DE112014003511B4 - Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug - Google Patents

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Abstract

Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug, umfassend:einen Verdichter (23), der ein Hochdruck-Kältemittel durch Ziehen und Abführen eines Kältemittels zuführt;einen Luft heizenden Wärmetauscher (18), der Luft heizt, die in eine Fahrzeugkabine zu blasen ist, durch Verwenden von Wärme des Hochdruck-Kältemittels;ein Druckverringerungsteil (24, 25), welches das Hochdruck-Kältemittel expandiert und dekomprimiert und dieses als ein Zwischendruck-Kältemittel und ein Niederdruck-Kältemittel zuführt;einen ersten niederdruckseitigen Wärmetauscher (14), der Wärme zwischen dem Zwischendruck-Kältemittel und einem anderen Heizmedium als der Luft austauscht;einen zweiten niederdruckseitigen Wärmetauscher (15), der das Heizmedium durch Austauschen von Wärme zwischen dem Niederdruck-Kältemittel und dem Heizmedium kühlt;einen ersten Heizmediumkreislauf (C1), durch den das im zweiten niederdruckseitigen Wärmetauscher (15) gekühlte Heizmedium zirkuliert;einen Heizmedium-Luft-Wärmetauscher (13, 17), der das Heizmedium veranlasst, Wärme durch Austauschen von Wärme zwischen der Luft und dem durch den ersten Heizmediumkreislauf (C1) zirkulierenden Heizmedium zu absorbieren;einen hochdruckseitigen Wärmetauscher (16), der das Heizmedium durch Austauschen von Wärme zwischen dem Hochdruck-Kältemittel und dem Heizmedium heizt; undeinen zweiten Heizmediumkreislauf (C2), durch den das im hochdruckseitigen Wärmetauscher (16) erwärmte Heizmedium zirkuliert, wobeider erste niederdruckseitige Wärmetauscher (14) mit wenigstens dem ersten Heizmediumkreislauf (C1) und/oder dem zweiten Heizmediumkreislauf (C2) bei einem Heizen verbunden ist, gekennzeichnet durcheine Gas-Flüssigkeit-Trennvorrichtung (26), die eine Kältemittelverteilungssektion ist, die eine Flüssigkeit und ein Gas des Kältemittels, das von dem ersten niederdruckseitigen Wärmetauscher (14) ausströmt, trennt, die ein Gasphasenkältemittel zu einer Kältemittelsaugseite des Verdichters (23) ausströmt und die ein Flüssigphasenkältemittel veranlasst, zu einer Kältemitteleinlassseite des zweiten niederdruckseitigen Wärmetauschers (15) zu strömen.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
  • Diese Anmeldung basiert auf der am 31 Juli 2013 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-158656 , deren Offenbarung hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug.
  • STAND DER TECHNIK
  • Wie in der Patentliteratur 1 beschrieben, ist eine Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug herkömmlicherweise dafür bekannt, einen äußeren Wärmetauscher und einen inneren Verflüssiger aufzuweisen. Im äußeren Wärmetauscher tauscht eine Außenluft Wärme mit einem niederdruckseitigen Kältemittel eines Kältezyklus aus. Im inneren Verflüssiger tauscht ein hochdruckseitiges Kältemittel des Kältezyklus Wärme mit Luft aus, die in eine Fahrzeugkabine zu blasen ist.
  • In dieser herkömmlichen Technik absorbiert das niederdruckseitige Kältemittel des Kältezyklus Wärme von der Außenluft im äußeren Wärmetauscher und das hochdruckseitige Kältemittel strahlt im Kältezyklus Wärme an die in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft im inneren Verflüssiger. Auf diese Weise kann die in die Fahrzeugkabine zu blasende Luft durch Pumpen von Wärme der Außenluft erwärmt werden. Das heißt, ein Heizbetrieb kann durch einen Wärmenumnenzvklus durchgeführt werden. Patentliteratur 2 und 3 zeigen weitere Klimatisierungsvorrichtungen, in denen Kältekreisläufe und Kühlkreisläufe gekoppelt sind. Patentliteratur 4 offenbart weiteren Stand der Technik.
  • LITERATUR DES STANDS DER TECHNIK
  • PATENTLITERATUR
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß den Überlegungen der Erfinder des Anmeldungsgegenstandes wird in der herkömmlichen Technik eine Temperatur des Kältemittels verringert, das Wärme im äußeren Wärmetauscher ausgetauscht hat, wenn eine Temperatur der Außenluft hauptsächlich im Winter niedrig wird, und somit wird die Dichte des Kältemittels verringert, das in einen Verdichter des Kältezyklus gezogen wird. Als Ergebnis wird die Heizleistung möglicherweise verschlechtert.
  • In Hinblick auf das obige ist es ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, eine Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, welche die Heizleistung zu einem Zeitpunkt einer niedrigen Außenlufttemperatur verbessern kann.
  • Um das obige Ziel zu erreichen, weist eine Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1 einen Verdichter, einen Luft heizenden Wärmetauscher, ein Druckverringerungsteil, einen ersten niederdruckseitigen Wärmetauscher, einen zweiten niederdruckseitigen Wärmetauscher, einen ersten Heizmediumkreislauf und einen Heizmedium-Luft-Wärmetauscher auf.
  • Der Verdichter führt ein Hochdruck-Kältemittel durch Ziehen und Abführen eines Kältemittels zu. Der Luft heizende Wärmetauscher erwärmt Luft, die in eine Fahrzeugkabine zu blasen ist, durch Verwenden von Wärme des Hochdruck-Kältemittels. Das Druckverringerungsteil expandiert und dekomprimiert das Hochdruck-Kältemittel und führt es als ein Zwischendruck-Kältemittel und ein Niederdruck-Kältemittel zu. Der erste niederdruckseitige Wärmetauscher tauscht Wärme zwischen dem Zwischendruck-Kältemittel und einem anderen Heizmedium als die Luft aus. Der zweite niederdruckseitige Wärmetauscher kühlt das Heizmedium durch Austauschen von Wärme zwischen dem Niederdruck-Kältemittel und dem Heizmedium. Das im zweiten niederdruckseitigen Wärmetauscher gekühlte Heizmedium zirkuliert durch den ersten Heizmediumkreislauf. Der Heizmedium-Luft-Wärmetauscher veranlasst das Heizmedium, Wärme durch Austauschen von Wärme zwischen der Luft und dem durch den ersten Heizmediumkreislauf zirkulierendem Heizmedium zu absorbieren.
  • Demgemäß tauschen der erste niederdruckseitige Wärmetauscher und der zweite niederdruckseitige Wärmetauscher Wärme zwischen dem Kältemittel und dem anderen Heizmedium als Luft aus. Somit kann sogar in dem Fall, in dem eine Temperatur der Luft niedrig ist, eine Temperatur des Kältemittels, das Wärme im ersten niederdruckseitigen Wärmetauscher und dem zweiten niederdruckseitigen Wärmetauscher austauscht (das heißt, eine Temperatur des in den Verdichter gezogenen Kältemittels) davor bewahrt werden, verringert zu werden. Als Ergebnis kann die Dichte des in den Verdichter gezogenen Kältemittels davor bewahrt werden, verringert zu werden.
  • Des Weiteren führt das Druckverringerungsteil das Zwischendruck-Kältemittel und das Niederdruck-Kältemittel zu, das Zwischendruck-Kältemittel tauscht Wärme im ersten niederdruckseitigen Wärmetauscher aus und das Niederdruck-Kältemittel tauscht Wärme im zweiten niederdruckseitigen Wärmetauscher aus. Demgemäß können die Kältemittel in zwei Typen von Temperaturbereichen Wärme absorbieren. Somit kann verglichen mit einem Fall, in dem das Kältemittel in einem Typ des Temperaturbereichs Wärme absorbiert, das Kältemittel Wärme effizient absorbieren. Beispielsweise ist ein derartiges Verwendungsverfahren möglich, dass der erste niederdruckseitige Wärmetauscher die Abwärme einer In-Fahrzeug Vorrichtung absorbiert und dass der zweite niederdruckseitige Wärmetauscher Wärme von der Luft absorbiert. Somit kann die Heizleistung sogar zu einem Zeitpunkt einer niedrigen Außenlufttemperatur davor bewahrt werden, verschlechtert zu werden.
  • Alternativ weist eine Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 10 einen ersten Heizmediumkreislauf, einen Verdichter, einen hochdruckseitigen Wärmetauscher, einen Luft heizenden Wärmetauscher, ein Druckverringerungsteil und einen ersten niederdruckseitigen Wärmetauscher auf.
  • Ein Heizmedium zirkuliert durch den ersten Heizmediumkreislauf. Der Verdichter zieht und führt ein Kältemittel ab. Der hochdruckseitige Wärmetauscher erwärmt das Heizmedium durch Austauschen von Wärme zwischen dem Kältemittel, das von dem Verdichter abgeführt wird, und dem Heizmedium, das durch den ersten Heizmediumkreislauf zirkuliert. Der Luft heizende Wärmetauscher erwärmt Luft, die in eine Fahrzeugkabine zu blasen ist, durch Austauschen von Wärme zwischen dem im hochdruckseitigen Wärmetauscher erwärmten Heizmedium und der Luft, die in die Fahrzeugkabine zu blasen ist. Der Druckverringerungsteil expandiert und dekomprimiert das Kältemittel, das nach Austauschen der Wärme im hochdruckseitigen Wärmetauscher ist. Der erste niederdruckseitige Wärmetauscher tauscht Wärme zwischen dem Heizmedium und dem Kältemittel aus, das im Druckverringerungsteil expandiert und dekomprimiert wird. Das im hochdruckseitigen Wärmetauscher erwärmte Heizmedium ist imstande, in den ersten niederdruckseitigen Wärmetauscher eingeführt zu werden.
  • Demgemäß kann eine Wärmemenge des Heizmediums, das im hochdruckseitigen Wärmetauscher erwärmt wird, in den ersten niederdruckseitigen Wärmetauscher eingeführt werden. Als Ergebnis kann die Dichte des Kältemittels, das in den Verdichter gezogen wird, durch Erhöhen der Temperatur des Kältemittels, das Wärme im ersten niederdruckseitigen Wärmetauscher ausgetauscht hat, sogar zu dem Zeitpunkt der niedrigen Außenlufttemperatur erhöht werden. Somit kann die Heizleistung sogar zum Zeitpunkt der niedrigen Außenlufttemperatur verbessert werden.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm, das eine Vorrichtung einer Klimatisierung für ein Fahrzeug in einer Ausführungsform veranschaulicht.
    • 2 ist ein Blockschaltbild, das eine elektrische Steuereinheit der Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug in der Ausführungsform erläutert.
    • 3 ist ein Betriebserläuterungsdiagramm, das einen Kühlmodus der Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug in der Ausführungsform veranschaulicht.
    • 4 ist ein Betriebserläuterungsdiagramm, das einen ersten Heizmodus der Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug in der Ausführungsform veranschaulicht.
    • 5 ist ein Betriebserläuterungsdiagramm, das einen zweiten Heizmodus der Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug in der Ausführungsform veranschaulicht.
    • 6 ist eine graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einer eingeführten Wärmemenge und der Heizleistung in der Ausführungsform zeigt.
    • 7 ist ein Konfigurationsdiagramm, das ein Hauptteil eines Kältezyklus in einer weiteren Ausführungsform veranschaulicht.
    • 8 ist ein Konfigurationsdiagramm, das ein Hauptteil eines Kältezyklus in einer weiteren Ausführungsform veranschaulicht.
    • 9 ist ein Konfigurationsdiagramm, das ein Hauptteil eines Kältezyklus in einer weiteren Ausführungsform veranschaulicht.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Eine Beschreibung wird hier nachstehend über einer Ausführungsform auf der Grundlage von 1 bis 6 vorgenommen. Ein in 1 gezeigtes Fahrzeugwärmemanagementsystem 10 wird verwendet, um verschiedene Vorrichtungstypen, die in einem Fahrzeug und innerhalb einer Fahrzeugkabine bereitgestellt werden, auf eine entsprechende Temperatur einzustellen. In dieser Ausführungsform wird das Fahrzeugwärmemanagementsystem 10 auf ein Hybridfahrzeug angewendet, das Antriebsleistung für die Reise eines Fahrzeugs von einer Maschine (d.h. einer Verbrennungsmaschine) und einem Elektromotor für Reisen erhält.
  • Das Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform ist ein Plug-In-Hybridfahrzeug (Steckdosen-Hybridfahrzeug), das elektrische Leistung, die von einer externen Leistungsquelle (d.h. einer handelsüblichen Leistungsquelle) zugeführt wird, während des Parkens des Fahrzeugs in einer im Fahrzeug angebrachten Batterie (d.h. einer In-Fahrzeug-Batterie) speichern kann. Eine Lithium-Ionen-Batterie kann beispielsweise als die Batterie verwendet werden.
  • Die von der Maschine ausgegebene Antriebsleistung wird nicht nur für die Fahrt des Fahrzeugs verwendet, sondern wird ebenfalls verwendet, um einen Generator zu betätigen. Die von dem Generator erzeugte elektrische Leistung und die von der externen Leistungsquelle zugeführte elektrische Leistung kann in der Batterie gespeichert werden, und die in der Batterie gespeicherte elektrische Leistung wird nicht nur an den Elektromotor zum Reisen sondern ebenfalls an verschiedene Arten von fahrzeugeigenen Vorrichtungen geliefert, die eine elektrisch ausgestaltete Vorrichtung umfassen, die das Fahrzeugwärmemanagementsystem 10 bildet.
  • Wie in 1 gezeigt, umfasst das Fahrzeugwärmemanagementsystem 10 eine erste Pumpe 11, eine zweite Pumpe 12, einen Strahler (Heizmedium-Außenluft-Wärmetauscher) 13, einen ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14, einen zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 15, einen Kühlmittel heizenden Wärmetauscher 16, einen Kühlerkern (Luft kühlender Wärmetauscher) 17, einen Heizerkern (Luft heizenden Wärmetauscher) 18, eine Vorrichtung 19, ein erstes Schaltventil 20 und ein zweites Schaltventil 21.
  • Die erste Pumpe 11 und die zweite Pumpe 12 sind eine elektrischer Pumpe, die ein Kühlmittel (d.h. ein Heizmedium) zieht und abführt. Das Kühlmittel ist ein Fluid als ein Heizmedium. In dieser Ausführungsform wird eine Flüssigkeit, die wenigstens Ethylenglykol, Dimethylpolysiloxan oder ein Nanofluid enthält, oder eine Frostschutzflüssigkeit als das Kühlmittel verwendet.
  • Der Strahler 13, der erste Kühlmittel kühlende Wärmetauscher 14, der zweite Kühlmittel kühlende Wärmetauscher 15, der Kühlmittel heizende Wärmetauscher 16, der Kühlerkern 17, der Heizerkern 18 und die Vorrichtung 19 sind eine Vorrichtung (d.h. eine Kühlmittel strömende Vorrichtung), durch die das Kühlmittel strömt.
  • Der Strahler 13 ist ein Wärmetauscher (d.h. ein Heizmedium-Außenluft-Wärmetauscher, ein Heizmedium-Luft-Wärmetauscher), der Wärme zwischen dem Kühlmittel und der Außenluft (d.h. der Fahrzeugkabinenaußenluft) austauscht. Der Strahler 13 arbeitet als ein Wärmestrahler, der Wärme des Kühlmittels zu der Außenluft strahlt, wenn die Kühlmitteltemperatur höher als die Außenlufttemperatur ist, und als ein Wärmeabsorber arbeitet, der veranlasst das Kühlmittel, Wärme der Außenluft zu absorbieren, wenn die Kühlmitteltemperatur niedriger als die Außenlufttemperatur ist.
  • Die Außenluft wird an den Strahler 13 durch ein äußeres Gebläse (nicht gezeigt) geliefert. Der Strahler 13 und das äußere Gebläse sind in einer Vorderfront des Fahrzeugs angeordnet. Somit kann der Strahler 13 einem Fahrtwind während einer Fahrt des Fahrzeugs ausgesetzt sein.
  • Der erste Kühlmittel kühlende Wärmetauscher 14 und der zweite Kühlmittel kühlende Wärmetauscher 15 sind Kühlmittel zum Kühlen des Kühlmittels. Genauer gesagt sind der erste Kühlmittel kühlende Wärmetauscher 14 und der zweite Kühlmittel kühlende Wärmetauscher 15 niederdruckseitige Wärmetauscher (d.h. ein Heizmedium kühlender Wärmetauscher, ein Heizmedium-Kältemittel-Wärmetauscher) zum Kühlen des Kühlmittels durch Austauschen von Wärme zwischen einem niederdruckseitigen Kältemittel und dem Kühlmittel in einem Kältezyklus 22.
  • Der Kühlmittel heizende Wärmetauscher 16 ist ein Heizmittel, welches das Kühlmittel erwärmt. Genauer gesagt ist der Kühlmittel heizende Wärmetauscher 16 ein hochdruckseitiger Wärmetauscher (d.h. ein Heizmedium heizender Wärmetauscher, der Heizmedium-Kältemittel-Wärmetauscher), der das Kühlmittel durch Austauschen von Wärme zwischen einem hochdruckseitigen Kältemittel und dem Kühlmittel im Kältezyklus 22 erwärmt.
  • Der Kältezyklus 22 ist ein Dampfkompressionskühlgerät, der einen Verdichter 23, den Kühlmittel heizenden Wärmetauscher 16, ein Expansionsventil 24, einen Ejektor 25, den ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14, den zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 15 und eine Gas-Flüssigkeit-Trennvorrichtung 26 umfasst. Im Kältezyklus 22 dieser Ausführungsform wird ein Fluorchlorkohlenwasserstoff-basiertes Kältemittel als das Kältemittel verwendet, und ein subkritischer Kältezyklus wird ausgestaltet, in dem der Druck des hochdruckseitigen Kältemittels den kritischen Druck des Kältemittels nicht überschreitet.
  • Der Kühlmittel heizende Verdichter 23 ist ein elektrischer Verdichter, der durch die von der Batterie zugeführte elektrische Leistung angetrieben wird, oder ein verdrängungsvariabler Verdichter, der durch einen Riemen angetrieben wird, und das Kältemittel im Kältezyklus 22 zieht, verdichtet und abführt.
  • Der Wärmetauscher 16 ist ein Verflüssiger, der das hochdruckseitige Kältemittel durch Austauschen von Wärme zwischen dem von dem Verdichter 23 abgeführten hochdruckseitigen Kältemittel und dem Kühlmittel verflüssigt. Das Expansionsventil 24 ist ein Druckverringerungsteil, das ein Flüssigphasenkältemittel dekomprimiert und expandiert, das von dem Kühlmittel heizenden Wärmetauscher 16 geströmt ist.
  • Der Ejektor 25 ist ein Druckverringerungsteil, das den Druck des Kältemittels verringert und das Kältemittel als ein Zwischendruck-Kältemittel und das Niederdruck-Kältemittel zuführt, und ist ebenfalls eine Kältemittelzirkulationsvorrichtung (d.h. eine Pumpe des Momentum-Transportation-Typs) zum Zirkulieren des Kältemittels durch eine Saugwirkung einer mit einer hohen Geschwindigkeit eingespritzten Kältemittelströmung. Der Ejektor 25 weist einen Düsenabschnitt 25a, einen Kältemittel-Sauganschluss 25b, eine Mischsektion 25c und eine Diffusorsektion 25d auf.
  • Im Ejektor 25 wird das Kältemittel als das Saugkältemittel von dem Kältemittel-Sauganschluss 25b durch eine Saugwirkung eines Hochgeschwindigkeits-Einspritzkältemittels, das von dem Düsenabschnitt 25a eingespritzt wird, und dem Druck des gemischten Kältemittels des Einspritzkältemittels und des Saugkältemittels in die Diffusorsektion 25d gezogen.
  • Der Düsenabschnitt 25a verringert eine Durchgangsfläche des Zwischendruck-Kältemittels, das von dem Expansionsventil 24 einströmt, und das Zwischendruck-Kältemittel wird auf eine isentropische Art und Weise expandiert und dekomprimiert. Eine Kältemitteleinlassseite des Düsenabschnitts 25a ist mit einer Kältemittelauslassseite des Expansionsventils 24 verbunden.
  • Der Kältemittel-Sauganschluss 25b ist angeordnet, um mit einem Kältemittel-Einspritzanschluss des Düsenabschnitts 25a zu kommunizieren, und zieht das Kältemittel von dem zweiten Kühlmittel heizenden Wärmetauscher 15. Der Kältemittel-Sauganschluss 25b ist mit der Kältemittelauslassseite des zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauschers 15 verbunden.
  • Die Mischsektion 25c ist in einem stromabwärtigen Abschnitt des Düsenabschnitts 25a und des Kältemittel-Sauganschlusses 25b angeordnet, um eine Hochgeschwindigkeits-Kältemittelströmung (das Einspritzkältemittel), das von dem Düsenabschnitt 25a eingespritzt wurde, und das Saugkältemittel (das Niederdruck-Kältemittel) zu mischen.
  • Die Diffusorsektion 25d ist an einer stromabwärtigen Seite der Mischsektion 25c angeordnet und in einer Form ausgebildet, um die Durchgangsfläche des Kältemittels allmählich zu vergrößern. Die Diffusorsektion 25d ist ein Druckverstärkungsabschnitt zum Verstärken des Kältemitteldrucks durch Verringern einer Geschwindigkeit der Kältemittelströmung. Das heißt, die Diffusorsektion 25d wandelt die Geschwindigkeitsenergie des Kältemittels in Druckenergie um.
  • Der erste Kühlmittel kühlende Wärmetauscher 14 ist mit einer Seite der Diffusorsektion 25d verbunden.
  • Der erste Kühlmittel kühlende Wärmetauscher 14 ist ein Verdampfer (d.h. ein erster niederdruckseitiger Wärmetauscher) zum Verdampfen des Zwischendruck-Kältemittels durch Austauschen von Wärme zwischen dem Kühlmittel und dem Zwischendruck-Kältemittel, nachdem dessen Druck in der Diffusorsektion 25d verstärkt wurde.
  • Die Gas-Flüssigkeil-Trennvorrichtung 26 ist eine Kältemittelverteilungssektion, die eine Flüssigkeit und ein Gas des Kältemittels, das von dem ersten Kühlmittel kühlende Wärmetauscher 14 ausströmt, trennt, die ein Gasphasenkältemittel zu der Kältemittelsaugseite des Verdichters 23 ausströmt, und die ein Flüssigphasenkältemittel veranlasst, zu der Kältemitteleinlassseite des zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauschers 15 auszuströmen.
  • Der zweite Kühlmittel kühlende Wärmetauscher 15 ist ein Verdampfer (d.h. ein zweiter niederdruckseitiger Wärmetauscher) zum Verdampfen des Flüssigphasenkältemittels durch Austauschen von Wärme zwischen dem Flüssigphasenkältemittel (d.h. dem Niederdruck-Kältemittel), das von der Gas-Flüssigkeit-Trennvorrichtung 26 und dem Kühlmittel ausströmte. Das Kältemittel, das im zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 15 verdampft wird, wird zu dem Kältemittel-Sauganschluss 25b des Ejektors 25 gezogen.
  • Der Kühlerkern 17 ist ein Luft kühlender Wärmetauscher (d.h. ein Luftkühler, der Heizmedium-Luft-Wärmetauscher), der die in die Fahrzeugkabine zu blasende Luft durch Austauschen von Wärme zwischen dem Kühlmittel und der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft kühlt. Der Heizerkern 18 ist ein Luft heizender Wärmetauscher (d.h. ein Luftheizer, der Heizmedium-Luft Wärmetauscher), der die in die Fahrzeugkabine zu blasende Luft durch Austauschen von Wärme zwischen der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft und dem Kühlmittel erwärmt.
  • Die Vorrichtung 19 ist eine Wärmetransfervorrichtung (d.h. eine Temperatureinstellzielvorrichtung), die einen Pfad aufweist, durch den das Kühlmittel strömt, und die Wärme zu dem/von dem Kühlmittel transferiert. Die Vorrichtung 19 ist beispielsweise ein Inverter, eine Batterie, ein Batterietemperatur-Einstellwärmetauscher, ein Elektromotor für Reisen, eine Maschinenperipherievorrichtung, ein Speicherkörper für Kälte und Wärme, ein Belüftungswärme-Rückgewinnungswärmetauscher, ein Kühlmittel/Kühlmittel-Wärmetauscher oder dergleichen.
  • Der Inverter ist ein elektrischer Leistungswandler, der von der Batterie zugeführte Gleichstromleistung in Wechselspannung umwandelt und die Wechselspannung an den Elektromotor für Reisen ausgibt. Der Inverter ist eine Wärmeerzeugungsvorrichtung, die Wärme erzeugt, wenn sie betrieben wird.
  • Der Batterietemperatureinstell-Wärmetauscher ist ein Wärmetauscher (d.h. ein Luft/Heizmedium-Wärmetauscher), der in einem Belüftungsdurchgang zu der Batterie angeordnet ist und Wärme zwischen der Luft und dem Kühlmittel austauscht.
  • Die Maschinenperipherievorrichtung ist beispielsweise ein Turbolader, ein Zwischenkühler. ein EGR-Kühler, ein CVT-Wärmer, ein CVT-Kühler oder eine Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung.
  • Der Turbolader ist ein Superlader zum Superladen der Saugluft (d.h. Ansaugluft) der Maschine. Der Zwischenkühler ist ein Ansaugluftkühler (d.h. ein Ansaugluft/Heizmedium-Wärmetauscher) zum Kühlen der supergeladenen Ansaugluft, nachdem sie durch den Turbolader verdichtet wurde und eine hohe Temperatur erreicht hat, durch Austauschen von Wärme zwischen der supergeladenen Ansaugluft und dem Kühlmittel.
  • Der EGR-Kühler ist ein Abgas/Kühlmittel-Wärmetauscher (d.h. ein Abgas/Heizmedium-Wärmetauscher) zum Kühlen von Maschinenabgas-Gas (Abgas), das zu der Ansaugseite der Maschine durch Austauschen von Wärme zwischen dem Abgas und dem Kühlmittel zurückzuführen ist.
  • Der CVT-Wärmer ist ein Schmiermittel/Kühlmittel-Wärmetauscher (d.h. ein Schmiermittel/Heizmedium-Wärmetauscher), der Schmiermittel (d.h. CVT-Öl) erwärmt, das ein Getriebe mit stufenlos variabler Übersetzung (CVT = continuously variable transmission) durch Austauschen von Wärme zwischen dem CVT-Öl und dem Kühlmittel schmiert.
  • Der CVT-Kühler ist ein Schmiermittel/Kühlmittel-Wärmetauscher (d.h. ein Schmiermittel/Heizmedium-Wärmetauscher) zum Kühlen des CVT-ÖIs durch Austauschen von Wärme zwischen dem CVT-Öl und dem Kühlmittel.
  • Die Abgaswärmerückgewinnungsvorrichtung ist ein Abgas/Kühlmittel-Wärmetauscher (d.h. ein Abgas/Heizmedium-Wärmetauscher), der das Kühlmittel veranlasst, die Abgaswärme durch Austauschen von Wärme zwischen dem Abgas und dem Kühlmittel zu absorbieren.
  • Der Speicherkörper für Kälte und Wärme speichert warme Wärme oder kalte Wärme des Kühlmittels. Ein chemisches Wärmespeichermaterial, ein wärmeisolierender Tank, ein Latentwärmespeicherkörper (d.h. Paraffin oder ein Hydrat-basiertes Material) und dergleichen können als Beispiele des Speicherkörpers für Kälte und Wärme bereitgestellt werden.
  • Der Belüftungswärme-Rückgewinnungswärmetauscher ist ein Wärmetauscher, der Wärme (d.h. kalte Wärme oder warme Wärme) zurückgewinnt, die von dem Inneren der Fahrzeugkabine nach außen von der Fahrzeugkabine zur Belüftung abgeführt wurde. Das heißt, der Belüftungswärme-Rückgewinnungswärmetauscher ist ein Wärmetauscher, der Wärme (d.h. kalte Wärme oder warme Wärme) zurückgewinnt, die nach außen durch Belüftung abgeführt wurde. Da der Belüftungswärme-Rückgewinnungswärmetauscher beispielsweise Wärme (d.h. kalte Wärme oder warme Wärme) zurückgewinnt, die nach außen durch die Belüftung abgeführt wurde, kann die zum Kühlen oder Heizen erforderliche Leistung verringert werden.
  • Der Kühlmittel/Kühlmittel-Wärmetauscher ist ein Wärmetauscher, der Wärme zwischen dem Kühlmittel und dem Kühlmittel austauscht. Beispielsweise tauscht der Kühlmittel/Kühlmittel-Wärmetauscher Wärme zwischen dem Kühlmittel im Fahrzeugwärmemanagementsystem 10 (d.h. dem Kühlmittel, das durch die erste Pumpe 11 oder die zweite Pumpe 12 zirkuliert) und dem Kühlmittel in einem Maschinenkühlkreislauf aus (d.h. einem Kreislauf, durch den das Kühlmittel zum Kühlen der Maschine zirkuliert). Auf diese Weise kann Wärme zwischen dem Fahrzeugwärmemanagementsystem 10 und dem Maschinenkühlkreislauf transferiert werden.
  • Die erste Pumpe 11 ist in einem ersten Pumpenpfad 31 angeordnet. Die zweite Pumpe 12 ist in einem zweiten Pumpenpfad 32 angeordnet. Der Strahler 13 ist in einem Strahlerpfad 33 angeordnet.
  • Der erste Kühlmittel kühlende Wärmetauscher 14 ist in einem ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscherpfad 34 angeordnet. Der zweite Kühlmittel kühlende Wärmetauscher 15 ist in einem zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscherpfad 35 angeordnet. Der Kühlmittel heizende Wärmetauscher 16 ist in einem Kühlmittel heizenden Wärmetauscherpfad 36 angeordnet.
  • Der Kühlerkern 17 ist in einem Kühlerkernpfad 37 angeordnet. Der Heizerkern 18 ist in einem Heizerkernpfad 38 angeordnet. Die Vorrichtung 19 ist in einem Vorrichtungspfad 39 angeordnet.
  • Der erste Pumpenpfad 31, der zweite Pumpenpfad 32, der Strahlerpfad 33, der erste Kühlmittel kühlende Wärmetauscherpfad 34, der zweite Kühlmittel kühlende Wärmetauscherpfad 35, der Kühlmittel heizende Wärmetauscherpfad 36, der Kühlerkernpfad 37, der Heizerkernpfad 38 und der Vorrichtungspfad 39 sind mit dem ersten Schaltventil 20 und dem zweiten Schaltventil 21 verbunden.
  • Das erste Schaltventil 20 und das zweite Schaltventil 21 sind ein Schaltteil (d.h. ein Heizmediumströmungs-Schaltteil bzw. ein Einstellteil für eingeführte Wärmemenge), das eine Strömung des Kühlmittels umschaltet.
  • Das erste Schaltventil 20 ist ein Mehrwegeventil, das die große Anzahl von Anschlüssen (d.h. erste Schaltventilanschlüsse) aufweist, von denen jeder einen Einlass oder einen Auslass des Kühlmittels bildet. Genauer gesagt weist das erste Schaltventil 20 einen ersten Einlass 20a und einen zweiten Einlass 20b als die Einlässe des Kühlmittels und erste bis siebente Auslässe 20c bis 20i als die Auslässe des Kühlmittels auf.
  • Das zweite Schaltventil 21 ist ein Mehrwegeventil, das die große Anzahl von Anschlüssen (d.h. zweite Schaltventilanschlüsse) aufweist, von denen jeder einen Einlass oder einen Auslass des Kühlmittels bildet. Genauer gesagt weist das zweite Schaltventil 21 einen ersten Auslass 21a und einen zweiten Auslass 21b als die Auslässe des Kühlmittels und erste bis siebente Einlässe 21c bis 21i als die Einlässe des Kühlmittels auf.
  • Ein Ende des ersten Pumpenpfads 31 ist mit dem ersten Einlass 20a des ersten Schaltventils 20 verbunden. Mit anderen Worten ist eine Kühlmittelabführseite der ersten Pumpe 11 mit dem ersten Einlass 20a des ersten Schaltventils 20 verbunden.
  • Ein Ende des zweiten Pumpenpfads 32 ist mit dem zweiten Einlass 20b des ersten Schaltventils 20 verbunden. Mit anderen Worten ist eine Kühlmittelabführseite der zweiten Pumpe 12 mit dem zweiten Einlass 20b des ersten Schaltventils 20 verbunden.
  • Ein Ende des Strahlerpfads 33 ist mit dem ersten Auslass 20c des ersten Schaltventils 20 verbunden. Mit anderen Worten ist die Kühlmitteleinlassseite des Strahlers 13 mit dem ersten Auslass 20c des ersten Schaltventils 20 verbunden.
  • Ein Ende des ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscherpfads 34 ist mit dem zweiten Auslass 20d des ersten Schaltventils 20 verbunden. Mit anderen Worten ist eine Kühlmitteleinlassseite des ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauschers 14 mit dem zweiten Auslass 20d des ersten Schaltventils 20 verbunden.
  • Ein Ende des zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscherpfads 35 ist mit dem dritten Auslass 20e des ersten Schaltventils 20 verbunden. Mit anderen Worten ist eine Kühlmitteleinlassseite des zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauschers 15 mit dem dritten Auslass 20e des ersten Schaltventils 20 verbunden.
  • Ein Ende des Kühlmittel heizenden Wärmetauscherpfads 36 ist mit dem vierten Auslass 20f des ersten Schaltventils 20 verbunden. Mit anderen Worten ist eine Kühlmitteleinlassseite des Kühlmittel heizenden Wärmetauschers 16 mit dem vierten Auslass 20f des ersten Schaltventils 20 verbunden.
  • Ein Ende des Kühlerkernpfads 37 ist mit dem fünften Auslass 20g des ersten Schaltventils 20 verbunden. Mit anderen Worten ist eine Kühlmitteleinlassseite des Kühlerkerns 17 mit dem fünften Auslass 20g des ersten Schaltventils 20 verbunden.
  • Ein Ende des Heizerkernpfads 38 ist mit dem sechsten Auslass 20h des ersten Schaltventils 20 verbunden. Mit anderen Worten ist eine Kühlmitteleinlassseite des Heizerkerns 18 mit dem sechsten Auslass 20h des ersten Schaltventils 20 verbunden.
  • Ein Ende des Vorrichtungspfads 39 ist mit dem siebenten Auslass 20i des ersten Schaltventils 20 verbunden. Mit anderen Worten ist eine Kühlmitteleinlassseite der Vorrichtung 19 mit dem siebenten Auslass 20i des ersten Schaltventils 20 verbunden.
  • Das andere Ende des ersten Pumpenpfads 31 ist mit dem ersten Auslass 21a des zweiten Schaltventils 21 verbunden. Mit anderen Worten ist eine Kühlmittelsaugseite der ersten Pumpe 11 mit dem ersten Auslass 21a des zweiten Schaltventils 21 verbunden.
  • Das andere Ende des zweiten Pumpenpfads 32 ist mit dem zweiten Auslass 21b des zweiten Schaltventils 21 verbunden. Mit anderen Worten ist eine Kühlmittelsaugseite der zweiten Pumpe 12 mit dem zweiten Auslass 21b des zweiten Schaltventils 21 verbunden.
  • Das andere Ende des Strahlerpfads 33 ist mit dem ersten Einlass 21c des zweiten Schaltventils 21 verbunden. Mit anderen Worten ist eine Kühlmittelauslassseite des Strahlers 13 mit dem ersten Einlass 21c des zweiten Schaltventils 21 verbunden.
  • Das andere Ende des ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscherfads 34 ist mit dem zweiten Einlass 21d des zweiten Schaltventils 21 verbunden. Mit anderen Worten ist eine Kühlmittelauslassseite des ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauschers 14 mit dem zweiten Einlass 21d des zweiten Schaltventils 21 verbunden.
  • Das andere Ende des zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscherpfads 35 ist mit dem dritten Einlass 21e des zweiten Schaltventils 21 verbunden. Mit anderen Worten ist eine Kühlmittelauslassseite des zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauschers 15 mit dem dritten Einlass 21e des zweiten Schaltventils 21 verbunden.
  • Das andere Ende des Heizerkernpfads 38 ist mit dem vierten Einlass 21f des zweiten Schaltventils 21 verbunden. Mit anderen Worten ist eine Kühlmittelauslassseite des Heizerkerns 18 mit dem vierten Einlass 21fdes zweiten Schaltventils 21 verbunden.
  • Das andere Ende des Kühlerkernpfads 37 ist mit dem fünften Einlass 21g des zweiten Schaltventils 21 verbunden. Mit anderen Worten ist eine Kühlmittelauslassseite des Kühlerkerns 17 mit dem fünften Einlass 21g des zweiten Schaltventils 21 verbunden.
  • Das andere Ende des Heizerkernpfads 38 ist mit dem sechsten Einlass 21h des zweiten Schaltventils 21 verbunden. Mit anderen Worten ist eine Kühlmittelauslassseite des Heizerkerns 18 mit dem sechsten Einlass 21h des zweiten Schaltventils 21 verbunden.
  • Das andere Ende des Vorrichtungspfads 39 ist mit dem siebenten Einlass 21i des zweiten Schaltventils 21 verbunden. Mit anderen Worten ist eine Kühlmittelauslassseite der Vorrichtung 19 mit dem siebenten Einlass 21i des zweiten Schaltventils 21 verbunden.
  • Das erste Schaltventil 20 weist eine Struktur auf, die willkürlich oder wahlweise einen Kommunikationszustand mit jedem der Einlässe 20a, 20b und jedem der Auslässe 20c bis 20i schalten kann. Das zweite Schaltventil 21 weist ebenfalls eine Struktur auf, die willkürlich oder wahlweise einen Kommunikationszustand mit jedem der Auslässe 21a, 21b und jedem der Einlässe 21c bis 21i schalten kann.
  • Genauer gesagt schaltet das erste Schaltventil 20 zwischen einem Zustand um, in dem das von der ersten Pumpe 11 abgelassene Kühlmittel einströmt, einem Zustand um, in dem das von der zweiten Pumpe 12 abgelassene Kühlmittel einströmt, und einem Zustand um, in dem weder das von der ersten Pumpe 11 abgelassene Kühlmittel noch das von der zweiten Pumpe 12 abgelassene Kühlmittel einströmt, für jeweils den Strahler 13, den ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14, den zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 15, den Kühlmittel heizenden Wärmetauscher 16, den Kühlerkern 17 und den Heizerkern 18.
  • Das zweite Schaltventil 21 schaltet zwischen einem Zustand um, im dem das Kühlmittel in die erste Pumpe 11 ausströmt, einem Zustand um, in dem das Kühlmittel in die zweite Pumpe 12 ausströmt, und einem Zustand um, in dem das Kühlmittel weder in die erste Pumpe 11 noch die zweite Pumpe 12 ausströmt, für jeweils den Strahler 13, den ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14, den zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 15, den Kühlmittel heizenden Wärmetauscher 16, den Kühlerkern 17 und den Heizerkern 18.
  • Strukturbeispiele des ersten Schaltventils 20 und des zweiten Schaltventils 21 werden kurz beschrieben. Das erste Schaltventil 20 und das zweite Schaltventil 21 umfassen jeweils ein Gehäuse, das eine äußere Hülle bildet, und einen Ventilkörper, der in dem Gehäuse untergebracht ist. Die Einlässe und die Auslässe des Kühlmittels sind an vorbestimmten Positionen der Gehäuse ausgebildet und der Kommunikationszustand zwischen jedem der Einlässe und jedem der Auslässe des Kühlmittels wird durch einen Drehvorgang jedes der Ventilkörper geändert.
  • Der Ventilkörper des ersten Schaltventils 20 und der Ventilkörper des zweiten Schaltventils 21 werden drehend und unabhängig von getrennten Elektromotoren angetrieben. Der Ventilkörper des ersten Schaltventils 20 und der Ventilkörper des zweiten Schaltventils 21 können auf eine ineinandergreifende Art und Weise von einem gemeinsamen Elektromotor drehend angetrieben werden.
  • Als nächstes wird eine elektrische Steuereinheit des Fahrzeugwärmemanagementsystems 10 auf der Grundlage von 2 beschrieben. Ein Controller 50 ist aus einem bekannten Mikrocomputer aufgebaut, der eine CPU, einen ROM, einen RAM und dergleichen und eine periphere Schaltung davon umfasst. Der Controller 50 führt verschiedenen Arten von Rechnungen und Prozesse auf der Grundlage eines im ROM desselben gespeicherten Klimatisierungs-Steuerprogramms durch und steuert die Betätigung der ersten Pumpe 11, der zweiten Pumpe 12, des Verdichters 23, eines Schaltventil-Elektromotors 51 und dergleichen, die mit einer Ausgangsseite verbunden sind.
  • Der Schaltventil-Elektromotor 51 ist eine Schaltventil-Antriebsvorrichtung, die den Ventilkörper des ersten Schaltventils 20 und den Ventilkörper des zweiten Schaltventils 21 antreibt. In dieser Ausführungsform werden der Elektromotor zum Antreiben des Ventilkörpers des ersten Schaltventils 20 und der Elektromotor zum Antreiben des Ventilkörpers des zweiten Schaltventils 21 getrennt als die Schaltventil-Elektromotoren 51 bereitgestellt.
  • Im Controller 50 sind Steuereinheiten zum Steuern verschiedener Arten von Zielsteuervorrichtungen, die mit der Ausgangsseite desselben verbunden sind, einstückig ausgestaltet. Eine Konfiguration (Hardware und Software) zum Steuern der Betätigung von jeder Art der Zielsteuervorrichtung bildet die Steuereinheit zum Steuern der Betätigung von jeder Art der Zielsteuervorrichtung.
  • In dieser Ausführungsform ist eine Konfiguration (Hardware und Software) zum Steuern der Betätigung der ersten Pumpe 11 und der zweiten Pumpe 12 eine Pumpensteuereinheit 50a. Die Pumpen Steuereinheit 50a kann getrennt von dem Controller 50 ausgestaltet sein.
  • In dieser Ausführungsform ist eine Konfiguration (Hardware und Software) zum Steuern der Betätigung des Schaltventil-Elektromotors 51 eine Schaltsteuereinheit 50b. Die Schaltsteuereinheit 50b kann getrennt von dem Controller 50 ausgestaltet sein.
  • In dieser Ausführungsform ist eine Konfiguration (Hardware und Software) zum Steuern der Betätigung des Verdichters 23 eine Verdichtersteuereinheit 50c. Die Verdichtersteuereinheit 50c kann getrennt von dem Controller 50 ausgestaltet sein.
  • Erfassungssignale einer Sensorgruppe, wie beispielsweise eines Innenluftsensors 52, eines Außenluftsensor 53, eines Sonnenstrahlungssensors 54, eines ersten Kühlmitteltemperatursensors 55, eines zweiten Kühlmitteltemperatursensors 56 und eines Kältemittel-Temperatursensors 57 werden in eine Eingangsseite des Controllers 50 eingegeben.
  • Der Innenluftsensor 52 ist ein Detektor (d.h. ein Innenlufttemperaturdetektor), der eine Innenlufttemperatur (d.h. eine Fahrzeugkabineninnentemperatur) erfasst. Der Außenluftsensor 53 ist ein Detektor (d.h. ein Außenluftdetektor), der eine Außenlufttemperatur (d.h. eine Fahrzeugkabinenaußentemperatur) erfasst. Der Sonnenstrahlungssensor 54 ist ein Detektor (d.h. ein Sonnenstrahlungsmengendetektor), der eine Sonnenstrahlungsmenge in der Fahrzeugkabine erfasst.
  • Der erste Kühlmitteltemperatursensor 55 ist ein Detektor (d.h. ein erster Heizmedium-Temperaturdetektor), der die Temperatur des durch den ersten Pumpenpfad 31 strömenden Kühlmittels erfasst (z.B. die Temperatur des Kühlmittels, das in die erste Pumpe 11 gezogen wird).
  • Der zweite Kühlmitteltemperatursensor 56 ist ein Detektor (d.h. ein zweiter Heizmedium-Temperaturdetektor), der die Temperatur des durch den zweiten Pumpenpfad 32 strömenden Kühlmittels erfasst (z.B., die Temperatur des Kühlmittels, das in die zweite Pumpe 12 gezogen wird).
  • Der Kältemittel-Temperatursensor 57 ist ein Detektor (d.h. ein Kältemittel-Temperaturdetektor), der die Temperatur des Kältemittels im Kältezyklus 22 erfasst (z.B. die Temperatur des von dem Verdichter 23 abgeführten Kältemittels).
  • Die Innenlufttemperatur, die Außenlufttemperatur, die Kühlmitteltemperaturen und die Kältemitteltemperatur kann auf der Grundlage von Erfassungswerten von verschiedenen physikalischen Größen geschätzt werden.
  • Ein Betriebssignal von einem Klimaanlagenschalter 58 wird in die Eingangsseite des Controllers 50 eingegeben. Der Klimaanlagenschalter 58 ist ein Schalter, der die Klimaanlage an/aus-schaltet (d.h. an/aus der Kühlung) und ist nahe einem Armaturenbrett in der Fahrzeugkabine angeordnet.
  • Als nächstes wird die Betätigung in der obigen Konfiguration beschrieben. Ein Modus wird unter verschiedenen Betätigungsmoden umgeschaltet, wenn der Controller 50 die Betätigung der ersten Pumpe 11, der zweiten Pumpe 12, des Verdichters 23, des Schaltventil-Elektromotors 51 und dergleichen steuert.
  • Beispielsweise wird ein erster Kühlmittelkreislauf durch den ersten Pumpenpfad 31 und wenigstens einen Pfad des Strahlerpfads 33, des Wärmetauscherpfads 36, des Kühlerkernpfads 37, des Heizerkernpfads 38 und des Vorrichtungspfads 39 gebildet. Des Weiteren wird ein zweiter Kühlmittelkreislauf durch den zweiten Pumpenpfad 32 und wenigstens einen Pfad des Strahlerpfads 33, des Wärmetauscherpfads 36, des Kühlerkernpfads 37, des Heizerkernpfads 38 und des Vorrichtungspfads 39 gebildet.
  • Der erste Kühlmittelkreislauf C1 und der zweite Kühlmittelkreislauf C2 sind ein Heizmediumkreislauf (d.h. ein erster Heizmediumkreislauf und ein zweiter Heizmediumkreislauf), durch den ein anderes Heizmedium als die Luft zirkuliert.
  • Der Strahler 13, der Kühlerkern 17, der Heizerkern 18 und die Vorrichtung 19 können auf eine geeignete Temperatur in Korrespondenz mit einer Situation eingestellt werden, durch Umschalten zwischen einem Fall. in dem sie mit dem ersten Kühlmittelkreislauf verbunden sind, und einem Fall, in dem sie mit dem zweiten Kühlmittelkreislauf verbunden sind, für jeweils den Strahlerpfad 33, den Wärmetauscherpfads 36, den Kühlerkernpfad 37, den Heizerkernpfad 38 und den Vorrichtungspfad 39.
  • Das heißt, dass in dem Fall, in dem der erste Kühlmittel kühlende Wärmetauscher 14 und die Vorrichtung 19 mit dem gleichen Kühlmittelkreislauf verbunden sind, die Vorrichtung 19 durch das Kühlmittel gekühlt werden kann, nachdem es im ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14 gekühlt wurde. In dem Fall, in dem der Kühlmittel heizende Wärmetauscher 16 und die Vorrichtung 19 mit dem gleichen Kühlmittelkreislauf verbunden sind, kann die Vorrichtung 19 durch das Kühlmittel erwärmt werden, nachdem es im Kühlmittel heizenden Wärmetauscher 16 erwärmt wurde.
  • In dem Fall, in dem der erste Kühlmittel kühlende Wärmetauscher 14 und der Heizerkern 18 mit dem gleichen Kühlmittelkreislauf verbunden sind, kann das Innere der Fahrzeugkabine durch Kühlen der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft durch den Heizerkern 18 gekühlt werden.
  • In dem Fall, in dem derKühlmittel heizende Wärmetauscher 16 und der Heizerkern 18 mit dem gleichen Kühlmittelkreislauf verbunden sind, kann das Innere des Fahrzeugs durch Heizen der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft durch den Heizerkern 18 erwärmt werden.
  • In dem Fall, in dem der erste Kühlmittel kühlende Wärmetauscher 14 und der Strahler 13 mit dem gleichen Kühlmittelkreislauf verbunden sind, kann ein Wärmepumpenbetrieb des Kältezyklus 22 durchgeführt werden. Mit anderen Worten strömt das Kühlmittel, nachdem es im ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14 gekühlt wurde, durch den Strahler 13 im ersten Kühlmittelkreislauf. Somit absorbiert das Kühlmittel Wärme von der Außenluft im Strahler 13. Dann tauscht das Kühlmittel, das Wärme von der Außenluft im Strahler 13 absorbiert hat, Wärme mit dem Kältemittel des Kältezyklus 22 aus und strahlt Wärme im ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14. Somit absorbiert im ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14 das Kältemittel des Kältezyklus 22 Wärme von der Außenluft über das Kühlmittel.
  • Das Kältemittel, das Wärme von der Außenluft im ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14 absorbiert hat, tauscht Wärme mit dem Kühlmittel des zweiten Kühlmittelkreislaufs aus und strahlt Wärme im Kühlmittel heizenden Wärmetauscher 16. Somit kann der Wärmepumpenbetrieb zum Pumpen von Wärme der Außenluft verwirklicht werden.
  • Genauer gesagt schaltet der Controller 50 zwischen einem in 3 gezeigten Kühlmodus und einem in 4 und 5 gezeigten Heizmodus um. Beispielsweise wählt der Controller 50 den Kühlmodus in dem Fall aus, in dem eine Zielblastemperatur (TAO = Target Blowing Temperatur) von Blasluft, die in die Fahrzeugkabine zu blasen ist, in einem niedrigen Temperaturbereich ist, einen in 4 gezeigten ersten Heizmodus in dem Fall aus, in dem die Zielblastemperatur TAO in einem hohen Temperaturbereich ist (d.h. in dem Fall, in dem eine Heizlast gleich oder größer als eine vorbestimmte Last wird), und wählt einen in 5 gezeigten zweiten Heizmodus in dem Fall aus, in dem die Außenlufttemperatur eine extrem niedrige Temperatur ist (d.h. in dem Fall, in dem die Heizlast übermäßig groß wird).
  • Die Zielblastemperatur TAO wird mittels der folgenden Gleichung berechmet. TAO = Kset × Tset − Kr × Tr − Kam × Tam − Ks × Ts + C
    Figure DE112014003511B4_0001
  • Tset ist eine Fahrzeugkabinen-Inneneinstelltemperatur, die von einem Fahrzeugkabinen-Innentemperatureinstellschalter eingestellt wird. Tr ist eine Fahrzeugkabinen-Innentemperatur (d.h. die Innenlufttemperatur), die von dem Innenluftsensor 52 erfasst wird. Tam ist die Außenlufttemperatur, die von dem Außenluftsensor 53 erfasst wird. Ts ist eine Sonnenstrahlungsmenge, die von dem Sonnenstrahlungssensor 54 erfasst wird. Kset, Kr, Kam und Ks sind Regelverstärkungen und C ist eine Konstante zur Korrektur.
  • Die Zielblastemperatur TAO entspricht der Wärmemenge, welche die Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug erzeugen muss, um das Innere der Fahrzeugkabine bei einer gewünschten Temperatur zu halten, und kann als Klimatisierungswärmelast (d.h. eine Kühllast und eine Heizlast) verstanden werden, die für die Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug erforderlich ist. Das heißt, dass in dem Fall, in dem die für die Klimatisierungsvorrichtung erforderliche Kühllast für ein Fahrzeug groß ist, die Zielblastemperatur TAO im niedrigen Temperaturbereich ist. In dem Fall, in dem die für die Klimatisierungsvorrichtung erforderliche Heizlast für ein Fahrzeug groß ist, ist die Zielblastemperatur im hohen Temperaturbereich.
  • Wie in 3 gezeigt, sind im Kühlmodus der erste Kühlmittel kühlende Wärmetauscher 14, der zweite Kühlmittel kühlende Wärmetauscher 15 und der Kühlerkern 17 mit einem ersten Kühlmittelkreislauf C1 verbunden und der Strahler 13 und der Kühlmittel heizende Wärmetauscher 16 sind mit einem zweiten Kühlmittelkreislauf C2 verbunden.
  • Auf diese Weise absorbiert das Kühlmittel, nachdem es in dem ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14 und dem zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 15 gekühlt wurde, Wärme im Kühlerkern 17, und das Kühlmittel, nachdem es in dem Kühlmittel heizenden Wärmetauscher 16 erwärmt wurde, strahlt Wärme im Strahler 13. Somit kann das Innere der Fahrzeugkabine durch Kühlen der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft gekühlt werden.
  • Wie in einer in 3 gezeigten Zweipunktstrichlinie kann in dem Fall, in dem die Vorrichtung 19 auf einer stromaufwärtigen Seite der Kühlmittelströmung des ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14 angeordnet ist, die Abwärme der Vorrichtung 19 in den ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14 eingeführt werden. Des Weiteren kann, da die Temperatur des in den zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 15 strömenden Kühlmittels davor bewahrt werden kann, durch Abwärme der Vorrichtung 19 erhöht zu werden, eine wärmeabsorbierende Fähigkeit des zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauschers 15 sichergestellt werden.
  • Wie in 4 gezeigt, sind im ersten Heizmodus der erste Kühlmittel kühlende Wärmetauscher 14, der zweite Kühlmittel kühlende Wärmetauscher 15 und der Strahler 13 mit dem ersten Kühlmittelkreislauf C1 verbunden und der Kühlmittel heizende Wärmetauscher 16 und der Heizerkern 18 sind mit dem zweiten Kühlmittelkreislauf C2 verbunden.
  • Auf diese Weise absorbiert das Kühlmittel, nachdem es in dem ersten Kühlmittel kühlenden kühlenden Wärmetauscher 14 und dem zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 15 gekühlt wurde, Wärme im Strahler 13, und das Kühlmittel, das im Kühlmittel heizenden heizenden Wärmetauscher 16 erwärmt wurde, strahlt Wärme im Heizerkern 18. Somit kann das Innere der Fahrzeugkabine durch Heizen der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft erwärmt werden.
  • Wie in einer Zweipunktstrichlinie in 4 gezeigt, kann in dem Fall, in dem die Vorrichtung 19 auf der stromaufwärligen Seite der Kühlmittelströmung des ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauschers 14 angeordnet ist, Abwärme der Vorrichtung 19 in den ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14 eingeführt werden. Des Weiteren kann, da die Temperatur des in den zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 15 strömenden Kühlmittels davor bewahrt werden kann, durch Abwärme der Vorrichtung 19 erhöht zu werden, die wärmeabsorbierende Fähigkeit des zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauschers 15 sichergestellt werden.
  • Wie in 5 gezeigt, sind im zweiten Heizmodus der Strahler 13 und der zweite Kühlmittel kühlende Wärmetauscher 15 mit dem ersten Kühlmittelkreislauf C1 verbunden und der erste Kühlmittel kühlende Wärmetauscher 14, der Kühlmittel heizende Wärmetauscher 16 und der Heizerkern 18 sind mit dem zweiten Kühlmittelkreislauf C2 verbunden.
  • Auf diese Weise absorbiert das Kühlmittel, nachdem es im zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 15 gekühlt wurde, Wärme im Strahler 13, und das Kühlmittel, das im Kühlmittel heizenden Wärmetauscher 16 erwärmt wurde, strahlt Wärme im Heizerkern 18. Somit kann das Innere der Fahrzeugkabine durch Heizen der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft erwärmt werden.
  • Des Weiteren strahlt das Kühlmittel, nachdem es im Kühlmittel heizenden Wärmetauscher 16 erwärmt wurde, Wärme im ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14. Als Ergebnis kann die Heizleistung durch Erhöhen der Dichte des Kältemittels verbessert werden, das in den Verdichter 23 gezogen wird.
  • Wie in 6 gezeigt, wird, während die Wärmemenge erhöht wird, die von dem Kühlmittel heizenden Wärmetauscher 16 in den ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14 eingeführt wird, der hohe Druck (d.h. der Druck des Kältemittels in einem Hochdruck-Zustand) des Kältezyklus 22 erhöht und die Heizleistung verbessert.
  • Wie in einer Zweipunktstrichlinie in 5 gezeigt, kann in dem Fall, in dem die Vorrichtung 19 auf der strömaufwärtigen Seite der Kühlmittelströmung oder einer stromabwärtigen Seite der Kühlmittelströmung des ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauschers 14 angeordnet ist, die Temperatur der Vorrichtung 19 durch das Kühlmittel eingestellt werden.
  • Das heißt, dass in dem Fall, in dem die Temperatur der Vorrichtung 19 höher als die Temperatur des in die Vorrichtung 19 strömenden Kühlmittels ist, die Vorrichtung 19 gekühlt werden kann. In dem Fall, in dem die Temperatur der Vorrichtung 19 niedriger als die Temperatur des in die Vorrichtung 19 strömenden Kühlmittels ist, kann die Vorrichtung 19 erwärmt werden.
  • Insbesondere ist in dem Fall, in dem die Temperatur des Kühlmittels, dessen Wärme im ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14 gestrahlt wird, die Zwischentemperatur von ungefähr 0 bis 10°C ist, die Temperatur des Kühlmittels zum Einstellen einer Temperatur der Batterie geeignet.
  • In dem Fall, in dem die Vorrichtung 19 auf der stromaufwärtigen Seite der Kühlmittelströmung des ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauschers 14 angeordnet ist, kann Abwärme der Vorrichtung 19 in den ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14 eingeführt werden. Des Weiteren kann die Temperatur des in den zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 15 strömenden Kühlmittels davor bewahrt werden, durch Abwärme der Vorrichtung 19 erhöht zu werden. Somit kann die wärmeabsorbierende Fähigkeit des zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauschers 15 sichergestellt werden.
  • In dieser Ausführungsform tauschen der erste Kühlmittel kühlende Wärmetauscher 14 und der zweite Kühlmittel kühlende Wärmetauscher 15 Wärme zwischen dem Kältemittel und dem Kühlmittel aus. Demgemäß kann sogar in dem Fall, in dem die Temperatur der Luft niedrig ist, die Temperatur des Kältemittels, dessen Wärme im ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14 und dem zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 15 ausgetauscht wird, (d.h. die Temperatur des Kältemittels, das in den Verdichter 23 gezogen wird), davor bewahrt werden, verringert zu werden. Somit kann die Dichte des in den Verdichter 23 gezogenen Kältemittels davor bewahrt werden, verringert zu werden.
  • Des Weiteren liefert der Ejektor 25 das Zwischendruck-Kältemittel und das Niederdruck-Kältemittel, das Zwischendruck-Kältemittel tauscht Wärme im ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14 und das Niederdruck-Kältemittel tauscht Wärme im zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 15 aus. Demgemäß können die Kältemittel in zwei Typen des Temperaturbereichs Wärme absorbieren. Somit kann verglichen mit einem Fall, in dem das Kältemittel in einem Typ des Temperaturbereichs Wärme absorbiert, das Kältemittel Wärme effizient absorbieren. Somit kann die Heizleistung sogar zu einem Zeitpunkt der niedrigen Außenlufttemperatur davor bewahrt werden, verschlechtert zu werden.
  • Genauer gesagt absorbiert das Zwischendruck-Kältemittel Wärme des hochdruckseitigen Kältemittels oder Abwärme der Vorrichtung 19 im ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14 und das Niederdruck-Kältemittel absorbiert Wärme von der Außenluft im zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 15. Somit kann die Dichte des Kältemittels erhöht werden durch Verwenden von Wärme des hochdruckseitigen Kältemittels oder Abwärme der Vorrichtung 19 im ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14 erhöht werden und Wärme kann von der Außenluft durch Sicherstellen eines Temperaturunterschieds zwischen dem Kältemittel und der Außenluft im zweiten Wärmetauscher 15 zuverlässig absorbiert werden.
  • In dieser Ausführungsform ist der erste Kühlmittel kühlende Wärmetauscher 14 mit wenigstens dem ersten Kühlmittelkreislauf C1 und/oder dem zweiten Kühlmittelkreislauf C2 bei einem Heizen verbunden. Der erste Heizmodus kann durch Verbinden des ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauschers 14 mit dem ersten Kühlmittelkreislauf C1 ausgeführt werden. Der zweite Heizmodus kann durch Verbinden des ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauschers 14 mit dem zweiten Kühlmittelkreislauf C2 ausgeführt werden.
  • Im zweiten Heizmodus kann die Wärmemenge des Kühlmittels, nachdem es im Kühlmittel heizenden Wärmetauscher 16 erwärmt wurde, in den ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14 eingeführt werden. Demgemäß kann die Dichte des Kältemittels, das in den Verdichter 23 gezogen wird, durch Erhöhen der Temperatur des Kältemittels, das Wärme im ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14 ausgetauscht hat, sogar zu einem Zeitpunkt der niedrigen Außenlufttemperatur erhöht werden. Somit kann die Heizleistung sogar zu einem Zeitpunkt der niedrigen Außenlufttemperatur verbessert werden.
  • Im zweiten Heizmodus wird die Wärmemenge, die von dem zweiten Kühlmittelkreislauf C2 in den ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14 eingeführt wird, in Verbindung mit einer Zunahme in der Heizlast erhöht. Auf diese Weise kann die Heizleistung zum Zeitpunkt der niedrigen Außenlufttemperatur zuverlässig verbessert werden.
  • Beispielsweise kann die Wärmemenge, die von dem zweiten Kühlmittelkreislauf C2 in den ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14 eingeführt wird, durch Einstellen der Strömungsrate des zweiten Kühlmittelkreislaufs C2 eingestellt werden, die durch den ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14 durch das erste Schaltventil 20 und das zweite Schaltventil 21 strömt. In diesem Fall bilden das erste Schaltventil 20 und das zweite Schaltventil 21 ein Einstellteil für eingeführte Wärmemenge, welche die von dem zweiten Kühlmittelkreislauf C2 in den ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14 eingeführte Wärmemenge erhöht.
  • In dieser Ausführungsform schalten das erste Schaltventil 20 und das zweite Schaltventil 21 ein Verbindungsziel des ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauschers 14 von dem ersten Kühlmittelkreislauf C1 auf den zweiten Kühlmittelkreislauf C2 in Verbindung mit der Zunahme in der Heizlast beim Heizen um. Auf diese Weise kann die Heizleistung geeigneterweise durch Umschalten von dem ersten Heizmodus auf den zweiten Heizmodus in Verbindung mit der Zunahme in der Heizlast sichergestellt werden.
  • In dieser Ausführungsform ist der erste Kühlmittel kühlende Wärmetauscher 14 mit dem ersten Kühlmittelkreislauf C1 bei einem Kühlen verbunden. Auf diese Weise kann die Kühlmittelleistung durch Ausführen des Kühlmodus sichergestellt werden.
  • In dieser Ausführungsform führt der Ejektor 25 das Zwischendruck-Kältemittel und das Niederdruck-Kältemittel zu, das Zwischendruck-Kältemittel tauscht Wärme im ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14 aus und das Niederdruck-Kältemittel tauscht Wärme im zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 15 aus. Somit kann das Zwischendruck-Kältemittel und das Niederdruck-Kältemittel effizient zugeführt werden.
  • In dieser Ausführungsform erwärmt die Vorrichtung 19 das Kühlmittel, das in den ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14 strömt. Als Ergebnis kann die Wärmemenge des Kühlmittels, nachdem es in der Vorrichtung 19 erwärmt wurde, in den ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14 eingeführt werden. Somit kann die Heizleistung sogar zum Zeitpunkt der niedrigen Außenlufttemperatur verbessert werden.
  • Gemäß dieser Ausführungsform veranlasst der Strahler 13 das Kühlmittel, Wärme durch Austauschen von Wärme zwischen dem Kühlmittel nachdem es im zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 15 gekühlt wurde, und der Außenluft zu absorbieren. Somit kann die Heizleistung durch den Wärmepumpenbetrieb zuverlässig ausgeübt werden, in dem Wärme von der Außenluft absorbiert wird.
  • In dieser Ausführungsform schalten das erste Schaltventil 20 und das zweite Schaltventil 21 zwischen dem Kühlmodus, dem ersten Heizmodus und dem zweiten Heizmodus um, verringert die von dem Kühlmittel eingeführte Wärmemenge, nachdem es im Kühlmittel heizenden Wärmetauscher 16 erwärmt wurde, zu dem Kältemittel, das im ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14 strömt, im Kühlmodus im Vergleich mit dem Fall des zweiten Heizmodus. Auf diese Weise kann die Kühlmittelleistung während des Kühlmodus sichergestellt werden.
  • Ein Umgehungspfad kann bereitgestellt werden, durch den das in dem Kühlmittel heizenden Wärmetauscher 16 erwärmte Kühlmittel strömt, während der erste Kühlmittel kühlende Wärmetauscher 14 umgangen wird. Auf diese Weise kann Wärme, die in das durch den ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14 strömende Kältemittel eingeführt wird, durch Einstellen eines Strömungsratenverhältnisses zwischen einer Strömungsrate des durch den Umgehungsdurchgang strömenden Kühlmittels und einer Strömungsrate des durch den ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14 strömenden Kühlmittels erhöht oder verringert werden.
  • In dieser Ausführungsform absorbiert das Kühlmittel, das durch den ersten Kühlmittelkreislauf C1 zirkuliert, Wärme von der Vorrichtung 19. Als Ergebnis kann verglichen mit einem Fall, in dem das Kühlmittel, das durch den zweiten Kühlmittelkreislauf C2 zirkuliert, Wärme von der Vorrichtung 19 absorbiert, die Temperatur des in den zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 15 strömenden Kühlmittels davor bewahrt werden, durch Wärme der Vorrichtung 19 erhöht zu werden. Somit kann die wärmeabsorbierende Fähigkeit des zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauschers 15 sichergestellt werden.
  • In dieser Ausführungsform wird Kühlmittel kühlenden die Temperatur der Batterie durch das Kühlmittel eingestellt, das Wärme im ersten Wärmetauscher 14 ausgetauscht hat. Demgemäß kann, da die Temperatur der Batterie durch das Kühlmittel bei der Zwischentemperatur eingestellt wird, die Temperatur der Batterie günstig eingestellt werden.
  • (Andere Ausführungsformen)
  • Die obigen Ausführungsform können geeigneterweise kombiniert werden. Beispielsweise können verschiedenen Modifikationen an der obigen Ausführungsform wie folgt vorgenommen werden.
    1. (1) Verschiedene Modifikationen können an dem Kältezyklus 22 vorgenommen werden. Beispielsweise kann, wie in 7 gezeigt, der erste Kühlmittel kühlende Wärmetauscher 14 auf der stromaufwärtigen Seite der Kältemittelströmung des Düsenabschnitts 25a des Ejektors 25 angeordnet sein.
  • Wie in 8 gezeigt, kann eine Zweigsektion S1 zum Aufteilen des Kältemittels auf die Seite des Verdichters 23 und die Seite des zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauschers 15 auf einer stromabwärtigen Seite der Kältemittelströmung der Diffusorsektion des Ejektors 25 bereitgestellt werden, und der erste Kühlmittel kühlende Wärmetauscher 14 kann zwischen der Zweigsektion S1 und der Kältemittelsaugseite des Verdichters 23 angeordnet werden.
  • Wie in diesem Beispiel kann das Zwischendruck-Kältemittel, das im Expansionsventil 24 erzeugt wird, Wärme im ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 14 austauschen, und das Niederdruck-Kältemittel, das im Ejektor 25 erzeugt wird, kann Wärme im zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauscher 15 austauschen.
  • Wie in 9 gezeigt, kann der Kältezyklus 22 ein normaler Kältezyklus (d.h. ein Expansionsventilzyklus) sein, der keinen Ejektor umfasst. Genauer gesagt kann eine Zweigsektion S2 zum Aufteilen des Kältemittels auf die Seite des ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauschers 14 und die Seite des zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauschers 15 auf der stromabwärtigen Seite der Kältemittelströmung des Expansionsventils 24 bereitgestellt werden, ein zweites Expansionsventil (d.h. ein Druckverringerungsteil) 27 kann zwischen der Zweigsektion S2 und der Kältemitteleinlassseite des zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauschers 15 angeordnet sein, die Kältemittelauslassseite des zweiten Kühlmittel kühlenden Wärmetauschers 15 kann mit einem Sauganschluss 23a des Verdichters 23 verbunden sein und die Kältemittelauslassseite des ersten Kühlmittel kühlenden Wärmetauschers 14 kann mit einem Zwischendruck-Anschluss 23b des Verdichters 23 verbunden sein.
  • Der in 9 gezeigte Verdichter 23 ist ein elektrischer Verdichter des zweistufigen Druck-verstärkenden Typs, bei dem zwei Verdichtungsmechanismen, die einen niedrigstufenseitigen Verdichtungsmechanismus, der durch einen Verdichtungsmechanismus eines festen Kapazitätstyps gebildet wird, und einen hochstufenseitigen Verdichtungsmechanismus sowie einen Elektromotor zum drehenden Antreiben beider Verdichtungsmechanismen umfassen, in einem Gehäuse zum Bilden einer äußeren Hülle davon untergebracht sind.
  • Der Sauganschluss 23a des Verdichters 23 veranlasst das Niederdruck-Kältemittel von der Außenseite des Gehäuses in den niedrigstufenseitigen Verdichtungsmechanismus gezogen zu werden. Der Zwischendruck-Anschluss 23b des Verdichters 23 veranlasst das Zwischendruck-Kältemittel des Kältezyklus 22 in das Gehäuse zu strömen und sich mit dem Kältemittel in einem Verdichtungsprozess von niedrigem Druck zu hohem Druck zu vermischen.
  • Der Verdichter 23 des in 9 gezeigten zweistufigen Druck-verstärkenden Typs kann auf einen Kältezyklus vom Ejektor-Typ angewendet werden, der den Ejektor 25 umfasst.
    • (2) In der obigen Ausführungsform wird das Kühlmittel als das Heizmedium verwendet. Irgendeines von verschiedenen Typen von Medien, wie beispielsweise Öl, kann jedoch als das Heizmedium verwendet werden.
  • Ein Nanofluid kann als das Heizmedium verwendet werden. Das Nanofluid ist ein Fluid, in dem Nanoteilchen mit Teilchendurchmessern in der Größenordnung von Nanometern gemischt sind. Zusätzlich zu einer betrieblichen Wirkung beim Absenken eines Gefrierpunkts, wie bei dem Kühlmittel (d.h. sogenannte Frostschutzflüssigkeit) unter Verwendung von Ethylenglykol, können die folgenden betrieblichen Wirkungen durch Mischen der Nanoteilchen im Heizmedium erhalten werden.
  • Das heißt, dass eine betriebliche Wirkung bei der Verbesserung der thermischen Leitfähigkeit in einem bestimmten Temperaturbereich, eine betriebliche Wirkung bei der Erhöhung der Wärmekapazität des Heizmediums, eine antikorrosive Wirkung eines Metallrohrs und eine betriebliche Wirkung bei der Verhinderung der Verschlechterung eines Gummirohrs, und eine betriebliche Wirkung bei der Erhöhung der Fluidität des Heizmediums bei einer extrem niedrigen Temperatur erhalten werden kann.
  • Derartige betriebliche Wirkungen können sich verschiedenartig gemäß einer Teilchenkonfiguration, einer Teilchenform, einem Einmischverhältnis und einem Zusatzmaterial des Nanoteilchens ändern.
  • Demgemäß kann die thermische Leitfähigkeit verbessert werden. Somit kann der äquivalente Kühlwirkungsgrad durch das Heizmedium in einer kleineren Menge als bei dem Kühlmittel erhalten werden, das Ethylenglykol verwendet.
  • Außerdem kann die Wärmekapazität des Heizmediums erhöht werden. Somit kann eine kalte und warme Speichermenge (d.h. gespeicherte kalte Wärme durch fühlbare Wärme) des Heizmediums selbst erhöht werden.
  • Sogar in einem Zustand, in dem der Verdichter 23 nicht betätigt wird, kann die Temperatureinstellung, die Kühlen und Heizen der Vorrichtung durch Verwenden der gespeicherten Kälte und Wärme umfasst, für eine bestimmte Dauer durch Erhöhen der Speichermenge der Kälte und Wärme durchgeführt werden. Somit kann Leistung des Fahrzeugwärmemanagementsystems 10 eingespart 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 verwendet werden, das irgendeines von Au, Ag, Cu und C enthält. Genauer gesagt kann als ein konstituierendes Atom des Nanoteilchens ein Au-Nanoteilchen, ein Ag-Nanodraht, eine Kohlenstoffnanoröhre (d.h. ein CNT = carbon nanotube), Graphen, ein Graphitkern-Hüllen strukturiertes Nanoteilchen (d.h. ein Teilchenkörper, in dem eine Struktur, wie beispielsweise eine Kohlenstoffnanoröhre vorhanden ist, um das obige Atom zu umgeben), und ein CNT enthaltendes Au-Nanoteilchen oder dergleichen verwendet werden.
  • (3) Im Kältezyklus 22 der obigen Ausführungsform wird das Fluorchlorkohlenwasserstoff-basierte Kältemittel als das Kältemittel verwendet. Eine Art des Kältemittels ist jedoch nicht auf das obige beschränkt, und ein natürliches Kältemittel, wie beispielsweise Kohlenstoffdioxid, ein kohlenwasserstoffbasiertes Kältemittel oder dergleichen kann verwendet werden.
  • Außerdem bildet der Kältezyklus 22 der obigen Ausführungsform den subkritischen Kältezyklus, in dem der Druck des hochdruckseitigen Kältemittels den kritischen Druck des Kältemittels nicht überschreitet. Der Kältezyklus 22 kann jedoch einen superkritischen Kältezyklus bilden, in dem der Druck des hochdruckseitigen Kältemittels den kritischen Druck des Kältemittels überschreitet.
  • (4) In der obigen Ausführungsform wird das Beispiel beschrieben, bei dem das Fahrzeugwärmemanagementsystem 10 auf das Hybridfahrzeug angewendet wird. Das Fahrzeugwärmemanagementsystem 10 kann jedoch auf ein elektrisches Fahrzeug, das die Maschine nicht umfasst und das die Antriebsleistung zum Betreiben des Fahrzeugs von dem Elektromotor für Reisen erhält, und dergleichen angewendet werden.
  • (5) In der obigen Ausführungsform wird der Heizerkern 18, der die Luft erwärmt, die in die Fahrzeugkabine zu blasen ist, durch Austauschen von Wärme zwischen der Luft, die in die Fahrzeugkabine zu blasen ist, und dem Kühlmittel als der Luft heizende Wärmetauscher (d.h. der Luftheizer) verwendet. Als der Luft heizende Wärmetauscher (d.h. der Luftheizer) kann jedoch ein innerer Verflüssiger verwendet werden, der die in die Fahrzeugkabine zu blasende Luft durch Austauschen von Wärme zwischen der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Luft und dem hochdruckseitigen Kältemittel des Kältezyklus 22 erwärmt.

Claims (13)

  1. Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug, umfassend: einen Verdichter (23), der ein Hochdruck-Kältemittel durch Ziehen und Abführen eines Kältemittels zuführt; einen Luft heizenden Wärmetauscher (18), der Luft heizt, die in eine Fahrzeugkabine zu blasen ist, durch Verwenden von Wärme des Hochdruck-Kältemittels; ein Druckverringerungsteil (24, 25), welches das Hochdruck-Kältemittel expandiert und dekomprimiert und dieses als ein Zwischendruck-Kältemittel und ein Niederdruck-Kältemittel zuführt; einen ersten niederdruckseitigen Wärmetauscher (14), der Wärme zwischen dem Zwischendruck-Kältemittel und einem anderen Heizmedium als der Luft austauscht; einen zweiten niederdruckseitigen Wärmetauscher (15), der das Heizmedium durch Austauschen von Wärme zwischen dem Niederdruck-Kältemittel und dem Heizmedium kühlt; einen ersten Heizmediumkreislauf (C1), durch den das im zweiten niederdruckseitigen Wärmetauscher (15) gekühlte Heizmedium zirkuliert; einen Heizmedium-Luft-Wärmetauscher (13, 17), der das Heizmedium veranlasst, Wärme durch Austauschen von Wärme zwischen der Luft und dem durch den ersten Heizmediumkreislauf (C1) zirkulierenden Heizmedium zu absorbieren; einen hochdruckseitigen Wärmetauscher (16), der das Heizmedium durch Austauschen von Wärme zwischen dem Hochdruck-Kältemittel und dem Heizmedium heizt; und einen zweiten Heizmediumkreislauf (C2), durch den das im hochdruckseitigen Wärmetauscher (16) erwärmte Heizmedium zirkuliert, wobei der erste niederdruckseitige Wärmetauscher (14) mit wenigstens dem ersten Heizmediumkreislauf (C1) und/oder dem zweiten Heizmediumkreislauf (C2) bei einem Heizen verbunden ist, gekennzeichnet durch eine Gas-Flüssigkeit-Trennvorrichtung (26), die eine Kältemittelverteilungssektion ist, die eine Flüssigkeit und ein Gas des Kältemittels, das von dem ersten niederdruckseitigen Wärmetauscher (14) ausströmt, trennt, die ein Gasphasenkältemittel zu einer Kältemittelsaugseite des Verdichters (23) ausströmt und die ein Flüssigphasenkältemittel veranlasst, zu einer Kältemitteleinlassseite des zweiten niederdruckseitigen Wärmetauschers (15) zu strömen.
  2. Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1, ferner umfassend ein Schaltteil (Einstellteil für eingeführte Wärmemenge) (20, 21), das eine Wärmemenge erhöht, die vom zweiten Heizmediumkreislauf (C2) in den ersten niederdruckseitigen Wärmetauscher (14) in Verbindung mit einer Zunahme in einer Heizlast eingeführt wird, wobei der erste niederdruckseitige Wärmetauscher (14) mit dem zweiten Heizmediumkreislauf (C2) verbunden ist.
  3. Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1, ferner umfassend ein Schaltteil (20, 21), der ein Verbindungsziel des ersten niederdruckseitigen Wärmetauschers (14) von dem ersten Heizmediumkreislauf (C1) zu dem zweiten Heizmediumkreislauf (C2) in Verbindung mit der Zunahme in der Heizlast bei dem Heizen umschaltet.
  4. Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei der erste niederdruckseitige Wärmetauscher (14) mit dem ersten Heizmediumkreislauf (C1) bei einem Kühlen verbunden ist.
  5. Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei der Druckverringerungsteil (24, 25) einen Ejektor (25) aufweist, der Ejektor (25) das Kältemittel als ein Saugkältemittel von einem Kältemittel-Sauganschluss (25b) durch eine Saugwirkung eines Hochgeschwindigkeit-Einspritzkältemittels zieht, das von einem Düsenabschnitt (25a) eingespritzt wird, welcher den Druck des Kältemittels verringert, und den Druck eines gemischten Kältemittels des Einspritzkältemittels und des Saugkältemittels in einem Druckverstärkungsabschnitt (25d) verstärkt, das Zwischendruck-Kältemittel das Kältemittel ist, nachdem dessen Druck im Druckverstärkungsabschnitt (25d) verstärkt wurde, und das Niederdruck-Kältemittel das Saugkältemittel ist.
  6. Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei das Druckverringerungsteil (24, 25) ein Expansionsventil, welches das Kältemittel expandiert und dekomprimiert, und einen Ejektor (25) aufweist, der Ejektor (25) das Kältemittel als ein Saugkältemittel von einem Kältemittel-Sauganschluss (25b) durch eine Saugwirkung eines Hochgeschwindigkeits-Einspritzkältemittels zieht, das von einem Düsenabschnitt (25a) eingespritzt wird, der den Druck des Kältemittels verringert, nachdem es im Expansionsventil dekomprimiert wurde, und den Druck eines aus dem Einspritzkältemittel und dem Saugkältemittel gemischten Kältemittels in einem Druckverstärkungsabschnitt (25d) verstärkt, das Zwischendruck-Kältemittel das Kältemittel ist, nachdem es im Expansionsventil dekomprimiert wurde, und das Niederdruck-Kältemittel das Saugkältemittel ist.
  7. Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1, ferner umfassend eine Vorrichtung (19), die das Heizmedium erwärmt, das in den ersten niederdruckseitigen Wärmetauscher (14) strömt.
  8. Fahrzeugwärmetauscher gemäß Anspruch 7, wobei die Vorrichtung (19) eine wärmeerzeugende Vorrichtung ist, die Wärme erzeugt, wenn sie betrieben wird.
  9. Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 7, wobei die Vorrichtung (19) ein Belüftungswärme-Rückgewinnungswärmetauscher ist, der Wärme aus Luft zurückgewinnt, die von dem Inneren der Fahrzeugkabine zu der Außenseite der Fahrzeugkabine zur Belüftung abgeführt wurde.
  10. Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug, umfassend: einen zweiten Heizmediumkreislauf (C2), durch den ein Heizmedium zirkuliert; einen Verdichter (23), der ein Kältemittel zieht und abführt; einen hochdruckseitigen Wärmetauscher (16), der das Heizmedium durch Austauschen von Wärme zwischen dem Kältemittel, das durch den Verdichter (23) abgeführt wird, und dem Heizmedium, das durch den zweiten Heizmediumkreislauf (C2) zirkuliert, erwärmt; einen Luft heizenden Wärmetauscher (18), der Luft erwärmt, die in eine Fahrzeugkabine zu blasen ist, durch Austauschen von Wärme zwischen dem Heizmedium, die im hochdruckseitigen Wärmetauscher (16) erwärmt wird, und der Luft, die in die Fahrzeugkabine zu blasen ist; ein Druckverringerungsteil (24, 25), welches das Kältemittel expandiert und dekomprimiert, das nach Austauschen von Wärme im hochdruckseitigen Wärmetauscher (16) ist; einen ersten niederdruckseitigen Wärmetauscher (14), der Wärme zwischen dem Heizmedium und dem Kältemittel austauscht, das im Druckverringerungsteil (24, 25) expandiert und dekomprimiert wird; und einen ersten Heizmediumkreislauf (C1), durch den ein Heizmedium zirkuliert; einen zweiten niederdruckseitigen Wärmetauscher (15), der das Heizmedium durch Austauschen von Wärme zwischen dem Kältemittel, nachdem es im Druckverringerungsteil (24, 25) expandiert und dekomprimiert wurde, und dem Heizmedium, das durch den ersten Heizmediumkreislauf (C1) zirkuliert, kühlt; und einen Heizmedium-Außenluft-Wärmetauscher (13), der das Heizmedium veranlasst, Wärme durch Austauschen von Wärme zwischen der Außenluft und dem Heizmedium zu absorbieren, nachdem es im zweiten niederdruckseitigen Wärmetauscher (15) gekühlt wurde, wobei das im hochdruckseitigen Wärmetauscher (16) erwärmte Heizmedium imstande ist, in den ersten niederdruckseitigen Wärmetauscher (14) eingeführt zu werden, gekennzeichnet durch eine Gas-Flüssigkeit-Trennvorrichtung (26), die eine Kältemittelverteilungssektion ist, die eine Flüssigkeit und ein Gas des Kältemittels, das von dem ersten niederdruckseitigen Wärmetauscher (14) ausströmt, trennt, die ein Gasphasenkältemittel zu einer Kältemittelsaugseite des Verdichters (23) ausströmt und die ein Flüssigphasenkältemittel veranlasst, zu einer Kältemitteleinlassseite des zweiten niederdruckseitigen Wärmetauschers (15) zu strömen.
  11. Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 10, ferner umfassend: einen Luft kühlenden Wärmetauscher (17), der die Luft kühlt, die in die Fahrzeugkabine zu blasen ist, durch Austauschen von Wärme zwischen dem Heizmedium, nachdem es im zweiten niederdruckseitigen Wärmetauscher (15) gekühlt wurde, und der Luft, die in die Fahrzeugkabine zu blasen ist; und ein Schaltteil (20, 21), wobei das Schaltteil (20, 21) zwischen einem Heizmodus, in dem das in dem zweiten niederdruckseitigen Wärmetauscher (15) gekühlte Heizmedium in den Heizmedium-Außenluft-Wärmetauscher (13) strömt, und einen Kühlmodus, in dem das im hochdruckseitigen Wärmetauscher (16) erwärmte Heizmedium in den Heizmedium-Außenluft-Wärmetauscher (13) strömt, umschaltet, und im Kühlmodus, das Schaltteil (20, 21) eine Wärmemenge, die von dem im hochdruckseitigen Wärmetauscher (16) erwärmten Heizmedium in das im ersten niederdruckseitigen Wärmetauscher (14) strömenden Kältemittel eingeführt wird, verglichen mit dem Heizmodus verringert.
  12. Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 10, ferner umfassend eine Vorrichtung (19), dessen Wärme durch das Heizmedium absorbiert wird, das durch den ersten Heizmediumkreislauf (C1) zirkuliert.
  13. Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 und 11 bis 12, ferner umfassend eine Batterie (19), dessen Temperatur von dem Heizmedium eingestellt wird und dessen Wärme im ersten niederdruckseitigen Wärmetauscher (14) ausgetauscht wurde.
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