DE112016000671T5

DE112016000671T5 - Wärmepumpen-Kreislauf

Info

Publication number: DE112016000671T5
Application number: DE112016000671.3T
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Kawano
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-02-09
Filing date: 2016-02-04
Publication date: 2017-11-09
Also published as: CN107208941A; JPWO2016129498A1; US10661631B2; WO2016129498A1; US20180022185A1; CN107208941B; JP6278132B2

Abstract

Ein Wärmepumpen-Kreislauf umfasst einen Kompressor (11), einen ersten inneren Wärmetauscher (12), der eine Blasluft heizt, einen Separator (14), der ein aus dem Kompressor abgelassenes Kältemittel in ein Gasphasen-Kältemittel, das ein Schmiermittel nicht enthält, und ein verbleibendes Kältemittel separiert, einen äußeren Wärmetauscher (20), der einen Wärmeaustausch zwischen dem verbliebenen Kältemittel, das aus dem Separator heraus strömt, und Außenluft durchführt, einen zweiten inneren Wärmetauscher (23), der einen Luftstrom kühlt, ein Steuerventil (13), einen Akkumulator (24) sowie einen ersten Umgehungsdurchlass (25), der den zweiten inneren Wärmetauscher umgeht und eine Verbindung mit einer Einlassseite des Akkumulators herstellt. Der Wärmepumpen-Kreislauf heizt einen Luftstrom in dem ersten inneren Wärmetauscher und steuert das Steuerventil so, dass der Druck des Kältemittels durch Steuern des Öffnungsgrads eines Kältemittel-Strömungskanals, der zwischen einem Auslass des ersten inneren Wärmetauschers und einem Einlass des Separators positioniert ist, in einem Zustand reduziert wird, in dem das Kältemittel in einem Kältemittel-Kreislauf zirkuliert, der den Kompressor, den Separator, den ersten inneren Wärmetauscher, das Steuerventil, den Separator, den äußeren Wärmetauscher, den ersten Umgehungsdurchlass und den Akkumulator umfasst, während das Gasphasen-Kältemittel, das aus dem Separator heraus strömt, in dem zweiten inneren Wärmetauscher akkumuliert wird.

Description

Verweis auf eine verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung basiert auf der am 9. Februar 2015 eingereichten Japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-23217 , die durch eine Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Wärmepumpen-Kreislauf.
Stand der Technik
Bislang umfasst ein Wärmepumpen-Kreislauf für eine Fahrzeug-Klimaanlage einen Kompressor, einen inneren Heiz-Wärmetauscher, einen inneren Kühl-Wärmetauscher, ein erstes und ein zweites Expansionsventil, einen äußeren Wärmetauscher, ein erstes und ein zweites elektromagnetisches Ventil, einen ersten und einen zweiten Umgehungsdurchlass sowie einen Akkumulator (siehe zum Beispiel das Patentdokument 1).
Bei dem vorstehenden Wärmepumpen-Kreislauf heizt der innere Heiz-Wärmetauscher eine Innenluft des Fahrzeugs mit Hilfe eines Hochdruck-Kältemittels, das aus dem Kompressor abgelassen wird. Das erste Expansionsventil steuert den Öffnungsgrad eines Kältemittel-Strömungskanals zwischen einem Auslass des inneren Heiz-Wärmetauschers und einem Einlass des äußeren Wärmetauschers. Der äußere Wärmetauscher tauscht Wärme zwischen einem Kältemittel, das durch das erste Expansionsventil hindurch geströmt ist, und Außenluft aus.
Das zweite Expansionsventil steuert den Öffnungsgrad eines Kältemittel-Strömungskanals zwischen einem Auslass des äußeren Wärmetauschers und einem Einlass des inneren Kühl-Wärmetauschers. Der innere Kühl-Wärmetauscher kühlt die Innenluft des Fahrzeugs unter Verwendung des Kältemittels, dessen Druck mittels des zweiten Expansionsventils reduziert wird.
Der Akkumulator separiert das Kältemittel, das durch den inneren Kühl-Wärmetauscher hindurch geströmt ist, in ein Gasphasen-Kältemittel und ein Flüssigphasen-Kältemittel, um das Flüssigphasen-Kältemittel als ein Überschuss-Kältemittel zu akkumulieren, und führt das Gasphasen-Kältemittel einem Einlass des Kompressors zu. Bei dem Überschuss-Kältemittel handelt es sich um ein Kältemittel, das für ein Betreiben eines Kühl-Modus, eines Heiz-Modus und dergleichen nicht notwendig ist.
Der erste Umgehungsdurchlass verbindet den Auslass des äußeren Wärmetauschers und einen Einlass des Akkumulators unter Umgehen des inneren Kühl-Wärmetauschers und des zweiten Expansionsventils. Das erste elektromagnetische Ventil öffnet und schließt den ersten Umgehungsdurchlass. Der zweite Umgehungsdurchlass verbindet den Auslass des inneren Heiz-Wärmetauschers und einen Einlass des zweiten Expansionsventils unter Umgehen des ersten Expansionsventils und des äußeren Wärmetauschers. Das zweite elektromagnetische Ventil öffnet und schließt den zweiten Umgehungsdurchlass.
In dem Kühl-Modus ist das erste Expansionsventil geöffnet, so dass durch das erste Expansionsventil keine einen Druck reduzierende Funktion in Bezug auf das Kältemittel verursacht wird, und das erste und das zweite elektromagnetische Ventil sind geschlossen. Des Weiteren ist das Expansionsventil mit einem Drossel-Öffnungsgrad festgelegt, der bewirkt, dass eine einen Druck verringernde Funktion in Bezug auf das Kältemittel ausgeführt wird. Dies erzeugt einen Kältemittel-Kreislauf, der bewirkt, dass das aus dem Kompressor abgelassene Kältemittel in dem inneren Heiz-Wärmetauscher, dem ersten Expansionsventil, dem äußeren Wärmetauscher, dem zweiten Expansionsventil, dem inneren Kühl-Wärmetauscher, dem Akkumulator und dem Kompressor in der angegebenen Reihenfolge strömt.
In dem Heiz-Modus ist das erste Expansionsventil mit dem Drossel-Öffnungsgrad festgelegt, der die einen Druck verringernde Funktion verursacht, das erste und das zweite elektromagnetische Ventil sind geöffnet, und das zweite Expansionsventil ist geschlossen. Dies erzeugt einen Kältemittel-Kreislauf, der bewirkt, dass das aus dem Kompressor abgelassene Kältemittel in dem inneren Heiz-Wärmetauscher, dem ersten Expansionsventil, dem äußeren Wärmetauscher, dem ersten Umgehungsdurchlass, dem ersten elektromagnetischen Ventil, dem Akkumulator und dem Kompressor in der angegebenen Reihenfolge strömt. Daher strömt in dem Heiz-Modus kein Kältemittel durch den inneren Kühl-Wärmetauscher hindurch. Aus diesem Grund ist der Kältemittel-Kreislauf in dem Heiz-Modus hinsichtlich der Kapazität des Strömungskanals, durch den das Kältemittel hindurch strömt, kleiner als der Kältemittel-Kreislauf in dem Kühl-Modus. Daher ist die Menge des Überschuss-Kältemittels in dem Heiz-Modus größer als die Menge des Überschuss-Kältemittels in dem Kühl-Modus.
Daher wird in dem Heiz-Modus bewirkt, dass ein Teil des Kältemittels, das durch den inneren Heiz-Wärmetauscher hindurch geströmt ist, durch das zweite elektromagnetische Ventil hindurch in dem zweiten Umgehungsdurchlass strömt, um die Menge des Überschuss-Kältemittels zu reduzieren, das in dem Akkumulator akkumuliert ist. Im Ergebnis kann das Überschuss-Kältemittel in dem Heiz-Modus in dem zweiten Umgehungsdurchlass akkumuliert werden. Daher kann eine Abmessung des Akkumulators in dem Heiz-Modus reduziert werden, da die Menge des in dem Akkumulator akkumulierten Überschuss-Kältemittels reduziert werden kann.
Dokument des Standes der Technik
Patentdokument

Patentdokument 1: JP 2012-254670 A

Zusammenfassung
Im Allgemeinen ist die Menge eines Kältemittels, das in dem Wärmepumpen-Kreislauf eingeschlossen sein soll, auf eine Menge festgelegt, die durch Hinzufügen einer vorgegebenen Überschuss-Menge zu einer maximalen Zirkulations-Strömungsrate erhalten wird, die für ein Zirkulieren in dem Kältemittel-Kreislauf erforderlich ist, um unter Berücksichtigung eines Austretens des Kältemittels eine maximale Kälteleistung in dem Wärmepumpen-Kreislauf aufzubieten. Aus diesem Grund besteht auch in dem Kühl-Modus außer dem Heiz-Modus eine Notwendigkeit, eine vorgegebene Menge des Überschuss-Kältemittels in dem Akkumulator zu akkumulieren, was eine Verkleinerung des Akkumulator-Körpers erschwert.
Um die Abmessung des Akkumulators zu reduzieren, ist, wenngleich das Überschuss-Kältemittel in dem zweiten Umgehungsdurchlass akkumuliert werden kann, während der Heiz-Modus in Betrieb ist, bei dem Wärmepumpen-Kreislauf des Weiteren ein Schmiermittel in dem Kältemittel enthalten, das in dem zweiten Umgehungsdurchlass akkumuliert wird. Daher besteht die Möglichkeit, dass das Schmiermittel, das dem Kompressor zuzuführen ist, nicht ausreichend ist und der Kompressor während der Ausführung des Heiz-Modus nicht gleichmäßig arbeitet.
Im Hinblick auf die vorstehenden Punkte besteht eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung in der Bereitstellung eines Wärmepumpen-Kreislaufs, der einen Mangel an Schmiermittel verringert, das einem Kompressor zuzuführen ist, während eine Verkleinerung eines Akkumulators erreicht wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Wärmepumpen-Kreislauf Folgendes: einen Kompressor, der ein Kältemittel ansaugt, das ein Schmiermittel enthält, das angesaugte Kältemittel komprimiert und das komprimierte Kältemittel als ein Hochdruck-Kältemittel ablässt; einen ersten inneren Wärmetauscher, in dem das Hochdruck-Kältemittel einen Luftstrom heizt, der in einen Fahrzeuginnenraum hinein geblasen wird; einen Separator, der das Kältemittel, das aus dem Kompressor abgelassen wird, in ein Gasphasen-Kältemittel, welches das Schmiermittel nicht enthält, und ein verbleibendes Kältemittel außer dem Gasphasen-Kältemittel separiert; einen äußeren Wärmetauscher, der einen Wärmeaustausch zwischen dem verbliebenen Kältemittel, das aus dem Separator heraus geströmt ist, und Außenluft durchführt; einen zweiten inneren Wärmetauscher, in dem das Kältemittel, das durch den äußeren Wärmetauscher hindurch geströmt ist, den Luftstrom kühlt; ein erstes Steuerventil, das einen Öffnungsgrad eines Kältemittel-Strömungskanals steuert, der zwischen einem Auslass des ersten inneren Wärmetauschers und einem Einlass des Separators positioniert ist; ein zweites Steuerventil, das einen Öffnungsgrad eines Kältemittel-Strömungskanals steuert, der zwischen einem Auslass des äußeren Wärmetauschers und einem Einlass des zweiten inneren Wärmetauschers positioniert ist; einen Akkumulator, der ein Kältemittel, das aus dem zweiten inneren Wärmetauscher heraus geströmt ist, in ein Flüssigphasen-Kältemittel und ein Gasphasen-Kältemittel separiert und das Gasphasen-Kältemittel dem Kompressor zuführt, während das Flüssigphasen-Kältemittel akkumuliert wird; einen ersten Umgehungsdurchlass, der den zweiten inneren Wärmetauscher und das zweite Steuerventil umgeht, um einen Einlass des Akkumulators und den Auslass des äußeren Wärmetauschers zu verbinden; sowie eine Steuereinheit, die so konfiguriert ist, dass der Luftstrom in dem ersten inneren Wärmetauscher geheizt wird und das erste Steuerventil so gesteuert wird, dass ein Druck des Kältemittels durch Steuern des Öffnungsgrads des Kältemittel-Strömungskanals, der zwischen dem Auslass des ersten inneren Wärmetauschers und dem Einlass des Separators positioniert ist, in einem Zustand reduziert wird, in dem die Steuereinheit das Kältemittel in einem Kältemittel-Kreislauf zirkuliert, der den Kompressor, den ersten inneren Wärmetauscher, das erste Steuerventil, den Separator, den äußeren Wärmetauscher, den ersten Umgehungsdurchlass und den Akkumulator umfasst, während die Steuereinheit das Gasphasen-Kältemittel, das aus dem Separator heraus geströmt ist, in dem zweiten inneren Wärmetauscher akkumuliert.
Gemäß dem vorstehenden Aspekt kann das Gasphasen-Kältemittel, das aus dem Separator abgelassen wird, in dem zweiten inneren Wärmetauscher akkumuliert werden. Aus diesem Grund kann eine Kapazität des Akkumulators für ein Akkumulieren des Kältemittels reduziert werden. Daher kann die Abmessung des Akkumulators reduziert werden.
Zusätzlich zu der vorstehenden Konfiguration handelt es sich bei dem Gasphasen-Kältemittel, das in dem zweiten inneren Wärmetauscher akkumuliert ist, um das Kältemittel, aus dem das Schmiermittel in dem Separator entfernt wurde. Aus diesem Grund kann das verbliebene Kältemittel, welches das Schmiermittel enthält, dem Kompressor zugeführt werden. Demzufolge kann ein Mangel an dem Schmiermittel, das dem Kompressor zuzuführen ist, reduziert werden.
Wie vorstehend beschrieben, kann der Wärmepumpen-Kreislauf bereitgestellt werden, der den Mangel an dem Schmiermittel reduziert, das dem Kompressor zuzuführen ist, während die Abmessung des Akkumulators reduziert wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Wärmepumpen-Kreislauf Folgendes: einen Kompressor, der ein Kältemittel ansaugt, das ein Schmiermittel enthält, das angesaugte Kältemittel komprimiert und das komprimierte Kältemittel als ein Hochdruck-Kältemittel ablässt; einen ersten inneren Wärmetauscher, in dem das Hochdruck-Kältemittel einen Luftstrom heizt, der in einen Fahrzeuginnenraum hinein geblasen wird, einen Separator, der das aus dem Kompressor abgelassene Kältemittel in ein Gasphasen-Kältemittel, welches das Schmiermittel nicht enthält, und ein verbleibendes Kältemittel außer dem Gasphasen-Kältemittel separiert; einen äußeren Wärmetauscher, der einen Wärmeaustausch zwischen dem verbliebenen Kältemittel, das aus dem Separator heraus geströmt ist, und Außenluft durchführt; einen zweiten inneren Wärmetauscher, in dem das Kältemittel, das durch den äußeren Wärmetauscher hindurch geströmt ist, den Luftstrom kühlt; ein erstes Steuerventil, das einen Öffnungsgrad eines Kältemittel-Strömungskanals steuert, der zwischen einem Auslass des ersten inneren Wärmetauschers und einem Einlass des Separators positioniert ist; ein zweites Steuerventil, das einen Öffnungsgrad eines Kältemittel-Strömungskanals steuert, der zwischen einem Auslass des äußeren Wärmetauschers und einem Einlass des zweiten inneren Wärmetauschers positioniert ist; einen Akkumulator, der ein Kältemittel, das aus dem zweiten inneren Wärmetauscher heraus geströmt ist, in ein Flüssigphasen-Kältemittel und ein Gasphasen-Kältemittel separiert und das Gasphasen-Kältemittel dem Kompressor zuführt, während das Flüssigphasen-Kältemittel akkumuliert wird; sowie eine Steuereinheit, die so konfiguriert ist, dass der Luftstrom in dem zweiten inneren Wärmetauscher gekühlt wird und das zweite Steuerventil so gesteuert wird, dass ein Druck des Kältemittels durch Steuern des Öffnungsgrads des Kältemittel-Strömungskanals, der zwischen dem Auslass des äußeren Wärmetauschers und dem Einlass des zweiten inneren Wärmetauschers positioniert ist, in einem Zustand reduziert wird, in dem die Steuereinheit das Kältemittel in einem Kältemittel-Kreislauf zirkuliert, der den Kompressor, den Separator, den äußeren Wärmetauscher, das zweite Steuerventil, den zweiten inneren Wärmetauscher und den Akkumulator umfasst, während die Steuereinheit das Gasphasen-Kältemittel, das aus dem Separator heraus geströmt ist, in dem ersten inneren Wärmetauscher akkumuliert.
Gemäß dem vorstehenden Aspekt kann das Gasphasen-Kältemittel, das aus dem Separator abgelassen wird, in dem ersten inneren Wärmetauscher akkumuliert werden. Aus diesem Grund kann eine Kapazität des Akkumulators für ein Akkumulieren des Kältemittels reduziert werden. Daher kann die Abmessung des Akkumulators reduziert werden.
Zusätzlich zu der vorstehenden Konfiguration handelt es sich bei dem Gasphasen-Kältemittel, das in dem ersten inneren Wärmetauscher akkumuliert wird, um das Kältemittel, aus dem das Schmiermittel in dem Separator entfernt wurde. Aus diesem Grund kann das verbliebene Kältemittel, welches das Schmiermittel enthält, dem Kompressor zugeführt werden. Demzufolge kann ein Mangel an dem Schmiermittel, das dem Kompressor zuzuführen ist, reduziert werden.
Wie vorstehend beschrieben, kann der Wärmepumpen-Kreislauf bereitgestellt werden, der den Mangel an dem Schmiermittel reduziert, das dem Kompressor zuzuführen ist, während die Abmessung des Akkumulators reduziert wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Wärmepumpen-Kreislauf Folgendes: einen Kompressor, der ein Kältemittel ansaugt, das ein Schmiermittel enthält, das angesaugte Kältemittel komprimiert und das komprimierte Kältemittel als ein Hochdruck-Kältemittel ablässt; einen ersten inneren Wärmetauscher, in dem das Hochdruck-Kältemittel einen Luftstrom heizt, der in einen Fahrzeuginnenraum hinein geblasen wird, einen Separator, der das aus dem Kompressor abgelassene Kältemittel in ein Gasphasen-Kältemittel, welches das Schmiermittel nicht enthält, und ein verbleibendes Kältemittel außer dem Gasphasen-Kältemittel separiert; einen äußeren Wärmetauscher, der einen Wärmeaustausch zwischen dem verbliebenen Kältemittel, das aus dem Separator heraus geströmt ist, und Außenluft durchführt; einen zweiten inneren Wärmetauscher, in dem das Kältemittel, das durch den äußeren Wärmetauscher hindurch geströmt ist, den Luftstrom kühlt; ein erstes Steuerventil, das einen Öffnungsgrad eines Kältemittel-Strömungskanals steuert, der zwischen einem Auslass des ersten inneren Wärmetauschers und einem Einlass des Separators positioniert ist; ein zweites Steuerventil, das einen Öffnungsgrad eines Kältemittel-Strömungskanals steuert, der zwischen einem Auslass des äußeren Wärmetauschers und einem Einlass des zweiten inneren Wärmetauschers positioniert ist; einen Akkumulator, der ein Kältemittel, das aus dem zweiten inneren Wärmetauscher heraus geströmt ist, in ein Flüssigphasen-Kältemittel und ein Gasphasen-Kältemittel separiert und das Gasphasen-Kältemittel dem Kompressor zuführt, während das Flüssigphasen-Kältemittel akkumuliert wird; einen ersten Umgehungsdurchlass, der den zweiten inneren Wärmetauscher und das zweite Steuerventil umgeht, um einen Einlass des Akkumulators und den Auslass des äußeren Wärmetauschers zu verbinden; eine Einheit für eine Bestimmung des Klimaanlagen-Modus, die so konfiguriert ist, dass sie bestimmt, welcher Klimaanlagen-Modus auszuführen ist, ein Heiz-Modus für ein Heizen des Fahrzeuginnenraums oder ein Kühl-Modus für ein Kühlen des Fahrzeuginnenraums; eine erste Steuereinheit, die so konfiguriert ist, dass der Luftstrom in dem ersten inneren Wärmetauscher geheizt wird und das erste Steuerventil so gesteuert wird, dass ein Druck des Kältemittels durch Steuern des Öffnungsgrads des Kältemittel-Strömungskanals, der zwischen dem Auslass des ersten inneren Wärmetauschers und dem Einlass des Separators positioniert ist, in einem Zustand reduziert wird, in dem die erste Steuereinheit das Kältemittel in einem ersten Kältemittel-Kreislauf zirkuliert, der den Kompressor, den ersten inneren Wärmetauscher, das erste Steuerventil, den Separator, den äußeren Wärmetauscher, den ersten Umgehungsdurchlass und den Akkumulator umfasst, während die erste Steuereinheit das Gasphasen-Kältemittel, das aus dem Separator heraus geströmt ist, in dem zweiten inneren Wärmetauscher akkumuliert, wenn die Einheit für eine Bestimmung des Klimaanlagen-Modus bestimmt, dass der Heiz-Modus auszuführen ist; und eine zweite Steuereinheit, die so konfiguriert ist, dass der Luftstrom in dem zweiten inneren Wärmetauscher gekühlt wird und das zweite Steuerventil so gesteuert wird, dass der Druck des Kältemittels durch Steuern des Öffnungsgrads des Kältemittel-Strömungskanals, der zwischen dem Auslass des äußeren Wärmetauschers und dem Einlass des zweiten inneren Wärmetauschers positioniert ist, in einem Zustand reduziert wird, in dem die zweite Steuereinheit das Kältemittel in einem zweiten Kältemittel-Kreislauf zirkuliert, der den Kompressor, den Separator, den äußeren Wärmetauscher, das zweite Steuerventil, den zweiten inneren Wärmetauscher und den Akkumulator umfasst, während die zweite Steuereinheit das Gasphasen-Kältemittel, das aus dem Separator heraus geströmt ist, in dem ersten inneren Wärmetauscher akkumuliert, wenn die Einheit für eine Bestimmung des Klimaanlagen-Modus bestimmt, dass der Kühl-Modus auszuführen ist.
Gemäß dem vorstehenden Aspekt kann das aus dem Separator abgelassene Gasphasen-Kältemittel in dem zweiten inneren Wärmetauscher akkumuliert werden, wenn die Einheit für eine Bestimmung des Klimaanlagen-Modus bestimmt, dass der Heiz-Modus auszuführen ist. Aus diesem Grund kann die Kapazität des Akkumulators für ein Akkumulieren des Kältemittels reduziert werden. Bei dem Gasphasen-Kältemittel, das in dem zweiten inneren Wärmetauscher akkumuliert wird, handelt es sich um das Kältemittel, aus dem das Schmiermittel in dem Separator entfernt wurde. Aus diesem Grund kann das verbliebene Kältemittel, welches das Schmiermittel enthält, dem Kompressor zugeführt werden. Demzufolge kann ein Mangel an dem Schmiermittel, das dem Kompressor zuzuführen ist, reduziert werden.
Wenn die Einheit für eine Bestimmung des Klimaanlagen-Modus andererseits bestimmt, dass der Kühl-Modus auszuführen ist, kann das aus dem Separator abgelassene Gasphasen-Kältemittel in dem ersten inneren Wärmetauscher akkumuliert werden. Aus diesem Grund kann eine Kapazität des Akkumulators für ein Akkumulieren des Kältemittels reduziert werden. Bei dem Gasphasen-Kältemittel, das in dem ersten inneren Wärmetauscher akkumuliert wird, handelt es sich um das Kältemittel, aus dem das Schmiermittel in dem Separator entfernt wurde. Aus diesem Grund kann das verbliebene Schmiermittel, welches das Schmiermittel enthält, dem Kompressor zugeführt werden. Demzufolge kann ein Mangel an dem Schmiermittel, das dem Kompressor zuzuführen ist, reduziert werden.
Wie vorstehend beschrieben, kann der Wärmepumpen-Kreislauf bereitgestellt werden, der den Mangel an dem Schmiermittel reduziert, das dem Kompressor zuzuführen ist, während die Abmessung des Akkumulators reduziert wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Schaubild, das eine Gesamtkonfiguration eines Wärmepumpen-Kreislaufs gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt, wobei es sich um ein Schaubild handelt, das einen Strom eines Kältemittels in einem Heiz-Modus darstellt;
2 ist ein Schaubild, das eine elektrische Konfiguration des Wärmepumpen-Kreislaufs in 1 darstellt;
3 ist ein Flussdiagramm, das einen Steuerprozess einer elektronischen Steuer-Einrichtung in 2 darstellt;
4 ist ein Schaubild, das einen Betriebszustand eines Stellantriebs in 1 darstellt;
5 ist ein Schaubild, das die Gesamtkonfiguration des Wärmepumpen-Kreislaufs gemäß der ersten Ausführungsform darstellt, wobei es sich um ein Schaubild handelt, das einen Strom eines Kältemittels in einem Kühl-Modus und einem Entfeuchtungs-Modus darstellt;
6 ist ein Schaubild, das eine Gesamtkonfiguration eines Wärmpumpen-Kreislaufs gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt, wobei es sich um ein Schaubild handelt, das einen Strom eines Kältemittels in einem Kühl-Modus und einem Entfeuchtungs-Modus darstellt;
7 ist ein Flussdiagramm, das einen Steuerprozess einer elektronischen Steuer-Einrichtung in 6 darstellt;
8 ist ein Schaubild, das einen Betriebszustand eines Stellantriebs in einem Kühl-Modus gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt;
9 ist ein Schaubild, das die Gesamtkonfiguration des Wärmepumpen-Kreislaufs gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt, bei dem es sich um ein Schaubild handelt, das den Strom des Kältemittels in einem Heiz-Modus darstellt;
10 ist ein Schaubild, das den Betriebszustand des Stellantriebs in dem Kühl-Modus gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt;
11 ist ein Flussdiagramm, das ein Detail eines Entfeuchtungs-Modus in der elektronischen Steuer-Einrichtung in 7 darstellt;
12 ist ein Schaubild, das den Betriebszustand des Stellantriebs in dem Entfeuchtungs-Modus gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
Beschreibung von Ausführungsformen
Im Folgenden werden Ausführungsformen für eine Realisierung der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Den gleichen oder äquivalenten Teilstücken bei den folgenden jeweiligen Ausführungsformen sind zwecks einer Reduktion von Erläuterungen in den Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen zugewiesen.
Erste Ausführungsform
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Wärmepumpen-Kreislauf 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung auf eine Fahrzeug-Klimaanlage 1 für ein Elektrofahrzeug oder ein Hybrid-Fahrzeug angewendet, das eine Antriebskraft für ein Fahren des Fahrzeugs von einem Fahr-Elektromotor erhält. Der Wärmepumpen-Kreislauf 10 in der Fahrzeug-Klimaanlage 1 führt eine Funktion des Kühlens oder des Heizens einer Blasluft des Fahrzeuginnenraums durch, die in einen Fahrzeuginnenraum hinein geblasen werden soll, bei dem es sich um einen Fahrzeuginnenraum der vorliegenden Offenbarung handelt.
Daher bildet der Wärmepumpen-Kreislauf 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umschaltbar einen Kältemittel-Kreislauf in einem Heiz-Modus (siehe 1) für ein Heizen eines Fahrzeuginnenraums, einen Kältemittel-Kreislauf in einem Kühl-Modus (siehe 5) für ein Kühlen des Fahrzeuginnenraums oder einen Kältemittel-Kreislauf in einem Entfeuchtungs-Modus (siehe 5) für ein Heizen des Fahrzeuginnenraums, während der Fahrzeuginnenraum entfeuchtet wird. Ein Kältemittel-Kreislauf in einem normalen Heiz-Modus, der später beschrieben wird, entspricht einem ersten Kältemittel-Kreislauf, und ein Kältemittel-Kreislauf in einem normalen Kühl-Modus entspricht einem zweiten Kältemittel-Kreislauf.
Des Weiteren kann der Wärmepumpen-Kreislauf 10, wie später beschrieben wird, zum Zeitpunkt einer Ausführung des Heiz-Modus einen eine Flüssigkeit akkumulierenden Modus (siehe 1) für ein Akkumulieren eines Kältemittels, das kein Schmiermittel enthält, in einem inneren Verdampfer 23 ausführen, und kann einen Kältemittel-Mangel-Modus (siehe 1) ausführen, um dem Kältemittel-Kreislauf das Kältemittel von dem inneren Verdampfer 23 zuzuführen, wenn eine Menge eines Kältemittels zum Zeitpunkt einer Ausführung des Heiz-Modus in dem Kältemittel-Kreislauf knapp ist. In den 1, 5, 6 und 9 sind Ströme des Kältemittels in den jeweiligen Betriebs-Modi durch dicke Pfeile, diagonal schraffierte Pfeile, weiße Pfeile und durchgehende Pfeile gekennzeichnet.
Außerdem verwendet der Wärmepumpen-Kreislauf 10 ein Kältemittel auf der Basis von HFC (noch genauer R134a) als das Kältemittel und konfiguriert einen subkritischen Kältekreislauf vom Dampfkompressions-Typ, bei dem der Kältemitteldruck auf der Hochdruck-Seite einen kritischen Druck des Kältemittels nicht übersteigt. Es versteht sich, dass ein Kältemittel auf der Basis von HFO (zum Beispiel R1234yf) als das Kältemittel eingesetzt werden kann. Ein Schmiermittel, das als ein Kältemaschinenöl fungiert, um Teilstücke zu schmieren, wie beispielsweise einen Kompressionsmechanismus und ein Lager des Kompressors 1, wird mit dem Kältemittel gemischt, und das Schmiermittel zirkuliert zusammen mit dem Kältemittel in dem Kältemittel-Kreislauf.
Im Allgemeinen ist die Menge eines Kältemittels, das eingeschlossen sein soll, auf eine Menge festgelegt, die durch Addieren einer vorgegebenen Überschuss-Menge zu einer maximalen Zirkulations-Strömungsrate erhalten wird, die für ein Zirkulieren in dem Kreislauf während eines Betriebs mit hoher Last erforderlich ist und eine maximale Kälteleistung in dem Wärmepumpen-Kreislauf 10 aufbietet. Die Überschuss-Menge wird unter Berücksichtigung dessen bestimmt, dass das in dem Kreislauf eingeschlossene Kältemittel aufgrund einer Gebrauchsalterung durch einen Gummischlauch oder andere Verbindungsabschnitte, welche die jeweiligen Komponenten des Wärmepumpen-Kreislaufs 10 miteinander verbinden, in einen Außenraum austritt.
Unter den Komponenten des Wärmepumpen-Kreislaufs 10 ist der Kompressor 11 in einer Motorhaube des Fahrzeugs angeordnet und saugt das Kältemittel in dem Wärmepumpen-Kreislauf 10 an, komprimiert es und lässt es ab. Der Kompressor 11 ist durch einen zweistufigen elektrischen Booster-Kompressor konfiguriert, in dem zwei Kompressionsmechanismen, die einen Kompressionsmechanismus auf der Seite mit einem niedrigen Niveau und einen Kompressionsmechanismus auf der Seite mit einem hohen Niveau aufweisen, die beide Kompressionsmechanismen vom Typ mit einer festgelegten Verdrängung sind, und ein Elektromotor, der beide dieser Kompressionsmechanismen drehend antreibt, im Inneren eines Gehäuses aufgenommen sind, das eine äußere Hülle des Kompressors 1 bildet.
Das Gehäuse des Kompressors 11 ist mit einer Ansaugöffnung 11a, um ein Niederdruck-Kältemittel aus dem Außenraum des Gehäuses in den Kompressionsmechanismus auf der Seite mit einem niedrigen Niveau anzusaugen, einer Mitteldruck-Öffnung 11b, um zu bewirken, dass das Mitteldruck-Kältemittel aus dem Außenraum des Gehäuses in das Innere des Gehäuses strömt und sich mit dem Kältemittel in einem Kompressionsprozess vereinigt, sowie einer Ablassöffnung 11c bereitgestellt, um ein Hochdruck-Kältemittel abzulassen, das aus dem Kompressionsmechanismus auf der Seite mit einem hohen Niveau in den Außenraum des Gehäuses abgelassen wird. Bei diesem Beispiel ist die Mitteldruck-Öffnung 11c mit einer Kältemittel-Ablassöffnungs-Seite des Kompressionsmechanismus auf der Seite mit einem niedrigen Niveau verbunden (das heißt, mit der Kältemittel-Ansaugöffnungs-Seite des Kompressionsmechanismus auf der Seite mit einem hohen Niveau).
Mit anderen Worten, der Kompressor 11 komprimiert das Kältemittel, das durch die Ansaugöffnung 11a angesaugt wird, zu einem Kältemittel mit einem mittleren Druck, der niedriger als der Druck des Hochdruck-Kältemittels (das heißt des Kältemittels in dem Kompressionsprozess) ist, und vereinigt das komprimierte Kältemittel mit dem Kältemittel, das durch die Mitteldruck-Öffnung 11b angesaugt wird, zu dem Hochdruck-Kältemittel.
Der Kompressionsmechanismus auf der Seite mit einem niedrigen Niveau und der Kompressionsmechanismus auf der Seite mit einem hohen Niveau können durch verschiedene Typen von Kompressionsmechanismen gebildet werden, wie beispielsweise einem Kompressionsmechanismus vom Spiral-Typ, einem Kompressionsmechanismus vom Flügel-Typ und einem Kompressionsmechanismus vom Abrollkolben-Typ.
Der Betrieb (das heißt, die Drehzahl) des Elektromotors wird gemäß einem Steuersignal gesteuert, das von einer elektronischen Steuer-Einrichtung 40 abgegeben wird, die später beschrieben wird, und der Elektromotor kann zum Beispiel aus einem Wechselstrom-Synchronmotor gebildet sein. Mit der Steuerung der Drehzahl wird eine Kältemittel-Ablasskapazität des Kompressors 11 geändert.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Kompressor 11 eingesetzt, bei dem die zwei Kompressionsmechanismen in einem Gehäuse aufgenommen sind, der Typ des Kompressors ist jedoch nicht auf den vorstehenden Typ beschränkt. Mit anderen Worten, wenn bewirkt wird, dass das Mitteldruck-Kältemittel aus der Mitteldruck-Öffnung 11b strömt, um sich mit dem Kältemittel in dem Kompressionsprozess zu vereinigen, kann der elektrische Kompressor derart konfiguriert sein, dass ein einziger Kompressionsmechanismus vom Typ mit einer festgelegten Verdrängung sowie ein Elektromotor, der den Kompressionsmechanismus drehend antreibt, in dem Inneren des Gehäuses aufgenommen sind.
Eine Seite eines Einlasses 12a eines inneren Kondensators 12 ist mit der Ablassöffnung 11c des Kompressors 11 verbunden. Der innere Kondensator 12 ist in einem Klimaanlagen-Gehäuse 31 einer inneren Klimatisierungseinheit 30 der Fahrzeug-Klimaanlage 1 angeordnet, die später zu beschreiben ist. Bei dem inneren Kondensator 12 handelt es sich um einen Kühler, der eine Wärme von dem Hochdruck-Kältemittel abstrahlt, das aus dem Kompressionsmechanismus auf der Seite mit einem hohen Niveau des Kompressors 11 abgelassen wird, und er heizt eine Blasluft des Fahrzeuginnenraums, die durch den inneren Verdampfer 23 hindurch geströmt ist, der später zu beschreiben ist.
Eine Seite eines Auslasses 12b des inneren Kondensators 12 ist mit einer Einlassseite eines Expansionsventils 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau verbunden, das als ein einen Druck reduzierendes Mittel auf der Seite mit einem hohen Niveau fungiert, das in der Lage ist, einen Druck des Hochdruck-Kältemittels, das aus dem inneren Kondensator 12 heraus strömt, zu einem Druck des Mitteldruck-Kältemittels zu reduzieren.
Bei dem Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau handelt es sich um einen elektrischen Mechanismus mit einer variablen Drosselung, der einen Ventilkörper, dessen Drosselöffnung veränderbar ist, sowie einen Stellantrieb umfasst, der aus einem Schrittmotor gebildet ist, der den Drossel-Öffnungsgrad des Ventilkörpers ändert. Der Drossel-Öffnungsgrad repräsentiert einen Öffnungsgrad eines Kältemittel-Strömungskanals zwischen einem Auslass des inneren Kondensators 12 und einem Einlass eines Gas-Flüssigkeit-Separators 14.
Das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau ist so konfiguriert, dass es in einen Drossel-Zustand, in dem eine einen Druck reduzierende Funktion des Kältemittels ausgeführt wird, und einen vollständig geöffneten Zustand zu versetzen ist, in dem die einen Druck reduzierende Funktion des Kältemittels nicht ausgeführt wird. Darüber hinaus kann das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau außerdem einen Kältemittel-Strömungskanal schließen, der sich von einem äußeren Wärmetauscher 20 zu dem inneren Verdampfer 23 erstreckt, wobei der Drossel-Öffnungsgrad vollständig geschlossen ist. Der Betrieb des Expansionsventils 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau wird gemäß einem Steuersignal gesteuert, das von der elektronischen Steuer-Einrichtung 40 abgegeben wird.
Eine Auslassseite des Expansionsventils 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau ist mit einer Kältemittel-Einström-Öffnung des Gas-Flüssigkeit-Separators 14 als einem Separator verbunden, der das Mitteldruck-Kältemittel, das aus dem inneren Kondensator 12 heraus geströmt ist und dessen Druck mittels des Expansionsventils 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau reduziert wurde, in ein Gas und eine Flüssigkeit separiert.
Der Gas-Flüssigkeit-Separator 14 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist von einem Zentrifugalabtrennungs-Typ, der das Kältemittel, das aus der Kältemittel-Einström-Öffnung angesaugt wird, mit Hilfe einer Zentrifugalkraft in ”ein Gasphasen-Kältemittel, das ein Schmiermittel nicht enthält” und ”ein verbleibendes Kältemittel, welches das Schmiermittel enthält” separiert. Es kann der Gas-Flüssigkeit-Separator 14 eines anderen Typs als des Zentrifugalabtrennungs-Typs verwendet werden.
Bei diesem Beispiel ist der Gas-Flüssigkeit-Separator 14 mit einer Ausström-Öffnung 14a für das Gasphasen-Kältemittel bereitgestellt, um das Gasphasen-Kältemittel abzulassen, welches das Schmiermittel nicht enthält. Wie in 1 dargestellt, ist die Mitteldruck-Öffnung 11b des Kompressors 1 durch den Durchlass 15 für das Mitteldruck-Kältemittel mit der Ausström-Öffnung 14a für das Gasphasen-Kältemittel verbunden. In dem Durchlass 15 für das Mitteldruck-Kältemittel ist ein Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite angeordnet. Bei dem Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite handelt es sich um ein elektromagnetisches Ventil, das den Durchlass 15 für das Mitteldruck-Kältemittel öffnet und schließt, und der Betrieb des Ein-Aus-Ventils 16a auf der Mitteldruck-Seite wird gemäß einem Steuersignal gesteuert, das von der elektronischen Steuer-Einrichtung 40 abgegeben wird.
Das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite fungiert außerdem als ein Rückschlagventil, das ermöglicht, dass das Kältemittel lediglich von der Ausström-Öffnung 14a für das Gasphasen-Kältemittel des Gas-Flüssigkeit-Separators 14 zu der Seite der Mitteldruck-Öffnung 11b des Kompressors 11 strömt, wenn der Durchlass 15 für das Mitteldruck-Kältemittel geöffnet ist. Dies verhindert, dass das Kältemittel von der Seite des Kompressors 11 zu dem Gas-Flüssigkeit-Separator 14 zurück strömt, wenn das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite den Durchlass 15 für das Mitteldruck-Kältemittel öffnet. Das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite führt eine Funktion durch, bei der durch das Öffnen und Schließen des Durchlasses 15 für das Mitteldruck-Kältemittel die Kreislauf-Konfiguration (das heißt, der Kältemittel-Strömungskanal) umgeschaltet wird.
Andererseits ist der Gas-Flüssigkeit-Separator 14 mit einer Ausström-Öffnung 14c für das Flüssigphasen-Kältemittel bereitgestellt, aus der das verbliebene Flüssigphasen-Kältemittel heraus strömt, welches das Schmiermittel enthält. Die Ausström-Öffnung 14c für das Flüssigphasen-Kältemittel des Gas-Flüssigkeit-Separators 14 ist mit einer Einlassseite eines einen Druck reduzierenden Abschnitts auf der Seite mit einem niedrigen Niveau verbunden, der in der Lage ist, einen Druck des verbliebenen Flüssigphasen-Kältemittels zu reduzieren, welches das Schmiermittel enthält, und eine Auslassseite des einen Druck reduzierenden Abschnitts auf der Seite mit einem niedrigen Niveau ist mit einer Einlassseite des äußeren Wärmetauschers 20 verbunden.
Der einen Druck reduzierende Abschnitt auf der Seite mit einem niedrigen Niveau gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst ein festgelegtes Drosselventil 17 auf der Seite mit einem niedrigen Niveau, einen das festgelegte Drosselventil umgehenden Durchlass 18 sowie ein Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite. Das festgelegte Drosselventil 17 auf der Seite mit einem niedrigen Niveau reduziert den Druck des Kältemittels, das aus der Ausström-Öffnung 14c für das Flüssigphasen-Kältemittel des Gas-Flüssigkeit-Separators 14 heraus strömt, auf den Druck des Niederdruck-Kältemittels. Der das festgelegte Drosselventil umgehende Durchlass 18 leitet das Kältemittel, das aus der Ausström-Öffnung 14c für das Flüssigphasen-Kältemittel des Gas-Flüssigkeit-Separator 14 heraus strömt, zu der Seite des äußeren Wärmetauschers 20, während das festgelegte Drosselventil 17 auf der Seite mit einem niedrigen Niveau umgangen wird. Bei dem Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite handelt es sich um ein Ein-Aus-Ventil für einen Durchlass, das den das festgelegte Drosselventil umgehenden Durchlass 18 öffnet und schließt.
Eine grundlegende Konfiguration des Ein-Aus-Ventils 16b auf der Niederdruck-Seite ist die gleiche wie jene des Ein-Aus-Ventils 16a auf der Mitteldruck-Seite, bei dem es sich um ein elektromagnetisches Ventil handelt, dessen Betrieb für ein Öffnen und Schließen gemäß einer Steuerspannung gesteuert wird, die von der elektronischen Steuer-Einrichtung 40 abgegeben wird.
Bei diesem Beispiel ist ein Druckverlust, der auftritt, wenn das Kältemittel durch das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite hindurch strömt, äußerst gering im Vergleich zu einem Druckverlust, der auftritt, wenn es durch das festgelegte Drosselventil 17 auf der Seite mit einem niedrigen Niveau hindurch strömt. Daher strömt das Kältemittel, das aus dem inneren Kondensator 12 heraus geströmt ist, durch die Seite des das festgelegte Drosselventil umgehenden Durchlasses 18 hindurch in den äußeren Wärmetauscher 20 hinein, wenn das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite geöffnet ist, und strömt durch das festgelegte Drosselventil 17 auf der Seite mit einem niedrigen Niveau hindurch in den äußeren Wärmetauscher 20 hinein, wenn das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite geschlossen ist.
Im Ergebnis kann der einen Druck reduzierende Abschnitt auf der Seite mit einem niedrigen Niveau aufgrund des Öffnens und Schließens des Ein-Aus-Ventils 16b auf der Niederdruck-Seite in einen Drosselzustand, in dem eine einen Druck reduzierende Funktion ausgeführt wird, und einen vollständig geöffneten Zustand geändert werden, in dem die einen Druck reduzierende Funktion nicht ausgeführt wird.
Es ist anzumerken, dass das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite durch ein elektrisches Drei-Wege-Ventil oder dergleichen konfiguriert sein kann. Das Drei-Wege-Ventil schaltet zwischen einem Kältemittel-Kreislauf, der die Auslassseite der Ausström-Öffnung 14c für das Flüssigphasen-Kältemittel des Gas-Flüssigkeit-Separators 14 und die Einlassseite des festgelegten Drosselventils 17 auf der Seite mit einem niedrigen Niveau verbindet, und einem Kältemittel-Kreislauf um, der die Auslassseite der Ausström-Öffnung 14c für das Flüssigphasen-Kältemittel und die Einlassseite des das festgelegte Drosselventil umgehenden Durchlasses 18 verbindet.
Der äußere Wärmetauscher 20 in 1 ist innerhalb einer Motorhaube angeordnet und führt einen Wärmeaustausch zwischen dem Niederdruck-Kältemittel, das in dem äußeren Wärmetauscher 20 strömt, und Außenluft durch, die von einem Gebläseventilator 21 geblasen wird. Bei dem äußeren Wärmetauscher 20 handelt es sich um einen Wärmetauscher, der als ein Verdampfer fungiert, der so konfiguriert ist, dass er eine aus der Außenluft Wärme absorbierende Funktion ausführt, indem das Niederdruck-Kältemittel zu dem Zeitpunkt verdampft wird, an dem der später zu beschreibende Heiz-Modus ausgeführt wird, und der als ein Kühler fungiert, der so konfiguriert ist, dass in dem Kühl-Modus eine Wärme des Hochdruck-Kältemittels an die Außenluft abgestrahlt wird. Des Weiteren fungiert der äußere Wärmetauscher 20 in dem Entfeuchtungs-Modus als ein Kühler, der die Wärme des Hochdruck-Kältemittels an die Außenluft abstrahlt, oder als ein Wärmeabsorber, der die Wärme des Kältemittels aus der Außenluft absorbiert.
Eine Auslassseite des äußeren Wärmetauschers 20 ist mit einer Einlassseite eines Kühl-Expansionsventils 22 verbunden. Das Kühl-Expansionsventil 22 reduziert den Druck des Kältemittels, das aus dem Auslass des äußeren Wärmetauschers 20 in einen Einlass des inneren Verdampfers 23 hinein strömt, zum Zeitpunkt einer Ausführung des Kühl-Modus. Bei dem Kühl-Expansionsventil 22 handelt es sich um einen elektrischen Mechanismus mit einer variablen Drosselung, der in einer ähnlichen Weise wie das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau konfiguriert ist. Das Kühl-Expansionsventil 22 ist so konfiguriert, dass es in einen Drossel-Zustand, in dem die einen Druck reduzierende Funktion des Kältemittels ausgeführt wird, einen vollständig geöffneten Zustand, in dem die einen Druck reduzierende Funktion des Kältemittels nicht ausgeführt wird, und einen vollständig geschlossenen Zustand zu versetzen ist, in dem der Drossel-Öffnungsgrad vollständig geschlossen ist. Der Drossel-Öffnungsgrad repräsentiert den Öffnungsgrad eines Kältemittel-Strömungskanals zwischen dem Auslass des äußeren Wärmetauschers 20 und dem Einlass des inneren Verdampfers 23. Der Betrieb des Kühl-Expansionsventils 22 wird gemäß einem Steuersignal gesteuert, das von der elektronischen Steuer-Einrichtung 40 abgegeben wird.
Eine Auslassseite des Kühl-Expansionsventils 22 ist mit einer Seite eines Einlasses 23a des inneren Verdampfers 23 verbunden. Der innere Verdampfer 23 ist entlang eines Blas-Luftstroms des Fahrzeuginnenraums auf der in dem Luftstrom stromaufwärts gelegenen Seite des inneren Kondensators 12 in dem Klimaanlagen-Gehäuse 31 der inneren Klimatisierungseinheit 30 angeordnet. Bei dem inneren Verdampfer 23 handelt es sich um einen Verdampfer, der die Blasluft des Fahrzeuginnenraums kühlt, während das Kältemittel verdampft wird, das in dem inneren Verdampfer 23 strömt, um die Wärme absorbierende Funktion in dem Kühl-Modus, dem Entfeuchtungs-Modus oder dergleichen auszuführen.
Eine Einlassseite eines Akkumulators 24 ist durch einen Kältemittel-Strömungskanal 51 mit der Seite eines Auslasses 23b des inneren Verdampfers 23 verbunden. Der Akkumulator 24 separiert das Kältemittel, das in den Innenraum des Akkumulators 24 hinein geströmt ist, in das Gasphasen-Kältemittel und das Flüssigphasen-Kältemittel und akkumuliert das Flüssigphasen-Kältemittel als ein Überschuss-Kältemittel. Des Weiteren ist eine Gasphasen-Kältemittel-Auslassseite des Akkumulators 24 mit der Ansaugöffnung 11a des Kompressors 11 verbunden. Daher ist der Akkumulator 24 mit der Ansaugöffnung 11a verbunden, um so zu bewirken, dass das Gasphasen-Kältemittel zu der Seite der Ansaugöffnung 11a des Kompressors 11 heraus strömt.
Eine Auslassseite des äußeren Wärmetauschers 20 ist mit einem Expansionsventil-Umgehungsdurchlass 25 verbunden, um das Kältemittel, das aus dem äußeren Wärmetauscher 20 heraus geströmt ist, zu einer Einlassseite des Akkumulators 24 zu leiten, während das Kühl-Expansionsventil 22 und der innere Verdampfer 23 umgangen werden. Ein Auslass 25a des Expansionsventil-Umgehungsdurchlasses 25 ist mit dem Kältemittel-Strömungskanal 51 verbunden. Ein Kühl-Ein-Aus-Ventil 16c für ein Öffnen und Schließen des Expansionsventil-Umgehungsdurchlasses 25 ist in dem Expansionsventil-Umgehungsdurchlass 25 angeordnet. Bei dem Kältemittel-Strömungskanal 51 handelt es sich um einen Kältemittel-Strömungskanal, der so verbunden ist, dass er zwischen dem Auslass 23b des inneren Verdampfers 23 und dem Einlass des Akkumulators 24 liegt.
Eine grundlegende Konfiguration des Kühl-Ein-Aus-Ventils 16c ist die gleiche wie jene des Ein-Aus-Ventils 16a auf der Mitteldruck-Seite, bei dem es sich um ein elektromagnetisches Ventil handelt, dessen Betrieb für ein Öffnen und Schließen gemäß einer Steuerspannung gesteuert wird, die von der elektronischen Steuer-Einrichtung 40 abgegeben wird. Darüber hinaus ist ein Druckverlust, der auftritt, wenn das Kältemittel durch das Kühl-Ein-Aus-Ventil 16c hindurch strömt, äußerst gering im Vergleich zu einem Druckverlust, der auftritt, wenn das Kältemittel durch das Kühl-Expansionsventil 22 hindurch strömt. Daher strömt das Kältemittel, das aus dem äußeren Wärmetauscher 20 heraus geströmt ist, durch den Expansionsventil-Umgehungsdurchlass 25 hindurch in den Akkumulator 24 hinein, wenn das Kühl-Ein-Aus-Ventil 16c geöffnet ist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Umgehungsdurchlass 50 zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Durchlass 15 für das Mitteldruck-Kältemittel und dem Auslass 23b des inneren Verdampfers 23 bereitbestellt, während das festgelegte Drosselventil 17 auf der Seite mit einem niedrigen Niveau, der das festgelegte Drosselventil umgehende Durchlass 18, das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite, der äußere Wärmetauscher 20 sowie das Kühl-Expansionsventil 22 umgangen werden. Noch genauer ist ein Einlass 50a des Umgehungsdurchlasses 50 so verbunden, dass er zwischen dem Auslass des Ein-Aus-Ventils 16a auf der Mitteldruck-Seite und der Mitteldruck-Öffnung 11b des Kompressors 11 in dem Durchlass 15 für das Mitteldruck-Kältemittel liegt. Ein Auslass 50b des Umgehungsdurchlasses 50 ist so verbunden, dass er zwischen dem Auslass 23b des inneren Verdampfers 23 und einem Einlass eines Frostverhinderungs-Expansionsventils 61 in dem Kältemittel-Strömungskanal 51 liegt.
Ein ein Kältemittel akkumulierendes Ein-Aus-Ventil 60 ist zwischen dem Einlass 50a und dem Auslass 50b des Umgehungsdurchlasses 50 angeordnet. Bei dem Kältemittel-Akkumulations-Ventil 60 handelt es sich um ein elektromagnetisches Ventil für ein Öffnen und Schließen des Umgehungsdurchlasses 50, und der Betrieb des ein Kältemittel akkumulierenden Ein-Aus-Ventils 60 wird gemäß einem Steuersignal gesteuert, das von der elektronischen Steuer-Einrichtung 40 abgegeben wird.
Das Frostverhinderungs-Expansionsventil 61 ist so verbunden, dass es zwischen der Seite des Auslasses 50b des Umgehungsdurchlasses 50 und der Seite des Auslasses 35a des Expansionsventil-Umgehungsdurchlasses 25 in dem Kältemittel-Strömungskanal 51 liegt.
Bei dem Frostverhinderungs-Expansionsventil 61 handelt es sich um einen elektrischen Mechanismus mit einer variablen Drosselung, der in einer ähnlichen Weise wie das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau und das Kühl-Expansionsventil 22 konfiguriert ist. Das Frostverhinderungs-Expansionsventil 61 ist so konfiguriert, dass es in einen Drossel-Zustand, in dem die einen Druck reduzierende Funktion des Kältemittels ausgeführt wird, einen vollständig geöffneten Zustand, in dem die einen Druck reduzierende Funktion des Kältemittels nicht ausgeführt wird, und einen vollständig geschlossenen Zustand zu versetzen ist, in dem der Drossel-Öffnungsgrad vollständig geschlossen ist.
Der Drossel-Öffnungsgrad repräsentiert einen Öffnungsgrad eines Kältemittel-Strömungskanals zwischen dem Auslass 23b des inneren Verdampfers 23 und dem Einlass des Akkumulators 24. Der Betrieb des Frostverhinderungs-Expansionsventils 61 wird gemäß dem Steuersignal gesteuert, das von der elektronischen Steuer-Einrichtung 40 abgegeben wird.
Als nächstes wird die innere Klimatisierungseinheit 30 unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
Zunächst ist die innere Klimatisierungseinheit 30 im Inneren eines Armaturenbretts (das heißt, einer Instrumententafel) an einem vordersten Abschnitt des Fahrzeuginnenraums angeordnet, das (die) eine äußere Mühle der inneren Klimatisierungseinheit 30 bildet. Die innere Klimatisierungseinheit 30 weist das Klimaanlagen-Gehäuse 31 auf. Das Klimaanlagen-Gehäuse 31 bildet einen Luftdurchlass für die Blasluft des Fahrzeuginnenraums, die in den Fahrzeuginnenraum im Inneren des Klimaanlagen-Gehäuses 31 hinein geblasen wird. In dem Luftdurchlass sind ein Gebläse 32, der zuvor erwähnte innere Kondensator 12, der innere Verdampfer 23 und dergleichen aufgenommen.
Eine Einrichtung 33 zum Umschalten zwischen Innenluft und Außenluft ist auf einer entlang des Luftstroms am weitesten stromaufwärts gelegenen Seite des Klimaanlagen-Gehäuses 31 angeordnet. Die Einrichtung 33 zum Umschalten zwischen Innenluft und Außenluft umfasst eine Einleitungsöffnung 33a für Innenluft, um die Luft des Fahrzeuginnenraums in das Klimaanlagen-Gehäuse 31 einzuleiten, eine Einleitungsöffnung 33b für Außenluft, um die Außenluft in das Klimaanlagen-Gehäuse 31 einzuleiten, sowie eine Klappe 33c zum Umschalten zwischen Innenluft und Außenluft, um die Einleitungsöffnungen 33a und 33b zu öffnen und zu schließen. Die Einrichtung 33 zum Umschalten zwischen Innenluft und Außenluft stellt mittels der Klappe 33c zum Umschalten zwischen Innenluft und Außenluft kontinuierlich eine Öffnungsfläche der Einleitungsöffnung 33a für Innenluft und eine Öffnungsfläche der Einleitungsöffnung 33b für Außenluft ein und ändert kontinuierlich ein Luftvolumen-Verhältnis eines Innenluft-Volumens und eines Außenluft-Volumens.
Das Gebläse 32, das die Luft, die durch die Einrichtung 33 zum Umschalten zwischen Innenluft und Außenluft angesaugt wird, in Richtung zu dem Fahrzeuginnenraum bläst, wie durch einen Pfeil K angezeigt, ist entlang des Luftstroms auf der in dem Luftstrom stromabwärts gelegenen Seite der Einrichtung 33 zum Umschalten zwischen Innenluft und Außenluft angeordnet. Bei dem Gebläse 32 handelt es sich um ein elektrisches Gebläse, das ein mehrflügliges Radialgebläse (das heißt, einen Schirokko-Ventilator) mit einem Elektromotor antreibt, und die Anzahl von Umdrehungen (das heißt, eine Blasrate) des Gebläses 32 wird gemäß einer Steuerspannung gesteuert, die von der elektronischen Steuer-Einrichtung 40 abgegeben wird.
Der innere Verdampfer 23 und der innere Kondensator 12, die vorstehend beschrieben sind, sind entlang des Stroms der Blasluft des Fahrzeuginnenraums auf der in dem Luftstrom stromabwärts gelegenen Seite des Gebläses 32 in der angegebenen Reihenfolge innerer Verdampfer 23 und innerer Kondensator 12 angeordnet. Mit anderen Worten, der innere Verdampfer 23 ist entlang des Luftstroms auf der in dem Luftstrom stromaufwärts gelegenen Seite des inneren Kondensators 12 angeordnet.
In dem Klimaanlagen-Gehäuse 31 ist ein Umgehungsdurchlass 35 bereitgestellt, der den inneren Kondensator 12 umgeht und die Blasluft bläst, die durch den inneren Verdampfer 23 hindurch geströmt ist. Eine Luftmisch-Klappe 34 ist auf der in dem Luftstrom stromabwärts gelegenen Seite des inneren Verdampfers 23 und auf der im Luftstrom stromaufwärts gelegenen Seite des inneren Kondensators 12 angeordnet.
Die Luftmisch-Klappe 34 stellt das Luftvolumen-Verhältnis zwischen dem Luftvolumen, das durch den inneren Kondensator 12 hindurch strömt, und dem Luftvolumen, das durch den Umgehungsdurchlass 35 hindurch strömt, in der Blasluft ein, die durch den inneren Verdampfer 23 hindurch geströmt ist, um eine Wärmeaustausch-Leistung des inneren Kondensators 12 einzustellen. Die Luftmisch-Klappe 34 wird von einem nicht gezeigten Servomotor angetrieben, dessen Betrieb gemäß einem Steuersignal gesteuert wird, das von der elektronischen Steuer-Einrichtung 40 abgegeben wird.
Ein Vereinigungsraum 36, in dem die Blasluft des Fahrzeuginnenraums, die durch einen Wärmeaustausch mit dem Kältemittel in dem inneren Kondensator 12 geheizt wird, und die Blasluft im Inneren, die nicht geheizt wird, indem sie durch den Umgehungsdurchlass 35 hindurch strömt, miteinander vereinigt werden, ist auf der in dem Luftstrom stromabwärts gelegenen Seite des inneren Kondensators 12 und des Umgehungsdurchlasses 35 bereitgestellt.
Öffnungsabschnitte, um die in dem Vereinigungsraum 36 vereinigte Blasluft in den Fahrzeuginnenraum als einem Klimatisierungs-Zielraum zu blasen, sind in einem entlang des Luftstroms am weitesten stromabwärts gelegenen Abschnitt des Klimaanlagen-Gehäuses 31 bereitgestellt. Noch genauer umfassen die Öffnungen einen Entfroster-Öffnungsabschnitt 37a, um einen Luftstrom der Klimaanlage in Richtung zu einer inneren Oberfläche eines Windschutzscheibenglases des Fahrzeugs zu blasen, einen Front-Öffnungsabschnitt 37b, um den Luftstrom der Klimaanlage in Richtung zu dem Oberkörper eines Fahrzeuginsassen in dem Fahrzeuginnenraum zu blasen, sowie einen Fuß-Öffnungsabschnitt 37c, um den Luftstrom der Klimaanlage in Richtung zu den Füßen eines Fahrzeuginsassen zu blasen.
Die Luftmisch-Klappe 34 stellt das Luftvolumen-Verhältnis zwischen dem Luftvolumen, dem es ermöglicht wird, durch den inneren Kondensator 12 hindurch zu strömen, und dem Luftvolumen ein, dem es ermöglicht wird, durch den Umgehungsdurchlass hindurch zu strömen, um dadurch eine Temperatur der Blasluft in dem Vereinigungsraum 36 einzustellen.
Des Weiteren sind eine Entfroster-Klappe 38a für ein Einstellen der Öffnungsfläche des Entfroster-Öffnungsabschnitts 37a, eine Front-Klappe 38b für ein Einstellen der Öffnungsfläche des Front-Öffnungsabschnitts 37b sowie eine Fuß-Klappe 38c für ein Einstellen der Öffnungsfläche des Fuß-Öffnungsabschnitts 37c entlang des Luftstroms auf der in dem Luftstrom stromaufwärts gelegenen Seite des Entfroster-Öffnungsabschnitts 37a, des Front-Öffnungsabschnitts 37b beziehungsweise des Fuß-Öffnungsabschnitts 37c angeordnet.
Die Entfroster-Klappe 38a, die Front-Klappe 38b und die Fuß-Klappe 38c bilden eine Schalt-Einheit für den Öffnungs-Modus, um einen Öffnungs-Modus in einen anderen umzuschalten, und der Betrieb der Schalt-Einheit für den Öffnungs-Modus wird durch einen Verbindungsmechanismus oder dergleichen mittels eines Servomotors (nicht gezeigt) angetrieben, dessen Betrieb gemäß einem Steuersignal gesteuert wird, das von der elektronischen Steuer-Einrichtung 40 abgegeben wird.
Die jeweiligen im Luftstrom stromabwärts gelegenen Seiten des Entfroster-Öffnungsabschnitts 37a, des Front-Öffnungsabschnitts 37b und des Fuß-Öffnungsabschnitts 37c sind durch Kanäle, welche die jeweiligen Luftdurchlässe bilden, mit einer Entfroster-Blasöffnung, einer Front-Blasöffnung und einer Fuß-Blasöffnung verbunden, die in dem Fahrzeuginnenraum bereitgestellt sind.
Als nächstes wird die elektrische Steuereinheit gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
Die elektronische Steuer-Einrichtung 40 umfasst einen allgemein bekannten Mikrocomputer, der eine CPU, einen ROM, einen RAM und dergleichen umfasst, sowie eine periphere Schaltung des Mikrocomputers. Die elektronische Steuer-Einrichtung 40 führt verschiedene Arten von Berechnungen und Prozesses auf der Basis eines Klimaanlagen-Steuerprogramms durch, das in dem ROM des Mikrocomputers gespeichert ist, und steuert den Betrieb verschiedener Steuer-Einrichtungen der Klimaanlage, die mit einer Ausgangsseite der elektronischen Steuer-Einrichtung 40 verbunden sind. Verschiedene Steuer-Einrichtungen der Klimaanlage, die zu steuern sind, umfassen den Kompressor 11, das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau, das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite, das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite, das Kühl-Ein-Aus-Ventil 16c, das Kühl-Expansionsventil 22, das ein Kältemittel akkumulierende Ein-Aus-Ventil 60, das Frostverhinderungs-Expansionsventil 61, das Gebläse 32 und dergleichen.
Eine Sensorgruppe 41 für ein Steuern der Klimaanlage ist mit einer Eingangsseite der elektronischen Steuer-Einrichtung 40 verbunden. Die Sensorgruppe 41 umfasst einen Innenluft-Sensor 41a, einen Außenluft-Sensor 41b, einen Sonnenstrahlungs-Sensor 41c, einen Sensor 41d für die Temperatur des Verdampfers, einen Sensor 41e für die Temperatur eines Wärmetauschers, einen Sensor 41f für den Ablassdruck, Sensoren 41g, 41i, 41n für die Temperatur des Kältemittels, Sensoren 41h, 41j, 41m für den Druck des Kältemittels, einen Sensor 41p für den Flüssigkeitspegel, einen Sensor 41r für den Überhitzungsgrad, einen Sensor 41s für die Temperatur eines Wärmetauschers und dergleichen.
Der Innenluft-Sensor 41a detektiert eine Temperatur des Fahrzeuginnenraums. Der Außenluft-Sensor 41b detektiert eine Temperatur der Außenluft. Der Sonnenstrahlungs-Sensor 41c detektiert eine Sonnenstrahlungsmenge in dem Fahrzeuginnenraum. Der Sensor 41d für die Temperatur des Verdampfers detektiert eine Lufttemperatur der Luft, die aus dem inneren Verdampfer 23 heraus geblasen wird. Der Sensor 41e für die Temperatur eines Wärmetauschers detektiert eine Lufttemperatur von Luft, die aus dem äußeren Wärmetauscher 20 heraus geblasen wird. Der Sensor 41f für den Ablassdruck detektiert einen Druck des aus dem Kompressor 11 abgelassenen Hochdruck-Kältemittels.
Der Sensor 41g für die Temperatur des Kältemittels detektiert eine Temperatur des Kältemittels auf der Auslassseite des äußeren Wärmetauschers 20. Der Sensor 41h für den Druck des Kältemittels detektiert einen Druck des Kältemittels auf der Auslassseite des äußeren Wärmetauschers 20. Bei dem Kältemittel auf der Auslassseite des äußeren Wärmetauschers 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich um ein Kältemittel, das zwischen dem Auslass des äußeren Wärmetauschers 20 und dem Einlass des Kühl-Ein-Aus-Ventils 16c strömt.
Der Sensor 411 für die Temperatur des Kältemittels detektiert eine Temperatur des Kältemittels auf der Auslassseite des inneren Kondensators 12. Der Sensor 41j für den Druck des Kältemittels detektiert einen Druck des Kältemittels auf der Auslassseite des inneren Kondensators 12. Bei dem Kältemittel auf der Auslassseite des inneren Kondensators 12 gemäß der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich um ein Kältemittel zwischen dem Auslass des inneren Kondensators 12 und dem Einlass des Expansionsventils 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau.
Der Sensor 41n für die Temperatur des Kältemittels detektiert eine Temperatur des Kältemittels auf der Auslassseite des inneren Verdampfers 23. Der Sensor 41m für den Druck des Kältemittels delektiert einen Druck des Kältemittels auf der Auslassseite des inneren Verdampfers 23. Bei dem Kältemittel auf der Auslassseite des inneren Verdampfers 23 gemäß der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich um ein Kältemittel zwischen dem Auslass des inneren Verdampfers 23 und dem Einlass des Akkumulators 24. Der Sensor 41p für den Flüssigkeitspegel detektiert die Höhe einer Flüssigkeitsoberfläche des Flüssigphasen-Kältemittels in dem Akkumulator 24. Der Sensor 41r für den Überhitzungsgrad detektiert den Grad an Überhitzung des abgelassenen Kältemittels, das aus dem Kompressor 11 abgelassen wird. Der Sensor 41s für die Temperatur eines Wärmetauschers detektiert die Blasluft-Temperatur der Blasluft, die aus dem inneren Kondensator 12 heraus geblasen wird.
Des Weiteren ist ein nicht gezeigtes Bedienfeld, das in der Nähe einer Instrumententafel angeordnet ist, die an einem Frontabschnitt in dem Fahrzeuginnenraum positioniert ist, mit einer Eingangsseite der elektronischen Steuer-Einrichtung 40 verbunden, und Bediensignale, die von verschiedenen Bedienschaltern der Klimaanlage abgegeben werden, die an dem Bedienfeld angebracht sind, werden an der Eingangsseite der elektronischen Steuer-Einrichtung 40 eingegeben. Noch genauer sind ein Startschalter der Fahrzeug-Klimaanlage 1, ein Einstellschalter für die Temperatur des Fahrzeuginnenraums, ein Betriebs-Auswahlschalter und dergleichen als die verschiedenen Bedienschalter der Klimaanlage bereitgestellt, die an dem Bedienfeld angebracht sind. Der Einstellschalter für die Temperatur des Fahrzeuginnenraums stellt eine Sollwerttemperatur Tset als eine Ziel-Temperatur für die Temperatur des Fahrzeuginnenraums ein. Der Betriebs-Auswahlschalter wählt den Kühl-Modus, den Heiz-Modus, den Entfeuchtungs-Modus und dergleichen aus.
Die elektronische Steuer-Einrichtung 40 ist mit Steuereinheiten für ein Steuern des Betriebs der verschiedenen Steuer-Einrichtungen der Klimaanlage integriert, die mit der Ausgangsseite der elektronischen Steuer-Einrichtung 40 verbunden sind. Eine Konfiguration (das heißt, Hardware und Software) für ein Steuern des Betriebs jeder Steuer-Zieleinrichtung bildet die Steuereinheit für ein Steuern des Betriebs jeder Steuer-Zieleinrichtung.
Zum Beispiel bildet bei der vorliegenden Ausführungsform eine Konfiguration (das heißt, Hardware und Software), die den Betrieb des Elektromotors des Kompressors 11 steuert, eine Steuereinheit für die Ablasskapazität. Eine Konfiguration (das heißt, Hardware und Software) für ein Steuern des Betriebs von Umschaltmitteln 16a bis 16c des Kältemittel-Strömungskanals bildet eine Steuereinheit für den Kältemittel-Strömungskanal. Es versteht sich, dass die Steuereinheit für die Ablasskapazität und die Steuereinheit für den Kältemittel-Strömungskanal als separate Steuer-Einrichtungen für die elektronische Steuer-Einrichtung 40 konfiguriert sein können.
Nachfolgend wird der Betrieb der Fahrzeug-Klimaanlage 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben, die konfiguriert ist, wie vorstehend beschrieben. 3 ist ein Flussdiagramm, das einen Klimaanlagen-Steuerprozess der elektronischen Steuer-Einrichtung 40 darstellt.
Die elektronische Steuer-Einrichtung 40 führt den Klimaanlagen-Steuerprozess gemäß dem Flussdiagramm von 3 durch.
Zunächst wird auf der Basis einer detektierten Temperatur des Außenluft-Sensors 41b und einer Sollwerttemperatur Tset ein auszuführender Betriebs-Modus von dem Kühl-Modus, dem Heiz-Modus und dem Entfeuchtungs-Modus in Schritt 100 bestimmt.
Wenn zum Beispiel die Temperatur der Außenluft gleich einer vorgegebenen Temperatur oder höher als diese ist und die Sollwerttemperatur Tset auf eine Temperatur festgelegt ist, die niedriger als die Temperatur der Außenluft ist, wird der Kühl-Modus bestimmt. Wenn die Temperatur der Außenluft gleich der vorgegebenen Temperatur oder höher als diese ist und die Sollwerttemperatur Tset auf eine Temperatur festgelegt ist, die höher als die Temperatur der Außenluft ist, wird der Entfeuchtungs-Modus bestimmt. Wenn des Weiteren die Temperatur der Außenluft niedriger als die vorgegebene Temperatur ist, wird der Heiz-Modus bestimmt. Alternativ wird der auszuführende Betriebs-Modus von dem Kühl-Modus, dem Heiz-Modus und dem Entfeuchtungs-Modus gemäß der Betätigung des Betriebs-Auswahlschalters durch den Nutzer bestimmt.
Wenn in Schritt 100 zum Beispiel der Kühl-Modus als der auszuführende Betriebs-Modus bestimmt wird, wird in Schritt 110 der Kühl-Modus ausgeführt. Wenn in Schritt 100 der Entfeuchtungs-Modus als der auszuführende Betriebs-Modus bestimmt wird, wird in Schritt 120 der Entfeuchtungs-Modus ausgeführt.
Wenn andererseits in Schritt 100 der Heiz-Modus als der auszuführende Betriebs-Modus bestimmt wird, wird in Schritt 130 der Heiz-Modus wie folgt ausgeführt. Zunächst wird in Schritt 131 ein Zählerwert T eines Zählers zurückgesetzt, und der Zählerwert wird auf T = 0 festgelegt. Bei dem Zähler handelt es sich um einen Zähler, der eine Zeit zählt bzw. misst, um den eine Flüssigkeit akkumulierenden Modus kontinuierlich auszuführen, der später beschrieben wird.
Als nächstes wird in Schritt 132 bestimmt, ob der Zählerwert T des Zählers einen Schwellenwert erreicht hat oder nicht. Bei dem Schwellenwert handelt es sich um einen Wert, der einer vorgegebenen Zeit entspricht, die für ein Akkumulieren einer vorgegebenen Menge eines Überschuss-Kältemittels in dem inneren Verdampfer 23 erforderlich ist, und er wird mittels Experimenten oder dergleichen im Voraus bestimmt.
Wenn dabei bestimmt wird, dass der Zählerwert T des Zählers den Schwellenwert nicht erreicht hat, das heißt, ein ”Nein” in Schritt 132, wird der eine Flüssigkeit akkumulierende Modus ausgeführt, und der Zählerwert T des Zählers wird in Schritt 133 erhöht. Bei dem eine Flüssigkeit akkumulierenden Modus handelt es sich um einen Modus, bei dem die Blasluft des Fahrzeuginnenraums mittels des inneren Kondensators 12 geheizt wird, während das Gasphasen-Kältemittel, welches das Schmiermittel nicht enthält, in dem inneren Verdampfer 23 akkumuliert wird. In dem eine Flüssigkeit akkumulierenden Modus wird das Gasphasen-Kältemittel in dem inneren Verdampfer 23 gekühlt und durch die Blasluft des Fahrzeuginnenraums zu einem Flüssigphasen-Kältemittel kondensiert, und das Flüssigphasen-Kältemittel wird in dem inneren Verdampfer 23 akkumuliert.
Danach kehrt der Prozess zu Schritt 132 zurück. Aus diesem Grund werden die Bestimmung eines ”Nein” in Schritt 132, die Ausführung des eine Flüssigkeit akkumulierenden Modus und die Erhöhung des Zählerwerts T des Zählers in Schritt 133 wiederholt, bis der Zählerwert T des Zählers den Schwellenwert erreicht. Wenn die Zeit für die Ausführung des eine Flüssigkeit akkumulierenden Modus gleich der vorgegebenen Zeit oder Länger als diese wird und der Zählerwert T des Zählers gleich dem Schwellenwert oder größer als dieser wird, wird danach in Schritt 132 die Bestimmung eines ”Ja” ausgeführt.
Im Ergebnis wird der eine Flüssigkeit akkumulierende Modus während einer vorgegebenen Zeitspanne kontinuierlich ausgeführt, bevor der normale Heiz-Modus ausgeführt wird. Aus diesem Grund wird vor der Ausführung des normalen Heiz-Modus eine vorgegebene Menge des Flüssigphasen-Kältemittels in dem inneren Verdampfer 23 akkumuliert.
Danach wird in Schritt 134 der normale Heiz-Modus ausgeführt. In dem normalen Heiz-Modus wird die Blasluft des Fahrzeuginnenraums mittels des inneren Kondensators 12 in einem Zustand geheizt, in dem eine vorgegebene Menge des Kältemittels in dem inneren Verdampfer 23 akkumuliert ist.
Bei diesem Beispiel fungiert der äußere Wärmetauscher 20 in dem normalen Heiz-Modus als ein Verdampfer für ein Verdampfen des Kältemittels durch einen Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der Außenluft. Wenn in dem normalen Heiz-Modus die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf zum Beispiel knapp ist, vergrößert sich der Gasphasen-Bereich, in dem das Gasphasen-Kältemittel in dem äußeren Wärmetauscher 20 vorhanden ist. Aus diesem Grund kann der äußere Wärmetauscher 20 eine ausreichende Funktion als ein Verdampfer für ein Verdampfen des Kältemittels nicht ausführen.
Unter diesem Umstand wird in Schritt 135 bestimmt, ob die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf in dem normalen Heiz-Modus gleich einer erforderlichen Kältemittel-Menge oder größer als diese ist oder nicht. Bei der erforderlichen Menge des Kältemittels handelt es sich um die Menge des Kältemittels, die erforderlich ist, um eine ausreichende Heizleistung in dem inneren Kondensator 12 aufzubieten, wenn der normale Heiz-Modus ausgeführt wird. Mit anderen Worten, mit der erforderlichen Menge des Kältemittels ist die Menge des Kältemittels gemeint, deren Vorhandensein in dem ersten Kältemittel-Kreislauf erforderlich ist, wenn der Luftstrom in dem ersten inneren Wärmetauscher 12 geheizt wird, während das Kältemittel in dem ersten Kältemittel-Kreislauf zirkuliert.
Noch genauer wird der Grad an Überhitzung des Kältemittels auf der Auslassseite des äußeren Wärmetauschers 20 auf der Basis des detektierten Drucks des Sensors 41h für den Druck des Kältemittels und der detektierten Temperatur des Sensors 41g für die Temperatur des Kältemittels berechnet. Dann wird bestimmt, ob der Grad an Überhitzung des Kältemittels auf der Auslassseite des äußeren Wärmetauschers 20 positiv ist oder nicht. Mit anderen Worten, es wird bestimmt, ob sich das Kältemittel auf der Auslassseite des äußeren Wärmetauschers 20 in einem überhitzten Zustand mit einem positiven Grad an Überhitzung befindet oder nicht. Mit anderen Worten, es wird bestimmt, ob sich das Kältemittel auf der Auslassseite des äußeren Wärmetauschers 20 nicht in einem Gas-Flüssigkeit-Zustand auf zwei Ebenen bzw. in zwei Schichten sondern in einem Gasphasen-Zustand befindet oder nicht. Bei dem Kältemittel auf der Auslassseite des äußeren Wärmetauschers 20 handelt es sich um ein Kältemittel zwischen dem Auslass des äußeren Wärmetauschers 20 und dem Einlass des Kühl-Ein-Aus-Ventils 16c.
Wenn sich das Kältemittel auf der Auslassseite des äußeren Wärmetauschers 20 in dem überhitzten Zustand mit dem positiven Grad an Überhitzung befindet, ist das Ergebnis der Bestimmung in Schritt 135 ein JA. Mit anderen Worten, es wird bestimmt, dass die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf des normalen Heiz-Modus geringer als die erforderliche Kältemittel-Menge ist. Einhergehend mit der vorstehenden Bestimmung wird in Schritt 136 der Kältemittel-Mangel-Modus für ein Zurückführen des Kältemittels von dem inneren Kondensator 12 in den Kältemittel-Kreislauf des normalen Heiz-Modus ausgeführt.
Einhergehend mit der vorstehenden Ausführung kehrt der Prozess zu Schritt 135 zurück, und es wird bestimmt, ob die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf in dem normalen Heiz-Modus gleich der erforderlichen Kältemittel-Menge oder größer als diese ist. Aus diesem Grund werden die Bestimmung eines ”JA” in Schritt 135 und der Kältemittel-Mangel-Modus (Schritt 136) wiederholt, bis die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf des normalen Heiz-Modus gleich der erforderlichen Kältemittel-Menge oder größer als diese wird.
Danach wird die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf gleich der erforderlichen Kältemittel-Menge oder größer als diese. Dann befindet sich das Kältemittel auf der Auslassseite des äußeren Wärmetauschers 20 nicht in dem überhitzten Zustand mit dem positiven Grad an Überhitzung, sondern in dem Gas-Flüssigkeit-Zustand auf zwei Ebenen bzw. in zwei Schichten. Aus diesem Grund ist das Ergebnis der Bestimmung in Schritt 135 ein ”NEIN”. Einhergehend mit der Bestimmung kehrt der Prozess zu Schritt 134 zurück, und es wird der normale Heiz-Modus ausgeführt.
Wenn die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf des normalen Heiz-Modus gleich der erforderlichen Menge des Kältemittels oder größer als diese wird, wird danach der normale Heiz-Modus ausgeführt. Wenn andererseits die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf des normalen Heiz-Modus kleiner als die erforderliche Menge des Kältemittels wird, wird der Kältemittel-Mangel-Modus ausgeführt. Im Folgenden werden der Kühl-Modus, der Entfeuchtungs-Modus, der normale Heiz-Modus, der eine Flüssigkeit akkumulierende Modus und der Kältemittel-Mangel-Modus separat beschrieben.
Kühl-Modus
In dem Kühl-Modus versetzt die elektronische Steuer-Einrichtung 40 das Frostverhinderungs-Expansionsventil 61 in einen Ventil-Öffnungszustand, versetzt das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau in den vollständig geöffneten Zustand, in dem die einen Druck reduzierende Funktion nicht ausgeführt wird, versetzt das Kühl-Expansionsventil 22 in den Drossel-Zustand, in dem die einen Druck reduzierende Funktion ausgeführt wird, und versetzt das Kühl-Ein-Aus-Ventil 16c in den Ventil-Schließzustand.
Des Weiteren versetzt die elektronische Steuer-Einrichtung 40 das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite in den Ventil-Öffnungszustand, versetzt das einen Druck reduzierende Mittel auf der Seite mit einem niedrigen Niveau in den vollständig geöffneten Zustand, in dem die einen Druck reduzierende Funktion nicht ausgeführt wird, und versetzt das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite in Verbindung mit dem Zustand des Ein-Aus-Ventils 16b auf der Niederdruck-Seite in den Ventil-Schließzustand. Im Ergebnis wird der Wärmepumpen-Kreislauf 10 zu dem Kältemittel-Strömungskanal umgeschaltet, in dem das Kältemittel strömt, wie in 5 durch dicke Pfeile angezeigt.
Bei der Konfiguration des Kältemittel-Strömungskanals liest die elektronische Steuer-Einrichtung 40 die Detektionssignale von den Sensoren 41a, 41b und 41c, wie vorstehend beschrieben, sowie die Bediensignale des Bedienfeldes. Anschließend berechnet die elektronische Steuer-Einrichtung 40 eine Soll-Blastemperatur TAO, das heißt eine Ziel-Temperatur der herausgeblasenen Luft, die in den Fahrzeuginnenraum geblasen wird, auf der Basis der Werte der Detektionssignale und der Bediensignale. Bei der Soll-Blastemperatur TAO handelt es sich um eine Temperatur, die erforderlich ist, damit die Temperatur, die mittels des Innenluft-Sensors 41a detektiert wird, die Sollwerttemperatur Tset als die Temperatur der Luft hält, die aus den Öffnungsabschnitten 37a, 37b und 37c in den Fahrzeuginnenraum hinein gebissen wird. Des Weiteren bestimmt die elektronische Steuer-Einrichtung 40 Betriebszustände der verschiedenen Steuer-Einrichtungen der Klimaanlage, die mit der Ausgangsseite der elektronischen Steuer-Einrichtung 40 verbunden sind, auf der Basis der Soll-Blastemperatur TAO und der Detektionssignale der Sensorgruppe.
Das Steuersignal für ein Steuern der Kältemittel-Ablasskapazität des Kompressors 11, das heißt einer Drehzahl des Elektromotors des Kompressors 11, wird zum Beispiel bestimmt, wie nachstehend beschrieben wird. Zunächst bestimmt die elektronische Steuer-Einrichtung 40 eine Verdampfer-Soll-Blastemperatur TEO des inneren Verdampfers 23 auf der Basis der Soll-Blastemperatur TAO unter Bezugnahme auf ein Steuerkennfeld, das im Voraus in der elektronischen Steuer-Einrichtung 40 gespeichert wird.
Anschließend wird das Steuersignal für ein Steuern des Elektromotors des Kompressors 11 so bestimmt, dass sich die Temperatur der aus dem inneren Verdampfer 23 heraus geblasenen Luft unter einer Rückkopplungssteuerung auf der Basis einer Abweichung zwischen der Verdampfer-Soll-Blastemperatur TEO und einer Temperatur der Blasluft aus dem inneren Verdampfer 23, die mittels des Sensors 41d für die Temperatur des Verdampfers detektiert wird, an die Verdampfer-Soll-Blastemperatur TEO annähert.
Bei diesem Beispiel wird der Drossel-Öffnungsgrad des Kühl-Expansionsventils 22 derart bestimmt, dass sich der Grad an Unterkühlung des Kältemittels, das in das Kühl-Expansionsventil 22 hinein strömt, an einen Soll-Unterkühlungsgrad annähert, der im Voraus bestimmt wird, um so eine COP, das heißt, die Leistungsziffer, näher an einen im Wesentlichen maximalen Wert heran zu bringen. Dies ermöglicht es, dass das Kältemittel in dem inneren Verdampfer 23 die Kühl-Leistung für ein Kühlen der Blasluft des Fahrzeuginnenraums aufbietet. Der Grad an Unterkühlung wird basierend auf der detektierten Temperatur des Sensors 41g für die Temperatur des Kältemittels und dem detektierten Druck des Sensors 41h für den Druck des Kältemittels berechnet.
Der Drossel-Öffnungsgrad des Frostverhinderungs-Expansionsventils 61 wird so festgelegt, dass die Temperatur des inneren Verdampfers 23 gleich dem Schwellenwert oder höher als dieser ist, um das Auftreten von Frost an dem inneren Verdampfer 23 zu verhindern. Der Drossel-Öffnungsgrad des Frostverhinderungs-Expansionsventils 61 wird auf der Basis der detektierten Temperatur des Sensors 41d für die Temperatur des Verdampfers festgelegt.
Des Weiteren wird ein Steuersignal für ein Steuern des Servomotors der Luftmischklappe 34 so bestimmt, dass die Luftmischklappe 34 den Luftdurchlass des inneren Kondensators 12 schließt und ein Gesamt-Durchflussvolumen der Blasluft, die durch den inneren Verdampfer 23 hindurch geströmt ist, durch den Umgehungsdurchlass 34 hindurch strömt.
Die Steuersignale, die bestimmt werden, wie vorstehend beschrieben, und so weiter werden an verschiedene Steuer-Einrichtungen der Klimaanlage abgegeben. Danach wird ein Steuerprogramm, welches das Lesen der Detektionssignale und der Bediensignale, die vorstehend beschrieben sind, die Berechnung der Soll-Blastemperatur TAO, die Bestimmung der Betriebszustände der verschiedenen Steuer-Einrichtungen der Klimaanlage sowie die Ausgabe der Steuerspannungen und der Steuersignale umfasst, in jedem vorgegebenen Steuerzyklus in der angegebenen Reihenfolge wiederholt, bis durch das Bedienfeld ein Stopp des Betriebs der Fahrzeug-Klimaanlage gefordert wird. Währenddessen wird die Wiederholung des vorstehend beschriebenen Steuerprogramms in der gleichen Weise auch in anderen Betriebs-Modi durchgeführt.
Daher strömt das Hochdruck-Kältemittel, das aus der Ablassöffnung 11c des Kompressors 11 abgelassen wird, in dem Kühl-Modus des Wärmepumpen-Kreislaufs 10 in den inneren Kondensator 12 hinein. Da die Luftmischklappe 34 den Luftdurchlass des inneren Kondensators 12 schließt, strömt dabei nahezu das gesamte Kältemittel, das in den inneren Kondensator 12 hinein fließt, aus dem inneren Kondensator 12 heraus, ohne Wärme an die Blasluft des Fahrzeuginnenraums abzustrahlen.
Das Kältemittel, das aus dem inneren Kondensator 12 heraus geströmt ist, strömt in das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau, den Gas-Flüssigkeit-Separator 14 und das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite in der angegebenen Reihenfolge hinein und strömt in den äußeren Wärmetauscher 20 hinein. Detaillierter strömt das Kältemittel, das aus dem inneren Kondensator 12 heraus geströmt ist, nahezu ohne eine Reduzierung des Drucks durch das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau heraus, da sich das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau in dem vollständig geöffneten Zustand befindet, und strömt aus der Kältemittel-Einström-Öffnung des Gas-Flüssigkeit-Separators 14 in den Gas-Flüssigkeit-Separator 14 hinein.
Aus diesem Grund befindet sich das Kältemittel, das in den Gas-Flüssigkeit-Separator 14 hinein strömt, in dem Gasphasen-Zustand, der den Grad an Überhitzung aufweist. Daher wird das Kältemittel in dem Gas-Flüssigkeit-Separator 14 nicht in das Gasphasen-Kältemittel und das Flüssigphasen-Kältemittel separiert, sondern strömt als das Gasphasen-Kältemittel aus der Ausström-Öffnung 14c für das Flüssigphasen-Kältemittel heraus. Da sich das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite in dem Ventil-Schließzustand befindet, strömt das Gasphasen-Kältemittel des Weiteren nicht aus der Ausström-Öffnung für das Gasphasen-Kältemittel heraus.
Das Gasphasen-Kältemittel, das aus der Ausström-Öffnung 14c für das Flüssigphasen-Kältemittel heraus strömt, strömt nahezu ohne eine Reduktion des Drucks durch das einen Druck reduzierende Mittel auf der Seite mit einem niedrigen Niveau in den äußeren Wärmetauscher 20 hinein, da sich das einen Druck reduzierende Mittel auf der Seite mit einem niedrigen Niveau in dem vollständig geöffneten Zustand befindet. Mit anderen Worten, da sich das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite in dem Ventil-Öffnungszustand befindet, strömt das Kältemittel in dem einen Druck reduzierenden Mittel auf der Seite mit einem niedrigen Niveau durch den das festgelegte Drosselventil umgehenden Durchlass 18 in den äußeren Wärmetauscher 20 hinein, ohne in die Seite des festgelegten Drosselventils 17 auf der Seite mit einem niedrigen Niveau hinein zu strömen. Das Gasphasen-Kältemittel, das in den äußeren Wärmetauscher 20 hinein geströmt ist, tauscht Wärme mit der Außenluft aus, die von dem Gebläsenventilator 21 geblasen wird, und strahlt die Wärme ab.
Das Kältemittel, das aus dem äußeren Wärmetauscher 20 heraus geströmt ist, strömt in das Kühl-Expansionsventil 22 hinein, da sich das Kühl-Ein-Aus-Ventil 16c in dem Ventil-Schließzustand befindet. Aus diesem Grund wird der Druck des Kältemittels reduziert, das aus dem äußeren Wärmetauscher 20 heraus strömt, und es wird in einer isenthalpischen Weise expandiert, bis das Kältemittel durch das Kühl-Expansionsventil 22 zu dem Niederdruck-Kältemittel wird. Dann strömt das Niederdruck-Kältemittel, dessen Druck durch das Kühl-Expansionsventil 22 reduziert wurde, in den inneren Verdampfer 23 hinein, absorbiert die Wärme aus der Blasluft des Fahrzeuginnenraums, die von dem Gebläse 32 geblasen wird, und verdampft. Mit dem vorstehenden Betrieb wird die Blasluft des Fahrzeuginnenraums gekühlt.
Das Kältemittel, das aus dem inneren Verdampfer 23 heraus geströmt ist, strömt durch das Frostverhinderungs-Expansionsventil61 in den Akkumulator 24 hinein und wird durch den Akkumulator 24 in das Gasphasen-Kältemittel und das Flüssigphasen-Kältemittel separiert. Dann wird das separierte Gasphasen-Kältemittel von der Ansaugöffnung 11a des Kompressors 11 angesaugt und in der angegebenen Reihenfolge in dem Kompressionsmechanismus auf der Seite mit einem niedrigen Niveau und dem Kompressionsmechanismus auf der Seite mit einem hohen Niveau erneut komprimiert. Andererseits wird das separierte Flüssigphasen-Kältemittel in dem Akkumulator 24 als ein Überschuss-Kältemittel akkumuliert, das für ein Aufbieten der von dem Kreislauf geforderten Kälteleistung nicht erforderlich ist.
Wenn die Temperatur des inneren Verdampfers 23 niedriger als der Schwellenwert wird, verringert die elektronische Steuer-Einrichtung 40 den Drossel-Öffnungsgrad des Frostverhinderungs-Expansionsventils 61 und erhöht den Druck des Kältemittels in dem inneren Verdampfer 23, um die Temperatur des inneren Verdampfers 23 zu erhöhen.
Da der Luftdurchlass des inneren Kondensators 12 in dem Kühl-Modus durch die Luftmischklappe 34 geschlossen ist, wie vorstehend beschrieben, kann die Blasluft, die durch den inneren Verdampfer 23 gekühlt wird, in den Fahrzeuginnenraum hinein geblasen werden. Im Ergebnis kann der Fahrzeuginnenraum gekühlt werden.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, strömt das Kältemittel, das aus dem inneren Kondensator 12 heraus geströmt ist, in dem Kühl-Modus in das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau, das sich in dem vollständig geöffneten Zustand befindet, den Gas-Flüssigkeit-Separator 14, den das festgelegte Drosselventil umgehenden Durchlass 18, das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite, den äußeren Wärmetauscher 20, das Kühl-Expansionsventil 22, den inneren Verdampfer 23, das Frost-Verhinderungs-Expansionsventil 61, den Akkumulator 24, den Kompressor 11 und den inneren Kondensator 12 in der angegebenen Reihenfolge hinein.
Entfeuchtungs-Modus
Als nächstes wird der Entfeuchtungs-Modus beschrieben.
Wenn der Entfeuchtungs-Modus ausgeführt wird, versetzt die elektronische Steuer-Einrichtung 40 das Frostverhinderungs-Expansionsventil 61 in den Ventil-Öffnungszustand, versetzt das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau in den vollständig geöffneten Zustand oder den Drossel-Zustand, versetzt das Kühl-Expansionsventil 22 in den vollständig geöffneten Zustand oder den Drosselzustand und versetzt das Kühl-Ein-Aus-Ventil 16c in den Ventil-Schließzustand. Des Weiteren versetzt die elektronische Steuer-Einrichtung 40 das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite in den Ventil-Öffnungszustand, versetzt das einen Druck reduzierende Mittel auf der Seite mit einem niedrigen Niveau in den vollständig geöffneten Zustand, in dem die einen Druck reduzierende Funktion nicht ausgeführt wird, und versetzt das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite in Verbindung mit dem Zustand des Ein-Aus-Ventils 16b auf der Niederdruck-Seite in den Ventil-Schließzustand. Im Ergebnis wird der Wärmepumpen-Kreislauf 10 wie bei dem Kühl-Modus zu dem Kältemittel-Strömungskanal umgeschaltet, in dem das Kältemittel strömt, wie durch die dicken Pfeile in 1 angezeigt. Der Drossel-Öffnungsgrad des Frostverhinderungs-Expansionsventils 61 wird so festgelegt, dass die Temperatur des inneren Verdampfers 23 gleich dem Schwellenwert oder höher als dieser ist, um das Auftreten von Frost an dem inneren Verdampfer 23 zu verhindern.
Des Weiteren wird ein Steuersignal, das an einen Servomotor der Luftmischklappe 34 abzugeben ist, so bestimmt, dass die Luftmischklappe 34 den Umgehungsdurchlass 35 schließt und ein Gesamt-Durchflussvolumen der Blasluft, die durch den inneren Verdampfer 23 hindurch geströmt ist, durch den inneren Kondensator 12 hindurch strömt.
Des Weiteren ändert die elektronische Steuer-Einrichtung 40 in dem Entfeuchtungs-Modus der vorliegenden Ausführungsform die Drossel-Öffnungsgrade des Expansionsventils 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau und des Kühl-Expansionsventils 22 gemäß einer Temperaturdifferenz zwischen der Sollwerttemperatur und der Temperatur der Außenluft. Noch genauer verringert die elektronische Steuer-Einrichtung 40 den Drossel-Öffnungsgrad des Expansionsventils 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau und erhöht den Drossel-Öffnungsgrad des Kühl-Expansionsventils 22 mit einer Zunahme der Soll-Blastemperatur TAO, um dadurch vierstufige Entfeuchtungs-Modi auszuführen, die einen ersten Entfeuchtungs-Modus bis zu einem vierten Entfeuchtungs-Modus umfassen, die nachstehend zu beschreiben sind.
In dem ersten Entfeuchtungs-Modus wird das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau in den vollständig geöffneten Zustand versetzt, und das Kühl-Expansionsventil 22 wird in den Drossel-Zustand versetzt. Daher öffnet die Luftmischklappe 34 den Luftdurchlass des inneren Kondensators 12 vollständig, wenngleich die Kreislauf-Konfiguration (das heißt, der Kältemittel-Strömungskanal) exakt die gleiche (der gleiche) wie jene (jener) in dem Kühl-Modus ist.
Aus diesem Grund strömt das Hochdruck-Kältemittel, das aus der Ablassöffnung 11c des Kompressors 11 abgelassen wird, in den inneren Kondensator 12 hinein und tauscht Wärme mit der Blasluft des Fahrzeuginnenraums aus, die durch den inneren Verdampfer 23 gekühlt und entfeuchtet wurde, und strahlt die Wärme ab. Dementsprechend wird die Blasluft des Fahrzeuginnenraums geheizt.
Wie in dem Kühl-Modus strömt das Kältemittel, das aus dem inneren Kondensator 12 heraus geströmt ist, in das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau, den Gas-Flüssigkeit-Separator 14 und das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite des einen Druck reduzierenden Mittels auf der Seite mit einem niedrigen Niveau in der angegebenen Reihenfolge hinein und strömt in den äußeren Wärmetauscher 20 hinein. Dann tauscht das Niederdruck-Kältemittel, das in den äußeren Wärmetauscher 20 hinein geströmt ist, Wärme mit der von dem Gebläseventilator 21 geblasenen Außenluft aus und strahlt die Wärme ab. Der nachfolgende Betrieb ist der gleiche wie jener in dem normalen Kühl-Modus.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Blasluft des Fahrzeuginnenraums, die durch den inneren Verdampfer 23 gekühlt und entfeuchtet wurde, in dem ersten Entfeuchtungs-Modus durch den inneren Kondensator 12 geheizt werden und in den Fahrzeuginnenraum hinein geblasen werden. Daher kann ein entfeuchtendes Heizen in dem Fahrzeuginnenraum erreicht werden.
Wenn die Soll-Blastemperatur TAO während der Ausführung des ersten Entfeuchtungs-Modus höher als eine vorgegebene erste Referenztemperatur wird, wird der zweite Entfeuchtungs-Modus ausgeführt. Wenn die Soll-Blastemperatur TAO während der Ausführung des zweiten Entfeuchtungs-Modus höher als eine vorgegebene zweite Referenztemperatur wird, wird der dritte Entfeuchtungs-Modus ausgeführt. Wenn die Soll-Blastemperatur TAO während der Ausführung des dritten Entfeuchtungs-Modus höher als eine vorgegebene dritte Referenztemperatur wird, wird der vierte Entfeuchtungs-Modus ausgeführt. Da der zweite, der dritte und der vierte Entfeuchtungs-Modus ähnlich wie die technischen Inhalte ist, die im Patentdokument 1 offenbart sind, sind Beschreibungen des zweiten, des dritten und des vierten Entfeuchtungs-Modus weggelassen.
Normaler Heiz-Modus
Als nächstes wird der normale Heiz-Modus unter Bezugnahme auf die 1 und 4 beschrieben.
Die elektronische Steuer-Einrichtung 40 steuert die Drehzahl des Elektromotors des Kompressors 11 (das heißt, die Kältemittel-Ablasskapazität des Kompressors 11) auf der Basis der Soll-Blastemperatur TAO. Das Steuersignal für ein Steuern des Elektromotors des Kompressors 11 wird zum Beispiel auf der Basis einer Abweichung so bestimmt, dass sich die Temperatur der Blasluft aus dem inneren Kondensator 12 unter einer Rückkopplungssteuerung an die Soll-Blastemperatur TAO annähert. Bei der Abweichung handelt es sich um eine Abweichung zwischen der Soll-Blastemperatur TAO und der Temperatur der Blasluft aus dem inneren Kondensator 12, die mittels des Sensors 41s für die Temperatur des Wärmetauschers detektiert wurde.
Die elektronische Steuer-Einrichtung 40 steuert den Drossel-Öffnungsgrad in dem Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau so, dass das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau in den Drossel-Zustand versetzt wird, um die einen Druck reduzierende Funktion des Kältemittels auszuführen. Der Drossel-Öffnungsgrad des Expansionsventils 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau wird derart festgelegt, dass sich der Grad an Unterkühlung des Kältemittels, das von dem inneren Kondensator 12 zu dem Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau strömt, an einen Sollgrad einer Unterkühlung annähert, der im Voraus bestimmt wird, um so die COP näher an einen im Wesentlichen maximalen Wert heran zu bringen. Dies ermöglicht es, dass das Kältemittel in dem inneren Kondensator 12 die Heizleistung für ein Heizen der Blasluft des Fahrzeuginnenraums aufbietet. Bei diesem Beispiel wird der Grad an Unterkühlung basierend auf der detektierten Temperatur des Sensors 41i für die Temperatur des Kältemittels und dem detektierten Druck des Sensors 41j für den Druck des Kältemittels berechnet.
Die elektronische Steuer-Einrichtung 40 versetzt das Frostverhinderungs-Expansionsventil 61 und das Kühl-Expansionsventil 22 in den vollständig geschlossenen Zustand, versetzt das Kühl-Ein-Aus-Ventil 16c in den Ventil-Öffnungszustand, versetzt das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite in den Ventil-Schließzustand und versetzt das einen Druck reduzierende Mittel auf der Seite mit einem niedrigen Niveau in den Drossel-Zustand, in dem die einen Druck reduzierende Funktion ausgeführt wird.
Die elektronische Steuer-Einrichtung 40 versetzt das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite in Verbindung mit dem Zustand des Ein-Aus-Ventils 16b auf der Niederdruck-Seite in den Ventil-Öffnungszustand. Die elektronische Steuer-Einrichtung 40 steuert das ein Kältemittel akkumulierende Ein-Aus-Ventil 60 so, dass der Umgehungsdurchlass 50 geschlossen wird. Im Ergebnis wird der Wärmpumpen-Kreislauf 10 zu dem Kältemittel-Strömungskanal umgeschaltet, in dem das Kältemittel strömt, wie in 1 durch dicke Pfeile angezeigt.
Des Weiteren wird ein Steuersignal für ein Steuern eines Servomotors der Luftmischklappe 34 so bestimmt, dass die Luftmischklappe 34 den Umgehungsdurchlass 35 schließt und ein Gesamt-Durchflussvolumen der Blasluft, das durch den inneren Verdampfer 23 hindurch geströmt ist, durch den inneren Kondensator 12 hindurch strömt.
Daher strömt das Hochdruck-Kältemittel, das aus der Ablassöffnung 11c des Kompressors 11 abgelassen wird, in dem normalen Heiz-Modus des Wärmepumpen-Kreislaufs 10 in den inneren Kondensator 12 hinein. Das Kältemittel, das in den inneren Kondensator 12 hinein strömt, strahlt durch ein Austauschen von Wärme zwischen sich selbst und der Blasluft des Fahrzeuginnenraums, die von dem Gebläse 32 geblasen wurde und durch den inneren Verdampfer 23 hindurch geströmt ist, Wärme ab. Dementsprechend wird die Blasluft des Fahrzeuginnenraums geheizt.
Der Druck des Kältemittels, das aus dem inneren Kondensator 12 geströmt ist, wird isenthalpisch reduziert, und es wird durch das Expansionsvenil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau, das sich in dem Drossel-Zustand befindet, expandiert, bis das Kältemittel den Druck des Mitteldruck-Kältemittels erreicht. Das Mitteldruck-Kältemittel, dessen Druck durch das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau reduziert wurde, wird in dem Gas-Flüssigkeit-Separator 14 in das Gasphasen-Kältemittel, aus dem das Schmiermittel entfernt wurde, und das Flüssigphasen-Kältemittel separiert, welches das Schmiermittel enthält.
Da sich das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite in dem Ventil-Öffnungszustand befindet, strömt das Gasphasen-Kältemittel, das durch den Gas-Flüssigkeit-Separator 14 separiert wurde (das heißt, das Gasphasen-Kältemittel, aus dem das Schmiermittel entfernt wurde), durch den Durchlass 15 für das Mitteldruck-Kältemittel hindurch in die Mitteldruck-Öffnung 11b des Kompressors 11 hinein, vereinigt sich mit dem Kältemittel, das aus dem Kompressionsmechanismus auf der Seite mit einem niedrigen Niveau abgelassen wurde, und wird in den Kompressionsmechanismus auf der Seite mit einem hohen Niveau eingesaugt.
Andererseits wird der Druck des durch den Gas-Flüssigkeit-Separator 14 separierten Flüssigphasen-Kältemittels, welches das Schmiermittel enthält, durch das einen Druck reduzierende Mittel auf der Seite mit einem niedrigen Niveau zu dem Druck des Niederdruck-Kältemittels reduziert, da sich das einen Druck reduzierende Mittel auf der Seite mit einem niedrigen Niveau in dem Drossel-Zustand befindet, und es strömt in den äußeren Wärmetauscher 20 hinein. Das heißt, da sich das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite in dem Ventil-Schließzustand befindet, wird der Druck des Kältemittels in dem einen Druck reduzierenden Mittel auf der Seite mit einem niedrigen Niveau isenthalpisch reduziert und es wird expandiert, bis das Kältemittel in das festgelegte Drosselventil 17 auf der Seite mit einem niedrigen Niveau hinein strömt und zu dem Niederdruck-Kältemittel wird. Das Kältemittel, das aus dem festgelegten Drosselventil 17 auf der Seite mit einem niedrigen Niveau heraus geströmt ist, strömt in den äußeren Wärmetauscher 20 hinein und tauscht Wärme mit der von dem Gebläseventilator 21 geblasenen Außenluft aus, um die Wärme zu absorbieren.
Das Kältemittel, das aus dem äußeren Wärmetauscher 20 heraus geströmt ist, strömt durch den Expansionsventil-Umgehungsdurchlass 25 hindurch in den Akkumulator 24 hinein und wird in Gas und Flüssigkeit separiert, da sich das Kühl-Ein-Aus-Ventil 16c in dem Ventil-Öffnungszustand befindet. Dann wird das separierte Gasphasen-Kältemittel von der Ansaugöffnung 11a des Kompressors 11 angesaugt und erneut komprimiert. Andererseits wird das separierte Flüssigphasen-Kältemittel in dem Akkumulator 24 als ein Überschuss-Kältemittel akkumuliert, das für ein Aufbieten der von dem Kreislauf geforderten Kälteleistung nicht erforderlich ist.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Wärme des Kältemittels, das von dem Kompressor 11 in den inneren Kondensator 12 abgelassen wird, in dem normalen Heiz-Modus an die Blasluft des Fahrzeuginnenraums abgestrahlt werden, und die geheizte Blasluft des Fahrzeuginnenraums kann in den Fahrzeuginnenraum hinein geblasen werden. Im Ergebnis kann der Fahrzeuginnenraum geheizt werden.
Des Weiteren wird das Niederdruck-Kältemittel, dessen Druck durch das festgelegte Drosselventil 17 auf der Seite mit einem niedrigen Niveau reduziert wurde, in dem normalen Heiz-Modus von der Ansaugöffnung 11a des Kompressors 11 angesaugt, und das Mitteldruck-Kältemittel, dessen Druck durch das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau reduziert wurde, strömt in die Mitteldruck-Öffnung 11b hinein, um sich so mit dem Kältemittel in einem einen Druck erhöhenden Prozess zu vereinigen. Mit anderen Worten, es kann ein Gas-Injektions-Kreislauf (das heißt, ein Kältekreislauf vom Typ mit einem Vorwärmer) konfiguriert werden.
Daher wird das Kältemittel-Gemisch, das eine niedrige Temperatur aufweist, in den Kompressionsmechanismus auf der Seite mit einem hohen Niveau eingesaugt, wodurch es in der Lage ist, die Kompressions-Effizienz des Kompressionsmechanismus auf der Seite mit einem hohen Niveau zu verbessern. Darüber hinaus wird eine Druckdifferenz zwischen dem Druck des Ansaug-Kältemittels und dem Druck des abgelassenen Kältemittels sowohl des Kompressionsmechanismus auf der Seite mit einem niedrigen Niveau als auch des Kompressionsmechanismus auf der Seite mit einem hohen Niveau reduziert, wodurch die Kompressions-Effizienz von beiden dieser Kompressionsmechanismen verbessert werden kann. Im Ergebnis kann die COP des gesamten Wärmepumpen-Kreislaufs 10 verbessert werden.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, ist der Kältemittel-Kreislauf in dem normalen Heiz-Modus ausgebildet. Das Kältemittel, das aus dem inneren Kondensator 12 heraus geströmt ist, strömt in dem Kältemittel-Kreislauf in das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau, den Gas-Flüssigkeit-Separator 14, das einen Druck reduzierende Mittel auf der Seite mit einem niedrigen Niveau, das sich in dem Drossel-Zustand befindet, den äußeren Wärmetauscher 20, das Kühl-Ein-Aus-Ventil 16c, den Akkumulator 24, den Kompressor 11 und den inneren Kondensator 12 in der angegebenen Reihenfolge hinein. Das durch den Gas-Flüssigkeit-Separator 14 separierte Gasphasen-Kältemittel strömt in dem Kältemittel-Kreislauf in den Durchlass 15 für ein Mitteldruck-Kältemittel und die Mitteldruck-Öffnung 11b des Kompressors 11 hinein.
Eine Flüssigkeit akkumulierender Modus
Als nächstes wird ein eine Flüssigkeit akkumulierender Modus unter Bezugnahme auf 1 und 4 beschrieben.
In dem eine Flüssigkeit akkumulierenden Modus steuert die elektronische Steuer-Einrichtung 40 das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau, das Kühl-Expansionsventil 22, das Kühl-Ein-Aus-Ventil 16c, das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite, das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite und das Frostverhinderungs-Expansionsventil 61 in einer ähnlichen Weise wie bei dem normalen Heiz-Modus.
Aus diesem Grund wird das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau in den Drossel-Zustand versetzt, das Kühl-Expansionsventil 22 wird in den vollständig geschlossenen Zustand versetzt, und das Kühl-Ein-Aus-Ventil 16c wird in den Ventil-Öffnungszustand versetzt. Des Weiteren wird das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite in den Ventil-Schließzustand versetzt, das einen Druck reduzierende Mittel auf der Seite mit einem niedrigen Niveau wird in den Drossel-Zustand versetzt, in dem die einen Druck reduzierende Funktion ausgeführt wird, und das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite wird in Verbindung mit dem Ventil-Schließzustand des Ein-Aus-Ventils 16b auf der Niederdruck-Seite in den Ventil-Öffnungszustand versetzt. Das Frostverhinderungs-Expansionsventil 61 wird in den vollständig geschlossenen Zustand versetzt.
Wie durch dicke Pfeile in 1 angezeigt, ermöglicht es der Wärmepumpen-Kreislauf 10 mit der vorstehenden Konfiguration, dass das Kältemittel, das aus dem inneren Kondensator 12 heraus geströmt ist, in das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau, den Gas-Flüssigkeit-Separator 14, das einen Druck reduzierende Mittel auf der Seite mit einem niedrigen Niveau, das sich im Drossel-Zustand befindet, den äußeren Wärmetauscher 20, das Kühl-Ein-Aus-Ventil 16c und den Akkumulator 24 in der angegebenen Reihenfolge hinein strömt. Wie durch die dicken Pfeile in 1 angezeigt, ermöglicht es der Wärmepumpen-Kreislauf 10 zur gleichen Zeit, dass das Gasphasen-Kältemittel, das durch den Gas-Flüssigkeit-Separator 14 separiert wurde, in den Durchlass 15 für das Mitteldruck-Kältemittel, das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite und die Mitteldruck-Öffnung 11b des Kompressors 11 hinein strömt.
Zusätzlich zu der vorstehenden Konfiguration versetzt die elektronische Steuer-Einrichtung 40 das ein Kältemittel akkumulierende Ein-Aus-Ventil 60 in den Ventil-Öffnungszustand. Bei diesem Beispiel ist die Temperatur des inneren Verdampfers 23 gleich einer Temperatur der Blasluft des Fahrzeuginnenraums, und ein Druck in dem inneren Verdampfer 23 ist niedriger als der Druck des Kältemittels in dem Durchlass 15I für das Mitteldruck-Kältemittel. Aus diesem Grund strömt ein Teil des Gasphasen-Kältemittels, das durch das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite hindurch geströmt ist, in die Mitteldruck-Öffnung 11b des Kompressors 11 hinein, das verbliebene Gasphasen-Kältemittel strömt jedoch durch den Umgehungsdurchlass 50, das einen Kältemittel akkumulierende Ein-Aus-Ventil 60 und den Auslass 23b des inneren Verdampfers 23 hindurch in den inneren Verdampfer 23 hinein. In dem inneren Verdampfer 23 wird das Gasphasen-Kältemittel durch die Blasluft des Fahrzeuginnenraums gekühlt und wird zu dem Flüssigphasen-Kältemittel. Aus diesem Grund wird das Überschuss-Kältemittel als das Flüssigphasen-Kältemittel in dem inneren Verdampfer 23 akkumuliert.
Wie vorstehend beschrieben, heizt der innere Kondensator 12 in dem eine Flüssigkeit akkumulierenden Modus die Blasluft des Fahrzeuginnenraums mit Hilfe des Kältemittels, und das Überschuss-Kältemittel wird als das Flüssigphasen-Kältemittel in dem inneren Verdampfer 23 akkumuliert.
Kältemittel-Mangel-Modus
Als nächstes wird der Kältemittel-Mangel-Modus unter Bezugnahme auf die 1 und 4 beschrieben.
In dem Kältemittel-Mangel-Modus steuert die elektronische Steuer-Einrichtung 40 das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau, das Kühl-Expansionsventil 22, das Kühl-Ein-Aus-Ventil 16c, das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite, das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite und das ein Kältemittel akkumulierende Ein-Aus-Ventil 60 in einer ähnlichen Weise wie in dem normalen Heiz-Modus. Aus diesem Grund wird das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau in den Drossel-Zustand versetzt, das Kühl-Expansionsventil 22 wird in den vollständig geschlossenen Zustand versetzt, und das Kühl-Ein-Aus-Ventil 16c wird in den Ventil-Öffnungszustand versetzt.
Des Weiteren wird das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite in den Ventil-Schließzustand versetzt, das einen Druck reduzierende Mittel auf der Seite mit einem niedrigen Niveau wird in den Drossel-Zustand versetzt, in dem die einen Druck reduzierende Funktion ausgeführt wird, und das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite wird in Verbindung mit dem Ventil-Schließzustand des Ein-Aus-Ventils 16b auf der Niederdruck-Seite in den Ventil-Öffnungszustand versetzt, und das ein Kältemittel akkumulierende Ein-Aus-Ventil 60 wird in den Ventil-Öffnungszustand versetzt.
Wie mit dicken Pfeilen in 1 angezeigt, ermöglicht es der Wärmpumpen-Kreislauf 10 mit der vorstehenden Konfiguration, dass das Kältemittel, das aus dem inneren Kondensator 12 heraus geströmt ist, in das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau, das sich in dem Drossel-Zustand befindet, den Gas-Flüssigkeit-Separator 14, das einen Druck reduzierende Mittel auf der Seite mit einem niedrigen Niveau, das sich in dem Drossel-Zustand befindet, den äußeren Wärmetauscher 20, das Kühl-Ein-Aus-Ventil 16c, den Akkumulator 24, den Kompressor 11 und den inneren Kondensator 12 in der angegebenen Reihenfolgen hinein strömt. Wie durch die dicken Pfeile in 1 angezeigt, ermöglicht es der Wärmepumpen-Kreislauf 10 zur gleichen Zeit, dass das Gasphasen-Kältemittel, das durch den Gas-Flüssigkeit-Separator 14 separiert wurde, in den Durchlass 15 für das Mitteldruck-Kältemittel, das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite und die Mitteldruck-Öffnung 11b des Kompressors 11 hinein strömt.
Zusätzlich zu der vorstehenden Konfiguration legt die elektronische Steuer-Einrichtung 40 den Drossel-Öffnungsgrad des Frostverhinderungs-Expansionsventils 61 auf einen vorgegebenen Öffnungsgrad fest. Aus diesem Grund strömt das Flüssigphasen-Kältemittel in dem inneren Verdampfer 23 durch den Auslass 23b des inneren Verdampfers 23, das Frostverhinderungs-Expansionsventil61 und den Kältemittel-Strömungskanal 51 in den Akkumulator 24 hinein, wie durch schraffierte Pfeile angezeigt. Im Ergebnis kann die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf in dem Heiz-Modus erhöht werden.
Wie vorstehend beschrieben, heizt der innere Kondensator 12 in dem Kältemittel-Mangel-Modus die Blasluft des Fahrzeuginnenraums mit Hilfe des Kältemittels, und die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf wird erhöht.
Der Wärmepumpen-Kreislauf 10 der Fahrzeug-Klimaanlage 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, der vorstehend beschrieben ist, umfasst den Kompressor 11, den inneren Kondensator 12, den Gas-Flüssigkeit-Separator 14, den äußeren Wärmetauscher 20, das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau, das Kühl-Expansionsventil 22 sowie den Akkumulator 24. Der Kompressor 11 komprimiert das Niederdruck-Kältemittel, das von der Ansaugöffnung 11a angesaugt wird, und lässt das komprimierte Kältemittel als das Hochdruck-Kältemittel ab. Der innere Kondensator 12 heizt den Luftstrom, der in Richtung zu dem Fahrzeuginnenraum geblasen wird, mit Hilfe des Hochdruck-Kältemittels. Der Gas-Flüssigkeit-Separator 14 separiert das Hochdruck-Kältemittel in das Gasphasen-Kältemittel, welches das Schmiermittel nicht enthält, und das verbleibende Kältemittel außer dem Gasphasen-Kältemittel. Der äußere Wärmetauscher 20 tauscht Wärme zwischen dem verbliebenen Kältemittel, das aus dem Gas-Flüssigkeit-Separator 14 heraus strömt, und der Außenluft aus. Der innere Verdampfer 23 kühlt den Luftstrom mit Hilfe des Kältemittels, das durch den äußeren Wärmetauscher 20 hindurch geströmt ist. Das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau steuert den Drossel-Öffnungsgrad eines Kältemittel-Strömungskanals zwischen dem Auslass des inneren Kondensators 12 und dem Einlass des Gas-Flüssigkeit-Separators 14. Das Kühl-Expansionsventil 22 steuert den Drossel-Öffnungsgrad eines Kältemittel-Strömungskanals zwischen dem Auslass des äußeren Wärmetauschers 20 und dem Einlass des inneren Verdampfers 23. Der Akkumulator 24 führt dem Kompressor das Gasphasen-Kältemittel zu, welches das Schmiermittel enthält, während das Flüssigphasen-Kältemittel des Kältemittels akkumuliert wird, das aus dem inneren Verdampfer 23 abgelassen wird.
Die elektronische Steuer-Einrichtung 40 steuert den Drossel-Öffnungsgrad so, dass der Druck des Kältemittels in dem Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau, um die Heizleistung in dem inneren Kondensator 12 aufzubieten, in einem Zustand reduziert wird, in dem das Kältemittel in dem Kältemittel-Kreislauf zirkuliert, während das Gasphasen-Kältemittel aus dem Gas-Flüssigkeit-Separator 14 in dem inneren Verdampfer 23 akkumuliert wird. Der Kältemittel-Kreislauf umfasst den Kompressor 11, den inneren Kondensator 12, das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau, den Gas-Flüssigkeit-Separator 14, das festgelegte Drosselventil 17 auf der Seite mit einem niedrigen Niveau, den äußeren Wärmetauscher 20, das Kühl-Expansionsventil 22, den inneren Verdampfer 23, das Frostverhinderungs-Expansionsventil 61 sowie den Akkumulator 24.
Mit der vorstehenden Konfiguration kann das Gasphasen-Kältemittel, das aus dem Gas-Flüssigkeit-Separator 14 abgelassen wird, in dem inneren Verdampfer 23 in einem Zustand akkumuliert werden, in dem die Heizleistung durch den inneren Kondensator 12 aufgeboten wird. Aus diesem Grund kann eine Kapazität des Akkumulators 24 für ein Akkumulieren des Kältemittels reduziert werden. Daher kann die Abmessung des Körpers des Akkumulators 24 reduziert werden.
Zusätzlich zu der vorstehenden Konfiguration handelt es sich bei dem Gasphasen-Kältemittel, das dem inneren Verdampfer 23 von dem Gas-Flüssigkeit-Separator 14 zuzuführen ist, um ein Kältemittel des Hochdruck-Kältemittels in dem Gas-Flüssigkeit-Separator 14, welches das Schmiermittel nicht enthält. Aus diesem Grund kann das verbliebene Kältemittel, welches das Schmiermittel enthält, dem Kompressor 11 zugeführt werden. Demzufolge kann ein Mangel des Schmiermittels, das dem Kompressor 11 zuzuführen ist, reduziert werden.
Wie vorstehend beschrieben, kann der Wärmepumpen-Kreislauf 10 bereitgestellt werden, der den Mangel des Schmiermittels, das dem Kompressor 11 zuzuführen ist, reduziert, während die Abmessung des Akkumulators 24 reduziert wird.
Da dem inneren Verdampfer 23 das Kältemittel mit einem Mitteldruck zugeführt wird, der höher als ein Atmosphärendruck ist, kann bei der vorliegenden Ausführungsform in dem Heiz-Modus in einer kurzen Zeit eine vorgegebene Menge des Kältemittels in dem inneren Verdampfer 23 akkumuliert werden. Bei dem Atmosphärendruck handelt es sich um einen Druck in dem inneren Verdampfer 23, der durch die Umgebungstemperatur des inneren Verdampfers 23 bestimmt ist.
Wenn bei der vorliegenden Ausführungsform bei Schritt 100 bestimmt wird, dass der Heiz-Modus durchgeführt werden sollte, wird in Schritt 133 der eine Flüssigkeit akkumulierende Modus über eine bestimmte Zeitspanne hinweg ausgeführt. Aus diesem Grund kann das Überschuss-Kältemittel zuverlässig in dem inneren Verdampfer 23 akkumuliert werden.
Wenn bei der vorliegenden Ausführungsform bestimmt wird, dass die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf in dem normalen Heiz-Modus kleiner als die erforderliche Menge des Kältemittels ist, wird in Schritt 136 der Kältemittel-Mangel-Modus ausgeführt, und das Kältemittel kann aus dem inneren Verdampfer 23 in den Akkumulator 24 zurück geführt werden. Aus diesem Grund kann der normale Heiz-Modus auf eine normale Weise ausgeführt werden.
Zweite Ausführungsform
Bei der ersten Ausführungsform ist die Ausführung des Heiz-Modus beschrieben, in dem das Kältemittel in dem Kältemittel-Kreislauf in dem Zustand zirkuliert, in dem das Kältemittel in dem inneren Verdampfer 23 akkumuliert ist, zusätzlich zu dem vorstehenden Beispiel wird jedoch bei einer zweiten Ausführungsform ein Beispiel beschrieben, bei dem ein Kühl-Modus in einem Zustand ausgeführt wird, in dem ein Flüssigphasen-Kältemittel in einem inneren Kondensator 12 akkumuliert ist. In einer ähnlichen Weise entspricht ein Kältemittel-Kreislauf in einem normalen Heiz-Modus bei der vorliegenden Ausführungsform einem ersten Kältemittel-Kreislauf, und ein Kältemittel-Kreislauf in einem normalen Kühl-Modus entspricht einem zweiten Kältemittel-Kreislauf.
6 ist ein Schaubild, das eine Gesamtkonfiguration eines Wärmepumpen-Kreislaufs 10 gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt. In 6 kennzeichnen Bezugszeichen, die identisch mit jenen von 1 sind, die gleichen Elemente.
Bei dem Wärmepumpen-Kreislauf 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind Drei-Wege-Ventile 70, 71 zu dem Wärmepumpen-Kreislauf 10 der ersten Ausführungsform hinzugefügt. Das Drei-Wege-Ventil 70 umfasst einen Einlass 70a und Auslässe 70b, 70c. Das Drei-Wege-Ventil 70 umfasst einen Ventilkörper, der so verbunden ist, dass er zwischen dem einen der Auslässe 70b, 70c und dem Einlass 70a liegt und der zwischen dem anderen Auslass und dem Einlass 70a offen ist, sowie einen Stellantrieb. wie beispielsweise einen Schrittmotor, der den Ventilkörper antreibt.
Der Einlass 70a ist mit einer Ablassöffnung 11c eines Kompressors 11 verbunden. Der Auslass 70b ist mit einem Einlass 12a eines inneren Kondensators 12 verbunden. Der Auslass 70c ist so verbunden, dass er zwischen einem Auslass eines Expansionsventils 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau und einer Kältemittel-Einström-Öffnung eines Gas-Flüssigkeit-Separators 14 liegt.
Das Drei-Wege-Ventil 71 umfasst einen Einlass 71a, einen Zugang 71b sowie einen Zugang 71c. Das Drei-Wege-Ventil 71 umfasst einen Ventilkörper sowie einen Stellantrieb, wie beispielsweise einen Schrittmotor, für ein Antreiben des Ventilkörpers. Der Ventilkörper ist so verbunden, dass er zwischen einem von dem Zugang 71b und dem Zugang 71c und dem Einlass 71a liegt, und ist zwischen dem anderen Zugang und dem Einlass 71a offen. Alternativ ist der Ventilkörper, während der Raum zwischen dem Eintritt 71b und dem Eintritt 71a offen ist, so verbunden, dass er in einem Zustand für ein Öffnen zwischen dem Zugang 71c und dem Einlass 71a während des Öffnens zwischen dem Zugang 71b und dem Einlass 71a zwischen dem Zugang 71b und dem Zugang 71c liegt.
Der Einlass 71a ist mit einem Auslass eines ein Kältemittel akkumulierenden Ein-Aus-Ventils 60 verbunden. Der Zugang 71b ist so verbunden, dass er zwischen einem Auslass 23b eines inneren Verdampfers 23 und einem Einlass eines Frostverhinderungs-Expansionsventils 61 liegt. Der Zugang 71c ist mit dem Einlass 12a des inneren Kondensators 12 verbunden. Der Stellantrieb, der das Drei-Wege-Ventil 70 bildet, und der Stellantrieb, der das Drei-Wege-Ventil 71 bildet, werden gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch eine elektronische Steuer-Einrichtung 40 gesteuert.
Im Übrigen ist ein Einlass 50a eines Umgehungsdurchlasses 50 bei der vorliegenden Ausführungsform mit der Einlassseite eines Ein-Aus-Ventils 16a auf der Mitteldruck-Seite in einem Durchlass 15 für ein Mitteldruck-Kältemittel verbunden. Der Umgehungsdurchlass 50 stellt durch das Drei-Wege-Ventil 71 eine Verbindung zwischen dem Einlass 12a des inneren Kondensators 12 und dem Auslass 23b des inneren Verdampfers 23 her. Aus diesem Grund bildet der Umgehungsdurchlass 50 einen vierten Umgehungsdurchlass, der eine Verbindung zwischen dem Einlass 12a des inneren Kondensators 12 und einem Einlass eines Akkumulators 24 herstellt, während der Gas-Flüssigkeit-Separator 14, ein äußerer Wärmetauscher 20 und der innere Verdampfer 23 umgangen werden.
Nachfolgend wird der Betrieb einer Fahrzeug-Klimaanlage 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben, die konfiguriert ist, wie vorstehend beschrieben. 7 ist ein Flussdiagramm, das einen Klimaanlagen-Steuerprozess der elektronischen Steuer-Einrichtung 40 darstellt. In 7 kennzeichnen die gleichen Bezugszeichen wie jene von 3 die gleichen Komponenten.
Die elektronische Steuer-Einrichtung 40 führt den Klimaanlagen-Steuerprozess gemäß dem Flussdiagramm von 7 aus.
Zunächst wird, wenn in Schritt 100 der Heiz-Modus als der auszuführende Betriebs-Modus bestimmt wird, in Schritt 130A der Heiz-Modus ausgeführt. In Schritt 130A werden die Schritte 131, 132, 133, 134, 135 und 136 ausgeführt wie in Schritt 130 von 3. Wenn in Schritt 100 der Entfeuchtungs-Modus als der auszuführende Betriebs-Modus bestimmt wird, wird in Schritt 120A der Entfeuchtungs-Modus ausgeführt. Wenn andererseits der Kühl-Modus als der auszuführende Betriebs-Modus bestimmt wird, wird im nachfolgenden Schritt 110A der Kühl-Modus ausgeführt.
Noch genauer wird in Schritt 111 ein Zählerwert T eines Zählers zurückgesetzt, und der Zählerwert wird auf T = 0 festgelegt. Bei dem Zähler handelt es sich um einen Zähler, der eine Zeit zahlt bzw. misst, um den eine Flüssigkeit akkumulierenden Modus in Schritt 113 kontinuierlich auszuführen, der später beschrieben wird.
Als nächstes wird in Schritt 112 bestimmt, ob der Zählerwert T des Zählers einen Schwellenwert erreicht hat oder nicht. Bei dem Schwellenwert handelt es sich um einen Wert, der einer vorgegebenen Zeit entspricht, die für ein Akkumulieren einer vorgegebenen Menge des Überschuss-Kältemittels in dem inneren Kondensator 12 erforderlich ist, und er wird mittels Experimenten oder dergleichen im Voraus bestimmt.
Wenn dabei bestimmt wird, dass der Zählerwert T des Zählers den Schwellenwert nicht erreicht hat, das heißt, ein ”NEIN” in Schritt 112, startet der eine Flüssigkeit akkumulierende Modus, und der Zählerwert T des Zählers wird in Schritt 113 erhöht. In dem eine Flüssigkeit akkumulierenden Modus wird die Blasluft des Fahrzeuginnenraums durch den inneren Verdampfer 23 gekühlt, während das Kältemittel in den inneren Kondensator 12 hinein strömt.
Danach kehrt der Prozess zu Schritt 112 zurück. Aus diesem Grund werden die Bestimmung eines ”NEIN” in Schritt 112, die Ausführung des eine Flüssigkeit akkumulierenden Modus sowie die Erhöhung des Zählerwerts T des Zählers in Schritt 113 wiederholt, bis der Zählerwert T des Zählers den Schwellenwert erreicht. Wenn danach die Zeit für die Ausführung des eine Flüssigkeit akkumulierenden Modus gleich der vorgegebenen Zeit oder länger als diese wird und der Zählerwert T des Zählers gleich dem Schwellenwert oder größer als dieser wird, wird in Schritt 112 die Bestimmung eines ”JA” ausgeführt.
Danach wird in Schritt 114 der normale Kühl-Modus ausgeführt. In dem normalen Kühl-Modus wird die Blasluft des Fahrzeuginnenraums durch den inneren Verdampfer 23 in einem Zustand gekühlt, in dem das Kältemittel in dem inneren Verdampfer 12 akkumuliert ist.
Bei diesem Beispiel fungiert der innere Verdampfer 23 in dem normalen Kühl-Modus als ein Verdampfer für ein Verdampfen des Kältemittels durch einen Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der Blasluft im Inneren. Wenn zum Beispiel die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf in dem normalen Kühl-Modus knapp ist, vergrößert sich der Gasphasen-Bereich, in dem das Gasphasen-Kältemittel in dem inneren Verdampfer 23 vorhanden ist. Aus diesem Grund kann der innere Verdampfer 23 eine ausreichende Funktion als ein Verdampfer für ein Verdampfen des Kältemittels nicht ausführen.
Unter diesem Umstand wird in Schritt 115 bestimmt, ob die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf in dem normalen Kühl-Modus gleich einer erforderlichen Kältemittel-Menge oder größer als diese ist oder nicht. Bei der erforderlichen Menge des Kältemittels handelt es sich um die Menge des Kältemittels, die erforderlich ist, um eine ausreichende Kühlleistung in dem inneren Verdampfer 23 aufzubieten, wenn der normale Kühl-Modus ausgeführt wird. Mit anderen Worten, mit der erforderlichen Menge des Kältemittels ist die Menge des Kältemittels gemeint, deren Vorhandensein in dem zweiten Kältemittel-Kreislauf erforderlich ist, wenn der Luftstrom in dem zweiten inneren Wärmetauscher 23 gekühlt wird, während das Kältemittel in dem zweiten Kältemittel-Kreislauf zirkuliert.
Noch genauer wird bestimmt, ob sich das Kältemittel auf der Auslassseite des inneren Verdampfers 23 in einem überhitzten Zustand mit einem positiven Grad an Überhitzung befindet oder nicht. Mit anderen Worten, es wird bestimmt, ob sich das Kältemittel auf der Auslassseite des inneren Verdampfers 23 nicht in einem Gas-Flüssigkeit-Zustand auf zwei Ebenen bzw. in zwei Schichten befindet, sondern in einem Gasphasen-Zustand, oder nicht. Der Grad an Überhitzung des Kältemittels wird basierend auf der detektierten Temperatur eines Sensors 41n für die Temperatur des Kältemittels und dem detektierten Druck eines Sensors 41m für den Druck des Kältemittels berechnet.
Wenn sich das Kältemittel auf der Auslassseite des inneren Verdampfers 23 bei diesem Beispiel nicht in dem Gas-Flüssigkeit-Zustand auf zwei Ebenen bzw. in zwei Schichten befindet, sondern in dem Gasphasen-Zustand, wird bestimmt, dass der Grad an Überhitzung des Kältemittels auf der Auslassseite des inneren Verdampfers 23 positiv ist, das heißt, ein ”JA” in Schritt 115. in dieser Situation wird bestimmt, dass die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf des normalen Kühl-Modus kleiner als eine erforderliche Menge des Kältemittels ist. Einhergehend mit der vorstehenden Bestimmung wird in Schritt 116 der Kältemittel-Mangel-Modus für ein Zurückführen des Kältemittels aus dem inneren Kondensator 12 in den Kältemittel-Kreislauf des normalen Kühl-Modus ausgeführt.
Als nächstes zu Schritt 115 zurückkehrend, wird bestimmt, ob die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf in dem normalen Kühl-Modus gleich einer erforderlichen Menge des Kältemittels oder größer als diese ist, oder nicht. Aus diesem Grund werden die Bestimmung eines ”JA” in Schritt 115 und der Kältemittel-Mangel-Modus (Schritt 116) wiederholt, soweit die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf des normalen Kühl-Modus kleiner als die erforderliche Menge des Kältemittels ist.
Wenn das Kältemittel auf der Auslassseite des äußeren Wärmetauschers 20 nicht in den überhitzten Zustand mit dem positiven Grad an Überhitzung gelangt, sondern in den Gas-Flüssigkeit-Zustand auf zwei Ebenen bzw. in zwei Schichten, erfolgt danach in Schritt 115 die Bestimmung eines ”NEIN”. Einhergehend mit der vorstehenden Bestimmung kehrt der Prozess zu Schritt 114 zurück.
Wenn die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf des normalen Kühl-Modus gleich der erforderlichen Menge des Kältemittels oder größer als diese wird, wird danach der normale Kühl-Modus ausgeführt. Wenn andererseits die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf des normalen Kühl-Modus kleiner als die erforderliche Menge des Kältemittels wird, wird der Kältemittel-Mangel-Modus ausgeführt.
Im Folgenden werden der Kühl-Modus in Schritt 110A, der Entfeuchtungs-Modus in Schritt 120A sowie der Heiz-Modus in Schritt 130A separat beschrieben. Zunächst werden der normale Kühl-Modus, der eine Flüssigkeit akkumulierende Modus und der Kältemittel-Mangel-Modus in dem Kühl-Modus in Schritt 110A unter Bezugnahme auf die 6 und 8 beschrieben.
Normaler Kühl-Modus
In dem normalen Kühl-Modus steuert die elektronische Steuer-Einrichtung 40 das Drei-Wege-Ventil 70 so, dass es so verbunden ist, dass es zwischen dem Auslass 70c und dem Einlass 70a liegt, und dass es zwischen dem Auslass 70b und dem Einlass 70a offen ist und zwischen den Auslässen 70b und 70a offen ist. Aus diesem Grund ist in dem Drei-Wege-Ventil 70 ein Strömungskanal 2 in 6 bereitgestellt, um zu ermöglichen, dass das Kältemittel von dem Einlass 70a zu dem Auslass 70c strömt.
Die elektronische Steuer-Einrichtung 40 steuert das Drei-Wege-Ventil 71 so, dass es so verbunden ist, dass es zwischen dem Zugang 71c und dem Einlass 71a liegt, und dass es zwischen dem Zugang 71b und dem Einlass 71a offen ist und zwischen den Zugängen 71c und 71b offen ist. Aus diesem Grund ist in dem Drei-Wege-Ventil 71 der Strömungskanal 2 in 6 bereitgestellt, um zu ermöglichen, dass das Kältemittel von dem Einlass 71a zu dem Zugang 71c strömt. Die elektronische Steuer-Einrichtung 430 versetzt das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau in den Ventil-Schließzustand. Wie in dem Kühl-Modus der ersten Ausführungsform steuert die elektronische Steuer-Einrichtung 40 ein Kühl-Ein-Aus-Ventil 16c, ein Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite, das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite, ein Kühl-Expansionsventil 22, das ein Kältemittel akkumulierende Ein-Aus-Ventil 60 sowie das Frostverhinderungs-Expansionsventil 61.
Im Ergebnis bildet der Wärmepumpen-Kreislauf 10 den Kältemittel-Strömungskanal, in dem das Kältemittel strömt, wie durch dicke Pfeile in 6 angezeigt.
Noch genauer strömt das Hochdruck-Kältemittel, das aus dem Kompressor 11 abgelassen wird, zwischen dem Auslass 70c und dem Einlass 70a des Drei-Wege-Ventils 70 hindurch, zwischen der Kältemittel-Einström-Öffnung und einer Ausström-Öffnung 14c für das Flüssigphasen-Kältemittel des Gas-Flüssigkeit-Separator 14 hindurch, durch einen das festgelegte Drosselventil umgehenden Durchlass 18 und das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite hindurch in der angegebenen Reihenfolge in den äußeren Wärmetauscher 20 hinein. In dem äußeren Wärmetauscher 20 wird das Hochdruck-Kältemittel mittels der von einem Gebläseventilator 21 geblasenen Außenluft gekühlt.
Das Hochdruck-Kältemittel, das aus dem äußeren Wärmetauscher 20 strömt, strömt in das Kühl-Expansionsventil 22 hinein. In dem Kühl-Expansionsventil 22 wird der Druck des Hochdruck-Kältemittels zu einem Druck des Niederdruck-Kältemittels reduziert. Das Niederdruck-Kältemittel strömt durch den inneren Verdampfer 23, das Frostverhinderungs-Expansionsventil 61 und den Akkumulator 24 in der angegebenen Reihenfolge hindurch in die Ansaugöffnung 11a des Kompressors 11 hinein. In dem inneren Verdampfer 23 kühlt das Kältemittel die Blasluft des Fahrzeuginnenraums.
Mit der vorstehenden Konfiguration wird die Blasluft des Fahrzeuginnenraums in dem normalen Kühl-Modus durch das Kältemittel in dem inneren Kondensator 12 in einem Zustand gekühlt, in dem das Überschuss-Kältemittel als das Flüssigphasen-Kältemittel in dem inneren Kondensator 12 akkumuliert ist.
Eine Flüssigkeit akkumulierender Modus
In dem eine Flüssigkeit akkumulierenden Modus steuert die elektronische Steuer-Einrichtung 40 in einer ähnlichen Weise wie in dem normalen Kühl-Modus die Drei-Wege-Ventile 70, 71, das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau, das Kühl-Expansionsventil 22, das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite, das Kühl-Ein-Aus-Ventil 16c, das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite sowie das Frostverhinderungs-Expansionsventil 61.
Im Ergebnis strömt das Hochdruck-Kältemittel, das aus dem Kompressor 11 abgelassen wird, in dem Wärmepumpen-Kreislauf 10, wie durch dicke Pfeile in 6 angezeigt, in den Strömungskanal 2 des Drei-Wege-Ventils 70, einen Abschnitt zwischen der Kältemittel-Einström-Öffnung des Gas-Flüssigkeit-Separators 14 und der Ausström-Öffnung 14c für das Flüssigphasen-Kältemittel, den das festgelegte Drosselventil umgehenden Durchlass 18, das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite, den äußeren Wärmetauscher 20, das Kühl-Expansionsventil 22, den inneren Verdampfer 23, das Frostverhinderungs-Expansionsventil 61, den Akkumulator 24 und die Ansaugöffnung 11a des Kompressors 11 in der angegebenen Reihenfolge hinein.
Zusätzlich zu der vorstehenden Konfiguration versetzt die elektronische Steuer-Einrichtung 40 das ein Kältemittel akkumulierende Ein-Aus-Ventil 60 in den Ventil-Öffnungszustand. in dieser Situation ist in dem Drei-Wege-Ventil 71 der Strömungskanal 2 bereitgestellt, um zu ermöglichen, dass das Kältemittel von dem Einlass 71a zu dem Zugang 71c strömt.
Bei diesem Beispiel strömt das Kältemittel aus dem Kompressor 11 unter Umgehen des inneren Kondensators 12 in den Gas-Flüssigkeit-Separator 14 hinein. Bei dem Kältemittel, das von dem Kompressor 11 durch das Drei-Wege-Ventil 70 in den Gas-Flüssigkeit-Separator 14 hinein strömt, handelt es sich um ein Gasphasen-Kältemittel. Aus diesem Grund wird das Gasphasen-Kältemittel, das von dem Kompressor 11 durch das Drei-Wege-Ventil 70 strömt, in dem Gas-Flüssigkeit-Separator 14 in das Gasphasen-Kältemittel, welches das Schmiermittel nicht enthält, und das verbleibende Kältemittel außer dem Gasphasen-Kältemittel separiert.
Aus diesem Grund strömt das Gasphasen-Kältemittel, aus dem das Schmiermittel entfernt wurde, aus der Ausström-Öffnung für das Gasphasen-Kältemittel des Gas-Flüssigkeit-Separators 14 in den Umgehungsdurchlass 50 hinein. Das Gasphasen-Kältemittel strömt in den Umgehungsdurchlass 50, das ein Kältemittel akkumulierende Ein-Aus-Ventil 60, einen Abschnitt zwischen dem Einlass 71a und dem Zugang 71c des zweiten Strömungskanals des Drei-Wege-Ventils 71 und den Einlass 12a des inneren Kondensators 12 in der angegebenen Reihenfolge hinein. Das Gasphasen-Kältemittel wird in dem inneren Kondensator 12 durch die Blasluft des Fahrzeuginnenraums gekühlt und wird zu dem Flüssigphasen-Kältemittel. Daher wird das Überschuss-Kältemittel in dem inneren Kondensator 12 als das Flüssigphasen-Kältemittel akkumuliert.
Mit der vorstehenden Konfiguration kann die Blasluft des Fahrzeuginnenraums in dem eine Flüssigkeit akkumulierenden Modus mit Hilfe des Kältemittels in dem inneren Kondensator 12 gekühlt werden, und das Gasphasen-Kältemittel kann in dem inneren Kondensator 12 akkumuliert werden.
Kältemittel-Mangel-Modus
In dem Kältemittel-Mangel-Modus steuert die elektronische Steuer-Einrichtung 40 in einer ähnlichen Weise wie in dem normalen Kühl-Modus das Drei-Wege-Ventil 70, das Kühl-Expansionsventil 22, das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite, das Kühl-Ein-Aus-Ventil 16c, das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite, das ein Kältemittel akkumulierende Ein-Aus-Ventil 60 sowie das Frostverhinderungs-Expansionsventil 61.
Des Weiteren steuert die elektronische Steuer-Einrichtung 40 das Drei-Wege-Ventil 71 so, dass es so verbunden ist, dass es zwischen dem Zugang 71c und dem Zugang 71b liegt, dass es zwischen dem Zugang 71c und dem Einlass 71a offen ist und dass es zwischen dem Einlass 71a und dem Zugang 71b offen ist. Aus diesem Grund ist ein Strömungskanal 3 in 6 in dem Drei-Wege-Ventil 71 bereitgestellt, um zu ermöglichen, dass das Kältemittel von dem Zugang 71c zu dem Zugang 71b strömt.
Im Ergebnis strömt das Hochdruck-Kältemittel, das aus dem Kompressor 11 abgelassen wird, in dem Wärmepumpen-Kreislauf 10, wie durch dicke Pfeile in 6 angezeigt, in den Strömungskanal 2 des Drei-Wege-Ventils 70, einen Abschnitt zwischen der Kältemittel-Einström-Öffnung des Gas-Flüssigkeit-Separators 14 und der Ausström-Öffnung 14c für das Flüssigphasen-Kältemittel, den das festgelegte Drosselventil umgehenden Durchlass 18, das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite, den äußeren Wärmetauscher 20, das Kühl-Expansionsventil 22, den inneren Verdampfer 23, das Frostverhinderungs-Expansionsventil 61, den Akkumulator 24 und die Ansaugöffnung 11a des Kompressors 11 in der angegebenen Reihenfolge hinein.
Zusätzlich zu der vorstehenden Konfiguration strömt das Kältemittel, das aus dem Einlass 12a des inneren Kondensators 12 abgelassen wird, in den Umgehungsdurchlass 50, einen Abschnitt zwischen dem Zugang 71c und dem Zugang 71b des Drei-Wege-Ventils 71, das Frostverhinderungs-Expansionsventil 61 und den Akkumulator 24 in der angegebenen Reihenfolge hinein. Im Ergebnis kann die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf in dem Kühl-Modus erhöht werden.
Wie vorstehend beschrieben, wird die Blasluft des Fahrzeuginnenraums in dem Kältemittel-Mangel-Modus mit Hilfe des Kältemittels in dem inneren Verdampfer 23 gekühlt, und die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf kann erhöht werden.
Heiz-Modus
Als nächstes werden der normale Heiz-Modus, der eine Flüssigkeit akkumulierende Modus und der Kältemittel-Mangel-Modus in dem Heiz-Modus gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 9 und 10 beschrieben.
Normaler Heiz-Modus
Wie in dem normalen Heiz-Modus gemäß der ersten Ausführungsform steuert die elektronische Steuer-Einrichtung 40 den Kompressor 11, das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau, das Kühl-Expansionsventil 22, das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite, das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite, das Kühl-Ein-Aus-Ventil 16c, das ein Kältemittel akkumulierende Ein-Aus-Ventil 60 sowie das Frostverhinderungs-Expansionsventil 61.
Die elektronische Steuer-Einrichtung 40 steuert das Drei-Wege-Ventil 70 so, dass es so verbunden ist, dass es zwischen dem Auslass 70b und dem Einlass 70a liegt, dass es zwischen dem Auslass 70c und dem Einlass 70a offen ist und dass es zwischen den Auslässen 70b und 70c offen ist. Aus diesem Grund ist ein Strömungskanal 1 in 9 in dem Drei-Wege-Ventil 70 bereitgestellt, um zu ermöglichen, dass das Kältemittel von dem Einlass 70a zu dem Auslass 70b strömt.
Die elektronische Steuer-Einrichtung 40 steuert das Drei-Wege-Ventil 71 so, dass es so verbunden ist, dass es zwischen dem Zugang 71b und dem Einlass 71a liegt, dass es zwischen dem Zugang 71c und dem Einlass 71a offen ist und dass es zwischen den Zugängen 71b und 71c offen ist. Aus diesem Grund ist der in 9 dargestellte Strömungskanal 1 in dem Drei-Wege-Ventil 71 bereitgestellt, um zu ermöglichen, dass das Kältemittel von dem Einlass 71a zu dem Zugang 71b strömt.
Aus diesem Grund strömt das Hochdruck-Kältemittel, das aus der Ablassöffnung 11c des Kompressors 11 abgelassen wird, in einen Abschnitt zwischen dem Einlass 70a und dem Auslass 70b des Strömungskanals 1 des Drei-Wege-Ventils 70, den inneren Kondensator 12, das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau, den Gas-Flüssigkeit-Separator 14, das festgelegte Drosselventil 17 auf der Seite mit einem niedrigen Niveau, den äußeren Wärmetauscher 20, das Kühl-Ein-Aus-Ventil 16c, den Akkumulator 24 sowie die Ansaugöffnung 11a des Kompressors 11 in der angegebenen Reihenfolge hinein. Einhergehend mit der vorstehenden Konfiguration strömt das mittels des Gas-Flüssigkeit-Separators 14 separierte Gasphasen-Kältemittel in den Durchlass 15 für das Mitteldruck-Kältemittel, das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite und die Mitteldruck-Öffnung 11b des Kompressors 11 in der angegebenen Reihenfolge hinein.
Mit der vorstehenden Konfiguration arbeitet der normale Heiz-Modus in der gleichen Weise wie der normale Heiz-Modus der ersten Ausführungsform.
Eine Flüssigkeit akkumulierender Modus
Wie bei dem normalen Heiz-Modus gemäß der zweiten Ausführungsform steuert die elektronische Steuer-Einrichtung 40 den Kompressor 11, die Drei-Wege-Ventile 70, 71, das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau, das Kühl-Expansionsventil 22, das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite, das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite, das Kühl-Ein-Aus-Ventil 16c sowie das Frostverhinderungs-Expansionsventil 61.
Zusätzlich zu der vorstehenden Konfiguration versetzt die elektronische Steuer-Einrichtung 40 das ein Kältemittel akkumulierende Ein-Aus-Ventil 60 in den Ventil-Öffnungszustand. Aus diesem Grund strömt ein Teil des Gasphasen-Kältemittels, das von der Ausström-Öffnung 14a für das Gasphasen-Kältemittel des Gas-Flüssigkeit-Separators 14 durch das Ein-Aus-Ventil 14 auf der Mitteldruck-Seite hindurch geströmt ist, durch das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite hindurch in die Mitteldruck-Öffnung 11b des Kompressors 11 hinein, das verbliebene Gasphasen-Kältemittel strömt jedoch durch den Umgehungsdurchlass 50, das ein Kältemittel akkumulierende Ein-Aus-Ventil 60 und den Auslass 23b des inneren Verdampfers 23 hindurch in den inneren Verdampfer 23 hinein.
Bei diesem Beispiel strömt das Gasphasen-Kältemittel, aus dem das Schmiermittel mittels des Gas-Flüssigkeit-Separators 14 entfernt wurde, aus der Ausström-Öffnung 14a für das Gasphasen-Kältemittel des Gas-Flüssigkeit-Separators 14 heraus in den Durchlass 15 für das Mitteldruck-Kältemittel hinein. Aus diesem Grund wird das Gasphasen-Kältemittel, aus dem das Schmiermittel entfernt wurde, in dem inneren Verdampfer 23 akkumuliert. Das Gasphasen-Kältemittel wird in dem inneren Verdampfer 23 mittels der Blasluft des Fahrzeuginnenraums gekühlt und wird zu dem Flüssigphasen-Kältemittel. Das Überschuss-Kältemittel wird in dem inneren Verdampfer 23 als das Flüssigphasen-Kältemittel akkumuliert.
Mit der vorstehenden Konfiguration heizt der innere Kondensator 12 in dem eine Flüssigkeit akkumulierenden Modus wie in dem eine Flüssigkeit akkumulierenden Modus des Heiz-Modus gemäß der ersten Ausführungsform die Blasluft des Fahrzeuginnenraums mit Hilfe des Kältemittels, und das Kältemittel wird als das Überschuss-Kältemittel in dem inneren Verdampfer 23 akkumuliert.
Kältemittel-Mangel-Modus
Wie bei dem Kältemittel-Mangel-Modus des Heiz-Modus gemäß der ersten Ausführungsform steuert die elektronische Steuer-Einrichtung 40 den Kompressor 11, das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau, das Kühl-Expansionsventil 22, das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite, das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite, das Kühl-Ein-Aus-Ventil 16c, das ein Kältemittel akkumulierende Ein-Aus-Ventil 60 sowie das Frostverhinderungs-Expansionsventil 61.
Zusätzlich zu der vorstehenden Konfiguration steuert die elektronische Steuer-Einrichtung 40 die Drei-Wege-Ventile 70 und 71 in der gleichen Weise wie in dem normalen Heiz-Modus.
Das aus dem Kompressor 11 abgelassene Hochdruck-Kältemittel strömt in den Strömungskanal 1 des Drei-Wege-Ventils 70, den inneren Kondensator 12, das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau, das festgelegte Drosselventil 17 auf der Seite mit einem niedrigen Niveau, den äußeren Wärmetauscher 20, das Kühl-Ein-Aus-Ventil 16c, den Akkumulator 24 sowie die Ansaugöffnung 11a des Kompressors 11 in der angegebenen Reihenfolge hinein. Einhergehend mit der vorstehenden Konfiguration strömt das mittels des Gas-Flüssigkeit-Separators 14 separierte Gasphasen-Kältemittel in den Durchlass 15 für das Mitteldruck-Kältemittel, das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite sowie die Mitteldruck-Öffnung 11b des Kompressors 11 in der angegebenen Reihenfolge hinein.
Zusätzlich zu der vorstehenden Konfiguration legt die elektronische Steuer-Einrichtung 40 den Drossel-Öffnungsgrad des Frostverhinderungs-Expansionsventils 61 auf einen vorgegebenen Öffnungsgrad fest. Aus diesem Grund strömt das Flüssigphasen-Kältemittel in dem inneren Verdampfer 23 durch den Auslass 23b des inneren Verdampfers 23, das Frostverhinderungs-Expansionsventil 61 und den Kältemittel-Strömungskanal 51 hindurch in den Akkumulator 24 hinein, wie durch schraffierte Pfeile angezeigt. Im Ergebnis kann die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf in dem Heiz-Modus erhöht werden.
Mit der vorstehenden Konfiguration heizt der innere Kondensator 12 in dem Kältemittel-Mangel-Modus wie in dem Kältemittel-Mangel-Modus des Heiz-Modus bei der vorstehenden ersten Ausführungsform die Blasluft des Fahrzeuginnenraums mit Hilfe des Kältemittels, und die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf wird erhöht.
Entfeuchtungs-Modus
Als nächstes wird der Entfeuchtungs-Modus gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 7, 9, 11 und 12 beschrieben.
11 ist ein Flussdiagramm, das den Entfeuchtungs-Modus in Schritt 120A in 7 darstellt.
Zunächst wird, wenn in Schritt 100 von 7 der Entfeuchtungs-Modus als der auszuführende Betriebs-Modus bestimmt wird, in Schritt 120A von 11 der Entfeuchtungs-Modus ausgeführt. Zunächst wird in Schritt 121 ein Zählerwert T eines Zählers zurückgesetzt und der Zählerwert auf T = 0 festgelegt. Bei dem Zähler handelt es sich um einen Zähler, der eine Zeit zählt bzw. misst, um den eine Flüssigkeit akkumulierenden Modus in den Schritten 122a und 128, die später beschrieben werden, kontinuierlich auszuführen.
Als nächstes wird in Schritt 122 bestimmt, ob der Zählerwert T des Zählers einen Schwellenwert erreicht hat oder nicht. Bei dem Schwellenwert handelt es sich um einen Wert, der einer vorgegebenen Zeit entspricht, die für ein Akkumulieren einer vorgegebenen Menge des Überschuss-Kältemittels in dem äußeren Wärmetauscher 20 erforderlich ist, und er wird mittels Experimenten oder dergleichen im Voraus bestimmt.
Wenn dabei bestimmt wird, dass der Zählerwert T des Zählers den Schwellenwert nicht erreicht hat, das heißt, ein ”NEIN” in Schritt 122, wird der eine Flüssigkeit akkumulierende Modus ausgeführt, und der Zählerwert T des Zählers wird in Schritt 122a erhöht. Bei dem eine Flüssigkeit akkumulierenden Modus handelt es sich um einen Modus, in dem das Kältemittel in dem äußeren Wärmetauscher 20 akkumuliert wird.
Danach kehrt der Prozess zu Schritt 122 zurück. Aus diesem Grund werden die Bestimmung eines ”NEIN” in Schritt 122, die Ausführung des eine Flüssigkeit akkumulierenden Modus sowie die Erhöhung des Zählerwerts T des Zählers in Schritt 122a wiederholt, bis der Zählerwert T des Zählers den Schwellenwert erreicht. Wenn die Zeit für eine Ausführung des eine Flüssigkeit akkumulierenden Modus gleich der vorgegebenen Zeit oder länger als diese wird und der Zählerwert T des Zählers gleich dem Schwellenwert oder größer als dieser wird, wird danach in Schritt 122 die Bestimmung eines ”JA” ausgeführt.
Im Ergebnis wird der eine Flüssigkeit akkumulierende Modus während einer vorgegebenen Zeitspanne kontinuierlich ausgeführt, bevor der normale Entfeuchtungs-Modus ausgeführt wird. Aus diesem Grund wird vor der Ausführung des normalen Entfeuchtungs-Modus eine vorgegebene Menge des Kältemittels in dem äußeren Wärmetauscher 20 akkumuliert.
Danach wird in Schritt 123 der normale Entfeuchtungs-Modus ausgeführt. In dem normalen Entfeuchtungs-Modus wird die Blasluft des Fahrzeuginnenraums durch den inneren Kondensator 12 geheizt, während die Blasluft des Fahrzeuginnenraums durch den inneren Verdampfer 23 in einem Zustand gekühlt wird, in dem eine vorgegebene Menge des Kältemittels in dem äußeren Wärmetauscher 20 akkumuliert ist.
Bei diesem Beispiel fungiert der äußere Wärmetauscher 20 in dem normalen Entfeuchtungs-Modus als ein Kondensator für ein Kühlen und Kondensieren des Kältemittels durch einen Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der Außenluft, oder als ein Wärmeabsorber, um zu ermöglichen, dass das Kältemittel die Wärme aus der Außenluft absorbiert. Wenn die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf in dem normalen Entfeuchtungs-Modus zum Beispiel knapp ist, vergrößert sich der Gasphasen-Bereich, in dem das Gasphasen-Kältemittel in dem inneren Verdampfer 23 vorhanden ist. Aus diesem Grund kann der innere Verdampfer 23 eine ausreichende Funktion als ein Verdampfer für ein Verdampfen des Kältemittels nicht ausführen.
Unter diesem Umstand wird in Schritt 124 bestimmt, ob die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf in dem normalen Entfeuchtungs-Modus gleich einer erforderlichen Kältemittel-Menge oder größer als diese ist oder nicht.
Bei der erforderlichen Menge des Kältemittels handelt es sich um die Menge des Kältemittels, die erforderlich ist, um eine ausreichende Heizleistung in dem inneren Kondensator 12 aufzubieten, wenn der normale Entfeuchtungs-Modus ausgeführt wird. Noch genauer wird bestimmt, ob sich das Kältemittel auf der Auslassseite des inneren Verdampfers 23 in einem überhitzten Zustand mit einem positiven Grad an Überhitzung befindet oder nicht. Mit anderen Worten, es wird bestimmt, ob sich das Kältemittel auf der Auslassseite des inneren Verdampfers 23 nicht in einem Gas-Flüssigkeit-Zustand auf zwei Ebenen bzw. in zwei Schichten befindet, sondern in einem Gasphasen-Zustand, oder nicht. Der Grad an Überhitzung des Kältemittels wird basierend auf der detektierten Temperatur des Sensors 41n für die Temperatur des Kältemittels und dem detektierten Druck des Sensors 41m für den Druck des Kältemittels berechnet.
Wenn sich das Kältemittel auf der Auslassseite des inneren Verdampfers 23 bei diesem Beispiel nicht in dem Gas-Flüssigkeit-Zustand auf zwei Ebenen bzw. in zwei Schichten befindet, sondern in dem Gasphasen-Zustand, wird bestimmt, dass der Grad an Überhitzung des Kältemittels auf der Auslassseite des inneren Verdampfers 23 positiv ist, das heißt, ein ”JA” in Schritt 124. In dieser Situation wird bestimmt, dass die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf des normalen Kühl-Modus kleiner als eine erforderliche Menge des Kältemittels ist und das Kältemittel knapp ist. Einhergehend mit der vorstehenden Bestimmung wird in Schritt 124a der Kältemittel-Mangel-Modus ausgeführt, um das Kältemittel von dem äußeren Wärmetauscher 20 in den Kältemittel-Kreislauf des normalen Entfeuchtungs-Modus zurück zu führen.
Einhergehend mit der vorstehenden Ausführung kehrt der Prozess zu Schritt 124 zurück, und es wird bestimmt, ob die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf in dem normalen Entfeuchtungs-Modus gleich der erforderlichen Kältemittel-Menge oder größer als diese ist. Aus diesem Grund werden die Bestimmung eines ”JA” in Schritt 124 und der Kältemittel-Mangel-Modus in Schritt 124a wiederholt, bis die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf des normalen Entfeuchtungs-Modus gleich der erforderlichen Menge des Kältemittels oder größer als diese wird.
Wenn der Grad an Überhitzung des Kältemittels auf der Auslassseite des inneren Verdampfers 23 nicht positiv wird, sondern dieses sich in dem Gas-Flüssigkeit-Zustand auf zwei Ebenen bzw. in zwei Schichten befindet, erfolgt danach die Bestimmung eines ”NEIN” in Schritt 124. Einhergehend mit der vorstehenden Bestimmung rückt der Prozess zu Schritt 125 vor, ein Zählerwert T eines Zählers wird zurückgesetzt, und der Zählerwert wird auf T = 0 festgelegt.
Als nächstes wird in Schritt 126 basierend auf der Detektion durch das Mittel für die Detektion eines Überströmens bestimmt, ob das Flüssigphasen-Kältemittel aus dem Akkumulator 24 überströmt oder nicht.
Als das Mittel für die Detektion eines Überströmens kann bei der vorliegenden Ausführungsform ein Sensor 41p für einen Flüssigkeitspegel, um die Höhe einer Flüssigkeitsoberfläche des Flüssigphasen-Kältemittels in dem Akkumulator 24 zu detektieren, oder ein Sensor 41r für den Überhitzungs-Grad verwendet werden, um den Grad an Überhitzung des aus dem Kompressor 11 abgelassenen Kältemittels zu detektieren.
Zum Beispiel wird basierend auf dem Detektionswert des Sensors 41p für den Flüssigkeitspegel bestimmt, ob die Höhe der Flüssigkeitsoberfläche des Flüssigphasen-Kältemittels in dem Akkumulator 24 gleich einem vorgegebenen Wert oder größer als dieser ist oder nicht, um dadurch zu bestimmen, ob das Flüssigphasen-Kältemittel aus dem Akkumulator 24 überströmt oder nicht. Wenn die Höhe der Flüssigkeitsoberfläche des Flüssigphasen-Kältemittels in dem Akkumulator 24 gleich dem vorgegebenen Wert oder größer als dieser ist, wird bestimmt, dass das Flüssigphasen-Kältemittel aus dem Akkumulator 24 überströmt.
Zum Beispiel wird basierend auf dem Sensor 41r für den Überhitzungs-Grad bestimmt, ob der Grad an Überhitzung des abgelassenen Kältemittels, das aus dem Kompressor 11 abgelassen wird, gleich einem vorgegebenen Wert oder kleiner als dieser ist oder nicht, um dadurch zu bestimmen, ob das Flüssigphasen-Kältemittel aus dem Akkumulator 24 überströmt oder nicht. Wenn der Grad an Überhitzung des abgelassenen Kältemittels in dem Kompressor 11 gleich dem vorgegebenen Wert oder kleiner als dieser ist, wird bestimmt, dass das Flüssigphasen-Kältemittel aus dem Akkumulator 24 überströmt. Wie vorstehend beschrieben, handelt es sich bei dem Sensor 41r für den Grad an Überhitzung um ein Element, das den Grad an Überhitzung des abgelassenen Kältemittels gemäß der Temperatur des aus dem Kompressor 11 abgelassenen Kältemittels, dem Druck des abgelassenen Kältemittels oder dergleichen erhält.
Wenn in Schritt 126 als ”JA” bestimmt wird, dass das Flüssigphasen-Kältemittel auf diese Weise aus dem Akkumulator 24 überströmt, wird der Zählerwert T des Zählers in Schritt 127 zurückgesetzt, um den Zählerwert auf T = 0 festzulegen.
Als nächstes wird in Schritt 128 der eine Flüssigkeit akkumulierende Modus ausgeführt, und der Zählerwert T des Zählers wird erhöht. Bei dem eine Flüssigkeit akkumulierenden Modus handelt es sich um einen Modus, in dem das Kältemittel in dem äußeren Wärmetauscher 20 in einer ähnlichen Weise wie in dem eine Flüssigkeit akkumulierenden Modus in Schritt 122a akkumuliert wird. Danach wird in Schritt 129 bestimmt, ob der Zählerwert T des Zählers einen Schwellenwert erreicht hat oder nicht. Bei dem Schwellenwert handelt es sich um einen Wert, der einer vorgegebenen Zeit entspricht, die für ein Akkumulieren einer vorgegebenen Menge des Überschuss-Kältemittels in dem äußeren Wärmetauscher 20 erforderlich ist, und er wird mittels Experimenten oder dergleichen im Voraus bestimmt.
Wenn dabei in Schritt 129 als ein ”NEIN” bestimmt wird, dass der Zählerwert T des Zählers den Schwellenwert nicht erreicht hat, kehrt der Prozess zu Schritt 128 zurück, und der eine Flüssigkeit akkumulierende Modus wird ausgeführt. Aus diesem Grund werden die Bestimmung eines ”NEIN” in Schritt 129 und der eine Flüssigkeit akkumulierende Modus in Schritt 128 wiederholt, bis der Zählerwert T des Zählers den Schwellenwert erreicht. Wenn der Zählerwert T des Zählers den Schwellenwert erreicht, erfolgt danach in Schritt 129 ein ”JA”, und der eine Flüssigkeit akkumulierende Modus wird beendet.
Einhergehend mit der vorstehenden Konfiguration rückt der Prozess zu Schritt 126 vor, und wenn als ein ”NEIN” bestimmt wird, dass das Flüssigphasen-Kältemittel nicht aus dem Akkumulator 24 überströmt, kehrt der Prozess zu Schritt 123 zurück. Wenn weiterhin ein Zustand besteht, in dem das Flüssigphasen-Kältemittel nicht aus dem Akkumulator 24 überströmt und das Kältemittel nicht knapp ist, werden aus diesem Grund der normale Entfeuchtungs-Modus in Schritt 123, die Bestimmung eines ”NEIN” in Schritt 124 in dem Kältemittel-Mangel-Modus, ein Prozess für ein Zurücksetzen des Zählerwerts T in Schritt 125 und die Bestimmung eines ”NEIN” in Schritt 126 bei der Bestimmung eines Überströmens wiederholt, bis in Schritt 126 die Bestimmung eines ”JA” erfolgt.
Im Folgenden werden der normale Entfeuchtungs-Modus in Schritt 123, der Kältemittel-Mangel-Modus in Schritt 124a sowie der eine Flüssigkeit akkumulierende Modus in den Schritten 122a und 128 beschrieben.
Zunächst wird der normale Entfeuchtungs-Modus in Schritt 123 beschrieben.
In dem normalen Entfeuchtungs-Modus steuert die elektronische Steuer-Einrichtung 40 das Drei-Wege-Ventil 70 so, dass es so verbunden ist, dass es zwischen dem Auslass 70b und dem Einlass 70a liegt, dass es zwischen dem Auslass 70c und dem Einlass 70a offen ist und dass es zwischen den Auslässen 70b und 70c offen ist. Aus diesem Grund ist der Strömungskanal 1 in 9 in dem Drei-Wege-Ventil 70 bereitgestellt, um zu ermöglichen, dass das Kältemittel von dem Einlass 70a zu dem Auslass 70b strömt.
Die elektronische Steuer-Einrichtung 40 steuert das Drei-Wege-Ventil 71 so, dass es so verbunden ist, dass es zwischen dem Zugang 71b und dem Einlass 71a liegt, dass es zwischen dem Zugang 71c und dem Einlass 71a offen ist und dass es zwischen den Zugängen 71b und 71c offen ist. Aus diesem Grund ist der Strömungskanal 1 in 9 in dem Drei-Wege-Ventil 70 bereitgestellt, um zu ermöglichen, dass das Kältemittel von dem Einlass 70a zu dem Auslass 70b strömt.
Alternativ steuert die elektronische Steuer-Einrichtung 40 das Drei-Wege-Ventil 71 so, dass es so verbunden ist, dass es zwischen dem Zugang 71c und dem Einlass 71a liegt, dass es zwischen dem Zugang 71b und dem Einlass 71a offen ist und dass es zwischen den Zugängen 71b und 71c offen ist. Aus diesem Grund ist der Strömungskanal 2 (siehe 9) in dem Drei-Wege-Ventil 71 bereitgestellt, um zu ermöglichen, dass das Kältemittel von dem Einlass 71a zu dem Zugang 71c strömt.
Die elektronische Steuer-Einrichtung 40 steuert den Drossel-Öffnungsgrad in dem Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau, um das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau in den Drossel-Zustand zu versetzen, um die einen Druck reduzierende Funktion des Kältemittels auszuführen.
Die elektronische Steuer-Einrichtung 40 steuert den Drossel-Öffnungsgrad in dem Kühl-Expansionsventil 22, um das Kühl-Expansionsventil 22 in den Drossel-Zustand zu versetzen, um die einen Druck reduzierende Funktion des Kältemittels auszuführen.
Der Drossel-Öffnungsgrad des Expansionsventils 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau und der Drossel-Öffnungsgrad des Kühl-Expansionsventils 22 werden derart bestimmt, dass sich der Grad an Unterkühlung des Kältemittels, das von dem inneren Kondensator 12 zu dem Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau strömt, an einen Soll-Grad an Unterkühlung annähert, der im Voraus bestimmt wird, um so die COP näher an einen im Wesentlichen maximalen Wert heran zu bringen. Alternativ werden der Drossel-Öffnungsgrad des Expansionsventils 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau und der Drossel-Öffnungsgrad des Kühl-Expansionsventils 22 derart bestimmt, dass sich der Grad an Unterkühlung des Kältemittels, das von dem äußeren Wärmetauscher 20 in das Kühl-Expansionsventil 22 hinein strömt, an den Soll-Grad an Unterkühlung annähert, der im Voraus bestimmt wird, um die COP so näher an einen im Wesentlichen maximalen Wert heran zu bringen. Dies ermöglicht es, dass das Kältemittel in dem inneren Kondensator 12 die Heizleistung für ein Heizen der Blasluft des Fahrzeuginnenraums aufbietet.
Die elektronische Steuer-Einrichtung 40 versetzt das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite in den Ventil-Öffnungszustand, versetzt den einen Druck reduzierenden Abschnitt auf der Seite mit einem niedrigen Niveau in den vollständig geöffneten Zustand, in dem die einen Druck reduzierende Funktion nicht ausgeführt wird, und versetzt das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite in Verbindung mit dem Zustand des Ein-Aus-Ventils 16b auf der Niederdruck-Seite in den Ventil-Schließzustand. Das ein Kältemittel akkumulierende Ein-Aus-Ventil 60 wird in den Ventil-Schließzustand versetzt, das Kühl-Ein-Aus-Ventil 16c wird in den Ventil-Schließzustand versetzt, und der Drossel-Öffnungsgrad des Frostverhinderungs-Expansionsventils 61 wird so festgelegt, dass die Temperatur des inneren Verdampfers 23 gleich dem Schwellenwert oder höher als dieser ist, um das Auftreten von Frost an dem inneren Verdampfer 23 zu verhindern. Der Drossel-Öffnungsgrad des Frostverhinderungs-Expansionsventils 61 wird auf der Basis der detektierten Temperatur des Sensors 41d für die Temperatur des Verdampfers festgelegt.
Dementsprechend ist der Wärmepumpen-Kreislauf 10 in dem Kältemittel-Strömungskanal ausgebildet, in dem das Kältemittel strömt, wie in 9 durch durchgezogene Pfeile angezeigt.
Noch genauer strömt das Hochdruck-Kältemittel, das aus dem Kompressor 11 abgelassen wird. aus einem Raum zwischen dem Einlass 70a und dem Auslass 70b des Drei-Wege-Ventils 70 in den inneren Kondensator 12 hinein. Aus diesem Grund kann das Kältemittel in dem inneren Kondensator 12 die Blasluft des Fahrzeuginnenraums heizen. Der Druck des Hochdruck-Kältemittels, das durch den inneren Kondensator 12 hindurch geströmt ist, wird durch das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau reduziert. Das Kältemittel, dessen Druck reduziert wurde, strömt durch einen Abschnitt zwischen der Kältemittel-Einström-Öffnung und der Ausström-Öffnung 14c für das Flüssigphasen-Kältemittel des Gas-Flüssigkeit-Separators 14, den das festgelegte Drosselventil umgehenden Durchlass 18 und das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite in der angegebenen Reihenfolge hindurch in den äußeren Wärmetauscher 20 hinein. in dem äußeren Wärmetauscher 20 wird das Hochdruck-Kältemittel durch die von dem Gebläseventilator 21 geblasene Außenluft gekühlt.
Das Kältemittel, das aus dem äußeren Wärmetauscher 20 strömt, strömt in das Kühl-Expansionsventil 22 hinein. Der Druck des Kältemittels wird in dem Kühl-Expansionsventil 22 zu dem Druck des Niederdruck-Kältemittels reduziert. Das Niederdruck-Kältemittel strömt durch den inneren Verdampfer 23, das Frostverhinderungs-Expansionsventil 61 und den Akkumulator 24 in der angegebenen Reihenfolge hindurch in die Ansaugöffnung 11a des Kompressors 11 hinein. In dem inneren Verdampfer 23 kühlt das Kältemittel die Blasluft des Fahrzeuginnenraums.
Mit der vorstehenden Konfiguration wird die Blasluft des Fahrzeuginnenraums durch den inneren Kondensator 12 geheizt, während die Blasluft des Fahrzeuginnenraums durch den inneren Verdampfer 23 in dem Zustand gekühlt wird, in dem das Überschuss-Kältemittel in dem Gas-Flüssigkeit-Zustand auf zwei Ebenen bzw. in zwei Schichten in dem äußeren Wärmetauscher 20 akkumuliert ist.
Als nächstes wird der eine Flüssigkeit akkumulierende Modus in Schritt 122a und 128 bei der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
In dem eine Flüssigkeit akkumulierenden Modus reduziert die elektronische Steuer-Einrichtung 40 den Drossel-Öffnungsgrad des Kühl-Expansionsventils 22 im Vergleich zu dem normalen Entfeuchtungs-Modus. Des Weiteren steuert die elektronische Steuer-Einrichtung 40 wie in dem normalen Entfeuchtungs-Modus in Schritt 123 die Drei-Wege-Ventile 70 und 71, das Frostverhinderungs-Expansionsventil 61, das ein Kältemittel akkumulierende Ein-Aus-Ventil 60, das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite, das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite sowie das Kühl-Ein-Aus-Ventil 16c. Aus diesem Grund strömt das aus dem Kompressor 11 abgelassene Kältemittel wie in dem normalen Entfeuchtungs-Modus in dem vorstehenden Schritt 123 durch das Drei-Wege-Ventil 70, den inneren Kondensator 12, das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau, den Gas-Flüssigkeit-Separator 14, den das festgelegte Drosselventil umgehenden Durchlass 18, das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite, den äußeren Wärmetauscher 20, das Kühl-Expansionsventil 22, den inneren Verdampfer 23, das Frostverhinderungs-Expansionsventil 61 und den Akkumulator 24 in der angegebenen Reihenfolge hindurch in die Ansaugöffnung 11a des Kompressors 11 hinein, während das Überschuss-Kältemittel in dem Gas-Flüssigkeit-Zustand auf zwei Ebenen bzw. in zwei Schichten in dem äußeren Wärmetauscher 20 akkumuliert wird. Aus diesem Grund kann die Menge des Kältemittels reduziert werden, das in dem Kältemittel-Kreislauf des normalen Entfeuchtungs-Modus zirkuliert.
Wenn des Weiteren in Schritt 123 der normale Entfeuchtungs-Modus ausgeführt wird, kann das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite geöffnet werden, wenn die Heizleistung des inneren Kondensators 12 knapp ist. Im Ergebnis kann dem Kompressor 11 das Gasphasen-Kältemittel von der Ausström-Öffnung 14a für das Gasphasen-Kältemittel des Gas-Flüssigkeit-Separators 14 durch das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite und die Mitteldruck-Öffnung 11b hindurch zugeführt werden. Im Ergebnis kann ein Gas-Injektions-Kreislauf gebildet werden.
Als nächstes wird der Kältemittel-Mangel-Modus in Schritt 124a gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
In dem Kältemittel-Mangel-Modus erhöht die elektronische Steuer-Einrichtung 40 den Drossel-Öffnungsgrad des Kühl-Expansionsventils 22 im Vergleich zu dem eine Flüssigkeit akkumulierenden Modus. Des Weiteren steuert die elektronische Steuer-Einrichtung 40 wie in dem normalen Entfeuchtungs-Modus in Schritt 123 die Drei-Wege-Ventile 70 und 71, das Frostverhinderungs-Expansionsventil 61, das ein Kältemittel akkumulierende Ein-Aus-Ventil 60, das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite, das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite sowie das Kühl-Ein-Aus-Ventil 16c.
Aus diesem Grund strömt das aus dem Kompressor 11 abgelassene Kältemittel wie in dem normalen Entfeuchtungs-Modus in dem vorstehenden Schritt 123 durch das Drei-Wege-Ventil 70, den inneren Kondensator 12, das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau, den Gas-Flüssigkeit-Separator 14, den das festgelegte Drosselventil umgehenden Durchlass 18, das Ein-Aus-Ventil 16b auf der Niederdruck-Seite, den äußeren Wärmetauscher 20, das Kühl-Expansionsventil 22, den inneren Verdampfer 23, das Frostverhinderungs-Expansionsventil 61 sowie den Akkumulator 24 in der angegebenen Reihenfolge hindurch in die Ansaugöffnung 11a des Kompressors 11 hinein, während die Strömungsrate des Überschuss-Kältemittels erhöht wird, das von dem äußeren Wärmetauscher 20 in das Kühl-Expansionsventil 22 hinein strömt. Aus diesem Grund kann die Menge des Kältemittels erhöht werden, das in dem Kältemittel-Kreislauf des normalen Entfeuchtungs-Modus zirkuliert.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die vorstehend beschrieben ist, steuert die elektronische Steuer-Einrichtung 40 den Drossel-Öffnungsgrad so, dass der Druck des Kältemittels in dem Kühl-Expansionsventil 22, um die Kühl-Leistung in dem inneren Verdampfer 23 aufzubieten, in einem Zustand reduziert wird, in dem das Kältemittel in dem Kältemittel-Kreislauf zirkuliert, während das Gasphasen-Kältemittel, aus dem das Schmiermittel mittels des Gas-Flüssigkeit-Separators 14 entfernt wurde, in dem Kühl-Modus in dem inneren Kondensator 12 akkumuliert wird.
Die elektronische Steuer-Einrichtung 40 steuert den Drossel-Öffnungsgrad so, dass der Druck des Kältemittels in dem Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau, um die Heizleistung des inneren Kondensators 12 aufzubieten, in einem Zustand reduziert wird, in dem das Kältemittel in dem Kältemittel-Kreislauf zirkuliert, während das Gasphasen-Kältemittel, aus dem das Schmiermittel mittels des Gas-Flüssigkeit-Separators 14 entfernt wurde, in dem Heiz-Modus in dem inneren Verdampfer 23 akkumuliert wird.
Mit der vorstehenden Konfiguration kann das Gasphasen-Kältemittel, aus dein das Schmiermittel in dem Gas-Flüssigkeit-Separator 14 entfernt wurde, in dem Kühl-Modus als das Überschuss-Kältemittel in dem inneren Kondensator 12 in einem Zustand akkumuliert werden, in dem die Kühlleistung von dem inneren Verdampfer 23 aufgeboten wird. In dem Heiz-Modus kann das Gasphasen-Kältemittel, aus dem das Schmiermittel in dem Gas-Flüssigkeit-Separator 14 entfernt wurde, als das Überschuss-Kältemittel in dem inneren Verdampfer 23 in einem Zustand akkumuliert werden, in dem die Heizleistung von dem inneren Kondensator 12 aufgeboten wird. Aus diesem Grund kann eine Kapazität des Akkumulators 24 für ein Akkumulieren des Überschuss-Kältemittels reduziert werden. Daher kann die Abmessung des Akkumulators 24 reduziert werden.
Zusätzlich zu der vorstehenden Konfiguration handelt es sich bei dem Gasphasen-Kältemittel, das dem inneren Kondensator 12 oder dem inneren Verdampfer 23 von dem Gas-Flüssigkeit-Separator 14 zuzuführen ist, um ein Kältemittel des Hochdruck-Kältemittels in dem Gas-Flüssigkeit-Separator 14, welches das Schmiermittel nicht enthält. Aus diesem Grund kann das verbliebene Kältemittel, welches das Schmiermittel enthält, dem Kompressor 11 zugeführt werden. Demzufolge kann ein Mangel des dem Kompressor 11 zuzuführenden Schmiermittels reduziert werden.
Wie vorstehend beschrieben, kann der Wärmepumpen-Kreislauf 10 bereitgestellt werden, der den Mangel des dem Kompressor 11 zuzuführenden Schmiermittels reduziert, während die Abmessung des Akkumulators 24 reduziert wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann wie bei der ersten Ausführungsform in dem Heiz-Modus eine vorgegebene Menge des Kältemittels in einer kurzen Zeit in dem inneren Verdampfer 23 akkumuliert werden, da dem inneren Verdampfer 23 das Kältemittel mit dem Mitteldruck zugeführt wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann in dem Kühl-Modus eine vorgegebene Menge des Kältemittels innerhalb einer kurzen Zeit in dem inneren Kondensator 12 akkumuliert werden, da dem inneren Kondensator 12 das Hochdruck-Kältemittel zugeführt wird, dessen Druck höher als der Atmosphärendruck ist. Bei dem Atmosphärendruck handelt es sich um einen Druck in dem inneren Kondensator 12, der durch die Umgebungstemperatur des inneren Kondensators 12 bestimmt ist.
Wenn bei der vorliegenden Ausführungsform in Schritt 100 bestimmt wird, dass der Kühl-Modus durchgeführt werden sollte, wird in Schritt 113 der eine Flüssigkeit akkumulierende Modus über eine bestimmte Zeitspanne hinweg ausgeführt. Aus diesem Grund kann das Überschuss-Kältemittel zuverlässig in dem inneren Kondensator 12 akkumuliert werden.
Wenn bei der vorliegenden Ausführungsform bestimmt wird, dass die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf in dem normalen Kühl-Modus kleiner als die erforderliche Menge des Kältemittels ist, wird in Schritt 116 der Kältemittel-Mangel-Modus ausgeführt, und das Kältemittel kann von dem inneren Kondensator 12 in den Akkumulator 24 zurück geführt werden. Aus diesem Grund kann der normale Kühl-Modus auf eine normale Weise ausgeführt werden.
Weitere Ausführungsformen
Bei der ersten und der zweiten Ausführungsform wurde das Beispiel beschrieben, bei dem der Grad an Überhitzung des Kältemittels, das aus dem äußeren Wärmetauscher 20 heraus strömt, basierend auf der detektierten Temperatur des Sensors 41g für die Temperatur des Kältemittels und dem detektierten Druck des Sensors 41h für den Druck des Kältemittels berechnet wird. Alternativ kann das vorstehende Beispiel ersetzt werden wie folgt. Das heißt, der Grad an Überhitzung des Kältemittels kann basierend auf der detektierten Temperatur des Sensors 41h für den Druck des Kältemittels und der detektierten Temperatur des Außenluft-Sensors 41b berechnet werden.
Bei der ersten und der zweiten Ausführungsform wurde das Beispiel beschrieben, bei dem der Grad an Überhitzung des Kältemittels, das aus dem inneren Verdampfer 23 heraus geströmt ist, basierend auf der detektierten Temperatur des Sensors 41n für die Temperatur des Kältemittels und dem detektierten Druck des Sensors 41m für den Druck des Kältemittels berechnet wird. Alternativ kann das vorstehende Beispiel ersetzt werden wie folgt. Das heißt, der Grad an Unterkühlung kann basierend auf der detektierten Temperatur des Sensors 41n für die Temperatur des Kältemittels und der detektierten Temperatur des Außenluft-Sensors 41b berechnet werden.
Bei der ersten Ausführungsform wurde das Beispiel beschrieben, bei dem der Einlass 50a des Umgehungsdurchlasses 50 so verbunden ist, dass er zwischen dem Auslass des Ein-Aus-Ventils 16a auf der Mitteldruck-Seite und der Mitteldruck-Öffnung 11b des Kompressors 11 lieg. Alternativ kann der Einlass 50a des Umgehungsdurchlasses 50 so verbunden sein, dass er zwischen dem Einlass des Ein-Aus-Ventils 16a auf der Mitteldruck-Seite und der Ausström-Öffnung 14a für das Gasphasen-Kältemittel des Gas-Flüssigkeit-Separators 14 liegt.
Bei der zweiten Ausführungsform wurde das Beispiel beschrieben, bei dem der Einlass 50a des Umgehungsdurchlasses 50 so verbunden ist, dass er zwischen dem Einlass des Ein-Aus-Ventils 16a auf der Mitteldruck-Seite und der Ausström-Öffnung 14a für das Gasphasen-Kältemittel des Gas-Flüssigkeit-Separators 14 liegt. Alternativ kann der Einlass 50a des Umgehungsdurchlasses 50 so verbunden sein, dass er zwischen dem Auslass des Ein-Aus-Ventils 16a auf der Mitteldruck-Seite und der Mitteldruck-Öffnung 11b des Kompressors 11 liegt.
Bei der ersten und der zweiten Ausführungsform wurde das Beispiel beschrieben, bei dem der Wärmepumpen-Kreislauf 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung auf die Fahrzeug-Klimaanlage 1 angewendet wird. Alternativ kann der Wärmepumpen-Kreislauf 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung auf ein Klimaanlagen-System vom Installations-Typ für die Klimatisierung eines Raums eines Hauses, eines Gebäudes oder dergleichen angewendet werden.
Bei der ersten und der zweiten Ausführungsform wurde das Beispiel beschrieben, bei dem das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau durch den Mechanismus mit einer variablen Drosselung vom elektrischen Typ konfiguriert ist. Alternativ kann die folgende Konfiguration angewendet werden. Das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau kann durch einen Mechanismus mit einer variablen Drosselung konfiguriert sein, bei dem ein Expansionsventil mit einem elektromagnetischen Ventil kombiniert ist, das den Kältemittel-Strömungskanal öffnet und schließt. In einer ähnlichen Weise können das Kühl-Expansionsventil 22 und das Frostverhinderungs-Expansionsventil 61 durch einen Mechanismus mit einer variablen Drosselung konfiguriert sein, bei dem ein Expansionsventil mit einem elektromagnetischen Ventil kombiniert ist, das den Kältemittel-Strömungskanal öffnet und schließt.
Bei der ersten und der zweiten Ausführungsform, die vorstehend beschrieben sind, wurde das Beispiel beschrieben, bei dem das Schalt-Ventil gemäß der vorliegenden Offenbarung durch das Drei-Wege-Ventil 70 oder das Drei-Wege-Ventil 71 als einer Ventil-Einrichtung konfiguriert ist. Alternativ kann das Schalt-Ventil gemäß der vorliegenden Offenbarung konfiguriert werden, indem zwei elektromagnetische Ventile miteinander kombiniert werden.
Bei der ersten und der zweiten Ausführungsform wurde das Beispiel beschrieben, bei dem der Kompressor, der die Ansaugöffnung 11a, die Mitteldruck-Öffnung 11b und die Ablassöffnung 11c umfasst, als der Kompressor 11 gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet wird. Alternativ kann die folgende Konfiguration eingesetzt werden. Das heißt, es kann der Kompressor, der die Mitteldruck-Öffnung 11b nicht umfasst und der das Gasphasen-Kältemittel nicht aus der Ausström-Öffnung 14a für das Gasphasen-Kältemittel ansaugt, als der Kompressor 11 der vorliegenden Offenbarung verwendet werden.
Bei der ersten und der zweiten Ausführungsform wurde das Beispiel beschrieben, bei dem das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite in dem eine Flüssigkeit akkumulierenden Modus des Heiz-Modus geöffnet ist. Alternativ kann das Ein-Aus-Ventil 16a auf der Mitteldruck-Seite in dem eine Flüssigkeit akkumulierenden Modus des Heiz-Modus geschlossen sein.
Bei der ersten Ausführungsform wurde das Beispiel beschrieben, bei dem der Auslass des ein Kältemittel akkumulierenden Ein-Aus-Ventils 60 mit dem Auslass 23b des inneren Verdampfers 23 verbunden ist. Alternativ kann der Auslass des ein Kältemittel akkumulierenden Ein-Aus-Ventils 60 mit dem Einlass 23a des inneren Verdampfers 23 verbunden sein.
Bei der zweiten Ausführungsform wurde das Beispiel beschrieben, bei dem der Zugang 71b des Drei-Wege-Ventils 71 mit dem Auslass 23b des inneren Verdampfers 23 verbunden ist. Alternativ kann der Zugang 71b des Drei-Wege-Ventils 71 mit dem Einlass 23a des inneren Verdampfers 23 verbunden sein.
Bei der zweiten Ausführungsform wurde das Beispiel beschrieben, bei dem der Zugang 71c des Drei-Wege-Ventils 71 in dem eine Flüssigkeit akkumulierenden Modus des Kühl-Modus mit dem Einlass 12a des inneren Kondensators 12 verbunden ist. Alternativ kann der Zugang 71c des Drei-Wege-Ventils 71 mit dem Auslass 12b des inneren Kondensators 12 verbunden sein.
Bei der zweiten Ausführungsform wurde das Beispiel beschrieben, bei dem das Kältemittel in dem normalen Entfeuchtungs-Modus die Blasluft des Fahrzeuginnenraums durch den inneren Verdampfer 23 kühlt, während das Kältemittel die Blasluft des Fahrzeuginnenraums in dem Zustand, in dem das Überschuss-Kältemittel in dem äußeren Wärmetauscher 20 akkumuliert ist, durch den inneren Kondensator 12 heizt. Dies kann ersetzt werden wie folgt.
Mit anderen Worten, das Kältemittel kann die Blasluft des Fahrzeuginnenraums in dem normalen Entfeuchtungs-Modus durch den inneren Kondensator 12 heizen, während das Kältemittel die Blasluft des Fahrzeuginnenraums in einem Zustand, in dem das Überschuss-Kältemittel nicht in dem äußeren Wärmetauscher 20 akkumuliert ist, durch den inneren Verdampfer 23 kühlen kann.
Darüber hinaus ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann in einer geeigneten Weise verändert werden. Darüber hinaus steht jede der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen in einem Bezug zu einer anderen, und sie können in einer geeigneten Weise miteinander kombiniert werden, mit Ausnahme eines Falls, in dem die Kombination ersichtlich unmöglich ist. Bei den vorstehend beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen sind Elemente, welche die Ausführungsformen konfigurieren, nicht zwangsläufig selbstverständlich unerlässlich, außer wenn die Elemente ausdrücklich als unerlässlich spezifiziert sind und die Elemente als im Prinzip offensichtlich unerlässlich angesehen werden. Wenn bei den vorstehend beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen numerische Werte, wie beispielsweise die Zahl, die Werte, die Menge, ein Bereich von Konfigurations-Elementen, bei den Ausführungsformen beschrieben sind, sind die numerischen Werte nicht auf eine spezifische Zahl beschränkt, außer wenn die Elemente ausdrücklich als unerlässlich spezifiziert sind und die numerischen Werte offensichtlich im Prinzip auf die spezifische Zahl beschränkt sind. Wenn bei den vorstehend beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen eine Form, eine positionelle Beziehung und dergleichen eines Konfigurationselements und dergleichen erwähnt sind, sind die Form, die positionelle Beziehung und dergleichen nicht auf diese beschränkt, mit Ausnahme eines ausdrücklich angegebenen Falls und eines Falls, bei dem sie basierend auf dem Grundgedanken auf eine spezifische Form, eine spezifische positionelle Beziehung und dergleichen beschränkt sind.
Als nächstes wird eine Korrespondenz-Beziehung zwischen den Komponenten der vorstehend beschriebenen Ausführungsform und den jeweiligen Komponenten der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
Der innere Kondensator 12 entspricht einem ersten inneren Wärmetauscher, der Gas-Flüssigkeit-Separator 14 entspricht einem Separator, und der innere Verdampfer 23 entspricht einem zweiten inneren Wärmetauscher. Das Expansionsventil 13 auf der Seite mit einem hohen Niveau entspricht einem ersten Steuerventil, und das Kühl-Expansionsventil 22 entspricht einem zweiten Steuerventil. Der Expansionsventil-Umgehungsdurchlass 25 entspricht einem ersten Umgehungsdurchlass, und Schritt 133 entspricht einer ersten Steuereinheit. Der Umgehungsdurchlass 50 entspricht einem zweiten Umgehungsdurchlass, das ein Kältemittel akkumulierende Ein-Aus-Ventil 60 entspricht einem ersten Ein-Aus-Ventil, Schritt 133 entspricht einer ersten, ein Kältemittel akkumulierenden Einheit, und Schritt 132 entspricht einer ersten Ausführungs-Einheit. Schritt 134 entspricht einer Heiz-Einheit, Schritt 135 entspricht einer ersten Einheit für eine Bestimmung der Kältemittel-Menge, und das Frostverhinderungs-Expansionsventil 61 entspricht einem dritten Steuerventil. Schritt 136 entspricht einer ersten Kältemittel-Zufuhr-Einheit, Schritt 113 entspricht einer zweiten Steuereinheit und einer zweiten, ein Kältemittel akkumulierenden Einheit, der dritte Umgehungsdurchlass entspricht dem Umgehungsdurchlass 50, das erste Umgehungs-Ein-Aus-Ventil entspricht dem ein Kältemittel akkumulierenden Ein-Aus-Ventil 60 und dem Drei-Wege-Ventil 71. Die zweite, ein Kältemittel akkumulierende Einheit entspricht Schritt 113, Schritt 114 entspricht einer Kühl-Einheit, der vierte Umgehungsdurchlass entspricht dem Umgehungsdurchlass 50, das zweite Umgehungs-Ein-Aus-Ventil entspricht dem Drei-Wege-Ventil 71, und Schritt 115 entspricht einer zweiten Einheit für eine Bestimmung der Kältemittel-Menge. Schritt 112 entspricht einer zweiten Ausführungs-Einheit. Schritt 116 entspricht einer zweiten Kältemittel-Zufuhr-Einheit. Die Einheit für eine Bestimmung des Klimaanlagen-Modus entspricht Schritt 100, das Drei-Wege-Ventil 71 entspricht einem ersten Schalt-Ventil, und das Drei-Wege-Ventil 70 entspricht einem zweiten Schalt-Ventil. Schritt 133 entspricht einer ersten Schalt-Steuereinheit, und Schritt 113 entspricht einer zweiten Schalt-Steuereinheit.

Claims

Wärmepumpen-Kreislauf, der aufweist: einen Kompressor (11), der ein Kältemittel ansaugt, welches ein Schmiermittel enthält, das angesaugte Kältemittel komprimiert und das komprimierte Kältemittel als ein Hochdruck-Kältemittel ablässt; einen ersten inneren Wärmetauscher (12), in dem das Hochdruck-Kältemittel einen Luftstrom heizt, der in einen Fahrzeuginnenraum hinein geblasen wird; einen Separator (14), der das aus dem Kompressor abgelassene Kältemittel in ein Gasphasen-Kältemittel, welches das Schmiermittel nicht enthält, und ein verbleibendes Kältemittel außer dem Gasphasen-Kältemittel separiert; einen äußeren Wärmetauscher (20), der einen Wärmeaustausch zwischen dem verbliebenen Kältemittel, das aus dem Separator heraus geströmt ist, und Außenluft durchführt; einen zweiten inneren Wärmetauscher (23), in dem das Kältemittel, das durch den äußeren Wärmetauscher hindurch geströmt ist, den Luftstrom kühlt; ein erstes Steuerventil (13), das einen Öffnungsgrad eines Kältemittel-Strömungskanals steuert, der zwischen einem Auslass des ersten inneren Wärmetauschers und einem Einlass des Separators positioniert ist; ein zweites Steuerventil (22), das einen Öffnungsgrad eines Kältemittel-Strömungskanals steuert, der zwischen einem Auslass des äußeren Wärmetauschers und einem Einlass des zweiten inneren Wärmetauschers positioniert ist; einen Akkumulator (24), der ein Kältemittel, das aus dem zweiten inneren Wärmetauscher heraus geströmt ist, in ein Flüssigphasen-Kältemittel und ein Gasphasen-Kältemittel separiert und dem Kompressor das Gasphasen-Kältemittel zuführt, während das Flüssigphasen-Kältemittel akkumuliert wird; einen ersten Umgehungsdurchlass (25), der den zweiten inneren Wärmetauscher und das zweite Steuerventil umgeht, um einen Einlass des Akkumulators und den Auslass des äußeren Wärmetauschers zu verbinden; und eine Steuereinheit (S133), die so konfiguriert ist, dass der Luftstrom in dem ersten inneren Wärmetauscher geheizt wird und das erste Steuerventil so gesteuert wird, dass ein Druck des Kältemittels durch ein Steuern des Öffnungsgrads des Kältemittel-Strömungskanals, der zwischen dem Auslass des ersten inneren Wärmetauschers und dem Einlass des Separators positioniert ist, in einem Zustand reduziert wird, in dem die Steuereinheit das Kältemittel in einem Kältemittel-Kreislauf zirkuliert, der den Kompressor, den ersten inneren Wärmetauscher, das erste Steuerventil, den Separator, den äußeren Wärmetauscher, den ersten Umgehungsdurchlass und den Akkumulator umfasst, während die Steuereinheit das Gasphasen-Kältemittel, das aus dem Separator heraus geströmt ist, in dem zweiten inneren Wärmetauscher akkumuliert.
Wärmepumpen-Kreislauf nach Anspruch 1, der des Weiteren aufweist: eine Gasphasen-Ausström-Öffnung (14a), die in dem Separator bereitgestellt ist, aus der das Gasphasen-Kältemittel heraus strömt, welches das Schmiermittel nicht enthält; einen zweiten Umgehungsdurchlass (50), der die Gasphasen-Ausström-Öffnung und den zweiten inneren Wärmetauscher verbindet, während der äußere Wärmetauscher und das zweite Steuerventil umgangen werden; ein Ein-Aus-Ventil (60), das den zweiten Umgehungsdurchlass öffnet und schließt; und eine Kältemittel-Akkumulations-Einheit (S133), die so konfiguriert ist, dass sie das Ein-Aus-Ventil so steuert, dass der zweite Umgehungsdurchlass geöffnet wird, um zu ermöglichen, dass das Gasphasen-Kältemittel, das aus der Gasphasen-Ausström-Öffnung des Separators heraus strömt, durch das Ein-Aus-Ventil und den zweiten Umgehungsdurchlass hindurch in den zweiten inneren Wärmetauscher hinein strömt und in dem zweiten inneren Wärmetauscher akkumuliert wird, wenn die Steuereinheit das erste Steuerventil so steuert, dass der Druck des Kältemittels durch Steuern des Öffnungsgrads des Kältemittel-Strömungskanals reduziert wird, der zwischen dem Auslass des ersten inneren Wärmetauschers und dem Einlass des Separators positioniert ist.
Wärmepumpen-Kreislauf nach Anspruch 2, der des Weiteren eine Ausführungs-Einheit (S132) aufweist, die so konfiguriert ist, dass die Steuerung des ersten Steuerventils mittels der Steuereinheit während einer vorgegebenen Zeitspanne fortgesetzt wird.
Wärmepumpen-Kreislauf nach Anspruch 2 oder 3, der des Weiteren eine Heiz-Einheit (S124) aufweist, die so konfiguriert ist, dass das Ein-Aus-Ventil nach der Steuerung des ersten Steuerventils durch die Steuereinheit so gesteuert wird, dass der zweite Umgehungsdurchlass geschlossen wird und das Kältemittel in dem Kältemittel-Kreislauf zirkuliert, wobei die Heiz-Einheit so konfiguriert ist, dass sie den Luftstrom in dem ersten inneren Wärmetauscher heizt und das erste Steuerventil so steuert, dass der Druck des Kältemittels durch ein Steuern des Öffnungsgrads des Kältemittel-Strömungskanals reduziert wird, der zwischen dem Auslass des ersten inneren Wärmetauschers und dem Einlass des Separators positioniert ist.
Wärmepumpen-Kreislauf nach Anspruch 4, der des Weiteren aufweist: eine Einheit (S135) für die Bestimmung einer Kältemittel-Menge, die bestimmt, ob eine Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf kleiner als eine erforderliche Menge des Kältemittels ist, wenn die Heiz-Einheit das erste Steuerventil steuert; ein drittes Steuerventil (61), das einen Durchlass zwischen dem Auslass des zweiten inneren Wärmetauschers und dem Einlass des Akkumulators öffnet und schließt; und eine Kältemittel-Zufuhr-Einheit (S136), die so konfiguriert ist, dass sie die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf erhöht, indem das dritte Steuerventil so gesteuert wird, dass der Durchlass zwischen dem Auslass des zweiten inneren Wärmetauschers und dem Einlass des Akkumulators geöffnet wird und das Kältemittel dem Akkumulator von dem zweiten inneren Wärmetauscher durch das dritte Steuerventil hindurch zugeführt wird, wenn die Einheit für die Bestimmung einer Kältemittel-Menge bestimmt, dass die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf kleiner als die erforderliche Menge des Kältemittels ist.
Wärmepumpen-Kreislauf nach Anspruch 5, wobei die Einheit für die Bestimmung einer Kältemittel-Menge bestimmt, ob die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf kleiner als die erforderliche Menge des Kältemittels ist, indem bestimmt wird, ob das Kältemittel, das aus dem äußeren Wärmetauscher heraus strömt, in einem überhitzen Zustand einen positiven Grad an Überhitzung aufweist.
Wärmepumpen-Kreislauf, der aufweist: einen Kompressor (11), der ein Kältemittel ansaugt, welches ein Schmiermittel enthält, das angesaugte Kältemittel komprimiert und das komprimierte Kältemittel als ein Hochdruck-Kältemittel ablässt; einen ersten inneren Wärmetauscher (12), in dem das Hochdruck-Kältemittel einen Luftstrom heizt, der in einen Fahrzeuginnenraum hinein geblasen wird; einen Separator (14), der das aus dem Kompressor abgelassene Kältemittel in ein Gasphasen-Kältemittel, welches das Schmiermittel nicht enthält, und ein verbleibendes Kältemittel außer dem Gasphasen-Kältemittel separiert; einen äußeren Wärmetauscher (20), der einen Wärmeaustausch zwischen dem verbliebenen Kältemittel, das aus dem Separator heraus geströmt ist, und Außenluft durchführt; einen zweiten inneren Wärmetauscher (23), in dem das Kältemittel, das durch den äußeren Wärmetauscher hindurch geströmt ist, den Luftstrom kühlt; ein erstes Steuerventil (13), das einen Öffnungsgrad eines Kältemittel-Strömungskanals steuert, der zwischen einem Auslass des ersten inneren Wärmetauschers und einem Einlass des Separators positioniert ist; ein zweites Steuerventil (22), das einen Öffnungsgrad eines Kältemittel-Strömungskanals steuert, der zwischen einem Auslass des äußeren Wärmetauschers und einem Einlass des zweiten inneren Wärmetauschers positioniert ist; einen Akkumulator (24), der ein Kältemittel, das aus dem zweiten inneren Wärmetauscher heraus geströmt ist, in ein Flüssigphasen-Kältemittel und ein Gasphasen-Kältemittel separiert und dem Kompressor das Gasphasen-Kältemittel zuführt, während das Flüssigphasen-Kältemittel akkumuliert wird; und eine Steuereinheit (S113), die so konfiguriert ist, dass sie den Luftstrom in dem zweiten inneren Wärmetauscher kühlt und das zweite Steuerventil so steuert, dass ein Druck des Kältemittels durch Steuern des Öffnungsgrads des Kältemittel-Strömungskanals, der zwischen dem Auslass des äußeren Wärmetauschers und dem Einlass des zweiten inneren Wärmetauschers positioniert ist, in einem Zustand reduziert wird, in dem die Steuereinheit das Kältemittel in einem Kältemittel-Kreislauf zirkuliert, der den Kompressor, den Separator, den äußeren Wärmetauscher, das zweite Steuerventil, den zweiten inneren Wärmetauscher und den Akkumulator umfasst, während die Steuereinheit das Gasphasen-Kältemittel, das aus dem Separator heraus geströmt ist, in dem ersten inneren Wärmetauscher akkumuliert.
Wärmepumpen-Kreislauf nach Anspruch 7, der des Weiteren aufweist: eine Gasphasen-Ausström-Öffnung (14a), die in dem Separator bereitgestellt ist, aus der das Gasphasen-Kältemittel heraus strömt, welches das Schmiermittel nicht enthält; einen ersten Umgehungsdurchlass (50), der die Gasphasen-Ausström-Öffnung und den ersten inneren Wärmetauscher verbindet, während das erste Steuerventil umgangen wird; ein erstes Umgehungs-Ein-Aus-Ventil (60, 71), das den ersten Umgehungsdurchlass öffnet und schließt; und eine Kältemittel-Akkumulations-Einheit (S113), die so konfiguriert ist, dass sie das erste Umgehungs-Ein-Aus-Ventil so steuert, dass der erste Umgehungsdurchlass geöffnet wird, um zu ermöglichen, dass das Gasphasen-Kältemittel, das aus dem Separator heraus strömt, durch das erste Umgehungs-Ein-Aus-Ventil und den ersten Umgehungsdurchlass in den ersten inneren Wärmetauscher hinein strömt und in dem ersten inneren Wärmtauscher akkumuliert wird.
Wärmepumpen-Kreislauf nach Anspruch 8, der des Weiteren eine Ausführungs-Einheit (S112) aufweist, die so konfiguriert ist, dass die Steuerung des zweiten Steuerventils durch die Steuereinheit während einer vorgegebenen Zeitspanne fortgesetzt wird.
Wärmepumpen-Kreislauf nach Anspruch 9, der des Weiteren eine Kühl-Einheit (S114) aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie nach der Steuerung des zweiten Steuerventils durch die Steuereinheit das erste Umgehung-Ein-Aus-Ventil so steuert, dass der erste Umgehungsdurchlass geschlossen wird und das Kältemittel in dem Kältemittel-Kreislauf zirkuliert, wobei die Kühl-Einheit so konfiguriert ist, dass sie den Luftstrom in dem zweiten inneren Wärmetauscher kühlt und das zweite Steuerventil so steuert, dass der Druck des Kältemittels durch Steuern des Öffnungsgrads des Kältemittel-Strömungskanals reduziert wird, der zwischen dem Auslass des äußeren Wärmetauschers und dem Einlass des zweiten inneren Wärmetauschers positioniert ist.
Wärmepumpen-Kreislauf nach Anspruch 10, der des Weiteren aufweist: eine Einheit (S115) für die Bestimmung einer Kältemittel-Menge, die bestimmt, ob eine Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf kleiner als eine erforderliche Menge des Kältemittels ist, wenn die Kühl-Einheit das zweite Steuerventil steuert; einen zweiten Umgehungsdurchlass (50), der den ersten inneren Wärmetauscher und den Akkumulator verbindet, während der Separator, der äußere Wärmetauscher und der zweite innere Wärmetauscher umgangen werden; ein zweites Umgehungs-Ein-Aus-Ventil (71), das den zweiten Umgehungsdurchlass öffnet und schließt; und eine Kältemittel-Zufuhr-Einheit (S116), die so konfiguriert ist, dass sie die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf erhöht, indem das zweite Umgehungs-Ein-Aus-Ventil so gesteuert wird, dass ein Kältemittel-Strömungskanal geöffnet wird, der zwischen dem Auslass des ersten inneren Wärmetauschers und dem Akkumulator positioniert ist, und das Kältemittel dem Akkumulator von dem ersten inneren Wärmetauscher durch das Umgehungs-Ein-Aus-Ventil zugeführt wird, wenn die Einheit für die Bestimmung einer Kältemittel-Menge bestimmt, dass die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf kleiner als die erforderliche Menge des Kältemittels ist.
Wärmepumpen-Kreislauf nach Anspruch 11, wobei die zweite Einheit für die Bestimmung einer Kältemittel-Menge bestimmt, ob die Menge des Kältemittels in dem Kältemittel-Kreislauf kleiner als die erforderliche Menge des Kältemittels ist, indem bestimmt wird, ob das Kältemittel, das aus dem zweiten inneren Wärmetauscher heraus strömt, in einem überhitzten Zustand einen positiven Grad an Überhitzung aufweist.
Wärmepumpen-Kreislauf, der ausweist: einen Kompressor (11), der ein Kältemittel ansaugt, welches ein Schmiermittel enthält, das angesaugte Kältemittel komprimiert und das komprimierte Kältemittel als ein Hochdruck-Kältemittel ablässt; einen ersten inneren Wärmetauscher (12), in dem das Hochdruck-Kältemittel einen Luftstrom heizt, der in einen Fahrzeuginnenraum hinein geblasen wird; einen Separator (14), der das aus dem Kompressor abgelassene Kältemittel in ein Gasphasen-Kältemittel, welches das Schmiermittel nicht enthält, und ein verbleibendes Kältemittel außer dem Gasphasen-Kältemittel separiert; einen äußeren Wärmetauscher (20), der einen Wärmeaustausch zwischen dem verbliebenen Kältemittel, das aus dem Separator heraus geströmt ist, und Außenluft durchführt; einen zweiten inneren Wärmetauscher (23), in dem das Kältemittel, das durch den äußeren Wärmetauscher hindurch geströmt ist, den Luftstrom kühlt; ein erstes Steuerventil (13), das einen Öffnungsgrad eines Kältemittel-Strömungskanals steuert, der zwischen einem Auslass des ersten inneren Wärmetauschers und einem Einlass des Separators positioniert ist; ein zweites Steuerventil (22), das einen Öffnungsgrad eines Kältemittel-Strömungskanals steuert, der zwischen einem Auslass des äußeren Wärmetauschers und einem Einlass des zweiten inneren Wärmetauschers positioniert ist; einen Akkumulator (24), der ein Kältemittel, das aus dem zweiten inneren Wärmetauscher heraus geströmt ist, in ein Flüssigphasen-Kältemittel und ein Gasphasen-Kältemittel separiert und dem Kompressor das Gasphasen-Kältemittel zuführt, während das Flüssigphasen-Kältemittel akkumuliert wird; einen ersten Umgehungsdurchlass (25), der den zweiten inneren Wärmetauscher und das zweite Steuerventil umgeht, um einen Einlass des Akkumulators und den Auslass des äußeren Wärmetauschers zu verbinden; eine Einheit (S100) für eine Bestimmung des Klimaanlagen-Modus, die so konfiguriert ist, dass sie bestimmt, welcher Klimaanlagen-Modus auszuführen ist, ein Heiz-Modus für ein Heizen des Fahrzeuginnenraums oder ein Kühl-Modus für ein Kühlen des Fahrzeuginnenraums; eine erste Steuereinheit (S133), die so konfiguriert ist, dass sie den Luftstrom in dem ersten inneren Wärmetauscher heizt und das erste Steuerventil so steuert, dass ein Druck des Kältemittels durch Steuern des Öffnungsgrads des Kältemittel-Strömungskanals, der zwischen dem Auslass des ersten inneren Wärmetauschers und dem Einlass des Separators positioniert ist, in einem Zustand reduziert wird, in dem die erste Steuereinheit das Kältemittel in einem ersten Kältemittel-Kreislauf zirkuliert, der den Kompressor, den ersten inneren Wärmetauscher, das erste Steuerventil, den Separator, den äußeren Wärmetauscher, den ersten Umgehungsdurchlass und den Akkumulator umfasst, während die erste Steuereinheit das Gasphasen-Kältemittel, das aus dem Separator heraus geströmt ist, in dem zweiten inneren Wärmetauscher akkumuliert, wenn die Einheit für eine Bestimmung des Klimaanlagen-Modus bestimmt, dass der Heiz-Modus auszuführen ist; und eine zweite Steuereinheit (S113), die so konfiguriert ist, dass sie den Luftstrom in dem zweiten inneren Wärmetauscher kühlt und das zweite Steuerventil so steuert, dass der Druck des Kältemittels durch Steuern des Öffnungsgrads des Kältemittel-Strömungskanals, der zwischen dem Auslass des äußeren Wärmetauschers und dem Einlass des zweiten inneren Wärmetauschers positioniert ist, in einem Zustand reduziert wird, in dem die zweite Steuereinheit das Kältemittel in einem zweiten Kältemittel-Kreislauf zirkuliert, der den Kompressor, den Separator, den äußeren Wärmetauscher, das zweite Steuerventil, den zweiten inneren Wärmetauscher und den Akkumulator umfasst, während die zweite Steuereinheit das Gasphasen-Kältemittel, das aus dem Separator heraus geströmt ist, in dem ersten inneren Wärmetauscher akkumuliert, wenn die Einheit für eine Bestimmung des Klimaanlagen-Modus bestimmt, das der Kühl-Modus auszuführen ist.
Wärmepumpen-Kreislauf nach Anspruch 13, der des Weiteren aufweist: eine Gasphasen-Ausström-Öffnung (14a), die in dem Separator bereitgestellt ist, aus der das Gasphasen-Kältemittel heraus strömt, welches das Schmiermittel nicht enthält; ein erstes Schalt-Ventil (71), das den einen von dem ersten inneren Wärmetauscher und dem zweiten inneren Wärmetauscher mit der Gasphasen-Ausström-Öffnung verbindet und den anderen von dem ersten inneren Wärmetauscher und dem zweiten inneren Wärmetauscher von der Gasphasen-Ausström-Öffnung trennt; ein zweites Schalt-Ventil (70), das einen Einlass von dem einen von dem ersten inneren Wärmetauscher und dem Separator mit einem Auslass des Kompressors verbindet und einen Einlass des anderen von dem ersten inneren Wärmetauscher und dem Separator von dem Auslass des Kompressors trennt; eine erste Schalt-Steuereinheit (S133), die so konfiguriert ist, dass sie das erste Schalt-Ventil so steuert, dass die Gasphasen-Ausström-Öffnung und der zweite innere Wärmetauscher verbunden werden, und dass sie das zweite Schalt-Ventil so steuert, dass der Auslass des Kompressors und der Einlass des ersten inneren Wärmetauschers verbunden werden, wodurch das Gasphasen-Kältemittel dem zweiten inneren Wärmetauscher von der Gasphasen-Ausström-Öffnung durch das erste Schalt-Ventil zugeführt wird, während das Kältemittel, das aus dem Kompressor abgelassen wird, dem ersten inneren Wärmetauscher durch das zweite Schalt-Ventil zugeführt wird, wenn die Einheit für eine Bestimmung des Klimaanlagen-Modus bestimmt, dass der Heiz-Modus auszuführen ist; und eine zweite Schalt-Steuereinheit (S113), die so konfiguriert ist, dass sie das erste Schalt-Ventil so steuert, dass die Gasphasen-Ausström-Öffnung und der erste innere Wärmetauscher verbunden werden, und dass sie das zweite Schalt-Ventil so steuert, dass der Auslass des Kompressors und der Einlass des Separators verbunden werden, wodurch das Gasphasen-Kältemittel dem ersten inneren Wärmetauscher von der Gasphasen-Ausström-Öffnung des Separators durch das erste Schalt-Ventil zugeführt wird, während das aus dem Kompressor abgelassene Kältemittel dem Separator durch das zweite Schalt-Ventil zugeführt wird, wenn die Einheit für eine Bestimmung des Klimaanlagen-Modus bestimmt, dass der Kühl-Modus auszuführen ist.