DE112013003001T5

DE112013003001T5 - Fahrzeugklimaanlagengerät

Info

Publication number: DE112013003001T5
Application number: DE201311003001
Authority: DE
Inventors: c/o Sanden Corp. Satou Hiroshi; c/o Sanden Corp. Shigeta Megumi
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2012-06-13
Filing date: 2013-06-12
Publication date: 2015-03-05
Also published as: JP2013256230A; US10052937B2; JP6088753B2; US20170297415A1; US9895956B2; US20150151609A1; WO2013187433A1

Abstract

Es ist ein Fahrzeugklimaanlagengerät vorzusehen, das verhindern kann, dass die Menge eines Kühlmittels reduziert wird, das aus dem Verdichter ausgelassen wird, wenn eine Außenlufttemperatur niedrig ist, um eine Erwärmungsfunktion zu erzielen, die für einen Erwärmungsbetrieb erforderlich ist, und das außerdem das Fahrzeuginnere ohne eine Verschlechterung der Erwärmungsfunktion während eines Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs entfeuchten kann. Das Fahrzeugklimaanlagengerät weist Folgendes auf: ein Expansionsventil für Kühlmittel mit freigegebener Wärme, das das von einem Heizkörper während des Erwärmungsbetriebs und des ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs ausgelassene Kühlmittel entspannt; einen Gas/Flüssigkeits-Separator, der das durch das Expansionsventil für Kühlmittel mit freigegebener Wärme entspannte Kühlmittel zu einem gasförmigen Kühlmittel und einem flüssigen Kühlmittel separiert; und eine Umgehungsschaltung, die ermöglicht, dass ein Teil zumindest des gasförmigen Kühlmittels, das in dem Gas/Flüssigkeits-Separator separiert wird, in einen Bereich des Verdichters strömt, durch den das verdichtete Kühlmittel hindurchtritt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeugklimaanlagengerät, das zum Beispiel für Elektrofahrzeuge anwendbar ist.
STAND DER TECHNIK
Ein herkömmliches Fahrzeugklimaanlagengerät ist bekannt, das Folgendes aufweist: einen Verdichter, der ein Kühlmittel verdichtet und das verdichtete Kühlmittel auslässt; einen Heizkörper, der Wärme aus dem Kühlmittel freigibt; einen Wärmetauscher, der die Wärme in das Kühlmittel absorbiert; und einen Außenwärmetauscher, der die Wärme von dem Kühlmittel freigibt oder die Wärme in das Kühlmittel absorbiert (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1).
Dieses Fahrzeugklimaanlagengerät führt einen Erwärmungsbetrieb mit folgenden Schritten durch: Ermöglichen, dass das aus dem Verdichter ausgelassene Kühlmittel in den Heizkörper strömt und die Wärme in dem Heizkörper freigibt; Ermöglichen, dass das durch den Heizkörper hindurchgetretene Kühlmittel in den Außenwärmetauscher durch ein erstes Expansionsventil strömt und die Wärme in dem Außenwärmetauscher absorbiert; und Ermöglichen, dass das Kühlmittel, das durch den Außenwärmetauscher hindurchgetreten ist, in den Verdichter gesaugt wird.
Das Fahrzeugklimaanlagengerät kann einen Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetrieb durch folgende Schritte durchführen: Ermöglichen, dass das aus dem Verdichter ausgelassene Kühlmittel in den Heizkörper strömt und die Wärme in dem Heizkörper freigibt; Ermöglichen, dass ein Teil des Kühlmittels, das durch den Heizkörper hindurchgetreten ist, in den Außenwärmetauscher durch das erste Expansionsventil strömt und die Wärme in dem Außenwärmetauscher absorbiert; Ermöglichen, dass das verbleibende Kühlmittel in den Wärmetauscher durch ein zweites Expansionsventil strömt und die Wärme in dem Wärmetauscher absorbiert; und Ermöglichen, dass das Kühlmittel, das durch den Außenwärmetauscher und den Wärmetauscher hindurchgetreten ist, in den Verdichter gesaugt wird.
ZITIERTER STAND DER TECHNIK
PATENTLITERATUR

PTL1: Japanische Patentoffenlegungsschrift JP 2000 25446

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Wenn bei dem vorstehend beschriebenen Fahrzeugklimaanlagengerät der Erwärmungsbetrieb oder der Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetrieb durchgeführt wird, wenn die Außenlufttemperatur niedrig ist, ist es für das durch den Außenwärmetauscher hindurchtretende Kühlmittel schwierig, die Wärme von der Außenluft zu absorbieren, und daher wird die Menge der absorbierten Wärme in dem Kühlmittel in dem Außenwärmetauscher wahrscheinlich unzureichend. Falls zusätzlich bei dem Fahrzeugklimaanlagengerät der Verdichter betrieben wird, während die Menge der absorbierten Wärme in dem Kühlmittel in dem Außenwärmetauscher unzureichend ist, ist die Menge des Kühlmittels reduziert, das in dem Kühlmittelkreislauf zirkuliert, und daher wird die Menge der Wärme reduziert, die aus dem Kühlmittel in dem Heizkörper freigegeben wird. Dies erschwert es, eine gewünschte Erwärmungsfunktion zu erzielen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeugklimaanlagengerät vorzusehen, das eine Reduzierung einer Menge des Kühlmittels verhindern kann, das aus dem Verdichter ausgelassen wird, wenn die Außenlufttemperatur niedrig ist, um eine gewünschte Erwärmungsfunktion während eines Erwärmungsbetriebs zu erzielen, und das außerdem das Fahrzeuginnere ohne eine Verschlechterung der Erwärmungsfunktion während eines Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs entfeuchten kann.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Um die vorstehend beschriebene Aufgabe zu lösen, weist das Fahrzeugklimaanlagengerät gemäß der vorliegenden Erfindung Folgendes auf: einen Verdichter, der dazu konfiguriert ist, ein Kühlmittel zu verdichten und auszulassen; einen Heizkörper, der dazu konfiguriert ist, Wärme aus dem Kühlmittel freizugeben; einen Wärmetauscher, der dazu konfiguriert ist, die Wärme in dem Kühlmittel zu absorbieren; einen Außenwärmetauscher, der dazu konfiguriert ist, die Wärme aus dem Kühlmittel freizugeben oder die Wärme in dem Kühlmittel zu absorbieren; ein erstes Expansionsventil, das dazu konfiguriert ist, das Kühlmittel zu entspannen, das in den Außenwärmetauscher strömt; ein zweites Expansionsventil, das dazu konfiguriert ist, das Kühlmittel zu entspannen, das in den Wärmetauscher strömt; einen Akkumulator, der dazu konfiguriert ist, das Kühlmittel in ein Gas und eine Flüssigkeit zu separieren und zu ermöglichen, dass das Kühlmittel in den Verdichter gesaugt wird, wobei der Akkumulator in einem Kühlmittelströmungskanal zu einer Saugseite des Verdichters vorgesehen ist, in den das Kühlmittel gesaugt wird; eine Erwärmungskühlmittelschaltung, die dazu konfiguriert ist, zu ermöglichen, dass das aus dem Verdichter ausgelassene Kühlmittel in den Heizkörper strömt und Wärme in dem Heizkörper freigibt, zu ermöglichen, dass das durch den Heizkörper hindurchgetretene Kühlmittel in den Außenwärmetauscher durch das erste Expansionsventil strömt und die Wärme in dem Außenwärmetauscher absorbiert, und zu ermöglichen, dass das durch den Außenwärmetauscher hindurchgetretene Kühlmittel in den Verdichter durch den Akkumulator gesaugt wird; einen Erwärmungs- und Entfeuchtungskühlmittelkreislauf, der dazu konfiguriert ist, zu ermöglichen, dass das aus dem Verdichter ausgelassene Kühlmittel in den Heizkörper strömt und die Wärme in dem Heizkörper freigibt, zu ermöglichen, dass ein Teil des durch den Heizkörper hindurchgetretene Kühlmittels in den Außenwärmetauscher durch das erste Expansionsventil strömt und die Wärme in dem Außenwärmetauscher absorbiert, zu ermöglichen, dass verbleibendes Kühlmittel, das durch den Heizkörper hindurchgetreten ist, in den Wärmetauscher durch das zweite Expansionsventil strömt und die Wärme in dem Wärmetauscher absorbiert, und zu ermöglichen, dass das durch den Außenwärmetauscher und den Wärmetauscher hindurchgetretene Kühlmittel in den Verdichter durch den Akkumulator gesaugt wird; ein drittes Expansionsventil, das dazu konfiguriert ist, das Kühlmittel zu entspannen, das aus dem Heizkörper in den Erwärmungskühlmittelkreislauf und den Erwärmungs- und Entfeuchtungskühlmittelkreislauf strömt; einen Gas/Flüssigkeits-Separator, der dazu konfiguriert ist, dass durch das dritte Expansionsventil entspannte Kühlmittel zu einem gasförmigen Kühlmittel und einem flüssigen Kühlmittel zu separieren; und einen Umgehungskreislauf, der dazu konfiguriert ist, zu ermöglichen, dass ein Teil zumindest des gasförmigen Kühlmittels, das in dem Gas/Flüssigkeits-Separator separiert ist, in einen Bereich des Verdichters strömt, durch den das verdichtete Kühlmittel tritt.
Dadurch strömt ein Teil zumindest des gasförmigen Kühlmittels, das durch den Gas/Flüssigkeits-Separator separiert wird, in den Bereich des Verdichters, durch den das verdichtete Kühlmittel hindurchtritt. Folglich ist es möglich, die Menge des Kühlmittels zu vermehren, die aus dem Verdichter ausgelassen wird, und daher die Wärmemenge zu vergrößern, die aus dem Kühlmittel in dem Heizkörper freigegeben wird.
WIRKUNG DER ERFINDUNG
Bei der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Wärmemenge zu vermehren, die aus dem Kühlmittel in dem Heizkörper freigegeben wird, indem die Menge des Kühlmittels vermehrt wird, die aus dem Verdichter ausgelassen wird. Folglich ist es möglich, die Erwärmungsfunktion während des Erwärmungsbetriebs zu verbessern, und es ist auch möglich, das Fahrzeuginnere ohne eine Verschlechterung der Erwärmungsfunktion während des Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs zu entfeuchten. Während des Erwärmungsbetriebs und während des Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs wird das Kühlmittel außerdem in den Verdichter durch den Akkumulator gesaugt, und daher ist es möglich zu verhindern, dass die Menge des Schmieröls, das zu dem Verdichter zurückkehrt, auch dann unzureichend wird, falls die Menge des zirkulierenden Kühlmittels reduziert ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugklimaanlagengeräts gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt eine schematische Ansicht des Fahrzeugklimaanlagengeräts, das einen Kühlbetrieb und einen Kühl- und Entfeuchtungsbetrieb durchführt;
3 zeigt eine schematische Ansicht des Fahrzeugklimaanlagengeräts, das einen Erwärmungsbetrieb durchführt;
4 zeigt eine schematische Ansicht des Fahrzeugklimaanlagengeräts, das einen ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetrieb durchführt;
5 zeigt eine schematische Ansicht des Fahrzeugklimaanlagengeräts, das einen zweiten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetrieb durchführt;
6 zeigt eine schematische Ansicht des Fahrzeugklimaanlagengeräts mit einem vierten Solenoidventil, das während des Erwärmungsbetriebs geöffnet wird;
7 zeigt eine schematische Ansicht des Fahrzeugklimaanlagengeräts gemäß Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung;
8 zeigt eine schematische Ansicht des Fahrzeugklimaanlagengeräts gemäß Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung;
9 zeigt eine schematische Ansicht des Fahrzeugklimaanlagengeräts mit einer elektrischen Heizvorrichtung, die an einer anderen Position vorgesehen ist;
10 zeigt eine schematische Ansicht des Fahrzeugklimaanlagengeräts gemäß Ausführungsbeispiel 4 der vorliegenden Erfindung;
11 zeigt eine schematische Ansicht des Fahrzeugklimaanlagengeräts gemäß Ausführungsbeispiel 5 der vorliegenden Erfindung; und
12 zeigt eine schematische Ansicht des Fahrzeugklimaanlagengeräts mit dem vierten Solenoidventil, das während des Erwärmungsbetriebs geöffnet wird.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die 1 bis 6 zeigen schematische Ansichten des Fahrzeugklimaanlagengeräts gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung.
Wie dies in der 1 gezeigt ist, hat das Fahrzeugklimaanlagengerät gemäß der vorliegenden Erfindung eine Klimaanlageneinheit 10, die in dem Fahrzeuginneren vorgesehen ist, und einen Kühlmittelkreislauf 20, der entlang des Fahrzeuginneren und der Außenseite ausgebildet ist.
Die Klimaanlageneinheit 10 hat einen Luftströmungskanal 11, der ermöglicht, dass die Luft dort hindurchtritt, die dem Fahrzeuginneren zugeführt wird. Ein Außenlufteinlass 11a und ein Innenlufteinlass 11b sind an der ersten Endseite des Luftströmungskanals 11 vorgesehen. Der Außenlufteinlass 11a ist dazu konfiguriert, zu ermöglichen, dass die Außenluft in den Luftströmungskanal 11 strömt, und der Innenlufteinlass 11b ist dazu konfiguriert, zu ermöglichen, dass die Innenluft in den Luftströmungskanal 11 strömt. Währenddessen sind ein Fußraumauslass 11c, ein Lüftungsauslass 11d und ein Entfrosterauslass 11e an der zweiten Endseite des Luftströmungskanals 11 vorgesehen. Der Fußraumauslass 11c ist dazu konfiguriert, zu ermöglichen, dass die Luft, die durch den Luftströmungskanal 11 strömt, die Füße des Fahrgastes in dem Fahrzeug belüftet. Der Lüftungsauslass 11d ist dazu konfiguriert, zu ermöglichen, dass die Luft, die durch den Luftströmungskanal 11 strömt, die Oberkörper der Fahrgäste in dem Fahrzeug belüftet. Der Entfrosterauslass 11e ist dazu konfiguriert, zu ermöglichen, dass die Luft, die durch den Luftströmungskanal 11 strömt, die Innenfläche der Windschutzscheibe belüftet.
Ein Innenlüfter 12 wie zum Beispiel ein Sirokko-Lüfter, der dazu konfiguriert ist, zu ermöglichen, dass die Luft durch den Luftströmungskanal 11 von einem Ende zum anderen Ende strömt, ist an der ersten Endseite des Luftströmungskanals 11 vorgesehen.
Außerdem ist an der ersten Endseite des Luftströmungskanals 11 ein Einlassschaltdämpfer 13 dazu konfiguriert, entweder den Außenlufteinlass 11a oder den Innenlufteinlass 11b zu öffnen und den anderen zu schließen. Wenn der Einlassschaltdämpfer 13 den Innenlufteinlass 11b schließt und den Außenlufteinlass 11a öffnet, wird der Modus zu einem Außenluftzuführungsmodus geschaltet, bei dem die Luft von dem Außenlufteinlass 11a zu dem Luftströmungskanal 11 strömt. Wenn währenddessen der Einlassschaltdämpfer 13 den Außenlufteinlass 11a schließt und den Innenlufteinlass 11b öffnet, wird der Modus zu einem Innenluftzirkulationsmodus geschaltet, bei dem die Luft von dem Innenlufteinlass 11b in den Luftströmungskanal 11 strömt. Wenn außerdem der Einlassschaltdämpfer 13 zwischen dem Außenlufteinlass 11a und dem Innenlufteinlass 11b platziert ist und der Außenlufteinlass 11a und der Innenlufteinlass 11b geöffnet sind, wird der Modus zu einem Zwei-Wege-Modus geschaltet, bei dem die Luft sowohl aus dem Außenlufteinlass 11a als auch aus dem Innenlufteinlass 11b in den Luftströmungskanal 11 gemäß dem Öffnungsverhältnis des Außenlufteinlasses 11a und des Innenlufteinlasses 11b strömt.
Auslassschaltdämpfer 13, 13c und 13d, die dazu konfiguriert sind, den Fußraumauslass 11c, den Lüftungsauslass 11d und den Entfrosterauslass 11e zu öffnen und zu schließen, sind bei dem Fußraumauslass 11c, dem Lüftungsauslass 11d und dem Entfrosterauslass 11e entsprechend an der zweiten Seite des Luftströmungskanals 11 vorgesehen. Diese Auslassschaltdämpfer 13b, 13c und 13d sind dazu konfiguriert, sich zusammen durch eine Kopplung (nicht gezeigt) zu bewegen. Wenn hierbei die Auslassschaltdämpfer 13b, 13c und 13d den Fußraumauslass 11c öffnen, den Lüftungsauslass 11d schließen und den Entfrosterauslass 11e etwas öffnen, wird der größte Teil der Luft, die durch den Luftströmungskanal 11 strömt, aus dem Fußraumauslass 11c geblasen, und die verbleibende Luft wird aus dem Entfrosterauslass 11e geblasen. Dieser Modus wird als ein ”Fußraummodus” bezeichnet. Wenn währenddessen die Auslassschaltdämpfer 13b, 13c und 13d den Fußraumauslass 11c und den Entfrosterauslass 11e schließen und den Lüftungsauslass 11d öffnen, wird die gesamte Luft, die durch den Luftströmungskanal 11 strömt, aus dem Lüftungsauslass 11d geblasen. Dieser Modus wird als ein ”Lüftungsmodus” bezeichnet. Wenn zusätzlich die Auslassschaltdämpfer 13b, 13c und 13d den Fußraumauslass 11c und den Lüftungsauslass 11d öffnen und den Entfrosterauslass 11e schließen, wird die Luft, die durch den Luftströmungskanal 11 strömt, aus dem Fußraumauslass 11c und dem Lüftungsauslass 11d herausgeblasen. Dieser Modus wird als ein ”Bi-Level-Modus” bezeichnet. Wenn außerdem die Auslassschaltdämpfer 13b, 13c und 13d den Fußraumauslass 11c und den Lüftungsauslass 11d schließen und den Entfrosterauslass 11e öffnen, wird die Luft, die durch den Luftströmungskanal 11 strömt, aus dem Entfrosterauslass 11e herausgeblasen. Dieser Modus wird als ein ”Entfrostermodus” bezeichnet. Wenn darüber hinaus die Auslassschaltdämpfer 13b, 13c und 13d den Lüftungsauslass 11d schließen und den Fußraumauslass 11c und den Entfrosterauslass 11e öffnen, wird die Luft, die durch den Luftströmungskanal 11 strömt, aus dem Fußraumauslass 11c und dem Entfrosterauslass 11e herausgeblasen. Dieser Modus wird als ein ”Entfroster/Fußraum-Modus” bezeichnet. Hierbei sind in dem Bi-Level-Modus der Luftströmungskanal 11, der Fußraumauslass 11c, der Lüftungsauslass 11d und ein Wärmetauscher und ein Heizkörper, die später beschrieben werden, so angeordnet und konfiguriert, dass die Temperatur der Luft, die aus dem Fußraumauslass 11c herausgeblasen wird, höher ist als die Temperatur der Luft, die aus dem Lüftungsauslass 11d herausgeblasen wird.
Ein Wärmetauscher 14 ist in dem Luftströmungskanal 11 stromabwärts von der Luftströmung aus dem Innenlüfter 12 vorgesehen. Der Wärmetauscher 14 ist dazu konfiguriert, die durch den Luftströmungskanal 11 strömende Luft zu kühlen und zu entfeuchten. Zusätzlich ist ein Heizkörper 15 in dem Luftströmungskanal 11 stromabwärts von der Luft vorgesehen, die von dem Wärmetauscher 14 strömt. Der Heizkörper 15 ist dazu konfiguriert, die Luft zu erwärmen, die durch den Luftströmungskanal 11 strömt. Der Wärmetauscher 14 und der Heizkörper 15 sind Wärmetauscher, die jeweils durch Finnen und Röhren gebildet und dazu konfiguriert sind, einen Wärmetausch zwischen dem dort hindurchströmenden Kühlmittel und der Luft durchzuführen, die durch den Luftströmungskanal 11 strömt.
Ein Luftmischdämpfer 16 ist zwischen dem Wärmetauscher 14 und dem Heizkörper 15 in dem Luftströmungskanal 11 vorgesehen und dazu konfiguriert, den Anteil der zu erwärmenden Luft zu steuern, der durch den Luftströmungskanal 11 strömt. Wenn der Luftmischdämpfer 16 zum Schließen des Heizkörpers 15 von der stromaufwärtigen Seite des Luftströmungskanals 11 bewegt wird, wird der Anteil der Luft reduziert, die einem Wärmetausch in dem Heizkörper 15 ausgesetzt wird. Wenn währenddessen der Luftmischdämpfer 16 zu einer Position bewegt wird, die sich von dem Heizkörper 15 in dem Luftströmungskanal 11 unterscheidet, wird der Anteil der Luft vergrößert, die dem Wärmetausch ausgesetzt wird. Wenn bei dem Luftströmungskanal 11 der Luftmischdämpfer 16 die stromaufwärtige Seite des Heizkörpers 15 schließt und den Abschnitt außer dem Heizkörper 15 öffnet, beträgt die Öffnung 0%, und wenn andererseits der Luftmischdämpfer 16 die stromaufwärtige Seite des Heizkörpers 15 öffnet und den Abschnitt außer dem Heizkörper 15 schließt, beträgt die Öffnung 100%.
Der Kühlmittelkreislauf 20 weist Folgendes auf: den Wärmetauscher 14; den Heizkörper 15; einen Verdichter 21, der dazu konfiguriert ist, ein Kühlmittel zu verdichten; einen Außenwärmetauscher 22, der dazu konfiguriert ist, einen Wärmetausch zwischen dem Kühlmittel und der Außenluft durchzuführen; einen Innenwärmetauscher 23, der dazu konfiguriert ist, einen Wärmetausch zwischen dem Kühlmittel, das von dem Heizkörper 15 und dem Außenwärmetauscher 22, zumindest aber von dem Heizkörper 15, ausgelassen wird, und dem Kühlmittel durchzuführen, das von dem Wärmetauscher 14 ausgelassen wird; ein Steuerventil 24, das einen Expansionsteil als ein erstes Expansionsventil und einen Kondensationsdruckregulierteil hat, und das den Kühlmittelströmungskanal des Steuerventils 24 zwischen der Seite des Expansionsteils und der Seite des Kondensationsdruckregulierteils schalten kann; ein Expansionsventil 25 für Kühlmittel mit freigegebener Wärme als ein drittes Expansionsventil, um das aus dem Heizkörper 15 ausgelassene Kühlmittel zu entspannen; ein erstes bis viertes Solenoidventil 26a, 26b, 26c und 26d (26a bis 26d); ein erstes und ein zweites Rückschlagventil 27a und 27b; ein Wärmetauscherexpansionsventil 28 als ein zweites Expansionsventil zum Entspannen des in den Wärmetauscher 14 strömenden Kühlmittels; einen Gas/Flüssigkeits-Separator 29, der das Kühlmittel, das durch das Expansionsenteil 25 für Kühlmittel mit freigegebener wärme entspannt wird, in ein Gas und eine Flüssigkeit separiert; und einen Akkumulator 30, der das gasförmige Kühlmittel von dem flüssigen Kühlmittel separiert und ermöglicht, dass das gasförmige Kühlmittel in den Verdichter 21 gesaugt wird. Diese Komponenten sind durch ein Kupferrohr oder ein Aluminiumrohr miteinander verbunden.
Genauer gesagt ist die Eingabeseite des Heizkörpers 15, in die das Kühlmittel strömt, mit der Förderseite des Verdichters 21 verbunden, aus der das Kühlmittel ausgelassen wird, wodurch ein Kühlmittelströmungskanal 20a gebildet ist. Zusätzlich ist die Eingabeseite des ersten Steuerventils 24, in die das Kühlmittel strömt, mit der Abgabeseite des Heizkörpers 15 verbunden, aus der das Kühlmittel ausgelassen wird, wodurch ein Kühlmittelströmungskanal 20b gebildet ist. In dem Kühlmittelströmungskanal 20b sind das Expansionsventil 25 für Kühlmittel mit freigegebener Wärme und der Gas/Flüssigkeits-Separator 29 in der Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite der Kühlmittelströmungsrichtung vorgesehen. Das erste Ende des Außenwärmetauschers 22 ist mit der Außenseite des Steuerventils 24 verbunden, von dem das Kühlmittel ausgelassen wird, wodurch ein Kühlmittelströmungskanal 20c gebildet ist. Ein erstes Rückschlagventil 27a ist in dem Kühlmittelströmungskanal 20c vorgesehen. Zusätzlich ist das zweite Ende des Außenwärmetauschers 22 mit der Abgabeseite des Kondensationsdruckregulierteils des Steuerventils 24 verbunden, von dem das Kühlmittel ausgelassen wird, wodurch ein Kühlmittelströmungskanal 20d gebildet ist. Die Saugseite des Verdichters 21, in den das Kühlmittel gesaugt wird, ist mit dem zweiten Ende des Außenwärmetauschers 22 parallel zu dem Kühlmittelströmungskanal 20d verbunden, wodurch ein Kühlmittelströmungskanal 20e gebildet ist. In dem Kühlmittelströmungskanal 20e sind ein erstes Solenoidventil 26a und der Akkumulator 30 in der Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite der Kühlmittelströmungsrichtung vorgesehen. Die Eingabeseite des Innenwärmetauschers 23, in den das Kühlmittel mit hohem Druck strömt, ist mit dem Kühlmittelströmungskanal 20b verbunden, wodurch ein Kühlmittelströmungskanal 20f gebildet ist. Ein zweites Solenoidventil 26b ist in dem Kühlmittelströmungskanal 20f vorgesehen. Die Eingabeseite des Wärmetauschers 14, in dem das Kühlmittel strömt, ist mit der Abgabeseite des Innenwärmetauschers 23 verbunden, von dem das Kühlmittel mit hohem Druck ausgelassen wird, wodurch ein Kühlmittelströmungskanal 20g gebildet ist. Das Wärmetauscherexpansionsventil 28 ist in dem Kühlmittelströmungskanal 20g vorgesehen. Die Eingabeseite des Innenwärmetauschers 23, in den das Kühlmittel mit niedrigem Druck strömt, ist mit der Abgabeseite des Wärmetauschers 14 verbunden, von dem das Kühlmittel ausgelassen wird, wodurch ein Kühlmittelströmungskanal 20h gebildet ist. Der Bereich des Kühlmittelströmungskanals 20e zwischen dem ersten Solenoidventil 26a und dem Akkumulator 30 ist mit der Abgabeseite des Innenwärmetauschers 23 verbunden, von dem das Kühlmittel mit niedrigem Druck ausgelassen wird, wodurch ein Kühlmittelströmungskanal 20i gebildet ist. Der Kühlmittelströmungskanal 20f stromabwärts von dem zweiten Solenoidventil 26b in der Kühlmittelströmungsrichtung ist mit dem ersten Ende des Außenwärmetauschers 22 parallel zu dem Kühlmittelströmungskanal 20c verbunden, so dass ein Kühlmittelströmungskanal 20j ausgebildet ist. In dem Kühlmittelströmungskanal 20j sind ein drittes Solenoidventil 26c und ein zweites Rückschlagventil 27b in der Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite der Kühlmittelströmungsrichtung vorgesehen. Die Saugseite des Verdichters 21, in den das Kühlmittel gesaugt wird, ist mit dem Gas/Flüssigkeits-Separator 29 verbunden, so dass der Kühlmittelströmungskanal 20k als ein Umgehungskreislauf gebildet ist. Ein viertes Solenoidventil 26d ist in dem Kühlmittelströmungskanal 20k vorgesehen.
Der Verdichter 21 und der Außenwärmetauscher 22 sind in einem Motorraum außerhalb des Fahrzeuginneren angeordnet.
Der Verdichter 21 hat einen Kühlmittelsauganschluss, mit dem der Kühlmittelströmungskanal 20e verbunden ist, und einen Kühlmitteleinlass, mit dem der Kühlmittelströmungskanal 20k verbunden ist. Der Kühlmitteleinlass ist mit dem Bereich des Verdichters 21 in Verbindung, durch den das verdichtete Kühlmittel hindurchtritt. Der Verdichter 21 wird durch einen Elektromotor angetrieben und dreht sich mit einer Drehzahl, die durch einen Wechselrichter gesteuert werden kann.
Der Außenwärmetauscher 22 ist ein Wärmetauscher, der durch Finnen und Röhren gebildet und dazu konfiguriert ist, einen Wärmetausch zwischen dem Kühlmittel, das durch den Außenwärmetauscher 22 strömt, und der Luft außerhalb des Fahrzeuginneren durchzuführen. Wenn der Außenwärmetauscher 22 als ein Wärmetauscher arbeitet, strömt das Kühlmittel in den Außenwärmetauscher 22 von dem ersten Ende des Kühlmittelströmungskanals des Außenwärmetauschers 22. Wenn währenddessen der Außenwärmetauscher 22 als ein Heizkörper arbeitet, strömt das Kühlmittel in den Außenwärmetauscher 22 von dem zweiten Ende des Kühlmittelströmungskanals des Außenwärmetauschers 22. Ein Gas/Flüssigkeits-Separierteil 22a und ein Unterkühlteil 22b sind an der ersten Endseite des Kühlmittelströmungskanals des Außenwärmetauschers 22 vorgesehen. Der Gas/Flüssigkeits-Separierteil 22a kann flüssiges Kühlmittel akkumulieren, wenn der Außenwärmetauscher 22 als ein Heizkörper arbeitet. Der Unterkühlteil 22b unterkühlt das flüssige Kühlmittel, das aus dem Gas/Flüssigkeits-Separierteil 22a strömt. Zusätzlich hat der Außenwärmetauscher 22 einen Außenlüfter 22c, der einen Wärmetausch zwischen der Luft außerhalb des Fahrzeuginneren und dem Kühlmittel durchführt, während das Fahrzeug stoppt.
Der Innenwärmetauscher 23 ist zum Beispiel ein Doppelrohr-Wärmetauscher oder ein Stapel-Wärmetauscher, und er ist dazu konfiguriert, einen Wärmetausch zwischen den Kühlmitteln untereinander durchzuführen.
Der Expansionsteil des Steuerventils 24 entspannt das in den Außenwärmetauscher 22 strömende Kühlmittel während des Erwärmungsbetriebs und während des ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs. Währenddessen reguliert der Kondensationsregulierteil des Steuerventils 24 den Kondensationsdruck des Kühlmittels in dem Heizkörper 15 während des Kühl- und Entfeuchtungsbetriebs. Das Steuerventil 24 hat einen Schrittmotor, der den Kühlmittelströmungsdurchgang des Steuerventils 24 zwischen der Expansionsteilseite und der Kondensationsdruckregulierteilseite schaltet, und er schaltet das Öffnen des entsprechenden Kühlmittelströmungsdurchgangs zu dem Expansionsteil und des Kühlmittelströmungsdurchgangs zu dem Kondensationsdruckregulierteil.
Das Wärmetauscherexpansionsventil 28 ist ein Temperaturexpansionsventil mit einer einstellbaren Öffnung gemäß der Temperatur des Kühlmittels, das aus dem Wärmetauscher 14 strömt. Als ein Temperaturexpansionsventil gibt es zum Beispiel ein Kasten-Temperaturventil einschließlich eines Kühlmittelauslassdurchgangs, der das Ausströmen des Kühlmittels aus dem Wärmetauscher ermöglicht, um dort hindurchzuströmen, eines temperaturempfindlichen Stabes, der die Temperatur des aus dem Kühlmittelauslassdurchgang strömenden Kühlmittels erfasst, und einer Membran, die das Ventilelement bewegt, und diese sind einstückig ausgebildet.
Der Gas/Flüssigkeits-Separator 29 kann das Kühlmittel darin akkumulieren, er nimmt das Kühlmittel auf, das durch das Expansionsventil 25 für Kühlmittel mit freigegebener Wärme entspannt wird, und es separiert das Kühlmittel zu einem gasförmigen Kühlmittel und einem flüssigen Kühlmittel. Der Kühlmittelströmungskanal 20b ist mit dem unteren Teil des Gas/Flüssigkeits-Separators 29 verbunden, und daher ist es möglich, dass im Wesentlichen flüssiges Kühlmittel in einen oder in beide von dem Außenwärmetauscher 22 und dem Wärmetauscher 14 strömt. Währenddessen ist der Kühlmittelströmungskanal 20k mit dem oberen Teil des Gas/Flüssigkeits-Separators 29 verbunden, und daher ist es möglich, dass im Wesentlichen gasförmiges Kühlmittel in den Bereich des Verdichters 21 strömt, durch den das verdichtete Kühlmittel hindurchtritt.
Das Fahrzeugklimaanlagengerät mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration führt einen Kühlbetrieb, einen Kühl- und Entfeuchtungsbetrieb, einen Erwärmungsbetrieb, einen ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetrieb und einen zweiten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetrieb durch. Nachfolgend wird jeder Betrieb beschrieben.
Während des Kühlbetriebs und während des Kühl- und Entfeuchtungsbetriebs wird in dem Kühlmittelkreislauf 20 der Kühlmittelströmungsdurchgang des Steuerventils 24 als der Kondensationsdruckregulierteil festgelegt; das dritte Solenoidventil 26c ist geöffnet; das erste, das zweite und das vierte Solenoidventil 26a, 26b und 26d sind geschlossen; und der Verdichter 21 wird betrieben. Wie dies in der 2 gezeigt ist, strömt dadurch das aus dem Verdichter 21 ausgelassene Kühlmittel durch den Kühlmittelkreislauf 20 in der folgenden Reihenfolge: der Kühlmittelströmungskanal 20a; der Heizkörper 15; die Kühlmittelströmungskanäle 20b und 20d; der Außenwärmetauscher 22; die Kühlmittelströmungskanäle 20j und 20s; die Hochdruckseite des Innenwärmetauschers 23; der Kühlmittelströmungskanal 20g; der Wärmetauscher 14; der Kühlmittelströmungskanal 20h; die Niederdruckseite des Innenwärmetauschers 23; die Kühlmittelströmungskanäle 20i und 20e, und es wird in den Verdichter 21 gesaugt. Während des Kühlbetriebs gibt das durch den Kühlmittelkreislauf 20 strömende Kühlmittel die Wärme in den Außenwärmetauscher 22 ab und absorbiert die Wärme in dem Wärmetauscher 14. Während des Kühl- und Entfeuchtungsbetriebs, wenn der Luftmischdämpfer 16 geöffnet ist, wie dies durch die Strichpunktlinie in der 2 gezeigt ist, gibt das durch den Kühlmittelkreislauf 20 strömende Kühlmittel währenddessen die Wärme auch in den Heizkörper 15 frei. Das durch den Außenwärmetauscher 22 strömende Kühlmittel wird zu einem gasförmigen Kühlmittel und einem flüssigen Kühlmittel in dem Gas/Flüssigkeits-Separierteil 22a separiert, und das flüssige Kühlmittel wird in dem Unterkühlteil 22b unterkühlt. Daher wird das aus dem Außenwärmetauscher 22 strömende Kühlmittel zu einer unterkühlten Flüssigkeit. Während des Kühlbetriebs und während des Kühl- und Entfeuchtungsbetriebs wird die Temperatur des aus dem Wärmetauscher 14 strömenden Kühlmittels auf einen vorbestimmten Überhitzungsgrad durch die Steuerung des Öffnens des Wärmetauscherexpansionsventils 28 eingestellt. Daher ist das gesamte in den Akkumulator 30 strömende Kühlmittel ein gasförmiges Kühlmittel, und flüssiges Kühlmittel verbleibt nicht in dem Akkumulator 30, sondern wird in den Verdichter 21 gesaugt.
In diesem Fall wird der Innenlüfter 12 bei der Klimaanlageneinheit 10 während des Kühlbetriebs betrieben, damit die Luft durch den Luftströmungskanal 11 strömt, und die Luft wird einem Wärmetausch mit dem Kühlmittel in dem Wärmetauscher 14 ausgesetzt und gekühlt. Die Temperatur der Kühlluft wird zu einer Soll-Luftgebläsetemperatur TAO der Luft, die aus den Auslässen 11c, 11d und 11e zu dem Fahrzeuginneren geblasen wird, um die Temperatur des Fahrzeuginneren auf die eingestellte Solltemperatur Tset einzustellen.
Die Soll-Luftgebläsetemperatur TAO wird auf der Grundlage der voreingestellten Temperatur Tset und Umgebungsbedingungen einschließlich der Außenlufttemperatur Tam, der Innenlufttemperatur Tr und eines Isolierbetrags Ts berechnet.
Während des Kühl- und Entfeuchtungsbetriebs wird währenddessen der Innenlüfter 12 bei der Klimaanlageneinheit 10 betrieben, damit die Luft durch den Luftströmungskanal 11 strömt, und die Luft wird einem Wärmetausch mit dem Kühlmittel ausgesetzt, das die Wärme in dem Wärmetauscher 14 absorbiert, und daher wird sie gekühlt und entfeuchtet. Die Luft, die in dem Wärmetauscher 14 entfeuchtet wurde, wird einem Wärmetausch mit dem Kühlmittel ausgesetzt, das die Wärme in den Heizkörper 15 freigibt, und daher wird sie erwärmt. Infolgedessen wird die Luft mit der Soll-Luftgebläsetemperatur TAO zu dem Fahrzeuginneren geblasen.
Während des Erwärmungsbetriebs wird der Kühlmittelströmungsdurchgang des Steuerventils 24 in dem Kühlmittelkreislauf 20 als der Expansionsteil festgelegt; das erste Solenoidventil 26a ist geöffnet; das zweite, das dritte und das vierte Solenoidventil 26b, 26c und 26d sind geschlossen; und der Verdichter 21 wird betrieben. Wie dies in der 3 gezeigt ist, strömt dadurch das aus dem Verdichter 21 ausgelassene Kühlmittel durch den Kühlmittelkreislauf 20 in der folgenden Reihenfolge: der Kühlmittelströmungskanal 20a; der Heizkörper 15; die Kühlmittelströmungskanäle 20b und 20c; der Außenwärmetauscher 22; die Kühlmittelströmungskanäle 20d und 20e, und es wird in den Verdichter 21 gesaugt. Das durch den Kühlmittekreislauf 20 strömende Kühlmittel gibt die Wärme in dem Heizkörper 15 frei und absorbiert die Wärme in dem Außenwärmetauscher 22. Durch Steuern der Öffnung des Expansionsventils 25 für Kühlmittel mit freigegebener Wärme wird die Temperatur des durch den Heizkörper 15 strömenden Kühlmittels während des Erwärmungsbetriebs auf einen vorbestimmten Unterkühlungsgrad eingestellt. Das aus dem Heizkörper 15 strömende Kühlmittel wird durch das Expansionsventil 25 für Kühlmittel mit freigegebener Wärme und das Expansionsteil des Steuerventils 24 entspannt, und es strömt in den Außenwärmetauscher 22. Das aus dem Außenwärmetauscher 22 strömende Kühlmittel wird in ein gasförmiges Kühlmittel und ein flüssiges Kühlmittel in dem Akkumulator 30 separiert, und nur das gasförmige Kühlmittel wird in den Verdichter 21 gesaugt.
In diesem Fall wird der Innenlüfter 12 bei der Klimaanlageneinheit 10 betrieben, damit die Luft durch den Luftströmungskanal 11 strömt, und die strömende Luft wird nicht dem Wärmetausch mit dem Kühlmittel in dem Wärmetauscher 14 ausgesetzt, aber es wird einem Wärmetausch mit dem Kühlmittel in dem Heizkörper 15 ausgesetzt, und daher wird es erwärmt. Infolgedessen wird die Luft mit der Soll-Luftgebläsetemperatur TAO zu dem Fahrzeuginneren geblasen.
Während des ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs wird der Kühlmittelströmungsdurchgang des Steuerventils 24 in dem Kühlmittelkreislauf 20 als der Expansionsteil festgelegt; das erste und das zweite Solenoidventil 26a und 26b sind geöffnet; das dritte und das vierte Solenoidventil 26c und 26d sind geschlossen; und der Verdichter 21 wird betrieben. Wie dies in der 4 gezeigt ist, strömt dadurch das aus dem Verdichter 21 ausgelassene Kühlmittel durch den Kühlmittelkreislauf 20 in der folgenden Reihenfolge: der Kühlmittelströmungskanal 20a; der Heizkörper 15; und der Kühlmittelströmungskanal 20b. Ein Teil des Kühlmittels, das durch den Kühlmittelströmungskanal 20b hindurchgetreten ist, strömt durch den Kühlmittelkreislauf 20 in der folgenden Reihenfolge: der Kühlmittelströmungskanal 20c; der Außenwärmetauscher 22; und der Kühlmittelströmungskanal 20e, und es wird in den Verdichter 21 gesaugt. Währenddessen strömt das verbleibende Kühlmittel, das durch den Kühlmittelströmungskanal 20b hindurchgetreten ist, durch den Kühlmittelkreislauf 20 in der folgenden Reihenfolge: der Kühlmittelströmungskanal 20f; die Hochdruckseite des Innenwärmetauschers 23; der Kühlmittelströmungskanal 20g; der Wärmetauscher 14; der Kühlmittelströmungskanal 20h; die Niederdruckseite des Innenwärmetauschers 23; die Kühlmittelströmungskanäle 20i und 20e, und es wird in den Verdichter 21 gesaugt. Das durch den Kühlmittelkreislauf 20 strömende Kühlmittel gibt die Wärme in dem Heizkörper 15 frei und absorbiert die Wärme in dem Wärmetauscher 14 und dem Außenwärmetauscher 22. Während des ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs wird die Temperatur des durch den Heizkörper 14 strömenden Kühlmittels durch steuern der Öffnung des Expansionsventils 25 für Kühlmittel mit freigegebener Wärme auf einen vorbestimmten Unterkühlgrad eingestellt. Dann wird ein Teil des aus dem Heizkörper 15 strömenden Kühlmittels durch das Expansionsventil 25 für Kühlmittel mit freigegebener wärme und das Expansionsteil des Steuerventils 24 entspannt. Währenddessen wird das verbleibende Kühlmittel durch das Expansionsventil 25 für Kühlmittel mit freigegebener Wärme und das Wärmetauscherexpansionsventil 28 entspannt und strömt in den Wärmetauscher 14. Das aus dem Wärmetauscher 14 und dem Außenwärmetauscher 22 strömende Kühlmittel wird zu einem flüssigen Kühlmittel und einem gasförmigen Kühlmittel in dem Akkumulator 30 separiert, und nur das gasförmige Kühlmittel wird in den Verdichter 21 gesaugt.
In diesem Fall wird der Innenlüfter 12 bei der Klimaanlageneinheit 10 betrieben, damit die Luft durch den Luftströmungskanal 11 strömt, und die strömende Luft wird einem Wärmetausch mit dem Kühlmittel in dem Wärmetauscher 14 ausgesetzt, und daher wird sie gekühlt und entfeuchtet. Zumindest ein Teil der Luft, die in dem Wärmetauscher 14 entfeuchtet wurde, wird einem Wärmetausch mit dem Kühlmittel in dem Heizkörper 15 ausgesetzt und erwärmt. Infolgedessen wird die Luft mit der Soll-Luftgebläsetemperatur TAO in das Fahrzeuginnere geblasen.
Während des zweiten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs ist der Kühlmittelströmungsdurchgang des Steuerventils 24 in dem Kühlmittelkreislauf 20 geschlossen; das zweite Solenoidventil 26b ist geöffnet; das erste, das dritte und das vierte Solenoidventil 26a, 26c und 26d sind geschlossen; und der Verdichter 21 wird betrieben. Wie dies in der 5 gezeigt ist, strömt dadurch das aus dem Verdichter 21 ausgelassene Kühlmittel durch den Kühlmittelkreislauf 20 in der folgenden Reihenfolge: der Kühlmittelströmungskanal 20a; der Heizkörper 15; die Kühlmittelströmungskanäle 20b und 20f; die Hochdruckseite des Innenwärmetauschers 23; die Kühlmittelströmungskanäle 20g; der Wärmetauscher 14; der Kühlmittelströmungskanal 20h; die Niederdruckseite des Innenwärmetauschers 23; und die Kühlmittelströmungskanäle 20i und 20e, und es wird in den Verdichter 21 gesaugt. Das durch den Kühlmittelkreislauf 20 strömende Kühlmittel gibt die Wärme in dem Heizkörper 15 frei und absorbiert die Wärme in dem Wärmetauscher 14. Während des zweiten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs wird die Temperatur des durch den Wärmetauscher 15 strömenden Kühlmittels durch Steuern der Öffnung des Expansionsventils 25 für Kühlmittel mit freigegebener Wärme auf einen vorbestimmten Unterkühlgrad eingestellt. Zusätzlich wird das aus dem Heizkörper 15 strömende Kühlmittel durch das Expansionsventil 25 für Kühlmittel mit freigegebener Wärme und das Wärmetauscherexpansionsventil 28 entspannt, und es strömt in den Wärmetauscher 14. Das aus dem Wärmetauscher 14 strömende Kühlmittel wird zu einem flüssigen Kühlmittel und einem gasförmigen Kühlmittel in dem Akkumulator 30 separiert, und nur das gasförmige Kühlmittel wird in den Verdichter 21 gesaugt.
In diesem Fall wird der Innenlüfter 12 bei der Klimaanlageneinheit 10 betrieben, damit die Luft durch den Luftströmungskanal 11 strömt, und die strömende Luft wird einem Wärmetausch mit dem Kühlmittel in dem Wärmetauscher 14 ausgesetzt, und daher wird sie in der gleichen Art und Weise wie bei dem ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetrieb gekühlt und entfeuchtet. Ein Teil der in dem Wärmetauscher 14 entfeuchteten Luft wird einem Wärmetausch mit dem Kühlmittel in dem Heizkörper 15 ausgesetzt, und daher wird sie erwärmt. Infolgedessen wird die Luft mit der Soll-Luftgebläsetemperatur TAO zu dem Fahrzeuginneren geblasen.
Während ein Automatikschalter eingeschaltet wird, wird der Betrieb zwischen dem Kühlbetrieb, dem Kühl- und Entfeuchtungsbetrieb, dem Erwärmungsbetrieb, dem ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetrieb und dem zweiten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetrieb auf der Grundlage von Umgebungsbedingungen einschließlich der Außenlufttemperatur Tam, der Innenlufttemperatur Tr, der Außenluftfeuchtigkeit, der Innenluftfeuchtigkeit Th, des Isolierbetrags Ts und dergleichen geschaltet.
Zusätzlich wird der Modus der Auslässe 11c, 11d und 11e durch die Auslassschaltdämpfer 13b, 13c und 13d geschaltet. Die Öffnung des Luftmischdämpfers 16 wird so gesteuert, dass die Temperatur der aus den Auslässen 11c, 11d und 11e geblasenen Luft die Soll-Luftgebläsetemperatur TAO wird.
Bei jedem Betrieb wird das Schalten des Betriebsmodus zwischen dem Fußraummodus, dem Lüftungsmodus und dem Bi-Level-Modus gemäß der Soll-Luftgebläsetemperatur TAO durchgeführt. Genauer gesagt wird der Modus auf den Fußraummodus eingestellt, wenn die Soll-Luftgebläsetemperatur TAO hoch ist, zum Beispiel 40°C. Wenn währenddessen die Soll-Luftgebläsetemperatur TAO niedrig ist, zum Beispiel kleiner als 25°C, wird der Modus auf den Lüftungsmodus festgelegt. Wenn außerdem die Soll-Luftgebläsetemperatur TAO die Temperatur zwischen der Temperatur für den Fußraummodus und der Temperatur für den Lüftungsmodus ist, wird der Modus auf den Bi-Level-Modus festgelegt.
Wenn die Außenlufttemperatur während des Erwärmungsbetriebs oder des ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs niedrig ist, ist es schwierig, die Wärme in dem Kühlmittel zu absorbieren, das durch den Außenwärmetauscher 22 strömt. Während des Erwärmungsbetriebs oder des ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs wird die Menge des Kühlmittels reduziert, die in dem Kühlmittelkreislauf 20 zirkuliert, falls die Menge der absorbierten Wärme in dem Kühlmittel in dem Außenwärmetauscher 22 nicht ausreicht, und daher wird die Wärmemenge reduziert, die aus dem Kühlmittel in dem Heizkörper 15 freigegeben wird. Infolgedessen kann sich die Erwärmungsfunktion verschlechtern.
Wenn daher die Außenlufttemperatur während des Erwärmungsbetriebs oder des ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs niedrig ist, wird das vierte Solenoidventil 26d geöffnet, um die Wärmemenge zu vergrößern, die aus dem Kühlmittel in dem Heizkörper 15 freigegeben wird.
Wenn das vierte Solenoidventil 26d während des Erwärmungstriebs oder des ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs geöffnet wird, wie dies in der 6 gezeigt ist (die den Erwärmungsbetrieb zeigt), tritt ein Teil des in den Gas/Flüssigkeits-Separator 29 strömenden Kühlmittels durch den Kühlmittelströmungskanal 20k hindurch, und dann strömt es in den Bereich des Verdichters 21, durch den das verdichtete Kühlmittel hindurchtritt. In diesem Fall ist das in den Verdichter 21 strömende Kühlmittel im Wesentlichen gasförmiges Kühlmittel, das aus dem oberen Teil des Gas/Flüssigkeits-Separators 29 herausgeströmt ist. Jedoch strömt ein zweiphasiges Kühlmittel mit gasförmiger und flüssiger Phase in Abhängigkeit von dem Betriebszustand wahrscheinlich in den Verdichter 21. Zusätzlich wird die Menge des in den Verdichter 21 durch den Kühlmittelströmungskanal 20k strömenden Kühlmittels auf einen vorbestimmten Wert durch Steuern der Öffnung des Expansionsteils des Steuerventils 24 eingestellt.
Dadurch strömt im Wesentlichen gasförmiges Kühlmittel in den Bereich des Verdichters 21, durch den das verdichtete Kühlmittel hindurchtritt. Daher ist es möglich, die Menge des aus dem Verdichter 21 ausgelassenen Kühlmittels zu vergrößern, auch wenn die Menge der absorbierten Wärme in dem Kühlmittel in dem Außenwärmetauscher 22 unzureichend ist und folglich die Menge des Kühlmittels reduziert ist, die in dem Kühlmittelkreislauf 20 zirkuliert. Durch Vermehren der Menge des aus dem Verdichter 21 ausgelassenen Kühlmittels ist es möglich, die Menge der Wärme zu vergrößern, die aus dem Kühlmittel in dem Heizkörper 15 freigegeben wird.
Zusätzlich wird das Kühlmittel in den Verdichter 21 durch den Akkumulator 30 gesaugt, und daher ist es möglich, dass das Schmieröl zu dem Verdichter 21 zurückkehrt, das zum Schmieren des Verdichters 21 erforderlich ist.
Wie dies bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel vorstehend beschrieben ist, weist das Fahrzeugklimaanlagengerät Folgendes auf: das Expansionsventil 25 für Kühlmittel mit freigegebener Wärme, das das Kühlmittel entspannt, das aus dem Heizkörper 15 während des Erwärmungsbetriebs und des ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs herausströmt; den Gas/Flüssigkeits-Separator 29, der das durch das Expansionsventil 25 für Kühlmittel mit freigegebener Wärme entspannte Kühlmittel zu einem gasförmigen Kühlmittel und einem flüssigen Kühlmittel separiert; und den Kühlmittelströmungskanal 20k als einen Umgehungskreislauf, der ermöglicht, dass ein Teil zumindest des gasförmigen Kühlmittels, das in dem Gas/Flüssigkeits-Separator 29 separiert wird, in den Bereich des Verdichters 21 strömt, durch den das entspannte Kühlmittel hindurchtritt. Wenn die Außenlufttemperatur während des Erwärmungsbetriebs oder des ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs niedrig ist, ist es dadurch möglich, die Menge der Wärme zu vergrößern, die aus dem Kühlmittel in dem Heizkörper 15 freigegeben wird, indem die Menge des Kühlmittels vermehrt wird, die aus dem Verdichter 21 ausgelassen wird. Daher ist es möglich, die Erwärmungsfunktion während des Erwärmungsbetriebs zu verbessern, und es ist auch möglich, das Fahrzeuginnere ohne eine Verschlechterung der Erwärmungsfunktion während des Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs zu entfeuchten. Während des Erwärmungsbetriebs und währen des Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs wird zusätzlich das Kühlmittel in den Verdichter 21 über den Akkumulator 30 gesaugt, und daher ist es möglich, eine unzureichende Menge des zu dem Verdichter 21 zurückkehrenden Schmieröls zu verhindern, auch wenn die Menge des zirkulierenden Kühlmittels reduziert ist.
Während des Erwärmungsbetriebs und während des ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs wird außerdem die Öffnung des Expansionsventils 25 für Kühlmittel mit freigegebener Wärme so gesteuert, dass der Unterkühlgrad des Kühlmittels in dem Heizkörper 15 zu einem vorbestimmten Wert wird, und die Öffnung des Expansionsteils des Steuerventils 24 wird so gesteuert, dass die durch den Kühlmittelströmungskanal 20k strömende Kühlmittelmenge zu einem vorbestimmten Wert wird. Dadurch ist es möglich, eine erforderliche Wärmemenge zu gewährleisten, die von dem Kühlmittel in dem Heizkörper 15 freigegeben wird, und daher wird die Steuerfunktion zum Verwirklichen einer Solltemperatur des Fahrzeuginneren verbessert.
Die 7 zeigt eine schematische Ansicht des Fahrzeugklimaanlagengeräts gemäß Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung. Hierbei sind dieselben Komponenten mit denselben Bezugszeichen wie bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel bezeichnet.
Wie dies in der 7 gezeigt ist, hat dieses Fahrzeugklimaanlagengerät ein Umgehungsexpansionsventil 31, das ein elektronisches Expansionsventil mit einer einstellbaren Öffnung ist, das in dem Kühlmittelströmungskanal 20k anstelle des vierten Solenoidventils 26d gemäß Ausführungsbeispiel 1 vorgesehen ist.
Bei dem Fahrzeugklimaanlagengerät mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird das Umgehungsexpansionsventil 31 geöffnet, um die Wärmemenge zu vermehren, die aus dem Kühlmittel in dem Heizkörper 15 freigegeben wird, wenn die Außenlufttemperatur während des Erwärmungsbetriebs oder des ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs niedrig ist.
Wenn das Umgehungsexpansionsventil 31 während des Erwärmungsbetriebs oder des ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs geöffnet ist, wie dies in der 7 gezeigt ist (die den Erwärmungsbetrieb zeigt), strömt ein Teil des Kühlmittels, das durch den Gas/Flüssigkeits-Separator 29 hindurchgetreten ist, durch den Kühlmittelströmungskanal 20k, und es strömt in den Bereich des Verdichters 21, durch den das verdichtete Kühlmittel hindurchtritt. In diesem Fall ist das in den Verdichter 21 strömende Kühlmittel im Wesentlichen gasförmiges Kühlmittel, das aus dem oberen Teil des Gas/Flüssigkeits-Separators 29 herausgeströmt ist. Jedoch strömt ein zweiphasiges Kühlmittel mit gasförmiger und flüssiger Phase in Abhängigkeit von dem Betriebszustand wahrscheinlich in den Verdichter 21. Zusätzlich wird die Menge des Kühlmittels, das in den Verdichter 21 durch den Kühlmittelströmungskanal 20k strömt, auf einen vorbestimmten Wert durch steuernde Öffnung des Umgehungsexpansionsventils 31 eingestellt, während die Öffnung des Expansionsteils des Steuerventils 24 fixiert ist.
Dadurch ist es möglich, dass das im Wesentlichen gasförmige Kühlmittel in dem Bereich des Verdichters 21 strömt, durch den das verdichtete Kühlmittel hindurchtritt. Daher ist es möglich, die Menge des Kühlmittels zu vermehren, die aus dem Verdichter 21 ausgelassen wird, auch wenn die Menge der absorbierten Wärme in dem Kühlmittel in dem Außenwärmetauscher 22 nicht ausreicht, und folglich wird die Menge des Kühlmittels reduziert, das in dem Kühlmittelkreislauf 20 zirkuliert. Durch Vermehren der Menge des Kühlmittels, das aus dem Verdichter 21 ausgelassen wird, ist es möglich, die Wärmemenge zu vermehren, die aus dem Kühlmittel in dem Heizkörper 15 freigegeben wird.
Zusätzlich wird das Kühlmittel in den Verdichter 21 durch den Akkumulator 30 gesaugt, und daher ist es möglich, dass das Schmieröl zu dem Verdichter 21 zurückkehrt, das zum Schmieren des Verdichters 21 erforderlich ist.
Wie dies bei dem Fahrzeugklimaanlagengerät gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel vorstehend beschrieben ist, ist es möglich, die Wärmemenge zu vermehren, die aus dem Kühlmittel in dem Heizkörper 15 freigegeben wird, indem die Menge des Kühlmittels vermehrt wird, die aus dem Verdichter 21 ausgelassen wird, wenn die Außenlufttemperatur während des Erwärmungsbetriebs oder des ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs niedrig ist, und zwar wie bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel. Daher ist es möglich, die Erwärmungsfunktion während des Erwärmungsbetriebs zu verbessern, und es ist auch möglich, das Fahrzeuginnere ohne eine Verschlechterung der Erwärmungsfunktion während des Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs zu entfeuchten. Zusätzlich wird während des Erwärmungsbetriebs und während des Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs das Kühlmittel in den Verdichter 21 durch den Akkumulator 30 gesaugt, und daher ist es möglich, eine unzureichende Menge des zu dem Verdichter 21 zurückkehrenden Schmieröls zu verhindern, auch wenn die Menge des zirkulierenden Kühlmittels reduziert ist.
Während des Erwärmungsbetriebs und während des ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs wird außerdem die Öffnung des Expansionsventils 25 für Kühlmittel mit freigegebener Wärme so gesteuert, dass der Unterkühlgrad des Kühlmittels in dem Heizkörper 15 zu einem vorbestimmten Wert wird, und außerdem wird die Öffnung des Umgehungsexpansionsventils 31 so gesteuert, dass die Menge des Kühlmittels zu einem vorbestimmten Wert wird, das durch den Kühlmittelströmungskanal 20k strömt. Dadurch ist es möglich, eine erforderliche Wärmemenge zu gewährleisten, die aus dem Kühlmittel in dem Heizkörper 15 freigegeben wird, und dadurch wird die Steuerfunktion verbessert, um eine Solltemperatur des Fahrzeuginneren zu verwirklichen.
Die 8 zeigt eine schematische Ansicht des Fahrzeugklimaanlagengeräts gemäß Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung. Hierbei sind dieselben Komponenten mit denselben Bezugszeichen wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen bezeichnet.
Wie dies in der 8 gezeigt ist, hat dieses Fahrzeugklimaanlagengerät einen Kühlmittelheizkörper 33, der außerhalb des Luftströmungskanals 11 vorgesehen und als ein Heizkörper konfiguriert ist, um einen Wärmetausch zwischen Wasser als ein Heizmedium und dem Kühlmittel durchzuführen, und zwar anstelle des Heizkörpers 15 gemäß Ausführungsbeispiel 1.
Ein Wasserkreislauf 40 als ein Heizmediumkreislauf, der ermöglicht, dass Wasser dort hindurchtritt, ist mit einem Wärmetauscherteil 33a des Kühlmittelheizkörpers 33 verbunden und dazu konfiguriert, einen Wärmetausch zwischen dem Wasser und dem Kühlmittel durchzuführen. Eine Wasserpumpe 41, die zum Auslassen von Wasser konfiguriert ist; ein Heizkern 42 als ein Heizmediumheizkörper, der dazu konfiguriert ist, einen Wärmetausch zwischen der durch den Luftströmungskanal 11 strömenden Luft und dem Wasser durchzuführen; ein Kraftmaschinenheizkörper 43 als ein Abgaswärmeabsorptionsteil, der dazu konfiguriert ist, die Abgaswärme von der Kraftmaschine zu absorbieren, die das Fahrzeug in das Wasser bewegt; und eine elektrische Heizvorrichtung 44, die dazu konfiguriert ist, das Wasser zu erwärmen, sind mit dem Wasserkreislauf 40 verbunden.
Bei dem Fahrzeugklimaanlagengerät mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration ist es möglich, dass das Kühlmittel durch den Kühlmittelkreislauf 20 in der gleichen Art und Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel 1 strömt, und es ist auch möglich, dass ein Kühlmittel mit im Wesentlichen gasförmiger Phase in dem Gas/Flüssigkeits-Separator 29 in den Verdichter 21 durch den Kühlmittelströmungskanal 20k strömt.
Während des Kühl- und Entfeuchtungsbetriebs, während des Erwärmungsbetriebs, während des ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs und während des zweiten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs wird die Wasserpumpe 41 angetrieben, damit das Wasser durch den Wasserkreislauf 40 strömt.
Das durch den Wasserkreislauf 40 strömende Wasser absorbiert die Wärme aus dem Kühlmittel in dem Kühlmittelheizkörper 33, und wird in dem Heizkern 42 einem Wärmetausch mit der Luft ausgesetzt, die durch den Luftströmungskanal 11 strömt, und es gibt die Wärme frei. Das durch den Wasserkreislauf 40 strömende Wasser wird in dem Kühlmittelheizkörper 33 erwärmt, und es wird auch durch die Abgaswärme von der Kraftmaschine in dem Kraftmaschinenheizkörper 43 erwärmt. Wenn zusätzlich die Wärmemenge der Luft, die durch den Luftströmungskanal 11 strömt, nicht ausreicht, wird das durch den Wasserkreislauf 40 strömende Wasser unter Verwendung der elektrischen Heizvorrichtung 44 erwärmt, und daher ist es möglich, eine unzureichende Wärmemenge auszugleichen.
Wie dies bei dem Fahrzeugklimaanlagengerät gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel vorstehend beschrieben ist, ist es möglich, die Wärmemenge zu vermehren, die aus dem Kühlmittel in dem Kühlmittelheizkörper 33 freigegeben wird, indem die Kühlmittelmenge vermehrt wird, die aus dem Verdichter 21 ausgelassen wird, wenn die Außenlufttemperatur während des Erwärmungsbetriebs oder des ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs niedrig ist, und zwar in der gleichen Art und Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel 1. Daher ist es möglich, die Erwärmungsfunktion während des Erwärmungsbetriebs zu verbessern, und es ist auch möglich, das Fahrzeuginnere ohne eine Verschlechterung der Erwärmungsfunktion während des Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs zu entfeuchten. Während des Erwärmungsbetriebs und während des Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs wird zusätzlich das Kühlmittel in den Verdichter 21 durch den Akkumulator 30 gesaugt, und daher ist es möglich, zu verhindern, dass die zu dem Verdichter 21 zurückkehrende Schmierölmenge unzureichend wird, auch wenn die Menge des zirkulierenden Kühlmittels reduziert ist.
Außerdem ist der Kraftmaschinenheizkörper 43 mit dem Wasserkreislauf 40 zum Erwärmen des durch den Wasserkreislauf 40 strömenden Wassers verbunden, indem die Abgaswärme von der Kraftmaschine genutzt wird. Durch Erwärmen des durch den Wasserkreislauf 40 strömenden Wassers durch Nutzung der Abgaswärme von der Kraftmaschine ist es daher möglich, den Erwärmungsbetrieb und den ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetrieb durchzuführen. Infolgedessen ist es möglich, einen Energieverbrauch zu reduzieren, indem die Abgaswärme von der Kraftmaschine effizient genutzt wird.
Außerdem ist die elektrische Heizvorrichtung 44 zum Erwärmen des durch den Wasserkreislauf 40 strömenden Wassers vorgesehen. Dadurch ist es möglich, eine Wärmemenge zu kompensieren, die zum Verwirklichen einer gewünschten Erwärmungsfunktion des Erwärmungsbetriebs und des ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs nicht ausreicht, und daher das Fahrzeuginnere mit einer gewünschten Temperatur aufrecht zu erhalten.
Bei dem Ausführungsbeispiel 3 wurde hierbei eine Konfiguration beschrieben, bei der die Wärmemenge für den Erwärmungsbetrieb und den ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetrieb nicht ausreicht und durch Nutzung der elektrischen Heizvorrichtung 44 ausgeglichen wird, die das durch den Wasserkreislauf 40 strömende Wasser erwärmt. Jedoch ist dies nicht einschränkend. Wie dies zum Beispiel in der 9 gezeigt ist, ist eine andere Konfiguration möglich, bei der die elektrische Heizvorrichtung 44 in dem Kühlmittelströmungskanal 20f zwischen dem Akkumulator 30 und dem Verdichter 21 vorgesehen ist, um das durch den Kühlmittelströmungskreislauf 20 strömende Kühlmittel zu erwärmen. Zusätzlich ist die Position, an der die elektrische Heizvorrichtung 44 in dem Kühlmittelkreislauf 20 vorgesehen ist, nicht auf die Position zwischen dem Akkumulator 30 und dem Verdichter 21 beschränkt. Zum Beispiel kann die elektrische Heizvorrichtung 44 in dem Kühlmittelströmungskanal 20k vorgesehen sein, oder sie kann an der Position zwischen der Förderseite des Verdichters 21 und dem Kühlmittelheizkörper 33 vorgesehen sein. Außerdem ist eine andere Konfiguration möglich, bei der die elektrischen Heizvorrichtungen 44 in dem Wasserkreislauf 40 bzw. dem Kühlmittelkreislauf 20 vorgesehen sind, und das durch den Wasserkreislauf 40 strömende Wasser und das durch den Kühlmittelkreislauf 20 strömende Kühlmittel werden durch die entsprechenden elektrischen Heizvorrichtungen 44 dabei erwärmt.
Auch wenn bei dem Ausführungsbeispiel 3 der Wasserkreislauf 40 vorgesehen ist, um zu ermöglichen, dass Wasser als ein Heizmedium dort hindurchströmt, ist dies außerdem nicht einschränkend. Zum Beispiel kann eine Frostschutzlösung als ein Heizmedium verwendet werden, die hauptsächlich aus Ethylenglykol besteht.
Bei dem Ausführungsbeispiel 3 wurde darüber hinaus eine Konfiguration beschrieben, bei der der Kraftmaschinenheizkörper 43, der dazu konfiguriert ist, die Abgaswärme von der Kraftmaschine in dem Wasser zu absorbieren, mit dem Wasserkreislauf 40 verbunden ist. Jedoch ist dies nicht einschränkend. Zum Beispiel kann die Abgaswärme, die während der Bewegung des Fahrzeugs erzeugt wird, wie zum Beispiel eine Wärme, die von einem Elektromotor und einer in dem Fahrzeug vorgesehenen Batterie abgegeben wird, in dem Wasser absorbiert werden, das durch den Wasserkreislauf 40 strömt.
Die 10 zeigt eine schematische Ansicht des Fahrzeugklimaanlagengeräts gemäß Ausführungsbeispiel 4. Hierbei sind dieselben Komponenten mit denselben Bezugszeichen wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen bezeichnet.
Wie dies in der 10 gezeigt ist, hat der Kühlmittelkreislauf 20 von diesem Fahrzeugklimaanlagengerät ein Steuerventil 34 mit einem Kühlmitteleinlass und einem Kühlmittelauslass, und er ist dazu konfiguriert, die Öffnung innerhalb zwei Bereiche einzustellen, nämlich einen Entspannungsbereich und einen Kondensationsdruckeinstellbereich.
Genauer gesagt ist die Kühlmitteleingabeseite des Heizkörpers 15 mit der Kühlmittelförderseite des Verdichters 21 verbunden, um dadurch den Kühlmittelströmungskanal 20a zu bilden. Währenddessen ist die Kühlmitteleingabeseite des Steuerventils 34 mit der Kühlmittelabgabeseite des Heizkörpers 15 verbunden, um dadurch den Kühlmittelströmungskanal 20b zu bilden. In dem Kühlmittelströmungskanal 20b sind das Expansionsventil 25 für Kühlmittel mit freigegebener Wärme und der Gas/Flüssigkeits-Separator 29 in der Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite der Kühlmittelströmungsrichtung vorgesehen. Die Kühlmitteleingabeseite des Außenwärmetauschers 22 ist mit der Kühlmittelabgabeseite des Steuerventils 34 verbunden, um dadurch den Kühlmittelströmungskanal 20c zu bilden. Die Kühlmittelsaugseite des Verdichters 21 ist mit der Kühlmittelabgabeseite des Außenwärmetauschers 22 verbunden, um dadurch den Kühlmittelströmungskanal 20d zu bilden. In dem Kühlmittelströmungskanal 20d sind das erste Solenoidventil 26a und der Akkumulator 30 in der Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite der Kühlmittelströmungsrichtung vorgesehen. Die Hochdruckkühlmitteleingabeseite des Innenwärmetauschers 23 ist mit dem Kühlmittelströmungskanal 20b verbunden, um dadurch den Kühlmittelströmungskanal 20e zu bilden. In dem Kühlmittelströmungskanal 20e sind das zweite Solenoidventil 26b und das erste Rückschlagventil 27a in der Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite der Kühlmittelströmungsrichtung vorgesehen. Die Kühlmitteleingabeseite des Wärmetauschers 14 ist mit der Hochdruckkühlmittelabgabeseite des Innenwärmetauschers 23 verbunden, um dadurch den Kühlmittelströmungskanal 20f zu bilden. Das Wärmetauscherexpansionsventil 28 ist in dem Kühlmittelströmungskanal 20f vorgesehen. Die Niederdruckkühlmitteleingabeseite des Innenwärmetauschers 23 ist mit der Kühlmittelabgabeseite des Wärmetauschers 14 verbunden, um dadurch den Kühlmittelströmungskanal 20g zu bilden. Der Bereich des Kühlmittelströmungskanals 20d zwischen dem ersten Solenoidventil 26a und dem Akkumulator 30 ist mit der Niederdruckkühlmittelabgabeseite des Innenwärmetauschers 23 verbunden, um dadurch den Kühlmittelströmungskanal 20h zu bilden. Die Kühlmitteleingabeseite des Gas/Flüssigkeits-Separierteils 22a ist mit der Kühlmittelabgabeseite des Außenwärmetauschers 22 parallel zu dem Kühlmittelströmungskanal 20d verbunden, um dadurch den Kühlmittelströmungskanal 20i zu bilden. Das dritte Solenoidventil 26c ist in dem Kühlmittelströmungskanal 20i vorgesehen. Der Kühlmittelströmungskanal 20e stromabwärts von dem ersten Rückschlagventil 27a in der Kühlmittelströmungsrichtung ist mit der Kühlmittelabgabeseite des Gas/Flüssigkeits-Separierteils 20a durch den Unterkühlteil 22b verbunden, so dass der Kühlmittelströmungskanal 20j vorgesehen ist. Das zweite Rückschlagventil 27b ist in dem Kühlmittelströmungskanal 20j vorgesehen. Die Kühlmittelsaugseite des Verdichters 21 ist mit dem Gas/Flüssigkeits-Separator 29 verbunden, wodurch der Kühlmittelströmungskanal 20k als eine Umgehungsschaltung gebildet ist. Das vierte Solenoidventil 26d ist in dem Kühlmittelströmungskanal 20k vorgesehen.
Während des Erwärmungsbetriebs des Fahrzeugklimaanlagengeräts mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird in dem Kühlmittelkreislauf 20 der Kühlmittelströmungsdurchgang des Steuerventils 34 als der Expansionsteil festgelegt; das erste Solenoidventil 26a ist geöffnet; das zweite bis vierte Solenoidventil 26b, 26c und 26d sind geschlossen; und der Verdichter 21 wird betrieben. Dadurch strömt das aus dem Verdichter 21 ausgelassene Kühlmittel durch den Kühlmittelkreislauf 20 in der folgenden Reihenfolge: der Kühlmittelströmungskanal 20a; der Heizkörper 15; die Kühlmittelströmungskanäle 20b und 20c; der Außenwärmetauscher 22; und der Kühlmittelströmungskanal 20d, und es wird in den Verdichter 21 gesaugt. Das durch den Kühlmittelkreislauf 20 strömende Kühlmittel gibt die Wärme in dem Heizkörper 15 frei und absorbiert die Wärme in den Außenwärmetauscher 22.
Während des ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs wird zusätzlich in dem Kühlmittelkreislauf 20 der Kühlmittelströmungsdurchgang des Steuerventils 24 als der Expansionsteil festgelegt; das erste und das zweite Solenoidventil 26a und 26b sind geöffnet; das dritte und das vierte Solenoidventil 26c und 26d sind geschlossen; und der Verdichter 21 wird betrieben. Dadurch strömt das aus dem Verdichter 21 ausgelassene Kühlmittel durch den Kühlmittelkreislauf 20 in der folgenden Reihenfolge: der Kühlmittelströmungskanal 20a; der Heizkörper 15; und der Kühlmittelströmungskanal 20b. Ein Teil des Kühlmittels, das durch den Kühlmittelströmungskanal 20b hindurchgetreten ist, strömt durch den Kühlmittelkreislauf 20 in der folgenden Reihenfolge: der Kühlmittelströmungskanal 20c; der Außenwärmetauscher 22; und der Kühlmittelströmungskanal 20d, und dann wird das in den Verdichter 21 gesaugt. Das verbleibende Kühlmittel, das durch den Kühlmittelströmungskanal 20b hindurchgetreten ist, strömt durch den Kühlmittelkreislauf 20 in der folgenden Reihenfolge: der Kühlmittelströmungskanal 20e; die Hochdruckseite des Innenwärmetauscher 23; der Kühlmittelströmungskanal 20f; der Wärmetauscher 14; der Kühlmittelströmungskanal 20g; die Niederdruckseite des Innenwärmetauschers 23; und die Kühlmittelströmungskanäle 20h und 20d, und es wird in den Verdichter 21 gesaugt. Das durch den Kühlmittelkreislauf 20 strömende Kühlmittel gibt die Wärme in dem Heizkörper 15 frei, und es absorbiert die Wärme in dem Wärmetauscher 14 und dem Außenwärmetauscher 22.
Wenn das vierte Solenoidventil 26d während des Erwärmungsbetriebs oder des ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs geöffnet wird, strömt das aus dem Heizkörper 15 herausströmende Kühlmittel in den Gas/Flüssigkeits-Separator 29, und ein Teil des Kühlmittels strömt durch den Kühlmittelströmungskanal 20k, und dann strömt es in den Bereich des Verdichters 21, durch den das verdichtete Kühlmittel hindurchtritt, und zwar in der gleichen Art und Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel 1.
Wie dies bei dem Fahrzeugklimaanlagengerät gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel vorstehend beschrieben ist, ist es möglich, die Wärmemenge zu vermehren, die aus dem Kühlmittel in dem Heizkörper 15 freigegeben wird, indem die Menge des Kühlmittels vermehrt wird, das aus dem Verdichter 21 ausgelassen wird, wenn die Außenlufttemperatur während des Erwärmungsbetriebs oder des ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs niedrig ist, und zwar in der gleichen Art und Weise wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen. Daher ist es möglich, die Erwärmungsfunktion während des Erwärmungsbetriebs zu verbessern, und es ist auch möglich, das Fahrzeuginnere ohne eine Verschlechterung der Erwärmungsfunktion während des Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs zu entfeuchten. Während des Erwärmungsbetriebs und während des Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs wird das Kühlmittel zusätzlich in den Verdichter 21 durch den Akkumulator 30 gesaugt, und daher ist es möglich, zu verhindern, dass die Menge des zu dem Verdichter 21 zurückkehrenden Schmieröls unzureichend wird, auch wenn die Menge des zirkulierenden Kühlmittels reduziert ist.
Hierbei ist der Kühlmittelkreislauf 20 gemäß Ausführungsbeispiel 4 auf die Konfiguration anwendbar, die den Wasserkreislauf 40 gemäß Ausführungsbeispiel 3 aufweist.
Die 11 und 12 zeigen schematische Ansichten des Fahrzeugklimaanlagengeräts gemäß Ausführungsbeispiel 5. Hierbei sind dieselben Komponenten mit denselben Bezugszeichen wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen bezeichnet.
In dem Kühlmittelkreislauf 20 von diesem Fahrzeugklimaanlagengerät sind der Gas/Flüssigkeits-Separator 22a und der Unterkühlteil 22a in demselben Kühlmittelkreislauf wie in Ausführungsbeispiel 4 nicht vorgesehen.
Während des Kühlbetriebs und während des Kühl- und Entfeuchtungsbetriebs des Fahrzeugklimaanlagengeräts mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration ist in dem Kühlmittelkreislauf 20 der Kühlmittelströmungsdurchgang des Steuerventils 34 als der Kondensationsdruckregulierteil festgelegt; das dritte Solenoidventil 26c ist geöffnet; das erste, das zweite und das vierte Solenoidventil 26a, 26b und 26d sind geschlossen; und der Verdichter 21 wird betrieben. Wie dies in der 11 gezeigt ist, strömt dadurch das aus dem Verdichter 21 ausgelassene Kühlmittel durch den Kühlmittelkreislauf 20 in der folgenden Reihenfolge: der Kühlmittelströmungskanal 20a; der Heizkörper 15; die Kühlmittelströmungskanäle 20b und 20c; der Außenwärmetauscher 22; die Kühlmittelströmungskanäle 20i und 20e; die Hochdruckseite des Innenwärmetauschers 23; der Kühlmittelströmungskanal 20f; der Wärmetauscher 14; der Kühlmittelströmungskanal 20g; die Niederdruckseite des Innenwärmetauschers 23; und die Kühlmittelströmungskanäle 20h und 20d, und es wird in den Verdichter 21 gesaugt. Während des Kühlbetriebs gibt das durch den Kühlmittelkreislauf 20 strömende Kühlmittel die Wärme in den Außenwärmetauscher 22 ab, und es absorbiert die Wärme in dem Wärmetauscher 14. Währenddessen gibt das durch den Kühlmittelkreislauf 20 strömende Kühlmittel die Wärme auch in den Heizkörper 15 frei, und zwar während des Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs, wenn der Luftmischdämpfer 16 geöffnet ist. Während des Kühlbetriebs und während des Kühl- und Entfeuchtungsbetriebs strömen bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ein gasförmiges Kühlmittel und ein flüssiges Kühlmittel in den Akkumulator 30, und daher wird das flüssige Kühlmittel in dem Akkumulator 30 akkumuliert, während das gasförmige Kühlmittel in den Verdichter 21 gesaugt wird.
Währenddessen strömt während des Erwärmungsbetriebs und während des ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs das Kühlmittel durch den Kühlmittelkreislauf 20 in der gleichen Art und Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel 4.
Während des Erwärmungsbetriebs oder des ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs strömt außerdem das aus dem Heizkörper 15 strömende Kühlmittel in den Gas/Flüssigkeits-Separator 29, und ein Teil davon strömt durch den Kühlmittelströmungskanal 20k und strömt dann in den Bereich des Verdichters 21, durch den das verdichtete Kühlmittel hindurchtritt, wenn das vierte Solenoidventil 26d geöffnet ist, wie dies in der 12 gezeigt ist (die den Erwärmungsbetrieb zeigt).
Wie dies bei dem Fahrzeugklimaanlagengerät gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel vorstehend beschrieben ist, ist es möglich, die Wärmemenge zu vermehren, die aus dem Kühlmittel in dem Heizkörper 15 freigegeben wird, indem die Menge des Kühlmittels vermehrt wird, die aus dem Verdichter 21 ausgelassen wird, wenn die Außenlufttemperatur während des Erwärmungsbetriebs oder des ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs niedrig ist, und zwar in derselben Art und Weise wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen. Daher ist es möglich, die Erwärmungsfunktion während des Erwärmungsbetriebs zu verbessern, und es ist auch möglich, das Fahrzeuginnere ohne eine Verschlechterung der Erwärmungsfunktion während des Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs zu entfeuchten. Während des Erwärmungsbetriebs und während des Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs wird das Kühlmittel außerdem in den Verdichter 21 durch den Akkumulator 30 gesaugt, und daher ist es möglich, zu verhindern, dass die Menge des zu dem Verdichter 21 zurückkehrenden Schmieröls unzureichend wird, auch wenn die Menge des zirkulierenden Kühlmittels reduziert ist.
Bei den gegenwärtigen Ausführungsbeispielen wurde hierbei eine Konfiguration beschrieben, bei der das Steuerventil 24, 34 den Expansionsteil hat, der dazu konfiguriert ist, das Kühlmittel zu entspannen, das in den Außenwärmetauscher 22 während des Erwärmungsbetriebs und während des ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs strömt, und das den Kondensationsdruckregulierteil hat, der dazu konfiguriert ist, den Kondensationsdruck des Kühlmittels in dem Heizkörper 15 während des Kühl- und Entfeuchtungsbetriebs zu steuern. Jedoch ist dies nicht einschränkend. Zum Beispiel sind der Expansionsteil und der Kondensationsdruckregulierteil, die jeweils die einstellbare Öffnung haben, individuell in dem Kühlmittelkreislauf 20 anstelle des Steuerventils 24, 34 vorgesehen.
Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wurde außerdem eine Konfiguration beschrieben, bei der der Kühlmittelströmungskanal 20k mit dem Kühlmitteleinlass verbunden ist, der mit dem Bereich des Verdichters 21 in Verbindung ist, durch den das verdichtete Kühlmittel hindurchtritt. Jedoch ist dies nicht einschränkend. Wenn zum Bespiel der Verdichter 21 ein Zweistufen-Verdichter ist, kann der Kühlmittelströmungskanal 20k mit dem Kühlmittelströmungskanal zwischen der ersten und der zweiten Stufe des Verdichters 21 verbunden sein.
Bezugszeichenliste

10: Klimaanlageneinheit
14: Wärmetauscher
15: Heizkörper
20: Kühlmittelkreislauf
20k: Kühlmittelströmungskanal
21: Verdichter
22: Außenwärmetauscher
24: Steuerventil
25: Expansionsventil für Kühlmittel mit freigegebener Wärme
26a, 26b, 26c und 26d: erstes bis viertes Solenoidventil
28: Wärmetauscherexpansionsventil
34: Steuerventil
40: Wasserkreislauf
41: Wasserpumpe
42: Heizkern
43: Kraftmaschinenheizkörper
44: elektrische Heizvorrichtung

Claims

Fahrzeugklimaanlagengerät mit: einem Verdichter, der dazu konfiguriert ist, ein Kühlmittel zu verdichten und auszulassen; einem Heizkörper, der dazu konfiguriert ist, Wärme aus dem Kühlmittel freizugeben; einem Wärmetauscher, der dazu konfiguriert ist, die Wärme in dem Kühlmittel zu absorbieren; einem Außenwärmetauscher, der dazu konfiguriert ist, die Wärme aus dem Kühlmittel freizugeben oder die Wärme in dem Kühlmittel zu absorbieren; einem ersten Expansionsventil, das dazu konfiguriert ist, das in den Außenwärmetauscher strömende Kühlmittel zu entspannen; einem zweiten Expansionsventil, das dazu konfiguriert ist, das in den Wärmetauscher strömende Kühlmittel zu entspannen; einem Akkumulator, der dazu konfiguriert ist, das Kühlmittel in ein Gas und eine Flüssigkeit zu separieren und zu ermöglichen, dass das Kühlmittel in den Verdichter gesaugt wird, wobei der Akkumulator in einem Kühlmittelströmungskanal zu einer Saugseite des Verdichters vorgesehen ist, in die das Kühlmittel gesaugt wird; einem Erwärmungskühlmittelkreislauf, der dazu konfiguriert ist, zu ermöglichen, dass das von dem Verdichter ausgelassene Kühlmittel in den Heizkörper strömt und Wärme in dem Heizkörper freigibt, zu ermöglichen, dass das durch den Heizkörper hindurchgetretene Kühlmittel in den Außenwärmetauscher durch das erste Expansionsventil strömt und die Wärme in dem Außenwärmetauscher absorbiert, und zu ermöglichen, dass das durch den Außenwärmetauscher hindurchgetretene Kühlmittel in den Verdichter durch den Akkumulator gesaugt wird; einer Erwärmungs- und Entfeuchtungskühlmittelschaltung, die dazu konfiguriert ist, zu ermöglichen, dass das von dem Verdichter ausgelassene Kühlmittel in den Heizkörper strömt und die Wärme in dem Heizkörper freigibt, zu ermöglichen, dass ein Teil des Kühlmittels, das durch den Heizkörper hindurchgetreten ist, in den Außenwärmetauscher durch das erste Expansionsventil strömt und die Wärme in dem Außenwärmetauscher absorbiert, zu ermöglichen, dass verbleibendes Kühlmittel, das durch den Heizkörper hindurchgetreten ist, in den Wärmetauscher durch das zweite Expansionsventil strömt und die Wärme in dem Wärmetauscher absorbiert, und zu ermöglichen, dass das Kühlmittel, das durch den Außenwärmetauscher und den Wärmetauscher hindurchgetreten ist, in den Verdichter durch den Akkumulator gesaugt wird; einem dritten Expansionsventil, das dazu konfiguriert ist, das Kühlmittel zu entspannen, das aus dem Heizkörper in den Erwärmungskühlmittelkreislauf und den Erwärmungs- und Entfeuchtungskühlmittelkreislauf strömt; einem Gas/Flüssigkeits-Separator, der dazu konfiguriert ist, das Kühlmittel, das durch das dritte Expansionsventil entspannt wird, zu einem gasförmigen Kühlmittel und einem flüssigen Kühlmittel zu separieren; und einer Umgehungsschaltung, die dazu konfiguriert ist, zu ermöglichen, dass ein Teil zumindest des gasförmigen Kühlmittels, das in dem Gas/Flüssigkeits-Separator separiert wird, in einen Bereich des Verdichters strömt, durch den das verdichtete Kühlmittel hindurchtritt.
Fahrzeugklimaanlagengerät gemäß Anspruch 1, des Weiteren mit einer Ventilöffnungssteuervorrichtung, die dazu konfiguriert ist, eine Öffnung des dritten Expansionsventils derart zu steuern, dass ein Unterkühlgrad des Kühlmittels in dem Heizkörper zu einem vorbestimmten Wert wird, und eine Öffnung des ersten Expansionsventils derart zu steuern, dass eine Menge des Kühlmittels, das durch die Umgehungsschaltung strömt, zu einem vorbestimmten Wert wird.
Fahrzeugklimaanlagengerät gemäß Anspruch 1, des Weiteren mit: einem vierten Expansionsventil, das dazu konfiguriert ist, das durch die Umgehungsschaltung strömende Kühlmittel zu entspannen; und einer Ventilöffnungssteuervorrichtung, die dazu konfiguriert ist, eine Öffnung des dritten Expansionsventils derart zu steuern, dass ein Unterkühlgrad des Kühlmittels in dem Heizkörper zu einem vorbestimmten Wert wird, und eine Öffnung des vierten Expansionsventils derart zu steuern, dass eine Menge des Kühlmittels zu einem vorbestimmten Wert wird, das durch die Umgehungsschaltung strömt.
Fahrzeugklimaanlagengerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, des Weiteren mit: einer Heizmediumpumpe, die dazu konfiguriert ist, ein Heizmedium auszulassen; einem Wärmetauscherteil, der in dem Heizkörper vorgesehen und dazu konfiguriert ist, einen Wärmetausch zwischen dem Kühlmittel, das durch den Heizkörper strömt, und dem Heizmedium durchzuführen; einem Heizmediumheizkörper, der dazu konfiguriert ist, Wärme aus dem Heizmedium freizugeben; und einem Heizmediumkreislauf, der dazu konfiguriert ist, zu ermöglichen, dass das von der Heizmediumpumpe ausgelassene Heizmedium in den Wärmetauscherteil strömt und die Wärme in dem Wärmetauscherteil absorbiert, zu ermöglichen, dass das Heizmedium, das durch den Wärmetauscherteil hindurchgetreten ist, in den Heizmediumheizkörper strömt und die Wärme in dem Heizmediumheizkörper freigibt, und zu ermöglichen, dass das Heizmedium, das durch den Heizmediumheizkörper hindurchgetreten ist, in die Heizmediumpumpe gesaugt wird.
Fahrzeugklimaanlagengerät gemäß Anspruch 4, des Weiteren mit einer Heizmediumheizeinrichtung, die dazu konfiguriert ist, das Heizmedium zu erwärmen, das durch den Heizmediumkreislauf strömt.
Fahrzeugklimaanlagengerät gemäß Anspruch 5, wobei die Heizmediumheizeinrichtung eine elektrische Heizvorrichtung aufweist, die dazu konfiguriert ist, das Heizmedium erwärmen zu können, das durch den Heizmediumkreislauf strömt.
Fahrzeugklimaanlagengerät gemäß Anspruch 5, wobei die Heizmediumheizeinrichtung einen Abgaswärmeabsorptionsteil aufweist, der dazu konfiguriert ist, zu ermöglichen, dass das durch den Heizmediumkreislauf strömende Heizmedium die Wärme absorbiert, die von einer anderen Komponente freigegeben wird, wobei die Heizmediumheizeinrichtung in dem Heizmediumkreislauf vorgesehen ist.
Fahrzeugklimaanlagengerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, des Weiteren mit einer Kühlmittelheizvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, das Kühlmittel zu erwärmen, das durch den Erwärmungskühlmittelkreislauf und den Erwärmungs- und Entfeuchtungskühlmittelkreislauf strömt.