DE112014003215T5

DE112014003215T5 - Fahrzeugklimaanlage

Info

Publication number: DE112014003215T5
Application number: DE112014003215.8T
Authority: DE
Inventors: Yoshiki Katoh; Kazutoshi Kuwayama; Masamichi Makihara; Norihiko Enomoto; Kengo Sugimura
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-07-09
Filing date: 2014-06-19
Publication date: 2016-04-28
Also published as: CN105358349B; WO2015004858A1; US10266035B2; US20160288618A1; JP6083339B2; JP2015016706A; CN105358349A

Abstract

Eine Fahrzeugklimaanlage weist ein Gehäuse (31), einen ersten Wärmetauscher (27) und einen zweiten Wärmetauscher (23) auf. Das Gehäuse (31) bildet einen Luftdurchlass, durch den Luft in Richtung des Inneren einer Fahrzeugkabine strömt. Der erste Wärmetauscher (27) ist in dem Gehäuse (31) untergebracht und führt einen wahrnehmbaren Wärmetausch zwischen der in dem Luftdurchlass strömenden Luft und einem Heizmedium durch. Der zweite Wärmetauscher (23) ist in dem Gehäuse (31) untergebracht und führt einen wahrnehmbaren Wärmetausch zwischen dem Heizmedium und der Luft durch, die wahrnehmbare Wärme in dem ersten Wärmetauscher (27) ausgetauscht hat. Der erste Wärmetauscher (27) und der zweite Wärmetauscher (23) weisen jeweils eine Mehrzahl von Röhren (271, 231) auf, durch welche das Heizmedium strömt. Eine longitudinale Richtung der Mehrzahl von Röhren (271) des ersten Wärmetauschers (27) und eine longitudinale Richtung der Mehrzahl von Röhren (231) des zweiten Wärmetauschers (23) sind die gleiche Richtung zueinander.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf der am 9. Juli 2013 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-143204 , deren Offenbarung hier durch Bezugnahme aufgenommen wird.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Fahrzeugklimaanlage.
HINTERGRUND DER TECHNIK
Herkömmlicherweise wird in der Patentliteratur 1 eine Fahrzeugklimaanlage beschrieben, die einen Kühlwärmetauscher, der die in eine Fahrzeugkabine zu blasende Luft kühlt, und einen Heizlufttauscher, der die in die Fahrzeugkabine zu blasende Luft heizt, umfasst.
Der Kühlwärmetauscher tauscht Wärme zwischen der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft und einem niederdruckseitigen Kältemittel in einem Kältezyklus aus, um das niederdruckseitige Kältemittel zu verdampfen und die in die Fahrzeugkabine zu blasende Luft zu kühlen. Das heißt, der Kühlwärmetauscher kühlt die in die Fahrzeugkabine zu blasende Luft durch Verwenden der latenten Verdampfungswärme des niederdruckseitigen Kältemittels.
Der Kühlwärmetauscher kühlt die in die Fahrzeugkabine zu blasende Luft durch Verwenden der latenten Verdampfungswärme des niederdruckseitigen Kältemittels. Somit ist theoretisch eine Temperatur des niederdruckseitigen Kältemittels in dem Kühlwärmetauscher konstant und eine Temperaturverteilung der von dem Kühlwärmetauscher geblasenen Luft wird nicht erzeugt.
LITERATUR ZUM STAND DER TECHNIK
PATENTLITERATUR

Patentliteratur 1: Japanisches Patent Nr. 3237331

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfinder des Anmeldungsgegenstands haben erwogen, Wärmetauscher eines wahrnehmbaren Wärmetauschs als den Kühlwärmetauscher und den Heizwärmetauscher in der Fahrzeugklimaanlage zu verwenden. In dem Betrachtungsbeispiel tauscht der Kühlwärmetauscher Wärme zwischen der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft und einem Niedertemperaturkühlmittel aus, wohingegen der Heizwärmetauscher Wärme zwischen der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft und einem Hochtemperaturkühlmittel austauscht.
In dem Betrachtungsbeispiel ändert sich eine Phase des Kühlmittels in dem Kühlwärmetauscher und dem Heizwärmetauscher nicht. Das heißt, der Kühlwärmetauscher und der Heizwärmetauscher kühlen und heizen jeweils die in die Fahrzeugkabine zu blasende Luft durch Wärmetausch einer wahrnehmbaren (engl.: sensible) Wärme.
Gemäß dem Betrachtungsbeispiel kühlen und heizen der Kühlwärmetauscher und der Heizwärmetauscher jeweils die in die Fahrzeugkabine zu blasende Luft durch wahrnehmbaren Wärmetausch. Demgemäß ist eine Temperatur des Kühlmittels nicht konstant sondern ändert sich in dem Kühlwärmetauscher und dem Heizwärmetauscher. Somit wird die Temperaturverteilung der von dem Kühlwärmetauscher und dem Heizwärmetauscher geblasenen Luft erzeugt. Daher wird der Komfort eines Insassen hinsichtlich der Temperatur möglicherweise verschlechtert.
Im Hinblick auf den obigen Punkt ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Fahrzeugklimaanlage bereitzustellen, die imstande ist, ohne weiteres die Temperaturverteilung einer Blasluft durch Austauschen von Wärme von in eine Fahrzeugkabine zu blasenden Luft in zwei Wärmetauschern für wahrnehmbare Wärme einzustellen.
Um das obige Ziel zu erreichen, weist eine Fahrzeugklimaanlage der vorliegenden Offenbarung ein Gehäuse, einen ersten Wärmetauscher und einen zweiten Wärmetauscher auf. Das Gehäuse bildet einen Luftdurchlass, durch den Luft in Richtung des Inneren einer Fahrzeugkabine strömt. Der erste Wärmetauscher ist in dem Gehäuse untergebracht und führt einen wahrnehmbaren Wärmetausch zwischen der in dem Luftdurchlass strömenden Luft und einem Heizmedium durch. Der zweite Wärmetauscher ist in dem Gehäuse untergebracht und führt einen wahrnehmbaren Wärmetausch zwischen dem Heizmedium und der Luft durch, die wahrnehmbare Wärme in dem ersten Wärmetauscher ausgetauscht hat. Der erste Wärmetauscher und der zweite Wärmetauscher weisen jeweils Röhren auf, durch welche das Heizmedium strömt. Eine longitudinale Richtung der Röhren des ersten Wärmetauschers und eine longitudinale Richtung der Röhren des zweiten Wärmetauschers sind in der gleichen Richtung zueinander.
Mit der obigen Konfiguration tauscht die Fahrzeugklimaanlage der Offenbarung sensible Wärme der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft durch Verwenden der beiden Wärmetauscher aus. Außerdem kann eine Richtung, in der die Temperaturverteilung einer Blasluft im ersten Wärmetauscher erzeugt wird, und eine Richtung, in der die Temperaturverteilung der Blasluft im zweiten Wärmetauscher erzeugt wird, die gleiche Richtung sein. Somit kann die Temperaturverteilung der klimatisierten Luft, die durch den ersten Wärmetauscher und den zweiten Wärmetauscher erhalten wird, ohne weiteres eingestellt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm einer Fahrzeugklimaanlage in einer ersten Ausführungsform und zeigt einen Zustand während eines Heizbetriebs.
2 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm der Fahrzeugklimaanlage in der ersten Ausführungsform und zeigt einen Zustand während eines Kühlbetriebs.
3 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Anordnung eines Gesichtsauslasses in der ersten Ausführungsform zeigt.
4 ist eine Vorderansicht eines Kühlerkerns (eines Heizerkerns) in der ersten Ausführungsform.
5 ist eine schematische Ansicht, die eine Kühlmittel-Strömungsrichtung in dem Kühlerkern und dem Heizerkern in der ersten Ausführungsform zeigt.
6 ist eine schematische Ansicht, die eine Kühlmittel-Strömungsrichtung in dem Kühlerkern und dem Heizerkern in einer zweiten Ausführungsform zeigt.
7 ist eine schematische Ansicht, die eine Kühlmittel-Strömungsrichtung in dem Kühlerkern und dem Heizerkern in einer dritten Ausführungsform zeigt.
8 ist eine schematische Ansicht, die eine Kühlmittel-Strömungsrichtung in dem Kühlerkern und dem Heizerkern in einer vierten Ausführungsform zeigt.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Beschreibung wird hier nachstehend über Ausführungsformen auf der Grundlage der Zeichnungen durchgeführt. Es sei bemerkt, dass in jeder der folgenden Ausführungsformen Abschnitte, die untereinander gleich oder äquivalent sind, durch die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen bezeichnet werden.
(Erste Ausführungsform)
Eine in 1 gezeigte Fahrzeugklimaanlage 1 kann nicht nur auf ein normales Maschinenfahrzeug, das die Fahrantriebsleistung von einer Maschine (d. h. einer Verbrennungskraftmaschine) erhält, sondern ebenfalls auf verschiedene Arten von Fahrzeugen, wie beispielsweise ein Hybridfahrzeug und ein Elektrofahrzeug, angewendet werden.
In der Fahrzeugklimaanlage 1 erwärmt oder kühlt ein Wärmepumpenzyklus 10 (d. h. ein Kältezyklus) in eine Fahrzeugkabine zu blasende Luft als einen Klimatisierungszielraum. Somit ist der Wärmepumpenzyklus 10 imstande, einen Heizbetrieb (d. h. einen Aufheizbetrieb), in dem die in die Fahrzeugkabine zu blasende Luft als ein Wärmetauschzielfluid erwärmt wird, um das Innere der Fahrzeugkabine zu heizen, und einen Kühlbetrieb (d. h. einen Kühlvorgang), in dem die in die Fahrzeugkabine zu blasende Luft gekühlt wird, um die Fahrzeugkabine zu kühlen, durch Umschalten des Kältemittelkanals durchzuführen.
In 1 wird eine Strömung eines Kältemittels während des Heizbetriebs durch durchgezogene Pfeile angegeben. In 2 wird eine Strömung des Kältemittels während des Kühlbetriebs durch durchgezogene Pfeile angegeben.
Ein HFC-basiertes Kältemittel (genauer gesagt R134a) wird als das Kältemittel in dem Wärmepumpenzyklus 10 angenommen, und ein subkritischer Kältezyklus, in dem der Druck eines hochdruckseitigen Kältemittels den kritischer Druck des Kältemittels nicht überschreitet, wird konfiguriert. Ein HFO-basiertes Kältemittel (genauer gesagt R1234yf) oder dergleichen kann angenommen werden, solange wie das Kältemittel den subkritischen Kältezyklus bildet. Kühlmaschinenöl zum Schmieren eines Verdichters 11 ist in dem Kältemittel gemischt und ein Teil des Kühlmaschinenöls zirkuliert durch den Zyklus zusammen mit dem Kältemittel.
Der Verdichter 11 ist ein Kältemittel-Verdichtungsabschnitt, der das Kältemittel in dem Wärmepumpenzyklus 10 zieht, verdichtet und abführt und in einem Maschinenraum des Fahrzeugs angeordnet ist. Der Verdichter 11 ist ein Elektroverdichter, in dem ein Verdichter vom festen Kapazitätstyp 11a mit fester Abfuhrkapazität von einem Elektromotor 11b angetrieben wird. Jeder beliebige von verschiedenen Arten von Verdichtungsmechanismen, wie beispielsweise ein Spiralverdichtungsmechanismus und ein Flügelzellenverdichtungsmechanismus, kann als der Verdichter vom festen Kapazitätstyp 11a angenommen werden.
Der Elektromotor 11b ist ein Abfuhrfähigkeits-Änderungsabschnitt, der eine Abfuhrfähigkeit des Verdichters 11 ändert. Die Kältemittel-Abfuhrfähigkeit des Verdichters 11 wird durch eine Steuerung der Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 11b geändert. Jede beliebige Art eines Wechselstrommotors und eines Gleichstrommotors kann als der Elektromotor 11b angenommen werden.
Eine Kältemittel-Einlassseite eines Verflüssigers 12 ist mit einem Kältemittel-Abfuhranschluss des Verdichters 11 verbunden. Der Verflüssiger 12 ist ein Heizwärmetauscher, der Wärme zwischen einem von dem Verdichter 11 abgeführten Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittel und einem Kühlmittel tauscht, das Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittel kondensiert und das Kühlmittel erwärmt.
Das Kühlmittel ist ein Fluid als Heizmedium. In dieser Ausführungsform wird eine Flüssigkeit, die wenigstens Ethylenglykol, Dimethylpolysiloxan oder ein Nanofluid oder eine Gefrierschutzflüssigkeit enthält, als das Kühlmittel verwendet.
Eine feste Heizdrossel 13 ist mit einer Kältemittel-Auslassseite des Verflüssigers 12 verbunden. Die feste Heizdrossel 13 ist ein Dekompressionsabschnitt für den Heizbetrieb, der das von dem Verflüssiger 12 strömende Kältemittel während des Heizbetriebs dekomprimiert und expandiert. Eine Ausflussöffnung, eine Kapillarröhre oder dergleichen kann als die feste Heizdrossel 13 angenommen werden.
Eine Kältemittel-Einlassseite eines Außenwärmetauschers 16 ist mit einer Auslassseite der festen Heizdrossel 13 verbunden. Der Außenwärmetauscher 16 ist ein Kältemitte/Außenluft-Wärmetauscher, der einen Wärmetausch zwischen dem Niederdruck-Kältemittel, das in der festen Heizdrossel 13 dekomprimiert wird, und Außenluft, die von einem Gebläselüfter 17 zugeführt wird, durchführt und in dem Maschinenraum des Fahrzeugs angeordnet ist.
Der Außenwärmetauscher 16 arbeitet als ein Verdampfer, der eine wärmeabsorbierende Aktion durch Verdampfen des Niederdruck-Kältemittels während des Heizbetriebs aufweist und der als ein Wärmestrahler arbeitet, der Wärme von dem Hochdruck-Kältemittel während des Kühlbetriebs strahlt.
Der Gebläselüfter 17 ist ein Elektrogebläse, dessen Drehgeschwindigkeit (d. h. dessen Blasluftmenge) von einer Eingangssteuerspannung gesteuert wird. Der Gebläselüfter 17 ist ein Luftmengenänderungsabschnitt, der das Volumen der zu dem Außenwärmetauscher 16 zu blasenden Luft ändert.
Ein Umgehungskanal 14 der festen Drossel ist mit der Kälteauslassseite des Verflüssigers 12 verbunden. Der Umgehungskanal 14 der festen Drossel ist ein Umgehungsabschnitt, der das von dem Verflüssiger 12 strömende Kältemittel dazu bringt, die feste Heizdrossel 13 zu umgehen, und der das Kältemittel in den Außenwärmetauscher 16 einführt.
Ein Öffnungs-/Schließventil 15a ist in dem Umgehungskanal 14 der festen Drossel angeordnet. Das Öffnungs-/Schließventil 15a ist ein elektromagnetisches Ventil, dessen Öffnungs-/Schließvorgänge von einer Eingangssteuerspannung gesteuert werden. Das Öffnungs-/Schließventil 15a ist ein Öffnungs-/Schließventil, das den Umgehungskanal 14 der festen Drossel öffnet oder schließt.
Das Öffnungs-/Schließventil 15a ist ein Kältemittelkanal-Umschaltabschnitt, der den Kältemittelkanal der Wärmepumpenzyklus 10 umschaltet. Ein Druckverlust, der auftritt, wenn das Kältemittel das Öffnungs-/Schließventil 15a durchläuft, ist extrem kleiner als ein Druckverlust, der auftritt, wenn das Kältemittel die feste Heizdrossel 13 durchläuft. Somit strömt das von dem Verflüssiger 12 strömende Kältemittel von dem Verflüssiger 12 in den Außenwärmetauscher 16 über den Umgehungskanal 14 der festen Drossel, wenn das Öffnungs-/Schließventil 15a geöffnet ist, und strömt in den Außenwärmetauscher 16 über die feste Heizdrossel 13, wenn das Öffnungs-/Schließventil 15a geschlossen ist.
Ein elektrisches Drei-Wege-Ventil oder dergleichen kann als der Kältemittelkanal-Umschaltabschnitt anstelle des Öffnungs-/Schließventils 15a angenommen werden. Das elektrische Drei-Wege-Ventil als der Kältemittelkanal-Umschaltabschnitt muss lediglich zwischen einem Kältemittelkreislauf, der die Auslassseite des Verflüssigers 12 und die Einlassseite der festen Heizdrossel 13 verbindet, und einem Kältemittelkreislauf, der die Auslassseite des Verflüssigers 12 und die Einlassseite des Umgehungskanals 14 der festen Drossel verbindet, umschalten.
Ein elektrisches Drei-Wege-Ventil 15b ist mit einer Auslassseite des Außenwärmetauschers 16 verbunden. Das Drei-Wege-Ventil 15b ist ein elektromagnetisches Ventil, dessen Betätigung durch eine Eingangssteuerspannung gesteuert wird. Das Drei-Wege-Ventil 15b ist ein Kältemittelkanal-Umschaltabschnitt, der den Kältemittelkanal des Wärmepumpenzyklus 10 umschaltet.
Das Drei-Wege-Ventil 15b schaltet auf einen Kältemittelkanal um, der die Auslassseite des Außenwärmetauschers 16 und eine Einlassseite eines Akkumulators 18 während des Heizbetriebs verbindet, und schaltet auf einen Kältemittelkanal um, der die Auslassseite des Außenwärmetauschers 16 und eine Einlassseite einer festen Kühldrossel 19 während des Kühlbetriebs verbindet.
Der Akkumulator 18 ist eine Gas-/Flüssigkeits-Trennvorrichtung für das niederdruckseitige Kältemittel, die Gas und eine Flüssigkeit des dahinein strömenden Kältemittels trennt und einen Kältemittelüberschuss in dem Zyklus speichert. Die feste Kühldrossel 19 ist ein Dekompressionsabschnitt für den Kühlbetrieb, der das von dem Außenwärmetauscher 16 strömende Kältemittel während des Kühlbetriebs dekomprimiert und expandiert. Eine Basiskonfiguration der festen Kühldrossel 19 ist ähnlich zu derjenigen der festen Heizdrossel 13.
Eine Kältemittel-Einlassseite eines Verdampfers 20 ist mit einer Auslassseite der festen Kühldrossel 19 verbunden. Der Verdampfer 20 ist ein Kühlwärmetauscher, der das Niederdruck-Kältemittel verdampft und das Kühlmittel durch Durchführen eines Wärmetausches zwischen dem Kühlmittel und dem Niederdruck-Kältemittel kühlt, das in der festen Kühldrossel 19 dekomprimiert wird. Die Einlassseite des Akkumulators 18 ist mit einer Kältemittel-Auslassseite des Verdampfers 20 verbunden.
Eine Saugseite des Verdichters 11 ist mit einem Gasphasen-Kältemittelauslass des Akkumulators 18 verbunden. Der Akkumulator 18 schränkt ein, dass ein Kältemittel in flüssiger Phase in den Verdichter 11 gezogen wird, um Flüssigkeitsverdichtung durch den Verdichter 11 zu verhindern.
Der Verflüssiger 12 ist in einem ersten Kühlmittelkreislauf 21 angeordnet. Der erste Kühlmittelkreislauf 21 ist ein Kreislauf, durch den das Kühlmittel zirkuliert wird. Eine erste Pumpe 22 zum Zirkulieren des Kühlmittels ist in dem ersten Kühlmittelkreislauf 21 angeordnet. Die erste Pumpe 22 ist eine Elektropumpe, deren Drehgeschwindigkeit (d. h. deren Kühlmittelzirkulations-Strömungsrate) von einer Eingangssteuerspannung gesteuert wird.
Ein Heizerkern 23 ist im ersten Kühlmittelkreislauf 21 angeordnet. Der Heizerkern 23 ist ein Heizwärmetauscher, der die in die Fahrzeugkabine zu blasende Luft durch Durchführen eines Wärmetausches zwischen dem im Verflüssiger 12 erwärmten Kühlmittel und der von einem Gebläse 24 geblasenen Luft heizt. Der Heizerkern 23 ist ein sensibler Wärmetauscher (d. h. ein zweiter Wärmetauscher), der einen wahrnehmbaren Wärmetausch zwischen dem im Heizerkern 23 strömenden Kühlmittel (d. h. dem Heizmedium) und der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft nach Austauschen sensibler Wärme mit dem in einem Kühlerkern 27 strömenden Kühlmittel durchführt.
Der Verdampfer 20 ist in einem zweiten Kühlmittellkreislauf 25 angeordnet. Der zweite Kühlmittelkreislauf 25 ist ein Kreislauf, durch den das Kühlmittel zirkuliert wird. Eine zweite Pumpe 26 zum Zirkulieren des Kühlmittels ist im zweiten Kühlmittelkreislauf 25 angeordnet. Die zweite Pumpe 26 ist eine Elektropumpe, deren Drehgeschwindigkeit (d. h. deren Kühlmittelzirkulations-Strömungsrate) von einer Eingangssteuerspannung gesteuert wird.
Der Kühlerkern 27 ist im zweiten Kühlmittelkreislauf 25 angeordnet. Der Kühlerkern 27 ist ein Kühlwärmetauscher, der die in die Fahrzeugkabine zu blasende Luft durch Durchführen eines Wärmetausches zwischen dem im Verdampfer 20 erwärmten Kühlmittel und der von dem Gebläse 24 geblasenen Luft erwärmt. Der Kühlerkern 27 ist ein Wärmetauscher für wahrnehmbare Wärme (d. h. ein erster Wärmetauscher), der wahrnehmbare Wärme zwischen dem im Kühlerkern 27 strömenden Kühlmittel (d. h. dem Heizmedium) und der in einem Gehäuse 31 strömenden Luft und der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft austauscht.
Der Heizerkern 23, das Gebläse 24 und der Kühlerkern 27 sind in dem Gehäuse 31 einer Innenraum-Klimatisierungseinrichtung 30 untergebracht. Die Innenraum-Klimatisierungseinrichtung 30 ist auf der Innenseite eines Armaturenbretts (d. h. einer Instrumententafel) an der Stirnwand auf der Innenseite der Fahrzeugkabine angeordnet. Ein Auf/Ab-Pfeil in 1 gibt eine Aufwärts-Abwärts-Richtung (d. h. eine Schwerkraftrichtung) der Innenraum-Klimatisierungseinrichtung 30 in einem im Fahrzeug angebrachten Zustand an.
Das Gehäuse 31 bildet eine äußere Schale der Innenraum-Klimatisierungseinrichtung 30. Das Gehäuse 31 bildet einen Luftdurchlass für die in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft auf seiner Innenseite. Das Gehäuse 31 wird unter Verwendung eines Harzes (z. B. Polypropylen) geformt, das einen bestimmten Elastizitätsgrad und eine überlegene Festigkeit aufweist.
Das Gebläse 24 ist ein Elektrogebläse, in dem zwei in unterschiedlichen Spiralgehäusen untergebrachte zentrifugale Mehrblattlüfter (d. h. Sirocco-Lüfter) 24a, 24b von einem einzigen Elektromotor angetrieben und gedreht werden. Eine Drehwelle des Elektromotors erstreckt sich im Wesentlichen in der Aufwärts-Abwärts-Richtung, und der erste zentrifugale Mehrblattlüfter 24a ist unter dem zweiten zentrifugalen Mehrblattlüfter 24b angeordnet. Eine Drehgeschwindigkeit (d. h. eine Blasluftmenge) des Gebläses 24 wird von einer Eingangssteuerspannung gesteuert.
Eine Innen/Außenluft-Umschaltvorrichtung (nicht gezeigt) ist in einer ersten Luftsaugöffnung 24c angeordnet, die in dem Spiralgehäuse zum Unterbringen des ersten zentrifugalen Mehrblattlüfters 24a ausgebildet ist.
Eine Innen/Außenluft-Umschaltvorrichtung 33 ist auf einer Luftstrom-stromaufwärtigen Seite einer zweiten Luftsaugöffnung 24d angeordnet, die in dem Spiralgehäuse zum Unterbringen des zweiten zentrifugalen Mehrblattlüfters 24b ausgebildet ist. Die Innen/Außenluft-Umschaltvorrichtung 33 ist ein Umschaltabschnitt für einführende Luft, der zwischen Fahrzeugkabinen-Innenluft (d. h. der Innenluft) und Fahrzeugkabinen-Außenluft (d. h. der Außenluft) umschaltet und diese in die zweite Luftsaugöffnung 24d einführt. Die Innen/Außenluft-Umschaltvorrichtung 33 ist mit einer Innenluft-Einführungsöffnung, durch welche die Innenluft in das Gehäuse 31 eingeführt wird, und eine Außenluft-Einführungsöffnung, durch welche die Außenluft darin eingeführt wird, ausgebildet.
Eine Innen/Außen-Luftschaltklappe 33a ist auf der Innenseite der Innen/Außenluft-Umschaltvorrichtung 33 angeordnet. Die Innen/Außen-Luftschaltklappe 33a ist ein Luftmengenverhältnis-Einstellabschnitt, der einen Öffnungsbereich der Innenluft-Einführungsöffnung und der Außenluft-Einführungsöffnung kontinuierlich einstellt, um ein Luftmengenverhältnis zwischen einer Luftmenge der Innenluft und einer Luftmenge der Außenluft zu ändern. Die Innen/Außen-Luftschaltklappe 33a wird von einem Servomotor (nicht gezeigt) angetrieben. Die Betätigung des Servomotors wird von einem Eingangssteuersignal gesteuert.
Obwohl nicht gezeigt, ist eine Struktur einer Innen/Außenluft-Umschaltvorrichtung, die auf einer Luftstrom-stromaufwärtigen Seite der ersten Luftsaugöffnung 24c angeordnet ist, ähnlich zu einer Struktur der Innen/Außenluft-Umschaltvorrichtung 33, die auf der Luftstrom-stromaufwärtigen Seite der zweiten Luftsaugöffnung 24d angeordnet ist. Die Innenluft wird grundsätzlich in die erste Luftsaugöffnung 24c eingeführt. Die erste Luftsaugöffnung 24c ist jedoch umschaltbar, so dass die Außenluft darin eingeführt wird.
Wenn die Innen/Außenluft-Umschaltvorrichtung 33 die Außenluft in das Gehäuse 31 einführt, wird eine Temperatur einer ersten Luft, die von dem ersten zentrifugalen Mehrblattlüfter 24a geblasen wird, unterschiedlich von einer Temperatur einer zweiten Luft, die von dem zweiten zentrifugalen Mehrblattlüfter 24b geblasen wird.
Die Außenluft-Temperatur wird niedriger als die Innenluft-Temperatur während des Heizbetriebs, um das Innere der Fahrzeugkabine zu erwärmen, wenn die Außenluft-Temperatur niedrig ist. Somit wird, wenn die Innen/Außenluft-Umschaltvorrichtung 33 die Außenluft in das Gehäuse 31 während des Heizbetriebs einführt, die Temperatur der ersten Luft, die von dem ersten zentrifugalen Mehrblattlüfter 24a geblasen wird, höher als die Temperatur der zweiten Luft, die von dem zweiten zentrifugalen Mehrblattlüfter 24b geblasen wird.
Auf einer Luftstrom-stromabwärtigen Seite des Gebläses 24 sind der Kühlerkern 27 und der Heizerkern 23 in dieser Reihenfolge mit Bezug auf die Strömungsrichtungen X1, X2 der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft angeordnet. Mit anderen Worten ist der Heizerkern 23 auf einer stromabwärtigen Seite in der Strömungsrichtung der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft mit Bezug auf den Kühlerkern 27 angeordnet.
Eine erste Trennplatte 31a wird in einem Bereich des Luftdurchlasses in dem Gehäuse 31 von der Luftstrom-stromabwärtigen Seite des Gebläses 24 an einer Luftstrom-stromaufwärtigen Seite des Kühlerkerns 27 bereitgestellt. Die erste Trennplatte 31a ist ein Lufteinführungsabschnitt, der die von dem zweiten zentrifugalen Mehrblattlüfter 24b geblasene Luft in einen oberen Abschnitt des Kühlerkerns 27 einführt und die von dem ersten zentrifugalen Mehrblattlüfter 24a geblasene Luft in einen unteren Abschnitt des Kühlerkerns 27 einführt
Eine zweite Trennplatte 31b wird in einem Bereich des Luftdurchlasses in dem Gehäuse 31 von einer Luftstrom-stromabwärtigen Seite des Kühlerkerns 27 an einer Luftstrom-stromaufwärtigen Seite des Heizerkerns 23 bereitgestellt. Die zweite Trennplatte 31b ist ein Lufteinführungsabschnitt, der die von dem oberen Abschnitt des Kühlerkerns 27 geblasene Luft in einen oberen Abschnitt des Heizerkerns 23 einführt und die von dem unteren Abschnitt des Kühlerkerns 27 geblasene Luft in einen unteren Abschnitt des Heizerkerns 23 einführt.
Das heißt, die erste Trennplatte 31a und die zweite Trennplatte 31b teilen den Luftdurchlass in dem Gehäuse 31 in einen ersten Luftdurchlass 31c und einen zweiten Luftdurchlass 31d auf.
Der erste Luftdurchlass 31c ist ein Innen-/Außenluftdurchlass (d. h. ein Innenluftdurchlass oder ein Außenluftdurchlass), der die von der Innen/Außenluft-Umschaltvorrichtung 33 eingeführte Luft (d. h. die Innenluft oder die Außenluft) in den oberen Abschnitt des Kühlerkerns 27 und den oberen Abschnitt des Heizerkerns 23 einführt.
Der zweite Luftdurchlass 31d ist ein Innenluftdurchlass, der die von der zweiten Luftsaugöffnung 24c eingeführte Innenluft in den unteren Abschnitt des Heizerkerns 23 einführt.
Ein Umgehungskanal 35 ist oberhalb des Heizerkerns 23 in dem ersten Luftdurchlass 31c ausgebildet. Der Umgehungskanal 35 ist ebenfalls unterhalb des Heizerkerns 23 in dem zweiten Luftdurchlass 31d ausgebildet. Der Umgehungskanal 35 ist ein Umgehungsabschnitt, in dem die Luft nach Laufen durch den Kühlerkern 27 strömt, während der Heizerkern 23 umgangen wird.
Eine Luftmischklappe 34 ist in dem Umgehungskanal 35 angeordnet. Die Luftmischklappe 34 ist ein Luftmengenverhältnis-Einstellabschnitt, der ein Luftmengenverhältnis zwischen einer Menge der Luft, die durch der Heizerkern 23 nach Laufen durch den Kühlerkern 27 läuft, und einer Menge der Luft, die durch den Umgehungskanal nach Laufen durch den Kühlerkern 27 läuft, einstellt.
Die Luftmischklappe 34 wird von einem Servomotor (nicht gezeigt) angetrieben. Eine Betätigung des Servomotor wird von einem Eingangssteuersignal gesteuert.
Ein Zusammenführungsraum 36 wird auf einer Luftstrom-stromabwärtigen Seite des Heizerkerns 23 und des Umgehungskanals 35 bereitgestellt. Der Zusammenführungsraum 36 ist ein Raum in dem die Luft, die durch Austauschen von Wärme mit dem Kühlmittel in dem Heizerkern 23 erwärmt wird, und der Luft, die durch den Umgehungskanal 35 läuft und nicht erwärmt wird, zusammengeführt werden.
Öffnungslöcher 37a, 37b, 37c sind in einem untersten Stromabschnitt der Luftströmung in dem Gehäuse 31 angeordnet. Die Öffnungslöcher 37a, 37b, 37c sind ein Abblasabschnitt, der die Luft, die in dem Zusammenführungsraum 36 zusammengeführt wurde, in das Innere der Fahrzeugkabine als ein Kühlzielraum bläst.
Als die Öffnungslöcher 37a, 37b, 37c werden ein Entfrostungs-Öffnungsloch 37a, ein Gesichts-Öffnungsloch 37b und ein Fuß-Öffnungsloch 37c in dieser Reihenfolge beginnend oben bereitgestellt. Das Entfrostungs-Öffnungsloch 37a ist ein Öffnungsloch zum Blasen klimatisierter Luft in Richtung einer Innseitenoberfläche einer Frontfensterscheibe des Fahrzeugs.
Das Gesichts-Öffnungsloch 37b ist ein Öffnungsloch zum Blasen der klimatisierten Luft in Richtung eines Oberkörpers eines Insassen in der Fahrzeugkabine. Das Fuß-Öffnungsloch 37c ist ein Öffnungsloch zum Blasen der klimatisierten Luft in Richtung der Füße des Insassen.
Eine Entfrostungsklappe 38a ist Luftstrom-stromaufwärts des Entfrostungs-Öffnungslochs 37a angeordnet. Die Entfrostungsklappe 38a ist ein Öffnungsbereich-Einstellabschnitt, der einen Öffnungsbereich des Entfrostungs-Öffnungslochs 37a einstellt.
Eine Gesichtsklappe 38b ist Luftstrom-stromaufwärts des Gesichts-Öffnungslochs 37b angeordnet. Die Gesichtsklappe 38b ist ein Öffnungsbereich-Einstellabschnitt, der einen Öffnungsbereich des Gesichts-Öffnungslochs 37b einstellt.
Eine Fußklappe 38c ist Luftstrom-stromaufwärts des Fuß-Öffnungslochs 37c angeordnet. Die Fußklappe 38c ist ein Öffnungsbereich-Einstellabschnitt, der einen Öffnungsbereich des Fuß-Öffnungslochs 37c einstellt.
Die Entfrostungsklappe 38a, die Gesichtsklappe 38b und die Fußklappe 38c sind jeweils ein Blasmodus-Umschaltabschnitt, der einen Blasmodus umschaltet. Die Entfrostungsklappe 38a, die Gesichtsklappe 38b und die Fußklappe 38c werden von einem Servomotor (nicht gezeigt) über einen Verbindungsmechanismus oder dergleichen angetrieben. Die Betätigung des Servomotors wird von einem Eingangssteuersignal gesteuert.
Eine Luftstrom-stromabwärtige Seite des Entfrostungs-Öffnungslochs 37a ist mit einem Entfrostungs-Auslass verbunden, der in der Fahrzeugkabine über einen Kanal zum Bilden eines Luftdurchlasses bereitgestellt wird. Eine Luftstrom-stromabwärtige Seite des Gesichts-Öffnungslochs 37b ist mit einem Gesichtsauslass verbunden, der in der Fahrzeugkabine über einen Kanal zum Bilden eines Luftdurchlasses bereitgestellt wird. Eine Luftstrom-stromabwärtige Seite des Fuß-Öffnungslochs 37c ist mit dem Fußauslass verbunden, der in der Fahrzeugkabine über einen Kanal zum Bilden eines Luftdurchlasses bereitgestellt wird.
Beispielsweise ist das Gesichts-Öffnungsloch mit einem in 3 gezeigten Front-Gesichtsauslass F1 und einem Seiten-Gesichtsauslass F2 verbunden. Der Front-Gesichtsauslass F1 wird in einem zentralen Abschnitt einer Instrumententafel IP in einer Rechts-Links-Richtung bereitgestellt, wohingegen der Seiten-Gesichtsauslass F2 an Enden der Instrumententafel IP in der Rechts-Links-Richtung bereitgestellt wird.
Der Front-Gesichtsauslass F1 und der Seiten-Gesichtsauslass F2 werden jeweils an mehreren Positionen für eine Fahrersitzseite und eine Beifahrersitzseite bereitgestellt. Beispielsweise wird während des Heizbetriebs die Luft, die in einer Wärmetauschregion auf der Fahrersitzseite des Heizerkerns 23 erwärmt wurde, hauptsächlich zu der Fahrersitzseite geblasen, wohingegen die Luft, die in einer Wärmetauschregion auf der Beifahrersitzseite des Heizerkerns 23 erwärmt wurde, hauptsächlich zu der Beifahrersitzseite geblasen.
Basiskonfigurationen des Kühlerkerns 27 und des Heizerkerns 23 sind die gleichen. Somit wird der Kühlerkern 27 in 4 gezeigt. Bezugszeichen, die dem Heizerkern 23 entsprechen, werden in Klammern in 4 bereitgestellt und eine Veranschaulichung des Heizerkerns 23 wird weggelassen.
Ein Auf/Ab-Pfeil in 4 gibt die Fahrzeug-Aufwärts-Abwärts-Richtung (d. h. die Schwerkraftrichtung) in einem Zustand an, in dem der Kühlerkern 27 (der Heizerkern 23) in dem Gehäuse 31 der Innenraum-Klimatisierungseinrichtung 30 angebracht ist.
Der Kühlerkern 27 weist mehrere Röhren 271, ein Paar von Sammeltanks 272, 273 und dergleichen auf. Jedes der Röhren 271 bildet einen Kanal, durch den das Kühlmittel strömt. Einer der gepaarten Sammeltanks 272, 273 ist an einem Ende in einer longitudinalen Richtung von jedem der mehreren Röhren 271 angeordnet, wohingegen der andere der gepaarten Sammeltanks 272, 273 an dem unteren Ende in der longitudinalen Richtung von jedem der mehreren Röhren 271 angeordnet ist. Die gepaarten Sammeltanks 272, 273 sammeln oder verteilen jeweils das in den mehreren Röhren 271 strömende Kühlmittel.
Der Kühlerkern 27 ist ein All-Pfad-Typ, in dem Strömungsrichtungen des in dem Rohr 271 strömenden Kühlmittels alle die gleichen sind, und ist als ein Wärmetauscher vom Tank-und-Rohr-Typ aufgebaut. Die longitudinale Richtung des Rohrs 271 ist die gleiche Richtung wie die Fahrzeug-Aufwärts-Abwärts-Richtung (d. h. die Schwerkraftrichtung), wenn der Kühlerkern 27 in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Fahrzeugs betrachtet wird.
Das Rohr 271 ist ein flaches Rohr, das aus einem Metall mit einer überlegenen Wärmeübergangseigenschaft (z. B. einer Aluminiumlegierung) hergestellt ist und in dem ein Querschnitt senkrecht zu der Strömungsrichtung des dahindurch strömenden Kühlmittels in einer flachen Form ist. Das Rohr 271 ist angeordnet, so dass eine planare Oberfläche (d. h. eine flache Oberfläche), die auf einer äußeren Oberfläche desselben ausgebildet ist, parallel zu den Strömungsrichtungen X1, X2 der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft ist. Entweder ein flaches Rohr mit einem einzigen Loch oder das mit mehreren Löchern kann als das Rohr 271 angenommen werden.
Die mehreren Röhren 271 sind in einer horizontalen Richtung angeordnet und gestapelt, so dass die planaren Oberflächen der Röhren 271 parallel zueinander sind. Ein Luftdurchlass, durch den die in die Fahrzeugkabine zu blasende Luft strömt, ist zwischen den benachbarten Röhren 271 ausgebildet. Eine Rippe 274, die einen Wärmetausch zwischen dem Kühlmittel und der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft fördert, ist zwischen den benachbarten Röhren 271 angeordnet.
Die Rippe 274 ist eine Wellrippe, die durch Biegen eines dünnen Plattenelements gebildet wird, das aus dem gleichen Material wie das Rohr 271 in einer Wellenform hergestellt ist, und ein oberer Abschnitt davon ist mit der planaren Oberfläche des Rohrs 271 hartgelötet verbunden. Die Rippe 274 ist in einer im Wesentlichen ganzen Region zwischen den benachbarten Röhren 271 angeordnet. In 4 wird lediglich ein Abschnitt der Rippe 274 der vereinfachten Veranschaulichung halber gezeigt.
Die Sammeltanks 272, 273 sind jeweils ein zylindrisches Element, das in einer Form ausgebildet ist, die sich in einer Stapelrichtung der mehreren Röhren 271 erstreckt. In dieser Ausführungsform wird der Sammeltank 272, der Luftstrom-stromaufwärts der mehreren Röhren 271 angeordnet ist, als ein Kühlmittel-verteilender Sammeltank verwendet, wohingegen der Sammeltank 273, der Luftstrom-stromabwärts der mehreren Röhren 271 angeordnet ist, als ein Kühlmittel-sammelnder Sammeltank verwendet wird.
Die Sammeltanks 272, 273 sind jeweils als ein Sammeltank vom gesplitteten Typ aufgebaut und aus dem gleichen Material wie das Rohr 271 gebildet. Die Sammeltanks 272, 273 sind jeweils in der zylindrischen Form ausgebildet und weisen jeweils ein Plattenelement, an dem die Enden in der longitudinalen Richtung von jedem der Röhren 271 hartgelötet verbunden sind, und ein Tankelement auf, das mit dem Plattenelement kombiniert ist. Die Sammeltanks 272, 273 können jeweils aus einem röhrenförmigen Element oder dergleichen sein.
Ein Kühlmittelzulaufanschluss 272a, durch den das Kühlmittel in den Sammeltank 272 strömt, wird an einem Ende des Sammeltanks 272 bereitgestellt. Das untere Ende des Sammeltanks 272 wird durch einen Tankverschluss 272b als ein Schließelement geschlossen.
Ein Kühlmittelablaufanschluss 273a, durch den das Kühlmittel aus dem Inneren des Sammeltanks 273 strömt, wird an einem Ende des Sammeltanks 273 bereitgestellt. Das untere Ende des Sammeltanks 273 wird durch einen Tankverschluss 273b als ein Schließelement geschlossen.
In dem Kühlerkern 27 strömt, wie durch dicke Pfeile in 4 angegeben, das in dem Verdampfer 20 gekühlte Kühlmittel in den Sammeltank 272 über den Kühlmittelzulaufanschluss 272a und wird an jedes der Röhren 271 verteilt. Dann tauscht das Kühlmittel, das in das Rohr 271 strömt, Wärme mit der Luft aus, die in die Fahrzeugkabine zu blasen ist, wenn es in dem Rohr 271 strömt, und strömt aus dem Rohr 271. Das von dem Rohr 271 strömende Kühlmittel wird in dem Sammeltank 273 gesammelt und strömt aus diesem über den Kühlmittelablaufanschluss 273a heraus.
Zu diesem Zeitpunkt nimmt die Temperatur des in dem Rohr 271 strömenden Kühlmittels zu, während das Kühlmittel Wärme mit der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft in dem Rohr 271 austauscht. Demgemäß wird die Temperatur der Luft, die in die Fahrzeugkabine zu blasen ist, nach Austauschen von Wärme in einem stromabwärtigen Abschnitt des Rohrs 271 in einer Strömungsrichtung des Kühlmittels höher als die der Luft, die in die Fahrzeugkabine zu blasen ist, nach Austauschen von Wärme in einem stromaufwärtigen Abschnitt des Rohrs 271 in der Strömungsrichtung des Kühlmittels.
Somit weist in dem Kühlerkern 27 das Kühlmittel, das in einer zweiten Wärmetauschregion 27b strömt, die oberhalb der zweiten Trennplatte 31b (siehe hierzu 1, 2) positioniert ist, eine höhere Temperatur als das Kühlmittel auf, das in einer ersten Wärmetauschregion 27a strömt, die unterhalb der zweiten Trennplatte 31b positioniert ist.
Wie durch die Bezugszeichen in Klammern in 4 bezeichnet wird, weist der Heizerkern 23 mehrere Röhren 231 und ein Paar von Sammeltanks 232, 233 auf einer zu dem Kühlerkern 27 ähnlichen Art und Weise auf. Das Rohr 231 bildet einen Kanal, durch den das Kühlmittel strömt. Einer der gepaarten Sammeltanks 232, 233 ist an einem Ende von jedem der mehreren Röhren 231 in der longitudinalen Richtung angeordnet, wohingegen der andere der gepaarten Sammeltanks 232, 233 an dem untere Ende von jedem der mehreren Röhren 231 in der longitudinalen Richtung angeordnet ist. Die gepaarten Sammeltanks 232, 233 sammeln oder verteilen jeweils das in den Röhren 231 strömende Kühlmittel.
Der Heizerkern 23 ist vom All-Pfad-Typ, in dem die Strömungsrichtungen des in den Röhren 231 strömenden Kühlmittels alle die gleichen sind, und ist als der Wärmetauscher vom Tank-und-Rohr-Typ aufgebaut. Die longitudinale Richtung des Rohrs 231 ist die gleiche Richtung wie die Fahrzeug-Aufwärts-Abwärts-Richtung (d. h. die Schwerkraftrichtung), wenn der Heizerkern 23 in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Fahrzeugs betrachtet wird.
Das Rohr 231 ist ein flaches Rohr, das aus Metall mit einer überlegenen Wärmeübergangseigenschaft (z. B. der Aluminiumlegierung) hergestellt ist und in dem ein Querschnitt senkrecht zu der Strömungsrichtung des dadurch strömenden Kühlmittels in einer flachen Form ist. Das Rohr 231 ist angeordnet, so dass eine planare Oberfläche (d. h. eine flache Oberfläche), die auf einer äußeren Oberfläche davon ausgebildet ist, parallel zu den Strömungsrichtungen X1, X2 der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft ist. Entweder ein flaches Rohr mit einem einzigen Loch oder das mit mehreren Löchern kann als das Rohr 231 angenommen werden.
Die mehreren Röhren 231 sind in der horizontalen Richtung angeordnet und gestapelt, so dass die planaren Oberflächen der Röhren 231 parallel zueinander sind. Ein Luftdurchlass, durch den die in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft strömt, ist zwischen den benachbarten Röhren 231 ausgebildet. Eine Rippe 234, die einen Wärmetausch zwischen dem Kühlmittel und der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft fördert, ist zwischen den benachbarten Röhren 231 angeordnet.
Die Rippe 234 ist die Wellrippe, die durch Biegen eines dünnen Plattenelements gebildet wird, das aus dem gleichen Material wie das Rohr 231 in der Wellenform hergestellt ist, und ein oberen Abschnitt davon ist mit der planaren Oberfläche des Rohrs 231 hartgelötet verbunden. Die Rippe 234 ist in einer im Wesentlichen ganzen Region zwischen den benachbarten Röhren 231 angeordnet. In 4 wird lediglich ein Abschnitt der Rippe 234 der vereinfachten Veranschaulichung halber gezeigt.
Die Sammeltanks 232, 233 sind jeweils ein zylindrisches Element, das in einer Form ausgebildet ist, die sich in einer Stapelrichtung der mehreren Röhren 231 erstreckt. In dieser Ausführungsform wird der Sammeltank 232, der stromaufwärts der mehreren Röhren 231 angeordnet ist, als ein Kühlmittel-verteilender Sammeltank verwendet, wohingegen der Sammeltank 233, der stromabwärts der mehreren Röhren 231 angeordnet ist, als ein Kühlmittel-sammelnder Sammeltank verwendet wird.
Die Sammeltanks 232, 233 sind jeweils als der Sammeltank vom gesplitteten Typ aufgebaut und aus dem gleichen Material wie das Rohr 231 gebildet. Die Sammeltanks 232, 233 sind jeweils in einer zylindrischen Form ausgebildet und weisen jeweils ein Plattenelement, an dem die Enden in der longitudinalen Richtung von jedem der Röhren 231 hartgelötet verbunden sind, und ein Tankelement auf, das mit dem Plattenelement kombiniert ist. Die Sammeltanks 272, 273 können jeweils aus einem röhrenförmigen Element oder dergleichen gebildet sein.
Ein Kühlmittelzulaufanschluss 232a, durch den das Kühlmittel in den Sammeltank 232 strömt, wird an einem Ende des Sammeltanks 232 bereitgestellt. Das untere Ende des Sammeltanks 232 wird durch einen Tankverschluss 232b als das Schließelement geschlossen.
Ein Kühlmittelablaufanschluss 233a, durch den das Kühlmittel aus dem Inneren des Sammeltanks 233 strömt, wird an einem Ende des Sammeltanks 233 bereitgestellt. Das untere Ende des Sammeltanks 233 wird durch einen Tankverschluss 233b als das Schließelement geschlossen.
In dem Heizerkern 23 strömt, wie durch die dicken Pfeile in 4 angegeben, das in dem Verflüssiger 12 erwärmte Kühlmittel in den Sammeltank 232 über den Kühlmittelzulaufanschluss 232a und wird an jedes der Röhren 231 verteilt. Dann tauscht das Kühlmittel, das in das Rohr 231 strömt, Wärme mit der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft aus, wenn es in dem Rohr 231 und aus dem Rohr 231 strömt. Das von dem Rohr 231 strömende Kühlmittel wird in dem Sammeltank 233 gesammelt und strömt aus diesem über den Kühlmittelablaufanschluss 233a aus.
Zu diesem Zeitpunkt nimmt die Temperatur des in dem Rohr 231 strömenden Kühlmittels ab, während das Kühlmittel Wärme mit der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft in dem Rohr 231 austauscht. Demgemäß wird die Temperatur der Luft, die in die Fahrzeugkabine zu blasen ist, nach Austauschen von Wärme in einem stromabwärtigen Abschnitt in dem Rohr 231 in der Strömungsrichtung des Kühlmittels niedriger als die der Luft, die in die Fahrzeugkabine zu blasen ist, nach Austauschen Wärme in einem stromaufwärtigen Abschnitt des Rohres 231 in der Strömungsrichtung des Kühlmittels.
Somit weist im Heizerkern 23 das Kühlmittel, das in einer zweiten Wärmetauschregion 23b strömt, die oberhalb der zweiten Trennplatte 31b positioniert ist (siehe hierzu 1, 2) eine niedrigere Temperatur als das Kühlmittel auf, das in einer ersten Wärmetauschregion 23a strömt, die unterhalb der zweiten Trennplatte 31b positioniert ist.
5 ist eine schematische Ansicht, in welcher der Kühlerkern 27 und der Heizerkern 23 in dem Gehäuse 31 in der Rechts-Links-Richtung des Fahrzeugs betrachtet werden. Die longitudinale Richtung des Rohrs 271 in dem Kühlerkern 27 und die longitudinale Richtung des Rohrs 231 in dem Heizerkern 23 sind die gleichen Richtung zueinander.
Die longitudinale Richtung des Rohrs 271 in dem Kühlerkern 27 und die longitudinale Richtung des Rohrs 231 in dem Heizerkern 23 entsprechen der Aufwärts-Abwärts-Richtung des Fahrzeugs (d. h. der Schwerkraftrichtung) bei Betrachtung in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Fahrzeugs (d. h. der Rechts-Links-Richtung in 5).
In diesem Beispiel entsprechen die longitudinale Richtung des Rohrs 271 in dem Kühlerkern 27 und die longitudinale Richtung des Rohrs 231 in dem Heizerkern 23 der Aufwärts-Abwärts-Richtung des Fahrzeugs (d. h. der Schwerkraftrichtung) bei Betrachtung in der Rechts-Links-Richtung des Fahrzeugs (d. h. einer Richtung senkrecht zu einem Blatt von 5). Die longitudinale Richtung des Rohrs 271 in dem Kühlerkern 27 und die longitudinale Richtung des Rohrs 231 in dem Heizerkern 23 können in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Fahrzeugs mit Bezug auf die Aufwärts-Abwärts-Richtung des Fahrzeugs (d. h. der Schwerkraftrichtung) bei Betrachtung in der Rechts-Links-Richtung des Fahrzeugs geneigt sein.
Die Röhren 271 des Kühlerkerns 27 sind in einer Reihe in den Strömungsrichtungen X1, X2 der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft angeordnet und bilden einen einzigen Pfad 271A (d. h. einen ersten Pfad). Das Kühlmittel strömt nach oben in dem Pfad 271A. Mit anderen Worten wird der Pfad 271A durch die mehreren Röhren 271 (d. h. eine Rohrgruppe) konfiguriert, in dem die Kühlmittel in der gleichen Richtung zueinander strömen. Das Kühlmittel, das in den Kühlerkern 27 strömt, strömt nach oben in dem Pfad 271A und strömt aus dem Kühlerkern 27.
Die Röhren 231 des Heizerkerns 23 sind in einer Reihe in den Strömungsrichtungen X1, X2 der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft angeordnet und bilden einen einzigen Pfad 231A (d. h. einen zweiten Pfad). Das Kühlmittel strömt nach oben in dem Pfad 231A. Mit anderen Worten wird der Pfad 231A durch die mehreren Röhren 231 (d. h. einer Rohrgruppe) konfiguriert, in denen die Kühlmittel in der gleichen Richtung zueinander strömen. Das in der Heizerkern 23 strömende Kühlmittel strömt nach oben in dem Pfad 231A und strömt aus dem Heizerkern 23.
In dem Pfad 271A des Kühlerkerns 27 und dem Pfad 231A des Heizerkerns 23 strömen die Kühlmittel in der gleichen Richtung zueinander. Genauer gesagt strömen die Kühlmittel nach oben in dem Pfad 271A des Kühlerkerns 27 und dem Pfad 231A des Heizerkerns 23.
Als nächstes werden elektrische Steuereinheiten dieser Ausführungsform beschrieben. Ein Controller wird durch einen bekannten Mikrocomputer konfiguriert, der eine CPU, einen ROM, einen RAM und dergleichen und eine Peripherieschaltung davon umfasst. Der Controller führt verschiedene Arten von Berechnungen und Prozesse auf der Grundlage eines in dem ROM davon gespeicherten Klimatisierungssteuerprogramms durch und steuert die Betätigung von verschiedenen Arten von Klimatisierungssteuergeräten, die mit einer Ausgangsseite verbunden sind.
Als verschiedene Arten der mit der Ausgangsseite verbundenen Klimatisierungssteuergeräte werden der Elektromotor 11b, der Verdichter 11, das Öffnungs-/Schließventil 15a, das Drei-Wege-Ventil 15b, der untere Lüfter 17, die erste Pumpe 22, das Gebläse 24, die zweite Pumpe 26, der Servomotor der Innen/Außen-Luftschaltklappe 33a, der Servomotor der Luftmischklappe 34, die Servomotoren der Blasmodusklappen 38a, 38b, 38c und dergleichen bereitgestellt.
Eine Gruppe von verschiedenen Sensoren, wie beispielsweise ein Innenluftsensor, ein Außenluftsensor, ein Sonnenstrahlungssensor, ein Kühlerkerntemperatursensor, ein Temperatursensor für abgeführtes Kältemittel und ein Auslass-Kältemitteltemperatursensor, ist mit einer Eingangsseite des Controllers verbunden. Der Innenluftsensor erfasst eine Fahrzeugkabinen-Innentemperatur. Der Außenluftsensor erfasst die Außenlufttemperatur. Der Sonnenstrahlungssensor erfasst eine Menge der Sonnenstrahlung in der Fahrzeugkabine. Der Kühlerkerntemperatursensor erfasst eine Blaslufttemperatur des Kühlerkerns 27 (d. h. eine Kühlerkerntemperatur). Der Temperatursensor für abgeführtes Kältemittel erfasst eine Temperatur des abgeführten Kältemittels des Verdichters 11. Der Auslass-Kältemitteltemperatursensor erfasst eine Auslassseiten-Kältemitteltemperatur des Außenwärmetauschers 16.
Eine Bedienungstafel, die nicht gezeigt wird und nahe dem Armaturenbrett an der Stirnwand auf der Innenseite der Fahrzeugkabine angeordnet ist, ist mit der Eingangsseite des Controllers verbunden, und Betriebssignale von verschiedenen Arten von auf der Bedienungstafel bereitgestellten Klimatisierungs-Betriebsschalter werden dazu eingegeben. Die verschiedenen Arten der auf der Bedienungstafel bereitgestellten Klimatisierungs-Betriebsschalter sind beispielsweise ein Betätigungsschalter der Fahrzeugklimaanlage, ein Fahrzeugkabinen-Innentemperatur-Einstellschalter zum Einstellen der Fahrzeugkabinen-Innentemperatur und ein Betriebsmodus-Auswahlschalter.
In dem Controller sind die Steuereinheiten zum Steuern des Elektromotors 11b des Verdichters 11, des Öffnungs-/Schließventils 15a, des Drei-Wege-Ventils 15b und dergleichen integral aufgebaut und die Betätigung derselben wird gesteuert. In dem Controller bildet eine Konfiguration (Hardware und Software) zum Steuern der Betätigung des Verdichters 11 eine Kältemittelabfuhrfähigkeits-Steuereinheit. In dem Controller bildet eine Konfiguration (Hardware und Software) zum Steuern der Betätigung der verschiedenen Geräte 15a, 15b, die den Kältemittelkanal-Umschaltabschnitt bilden, eine Kältemittelkanal-Steuereinheit.
Als nächstes wird die Betätigung in der obigen Konfiguration beschrieben. Die Fahrzeugklimaanlage 1 ist imstande, den Heizbetrieb zum Heizen des Inneren der Fahrzeugkabine und den Kühlbetrieb zum Kühlen des Inneren der Fahrzeugkabine durchzuführen. Die Betätigung bei jedem Betrieb wird hier nachstehend beschrieben.
(a) Heizbetrieb
Der Heizbetrieb wird initiiert, wenn ein Heizbetriebsmodus von dem Auswahlschalter in einem Zustand ausgewählt wird, in dem der Betätigungsschalter auf der Bedienungstafel(AN)-geschaltet ist. Während des Heizbetriebs betätigt der Controller die Innen/Außen-Luftschaltklappe 33a, so dass die Außenluft in das Gehäuse 31 von der Innen/Außenluft-Umschaltvorrichtung 33 eingeführt wird. Während des Heizbetriebs gibt es keine Notwendigkeit, nur die Außenluft von der Innen/Außenluft-Umschaltvorrichtung 33 einzuführen, wobei jedoch ein größeres Volumen der Außenluft als das der Innenluft eingeführt werden kann.
Der Controller schließt das Öffnungs-/Schließventil 15a des Wärmepumpenzyklus 10 und bringt das Drei-Wege-Ventil 15b dazu, auf den Kältemittelkanal umzuschalten, der die Auslassseite des Außenwärmetauschers 16 und die Einlassseite des Akkumulators 18 verbindet. Auf diese Weise schaltet der Wärmepumpenzyklus 10 auf den Kältemittelkanal, durch den das Kältemittel strömt, wie durch die durchgezogenen Pfeile in 1 angegeben.
In einer Konfiguration des Kältemittelkanals liest der Controller die Erfassungssignale der Klimatisierungsteuer-Sensorgruppe und das Betriebssignal der Bedienungstafel. Dann berechnet der Controller eine Soll-Ausblastemperatur (TAO = Target Blowoff Temperature), die eine Solltemperatur der Luft ist, die in die Fahrzeugkabine zu blasen ist, auf der Grundlage von Werten der Erfassungssignale und des Betriebssignals. Des Weiteren bestimmt der Controller Betätigungszustände der verschiedenen Arten der Klimatisierungssteuergeräte, die mit der Ausgangsseite des Controllers verbunden ist, auf der Grundlage der berechneten Soll-Ausblastemperatur und der Erfassungssignale der Sensorgruppe.
Dann gibt der Controller bestimmte Steuersignale und dergleichen an die verschiedenen Arten der Klimatisierungssteuergeräte aus. Danach wird eine Steuerroutine zum Lesen der oben erwähnten Erfassungssignale und des oben erwähnten Betriebssignals, zum Berechnen der Soll-Ausblastemperatur (TAO = Target Blowoff Temperature), zum Bestimmen des Betätigungszustands der verschiedenen Klimatisierungssteuergeräte und zum Ausgeben von Steuerspannungen und der Steuersignale in vorbestimmten Steuerintervallen wiederholt, bis ein Betätigungstopp der Fahrzeugklimaanlage von der Bedienungstafel angefordert wird. Eine derartige Steuerroutine wird grundsätzlich auf eine ähnliche Art und Weise während des Kühlbetriebs wiederholt.
In dem Wärmepumpenzyklus 10 während des Heizbetriebs strömt das von dem Verdichter 11 abgeführte Hochdruck-Kältemittel in den Verflüssiger 12. Das in den Verflüssiger 12 strömende Kältemittel tauscht Wärme mit dem durch den ersten Kühlmittelkreislauf 21 zirkulierenden Kühlmittel aus, strahlt die Wärme ab und wird verdichtet. Auf diese Weise wird das durch den Heizerkern 23 zirkulierende Kühlmittel erwärmt.
In dem Heizerkern 23 wird das im Verflüssiger 12 erwärmte Kühlmittel von dem Gebläse 24 geblasen, tauscht Wärme mit der ersten Luft und der zweiten Luft aus, die durch den Verdampfer 20 läuft, und strahlt die Wärme ab. Auf diese Weise wird die in die Fahrzeugkabine zu blasende Luft erwärmt.
Das Öffnungs-/Schließventil 15a ist geschlossen. Somit strömt das von dem Verflüssiger 12 strömende Hochdruck-Kältemittel in die feste Heizdrossel 13 und wird expandiert, während es dekomprimiert wird. Dann strömt das Niederdruck-Kältemittel, das ist in der festen Heizdrossel 13 dekomprimiert und expandiert wird, in den Außenwärmetauscher 16. Das in den Außenwärmetauscher 16 strömende Niederdruck-Kältemittel absorbiert Wärme von der durch den Gebläselüfter 17 geblasenen Außenluft und wird verdampft.
Das Drei-Wege-Ventil 15b schaltet auf den Kältemittelkanal um, der die Auslassseite des Außenwärmetauschers 16 und die Einlassseite des Akkumulators 18 verbindet. Somit strömt von dem Außenwärmetauscher 16 strömendes Kältemittel in den Akkumulator 18 und wird einer Gas-/Flüssigkeitstrennuung unterworfen. Dann wird das in dem Akkumulator 18 getrennte Gasphasen-Kältemittel in den Verdichter 11 gezogen und erneut komprimiert.
Wie bisher beschrieben wurde, wird das in dem Heizerkern 23 zirkulierende Kühlmittel in dem Verflüssiger 12 durch Verwenden einer Wärmemenge des Kältemittels erwärmt, die ist von dem Verdichter 11 abgeführt wird, und die erste Luft und die zweite Luft werden in dem Heizerkern 23 während des Heizbetriebs erwärmt. Als Ergebnis kann das Innere der Fahrzeugkabine als der Klimatisierungszielraum erwärmt werden.
Zu diesem Zeitpunkt weist die zweite Luft, die von dem zweiten zentrifugalen Mehrblattlüfter 24b geblasen wird, eine niedrigere Temperatur und niedrigere Feuchtigkeit als die erste Luft auf, die von dem ersten zentrifugalen Mehrblattlüfter 24a geblasen wird. Demgemäß weist die Luft, die in die obere Seite des Zusammenführungsraums 36 strömt, ebenfalls eine niedrigere Temperatur und niedrigere Feuchtigkeit als die Luft auf, die in die untere Seite des Zusammenführungsraums 36 strömt.
Somit weist die Luft (d. h. die klimatisierte Luft), die von dem Entfrostungsauslass zu der Innenoberfläche der Frontfensterscheibe des Fahrzeugs über das Entfrostungs-Öffnungsloch 37a hin geblasen wird, die mit einem oberen Raum des Zusammenführungsraums 36 kommuniziert, ebenfalls eine niedrige Feuchtigkeit auf. Als Ergebnis kann ein Beschlagen der Frontfensterscheibe des Fahrzeugs wirksam verhindert werden.
Derweil weist die Luft, die von dem Gesichtsauslass in Richtung des Oberkörpers des Insassen über das Gesichts-Öffnungsloch 37b geblasen wird, die mit einem Zwischenraum in einer vertikalen Richtung des Zusammenführungsraums 36 kommuniziert, und die Luft, die von dem Fußauslass in Richtung eines Unterkörpers des Insassen über das Fuß-Öffnungsloch 37c geblasen wird, die mit einem unteren Raum des Zusammenführungsraums 36 kommuniziert, jeweils eine höhere Temperatur als die Luft auf, die von dem Entfrostungsauslass geblasen wird. Somit kann ein Heizgefühl des Insassen verbessert werden.
Des Weiteren wird eine Temperatur der Luft, die von dem Gesichtsauslass geblasen wird, niedriger als eine Temperatur der Luft, die von dem Fußauslass geblasen wird. Somit kann eine komfortable Heizung, die einen Kopf kühlt und die Füße warm hält, verwirklicht werden.
(b) Kühlbetrieb
Der Kühlbetrieb wird initiiert, wenn ein Kühlbetriebsmodus von dem Auswahlschalter in einem Zustand ausgewählt wird, in dem der Betätigungsschalter(AN)-geschaltet ist. Während des Kühlbetriebs betätigt der Controller die Innen/Außen-Luftschaltklappe 33a, so dass die Innenluft in das Gehäuse 31 von der Innen/Außenluft-Umschaltvorrichtung 33 eingeführt wird.
Während des Kühlbetriebs kann lediglich die Innenluft eingeführt werden, wenn die obenerwähnte Soll-Ausblastemperatur (TAO = Target Blowoff Temperature) in eine Niedrigtemperaturregion oder eine Hochtemperaturregion fällt, und das Luftmengenverhältnis des Luftvolumens der Außenluft zu dem Luftvolumen der Innenluft kann in einer Mitteltemperaturregion zwischen der Niedrigtemperaturregion und der Hochtemperaturregion erhöht werden.
Der Controller öffnet das Öffnungs-/Schließventil 15a und bringt das Drei-Wege-Ventil 15b dazu, auf den Kältemittelkanal umzuschalten, der die Auslassseite des Außenwärmetauschers 16 und die Einlassseite der festen Kühldrossel 19 verbindet. Auf diese Weise schaltet der Wärmepumpenzyklus 10 auf den Kältemittelkanal um, durch den das Kältemittel strömt, wie durch die durchgezogenen Pfeile in 2 angegeben.
In dem Wärmepumpenzyklus 10 strömt während des Kühlbetriebs das von dem Verdichter 11 abgeführte Hochdruck-Kältemittel in den Verflüssiger 12. Das in den Verflüssiger 12 strömende Kältemittel tauscht Wärme mit dem durch den ersten Kühlmittelkreislauf 21 zirkulierenden Kühlmittel aus, strahlt die Wärme ab und wird verdichtet. Auf diese Weise wird das in dem Heizerkern 23 zirkulierende Kühlmittel erwärmt.
In dem Heizerkern 23 wird das in dem Verflüssiger 12 erwärmte Kühlmittel von dem Gebläse 24 geblasen, tauscht Wärme mit der ersten Luft und der zweiten Luft aus, die durch den Verdampfer 20 läuft, und strahlt die Wärme ab. Auf diese Weise wird die in die Fahrzeugkabine zu blasende Luft erwärmt.
Das Öffnungs-/Schließventil 15a wird geöffnet. Somit strömt das Hochdruck-Kältemittel aus dem Verflüssiger 12 in den Außenwärmetauscher 16 über den Umgehungskanal 14 der festen Drossel.
Das in den Außenwärmetauscher 16 strömende Niederdruck-Kältemittel strahlt ferner Wärme zu der von dem Gebläselüfter 17 geblasenen Außenluft. Das Drei-Wege-Ventil 15b schaltet auf den Kältemittelkanal um, der die Auslassseite des Außenwärmetauschers 16 und die Einlassseite der festen Kühldrossel 19 verbindet. Somit wird das von dem Außenwärmetauscher 16 strömende Kältemittel expandiert, während es dekomprimiert wird.
Das von der festen Kühldrossel 19 strömende Kältemittel strömt in den Verdampfer 20, absorbiert Wärme von dem in dem Kühlerkern 27 zirkulierenden Kühlmittel und wird verdampft. In dem Kühlerkern 27 absorbiert das in dem Verdampfer 20 gekühlte Kühlmittel Wärme von der Luft, die von dem Gebläse 24 in die Fahrzeugkabine zu blasen ist. Auf diese Weise wird die in die Fahrzeugkabine zu blasende Luft gekühlt. Das von dem Verdampfer 20 strömende Kältemittel strömt in den Akkumulator 18 und wird der Gas-/Flüssigkeitstrennung unterworfen.
Dann wird das Gasphasen-Kältemittel, das in dem Akkumulator 18 getrennt wird, in den Verdichter 11 gezogen und erneut komprimiert. Wie oben beschrieben, absorbiert während des Kühlbetriebs das Niederdruck-Kältemittel Wärme von der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft und wird in dem Verdampfer 20 verdampft. Somit wird die in die Fahrzeugkabine zu blasende Luft gekühlt und das Innere der Fahrzeugkabine kann gekühlt werden.
Während des Kühlbetriebs wird, wenn der Insasse eine höhere Temperatur als die Fahrzeugkabinen-Innentemperatur durch Verwenden des Fahrzeugkabinen-Innentemperatur-Einstellschalters einstellt, ein Öffnungsgrad der Luftmischklappe 34 eingestellt, so dass die Temperatur der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft höher als die Fahrzeugkabinen-Innentemperatur wird. Sogar in einem derartigen Fall wird die in die Fahrzeugkabine zu blasende Luft gekühlt, und die absolute Feuchtigkeit der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft wird in dem Verdampfer 20 abgesenkt. Somit kann ein Entfeuchten und Heizen des Inneren der Fahrzeugkabine verwirklicht werden.
Wie bisher beschrieben wurde, kann der Heizbetrieb, der Kühlbetrieb und ein entfeuchtender Heizbetrieb durch Umschalten des Kältemittelkanals des Wärmepumpenzyklus 10 in der Fahrzeugklimaanlage 1 dieser Ausführungsform durchgeführt werden.
In dieser Ausführungsform sind die longitudinale Richtung des Rohrs 271 in dem Kühlerkern 27 und die longitudinale Richtung des Rohrs 231 in dem Heizerkern 23 in der gleichen Richtung zueinander. Gemäß dem was gerade beschrieben wurde, kann eine Richtung, in der die Temperaturverteilung der Blasluft in dem Kühlerkern 27 erzeugt wird, und eine Richtung, in der die Temperaturverteilung der Blasluft in dem Heizerkern 23 erzeugt wird, die gleiche Richtung zueinander sein.
Somit kann verglichen mit einem Fall, in dem die Temperaturverteilungsrichtung der von dem Kühlerkern 27 geblasenen Luft und die Temperaturverteilungsrichtung der von dem Heizerkern 23 geblasenen Luft voneinander unterschiedliche Richtungen sind, die Temperaturverteilung der klimatisierten Luft, die von dem Kühlerkern 27 und dem Heizerkern 23 erhalten wird, ohne weiteres eingestellt werden.
In dieser Ausführungsform entsprechen die longitudinale Richtung des Rohrs 271 in dem Kühlerkern 27 und die longitudinale Richtung des Rohrs 231 in dem Heizerkern 23 der Aufwärts-Abwärts-Richtung des Fahrzeugs bei Betrachtung in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Fahrzeugs.
Auf diese Weise kann die Temperaturverteilungsrichtung der klimatisierten Luft, die von dem Kühlerkern 27 und dem Heizerkern 23 erhalten wird, auf die Aufwärts-Abwärts-Richtung des Fahrzeugs eingestellt werden. Demgemäß kann die Erzeugung der Temperaturverteilung in der Rechts-Links-Richtung des Fahrzeugs eingeschränkt werden. Somit kann ein Unterschied zwischen einer Temperatur von Luft, die von dem linksseitigen Auslass blast, und einer Temperatur von Luft, die von dem rechtsseitigen Auslass bläst, eingeschränkt werden. Als Ergebnis kann ein Gefühl der Klimatisierung des Insassen verbessert werden.
Die longitudinale Richtung des Rohrs 271 im Kühlerkern 27 und die longitudinale Richtung des Rohrs 231 im Heizerkern 23 müssen nicht streng der Aufwärts-Abwärts-Richtung des Fahrzeugs entsprechen, sondern können bei Betrachtung in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Fahrzeugs im Wesentlichen der Aufwärts-Abwärts-Richtung des Fahrzeugs entsprechen. Mit anderen Worten kann die longitudinale Richtung des Rohrs 271 im Kühlerkern 27 und die longitudinale Richtung des Rohrs 231 im Heizerkern 23 näher an der Aufwärts-Abwärts-Richtung des Fahrzeugs als an der Rechts-Links-Richtung des Fahrzeugs sein.
Auf diese Weise kann die Temperaturverteilungsrichtung der klimatisierten Luft, die von dem Kühlerkern 27 und dem Heizerkern 23 erhalten wird, näher zu der Aufwärts-Abwärts-Richtung des Fahrzeugs als zu der Rechts-Links-Richtung des Fahrzeugs eingestellt werden. Demgemäß kann die Erzeugung der Temperaturverteilung in der Rechts-Links-Richtung des Fahrzeugs eingeschränkt werden. Somit kann der Unterschied zwischen der Temperatur von Luft, die von dem linksseitigen Auslass bläst, und der Temperatur von Luft, die von dem rechtsseitigen Auslass bläst, eingeschränkt werden. Als Ergebnis kann das Gefühl einer Klimatisierung des Insassen verbessert werden.
In dieser Ausführungsform strömen in dem Pfad 271A des Kühlerkerns 27 und dem Pfad 231A des Heizerkerns 23 die Kühlmittel in der gleichen Richtung zueinander. Auf diese Weise kann die Temperaturverteilung der von dem Kühlerkern 27 geblasenen Luft und die Temperaturverteilung der von dem Heizerkern 23 geblasenen Luft aufgewogen werden. Des Weiteren kann die Temperaturverteilung der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft eingeschränkt werden.
In dieser Ausführungsform sind der Kühlerkern 27 und der Heizerkern 23 über sowohl den ersten Luftdurchlass 31c als auch den zweiten Luftdurchlass 31d angeordnet, die in dem Gehäuse 31 ausgebildet sind. Die longitudinale Richtung des Rohrs 271 in dem Kühlerkern 27 und die longitudinale Richtung des Rohrs 231 in dem Heizerkern 23 entsprechen einer Ausrichtrichtung des ersten Luftdurchlasses 31c und des zweiten Luftdurchlasses 31d.
Auf diese Weise können Temperaturverteilungen von sowohl der klimatisierten Luft, die in die Fahrzeugkabine von dem ersten Luftdurchlass 31c geblasen wurde, als auch die in die Fahrzeugkabine von dem zweiten Luftdurchlass 31d geblasene klimatisierte Luft ohne weiteres eingestellt werden.
(Zweite Ausführungsform)
In dieser Ausführungsform bilden, wie in 6 gezeigt, die mehreren Röhren 271 des Kühlerkerns 27 den Pfad (d. h. einen stromabwärtsseitigen Pfad oder den ersten Pfad) 271A und einen Pfad (d. h. einen stromaufwärtsseitigen Pfad) 271B. Der Pfad 271A und der Pfad 271B sind in Reihe in den Strömungsrichtungen X1, X2 der Fahrzeugkabinen-Innenluft angeordnet. Der Pfad 271A ist auf der stromabwärtigen Seite in der Strömungsrichtungen X1, X2 des Pfads 271B angeordnet.
Das Kühlmittel strömt nach oben in dem Pfad 271A. Mit anderen Worten wird der Pfad 271A durch die mehreren Röhren 271 (d. h. der Rohrgruppe) konfiguriert, durch welche die Kühlmittel in der gleichen Richtung zueinander strömen.
Das Kühlmittel strömt nach unten in dem Pfad 271B. Mit anderen Worten wird der Pfad 271B von den mehreren Röhren 271 (d. h. der Rohrgruppe) konfiguriert, durch welche die Kühlmittel in der gleichen Richtung zueinander strömen.
Das in den Kühlerkern 27 strömende Kühlmittel strömt nach oben in dem Pfad 271A, strömt nach unten in dem Pfad 271B und strömt aus dem Kühlerkern 27.
Die in den Kühlerkern 27 strömende Luft wird in dem Pfad 271B gekühlt, bevor sie in dem Pfad 271A gekühlt wird. Danach strömt die Luft in den Heizerkern 23 und wird in dem Pfad 231A des Heizerkerns 23 erwärmt. Mit anderen Worten erwärmt der Pfad 231A des Heizerkerns 23 die Luft, die in dem Pfad 271B und dem Pfad 271A des Kühlerkerns 27 gekühlt wurde.
In dieser Ausführungsform strömen in dem Pfad 271A des Kühlerkerns 27 und dem Pfad 231A des Heizerkerns 23 die Kühlmittel in der gleichen Richtung zueinander. Auf diese Weise kann die Temperaturverteilung der von dem Kühlerkern 27 geblasenen Luft und die Temperaturverteilung der von dem Heizerkern 23 geblasenen Luft aufgewogen werden. Als Ergebnis kann die Temperaturverteilung der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft eingeschränkt werden.
Ebenfalls können in dem Heizerkern 23 ähnlich zu dem Kühlerkern 27 die Röhre 231 in zwei Reihen in den Strömungsrichtungen X1, X2 der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft angeordnet sein und einen stromaufwärtsseitigen Pfad und einen stromabwärtsseitigen Pfad bilden.
(Dritte Ausführungsform)
In dieser Ausführungsform wird, wie in 7 gezeigt, die Strömungsrichtung des Kühlmittels in dem Kühlerkern 27 von der in der obigen zweiten Ausführungsform umgekehrt. Das heißt, das in den Kühlerkern 27 strömende Kühlmittel strömt in dem Pfad 271A, strömt dann nach oben in dem Pfad 271B (d. h. dem ersten Pfad) und strömt aus dem Kühlerkern 27.
Die in den Kühlerkern 27 strömende Luft wird in dem Pfad 271B gekühlt, bevor sie in dem Pfad 271A gekühlt wird. Danach strömt die Luft in den Heizerkern 23 und wird in dem Pfad 231A des Heizerkerns 23 erwärmt. Mit anderen Worten erwärmt der Pfad 231A des Heizerkerns 23 die Luft, die in dem Pfad 271B und dem Pfad 271A des Kühlerkerns 27 gekühlt wurde.
In dieser Ausführungsform strömen in dem Pfad 271B des Kühlerkerns 27 und dem Pfad 231A des Heizerkerns 23 die Kühlmittel in der gleichen Richtung zueinander. Auf diese Weise kann die Temperaturverteilung der von dem Kühlerkern 27 geblasenen Luft und die Temperaturverteilung der von dem Heizerkern 23 geblasenen Luft aufgewogen werden. Des Weiteren kann die Temperaturverteilung der in das Fahrzeug zu blasenden Luft eingeschränkt werden.
(Vierte Ausführungsform)
In dieser Ausführungsform bilden, wie in 8 gezeigt, die Rohre des Kühlerkerns 27 die beiden Pfade 271A, 271B (d. h. den ersten Pfad). Die Rohre des Heizerkerns 23 bilden ebenfalls die beiden Pfade 231A, 231B (d. h. den zweiten Pfad).
Das Kühlmittel strömt abwärts von oben in dem Pfad 271A auf der stromaufwärtigen Seite des Kühlmittelstroms (hier nachstehend als der stromaufwärtsseitige Pfad bezeichnet) der beiden Pfade 271A, 271B des Kühlerkerns 27, und das Kühlmittel strömt nach oben in dem Pfad 271B auf der stromabwärtigen Seite des Kühlmittelstroms (hier nachstehend als der stromabwärtsseitige Pfad bezeichnet).
Das Kühlmittel strömt abwärts von oben in dem Pfad 231A auf der stromaufwärtigen Seite des Kühlmittelstroms (hier nachstehend als der stromaufwärtsseitige Pfad bezeichnet) der beiden Pfade 231A, 231B des Heizerkerns 23, und das Kühlmittel strömt nach oben in dem Pfad 231B auf der stromabwärtigen Seite des Kühlmittelstroms (hier nachstehend als der stromabwärtsseitige Pfad bezeichnet).
Das heißt, dass in dem stromaufwärtsseitigen Pfad 271A des Kühlerkerns 27 und dem stromaufwärtsseitigen Pfad 231A des Heizerkerns 23 die Kühlmittel in der gleichen Richtung zueinander strömen. Außerdem strömen in dem stromabwärtsseitigen Pfad 271B des Kühlerkerns 27 und dem stromabwärtsseitigen Pfad 231A des Heizerkerns 23 die Kühlmittel in der gleichen Richtung zueinander.
Die in dem stromaufwärtsseitigen Pfad 271A des Kühlerkerns 27 gekühlte Luft wird in dem stromaufwärtigen Pfad 231A des Heizerkerns 23 erwärmt. Das heißt, der stromaufwärtsseitige Pfad 231A des Heizerkerns 23 erwärmt die Luft, die in dem stromaufwärtsseitigen Pfad 271A des Kühlerkerns 27 gekühlt wurde.
Die in dem stromabwärtsseitigen Pfad 271B des Kühlerkerns 27 gekühlte Luft wird in dem stromabwärtsseitigen Pfad 231B des Heizerkerns 23 erwärmt. Das heißt, der stromabwärtsseitige Pfad 231B des Heizerkerns 23 erwärmt die Luft, die in dem stromabwärtsseitigen Pfad 271B des Kühlerkerns 27 gekühlt wurde.
In dieser Ausführungsform strömen in dem stromaufwärtsseitigen Pfad 271A des Kühlerkerns 27 und dem stromaufwärtsseitigen Pfad 231A des Heizerkerns 23 die Kühlmittel in der gleichen Richtung zueinander. Auf ähnliche Weise strömen in dem stromabwärtsseitigen Pfad 271B des Kühlerkerns 27 und dem stromabwärtsseitigen Pfad 231B des Heizerkerns 23 die Kühlmittel in der gleichen Richtung zueinander.
Auf diese Weise kann die Temperaturverteilung der von dem Kühlerkern 27 geblasenen Luft und die Temperaturverteilung der von dem Heizerkern 23 geblasenen Luft aufgewogen werden. Als Ergebnis kann die Temperaturverteilung der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft eingeschränkt werden.
(Weitere Ausführungsformen)
Die obigen Ausführungsformen können geeigneterweise kombiniert werden. Beispielsweise können verschiedene Modifikationen an den obigen Ausführungsformen wie folgt durchgeführt werden.

(1) Ein Beispiel, in dem sich ein in einer Richtung erstrecktes Rohr als das Rohr 271 des Kühlerkerns 27 angenommen wird, wurde in den obigen Ausführungsformen beschrieben. Das Rohr 271 kann jedoch in einer Meanderform oder dergleichen ausgebildet sein, solange wie sich wenigstens ein Abschnitt davon in der Aufwärts-Abwärts-Richtung erstreckt. Auf ähnliche Weise kann das Rohr 231 des Heizerkerns 23 in der Meanderform oder dergleichen ausgebildet sein, solange wie sich wenigstens ein Abschnitt davon in der Aufwärts-Abwärts-Richtung erstreckt.
(2) Ein Abfuhranschluss zum Abführen der Innenluft, die von der ersten Luftsaugöffnung 24c eingeführt und von dem Kühlerkern 27 zu der Außenseite der Fahrzeugkabine geblasen wird, kann in dem Gehäuse 31 der obigen Ausführungsformen ausgebildet sein.

Gemäß dem was gerade beschrieben wurde, kann die in die Fahrzeugkabine zu blasende Luft durch Verwenden von Wärme erwärmt werden, die von der an die Außenseite der Fahrzeugkabine abgeführte Innenluft gesammelt wird. Somit kann Klimatisierungsenergie gespart werden.

(3) In den obigen Ausführungsformen wird das Kühlmittel als das Heizmedium verwendet, das in dem Kühlerkern 27 und dem Heizerkern 23 strömt. Beliebige verschiedene Arten von Medien, wie beispielsweise Öl, können jedoch als das Heizmedium verwendet werden.

Das Nanofluid kann als das Heizmedium verwendet werden. Das Nanofluid ist ein Fluid, in dem Nanoteilchen mit Teilchendurchmessern von Nanometer-Größenordnung vermischt sind. Zusätzlich zu einer Betriebswirkung beim Absenken eines Gefrierpunkts, ähnlich dem Kühlmittel, das Ethylenglykol verwendet (sogenannte Gefrierschutzflüssigkeit), können die folgenden Betriebswirkungen durch Vermischen des Nanoteilchens in dem Heizmedium erhalten werden.
Das heißt, dass eine Betriebswirkung bei der Verbesserung der thermischen Leitfähigkeit in einem bestimmten Temperaturbereich, eine Betriebswirkung bei der Erhöhung der Wärmekapazität des Heizmediums, eine antikorrosive Wirkung eines Metallrohrs und eine Betriebswirkung bei der Verhinderung der Verschlechterung eines Gummirohrs und eine Betriebswirkung bei der Erhöhung der Fluidität des Heizmediums bei einer extrem niedrigen Temperatur erhalten werden kann.
Derartige Betriebswirkungen ändern sich verschiedenartig gemäß einer Teilchenkonfiguration, einer Teilchenform, einem Einmischverhältnis und einem Zusatzmaterial des Nanoteilchens.
Gemäß dem was gerade beschrieben wurde, kann die thermische Leitfähigkeit verbessert werden. Somit kann der äquivalente Kühlwirkungsgrad sogar durch Verwenden eines Heizmediums in einer kleineren Menge als das Kühlmittel, das Ethylenglykol verwendet, erhalten werden..
Außerdem kann die Wärmekapazität des Heizmediums erhöht werden. Somit kann eine Speichermenge der kalten Wärme (d. h. eine durch sensible Wärme gespeicherte kalte Wärme) des Heizmediums selbst erhöht werden.
Sogar in einem Zustand, in dem Verdichter 22 nicht betätigt wird, kann die Temperatureinstellung durchgeführt werden, die das Kühlen und Heizen der Geräte durch Verwenden der gespeicherten kalten Wärme für eine bestimmte Dauer durch Erhöhen der Speichermenge der kalten Wärme umfasst. Somit kann Leistung der Fahrzeugklimaanlage 1 gespart werden.
Ein Aspektverhältnis des Nanoteilchens ist vorzugsweise 50 oder mehr. Auf diese Weise kann die ausreichende thermische Leitfähigkeit erhalten werden. Es sei bemerkt, dass das Aspektverhältnis ein Formindex ist, der ein Verhältnis einer Höhe x einer Breite des Nanoteilchens darstellt.
Als das Nanoteilchen kann ein Nanoteilchen, das beliebiges Au, Ag, Cu und C enthält, verwendet werden. Genauer gesagt kann als ein konstituierendes Atom der Nanoteilchen ein Au-Nanoteilchen, ein Ag-Nanodraht, ein Kohlenstoff-Nanoröhre (ein CNT = carbon nanotube), Graphen, ein Graphitkern-Hüllen-strukturiertes Nanoteilchen (d. h. ein Nanoteilchen, in dem eine Struktur, wie beispielsweise ein Kohlenstoff-Nanorohr vorhanden ist, um das obere Atom zu umgeben) und ein CNT enthaltenes Au-Nanoteilchen oder dergleichen verwendet werden.

(4) In dem Wärmepumpenzyklus 10 der obigen Ausführungsformen wird das HFC-basierte Kältemittel als das Kältemittel verwendet. Die Art des Kältemittels ist jedoch nicht auf das vorstehende begrenzt, und ein natürliches Kältemittel, wie beispielsweise Kohlenstoffdioxid, ein Kohlenwasserstoff-basiertes Kältemittel oder dergleichen kann verwendet werden.

Außerdem bildet der Wärmepumpenzyklus 10 der obigen Ausführungsformen den subkritischen Kältezyklus, in dem der Druck des hochdruckseitigen Kältemittels den kritischen Druck des Kältemittels nicht überschreitet. Der Wärmepumpenzyklus 10 kann jedoch einen superkritischen Kältezyklus bilden, in dem der Druck des hochdruckseitigen Kältemittels den kritischen Druck des Kältemittels überschreitet.

Claims

Fahrzeugklimaanlage, umfassend: ein Gehäuse (31), das einen Luftdurchlass bildet, durch den Luft in Richtung des Inneren einer Fahrzeugkabine strömt; einen ersten Wärmetauscher (27), der in dem Gehäuse (31) untergebracht ist und einen wahrnehmbaren Wärmetausch zwischen der in dem Luftdurchlass strömenden Luft und einem Heizmedium durchführt; und einen zweiten Wärmetauscher (23), der in dem Gehäuse (31) untergebracht ist und einen wahrnehmbaren Wärmetausch zwischen dem Heizmedium und der Luft durchführt, die wahrnehmbare Wärme in dem ersten Wärmetauscher (27) ausgetauscht hat, wobei der erste Wärmetauscher (27) und der zweite Wärmetauscher (23) jeweils eine Mehrzahl von Röhren (271, 231) aufweisen, durch welche das Heizmedium strömt, und eine longitudinale Richtung der Mehrzahl von Röhren (271) des ersten Wärmetauschers (27) und eine longitudinale Richtung der Mehrzahl von Röhren (231) des zweiten Wärmetauschers (23), welche die gleiche Richtung zueinander sind.
Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 1, wobei die longitudinale Richtung der Mehrzahl von Röhren (271, 231) des ersten Wärmetauschers (27) und des zweiten Wärmetauschers (23) im Wesentlichen einer Aufwärts-Abwärts-Richtung eines Fahrzeugs bei Betrachtung in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Fahrzeugs entspricht.
Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 1, wobei die longitudinalen Richtungen der Mehrzahl von Röhren (271, 231) des ersten Wärmetauschers (27) und des zweiten Wärmetauschers (23) näher zu einer Auf-Ab-Richtung eines Fahrzeugs als zu einer Rechts-Links-Richtung des Fahrzeugs sind.
Fahrzeugklimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Wärmetauscher (27) ein Kühlwärmetauscher ist, der die Luft kühlt, der zweite Wärmetauscher (23) ein Heizwärmetauscher ist, der die Luft heizt, wenigstens ein Teil der in dem ersten Wärmetauscher (27) enthaltenen Mehrzahl von Röhren (271) einen ersten Pfad (271A, 271B) bildet, wenigstens ein Teil der Mehrzahl von Röhren (231), die in dem zweiten Wärmetauscher (23) enthalten sind und welche die Luft heizen, die in dem ersten Pfad (271A, 271B) gekühlt wurde, einen zweiten Pfad (231A) bildet, und das Heizmedium in der gleichen Richtung in dem ersten Pfad (271A, 271B) und dem zweiten Pfad (231A) strömt.
Fahrzeugklimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Gehäuse (31) als den Luftdurchgang (i) einen Innenluftdurchlass (31c), durch den Innenluft in Richtung des Inneren der Fahrzeugkabine strömt, und (ii) einen Außenluftdurchlass (31d), durch den Außenluft in Richtung des Inneren der Fahrzeugkabine strömt, umfasst, der erste Wärmetauscher (27) und der zweite Wärmetauscher (23) über sowohl dem Innenluftdurchlass (31c) als auch dem Außenluftdurchlass (31d) angeordnet sind, und die longitudinalen Richtungen der Mehrzahl von Röhren (271, 231) des ersten Wärmetauschers (27) und des zweiten Wärmetauschers (23) einer Ausrichtrichtung des Innenluftdurchgangs (31c) und des Außenluftdurchgangs (31d) entsprechen.
Fahrzeugklimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der erste Wärmetauscher (27) den wahrnehmbaren Wärmetausch zwischen der in dem Luftdurchlass strömenden Luft und dem im ersten Wärmetauscher (27) strömenden Heizmedium durchführt.
Fahrzeugklimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der zweite Wärmetauscher (23) den wahrnehmbaren Wärmetausch zwischen der Luft, welche sensible Wärme mit dem im ersten Wärmetauscher (27) strömenden Heizmedium ausgetauscht hat, und dem im zweiten Wärmetauscher (23) strömenden Heizmedium durchführt.