampf-Flüssig-Trennraum getrennt wird, aufgrund der Schwerkraft in den Flüssigphasenkältemitteldurchlass geleitet und zu einer Seite von der festgelegten Drossel geleitet werden.
  • Auf alternative Weise kann gemäß einem vierten Beispiel des Integrationsventils der vorliegenden Erfindung die Antriebseinrichtung das Integrationsventilelement derart antreiben, dass der Flüssigphasenkältemitteldurchlass etwas offen ist zum Dekomprimieren von Kältemittel einer Flüssigphase, welches zu der Seite des Flüssigphasenkältemittelauslassanschlusses strömt, wenn der Dampfphasenkältemitteldurchlass offen ist und wenn Kältemittel einer Dampfphase zu der Seite des Dampfphasenkältemittelauslassanschlusses strömt.
  • Dementsprechend kann, wenn das Integrationsventilelement den Dampfphasenkältemitteldurchlass öffnet, Kältemittel einer Dampfphase, das in dem Dampf-Flüssig-Trennraum getrennt wird, durch den Dampfphasenkältemittelauslassanschluss herausströmen und Kältemittel einer Flüssigphase kann an einem Freiraum, welcher zwischen dem Integrationsventilelement und dem Flüssigphasenkältemitteldurchlass vorgesehen ist, dekomprimiert werden und kann durch den Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss herausströmen.
  • Auf der anderen Seite kann, wenn das Integrationsventilelement den Flüssigphasenkältemitteldurchlass öffnet, Kältemittel durch den Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss herausströmen ohne ein Herausströmen von dem Dampfphasenkältemittelauslassanschluss.
  • Daher können der Flüssigphasenkältemitteldurchlass und der Dampfphasenkältemitteldurchlass wahlweise geöffnet oder geschlossen sein durch einen einzigen Ventilkörper ohne ein Vorsehen eines Ventilkörpers an jedem von dem Flüssigphasenkältemitteldurchlass und dem Dampfphasenkältemitteldurchlass, um diese Durchlässe zu öffnen oder zu schließen und eine innere Struktur des Integrationsventils kann vereinfacht sein. Dementsprechend kann eine Kreislaufkonfiguration des Wärmepumpenkreislaufs, welcher fähig ist zum Funktionieren als ein Gas-Injektions-Kreislauf, vereinfacht sein.
  • Zusätzlich kann wenn das Integrationsventilelement den Dampfphasenkältemitteldurchlass öffnet, Kältemittel einer Flüssigphase an dem Freiraum, welcher zwischen dem Flüssigphasenkältemitteldurchlass und dem Integrationsventilelement vorgesehen ist, dekomprimiert werden. Daher ist die festgelegte Drossel nicht erforderlich und eine Konfiguration des Integrationsventil kann vereinfacht sein.
  • Noch genauer kann gemäß einem fünften Beispiel des Integrationsventils der vorliegenden Erfindung der Dampf-Flüssig-Trennraum in einer zylindrischen Form vorgesehen sein. Ein zylindrisch geformtes getrenntes Dampfphasenkältemittelauslassrohr kann im Inneren des Dampf-Flüssig-Trennraums koaxial mit dem Dampf-Flüssig-Trennraum angeordnet sein und den Dampfphasenkältemitteldurchlass darin bereitstellen. Ein getrenntes Dampfphasenkältemittelauslassloch, durch welches Kältemittel einer Dampfphase durch den Dampf-Flüssig-Trennraum zu der Seite von dem Dampfphasenkältemitteldurchlass herausströmt, kann an einem Ende von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr in einer longitudinalen Richtung vorgesehen sein. Das Integrationsventilelement kann ein getrenntes Flüssigphasenkältemittelauslassloch öffnen oder schließen, durch welches Kältemittel einer Flüssigphase, welches von der Seite von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassloch und dem Dampf-Flüssig-Trennraum her strömt, zu der Seite von dem Flüssigphasenkältemitteldurchlass strömt.
  • Auf alternative Weise gemäß einem sechsten Beispiel des Integrationsventils der vorliegenden Erfindung kann der Dampf-Flüssig-Trennraum einen Wirbelraum, einen Trennraum und einen Speicherraum umfassen. Der Wirbelraum ist zwischen einer inneren Wandoberfläche von dem Dampf-Flüssig-Trennraum und einer äußeren Wandoberfläche des getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohres vorgesehen und Kältemittel, welches von dem Kältemitteleinlassanschluss her strömt, wird entlang der inneren Wandoberfläche von dem Dampf-Flüssig-Trennraum verwirbelt. Der Trennraum ist (i) nach unten von dem Wirbelraum angeordnet, (ii) ist zwischen dem Ende von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr in der longitudinalen Richtung und dem Integrationsventilelement vorgesehen und (iii) trennt Kältemittel in eine Dampfphase und in eine Flüssigphase. Der Speicherraum ist nach unten von dem Trennraum angeordnet und speichert Kältemittel einer Flüssigphase, das von dem Kältemittel in dem Trennraum getrennt wird. Das Integrationsventilelement kann zwischen dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassloch, welches in dem Trennraum angeordnet ist, und dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch, welches in dem Speicherraum angeordnet ist, angeordnet sein und kann aus einem scheibenförmig geformten Element hergestellt sein, welches größer ist als ein innerer Durchmesser von dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch.
  • Dementsprechend kann durch das Integrationsventilelement Kältemittel einer Flüssigphase daran gehindert werden, sich von einer Seite von dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch, welches in dem Speicherraum angeordnet ist, zu einer Seite von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassloch, welches in dem Trennraum angeordnet ist, zu zerstreuen. Ein Raum für den Dampf-Flüssig-Trennraum kann daher eingespart werden und ein gesamtes Integrationsventilelement kann in der Größe verkleinert werden. Des Weiteren kann insgesamt der Wärmepumpenkreislauf in der Größe verkleinert werden und die Montierbarkeit des Wärmepumpenkreislaufs in einem Zielobjekt kann verbessert werden.
  • Auf alternative Weise können gemäß einem siebten Beispiel des Integrationsventils der vorliegenden Erfindung, wenn (i) ein Außendurchmesser des Integrationsventilelements als Ds definiert wird, (ii) ein Außendurchmesser des getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohres als Dp definiert wird, (iii) ein Innendurchmesser des Dampf-Flüssig-Trennraums als Dr definiert wird, und (iv) der Innendurchmesser des getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloches als Do definiert wird, diese Durchmesser Ds, Dp, Dr und Do die nachfolgenden Formeln erfüllen von Dp ≤ Ds ≤ (Dx + Dr) / 2 und Dx = (Dr2 - Do2)1/2.
  • Durch ein Festlegen des Außendurchmessers von dem Integrationsventilelement in solch einer Weise kann ein Druckverlust, welcher durch das Integrationsventilelement verursacht wird, eingeschränkt werden und die Effizienz eines Trennens von Dampf-Flüssigkeit im Inneren des Integrationsventils kann verbessert werden.
  • Auf alternative Weise kann gemäß einem achten Beispiel des Integrationsventils der vorliegenden Erfindung ein Durchmesser eines äußeren umfänglichen Teils von dem Integrationsventilelement mindestens auf einer Seite von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassloch von einer Seite von dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch zu einer Seite von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassloch kontinuierlich kleiner werden.
  • Dementsprechend kann, wenn Kältemittel um das Integrationsmittelventilelement herumströmt, das Kältemittel reibungslos von einer Seite von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassloch zu einer Seite von dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch strömen und ein Druckverlust, welcher durch das Integrationsventilelement verursacht wird, kann reduziert werden.
  • Auf alternative Weise kann gemäß einem neunten Beispiel des Integrationsventils der vorliegenden Erfindung ein Kältemitteldurchlass, welcher Kältemittel zum Strömen von dem Kältemitteleinlassanschluss zu dem Dampf-Flüssig-Trennraum leitet, mit dem Dampf-Flüssig-Trennraum über ein Kältemitteleinlassloch, welches an der radial äußeren Wandoberfläche von dem Dampf-Flüssig-Trennraum vorgesehen ist, in Kommunikation stehen. Das Kältemitteleinlassloch kann an einer Position entfernt von dem Ende von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr in einer longitudinalen Richtung vorgesehen sein und näher zu dem anderen Ende von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr in der longitudinalen Richtung.
  • Durch ein Vorsehen des Kältemitteleinlasslochs in einem Abstand von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassloch in der axialen Richtung von dem Dampf-Flüssig-Trennraum zu liegen kann (i) eine Zugangszone für Kältemittel in dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b sichergestellt werden, (ii) kann eine zentrifugale Kraft auf effektive Weise das Kältemittel, welches in dem Dampf-Flüssig-Trennraum strömt, beeinflussen und (iii) kann die Effizienz eines Trennens von dampfförmig-flüssig im Inneren des Integrationsventils verbessert werden.
  • Auf alternative Weise kann gemäß einem zehnten Beispiel des Integrationsventils der vorliegenden Erfindung das Kältemitteleinlassloch ein längliches Loch sein, welches sich in der axialen Richtung von dem Dampf-Flüssig-Trennraum erstreckt.
  • Dementsprechend wird Kältemittel an einem radial nach Innen gerichtetem Zerstreuen von dem Dampf-Flüssig-Trennraum gehindert und kann entlang einer radial äußeren Wandoberfläche von dem Dampf-Flüssig-Trennraum strömen. Eine zentrifugale Kraft kann daher auf effektive Weise das Kältemittel, welches in dem Dampf-Flüssig-Trennraum strömt, beeinflussen und eine Effizienz eines Trennens in Dampf-Flüssigkeit im Inneren des Integrationsventils kann verbessert werden.
  • Auf alternative Weise können gemäß einem elften Beispiel des Integrationsventils der vorliegenden Erfindung wenn (i) ein Abstand in der axialen Richtung von einem Ende von dem Kältemitteleinlassloch, welcher dem Ende von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr in der longitudinalen Richtung zu dem anderen Ende von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr in der longitudinalen Richtung entspricht, als Lv definiert wird und (ii) eine Abmessung von dem Kältemitteleinlassloch, welches sich in der axialen Richtung in dem Dampf-Flüssig-Trennraum erstreckt, als Dv definiert wird, der Abstand Lv und die Abmessung Dv eine nachfolgende Formel von Lv ≥ (1/2) x Dv erfüllen.
  • Durch ein Festlegen des Abstandes von dem Ende von dem Kältemitteleinlassloch zu dem Ende von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr auf solch eine Weise kann eine Zugangszone des verwirbelnden Kältemittels in dem Dampf-Flüssig-Trennraum sichergestellt werden und eine Effizienz eines Trennens von Dampf-Flüssigkeit im Inneren des Integrationsventils kann verbessert werden.
  • Auf alternative Weise kann gemäß eines zwölften Beispiels des Integrationsventils der vorliegenden Erfindung der Körper einen röhrenförmigen Abschnitt aufweisen, in welchem der Flüssigphasenkältemitteldurchlass und das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch vorgesehen sind. Der röhrenförmige Abschnitt kann eine höhere Widerstandsfähigkeit gegen Wärme als diejenige eines Abschnitts um den röhrenförmigen Abschnitt herum aufweisen.
  • Dementsprechend wird ein Übertragen von Wärme zwischen dem Kältemittel einer Flüssigphase, welches durch die Verstellung des Integrationsventilelements dekomprimiert wird, und dem Kältemittel in dem Dampf-Flüssig-Trennraum über dem Körper und den zylindrischen Abschnitten beschränkt.
  • Daher wird Kältemittel, bevor es dekomprimiert wird, kaum durch das Kältemittel einer Flüssigphase gekühlt, welches durch eine Verstellung des Integrationsventilelements dekomprimiert wird und eine Dekomprimierungscharakteristik wird daran gehindert, durch die Verstellung des Integrationsventilelements geändert zu werden.
  • Somit wird eine Absenkung von einer Wärmemenge von dem Wärmetauscher, welcher stromabwärts von dem Integrationsventil in einer Strömungsrichtung des Kältemittels angeordnet ist und Wärme absorbiert, beschränkt. Des Weiteren kann eine Temperatur von dem Kältemittel einer Dampfphase, welches von dem Dampfphasenkältemitteldurchlass herausströmt, daran gehindert werden, aufgrund des Kältemittels einer Flüssigphase abzunehmen, welches durch eine Verstellung des Integrationsventilelements dekomprimiert wird. Dementsprechend kann, wenn der Wärmepumpenkreislauf als ein Gas-Injektions-Kreislauf funktioniert, eine Abnahme der Heizkapazität reduziert werden.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine schematische Gesamtdarstellung, welche einen Kältekreislauf in einem Kühlbetriebsmodus/Entfeuchtungs- und Heizbetriebsmodus gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt;
    • 2 ist eine schematische Gesamtdarstellung, welche einen Kältekreislauf in einem ersten Heizmodus von dem Wärmepumpenkreislauf gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
    • 3 ist eine schematische Gesamtdarstellung, welche einen Kältekreislauf in einem zweiten Heizmodus von dem Wärmepumpenkreislauf gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
    • 4 ist eine Querschnittsansicht von einem Integrationsventil entlang einer Linie, die sich in einer Richtung von oben nach unten erstreckt, in einem Zeitpunkt, wenn ein getrenntes Dampfphasenkältemittelauslassloch offen ist, gemäß der ersten Ausführungsform;
    • 5 ist eine Querschnittsansicht von dem Integrationsventil entlang der Linie, die sich in einer Richtung von oben nach unten erstreckt, in einem Zeitpunkt, wenn das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch geschlossen ist, gemäß der ersten Ausführungsform;
    • 6 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VI-VI der 4;
    • 7 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VII-VII der 6;
    • 8 ist eine Querschnittsansicht, welche ein Modifikationsbeispiel von einer Position von dem Kältemitteleinlassdurchlass darstellt;
    • 9 ist ein Diagramm, welches zeigt, wie ein Wärmeschaden eine Strömungscharakteristik von einer festgelegten Drossel gemäß der ersten Ausführungsform beeinflusst;
    • 10 ist ein erläuterndes Diagramm, welches eine Effizienz eines Trennens Dampf-Flüssigkeit und einen Druckverlust in einem Fall zeigt, in welchem ein Außendurchmesser von einem Integrationsventilelement geändert wird;
    • 11 ist ein Mollier-Diagramm, welches einen Zustand eines Kältemittels in dem Kühlbetriebsmodus von dem Wärmepumpenkreislauf gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
    • 12 ist ein Mollier-Diagramm, welches einen Zustand eines Kältemittels in dem ersten Heizbetriebsmodus von dem Wärmepumpenkreislauf gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
    • 13 ist ein Mollier-Diagramm, welches einen Zustand eines Kältemittels in einem zweiten Heizbetriebsmodus von dem Wärmepumpenkreislauf gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
    • 14 ist ein Mollier-Diagramm, welches einen ersten Entfeuchtungs- und Heizmodus gemäß dem Wärmepumpenkreislauf gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
    • 15 ist ein Mollier-Diagramm, welches einen zweiten Entfeuchtungs- und Heizmodus von dem Wärmepumpenkreislauf gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
    • 16 ist ein Mollier-Diagramm, welches einen dritten Entfeuchtungs- und Heizmodus von dem Wärmepumpenkreislauf gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
    • 17 ist ein Mollier-Diagramm, welches einen vierten Entfeuchtungs- und Heizmodus von dem Wärmepumpenkreislauf gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
    • 18 ist eine schematische Gesamtdarstellung, welche einen bestehenden Wärmepumpenkreislauf darstellt;
    • 19 ist eine Querschnittsansicht von dem Integrationsventil entlang der Linie, welche sich in der Richtung oben-unten erstreckt in einem Zeitpunkt, wenn das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch offen ist, gemäß einer zweiten Ausführungsform;
    • 20 ist eine Querschnittsansicht von dem Integrationsventil entlang der Linie, welche sich in der Richtung oben-unten erstreckt in einem Zeitpunkt, wenn das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch geschlossen ist, gemäß der zweiten Ausführungsform;
    • 21 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, welche einen vergrößerten maßgeblichen Teil von einem Integrationsventil gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt;
    • 22 ist eine Querschnittsansicht, welche ein Modifikationsbeispiel von dem Integrationsventilelement darstellt;
    • 23 ist eine Querschnittsansicht, welche ein Modifikationsbeispiel von dem Integrationsventilelement darstellt;
    • 24 ist eine Querschnittsansicht eines Integrationsventils entlang der Linie, die sich in der Richtung oben-unten erstreckt, gemäß einer vierten Ausführungsform;
    • 25 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, welche einen vergrößerten maßgeblichen Teil von einem Integrationsventil gemäß einer fünften Ausführungsform darstellt;
    • 26A ist eine Querschnittsansicht, welche eine Situation darstellt, in welcher ein Integrationsventilelement ein getrenntes Dampfphasenkältemittelauslassloch gemäß einer sechsten Ausführungsform öffnet;
    • 26B ist eine Querschnittsansicht, welche eine Situation darstellt, in welcher das Integrationsventilelement das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch gemäß der sechsten Ausführungsform schließt;
    • 27A ist eine Querschnittsansicht, welche ein Modifikationsbeispiel der sechsten Ausführungsform darstellt;
    • 27B ist eine Querschnittsansicht, welche ein Modifikationsbeispiel der sechsten Ausführungsform darstellt;
    • 28A ist eine Querschnittsansicht, welche eine Situation darstellt, in welcher ein Integrationsventilelement das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch gemäß einer siebten Ausführungsform öffnet;
    • 28B ist eine Querschnittsansicht, welche eine Situation darstellt, in welcher das Integrationsventilelement das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch gemäß der siebten Ausführungsform schließt;
    • 29A ist eine Querschnittsansicht, welche ein Modifikationsbeispiel der siebten Ausführungsform darstellt;
    • 29B ist eine Querschnittsansicht, welche ein Modifikationsbeispiel der siebten Ausführungsform darstellt;
    • 30A ist eine Querschnittsansicht, welche eine Situation darstellt, in welcher ein Integrationsventilelement das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch gemäß einer achten Ausführungsform öffnet;
    • 30B ist eine Querschnittsansicht, welche eine Situation darstellt, in welcher das Integrationsventilelement das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch gemäß der achten Ausführungsform schließt;
    • 31A ist eine Querschnittsansicht, welche ein Modifikationsbeispiel der achten Ausführungsform darstellt; und
    • 31B ist eine Querschnittsansicht, welche ein Modifikationsbeispiel der achten Ausführungsform darstellt.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Im Folgenden werden hier Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. Bei den Ausführungsformen kann ein Teil, welches einem Umstand, der in einer vorherigen Ausführungsform beschrieben ist, entspricht, mit der gleichen Bezugszahl bezeichnet werden und eine redundante Erläuterung des Teils kann weggelassen sein.
  • Erste Ausführungsform
  • Unter einer Bezugnahme auf die 1 bis 18 wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unten beschrieben werden. Gemäß der ersten Ausführungsform weist ein Wärmepumpenkreislauf (d.h. ein Dampf-Kompression-Kältekreislauf) 10 ein Integrationsventil 14 der vorliegenden Erfindung auf und der Wärmepumpenkreislauf 10 wird für eine Fahrzeugklimaanlage 1 eines Elektrofahrzeugs verwendet. Das Elektrofahrzeug erlangt eine Fahrkraft von einem elektrischen Motor zum Fahren des Elektrofahrzeugs. Bei der Fahrzeugklimaanlage 1 führt der Wärmepumpenkreislauf 10 einen Kühlbetrieb oder einen Heizbetrieb zum Kühlen oder Heizen einer geblasenen Luft aus, welche in eine Fahrgastzelle geblasen wird, was ein Beispiel von einem Objektraum ist, der klimatisiert wird. Ein Objektfluid eines Wärmeaustauschs ist daher bei der ersten Ausführungsform die geblasene Luft.
  • Des Weiteren ist, wie es in der schematischen Gesamtdarstellung der 1 gezeigt ist, der Wärmepumpenkreislauf 10 ausgestaltet zum Schalten zwischen (i) einem Kältekreislauf in einen Betriebsmodus zum Kühlen der Fahrgastzelle (d.h. ein Kühlbetriebsmodus, welcher die geblasene Luft kühlt) oder in einen Entfeuchtungs- und Heizbetriebsmodus (d.h. ein Entfeuchtungsmodus, welcher die Fahrgastzelle entfeuchtet und aufheizt), und (ii) einem Kältekreislauf in einen Heizbetriebsmodus, welcher die Fahrgastzelle aufheizt (d.h. ein Heizbetriebsmodus, welcher die geblasene Luft aufheizt).
  • Noch genauer schaltet der Wärmepumpenkreislauf 10 zwischen einem ersten Heizmodus (2), welcher ein Beispiel von einem Heizbetriebsmodus ist und der ausgeführt wird, wenn eine Außentemperatur sehr niedrig ist (z.B. unter 0° C), und einem zweiten Heizmodus (3), in welchem ein normales Heizen ausgeführt wird. In den 1-3 ist eine Kältemittelströmung von jedem Betriebsmodus durch durchgezogene Pfeile angezeigt.
  • Der Wärmepumpenkreislauf 10 verwendet ein Kältemittel einer Fluorkohlenwasserstoff-Gruppe (HFC), noch genauer ein R134a, als ein Kältemittel und bildet einen unterkritischen Dampf-Kompressionskältekreislauf, in welchem ein Kältemitteldruck Pd einer Hochdruckseite nicht einen unterkritischen Druck von dem Kältemittel überschreitet. Ein anderes Kältemittel, wie z.B. ein Kältemittel einer Hydrofluoroolefin-Gruppe (HFO), zum Beispiel ein R1234yf, kann verwendet werden. Das Kältemittel wird des Weiteren mit einem Kältemittelöl gemischt, welches einen Kompressor 11 schmiert, und ein Teil des Kältemittelöls zirkuliert in dem Wärmepumpenkreislauf 10 zusammen mit dem Kältemittel.
  • Der Kompressor 11 ist eine der Komponenten von dem Wärmepumpenkreislauf 10 und ist unter einer Motorhaube eines Fahrzeuges positioniert. Bei dem Wärmepumpenkreislauf 10 komprimiert, wenn das Kältemittel zu dem Kompressor 11 geliefert wird, der Kompressor 11 das Kältemittel und lässt ein komprimiertes Kältemittel aus. Der Kompressor 11 ist ein elektrischer Kompressor mit doppelter Kompressionsstufe, welcher ausgestaltet ist, ein Gehäuse zu umfassen. Das Gehäuse definiert eine äußere Wand des Kompressors 11 und nimmt zwei Kompressionsmechanismen (d.h. ein Kompressionsmechanismus einer Niedrigstufe und ein Kompressionsmechanismus einer Hochstufe) und einen elektrischen Motor auf, welcher die zwei Kompressionsmechanismen betreibt und drehen lässt.
  • Das Gehäuse des Kompressors 11 weist einen Sauganschluss 11a, einen Zwischendruckanschluss 11b und einen Auslassanschluss 11c auf. Der Sauganschluss 11a saugt ein Kältemittel von einem niedrigen Druck von außerhalb von dem Gehäuse zu dem Kompressionsmechanismus mit zwei Stufen an. Der Zwischendruckanschluss 11b liefert ein Kältemittel von Zwischendruck von außerhalb von dem Gehäuse zu dem Inneren des Gehäuses und mischt das Kältemittel eines Zwischendrucks mit einem Kältemittel, welches von einem niedrigen Druck zu einem hohen Druck komprimiert wird. Der Auslassanschluss 11c lässt ein Kältemittel eines hohen Drucks von dem Kompressionsmechanismus einer Hochstufe nach außen von dem Gehäuse aus.
  • Noch genauer ist der Zwischendruckanschluss 11b mit einer Kältemittelauslassseite von dem Kompressionsmechanismus einer Niedrigstufe verbunden (d.h. einer Kältemittelsaugseite von dem Kompressionsmechanismus einer Hochstufe). Der Kompressionsmechanismus einer Niedrigstufe und der Kompressionsmechanismus einer Hochstufe können Kompressionsmechanismen vom Spiraltyp, ein Kompressionsmechanismus vom Schaufeltyp, ein Kompressionsmechanismus vom Typ rotierender Kolben oder ähnliches sein.
  • Ein Betrieb (d.h. eine Drehzahl) des elektrischen Motors wird durch Steuersignale gesteuert, welche von einer Klimaanlagensteuerung 40 ausgegeben werden, welche später beschrieben wird, und der elektrische Motor kann ein Wechselstrommotor oder ein Gleichstrommotor sein. Eine Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 wird durch eine Drehzahlsteuerung geändert. Gemäß der ersten Ausführungsform bildet der elektrische Motor einen Auslasskapazitätsänderungsteil, welcher die Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 ändert.
  • Obwohl der Kompressor 11, bei welchem die zwei Kompressionsmechanismen durch ein einziges Gehäuse aufgenommen sind, gemäß der ersten Ausführungsform verwendet wird, ist ein Typ eines Kompressors nicht auf den Kompressor 11 beschränkt. Das heißt, so lange wie das Kältemittel eines Zwischendrucks dazu gebracht wird, durch den Zwischendruckanschluss 11b zu strömen und mit dem Kältemittel gemischt wird, welches von einem niedrigen Druck zu einem hohen Druck komprimiert wird, kann der Kompressor 11 ein elektrischer Kompressor sein. Der elektrische Kompressor ist derart ausgestaltet, dass ein Kompressionsmechanismus vom Typ festgelegte Kapazität und ein elektrischer Motor, welcher drehend den Kompressionsmechanismus vom Typ festgelegte Kapazität betreibt, in einem Gehäuse aufgenommen sind.
  • Des Weiteren kann der elektrische Kompressor mit Komprimierung in einer doppelten Stufe eine Struktur aufweisen, bei welcher zwei Kompressoren, ein Kompressor einer Niedrigstufenseite und ein Kompressor einer Hochstufenseite, miteinander in Reihe verbunden sind. Der Sauganschluss 1a kann ein Sauganschluss eines Kompressors einer Niedrigstufenseite sein, welcher auf einer Niedrigstufenseite angeordnet ist. Der Auslassanschluss 11c kann ein Auslassanschluss von dem Kompressor einer Hochstufe sein, welcher auf einer Hochstufenseite angeordnet ist. Der Zwischendruckanschluss 11b kann an einem Verbindungsteil angeordnet sein, welches einen Auslassanschluss von dem Kompressor einer Niedrigstufenseite und einen Sauganschluss von dem Kompressor einer Hochstufenseite verbindet.
  • Eine Kältemitteleinlassseite von einem inneren Kondensator 12 ist mit dem Auslassanschluss 11c von dem Kompressor 11 verbunden. Der innere Kondensator 12 ist ein Wärmetauscher einer Nutzungsseite (d.h. ein erster Wärmetauscher einer Nutzungsseite), welcher eine geblasene Luft aufheizt, die durch den inneren Verdampfer 23 hindurchgegangen ist, welcher später beschrieben werden wird, und ist in einem Klimatisierungsgehäuse 31 von einer inneren Klimaanlageneinheit 30 vorgesehen, welche in der Fahrzeugklimaanlage 1 angeordnet ist, welche später beschrieben werden wird. Der innere Kondensator 12 funktioniert als ein Kühler, welcher Wärme von einem Kältemittel einer hohen Temperatur und eines hohen Drucks abstrahlt, welches von dem Kompressor 11, noch genauer von dem Kompressionsmechanismus einer Hochstufenseite, ausgelassen wird.
  • Eine Kältemittelauslassseite von dem inneren Kondensator 12 ist mit einer Einlassseite von einem Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite verbunden, welches als ein Dekompressor einer Hochstufenseite funktioniert (d.h. einem ersten Dekompressor), welcher Kältemittel vom Druck dekomprimiert, welches von dem inneren Kondensator 12 herausströmt, um Kältemittel von einem Zwischendruck zu sein. Der Dekompressor einer Hochstufenseite ist ein elektrischer, variabler Drosselmechanismus, welcher einen Ventilkörper, bei welchem ein Drosselöffnungsgrad des Ventilkörpers geändert werden kann, und einen elektrischen Stellantrieb umfasst, welcher einen Schrittmotor aufweist, der den Drosselöffnungsgrad des Ventilkörpers ändert.
  • Noch genauer wird, wenn das Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite teilweise geschlossen ist zum Dekomprimieren eines Kältemittels, der Drosselöffnungsgrad derart geändert, dass ein äquivalenter Durchmesser von einem Drosseldurchlassbereich innerhalb des Bereichs von ϕ 0,5 bis ϕ 3 mm liegt. Des Weiteren kann, wenn der Drosselöffnungsgrad vollständig offen ist, der äquivalente Durchmesser von dem Drosseldurchlassbereich auf ϕ 10 mm derart gehalten werden, dass eine Kältemitteldekomprimierungsfunktion nicht ausgeübt wird. Ein Betrieb des Expansionsventils 13 einer Hochstufenseite wird durch Steuersignale gesteuert, welche von der Klimaanlagensteuerung 40 ausgegeben werden. Eine Auslassseite des Expansionsventils 13 einer Hochstufenseite ist mit einem Kältemitteleinlassanschluss 141a von dem Integrationsventil 14 verbunden.
  • Das Integrationsventil 14 ist derart ausgestaltet, dass ein Dampf-Flüssig-Trennteil (z.B. ein Dampf-Flüssig-Trennraum 141b), eine Ventileinrichtung (z.B. ein Integrationsventilelement 29), ein Dekompressor (z.B. eine festgelegte Drossel 17) und ähnliches integriert sind. Der Dampf-Flüssig-Trennteil trennt ein Kältemittel, welches von dem Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite herausströmt, in ein Kältemittel einer Dampfphase und in ein Kältemittel einer Flüssigphase. Die Ventileinrichtung öffnet oder schließt einen Dampfphasenkältemitteldurchlass 142 b, durch welchen das Kältemittel einer Dampfphase, welches durch den Dampf-Flüssig-Trennteil getrennt wurde, hindurchgeht und einen Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d. Der Dekompressor dekomprimiert das Kältemittel einer Flüssigphase, welches durch den Dampf-Flüssig-Trennteil getrennt wurde.
  • In anderen Worten weist das Integrationsventil 14 eine Struktur auf, in welcher ein Teil von Komponenteneinrichtungen, welche zum Antreiben des Wärmepumpenkreislaufs 10 als ein Gas-Injektions-Kreislauf erforderlich sind, integriert ist. Des Weiteren führt das Integrationsventil 14 eine Funktion als ein Kältekreislaufschaltteil aus, welches einen Kältekreislauf schaltet, in welchem ein Kältemittel zirkulieren gelassen wird.
  • Ein Detail der Struktur des Integrationsventils 14 wird hier im Folgenden unter Bezugnahme auf die 4-8 beschrieben. Die 4 und 5 sind schematische Querschnittsansichten des Integrationsventils 14 der ersten Ausführungsform entlang einer Linie, die sich in einer Richtung oben-unten erstreckt. Die 4 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Schrittmotor 28 zeigt, welcher im Folgenden beschrieben werden wird, in einem Zustand, in welchem der Schrittmotor 28 das Integrationsventilelement 29 derart betreibt, dass ein getrenntes Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d geöffnet ist. Die 5 ist eine Querschnittsansicht, welche den Schrittmotor 28 in einem Zustand zeigt, in welchem der Schrittmotor 28 das Integrationsventilelement 29 derart betreibt, dass das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d geschlossen ist. Die 6 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VI-VI der 4 und die 7 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VII-VII der 6 und 8 zeigt ein Modifikationsbeispiel einer positionsbezogenen Ausgestaltung im Inneren des Integrationsventils 14.
  • Das Integrationsventil 14 weist einen Körper 140 auf, welcher eine äußere Hülle des Integrationsventils 14 definiert, und das Integrationsventilelement 29 und ähnliches darin aufnimmt. Der Körper 140 ist durch einen Metallblockkörper ausgebildet, welcher eine im Allgemeinen quadratische röhrenförmige Form aufweist und eine axiale Richtung des Metallblockkörpers erstreckt sich in einer Richtung oben-unten. Der Dampf-Flüssig-Trennraum 141b ist in dem Körper 140 vorgesehen. Der Dampf-Flüssig-Trennraum 141b ist ausgestaltet, eine im Allgemeinen zylindrische Form aufzuweisen und eine axiale Richtung der im Allgemeinen zylindrischen Form erstreckt sich in der Richtung oben-unten.
  • Der Kältemitteleinlassanschluss 141a, durch welchen ein Kältemittel nach einem Herausströmen von dem Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite in den Dampf-Flüssig-Trennraum 141b eingeführt wird, ist an einer äußeren Wandoberfläche des Körpers 140 definiert.
  • Ein Kältemitteleinlassdurchlass 141h, welcher ein Kältemittel von dem Kältemitteleinlassanschluss 141a zu dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b einlässt, steht mit dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b über ein Kältemitteleinlassloch 141g in Kommunikation.
  • Wie es in der Querschnittsansicht der 7 gezeigt ist, erstreckt sich der Kältemitteleinlassdurchlass 141h dieser Ausführungsform in einer tangentialen Richtung eines Kreises, welcher eine Querschnittsform von einer inneren Wandoberfläche von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b ist, wenn er in einer axialen Richtung von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b betrachtet wird (d.h. in der Richtung oben-unten dieser Ausführungsform).
  • Das Kältemittel, welches von dem Kältemitteleinlassanschluss 141a in den Dampf-Flüssig-Trennraum 141b eingeführt wird, kehrt daher um und verwirbelt sich entlang der inneren Wandoberfläche von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b, welcher die im Allgemeinen kreisförmige Form im Querschnitt aufweist.
  • Durch eine Aktion der Zentrifugalkraft, welche durch solch eine Wirbelströmung erzeugt wird, wird das Kältemittel, welches in dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b strömt, in Kältemittel einer Dampfphase und in Kältemittel einer Flüssigphase getrennt und das Kältemittel einer Flüssigphase bewegt sich nach unten von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b durch die Wirkung der Schwerkraft. In anderen Worten bildet der Dampf-Flüssig-Trennraum 141b einen zentrifugalen Dampf-Flüssig-Trennteil.
  • Wie es in der 6 gezeigt ist, bilden ein Wirbelraum AI, ein Trennraum A2 und ein Speicherraum A3 den Dampf-Flüssig-Trennraum 141b aus. In dem Wirbelraum A1 strömt das Kältemittel, welches von dem Kältemitteleinlassanschluss 141a herausströmt, in einem Kreis entlang der inneren Wandoberfläche. Der Trennraum A2 trennt das Kältemittel in das Kältemittel einer Dampfphase und das Kältemittel einer Flüssigphase. Der Speicherraum A3 dient zum Speichern des Kältemittels einer Flüssigphase, welches in dem Trennraum A2 getrennt wurde.
  • Der Wirbelraum A1 ist ein Raum, welcher zwischen der inneren Wandoberfläche von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b und einer äußeren Wandoberfläche von dem Gasphasenkältemittelauslassrohr 142c vorgesehen ist, welcher nachfolgend beschrieben werden wird. Eine Länge des Wirbelraums A1 in der axialen Richtung von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b ist kürzer als eine Hälfte von einer gesamten Länge von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b in der axialen Richtung.
  • Der Trennraum A2 ist nach unten von dem Wirbelraum A1 angeordnet und ist ein Raum, welcher zwischen einem Ende (d.h. einem bodenseitigen Ende) von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c in einer longitudinalen Richtung und dem Integrationsventilelement 29 vorgesehen ist. Eine Länge von dem Trennraum A2 in der axialen Richtung von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b ist gleich zu einem inneren Durchmesser von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c.
  • Der Speicherraum A3 ist nach unten von dem Trennraum A2 angeordnet und ist ein Raum, welcher zwischen der inneren Wandoberfläche von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b und einer äußeren Wandoberfläche von einem röhrenförmigen Abschnitt 143, welcher später beschrieben werden wird, vorgesehen ist. Eine Länge des Speicherraums A3 in der axialen Richtung von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b ist der Rest einer Länge von der gesamten Länge von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b außer der Länge von dem Wirbelraum A1 und der Länge von dem Trennraum A2.
  • Wie es in einer Querschnittsansicht der 6 gezeigt ist, ist das Kältemitteleinlassloch 141g dieser Ausführungsform durch ein längliches Loch ausgestaltet, das sich in der axialen Richtung von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b erstreckt. In anderen Worten ist eine vertikale Abmessung Dv von dem Kältemitteleinlassloch 141g, welche sich in der axialen Richtung von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b erstreckt, größer als eine horizontale Abmessung Dh von dem Kältemitteleinlassloch 141g, welche sich in einer Richtung senkrecht zu den tangentialen Richtung von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b erstreckt (Dv>Dh).
  • Wenn ein Kältemittel, welches zu dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b eingeführt wird, in dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b sich verwirbelt, dreht sich daher eine hauptsächliche Strömung von dem Kältemittel entlang einer radial äußeren Wand von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b ohne sich radial nach innen von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b auszubreiten. Eine zentrifugale Kraft kann daher effektiv auf das Kältemittel wirken, welches in dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b strömt, und eine Effizienz im Trennen von dampfförmig-flüssig in dem Integrationsventil 14 kann verbessert werden.
  • Des Weiteren öffnet sich das Kältemitteleinlassloch 141g an einer Position, welche entfernt ist von einem Ende (d.h. einem unteren Ende) von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c in einer longitudinalen Richtung und näher ist zu dem anderen Ende (d.h. einem oberen Ende) von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c in der longitudinalen Richtung.
  • Ein Abstand Lv von einem unteren Ende von dem Kältemitteleinlassloch 141g zu dem einen Ende (d.h. dem unteren Ende) von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c wird festgelegt basierend auf der vertikalen Abmessung Dv von dem Kältemitteleinlassloch 141g. Noch genauer wird der Abstand Lv von dem unteren Ende von dem Kältemitteleinlassloch 141g zu dem einen Ende (d.h. dem unteren Ende) von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c festgelegt, größer zu sein als eine Hälfte von der vertikalen Abmessung Dv von dem Kältemitteleinlassloch 141g, wie es durch eine unten gegebene Formel F1 gezeigt ist. Lv ≥ ( 1 / 2 ) × Dv
    Figure DE112012004197B4_0001
  • Eine Stelle von dem unteren Ende von dem Kältemitteleinlassloch 141g entspricht einem Endabschnitt an der einen Endseite von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c, welches später beschrieben werden wird.
  • Wie es oben beschrieben ist, kann, wenn ein Abstand Lv von einer Endposition von dem Kältemitteleinlassloch 141g zu dem einen Ende von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c eingestellt ist, die Formel F1 zu erfüllen, eine Eingangslänge, in welcher das Kältemittel ausreichend in dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b verwirbelt wird, aufrechterhalten werden. Daher kann eine Effizienz im Trennen von dampfförmig-flüssig in dem Integrationsventil 14 verbessert werden.
  • Ein Abstand Lh zwischen einer Mittellinie C1 von dem Kältemitteleinlassdurchlass 141h und einer tangentialen Linie T1 von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b an einer radial äußeren Wandoberfläche, welche parallel zu der Mittellinie C1 ist, wird festgelegt basierend auf der horizontalen Abmessung Dh von dem Kältemitteleinlassloch 141g. Noch genauer wird der Abstand Lh zwischen der Mittellinie C1 und der Tangentiallinie T1 festgelegt, länger zu sein als eine Hälfte von der horizontalen Abmessung Dh von dem Kältemitteleinlassloch 141g und kürzer als eineinhalb der horizontalen Abmessung Dh von dem Kältemitteleinlassloch 141g, wie es mit einer Formel F2 gezeigt ist. ( 1 / 2 ) × Dh ≤ Lh ≤ ( 3 / 2 ) × Dh
    Figure DE112012004197B4_0002
  • Die 7 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VII-VII der 6 in einem Zustand, in welchem der Abstand Lh zwischen der Mittellinie C1 und der Tangentiallinie T1 gleich ist zu einer Hälfte von der horizontalen Abmessung Dh von dem Kältemitteleinlassloch 141g. Die 8 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII der 6 in einem Zustand, in welchem der Abstand Lh zwischen der Mittellinie C1 und der Tangentiallinie T1 gleich ist zu eineinhalb der horizontalen Abmessung Dh von dem Kältemitteleinlassloch 141g.
  • Weil der Abstand Lh zwischen der Mittellinie C1 und der Tangentiallinie T1 eingestellt ist, die Formel F2 zu erfüllen, kann das Kältemittel eine starke zentrifugale Kraft empfangen, wenn das Kältemittel, welches in den Dampf-Flüssig-Trennraum 141b strömt, sich entlang der radial äußeren Wandoberfläche von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b verwirbelt. Daher kann eine Effizienz im Trennen von dampfförmig-flüssig in dem Integrationsventil 14 verbessert werden.
  • Das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c, welches das Kältemittel einer Dampfphase, welches in dem Dampf- Flüssig-Trennraum 141b getrennt wurde, in Richtung zu einem Dampfphasenkältemittelauslassanschluss 142a leitet, ist an dem Körper 140 vorgesehen. Das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c ist in einer zylindrischen Form gebildet und ist angeordnet, koaxial zu dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b zu sein. Das Kältemittel, welches in den Dampf-Flüssig-Trennraum 141b strömt, strömt daher und verwirbelt sich entlang dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c.
  • Das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c erstreckt sich derart, dass ein Anschlussteil von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c im Inneren des Dampf-Flüssig-Trennraums 141b angeordnet ist. Das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d ist an dem Anschlussteil vorgesehen, welches das Kältemittel einer Dampfphase abgibt, welches in dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b getrennt wurde.
  • Gemäß dieser Ausführungsform ist der Dampfphasenkältemitteldurchlass 142b in dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c vorgesehen. Ein Kommunikationsloch, durch welches eine obere Seite von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c mit dem Äußeren des Körpers 140 in Kommunikation steht, ist an einer oberen Seite von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c vorgesehen. Eine Öffnung von dem Kommunikationsloch an einer äußeren Seite von dem Körper 140 definiert den Dampfphasenkältemittelauslassanschluss 142a. Das Kommunikationsloch erstreckt sich, um senkrecht zu der axialen Richtung von dem Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c zu sein.
  • Der Dampf-Flüssig-Trennraum 141b nimmt das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c und das Integrationsventilelement 29 auf, welches ein getrenntes Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c öffnet oder schließt, welches an dem röhrenförmigen Abschnitt 143 angeordnet ist, der an einer unteren Seite von dem Körper 140 positioniert ist.
  • Der röhrenförmige Abschnitt 143 ist aus einem im Allgemeinen zylindrischen Harzteil gebildet, welches derart angeordnet ist, dass eine axiale Richtung von dem Harzteil koaxial zu dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b ist, und ist an einem Anschlussteil des Körpers 140 festgelegt und befestigt. Der röhrenförmige Abschnitt 143 ist ein Abschnitt, welcher einen Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d und die festgelegte Drossel ausbildet. Der Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d und die festgelegte Drossel 17 sind daher nach unten von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d positioniert. Ein Dichtungsabschnitt ist zwischen einer inneren peripheren Seite von dem Körper 140 und einer äußeren peripheren Seite von dem röhrenförmigen Abschnitt 143 derart positioniert, dass ein Kältemittel nicht von einer Lücke zwischen der inneren peripheren Seite von dem Körper 140 und der äußeren peripheren Seite von dem röhrenförmigen Abschnitt 143 herausleckt.
  • Der Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d ist an einer inneren peripheren Seite von dem röhrenförmigen Abschnitt 143 definiert. Eine Öffnung auf einer oberen Endseite von dem röhrenförmigen Abschnitt 143 definiert das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c, welches Kältemittel einer Flüssigphase einlässt, das an dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b getrennt wurde, zu einer Seite von dem Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d. Eine Öffnung an einer unteren Endseite von dem röhrenförmigen Abschnitt 143 definiert einen Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss 141e, welcher das Kältemittel einer Flüssigphase, welches in dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b getrennt wurde, nach außen von dem Integrationsventil 14 herausströmen lässt. Das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c ist vorgesehen, um gegenüberliegend zu dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c zu sein.
  • Ein vorragender Abschnitt, welcher eine ringförmige Form aufweist und in Richtung zu einer Seite von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b hervorragt, ist an der Öffnung an der Seite des oberen Endes von dem röhrenförmigen Abschnitt 143 vorgesehen. Eine obere Endoberfläche von dem vorragenden Abschnitt von dem röhrenförmigen Abschnitt 143 ist mit einem Ventilsitzabschnitt 143a versehen, welcher mit einem Dichtungsabschnitt 29a einer Seite eines Kältemittels einer Flüssigphase von dem Integrationsventilelement 29 in Kontakt steht, wenn das Integrationsventilelement 29 das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c (d.h. den Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d) schließt.
  • Des Weiteren ist die festgelegte Drossel 17 an einer äußeren peripheren Seite von dem vorragenden Abschnitt von dem röhrenförmigen Abschnitt 143 vorgesehen, um Kältemittel einer Flüssigphase, welches an dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b getrennt wurde, zu dekomprimieren und auszulassen in Richtung einer Seite von einem Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss 141e, wenn das Integrationsventilelement 29 den Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d schließt. Noch genauer erstreckt sich die festgelegte Drossel 17, um parallel zu einem Kältemitteldurchlass zu sein, welcher im Inneren des Ventilsitzabschnitts 143a vorgesehen ist.
  • Wenn ein Kältemittel, dessen Geschwindigkeitsschwankung groß ist, in dem Wirbelraum A1 von dem Trennraum A2 direkt in die festgelegte Drossel 17 strömt, kann es eine Befürchtung geben, dass die Dekomprimierungscharakteristik von der festgelegten Drossel unstabil wird.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die festgelegte Drossel 17 ausgestaltet, sich zu dem Speicherraum A3 von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b zu öffnen. Daher wird ein Kältemittel einer Dampfphase darin beschränkt, in die festgelegte Drossel zu strömen und die Dekomprimierungscharakteristik der festgelegten Drossel 17 kann stabilisiert werden.
  • Noch genauer kann eine Düse oder eine Öffnung, von welcher der Öffnungsgrad festgelegt ist, als die festgelegte Drossel 17 verwendet werden. Bei einer festgelegten Drossel, wie zum Beispiel der Düse oder der Öffnung, wird ein Öffnungsdurchlassbereich drastisch verringert oder vergrößert. Eine Strömungsmenge von einem Kältemittel, welches durch die festgelegte Drossel hindurch geht und eine Qualität von einem Kältemittel auf einer stromaufwärtigen Seite von der festgelegten Drossel können daher selbst gesteuert (d.h. ausgeglichen) werden, während eine Druckdifferenz zwischen einer stromaufwärtigen und einer stromabwärtigen Seite (d.h. eine Druckdifferenz zwischen einem Einlassanschluss und einem Auslassanschluss) gegeben ist.
  • Noch genauer ist, wenn die Druckdifferenz zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite relativ groß ist, die Qualität des Kältemittels auf der stromaufwärtigen Seite von der festgelegten Drossel 17 ausgeglichen, groß zu sein, während eine erforderliche Strömungsmenge von einem zirkulierenden Kältemittel, was eine erforderliche Strömungsmenge ist, die in einem Kreislauf zirkuliert, verringert ist. Auf der anderen Seite ist, wenn die Druckdifferenz relativ gering ist, die Qualität des Kältemittels auf der stromaufwärtigen Seite von der festgelegten Drossel 17 ausgeglichen, gering zu sein, während die erforderliche Strömungsmenge von dem zirkulierenden Kältemittel erhöht ist.
  • Wenn jedoch die Qualität von dem Kältemittel auf der stromaufwärtigen Seite von der festgelegten Drossel 17 groß ist und wenn ein äußerer Wärmetauscher 20 als ein Verdampfer funktioniert, lässt ein Leistungskoeffizient (COP) (engl.: Coefficient of Performance) des Kreislaufs nach, während eine Wärmeabsorptionsmenge (d.h. eine Kühlkapazität) von einem Kältemittel an dem äußeren Wärmetauscher 20 verringert ist. Gemäß dieser Ausführungsform wird, selbst wenn die erforderliche Strömungsmenge des zirkulierenden Kältemittels durch eine Variierung einer Laständerung in einem Heizbetriebsmodus (d.h. einem ersten Heizmodus) geändert wird, der Leistungskoeffizient COP daran gehindert, nachzulassen, derart, dass eine Qualität X von dem Kältemittel auf der stromaufwärtigen Seite von der festgelegten Drossel 17 geringer ist als oder gleich ist zu 0,1.
  • In anderen Worten ist die festgelegte Drossel 17 der vorliegenden Ausführungsform derart angepasst, dass die Qualität des Kältemittels auf der stromaufwärtigen Seite von der festgelegten Drossel selbst gesteuert ist, um geringer zu sein oder gleich zu sein zu 0,1, selbst wenn die Strömungsmenge von dem zirkulierenden Kältemittel und die Druckdifferenz zwischen dem Einlassanschluss und dem Auslassanschluss von der festgelegten Drossel sich in einem Bereich ändert, welcher in Betracht gezogen wird, wenn eine Laständerung in dem Wärmepumpenkreislauf 10 verursacht wird.
  • Eine Temperaturdifferenz zwischen einer Temperatur von einem Kältemittel nach einem Hindurchgehen durch die festgelegte Drossel 17 und einer Temperatur vor einem Hindurchgehen durch die festgelegte Drossel 17 ist groß (zum Beispiel in etwa 30° C). Wenn der röhrenförmige Abschnitt 143, welcher den Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d und die festgelegte Drossel 17 ausbildet, ein Metallblock ist, wird daher eine Wärme von einem Kältemittel einer hohen Temperatur vor einem Hindurchgehen durch die festgelegte Drossel 17 einem Wärmeaustausch mit einem Kältemittel einer niedrigen Temperatur (d. h. einem Kältemittel in einem gemischten Dampf-Flüssig-Zustand) nach einem Hindurchgehen durch die festgelegte Drossel 17 unterzogen und wird über den Körper 140 und den röhrenförmigen Abschnitt 143 gekühlt. Das heißt, wenn der Körper 140 und der röhrenförmige Abschnitt 143 aus einem Metallmaterial hergestellt sind, welches eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, gibt es eine Möglichkeit, dass das Kältemittel vor einem Hindurchgehen durch die festgelegte Drossel 17 indirekt einem Wärmeaustausch mit dem Kältemittel unterzogen wird nach einem Hindurchgehen durch die festgelegte Drossel 17 über den Körper 140 und den röhrenförmigen Abschnitt 143.
  • Solch ein Übertragen von Wärme verursacht (i) ein Verringern einer Wärmeübertragungsmenge von dem äußeren Wärmetauscher 20, welcher an einer stromabwärtigen Seite von dem Integrationsventil 14 in einer Strömungsrichtung von dem Kältemittel angeordnet ist, und (ii) ein Verringern von einer Heizkapazität, wenn der Wärmepumpenkreislauf 10 betrieben wird, ein Gasinjektionskreislauf zu sein.
  • Im Gegensatz dazu ist gemäß dieser Ausführungsform der röhrenförmige Abschnitt 143 aus einem Harzmaterial hergestellt, welches eine größere Wärmewiderstandsfähigkeit als der Körper 140 aufweist, welcher aus einem Metallblock hergestellt ist. Die Dekomprimierungscharakteristik der festgelegten Drossel 17 kann stabil sein durch ein Beschränken eines indirekten Übertragens von Wärme zwischen dem Kältemittel vor einem Hindurchgehen durch die festgelegte Drossel 17 und dem Kältemittel nach einem Hindurchgehen durch die festgelegte Drossel 17 über den Körper 140 und die festgelegte Drossel 17. Daher kann ein Verringern von einer Wärmeübertragungsmenge von einem Wärmetauscher, welcher stromabwärts von dem Integrationsventil 14 in der Strömungsrichtung von dem Kältemittel positioniert ist, beschränkt werden. Des Weiteren kann ein Verringern einer Temperatur von einem Kältemittel einer Dampfphase, welches über den Dampfphasenkältemitteldurchlass 142b herausströmt, beschränkt werden durch ein Kältemittel einer Flüssigphase, welches durch den Betrieb des Integrationsventilelements 29 dekomprimiert wird. Wenn der Wärmepumpenkreislauf 10 dementsprechend betrieben wird, der Gasinjektionskreislauf zu sein, wird dementsprechend die Wärmekapazität an einem Abnehmen beschränkt.
  • Gemäß dieser Ausführungsform sind des Weiteren der Dampf-Flüssig-Trennraum 141b, der Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d und die festgelegte Drossel 17 integral im Inneren des Körpers 140 ausgebildet. Eine Wärmeübertragungsmenge von einem Kältemittel, welches durch den Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d von außen hindurchgeht, kann daher verringert sein im Vergleich zu einem Fall, in welchem ein Kältemitteldurchlass, welcher das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b und die festgelegte Drossel verbindet, separat durch ein Rohr vorgesehen ist.
  • Daher kann ein Phänomen, welches hier im Folgenden als ein Wärmeschaden (engl.: heat damage) bezeichnet wird, dass das Kältemittel, welches durch den Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d hindurchgeht, durch ein Aufweisen von Wärme von außen von dem Integrationsventil 14 zum Sieden gebracht wird und verdampft, reduziert werden. Dieser Punkt wird unter einer Bezugnahme auf die 9 beschrieben werden. Die 9 ist ein Strömungscharakteristikdiagramm (d. h. ein Diagramm einer Drosselcharakteristik), welches einen Einfluss des Wärmeschadens in einem Zustand zeigt, dass die Druckdifferenz zwischen einem Kältemitteldruck auf der stromaufwärtigen Seite von der festgelegten Drossel 17 und einem Kältemitteldruck auf der stromabwärtigen Seite von der festgelegten Drossel 17 festgelegt ist.
  • Wie es in der 9 gezeigt ist, wird eine Strömungsmenge Q von einem Kältemittel, welches durch die festgelegte Drossel 17 hindurchgeht, verringert, wenn eine Qualität von dem Kältemittel stromaufwärts von der festgelegten Drossel durch den Wärmeschaden erhöht wird. Des Weiteren wird, wenn eine Dichte von einem Kältemittel, welches durch den Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d hindurchgeht, verringert wird, die Strömungsmenge Q verringert durch eine Zunahme von einem Druckverlust durch den Wärmeschaden, während ein Kältemittel durch den Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d hindurchgeht.
  • Gemäß dieser Ausführungsform sind der Dampf-Flüssig-Trennraum 141b, der Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d und die festgelegte Drossel 17 integral in dem Körper 140 ausgebildet. Daher werden eine Zunahme von der Qualität X und eine Zunahme von dem Druckverlust, welcher durch den Wärmeschaden verursacht wird, beschränkt, und die Strömungsmenge Q an der festgelegten Drossel 17 kann auf wirksame Weise darin beschränkt werden, abzunehmen.
  • Das Integrationsventilelement 29 ist zwischen dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d, welches in dem Trennraum A2 angeordnet ist, und dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c, welches in dem Speicherraum A3 angeordnet ist, positioniert. Das Integrationsventilelement 29 erstreckt sich in einer Richtung senkrecht zu der axialen Richtung von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b (d. h. einer horizontalen Richtung gemäß dieser Ausführungsform) und ist aus einem scheibenförmig geformten Abschnitt gebildet. Der scheibenförmig geformte Abschnitt ist größer als der innere Durchmesser von dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c.
  • Gemäß dieser Ausführungsform ist ein Außendurchmesser Ds von dem Integrationsventilelement 29 in einem Bereich festgelegt, welcher den relationalen Ausdruck F3 und den relationalen Ausdruck F4, welche unten gezeigt sind, erfüllt im Hinblick auf eine Effizienz eines Trennens dampfförmig/flüssig in dem Integrationsventil 14 und eines Druckverlusts ΔP von dem Integrationsventil 14 aufgrund des Integrationsventilelements 29. Dp ≤ Ds ≤ ( Dx+Dr ) / 2
    Figure DE112012004197B4_0003
     π × ( Dr/2 ) 2 − π × ( Dx/ 2 ) 2 = π × ( Do/2 ) 2
    Figure DE112012004197B4_0004
  • Dp ist ein Außendurchmesser von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c, Dr ist ein Innendurchmesser von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b und Do ist ein Innendurchmesser von dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c. Wenn in einer axialen Richtung betrachtet, ist Dx ein Außendurchmesser (d. h. ein äquivalenter Durchmesser) von dem Integrationsventilelement 29 in einem Zustand, dass ein Bereich von einem ringförmigen Teil, welcher zwischen dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b und dem Integrationsventilelement 29 vorgesehen ist, gleich ist zu einem Querschnittsbereich von dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c in der radialen Richtung. Der Bereich von dem ringförmigen Teil entspricht der Seite linker Hand von dem obigen relationalen Ausdruck F4, und der Querschnittsbereich von dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c in der radialen Richtung entspricht der Seite rechter Hand von dem relationalen Ausdruck F4. Der relationale Ausdruck F4 wird vereinfacht zu Dx = (Dr2 - Do2)1/2.
  • Die obige Beziehung wird unter einer Bezugnahme auf die 10 beschrieben werden. Die 10 ist ein erläuterndes Diagramm, welches (i) eine Variierung von dem Druckverlust ΔP in dem Integrationsventil 14 des Integrationsventilelements und (ii) eine Variierung von der Effizienz (%) eines Trennens von dampfförmig/flüssig von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b zeigt, wenn der äußere Durchmesser Ds von dem Integrationsventilelement 29 von dem Integrationsventil 14, welches in der 6 gezeigt ist, geändert wird. Der Druckverlust ΔP ist ein gemessener Wert in einem Betriebsmodus, in welchem das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c offen ist und das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d in dem Integrationsventilelement 29 geschlossen ist. Die Effizienz eines Trennens von dampfförmig/flüssig ist ein gemessener Wert in einem Betriebsmodus, in welchem das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c geschlossen ist und das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142b offen ist.
  • Wie es in der 10 gezeigt ist, tendiert, wenn der Außendurchmesser Ds von dem Integrationsventilelement 29 abnimmt, die Effizienz eines Trennens von dampfförmig/flüssig dazu, verringert zu sein. Wenn des Weiteren der Außendurchmesser Ds des Integrationsventilelements 29 geringer ist als der Außendurchmesser Dp von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c, wird die Effizienz eines Trennens von dampfförmig/flüssig drastisch verringert. Umgekehrt wird, wenn der Außendurchmesser Ds von dem Integrationsventilelement 29 größer ist als oder gleich ist zu dem Außendurchmesser Dp von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c, die Effizienz eines Trennens von dampfförmig/flüssig sicher aufrechterhalten, hoch zu sein.
  • Daher wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein minimaler Wert von dem Außendurchmesser Ds von dem Integrationsventilelement 29 festgelegt, der gleiche Wert zu sein wie der Außendurchmesser Dp von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c (Dp ≤ Ds) aus dem Gesichtspunkt einer Effizienz eines Trennens von dampfförmig/flüssig im Inneren von dem Integrationsventil 14.
  • Wenn der Außendurchmesser Ds von dem Integrationsventilelement 29 übergroß ist, kann das Integrationsventilelement 29 selbst ein Durchlasswiderstand zwischen einer äußeren peripheren Seite von dem Integrationsventilelement 29 und dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b in einem Betriebsmodus (Kühlbetriebsmodus oder ähnliches) werden, in welchem das Integrationsventilelement 29 öffnet 141c und schließt 142d. In diesem Fall kann ein Druckverlust von einem Kältemittel, welches zwischen der äußeren peripheren Seite von dem Integrationsventilelement 29 und dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b hindurchgeht, erhöht sein.
  • Noch genauer wird, wie es in der 10 gezeigt ist, der Druckverlust ΔP drastisch erhöht, wenn der Außendurchmesser Ds von dem Integrationsventilelement 29 größer ist als der Außendurchmesser Dx. Solch eine Zunahme von dem Druckverlust ΔP im Inneren von dem Integrationsventil 14 kann eine Systemleistung verringern.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung bestimmen daher einen maximalen Wert von dem Außendurchmesser Ds von dem Integrationsventilelement 29 auf einen mittleren Wert (= (Dx + Dr) / 2) zwischen dem Außendurchmesser Dx und dem Innendurchmesser Dr von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b unter Berücksichtigung eines akzeptierbaren Bereichs von einer Verringerung der Systemleistungsfähigkeit aufgrund des Druckverlusts ΔP.
  • Im Hinblick auf ein Reduzieren des Druckverlusts ΔP in dem Integrationsventil 14 wird eine obere Grenze des Außendurchmessers Ds von dem Integrationsventilelement 29 vorzugsweise auf Dx eingestellt. In diesem Fall ist ein Bereich von einem röhrenförmigen Teil, welcher zwischen dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b und dem Integrationsventilelement 29 vorgesehen ist, größer als ein Querschnittsbereich von dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c in der radialen Richtung. Der Druckverlust ΔP in dem Integrationsventil 14 aufgrund eines Anordnens des Integrationsventilelements 29 wird darin beschränkt, sich zu erhöhen.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist (i) der Dichtungsabschnitt 29a einer Seite eines Kältemittels einer Flüssigphase, welcher aus einem Harz hergestellt ist und eine ringförmige Form aufweist, an einer Seite einer Bodenoberfläche von dem Integrationsventilelement 29 angeordnet und (ii) ein Dichtungsabschnitt 29b einer Seite eines Kältemittels einer Dampfphase, welcher aus einem Harz hergestellt ist und eine ringförmige Form aufweist, an einer Seite einer oberen Oberfläche von dem Integrationsventilelement 29 angeordnet. Wie es in der 5 gezeigt ist, stößt der Dichtungsabschnitt 29b einer Seite eines Kältemittels einer Dampfphase gegen das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c, wenn das Integrationsventilelement 29 den Dampfphasenkältemitteldurchlass 142b schließt.
  • Das Integrationsventilelement 29 ist des Weiteren mit einem beweglichen Teil von dem Schrittmotor 28 verbunden, und der Schrittmotor 28 ist an einer oberen Seite von dem Körper 140 unter Verwenden eines Befestigungsteils, wie zum Beispiel eines Befestigungsbolzens oder ähnlichem, über eine Welle 29c befestigt, welche als ein Antriebsmechanismus angepasst ist. Die Welle 29c ist koaxial mit dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c vorgesehen und geht durch das Innere von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c hindurch (d. h. den Dampfphasenkältemitteldurchlass 142b).
  • Der Schrittmotor 28 ist eine Antriebseinrichtung, welche das Integrationsventilelement 29 in einer axialen Richtung (d. h. einer Richtung oben/unten) von der Welle 29c bewegt, und ein Steuerungsimpuls, welcher von einer Klimaanlagensteuerung 40 ausgegeben wird, steuert einen Betrieb von dem Schrittmotor 28.
  • Der Schrittmotor 28 ist konstruiert zum Bewegen des Integrationsventilelements 29 zu einer Position, welche das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d (d. h. den Dampfphasenkältemitteldurchlass 142b) schließt, wenn das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c (d. h. der Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d) offen ist zum Auslassen des Kältemittels in Richtung einer Seite von dem Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141e. Noch genauer bewegt der Schrittmotor 28 das Integrationsventilelement 29 derart nach oben, dass das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d geschlossen ist und dass das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c offen ist.
  • Bei einem Zustand, dass das Integrationsventilelement 29 zum Öffnen des getrennten Flüssigphasenkältemittelauslasslochs 141c positioniert ist, ist ein Druckverlust, welcher aufgrund des Kältemittels verursacht wird, welches durch den Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d hindurchgeht, extrem niedriger als ein Druckverlust, welcher aufgrund des Kältemittels verursacht wird, welches durch die festgelegte Drossel 17 hindurchgeht. Bei dem Zustand, dass das Integrationsventilelement 29 zum Öffnen des getrennten Flüssigphasenkältemittelauslasslochs 141c positioniert ist, strömt daher Kältemittel durch das Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141e zu der Außenseite von dem Integrationsventil 14 heraus, im Allgemeinen ohne über einen Kältemitteldurchlass dekomprimiert zu werden, welcher an einer inneren peripheren Seite von dem Ventilsitzabschnitt 143a vorgesehen ist.
  • Der Schrittmotor 28 ist auch konstruiert zum Bewegen des Integrationsventilelements 29 zu einer Position eines Dekomprimierens von einem Kältemittel einer Dampfphase, welches in Richtung einer Seite von dem Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141e strömt, wenn das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d (d. h. der Dampfphasenkältemitteldurchlass 142b) offen ist zum Auslassen von Kältemittel einer Dampfphase zu einer Seite von dem Dampfphasenkältemittelauslassloch 142a. Noch genauer bewegt der Schrittmotor 28 das Integrationsventilelement 29 zu einer Position eines Schließens des getrennten Flüssigphasenkältemittelauslasslochs 141c (d. h. des Flüssigphasenkältemitteldurchlasses 141d), um so das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d zu öffnen.
  • Wenn das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c durch das Integrationsventilelement 29 in solch einer Weise geschlossen ist, strömt Kältemittel einer Flüssigphase, welches in dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b getrennt wurde, durch den Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss 141e nach außen von dem Integrationsventil 14 heraus, nachdem es durch die festgelegte Drossel 17 dekomprimiert wurde.
  • Ein Rückschlagventil (nicht gezeigt) ist an einem Kältemittelrohr von dem Integrationsventil 14 positioniert, welches sich von dem Dampfphasenkältemittelauslassanschluss 142a zu dem Zwischendruckanschluss 11b von dem Kompressor 11 erstreckt, und erlaubt es dem Kältemittel, lediglich von dem Integrationsventil 14 zu dem Zwischendruckanschluss 11b von dem Kompressor 11 zu strömen. Dementsprechend wird ein Kältemittel daran gehindert, aus einer Seite von dem Kompressor 11 zu einer Seite von dem Integrationsventil 14 herauszuströmen. Das Rückschlagventil kann mit dem Integrationsventil 14 oder dem Kompressor 11 integral ausgebildet sein.
  • Wie es in den 1 bis 3 gezeigt ist, ist eine Kältemitteleinlassseite von dem äußeren Wärmetauscher 20 mit dem Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss 141e von dem Integrationsventil 14 verbunden. Der äußere Wärmetauscher 20 ist in einer Motorhaube positioniert, und Wärme wird zwischen einem Kältemittel, welches im Inneren des äußeren Wärmetauschers 20 strömt, und Außenluft, welche durch ein Gebläse 21 geblasen wird, übertragen. Der äußere Wärmetauscher 20 funktioniert als ein Verdampfer, welcher Kältemittel von niedrigem Druck derart verdampft, dass das Kältemittel von niedrigem Druck eine Wärmeabsorptionswirkung mindestens in dem Heizbetrieb ausübt (d. h. dem ersten Heizmodus und dem zweiten Heizmodus) und als ein Kühler funktioniert, so dass ein Kältemittel von einem hohen Druck Wärme in dem Kühlbetriebsmodus oder ähnlichem abstrahlt.
  • Eine Kältemitteleinlassseite von einem Kühlexpansionsventil 22, welches eine zweite Dekomprimierungseinrichtung ist, ist verbunden mit einer Auslassseite von der Kältemittelauslassseite von dem äußeren Wärmetauscher 20. Das Kühlexpansionsventil 22 dekomprimiert Kältemittel, welches durch den äußeren Wärmetauscher 20 in den inneren Verdampfer 23 in dem Kühlbetriebsmodus oder ähnlichem herausströmt. Eine grundsätzliche Struktur von dem Kühlexpansionsventil 22 ist die gleiche wie bei dem Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite, und ein Betrieb von dem Kühlexpansionsventil 22 wird durch Steuersignale gesteuert, welche von der Klimaanlagensteuerung 40 ausgegeben werden.
  • Eine Kältemitteleinlassseite von dem inneren Verdampfer 23 ist mit einer Auslassseite von dem Kühlexpansionsventil 22 verbunden. Der innere Verdampfer 23 ist in dem Klimatisierungsgehäuse 31 von der inneren Klimaanlageneinheit 30 an einer stromaufwärtigen Seite von dem inneren Kondensator 12 in einer Strömungsrichtung von Luft vorgesehen. Der innere Verdampfer 23 ist ein Wärmetauscher, welcher als ein Verdampfer angepasst ist (zum Beispiel ein zweiter Wärmetauscher einer Nutzungsseite), und kühlt geblasene Luft durch ein Verdampfen von Kältemittel, welches durch den inneren Verdampfer 23 hindurchgeht, derart, dass das Kältemittel eine Wärmeabsorptionswirkung in dem Kühlbetriebsmodus, dem Entfeuchtungs- und Heizbetriebsmodus oder ähnlichem ausübt.
  • Eine Einlassseite von einem Sammler 24 ist mit einer Auslassseite von dem inneren Verdampfer 23 verbunden. Der Sammler 24 ist ein Dampf-Flüssig-Trennteil einer Niedrigdruckseite, welches Kältemittel, das in den Sammler 24 angesaugt wird, in Kältemittel einer Dampfphase und in Kältemittel einer Flüssigphase trennt und überschüssiges Kältemittel speichert. Zusätzlich ist der Sauganschluss 11a von dem Kompressor 11 mit einem Dampfphasenkältemittelauslassanschluss von dem Sammler 24 verbunden. Der innere Verdampfer 23 ist daher mit dem Sammler 24 derart verbunden, um Kältemittel dazu zu bringen, in Richtung zu einer Seite von dem Sauganschluss 11a von dem Kompressor 11 zu strömen.
  • Des Weiteren ist die Auslassseite von dem äußeren Wärmetauscher 20 mit einem Bypassdurchlass 25 eines Expansionsventils verbunden, und der Bypassdurchlass 25 eines Expansionsventils leitet Kältemittel, welches von dem äußeren Wärmetauscher 20 herausströmt, zu der Einlassseite von dem Sammler 24, derart, dass Kältemittel das Kühlexpansionsventil 22 und den inneren Verdampfer 23 umgeht. Ein Schaltventil 27 eines Bypassdurchlasses ist an dem Bypassdurchlass 25 eines Expansionsventils angeordnet.
  • Das Schaltventil 27 eines Bypassdurchlasses ist ein Magnetventil, welches den Bypassdurchlass 25 eines Expansionsventils schaltet, um geöffnet oder geschlossen zu sein, und der Öffnungs- und Schließbetrieb von dem Schaltventil 27 eines Bypassdurchlasses wird durch eine Steuerspannung gesteuert, welche von der Klimaanlagensteuerung 40 ausgegeben wird. Ein Druckverlust aufgrund des Kältemittels, welches durch das Schaltventil 27 eines Bypassdurchlasses hindurchgeht, ist extrem niedriger als ein Druckverlust aufgrund des Kältemittels, welches durch das Kühlexpansionsventil 22 hindurchgeht.
  • Wenn das Schaltventil 27 eines Bypassdurchlasses offen ist, strömt daher Kältemittel, welches von dem äußeren Wärmetauscher 20 herausströmt, in den Sammler 24 über den Bypassdurchlass 25 eines Expansionsventils. In diesem Fall kann das Kühlexpansionsventil 22 vollständig geöffnet sein.
  • Wenn das Schaltventil 27 eines Bypassdurchlasses geschlossen ist, strömt Kältemittel in den inneren Verdampfer 23 über das Kühlexpansionsventil 22. Das Schaltventil 27 eines Bypassdurchlasses kann dementsprechend einen Kältekreislauf eines Wärmepumpenkreislaufs 10 schalten. Das Schaltventil 27 eines Bypassdurchlasses der vorliegenden Ausführungsform erstellt daher eine Kältekreislaufschalteinrichtung zusammen mit dem Integrationsventil 14.
  • Die innere Klimaanlageneinheit 30 wird beschrieben werden. Die innere Klimaanlageneinheit 30 ist im Inneren eines Instrumentenbretts (d. h. eines Armaturenbretts) vorgesehen, welches an einem vorderen Teil von einer Fahrgastzelle angeordnet ist, und weist das Klimatisierungsgehäuse 31 darin auf. Das Klimatisierungsgehäuse 31 stellt eine äußere Hülle von der inneren Klimaanlageneinheit 30 bereit und weist einen Luftdurchlass auf, in welchem Luft, welche in Richtung zu der Fahrgastzelle geblasen wird, strömt. Ein Gebläse 32, der innere Kondensator 12, der innere Verdampfer 23 oder ähnliches sind in dem Luftdurchlass vorgesehen.
  • Eine Innenluft/Außenluft-Schalteinrichtung 33, welche Einlassluft zwischen Innenluft (d. h. Luft im Inneren der Fahrgastzelle) und Außenluft schaltet, ist an einer am weitesten stromaufwärtigen Seite in einer Strömungsrichtung von der Luft in dem Klimatisierungsgehäuse 31 angeordnet. Die Innenluft/Außenluft-Schalteinrichtung 33 regelt kontinuierlich (i) einen Öffnungsbereich von einem Innenlufteinlassanschluss, welcher Innenluft in das Klimatisierungsgehäuse 31 einführt, und (ii) einen Öffnungsbereich von einem Außenlufteinlassanschluss, welcher Außenluft in das Klimatisierungsgehäuse 31 einführt, durch ein Verwenden einer Innenluft/Außenluft-Schaltklappe, so dass ein Luftvolumenverhältnis von einem Innenluftvolumen zu einem Außenluftvolumen kontinuierlich geändert wird.
  • Das Gebläse 32, welches Luft, welche über die Innenluft/Außenluft-Schalteinrichtung 33 angesaugt wird, in Richtung zu der Fahrgastzelle bläst, ist stromabwärts von der Innenluft/Außenluft-Schalteinrichtung 33 in der Strömungsrichtung von Luft angeordnet. Das Gebläse 32 ist ein elektrisches Gebläse, in welchem ein zentrifugales Mehrfachschaufelgebläse (d. h. ein Schirokko-Gebläse) durch einen elektrischen Motor betrieben wird, und eine Drehzahl (d. h. ein Volumen von geblasener Luft) wird basierend auf einer Steuerspannung gesteuert, welche von der Klimaanlagensteuerung 40 ausgegeben wird.
  • Der innere Verdampfer 23 und der innere Kondensator 12 sind an einer stromabwärtigen Seite von dem Gebläse 32 in der Strömungsrichtung von Luft in dieser Reihenfolge von dem inneren Verdampfer 23 und dem inneren Kondensator 12 vorgesehen. In anderen Worten ist der innere Verdampfer 23 an einer stromaufwärtigen Seite von dem inneren Kondensator 12 in der Strömungsrichtung von Luft angeordnet.
  • In dem Klimatisierungsgehäuse 31 ist ein Bypassdurchlass 35 angeordnet, welcher geblasene Luft nach einem Hindurchgehen durch den inneren Verdampfer 23 leitet, um den inneren Kondensator 12 zu umgehen, und eine Luftmischklappe 34 ist an einer stromabwärtigen Seite von dem inneren Verdampfer 23 und einer stromaufwärtigen Seite von dem inneren Kondensator 12 in der Strömungsrichtung von Luft angeordnet.
  • Die Luftmischklappe 34 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Strömungsmengenregler, welcher eine Strömungsmenge (d. h. ein Volumen an Luft) von geblasener Luft regelt, welche in den inneren Kondensator 12 geblasen wird, so dass ein Verhältnis eines Luftvolumens von geblasener Luft, welche an einer Seite von dem inneren Kondensator 12 hindurchgeht, zu einem Luftvolumen an geblasener Luft, welche durch den Bypassdurchlass 35 hindurchgeht, geregelt wird, nachdem geblasene Luft durch den inneren Verdampfer 23 hindurchgeht. Die Luftmischklappe 34 funktioniert als ein Regler, welcher eine Wärmeaustauschfähigkeit des inneren Kondensators 12 regelt.
  • Ein Mischraum 36 ist an einer stromabwärtigen Seite von dem inneren Kondensator 12 und dem Bypassdurchlass 35 in der Strömungsrichtung von Luft vorgesehen. In dem Mischraum 36 wird geblasene Luft, welche durch ein Austauschen von Wärme mit dem Kältemittel an dem inneren Kondensator 12 aufgeheizt wurde, mit geblasener Luft gemischt, welche durch den Bypassdurchlass 35 hindurchgeht, ohne aufgeheizt zu werden.
  • Öffnungen sind an der am weitesten stromabwärts liegenden Stelle von dem Klimatisierungsgehäuse 31 in der Strömungsrichtung von Luft derart vorgesehen, dass geblasene Luft, welche in dem Mischraum 36 gemischt wurde, zu der Fahrgastzelle, welche ein zu kühlender Raum ist, geblasen wird. Noch genauer sind als die Öffnungen (i) eine Defrosteröffnung 37a, welche klimatisierte Luft in Richtung zu einer inneren Oberfläche einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs bläst, (ii) eine Frontöffnung 37b, welche klimatisierte Luft in Richtung zu einem Oberkörper von einem Insassen der Fahrgastzelle bläst, und (iii) eine Fußöffnung 37c, welche klimatisierte Luft in Richtung zu einem Fuß von einem Insassen in der Fahrgastzelle bläst, vorgesehen.
  • Daher regelt die Luftmischklappe 34 das Verhältnis von einem Luftvolumen von geblasener Luft, welche an einer Seite von dem inneren Kondensator 12 hindurchgeht, zu einem Luftvolumen an geblasener Luft, welche durch den Bypassdurchlass 35 hindurchgeht, derart, dass eine Temperatur von der Luft in dem Mischraum 36 geregelt wird. Die Luftmischklappe 34 wird durch einen Servomotor (nicht gezeigt) betrieben, und ein Betrieb des Servomotors wird basierend auf Steuersignalen gesteuert, welche von der Klimaanlagensteuerung 40 ausgegeben werden.
  • Des Weiteren sind eine Defrosterklappe 38a, welche einen Öffnungsbereich der Defrosteröffnung 37a regelt, eine Frontklappe 38b, welche einen Öffnungsbereich der Frontöffnung 37b regelt, und eine Fußklappe 38c, welche einen Öffnungsbereich der Fußklappe 38c regelt, jeweils stromaufwärts von der Defrosteröffnung 37a, der Frontöffnung 37b und der Fußöffnung 37c angeordnet.
  • Die Defrosterklappe 38a, die Frontklappe 38b und die Fußklappe 38c bilden Auslassmodusschaltteile für ein Öffnen oder Schließen der Öffnungen 37a-37c aus und werden durch einen Servomotor (nicht gezeigt) gesteuert, welcher basierend auf Steuersignalen betrieben wird, welche von der Klimaanlagensteuerung 40 ausgegeben werden, über eine Verbindungsmechanik oder ähnliches.
  • Ein Frontauslass, ein Fußauslass und ein Defrosterauslass, welche in der Fahrgastzelle vorgesehen sind, sind jeweils mit einer stromabwärtigen Seite von der Defrosteröffnung 37a, der Frontöffnung 37b und der Fußöffnung 37c in der Strömungsrichtung von Luft über eine Leitung, welche einen Luftdurchlass bereitstellt, verbunden.
  • Der Auslassmodus ist zum Beispiel (i) ein Frontmodus, in welchem die Frontöffnung 37b vollständig offen ist, um Luft in Richtung zu einem Oberkörper von einem Insassen über den Frontauslass zu blasen, (ii) ein Zwei-Level-Modus, in welchem sowohl die Frontöffnung 37b als auch die Fußöffnung 37c geöffnet sind, um Luft in Richtung zu einem Oberkörper und einem Fuß von einem Insassen zu blasen, und (iii) ein Fußmodus, in welchem die Fußöffnung 37c vollständig offen ist und die Defrosteröffnung 37a zu einem geringen Ausmaß offen ist, um hauptsächlich Luft von dem Fußauslass zu blasen.
  • Eine elektrische Steuerungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform wird beschrieben werden. Die Klimaanlagensteuerung 40 ist in einem hinlänglich bekannten Mikrocomputer ausgebildet, welcher eine CPU, ein ROM, ein RAM oder ähnliches und einen peripheren Schaltkreis umfasst, und führt eine Vielzahl von arithmetischen Verarbeitungen bzw. Prozessen aus. Die Klimaanlagensteuerung 40 steuert einen Betrieb von einer Vielzahl von Klimatisierungseinrichtungen (zum Beispiel den Kompressor 11, das Integrationsventil 14, das Schaltventil 27 eines Bypassdurchlasses, das Gebläse 32 oder ähnliches), welche mit einer Ausgangsseite verbunden sind, basierend auf einem Klimaanlagensteuerprogramm, welches in dem ROM gespeichert ist.
  • Eine Sensorgruppe 41 für eine Vielzahl von Klimatisierungssteuerungen ist mit einer Eingangsseite der Klimaanlagensteuerung 40 verbunden. Die Sensorgruppe 41 umfasst (i) einen Innenluftsensor, welcher eine Temperatur in einer Fahrgastzelle erfasst, (ii) einen Außenluftsensor, welcher eine Temperatur von Außenluft erfasst, (iii) einen Sonnenstrahlungssensor, welcher eine Stärke einer Sonnenstrahlung, welche in die Fahrgastzelle eintritt, erfasst, (iv) einen Temperatursensor für einen Verdampfer, welcher eine Temperatur von geblasener Luft erfasst, welche von dem inneren Verdampfer 23 her geblasen wird (d. h. eine Temperatur des Verdampfers), (v) einen Auslassdrucksensor, welcher einen Druck von einem Kältemittel eines hohen Drucks erfasst, welches von dem Kompressor 11 ausgelassen wird, (vi) einen Kondensatortemperatursensor, welcher eine Temperatur von einem Kältemittel erfasst, welches von dem inneren Kondensator (12) herausströmt, (vii) einen Saugdrucksensor, welcher eine Temperatur von Einlasskältemittel erfasst, welches in den Kompressor 11 angesaugt wird, und ähnliches.
  • Des Weiteren ist ein Steuerbrett (nicht gezeigt) um ein Armaturenbrett herum angeordnet, welches an einem vorderen Bereich in einer Fahrgastzelle angeordnet ist, und ist mit einer Eingangsseite der Klimaanlagensteuerung 40 verbunden. Steuersignale von verschiedenen Klimaanlagenbetriebsschaltern, welche an dem Steuerbrett vorgesehen sind, werden zu der Klimaanlagensteuerung 40 eingegeben. Die verschiedenen Klimaanlagenbetriebsschalter sind noch genauer (i) ein Betriebsschalter der Fahrzeugklimaanlage 1, (ii) ein Innentemperatureinstellschalter, welcher eine Temperatur in der Fahrgastzelle einstellt, (iii) ein Modusauswahlschalter, welcher wahlweise den Kühlbetriebsmodus, (iv) einen Entfeuchtungs- und Heizbetriebsmodus oder (v) den Heizbetriebsmodus oder ähnliches einstellt.
  • Steuerteile, welche einen Betrieb von verschiedenen Klimaanlagensteuereinrichtungen steuern, welche mit einer Ausgangsseite von der Klimaanlagensteuerung 40 verbunden sind, sind integriert, um die Klimaanlagensteuerung 40 bereitzustellen, und eine Ausgestaltung (eine Hardware und eine Software), welche einen Betrieb von jeder gesteuerten Objektvorrichtung steuert, bildet einen Steuerteil aus, welcher den Betrieb von jeder gesteuerten Objektvorrichtung steuert.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform bildet zum Beispiel eine Konfiguration (eine Hardware und eine Software) zum Steuern eines Betriebs von einem elektrischen Motor von dem Kompressor 11 einen Auslassfähigkeitssteuerteil aus, und eine Konfiguration (eine Hardware und eine Software), welche einen Betrieb des Integrationsventils 14 und des Schaltventils 27 eines Bypassdurchlasses steuert, bildet einen Kältekreislaufsteuerteil aus. Der Auslassfähigkeitssteuerteil, der Kältekreislaufsteuerteil oder ähnliches können als eine Steuereinrichtung separat von der Klimaanlagensteuerung 40 ausgebildet sein.
  • Ein Betrieb der Fahrzeugklimaanlage 1 der vorliegenden Ausführungsform, welche die oben beschriebene Struktur aufweist, wird beschrieben werden. Wie es oben beschrieben ist, schaltet die Fahrzeugklimaanlage 1 der vorliegenden Ausführungsform wahlweise (i) den Kühlbetriebsmodus, welcher eine Fahrgastzelle kühlt, (ii) den Heizbetriebsmodus, welcher die Fahrgastzelle aufheizt, und (iii) den Entfeuchtungs- und Heizbetriebsmodus, welcher die Fahrgastzelle entfeuchtet und aufheizt. Eine Betriebsweise bei jedem Betriebsmodus wird beschrieben werden.
  • Kühlbetriebsmodus
  • Der Kühlbetriebsmodus wird gestartet, wenn ein Kühlbetriebsmodus durch den Modusauswahlschalter in einem Zustand eingestellt ist, dass ein Betriebsschalter von dem Steuerbrett angeschaltet ist. Bei dem Kühlbetriebsmodus führt die Klimaanlagensteuerung folgendes aus: (i) betreibt das Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite, vollständig offen zu sein, (ii) bewegt das Integrationsventilelement 29 derart, dass der Schrittmotor 28 des Integrationsventils 14c das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d schließt, (iii) schließt teilweise das Kühlexpansionsventil 22, um eine Dekomprimierungswirkung auszuüben, und (iv) schließt das Schaltventil 27 eines Bypassdurchlasses.
  • Dementsprechend öffnet, wie es in der 5 gezeigt ist, das Integrationsventilelement 29 das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c und schließt das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d in dem Integrationsventil 14, und der Wärmepumpenkreislauf 10 stellt einen Kältekreislauf ein, in welchem Kältemittel strömt, wie es durch die durchgezogenen Pfeile in der 1 gezeigt ist.
  • Bei der obigen Konfiguration des Kältekreislaufs liest die Klimaanlagensteuerung 40 Erfassungssignale von der Sensorgruppe 41 für eine Klimaanlagensteuerung und Betriebssignale von dem Betriebsbrett aus. Eine Ziellufttemperatur TAO, welche eine Zieltemperatur von Luft ist, welche in die Fahrgastzelle zu blasen ist, wird basierend auf den Erfassungssignalen und den Betriebssignalen berechnet. Des Weiteren bestimmt die Klimaanlagensteuerung 40 Betriebszustände von verschiedenen Klimaanlagensteuereinrichtungen, welche mit der Ausgangsseite von der Klimaanlagensteuerung 40 verbunden sind, basierend auf der berechneten Ziellufttemperatur TAO und den Erfassungssignalen der Sensorgruppe 41.
  • Zum Beispiel wird eine Kältemittelauslassfähigkeit des Kompressors 11, in anderen Worten Steuersignale, welche in den elektrischen Motor des Kompressors 11 eingegeben werden, wie es sich aus der folgenden Beschreibung ergibt, bestimmt. Basierend auf der Ziellufttemperatur TAO wird eine Zielverdampferlufttemperatur TEO, welche eine Temperatur von einem Luftauslass des inneren Verdampfers 23 ist, unter Verwenden eines Steuerkennfelds, welches in der Klimaanlagensteuerung 40 gespeichert ist, bestimmt.
  • Steuersignale, welche an den elektrischen Motor des Kompressors 11 ausgegeben werden, werden basierend auf einer Abweichung zwischen der Zielverdampferlufttemperatur TEO und einer Temperatur von Luft an dem Auslass von dem inneren Verdampfer 23, welche durch den Verdampfertemperatursensor erfasst wird, derart bestimmt, dass eine Temperatur, welche von dem inneren Verdampfer 23 her geblasen wird, sich der Zielverdampferlufttemperatur TEO annähert, durch ein Verwenden einer Rückkopplungssteuerung.
  • Steuersignale, welche an das Kühlexpansionsventil 22 ausgegeben werden, werden derart bestimmt, dass eine Überkühlungsgrad des Kältemittels, welches in das Kühlexpansionsventil 22 hineinströmt, sich einem Zielüberkühlungsgrad annähert. Der Zielüberkühlungsgrad wird derart bestimmt, dass der COP sich im Allgemeinen einem maximalen Wert annähert. Steuersignale, welche an den Servomotor der Luftmischklappe 34 ausgegeben werden, werden derart bestimmt, dass die Luftmischklappe 34 den Luftdurchlass von dem inneren Kondensator 12 schließt und dass die gesamte Menge von geblasener Luft nach einem Hindurchgehen durch den inneren Verdampfer 23 durch den Bypassdurchlass 35 hindurchgeht.
  • Steuersignale oder ähnliches, welche in einer oben beschriebenen Art und Weise bestimmt werden, werden an die verschiedenen Klimaanlagensteuereinrichtungen ausgegeben. Anschließend wird eine Steuerroutine, zum Beispiel (i) Auslesen der Erfassungssignale und der Betriebssignale, (ii) Berechnen der Ziellufttemperatur TAO, (iii) Bestimmen von jedem Betriebszustand von den verschiedenen Klimaanlagensteuereinrichtungen, (iv) Ausgeben der Steuerspannung und des Steuersignals und ähnliches, bis zu einer vorherbestimmten Periode wiederholt, wenn ein Betrieb der Fahrzeugklimaanlage über das Steuerbrett angefordert wird, angehalten zu werden. Eine Wiederholung von solch einer Steuerroutine wird auf ähnliche Weise in anderen Betriebsmodi ausgeführt.
  • Bei dem Kühlbetriebsmodus von dem Wärmepumpenkreislauf 10 strömt daher Kältemittel von hohem Druck, welches von dem Auslassanschluss 11c des Kompressors 11 (der Punkt a11 in der 11) ausgelassen wird, in den inneren Kondensator 12. In dem Kühlbetriebsmodus schließt die Luftmischklappe 34 den Luftdurchlass des inneren Kondensators 12, und Kältemittel, welches in den inneren Kondensator 12 strömt, strömt durch den inneren Kondensator 12 heraus, um wenig Wärme an Luft, welche zu der Fahrgastzelle geblasen wird, abzustrahlen.
  • Das Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite ist vollständig offen, und Kältemittel, welches aus dem inneren Kondensator 12 herausströmt, geht durch das Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite hindurch, ohne dekomprimiert zu werden. Das Kältemittel strömt in den Dampf-Flüssig-Trennraum 141b über den Kältemitteleinlassanschluss 141a von dem Integrationsventil 14.
  • Das Kältemittel, welches in das Integrationsventil 14 strömt, ist ein Kältemittel einer Dampfphase, welches einen Überhitzungsgrad aufweist, und das Kältemittel einer Dampfphase strömt in den Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d, ohne in eine Dampfphase und in eine Flüssigphase in dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b in dem Integrationsventil 14 getrennt zu werden. Da das Integrationsventilelement 29 positioniert ist zum Öffnen des getrennten Flüssigphasenkältemittelauslasslochs 141c, strömt des Weiteren das Kältemittel einer Dampfphase in den Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d und strömt von dem Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss 141e heraus, im Allgemeinen ohne an der festgelegten Drossel 17 dekomprimiert zu werden.
  • Das heißt, das Kältemittel, welches in das Integrationsventil 14 strömt, strömt durch den Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss 141 heraus, ohne im Allgemeinen einen Druckverlust zu verursachen. Bei dieser Gelegenheit schließt das Integrationsventilelement 29 das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d, und Kältemittel strömt nicht von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassanschluss 142a heraus.
  • Das Kältemittel einer Dampfphase, welches von dem Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss 141e von dem Integrationsventil 14 herausströmt, strömt in den äußeren Wärmetauscher 20. Das Kältemittel, welches in den äußeren Wärmetauscher 20 strömt, strahlt Wärme ab durch ein Austauschen von Wärme mit Außenluft, welche durch das Gebläse 21 geblasen wird (von dem Punkt a11 zu dem Punkt b11 in der 11). Da sich das Schaltventil 27 eines Bypassdurchlasses in einem geschlossenen Zustand befindet, strömt Kältemittel, welches von dem äußeren Wärmetauscher 20 herausströmt, in das Kühlexpansionsventil 22, welches leicht offen ist, und wird auf isoenthalpe Weise dekomprimiert und expandiert, um Kältemittel von niedrigem Druck zu sein (der Punkt b11 zu dem Punkt c11 in der 11).
  • Das Kältemittel von niedrigem Druck, welches an dem Kühlexpansionsventil 22 dekomprimiert wurde, strömt in den inneren Verdampfer 23, absorbiert Wärme von Luft, welche in Richtung zu der Fahrgastzelle geblasen wird, welche durch das Gebläse 32 geblasen wird, und verdampft (der Punkt c11 zu dem Punkt d11 in der 11). Dementsprechend wird Luft, welche in Richtung zu der Fahrgastzelle geblasen wird, gekühlt.
  • Das Kältemittel, welches von dem inneren Verdampfer 23 herausströmt, wird in Kältemittel einer Dampfphase und in Kältemittel einer Flüssigphase in dem Sammler 24 getrennt, getrenntes Kältemittel einer Dampfphase wird zu dem Sauganschluss 11a des Kompressors 11 angesaugt (der Punkt e11 in der 11) und wiederum in einer nachfolgenden Reihenfolge dekomprimiert von dem Kompressionsmechanismus einer Niedrigstufenseite und dem Kompressionsmechanismus eine Hochstufenseite (in einer nachfolgenden Reihenfolge von dem Punkt e11 , dem Punkt al11 , dem Punkt a11 in der 11). Auf der anderen Seite wird getrenntes Kältemittel einer Flüssigphase in dem Sammler 24 als ein überschüssiges Kältemittel gespeichert, welches für einen Kreislauf nicht erforderlich ist, um eine benötigte Kühlkapazität auszuführen.
  • Wie es in der 11 gezeigt ist, ist der Punkt d11 verschieden von dem Punkt e11 aufgrund von (i) einem Druckverlust, welcher verursacht wird an dem Kältemittel einer Dampfphase, welches durch ein Kältemittelrohr hindurchgeht, das sich von dem Sammler 24 zu dem Sauganschluss 11a von dem Kompressor 11 erstreckt, und (ii) einer Wärmeabsorptionsmenge, welche eine Wärmemenge von dem Kältemittel einer Dampfphase ist, welches Wärme von außen (d. h. Außenluft) absorbiert. Daher fällt bei einem idealen Kreislauf der Punkt d11 vorzugsweise mit dem Punkt e11 zusammen. Dieser Umstand ist ähnlich zu einem Mollier-Diagramm in einer nachfolgenden Beschreibung.
  • Wie es oben beschrieben ist, kann in dem Kühlbetriebsmodus, da der Luftdurchlass des inneren Kompressors 12 durch die Luftmischklappe 34 geschlossen ist, Luft, welche an dem inneren Verdampfer 23 gekühlt wurde, in die Fahrgastzelle geblasen werden. Dementsprechend kann ein Kühlbetrieb auf die Fahrgastzelle angewendet werden.
  • Heizbetriebsmodus
  • Der Heizbetriebsmodus wird unten beschrieben werden. Wie es oben beschrieben ist, kann bei dem Wärmepumpenkreislauf 10 der vorliegenden Ausführungsform der erste Heizbetriebsmodus oder der zweite Heizbetriebsmodus als der Heizbetriebsmodus ausgeführt werden. Der Heizbetriebsmodus wird gestartet, wenn ein Heizbetriebsmodus durch ein Verwenden des Modusauswahlschalters in einem Zustand ausgewählt wird, dass der Betriebsschalter der Fahrzeugklimaanlage angeschaltet ist.
  • Wenn der Heizbetriebsmodus betrieben wird, liest die Klimaanlagensteuerung 40 Erfassungssignale von der Sensorgruppe 41 für eine Klimaanlagensteuerung und Betriebssignale von dem Betriebsbrett aus und bestimmt eine Kältemittelauslasskapazität (d. h. eine Drehzahl) von dem Kompressor 11. Zusätzlich betreibt die Klimaanlagensteuerung 40 den ersten Heizmodus oder den zweiten Heizmodus basierend auf der festgelegten Drehzahl.
  • (b-1) Erster Heizmodus
  • Der erste Heizmodus wird unten beschrieben werden. Wenn der erste Heizmodus betrieben wird, steuert die Klimaanlagensteuerung 40 (i) das Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite, leicht offen zu sein, (ii) das Integrationsventilelement 29, sich zu einer Position zu bewegen, in welcher der Schrittmotor 28 das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c schließt, (iii) das Kühlexpansionsventil 22, vollständig geschlossen zu sein, und (iv) das Schaltventil 27 eines Bypassdurchlasses, geschlossen zu sein.
  • Dementsprechend ist bei dem Integrationsventil 14, welches in der 4 gezeigt ist, das Integrationsventilelement 29 positioniert zum Öffnen des getrennten Dampfphasenkältemittelauslasslochs 142d und zum Schließen des getrennten Flüssigphasenkältemittelauslasslochs 141c, und der Wärmepumpenkreislauf 10 ist auf einen Kältemittelströmungsdurchlass eingestellt, bei welchem Kältemittel strömt, wie es in der 2 mit durchgezogenen Pfeilen gezeigt ist.
  • Bei einer Konfiguration des Kältemittelströmungsdurchlasses (d. h. einer Konfiguration von einem Kreislauf) ähnlich zu einem Fall von dem Kühlbetriebsmodus führt die Klimaanlagensteuerung 40 folgendes aus: (i) liest Erfassungssignale, welche durch die Sensorgruppe 41 für eine Klimatisierung erfasst werden, und Betriebssignale von dem Betriebsbrett aus und (ii) bestimmt Betriebszustände von den verschiedenen Klimaanlageneinrichtungen, welche elektronisch mit der Ausgangsseite von der Klimaanlagensteuerung 40 verbunden sind, basierend auf der Ziellufttemperatur TAO und den Erfassungssignalen von der Sensorgruppe.
  • In dem ersten Heizbetriebsmodus werden Steuersignale, welche in das Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite eingeführt werden, derart bestimmt, dass ein Druck von einem Kältemittel an dem inneren Kondensator 12 zu einem vorherbestimmten hohen Zieldruck oder dass ein Überkühlungsgrad von einem Kältemittel, welches aus dem inneren Kondensator 12 herausströmt, einen vorherbestimmten Zielüberkühlungsgrad erhält. Steuersignale, welche in den Servomotor der Luftmischklappe 34 zugeführt werden, werden derart bestimmt, dass die Luftmischklappe 34 positioniert ist zum Schließen des Bypassdurchlasses 35 und dass das gesamte Volumen von geblasener Luft nach einem Hindurchgehen durch den inneren Verdampfer 23 durch den inneren Kondensator 12 hindurchgeht.
  • Daher strömt bei dem ersten Heizmodus von dem Wärmepumpenkreislauf 10, wie es in einem Mollier-Diagramm in der 12 gezeigt ist, Kältemittel von hohem Druck, welches von dem Auslassanschluss 11c des Kompressors 11 ausgelassen wurde (der Punkt a12 in der 12) in den inneren Kondensator 12. Kältemittel, welches in den inneren Kondensator 12 strömt, strahlt Wärme durch einen Wärmeaustausch mit Luft ab, welche in Richtung zu der Fahrgastzelle geblasen wird, welche von dem Gebläse 32 geblasen wird und durch den inneren Verdampfer 23 hindurchgeht (der Punkt a12 zu einem Punkt b12 in der 12). Dementsprechend wird Luft, welche in Richtung zu der Fahrgastzelle geblasen wird, aufgeheizt.
  • Kältemittel, welches von dem inneren Kondensator herausströmt, wird auf isoenthalpe Weise an dem Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite, welches leicht geöffnet ist, auf Kältemittel eines Zwischendrucks dekomprimiert (der Punkt b12 zu dem Punkt c112 in der 12). Das Kältemittel eines Zwischendrucks, welches an dem Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite dekomprimiert wurde, strömt in den Dampf-Flüssig-Trennraum 141b von dem Dampfphasenkältemittelauslassanschluss 142a von dem Integrationsventil 14 und wird in Kältemittel einer Dampfphase und Kältemittel einer Flüssigphase getrennt (von dem Punkt c112 zu dem Punkt c212 und von dem Punkt c112 zu dem Punkt c312 in der 12).
  • Da das Integrationsventilelement 29 zum Schließen des getrennten Flüssigphasenkältemittelauslasslochs 141c positioniert ist, wird das Kältemittel einer Flüssigphase, welches in dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b getrennt wurde, auf isoenthalpe Weise an der festgelegten Drossel 17 dekomprimiert und expandiert, um Kältemittel von einem niedrigen Druck zu sein (der Punkt c312 zu dem Punkt c412 in der 12), und strömt durch den Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss 141e heraus.
  • Das Integrationsventilelement 29 ist zum Öffnen des getrennten Dampfphasenkältemittelauslasslochs 142d positioniert. Das Kältemittel einer Dampfphase, welches in dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b getrennt wurde, strömt daher durch den Dampfphasenkältemittelauslassanschluss 142a von dem Integrationsventil 14 in eine Seite von dem Kompressor 11 angrenzend zu dem Zwischendruckanschluss 11b heraus (der Punkt c212 in der 12).
  • Kältemittel, welches in den Zwischendruckanschluss 11b strömt, wird mit Kältemittel gemischt, welches von dem Kompressionsmechanismus einer Niedrigdruckseite ausgelassen wurde (der Punkt a112 in der 12), und das gemischte Kältemittel wird in den Kompressionsmechanismus einer Hochstufenseite (der Punkt a212 in der 12) angesaugt. Auf der anderen Seite strömt Kältemittel, welches von dem Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss 141e von dem Integrationsventil 14 über die festgelegte Drossel 17 herausströmt, in den äußeren Wärmetauscher 20 und absorbiert Wärme durch einen Wärmeaustausch mit Außenluft, welche durch das Gebläse 21 geblasen wird (der Punkt c412 zu dem Punkt d12 in der 12).
  • Kältemittel, welches von dem äußeren Wärmetauscher 20 herausströmt, strömt in den Sammler 24 über den Bypassdurchlass 25 eines Expansionsventils und wird in Kältemittel einer Dampfphase und in Kältemittel einer Flüssigphase getrennt, da das Schaltventil 27 eines Bypassdurchlasses sich in einem geöffneten Zustand befindet. Das getrennte Kältemittel einer Dampfphase wird in den Sauganschluss 11a von dem Kompressor 11 angesaugt (der Punkte e12 in der 12) und wird wiederum dekomprimiert. Auf der anderen Seite wird das getrennte Kältemittel einer Flüssigphase in dem Sammler 24 als ein überschüssiges Kältemittel gespeichert, welches nicht für den Kreislauf zum Ausführen einer benötigten Kältemittelkapazität erforderlich ist.
  • Wie es oben beschrieben ist, wird in dem ersten Heizmodus Wärme von einem Kältemittel, welches von dem Kompressor 11 ausgelassen wird, an geblasene Luft abgestrahlt, welche in die Fahrgastzelle geblasen wird, an dem inneren Kondensator 12, und die aufgeheizte geblasene Luft wird in die Fahrgastzelle geblasen. Dementsprechend kann auf die Fahrgastzelle ein Heizbetrieb ausgeübt werden.
  • Bei dem ersten Heizmodus kann des Weiteren ein Gasinjektionskreislauf (d. h. ein Kältekreislauf vom Einspartyp) ausgebildet werden. Bei dem Gasinjektionskreislauf wird Kältemittel, welches an der festgelegten Drossel 17 dekomprimiert wurde, von dem Sauganschluss 11a des Kompressors 11 angesaugt, und Kältemittel von einem Zwischendruck, welches an dem Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite dekomprimiert wurde, strömt in den Zwischendruckanschluss 11b und wird mit Kältemittel, welches komprimiert wird, gemischt.
  • Somit kann das gemischte Kältemittel, dessen Temperatur niedrig ist, in den Kompressionsmechanismus einer Hochstufenseite angesaugt werden. Eine Temperaturdifferenz zwischen einem Druck von angesaugtem Kältemittel und einem Druck von ausgelassenem Kältemittel ist daher in sowohl dem Kompressionsmechanismus einer Hochstufenseite als auch dem Kompressionsmechanismus einer Niedrigstufenseite derart verringert, dass eine Kompressionseffizienz des Kompressionsmechanismus einer Hochstufenseite verbessert ist und sowohl die Kompressionseffizienz des Kompressionsmechanismus einer Hochstufenseite als auch eine Kompressionseffizienz des Kompressionsmechanismus einer Niedrigstufenseite verbessert werden kann. Dementsprechend kann die Leistungskennziffer COP von dem Wärmepumpenkreislauf 10 insgesamt verbessert werden.
  • (b-2) Zweiter Heizmodus
  • Der zweite Heizmodus wird unten beschrieben werden. Wenn der zweite Heizmodus betrieben wird, steuert die Klimaanlagensteuerung 40 (i) das Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite, leicht geöffnet zu sein, (ii) das Integrationsventilelement 29, derart positioniert zu sein, dass der Schrittmotor 28 von dem Integrationsventil 14 das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d schließt, (iii) das Kühlexpansionsventil 22, vollständig geöffnet zu sein, und (iv) das Schaltventil 27 eines Bypassdurchlasses, offen zu sein. Auf ähnliche Weise zu dem Kühlbetriebsmodus ist dementsprechend das Integrationsventil 14 in einem Zustand, welcher in der 5 gezeigt ist, und der Wärmepumpenkreislauf 10 ist auf einen Kältemittelströmungsdurchlass eingestellt, bei welchem das Kältemittel strömt, wie es durch die durchgezogenen Pfeile in der 3 gezeigt ist.
  • Bei einer Konfiguration von dem Kältemittelströmungsdurchlass (d. h. einer Konfiguration von dem Kreislauf) ähnlich zu dem Kühlbetriebsmodus führt die Klimaanlagensteuerung 40 folgendes aus: (i) liest Erfassungssignale von der Sensorgruppe 41 für eine Klimatisierung und Betriebssignale von einem Betriebsbrett aus und (ii) bestimmt Betriebszustände von den verschiedenen Klimaanlagensteuereinrichtungen, welche mit der Ausgangsseite von der Klimaanlagensteuerung 40 verbunden sind, basierend auf der Ziellufttemperatur TAO und den Erfassungssignalen der Sensorgruppe.
  • Bei dem zweiten Heizmodus werden Steuersignale, welche in das Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite eingegeben werden, derart bestimmt, dass ein Kältemitteldruck an dem inneren Kondensator 12 zu einem vorherbestimmten hohen Zieldruck wird oder dass ein Überkühlungsgrad von dem Kältemittel, welches von dem inneren Kondensator 12 herausströmt, zu einem vorherbestimmten Zielüberkühlungsgrad wird. Steuersignale, welche in den Servomotor von der Luftmischklappe 34 eingegeben werden, werden derart bestimmt, dass die Luftmischklappe 34 den Bypassdurchlass 35 schließt und dass das gesamte Volumen von geblasener Luft nach einem Hindurchgehen durch den inneren Verdampfer 23 durch den inneren Kondensator 12 hindurchgeht.
  • Bei dem zweiten Heizmodus von dem Wärmepumpenkreislauf 10 strömt daher, wie es in einem Mollier-Diagramm der 13 gezeigt ist, Kältemittel von einem hohen Druck, welches von dem Auslassanschluss 11c von dem Kompressor 11 ausgelassen wurde (der Punkt a13 in der 13), in den inneren Kondensator 12, und auf ähnliche Weise zu einem Fall bei dem ersten Heizmodus wird Wärme an Luft abgestrahlt, welche in Richtung zu der Fahrgastzelle geblasen wird, durch ein Austauschen von Wärme (von dem Punkt a13 zu dem Punkt b13 in der 13). Dementsprechend wird Luft, welche in Richtung zu der Fahrgastzelle geblasen wird, aufgeheizt.
  • Kältemittel, welches von dem inneren Kondensator 12 herausströmt, wird dekomprimiert und auf isoenthalpe Weise expandiert an dem Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite, welches leicht geöffnet ist, um Kältemittel von einem niedrigen Druck zu sein (von dem Punkt b13 zu dem Punkt c13 in der 13), und strömt in den Dampf-Flüssig-Trennraum 141b von dem Integrationsventil 14. Kältemittel, welches in den Dampf-Flüssig-Trennraum 141b strömt, strömt durch den Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss 141e heraus, ohne von dem Dampfphasenkältemittelauslassanschluss 142a herauszuströmen und ohne dekomprimiert zu werden, ähnlich zu einem Fall bei dem Kühlbetriebsmodus.
  • Kältemittel von einem niedrigen Druck, welches von dem Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss 141e herausströmt, strömt in den äußeren Wärmetauscher 20 und absorbiert Wärme von der Außenluft, welche von dem Gebläse 21 geblasen wird, durch ein Austauschen von Wärme (von dem Punkt c13 zu dem Punkt d13 in der 13). Kältemittel, welches von dem äußeren Wärmetauscher 20 herausströmt, strömt in den Sammler 24 über den Bypassdurchlass 25 eines Expansionsventils, weil ein offener Zustand von dem Schaltventil 27 eines Bypassdurchlasses ein offener Zustand ist, und wird in Kältemittel einer Dampfphase und in Kältemittel einer Flüssigphase in dem Sammler 24 getrennt. Das getrennte Kältemittel einer Dampfphase wird in den Sauganschluss 11a von dem Kompressor 11 angesaugt (der Punkt e13 in der 13).
  • Wie es oben beschrieben ist, wird in dem zweiten Heizmodus Wärme von dem Kältemittel, welches von dem Kompressor 11 ausgelassen wird, an Luft, welche in Richtung der Fahrgastzelle geblasen wird, an dem inneren Kondensator 12 abgestrahlt, und die aufgeheizte, geblasene Luft kann in die Fahrgastzelle geblasen werden. Dementsprechend kann ein Heizbetrieb auf die Fahrgastzelle ausgeübt werden.
  • Eine Wirkung der Betriebsweise des zweiten Heizmodus in einem Zustand, dass eine Heizlast relativ gering ist im Verhältnis zu dem ersten Heizmodus, zum Beispiel einem Zustand, dass die Außenlufttemperatur hoch ist, wird beschrieben werden. Bei dem ersten Heizmodus kann, wie es oben beschrieben wurde, der Gasinjektionskreislauf ausgestaltet sein, und eine Leistungskennziffer COP bei dem gesamten Wärmepumpenkreislauf 10 kann verbessert sein.
  • Das heißt, theoretisch kann, solange eine Drehzahl von dem Kompressor 11 festgelegt ist, der erste Heizmodus mit einer höheren Heizkapazität als derjenigen von dem zweiten Heizmodus ausgeführt werden. In anderen Worten ist eine Drehzahl (d. h. eine Kältemittelauslasskapazität) von dem Kompressor 11, welche zum Ausführen der gleichen Heizkapazität erforderlich ist, in dem ersten Heizmodus geringer als diejenige einer Drehzahl von dem Kompressor 11 in dem zweiten Heizmodus.
  • Bei einem Kompressionsmechanismus gibt es jedoch eine Drehzahl für eine maximale Effizienz, bei welcher eine Komprimierungseffizienz maximal ist (d. h. eine Komprimierungseffizienz erreicht einen Höhepunkt). Wenn eine Drehzahl niedriger ist als die Drehzahl für die maximale Effizienz, wird die Effizienz einer Komprimierung stark reduziert. Wenn der Kompressor 11 daher mit einer Drehzahl betrieben wird, welche niedriger ist als die Drehzahl für eine maximale Effizienz in einem Zustand, dass die Heizlast relativ gering ist, kann die Leistungskennziffer COP in dem ersten Heizmodus eher reduziert sein.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Drehzahl für eine maximale Effizienz als eine Standarddrehzahl bestimmt. Wenn die Drehzahl des Kompressors 11 niedriger ist als die Standarddrehzahl bei einem ersten Heizmodus, wird der erste Heizmodus zu dem zweiten Heizmodus geschaltet. Wenn die Drehzahl des Kompressors 11 eine Summe von einer Drehzahl von der Zieldrehzahl und einer vorherbestimmten Drehzahl in dem zweiten Heizmodus überschreitet, wird der zweite Heizmodus zu dem ersten Heizmodus geschaltet.
  • Dementsprechend kann einer von dem ersten Heizmodus und dem zweiten Heizmodus eingestellt werden, um eine höhere Leistungskennziffer COP auszuführen. Wenn die Drehzahl des Kompressors 11 niedriger ist als die Standarddrehzahl in dem ersten Heizmodus, kann daher die Leistungskennziffer COP insgesamt von dem Wärmepumpenkreislauf 10 verbessert werden durch ein Schalten des ersten Heizmodus zu dem zweiten Heizmodus.
  • Entfeuchtungs- und Heizbetriebsmodus
  • Der Entfeuchtungs- und Heizbetriebsmodus wird beschrieben werden. Der Entfeuchtungs- und Heizbetriebsmodus wird betrieben, wenn eine Einstelltemperatur, welche durch einen Temperatureinstellknopf in der Fahrgastzelle eingestellt ist, höher ist als eine Außentemperatur in dem Kühlbetriebsmodus.
  • Wenn der Entfeuchtungs- und Heizbetriebsmodus eingestellt wird, steuert die Klimaanlagensteuerung 40 (i) das Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite, vollständig geöffnet oder leicht geöffnet zu sein, (ii) das Integrationsventilelement 29, sich derart zu bewegen, dass der Schrittmotor 28 des Integrationsventils 14 betrieben wird zum Schließen des getrennten Dampfphasenkältemittelauslasslochs 142d, (iii) das Kühlexpansionsventil 22, vollständig geöffnet oder leicht geöffnet zu sein, und (iv) das Schaltventil 27 eines Bypassdurchlasses, geschlossen zu sein. Dementsprechend wird der Wärmepumpenkreislauf 10 zu einem Kältemittelströmungsdurchlass geschaltet, bei welchem das Kältemittel strömt, wie es durch die durchgezogenen Pfeile in der 1 gezeigt ist, gleich wie bei dem Kühlbetriebsmodus.
  • Bei einer Konfiguration von dem Kältemittelströmungsdurchlass (d. h. einer Konfiguration von dem Kreislauf) führt die Klimaanlagensteuerung 40 folgendes aus: (i) liest Erfassungssignale von der Sensorgruppe 41 für eine Klimatisierung und Betriebssignale von dem Betriebsbrett aus und (ii) bestimmt Betriebszustände von den verschiedenen Klimaanlagensteuereinrichtungen, welche mit der Ausgangsseite von der Klimaanlagensteuerung 40 verbunden sind, basierend auf der Ziellufttemperatur TAO und den Erfassungssignalen von der Sensorgruppe.
  • Zum Beispiel werden Steuersignale, welche in den Servomotor von der Luftmischklappe 34 eingegeben werden, derart bestimmt, dass die Luftmischklappe 34 den Bypassdurchlass 35 schließt und dass das gesamte Volumen von geblasener Luft nach einem Hindurchgehen durch den inneren Verdampfer 23 durch den inneren Kondensator 12 hindurchgeht. Des Weiteren werden bei dem Entfeuchtungs-und Heizmodus von der vorliegenden Ausführungsform ein Öffnungsgrad von dem Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite und ein Öffnungsgrad von dem Kühlexpansionsventil 22 in Abhängigkeit von einer Temperaturdifferenz zwischen der eingestellten Temperatur und der Außentemperatur geändert. Noch genauer werden im Zusammenhang mit einem Erhöhen der Ziellufttemperatur TAO vier Stufen von dem Entfeuchtungs- und Heizmodus von einem ersten bis zu einem vierten Entfeuchtungs- und Heizmodus betrieben.
  • (c-1) Erster Entfeuchtungs- und Heizmodus
  • Bei dem ersten Entfeuchtungs- und Heizmodus ist das Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite vollständig geschlossen, und das Kühlexpansionsventil 22 ist leicht geöffnet. Bei dem ersten Entfeuchtungs- und Heizmodus ist, obwohl eine Konfiguration des Kreislaufs (d. h. eine Konfiguration von dem Kältemittelströmungsdurchlass) die gleiche ist wie der Kreislauf von dem Kühlbetriebsmodus, die Luftmischklappe 34 derart eingestellt, dass der Luftdurchlass von dem inneren Kondensator 12 vollständig offen ist. Dementsprechend wird ein Zustand von dem Kältemittel, welches in dem Kreislauf zirkuliert, variiert, wie es in einem Mollier-Diagramm in der 14 gezeigt ist.
  • Das heißt, Kältemittel von einem hohen Druck, welches von dem Auslassanschluss 11c von dem Kompressor 11 ausgelassen wird (der Punkt a14 in der 14), strömt, wie es in der 14 gezeigt ist, in den inneren Kondensator 12 und strahlt Wärme ab durch ein Austauschen von Wärme mit Luft, welche in die Fahrgastzelle geblasen wird und welche an dem inneren Verdampfer 23 gekühlt und entfeuchtet worden ist (von dem Punkt a14 zu dem Punkt b114 in der 14). Dementsprechend wird Luft, welche in Richtung zu der Fahrgastzelle geblasen wird, an dem inneren Kondensator 12 aufgeheizt.
  • In gleicher Weise wie bei dem Kühlbetriebsmodus strömt Kältemittel, welches von dem inneren Kondensator 12 herausströmt, in den äußeren Wärmetauscher 20 über das Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite und das Integrationsventil 14 in dieser Reihenfolge. Kältemittel von einem hohen Druck, welches in den äußeren Wärmetauscher 20 strömt, strahlt des Weiteren Wärme durch ein Austauschen von Wärme mit einer Außenluft ab, welche von dem Gebläse 21 geblasen wird (von dem Punkt b114 zu dem Punkt b214 in der 14). Eine nachfolgende Betriebsweise ist die gleiche wie bei dem Kühlbetriebsmodus.
  • Wie es oben beschrieben wurde, kann bei dem ersten Entfeuchtungs- und Heizmodus Luft, welche in Richtung zu der Fahrgastzelle geblasen wird, welche an dem inneren Verdampfer 23 gekühlt und entfeuchtet wird, an dem inneren Kondensator 12 aufgeheizt werden und in die Fahrgastzelle geblasen werden. Daher kann ein Entfeuchtungs-und Heizbetrieb auf die Fahrgastzelle ausgeübt werden.
  • (c-2) Zweiter Entfeuchtungs- und Heizmodus
  • Wenn die Ziellufttemperatur TAO eine erste Standardtemperatur, welche vorherbestimmt ist, in dem ersten Entfeuchtungs- und Heizmodus überschreitet, wird der zweite Entfeuchtungs- und Heizmodus für den ersten Entfeuchtungs- und Heizmodus umgeschaltet. Bei dem zweiten Entfeuchtungs- und Heizmodus ist das Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite leicht offen und das Kühlexpansionsventil 22 in einem Drosselzustand, bei welchem ein Öffnungsgrad von dem Kühlexpansionsventil 22 größer ist als ein Öffnungsgrad von dem Kühlexpansionsventil 22 bei dem ersten Entfeuchtungs- und Heizmodus. Bei dem zweiten Entfeuchtungs- und Heizmodus wird daher ein Zustand von dem Kältemittel, welches in dem Kreislauf zirkuliert, geändert, wie es durch ein Mollier-Diagramm in der 15 gezeigt ist.
  • Das heißt, ein Kältemittel eines hohen Drucks, welches von dem Auslassanschluss 11c von dem Kompressor 11 ausgelassen wird (ein Punkt a15 in der 15), strömt, wie es in der 15 gezeigt ist, in den inneren Kondensator 12 und strahlt Wärme durch ein Austauschen von Wärme mit Luft ab, welche in Richtung zu der Fahrgastzelle geblasen wird, welche an dem inneren Verdampfer 23 gekühlt wird und entfeuchtet wird, ähnlich zu dem ersten Entfeuchtungs- und Heizmodus (von dem Punkt a15 zu einem Punkt b115 in der 15). Daher wird Luft, welche in Richtung zu der Fahrgastzelle geblasen wird, an dem inneren Kondensator 12 aufgeheizt.
  • Kältemittel, welches von dem inneren Kondensator 12 herausströmt, wird auf isoenthalpe Weise auf Kältemittel von einem Zwischendruck dekomprimiert, dessen Temperatur höher ist als die Außentemperatur, an dem Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite, welches leicht geöffnet ist (von dem Punkt b115 zu dem Punkt b215 in der 15). Das Kältemittel von einem Zwischendruck, welches an dem Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite dekomprimiert wurde, strömt in den äußeren Wärmetauscher 20 über das Integrationsventil 14, ähnlich zu dem Kühlbetriebsmodus.
  • Das Kältemittel von einem Zwischendruck, welches in den äußeren Wärmetauscher 20 strömt, strahlt Wärme durch ein Austauschen von Wärme mit Außenluft ab, welche von dem Gebläse 21 geblasen wird (von dem Punkt b215 zu dem Punkt b315 in der 15). Eine nachfolgende Betriebsweise ist die gleiche wie diejenige des Kühlbetriebsmodus.
  • Wie es oben beschrieben wurde, kann in dem zweiten Entfeuchtungs- und Heizmodus Luft, welche in Richtung zu der Fahrgastzelle geblasen wird, welche an dem inneren Verdampfer 23 gekühlt worden ist und entfeuchtet worden ist, an dem inneren Kondensator 12 aufgeheizt werden und in die Fahrgastzelle geblasen werden, ähnlich zu dem ersten Entfeuchtungs- und Heizmodus. Ein Entfeuchtungs- und Heizbetrieb von der Fahrgastzelle kann dementsprechend auf die Fahrgastzelle ausgeübt werden.
  • Bei dem zweiten Entfeuchtungs- und Heizmodus ist das Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite leicht geöffnet, und die Temperatur von dem Kältemittel, welches in den äußeren Wärmetauscher 20 strömt, kann niedriger sein als diejenige von dem ersten Entfeuchtungs- und Heizmodus. Eine Temperaturdifferenz zwischen einer Temperatur von dem Kältemittel an dem äußeren Wärmetauscher 20 und einer Außentemperatur wird dadurch verringert, und eine Menge an abgestrahlter Wärme von dem Kältemittel an dem äußeren Wärmetauscher 20 kann reduziert werden.
  • Im Vergleich zu dem ersten Entfeuchtungs- und Heizmodus kann dementsprechend ein Kältemitteldruck an dem inneren Kondensator 12 erhöht werden ohne ein Erhöhen einer Strömungsmenge von einem Kältemittel, welches in dem Kreislauf strömt, und eine Temperatur von Luft, welche von dem inneren Kondensator 12 geblasen wird, kann stärker erhöht sein als bei dem ersten Entfeuchtungs- und Heizmodus.
  • (c-3) Dritter Entfeuchtungs- und Heizmodus
  • Der dritte Entfeuchtungs- und Heizmodus wird betrieben, wenn eine Ziellufttemperatur TAO höher ist als eine zweite Standardtemperatur, welche vorherbestimmt ist, in dem zweiten Entfeuchtungs- und Heizmodus. Bei dem dritten Entfeuchtungs- und Heizmodus ist ein Öffnungsgrad von dem Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite geringer als derjenige von dem zweiten Entfeuchtungs- und Heizmodus, und ein Öffnungsgrad von dem Kühlexpansionsventil 22 ist größer als derjenige von dem zweiten Entfeuchtungs- und Heizmodus. Ein Zustand von dem Kältemittel, welches in dem Kreislauf zirkuliert, wird daher geändert, wie es in einem Mollier-Diagramm in der 16 gezeigt ist, bei dem dritten Entfeuchtungs- und Heizmodus.
  • Das heißt, ein Kältemittel von einem hohen Druck, welches von dem Auslassanschluss 11c von dem Kompressor 11 ausgelassen wird (der Punkt a16 in der 16), strömt, wie es in der 16 gezeigt ist, in den inneren Kondensator 12 und strahlt Wärme durch ein Austauschen von Wärme mit Luft ab, welche in Richtung zu der Fahrgastzelle geblasen wird, welche an dem inneren Verdampfer 23 gekühlt und entfeuchtet wurde (von dem Punkt a16 zu dem Punkt b16 in der 16), auf ähnliche Weise zu den ersten und zweiten Entfeuchtungs- und Heizmodi. Daher wird Luft, welche in Richtung zu der Fahrgastzelle geblasen wird, an dem inneren Kondensator 12 aufgeheizt.
  • Kältemittel, welches von dem inneren Kondensator 12 herausströmt, wird auf isoenthalpe Weise auf Kältemittel von einem Zwischendruck dekomprimiert, dessen Temperatur niedriger ist als eine Außenlufttemperatur, an dem Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite, welches leicht geöffnet ist (von dem Punkt b16 zu dem Punkt c116 in der 16). Das Kältemittel von einem Zwischendruck, welches an dem Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite dekomprimiert wurde, strömt in den äußeren Wärmetauscher 20 über das Integrationsventil 14, auf ähnliche Weise zu dem Kühlbetriebsmodus.
  • Das Kältemittel von einem Zwischendruck, welches in den äußeren Wärmetauscher 20 strömt, absorbiert Wärme von Außenluft, welche von dem Gebläse 21 geblasen wird, durch ein Austauschen von Wärme (von dem Punkt c116 zu dem Punkt c216 in der 16). Des Weiteren wird Kältemittel, welches von dem äußeren Wärmetauscher 20 herausströmt, auf isoenthalpe Weise an dem Kühlexpansionsventil 22 dekomprimiert (von dem Punkt c216 zu dem Punkt c316 in der 16) und strömt in den inneren Verdampfer 23. Eine nachfolgende Betriebsweise ist die gleiche wie bei dem Kühlbetriebsmodus.
  • Wie es oben beschrieben wurde, kann bei dem dritten Entfeuchtungs- und Heizmodus Luft, welche in Richtung zu der Fahrgastzelle geblasen wird, welche an dem inneren Verdampfer 23 gekühlt und entfeuchtet wird, an dem inneren Kondensator 12 aufgeheizt werden und in die Fahrgastzelle geblasen werden, auf ähnliche Weise zu dem ersten und dem zweiten Entfeuchtungs- und Heizmodus. Daher kann ein Entfeuchtungs-und Heizbetrieb auf die Fahrgastzelle ausgeübt werden.
  • Bei dem dritten Entfeuchtungs- und Heizmodus wird ein Öffnungsgrad von dem Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite derart verringert, dass der äußere Wärmetauscher 20 als ein Verdampfer funktioniert. Im Vergleich zu dem zweiten Entfeuchtungs-und Heizmodus kann daher eine absorbierte Wärmemenge von einem Kältemittel, welches Wärme an dem äußeren Wärmetauscher 20 absorbiert, erhöht werden.
  • Im Vergleich zu dem zweiten Entfeuchtungs- und Heizmodus (i) kann eine Dichte von dem Kältemittel, welches in den Kompressor 11 angesaugt wird, erhöht werden, (ii) kann ein Kältemitteldruck an dem inneren Kondensator 12 erhöht werden ohne ein Erhöhen einer Drehzahl von dem Kompressor 11 und (iii) kann eine Temperatur von Luft, welche von dem inneren Kondensator 12 geblasen wird, stärker erhöht werden als bei dem zweiten Entfeuchtungs- und Heizmodus.
  • (c-4) Vierter Entfeuchtungs- und Heizmodus
  • Wenn die Ziellufttemperatur TAO eine dritte Standardtemperatur, welche vorherbestimmt ist, in dem dritten Entfeuchtungs- und Heizmodus überschreitet, wird der vierte Entfeuchtungs- und Heizmodus betrieben. Bei dem vierten Entfeuchtungs- und Heizmodus ist ein Öffnungsgrad von dem Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite geringer als derjenige von dem dritten Entfeuchtungs- und Heizmodus, und das Kühlexpansionsventil 22 ist in einem vollständig offenen Zustand. Bei dem vierten Entfeuchtungs-und Heizmodus wird daher ein Zustand von dem Kältemittel, welches in dem Kreislauf zirkuliert, wie in einem Mollier-Diagramm in der 17 gezeigt geändert.
  • Das heißt, ein Kältemittel von einem hohen Druck, welches von dem Auslassanschluss 11c von dem Kompressor 11 ausgelassen wird (der Punkt a17 in der 17), strömt, wie es in der 17 gezeigt ist, in den inneren Kondensator 12 und strahlt Wärme durch ein Austauschen von Wärme mit Luft ab, welche in Richtung zu der Fahrgastzelle geblasen wird, welche an dem inneren Verdampfer 23 gekühlt und entfeuchtet wurde (von dem Punkt a17 zu dem Punkt b17 in der 17), ähnlich zu dem ersten und dem zweiten Entfeuchtungs- und Heizmodus. Daher wird die geblasene Luft für die Fahrgastzelle an dem inneren Kondensator 12 aufgeheizt.
  • Kältemittel, welches von dem inneren Kondensator 12 herausströmt, wird auf isoenthalpe Weise dekomprimiert, um Kältemittel von einem niedrigen Druck zu sein, dessen Temperatur niedriger ist als diejenige von Außenluft, an dem Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite, welches leicht geöffnet ist (von dem Punkt b17 zu dem Punkt c117 in der 17). Das Kältemittel von einem niedrigen Druck, welches an dem Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite dekomprimiert wurde, strömt in den äußeren Wärmetauscher 20 über das Integrationsventil 14, auf ähnliche Weise zu dem Kühlbetriebsmodus.
  • Das Kältemittel von einem niedrigen Druck, welches in den äußeren Wärmetauscher 20 strömt, absorbiert Wärme von Außenluft, welche von dem Gebläse 21 geblasen wird, durch ein Austauschen von Wärme (von dem Punkt c117 zu dem Punkt c217 in der 17). Des Weiteren ist das Kühlexpansionsventil 22 in einem vollständig geöffneten Zustand, und Kältemittel, welches von dem äußeren Wärmetauscher 20 herausströmt, strömt in den inneren Verdampfer 23, ohne dekomprimiert zu werden. Eine nachfolgende Betriebsweise ist die gleiche wie bei dem Kühlbetriebsmodus.
  • Wie es oben beschrieben wurde, kann bei dem vierten Entfeuchtungs- und Heizmodus Luft, welche zu der Fahrgastzelle geblasen wird, welche an dem inneren Verdampfer 23 gekühlt und entfeuchtet wurde, an dem inneren Kondensator 12 aufgeheizt werden und in die Fahrgastzelle geblasen werden, auf die gleiche Weise wie bei dem ersten, dem zweiten und dem dritten Entfeuchtungs- und Heizmodus. Daher kann ein Entfeuchten und ein Aufheizen auf die Fahrgastzelle ausgeübt werden.
  • Bei dem vierten Entfeuchtungs- und Heizmodus funktioniert, auf gleiche Weise wie bei dem dritten Entfeuchtungs- und Heizmodus, der äußere Wärmetauscher 20 als ein Verdampfer, und ein Öffnungsgrad von dem Expansionsventil 13 einer Hochstufenseite ist geringer als derjenige von dem dritten Entfeuchtungs- und Heizmodus. Dementsprechend kann eine Verdampfungstemperatur von dem Kältemittel an dem äußeren Wärmetauscher 20 verringert werden. Eine Temperaturdifferenz zwischen einer Temperatur von einem Kältemittel an dem äußeren Wärmetauscher 20 und einer Außentemperatur ist daher größer als diejenige von dem dritten Entfeuchtungs- und Heizmodus, und eine absorbierte Wärmemenge, welche durch ein Kältemittel an dem inneren Kondensator 12 absorbiert wird, kann erhöht werden.
  • Dementsprechend kann im Vergleich zu dem dritten Entfeuchtungs- und Heizmodus (i) eine Dichte von dem Kältemittel, welches in den Kompressor 11 angesaugt wird, erhöht sein, (ii) kann ein Kältemitteldruck an dem inneren Kondensator 12 ohne ein Erhöhen einer Drehzahl von dem Kompressor 11 erhöht sein und (iii) kann eine Temperatur von Luft, welche von dem inneren Kondensator 12 geblasen wird, höher sein als diejenige von dem dritten Entfeuchtungs- und Heizmodus.
  • Gemäß der Fahrzeugklimaanlage 1 der vorliegenden Ausführungsform, wie sie oben beschrieben ist, wird ein Kältemittelströmungsdurchlass von dem Wärmepumpenkreislauf 10 derart geschaltet, dass verschiedene Konfigurationen von Kreisläufen umgesetzt werden zum Ausüben eines geeigneten Kühlens, Heizens und Entfeuchtens und Heizens von der Fahrgastzelle.
  • Des Weiteren kann die Fahrzeugklimaanlage 1 der vorliegenden Ausführungsform, welche für ein Elektrofahrzeug verwendbar ist, nicht Abwärme für ein Aufheizen einer Fahrgastzelle in einem Fahrzeug verwenden, in welchem eine Brennkraftmaschine (d. h. ein Motor) montiert ist. Der Wärmepumpenkreislauf 10 der vorliegenden Ausführungsform ist daher äußerst effektiv für einen Fall, welcher mit einer hohen Leistungskennziffer COP betrieben wird, ohne Berücksichtigung einer Heizlast in dem Heizbetriebsmodus.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird das Integrationsventil 14 verwendet, und in dem Integrationsventil sind Teile von erforderlichen Komponenten, welche für den Wärmepumpenkreislauf 10 notwendig sind, um als ein Gasinjektionskreislauf benutzt zu werden, auf integrale Weise ausgebildet. Eine Konfiguration von dem Wärmepumpenkreislauf, welcher den Gasinjektionskreislauf ausbildet, kann daher einfach sein. Eine Montierbarkeit des Wärmepumpenkreislaufs in einem Zielobjekt kann dementsprechend verbessert werden.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform führt das einzige Integrationsventil 14 aus: (i) eine Trennung von Kältemittel eines Zwischendrucks in eine Dampfphase und in eine Flüssigphase, (ii) ein Öffnen oder Schließen des Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d und des Dampfphasenkältemitteldurchlass 142b und (iii) eine Dekomprimierung von Kältemittel einer Flüssigphase.
  • Des Weiteren kann gemäß dem Integrationsventil 14 der vorliegenden Ausführungsform, wenn das Integrationsventilelement 29 einen von dem Dampfphasenkältemitteldurchlass 142b und dem Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d öffnet, ein anderer davon geschlossen werden. Das Integrationsventilelement 29 kann wahlweise den Dampfphasenkältemitteldurchlass 142b und den Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d schließen oder öffnen. Des Weiteren kann durch lediglich ein Verstellen des Integrationsventilelements 29 unter Verwenden des Schrittmotors 28 ein Kältekreislauf in dem Kreislauf zu einem Kältekreislauf geschaltet werden, welcher als ein Gasinjektionskreislauf funktioniert.
  • Dementsprechend können der Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d und der Dampfphasenkältemitteldurchlass 142b wahlweise durch einen einzigen Ventilkörper geöffnet oder geschlossen werden ohne ein Vorsehen eines Ventilkörpers an jedem von dem Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d und dem Dampfphasenkältemitteldurchlass 142b. Eine innere Struktur von dem Integrationsventil 14 kann daher vereinfacht werden, und eine Ausgestaltung von dem Wärmepumpenkreislauf, welcher als der Gasinjektionskreislauf funktioniert, kann vereinfacht werden.
  • Somit kann im Verhältnis zu einem hinlänglich bekannten Wärmepumpenkreislauf vom schaltbaren Typ, bei welchem Kältemittelströmungsdurchlässe geschaltet werden, der in der 18 gezeigt ist, ein Wärmepumpenkreislauf, welcher mindestens als ein Gasinjektionskreislauf funktioniert, leicht ausgebildet werden durch (i) Ändern eines Kompressors 11', welcher in der 18 gezeigt ist, auf einen Kompressor vom Typ zwei Kompressionsstufen, (ii) Anordnen des Integrationsventils 14 der vorliegenden Ausführungsform an einem Teil, welches mit einer gestrichelten Linie umgeben ist, und (iii) Verbinden des Dampfphasenkältemittelauslassanschlusses 142a von dem Integrationsventil 14 und den Zwischendruckanschluss 11b miteinander.
  • Noch genauer wird, wenn das Integrationsventilelement 29 den Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d öffnet, eine Kreislaufkonfiguration derart eingestellt, dass mindestens einer von dem inneren Kondensator 12 und dem äußeren Wärmetauscher 20 als ein Kühler funktioniert, an welchem Kältemittel Wärme abstrahlt, und der innere Verdampfer 23 funktioniert als ein Verdampfer, bei welchem Kältemittel verdampft wird.
  • Auf der anderen Seite kann, wenn das Integrationsventilelement 29 den Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d schließt, ein Wärmepumpenkreislauf leicht zu einem Gasinjektionskreislauf geschaltet werden, in welchem der innere Kondensator 12 als ein Kühler funktioniert, bei welchem Kältemittel Wärme abstrahlt, und der innere Wärmetauscher 23 als ein Verdampfer funktioniert, bei welchem Kältemittel verdampft wird.
  • Der Wärmepumpenkreislauf 10 in der 18 ist ein Beispiel von einem hinlänglich bekannten Wärmepumpenkreislauf, in welchem (i) der innere Kondensator 12 und der äußere Wärmetauscher 20 als Kühler funktionieren und der innere Verdampfer 23 als ein Verdampfer funktioniert, wenn das Schaltventil 27 eines Bypassdurchlasses in einem geschlossenen Zustand ist, oder (ii) eine Konfiguration, in welcher der innere Kondensator 12 als ein Kühler funktioniert und der äußere Wärmetauscher 20 als ein Verdampfer funktioniert, wenn das Schaltventil 27 eines Bypassdurchlasses in einem geöffneten Zustand ist.
  • In der 18 sind Teile, welche Komponenten entsprechen oder äquivalent sind zu den Komponenten, welche in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Aussage ist ebenso ähnlich zu den anderen Zeichnungen. In der 18 sind des Weiteren Darstellungen von der Klimaanlagensteuerung 40 und einer Stromverkabelung, einer Signalverkabelung oder ähnliches, welche elektrisch die Klimaanlagensteuerung 40 und verschiedene Komponenten verbinden, aus Gründen der Klarheit weggelassen.
  • Gemäß dem Integrationsventil 14 der vorliegenden Ausführungsform bildet der Dampf-Flüssig-Trennraum 141b einen zentrifugalen Dampf-Flüssig-Trennraum aus. Im Vergleich zu einer Konfiguration, bei welcher eine Dampf-Flüssig-Trennleistung unter Verwenden eines Effekts, wie zum Beispiel einer Schwerkraft, einer Oberflächenspannung oder ähnlichem, ausgeübt wird, übt dementsprechend das Integrationsventil 14 eine hohe Leistung eines Trennens von Dampf/Flüssigkeit aus. In diesem Fall kann ein Raum für den Dampf-Flüssig-Trennraum 141b eingespart werden, und eine gesamte Größe von dem Integrationsventil kann kleiner gemacht werden. Auf alternative Weise kann ein Trennen von Dampf/Flüssigkeit in dem Integrationsventil 14 ausgeführt werden unter Verwenden eines Effekts, wie zum Beispiel der Schwerkraft, einer Oberflächenspannung oder ähnlichem, in Abhängigkeit von einer geforderten Leistungsfähigkeit eines Trennens von Dampf/Flüssigkeit.
  • Des Weiteren sind der Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d und die festgelegte Drossel 17 nach unten von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d positioniert, und der Dampfphasenkältemitteldurchlass 142b ist nach unten von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassloch 142 positioniert. Ein Kältemittel einer Flüssigphase, welches in dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b unter Verwenden der Schwerkraft getrennt wurde, wird daher sicher zu einer Seite von dem Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d und einer Seite von der festgelegten Drossel 17 geleitet, und getrenntes Kältemittel einer Dampfphase wird sicher zu einer Seite von dem Dampfphasenkältemitteldurchlass 142b geleitet.
  • Zusätzlich ist gemäß dem Integrationsventil 14 der vorliegenden Ausführungsform das Kältemitteleinlassloch 141g ein längliches Loch. Das längliche Loch erstreckt sich in einer axialen Richtung von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b und ist an der Position entfernt von dem einen Ende von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c in der longitudinalen Richtung offen und ist näher zu dem anderen Ende von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c in der longitudinalen Richtung.
  • Dementsprechend wird eine Ausbreitung von Kältemittel in einer Richtung radial nach innen von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b beschränkt, während eine Annäherungszone für das Kältemittel in dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b sichergestellt ist, und Kältemittel kann entlang der radial äußeren Wandoberfläche von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b strömen. Daher wirkt eine zentrifugale Kraft auf effektive Weise auf das Kältemittel, welches in dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b strömt, und eine Effizienz in dem Trennen von Dampf/Flüssigkeit in dem Integrationsventil 14 kann verbessert werden. Ein Raum für den Dampf-Flüssig-Trennraum 141b kann somit eingespart werden, und die gesamte Größe von dem Integrationsventil 14 kann kleiner gemacht werden. Eine gesamte Größe von dem Wärmepumpenkreislauf 10 kann dementsprechend kleiner gemacht werden, und eine Montierbarkeit des Wärmepumpenkreislaufs in einem Zielobjekt kann verbessert werden.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Integrationsventilelement 29 zwischen dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d, welches in dem Trennraum A2 angeordnet ist, und dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c, welches in dem Speicherraum A3 angeordnet ist, positioniert und ist aus einem scheibenförmigen Element hergestellt, welches einen Innendurchmesser aufweist, welcher größer ist als ein Innendurchmesser von dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c.
  • Das Integrationsventilelement 29 beschränkt daher ein Kältemittel einer Flüssigphase darin, sich von einer Seite von dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c zu einer Seite von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d auszubreiten. Eine Effizienz in einem Trennen von Dampf/Flüssigkeit in dem Integrationsventil 14 kann dementsprechend verbessert werden. Ein Raum für den Dampf-Flüssig-Trennraum 141b kann somit eingespart werden, und eine gesamte Größe von dem Integrationsventil kann kleiner gemacht werden. Eine gesamte Größe von dem Wärmepumpenkreislauf 10 kann dementsprechend kleiner gemacht werden, und eine Montierbarkeit von dem Wärmepumpenkreislauf in einem Zielobjekt kann verbessert werden.
  • Des Weiteren ist gemäß dem Integrationsventil 14 der vorliegenden Ausführungsform der Außendurchmesser Ds von dem Integrationsventilelement 29 unter Berücksichtigung einer Effizienz eines Trennens von Dampf/Flüssigkeit in dem Integrationsventil 14 und des Druckverlusts ΔP im Inneren des Integrationsventils 14 aufgrund des Integrationsventilelements 29 festgelegt. Die Effizienz eines Trennens von Dampf/Flüssigkeit im Inneren des Integrationsventils 14 kann somit verbessert werden, während ein Druckverlust aufgrund des Integrationsventilelements 29 daran gehindert werden kann, verursacht zu werden.
  • Der Körper 140 des Integrationsventils der vorliegenden Ausführungsform weist des Weiteren darin einen röhrenförmigen Abschnitt 143 auf, und der Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d und das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c sind vorgesehen. Der röhrenförmige Abschnitt 143 ist ausgestaltet, eine höhere Widerstandsfähigkeit als die umgebenden Teile aufzuweisen.
  • Dementsprechend wird eine indirekte Wärmeübertragung zwischen einem Kältemittel einer Flüssigphase, welches aufgrund der Verstellung des Integrationsventilelements 29 dekomprimiert wird, und einem Kältemittel in dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b beschränkt. Daher werden Eigenschaften einer Dekomprimierung darin beschränkt, sich aufgrund der Verstellung des Integrationsventilelements 29 zu ändern.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Welle 29c, welche mit dem beweglichen Teil von dem Schrittmotor 28 verbunden ist, welcher in dem Integrationsventilelement 29 umfasst ist, vorgesehen, um durch das Innere von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c hindurchzugehen. Ein Raum für ein Anordnen der Welle 29c im Inneren des Körpers 140 ist daher nicht notwendig, auf separate Weise vorgesehen zu werden, und eine gesamte Größe von dem Integrationsventil 14 kann kleiner gemacht werden.
  • Zweite Ausführungsform
  • Wie es in Querschnittsansichten der 19 und 20 gezeigt ist, wird bei der vorliegenden Ausführungsform die festgelegte Drossel 17 nicht verwendet, sondern ein Integrationsventil 14 ist wie folgt ausgebildet. Das heißt, wenn das Integrationsventilelement 29 das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142 öffnet, betreibt der Schrittmotor 28 das Integrationsventilelement 29, um leicht das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c zu öffnen, so dass Kältemittel einer Flüssigphase, welches in dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b getrennt wurde, dekomprimiert wird.
  • Noch genauer betreibt gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wenn das Integrationsventilelement 29 das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d öffnet, der Schrittmotor 28 das Integrationsventilelement 29 derart, dass ein Zwischenraum zwischen dem Integrationsventilelement 29 und dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c vorgesehen wird, wie es in der 19 gezeigt ist. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform funktioniert der Zwischenraum, welcher zwischen dem Integrationsventilelement 29 und dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c vorgesehen ist, als eine Drossel zum Dekomprimieren von Kältemittel einer Flüssigphase. Der Schrittmotor 28 betreibt des Weiteren das Integrationsventilelement 29 derart, dass eine Qualität von einem Kältemittel an einer stromaufwärtigen Seite von dem Zwischenraum, welcher zwischen dem Integrationsventilelement 29 und dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c vorgesehen ist, geringer ist als oder gleich ist zu 0,1, wenn das Integrationsventilelement 29 das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d öffnet.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform betreibt der Schrittmotor 28 das Integrationsventilelement 29, um (i) das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c in dem ersten Heizmodus, welcher in der ersten Ausführungsform beschrieben ist, leicht zu öffnen und (ii) das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d in dem Kühlbetriebsmodus, dem Entfeuchtungs- und Heizbetriebsmodus und dem zweiten Heizmodus, welcher bei der ersten Ausführungsform beschrieben ist, zu schließen.
  • Andere Konfigurationen und Betriebsweisen der Fahrzeugklimaanlage 1 sind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform. Gemäß der Fahrzeugklimaanlage 1 der vorliegenden Ausführungsform werden daher Kältemitteldurchlässe von dem Wärmepumpenkreislauf 10 auf gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform geschaltet, so dass ein geeignetes Kühlen, Heizen und eine Entfeuchtung und Heizen in der Fahrgastzelle des Fahrzeugs umgesetzt werden durch eine Umsetzung der verschiedenen Kreislaufkonfigurationen.
  • Des Weiteren kann ein einziger Ventilkörper den Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d und den Dampfphasenkältemitteldurchlass 142b öffnen oder schließen, und es ist nicht erforderlich, einen Ventilkörper in jedem von dem Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d und dem Dampfphasenkältemitteldurchlass 142b zum Schalten dieser Durchlässe vorzusehen. Eine innere Konfiguration von dem Integrationsventil 14 kann somit vereinfacht werden. Dementsprechend kann eine Kreislaufkonfiguration des Wärmepumpenkreislaufs, welcher als ein Gasinjektionskreislauf funktioniert, vereinfacht werden.
  • Zusätzlich wird, wenn das Integrationsventilelement 29 bewegt wird und den Dampfphasenkältemitteldurchlass 142b öffnet, das Kältemittel einer Flüssigphase in dem Zwischenraum dekomprimiert, welcher zwischen dem Integrationsventilelement 29 und dem Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d vorgesehen ist. Die festgelegte Drossel 17, welche bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, ist daher nicht erforderlich, und das Integrationsventil 14 ist mit einer einfacheren Ausgestaltung hergestellt.
  • Wenn das Integrationsventilelement 29 angeordnet ist, um den Dampfphasenkältemitteldurchlass 142b zu öffnen, betreibt des Weiteren der Schrittmotor 28 das Integrationsventilelement 29, um verstellt zu werden, so dass eine Druckdifferenz zwischen dem Dampfphasenkältemitteldurchlass 142b und dem Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d fein eingestellt werden kann. Der Schrittmotor 28 betreibt zum Beispiel das Integrationsventilelement 29, um bewegt zu werden zum Verringern des Zwischenraums derart, dass eine Strömungsmenge von Kältemittel einer Flüssigphase, welches in den Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d strömt, an dem Zwischenraum reduziert werden kann, welcher zwischen dem Integrationsventilelement 29 und dem Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d vorgesehen ist.
  • Eine Steuerungsleistung des Wärmepumpenkreislaufs, welcher als ein Gasinjektionskreislauf funktioniert, kann daher mit der Ausgestaltung der vorliegenden Ausführungsform verbessert werden.
  • Dritte Ausführungsform
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel eines Änderns einer inneren Konfiguration von dem Integrationsventil 14 im Verhältnis zu der ersten Ausführungsform beschrieben werden. Eine Beschreibung hinsichtlich eines Abschnitts, welcher einem Abschnitt der ersten Ausführungsform entspricht oder gleich ist dazu, wird weggelassen oder vereinfacht.
  • Bei der ersten Ausführungsform, welche oben beschrieben wurde, ist das Integrationsventilelement 29 einfach durch ein scheibenförmig geformtes Element ausgebildet. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform verringert sich ein Durchmesser von einem äußeren umfänglichen Teil von dem Integrationsventilelement 29 mindestens an einer Seite von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d kontinuierlich von einer Seite von dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c zu der Seite des getrennten Dampfphasenkältemittelauslasslochs 142d.
  • Noch genauer weist, wie es in der 21 gezeigt ist, der äußere umfängliche Teil von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d von dem Integrationsventilelement 29 eine verjüngte Form auf. Auf alternative Weise kann ein äußerer umfänglicher Teil von dem Integrationsventilelement 29 an einer Seite von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d eine gebogene Form aufweisen.
  • Dementsprechend strömt, wenn Kältemittel um das Integrationsventilelement 29 herum strömt, das Kältemittel reibungslos bzw. glatt von einer Seite von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d zu einer Seite von dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c, und der Druckverlust ΔP, welcher durch das Integrationsventilelement 29 verursacht wird, kann reduziert werden.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist, obwohl ein Beispiel beschrieben wurde, bei welchem der äußere umfängliche Teil von dem Integrationsventilelement 29 auf der Seite von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d eine verjüngte Form aufweist, eine Form des äußeren umfänglichen Teils von dem Integrationsventilelement 29 nicht auf das Beispiel beschränkt. Zum Beispiel ist, wie es in der 22 gezeigt ist, ein Durchmesser des äußeren umfänglichen Teils von dem Integrationsventilelement 29 auf der Seite des getrennten Flüssigphasenkältemittelauslasslochs 141c kontinuierlich verringert von der Seite des getrennten Dampfphasenkältemittelauslasslochs 142d zu dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c.
  • Ein Kältemittel, welches um das Integrationsventilelement 29 herum strömt, wird dementsprechend zu einer mittleren Seite von dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c durch Verwenden des äußeren umfänglichen Teils von dem Integrationsventilelement 29 auf der Seite von dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c geleitet, und der Druckverlust ΔP, welcher durch das Integrationsventilelement 29 verursacht wird, kann verringert werden.
  • Wie es in der 23 gezeigt ist, kann das Integrationsventilelement 29 eine Ausgestaltung aufweisen, bei welcher ein scheibenförmig geformter Abschnitt 29, der aus Metall hergestellt ist, mit einem Harz 29e vergossen ist. Dementsprechend kann das Harz 29e, welches an dem scheibenförmig geformten Abschnitt 29d angegossen ist, das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d und das Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c ohne eine Lücke abdichten.
  • Des Weiteren kann das Integrationsventilelement 29 der vorliegenden Ausführungsform als ein Integrationsventilelement 29 in anderen Ausführungsformen außer der ersten Ausführungsform verwendet werden.
  • Vierte Ausführungsform
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben werden, bei welchem eine innere Ausgestaltung von dem Integrationsventil 14 im Verhältnis zu der ersten Ausführungsform geändert ist. Eine Beschreibung hinsichtlich eines Abschnitts, welcher einem Abschnitt der ersten Ausführungsform entspricht oder gleich ist dazu, wird weggelassen oder vereinfacht.
  • Wie es in einer Querschnittsansicht der 24 gezeigt ist, ist der Körper 140 der vorliegenden Ausführungsform durch einen unteren Körper 141 und einen oberen Körper 142, welcher nach oben von dem unteren Körper 141 befestigt ist, ausgebildet.
  • Der obere Körper 142 ist aus einem im Allgemeinen röhrenförmigen Metallblockabschnitt mit quadratischem Boden hergestellt, von dem sich eine axiale Richtung in der Richtung oben-unten erstreckt, und der Kältemitteleinlassanschluss 141a ist an einer äußeren Wandoberfläche von dem oberen Körper 142 vorgesehen. Der Dampf-Flüssig-Trennraum 141b ist in dem oberen Körper 142 vorgesehen, und der obere Körper 142 nimmt das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c in koaxialer Weise zu dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b auf. Des Weiteren ist ein Kommunikationsloch an dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c an einer oberen Endseite derart vorgesehen, dass der obere Endabschnitt von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c mit der Außenseite von dem Körper 140 in Kommunikation steht. Der Dampfphasenkältemittelauslassanschluss 142a ist eine Öffnung von dem Körper 140 an einer Seite von dem Körper 140 angrenzend zu der Außenseite.
  • Der untere Körper 141 ist aus einem im Allgemeinen zylindrischen Metallblockabschnitt hergestellt, welcher einen äußeren Durchmesser aufweist, der im Allgemeinen gleich ist zu einem äußeren Durchmesser von dem oberen Körper 142. Wenn der untere Körper 141 an dem oberen Körper 142 befestigt ist, ist das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c an einer umfänglichen Seite an einer am weitesten oben liegenden umfänglichen Seite von dem unteren Körper 141 gegenüberliegend zu dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b vorgesehen. Kältemittel einer Flüssigphase, welches in dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b getrennt wurde, strömt zu einer Seite von dem Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d über das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c. Ein umfänglicher Teil von dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c bildet ein Ventilsitzteil 141f aus, welches mit dem Integrationsventilelement 29 in Kontakt gelangt.
  • Der Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d ist nach unten von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b angeordnet und leitet das Kältemittel einer Flüssigphase, welches in dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b getrennt wurde, zu der Seite von dem Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss 141e. Das Kältemittel einer Flüssigphase in dem Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d strömt von dem Integrationsventil 14 durch den Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss 141e heraus.
  • Noch genauer erstreckt sich der Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d in einer Richtung senkrecht zu der axialen Richtung von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b (d. h. einer horizontalen Richtung bei der vorliegenden Ausführungsform). Der Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d ist durch ein Kommunikationsloch ausgebildet, durch welches eine Innenseite von dem unteren Körper 141 und eine Außenseite von dem unteren Körper 141 miteinander in Kommunikation stehen. Eine Öffnung von dem Kommunikationsloch an der äußeren Seite von dem unteren Körper 141 stellt den Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss 141e bereit.
  • Das Integrationsventilelement 29 ist mit dem beweglichen Teil von dem Schrittmotor 28, welcher an einer unteren Seite von dem unteren Körper 141 durch eine Befestigungsmethode wie eine Bolzenverbindung über die Welle 29c befestigt ist, verbunden. Die Welle 29c der vorliegenden Ausführungsform ist in koaxialer Weise zu dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c angeordnet und geht durch einen Teil von dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c und einen Teil von dem Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d hindurch.
  • Andere Ausgestaltungen und Betriebsweisen sind die gleichen wie diejenigen der ersten Ausführungsform, und die vorliegende Ausführungsform weist zusätzliche Wirkungen auf, welche unten in Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben wurden.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Welle 29c, welche mit dem Integrationsventilelement 29 verbunden ist, angeordnet, um durch einen Teil von dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c und einen Teil von dem Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d hindurchzugehen, ohne durch das Innere von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr 142c hindurchzugehen. Im Verhältnis zu einem Fall, dass die Welle 29c im Inneren des getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohrs 142c angeordnet ist, geht dementsprechend Kältemittel einer Dampfphase durch das Innere des getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohrs 142c mit einem geringeren Druckverlust hindurch.
  • Des Weiteren kann die innere Ausgestaltung von dem Integrationsventil 14 der vorliegenden Ausführungsform an anderen Ausführungsformen außer der ersten Ausführungsform angewendet werden.
  • Fünfte Ausführungsform
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben werden, bei welchem eine innere Ausgestaltung von dem Integrationsventil 14 im Verhältnis zu der ersten Ausführungsform geändert ist. Eine Beschreibung hinsichtlich eines Abschnitts, welcher einem Abschnitt von der ersten Ausführungsform entspricht oder gleich ist zu diesem, wird weggelassen oder vereinfacht.
  • Wie es in der 25 gezeigt ist, bilden bei dem Integrationsventil 14 der vorliegenden Ausführungsform der untere Körper 141 und der obere Körper 142 den Körper 140 aus. Der Schrittmotor 28 ist an einem oberen Endteil von dem oberen Köper 142 angebracht. Die Welle 29c ist angeordnet, um durch das Innere des getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohrs 142c hindurchzugehen.
  • Kältemittel einer Flüssigphase, welches in dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b getrennt wurde, bleibt leicht durch die Schwerkraft in dem Speicherraum A3 stehen, welcher nach unten von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b angeordnet ist. Des Weiteren bleibt in dem Speicherraum A3 das Kältemittel einer Flüssigphase am leichtesten an der inneren Wandoberfläche stehen, an welcher eine maximale zentrifugale Kraft auf das Kältemittel einer Flüssigphase wirkt.
  • Die festgelegte Drossel 17 der vorliegenden Ausführungsform öffnet sich an einem radial nach außen gehenden und untersten Teil von dem Speicherraum A3 in dem unteren Körper 141. Dementsprechend kann Kältemittel einer Dampfphase effektiv daran gehindert werden, in die festgelegte Drossel 17 zu strömen, und eine Dekomprimierungscharakteristik der festgelegten Drossel 17 kann stabilisiert werden. Die innere Ausgestaltung des Integrationsventils 14, welches bei der vorliegenden Ausführungsform beschrieben ist, kann für andere Ausführungsformen verwendet werden.
  • Sechste Ausführungsform
  • Die erste Ausführungsform, welche oben beschrieben ist, ist ein Beispiel, bei welchem das Integrationsventilelement 29 linear in der axialen Richtung von der Welle 29c bewegt wird (d. h. in der vertikalen Richtung) durch eine Antriebskraft von dem Schrittmotor 28 zum Öffnen oder Schließen des getrennten Flüssigphasenkältemittelauslasslochs 141c und des getrennten Dampfphasenkältemittelauslasslochs 142d. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird das Integrationsventilelement 29 linear in einer radialen Richtung von dem Dampf- Flüssig-Trennraum 141b bewegt zum Öffnen oder Schließen des getrennten Flüssigphasenkältemittelauslasslochs 141c und des getrennten Dampfphasenkältemittelauslasslochs 142d.
  • Wie es in den 26A und 26B gezeigt ist, ist das Integrationsventilelement 29 der vorliegenden Ausführungsform durch einen scheibenförmig geformten ersten Ventilteil 291, einen scheibenförmig geformten zweiten Ventilteil 292 und einen Verbindungsteil 293, welcher den ersten Ventilteil 291 und den zweiten Ventilteil 292 miteinander verbindet, ausgebildet.
  • Durch ein Bewegen des ersten Ventilteils 291 in der radialen Richtung von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b wird das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c geöffnet oder geschlossen.
  • Wie es in der 26A gezeigt ist, wird der zweite Ventilteil 292 zum Öffnen des getrennten Dampfphasenkältemittelauslasslochs 142d in Verbindung mit einer Verstellung des ersten Ventilteils 291, welcher das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c schließt, bewegt. Wie es in der 26B gezeigt ist, wird der zweite Ventilteil 292 zum Schließen des getrennten Dampfphasenkältemittelauslasslochs 142d in Verbindung mit einer Verstellung von dem ersten Ventilteil 291, welcher das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c öffnet, bewegt.
  • Das Integrationsventilelement 29, welches wie oben beschrieben betrieben wird, ist mit einem beweglichen Teil von dem Schrittmotor 28 über einen Antriebsmechanismus (nicht gezeigt) verbunden, und das Integrationsventilelement 29 ist in der radialen Richtung von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b durch die Antriebskraft des Schrittmotors 28 derart bewegbar, dass das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c und das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d geöffnet oder geschlossen werden können.
  • Andere Ausgestaltungen und Betriebsweisen sind die gleichen wie diejenigen von der ersten Ausführungsform, und durch ein Verwenden des Integrationsventils 14 der vorliegenden Erfindung kann das Integrationsventilelement 29 einen von dem Dampfphasenkältemitteldurchlass 142b und dem Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d schließen, wenn der andere offen ist. Das heißt, das Integrationsventilelement 29 kann wahlweise den Dampfphasenkältemitteldurchlass 142b und den Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d öffnen oder schließen, und ein Kältekreislauf in dem Kreislauf kann geschaltet werden für einen Kältekreislauf, welcher als ein Gasinjektionskreislauf funktioniert, durch lediglich ein Bewegen des Integrationsventilelements 29, welches durch den Schrittmotor 28 betrieben wird.
  • Auf ähnliche Weise zu der zweiten Ausführungsform kann in einem Fall, in welchem die festgelegte Drossel nicht verwendet wird, und wo das Integrationsventilelement 29 das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d öffnet, der Schrittmotor 28 das Integrationsventilelement 29 betreiben, um leicht das getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c zu öffnen, so dass Kältemittel einer Flüssigphase, welches in dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b getrennt wird, dekomprimiert wird.
  • Noch genauer kann, wie es in der 27A gezeigt ist, der Schrittmotor 28 den ersten Ventilteil 291 betreiben, um (i) das getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c leicht zu öffnen, wenn der zweite Ventilteil 292 das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d öffnet und (ii) das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c zu öffnen, wenn der zweite Ventilteil 292 das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d schließt.
  • Siebte Ausführungsform
  • Die erste Ausführungsform, welche oben beschrieben ist, ist ein Beispiel, bei welchem das Integrationsventilelement 29 linear in der axialen Richtung von der Welle 29c bewegt wird (d.h. die vertikale Richtung) durch die Antriebskraft des Schrittmotors 28, so dass das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c und das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142 d geöffnet oder geschlossen werden. Die vorliegende Ausführungsform wird ein Beispiel beschreiben, bei welchem das Integrationsventilelement 29 drehend derart bewegbar ist, dass das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c und getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d geöffnet oder geschlossen werden.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform öffnet sich, wie es in den 28A und 28B gezeigt ist, das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d in der axialen Richtung von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b. Das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c hingegen öffnet sich zum Kreuzen mit der axialen Richtung von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b. Das heißt, das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d und das getrennte Flüssigphasenauslassloch 141c der vorliegenden Ausführungsform sind derart geöffnet, dass eine Strömungsrichtung von dem Kältemittel einer Dampfphase, welches von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d herausströmt, verschieden ist von einer Strömungsrichtung von einem Kältemittel einer Flüssigphase, welches von dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c herausströmt.
  • Das Integrationsventilelement 29 ist aus einem Element in Form eines Kreisausschnitts hergestellt und das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c und das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d werden wahlweise durch eine bogenförmige Umfangsoberfläche von dem Element in Form eines Kreisausschnitts geöffnet oder geschlossen.
  • Noch genauer ist, wie es in der 28A gezeigt ist, wenn das Integrationsventilelement 29 zum Schließen des getrennten Flüssigphasenkältemittelauslasslochs 141c bewegt wird, das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d offen. Wenn, wie es in der 28B gezeigt ist, das Integrationsventilelement 29 bewegt wird zum Öffnen des getrennten Flüssigphasenkältemittelauslasslochs 141c ist das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d geschlossen.
  • Das Integrationsventilelement 29, welches eine solche Ausgestaltung aufweist, welche oben beschrieben ist, ist mit einem beweglichen Teil von dem Schrittmotor 28 über eine Welle 29 verbunden, welche als eine Drehachse funktioniert. Durch ein drehendes Bewegen des Integrationsventilelements 29 basierend auf der Antriebskraft von dem Schrittmotor 28, können das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c und das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d geöffnet oder geschlossen werden.
  • Andere Ausgestaltungen und Betriebsweisen sind die gleichen wie diejenigen der ersten Ausführungsform. Selbst bei dem Integrationsventil 14 der vorliegenden Ausführungsform kann das Integrationsventilelement 29 einen von dem Dampfphasenkältemitteldurchlass 142d und dem Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d schließen, wenn das Integrationsventilelement 29 den anderen öffnet. Das heißt, das Integrationsventilelement 29 kann wahlweise den Dampfphasenkältemitteldurchlass 142b und den Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d öffnen oder schließen und ein Kältekreislauf in dem Kreislauf kann für einen Kältekreislauf geschaltet werden, welcher als ein Gas-Injektions-Kreislauf funktioniert, durch lediglich ein Bewegen des Integrationsventilelements 29, welches durch den Schrittmotor 28 betrieben wird.
  • Ähnlich zu der zweiten Ausführungsform kann in einem Fall, in welchem die festgelegte Drossel 17 nicht verwendet wird und das Integrationsventilelement 29 das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d öffnet, der Schrittmotor 28 das Integrationsventilelement 29 betreiben, um leicht das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c zu öffnen, so dass Kältemittel einer Flüssigphase, welches in dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b abgetrennt wird, dekomprimiert wird.
  • Noch genauer kann der Schrittmotor 28 das Integrationsventilelement 29 betreiben, um (i) leicht das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c zu öffnen, wenn das Integrationsventilelement 29 zum Öffnen des getrennten Dampfphasenkältemittelauslasslochs 142d bewegt wird, wie es in der 29A gezeigt ist, und (ii) zum Öffnen des getrennten Flüssigphasenkältemittelauslasslochs 141c, wenn das Integrationsventilelement 29 zum Schließen des getrennten Dampfphasenkältemittelauslasslochs 142d bewegt wird, wie es in der 29B gezeigt ist.
  • Achte Ausführungsform
  • Die vorliegende Ausführungsform, welche unten beschrieben werden wird, ist ein Beispiel, bei welchem das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c und das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d durch ein drehendes Bewegen des Integrationsventilelements 29 geöffnet oder geschlossen werden.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform öffnet sich, wie es in den 30A und 30B gezeigt ist, das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d in der axialen Richtung von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b, wohingegen das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c sich öffnet, um senkrecht zu der axialen Richtung von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b zu sein. Das heißt, das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d und das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c der vorliegenden Ausführungsform öffnen sich derart, dass eine Strömungsrichtung von einem Kältemittel von einer Dampfphase, welches von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d herausströmt, verschieden ist von einer Strömungsrichtung von einem Kältemittel von einer Flüssigphase, welches von dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c herausströmt.
  • Das Integrationsventilelement 29 ist aus einem flachen plattenförmigen Element hergestellt und eine Plattenoberfläche von dem Integrationsventilelement 29 öffnet oder schließt wahlweise das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c und das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d.
  • Noch genauer ist, wie es in der 30A gezeigt ist, wenn das Integrationsventilelement 29 bewegt wird zum Schließen des getrennten Flüssigphasenkältemittelauslasslochs 141c das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d offen. Wie es in der 30B gezeigt ist, ist, wenn das Integrationsventilelement 29 zum Öffnen des getrennten Flüssigphasenkältemittelauslasslochs 141c bewegt wird, das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d geschlossen.
  • Das Integrationsventilelement 29, welches wie oben beschrieben ausgebildet ist, ist mit einem beweglichen Teil von dem Schrittmotor 28 über die Welle 29 verbunden, welche als eine Drehachse funktioniert, und das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c und das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d können durch ein drehendes Bewegen des Integrationsventilelements 29 basierend auf der Antriebskraft von dem Schrittmotor 28 geöffnet oder geschlossen werden.
  • Andere Ausgestaltungen und Betriebsweisen sind die gleichen wie diejenigen von der ersten Ausführungsform und bei dem Integrationsventil 14 der vorliegenden Ausführungsform kann das Integrationsventilelement 29 einen von dem Dampfphasenkältemitteldurchlass 142b und dem Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d schließen, wenn das Integrationsventilelement 29 den anderen öffnet. Das heißt, das Integrationsventilelement 29 kann wahlweise den Dampfphasenkältemitteldurchlass 142b und den Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d öffnen oder schließen und ein Kältekreislauf bei dem Kreislauf kann für einen Kältekreislauf geschaltet werden, welcher als ein Gas-Injektions-Kreislauf funktioniert, durch ein Bewegen des Integrationsventilelements 29 durch den Schrittmotor 28.
  • Auf ähnliche Weise zu der zweiten Ausführungsform kann in einem Fall, in welchem die festgelegte Drossel 17 nicht verwendet wird und wo das Integrationsventilelement 29 das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d öffnet, der Schrittmotor 28 das Integrationsventilelement betreiben, um leicht das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c zu öffnen, so dass Kältemittel einer Flüssigphase, welches in dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b abgetrennt wird, dekomprimiert wird.
  • Noch genauer kann der Schrittmotor 28 das Integrationsventilelement 29 betreiben, um (i) leicht das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch 141c zu öffnen, wenn das Integrationsventilelement 29 zum Öffnen des getrennten Dampfphasenkältemittelauslasslochs 142d bewegt wird, wie es in der 31A gezeigt ist, und (ii) zum Öffnen des getrennten Flüssigphasenkältemittelauslasslochs 141c, wenn das Integrationsventilelement 29 zum Schließen des getrennten Dampfphasenkältemittelauslasslochs 142d bewegt wird, wie es in der 31B gezeigt ist.
  • Andere Modifikationen
  • Diese Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt und verschiedene Änderungen können gemacht werden, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
    • (1) Gemäß den obigen Ausführungsformen wird der Wärmepumpenkreislauf 10 der vorliegenden Erfindung in der Fahrzeugklimaanlage 1 eines Elektrofahrzeugs verwendet. Der Wärmepumpenkreislauf 10 kann jedoch effektiv für ein Verwenden in einem Fahrzeug sein, wie zum Beispiel einem Hybridfahrzeug, welches eine Antriebskraft für ein Fahren des Fahrzeuges von einem Motor (d.h. einer Brennkraftmaschine) und einem Elektromotor erhält, bei welchem eine Abwärme des Motors nicht ausreichend als eine Wärmequelle für ein Heizen ist. Der Wärmepumpenkreislauf 10 kann des Weiteren zum Beispiel für eine stationäre Klimaanlage, einem Container, in welchem Luft darin auf einer kalten Temperatur gehalten wird, einer Flüssigkeitsheizeinrichtung oder ähnliches verwendet werden. Wenn der Wärmepumpenkreislauf 10 in einer Flüssigkeitsheizeinrichtung eingesetzt wird, kann ein Wärmetauscher eines flüssigen Kältemittels als ein Wärmetauscher einer Nutzungsseite verwendet werden und ein Strömungsmengenregelteil kann eine Flüssigkeitspumpe oder ein Strömungsregelventil sein, welche eine Strömungsmenge von einer Flüssigkeit regelt, die in den Wärmetauscher eines flüssigen Kältemittels strömt. Obwohl ein Kältekreislauf bei den obigen Ausführungsformen derart geschaltet wird, so dass der Wärmepumpenkreislauf 10 verschiedene Betriebsmodi ausführt, kann ein Wärmepumpenkreislauf, welcher einfach als ein Gas-Injektions-Kreislauf funktioniert, zum Beispiel ausgebildet sein, wenn das Integrationsventilelement 29 durch den Schrittmotor 28 zum Dekomprimieren des Kältemittels einer Flüssigphase bewegt wird.
    • (2) Obwohl der Schrittmotor 28 als eine Antriebseinrichtung verwendet wird, welche das Integrationsventilelement 29 bei den obigen Ausführungsformen betreibt, ist die Antriebseinrichtung nicht auf den Schrittmotor 28 beschränkt. Zum Beispiel kann ein Servomotor als die Antriebseinrichtung, welche das Integrationsventilelement 29 betreibt, verwendet werden.
    • (3) Obwohl der Körper 140 eine im Allgemeinen zylindrisch geformte Außenform aufweist, ist die äußere Form des Körpers 140 nicht auf dieses Beispiel beschränkt und kann eine rechteckige, säulenartige Form sein. Des Weiteren kann durch ein Einsetzen einer äußeren Form, welche an einen Montageraum in einem Objekt, an welchem zu montieren ist, angepasst ist, die Montierbarkeit eines gesamten Wärmepumpenkreislaufs in dem Objekt stark verbessert werden.
    • (4) Obwohl der Dampf-Flüssig-Trennraum 141b von dem Körper 140 derart angeordnet ist, dass die axiale Richtung des Dampf-Flüssig-Trennraums 141b parallel zu der vertikalen Richtung ist, ist es nicht erforderlich, dass die axiale Richtung von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b mit der vertikalen Richtung zusammenfällt. Bei dem Wärmepumpenkreislauf 10, welcher in einem Fahrzeug oder ähnlichem montiert ist, kann zum Beispiel die axiale Richtung von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b verstellt sein von der vertikalen Richtung, wenn das Fahrzeug insgesamt sich im Zeitpunkt eines Fahrens neigt. In diesem Fall sind basierend auf ein angenommenes Ergebnis von einem montierten Zustand des Integrationsventils 40, welcher von einer Neigung des gesamten Fahrzeugs oder ähnlichem angenommen wird, (i) der Flüssigphasenkältemitteldurchlass 141d und die festgelegte Drossel 17 nach unten von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d angeordnet und (ii) ist der Dampfphasenkältemitteldurchlass 142b nach oben von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassloch 142d angeordnet.
    • (5) Obwohl der Speicherbereich A3 in dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b bei den obigen Ausführungsformen vorgesehen ist, ist eine Stelle von dem Speicherraum A3 nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Der innere Durchmesser von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b ist zum Beispiel eingestellt, um in einem Bereich von eineinhalb Mal bis 3 Mal so groß wie ein innerer Durchmesser von dem Kältemittelrohr zu sein, welches mit dem Kältemitteleinlassanschluss 141a verbunden ist, so dass das gesamte Integrationsventil 14 kleiner gemacht werden kann. Noch genauer kann ein inneres Volumen des Dampf-Flüssig-Trennraums 141b von dieser Modifikation eingestellt werden, um geringer zu sein als ein Volumen von überflüssigem Kältemittel, welches ein Kältemittelvolumen ist nach einem Abziehen von einem maximal erforderlichen Kältemittelvolumen von einem abgedichteten Kältemittelvolumen. Das maximal erforderliche Kältemittelvolumen ist in einem Zustand einer Flüssigphase und wird von einem benötigten Kältemittelvolumen berechnet, welches für den Kreislauf erforderlich ist, um eine maximale Kapazität in dem Kreislauf auszuführen. Das abgedichtete Kältemittelvolumen ist in einem Zustand einer Flüssigphase und wird von einem Kältemittelvolumen umgewandelt, welches in dem Kreislauf abgedichtet ist. Mit anderen Worten kann das innere Volumen von dem Dampf-Flüssig-Trennraum 141b von dieser Modifikation nicht substantiell ein überschüssiges Kältemittel speichern, selbst wenn ein Kältemittelvolumen, welches in dem Kreislauf zirkuliert, aufgrund einer Laständerung variiert wird.
    • (6) Bei den obigen Ausführungsformen und Modifikationen zeigen mindestens die Zeichnungen, auf welche zum Beschreiben des Integrationsventils 14 Bezug genommen wird, spezifische Beispiele von dem Integrationsventil 14 und es sei angemerkt, dass Ausgestaltungen von dem Integrationsventil 14 nicht auf die spezifischen Beispiele beschränkt sind. Verschiedene Konfigurationen des Integrationsventils 14, welche in diesen Zeichnungen gezeigt sind, können kombiniert werden, so lange es keinen Widerspruch in der Kombination gibt.

Claims (14)

  1. Integrationsventil, welches für einen Wärmepumpenkreislauf (10) verwendet wird, welcher fähig ist zum Funktionieren als ein Gasinjektionskreislauf und welcher umfasst: (i) einen Kompressor (11), welcher Kältemittel, welches von einem Sauganschluss (11a) angesaugt wird, komprimiert, Kältemittel von hohem Druck von einem Auslassanschluss (11c) auslässt und einen Zwischendruckanschluss (11b) aufweist, welcher Kältemittel von einem Zwischendruck in den Kreislauf ansaugt und das Kältemittel von einem Zwischendruck mit dem Kältemittel mischt, welches dekomprimiert wird, (ii) einen Wärmetauscher (12) einer Nutzungsseite, in welchem ein Wärmeaustauschfluid Wärme mit dem Kältemittel von hohem Druck, welches von dem Auslassanschluss (11c) ausgelassen wird, austauscht, um aufgeheizt zu sein, (iii) einen Dekompressor (13) einer Hochstufenseite, welcher Kältemittel von hohem Druck, welches von dem Wärmetauscher (12) einer Nutzungsseite herausströmt, dekomprimiert, um Kältemittel von einem Zwischendruck zu sein, und (iv) einen Verdampfer (20), welcher Kältemittel von niedrigem Druck in dem Kreislauf verdampft und das verdampfte Kältemittel von niedrigem Druck dazu bringt, zu dem Sauganschluss (11a) zu strömen, wobei das Integrationsventil aufweist: einen Körper (140), welcher aufweist (i) einen Kältemitteleinlassanschluss (141a), durch welchen das Kältemittel von einem Zwischendruck, welches an dem Dekompressor (13) der Hochstufenseite dekomprimiert wird, strömt, (ii) einen Dampf-Flüssig-Trennraum (141b), welcher Kältemittel, welches von dem Kältemitteleinlassanschluss (141a) herausströmt, in Kältemittel einer Dampfphase und in Kältemittel einer Flüssigphase trennt, (iii) einen Dampfphasenkältemittelauslassanschluss (142a), durch welchen das Kältemittel einer Dampfphase, welches in dem Dampf-Flüssig-Trennraum (141b) getrennt wurde, zu einer Seite von dem Zwischendruckanschluss (11b) strömt, und (iv) einen Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss (141e), durch welchen das Kältemittel einer Flüssigphase, welches in dem Dampf-Flüssig-Trennraum (141b) getrennt wird, zu einer Seite von dem Verdampfer (20) strömt; ein Integrationsventilelement (29), welches in dem Körper (140) angeordnet ist und welches öffnet oder schließt: (i) einen Flüssigphasenkältemitteldurchlass (141d), welcher sich von dem Dampf-Flüssig-Trennraum (141b) zu dem Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss (141e) erstreckt, und (ii) einen Dampfphasenkältemitteldurchlass (142d), welcher sich von dem Dampf-Flüssig-Trennraum (141b) zu dem Dampfphasenkältemittelauslassanschluss (142a) erstreckt; und eine Antriebseinrichtung (28), welche mit dem Integrationsventilelement (29) über einen Antriebsmechanismus (29c) verbunden ist und das Integrationsventilelement (29) betreibt, wobei die Antriebseinrichtung (28) das Integrationsventilelement (29) betreibt und bewegt zum Schließen des Dampfphasenkältemitteldurchlasses (142d), wenn der Flüssigphasenkältemitteldurchlass (141d) offen ist, so dass Kältemittel einer Flüssigphase in Richtung zu einer Seite von dem Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss (141e) strömt; und die Antriebseinrichtung (28) das Integrationsventilelement (29) betreibt und bewegt, um derart verstellt zu werden, dass das Kältemittel einer Flüssigphase, welches zu der Seite von dem Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss (141e) strömt, dekomprimiert wird, wenn der Dampfphasenkältemitteldurchlass (142b) offen ist und Kältemittel einer Dampfphase hindurchlässt, um zu einer Seite von dem Dampfphasenkältemittelauslassanschluss (142a) zu strömen.
  2. Integrationsventil nach Anspruch 1, wobei der Körper (140) eine festgelegte Drossel (17) aufnimmt, welche das Kältemittel einer Flüssigphase, welches zu der Seite von dem Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss (141e) strömt, dekomprimiert, wenn der Dampfphasenkältemitteldurchlass (142b) offen ist, so dass das Kältemittel einer Dampfphase in Richtung zu der Seite des Dampfphasenkältemittelauslassanschlusses (142a) strömt, und die Antriebseinrichtung (28) das Integrationsventilelement (29) zum Schließen des Flüssigphasenkältemitteldurchlasses (141d) betreibt, wenn der Dampfphasenkältemitteldurchlass (142b) offen ist, so dass das Kältemittel einer Dampfphase zu der Seite des Dampfphasenkältemittelauslassanschlusses (142a) strömt.
  3. Integrationsventil nach Anspruch 2, wobei der Flüssigphasenkältemitteldurchlass (141d) und die festgelegte Drossel (17) nach unten von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassloch (142d) angeordnet sind, durch welches Kältemittel einer Dampfphase von dem Dampf-Flüssig-Trennraum (141b) zu einer Seite von dem Dampfphasenkältemitteldurchlass (142b) herausströmt.
  4. Integrationsventil nach Anspruch 1, wobei die Antriebseinrichtung (28) das Integrationsventilelement (29) derart betreibt, dass der Flüssigphasenkältemitteldurchlass leicht offen ist zum Dekomprimieren des Kältemittels einer Flüssigphase, welches zu der Seite von dem Flüssigphasenkältemittelauslassanschluss (141e) strömt, wenn der Dampfphasenkältemitteldurchlass (142b) offen ist und wenn Kältemittel einer Dampfphase zu der Seite von dem Dampfphasenkältemittelauslassanschluss (142a) strömt.
  5. Integrationsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Dampf-Flüssig-Trennraum (141b) in einer zylindrischen Form definiert ist, ein getrenntes Dampfphasenkältemittelauslassrohr (142c), welches eine zylindrische Form aufweist und den Dampfphasenkältemitteldurchlass (142b) darin bereitstellt, im Inneren von dem Dampf-Flüssig-Trennraum (141b) koaxial zu dem Dampf-Flüssig-Trennraum (141b) angeordnet ist, das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassrohr (142c) mit einem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassloch (142d) versehen ist, durch welches Kältemittel einer Dampfphase von dem Dampf-Flüssig-Trennraum (141b) zu der Seite von dem Dampfphasenkältemitteldurchlass (142b) an einem Ende von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr (142c) in einer longitudinalen Richtung herausströmt, und das Integrationsventilelement (29) ein getrenntes Flüssigphasenkältemittelauslassloch (141c) öffnet oder schließt, durch welches das Kältemittel einer Flüssigphase, welches von einer Seite von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassloch (142d) und dem Dampf-Flüssig-Trennraum (141b) her strömt, zu der Seite von dem Flüssigphasenkältemitteldurchlass (141d) strömt.
  6. Integrationsventil nach Anspruch 5, wobei der Dampf-Flüssig-Trennraum (141b) umfasst: einen Wirbelraum (A1), welcher zwischen einer inneren Wandoberfläche von dem Dampf-Flüssig-Trennraum (141b) und einer äußeren Wandoberfläche von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr (142c) vorgesehen ist, wobei das Kältemittel, welches von dem Kältemitteleinlassanschluss (141a) her strömt, entlang der inneren Wandoberfläche von dem Dampf-Flüssig-Trennraum (141b) sich verwirbelt; einen Trennraum (A2), welcher (i) nach unten von dem Wirbelraum (A1) angeordnet ist, welcher (ii) zwischen dem Ende von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr (142c) in der longitudinalen Richtung und dem Integrationsventilelement (29) vorgesehen ist und welcher (iii) Kältemittel in eine Dampfphase und in eine Flüssigphase trennt; und einen Speicherraum (A3), welcher nach unten von dem Trennraum (A2) angeordnet ist und welcher Kältemittel einer Flüssigphase, welches von dem Kältemittel in dem Trennraum (A2) getrennt wird, speichert, und das Integrationsventilelement (29) zwischen dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassloch (142d), welches in dem Trennraum (A2) angeordnet ist, und dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch (142c), welches in dem Speicherraum (A3) angeordnet ist, angeordnet ist und aus einem scheibenförmig geformten Element hergestellt ist, welches größer ist als ein innerer Durchmesser von dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch (141c).
  7. Integrationsventil nach Anspruch 6, wobei, wenn (i) ein Außendurchmesser von dem Integrationsventilelement (29) als Ds definiert wird, (ii) ein Außendurchmesser von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr (142c) als Dp definiert wird, (iii) ein Innendurchmesser von dem Dampf-Flüssig-Trennraum (141b) als Dr definiert wird und (iv) der Innendurchmesser von dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch (141c) als Do definiert wird, Ds, Dp, Dr und Do festgelegt sind, die nachfolgenden Formeln zu erfüllen von: Dp ≤ Ds ≤ (Dx + Dr) / 2 und Dx = (Dr2 - Do2)1/2.
  8. Integrationsventil nach Anspruch 6 oder 7, wobei ein Durchmesser von einem äußeren umfänglichen Teil des Integrationsventilelements (29) mindestens auf einer Seite von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassloch (142d) von einer Seite des getrennten Flüssigphasenkältemittelauslasslochs (141c) zu einer Seite von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassloch (142d) kontinuierlich kleiner wird.
  9. Integrationsventil nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei ein Kältemitteleinlassdurchlass (141h), welcher Kältemittel zum Strömen von dem Kältemitteleinlassanschluss (141a) zu dem Dampf-Flüssig-Trennraum (141b) leitet, mit dem Dampf-Flüssig-Trennraum (141b) über ein Kältemitteleinlassloch (141g), welches an der radial äußeren Wandoberfläche von dem Dampf-Flüssig-Trennraum (141b) vorgesehen ist, in Kommunikation steht und das Kältemitteleinlassloch sich (141g) an einer Position entfernt von dem Ende von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr (142c) in der longitudinalen Richtung und näher zu dem anderen Ende des getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohrs (142c) in der longitudinalen Richtung öffnet.
  10. Integrationsventil nach Anspruch 9, wobei das Kältemitteleinlassloch (141g) ein längliches Loch ist, welches sich in einer axialen Richtung von dem Dampf-Flüssig-Trennraum (141b) erstreckt.
  11. Integrationsventil nach Anspruch 9 oder 10, wobei, wenn (i) ein Abstand in der axialen Richtung von einem Ende von dem Kältemitteleinlassloch (141g), welcher dem Ende des getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohrs (142c) in der longitudinalen Richtung zu dem anderen Ende von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassrohr (141c) in der longitudinalen Richtung entspricht, als Lv definiert wird und (ii) eine Abmessung von dem Kältemitteleinlassloch, welche sich in der axialen Richtung in dem Dampf-Flüssig-Trennraum (141b) erstreckt, als Dv definiert wird, Lv und Dv festgelegt sind, eine nachfolgende Formel von Lv ≥ (1/2) x Dv zu erfüllen.
  12. Integrationsventil nach einem der Ansprüche 5 bis 11, wobei der Körper (140) einen röhrenförmigen Abschnitt (143) aufweist, in welchem der Flüssigphasenkältemitteldurchlass (141d) und das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch (141c) vorgesehen sind, und der röhrenförmige Abschnitt (143) eine größere Widerstandsfähigkeit gegenüber Wärme als diejenige von einem Abstand um den röhrenförmigen Abschnitt (143) herum aufweist.
  13. Integrationsventil nach einem der Ansprüche 5 bis 12, wobei das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch (142d) und das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch (141c) im Inneren des Körpers (140) offen sind, um zueinander gegenüberzuliegen, und das Integrationsventilelement (29) sich linear zum Öffnen oder Schließen des getrennten Dampfphasenkältemittelauslasslochs (142d) und des getrennten Flüssigphasenkältemittelauslasslochs (141c) bewegt.
  14. Integrationsventil nach einem der Ansprüche 5 bis 12, wobei das getrennte Dampfphasenkältemittelauslassloch (142d) und das getrennte Flüssigphasenkältemittelauslassloch (141c) offen sind, so dass eine Strömungsrichtung von dem Kältemittel einer Dampfphase, welches von dem getrennten Dampfphasenkältemittelauslassloch (142d) herausströmt, verschieden ist von einer Strömungsrichtung von einem Kältemittel einer Flüssigphase, welches von dem getrennten Flüssigphasenkältemittelauslassloch (141c) herausströmt, und das Integrationsventilelement (29) sich drehend zum Öffnen oder Schließen des getrennten Dampfphasenkältemittelauslasslochs (142d) und des getrennten Flüssigphasenkältemittelauslasslochs (141c) bewegt.
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