DE112015002902T5

DE112015002902T5 - Kältekreislauf-Vorrichtung

Info

Publication number: DE112015002902T5
Application number: DE112015002902.8T
Authority: DE
Inventors: Kengo Sugimura; Norihiko Enomoto; Yoshiki Katoh; Nobuharu Kakehashi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-06-18
Filing date: 2015-06-02
Publication date: 2017-03-02
Also published as: WO2015194107A1; US20170197490A1; CN106662366A; JP2016003828A

Abstract

Eine Kältekreislauf-Vorrichtung umfasst: eine Pumpe (11) auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur, die ein Wärmemedium auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur ansaugt und ablässt; einen Kompressor (21), der ein Kältemittel ansaugt, komprimiert und ablässt; eine Wärmeabstrahlungs-Vorrichtung (15), die Warme aus einem Kältemittel mit einem hohen Druck abführt, das aus dem Kompressor (21) abgelassen wird; eine Dekompressions-Vorrichtung (23c, 65b), die das Kältemittel mit einem hohen Druck dekomprimiert, aus dem Wärme mittels der Wärmeabstrahlungs-Vorrichtung (13) abgeführt wurde; einen inneren Wärmetauscher (24), der Wärme zwischen dem Kältemittel mit einem hohen Druck, das aus der Wärmeabstrahlungs-Vorrichtung (15) heraus strömt, und dem Kältemittel mit einem niedrigen Druck austauscht, das aus einem Wärmemedium-Kühler (14) heraus strömt; einen Erfassungsabschnitt (23a) für die Temperatur des Kältemittels mit einem niedrigen Druck, der eine Temperatur in Verbindung mit einer Temperatur des Kältemittels mit einem niedrigen Druck detektiert oder erfasst, das in dem inneren Wärmetauscher (24) Wärme ausgetauscht hat; sowie eine Steuereinheit (23b) für einen Grad an Überhitzung, die einen Grad an Überhitzung des Kältemittels mit einem niedrigen Druck, das in dem inneren Wärmetauscher (24) Wärme ausgetauscht hat, basierend auf der Temperatur steuert, die mittels des Erfassungsabschnitts (23a, 66) für die Temperatur des Kältemittels mit einem niedrigen Druck detektiert oder erfasst wird.

Description

Verweis auf eine verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung basiert auf einer am 18. Juni 2014 eingereichten Japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-125306 , deren Inhalte durch eine Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hierin aufgenommen sind.
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Kältekreislauf-Vorrichtung, die einen inneren Wärmetauscher beinhaltet.
Stand der Technik
Herkömmlich offenbart das Patentdokument l zum Beispiel den Aufbau einer Kältekreislauf-Vorrichtung, die Kohlenstoffdioxid als ein Kältemittel verwendet und einen inneren Wärmetauscher umfasst. Bei dem inneren Wärmetauscher handelt es sich um einen Wärmetauscher, der Wärme zwischen einem Kältemittel von einem Kühler und einem Kältemittel von einem Verdampfer austauscht.
Wenn Kohlenstoffdioxid als das Kältemittel verwendet wird, kann ein Druck in dem Kältekreislauf auf der Seite mit einem hohen Druck im Sommer einen kritischen Druck oder einen höheren Druck erreichen, was zu einer Zunahme des Energieverbrauchs durch einen Kompressor führt, wodurch eine Leistungsziffer (COP) des Kältekreislaufs verschlechtert wird.
Beim Stand der Technik tauscht der innere Wärmetauscher Wärme zwischen dem Kältemittel von dem Kühler und dem Kältemittel von dem Verdampfer aus, wodurch die Verschlechterung der Leistungsziffer (COP) des Kältekreislaufs unterbunden wird.
Bei dem Verdampfer im Stand der Technik handelt es sich um einen Kältemittel-Luft-Wärmetauscher, der Wärme zwischen einer Kühlluft und einem Kältemittel mit einem niedrigen Druck austauscht, das mittels eines Expansion-Mechanismus dekomprimiert und expandiert wird.
Dokument des Standes der Technik
Patentdokument

Patentdokument 1: Ungeprüfte Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2008- 122034 .

Zusammenfassung der Erfindung
Der vorliegende Anmelder hat eine Kältekreislauf-Vorrichtung untersucht (die im Folgenden als ein untersuchtes Beispiel bezeichnet wird), die Wärme zwischen einem Kältemittel in dem Kältekreislauf und einem Kühlmittel (einem Wärmemedium) in einem Verdampfer austauscht, die dann ermöglicht, dass das Kühlmittel, das mittels des Verdampfers gekühlt wird, Wärme mit einer Lüftungsluft in einem Luft-Kühl-Wärmetauscher austauscht, wodurch die Lüftungsluft gekühlt wird.
Da der Verdampfer bei dem untersuchten Beispiel Wärme nicht mit der Lüftungsluft austauscht, kann verhindert werden, auch wenn das Kältemittel in dem Verdampfer austritt, dass das austretende Kältemittel zusammen mit der Lüftungsluft einem zu lüftenden Raum zugeführt wird.
Um die Lüftungsluft bei dem untersuchten Beispiel jedoch mit der gleichen Menge an Wärme zu kühlen wie jener beim Stand der Technik, muss die Temperatur eines Kühlmittels in dem Luft-Kühl-Wärmetauscher auf dem gleichen Niveau wie jenem in dem Verdampfer des Standes Technik eingestellt werden.
Es werde angenommen, dass der Verdampfer den Grad an Überhitzung in der gleichen Weise wie im Stand der Technik aufnimmt. In dem Verdampfer des Standes der Technik ist ein Unterschied in der Temperatur zwischen der Lüftungsluft und dem Kältemittel so groß, dass ein vorgegebener Grad an Überhitzung durch eine relativ kleine Wärmeaustausch-Fläche erzielt werden kann. Demgegenüber muss der Grad an Überhitzung in dem Verdampfer des untersuchten Beispiels aus dem Unterschied zwischen dem Kühlmittel, das eine viel niedrigere Temperatur als die Lüftungsluft aufweist, und dem Kältemittel aufgenommen werden. Aus diesem Grund weist der Verdampfer des untersuchten Beispiels eine Schwierigkeit dahingehend auf, den geeigneten Grad an Überhitzung zu erreichen, und er kann hinsichtlich einer Steuerbarkeit (Unterbindung von Schwankungen und Stabilität) für Schwankungen in einer Last auf dem Kältekreislauf schlechter sein.
Wenn der Grad an Überhitzung unter Verwendung eines geringen Unterschieds in der Temperatur zwischen dem Kältemittel und dem Kühlmittel erreicht werden soll, muss die Temperatur des Kältemittels in dem Verdampfer verringert werden, um den Temperaturunterschied zwischen dem Kältemittel und dem Kühlmittel zu vergrößern, wodurch das Ausmaß des Wärmeaustauschs erhöht wird. In einem derartigen Fall kann die Dichte des Kältemittels, das in den Kompressor eingesaugt wird, verringert und so die Leistungsziffer (COP) des Kältekreislaufs verschlechtert sein.
Die vorliegende Offenbarung erfolgte in Anbetracht der vorstehenden Fragestellung, und eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht in der Verbesserung der Steuerbarkeit für Schwankungen in der Last und der Leistungsziffer (COP) eines Kältekreislaufs in einer Kältekreislauf-Vorrichtung, die einen Wärmemedium-Kühler für ein Kühlen eines Wärmemediums mit einem Kältemittel sowie einen Wärmemedium-Luft-Wärmetauscher für ein Austauschen von Wärme zwischen dem Wärmemedium, das von dem Wärmemedium-Kühler gekühlt wird, und Luft umfasst.
Um die vorstehende Aufgabe zu erfüllen, umfasst eine Kältekreislauf-Vorrichtung: eine Pumpe auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur, die ein Wärmemedium auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur ansaugt und ablässt; einen Kompressor, der ein Kältemittel ansaugt, komprimiert und ablässt; eine Wärmeabstrahlungs-Vorrichtung, die Wärme aus dem Kältemittel mit einem hohen Druck abführt, das von dem Kompressor abgelassen wird; eine Dekompressions-Vorrichtung, die das Kältemittel mit einem hohen Druck dekomprimiert, das Wärme mittels der Wärmeabstrahlungs-Vorrichtung abgeführt hat; einen Wärmemedium-Kühler, der das Wärmemedium auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur kühlt, indem Wärme zwischen dem Kältemittel mit einem niedrigen Druck, dass mittels der Dekompressions-Vorrichtung dekomprimiert wurde, und dem Wärmemedium auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur ausgetauscht wird; einen Wärmemedium-Luft-Wärmetauscher, der Wärme zwischen dem Wärmemedium, das mittels des Wärmemedium-Kühlers gekühlt wird, und Luft austauscht; einen inneren Wärmetauscher, der Wärme zwischen dem Kältemittel mit einem hohen Druck, das aus der Wärmeabstrahlungs-Vorrichtung heraus strömt, und dem Kältemittel mit einem niedrigen Druck austauscht, das aus dem Wärmemedium-Kühler heraus strömt; einen Abschnitt für ein Erfassen der Temperatur des Kältemittels mit einem niedrigen Druck, der eine Temperatur in Verbindung mit einer Temperatur des Kältemittels mit einem niedrigen Druck detektiert oder erfasst, das in dem inneren Wärmetauscher Wärme ausgetauscht hat; sowie eine Steuereinheit für einen Überhitzungsgrad, die einen Grad an Überhitzung des Kältemittels mit einem niedrigen Druck, das in dem inneren Wärmetauscher Wärme ausgetauscht hat, basierend auf der Temperatur steuert, die mittels des Abschnitts für ein Erfassen der Temperatur des Kältemittels mit einem niedrigen Druck detektiert oder erfasst wird.
Mit der vorstehend beschriebenen Anordnung wird der Grad an Überhitzung von dem inneren Wärmetauscher aufgenommen, wodurch es möglich wird, den Grad an Überhitzung sicher aufzunehmen, ohne die Temperatur des Kältemittels zu verringern, im Vergleich zu dem Fall, wenn ein Grad an Überhitzung von dem Wärmemedium-Kühler aufgenommen wird. Dies liegt daran, dass ein Unterschied in der Temperatur zwischen dem Kältemittel mit einem hohen Druck und dem Kältemittel mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher größer als jener zwischen dem Kältemittel mit einem niedrigen Druck und dem Wärmemedium auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur in dem Wärmemedium-Kühler ist.
Dementsprechend kann die Steuerbarkeit für Schwankungen in der Last und der Leistungsziffer des Kältekreislaufs verbessert werden, indem der Grad an Überhitzung in dem inneren Wärmetauscher aufgenommen wird.
Die Steuereinheit für den Überhitzungsgrad kann zum Beispiel den Grad an Überhitzung des Kältemittels mit einem niedrigen Druck verringern, das in dem inneren Wärmetauscher Wärme ausgetauscht hat, wenn die Temperatur oder der Druck des Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck niedriger wird.
Somit wird der Grad an Überhitzung des Kältemittels mit einem niedrigen Druck, das in dem inneren Wärmetauscher Wärme ausgetauscht hat, unter der Bedingung verringert, dass die Temperatur oder der Druck des Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck niedrig ist, wodurch ein Zwei-Phasen-Bereich gasförmig/flüssig auch auf der Seite des Kältemittels mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher auftritt, wodurch die Wärmeaustausch-Kapazität des inneren Wärmetauschers verbessert wird. Mit anderen Worten, der Grad an Unterkühlung auf der Seite des Kältemittels mit einem hohen Druck in dem inneren Wärmetauscher wird größer. Wenn der Grad an Unterkühlung größer wird, kann die Menge eines Flüssigphasen-Kältemittels in dem Wärmemedium-Kühler erhöht werden, um die Wärmeabsorptions-Kapazität des Wärmemedium-Kühlers zu vergrößern. Daher kann der Kältekreislauf seine Leistungsziffer verbessern.
Des Weiteren kann der Grad an Unterkühlung des Kältemittels mit einem hohen Druck erhöht werden, das in dem inneren Wärmetauscher Wärme ausgetauscht hat, wodurch der Druck des Kältemittels in der Wärmeabführungs-Vorrichtung verringert wird und dadurch die Effizienz des Kompressors verbessert wird. Daher kann der Kältekreislauf seine Leistungsziffer verbessern.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Schaubild einer Gesamtkonfiguration einer Kältekreislauf-Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 ist ein Schaubild einer Konfiguration eines Kältemittel-Kreislaufs in der Kältekreislauf-Vorrichtung bei der ersten Ausführungsform;
3 ist ein Kennfeld eines Expansionsventils beim Öffnen des Ventils bei der ersten Ausführungsform;
4 ist ein Blockschaubild, das eine elektrische Steuereinheit der Kältekreislauf-Vorrichtung bei der ersten Ausführungsform zeigt;
5 ist ein Schaubild, um einen Luft-Heiz-Modus der Kältekreislauf-Vorrichtung bei der ersten Ausführungsform zu erläutern;
6 ist ein Schaubild, um einen Luft-Kühl-Modus der Kältekreislauf-Vorrichtung bei der ersten Ausführungsform zu erläutern;
7 ist ein Mollier-Diagramm, das ein Kreislauf-Verhalten in dem Luft-Heiz-Modus der Kältekreislauf-Vorrichtung bei der ersten Ausführungsform zeigt;
8 ist ein Mollier-Diagramm, das ein Kreislauf-Verhalten in dem Luft-Kühl-Modus der Kältekreislauf-Vorrichtung bei der ersten Ausführungsform zeigt;
9 ist ein Schaubild einer Gesamtkonfiguration einer Kältekreislauf-Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
10 ist ein Schaubild einer Gesamtkonfiguration eines Kältemittel-Kreislaufs in einer Kältekreislauf-Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform;
11 ist ein Schaubild einer Gesamtkonfiguration eines Kältemittel-Kreislaufs in einer Kältekreislauf-Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform;
12 ist eine perspektivische Ansicht eines Expansionsventils, eines Kühlmittel-Kühlers sowie eines inneren Wärmetauschers gemäß einer fünften Ausführungsform;
13 ist eine perspektivische Ansicht eines Expansionsventils, eines Kühlmittel-Kühlers sowie eines inneren Wärmetauschers gemäß einer sechsten Ausführungsform;
14 ist eine perspektivische transparente Ansicht des Expansionsventils, des Kühlmittel-Kühlers sowie des inneren Wärmetauschers bei der sechsten Ausführungsform;
15 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XV-XV in 13;
16 ist eine Explosions-Querschnittsansicht des Expansionsventils, des Kühlmittel-Kühlers sowie des inneren Wärmetauschers bei der sechsten Ausführungsform.
Beschreibung von Ausführungsformen
Im Folgenden werden Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es ist anzumerken, dass die gleichen oder äquivalente Teile bei den nachstehenden jeweiligen Ausführungsformen in den Figuren durchweg mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind.
Erste Ausführungsform
Eine Kältekreislauf-Vorrichtung 10, die in 1 gezeigt ist, wird für eine Klimatisierung des Innenraums eines Fahrzeugs auf eine geeignete Temperatur verwendet. Bei dieser Ausführungsform wird die Kältekreislauf-Vorrichtung 10 auf ein Hybrid-Fahrzeug angewendet, das eine Antriebskraft für ein Fahren sowohl von einem Motor (einem Verbrennungsmotor) als auch von einem Elektromotor zum Fahren erhält.
Das Hybrid-Fahrzeug dieser Ausführungsform ist als ein Plug-in-Hybrid-Fahrzeug konfiguriert, das die an dem Fahrzeug angebrachte Batterie (am Fahrzeug angebrachte Batterie) während des Stoppens des Fahrzeugs mit einem Strom laden kann, der von einer externen Stromquelle (einer kommerziellen Stromquelle) zugeführt wird. Als die Batterie kann zum Beispiel eine Lithiumionen-Batterie verwendet werden.
Die Antriebskraft, die von dem Verbrennungsmotor abgegeben wird, wird nicht nur dafür verwendet, ein Fahren des Fahrzeugs zu bewirken, sondern auch dafür, einen Stromgenerator zu betreiben. Der von dem Stromgenerator erzeugte Strom und der Strom, der von der externen Stromquelle zugeführt wird, können in der Batterie gespeichert werden. Der in der Batterie gespeicherte Strom wird nicht nur dem Elektromotor zum Fahren zugeführt, sondern wird auch verschiedenen, an dem Fahrzeug angebrachten Einrichtungen zugeführt, die elektrische Komponenten beinhalten, die in der Kältekreislauf-Vorrichtung 10 enthalten sind.
Wie in 1 gezeigt, umfasst die Kältekreislauf-Vorrichtung 10 eine Pumpe 11 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur, eine Pumpe 12 auf der Seite mit einer hohen Temperatur, einen Kühler 13, ein Drei-Wege-Ventil 36 des Kühlers, einen Kühlmittel-Kühler 14, einen Kühlmittel-Heizer 15, einen Kühlerkern 16 sowie einen Heizerkern 17.
Jede von der Pumpe 11 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur und der Pumpe 12 auf der Seite mit einer hohen Temperatur dient als eine Kühlmittel-Pumpe, die ein Kühmittel (ein Wärmemedium) ansaugt und ablässt, und wird von einer elektrischen Pumpe konfiguriert. Bei dem Kühlmittel handelt es sich um ein Fluid als das Wärmemedium. Bei dieser Ausführungsform kann das Kühlmittel, das zur Verwendung geeignet ist, eine Flüssigkeit, die zumindest Ethylenglycol, Dimethylpolysiloxan oder ein Nanofluid enthält, und eine Frostschutzlösung beinhalten.
Der Kühler 13, der Kühlmittel-Kühler 14, der Kühlmittel-Heizer 15, der Kühlerkern 16 sowie der Heizerkern 17 sind Kühlmittel-Zirkulationsvorrichtungen (Wärmemedium-Zirkulationsvorrichtungen), durch die das Kühlmittel zirkuliert.
Bei dem Kühler 13 handelt es sich um einen Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (einen Wärmemedium-Außenluft-Wärmetauscher), der Wärme zwischen dem Kühlmittel und der Außenluft (der Luft im Außenraum des Fahrzeugs) austauscht. Der Kühler 13 empfängt die Außenluft, die von einem äußeren Gebläse 18 geblasen wird. Bei dem äußeren Gebläse 18 handelt es sich um ein Gebläse, das die Außenluft zu dem Kühler 13 bläst. Das äußere Gebläse 18 ist ein elektrisches Gebläse, das einen Gebläseventilator beinhaltet, der von einem Elektromotor (einem Gebläsemotor) angetrieben wird.
Der Kühler 13 und das äußere Gebläse 18 sind an der Vorderseite des Fahrzeugs angeordnet. Somit kann während des Fahrens des Fahrzeugs Fahrtluft auf den Kühler 13 treffen.
Wenn das Kühlmittel, das durch den Kühlmittel-Kühler 14 hindurch strömt, durch den Kühler 13 hindurch strömt, wird die Kühlmittel-Temperatur niedriger als die Außenluft-Temperatur eingestellt, wodurch der Kühler 13 als ein Wärmeabsorptions-Wärmetauscher funktioniert, der Wärme aus der Außenluft in das Kühlmittel hinein absorbiert. Indem ermöglicht wird, wird dass das Kühlmittel, das durch den Kühlmittel-Heizer 15 hindurch strömt, durch den Heizerkern 17 hindurch strömt, wirkt die Kältekreislauf-Vorrichtung 10 in diesem Fall als ein Wärmepumpen-Heizer, der die Lüftungsluft in dem Heizerkern 17 erwärmt, indem er Wärme aus der Außenluft absorbiert.
Wenn das Kühlmittel, das durch den Kühlmittel-Heizer 15 hindurch strömt, durch den Kühler 13 hindurch strömt, wird die Kühlmittel-Temperatur höher als die Außenluft-Temperatur eingestellt, wodurch der Kühler 13 als ein Wärmetauscher mit einer Wärmeabführung funktioniert, der Wärme aus dem Kühlmittel in die Außenluft abführt. Indem ermöglicht wird, dass das Kühlmittel, das durch den Kühlmittel-Kühler 14 hindurch strömt, durch den Kühlerkern 16 hindurch strömt, wirkt die Kältekreislauf-Vorrichtung 10 in diesem Fall als ein Kühler, der die Lüftungsluft mittels des Kühlerkerns 16 kühlt und Abwärme bei dem Kühler in die Außenluft abführt, wenn er die Luft kühlt.
Bei dem Kühlmittel-Kühler 14 handelt es sich um einen Wärmetauscher auf der Seite mit einem niedrigen Druck (einen Wärmemedium-Kühler), der das Kühlmittel kühlt, indem Wärme zwischen dem Kühlmittel und einem Kältemittel auf der Seite mit einem niedrigen Druck in einem Kältemittel-Kreislauf 20 (Kältekreislauf) ausgetauscht wird. Der Kühlmittel-Kühler 14 kann das Kühlmittel auf eine Temperatur kühlen, die niedriger als die Temperatur der Außenluft ist.
Bei dem Kühlmittel-Heizer 15 handelt es sich um einen Wärmetauscher auf der Seite mit einem hohen Druck (einen Wärmemedium-Heizer) der das Kühlmittel erwärmt, indem Wärme zwischen dem Kühlmittel und einem Kältemittel auf der Seite mit einem hohen Druck in dem Kältemittel-Kreislauf 20 ausgetauscht wird. Der Kühlmittel-Heizer 15 ist ein Kühler, der Wärme aus dem Kältemittel auf der Seite mit einem hohen Druck in den Kältemittel-Kreislauf 20 abführt.
Wie in 2 gezeigt, ist der Kältemittel-Kreislauf 10 ein Kühlgerät mit Dampfkompression, das einen Kompressor 21, den Kühlmittel-Heizer 15, ein Flüssigkeits-Reservoir 22, ein Expansionsventil 23, den Kühlmittel-Kühler 14 sowie einen inneren Wärmetauscher 24 umfasst.
Der Kältemittel-Kreislauf 20 bei dieser Ausführungsform bildet einen subkritischen Kältekreislauf, bei dem ein Druck eines Kältemittels auf der Seite mit einem hohen Druck den kritischen Druck des Kältemittels nicht übersteigt, wobei ein Fluorkohlenstoff-Kältemittel (HFC134a, HFO1234yf etc.) als das Kältemittel verwendet wird.
Bei dem Kompressor 21 handelt es sich um einen elektrischen Kompressor, der mittels eines von der Batterie zugeführten Stroms angetrieben wird, oder um einen Kompressor, der mittels eines Riemens angetrieben wird. Der Kompressor 21 saugt das Kältemittel in dem Kältemittel-Kreislauf 20 an, komprimiert es und lässt es ab.
Bei dem Kühlmittel-Heizer 15 handelt es sich um einen Kondensor, der ein Kältemittel auf der Seite mit einem hohen Druck kondensiert, indem Wärme zwischen dem Kühlmittel und dem Kältemittel auf der Seite mit einem hohen Druck ausgetauscht wird, das von dem Kompressor 21 abgelassen wird. Bei dem Flüssigkeits-Reservoir 22 handelt es sich um einen Gas-Flüssigkeit-Separator, der ein Kältemittel mit den zwei Phasen gasförmig/flüssig, das aus dem Kühlmittel-Heizer 15 heraus strömt, in ein Gasphasen-Kältemittel und ein Flüssigphasen-Kältemittel separiert und dann das separierte Flüssigphasen-Kältemittel zu der Seite des Expansionsventils 23 strömen lässt.
Bei dem Expansionsventil 23 handelt es sich um eine Dekompressions-Vorrichtung, die ein Flüssigphasen-Kältemittel, das aus einem Kältemittel-Strömungspfad 24a des inneren Wärmetauschers 24 auf der Seite mit einem hohen Druck heraus strömt, dekomprimiert und expandiert. Das Expansionsventil 23 ist ein thermisches Expansionsventil (ein mechanisches Expansionsventil), das einen Temperaturerfassungs-Abschnitt 23a aufweist und einen Ventilkörper mittels eines mechanischen Mechanismus antreibt, wie beispielsweise einer Membran 23b.
Der Temperaturerfassungs-Abschnitt 23a detektiert den Grad an Überhitzung des Kältemittels auf der Auslassseite in einem Kältemittel-Strömungspfad 24b des inneren Wärmetauschers 24 auf der Seite mit einem niedrigen Druck (im Folgenden als ein Auslass-Kältemittel auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 bezeichnet) basierend auf der Temperatur und dem Druck des Auslass-Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24. Der Temperaturerfassungs-Abschnitt 23a ist ein Erfassungs-Abschnitt für die Temperatur eines Kältemittels mit einem niedrigen Druck (ein Detektor für die Temperatur eines Kältemittels mit einem niedrigen Druck), der die Temperatur des Auslass-Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 erfasst (detektiert).
Der Grad an Überhitzung des Auslass-Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 kann basierend auf dem Druck des Kältemittels auf der Einlassseite in dem Kühlmittel-Kühler 14 und dem Druck des Kältemittels nach einer Dekompression mittels des Expansionsventils 23 detektiert oder abgeschätzt werden.
Der mechanische Mechanismus, wie beispielsweise die Membran 23b, ändert eine Fläche (einen Öffnungsgrad) eines Drossel-Strömungspfads 23c, indem dessen Ventilkörper derart angetrieben wird, dass der Grad an Überhitzung des Auslass-Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt.
Bei dem mechanischen Mechanismus, wie beispielsweise der Membran 23b, handelt es sich um eine Steuereinheit für den Überhitzungs-Grad, die den Grad an Überhitzung des Kältemittels mit einem niedrigen Druck steuert, dessen Wärme mittels des inneren Wärmetauschers 24 ausgetauscht wird. Der Drossel-Strömungspfad 23c ist eine Dekompressions-Vorrichtung, die das Kältemittel mit einem hohen Druck dekomprimiert, dessen Wärme in dem Kühlmittel-Heizer 15 abgeführt wird.
Der Temperaturerfassungs-Abschnitt 23a wird mit dem Gas-Kältemittel beschickt. Die Zusammensetzung des Gas-Kältemittels, mit dem der Temperaturerfassungs-Abschnitt 23a beschickt wird, wird in Abhängigkeit von den Eigenschaften bestimmt, die den Zieldruck (die Temperatur) und den Grad an Überhitzung des Auslass-Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 umfassen.
Das Gas, mit dem der Temperaturerfassungs-Abschnitt 23a zur Verwendung beschickt wird, ist ein Gemisch zum Beispiel aus einem Fluorkohlenstoff-Kältemittel (HFC134a, HFO1234yf etc.) und He (Helium) oder N₂ (Stickstoff), wodurch es ermöglicht wird, dass das Expansionsventil 23 die Misch-Lade-Charakteristik aufweist.
Hierbei bedeutet der Begriff Misch-Lade-Charakteristik, wie er hierin verwendet wird, dass eine Ventilöffnungs-Charakteristik V1 des Expansionsventils 23, wie in 3 gezeigt, so eingestellt ist, dass sie die Relation aufweist, die eine Sättigungslinie S1 des Kältemittels schneidet (kreuzt), das in dem Kreislauf mit einer vorgegebenen Temperatur T1 zirkuliert.
Das heißt, der Grad an Überhitzung wird nicht aufgenommen, wenn der Druck eines Kältemittels mit einem niedrigen Druck, das aus dem inneren Wärmetauscher 24 heraus strömt, niedriger als der Sättigungsdruck des Kältemittels bei der vorgegebenen Temperatur T1 ist. Bei einem Beispiel, das in 3 gezeigt ist, beträgt die vorgegebene Temperatur T1 –5°C. Die vorgegebene Temperatur T1 kann 5°C oder weniger betragen.
Die Ventilöffnungs-Charakteristik V1 des Expansionsventils 23 entspricht der Relation zwischen der Temperatur und dem Druck des Auslass-Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24, die mittels des Expansionsventils 23 gesteuert werden. Die Ventilöffnungs-Charakteristik V1 ist durch die Art und das Verhältnis von Gasen, mit denen der Temperaturerfassungs-Abschnitt 23a beschickt wird, und einen voreingestellten Druck einer Feder bestimmt, die den Ventilkörper des Expansionsventils 23 treibt.
Bei dem in den 1 und 2 gezeigte Kühlmittel-Kühler 14 handelt es sich um einen Verdampfer, der ein Kältemittel mit einer niedrigen Temperatur verdampft, indem Wärme zwischen dem Kühlmittel und dem Kältemittel mit einem niedrigen Druck ausgetauscht wird, das durch das Expansionsventil 23 dekomprimiert und expandiert wird. Das Gasphasen-Kältemittel, das bei dem Kühlmittel-Kühler 14 verdampft wird, wird in den Kompressor 21 eingesaugt durch diesen komprimiert.
Bei dem inneren Wärmetauscher 24 handelt es sich um einen Wärmetauscher, der Wärme zwischen dem Kältemittel mit einem hohen Druck, das aus dem Flüssigkeits-Reservoir 22 heraus strömt, und dem Kältemittel mit einem niedrigen Druck austauscht, das aus dem Kühlmittel-Kühler 14 heraus strömt.
Der innere Wärmetauscher 24 weist den Kältemittel-Strömungspfad 24a auf der Seite mit einem hohen Druck und den Kältemittel-Strömungspfad 24b auf der Seite mit einem niedrigen Druck auf. Bei dem Kältemittel-Strömungspfad 24a auf der Seite mit einem hohen Druck handelt es sich um einen Strömungspfad, durch den hindurch das Kältemittel auf der Seite mit einem hohen Druck strömt, das aus dem Kühlmittel-Heizer 15 heraus strömt. Bei dem Kältemittel-Strömungspfad 24b auf der Seite mit einem niedrigen Druck handelt es sich um einen Strömungspfad, durch den hindurch das Kältemittel auf der Seite mit einem niedrigen Druck strömt, das aus dem Kühlmittel-Kühler 14 heraus strömt.
Bei dem in 2 gezeigten Beispiel sind der Kühlmittel-Kühler 13, der innere Wärmetauscher 24, das Flüssigkeits-Reservoir 22 sowie der Kühlmittel-Heizer 15 miteinander integriert. Insbesondere sind der Kühlmittel-Kühler 14, der innere Wärmetauscher 24, das Flüssigkeits-Reservoir 22 sowie der Kühlmittel-Heizer 15 durch Löten miteinander integriert und verbunden.
Bei dem in 1 gezeigten Kühlerkern 16 handelt es sich um einen Luft-Kühl-Wärmetauscher, der Lüftungsluft in dem Fahrzeuginnenraum kühlt, indem Wärme zwischen dem Kühlmittel und der Lüftungsluft in dem Fahrzeuginnenraum ausgetauscht wird. Der Kühlerkern 16 ist ein Kühlmittel-Luft-Wärmetauscher (ein Wärmemedium-Luft-Wärmetauscher), der Wärme zwischen dem Kühlmittel, das durch den Kühlmittel-Kühler 14 gekühlt wird, und Luft austauscht.
Bei dem Heizerkern 17 handelt es sich um einen Luft-Heiz-Wärmetauscher, der Lüftungsluft in dem Fahrzeuginnenraum erwärmt, indem Wärme zwischen dem Kühlmittel und der Lüftungsluft in dem Fahrzeuginnenraum ausgetauscht wird. Der Heizerkern 17 ist ein Kühler, der Wärme aus dem Kühlmittel, das durch das Kältemittel auf der Seite mit einem hohen Druck erwärmt wird, in dem Kühlmittel-Heizer 15 abführt.
Der Heizerkern 17 ist auf der in Bezug auf den Kühlerkern 16 leewärtigen Seite der Lüftungsluft angeordnet. Wenn der Kühlerkern ermöglicht, dass das Kühlmittel, das mittels des Kühlmittel-Kühlers 14 gekühlt wird, durch diesen hindurch strömt, wird die Lüftungsluft, die durch den Kühlerkern 16 gekühlt wird, mittels des Heizerkerns 17 erneut erwärmt, wodurch eine Erwärmung der Luft durchgeführt wird, während die Temperatur der Lüftungsluft eingestellt und die Lüftungsluft entfeuchtet wird.
Der Kühlerkern 16 und der Heizerkern 17 nehmen Innenluft (Luft des Fahrzeuginnenraums), Außenluft oder eine gemischte Luft aus der Innenluft und der Außenluft auf, die von einem inneren Gebläse 19 geblasen werden. Bei dem inneren Gebläse 19 handelt es sich um ein Gebläse, das Luft in Richtung zu dem Fahrzeuginnenraum bläst (dem zu klimatisierenden Raum). Das innere Gebläse 19 ist ein elektrisches Gebläse, das einen mehrflügligen Radialventilator (Schirokko-Ventilator) beinhaltet, der mittels eines Elektromotors (Gebläsemotors) anzutreiben ist.
Der Kühlerkern 16, der Heizerkern 17 sowie das innere Gebläse 19 sind in einem Gehäuse 27 einer inneren Klimatisierungseinheit 26 in einer Fahrzeug-Klimaanlage aufgenommen. Die innere Klimatisierungseinheit 26 ist im Inneren eines Armaturenbretts (einer Instrumententafel) an dem vordersten Abschnitt des Fahrzeuginnenraums angeordnet. Das Gehäuse 27 bildet eine äußere Hülle der inneren Klimatisierungseinheit.
Das Gehäuse 27 bildet einen Luftdurchlass für die Lüftungsluft, die in den Fahrzeuginnenraum zu blasen ist. Das Gehäuse 27 ist aus einem Harz (zum Beispiel Polypropylen) mit einer gewissen Elastizität und einer ausgezeichneten Festigkeit gebildet. Innerhalb des Gehäuses 27 ist der Heizerkern 17 auf der in Bezug auf den Kühlerkern 16 stromabwärts gelegenen Seite des Luftstroms angeordnet.
Innerhalb des Gehäuses 27 ist zwischen dem Kühlerkern 16 und dem Heizerkern 17 eine Luftmischklappe 28 angeordnet. Die Luftmischklappe 28 dient als ein Einstellabschnitt für die Temperatur der Blasluft (Einstellabschnitt für ein Luftströmungsraten-Verhältnis), der das Verhältnis der Strömungsrate der Luft, die durch den Heizerkern 17 hindurch strömt, zu der Strömungsrate der Luft einstellt, die den Heizerkern 17 umgeht, wodurch die Temperatur der Blasluft in dem Fahrzeuginnenraum eingestellt wird. Die Luftmischklappe 28 dient außerdem als ein Einstellabschnitt für eine Luftströmungsrate, der die Strömungsrate der Luft einstellt, die durch den Heizerkern 17 hindurch strömt.
Bei der Luftmischklappe 28 handelt es sich zum Beispiel um eine plattenförmige Drehklappe, eine Schiebeklappe oder dergleichen, und sie wird mittels eines elektrischen Antriebs (nicht gezeigt) angetrieben.
Die Pumpe 11 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur ist in einem Pumpen-Strömungspfad 31 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur angeordnet. Die Pumpe 12 auf der Seite mit einer hohen Temperatur ist in einem Pumpen-Strömungspfad 32 auf der Seite mit einer hohen Temperatur angeordnet. Der Kühler 13 ist in einem Kühler-Strömungspfad 33 angeordnet.
Der Kühlerkern 16 ist in einem Kühlerkern-Strömungspfad 34 angeordnet. Der Heizerkern 17 ist in einem Heizerkern-Strömungspfad 35 angeordnet.
Der Pumpen-Strömungspfad 31 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur, der Pumpen-Strömungspfad 32 auf der Seite mit einer hohen Temperatur und der Kühler-Strömungspfad 33 sind über das Drei-Wege-Ventil 36 des Kühlers miteinander verbunden. Bei dem Drei-Wege-Ventil 36 des Kühlers handelt es sich um ein elektrisch schaltendes Ventil, das den Strömungspfad mittels eines elektrischen Mechanismus umschaltet.
Bei dem Drei-Wege-Ventil 36 des Kühlers handelt es sich um einen Strömungspfad-Umschalter, der zwischen einem Zustand, in dem der Pumpen-Strömungspfad 31 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur mit dem Kühler-Strömungspfad 33 in Verbindung steht, und einem Zustand umschaltet, in dem der Pumpen-Strömungspfad 32 auf der Seite mit einer hohen Temperatur mit dem Kühler-Strömungspfad 33 in Verbindung steht.
Eine Umschaltsteuerung des Strömungspfads in dem Drei-Wege-Ventil 36 des Kühlers steuert selektiv, ob die Kältekreislauf-Vorrichtung 10 einen Wärmepumpen-Luft-Heiz-Betrieb oder einen Luft-Kühl-Betrieb durchführt.
Die Kältekreislauf-Vorrichtung 10 schaltet die Strömungsrichtung des Kühlmittels mittels des Drei-Wege-Ventils 36 des Kühlers um, um ein Umschalten zwischen dem Luft-Heiz-Betrieb und dem Luft-Kühl-Betrieb zu ermöglichen, ohne die Strömungsrichtung des Kältemittels in dem Kreislauf, durch den hindurch das Kältemittel strömt, umzuschalten oder umzukehren.
Bei dem Drei-Wege-Ventil 36 des Kühlers handelt es sich um einen Einstellabschnitt für eine Kühlmittel-Strömungsrate (einen Einstellabschnitt für eine Wärmemedium-Strömungsrate), um die Strömungsrate des Kühlmittels einzustellen, das durch den Kühler 13 hindurch strömt. Die Strömungsrate des Kühlmittels durch den Kühler 13 hindurch wird eingestellt, um dadurch eine Wärmeabsorptions- oder eine Wärmeabführungs-Kapazität des Kühlers 13 zu regeln, so dass die Temperatur in dem Pumpen-Strömungspfad 31 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur oder die Kühlmittel-Temperatur in dem Pumpen-Strömungspfad 32 auf der Seite mit einer hohen Temperatur so gesteuert wird, dass sie sich an die Zieltemperatur annähert.
Wenn darüber hinaus zusätzlich zu dem Kühler 13 eine Vorrichtung zum Kühlen oder Erwärmen des Kühlmittels eingebaut wird, kann das Drei-Wege-Ventil 36 des Kühlers ein Mehrwege-Ventil sein, das in der Lage ist, auf einen Strömungspfad zu der hinzugefügten Vorrichtung (oder der Vorrichtung für ein Kühlen oder Erwärmen des Kühlmittels) umzuschalten.
Der Kühlerkern-Strömungspfad 34 ist mit dem Pumpen-Strömungspfad 31 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur verbunden. In dem Kühlerkern-Strömungspfad 34 ist ein Ein-Aus-Ventil 37 des Strömungspfads angeordnet. Bei dem Ein-Aus-Ventil 37 des Strömungspfads handelt es sich um eine Ein-Aus-Vorrichtung des Strömungspfads, die den Kühlerkern-Strömungspfad 34 öffnet und schließt. Das Ein-Aus-Ventil 37 des Strömungspfads ist ein elektrisches Ein-Aus-Ventil, das den Strömungspfad mittels des elektrischen Mechanismus öffnet und schließt.
Der Heizerkern-Strömungspfad 35 ist mit dem Pumpen-Strömungspfad 32 auf der Seite mit einer hohen Temperatur verbunden. Der Heizerkern-Strömungspfad 35 ist über ein Drei-Wege-Ventil 38 eines Motor-Kühlkreislaufs mit einem Motor-Kühlkreislauf 40 (einem Wärmemedium-Kreislauf) verbunden.
Bei dem Drei-Wege-Ventil 38 eines Motor-Kühlkreislaufs handelt es sich um einen Strömungspfad-Umschalter, der zwischen einem Zustand, in dem der Motor-Kühlkreislauf 40 mit dem Heizerkern-Strömungspfad 35 in Verbindung steht, und einem Zustand umschaltet, in dem der Motor-Kühlkreislauf 40 mit dem Heizerkern-Strömungspfad 35 nicht in Verbindung steht. Das Drei-Wege-Ventil 38 eines Motor-Kühlkreislaufs ist ein elektrisch schaltendes Ventil, das den Strömungspfad mittels eines elektrischen Mechanismus umschaltet.
Sämtliche von dem Drei-Wege-Ventil 36 des Kühlers, dem Ein-Aus-Ventil 37 des Strömungspfads sowie dem Drei-Wege-Ventil 38 des Motor-Kühlkreislaufs können in einem Gehäuse eingebaut sein, oder alternativ können einige dieser Ventile gemeinsam in einem Gehäuse eingebaut sein. Sämtliche dieser Ventile können einen Antriebsmechanismus gemeinsam nutzen, oder alternativ können einige von diesen einen solchen gemeinsam nutzen.
Der Motor-Kühlkreislauf 40 beinhaltet einen Zirkulations-Strömungspfad 41, um die Zirkulation des Kühlmittels zu ermöglichen. Der Zirkulations-Strömungspfad 41 konfiguriert einen Haupt-Strömungspfad in dem Motor-Kühlkreislauf 40. In dem Zirkulations-Strömungspfad 41 sind eine Motorpumpe 42, ein Motor 43 sowie ein Motor-Kühler 44 in dieser Reihenfolge in Reihe angeordnet.
Bei der Motorpumpe 42 handelt es sich um eine elektrische Pumpe, die das Kühlmittel ansaugt und ablässt. Die Motorpumpe 42 kann mittels des Motors über eine Riemenscheibe, einen Riemen etc. drehbar angetrieben werden. Der Motor 43 ist ein Wärmegenerator, der Abwärme erzeugt.
Der Motor-Kühler 44 ist ein Kühler (ein Wärmemedium-Außenluft-Wärmetauscher), der Wärme aus dem Kühlmittel in die Außenluft abführt, indem Wärme zwischen dem Kühlmittel und der Außenluft ausgetauscht wird. Es wird ermöglicht, dass das Kühlmittel bei einer Temperatur, die gleich der Außenlufttemperatur oder niedriger als diese ist, durch den Motor-Kühler 44 hindurch strömt, wodurch eine Wärmeabsorption aus der Außenluft in das Kühlmittel in dem Motor-Kühler 44 ermöglicht wird.
Das äußere Gebläse 18 bläst die Außenluft in Richtung zu dem Motor-Kühler 44. Der Motor-Kühler 44 ist an dem vordersten Abschnitt des Fahrzeugs auf der in der Strömungsrichtung der Außenluft in Bezug auf den Kühler 13 stromabwärts gelegenen Seite angeordnet.
Der Zirkulations-Strömungspfad 41 ist mit einem Strömungspfad 45 zur Umgehung des Kühlers verbunden. Der Strömungspfad 45 zur Umgehung des Kühlers ist ein Abschnitt zur Umgehung des Kühlers, der ermöglicht, dass das Kühlmittel den Motor-Kühler 44 in dem Motor-Kühlkreislauf 40 umgeht.
Ein Thermostat 46 ist in einem Verbundungabschnitt zwischen dem Strömungspfad 45 zur Umgehung des Kühlers und dem Zirkulations-Strömungspfad 41 angeordnet. Bei dem Thermostat 46 handelt es sich um ein auf eine Kühlmitteltemperatur ansprechendes Ventil, das aus einem mechanischen Mechanismus aufgebaut ist, der dafür ausgelegt ist, einen Kühlmittel-Strömungspfad zu öffnen und zu schließen, indem ein Ventilkörper unter Verwendung eines Thermowachses (eines die Temperatur erfassenden Elements) verschoben wird, dessen Volumen in Abhängigkeit von seiner Temperatur veränderlich ist.
Wenn insbesondere die Temperatur des Kühlmittels unterhalb einer vorgegebenen Temperatur (zum Beispiel unter 80°C) liegt, öffnet der Thermostat 46 den Strömungspfad 45 zur Umgehung des Kühlers. Wenn die Temperatur des Kühlmittels die vorgegebene Temperatur überschreitet (zum Beispiel bei 80°C oder mehr liegt), schließt der Thermostat 46 den Strömungspfad 45 zur Umgehung des Kühlers.
Der Zirkulations-Strömungspfad 41 ist über einen Verbindungs-Strömungspfad 48 mit dem Heizerkern-Strömungspfad 35 verbunden. Ein Reservebehälter 49 ist mit dem Motor-Kühler 44 verbunden. Bei dem Reservebehälter 49 handelt es sich um ein Kühlmittel-Reservoir, das ein zusätzliches Kühlmittel darin speichert.
Eine Steuereinheit 50, die in 4 gezeigt ist, wird durch einen bekannten Mikrocomputer, der eine CPU, einen ROM und einen RAM beinhaltet, sowie einen peripheren Schaltkreis konfiguriert. Die Steuereinheit führt basierend auf Klimatisierungs-Steuerprogrammen, die in dem ROM gespeichert sind, verschiedene Berechnungen und Verarbeitungen durch, um dadurch den Betrieb der Pumpe 11 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur, der Pumpe 12 auf der Seite mit einer hohen Temperatur, des äußeren Gebläses 18, des inneren Gebläses 19, des Kompressors 21, der Luftmischklappe 28, des Drei-Wege-Ventils 36 des Kühlers (des Einstellabschnitts für eine Medium-Strömung) und dergleichen zu steuern, die mit der Ausgangsseite der Steuereinheit verbunden sind.
Die Steuereinheit 50 ist integral mit Steuereinheiten für ein Steuern verschiedener Steuer-Zielvorrichtungen strukturiert, die mit der Ausgangsseite der Steuereinheit verbunden sind. Ein Aufbau (Hardware und Software), der dafür ausgelegt ist, den Betrieb von jeder der Steuer-Zielvorrichtungen zu steuern, dient als die Steuereinheit für ein Steuern des Betriebs der entsprechenden Steuer-Zielvorrichtung.
Ein Aufbau (Hardware und Software) der Steuereinheit 50 für ein Steuern des Betriebs der Pumpe 11 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur ist als eine Steuereinheit 50a für die Strömungsrate des Kühlmittels auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur konfiguriert (als eine Steuereinheit für die Strömungsrate des Wärmemediums auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur).
Ein Aufbau (Hardware und Software) der Steuereinheit 50 für ein Steuern des Betriebs der Pumpe 12 auf der Seite mit einer hohen Temperatur ist als eine Steuereinheit 50b für die Strömungsrate des Kühlmittels auf der Seite mit einer hohen Temperatur konfiguriert (als eine Steuereinheit für die Strömungsrate des Wärmemediums auf der Seite mit einer hohen Temperatur).
Ein Aufbau (Hardware und Software) der Steuereinheit 50, der den Betrieb des äußeren Gebläses 18 steuert, ist als eine Steuereinheit 50c für das äußere Gebläse konfiguriert (als eine Steuereinheit für die Strömungsrate der Außenluft).
Ein Aufbau (Hardware und Software) der Steuereinheit 50, der den Betrieb des inneren Gebläses 19 steuert, ist als eine Steuereinheit 50d für ein inneres Gebläse konfiguriert (als eine Steuereinheit für die Strömungsrate der Luft).
Ein Aufbau (Hardware und Software) der Steuereinheit 50, der den Betrieb des Kompressors 21 steuert, ist als eine Steuereinheit 50e für die Strömungsrate des Kältemittels konfiguriert.
Ein Aufbau (Hardware und Software) der Steuereinheit 50, der den Betrieb der Luftmischklappe 28 steuert, ist als eine Steuereinheit 50f für die Luftmischklappe konfiguriert (als eine Steuereinheit für das Luft-Strömungsraten-Verhältnis).
Ein Aufbau (Hardware und Software) der Steuereinheit 50, der den Betrieb des Drei-Wege-Ventils 36 des Kühlers steuert, ist als eine Steuereinheit 50g für das Drei-Wege-Ventil des Kühlers konfiguriert (als eine Steuereinheit für das Umschalten des Strömungspfads).
Ein Aufbau (Hardware und Software) der Steuereinheit 50, der den Betrieb des Ein-Aus-Ventils 37 des Strömungspfads steuert, ist als eine Steuereinheit 50h für das Ein-Aus-Ventil des Strömungspfads konfiguriert.
Ein Aufbau (Hardware und Software) der Steuereinheit 50, der den Betrieb des Drei-Wege-Ventils 38 des Motor-Kühlkreislaufs steuert, ist als eine Steuereinheit 50i für das Drei-Wege-Ventil des Motor-Kühlkreislaufs konfiguriert (als eine Steuereinheit für das Umschalten des Strömungspfads).
Ein Aufbau (Hardware und Software) der Steuereinheit 50, der den Betrieb der Motorpumpe 42 steuert, ist als eine Steuereinheit 50j für die Motorpumpe konfiguriert (als eine Steuereinheit für die Strömungsrate des Wärmemediums auf der Seite mit einer hohen Temperatur).
Die Steuereinheit 50a für die Strömungsrate des Kühlmittels auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur, die Steuereinheit 50b für die Strömungsrate des Kühlmittels auf der Seite mit einer hohen Temperatut, die Steuereinheit 50c für das äußere Gebläse, die Steuereinheit 50d für das innere Gebläse, die Steuereinheit 50e für die Kältemittel-Strömungsrate, die Steuereinheit 50f für die Luftmischklappe, die Steuereinheit 50g für das Drei-Wege-Ventil des Kühlers, die Steuereinheit 50h für das Ein-Aus-Ventil des Strömungspfads, die Steuereinheit 50i für das Drei-Wege-Ventil des Motor-Kühlkreislaufs sowie die Steuereinheit 50j für die Motorpumpe können separat von der Steuereinheit 50 bereitgestellt sein.
Detektionssignale von einer Gruppe von Sensoren werden in die Eingangsseite der Steuereinheit 50 eingegeben. Die Sensorgruppe beinhaltet einen Sensor 51 für die Innenluft, einen Sensor 52 für die Außenluft, einen Sensor 53 für die Sonnenstrahlung, einen Sensor 54 für die Temperatur des Kühlmittels auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur, einen Sensor 55 für die Temperatur des Kühlmittels auf der Seite mit einer hohen Temperatur, einen Sensor 56 für die Kältemitteltemperatur, einen Sensor 57 für den Kältemitteldruck sowie einen Sensor 58 für die Kühlerkern-Temperatur.
Bei dem Sensor 51 für die Innenluft handelt es sich um einen Detektor (einen Detektor für die Temperatur der Innenluft), der die Temperatur der Innenluft (die Temperatur des Fahrzeuginnenraums) detektiert. Bei dem Sensor 52 für die Außenluft handelt es sich um einen Detektor (einen Detektor für die Temperatur der Außenluft), der die Temperatur der Außenluft (die Temperatur des Außenraums des Fahrzeugs) detektiert. Bei dem Sensor 53 für die Sonnenstrahlung handelt es sich um einen Detektor (einen Detektor für das Maß an Sonnenstrahlung), der das Maß an Sonnenstrahlung in dem Fahrzeuginnenraum detektiert.
Bei dem Sensor 54 für die Temperatur des Kühlmittels auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur handelt es sich um einen Detektor (einen Detektor für die Temperatur des Wärmemediums auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur), der die Temperatur des Kühlmittels detektiert, das durch einen Kühlmittel-Kreislauf C1 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur strömt (zum Beispiel die Temperatur des Kühlmittels, das aus dem Kühlmittel-Kühler 14 heraus strömt).
Bei dem Sensor 55 für die Temperatur des Kühlmittels auf der Seite mit einer hohen Temperatur handelt es sich um einen Detektor (einen Detektor für die Temperatur des Wärmemediums auf der Seite mit einer hohen Temperatur), der die Temperatur des Kühlmittels detektiert, das durch einen Kühlmittel-Kreislauf C2 auf der Seite mit einer hohen Temperatur strömt (zum Beispiel die Temperatur des Kühlmittels, das aus dem Kühlmittel-Heizer 15 heraus strömt).
Bei dem Sensor 56 für die Kältemitteltemperatur handelt es sich um einen Detektor (einen Detektor für die Kältemitteltemperatur), der die Temperatur des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf 20 detektiert. Die Temperatur des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf 20, die mittels des Sensors 56 für die Kältemitteltemperatur detektiert wird, beinhaltet zum Beispiel die Temperatur eines Kältemittels auf der Seite mit einem hohen Druck, das aus dem Kompressor 21 abgelassen wird, die Temperatur eines Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck, das in den Kompressor 21 eingesaugt wird, die Temperatur eines Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck, das mittels des Expansionsventils 23 dekomprimiert und expandiert wird, sowie die Temperatur eines Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck, das Wärme mit dem Kühlmittel-Kühler 14 austauscht.
Bei dem Sensor 57 für den Kältemitteldruck handelt es sich um einen Detektor (einen Detektor für den Druck eines Kältemittels), der einen Druck des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf 20 detektiert (zum Beispiel den Druck des Kältemittels auf der Seite mit einem hohen Druck, das aus dem Kompressor 21 abgelassen wird, sowie den Druck des Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck, das in den Kompressor 21 eingesaugt wird).
Bei dem Sensor 58 für die Temperatur des Kühlerkerns handelt es sich um einen Detektor (einen Detektor für die Temperatur des Kühlerkerns), der die Oberflächentemperatur des Kühlerkerns 16 detektiert. Der Sensor 58 für die Temperatur des Kühlerkerns ist zum Beispiel ein Rippen-Thermistor für ein Detektieren der Temperatur einer Wärmeaustausch-Rippe in dem Kühlerkern 16, ein Sensor für die Kühlmitteltemperatur für ein Detektieren der Temperatur des Kühlmittels, das durch den Kühlerkern 16 hindurch strömt, oder dergleichen.
Die Innenlufttemperatur, die Außenlufttemperatur, die Kühlmitteltemperatur, die Kältemitteltemperatur sowie der Kältemittel-Druck können basierend auf detektierten Werten verschiedener physikalischer Größen abgeschätzt werden.
Die Temperatur des Kühlmittels in dem Kühlmittel-Kreislauf C1 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur kann zum Beispiel basierend auf zumindest einem von dem Druck des Auslass-Kältemittels in dem Kühlmittel-Kühler 14, dem Druck des Ansaug-Kältemittels in dem Kompressor 21, dem Druck des Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem Kältemittel-Kreislauf 20, der Temperatur des Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem Kältemittel-Kreislauf 20, der Betriebszeit einer Lufterwärmung und dergleichen berechnet werden.
Die Temperatur des Kühlungsmittels in dem Kühlmittel-Kreislauf C2 auf der Seite mit einer hohen Temperatur kann zum Beispiel basierend auf zumindest einem von dem Druck des Auslass-Kältemittels in dem Kühlmittel-Heizer 15, dem Druck des Ablass-Kältemittels in dem Kompressor 21, dem Druck des Kältemittels auf der Seite mit einem hohen Druck in dem Kältemittel-Kreislauf 20, der Temperatur des Kältemittels auf der Seite mit einem hohen Druck in dem Kältemittel-Kreislauf 20 und dergleichen berechnet werden.
Bediensignale von einer Bedientafel 59 werden in die Eingangsseite der Steuereinheit 50 eingegeben. Die Bedientafel 59 ist nahe einer Instrumententafel in dem Fahrzeuginnenraum angeordnet. Die Bedientafel 50 ist mit verschiedenen Bedienschaltern bereitgestellt. Insbesondere beinhalten verschiedene Bedienschalter, die auf der Bedientafel 59 bereitgestellt sind, einen Klimaanlagen-Bedienschalter für das Anfordern der Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums sowie einen Einstellschalter für die Temperatur des Fahrzeuginnenraums für ein Einstellen der Temperatur des Fahrzeuginnenraums.
Als nächstes wird der Betrieb mit dem vorstehend erwähnten Aufbau beschrieben. Die Steuereinheit 50 schaltet zwischen einem in 5 gezeigten Luft-Heiz-Modus und einem in 6 gezeigten Luft-Kühl-Modus um, indem der Betrieb des Drei-Wege-Ventils 36 des Kühlers und der Betrieb des Drei-Wege-Ventils 38 des Motor-Kühl-Kreislaufs gesteuert werden.
In dem in 5 gezeigten Luft-Heiz-Modus sind ein Kühlmittel-Kreislauf C1 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur, der durch eine dicke, abwechselnd mit langen und kurzen Strichen gestrichelte Linie gekennzeichnet ist, sowie ein Kühlmittel-Kreislauf C2 auf der Seite mit einer hohen Temperatur ausgebildet, der durch eine dicke durchgezogene Linie gekennzeichnet ist.
Bei dem Kühlmittel-Kreislauf C1 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur handelt es sich um einen Kreislauf, der ein Zirkulieren des Kühlmittels durch die Pumpe 11 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur hindurch zu dem Kühlmittel-Kühler 14, dem Kühler 13 und der Pumpe 11 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur in dieser Reihenfolge ermöglicht. Bei dem Kühlmittel-Kreislauf C2 auf der Seite mit einer hohen Temperatur handelt es sich um einen Kreislauf, der ein Zirkulieren des Kühlmittels durch die Pumpe 12 auf der Seite mit einer hohen Temperatur hindurch zu dem Kühlmittel-Heizer 15, dem Heizerkern 17 sowie der Pumpe 12 auf der Seite mit einer hohen Temperatur in dieser Reihenfolge ermöglicht.
Wenn auf den in 5 gezeigten Luft-Heiz-Modus umgeschaltet wird, betreibt die Steuereinheit 50 die Pumpe 11 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur, die Pumpe 12 auf der Seite mit einer hohen Temperatur sowie den Kompressor 21, wodurch ein Zirkulieren des Kältemittels durch den Kältemittel-Kreislauf 20 hindurch ermöglicht wird und außerdem ermöglicht wird, dass das Kühlmittel unabhängig durch den Kühlmittel-Kreislauf C1 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur und den Kühlmittel-Kreislauf C2 auf der Seite mit einer hohen Temperatur zirkuliert.
Der Kühlmittel-Kühler 14 bewirkt, dass das Kältemittel in dem Kältemittel-Kreislauf 20 Wärme aus dem Kühlmittel in dem Kühlmittel-Kreislauf C1 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur absorbiert, wodurch das Kühlmittel in dem Kühlmittel-Kreislauf C1 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur gekühlt wird. Das Kältemittel, das Wärme aus dem Kühlmittel bei dem Kühlmittel-Kühler 14 in dem Kältemittel-Kreislauf 20 absorbiert, führt Wärme bei dem Kühlmittel-Heizer 15 in das Kühlmittel in dem Kühlmittel-Kreislauf C2 auf der Seite mit einer hohen Temperatur ab. Auf diese Weise wird das Kühlmittel in dem Kühlmittel-Kreislauf C2 auf der Seite mit einer hohen Temperatur erwärmt.
Das Kühlmittel, das mittels des Kühlmittel-Heizers 15 in dem Kühlmittel-Kreislauf C2 auf der Seite mit einer hohen Temperatur erwärmt wird, führt Wärme in dem Heizerkern 17 in die Lüftungsluft ab, die von dem inneren Gebläse 19 geblasen wird. So wird die Lüftungsluft in dem Fahrzeuginnenraum erwärmt, wodurch eine Erwärmung der Luft des Fahrzeuginnenraums ermöglicht wird.
Das Kühlmittel, das mittels des Kühlmittel-Kühlers 14 in dem Kühlmittel-Kreislauf C1 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur gekühlt wird, absorbiert Wärme in dem Kühler 13 aus der Außenluft, die von dem äußeren Gebläse 18 geblasen wird. Daher kann ein Wärme-Pumpen-Betrieb für ein Pumpen der Wärme aus der Außenluft erreicht werden.
7 ist ein Mollier-Diagramm, das ein Verhalten des Kältekreislaufs in dem Luft-Heiz-Modus zeigt. In 7 kennzeichnet ein Teil E2 (vom Punkt A1 zum Punkt A2) den Zustand des Kältemittels bei einem Wärmeaustausch bei dem Kühlmittel-Heizer 15. In 7 kennzeichnet ein Teil E1 (vom Punkt A2 zum Punkt A3) den Zustand des Kältemittels bei einem Wärmeaustausch bei dem Kältemittel-Strömungspfad 24a des inneren Wärmetauschers 24 auf der Seite mit einem hohen Druck. In 7 kennzeichnet ein Teil E4 (vom Punkt A4 zum Punkt A5) den Zustand des Kältemittels bei einem Wärmeaustausch bei dem Kühlmittel-Kühler 14. In 7 kennzeichnet ein Teil E3 (vom Punkt A5 zum Punkt A6) den Zustand des Kältemittels bei einem Wärmeaustausch bei dem Kältemittel-Strömungspfad 24b des inneren Wärmetauschers 24 auf der Seite mit einem niedrigen Druck.
Eine gestrichelte Linie in 7 stellt ein Vergleichsbeispiel dar. Bei dem Vergleichsbeispiel stellt das Expansionsventil 23 eine Drossel-Durchlassfläche derart ein, dass das Kältemittel auf der Auslassseite des Kühlmittel-Kühlers 14 einen geeigneten Grad an Überhitzung aufweist. So gelangt das Kältemittel auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 in eine Gasphase. Ein Teil E5 kennzeichnet den Wärmeaustausch bei einem inneren Wärmetauscher bei dem Vergleichsbeispiel.
Im Gegensatz dazu stellt das Expansionsventil 23 bei dieser Ausführungsform die Drossel-Durchlassfläche derart ein, dass der Grad an Überhitzung des Auslass-Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 geringer als jener bei dem Vergleichsbeispiel wird.
In dem inneren Wärmetauscher 24 dieser Ausführungsform wird Wärme zwischen dem Kältemittel auf der Seite mit einem niedrigen Druck und dem Kältemittel auf der Seite mit einer hohen Temperatur ausgetauscht, die sich hinsichtlich der Temperatur signifikant unterscheiden. So kann der innere Wärmetauscher 24 den ausreichenden Wärmeaustausch auch durch eine kleine Wärmeaustausch-Fläche erreichen und kann die Drossel-Durchlassfläche so einstellen, dass der Grad an Überhitzung des Auslass-Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 verringert ist.
Wenn der Grad an Überhitzung an dem Auslass des inneren Wärmetauschers 24 auf der Seite mit einem niedrigen Druck verringert ist, wird der Grad an Überhitzung eines Einlass-Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 niedriger. Wenn der Grad an Überhitzung des Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck geringer als eine vorgegebene Gradzahl ist, tritt in dem Kältemittel auf der Seite mit einem niedrigen Druck ein Zwei-Phasen-Bereich gasförmig/flüssig auf, was die Wärmeabsorptions-Kapazität des Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 erhöht. Das heißt, die Wärmeaustausch-Kapazität im Inneren des inneren Wärmetauschers 24 wird erhöht. Dies liegt daran, dass die thermische Leitfähigkeit eines Teils, durch welches das Kältemittel mit den zwei Phasen gasförmig/flüssig hindurch strömt, viel höher als jene eines Gasphasen-Kältemittels ist.
Demzufolge nimmt das Kältemittel auf der Auslassseite in dem Kältemittel-Strömungspfad 24a des inneren Wärmetauschers 24 auf der Seite mit einem hohen Druck (im Folgenden als ein Kältemittel mit einem hohen Druck auf der Auslassseite in dem inneren Wärmetauscher 24 bezeichnet) einen hohen Grad an Unterkühlung auf. So kann die Trockenheit des Kältemittels mit den zwei Phasen gasförmig/flüssig, das in den Kühlmittel-Kühler 14 hinein strömt, verringert werden, wodurch die Wärmeabsorptions-Kapazität des Kühlmittel-Kühlers 14 erhöht wird, was die Luft-Heiz-Leistungsfähigkeit verbessert. Das heißt, wenn die Trockenheit des Kältemittels mit den zwei Phasen gasförmig/flüssig geringer wird, wird der Druckverlust des Kältemittels in dem Kühlmittel-Kühler 14 verringert, während die Menge des flüssigen Kältemittels in dem Wärmetauscher erhöht wird, wodurch die Leistungsfähigkeit des Wärmetauschers verbessert wird.
Bei dem Vergleichsbeispiel nimmt der Kühlmittel-Kühler 14 darin den überhitzten Bereich auf, und des Weiteren hält der innere Wärmetauscher 24 darin den überhitzen Bereich, wodurch die Temperatur des Kältemittels, das in den Kompressor 21 eingesaugt wird, zunimmt und die Temperatur des Ablass-Kältemittels so übermäßig erhöht wird, was zu einem Brechen des Kompressors 21 oder eines Rohrs oder eines Rohr-Abdichtelements führt, das mit dem Kompressor 21 verbunden ist.
Im Vergleich mit dem Vergleichsbeispiel kann diese Ausführungsform die Temperatur des Ablass-Kältemittels von dem Kompressor auf einem niedrigeren Niveau niederhalten, wodurch das Brechen des Kompressors 21 oder des Rohrs oder eines Rohr-Abdichtelements verhindert wird, das mit dem Kompressor 21 verbunden ist.
Bei dem Vergleichsbeispiel kann die Erhöhung der Temperatur des Kältemittels, das aus dem Kompressor 21 abgelassen wird, zu einer Erhöhung bei der Belegung des überhitzten Bereichs innerhalb des Kühlmittel-Heizers 15 (ihren (des Teils auf der Kältemittel-Einlassseite des Kühlmittel-Heizers), was die Wärmeabführungs-Kapazität verschlechtert. Um die Wärmeabführungs-Kapazität sicherzustellen, ist es notwendig, den Ablassdruck des Kompressors 21 anzuheben, indem die Leistung des Kompressors 21 erhöht wird, wodurch die Temperatur des Kältemittels erhöht wird. Demzufolge wird die Temperatur des Ablass-Kältemittels weiter erhöht, während die Leistungsziffer (COP) des Kältekreislaufs verschlechtert wird.
Bei dem Vergleichsbeispiel werden die Temperatur und der Druck des Kältemittels, das in den Kompressor 21 eingesaugt wird, während eines Luft-Heiz-Betriebs und dergleichen niedriger, was die Dichte des Kältemittels verringert. Um die Wärmeaustausch-Kapazität des inneren Wärmetauschers 24 in diesem Zustand zu erhöhen, muss die Wärmeaustausch-Fläche des inneren Wärmetauschers 24 vergrößert werden. Andererseits werden die Temperatur und der Druck des Kältemittels, das in den Kompressor 21 eingesaugt wird, während eines Luft-Kühl-Betriebs und dergleichen relativ hoch, was die Dichte des Kältemittels erhöht, das von dem Kompressor 21 angesaugt wird. Im Ergebnis wird die Kältemittel-Strömungsrate während des Luft-Heiz-Betriebs erhöht, und so kann der übermäßige innere Wärmeaustausch aufgrund der großen Wärmeaustausch-Fläche durchgeführt werden, was zu einer übermäßigen Erhöhung der Temperatur des Kältemittels führt, das aus dem Kompressor 21 abgelassen wird. Wie vorstehend erwähnt, kann der übermäßige Grad an Überhitzung ungünstigerweise die Erhöhung der Temperatur des abgelassenen Kältemittels verursachen, wodurch die ausreichende Leistungsfähigkeit des inneren Wärmeaustauschs sowohl während des Luft-Heiz-Betriebs als auch während des Luft-Kühl-Betriebs nicht gezeigt werden kann.
In dem in 6 gezeigten Luft-Kühl-Modus sind ein Kühlmittel-Kreislauf C1 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur, der durch eine dicke, abwechselnd mit langen und kurzen Strichen gestrichelte Linie gekennzeichnet ist, ein Kühlmittel-Kreislauf C2 auf der Seite mit einer hohen Temperatur, der durch eine dicke durchgezogene Linie gekennzeichnet ist, sowie ein Motor-Heizerkern-Kreislauf C3 ausgebildet, der durch eine dicke durchgezogene Linie gekennzeichnet ist.
Bei dem Kühlmittel-Kreislauf C1 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur handelt es sich um einen Kreislauf, der ein Zirkulieren des Kühlmittels von der Pumpe 11 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur zu dem Kühlmittel-Kühler 14, dem Kühlerkern 16 und der Pumpe 11 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur in dieser Reihenfolge ermöglicht.
Bei dem Kühlmittel-Kreislauf C2 auf der Seite mit einer hohen Temperatur handelt es sich um einen Kreislauf, der ein Zirkulieren des Kühlmittels von der Pumpe 12 auf der Seite mit einer hohen Temperatur zu dem Kühlmittel-Heizer 15, dem Kühler 13 und der Pumpe 12 auf der Seite mit einer hohen Temperatur in dieser Reihenfolge ermöglicht.
Bei dem Motor-Heizerkern-Kreislauf C3 handelt es sich um einen Kreislauf, der ein Zirkulieren des Kühlmittels von der Motorpumpe 42 zu dem Motor 43, dem Heizerkern 17 und der Motorpumpe 42 in dieser Reihenfolge ermöglicht.
Wenn auf den in 6 gezeigten Luft-Kühl-Modus umgeschaltet wird, betreibt die Steuereinheit 50 die Pumpe 11 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur, die Pumpe 12 auf der Seite mit einer hohen Temperatur, den Kompressor 21 sowie die Motorpumpe 42, wodurch ein Zirkulieren des Kältemittels durch den Kältemittel-Kreislauf 20 ermöglicht wird und außerdem ermöglicht wird, dass das Kühlmittel unabhängig durch den Kühlmittel-Kreislauf C1 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur, den Kühlmittel-Kreislauf C2 auf der Seite mit einer hohen Temperatur und den Motor-Heizerkern-Kreislauf C3 zirkuliert.
Der Kühlmittel-Kühler 14 bewirkt, dass das Kältemittel in dem Kältemittel-Kreislauf 20 Wärme aus dem Kühlmittel in dem Kühlmittel-Kreislauf C1 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur absorbiert, wodurch das Kühlmittel in dem Kühlmittel-Kreislauf C1 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur gekühlt wird. Das Kältemittel, das Wärme aus dem Kühlmittel bei dem Kühlmittel-Kühler 14 in dem Kältemittel-Kreislauf 20 absorbiert, führt Wärme bei dem Kühlmittel-Heizer 15 in das Kühlmittel in dem Kühlmittel-Kreislauf C2 auf der Seite mit einer hohen Temperatur ab. Auf diese Weise wird das Kühlmittel in dem Kühlmittel-Kreislauf C2 auf der Seite mit einer hohen Temperatur erwärmt.
Das Kühlmittel, das mittels des Kühlmittel-Kühlers 14 in dem Kühlmittel-Kreislauf C1 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur gekühlt wird, absorbiert Wärme in dem Kühlerkern 16 aus der Luft, die von dem inneren Gebläse 19 geblasen wird. So wird die Lüftungsluft in dem Fahrzeuginnenraum gekühlt und entfeuchtet.
Das Kühlmittel, das mittels des Kühlmittel-Heizers 15 in dem Kühlmittel-Kreislauf C2 auf der Seite mit einer hohen Temperatur erwärmt wird, führt Wärme in dem Kühler 13 in die Außenluft ab, die von dem äußeren Gebläse 18 geblasen wird.
In dem Heizerkern 17 wird die kühle Luft, die mittels des Kühlerkerns 16 gekühlt wird, mit dem Kühlmittel in dem Motor-Heizerkern-Kreislauf C3 erwärmt, das mittels Abwärme von dem Motor 43 erwärmt wird.
Die Steuereinheit 50 steuert die Luftmischklappe 28, wodurch das Verhältnis der Strömungsrate der Luft, die durch den Heizerkern 17 hindurch strömt, zu jener der Luft, die den Heizerkern 17 umgeht, eingestellt wird, um dadurch die Temperatur der Blasluft zu regeln, die in den Fahrzeuginnenraum hinein zu blasen ist. Somit kann der Fahrzeuginnenraum entweder gekühlt oder entfeuchtet und erwärmt werden.
8 ist ein Mollier-Diagramm, welches das Verhalten des Kältekreislaufs in dem Luft-Kühl-Modus zeigt. In 8 kennzeichnet ein Teil vom Punkt B1 zum Punkt B2 den Zustand des Kältemittels bei einem Wärmeaustausch bei dem Kühlmittel-Heizer 15. In 8 kennzeichnet ein Teil vom Punkt B2 zum Punkt B3 den Zustand des Kältemittels bei einem Wärmeaustausch bei dem Kältemittel-Strömungspfad 24a des inneren Wärmetauschers 24 auf der Seite mit einem hohen Druck. In 8 kennzeichnet ein Teil vom Punkt B4 zum Punkt B5 den Zustand des Kältemittels bei einem Wärmeaustausch bei dem Kühlmittel-Kühler 14. In 8 kennzeichnet ein Teil vom Punkt B5 zum Punkt B6 den Zustand des Kältemittels bei einem Wärmeaustausch bei dem Kältemittel-Strömungspfad 24b des inneren Wärmetauschers 24 auf der Seite mit einem niedrigen Druck.
Eine gestrichelte Linie in 8 stellt ein Vergleichsbeispiel dar. Bei dieser Ausführungsform stellt das Expansionsventil 23 die Drossel-Durchlassfläche derart ein, dass der Grad an Überhitzung des Auslass-Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 höher als jener bei dem Vergleichsbeispiel wird.
Hierbei wird der niedrige Druck in dem Kreislauf in dem Luft-Kühl-Modus höher. Somit wird die Strömungsrate des Kältemittels erhöht, das durch den Kältemittel-Kreislauf 20 zirkuliert.
Das Kältemittel auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem Kältemittel-Kreislauf 20 tauscht über das Kühlmittel Wärme mit der Luft aus, die von dem inneren Gebläse 19 geblasen wird. Ein Unterschied in der Temperatur zwischen dem Kühlmittel und dem Kältemittel in dem Kühlmittel-Kühler 14 ist geringer als jener zwischen dem Kühlmittel und der Lüftungsluft darin.
Wenn der geeignete Grad an Überhitzung unter den Bedingungen sichergestellt werden soll, unter denen auf diese Weise die Strömungsrate des Kältemittels groß und der Unterschied in der Temperatur zwischen dem Kühlmittel und dem Kältemittel gering ist, wird der Großteil eines Wärmeaustausch-Bereichs in dem Kühlmittel-Kühler 14 zu einem überhitzten Bereich, was zu einer Verringerung der Wärmeabsorptions-Kapazität führt. Um einen vorgegebenen Grad an Überhitzung ebenso wie die erforderliche Wärmeabsorptions-Kapazität sicherzustellen, ist es notwendig, die Wärmeaustausch-Kapazität zu erhöhen, indem die Temperatur des Kältemittels verringert wird. In diesem Fall wird die Leistung für den Kompressor 21 erhöht, und so wird die Leistungsziffer (COP) des Kältekreislaufs verschlechtert.
Wird dieser Punkt berücksichtigt, ist der innere Wärmetauscher 24 bei der Ausführungsform so ausgelegt, dass er vorwiegend einen überhitzten Bereich aufweist. So wird der Zwei-Phasen-Bereich gasförmig/flüssig des Kältemittels in dem Kühlmittel-Kühler 14 erweitert, wodurch eine Verbesserung der Wärmeabsorptions-Kapazität und der Luft-Kühl-Kapazität ermöglicht wird.
Wenn der innere Wärmetauscher 24 dazu tendiert, den Grad an Überhitzung aufzunehmen, empfängt der innere Wärmetauscher 24 Wärme von dem Kältemittel auf der Seite mit einem hohen Druck bei einer hohen Temperatur, wodurch der geeignete Grad an Überhitzung durch eine Wärmeaustausch-Fläche sichergestellt werden kann, die viel kleiner im Vergleich dazu ist, wenn der Kühlmittel-Kühler 14 den Grad an Überhitzung aufnimmt.
Je höher des Weiteren der Grad an Überhitzung ist, der von dem Kältemittel auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 aufgenommen wird, desto höher ist der Grad an Unterkühlung, der von dem Kältemittel auf der Seite mit einem hohen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 aufgenommen werden kann. Solange die obere Grenze der Ablass-Temperatur zulässig ist, wird somit der hohe Grad an Überhitzung aufgenommen, und dadurch wird der hohe Grad an Unterkühlung sichergestellt, was es ermöglicht, dass dem Kühlmittel-Kühler 14 das Kältemittel mit einer geringen Trockenheit zugeführt wird. Im Ergebnis wird die Menge an Flüssigkeit in dem Kühlmittel-Kühler 14 vergrößert, wodurch eine Verbesserung der Luft-Kühl-Leistungsfähigkeit ermöglicht wird.
Wenn der höhere Grad an Überhitzung von dem Kältemittel auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 aufgenommen wird, wird des Weiteren der Zwei-Phasen-Bereich gasförmig/flüssig im Inneren des inneren Wärmetauschers 24 reduziert, und des Weiteren wird die Trockenheit des Kältemittels an dem Auslass des Kühlmittel-Kühlers 14 erhöht. Dies bedeutet, dass, wenn die Trockenheit des Kältemittels an dem Einlass geringer ist und die Trockenheit des Kältemittels an dem Auslass höher ist, der Unterschied in der Enthalpie des Kältemittels zwischen dem Auslass und dem Einlass des Kühlmittel-Kühlers größer wird, was zu einer Erhöhung des Ausmaßes der Wärmeabsorption führt.
Wie vorstehend erwähnt, unterscheidet sich bei dieser Ausführungsform die Weise, in welcher der Grad an Überhitzung aufgenommen wird, zwischen dem Luft-Heiz-Modus und dem Luft-Kühl-Modus. Insbesondere wird in dem Luft-Heiz-Modus der geringe Grad an Überhitzung aufgenommen, während in dem Luft-Kühl-Modus der hohe Grad an Überhitzung aufgenommen wird. Der Grund dafür wird nachstehend beschrieben.
Wenn der Grad an Überhitzung des Auslass-Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 in dem Luft-Heiz-Modus auf ein vorgegebenes Niveau eingestellt werden soll, kann der geeignete Grad an Überhitzung aufgrund der geringen Dichte und der geringen Strömungsrate des Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck durch den inneren Wärmetauscher 24 nicht aufgenommen werden, und der Gasphasen-Bereich des Kältemittels in dem Kühlmittel-Kühler 14 wird erweitert, um den Zwei-Phasen-Bereich zu verkleinern. So wird die Wärmeabsorptions-Kapazität des Kühlmittel-Kühlers 14 reduziert. Demzufolge wird die Luft-Heiz-Leistungsfähigkeit verschlechtert.
Daher ist es wünschenswert, dass der Grad an Überhitzung in dem Luft-Heiz-Modus so gesteuert wird, dass er so gering wie möglich eingestellt wird, um dadurch den Zwei-Phasen-Bereich in dem Kühlmittel-Kühler 14 zu vergrößern, wodurch die Wärmeabsorptions-Kapazität des Kühlmittel-Kühlers 14 erhöht wird, um die Luft-Heiz-Kapazität zu verbessern.
Indem der geringe Grad an Überhitzung in dem Luft-Heiz-Modus aufgenommen wird, wird auch der Zwei-Phasen-Bereich des Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 erweitert, um so das Ausmaß des Wärmeaustauschs in dem inneren Wärmetauscher 24 zu erhöhen, was zu einer Erhöhung des Grads an Unterkühlung des Kältemittels auf der Seite mit einem hohen Druck in dem inneren Wärmtauscher 24 führt.
So kann die Trockenheit des Zwei-Phasen-Kältemittels, das in den Kühlmittel-Kühler 14 eintritt, verringert werden, um die Wärmeabsorptions-Kapazität zu verbessern, während die Temperatur des Ablass-Kältemittels verringert wird, so dass eine Fläche, die von dem überhitzten Bereich eingenommen wird, innerhalb des Kühlmittel-Heizers 15 verringert sein kann. Des Weiteren kann der Grad an Überhitzung des Kältemittels, das in den Kompressor 21 eingesaugt wird, auf ein niedrigeres Niveau verringert sein, so dass die Leistung, die für eine adiabatische Kompression in dem Kompressor 21 erforderlich ist, reduziert sein kann. Im Ergebnis kann die Luft-Heiz-Kapazität verbessert sein.
Andererseits wird in dem Luft-Kühl-Modus der hohe Grad an Unterkühlung des Kältemittels mit einem hohen Druck auf der Auslassseite in dem inneren Wärmetauscher 24 aufgenommen, die Trockenheit des Kältemittels an dem Einlass des Kühlmittel-Kühlers 14 ist geringer eingestellt, und der überhitzte Bereich im Inneren des inneren Wärmetauschers 24 ist vergrößert, wodurch die Rate des Zwei-Phasen-Bereichs verringert wird, der den inneren Wärmetauscher 24 belegt, um die Trockenheit des Kältemittels an dem Auslass des Kühlmittel-Kühlers 14 zu erhöhen, wodurch die Luft-Kühl-Kapazität verbessert wird. Mit anderen Worten, es ist erwünscht, dass die Enthalpie in dem Kühlmittel-Kühler 14 erhöht wird.
Aus diesem Grund wird der Grad an Überhitzung des Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 bevorzugt so stark wie möglich aufgenommen, um das Maß an Wärmeaustausch innerhalb des inneren Wärmetauschers 24 zu erhöhen, wodurch der geeignete Grad an Unterkühlung des Kältemittels mit einem hohen Druck auf der Auslassseite in dem inneren Wärmetauscher 24 resultiert.
Daher ist die Kältekreislauf-Vorrichtung 10, die den inneren Wärmetauscher 24 beinhaltet, bei dieser Ausführungsform dafür ausgelegt, in dem Luft-Heiz-Modus den geringen Grad an Überhitzung aufzunehmen und in dem Luft-Kühl-Modus den hohen Grad an Überhitzung aufzunehmen. So kann die Belegung des Zwei-Phasen-Bereichs in dem Kühlmittel-Kühler 14 und dem Kühlmittel-Heizer 15 sowohl in dem Luft-Heiz-Modus als auch in dem Luft-Kühl-Modus vergrößert werden, wodurch die Verbesserung sowohl der Luft-Heiz-Leistungsfähigkeit als auch der Luft-Kühl-Leistungsfähigkeit erreicht wird.
In dem Luft-Heiz-Modus wird der Aufladungs-Grad geringer eingestellt, was die Dichte des Gas-Kältemittels erhöht, das in den Kompressor 21 eingesaugt wird, was es für den Kompressor leichter macht, Schmieröl durch den Kältemittel-Strömungspfad zirkulieren zu lassen, um es zu dem Kompressor 21 zurückzuführen. So können die Lebensdauer und die Zuverlässigkeit des Systems verbessert werden. Die Menge an abgedichtetem Öl kann reduziert werden, um die Leistungsfähigkeit der Kältekreislauf-Vorrichtung 10 zu verbessern.
Durch Verringern des Grads an Überhitzung in dem Luft-Heiz-Modus wird der Kompressor 21 derart betrieben, dass ein Betriebsbereich des Kompressors 21 auf der Seite positioniert werden kann, auf der eine Steigung einer Isentrope in dem Mollier-Diagramm steil wird. So kann der Grad an Überhitzung (die Ablass-Temperatur) auf der Ablassseite des Kompressors 21 im Vergleich zu dem Fall verringert werden, wenn der Kompressor in einem Bereich betrieben wird, in dem die Steigung der Isentrope moderat wird, wodurch die Lebensdauer und die Effizienz des Kompressors 21 verbessert werden.
Bei dieser Ausführungsform dient die Steuereinheit 50 als eine Steuereinheit für die Temperatur des Wärmemediums, welche die Temperatur von zumindest einem von dem Kühlmittel auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur und dem Kühlmittel auf der Seite mit einer hohen Temperatur steuert.
Wenn bestimmt oder abgeschätzt wird, dass die Kühlmitteltemperatur in dem Kühlmittel-Kreislauf C2 auf der Seite mit einer hohen Temperatur niedriger als jene in dem Kühlmittel-Kreislauf C1 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur ist, erhöht die Steuereinheit 50 die Kühlmitteltemperatur in dem Kühlmittel-Kreislauf C2 auf der Seite mit einer hohen Temperatur oder verringert die Kühlmitteltemperatur in dem Kühlmittel-Kreislauf C1 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur.
Insbesondere drosselt die Steuereinheit 50 das Drei-Wege-Ventil 36 des Kühlers in dem Luft-Kühl-Modus oder öffnet und schließt dieses intermittierend, wodurch die Strömungsrate (die zeitlich gemittelte Strömungsrate) des Kühlmittels verringert wird, das durch den Kühler 13 hindurch strömt, was die Menge an Wärme reduziert, die von dem Kühlmittel-Kreislauf C2 auf der Seite mit einer hohen Temperatur zu der Außenluft transferiert wird, was in einer Erhöhung der Kühlmitteltemperatur resultiert.
Des Weiteren erhöht die Steuereinheit 50 die Strömungsrate des Ablass-Kältemittels (die Ablass-Kapazität des Kältemittels) aus dem Kompressor 21, wodurch die Kühlmitteltemperatur in dem Kühlmittel-Kühler 14 und des Weiteren die Kühlmitteltemperatur in dem Kühlmittel-Kreislauf C1 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur verringert werden. Dabei drosselt die Steuereinheit 50 das Ein-Aus-Ventil 37 des Strömungspfads oder öffnet und schließt dieses intermittierend, wodurch die Strömungsrate (die zeitlich gemittelte Strömungsrate) des Kühlmittels verringert wird, das durch den Kühlerkern 16 hindurch strömt, wodurch die Verringerung der Temperatur der Blasluft aus dem Kühlerkern 16 verhindert wird.
Die Fälle, in denen die Kühlmitteltemperatur in dem Kühlmittel-Kreislauf C2 auf der Seite mit einer hohen Temperatur niedriger als jene in dem Kühlmittel-Kreislauf C1 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur ist, können in dem Luft-Kühl-Modus zum Beispiel einen Fall beinhalten, in dem die Außenlufttemperatur niedrig ist und die Lüftungsluft mittels des Kühlerkerns 16 entfeuchtet wird.
Wenn die Außenlufttemperatur niedrig ist (zum Beispiel 0°C beträgt) und die Lüftungsluft mittels des Kühlerkerns 16 entfeuchtet wird, beträgt die Kühlmitteltemperatur an dem Auslass des Kühlerkerns 16 (mit anderen Worten, die Kühlmitteltemperatur an dem Einlass des Kühlmittel-Kühlers 14) etwa 10 bis 15°C, und die Kühlmitteltemperatur an dem Auslass des Kühlers 13 (mit anderen Worten, die Kühlmitteltemperatur an dem Einlass des Kühlmittel-Heizers 15) wird ungefähr gleich der Außenlufttemperatur.
In einem derartigen Fall ist die Temperatur des Kältemittels, das aus dem Kühlmittel-Heizer 15 austritt, etwas höher (zum Beispiel 8°C) als die Außenlufttemperatur, während die Temperatur des Kältemittels, das aus dem Kühlmittel-Kühler 14 austritt, ungefähr bei 10 bis 15°C liegt. So strömt Wärme von dem Kältemittel-Strömungspfad 24b auf der Seite mit einem niedrigen Druck zu dem Kältemittel-Strömungspfad 24a auf der Seite mit einem hohen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24, was umgekehrt zu der normalen Strömung von Wärme ist, was bewirkt, dass die Kältemitteltemperatur an dem Auslass des Kältemittel-Strömungspfads 24b auf der Seite mit einem niedrigen Druck des inneren Wärmetauschers 24 niedriger als jene in dem Kühlmittel-Kühler 14 ist.
Da das Expansionsventil 23 so arbeitet, dass sein Ventilöffnungsgrad gedrosselt wird, um den Grad an Überhitzung durch Erhöhen der Kältemitteltemperatur an dem Auslass des Kältemittel-Strömungspfads auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 aufzunehmen, kann der Kühlmittel-Kühler 14 die Wärmeabsorptions-Kapazität, die für eine Entfeuchtung erforderlich ist, aufgrund einer Verringerung der Strömungsrate des Kältemittels nicht zeigen, oder führt zu einem Ausfallen der Kreislauf-Steuerung.
Wenn somit bei dieser Ausführungsform bestimmt oder abgeschätzt wird, dass die Kühlmitteltemperatur in dem Kühlmittel-Kreislauf C2 auf der Seite mit einer hohen Temperatur niedriger als jene in dem Kühlmittel-Kreislauf C1 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur ist, wird die Kühlmitteltemperatur in dem Kühlmittel-Kreislauf C2 auf der Seite mit einer hohen Temperatur um eine vorgegebene Gradzahl erhöht, oder die Kühlmitteltemperatur in dem Kühlmittel-Kreislauf C1 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur wird um eine vorgegebene Gradzahl verringert, wodurch verhindert wird, dass die Entfeuchtungs-Kapazität aufgrund der Verringerung der Kältemittel-Strömungsrate oder des Ausfallens der Kreislauf-Steuerung unzureichend wird.
In den folgenden Fällen kann die Kühlmittel-Temperatur in dem Kühlmittel-Kreislauf C2 auf der Seite mit einer hohen Temperatur um eine vorgegebene Gradzahl erhöht werden, oder die Kühlmitteltemperatur in dem Kühlmittel-Kreislauf C1 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur kann um eine vorgegebene Gradzahl verringert werden. Die Fälle beinhalten nicht nur den Fall, wenn bestimmt oder abgeschätzt wird, dass die Kühlmitteltemperatur in dem Kühlmittel-Kreislauf C2 auf der Seite mit einer hohen Temperatur niedriger als jene in dem Kühlmittel-Kreislauf C1 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur ist, sondern auch den Fall, wenn bestimmt oder abgeschätzt wird, dass ein Unterschied zwischen der Kühlmitteltemperatur in dem Kühlmittel-Kreislauf C2 auf der Seite mit einer hohen Temperatur und der Kühlmitteltemperatur in dem Kühlmittel-Kreislauf C1 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur kleiner als eine vorgegebene Gradzahl ist (z. B. 5°C).
Bei dieser Ausführungsform steuert das Expansionsventil 23 (insbesondere der mechanische Mechanismus, wie beispielsweise die Membran 23b) den Grad an Überhitzung eines Kältemittels mit einem niedrigen Druck, das bei dem inneren Wärmetauscher 24 Wärme ausgetauscht hat, basierend auf der Temperatur, die mittels des Temperaturerfassungs-Abschnitts 23a detektiert wird.
Auf diese Weise wird der Unterschied in der Temperatur zwischen dem Kältemittel mit einem hohen Druck und dem Kältemittel mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 größer, wodurch es ermöglicht wird, dass der geeignete Grad an Überhitzung durch den inneren Wärmetauscher 24 sicher aufgenommen wird. Somit kann die Steuerstabilität verbessert werden, wenn die Last auf dem Kältekreislauf variiert.
Bei dieser Ausführungsform verringert das Expansionsventil 23 (insbesondere der mechanische Mechanismus, wie beispielsweise die Membran 23b) den Grad an Überhitzung des Kältemittels mit einem niedrigen Druck, das bei dem inneren Wärmetauscher 24 Wärme ausgetauscht hat, wenn die Temperatur oder der Druck des Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck niedriger wird.
Unter der Bedingung, unter der die Kältemittel-Verdampfungstemperatur (die Gas-Sättigungstemperatur) in dem Kühlmittel-Kühler 14 niedrig wird, wird somit der Grad an Überhitzung des Kältemittels mit einem niedrigen Druck verringert, das bei dem inneren Wärmetauscher 24 Wärme ausgetauscht hat, wodurch das Kältemittel in dem Kühlmittel-Kühler 14 in die zwei Phasen gebracht werden kann, um die Wärmeabsorptions-Kapazität des Kühlmittel-Kühlers 14 zu erhöhen.
Des Weiteren kann die Wärmeabsorptions-Kapazität des Kühlmittel-Kühlers 14 erhöht werden, um den Grad an Unterkühlung des Kältemittels mit einem hohen Druck zu erhöhen, das in dem inneren Wärmetauscher 24 Wärme ausgetauscht hat, wodurch die Wärmeabführungs-Kapazität des Kühlmittel-Heizers 15 verbessert wird.
Durch Verringern des Grads an Überhitzung des Kältemittels mit einem niedrigen Druck, das in dem inneren Wärmetauscher 24 Wärme ausgetauscht hat, wird die Dichte des Gas-Kältemittels erhöht, das in den Kompressor 21 eingesaugt wird, um die Öl-Rückführbarkeit des Schmieröls des Kompressors zu dem Kompressor 21 zu verbessern.
Des Weiteren kann der Kompressor 21 durch Verringern des Grads an Überhitzung des Kältemittels mit einem niedrigen Druck, das in dem inneren Wärmetauscher 24 Wärme ausgetauscht hat, in dem Betriebsbereich des Kompressors 21 betrieben werden, in dem die Steigung der Isentrope in dem Mollier-Diagramm steil wird, wodurch die Temperatur des Kältemittels verringert wird, das aus dem Kompressor 21 abgelassen wird, wodurch die Lebensdauer und die Effizienz des Kompressors 21 verbessert werden.
Unter der Bedingung, unter der die Temperatur des Kältemittels mit einem niedrigen Druck hoch ist, das bei dem inneren Wärmetauscher 24 Wärme ausgetauscht hat, wird der Grad an Überhitzung des Kältemittels mit einem niedrigen Druck nach dem Wärmeaustausch in dem inneren Wärmetauscher 24 größer, so dass der Grad an Unterkühlung des Kältemittels mit einem hohen Druck erhöht werden kann, das in dem inneren Wärmetauscher 24 Wärme ausgetauscht hat. Somit kann die Menge einer Kältemittel-Flüssigkeit in dem Kühlmittel-Kühler 14 vergrößert werden, um die Wärmeabsorptions-Kapazität des Kühlmittel-Kühlers 14 zu verbessern.
In den folgenden Fällen verringert die Steuereinheit 50 bei dieser Ausführungsform die Temperatur des Kühlmittels, das durch den Kühlmittel-Kreislauf C1 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur hindurch strömt (das im Folgenden als ein Kühlmittel auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur bezeichnet wird), oder erhöht die Temperatur des Kühlmittels, das durch den Kühlmittel-Kreislauf C2 auf der Seite mit einer hohen Temperatur hindurch strömt (das im Folgenden als ein Kühlmittel auf der Seite mit einer hohen Temperatur bezeichnet wird). Die Fälle beinhalten einen Fall, wenn bestimmt oder abgeschätzt wird, dass ein Unterschied in der Temperatur zwischen dem Kühlmittel auf der Seite mit einer hohen Temperatur und dem Kühlmittel auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur kleiner als eine vorgegebene Gradzahl ist, und den Fall, wenn die Temperatur des Kühlmittels auf der Seite mit einer hohen Temperatur möglicherweise niedriger als jene des Kühlmittels auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur ist.
Somit kann verhindert werden, dass die Wärme in dem inneren Wärmetauscher 24 von dem Kältemittel-Strömungspfad 24b auf der Seite mit einem niedrigen Druck zu dem Kältemittel-Strömungspfad 24a auf der Seite mit einem hohen Druck transferiert wird, wodurch vermieden werden kann, dass das Expansionsventil 23 seinen Ventilöffnungsgrad aufgrund der im Vergleich zu der Kältemitteltemperatur an dem Auslass des Kühlmittel-Kühlers 14 verringerten Kältemitteltemperatur an dem Auslass des Kältemittel-Strömungspfads 24b auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 übermäßig drosselt. Dementsprechend kann die Ausführungsform die Verringerung der Kältemittel-Strömungsrate oder der Kühl-Kapazität oder das Ausfallen der Kreislauf-Steuerung unterbinden.
Wenn das Kühlmittel auf der Seite mit einer hohen Temperatur zum Beispiel durch den Kühler 13 hindurch strömt (das heißt, in dem Luft-Kühl-Modus), verringert das Drei-Wege-Ventil 36 des Kühlers die Strömungsrate des Kühlmittels auf der Seite mit einer hohen Temperatur zwischen dem Kühler 13 und dem Kühlmittel-Heizer 15, wodurch eine Erhöhung der Temperatur des Kühlmittels auf der Seite mit einer hohen Temperatur ermöglicht wird.
Bei dieser Ausführungsform tauscht der Kühler 13 Wärme zwischen dem Kühlmittel auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur und der Außenluft aus, und der Heizerkern 17 erwärmt die Lüftungsluft in dem zu klimatisierenden Raum (dem Raum des Fahrzeuginnenraums), so dass der zu klimatisierende Raum mittels des Wärmepumpen-Betriebs für ein Pumpen der Wärme von der Außenluft erwärmt werden kann.
Bei dieser Ausführungsform dient das Drei-Wege-Ventil 36 des Kühlers als ein Kühlmittel-Umschalter (als eine Umschaltvorrichtung für das Wärmemedium), der selektiv zwischen einem Zustand, in dem das Kühlmittel auf der Seite mit einer hohen Temperatur, das durch den Kühlmittel-Heizer 15 hindurch strömt, durch den Kühler 13 hindurch strömt, und einem Zustand umschaltet, in dem das Kühlmittel auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur, das durch den Kühlmittel-Kühler 14 hindurch strömt, durch den Kühler 13 hindurch strömt.
Somit kann diese Ausführungsform zwischen dem Wärmepumpen-Betrieb, bei dem mittels des Kühlers 13 Wärme aus der Außenluft absorbiert wird, und dem Kühlbetrieb umschalten, bei dem die Lüftungsluft mittels des Kühlerkerns 16 gekühlt wird.
Wenn der Druck des Kältemittels mit einem niedrigen Druck, das in dem inneren Wärmetauscher 24 Wärme ausgetauscht hat, bei dieser Ausführungsform niedriger als der Sättigungsdruck des Kältemittels bei einer vorgegebenen Temperatur ist, ist das Expansionsventil 23 (insbesondere der mechanische Mechanismus, wie beispielsweise die Membran 23b) so konfiguriert, dass der Grad an Überhitzung des Kältemittels mit einem niedrigen Druck nicht aufgenommen wird, das in dem inneren Wärmetauscher 24 Wärme ausgetauscht hat.
Somit wird der Grad an Überhitzung des Kältemittels mit einem niedrigen Druck nicht aufgenommen, das in dem inneren Wärmetauscher 24 Wärme ausgetauscht hat, wodurch eine weitere Verringerung der Temperatur des Kältemittels ermöglicht wird, das aus dem Kompressor 21 abgelassen wird, während die Wärme absorbierende Leistungsfähigkeit des Kühlmittel-Kühlers 14 ebenso wie die Rückführbarkeit des Öls zu dem Kompressor 21 gesteigert wird.
Insbesondere wird bei dieser Ausführungsform der Temperaturerfassungs-Abschnitt 23a des Expansionsventils 23 mit einem Gas-Medium beschickt, dessen Druck mit zunehmender Temperatur des Kältemittels mit einem niedrigen Druck angehoben wird, das in dem inneren Wärmetauscher 24 Wärme ausgetauscht hat. Der mechanische Mechanismus, wie beispielsweise die Membran 23b, vergrößert den Öffnungsgrad des Drossel-Strömungspfads 23c mit dem zunehmenden Druck des Gas-Mediums in dem Temperaturerfassungs-Abschnitt 23a. Die Temperatur-Druck-Charakteristik des Gas-Mediums, mit dem der Temperaturerfassungs-Abschnitt 23a beschickt wird, unterscheidet sich von der Temperatur-Druck-Charakteristik des Kältemittels.
Die Ventil-Öffnungs-Charakteristik V1 der Dekompressions-Vorrichtung 23c durch den mechanischen Mechanismus, wie beispielsweise die Membran 23b, weist eine Misch-Lade-Charakteristik auf, das heißt, sie schneidet eine Sättigungslinie S1 des Kältemittels innerhalb eines vorgegebenen Bereichs von Drücken.
Wenn die Kältemitteltemperatur niedriger wird, kann der Grad an Überhitzung des Kältemittels mit einem niedrigen Druck, das in dem inneren Wärmetauscher 24 Wärme ausgetauscht hat, somit verringert werden.
Zweite Ausführungsform
Bei der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform erwärmt das Kältemittel auf der Seite mit einem hohen Druck in dem Kältemittel-Kreislauf 20 die Lüftungsluft in dem Fahrzeuginnenraum über das Kühlmittel. Andererseits erwärmt das Kältemittel auf der Seite mit einem hohen Druck in dem Kältemittel-Kreislauf 20 bei dieser Ausführungsform, wie in 9 gezeigt, die Lüftungsluft in dem Fahrzeuginnenraum ohne das Kühlmittel.
Der Kältemittel-Kreislauf 20 weist Folgendes auf einen inneren Kondensator 60, einen äußeren Kondensator 61, einen Strömungspfad 62 zur Umgehung des äußeren Kondensators sowie ein Drei-Wege-Ventil 63. Bei jedem von dem inneren Kondensator 60 und dem äußeren Kondensator 61 handelt es sich um einen Kühler, der Wärme aus dem Kältemittel auf der Seite mit einem hohen Druck in dem Kältemittel-Kreislauf 20 abführt.
Der innere Kondensator 60 dient als ein Kältemittel-Luft-Wärmetauscher, der Wärme zwischen dem Kältemittel auf der Seite mit einem hohen Druck, das aus dem Kompressor 21 abgelassen wird, und der Lüftungsluft in dem Fahrzeuginnenraum austauscht. Der innere Kondensator 60 dient außerdem als ein Kondensor, der das Kältemittel auf der Seite mit einem hohen Druck kondensiert. Der innere Kondensator 60 dient des Weiteren als ein Luft-Heiz-Wärmetauscher, der die Lüftungsluft in dem Fahrzeuginnenraum erwärmt.
Der innere Kondensator 60 ist innerhalb des Gehäuses 27 der inneren Klimatisierungs-Einheit 26 angeordnet, und der Heizerkern 17 ist auf der in Bezug auf den Kühlerkern 16 stromabwärts gelegenen Seite des Luftstroms angeordnet.
Bei dem äußeren Kondensator 61 handelt es sich um einen Kondensor, der das Kältemittel auf der Seite mit einem hohen Druck kondensiert, indem Wärme zwischen dem Kältemittel auf der Seite mit einem hohen Druck, das aus dem Kompressor 21 abgelassen wird, und der Außenluft ausgetauscht wird. Der äußere Kondensator 61 empfängt die Außenluft, die von dem äußeren Gebläse 18 geblasen wird.
Bei dem Strömungspfad 62 zur Umgehung des äußeren Kondensators handelt es sich um einen Strömungspfad, durch den hindurch das Kältemittel in dem Kältemittel-Kreislauf 20 strömt, wobei es den äußeren Kondensator 61 umgeht. Bei dem Drei-Wege-Ventil 63 handelt es sich um eine Umschalt-Vorrichtung für den Kältemittel-Strom, die zwischen einem Zustand, in dem das Kältemittel durch den äußeren Kondensator 61 hindurch strömt, und einem Zustand umschaltet, in dem das Kältemittel durch den Strömungspfad 62 zur Umgehung des äußeren Kondensators hindurch strömt.
Diese Ausführungsform kann außerdem die gleichen Funktionen und Effekte aufweisen wie jene bei der ersten Ausführungsform.
Dritte Ausführungsform
Bei den vorstehend erwähnten Ausführungsformen wird das thermische Expansionsventil 23 als die Dekompressions-Vorrichtung verwendet, die das Flüssigphasen-Kältemittel, das aus dem Kühlmittel-Heizer 15 heraus strömt, dekomprimiert und expandiert. Andererseits verwendet das Expansionsventil 23, wie es in 10 gezeigt ist, ein elektrisches Expansionsventil 65 als die Dekompressions-Vorrichtung.
Das elektrische Expansionsventil 65 ändert die Fläche (den Öffnungsgrad) eines Drossel-Strömungspfads 65b mittels eines elektrischen Mechanismus 65a. Bei dem Drossel-Strömungspfad 65b handelt es sich um eine Dekompressions-Vorrichtung, die das Kältemittel mit einem hohen Druck dekomprimiert, das seine Wärme in dem Kühlmittel-Heizer 15 abführt.
Der Betrieb des elektrischen Mechanismus 65a wird mittels der Steuereinheit 50 gesteuert. Der elektrische Mechanismus 65a und die Steuereinheit 50 sind Steuereinheiten für den Grad an Überhitzung, die den Grad an Überhitzung des Kältemittels mit einem niedrigen Druck steuern, dessen Wärme mittels des inneren Wärmetauschers 24 ausgetauscht wird.
Detektionssignale von dem Sensor 66 für die Kältemitteltemperatur und einem Sensor 67 für den Kältemitteldruck werden in die Eingangsseite der Steuereinheit 50 eingegeben.
Bei dem Sensor 66 für die Kältemitteltemperatur handelt es sich um einen Detektor (einen Erfassungsabschnitt für die Temperatur des Kältemittels mit einem niedrigen Druck, einen Detektor für die Temperatur des Kältemittels mit einem niedrigen Druck), der die Temperatur des Auslass-Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 detektiert. Bei dem Sensor 67 für den Kältemitteldruck handelt es sich um einen Detektor (einen Detektor für den Druck des Kältemittels mit einem niedrigen Druck), der den Druck des Auslass-Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 detektiert.
Der Sensor 67 für den Kältemitteldruck kann in einer beliebigen Position in einem Rohr auf der Seite mit einem niedrigen Druck angeordnet sein, das von der Auslassseite des elektrischen Expansionsventils 65 zu der Ansaugseite des Kompressors 21 führt, solange ein Druckverlust in dem Kältemittel-Strömungspfad des inneren Wärmetauschers 24 oder des Kühlmittel-Kühlers 14 bekannt ist.
Die Steuereinheit 50 berechnet einen Grad an Überhitzung des Auslass-Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 basierend auf der Temperatur des Kältemittels mit einem niedrigen Druck, die mittels des Sensors 66 für die Kältemitteltemperatur detektiert wird, und basierend auf dem Druck des Kältemittels mit einem niedrigen Druck, der mittels des Sensors 67 für den Kältemitteldruck detektiert wird. Die Steuereinheit 50 stellt dann die Drossel-Durchlassfläche des Expansionsventils 23 derart ein, dass der berechnete Grad an Überhitzung des Auslass-Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt.
Insbesondere stellt die Steuereinheit 50 die Drossel-Durchlassfläche des Expansionsventils 23 so ein, dass die in 3 gezeigte Misch-Lade-Charakteristik gezeigt wird.
Bei dieser Ausführungsform steuert die Steuereinheit 50 den Betrieb des elektrischen Mechanismus 65a in dem elektrischen Expansionsventil 65 basierend auf der Kältemitteltemperatur, die mittels des Sensors 66 für die Kältemitteltemperatur detektiert wird, wodurch der Grad an Überhitzung des Kältemittels mit einem niedrigen Druck gesteuert wird, das in dem inneren Wärmetauscher 24 Wärme ausgetauscht hat. Diese Ausführungsform kann die gleichen Funktionen und Effekte wie jene bei der ersten Ausführungsform aufweisen.
Vierte Ausführungsform
Bei den vorstehend erwähnten Ausführungsformen konfiguriert der Kältemittel-Kreislauf 20 einen Empfänger-Kreislauf, der das Flüssigkeits-Reservoir 22 beinhaltet, das in einem Teil angeordnet ist, durch das hindurch das Kältemittel mit einem hohen Druck strömt. Demgegenüber konfiguriert der Kältemittel-Kreislauf 20 bei dieser Ausführungsform, wie in 11 gezeigt, einen Akkumulator-Kreislauf, der einen Akkumulator 70 beinhaltet, der in einem Teil angeordnet ist, durch den hindurch das Kältemittel mit einem niedrigen Druck strömt.
Bei dem Akkumulator 70 handelt es sich um einen Gas-Flüssigkeit-Separator für das Kältemittel, der das Kältemittel mit einem niedrigen Druck, das aus dem inneren Wärmetauscher 24 heraus strömt, in eine Gasphase und eine Flüssigphase separiert und ermöglicht, dass das separierte Gasphasen-Kältemittel zu der Seite der Ansaugöffnung des Kompressors 21 heraus strömt. Der Akkumulator 70 ist außerdem ein Kältemittel-Reservoir, welches das separierte Flüssigphasen-Kältemittel als ein zusätzliches Kältemittel darin speichert.
Detektionssignale von einem Sensor 71 für die Kältemitteltemperatur und einem Sensor 72 für den Kältemitteldruck werden in die Eingangsseite der Steuereinheit 50 eingegeben.
Bei dem Sensor 71 für die Kältemitteltemperatur handelt es sich um einen Detektor (einen Detektor für den Druck des Kältemittels mit einem hohen Druck), der die Temperatur des Kältemittels mit einem hohen Druck auf der Auslassseite in dem inneren Wärmetauscher 24 detektiert. Bei dem Sensor 72 für den Kältemitteldruck handelt es sich um einen Detektor (einen Detektor für den Kältemitteldruck), der den Druck des Kältemittels mit einem hohen Druck auf der Auslassseite in dem inneren Wärmetauscher 24 detektiert.
Die Steuereinheit 50 berechnet einen Grad an Unterkühlung des Kältemittels mit einem hohen Druck auf der Auslassseite in dem inneren Wärmetauscher 24 basierend auf der Kältemitteltemperatur, die mittels des Sensor 71 für die Kältemitteltemperatur detektiert wird, und basierend auf dem Kältemitteldruck, der mittels des Sensors 72 für den Kältemitteldruck detektiert wird. Die Steuereinheit 50 stellt dann die Drossel-Durchlassfläche des Expansionsventils 65 derart ein, dass der berechnete Grad an Unterkühlung des Kältemittels mit einem hohen Druck an der Auslassseite in dem inneren Wärmetauscher 24 innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt.
Das heißt, bei der Steuereinheit 50 handelt es sich um eine Steuereinheit für den Grad an Unterkühlung, die den Grad an Unterkühlung des Kältemittels mit einem hohen Druck an der Auslassseite in dem inneren Wärmetauscher 24 steuert.
Wenn der Grad an Unterkühlung des Kältemittels mit einem hohen Druck auf der Auslassseite in dem inneren Wärmetauscher 24 gering ist, ist die Menge an Wärme verringert, die zwischen dem Kältemittel mit einem hohen Druck und dem Kältemittel mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 ausgetauscht wird, was zu einer Reduktion des Grads an Überhitzung des Auslass-Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 führt.
Wenn der Grad an Unterkühlung des Kältemittels mit einem hohen Druck auf der Auslassseite in dem inneren Wärmetauscher 24 hoch ist, ist die Menge an Wärme vergrößert, die zwischen dem Kältemittel mit einem hohen Druck und dem Kältemittel mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 ausgetauscht wird, was zu dem höheren Grad an Überhitzung des Auslass-Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 führt.
Ähnlich wie bei den vorstehend erwähnten Ausführungsformen kann daher diese Ausführungsform ebenfalls den Grad an Überhitzung des Auslass-Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 steuern.
Bei einem in 11 gezeigten Beispiel handelt es sich bei dem Expansionsventil 65 um ein elektrisches Expansionsventil, wobei das Expansionsventil 65 ein mechanisches Expansionsventil sein kann.
Bei dieser Ausführungsform steuert die Steuereinheit 50 in dem Akkumulator-Kreislauf den Grad an Unterkühlung dieses Kältemittels mit einem hohen Druck, das in dem inneren Wärmetauscher 24 Wärme ausgetauscht hat, basierend auf der Temperatur dieses Kältemittels.
So wird der Grad an Unterkühlung des Kältemittels mit einem hohen Druck gesteuert, das in dem inneren Wärmetauscher 24 Wärme ausgetauscht hat, wodurch das Ausmaß des Wärmeaustauschs mittels des inneren Wärmtauschers 24 gesteuert werden kann, und des Weiteren kann der Grad an Überhitzung des Kältemittels mit einem niedrigen Druck gesteuert werden, das in dem inneren Wärmetauscher 24 Wärme ausgetauscht hat.
Fünfte Ausführungsform
Wie in 12 schematisch gezeigt, ist das Expansionsventil 23 bei dieser Ausführungsform sandwichartig zwischen dem Kühlmittel-Kühler 14 und dem inneren Wärmetauscher 24 angeordnet und wird von diesen gestützt.
Die in 12 dargestellten durchgezogenen Pfeile zeigen den Strom des Kältemittels durch den inneren Wärmetauscher 24, das Expansionsventil 23 und den Kühlmittel-Kühler 14. Wie durch die durchgezogenen Pfeile in 12 gezeigt, strömt ein Kältemittel R1 auf der Seite mit einem hohen Druck, das aus dem Kühlmittel-Heizer 15 heraus strömt, durch den Kältemittel-Einlass 24a' auf der Seite mit einem hohen Druck des inneren Wärmetauschers 24, einen Kältemittel-Verteilungsbehälter 24b' auf der Seite mit einem hohen Druck, eine Mehrzahl von Kältemittel-Strömungspfaden 24c auf der Seite mit einem hohen Druck und einen Kältemittel-Sammelbehälter 24d auf der Seite mit einem hohen Druck, den Drossel-Strömungspfad 23c des Expansionsventils 23, den Kältemittel-Verteilungsbehälter 14a des Kühlmittel-Kühlers 14, eine Mehrzahl von Kältemittel-Strömungspfaden 14b und einen Kältemittel-Sammelbehälter 14c, den Kältemittel-Verteilungsbehälter 24e auf der Seite mit einem niedrigen Druck des inneren Wärmetauschers 24, eine Mehrzahl von Kältemittel-Strömungspfaden 24f auf der Seite mit einem niedrigen Druck und einen Kältemittel-Sammelbehälter 24g auf der Seite mit einem niedrigen Druck und den Temperaturerfassungs-Abschnitt 23a und den Kältemittel-Auslass 23d auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem Expansionsventil 23, und dann strömt es heraus in die Seite der Kältemittel-Ansaugöffnung des Kompressors 21 hinein.
Der Kältemittel-Verteilungsbehälter 24b' auf der Seite mit einem hohen Druck des inneren Wärmetauschers 24 verteilt das Kältemittel auf der Seite mit einem hohen Druck in die Mehrzahl von Kältemittel-Strömungspfaden 24c auf der Seite mit einem hohen Druck hinein. Der Kältemittel-Sammelbehälter 24d auf der Seite mit einem hohen Druck sammelt die Kältemittel auf der Seite mit einem hohen Druck, die durch die Mehrzahl von Kältemittel-Strömungspfaden 24c auf der Seite mit einem hohen Druck hindurch strömen.
Die Mehrzahl von Kältemittel-Strömungspfaden 24c auf der Seite mit einem hohen Druck und die Mehrzahl von Kältemittel-Strömungspfaden 24f auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 konfigurieren den Wärmeaustausch-Abschnitt, der Wärme zwischen dem Kältemittel auf der Seite mit einem hohen Druck und dem Kältemittel auf der Seite mit einem niedrigen Druck austauscht.
In dem Drossel-Strömungspfad 23c des Expansionsventils 23 wird das Kältemittel auf der Seite mit einem hohen Druck, das in dem inneren Wärmetauscher 24 Wärme ausgetauscht hat, dekomprimiert und expandiert.
Der Kältemittel-Verteilungsbehälter 14a des Kühlmittel-Kühlers 14 verteilt das Kältemittel auf der Seite mit einem niedrigen Druck, das mittels des Expansionsventils 23 dekomprimiert und expandiert wird, in eine Mehrzahl von Kältemittel-Strömungspfaden 14b hinein. Der Kältemittel-Sammelbehälter 24g auf der Seite mit einem niedrigen Druck sammelt die Kältemittel auf der Seite mit einem niedrigen Druck, die durch die Mehrzahl von Kältemittel-Strömungspfaden 14b hindurch strömen.
Der Kältemittel-Verteilungsbehälter 24e auf der Seite mit einem niedrigen Druck des inneren Wärmetauschers 24 verteilt das Kältemittel auf der Seite mit einem niedrigen Druck, das in dem inneren Wärmetauscher 24 Wärme ausgetauscht hat, in eine Mehrzahl von Kältemittel-Strömungspfaden 24f auf der Seite mit einem niedrigen Druck hinein. Der Kältemittel-Sammelbehälter 24g auf der Seite mit einem niedrigen Druck sammelt die Kältemittel auf der Seite mit einem niedrigen Druck, die durch die Mehrzahl von Kältemittel-Strömungspfaden 24f auf der Seite mit einem niedrigen Druck hindurch strömen.
Mit abwechselnd langen und kurzen Strichen gestrichelte Pfeile, die in 12 gezeigt sind, kennzeichnen die Ströme des Kühlmittels in dem Kühlmittel-Kühler 14. Wie durch die mit abwechselnd langen und kurzen Strichen gestrichelten Pfeile in 12 gezeigt, strömt das Kühlmittel W1, das aus der Pumpe 11 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur abgelassen wird, durch einen Kühlmittel-Einlass 14d des Kühlmittel-Kühlers 14, einen Kühlmittel-Verteilungsbehälter 14e, eine Mehrzahl von Kühlmittel-Strömungspfaden 14f sowie einen Kühlmittel-Sammelbehälter 14g, und dann strömt es aus einem Kühlmittel-Auslass 14h heraus.
Die Mehrzahl von Kältemittel-Strömungspfaden 14b und die Mehrzahl von Kühlmittel-Strömungspfaden 14f in dem Kühlmittel-Kühler 14 konfigurieren den Wärmeaustausch-Abschnitt, der Wärme zwischen dem Kältemittel und dem Kühlmittel austauscht.
Der Kühlmittel-Kühler 14 wird zum Beispiel gebildet, indem eine Anzahl von plattenförmigen Elementen und Platten laminiert und mittels Löten integral verbunden wird, die jeweils einem Pressformen unterworfen werden, so dass sie eine Rippen-Struktur für ein Unterstützen des Wärmetransfers aufweisen. Der innere Wärmetauscher 24 wird zum Beispiel gebildet, indem eine Anzahl von plattenförmigen Elementen und Platten laminiert und mittels Löten integral verbunden wird, die jeweils einem Pressformen unterworfen werden, so dass sie eine Rippen-Struktur für ein Unterstützen des Wärmetransfers aufweisen.
Bei dieser Ausführungsform ist das Expansionsventil 23 (der Temperaturerfassungs-Abschnitt 23a, ein mechanischer Mechanismus, wie beispielsweise die Membran 23b, sowie ein Drossel-Strömungspfad 23c) sandwichartig zwischen dem inneren Wärmetauscher 24 und dem Kühlmittel-Kühler 14 angeordnet und wird von diesen gestützt.
So kann eine Kältemittel-Rohrstruktur für ein Verbinden des Expansionsventils 23, des Kühlmittel-Kühlers 14 und des inneren Wärmetauschers 24 vereinfacht werden, um den gesamten Körper der Kreislauf-Vorrichtung zu verkleinern und dadurch außerdem Arbeiten für eine Rohrverbindung zu vereinfachen.
Das Expansionsventil 23 (der Temperaturerfassungs-Abschnitt 23a, ein mechanischer Mechanismus, wie beispielsweise die Membran 23b, sowie der Drossel-Strömungspfad 23c) kann sandwichartig zwischen dem inneren Wärmetauscher 24 und dem Kühlmittel-Heizer 15 angeordnet sein und kann von diesen gestützt werden.
Sechste Ausführungsform
Bei der vorstehend erwähnten fünften Ausführungsform ist das Expansionsventil 23 sandwichartig zwischen dem Kühlmittel-Kühler 14 und dem inneren Wärmetauscher 24 angeordnet und wird von diesen gestützt. Demgegenüber ist das Expansionsventil 23 bei dieser Ausführungsform, wie in den 13 bis 16 gezeigt, in dem Kältemittel-Sammelbehälter 24g auf der Seite mit einem niedrigen Druck des inneren Wärmetauschers 24 und dem Kältemittel-Verteilungsbehälter 14a des Kühlmittel-Kühlers 14 aufgenommen.
Wie in 13 gezeigt, sind der Kühlmittel-Kühler 14 und der innere Wärmetauscher 24 mittels Löten integral miteinander verbunden.
Wie in 14 gezeigt, strömen die Kältemittel auf der Seite mit einem hohen Druck, die mittels des Kältemittel-Sammelbehälters 24d auf der Seite mit einem hohen Druck des inneren Wärmetauschers 24 gesammelt werden, aus einem Kältemittel-Auslass 24h auf der Seite mit einem hohen Druck heraus. Die Kältemittel auf der Seite mit einem niedrigen Druck, die mittels des Kältemittel-Sammelbehälters 24g auf der Seite mit einem niedrigen Druck des inneren Wärmetauschers 24 gesammelt werden, strömen aus dem Kältemittel-Auslass 24i auf der Seite mit einem niedrigen Druck heraus.
Wie in 15 gezeigt, sind der Kältemittel-Sammelbehälter 24g auf der Seite mit einem niedrigen Druck des inneren Wärmetauschers 24 und der Kältemittel-Verteilungsbehälter 14a des Kühlmittel-Kühlers 14 benachbart zueinander angeordnet.
Während das Expansionsventil 23 in dem Kältemittel-Sammelbehälter 24g auf der Seite mit einem niedrigen Druck des inneren Wärmetauschers 24 und dem Kältemittel-Verteilungsbehälter 14a des Kühlmittel-Kühlers 14 aufgenommen ist, steht der Kältemittel-Auslass 23d des Expansionsventils 23 auf der Seite mit einem niedrigen Druck mit dem Kältemittel-Verteilungsbehälter 14a des Kühlmittel-Kühlers 14 in Verbindung, und der Temperaturerfassungs-Abschnitt 23a des Expansionsventils 23 ist bei dem Kältemittel-Sammelbehälter 24g auf der Seite mit einem niedrigen Druck des inneren Wärmetauschers 24 freigelegt.
Wie in 16 gezeigt, sind der innere Wärmetauscher 24 und der Kühlmittel-Kühler 14 mit Expansionsventil-Einsetzlöchern 24j und 14i bereitgestellt. Das Expansionsventil 23 wird durch die Expansionsventil-Einsetzlöcher 24j und 14i in den Kältemittel-Sammelbehälter 24g auf der Seite mit einem niedrigen Druck des inneren Wärmetauschers 24 und in den Kältemittel-Verteilungsbehälter 14a des Kühlmittel-Kühlers 14 eingesetzt.
Diese Ausführungsform kann die Kältemittel-Rohrstruktur für ein Verbinden des Expansionsventils 23, des Kühlmittel-Kühlers 14 und des inneren Wärmetauschers 24 ebenso wie die Arbeiten für eine Rohrverbindung vereinfachen.
Das Expansionsventil 23 ist in dem Kühlmittel-Kühler 14 und dem inneren Wärmetauscher 24 aufgenommen, wodurch ein Verkleinern des Gesamtkörpers ermöglicht wird, der das Expansionsventil 23, den inneren Wärmetauscher 24 sowie den Kühlmittel-Kühler 14 beinhaltet.
Bei dieser Ausführungsform ist das Expansionsventil 23 (der Temperaturerfassungs-Abschnitt 23a, der mechanische Mechanismus, wie beispielsweise die Membran 23b, sowie der Drossel-Strömungspfad 23c) in den Kältemittelbehältern 24g und 14a des inneren Wärmetauschers 24 und des Kühlmittel-Kühlers 14 aufgenommen, wodurch der Körper der Kältekreislauf-Vorrichtung 10 verkleinert werden kann.
Das heißt, selbst wenn das Expansionsventil 23 in einem von dem Kältemittel-Sammelbehälter 24g des inneren Wärmetauschers 24 und dem Kältemittelbehälter 14a des Kühlmittel-Kühlers 14 aufgenommen ist, kann der Körper der Kältekreislauf-Vorrichtung 10 im Vergleich zu dem Fall verkleinert werden, wenn das Expansionsventil 23 außerhalb des inneren Wärmetauschers 24 und des Kühlmittel-Kühlers 14 angeordnet ist.
Insbesondere sind der Kältemittel-Sammelbehälter 24d des inneren Wärmetauschers 24 und der Kältemittel-Verteilungsbehälter 14a des Kühlmittel-Kühlers 14 benachbart zueinander angeordnet, und das Expansionsventil 23 (der Temperaturerfassungs-Abschnitt 23a, der mechanische Mechanismus, wie beispielswiese die Membran 23b, sowie der Drossel-Strömungspfad 23c) ist durch die Einsetzlöcher 24j und 14i hindurch, die in dem inneren Wärmetauscher 24 und dem Kühlmittel-Kühler 14 ausgebildet sind, in den Kältemittel-Sammelbehälter 24d und den Kältemittel-Verteilungsbehälter 14a eingesetzt.
Somit kann das Expansionsventil 23 in dem inneren Wärmetauscher 24 und dem Kühlmittel-Kühler 14 aufgenommen sein, die mittels Löten miteinander verbunden sind, wodurch der innere Wärmetauscher 24, der Kühlmittel-Kühler 14 und das Expansionsventil 23 als eine Einheit integriert sind, so dass deren Aufbau vereinfacht wird.
Weitere Ausführungsformen
Die vorstehend erwähnten Ausführungsformen können in geeigneter Weise miteinander kombiniert werden. Des Weiteren können verschiedene Modifikationen und Veränderungen an diesen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden, zum Beispiel wie folgt.

(1) Bei den vorstehend erwähnten Ausführungsformen können verschiedene Temperatureinstellungs-Zielvorrichtungen (zu kühlende Vorrichtungen und zu erwärmende Vorrichtungen), deren Temperaturen mit dem Kühlmittel eingestellt werden sollen (gekühlt oder erwärmt werden sollen), in dem Kühlmittel-Kreislauf C1 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur und/oder in dem Kühlmittel-Kreislauf C2 auf der Seite mit einer hohen Temperatur angeordnet sein.

Der Kühlmittel-Kreislauf C1 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur und der Kühlmittel-Kreislauf C2 auf der Seite mit einer hohen Temperatur können über ein Umschaltventil miteinander verbunden sein. Das Umschaltventil kann in Bezug auf jede der Mehrzahl von Temperatureinstellungs-Zielvorrichtungen (Wärmemedium-Zirkulations-Vorrichtungen), die in dem Kühlmittel-Kreislauf C1 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur und/oder in dem Kühlmittel-Kreislauf C2 auf der Seite mit einer hohen Temperatur angeordnet sind, zwischen einem Zustand, bei dem das Kühlmittel zirkuliert, das von der Pumpe 11 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur angesaugt und abgelassen wird, und einem Zustand umschalten, bei dem das Kühlmittel zirkuliert, das von der Pumpe 12 auf der Seite mit einer hohen Temperatur angesaugt und abgelassen wird.
Des Weiteren kann eine Vorrichtung für ein Erwärmen oder ein Kühlen des Kühlmittels in dem Kühlmittel-Kreislauf C1 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur und/oder in dem Kühlmittel-Kreislauf C2 auf der Seite mit einer hohen Temperatur angeordnet sein. Es kann verhindert werden, dass die Kühlmitteltemperatur in dem Kühlmittel-Kreislauf C1 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur höher als die Kühlmitteltemperatur in dem Kühlmittel-Kreislauf C2 auf der Seite mit einer hohen Temperatur wird, indem das Kühlmittel mittels des Betriebs der Vorrichtung für ein Erwärmen oder ein Kühlen des Kühlmittels erwärmt oder gekühlt wird oder indem Abwärme verwendet wird, die bei dem Betrieb einer derartigen Vorrichtung erzeugt wird.

(2) Wenngleich bei jeder der vorstehend erwähnten Ausführungsformen das Kühlmittel als das Wärmemedium verwendet wird, das durch den Kühlmittel-Kreislauf C1 auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur oder durch den Kühlmittel-Kreislauf C2 auf der Seite mit einer hohen Temperatur strömt, können verschiedene Arten von Medien, wie beispielweise Öl, als das Wärmemedium verwendet werden.

Alternativ kann ein Nanofluid als das Wärmemedium verwendet werden. Bei dem Nanofluid handelt es sich um ein Fluid, das Nanopartikel mit einem Durchmesser in der Größenordnung von Nanometern enthält. Werden die Nanopartikel in das Wärmemedium hinein gemischt, können die folgenden Funktionen und Effekte zusätzlich zu der Funktion und dem Effekt des Verringerns eines Gefrierpunkts erzielt werden, wie bei einem Kühlmittel (einem sogenannten Frostschutzmittel), das Ethylenglycol verwendet.
Das heißt, die Verwendung der Nanopartikel zeigt die Funktionen und Effekte einer Verbesserung der thermischen Leitfähigkeit in einem spezifischen Temperaturbereich, einer Erhöhung der thermischen Kapazität des Wärmemediums, einer Verhinderung der Korrosion eines Metallrohrs und der Verschlechterung eines Gummirohrs sowie einer Erhöhung der Fluidität des Wärmemediums bei einer extrem niedrigen Temperatur.
Diese Funktionen und Effekte variieren in Abhängigkeit von der Zusammensetzung, der Form und dem Mischungsverhältnis der Nanopartikel, sowie dem additiven Material.
Somit kann das Gemisch der Nanopartikel in dem Wärmemedium dessen thermische Leitfähigkeit verbessern, wodurch das gleiche Niveau der Kühleffizienz wie jenes des Kühlmittels, das Ethylenglycol verwendet, bei einer geringeren Menge des Wärmemediums als jener des Kühlmittels des Ethylenglycols gezeigt werden kann.
Des Weiteren kann ein derartiges Wärmemedium außerdem die thermische Kapazität verbessern und kann dadurch eine Kältespeicherungsmenge (Kältespeicherung aufgrund dessen fühlbarer Wärme) des Wärmemediums selbst erhöhen.
Durch Erhöhen der Kältespeicherungsmenge kann die ein Abkühlen und ein Erwärmen beinhaltende Temperatureinstellung der Vorrichtung unter Verwendung der Kältespeicherung für eine gewisse Zeitspanne durchgeführt werden, auch wenn der Kompressor 21 nicht betrieben wird, wobei die Energie der Kältekreislauf-Vorrichtung 10 eingespart werden kann.
Ein Aspektverhältnis des Nanopartikels beträgt bevorzugt 50 oder mehr. Dies liegt daran, dass ein derartiges Aspektverhältnis die geeignete thermische Leitfähigkeit bereitstellen kann. Es ist anzumerken, dass das Aspektverhältnis des Nanopartikels ein Formindex ist, der das Verhältnis der Breite zu der Höhe des Nanopartikels kennzeichnet.
Nanopartikel, die für eine Verwendung geeignet sind, können irgendeines von Au, Ag, Cu und C beinhalten. Insbesondere können Atome, welche die Nanopartikel konfigurieren, ein Au-Nanopartikel, einen Ag-Nanodraht, eine Kohlenstoff-Nanoröhre (CNT), Graphen, ein Nanopartikel mit Graphit-Kern-Hülle (einen Partikelkörper, wie beispielsweise eine Struktur aus einer Kohlenstoff-Nanoröhre, die das vorstehend erwähnte Atom umgibt), eine ein Au-Nanopartikel enthaltende CNT und dergleichen beinhalten.

(3) In dem Kältemittel-Kreislauf 20 der vorstehend erwähnten Ausführungsformen wird ein Fluorkohlenstoff-Kältemittel als das Kältemittel verwendet. Die Art des Kältemittels ist jedoch nicht auf dieses beschränkt, und es kann ein natürliches Kältemittel sein, wie beispielsweise Kohlenstoffdioxid, ein Kohlenwasserstoff-Kältemittel und dergleichen.

Der Kältemittel-Kreislauf 20 bei den vorstehend erwähnten Ausführungsformen bildet einen sub-kritischen Kältekreislauf, bei dem der Druck des Kältemittels auf der Seite mit einem hohen Druck den kritischen Druck des Kältemittels nicht übersteigt, er kann jedoch einen super-kritischen Kältekreislauf bilden, bei dem der Druck des Kältemittels auf der Seite mit einem hohen Druck den kritischen Druck des Kältemittels übersteigt.

(4) Bei den vorstehend erwähnten Ausführungsformen wird die Kältekreislauf-Vorrichtung 10 als ein Beispiel auf ein Hybrid-Fahrzeug angewendet, sie kann jedoch auf ein Elektrofahrzeug oder dergleichen angewendet werden, das nicht mit dem Verbrennungsmotor ausgestattet ist und eine Antriebskraft für ein Fahren von einem Elektromotor zum Fahren erhält.
(5) Wenngleich der Sensor 66 für die Kältemitteltemperatur bei den vorstehend erwähnten Ausführungsformen die Temperatur des Auslass-Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 detektiert, kann der Sensor 66 für die Kältemitteltemperatur eine Temperatur in Verbindung mit der Temperatur des Auslass-Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 detektieren.

Der Kältekreislauf kann einen Detektor für eine physikalische Größe beinhalten, der eine physikalische Größe in Verbindung mit der Temperatur des Auslass-Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 detektiert. Die Steuereinheit 50 kann die Temperatur des Auslass-Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 basierend auf der physikalischen Größe abschätzen, die von dem Detektor für die physikalische Größe detektiert wird.

(6) Wenngleich der Sensor 67 für den Kältemitteldruck bei den vorstehend erwähnten Ausführungsformen den Druck des Auslass-Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 detektiert, kann der Sensor 67 für den Kältemitteldruck einen Druck in Verbindung mit dem Druck des Auslass-Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 detektieren.

Der Kältekreislauf kann einen Detektor für eine physikalische Größe beinhalten, der eine physikalische Größe in Verbindung mit dem Druck des Auslass-Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 detektiert. Die Steuereinheit 50 kann den Druck des Auslass-Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck in dem inneren Wärmetauscher 24 basierend auf der physikalischen Größe abschätzen, die von dem Detektor für die physikalische Größe detektiert wird.

(7) Wenngleich der Sensor 71 für die Kältemitteltemperatur bei den vorstehend erwähnten Ausführungsformen die Temperatur des Kältemittels mit einem hohen Druck auf der Auslassseite in dem inneren Wärmetauscher 24 detektiert, kann der Sensor 71 für die Kältemitteltemperatur eine Temperatur in Verbindung mit der Temperatur des Kältemittels mit einem hohen Druck auf der Auslassseite in dem inneren Wärmetauscher 24 detektieren.

Der Kältekreislauf kann einen Detektor für eine physikalische Größe beinhalten, der eine physikalische Größe in Verbindung mit der Temperatur des Kältemittels mit einem hohen Druck auf der Auslassseite in dem inneren Wärmetauscher 24 detektiert. Die Steuereinheit 50 kann die Temperatur des Kältemittels mit einem hohen Druck auf der Auslassseite in dem inneren Wärmetauscher 24 basierend auf der physikalischen Größe abschätzen, die mittels des Detektors für die physikalische Größe detektiert wird.

(8) Wenngleich der Sensor 72 für den Kältemitteldruck bei den vorstehend erwähnten Ausführungsformen den Druck des Kältemittels mit einem hohen Druck auf der Auslassseite in dem inneren Wärmetauscher 24 detektiert, kann der Sensor 72 für den Kältemitteldruck einen Druck in Verbindung mit dem Druck des Kältemittels mit einem hohen Druck auf der Auslassseite in dem inneren Wärmetauscher 24 detektieren.

Der Kältekreislauf kann einen Detektor für eine physikalische Größe beinhalten, der eine physikalische Größe in Verbindung mit dem Druck des Kältemittels mit einem hohen Druck auf der Auslassseite in dem inneren Wärmetauscher 24 detektiert. Die Steuereinheit 50 kann den Druck des Kältemittels mit einem hohen Druck auf der Auslassseite in dem inneren Wärmetauscher 24 basierend auf der physikalischen Größe abschätzen, die mittels des Detektors für die physikalische Größe detektiert wird.

(9) Bei den vorstehend erwähnten Ausführungsformen kann der innere Wärmetauscher 24 eine Doppelrohr-Struktur aufweisen. Der Kühlmittel-Kühler 14 und der Kühlmittel-Heizer 15 können derart angeordnet sein, dass sich eine Seite des Kühlmittel-Kühlers in Kontakt mit einer Seite des Kühlmittel-Heizers befindet, wodurch bewirkt wird, dass die Kontaktseiten als der innere Wärmetauscher wirken.

Claims

Kältekreislauf-Vorrichtung, die Folgendes aufweist: eine Pumpe (11) auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur, die ein Wärmemedium auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur ansaugt und ablässt; einen Kompressor (21), der ein Kältemittel ansaugt, komprimiert und ablässt; eine Wärmeabstrahlungs-Vorrichtung (15, 17, 60, 61), die Wärme aus dem Kältemittel mit einem hohen Druck abführt, das aus dem Kompressor (21) abgelassen wird; eine Dekompressions-Vorrichtung (23c, 65b), die das Kältemittel mit einem hohen Druck dekomprimiert, das mittels der Wärmeabstrahlungs-Vorrichtung (15, 17, 60, 61) Wärme abgeführt hat; einen Wärmemedium-Kühler (14), der das Wärmemedium auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur kühlt, indem Wärme zwischen dem Kältemittel mit einem niedrigen Druck, das mittels der Dekompressions-Vorrichtung (23c, 65b) dekomprimiert wird, und dem Wärmemedium auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur ausgetauscht wird; einen Wärmemedium-Luft-Wärmetauscher (16), der Wärme zwischen dem Wärmemedium, das mittels des Wärmemedium-Kühlers (14) gekühlt wird, und Luft austauscht; einen inneren Wärmetauscher (24), der Wärme zwischen dem Kältemittel mit einem hohen Druck, das aus der Wärmeabstrahlungs-Vorrichtung (15, 17, 60, 61) heraus strömt, und dem Kältemittel mit einem niedrigen Druck austauscht, das aus dem Wärmemedium-Kühler (14) heraus strömt; einen Erfassungsabschnitt (23a, 66) für die Temperatur des Kältemittels mit einem niedrigen Druck, der eine Temperatur in Verbindung mit einer Temperatur des Kältemittels mit einem niedrigen Druck detektiert oder erfasst, das in dem inneren Wärmetauscher (24) Wärme ausgetauscht hat; und eine Steuereinheit (23b, 50, 65a) für einen Grad an Überhitzung, der einen Grad an Überhitzung des Kältemittels mit einem niedrigen Druck, das in dem inneren Wärmetauscher (24) Wärme ausgetauscht hat, basierend auf der Temperatur steuert, die mittels des Erfassungsabschnitts (23a, 66) für die Temperatur des Kältemittels mit einem niedrigen Druck detektiert oder erfasst wird.
Kältekreislauf-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (23b, 50, 65a) für den Grad an Überhitzung den Grad an Überhitzung des Kältemittels mit einem niedrigen Druck verringert, das in dem inneren Wärmetauscher (24) Wärme ausgetauscht hat, wenn eine Temperatur oder ein Druck des Kältemittels auf der Seite mit einem niedrigen Druck verringert wird.
Kältekreislauf-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die des Weiteren Folgendes aufweist: eine Pumpe (12) auf der Seite mit einer hohen Temperatur, die ein Wärmemedium auf der Seite mit einer hohen Temperatur ansaugt und ablässt; und eine Steuereinheit (50) für die Temperatur des Wärmemediums, die eine Temperatur von zumindest einem von dem Wärmemedium auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur und dem Wärmemedium auf der Seite mit einer hohen Temperatur steuert, wobei die Wärmeabstrahlungs-Vorrichtung (15, 17, 60, 61) Wärme zwischen dem Kältemittel mit einem hohen Druck, das aus dem Kompressor (21) abgelassen wird, und dem Wärmemedium auf der Seite mit einer hohen Temperatur austauscht, und die Steuereinheit (50) für die Temperatur des Wärmemediums eine Temperatur des Wärmemediums auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur verringert oder eine Temperatur des Wärmemediums auf der Seite mit einer hohen Temperatur erhöht, (i) wenn bestimmt oder abgeschätzt wird, dass ein Unterschied in der Temperatur zwischen dem Wärmemedium auf der Seite mit einer hohen Temperatur und dem Wärmemedium auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur kleiner als eine vorgegebene Gradzahl ist, oder (ii) wenn bestimmt oder abgeschätzt wird, dass die Temperatur des Wärmemediums auf der Seite mit einer hohen Temperatur niedriger als jene des Wärmemediums auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur ist.
Kältekreislauf-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die des Weiteren aufweist: einen Kühler (13), der Wärme zwischen dem Wärmemedium auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur und der Außenluft austauscht, wobei die Wärmeabstrahlungs-Vorrichtung einen Luft-Heiz-Wärmetauscher (17, 60) umfasst, der Lüftungsluft erwärmt, die in einen zu klimatisierenden Raum hinein zu blasen ist.
Kältekreislauf-Vorrichtung nach Anspruch 3, die des Weiteren aufweist: einen Kühler (13), der Wärme zwischen dem Wärmemedium auf der Seite mit einer hohen Temperatur und der Außenluft austauscht; und einen Einstellabschnitt (36) für die Strömungsrate des Wärmemediums, der eine Strömungsrate des Wärmemediums auf der Seite mit einer hohen Temperatur zwischen dem Kühler (13) und der Wärmeabstrahlungs-Vorrichtung (15) einstellt, wobei die Steuereinheit (50) für die Temperatur des Wärmemediums einen Betrieb des Einstellabschnitts (36) für die Strömungsrate des Wärmemediums so steuert, dass die Temperatur des Wärmemediums auf der Seite mit einer hohen Temperatur erhöht wird, indem eine Strömungsrate des Wärmemediums auf der Seite mit einer hohen Temperatur zwischen dem Kühler (13) und der Wärmeabstrahlungs-Vorrichtung (15) verringert wird, (i) wenn bestimmt oder abgeschätzt wird, dass ein Unterschied zwischen der Temperatur des Wärmemediums auf der Seite mit einer hohen Temperatur und der Temperatur des Wärmemediums auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur kleiner als die vorgegebene Gradzahl ist, oder (ii) wenn bestimmt oder abgeschätzt wird, dass die Temperatur des Wärmemediums auf der Seite mit einer hohen Temperatur niedriger als jene des Wärmemediums auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur ist.
Kältekreislauf-Vorrichtung nach Anspruch 3, die des Weiteren aufweist: einen Kühler (13), der Wärme zwischen der Außenluft und dem Wärmemedium auf der Seite mit einer hohen Temperatur oder dem Wärmemedium auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur austauscht und einen Wärmemedium-Umschalter (36), der selektiv zwischen einem Zustand, in dem das Wärmemedium auf der Seite mit einer hohen Temperatur, das durch die Wärmeabstrahlungs-Vorrichtung (15) hindurch strömt, zu dem Kühler (13) strömt, und einem Zustand umschaltet, in dem das Wärmemedium auf der Seite mit einer niedrigen Temperatur, das durch den Wärmemedium-Kühler (14) hindurch strömt, zu dem Kühler (13) strömt.
Kältekreislauf-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Steuereinheit (23b, 50, 65a) für den Grad an Überhitzung einen Zustand des Kältemittels so steuert, dass ein Auftreten des Grads an Überhitzung verhindert wird, wenn ein Druck des Kältemittels mit einem niedrigen Druck, das in dem inneren Wärmetauscher (24) Wärme ausgetauscht hat, niedriger als ein Sättigungsdruck des Kältemittels bei einer vorgegebenen Temperatur ist.
Kältekreislauf-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Erfassungsabschnitt für die Temperatur des Kältemittels mit einem niedrigen Druck einen Temperaturerfassungs-Abschnitt (24a) umfasst, der mit einem Gas-Medium beschickt wird, wobei das Gas-Medium einen Druck aufweist, der gemäß einer Erhöhung der Temperatur des Kältemittels mit einem niedrigen Druck erhöht wird, das in dem inneren Wärmetauscher (24) Wärme ausgetauscht hat, die Steuereinheit für den Grad an Überhitzung einen mechanischen Mechanismus (23b) aufweist, der einen Öffnungsgrad der Dekompressions-Vorrichtung (23c, 65b) mit einem zunehmenden Druck des Gas-Mediums in dem Temperaturerfassungs-Abschnitt (23a) vergrößert, sich die Temperatur-Druck-Charakteristik des Gas-Mediums von der Temperatur-Druck-Charakteristik des Kältemittels unterscheidet und eine Ventilöffnungs-Charakteristik (V1) der Dekompressions-Vorrichtung (23c, 65b) in dem mechanischen Mechanismus (23b) eine Misch-Lade-Charakteristik zeigt, die eine Sättigungslinie (S1) des Kältemittels in einem vorgegebenen Druckbereich schneidet.
Kältekreislauf-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Erfassungsabschnitt für die Temperatur des Kältemittels mit einem niedrigen Druck einen Sensor (66) für die Kältemitteltemperatur umfasst, der die Temperatur in Verbindung mit der Temperatur des Kältemittels mit einem niedrigen Druck detektiert, das in dem inneren Wärmetauscher (24) Wärme ausgetauscht hat, und die Steuereinheit für den Grad an Überhitzung einen elektrischen Mechanismus (65a), der einen Öffnungsgrad der Dekompressions-Vorrichtung (23c, 65b) ändert, sowie eine Steuereinheit (50) umfasst, die einen Betrieb des elektrischen Mechanismus (65a) basierend auf der Temperatur steuert, die mittels des Sensors (66) für die Kältemitteltemperatur detektiert wird.
Kältekreislauf-Vorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren aufweist: einen Akkumulator (70), der das Kältemittel auf der Seite mit einem niedrigen Druck darin speichert, das in dem inneren Wärmetauscher (24) Wärme ausgetauscht hat; einen Detektor (71) für die Temperatur des Kältemittels mit einem hohen Druck, der eine Temperatur in Verbindung mit der Temperatur des Kältemittels mit einem hohen Druck detektiert, das in dem inneren Wärmetauscher (24) Wärme ausgetauscht hat; und eine Steuereinheit (50) für einen Grad an Unterkühlung, die einen Grad an Unterkühlung des Kältemittels mit einem hohen Druck, das in dem inneren Wärmetauscher (24) Wärme ausgetauscht hat, basierend auf der Temperatur steuert, die mittels des Detektors (71) für die Temperatur des Kältemittels mit einem hohen Druck detektiert wird.