DE112015003371B4 - Vehicle Air Conditioning Device - Google Patents
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Abstract
Eine Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung umfasst eine Kühlmittelschaltung (1), in der ein Kühlmittel strömt, um eine Wärmequelle (4) in einem Fahrzeug zu kühlen, und eine Kühlkreislaufschaltung (3), in der ein in einem Verdichter (2) verdichtetes Kältemittel strömt und die als eine Wärmepumpe verwendet wird. Die Kühlmittelschaltung (1) umfasst einen Brenner (6), der das Kühlmittel aufheizt, einen Kühler (7), der dem Kühlmittel erlaubt, Wärme zur Außenluft zu strahlen, und einen Heizerkern (8), der einen Wärmetausch zwischen dem Kühlmittel und der in das Fahrzeug zu blasenden Klimaanlagenluft durchführt. Ein Controller (10) umfasst einen Berechnungsabschnitt, der den Kraftstoffwirkungsgrad von jeweils der Kühlkreislaufschaltung (3) und dem Brenner (6) berechnet, und einen Wirkungsgrad-Auswahlabschnitt, der vorzugsweise die Wärmepumpe oder den Brenner (6) aktiviert, je nachdem, wem der höhere Kraftstoffwirkungsgrad zugeordnet ist. Folglich kann eine Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung mit hohem Wirkungsgrad auf einer Kraftstoffverbrauchsbasis durch Ausnutzen der Tatsache bereitgestellt werden, dass der Brenner (6) hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs in einigen Fällen effizienter als die Wärmepumpe ist.A vehicle air conditioning apparatus comprises a refrigerant circuit (1) in which a refrigerant flows to cool a heat source (4) in a vehicle, and a refrigeration cycle circuit (3) in which a refrigerant compressed in a compressor (2) flows and the used as a heat pump. The coolant circuit (1) includes a burner (6) that heats the coolant, a radiator (7) that allows the coolant to radiate heat to outside air, and a heater core (8) that performs heat exchange between the coolant and the inside the vehicle to blown air conditioning air through. A controller (10) includes a calculation section that calculates the fuel efficiency of each of the refrigeration cycle circuit (3) and the burner (6), and an efficiency selection section that preferentially activates the heat pump or the burner (6), whichever the associated with higher fuel efficiency. Consequently, a vehicle air-conditioning device with high efficiency on a fuel consumption basis can be provided by utilizing the fact that the burner (6) is more efficient than the heat pump in terms of fuel consumption in some cases.
Description
QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGCROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATION
Diese Anmeldung basiert auf der am 23. Juli 2014 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr.
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Fahrzeug-Klimatisiertingsvorrichtung, die ein Kühlmittel für eine Wärmequelle in einem Fahrzeug durch einen Brenner aufheizt, und eine Kühlkreislaufschaltung, die eine Wärmepumpe ist, und die Klimaanlagenluft in einem Heizerkern erwärmt, um dadurch einen Fahrzeuginnenraum aufzuheizen.The present disclosure relates to a vehicle air-conditioning device that heats coolant for a heat source in a vehicle by a burner, and a refrigeration cycle circuit that is a heat pump and that heats air-conditioning air in a heater core to thereby heat a vehicle interior.
HINTERGRUND DER TECHNIKBACKGROUND ART
Eine Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung wird als eine herkömmliche Technik in der
In der Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung in der verwandten Technik wird jedoch der Wirkungsgrad auf einer Kraftstoffverbrauchsbasis nicht berücksichtigt. Folglich wird die Vorrichtung in einigen Fällen auf einer Kraftstoffverbrauchsbasis weniger effizient. However, in the vehicle air conditioning device in the related art, the efficiency on a fuel consumption basis is not considered. Consequently, in some cases, the device becomes less efficient on a fuel consumption basis.
Angesichts der vorangehenden Unannehmlichkeit weist die vorliegende Darlegung bzw. Erfindung eine Aufgabe auf, eine Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung bereitzustellen, die einen Brenner und eine Wärmepumpe umfasst und einen hohen Wirkungsgrad auf einer Kraftstoffverbrauchsbasis aufweist.In view of the foregoing inconvenience, the present invention has an object to provide a vehicle air conditioning device that includes a burner and a heat pump and has high efficiency on a fuel consumption basis.
Die Offenbarung des Patentdokuments, das oben als der Stand der Technik angeführt wird, wird hier durch Bezugnahme als eine Beschreibung von hier beschriebenen technischen Elementen aufgenommen.The disclosure of the patent document cited above as prior art is incorporated herein by reference as a description of technical elements described herein.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung bzw. Erfindung ist eine Fahrzeug- Klimatisierungsvorrichtung nach Anspruch 1 bereitgestellt.According to one aspect of the present disclosure, a vehicle air conditioning apparatus according to
Gemäß der obigen Offenbarung wird der Kraftstoffwirkungsgrad der Wärmepumpe und des Brenners jeweils basierend auf Betriebsbedingungen erhalten, die eine Echtzeit-Außenlufttemperatur umfassen, und die Wärmepumpe und der Brenner, je nachdem, wo der höhere berechnete Kraftstoffwirkungsgrad zugeordnet ist, wird vorzugsweise aktiviert. Folglich kann eine Tatsache, dass der Brenner effizienter als die Wärmepumpe auf einer Kraftstoffverbrauchsbasis wird, in einigen Fällen ausgenutzt werden. Demgemäß kann ein Betrieb des Brenners und ein Betriebszustand der Wärmepumpe abhängig vom Kraftstoffwirkungsgrad kombiniert werden. Folglich kann eine Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung, die weniger Kraftstoff konsumiert, bereitgestellt werden und folglich kann die Gesamtkraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs verstärkt werden.According to the disclosure above, the fuel efficiency of the heat pump and burner is each obtained based on operating conditions that include real-time outside air temperature, and the heat pump and burner, depending on where the higher calculated fuel efficiency is associated, is preferably activated. Consequently, a fact that the burner becomes more efficient than the heat pump on a fuel consumption basis can be exploited in some cases. Accordingly, an operation of the burner and an operating state of the heat pump can be combined depending on the fuel efficiency. Consequently, a vehicle air conditioning device that consumes less fuel can be provided, and hence the overall fuel economy of the vehicle can be enhanced.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung nach Anspruch 2 bereitgestellt.According to another aspect of the present disclosure, a vehicle air conditioning device according to
Figurenlistecharacter list
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1 ist ein schematisches Diagramm einer Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;1 12 is a schematic diagram of a vehicle air-conditioning device according to a first embodiment of the present disclosure; -
2 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerprozedur durch eine Steuervorrichtung in der Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung der ersten Ausführungsform anschaulich darstellt;2 Fig. 14 is a flowchart demonstrating a control procedure by a controller in the vehicle air-conditioning apparatus of the first embodiment; -
3 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerprozedur einer Steuerung durch die Steuervorrichtung der ersten Ausführungsform anschaulich darstellt;3 Fig. 12 is a flowchart demonstrating a control procedure of control by the control device of the first embodiment; -
4 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerprozedur einer Elektrizitätsprioritäts-Steuerung durch die Steuervorrichtung der ersten Ausführungsform anschaulich darstellt;4 Fig. 14 is a flowchart demonstrating a control procedure of electricity priority control by the control device of the first embodiment; -
5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerprozedur einer Elektrizitätsprioritäts-Prozedur durch die Steuervorrichtung der ersten Ausführungsform anschaulich darstellt;5 Fig. 12 is a flowchart demonstrating a control procedure of an electricity priority procedure by the control device of the first embodiment; -
6 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerprozedur einer Kraftstoffprioritäts-Steuerung durch die Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung anschaulich darstellt;6 14 is a flowchart showing a control procedure of fuel priority control by the control device according to the first embodiment of the present disclosure; -
7 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerprozedur einer Kraftstoffprioritäts-Prozedur durch die Steuervorrichtung der ersten Ausführungsform anschaulich darstellt;7 Fig. 14 is a flowchart demonstrating a control procedure of a fuel priority procedure by the control device of the first embodiment; -
8 ist ein schematisches Diagramm, das eine räumliche Anordnung der Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung der ersten Ausführungsform in einem Busfahrzeug zeigt;8th Fig. 12 is a schematic diagram showing a spatial arrangement of the vehicle air conditioning apparatus of the first embodiment in a bus vehicle; -
9 ist ein Diagramm, das einen Hauptkraftstofftank und eine Messeinrichtung der ersten Ausführungsform zeigt;9 Fig. 14 is a diagram showing a main fuel tank and a gauge of the first embodiment; -
10 ist ein schematisches Diagramm einer Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;10 12 is a schematic diagram of a vehicle air-conditioning device according to a second embodiment of the present disclosure; -
11 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerprozedur für ein Umgebungsventil anschaulich darstellt, das einer Umgehungsschaltung der zweiten Ausführungsform bereitgestellt wird;11 Fig. 12 is a flowchart demonstrating a control procedure for a bypass valve provided to a bypass circuit of the second embodiment; -
12 ist ein schematisches Diagramm, das eine räumliche Anordnung der Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform in einem Busfahrzeug zeigt;12 Fig. 12 is a schematic diagram showing a spatial arrangement of the vehicle air-conditioning apparatus of the second embodiment in a bus vehicle; -
13 ist ein schematisches Diagramm einer Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;13 12 is a schematic diagram of a vehicle air-conditioning device according to a third embodiment of the present disclosure; -
14 ist ein schematisches oberes Diagramm einer Kühlkreislaufschaltung der dritten Ausführungsform; und14 Fig. 12 is a schematic upper diagram of a refrigeration cycle circuit of the third embodiment; and -
15 ist ein schematisches Diagramm einer Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.15 12 is a schematic diagram of a vehicle air-conditioning device according to a fourth embodiment of the present disclosure.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF EMBODIMENTS
Hier werden nachstehend mehrere Ausführungsformen zum Implementieren der vorliegenden Erfindung bezugnehmend auf Zeichnungen beschrieben. In den jeweiligen Ausführungsformen kann einem Teil, der einer Angelegenheit entspricht, die in einer vorhergehenden Ausführungsform beschrieben wurde, die gleichen Bezugszeichen zugewiesen werden, und eine redundante Erläuterung für den Teil kann weggelassen werden. Wenn lediglich ein Teil einer Konfiguration in einer Ausführungsform beschrieben ist, kann eine andere vorhergehende Ausführungsform auf die anderen Teile der Konfiguration angewendet werden.Hereinafter, several embodiments for implementing the present invention will be described with reference to drawings. In the respective embodiments, a part that corresponds to a matter described in a previous embodiment may be assigned the same reference numerals, and redundant explanation for the part may be omitted. When only part of a configuration is described in one embodiment, another previous embodiment may be applied to the other parts of the configuration.
Die Teile können sogar kombiniert werden, wenn es nicht ausdrücklich beschrieben ist, dass die Teile kombiniert werden können. Die Ausführungsformen können teilweise kombiniert werden, sogar wenn es nicht ausdrücklich beschrieben ist, dass die Ausführungsformen kombiniert werden können, vorausgesetzt, dass es keinen Schaden in der Kombination gibt.The parts can be combined even if it is not expressly described that the parts can be combined. The embodiments can be partially combined even if it is not expressly described that the embodiments can be combined, provided that there is no harm in the combination.
(Erste Ausführungsform)(First embodiment)
Hier wird nachstehend eine erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausführlich unter Verwendung von
Eine Leistungszahl, die ein numerischer Wert ist, der eine Fähigkeit einer Vorrichtung hinsichtlich dessen darstellt, wie viel Energie die Vorrichtung für die Eingangsenergie ausgibt, wird nun erläutert. Theoretisch weist eine Wärmepumpe eine Leistungszahl (COP = coefficient of power) von 1,0 oder höher und einen besseren Eingangsenergiewirkungsgrad als ein Brenner auf, der eine Leistungszahl von etwa 0,8 aufweist.A figure of merit, which is a numerical value representing an ability of a device in terms of how much energy the device outputs for the input energy, will now be explained. In theory, a heat pump has a coefficient of power (COP) of 1.0 or higher and better input energy efficiency than a burner, which has a COP of about 0.8.
Unter einer typischen Temperaturbedingung, das heißt, in einer Temperaturzone, in der eine Außenlufttemperatur etwa -10°C oder darüber ist, weist die Wärmepumpe sogar einen besseren Eingangsenergiewirkungsgrad als der Brenner in einer Fahrzeug-KJimatisierungsvorrichtung auf, wenn die in einen Lüfter und das Gebläse in einem Luftgebläsesystem eingegebene elektrische Energie berücksichtigt wird. Hier wird der „Eingangsenergiewirkungsgrad“ durch ein Verhältnis einer der Kliniaanlagenluft gegebenen Energiemenge zu einer zum Heizen eingegebenen Energiemenge definiert. Under a typical temperature condition, that is, in a temperature zone where an outside air temperature is about -10°C or above, the heat pump exhibits even better input energy efficiency than the burner in a vehicle air conditioning device when integrated into a fan and the blower electric power input in an air blower system is taken into account. Here, the “input energy efficiency” is defined by a ratio of an amount of energy given to the air of the clinic to an amount of energy input for heating.
Leistung und Wirkungsgrad der Wärmepumpe kann sich möglicherweise verschlechtern, wenn eine Außenluft kälter wird. Außerdem kann sich, weil der Lüfter und das Gebläse als das Luftgebläsesystem in der Wärmepumpe mit Elektrizität betrieben werden, der Wirkungsgrad der Wärmepumpe auf einer Kraftstoffverbrauchsbasis möglicherweise noch weiter als der Eingangsenergiewirkungsgrad der Wärmepumpe verringern. Hier ist der „Wirkungsgrad auf einer Kraftstoffverbrauchsbasis“, das heißt der „Kraftstoffwirkungsgrad“, durch ein Verhältnis einer der Klimaanlagenluft gegebenen Energiemenge zu einer Energiemenge des zum Heizen konsumierten Kraftstoffs definiert.Performance and efficiency of the heat pump can possibly deteriorate when an outside air gets colder. In addition, since the fan and the blower as the air blowing system in the heat pump are driven by electricity, the heat efficiency can improve pump on a fuel consumption basis may decrease even further than the input energy efficiency of the heat pump. Here, “efficiency on a fuel consumption basis”, that is, “fuel efficiency” is defined by a ratio of an amount of energy given to air-conditioning air to an amount of energy of fuel consumed for heating.
Der Wirkungsgrad, der durch Teilen einer Ausgabe der Maschine durch eine Energiemenge des in die Maschine eingegeben Kraftstoffs erhalten wird, ist etwa gleich 0,3, und der Wirkungsgrad eines Motors (Lichtmaschine), der Elektrizität aus Maschinenleistung erzeugt, ist gleich 0,6. Somit ist der Elektrizitätserzeugungswirkungsgrad des Maschine-angetrieben Motors auf einer Kraftstoffverbrauchsbasis, das heißt, der Elektrizitätserzeugungswirkungsgrad auf einer Kraftstoffverbrauchsbasis, der durch Teilen einer Ausgabe des Motors durch eine Energiemenge des Kraftstoffs erhalten wird, der konsumiert wurde, um Elektrizität zu erzeugen, näherungsweise gleich 0,18 (0,6 × 0,3 = 0,18). Demgemäß nimmt in einem Fall, in dem die Wärmepumpe von einem elektrischen Verdichter angetrieben wird, der Kraftstoffwirkungsgrad im Vergleich mit einem Fall ab, wo die Wärmepumpe direkt von der Maschine angetrieben wird.The efficiency obtained by dividing an output of the engine by an energy amount of fuel input to the engine is approximately equal to 0.3, and the efficiency of a motor (alternator) that generates electricity from engine output is equal to 0.6. Thus, the electricity generation efficiency of the engine-driven motor on a fuel consumption basis, that is, the electricity generation efficiency on a fuel consumption basis obtained by dividing an output of the engine by an energy amount of fuel consumed to generate electricity is approximately equal to 0. 18 (0.6 × 0.3 = 0.18). Accordingly, in a case where the heat pump is driven by an electric compressor, fuel efficiency decreases in comparison with a case where the heat pump is directly driven by the engine.
Sogar im Fall einer Maschine-angetrieben Wärmepumpe, die von einem Verdichter angetrieben wird, der mit von der Maschine erhaltenen Wellenleistung angetrieben wird, wie oben beschrieben, wird das Luftgebläsesystem in der Wärmepumpe elektrisch angetrieben und verbraucht daher Elektrizität. Folglich ist der Kraftstoffwirkungsgrad des Brenners höher als der Kraftstoffwirkungsgrad der Wärmepumpe in einigen Fällen abhängig von den Betriebsbedingungen.Even in the case of an engine-driven heat pump driven by a compressor driven with shaft power obtained from the engine as described above, the air blowing system in the heat pump is electrically driven and therefore consumes electricity. Consequently, the fuel efficiency of the burner is higher than the fuel efficiency of the heat pump in some cases depending on the operating conditions.
Indem derartige Fälle berücksichtigt werden, wenn ein Fahrzeuginnenraum aufgeheizt wird, aktiviert die Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung der vorliegenden Offenbarung vorzugsweise die Kühlkreislaufschaltung 3, welche die Wärmepumpe bildet, oder den Brenner 6, je nachdem, wo weniger Kraftstoff konsumiert wird. Das heißt, es wird entweder die Kühlkreislaufschaltung 3 oder der Brenner 6, je nachdem, wo der höhere berechnete Kraftstoffwirkungsgrad zugeordnet ist, vorzugsweise aktiviert. Die Kühlkreislaufschaltung 3, welche die Wärmepumpe bildet, ist konfiguriert, um eine Warmwasserschaltung 1 (auch Kühlmittelschaltung 1 genannt), die durch den Brenner 6 aufgeheizt wird, über einen Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 15 (auch Kühlmittel-Kältemittel-Wärmetauscher 15 genannt)
aufzuheizen. Der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 15 wird in der ersten Ausführungsform wirksam verwendet. Es sollte jedoch erkannt werden, dass der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 15 in der vorliegenden Offenbarung nicht wesentlich ist.By considering such cases, when heating a vehicle interior, the vehicle air-conditioning apparatus of the present disclosure preferentially activates the
to heat up. The water-
Bezugnehmend auf
Die Wannwasserschaltung 1 umfasst eine Wasserpumpe 5, die das Warmwasser zwingt, in die Wärmequelle 4 zu strömen, den Brenner 6, der das Warmwasser aufheizt, einen Kühler 7, der dem Warmwasser erlaubt, Wärme zur Außenluft zu strahlen, und einen Heizerlcern 8, in dem Wärme zwischen dem Warmwasser und der in das Fahrzeug geblasenen Klimaanlagenluft getauscht wird.The
Die Wasserpumpe 5 zwingt das maschinenkühlende Warmwasser durch Drehen eines Flügelrads unter Verwendung eines Motors zu zirkulieren. Der Brenner 6 verbrennt Kraftstoff und heizt das in die Warmwasserschaltung 1 strömende Wasser auf. Der Brenner 6 wird mit Kraftstoff von einem Brennerkraftstofftank 6t versorgt, der aus einem Kraftstofftank gebildet wird, der von einem Kraftstofftank für die Maschine unterschiedlich ist, welche die Wärmequelle 4 bildet.The
In dem Kühler 7 wird, wie bekannt ist, Wärme zwischen dem Warmwasser in der Warmwasserschaltung 1 und der Außenluft getauscht, die Luft außerhalb des Fahrzeugs ist, um eine Temperatur des Warmwassers zu verringern, das heiß wird. Obwohl es in der Zeichnung nicht gezeigt ist, ist ein elektrischer Lüfter des Kühlers an dem Kühler 7 befestigt, damit Außenluft zu den Lamellen des Kühlers 7 strömt.In the
Der Heizerkern 8 ist ein Wärmetauscher, der bereitgestellt wird, um einen Klimatisierungskanal zu schließen und Außenluft, die von einem Klimaanlagengebläse geblasen wird, oder Innenluft, die in dem Fahrzeug zirkuliert, aufzuheizen. Elemente wie ein Thermostat, der eine Strömungsrate zu dem Kühler 7 der Warmwasserschaltung 1 steuert, werden in der Zeichnung nicht gezeigt.The
Die Kühlkreislaufschaltung 3 umfasst den Verdichter 2, der Druck auf das Kältemittel ausübt, einen externen Wärmetauscher 13, der Wärme mit Luft außerhalb des Fahrzeugs tauscht, einen internen Wärmetauscher 14. der eine Temperatur der Klimaanlagenluft regelt, einen Speicher 9, in dem ein zusätzliche Kältemittel gespeichert ist, und so weiter. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Verdichter 2 ein elektrischer Verdichter, der mit von der Leistung der Maschine erzeugten Elektrizität angetrieben wird. Der Verdichter 2 kann jedoch mit Leistung von der Maschine angetrieben werden, die durch Verbrauch von Kraftstoff angetrieben wird.The
Das Fahrzeug ist mit einer Batterie 25 ausgerüstet, die einem Radantriebsmotor (M) 32 Elektrizität zuführt. Eine Batteriemanagementeinheit 26, die einen Zustand der Batterie 25, wie beispielsweise eine Batteriespannung, eine Batterietemperatur und eine Batterierestmenge verwaltet, ist in dem Fahrzeug installiert. Eine Batterierestmenge der Batterie 25 ist somit einem Controller 10 über die Batteriemanagementeinheit 26 bekannt. Elektrizität wird zu dem Motor 32 von der Batterie 25 über eine Motorsteuerschaltung 31 geführt.The vehicle is equipped with a
Vorgänge eines Absperrventils 35, der Elektromagnetventile 36 und 37 und so weiter der ersten Ausführungsform werden nun beschrieben. Die Kühlkreislaufschaltung 3 weist vier Moden wie folgt auf.Operations of a
In einem Kühl- und einem Kühlentfeuchtungs-Modus strahlt das Kältemittel Wärme in den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 15 und den externen Wärmetauscher 13 und absorbiert Wärme in dem internen Wärmetauscher 14. Folglich ist ein elektronisches Expansionsventil 11 vollständig geöffnet und ein elektronisches Expansionsventil 12 regelt eine Strömungsrate, um eine Temperatur des internen Wärmetauschers 14 zu steuern, der als ein Verdampfer arbeitet. Das Elektromagnetventil 37 ist geschlossen und das Elektromagnetventil 36 ist ebenfalls geschlossen.In a cooling and a cooling dehumidification mode, the refrigerant radiates heat in the water-
In einem Heizmodus strahlt das Kältemittel Wärme in den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 15 und absorbiert Wärme in dem externen Wärmetauscher 13. Folglich regelt das elektronisches Expansionsventil 11 eine Strömungsrate, um eine Temperatur des externen Wärmetauschers 13 zu steuern, der als ein Verdampfer arbeitet. Das elektronische Expansionsventil 12 ist geschlossen. Sogar wenn das Gebläse gestoppt ist, wird Wärme in dem internen Wärmetauscher 14 aufgrund eines natürlichen Konvektionsstroms geringfügig getauscht. Folglich wird, wenn das elektronische Expansionsventil 12 offen ist, eine Strömung von dem Kältemittel in dem internen Wärmetauscher 14 gebildet und eine Menge getauschter Wärme wird erhöht, was zu einer Verschlechterung führt. Kurz gesagt nimmt die Heizleistung ab. Das elektronische Expansionsventil 12 wird geschlossen, um eine derartige Unannehmlichkeit zu verhindern. Das Elektromagnetventil 37 ist geschlossen, wohingegen das Elektromagnetventil 36 geöffnet ist.In a heating mode, the refrigerant radiates heat into the water-
Der interne Wärmetauscher 14 ist nicht imstande, eine Temperatur während des Heizens zu regeln. Der interne Wärmetauscher 14 regelt eine Temperatur als ein Verdampfer während des Kühlens und arbeitet als ein Entfeuchtungsverdampfer während des Heizens. In der Kühlkreislaufschaltung 3 ist der interne Wärmetauscher 14 nicht als ein Kondensator verfügbar.The
Während des Heizens strahlt das Kältemittel Wärme zu dem Kühlmittel in dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 15 und das Kühlmittel heizt die Klimaanlagenluft auf, die in den Fahrzeuginnenraum in dem Heizerkern 8 zu blasen ist. Das heißt, dass als ein Verfahren zum Heizen von Wasser erwärmen die Wärmepumpe, die aus der Kühlkreislaufschaltung 3 gebildet ist, und der Brenner 6 zusammen das Kühlmittel erwärmen und dann die Wärme zu der Klimaanlagenluft von dem einzelnen Heizerkern gestrahlt wird.During heating, the refrigerant radiates heat to the coolant in the water-
In einem Erwärmungs-Entfeuchtungsmodus strahlt das Kältemittel Wärme in den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 15 und absorbiert Wärme in dem externen Wärmetauscher 13 und dem internen Wärmetauscher 14. Folglich regelt das elektronische Expansionsventil 11 eine Strömungsrate, µm eine Temperatur des externen Wärmetauschers 13 zu steuern, der als ein Verdampfer arbeitet. Das elektronische Expansionsventil 12 regelt ebenfalls eine Strömungsrate. Das Elektromagnetventil 37 ist geöffnet und das Elektromagnetventil 36 ist ebenfalls geöffnet.In a heating-dehumidifying mode, the refrigerant radiates heat in the water-
Hier erfordert die Entfeuchtung einen bekannten Wiedererwännungvorgang, um Luft aufzuheizen, die in dem internen Wärmetauscher 14 gekühlt wurde, der als ein Verdampfer in dem Heizerkern 8 arbeitet, wo das Warmwasser strömt. In
In einem Abtaumodus absorbiert das Kältemittel Wärme oder absorbiert weder Wärme noch strahlt Wärme in den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 15 und strahlt Wärme in den externen Wärmetauscher 13. Folglich ist das elektronische Expansionsventil 11 vollständig geöffnet, wohingegen das elektronische Expansionsventil 12 geschlossen ist. Das Elektromagnetventil 37 ist geschlossen, wohingegen das Elektromagnetventil 36 geöffnet ist.In a defrost mode, the refrigerant absorbs heat or does not absorb heat, nor radiates heat into the water-
In einem Fall, in dem das Absperrventil 35 fehlt, wird eine Schaltung, die nacheinander durch den Verdichter 2 -> den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 15 → das Elektromagnetventil 37 → das Elektromagnetventil 36 → den Speicher 9 → den Verdichter 2 läuft, während des Erwärmungs-Entfeuchtungsmodus gebildet. Um eine Bildung einer derartigen Schaltung zu verhindern, wird das Absperrventil 35 zwischen den Elektromagnetventilen 37 und 36 bereitgestellt.In a case where the
Wie in
Der Brenner 6 heizt die Klimaanlagenluft zuerst über den Heizerkern 8 auf, in dem das Warmwasser strömt, durch Heizen des Warmwassers in der Warmwasserschaltung 1. Der Controller 10 umfasst intern einen in
Bezugnehmend auf
Der Controller 10 ist als eine Klimaanlagen-ECU bekannt und umfasst einen Speicher als eine interne Speichervorrichtung und eine CPU als eine Rechenvorrichtung. Der Controller 10 steuert den Verdichter 2, das erste elektronische Expansionsventil 11, das zweite elektronische Expansionsventil 12 und dergleichen auf der Grundlage von Information über eine voreingestellte Temperatur in dem Fahrzeuginnenraum, die über eine Bedienungstafel eingestellt wird, und Sensorinformation, wie beispielsweise einer Außenlufttemperatur, einer Innenlufttemperatur und einer Menge an Solarstrahlung. Wie durch gepunktete Linien von
Wie beschrieben wurde, arbeitet der interne Wärmetauscher 14 keineswegs als ein Kondensator in der Schaltungskonfiguration der ersten Ausführungsform.As has been described, the
Gemäß der ersten Ausführungsform berechnet der Controller 10 den Kraftstoffwirkungsgrad von jeweils der Kühlkreislaufschaltung 3 und dem Brenner 6 gemäß den Betriebsbedingungen, die eine Außenlufttemperatur zu einer gegenwärtigen Zeit umfassen. Der Controller 10 kann den Kraftstoffwirkungsgrad von jeweils der Kühlkreislaufschaltung 3 und dem Brenner 6 auf der Grundlage jeweils eines Signals von dem Verdichter 2 und eines Signals von dem Brenner 6 berechnen. Der Controller 10 aktiviert vorzugsweise die Kühlkreislaufschaltung 3 oder der Brenner 6, je nachdem, wo der höhere berechnete Kraftstoffwirkungsgrad zugeordnet ist. Folglich kann eine Tatsache ausgenutzt werden, dass der Brenner 6 effizienter als die Kühlkreislaufschaltung 3 auf einer Kraftstoffverbrauchsbasis in einigen Fällen ist. In derartigen Fällen kann eine Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung, die weniger Kraftstoff konsumiert, durch Kombinieren eines Betriebs des Brenners 6 und eines Betriebs unter Verwendung der Kühlkreislaufschaltung 3 abhängig von dem Kraftstoffwirkungsgrad bereitgestellt werden. According to the first embodiment, the
Weil der interne Wärmetauscher 14 nicht als ein Kondensator arbeitet, kann die Heizung nicht unter Verwendung des internen Wärmetauschers 14 durchgeführt werden. In der ersten Ausführungsform umfasst die Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 15, der zwischen der Warmwasserschaltung 1 und der Kühlkreislaufschaltung 3 bereitgestellt wird, um Wärme zwischen dem Kältemittel und dem Warmwasser zu tauschen. Ein Verfahren zum Durchführen des Heizens durch Heizen der Warmwasserschaltung 1 mit Wärme der Kühlkreislaufschaltung 3 durch Aufnehmen des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers 15 wie oben wird das Wassererwärmungsverfahren genannt. Das Verfahren wird mit dem Lufterwärmungsverfahren (nachstehend beschriebene
Weil Luft durch das Lufterwärmungsverfahren direkt erwärmt wird, weist das Lufterwärmungsverfahren ein hohen Heizwirkungsgrad als einen vorteilhaften Punkt auf. Weil es nicht notwendig ist, Wasser zu erwärmen, weist das Lufterwärmungsverfahren außerdem eine sofortige Wirkung im Vergleich mit dem Wassererwärmungsverfahren auf. Weil die Kühlkreislaufschaltung 3 außerdem auf der Fahrzeugseite von einer Schaltung abnehmbar ist, wird die Installation an dem Fahrzeug einfach.Because air is directly heated by the air heating method, the air heating method has high heating efficiency as an advantageous point. In addition, because it is not necessary to heat water, the air heating method has an instantaneous effect as compared with the water heating method. In addition, since the
Indessen wird im Fall einer räumlichen Anordnung in einem Busfahrzeug ein Heizwärmetauscher auf einer Decke durch das Lufterwärmungsverfahren lokalisiert und Heizluft wird von der Decke ausgeblasen. Die Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung versagt somit, den Kopf kalt und Füße warm zu halten. Das heißt, ein Nachteil des Lufterwärmungsverfahrens ist, dass sich ein Insasse weniger wohlfühlt. Außerdem ist, weil sich Warmluft in einem oberen Abschnitt sammelt, ein Zirkulator oder dergleichen im Fall einer räumlichen Anordnung getrennt erforderlich, um Heizluft von der Decke auszublasen.Meanwhile, in the case of being arranged in a bus vehicle, a heating heat exchanger is located on a ceiling by the air heating method, and heating air is blown out from the ceiling. The vehicle air conditioning device thus fails to keep the head cold and feet warm. That is, a disadvantage of the air heating method is that an occupant feels less comfortable. In addition, since warm air accumulates in an upper portion, a circulator or the like is separately required in the case of spatial arrangement to blow out heated air from the ceiling.
Im Gegensatz dazu besteht ein Vorteil des Wassererwärmungsverfahrens wie in der ersten Ausführungsform darin, dass sich ein Insasse wohlfühlt, weil in dem Heizerkern 8 erwärmte Heizluft von einem unteren Abschnitt des Fahrzeugs geblasen wird. Der Kühler 7 der Warmwasserschaltung 1 wird als ein Teil eines externen Kondensators verfügbar, indem Wärme teilweise von der Kältemittelseite zu dem Warmwasser in der Warmwasserschaltung 1 während eines Kühlbetriebs durch die Kühlkreislaufschaltung 3 übertragen wird. Folglich wird der Wirkungsgrad während des Kühlens verstärkt.In contrast, an advantage of the water heating method as in the first embodiment is that an occupant feels comfortable because heated air heated in the
Ferner kann das Wassererwärmungsverfahren ohne weiteres für zukünftiges Wärmemanagement entwickelt werden. Beispielsweise ist es mittels des Wassererwärmungsverfahrens einfach, sich mit einer Abgaswärmerückgewinnung über eine Warmwasserschaltung in einer Temperaturregulierungsvorrichtung einer Batterie zu befassen, die in einem Fahrzeug installiert ist, das mit einer laufenden Batterie ausgestattet ist. Außerdem ist das Heizen von Warmwasser durch die Kühlkreislaufschaltung 3 verfügbar, um eine Maschine vorzuheizen.Furthermore, the water heating method can be easily developed for future thermal management. For example, by means of the water heating method, it is easy to deal with exhaust heat recovery via a hot water circuit in a temperature regulation device of a battery installed in a vehicle equipped with a running battery. In addition, heating of hot water by the
Ein Nachteil des Wassererwärmungsverfahrens besteht darin, dass das Wassererwärmungsverfahren dem Lufterwärmungsverfahren in einer sofortigen Wirkung und dem Wirkungsgrad als eine Kühlkreislaufschaltung unterlegen ist.A disadvantage of the water heating method is that the water heating method is inferior to the air heating method in instantaneous effect and efficiency as a refrigeration cycle circuit.
Im Fall des Wassererwärmungsverfahrens ist der externe Wärmetauscher 13, der einen Verdampfer während des Heizens bildet, an der Decke des Busfahrzeugs installiert. Der interne Wärmetauscher 14, der als ein Entfeuchtungsverdampfer arbeitet, ist ebenfalls an der Decke installiert. Der Verdichter 2 ist an der Decke in einem Fall installiert, in dem der Verdichter 2 ein elektrischer Verdichter ist. In einem Fall, in dem der Verdichter 2 von der Maschine, welche die Wärmequelle 4 bildet, über einen Riemen angetrieben wird, ist der Verdichter 2 in einem Maschinenraum installiert.In the case of the water heating method, the
Die Steuerung wird nun unter Verwendung von
Wenn die Zimmertemperatur Tr andererseits nicht höher als der Wert ist, der durch Subtrahieren des vorbestimmten Temperaturunterschieds Tp von der voreingestellten Temperatur Tset erhalten wird, bestimmt der Controller 10, dass Heizen notwendig ist. In einem derartigen Fall geht der Controller 10 zu Schritt S203 weiter, in dem der Controller 10 eine Aufwärmsteuerung bezüglich dessen durchführt, ob ein Aufwärmen notwendig ist, um eine Fahrzeug-Innenraumtemperatur steil anzuheben. Wenn ein Aufwärmen notwendig ist, führt der Controller 10 eine nachstehend beschriebene Aufwärmprozedur durch. Ein Teil des Controllers 10, der einen Steuervorgang in Schritt S203 durchführt, kann als ein Beispiel eines Aufwärmsteuerabschnitts verwendet werden, der Heizleistung durch Aktivieren sowohl der Kühlkreislaufschaltung 3 als auch des Brenners 6 verstärkt. Ein detailliertes Ablaufdiagramm der Aufwärmsteuerung in Schritt S203 wird nachstehend beschrieben.On the other hand, when the room temperature Tr is not higher than the value obtained by subtracting the predetermined temperature difference Tp from the preset temperature Tset, the
Anschließend berechnet der Controller 10 die zum Heizen notwendige Leistung in Schritt S204 von
Im anschließenden Schritt S205 berechnet der Controller 10 eine Echtzeit-Heizleistung von jeweils der Kühlkreislaufschaltung 3 und dem Brenner 6 und berechnet einen Kraftstoffwirkungsgrad zum Erreichen der berechneten Leistung. Der Wirkungsgrad stellt eine Heizleistung pro Energie des pro Zeiteinheit konsumierten Kraftstoffs dar.In subsequent step S205, the
In einem Fall, in dem ein Verdichter von einem Motor gedreht wird, wenn eine von dem Kraftstoff konsumierte Energie, um eine Drehausgabe des Motors zu erzeugen, gleich 1 angenommen wird, ist die Drehausgabe des Motors in dem oben beschriebenen Fall gleich 0,18 (0,3 × 0,6 = 0,18). Eine Echtzeit-Drehzahl des Verdichters in einer Kühlkreislaufschaltung wird schließlich mittels einer bekannten Drehzahlsteuerung des Verdichters hergeleitet.In a case where a compressor is rotated by a motor, when an energy consumed by the fuel to generate a rotary output of the motor is assumed to be 1, the rotary output of the motor is 0.18 ( 0.3 × 0.6 = 0.18). A real-time speed of the compressor in a refrigeration cycle circuit is ultimately derived using known compressor speed control.
Es ist notwendig, den Wirkungsgrad des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers 15 zur Zeit der Übertragung von Wärme, die in der Kühlkreislaufschaltung 3 gemäß der Drehzahl erzeugt wird, zu dem Warmwasser über den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 15 zu berücksichtigen. Außerdem ist es notwendig, das Gebläse und den Lüfter zu drehen, während die Kühlkreislaufschaltung in Betrieb ist. Folglich ist es ebenfalls notwendig, zu berücksichtigen, dass der Maschine zugeführter Kraftstoff konsumiert wird, wenn Elektrizität von derartigen Luft-Gebläse Vorrichtungen verwendet wird. Indem die vorangegangenen Angelegenheiten berücksichtigt werden, kann die gesamte Heizleistung berechnet werden, die für eine Menge von konsumiertem Kraftstoff erhalten werden kann, oder der Kraftstoffwirkungsgrad kann durch Verwenden einer Karte empirisch im Voraus erhalten werden. Geeignete Parameter, die verwendet werden, um die Karte zu erzeugen, sind eine Außenlufttemperatur, eine Innenlufttemperatur und eine Maschinendrehzahl.It is necessary to consider the efficiency of the water-
Eine Verdichterdrehzahl kann aus einer Maschinendrehzahl und einem Riemenscheibenverhältnis berechnet werden. Ein Wirkungsgrad der Kühlkreislaufschaltung kann berechnet werden, da ein Zustand einer Kühlkreislaufschaltung unter Verwendung der oben spezifizierten Parameter bestimmt wird.A compressor speed can be calculated from an engine speed and a pulley ratio. An efficiency of the refrigeration cycle circuit can be calculated since a state of a refrigeration cycle circuit is determined using the parameters specified above.
Der Heizleistung des Brenners 6 und dem Kraftstoffwirkungsgrad, um die Leistung zu erreichen, kann ohne weiteres durch Auslesen von Daten oline Durchführen einer Berechnung nachgegangen werden. Es sei jedoch bemerkt, dass die Daten eines Herstellers des Brenners und der Wirkungsgrad als ein Wärmetauscher eines Heizerkerns, der die in dem Brenner erzeugte Wärme in Wärme der Klimaanlagenluft befördert, berücksichtigt werden müssen. Es ist ebenfalls notwendig, eine Wasserpumpe und einen Lüfter zu drehen, um Warmluft auszublasen, indem Warmwasser gezwungen wird, zu strömen. Folglich muss die Elektrizität, die notwendig ist, um die Wasserpumpe und den Lüfter zu drehen, und eine Menge an Kraftstoff, die von der Maschine konsumiert wird, um die Elektrizität zu erhalten, ebenfalls berücksichtigt werden.The heating capacity of the
Schließlich wird die Energie pro Zeiteinheit, die zum Heizen der Luft durch Betreiben des Brenners gegeben wird, unter Verwendung einer Gesamtkraftstoffmenge erhalten, und dann wird der Kraftstoffwirkungsgrad durch Teilen einer Menge der Energie durch die Gesamtkraftstoffmenge erhalten.Finally, the energy per unit time given to heat the air by operating the burner is obtained using a total amount of fuel, and then the fuel efficiency is obtained by dividing an amount of the energy by the total amount of fuel.
Beispielsweise wird unter einer Bedingung, dass eine Außenlufttemperatur gleich -10°C ist und eine Fahrzeug-Innenraumtemperatur gleich 20°C ist, eine Wärmelast eines Fahrzeugs herausgefunden, gleich 15 kW zu sein. Hier wird der Kühlkreislaufschaltungswirkungsgrad (Leistungszahl) einer Wärmepumpe berechnet, um beispielsweise gleich 2,5 von einer Maschinendrehzahl, einer Außenlufttemperatur und einer Fahrzeug-Innenraumtemperatur zu sein.For example, under a condition that an outside air temperature is -10°C and a vehicle interior temperature is 20°C, a heat load of a vehicle is found to be 15 kW. Here, the refrigeration cycle circuit efficiency (Coefficient of Performance) of a heat pump is calculated to be equal to 2.5 from, for example, an engine speed, an outside air temperature, and a vehicle interior temperature.
Kurz gesagt ist 6,0 kW als Leistung von dem Verdichter notwendig. Unter der Annahme, dass 30% der Energie des in die Maschine pro Zeiteinheit eingegebenen Kraftstoffs als Wellenleistung ausgegeben wird, ist 20 kW als eine pro Zeiteinheit konsumierte Kraftstoffenergiemenge notwendig. Wenn außerdem vorausgesetzt wird, dass die Lüfterleistung gleich 0,6 kW, die Gebläseleistung gleich 0.4 kW und der Wirkungsgrad der Lichtmaschine gleich 0,6 ist, dann ist insgesamt 1,7 kW als Wellenleistung notwendig. Die Weltenleistung entspricht einer Kraftstoffenergiemenge von näherungsweise 5,6 kW. Somit ist 25,6 kW durch Hinzufügen einer Kraftstoffenergiemenge von dem Verdichter notwendig. Folglich wird herausgefunden, dass der Kraftstnffwirkungsgrad der Wärmepumpe näherungsweise gleich 0,59 (15 kW/26,5 kW = 0,59) ist.In short, 6.0 kW is necessary as the power from the compressor. Assuming that 30% of the energy of the fuel inputted into the engine per unit time is output as shaft power, 20 kW is necessary as an amount of fuel energy consumed per unit time. Also, if it is assumed that the fan power is 0.6 kW, the blower power is 0.4 kW, and the alternator efficiency is 0.6, then a total of 1.7 kW of shaft power is required. The world output corresponds to a fuel energy amount of approximately 5.6 kW. Thus, 25.6 kW is necessary by adding an amount of fuel energy from the compressor. Consequently, it is found that the fuel efficiency of the heat pump is approximately equal to 0.59 (15 kW/26.5 kW = 0.59).
Um eine Leistung von 15 kW zu erreichen, erfordert der Brenner ferner eine Kraftstoffenergiemenge von näherungsweise 18,8 kW in Anbetracht des Eingangsenergiewirkungsgrads (Leistungszahl) von 0,8. Ein Gesamtbetrag der Elektrizität einer Wasserpumpe und eines Gebläses, das einen Betrieb des Brenners begleitet, ist näherungsweise 0,9 kW. Die Elektrizität ist 1,5 kW hinsichtlich der Wellenleistung der Lichtmaschine und 5,0 kW hinsichtlich einer Kraftstoffenergiemenge. Insgesamt erfordert, um die Heizleistung von 15 kW zu erreichen, der Brenner eine Kraftstoffenergiemenge von näherungsweise 23,8 kW. Folglich wird herausgefunden, dass der Kraftstoffwirkungsgrad des Brenners näherungsweise gleich 0,63 (15 kW/23,8 kW =, 0,63) ist. Kurz gesagt ist der Brenner kraftstoffeffizienter als die Wärmepumpe.Furthermore, to achieve an output of 15 kW, the combustor requires a fuel energy amount of approximately 18.8 kW, given the input energy efficiency (CoP) of 0.8. A total amount of electricity of a water pump and a fan accompanying operation of the burner is approximately 0.9 kW. The electricity is 1.5 kW regarding the wave power tion of the alternator and 5.0 kW in terms of fuel energy quantity. Overall, to achieve the 15 kW heating capacity, the burner requires approximately 23.8 kW of fuel energy. Consequently, it is found that the combustor fuel efficiency is approximately equal to 0.63 (15 kW/23.8 kW = 0.63). In short, the burner is more fuel efficient than the heat pump.
Berechnungen können genäherte Berechnungen und detaillierte Daten sein, wobei beispielsweise eine Windgeschwindigkeitsverteilung in dem Wärmetauscher oder dergleichen weggelassen werden kann. Im Fall des Brenners kann keine Berechnung bei jedem Anlass durchgeführt werden und der Kraftstoffwirkungsgrad des Brenners kann bestimmt werden, gleich 0,8 als ein fester Wert zu sein.Calculations may be approximate calculations and detailed data, for example, a wind speed distribution in the heat exchanger or the like may be omitted. In the case of the burner, calculation cannot be performed every occasion, and the fuel efficiency of the burner can be determined to be equal to 0.8 as a fixed value.
In der Aufwärmprozedur in Schritt S203 von
Im anschließenden Schritt S206 von
In anschließenden Schritt S207 bestimmt der Controller 10, ob ein vorliegende Modus ein Hauptkraftstofftank-Kraftstoffprioritätsmodus ist, in welchem dem Kraftstoff in einem Hauptkraftstofftank Priorität gegeben wird. Hier bestimmt der Controller 10, ob eine zusätzliche Menge an Kraftstoff in dem Hauptkraftstofftank verbleibt, aus dem Kraftstoff der Maschine zugeführt wird. Wenn keine zusätzliche Menge an Kraftstoff in dem Hauptkraftstofftank verbleibt, führt der Controller 10 eine Hauptkraftstoff-Prioritätsprozedur in Schritt S2072 durch. Eine Bestimmung bezüglich dessen, ob eine zusätzliche Menge an Kraftstoff in dem Hauptkraftstofftank verbleibt, und die Hauptkraftstoff-Prioritätsprozedur wird nachstehend beschrieben.In subsequent step S207, the
Ferner vergleicht in Schritt S208 der Controller 10 den Kraftstoffwirkungsgrad der Kühlkreislaufschaltung 3 mit dem Kraftstoffwirkungsgrad des Brenners 6.Further, in step S208, the
Wenn der Wirkungsgrad der Energie, die als in den Innenraum zu blasende warme Luft eingegeben, aus der Energie des in die Maschine eingegebenen Kraftstoffs berechnet wird, wird eine Berechnung unter Berücksichtigung der folgenden Angelegenheiten durchgeführt.When the efficiency of the energy inputted as warm air to be blown into the cabin is calculated from the energy of fuel inputted into the engine, calculation is performed taking the following matters into consideration.
In einem Fall, in dem Wärme von der Kühlkreislaufschaltung 3 zu dem Warmwasser in der Warmwasserschaltung 1 übertragen wird, wird zuerst eine Außenlufttemperatur und eine Maschinenkühlmitteltemperatur (Warmwassertemperatur) erfasst. Eine Warmwasser-Strömungsrate wird ebenfalls durch eine Maschinendrehzahl oder Spezifikationen der Wasserpumpe 5 bestimmt.In a case where heat is transferred from the
Ein Zustand, in dem die Kühlkreislaufschaltung 3 ausgeglichen und in einem stabilen Betriebszustand ist, wird aus Spezifikationen des externen Wärmetauschers 13 und des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers 15, Spezifikationen des Verdichters 2 und einer Drehzahl des Verdichters 2 zusätzlich zu den erfassten Temperaturen und der erfassten Warmwasserströmungsrate erhalten.A state in which the
Folglich kann der Strahlungswirkungsgrad zu der Warmwasserschaltung 1 für eine Eingabe in den Verdichter 2 berechnet werden. Der Strahlungswirkungsgrad kann bei jedem Anlass berechnet werden. Alternativ kann eine Wirkungsgradkarte aus einem Ergebnis eines im Voraus durchgeführten Tests vorläufig erzeugt werden, um den Strahlungswirkungsgrad durch Bezugnahme auf die Karte zu berechnen.Consequently, the radiant efficiency to the
In einem Fall, in dem der Verdichter 2 ein elektrischer Verdichter ist, ist eine Drehzahl des elektrischen Verdichters variable. Das heißt, eine Drehzahl kann von dem Controller 10 gesteuert werden und ist von einer Maschinendrehzahl unabhängig. Weil die notwendige Leistung, um den Fahrzeuginnenraum zu wärmen, durch eine Zimmertemperatur, die voreingestellte Temperatur und eine Außenlufttemperatur bestimmt wird, wird eine notwendige Drehzahl des elektrischen Verdichters durch die notwendige Leistung bestimmt.In a case where the
In einem Fall, in dem Wärme von der Warmwasserschaltung 1 zu der in den Innenraum zu blasenden Klimaanlagenluft übertragen wird, wird eine in den Innenraum abzugebende Wärmemenge aus Spezifikationen und einer Warmwasser-Strömungsrate des Heizerkerns 8, der erfassten Zimmertemperatur und einem Luftvolumen des Heizerkerns 8 berechnet.In a case where heat is transferred from the
In einem Fall, in dem die Kühlkreislaufschaltung 3 unter Verwendung von Leistung von der Maschine aktiviert und der Verdichter 2 von der Maschine riemengetrieben wird, ist die in die Kühlkreislaufschaltung 3 eingegebene Energie näherungsweise 30% der in die Maschine eingegebenen Kraftstoffenergie unter Berücksichtigung des Maschinenwirkungsgrads.In a case where the
In einigen Fällen wird die Lichtmaschine, die als der Motor arbeitet, durch Verwenden von Leistung von der Maschine aktiviert, und der Verdichter 2 ist ein elektrischer Verdichter. In derartigen Fällen wird der Kraftstoffwirkungsgrad unter einer Bedingung berechnet, dass die elektrische Energie von der Lichtmaschine mit einem ElektrizitätserzeugungsWirkungsgrad von näherungsweise 60% durch Aktivieren der Lichtmaschine unter Verwendung einer Wellenleistung von näherungsweise 30% der Kraftstoffenergie erhalten wird.In some cases, the alternator that works as the motor is activated by using power from the engine, and the
Im Fall von anderen elektrischen Funktionsbauteilen, hauptsächlich einem elektrischen Lüfter im externen Wärmetauscher und einem elektrischen Gebläse, das Luft zu dem Verdampfer bläst, ist es bevorzugt, zuerst die eingegebene Energie zu berechnen und Daten zu verwenden, die im Voraus für den Elektrizitätsverbrauch der jeweiligen elektrischen Funktionsbauteile gemessen wurden. In einem derartigen Fall ist es bevorzugt, Daten, wie beispielsweise wie viele Watt von dem elektrischen Lüfter in einem hohen Luftblasmodus konsumiert werden, in einem Speicher in der Form einer Karte zu speichern.In the case of other electric functional components, mainly an electric fan in the external heat exchanger and an electric blower that blows air to the evaporator, it is preferable to first calculate the input power and use data obtained in advance for the electricity consumption of the respective electric Functional components were measured. In such a case, it is preferable to store data such as how many watts is consumed by the electric fan in a high air blowing mode in a memory in the form of a card.
Der Wirkungsgrad (die Leistungszahl) des Brenners 6 kann näherungsweise auf 0,8 unabhängig von einer Außenlufttemperatur und dergleichen eingestellt werden. Folglich kann die Energie, die als auszublasende warme Luft eingegeben wird, um das notwendige Heizen im Innenraum des Busfahrzeugs zu erreichen, durch Betreiben der Kühlkreislaufschaltung 3 aus der Energie des in die Maschine eingegebenen Kraftstoffs berechnet werden. Folglich kann der Kraftstoffwirkungsgrad als Ergebnis berechnet werden.The efficiency (Coefficient of Performance) of the
Die Energie, die als warme Luft eingegeben wird, die aus dem Heizerkern 8 der Warmwasserschaltung 1 zu blasen ist, um die notwendige Erwärmung in dem Innenraum des Busfahrzeugs zu erreichen, indem der Brenners 6 aus der Energie des in die Maschine eingegebenen Kraftstoffs betrieben wird, kann ebenfalls berechnet werden. Folglich kann der Kraftstoffwirkungsgrad als Ergebnis berechnet werden.The energy inputted as warm air to be blown out of the
In einigen Fällen wird bestimmt, dass der Kraftstoffwirkungsgrad der Kühlkreislaufschaltung 3 höher als der Kraftstoffwirkungsgrad des Brenners 6 ist und der Kraftstoffverbrauch wird durch Heizen des Fahrzeuginnenraums unter Verwendung der Kühlkreislaufschaltung 3 und nicht durch Heizen des Fahrzeuginnenraums unter Verwendung des Brenners 6 verringert.In some cases, it is determined that the fuel efficiency of the
In derartigen Fällen geht der Controller 10 zu Schritt S209 von
Wenn bei Schritt S209 andererseits bestimmt wird, dass die Heizleistung der Kühlkreislaufschaltung 3 nicht höher als die notwendige Heizleistung ist, bestimmt der Controller 10, dass eine Leistung allein durch die Kühlkreislaufschaltung 3 unzureichend ist und schaltet (aktiviert) die Kühlkreislaufschaltung 3 AN und schaltet (aktiviert) ebenfalls den Brenner 6 in Schritt S211 AN.On the other hand, when it is determined at step S209 that the heating capacity of the
In einigen Fällen kann bei Schritt S208 bestimmt werden, dass man nicht sagen kann, dass der Kraftstoffwirkungsgrad der Kühlkreislaufschaltung 3 höher als der Kraftstoffwirkungsgrad des Brenners 6 ist, weil der Wirkungsgrad der Kühlkreislaufschaltung 3 beispielsweise wegen einer niedrigen Außenlufttemperatur schlecht ist.In some cases, it may be determined at step S208 that it cannot be said that the fuel efficiency of the
In derartigen Fällen wird bestimmt, dass der Brenner 6 effizienter als die Kühlkreislaufschaltung 3 ist. Demgemäß geht der Controller 10 zu Schritt S212 weiter, in dem der Controller 10 bestimmt, ob die Heizleistung des Brenners 6 höher als die in Schritt S204 berechnete notwendige Heizleistung ist.In such cases, it is determined that the
Wenn bei Schritt S212 bestimmt wird, dass die Heizleistung des Brenners 6 höher als die notwendige Heizleistung ist, schaltet (deaktiviert) der Controller 10 die Kühlkreislaufschaltung 3 AUS und schaltet (aktiviert) den Brenner 6 AN in Schritt S213.When it is determined in step S212 that the heating capacity of the
Wenn bei Schritt S212 andererseits bestimmt wird, dass die Heizleistung des Brenners 6 nicht höher als die notwendige Heizleistung ist, bestimmt der Controller 10, dass Leistung allein durch den Brenner 6 unzureichend und schaltet (aktiviert) die Kühlkreislaufschaltung 3 AN und schaltet (aktiviert) ebenfalls den Brenner 6 AN in Schritt S214.On the other hand, when it is determined at step S212 that the heating capacity of the
Wie beschrieben wurde, weist der Controller 10 den Berechnungsabschnitt (S205) auf, der den Kraftstoffwirkungsgrad von jeweils der Kühlkreislaufschaltung 3 und dem Brenner 6 gemäß den Betriebsbedingungen herausfindet, die eine Außenlufttemperatur außerhalb des Fahrzeugs umfassen. Ein Teil des Controllers 10, der einen Steuervorgang in Schritt S205 durchführt, kann als ein Beispiel des Berechnungsabschnitts verwendet werden, der den Kraftstoffwirkungsgrad von jeweils der Kühlkreislaufschaltung 3 und dem Brenner 6 berechnet, der ein Verhältnis einer Energiemenge, die zum Heizen der Klimaanlagenluft gegeben wird, zu einer Energiemenge an Kraftstoff, die zum Heizen konsumiert wird, darstellt.As has been described, the
Ein Teil des Controllers 10, der einen Steuervorgang in Schritten S208 bis S214 durchführt, kann ebenfalls als ein Beispiel des Wirkungsgrads-Auswahlabschnitts verwendet werden, der vorzugsweise entweder die Kühlkreislaufschaltung 3 oder den Brenner 6 aktiviert, je nachdem, wo der höhere berechnete Kraftstoffwirkungsgrad zugeordnet ist. Der Controller 10 weist einen Auswahlabschnitt auf, der mindestens entweder die Kühlkreislaufschaltung 3 oder den Brenner 6 gemäß der notwendigen Heizleistung, die gemäß einer vorbestimmten Temperaturbedingung hergeleitet wird, und einem Wärmepumpen-Betriebszustand auf einer Kraftstoffverbrauchsbasis auswählt und aktiviert.A portion of the
Der Wärmepumpen-Betriebszustand auf einer Kraftstoffverbrauchsbasis kann den Kraftstoflwirkungsgrad der Wärmepumpe umfassen.The heat pump operating condition on a fuel consumption basis may include the fuel efficiency of the heat pump.
Die Kühlkreislaufschaltung 3 der ersten Ausführungsform weist den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 15 auf und ist mit der Wamiwasserschaltung 1 thermisch verbunden. Kurz gesagt adoptiert die Kühlkreislaufschaltung 3 das Wassererwärmungsverfahren. Mit anderen Worten umfasst die Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung der ersten Ausführungsform die Warmwasserschaltung 1, wo das Warmwasser, um die Wärmequelle zu kühlen, in das Fahrzeug strömt, und die Kühlkreislaufschaltung 3, welche die Wärmepumpe bildet, wo in dem Verdichter verdichtetes Kältemittel 2 strömt.The
Die Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform umfasst den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 15, der zwischen der Warmwasserschaltung 1 und der Kühlkreislaufschaltung 3 bereitgestellt wird, um Wärme zwischen dem Kältemittel und dem Wannwasser zu tauschen.The vehicle air-conditioning device of the present embodiment includes the water-
Folglich kann der Fahrzeuginnenraum durch Verwenden von sowohl der Kühlkreislaufschaltung 3 als auch der Warmwasserschaltung 1 aufgeheizt werden, wie oben in Schritt S211 und Schritt S214 beschrieben. Ebenfalls kann, wenn eine Warmwassertemperatur niedrig ist, der Fahrzeuginnenraum durch Verwenden von sowohl der Kühlkreislaufschaltung 3 als auch der Warmwasserschaltung 1 effizient aufgeheizt werden, nachdem der Heizwirkungsgrad des Heizerkerns 8 der Warmwasserschaitung 1 durch Anheben der Warmwassertemperatur mit einem Betrieb der Kühlkreislaufschaltung 3 erhöht wird. Der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 15 der ersten Ausführungsform ist unter einem Boden des Fahrzeugs installiert.Consequently, the vehicle interior can be heated by using both the
In einigen Fällen ist der Controller 10 erforderlich, um ein Aufwärmen durchzuführen, um die Heizleistung schnell zu verstärken, indem eine Temperatur des Warmwassers schnell angehoben wird, wie in Schritt S203 von
Genauer gesagt kann, wenn ein Aufwärmen erforderlich ist, beispielsweise wenn die kalte Wärmequelle 4 gestartet wird, eine Temperatur des Warmwassers durch Aktivieren von sowohl der Kühlkreislaufschaltung 3 als auch des Brenners 6 unabhängig von der notwendigen Leistung schnell angehoben werden. Mit anderen Worten kann eine Temperaturanstiegsrate des Warmwassers erhöht werden.More specifically, when warm-up is required, for example, when the
Ein Aufwärmen ist beispielsweise in einem Fall erforderlich, in dem eine Warmwassertemperatur unterhalb einer vorbestimmten Temperatur ist, wenn eine Heizung erforderlich ist. Ein derartiger Fall tritt auf, wenn aus einer Warmwassertemperatur, einer Warmwasserwärmekapazität, einer Leistung der Kühlkreislaufschaltung 3, einer Leistung des Brenners 6 und so weiter bestimmt wird, dass eine vorbestimmte Ausblastemperatur nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeit in einem normalen Betriebsmodus erreicht wird. In einem derartigen Fall ändert sich ein vorliegender Modus automatisch in einen Aufwärmmodus.For example, warm-up is required in a case where a hot water temperature is below a predetermined temperature when heating is required. Such a case occurs when it is determined from a hot water temperature, a hot water heat capacity, a capacity of the
Das heißt, dass sich bezugnehmend auf
Im anschließenden Schritt S2032 vergleicht der Controller 10 die notwendige Zeit T2 mit einer vorbestimmten Zeit T1. Wenn die notwendige Zeit T2 länger als die vorbestimmte Zeit T1 ist, bestimmt der Controller 10, dass ein Aufwärmen notwendig ist und führt eine Aufwärmprozedur in Schritt S2033 durch. Durch die Aufwärmprozedur wird eine Temperatur des Warmwassers durch Anschalten (Aktivieren) von sowohl der Kühlkreislaufschaltung 3 als auch des Brenners 6 schnell angehoben.In subsequent step S2032, the
Schritt S206 von
Der Controller 10 weist einen Restelektrizitätsmengen-Bestimmungsabschnitt (S2061) von
Bezugnehmend auf
In der ersten Ausführungsform ist der Verdichter 2 ein elektrischer Verdichter. Wenn der Verdichter 2 jedoch ein riemengetriebener Verdichter ist, ist der Elektrizitätsverbrauch des Verdichters 2 gleich 0. Es sei jedoch bemerkt, dass der riemengetriebene Verdichter 2 durch Antreiben der Maschine angetrieben wird und daher von der Maschine Kraftstoff konsumiert. Der Elektrizitätsverbrauch des Brenners 6 ist in der Form von Anfangsdaten gespeichert. Der Elektrizitätsverbrauch des Brenners 6 wird berechnet, indem ebenfalls auch der Elektrizitätsverbrauch der Wasserpumpe 5 und des Gebläses des Heizerkerns 8 hinzugefügt wird.In the first embodiment, the
Im anschließenden Schritt S20622 von
Wenn bei Schritt S20623 bestimmt wird, dass die Heizleistung des Brenners 6 nicht höher als die notwendige Heizleistung ist, ist die Heizleistung allein durch den Brenner unzureichend. Folglich bringt der Controller 10 sowohl die Kühlkreislaufschaltung 3 als auch den Brenner 6 in einen Betriebszustand in Schritt S20625.If it is determined at step S20623 that the heating capacity of the
Wenn bei Schritt S20622 bestimmt wird, dass der Elektrizitätsverbrauch der Kühlkreislaufschaltung 3 nicht größer als der Elektrizitätsverbrauch des Brenners 6 ist, geht der Controller 10 zu Schritt S20626 weiter, in dem der Controller 10 bestimmt, ob die Heizleistung der Kühlkreislaufschaltung 3 höher als die notwendige Heizleistung ist. Wenn die Heizleistung der Kühlkreislaufschaltung 3 höher als die notwendige Heizleistung ist, schaltet der Controller 10 den Kühlkreislaufschaltung 3 AN und schaltet den Brenner 6 in Schritt S20627 AUS.If it is determined in step S20622 that the electricity consumption of the
Wenn andererseits bestimmt wird, dass die Heizleistung der Kühlkreislaufschaltung 3 nicht höher als die notwendige Heizleistung bei Schritt S20626 in
Gemäß der in
Eine Kraftstoffprioritäts-Steuerung in Schritt S207 von
Der Brenner 6 der ersten Ausführungsform wird mit Kraftstoff von dem Brennerkraftstofftank 6t der ersten Ausführungsform versorgt, in dem durch den Brenner 6 selbst zu konsumierender Kraftstoff gespeichert ist. Der Hauptkraftstofftank 20 ist ein Kraftstofftank von
Beispielsweise kann, wie in
Wenn der Controller 10 bestimmt, dass sich der Kraftstoff verringert, der verwendet wird, um die Maschine anzutreiben (im Fall von NEIN in Schritt S2071 von
Der Schritt S2072 wird ausführlich in
In der Art und Weise wie oben werden die notwendige Heizleistung und der Wärmepumpenbetriebs-Wirkungsgrad auf einer Kraftstoffverbrauchsbasis aus einer Außenlufttemperatur, einer Zimmertemperatur und der voreingestellten Temperatur berechnet. Nach der Berechnung wird eine der beiden Vorrichtungen, die den höheren Wirkungsgrad aufweist, vorzugsweise aktiviert, und wenn die notwendige Heizleistung durch die vorzugsweise aktivierte Vorrichtung allein nicht erreicht wird, wird die andere Vorrichtung ebenfalls aktiviert. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Wirkungsgrad auf einer Kraftstoffverbrauchsbasis gemäß den Betriebsbedingungen von einem Standpunkt des Gesamtwirkungsgrads des Fahrzeugs näherungsweise geschätzt, und die Vorrichtung der beiden Vorrichtungen, die den höheren Wirkungsgrad aufweist, das heißt, weniger Kraftstoff konsumiert, wird vorzugsweise aktiviert. Die Gesamtkraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs kann somit verstärkt werden.In the manner as above, the necessary heating capacity and the heat pump operation efficiency are calculated on a fuel consumption basis from an outside air temperature, a room temperature, and the preset temperature. After the calculation, one of the two devices that has the higher efficiency is preferentially activated, and if the necessary heating power cannot be achieved by the preferentially activated device alone, the other device is also activated. In the present embodiment, the efficiency is approximately estimated on a fuel consumption basis according to the operating conditions from a viewpoint of overall vehicle efficiency, and the device of the two devices which has the higher efficiency, that is, consumes less fuel, is preferably activated. The overall fuel economy of the vehicle can thus be enhanced.
Gemäß der Konfiguration wie oben kann, wenn der Kraftstoff abnimmt, der verwendet wird, um die Maschine anzutreiben, welche die Wärmequelle 4 bildet, vorzugsweise der Kraftstoff in dem Brennerkraftstofftank 6t der ersten Ausführungsform konsumiert werden. Folglich kann eine Abnahme des Kraftstoffs in dem Hauptkraftstofftank 20 von
Eine Berechnung der notwendigen Leistung (notwendige Heizleistung), die in Schritten S204, S209 und S212 von
Es ist schwierig, alle Parameter genau zu kennen. Folglich werden die isolierenden Eigenschaften des Fahrzeugs näherungsweise einfach aus einer Größe des Fahrzeugs geschätzt. Die isolierenden Eigenschaften können nicht bei jedem Anlass berechnet werden und können in einem internen Speicher des Controllers 10 in der Form von Anfangsdaten vorläufig gespeichert werden. Die notwendige Fahrzeugwärmelast wird aus Innen- und Außenlufttemperaturen des Fahrzeugs berechnet.It is difficult to know exactly all the parameters. Consequently, the insulating properties of the vehicle are approximately estimated simply from a size of the vehicle. The insulating properties cannot be calculated on every occasion and may be preliminarily stored in an internal memory of the
Der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 15 ist schwer und wird in dem unteren Abschnitt des Fahrzeugs bereitgestellt. Demgemäß erstrecken sich Kältemittelrohre 3h der Källemittelkreislaufschaltung 3 von dem Deckenabschnitt zu dem unteren Abschnitt.The water-
In der ersten Ausführungsform wird die Wärmepumpe, die aus der Kühlkreislaufschaltung 3 gebildet wird, mit dem Brenner 6 kombiniert. Ein Wärmepumpensystem selbst ist im Vergleich mit einem elektrischen Heizer kostenaufwändig. Weil eine Konfiguration einer kühlenden Busklimaanlage in der verwandten Technik lediglich für den Gebrauch als eine Wärmepumpe modifiziert wird, ist eine Zunahme in den Kosten gegenüber den Kosten in der verwandten Technik jedoch begrenzt.In the first embodiment, the heat pump formed of the
Die Wärmepumpe ist durch Absorbieren von Wärme aus Luft gekennzeichnet. Folglich überschreitet eine Leistungszahl für die eingegebene Leistung 1,0 und weist daher einen höheren Eingangsenergiewirkungsgrad als der Brenner 6 und ein elektrischer Heizer auf. Der Brenner 6 wird der Warmwasserschaltung 1 bereitgestellt, die eine Kühlmittelschaltung für eine Busmaschine ist. Der Brenner 6 wird zum Anheben einer Temperatur, wenn die Maschine startet, und zum Heizen während der Wintermonate ausgiebig verwendet. Wenn die Kosten und der Wirkungsgrad berücksichtigt werden, wird geglaubt, dass eine Kombination des Brenners 6 und der Wärmepumpe hinsichtlich Leistung und Wirkungsgrad optimal ist.The heat pump is characterized by absorbing heat from air. Consequently, a figure of merit for the input power exceeds 1.0 and therefore has a higher input energy efficiency than the
Eine Betriebswirkung der ersten Ausführungsform wird im Folgenden beschrieben. Der Kraftstoffwirkungsgrad von jeweils der Wärmepumpe und dem Brenner 6 wird gemäß den Betriebsbedingungen berechnet, die eine Außenlufttemperatur zu einer gegenwärtigen Zeit umfassen. Entweder die Wärmepumpe oder der Brenner 6, je nachdem, wo der höhere berechnete Kraftstoffwirkungsgrad ist, wird vorzugsweise aktiviert.An operational effect of the first embodiment will be described below. The fuel efficiency of each of the heat pump and the
Folglich kann eine Tatsache ausgenutzt werden, dass in einigen Fällen der Brenner 6 effizienter als die Wärmepumpe auf einer Kraftstoffverbrauchsbasis ist. Eine Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung, die weniger Kraftstoff konsumiert, kann durch Kombinieren eines Betriebs des Brenners 6 und eines Betriebszustands der Wärmepumpe abhängig von dem Kraftstoffwirkungsgrad bereitgestellt werden.Consequently, a fact can be utilized that the
Die Kühlkreislaufschaltung 3, welche die Wärmepumpe bildet, umfasst den internen Wärmetauscher 14, der eine Temperatur der Klimaanlagenluft regelt. Die Warmwasserschaltung 1 umfasst den Heizerkern 8, in dem Wärme zwischen dem Warmwasser und der Klimaanlagenluft getauscht wird. Folglich kann der Fahrzeuginnenraum sowohl durch die Wärmepumpe als auch die Warmwasserschaltung 1 aufgeheizt werden. In einem derartigen Fall ist der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 15, der zwischen der Warmwasserschaltung 1 und der Kühlkreislaufschaltung 3 bereitgestellt wird, um Wärme zwischen dem Kältemittel und dem Warmwasser zu tauschen, nicht wesentlich.The
Ferner wird gemäß der ersten Ausführungsform von der Kühlkreislaufschaltung 3 und dem Brenner 6 jeweils der Kraftstoffwirkungsgrad gemäß den Betriebsbedingungen berechnet, die eine Außenlufttemperatur zu einer gegenwärtigen Zeit umfassen. Entweder die Kühlkreislaufschaltung 3, welche die Wärmepumpe bildet, oder der Brenner 6, welcher den höheren berechneten Kraftstoffwirkungsgrad aufweist, wird vorzugsweise aktiviert. Further, according to the first embodiment, the fuel efficiency of each of the
Folglich kann eine Tatsache, dass der Brenner 6 effizienter als die Wärmepumpe auf einer Kraftstoffverbrauchsbasis ist, in einigen Fällen ausgenutzt werden. Eine Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung, die weniger Kraftstoff konsumiert, kann durch Kombinieren eines Betriebs des Brenners 6 und eines Betriebszustands der Wärmepumpe abhängig von dem Kraftstoffwirkungsgrad bereitgestellt werden. Außerdem kann durch Aufnehmen des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers 15, in dem Wärme zwischen dem Kältemittel und dem Warmwasser getauscht wird, der Fahrzeuginnenraum von sowohl der Wärmepumpe als auch der Warmwasserschaltung 1 effizient aufgeheizt werden, während Wärme zwischen der Wärmepumpe und der Warmwasserschaltung 1 getauscht wird.Consequently, a fact that the
Gemäß der ersten Ausführungsform wird der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher unter dem Boden des Fahrzeugs bereitgestellt. Folglich wird, weil der schwere Wärmetauscher unter dem Boden bereitgestellt wird, das Fahrzeug stabiler und es ist einfach, den Wärmetauscher zu installieren. Außerdem kann, weil eine Position, bei der die Warmwasserschaltung 1 installiert wird, in einer vertikalen Richtung weniger variiert, der Leistungsverbrauch der Wasserpumpe 5 verringert werden, die das Warmwasser zwingt, zu strömen.According to the first embodiment, the water-refrigerant heat exchanger is provided under the floor of the vehicle. Consequently, because the heavy-duty heat exchanger is provided under the floor, the vehicle becomes more stable and it is easy to install the heat exchanger. In addition, since a position where the
Ein Druckverlust auf der Warmwasserseite ergibt ferner einen größeren Einfluss auf die Fahrzeug-Kraftstoffwirtschaftlichkeit als ein Druckverlust auf der Kältemittelseite. Wenn die Warmwasserschaltung 1 kürzer gemacht wird, indem der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 15 näher an der Wannwasserschaltung 1 unter dem Boden bereitgestellt wird, kann eine Gesamtleistung für die Wasserpumpe 5 und den Verdichter 2 folglich kleiner sein, obwohl die Leistung für den Verdichter 2 erhöht wird. Weil ein Gas auf der Kältemittelseite strömt und eine Flüssigkeit in der Wannwasserschaltung 1 strömt, kann das Fahrzeug, indem ein Rohr auf das Warmwasserseite kürzer als in einem Fall ausgeführt wird, in dem der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 15 auf der Deckenseite lokalisiert ist, aufgrund eines Unterschieds in der Dichte leichter sein.Also, a pressure drop on the hot water side results in a greater impact on vehicle fuel economy than a pressure drop on the refrigerant side. Consequently, if the
Gemäß der ersten Ausführungsform werden in einem Fall, wenn beispielsweise eine Aufwärmleistung erforderlich ist, wo die Wärmequelle 4 gestartet wird, wenn eine Temperatur des Warmwassers niedrig ist, sowohl die Wärmepumpe als auch der Brenner 6 unabhängig von der notwendigen Heizleistung aktiviert. Eine Temperatur des Warmwassers kann somit schnell angehoben werden.According to the first embodiment, in a case where, for example, warm-up performance is required where the
Ferner wird gemäß der ersten Ausführungsform entweder der Brenner 6 oder die Wärmepumpe vorzugsweise unter Verwendung der kleineren Menge von Elektrizität ausgewählt und aktiviert, wenn eine Restmenge an Elektrizität in der Batterie klein ist. Folglich kann eine Kilometerleistung zu einem maximal möglichen Ausmaß sichergestellt werden, während eine Menge an verwendeter Elektrizität eingespart wird.Further, according to the first embodiment, when a remaining amount of electricity in the battery is small, either the
Gemäß der ersten Ausführungsform wird Kraftstoff vorzugsweise in dem Brennerkraftstofftank 6t konsumiert, wenn Kraftstoff abnimmt, der verwendet wird, um die Maschine anzutreiben. Folglich kann eine Abnahme von Kraftstoff, der verwendet wird, um die Maschine anzutreiben, eingeschränkt werden.According to the first embodiment, when fuel used to drive the engine decreases, fuel is preferentially consumed in the
(Zweite Ausführungsform)(Second embodiment)
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird beschrieben. In den jeweiligen nachstehenden Ausführungsformen werden Bauteile, welche die gleichen wie die Bauteile der obigen ersten Ausführungsform sind, mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und eine Beschreibung wird nicht wiederholt. Eine Beschreibung wird den unterschiedlichen Konfigurationen gegeben. In der zweiten Ausführungsform und den folgenden Ausführungsformen bezeichnen die gleichen Bezugszeichen wie die in der obigen ersten Ausführungsform verwendeten Bezugszeichen gleiche Konfigurationen und Beschreibungen, die in dem obigen gegeben werden. Die zweite Ausführungsform weist eine Umgehungsschaltung auf, die den Austausch von Wärme zwischen dem Warmwasser und einem Kältemittel in einem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher selektiv außer Kraft setzt.A second embodiment of the present disclosure will be described. In the respective embodiments below, components that are the same as the components of the above first embodiment are denoted by the same reference numerals and description is not repeated. A description is given of the different configurations. In the second embodiment and the following embodiments, the same reference numerals as the reference numerals used in the first embodiment above denote the same configurations and descriptions given in the above. The second embodiment has discloses a bypass circuit that selectively disables the exchange of heat between the hot water and a refrigerant in a water-to-refrigerant heat exchanger.
Bezugnehmend auf
Beispielsweise wird während eines Kühlbetriebs eine Warmwassertemperatur der Wannwasserschaltung 1 in einigen Fällen höher als eine Kältemitteltemperatur auf einer Seite der Kühlkreislaufschaltung 3. In derartigen Fällen wandert die Wärme unerwünschter Weise von der Warmwasserschaltung 1 zu der Kühlkreislaufschaltung 3. Folglich ist das Umgehungsventil 15v der Umgehungsschaltung 15b geöffnet, um dem Kältemittel zu ermöglichen, durch die Umgehungsschaltung 15b zu strömen. Demgemäß kann eine Wanderung von Wärme von der Warmwasserschaltung 1 zu der Kühlkreislaufschaltung 3 durch Verhindern des Austauschens von Wärme in dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 15 gehindert werden. Folglich kann während des Kühlens in
Ein Austausch von Wärme zwischen der Kühlkreislaufschaltung 3 und der Warmwasserschaltung 1 über den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 15 kann gehindert werden, indem dem Warmwasser erlaubt wird, in der Warmwasserschaltung 1 durch Umgehen des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers 15 zu strömen. Dem Kältemittel zu erlauben, den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 15 zu umgehen, ist jedoch beim Verringern einer Größe wirksamer. Beispielsweise ist ein Rohrdurchmesser eines Verdichterablassrohrs auf der Kältemittelseite im Allgemeinen kleiner als ein Rohrdurchmesser der Warmwasserschaltung 1. Folglich kann ein Ventildurchmesser des Umgehungsventils 15v, das die Umgehungsschaltung 15b steuert, kleiner werden, wenn die Umgehungsschaltung 15b auf der Kältemittelseite bereitgestellt wird.Exchange of heat between the
Die Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung kann sogar gebildet werden, wenn ein Austausch von Wärme zwischen der Kühlkreislaufschaltung 3 und der Warmwasserschaltung 1 über den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 15 gehindert ist, indem dem Kältemittel erlaubt wird, immer durch die Umgehungsschaltung 15b während eines Kühlbetriebs zu laufen. Unter einer Bedingung wird jedoch, wo Wärme von der Kühlkreislaufschaltung 3 zu der Warmwasserschaltung 1 übertragen werden kann, der Wirkungsgrad durch das Übertragen von Wärme höher. Der Wirkungsgrad wird höher, weil ein Kühler 7, der als ein externer Kondensator arbeitet, verwendet werden kann, um Wärme von der Kühlkreislaufschaltung 3 zu strahlen.The vehicle air conditioning device can be constituted even when an exchange of heat between the
Ebenfalls wird, wie in
Folglich kann durch Bereitstellen der Umgehungsschaltung 15b auf der Kältemittelseite ein Weg deutlich kürzer sein, wo das Kältemittel strömt. Demgemäß kann der Kühlkreislaufschaltung-Wirkungsgrad durch Verringern eines ungewünschten Druckverlusts verstärkt werden. Das heißt, dass der Weg deutlich kürzer sein kann, wo das Kältemittel strömt, indem dem Kältemittel erlaubt wird, den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 15 auf der Kältemittelseite zu umgehen. Demgemäß kann der Kühlkreislaufschaltungs-Wirkungsgrad durch Verringern eines ungewünschten Druckverlustes verstärkt werden.Consequently, by providing the
In einem derartigen Fall wird, wie in
Eine Steuerung an dem Umgehungsventil 15v, das der Umgehungsschaltung 15b bereitgestellt wird, wird nun gemäß
In einigen Fällen zeigt ein Ergebnis des Vergleichs zwischen einer Wassertemperatur der Warmwasserschaltung 1 und einer Temperatur des Kältemittels von dem Verdichter 2 in Schritt S112, dass eine Kältemitteltemperatur höher als die Warmwassertemperatur ist. In derartigen Fällen schließt der Controller 10 das Umgehungsventil 15v in Schritt S114, um das Kältemittel nicht durch die Umgehungsschaltung 15b strömen zu lassen, und lässt das Kältemittel durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 15 strömen. Wenn ein Ergebnis einer Bestimmung in Schritt S111 bezüglich dessen, ob ein vorliegender Modus der Kühlbetriebsmodus ist, zeigt, dass der vorliegende Modus nicht der Kühlmodus ist, dosiert der Controller 10 das Umgehungsventil 15v in Schritt S115, um das Kältemittel nicht durch die Umgehungsschaltung 15b strömen zu lassen, und lässt das Kältemittel immer durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 15 strömen.In some cases, a result of the comparison between a water temperature of the
Eine räumliche Anordnung der Fahrzeug-Kumatisierungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform in einer Höhenrichtung in einem Busfahrzeug wird gemäß
Der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 15 ist im unteren Abschnitt des Fahrzeugs lokalisiert. Folglich erstrecken sich die Kältemittelrohre 3h der Kühlkreislaufschaltung 3 von dem Deckenabschnitt zu dem unteren Abschnitt. Das Umgehungsventil 15v wird in einem oberen Abschnitt des Fahrzeugs nahe dem Deckenabschnitt durch Überbrücken der beiden Kältemittelrohre 3h bereitgestellt, um die Umgehungsschaltung 15b eines Typs zu bilden, um dem Kältemittel zu ermöglichen, den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 15 zu umgehen.The water-
Eine Betriebsfunktion und eine Wirkung der zweiten Ausführungsform wird im Folgenden beschrieben. Gemäß der zweiten Ausführungsform läuft in einem Fall, in dem es unnötig oder unerwünscht ist. Wärme von der Warmwasserschaltung 1 zu der Kühlkreislaufschaltung 3 über den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 15 zu übertragen, das Kältemittel durch die Umgehungsschaltung 15b und strömt durch Umgehen des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers 15. Folglich kann der Austausch von Wärme zwischen der Kühlkreislaufschaltung 3 und der Warmwasserschaltung 1 über den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 15 gehindert werden.An operational function and an effect of the second embodiment will be described below. According to the second embodiment, runs in a case where it is unnecessary or undesirable. To transfer heat from the
Beispielsweise wird während eines Kühlbetriebs eine Warmwassertemperatur in einigen Fällen höher als eine Temperatur auf der Kühlkreislaufschaltungsseite. In derartigen Fällen wandert die Wärme unerwünschter Weise von der Warmwasserschaltung 1 zu der Kühlkreislaufschaltung 3. Durch Verhindern des Austauschs von Wärme, indem dem Kältemittel erlaubt wird, durch die Umgehungsschaltung 15b zu strömen, kann jedoch eine Zunahme einer Last auf den externen Wärmetauscher 13 verhindert werden, der als ein Kondensator während des Kühlens arbeitet.For example, during a cooling operation, a hot water temperature becomes higher than a temperature on the refrigeration cycle circuit side in some cases. In such cases, the heat undesirably migrates from the
Gemäß der zweiten Ausführungsform kann, weil der Kühler 7 als ein externer Kondensator während des Kühlens verwendet werden kann, der Wirkungsgrad höher als in einem Fall sein, in dem die Wärme auf einer Seite der Kühlkreislaufschaltung 3 nicht immer zu der Warmwasserschaltung 1 während des Kühlbetriebs übertragen wird.According to the second embodiment, since the
Gemäß der zweiten Ausführungsform kann unter einer Bedingung, wo Wärme von der Kühlkreislaufschaltungsseite zu der Warmwasserseite sogar während des Kühlbetriebs übertragen werden kann, der Wirkungsgrad durch Übertragen von Wärme höher sein. Folglich werden die von dem Temperatursensor erfasste kältemittelseitige Einlasstemperatur und eine Warmwassertemperatur verglichen und die Umgehungsschaltung 15b wird unter einer Bedingung nicht geöffnet, wo Wärme zu der Warmwasserseite übertragen werden kann, um Wärme zwischen dem Kältemittel und dem Warmwasser über den Wasser-Kältemittel-Wämietauscher 15 zu tauschen. Der Kühler 7 wird somit auf eine zuverlässige Art und Weise als ein Teil des Kondensators verwendet. Folglich kann der Wirkungsgrad der Kühlkreislaufschaltung geeignet verstärkt werden.According to the second embodiment, under a condition where heat can be transferred from the refrigeration cycle circuit side to the hot water side even during the cooling operation, efficiency by transferring heat can be higher. Consequently, the refrigerant side inlet temperature detected by the temperature sensor and a hot water temperature are compared, and the
(Dritte Ausführungsform)(Third embodiment)
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird beschrieben. Ein von den obigen Ausführungsformen unterschiedlicher Abschnitt wird beschrieben. Eine Gesamtkonfiguration der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird gemäß
Eine planare räumliche Anordnung einer Kühlkreislaufschaltung 3 in einem Deckenabschnitt durch das Lufterwärmungsverfahren der in
Die Warmwasserschaltung 1 umfasst eine Wasserpumpe 5, die das Warmwasser zwingt, in die Wärmequelle 4 zu strömen, einen Brenner 6, der das Warmwasser aufheizt, einen Kühler 7, der dem Warmwasser erlaubt, Wärme zur Außenluft zu strahlen, und einen Heizerkern 8, in dem Wärme zwischen dem Warmwasser und der in das Fahrzeug zu blasenden Klimaanlagenluft getauscht wird.The
Die Wasserpumpe 5 zwingt das Maschinenkühlwasser durch Drehen eines Flügelrads unter Verwendung eines Motors zu zirkulieren. Der Brenner 6 weist einen Brenner auf, der Kraftstoff verbrennt und in die Warmwasserschaltung 1 strömendes Wasser aufheizt. Der Brenner 6 wird mit Kraftstoff aus einem speziellen Brennerkraftstofftank 6t versorgt, der aus einem Kraftstofftank gebildet ist, der von einem Kraftstofftank für die Maschine unterschiedlich ist, welche die Wärmequelle 4 bildet. In dem Kühler 7 wird, wie bekannt ist, Wärme zwischen dem heißen Warmwasser in der Warmwasserschaltung 1 und Außenluft getauscht, die Luft außerhalb des Fahrzeugs ist, um eine Temperatur des Warmwassers herabzusetzen, das heiß wird. Obwohl es in der Zeichnung nicht gezeigt ist, ist ein Kühlerlüfter an dem Kühler 7 befestigt, um Außenluft zu zwingen, zu Kühlerlamellen zu strömen.The
Der Heizerkern 8 ist ein Wärmetauscher, der bereitgestellt wird, um einen Klimatisierungskanal zu schließen und Klimaanlagenluft aufzuheizen, die Außenluft ist, die von einem Klimaanlagengebläse geblasen wird, oder Innenluft ist, die in dem Fahrzeug zirkuliert. Elemente wie ein Thermostat, der eine Strömungsrate zu dem Kühler 7 von der Warmwasserschaltung 1 steuert, werden in der Zeichnung nicht gezeigt.The
In
Jede der ersten Kühlkreislaufschaltung 3a und der zweiten Kühlkreislaufschaltung 3b umfasst den Verdichter 2, der Druck auf das Kältemittel ausübt, einen externen Wärmetauscher 13, der Wärme mit Luft außerhalb des Fahrzeugs tauscht, interne Wärmetauscher 14a und 14b, die eine Temperatur der Klimaanlagenluft regeln, und einen Speicher 9, in dem ein zusätzliches Kältemittel gespeichert ist. Die internen Wärmetauscher 14a und 14b sind in dem Klimatisierungskanal 150 untergebracht und dienen jeweils als ein Verdampfer und ein interner Kondensator.Each of the first
Zu welchem Ausmaß durch den Klimatisierungskanal 150 laufende Klimaanlagenluft Wärme mit dem internen Wärmetauscher 14b tauscht, wird durch einen Öffnungsgrad einer Luftmischklappe 16 gesteuert.
Der Controller 10 weist einen Berechnungsabschnitt auf, der den Kraftstoffwirkungsgrad von jeweils der Kühlkreislaufschaltung 3 und dem Brenner 6 gemäß Betriebsbedingungen berechnet, die eine Außenlufttemperatur außerhalb des Fahrzeugs umfassen. Die Kühlkreislaufschaltung 3 heizt Klimaanlagenluft über den internen Wärmetauscher 14b mit Wärme des Kältemittels auf, das in dem Verdichter 2 unter Druck gesetzt wird und heiß wird.The
Der Brenner 6 heizt zuerst das Warmwasser in der Warmwasserschaltung 1 auf, um die Klimaanlagenluft über der Heizerkern 8 aufzuheizen, wo das Warmwasser strömt. Der Controller 10 umfasst intern einen Wirkungsgrad-Auswahlabschnitt, welcher der gleiche wie das in
Gemäß der Offenbarung wird der Kraftstoffwirkungsgrad von jeweils der Kühlkreislaufschaltung 3 und dem Brenner 6 gemäß den Betriebsbedingungen berechnet, die eine Außenlufttemperatur zu einer gegenwärtigen Zeit umfassen. Entweder die Kühlkreislaufschaltung 3 oder der Brenner 6 kann, je nachdem, wo der höhere berechnete Wirkungsgrad zugeordnet ist, vorzugsweise aktiviert werden. Folglich kann eine Tatsache, dass der Brenner 6 effizienter als die Kühlkreislaufschaltung 3 auf einer Kraftstoffverbrauchsbasis ist, in einigen Fällen ausgenutzt werden. Eine Fahrzeug-Klimatisierungsvorichtung, die weniger Kraftstoff konsumiert, kann somit durch Kombinieren eines Betriebs des Brenners 6 und eines Betriebszustands der Wärmepumpe abhängig vom Kraftstoffwirkungsgrad bereitgestellt werden.According to the disclosure, the fuel efficiency of each of the
Die Kühlkreislaufschaltung 3, welche die Wärmepumpe bildet, umfasst die internen Wärmetauscher 14a und 14b, die eine Temperatur der Klimaanlagenluft regeln, und die Warmwasserschaltung 1 umfasst den Heizerkern 8, in dem Wärme zwischen dem Warmwasser und der Klimaanlagenluft getauscht wird. Folglich kann ein Fahrzeuginnenraum sowohl von der Kühlkreislaufschaltung 3 als auch der Warmwasserschaltung 1 getrennt aufgeheizt werden. In der dritten Ausführungsform fehlt ein Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 15, der zwischen der Warmwasserschaltung 1 und der Kühlkreislaufschaltung 3 bereitgestellt wird, um Wärme zwischen dem Kältemittel und dem Warmwasser zu tauschen.The
Durch Bereitstellen eines Paars der internen Wärmetauscher 14a1 und 14a2, eines Paars der internen Wärmetauscher 14b1 und 14b2 und eines Paars der externen Wärmetauscher 13a und 13b, wie in
Die beiden externen Wärmetauscher 13a und 13b werden jeweils mit externen Wärmetauscher-Lüftern 13ab und 13bb bereitgestellt, um den externen Wärmetauschern 13a und 13b zu erlauben, Wärme mit Außenluft zu tauschen. Ferner werden dreiThe two
Gebläse 14b1b und drei Gebläse 14b2b bereitgestellt, um die Klimaanlagenluft zu zwingen, jeweils von dem internen Wärmetauscher 14a1 zu dem internen Wärmetauscher 14b1 und von dem internen Wärmetauscher 14a2 zu dem internen Wärmetauscher 14b2 durchzulaufen.Fans 14b1b and three fans 14b2b are provided to force the air conditioning air to pass from the internal heat exchanger 14a1 to the internal heat exchanger 14b1 and from the internal heat exchanger 14a2 to the internal heat exchanger 14b2, respectively.
(Vierte Ausführungsform)(Fourth embodiment)
Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Ein von den obigen Ausführungsformen unterschiedlicher Abschnitt wird beschrieben. Eine Gesamtkonfiguration der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird gemäß
(Andere Ausführungsformen)(Other embodiments)
Obwohl in dem Obenstehenden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarungen beschrieben werden, sollte erkannt werden, dass die vorliegende Offenbarung nicht besonders auf die jeweiligen oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und in verschiedene Arten und Weisen innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung modifiziert werden kann. Die Strukturen in den obigen Ausführungsformen sind bloße Beispiele und der Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung ist nicht auf den oben beschriebenen Schutzumfang beschränkt.Although preferred embodiments of the present disclosures are described in the above, it should be appreciated that the present disclosure is not particularly limited to the respective embodiments described above and can be modified in various ways within the scope of the present disclosure. The structures in the above embodiments are mere examples, and the scope of the present disclosure is not limited to the scope described above.
Ein elektrischer Heizer kann anstelle des Brenners 6 verwendet werden oder der Brenner 6 und ein elektrischer Heizer können in Kombination verwendet werden. Die Wärmequelle ist nicht auf die Maschine beschränkt und kann ein beliebiger anderer Wärmeerzeugungskörper in dem Fahrzeug sein. Das Warmwasser als ein Fluid in der Warmwasserschaltung 1 kann eine beliebige Flüssigkeit sein, µm die Wärmequelle zu kühlen. Der Verdichter kann entweder elektrisch oder durch die Maschine angetrieben werden.An electric heater can be used instead of the
Im Fall eines maschinengetriebenen Verdichters können Kraftstoffwirtschaftlichkeits-Charakteristika der Maschine in der Form von Daten vorgespeichert werden und der Wirkungsgrad der Kühlkreislaufschaltung 3 kann berechnet werden, indem die Kraftstoffwirtschaftlichkeits-Charakteristik der Maschine zur Zeit der Berechnung berücksichtigt wird. Der Controller 10 ist nicht auf die Klimaanlagen-ECU begrenzt und ein Teil der Funktionen kann einer Maschinen-ECU zugeteilt werden. Der Kraftstoffwirkungsgrad der Kühlkreislaufschaltung 3 wird gemäß den Betriebsbedingungen berechnet, die eine Außenlufttemperatur außerhalb des Fahrzeugs umfassen, wohingegen der Eingangsenergiewirkungsgrad des Brenners 6 in der obigen Ausführungsformen festliegt. Der Wirkungsgrad der Eingangsenergie des Brenners 6 kann gemäß den Betriebsbedingungen berechnet werden, die eine Außenlufttemperatur außerhalb des Fahrzeugs umfassen.In the case of an engine-driven compressor, fuel economy characteristics of the engine can be prestored in the form of data, and the efficiency of the
In den obigen Ausführungsformen wird Kraftstoffwirkungsgrad mit Kraftstoffwirkungsgrad verglichen. Ein Vergleich erfolgt jedoch lediglich, um herauszufinden, welche Vorrichtung zu verwenden ist, um den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs zu verringern. Folglich kann ein Vergleich, der zwischen Kraftstoffverbrauch und Kraftstoffverbrauch zu einer gegenwärtigen Zeit erfolgt, als ein Vergleich von Wirkungsgrad mit Wirkungsgrad verwendet werden. Kurz gesagt kann der Kraftstoffwirkungsgrad der vorliegenden Offenbarung jeder Parameter sein, der weniger Kraftstoffverbrauch angibt.In the above embodiments, fuel efficiency is compared to fuel efficiency. However, a comparison is only made to find out which device to use to reduce the fuel consumption of the vehicle. Consequently, a comparison made between fuel economy and fuel economy at a current time can be used as an efficiency-to-efficiency comparison. In short, the fuel efficiency of the present disclosure can be any parameter that indicates less fuel consumption.
In der vorliegenden Offenbarung sind der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher und die Umgehungsschaltung nicht wesentlich. Wenn jedoch der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher und die Umgehungsschaltung bereitgestellt werden, üben beide ihre eigenen Wirkungen aus. Ferner ist das Fahrzeug nicht auf ein Busfahrzeug beschränkt und kann stattdessen ein Zug oder ein Automobil sein. Der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher ist nicht auf einen Unterbodentyp beschränkt.In the present disclosure, the water-to-refrigerant heat exchanger and the bypass circuit are not essential. However, when the water-refrigerant heat exchanger and the bypass circuit are provided, both exert their own effects. Furthermore, the vehicle is not limited to a bus vehicle and may be a train or an automobile instead. The water-refrigerant heat exchanger is not limited to an underfloor type.
Ein Dreiwegeventil kann als das Umgehungsventil verwendet werden, um die Umgehungsschaltung zu öffnen und zu schließen, durch die das Kältemittel durch Umgehen des Wasser-Käitemittel-Wärmetauschers strömt. Die Umgehungsschaltung kann entweder in der Kältemittelseite oder der Warmwasserseite oder beiden bereitgestellt werden.A three-way valve can be used as the bypass valve to open and close the bypass circuit through which the refrigerant flows by bypassing the water-refrigerant heat exchanger. The bypass circuit can be provided in either the refrigerant side or the hot water side or both.
Bezugnehmend auf
Eine Bedingung, unter der Wärme von der Kühlkreislaufschaltung 3 zu der Warmwasserschaltung 1 während eines Kühlbetriebs übertragen werden kann, kann durch ein anderes Verfahren als ein Vergleich von Temperaturen spezifiziert werden. Beispielsweise kann eine derartige Bedingung gemäß einer Zeit, die verstrichen ist, seitdem die Maschine gestartet ist, einer Zeit, die verstrichen ist, seitdem der Verdichter gestartet ist, und einem Kältemitteldruck spezifiziert werden.A condition under which heat can be transferred from the
Wenn eine Aufwärmleistung erforderlich ist, kann sogar in dem Verfahren, das keinen Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher aufweist, wie in
Das Fahrzeug kann ein Fahrzeug, dass allein mit einer Maschine läuft, anstelle eines Hybridfahrzeugs sein. Die Wärmequelle kann eine Kraftstoffzelle sein. In einem derartigen Fall ist das Fahrzeug ein Kraftstoffzellen-Fahrzeug. Ferner kann das Fahrzeug ein elektrisches Auto sein, in dem eine Maschine keine Leistung direkt abgibt, um Räder anzutreiben, und lediglich einen Motor antreibt, während der Motor eine laufende Batterie lädt.The vehicle may be a vehicle running alone with an engine instead of a hybrid vehicle. The heat source can be a fuel cell. In such a case, the vehicle is a fuel cell vehicle. Furthermore, the vehicle can be an electric car in which a Machine does not output power directly to drive wheels and only powers a motor while the motor charges a running battery.
In den obigen Ausführungsformen bestätigt der Controller in einem Fall, in dem sich der mit Elektrizität der Batterie drehende Motor in einem Antriebssystem des Fahrzeugs verwendet wird, einen Ladezustand der Batterie und bestimmt, ob eine Restmenge an Elektrizität unzureichend ist. Wenn der Controller bestimmt, dass eine Menge an Elektrizität unzureichend ist, wählt und aktiviert der Controller vorzugsweise entweder den Brenner 6 oder die Wärmepumpe unter Verwendung der kleineren Menge an Elektrizität. In einem derartigen Fall wird dem Brenner 6 unter Verwendung der kleineren Menge von Elektrizität Priorität gegeben, sogar wenn es besser ist, die Wärmepumpe zu verwenden, wenn lediglich der Kraftstoffverbrauch betroffen ist. Ob weniger Kraftstoffverbrauch oder weniger Elektrizitätsverbrauch der Priorität gegeben wird, kann jedoch im Voraus für jedes Fahrzeug oder durch jeden Benutzer ausgewählt werden.In the above embodiments, in a case where the motor rotating with electricity of the battery is used in a drive system of the vehicle, the controller confirms a state of charge of the battery and determines whether a residual amount of electricity is insufficient. If the controller determines that an amount of electricity is insufficient, the controller preferably selects and activates either the
Ob die Vorrichtung immer vorzugsweise zu aktivieren ist, die den höheren Wirkungsgrad aufweist, ohne gemäß dem Kraftstoffverbrauch oder dem Elektrizitätsverbrauch Priorität zu geben, kann ferner im Voraus für jedes Fahrzeug oder durch jeden Benutzer ausgewählt werden.Further, whether to always preferentially activate the device having the higher efficiency without giving priority according to fuel consumption or electricity consumption can be selected in advance for each vehicle or by each user.
Der oben beschriebene Brenner wird mit Kraftstoff von dem Brennerkraftstofftank versorgt, in dem von dem Brenner selbst zu konsumierender Kraftstoff gespeichert ist. Der Brenner kann jedoch mit Kraftstoff von dem Hauptkraftstofftank versorgt werden, der gemeinsam mit der Maschine verwendet wird.The burner described above is supplied with fuel from the burner fuel tank which stores fuel to be consumed by the burner itself. However, the burner can be supplied with fuel from the main fuel tank shared with the engine.
Von der in die Maschine eingegebenen Energie kann näherungsweise 40% der dem Kühlmittel gegebenen thermischen Energie zum Heizen in der Wärmepumpe verwendet werden, die das Wassererwärmungsverfahren adoptiert. Folglich kann der Wirkungsgrad auf einer Kraftstoffverbrauchsbasis berechnet werden, indem eine derartige Energiemenge berücksichtigt wird.Of the energy input to the machine, approximately 40% of the thermal energy given to the coolant can be used for heating in the heat pump adopting the water heating method. Consequently, the efficiency can be calculated on a fuel consumption basis by considering such an amount of energy.
In der Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung gemäß der dritten Ausftihrungsform der vorliegenden Offenbarung, die oben mit Bezug auf
Es sei zu verstehen, dass, obwohl die Offenbarung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen derselben beschrieben wurde, die Offenbarung nicht auf die bevorzugten Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt ist. Die Offenbarung ist dazu bestimmt, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzudecken. Außerdem sind, obwohl die verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen bevorzugt sind, sind andere Kombinationen und Konfigurationen, einschließlich mehr, weniger oder lediglich ein einzelnes Element, ebenfalls innerhalb dem Wesen und dem Schutzumfang der Offenbarung.It should be understood that while the disclosure has been described with reference to preferred embodiments thereof, the disclosure is not limited to the preferred embodiments and constructions. The disclosure is intended to cover various modifications and equivalent arrangements. In addition, while the various combinations and configurations are preferred, other combinations and configurations, including more, less, or only a single element, are also within the spirit and scope of the disclosure.
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