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Verweis auf verwandte Anmeldung
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Diese Anmeldung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-140822 , eingereicht am 14. Juli 2015, deren Inhalte hier per Referenz eingebunden sind.
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Wärmepumpenkreislauf.
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Hintergrundtechnik
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Die Patentliteratur 1 offenbart eine Technik, in welcher in einer Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung mit einem Gaseinspritzkreislauf der Öffnungsgrad eines elektrischen Expansionsventils, das auf einer Auslassseite eines Heizinnenwärmetauschers bereitgestellt ist, geöffnet wird, wenn eine Heizkapazität eine erforderliche Heizkapazität nicht erreicht. Mit dem vorstehenden Betrieb nimmt ein Durchsatz des Kältemittels, das in eine Zwischendrucköffnung eines Kompressors strömt, zu. Die Klimatisierungsvorrichtung erhöht die Heizkapazität durch Erhöhen des Durchsatzes des Kältemittels, das in eine Zwischendrucköffnung des Kompressors strömt.
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Literatur des Stands der Technik
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Patentliteratur
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- Patentliteratur 1: JP H09-086149 A
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Zusammenfassung
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In der Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung, wie in der Patentliteratur 1 offenbart, ist die Wärmekapazität proportional zu einer Enthalpiedifferenz (das heißt Wärmeabsorptionsmenge) zwischen einem Einlass und einem Auslass des Außenwärmetauschers und einem Durchsatz des von dem Kompressor abgegebenen Kältemittels. In der Vorrichtung der Patentliteratur 1 wird ein Druck des Kältemittels, das in eine Zwischendrucköffnung des Kompressors strömt, höher, und die Enthalpiedifferenz (das heißt, die Wärmeabsorptionsmenge) zwischen dem Einlass und Auslass des Außenwärmetauschers verringert sich. Jedoch nimmt der Durchsatz des Kältemittels, das in die Zwischendrucköffnung des Kompressors fließt zu, und dadurch wird eine Arbeitslast des Kompressors erhöht und die Heizkapazität wird erhöht.
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Jedoch wurde als ein Ergebnis detaillierter Untersuchungen durch die Erfinder herausgefunden, dass die Vorrichtung der Patentliteratur 1 unter den folgenden Problemen leidet. Es wird angenommen, dass der Kältemitteldruck auf die Zwischendrucköffnung des Kompressors zunimmt und die Wärmeabsorptionsmenge des Außenwärmetauschers sich verringert. Wenn zu dieser Zeit die Arbeitslast des Kompressors in Verbindung mit einer Zunahme des Durchsatzes des Kältemittels zu der Zwischendrucköffnung des Kompressors unter eine Verringerung der Wärmeabsorptionsmenge des Außenwärmetauschers fällt, kann die Heizkapazität in dem Wärmepumpenkreislauf nicht verbessert werden.
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Wie vorstehend beschrieben, gibt es in dem in der Patentliteratur 1 beschriebenen Aufbau ein Problem, dass, wenn der Druck des Zwischendruckkältemittels steigt, die Heizkapazität in dem Wärmepumpenkreislauf nicht verbessert werden kann.
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Angesichts der vorstehenden Schwierigkeiten ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen Wärmepumpenkreislauf bereitzustellen, der fähig ist, eine Heizkapazität ungeachtet eines Kältemitteldrucks einer Zwischendrucköffnung eines Kompressors zu verbessern.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Wärmepumpenkreislauf: einen Kompressor, der ein Niederdruckkältemittel, das durch eine Ansaugöffnung gesaugt wird, komprimiert, ein Hochdruckkältemittel durch eine Abgabeöffnung abgibt und eine Zwischendrucköffnung umfasst, durch die ein Zwischendruckkältemittel in einem Kreislauf in den Kompressor strömt, um mit Kältemittel vermischt zu werden, das sich in einem Komprimierungsprozess befindet; einen ersten nutzungsseitigen Wärmetauscher, der ein Wärmetauschzielfluid durch Durchführen eines Wärmeaustauschs zwischen dem von der Abgabeöffnung abgegebenen Hochdruckkältemittel und dem Wärmeaustauschzielfluid heizt; eine erste Druckverringerungseinheit, die einen Druck des Hochdruckkältemittels, das aus dem ersten nutzungsseitigen Wärmetauscher strömt, derart verringert, dass das Hochdruckkältemittel das Zwischendruckkältemittel wird; eine Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinheit, die das Kältemittel, das die erste Druckverringerungseinheit durchlaufen hat, in Gas und Flüssigkeit abscheidet und zulässt, dass ein abgeschiedenes gasphasiges Kältemittel in Richtung der Zwischendrucköffnung ausströmt; eine zweite Druckverringerungseinheit, die einen Druck eines flüssigphasigen Kältemittels, das von der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinheit abgeschieden wird, derart verringert, dass das flüssigphasige Kältemittel das Niederdruckkältemittel wird; einen zusätzlichen Wärmetauscher, der den Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel, das die zweite Druckverringerungseinheit durchlaufen hat, und einem Wärmemedium durchführt und zulässt, dass das Kältemittel in Richtung der Ansaugöffnung ausströmt; und einen zweiten nutzungsseitigen Wärmetauscher, der den Wärmeaustausch zwischen dem flüssigphasigen Kältemittel, das von der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinheit abgeschieden wird, und einem Partnerfluid bzw. Gegenfluid (engl.: counterpart fluid) durchführt und zulässt, dass das Kältemittel in Richtung der zweiten Druckverringerungseinheit ausströmt.
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Wie vorstehend beschrieben, unterkühlt der zweite nutzungsseitige Wärmetauscher das flüssigphasige Kältemittel durch Durchführen eines Wärmeaustauschs zwischen dem flüssigphasigen Kältemittel, das von der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinheit abgeschieden wird, und dem Partnerfluid. Dies macht es möglich, die Enthalpie des Kältemittels, das in den zusätzlichen Wärmetauscher strömt, ungeachtet des Kältemitteldrucks der Zwischendrucköffnung des Kompressors zu verringern. Als ein Ergebnis wird die von dem zusätzlichen Wärmetauscher aufgenommene Wärmemenge erhöht, so dass die Menge der Wärmeabstrahlung des Kältemittels an das Wärmeaustauschzielfluid vergrößert werden kann.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein Gesamtaufbaudiagramm einer Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung, auf die ein Wärmepumpenkreislauf gemäß einer ersten Ausführungsform angewendet wird.
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2 ist ein Flussdiagramm, das ein Steuerverfahren einer Klimatisierungssteuervorrichtung in einem Wärmepumpenkreislauf gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
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3 ist ein Gesamtaufbaudiagramm, das eine Strömung eines Kältemittels in einer Kühlbetriebsart und einer Entfeuchtungsheizbetriebsart des Wärmepumpenkreislaufs gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
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4 ist ein Gesamtaufbaudiagramm, das eine Strömung des Kältemittels in einer Heizbetriebsart des Wärmepumpenkreislaufs gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
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5 ist ein Mollierdiagramm, das einen Zustand des Kältemittels in der Heizbetriebsart des Wärmepumpenkreislaufs gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
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6 ist ein Gesamtaufbaudiagramm, das eine Strömung eines Kältemittels in dem Fall zeigt, in dem eine Außenlufttemperatur niedriger als eine Temperatur eines flüssigphasigen Kältemittels ist, das aus einem Gas-Flüssigkeitsabscheider in einem Wärmepumpenkreislauf gemäß einer zweiten Ausführungsform strömt.
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7 ist ein Flussdiagramm einer Strömungskanalschaltsteuerung durch eine Klimatisierungssteuervorrichtung des Wärmepumpenkreislaufs gemäß der zweiten Ausführungsform.
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8 ist ein Gesamtaufbaudiagramm, das eine Strömung des Kältemittels in dem Fall zeigt, in dem eine Außenlufttemperatur größer oder gleich einer Temperatur eines flüssigphasigen Kältemittels ist, das aus einem Gas-Flüssigkeitsabscheider in einem Wärmepumpenkreislauf gemäß der zweiten Ausführungsform strömt.
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9 ist ein Gesamtaufbaudiagramm, das eine Strömung eines Kältemittels in einer Heizbetriebsart eines Wärmepumpenkreislaufs gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
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10 ist ein Gesamtaufbaudiagramm, das die Strömung des Kältemittels in einer Kühlbetriebsart des Wärmepumpenkreislaufs gemäß der dritten Ausführungsform zeigt.
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11 ist ein Gesamtaufbaudiagramm, das eine Strömung eines Kältemittels in einer Heizbetriebsart eines Wärmepumpenkreislaufs gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt.
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12 ist ein Gesamtaufbaudiagramm, das eine Strömung eines Kältemittels in einer Heizbetriebsart eines Wärmepumpenkreislaufs gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt.
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13 ist ein Gesamtaufbaudiagramm, das eine Strömung eines Kältemittels in einer Heizbetriebsart eines Wärmepumpenkreislaufs gemäß einer sechsten Ausführungsform zeigt.
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14 ist ein Gesamtaufbaudiagramm, das eine Strömung eines Kältemittels in einer Heizbetriebsart eines Wärmepumpenkreislaufs gemäß einer siebten Ausführungsform zeigt.
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15 ist ein Gesamtaufbaudiagramm, das eine Strömung eines Kältemittels in einer Heizbetriebsart eines Wärmepumpenkreislaufs gemäß einer achten Ausführungsform zeigt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Hier nachstehend werden mehrere Ausführungsformen zur Implementierung der vorliegenden Offenbarung Bezug nehmend auf Zeichnungen beschrieben. In den jeweiligen Ausführungsformen kann einem Teil, der einem in einer vorhergehenden Ausführungsform beschriebenen Teil entspricht, die gleiche Bezugszahl zugewiesen werden, und die redundante Erklärung für den Teil kann weggelassen werden. Wenn in einer Ausführungsform nur ein Teil eines Aufbaus beschrieben wird, kann eine andere vorhergehende Ausführungsform auf die anderen Teile des Aufbaus angewendet werden. Die Teile können selbst dann kombiniert werden, wenn nicht explizit beschrieben wird, dass die Teile kombiniert werden können. Die Ausführungsformen können selbst dann teilweise kombiniert werden, wenn nicht ausdrücklich beschrieben ist, dass die Ausführungsformen kombiniert werden können, sofern kein Nachteil in der Kombination liegt.
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(Erste Ausführungsform)
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Als nächstes wird eine erste Ausführungsform beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Wärmepumpenkreislauf 10, wie in 1 gezeigt, auf eine Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung 1 für ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug angewendet, das eine Fahrzeugfahrantriebskraft von einem elektrischen Fahrmotor erhält.
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In dem Wärmepumpenkreislauf 10 gibt eine Blasluft, die in ein Fahrzeuginneres, das ein Klimatisierungszielraum ist, ein Wärmeaustauschzielfluid und ein Partnerfluid in einer Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung an. Der Wärmepumpenkreislauf 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist derart aufgebaut, dass er auf eine Kühlbetriebsart, in der ein Fahrzeuginneres durch Kühlen der Blasluft gekühlt wird, eine Entfeuchtungsheizbetriebsart, in der ein Fahrzeuginneres durch Heizen der Blasluft, die gekühlt wurde, entfeuchtet und geheizt wird, und eine Heizbetriebsart, in der das Fahrzeuginnere durch Heizen der Blasluft geheizt wird, umschaltbar ist.
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Der Wärmepumpenkreislauf 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet ein HFC-basiertes Kältemittel (zum Beispiel R134a) als das Kältemittel und baut einen unterkritischen Kältekreislauf eines Dampfkompressionstyps auf, in dem ein Kältemitteldruck auf der Hochdruckseite in dem Kreislauf einen kritischen Druck des Kältemittels nicht übersteigt. Es ist unnötig zu sagen, dass ein HFO-basiertes Kältemittel (zum Beispiel R1234yf) als das Kältemittel verwendet werden kann.
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Ein Schmiermittel (das heißt, Kältemaschinenöl) zum Schmieren verschiedener Komponenten im Inneren eines Kompressors 11 wird in das Kältemittel des Wärmepumpenkreislaufs 10 gemischt. Ein Teil des Schmiermittels zirkuliert zusammen mit dem Kältemittel durch einen Kreislauf.
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Der Kompressor 11, der eine Komponentenvorrichtung des Wärmepumpenkreislaufs 10 ist, ist in einem Motorraum des Fahrzeugs angeordnet. In dem Wärmepumpenkreislauf 10 arbeitet der Kompressor 11, um das Kältemittel einzusaugen und das Kältemittel zu komprimieren und abzugeben.
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Der Kompressor 11 ist ein zweistufiger Verstärkungskompressor, in dem eine niederstufenseitige Kompressionseinheit und eine hochstufenseitige Kompressionseinheit, von denen jede ein Kompressionsmechanismus mit fester Kapazität ist, im Inneren eines Gehäuses, das eine Außenschale bildet, aufgenommen sind. Verschiedene Arten von Kompressionsmechanismen, wie etwa von einem Spiraltyp, einem Flügelzellentyp oder Wälzkolbentyp, können für jede Kompressionseinheit verwendet werden.
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Der Kompressor 11 der vorliegenden Ausführungsform baut einen elektrischen Kompressor auf, in dem jede Kompressionseinheit durch einen Elektromotor drehend angetrieben wird. Der Betrieb (das heißt, die Drehzahl) des Elektromotors des Kompressors 11 wird durch ein Steuersignal gesteuert, das von einer Klimatisierungssteuervorrichtung 50, die nachstehend beschrieben werden soll, ausgegeben wird. In dem Kompressor 11 kann eine Kältemittelabgabekapazität durch Steuern der Drehzahl des Elektromotors gesteuert werden.
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Das Gehäuse des Kompressors 11 ist mit einer Ansaugöffnung 11a, einer Zwischendrucköffnung 11b und einer Abgabeöffnung 11c versehen. Die Ansaugöffnung 11a ist eine Öffnung zum Ansaugen des Niederdruckkältemittels von außerhalb des Gehäuses in die niederstufenseitige Kompressionseinheit. Die Abgabeöffnung 11c ist eine Öffnung zum Abgeben des Hochdruckkältemittels, das von der hochstufenseitigen Kompressionseinheit nach außerhalb des Gehäuses abgeben wird.
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Die Zwischendrucköffnung 11b ist eine Öffnung zum Einleiten eines gasphasigen Kältemittels mit einem Zwischendruck, das in dem Kreislauf von außerhalb des Gehäuses strömt, um sich mit dem Kältemittel zu vereinigen, das einem Komprimierungsprozess unterzogen wird. Insbesondere ist die Zwischendrucköffnung 11b zwischen einen Kältemittelauslass einer niederstufenseitigen Kompressionseinheit und einen Kältemitteleinlass einer hochstufenseitigen Kompressionseinheit geschaltet.
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Eine Kältemitteleinlassseite eines Innenkondensators 12 ist mit der Abgabeöffnung 11c des Kompressors 11 verbunden. Der Innenkondensator 12 ist in einem Klimaanlagengehäuse 41 einer Innenklimatisierungseinheit 40 angeordnet, die später beschrieben werden soll. Der Innenkondensator 12 ist ein erster nutzungsseitiger Wärmetauscher, der einen Wärmeaustausch zwischen dem Hochdruckkältemittel, das von der Abgabeöffnung 11c des Kompressors 11 abgegeben wird, und dem Wärmeaustauschzielfluid (das heißt, Blasluft) durchführt und das Wärmeaustauschzielfluid heizt.
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Eine Kältemittelauslassseite des Innenkondensators 12 ist mit einem ersten Druckverringerungsmechanismus 13 verbunden, der den Druck des Hochdruckkältemittels, das aus dem Innenkondensator 12 strömt, herunter auf das Zwischendruckkältemittel verringert. Der erste Druckverringerungsmechanismus 13 umfasst einen Ventilkörper, der derart aufgebaut ist, dass er in einem Drosselöffnungsgrad änderbar ist, und einen Aktuator, der den Ventilkörper antreibt.
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Der erste Druckverringerungsmechanismus 13 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist durch einen variablen Drosselmechanismus aufgebaut, der auf einen Drosselzustand, der eine Druckverringerungswirkung zeigt, und einen vollständig geöffneten Zustand, der die Druckverringerungswirkung nicht zeigt, festgelegt werden kann. Der erste Druckverringerungsmechanismus 13 ist durch einen elektrisch variablen Drosselmechanismus aufgebaut, der durch ein Steuersignal gesteuert wird, das von der Klimatisierungssteuervorrichtung 50 ausgegeben wird. Der erste Druckverringerungsmechanismus 13 ist eine erste Druckverringerungseinheit, die den Druck des Hochdruckkältemittels, das aus dem Innenkondensator 12 strömt, auf ein Zwischendruckkältemittel herunter verringert.
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Ein Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 ist mit einer Auslassseite des ersten Druckverringerungsmechanismus 13 verbunden. Der Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 ist eine Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinheit, die Gas-Flüssigkeit des Kältemittels, das den ersten Druckverringerungsmechanismus 13 durchlaufen hat, abscheidet und zulässt, dass das abgeschiedene gasphasige Kältemittel zu der Zwischendrucköffnung 11b des Kompressors 11 ausströmt. Der Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Gas-Flüssigkeitszentrifugalabscheider, der Gas und Flüssigkeit des Kältemittels mit Hilfe der Wirkung einer Zentrifugalkraft abscheidet.
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Der Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 ist mit einer Zuströmungsöffnung 14a, die eine Zuströmungsöffnung ist, in die das Kältemittel strömt, einer Öffnung 14 für die Gasphase, die eine Ausströmungsöffnung des im Inneren abgeschiedenen gasphasigen Kältemittels ist, und einer Öffnung 14c für die flüssige Phase, die eine Ausströmungsöffnung des im Inneren abgeschiedenen flüssigphasigen Kältemittels ist, versehen.
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Ein Zwischendruckkältemitteldurchgang 15 ist mit der Öffnung 14b für die Gasphase des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 14 verbunden. Der Zwischendruckkältemitteldurchgang 15 ist ein Kältemitteldurchgang, der das gasphasige Kältemittel zu der Zwischendrucköffnung 11b des Kompressors 11 leitet und das gasphasige Kältemittel mit dem Kältemittel, das dem Komprimierungsprozess in dem Kompressor 11 unterzogen wird, vereinigt.
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Ein Zwischenöffnungs- und Schließmechanismus 16 ist als ein Durchgangsöffnungs- und Schließmechanismus zum Öffnen und Schließen des Zwischendruckkältemitteldurchgangs 15 in dem Zwischendruckkältemitteldurchgang 15 angeordnet. Der Zwischenöffnungs- und Schließmechanismus 16 ist durch ein elektromagnetisches Ventil aufgebaut, das durch ein Steuersignal gesteuert wird, das von der Klimatisierungssteuervorrichtung 50 ausgegeben wird. Der Zwischenöffnungs- und Schließmechanismus 16 wirkt als eine Strömungskanalumschalteinheit, die den Zwischendruckkältemitteldurchgang 15 öffnet und schließt, um dadurch den Kältemittelströmungskanal in dem Kreislauf auf einen Anderen umzuschalten.
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Ein Durchgang 17 für flüssigphasiges Kältemittel ist mit der Öffnung 14c für die flüssige Phase des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 14 verbunden. Der Durchgang 17 für flüssigphasiges Kältemittel ist ein Kältemitteldurchgang, der das flüssigphasige Kältemittel, das durch den Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 abgeschieden wird, zu einem Vierwegeventil 19 leitet, das später beschrieben werden soll.
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Das Vierwegeventil 19 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist zum Beispiel durch ein elektrisches Strömungskanalumschaltventil aufgebaut, das einen Drehventilkörper und einen elektrischen Aktuator zum Verschieben des Ventilkörpers umfasst. Der Betrieb des Vierwegeventils 19 wird gemäß einem Steuersignal gesteuert, das von der Klimatisierungssteuervorrichtung 50 ausgegeben wird, die später beschrieben werden soll.
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Das Vierwegeventil 19 ist eine Kältemittelströmungskanalumschalteinheit, die zwischen einem Kältemittelströmungsweg des Wärmepumpenkreislaufs 10 während einer Fahrzeuginnenkühlung und einem Kältemittelströmungskanal des Wärmepumpenkreislaufs 10 während einer Fahrzeuginnenheizung umschaltet.
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Insbesondere verbindet das Vierwegeventil 19 während der Fahrzeuginnenkühlung die Auslassseite für flüssigphasiges Kältemittel des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 14 mit einem Kältemitteleinlass und Auslass 20a des Außenwärmetauschers 20, der später beschrieben wird, und verbindet die Kältemittelauslassseite des Innenverdampfers 26, der später beschrieben wird, mit einer Kältemitteleinlassseite eines Akkumulators 30, der später beschrieben wird. Als ein Ergebnis durchläuft das von dem Kompressor 11 abgegebene Kältemittel den Innenkondensator 12, den ersten Druckverringerungsmechanismus 13, den Gas-Flüssigkeitsabscheider 14, das Vierwegeventil 19, den Außenwärmetauscher 20, den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25, den Innenverdampfer 26, das Vierwegeventil 19 und den Akkumulator 30 in der dargelegten Reihenfolge und wird erneut in den Kompressor 11 gesaugt.
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Insbesondere verbindet das Vierwegeventil 19 während der Fahrzeuginnenheizung die Auslassseite für flüssigphasiges Kältemittel des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 14 mit dem Innenverdampfer 26 und verbindet den Kältemitteleinlass und Auslass 20a des Außenwärmetauschers 20, der später beschrieben wird, mit einer Kältemitteleinlassseite des Akkumulators 30, der später beschrieben wird. Als ein Ergebnis durchläuft das von dem Kompressor 11 abgegebene Kältemittel den Innenkondensator 12, den ersten Druckverringerungsmechanismus 13, den Gas-Flüssigkeitsabscheider 14, das Vierwegeventil 19, den Innenverdampfer 26, den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25, den Außenwärmetauscher 20, das Vierwegeventil 19 und den Akkumulator 30 in der dargelegten Reihenfolge und wird erneut in den Kompressor 11 gesaugt.
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Ein Außenwärmetauscher 20 ist mit dem Vierwegeventil 19 verbunden. Der Außenwärmetauscher 20 ist ein Wärmetauscher, der in einem Motorraum angeordnet ist und einen Wärmeaustausch zwischen dem flüssigphasigen Kältemittel, das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 abgeschieden wird, und der Außenluft (das heißt, Fahrzeugaußenluft) durchführt. Der Außenwärmetauscher 20 entspricht einem zusätzlichen Wärmetauscher.
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Der Außenwärmetauscher 20 hat ein Paar Kältemitteleinlass- und Auslassöffnungen 20a und 20b. Der Kältemitteleinlass und Auslass 20a des Außenwärmetauschers 20 ist mit dem Vierwegeventil 19 verbunden. Der Außenwärmetauscher 20 wirkt als ein Wärmeaufnahmewärmetauscher, der das Niederdruckkältemittel in der Heizbetriebsart verdampft und eine Wärmeaufnahmewirkung ausübt. Außerdem wirkt der Außenwärmetauscher 20 als ein Strahlungswärmetauscher, der das Hochdruckkältemittel wenigstens in der Kühlbetriebsart freisetzt.
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Ein Niederdruckkältemitteldurchgang 22 ist mit dem Kältemitteleinlass und Auslass 20b des Außenwärmetauschers 20 verbunden. Der Niederdruckkältemitteldurchgang 22 ist ein Kältemitteldurchgang, der den Kältemitteleinlass und Auslass 20b des Außenwärmetausches 20 und den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25 verbindet.
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Der zweite Druckverringerungsmechanismus 25 ist durch einen variablen Drosselmechanismus aufgebaut, der auf einen Drosselzustand, der eine Druckverringerungswirkung zeigt, und einen vollständig geöffneten Zustand, der die Druckverringerungswirkung nicht zeigt, festgelegt werden kann. Der zweite Druckverringerungsmechanismus 25 ist durch ein elektromagnetisches Ventil aufgebaut, das durch ein Steuersignal gesteuert wird, das von der Klimatisierungssteuervorrichtung 50 ausgegeben wird. Der zweite Druckverringerungsmechanismus gemäß der vorliegenden Ausführungsform entspricht einer zweiten Druckverringerungseinheit.
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Der zweite Druckverringerungsmechanismus 25 wirkt in der Kühlbetriebsart oder der Entfeuchtungsheizbetriebsart als ein Druckverringerungsmechanismus zur Verringerung des Drucks des Kältemittels, das aus dem Außenwärmetauscher 20 geströmt ist, herunter auf ein Niederdruckkältemittel. Der zweite Druckverringerungsmechanismus 25 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wirkt in der Heizbetriebsart auch als ein Druckverringerungsmechanismus zur Verringerung des Drucks des Kältemittels, das aus dem Innenverdampfer 26 geströmt ist, herunter auf das Niederdruckkältemittel.
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Der Innenverdampfer 26 ist auf der luftströmungsaufwärtigen Seite des Innenkondensators 12 in dem Klimaanlagengehäuse 41 der Innenklimatisierungseinheit 40, die später beschrieben wird, angeordnet. Der Innenverdampfer 26 ist ein Verdampfer, der einen Wärmeaustausch zwischen dem Niederdruckkältemittel, das den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25 durchlaufen hat, und der Blasluft durchführt und das Niederdruckkältemittel verdampft, um dadurch die Blasluft zu kühlen. Die Blasluft stellt das Wärmeaustauschzielfluid ebenso wie das Partnerfluid dar. Der Innenverdampfer 26 entspricht einem Innenwärmetauscher.
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Eine Einlassseite des Akkumulators 30 ist durch eine Kältemittelrohrleitung 17a und das Vierwegeventil 19 mit der Kältemittelausströmungsöffnungsseite des Innenverdampfers 26 verbunden. Ein Kältemitteltemperatursensor 27 zum Erfassen der Temperatur des Kältemittels, das im inneren der Kältemittelrohrleitung 17a strömt, ist in der Kältemittelrohrleitung 17a bereitgestellt. Der Kältemitteltemperatursensor 27 gibt ein Signal aus, das die Temperatur des Kältemittels anzeigt, das im inneren der Kältemittelrohrleitung 17a zu der Klimatisierungssteuervorrichtung 50 strömt.
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Der Akkumulator 30 scheidet das Gas und die Flüssigkeit des Kältemittels, das in den Akkumulator 30 geströmt ist, ab und bewirkt, dass das abgeschiedene gasphasige Kältemittel und ein in dem Kältemittel enthaltenes Schmiermittel aus der Seite der Ansaugöffnung 11a des Kompressors 11 strömen.
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Ein Niederdruckkältemitteldurchgang 23 ist zwischen dem Vierwegeventil 19 und dem Akkumulator 30 bereitgestellt. Der Niederdruckkältemitteldurchgang 23 ist ein Kältemitteldurchgang, der das Kältemittel unter Umgehung des Außenwärmetauschers 20, des zweiten Druckverringerungsmechanismus 25 und des Innenverdampfers 26 zu dem Akkumulator 30 leitet, der später beschrieben wird. Eine Einlassseite des Akkumulators 30 ist mit einer Kältemittelausströmungsöffnungsseite des Niederdruckkältemitteldurchgangs 23 verbunden.
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Anschließend wird die Innenklimatisierungseinheit 40 beschrieben. Die Innenklimatisierungseinheit 40 ist im Inneren eines Armaturenbretts (Instrumententafel) auf einem vordersten Abschnitt des Fahrzeuginneren angeordnet. Die Innenklimatisierungseinheit 40 hat ein Klimaanlagengehäuse 41, das eine Außenschale der Innenklimatisierungseinheit 40 bildet und einen Luftdurchgang zum Blasen der Blasluft in das Fahrzeuginnere bildet.
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Eine Innen/Außenluftumschaltvorrichtung 42, die aufgebaut ist, um die Fahrzeuginnenluft (Innenluft) und Außenluft umzuschalten, ist auf einer strömungsaufwärtigsten Seite des Klimaanlagengehäuses 41 entlang der Luftströmung angeordnet.
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Die Innen/Außenluftumschaltvorrichtung 42 stellt Öffnungsflächen einer Innenlufteinleitungsöffnung und einer Außenlufteinleitungsöffnung mit einer Innen/Außenluftumschaltklappe ein, um ein Volumenverhältnis zwischen einem Innenluftvolumen in das Klimaanlagengehäuse 41 und dem Außenluftvolumen zu ändern.
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Ein Gebläse 43, das die von der Innen/Außenluftumschaltvorrichtung 42 eingeleitete Luft in Richtung des Fahrzeuginneren bläst, ist auf der luftströmungsabwärtigen Seite der Innen/Außenluftumschaltvorrichtung 42 angeordnet. Das Gebläse 43 ist ein elektrisches Gebläse, das einen Zentrifugalventilator, wie etwa einen Sirocco-Ventilator, durch einen Elektromotor antreibt. Eine Drehzahl des Gebläses 43 wird gemäß einer Steuerspannung gesteuert, die von der Klimatisierungssteuervorrichtung 50 ausgegeben wird, als ein Ergebnis wovon eine Blasrate des Gebläses 43 gesteuert wird.
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Der Innenverdampfer 26 und der Innenkondensator 12, die vorstehend beschrieben sind, sind in der dargelegten Reihenfolge des Innenverdampfers 26 und des Innenkondensators 12 entlang der Strömung der Blasluft auf der luftströmungsabwärtigen Seite des Gebläses 43 entlang der Luftströmung angeordnet. Mit anderen Worten ist der Innenverdampfer 26 auf der luftströmungsaufwärtigen Seite des Innenkondensators 12 angeordnet.
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Ein Kaltluftumleitungsdurchgang 45, der den Innenkondensator 12 umgeht und bewirkt, dass die Blasluft, die den Innenverdampfer 26 durchlaufen hat, in den Kaltluftumleitungsdurchgang 45 strömt, ist in dem Klimaanlagengehäuse 41 bereitgestellt. Eine Luftmischklappe 44 ist in dem Klimaanlagengehäuse 41 auf der luftströmungsabwärtigen Seite des Innenverdampfers 26 und auf der luftströmungsaufwärtigen Seite des Innenkondensators 12 angeordnet.
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Die Luftmischklappe 44 wirkt als eine Kapazitätseinstelleinheit, die ein Luftvolumenverhältnis zwischen einem Luftvolumen, das den Innenkondensator 12 durchläuft, und einem Luftvolumen, das den Kaltluftumleitungsdurchgang 45 durchläuft, in der Blasluft, die den Innenverdampfer 26 durchlaufen hat, einstellt, um eine Wärmeaustauschfähigkeit des Innenkondensators 12 einzustellen. Die Luftmischklappe 44 wird von einem nicht gezeigten Aktuator angetrieben, dessen Betrieb gemäß einem Steuersignal gesteuert wird, das von der Klimatisierungssteuervorrichtung 50 ausgegeben wird.
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Außerdem ist ein nicht gezeigter Vereinigungsraum zum Vereinigen einer heißen Luft, die den Innenkondensator 12 durchlaufen hat, mit einer kalten Luft, die den Kaltluftumleitungsdurchgang 45 durchlaufen hat, auf der luftströmungsabwärtigen Seite des Innenkondensators 12 und des Kaltluftumleitungsdurchgangs 45 bereitgestellt.
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Mehrere Öffnungslöcher zum Ausblasen der Blasluft, die in dem Vereinigungsrum vereinigt wird, in das Fahrzeuginnere sind an einem strömungsabwärtigsten Abschnitt der Luftströmung in dem Klimaanlagengehäuse 41 bereitgestellt. Wenngleich nicht gezeigt, ist das Klimaanlagengehäuse 41 mit einem Entfrosteröffnungsloch zum Blasen der Luft in Richtung einer Innenoberfläche des Fensterglases auf der Vorderseite des Fahrzeugs, einem Gesichtsöffnungsloch zum Blasen der klimatisierten Luft in Richtung eines Oberkörpers des Insassen in dem Fahrzeuginneren und einem Fußöffnungsloch zum Blasen von Klimatisierungswind in Richtung der Füße des Insassen als Öffnungslöcher versehen.
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Eine Entfrosterklappe, eine Gesichtsklappe und eine Fußklappe sind jeweils als Blasbetriebsartklappen zum Einstellen der Öffnungsflächen der jeweiligen Öffnungslöcher auf den luftströmungsaufwärtigen Seiten des Entfrosteröffnungslochs, des Gesichtsöffnungslochs und des Fußöffnungslochs angeordnet. Diese Blasbetriebsartklappen werden über einen nicht gezeigten Bindegliedmechanismus oder ähnliches von einem Aktuator angetrieben, dessen Betrieb von einem Steuersignal gesteuert wird, das von der Klimatisierungssteuervorrichtung 50 ausgegeben wird.
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Ferner sind die luftströmungsabwärtigen Seiten der Entfrosteröffnungslöcher, der Gesichtsöffnungslöcher und der Fußöffnungslöcher jeweils durch Kanäle, welche die Luftdurchgänge bilden, mit Gesichtsblasöffnungen, Fußblasöffnungen und Entfrosterblasöffnungen verbunden, die in dem Fahrzeuginneren bereitgestellt sind.
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Als nächstes wird eine elektrische Steuereinheit gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 umfasst einen wohlbekannten Mikrocomputer, der eine CPU umfasst, und Speicher, wie etwa einen ROM und einen RAM, und periphere Schaltungen des Mikrocomputers. Der Speicher ist ein nichtflüchtiges materielles Speichermedium. Die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 entspricht einer Strömungskanalsteuereinheit.
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Die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 führt auf der Basis eines in dem Speicher gespeicherten Steuerprogramms verschiedene Arten von Berechnungsverfahren durch und steuert den Betrieb verschiedener klimatisierungsgesteuerter Anlagen, die mit der Ausgangsseite der Klimatisierungssteuervorrichtung 50 verbunden sind.
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Eine Klimatisierungssteuersensorgruppe ist mit einer Eingangsseite der Klimatisierungssteuervorrichtung 50 verbunden. Insbesondere ist ein Temperatursensor 46, der die Temperatur der in den Innenverdampfer 26 strömenden Luft (das heißt, des Wärmeaustauschzielfluids und des Partnerfluids) erfasst, mit der Klimatisierungssteuervorrichtung 50 verbunden. Der Temperatursensor 46 erfasst in einer Innenluftbetriebsart eine Innenlufttemperatur, die in den Innenverdampfer 26 strömt, erfasst eine Außenlufttemperatur, die in einer Außenluftbetriebsart in den Innenverdampfer 26 strömt, und gibt ein Signal, das die Temperatur der erfassten Luft anzeigt, an die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 aus. Der Temperatursensor 46 ist eine Temperaturerfassungseinheit, die die Temperatur der Luft, die in den Innenverdampfer 26 strömt (das heißt, Wärmeaustauschzielfluids und des Partnerfluids), erfasst. Die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 ist mit einem Außenluftsensor zum Erfassen der Außenlufttemperatur, einen Innenluftsensor zum Erfassen der Innenlufttemperatur, einem Sonneneinstrahlungssensor zum Erfassen der Menge an Sonneneinstrahlung in das Fahrzeuginnere und ähnlichen verbunden. Keiner des Außenluftsensors, des Innenluftsensors und des Sonneneinstrahlungssensors ist dargestellt.
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Die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 ist jeweils mit einem ersten Temperatursensor 51, der die Temperatur des Innenverdampfers 26 erfasst, einem zweiten Temperatursensor 52 und einem Drucksensor 53, die eine Temperatur und einen Druck des Kältemittels, das den Innenkondensator 12 durchlaufen hat, erfassen, und so weiter als Sensoren zum Erfassen der Betriebszustände des Wärmepumpenkreislaufs 10 verbunden. Als der erste Temperatursensor 51 können ein Sensor zum Erfassen der Temperatur von Wärmeaustauschrippen des Innenverdampfers 26, ein Sensor zum Erfassen der Temperatur des durch den Innenverdampfer 26 strömenden Kältemittels und ähnliches betrachtet werden, welcher Sensor auch immer verwendet werden kann.
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Außerdem ist ein Bedienfeld, auf dem verschiedene Klimatisierungsbedienschalter angeordnet sind, mit der Klimatisierungssteuervorrichtung 50 verbunden. Bediensignale von verschiedenen Klimatisierungsbedienschaltern des Bedienfelds werden in die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 eingegeben. Als die verschiedenen Klimatisierungsbedienschalter werden auf dem Bedienfeld ein Bedienschalter der Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung, ein Temperaturfestlegungsschalter zum Festlegen einer Zieltemperatur in dem Fahrzeuginneren, ein A/C-Schalter zum Festlegen, ob die Blasluft von dem Innenverdampfer 26 gekühlt wird oder nicht, und ähnliche bereitgestellt.
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Die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Vorrichtung, die Steuereinheiten, welche den Betrieb der verschiedenen gesteuerten Vorrichtungen, die mit der Ausgangsseite verbunden sind, zusammenlegt. Jede der Steuereinheiten, die zusammengelegt werden sollen, kann Hardware oder Software sein. Die Steuereinheiten, die in der Klimatisierungssteuervorrichtung 50 zusammengelegt werden, umfassen eine Antriebsbetriebsartumschalteinheit 50a, welche die Antriebsbetriebsart des Wärmepumpenkreislaufs 10 umschaltet, eine Abgabekapazitätssteuereinheit, die den Betrieb des Elektromotors des Kompressors 11 steuert, und ähnliche. Die Antriebsbetriebsartumschalteinheit 50a steuert das Vierwegeventil 19, um zwischen der Kühlbetriebsart zum Kühlen des Fahrzeuginneren, der Heizbetriebsart zum Heizen des Fahrzeuginneren und der Entfeuchtungsheizbetriebsart zum Heizen des Fahrzeuginneren, während das Fahrzeuginnere entfeuchtet wird, umzuschalten.
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Anschließend wird der Betrieb der Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung, die wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, beschrieben. In der Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform, wie vorstehend beschrieben, kann die Betriebsart zwischen der Kühlbetriebsart zum Kühlen des Fahrzeuginneren, der Heizbetriebsart zum Heizen des Fahrzeuginneren und einer Entfeuchtungsheizbetriebsart zum Heizen und Entfeuchten des Fahrzeuginneren umgeschaltet werden. Jede dieser Antriebsbetriebsarten kann durch das Klimatisierungssteuerverfahren, das von der Klimatisierungssteuervorrichtung 50 ausgeführt werden soll, auf eine andere Betriebsart umgeschaltet werden.
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Das Klimatisierungssteuerverfahren zum Umschalten der Antriebsbetriebsart auf eine andere wird unter Bezug auf ein in 2 gezeigtes Flussdiagramm beschrieben. Das Klimatisierungssteuerverfahren wird gestartet, indem der Bedienschalter der Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung auf dem Bedienfeld eingeschaltet wird. Jeder Schritt in einem in 4 gezeigten Flussdiagramm wird durch die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 realisiert, und jede Funktion, die in jedem Schritt realisiert wird, kann als eine Funktionsrealisierungseinheit ausgelegt werden.
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Wenn der Bedienschalter der Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung eingeschaltet wird, wird eine Initialisierungsverarbeitung zur Initialisierung von Markierungen, Zeitschaltern, und ähnlichen, die in einem Speicher gespeichert sind und Anfangspositionen verschiedener gesteuerter Anlagen entsprechen, durchgeführt (S100). In der Initialisierungsverarbeitung können Werte, die initialisiert werden müssen, auf Werte eingestellt werden, die zur Zeit des Stoppens des Betriebs der Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung beim letzten Mal in dem Speicher gespeichert wurden.
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Anschließend werden Bediensignals des Bedienfelds und Erfassungssignale der Klimatisierungssteuersensorgruppe gelesen (S102). Eine Zielblastemperatur TAO der Blasluft, die in das Fahrzeuginnere geblasen wird, wird auf der Basis der verschiedenen Signale, die in der Verarbeitung von Schritt S102 gelesen werden, berechnet (S104).
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Insbesondere wird die Zielblastemperatur TAO in einem Berechnungsverfahren von Schritt S104 durch die folgende Formel F1 berechnet TAO = Ksoll × Tsoll – Kr × Tr – Kam × Tam – Ks × As + C F1
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In diesem Beispiel ist Tsoll eine Zieltemperatur in dem Fahrzeuginneren, die von dem Temperaturfestlegungsschalter festgelegt wird, Tr ist ein Erfassungssignal, das von dem Innenluftsensor erfasst wird, Tam ist ein Erfassungssignal, das von dem Außenluftsensor erfasst wird und As ist ein Erfassungssignal, das von dem Sonnenstrahlungssensor erfasst wird. Ksoll, Kr, Kam und Ks bezeichnen Steuerverstärkungen und C bezeichnet eine Korrekturkonstante.
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Anschließend wird eine Blasfähigkeit des Gebläses 43 bestimmt (S106). In einem Verfahren von Schritt S106 wird eine Blasfähigkeit des Gebläses 43 basierend auf der in Schritt S104 berechneten Zielblastemperatur TAO unter Bezug auf ein Steuerkennfeld bestimmt, das im Voraus in dem Speicher gespeichert wird. Die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform bestimmt die Blasfähigkeit, so dass sie in der Nähe einer maximalen Fähigkeit ist, so dass die Blasrate des Gebläses 43 zunimmt, wenn die Zielblastemperatur TAO in einen Tieftemperaturbereich und einen extrem hohen Temperaturbereich fällt. Ferner bestimmt die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Blaskapazität als niedriger als die Nähe der maximalen Kapazität, so dass die Blasrate des Gebläses 43 abnimmt, wenn die Zielblastemperatur TAO von dem Tieftemperaturbereich in einen Zwischentemperaturbereich zunimmt oder von dem extrem hohen Temperaturbereich zu dem Zwischentemperaturbereich abnimmt.
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Anschließend wird die Antriebsbetriebsart des Wärmepumpenkreislaufs 10 basierend auf den in Schritt S102 gelesenen verschiedenen Signalen und der in Schritt S104 berechneten Zielblastemperatur TAO bestimmt (S108 bis S114).
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Wenn in einem Verfahren von Schritt S108 ein A/C-Schalter eingeschaltet wird und die Zielblastemperatur TAO niedriger als ein vorgegebener Kühlreferenzwert ist, wird die Kühlbetriebsart ausgewählt, um den Kühlbetrieb durchzuführen (S110). Außerdem wird in einem Verfahren von Schritt S108 die Entfeuchtungsheizbetriebsart ausgewählt, um den Entfeuchtungsheizbetrieb durchzuführen, wenn der A/C-Schalter eingeschaltet wird und die Zielblastemperatur TAO größer oder gleich dem Kühlreferenzwert ist (S112). Ferner wird in einem Verfahren von Schritt S108 die Heizbetriebsart ausgewählt, um den Heizbetrieb durchzuführen, wenn der A/C-Schalter ausgeschaltet ist und die Zielblastemperatur TAO größer oder gleich dem Heizreferenzwert ist (S114). In den Verfahren der Schritte S110 bis S114 werden Steuerverfahren, die den jeweiligen Antriebsbetriebsarten entsprechen, ausgeführt. Details der Verfahren in den Schritten S10 bis S114 werden später beschrieben.
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Anschließend wird eine Ansaugbetriebsart, die einen Schaltzustand der Innen/Außenluftumschaltvorrichtung 42 anzeigt, bestimmt (S116). In einem Verfahren von Schritt S116 wird die Ansaugöffnungsbetriebsart basierend auf der Zielblastemperatur TAO unter Bezug auf das Steuerkennfeld bestimmt, das im Voraus in dem Speicher gespeichert wird. Im Grunde bestimmt die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Außenluftbetriebsart zum Einleiten der Außenluft als die Saugöffnungsbetriebsart. Die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform bestimmt als die Saugöffnungsbetriebsart die Innenluftbetriebsart zum Einleiten der Innenluft in einer Situation, in der die Zielblaslufttemperatur TAO in den Tieftemperaturbereich fällt und eine hohe Kühlleistung erforderlich ist, einer Situation, in der die Zielblastemperatur TAO in den extrem hohen Temperaturbereich fällt und eine hohe Heizleistung erforderlich ist und so weiter.
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Anschließend bestimmt die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 eine Blasöffnungsbetriebsart (S118). In einem Verfahren von Schritt S118 bestimmt die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 die Blasöffnungsbetriebsart basierend auf der Zielblastemperatur TAO unter Bezug auf das Steuerkennfeld, das im Voraus in dem Speicher gespeichert wird. Die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform bestimmt die Blasöffnungsbetriebsart, um in der dargelegten Reihenfolge auf eine Fußbetriebsart, eine Zweihöhenbetriebsart und eine Gesichtsbetriebsart zu schalten, wenn die Zielblastemperatur TAO von dem hohen Temperaturbereich auf den niedrigen Temperaturbereich abnimmt.
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Anschließend gibt die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 die Steuersignale an die verschiedenen gesteuerten Anlagen aus, die mit der Klimatisierungssteuervorrichtung 50 verbunden sind, um einen Steuerzustand zu erhalten, der in den vorstehend beschriebenen Schritten S106 bis S118 bestimmt wird (S120). Die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 wartet, bis ein Steuerkreislauf, der im Voraus in dem Speicher gespeichert wurde, abgelaufen ist (S122).
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Wenn in dem Verfahren von Schritt S122 bestimmt wird, dass der Steuerkreislauf abgelaufen ist, bestimmt die Klimatisierungssteuervorrichtung 50, ob der Betrieb des Wärmepumpenkreislaufs 10 gestoppt werden soll oder nicht (S124). In dem Bestimmungsverfahren von Schritt S124 bestimmt die Klimatisierungssteuervorrichtung 50, ob ein Befehlssignal, das den Betriebsstopp des Wärmepumpenkreislaufs 10 der Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung anweist, von dem Bedienfeld, der Hauptsteuervorrichtung oder ähnlichen empfangen werden soll oder nicht. Wenn in dem Bestimmungsverfahren von Schritt S124 bestimmt wird, dass der Betrieb gestoppt wird, führt die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 ein vorgegebenes Betriebsbeendigungsverfahren aus. Wenn in dem Bestimmungsverfahren in Schritt S124 andererseits bestimmt wird, dass der Betrieb nicht gestoppt wird, kehrt das Verfahren zu Schritt S102 zurück.
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Als nächstes werden die Verarbeitungsinhalte der Kühlbetriebsart, die in Schritt S110 ausgeführt werden soll, die Verarbeitungsinhalte der Entfeuchtungsheizbetriebsart, die in Schritt S112 ausgeführt werden soll, und die Verarbeitungsinhalte der Heizbetriebsart, die in Schritt S114 ausgeführt werden soll, beschrieben.
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(a) Kühlbetriebsart
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In der vorliegenden Ausführungsform baut die Kühlbetriebsart eine zweite Antriebsbetriebsart auf, in der die Kühlbetriebsart als ein Wärmestrahlungswärmetauscher zum Abstrahlen von Wärme des Außenwärmetauschers 20 an die Außenluft wirkt und die Blasluft durch den Innenverdampfer 26 kühlt. Die Kühlbetriebsart gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird realisiert, indem bewirkt wird, dass die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 die Druckverringerungsmechanismen 13, 25, den Zwischenöffnungs- und Schließmechanismus 16 und das Vierwegeventil 19 steuert.
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Insbesondere legt die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 in der Kühlbetriebsart den ersten Druckverringerungsmechanismus 13 auf einen vollständig geöffneten Zustand fest und legt den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25 auf einen Drosselzustand fest.
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Außerdem schließt die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 den Zwischenöffnungs- und Schließmechanismus 16 und steuert das Vierwegeventil 19, so dass die Auslassseite für flüssigphasiges Kältemittel des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 14 mit dem Kältemitteleinlass und Auslass 20a des Außenwärmetauschers 20 verbunden wird und die Kältemittelauslassseite des Innenverdampfers 26 mit der Kältemitteleinlassseite des Akkumulators 30 verbunden wird.
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Als ein Ergebnis strömt das Kältemittel in dem Wärmepumpenkreislauf 10 der Kühlbetriebsart wie durch Pfeile in 3 angezeigt. Als ein Ergebnis durchläuft das abgegebene Kältemittel, das von dem Kompressor 11 abgegeben wird, den Innenkondensator 12, den ersten Druckverringerungsmechanismus 13, den Gas-Flüssigkeitsabscheider 14, das Vierwegeventil 19, den Außenwärmetauscher 20, den Niederdruckkältemitteldurchgang 22, den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25, den Innenverdampfer 26, den Akkumulator 30 und den Kompressor 11 in der dargelegten Reihenfolge.
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In dem vorstehend beschriebenen Kreislaufaufbau wird der Betriebszustand jeder Komponente des Wärmepumpenkreislaufs 10 basierend auf der in Schritt S104 berechneten Zielblastemperatur TAO und Erfassungssignalen verschiedener Arten von Sensorgruppen bestimmt.
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Zum Beispiel wird ein Steuersignal der Drehzahl, das an den Elektromotor des Kompressors 11 ausgegeben werden soll, auf die folgende Weise bestimmt. Zuerst bestimmt die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 eine Zielverdampfertemperatur TEO des Innenverdampfers 26 basierend auf der Zielblastemperatur TAO unter Bezug auf ein Steuerkennfeld, das im Voraus in dem Speicher gespeichert wird. Die Zielverdampfertemperatur TEO wird derart bestimmt, dass sie größer oder gleich einer Temperatur (zum Beispiel 1°C) ist, die höher als eine Frostbildungstemperatur (zum Beispiel 0°C) ist, um die Forstbildung des Innenverdampfers 26 zu verhindern.
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Die Drehzahl des Kompressors 11 wird basierend auf einer Abweichung zwischen der Zielverdampfertemperatur TEO und der Temperatur Te des Innenverdampfers 26, die von dem ersten Temperatursensor 51 erfasst wird, derart bestimmt, dass eine Temperatur Te des Innenverdampfers 26 sich der Zielverdampfertemperatur TEO nähert. Das Steuersignal, das der Drehzahl entspricht, wird ausgegeben.
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Das Steuersignal, das an den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25 ausgegeben wird, wird derart bestimmt, dass der Unterkühlungsgrad des Kältemittels, das in den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25 strömt, sich einem Zielunterkühlungsgrad nähert. Der Zielunterkühlungsgrad wird basierend auf einer Temperatur Tco und einem Druck Pd des Hochdruckkältemittels, das den Innenkondensator 12 durchlaufen hat, die von dem zweiten Temperatursensor 52 und dem Drucksensor 53 erfasst werden, unter Bezug auf das Steuerkennfeld, das im Voraus in dem Speicher gespeichert wird, derart bestimmt, dass er im Wesentlichen den Leistungskoeffizienten (COP) des Kreislaufs maximiert.
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Überdies wird ein Steuersignal, das an den Aktuator zum Antreiben der Luftmischklappe 44 ausgegeben werden soll, derart bestimmt, dass die Luftmischklappe 44 den Luftdurchgang auf der Seite des Innenkondensators 12 schließt und die gesamte Blasluft, die den Innenverdampfer 26 durchlaufen hat, die Seite des Kaltluftumleitungsdurchgangs 45 durchläuft. In der Kühlbetriebsart kann der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 44 derart gesteuert werden, dass die Blaslufttemperatur von der Innenklimatisierungseinheit 40 sich der Zielblastemperatur TAO nähert. Die Steuersignale und ähnliche, die wie vorstehend beschrieben bestimmt werden, werden von der Klimatisierungssteuervorrichtung 50 an verschiedene Steuervorrichtungen ausgegeben.
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Daher strömt in dem Wärmepumpenkreislauf 10 der Kühlbetriebsart das Hochdruckkältemittel, das von der Abgabeöffnung 11c des Kompressors 11 abgegeben wird, in den Innenkondensator 12. Da zu dieser Zeit die Luftmischklappe 44 den Luftdurchgang des Innenkondensators 12 schließt, strömt fast alles des Kältemittels, das in den Innenkondensator 12 strömt, aus dem Innenkondensator 12, ohne Wärme an die Blasluft abzustrahlen.
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Da der erste Druckverringerungsmechanismus 13 in dem vollständig geöffneten Zustand ist, strömt das Kältemittel, das aus dem Innenkondensator 12 geströmt ist, in den Gas-Flüssigkeitsabscheider 14, wobei sein Druck durch den ersten Druckverringerungsmechanismus 13 kaum verringert wird. Da das Kältemittel in dieser Situation kaum Wärme an die Blasluft in dem Innenkondensator 12 abstrahlt, wird das Kältemittel, das in den Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 strömt, in einen gasphasigen Zustand versetzt. Aus diesem Grund strömt das gasphasige Kältemittel in den Durchgang 17 für flüssigphasiges Kältemittel, ohne das Kältemittel in dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 in Gas und Flüssigkeit abzuscheiden. Da der Zwischenöffnungs- und Schließmechanismus 16 nicht geschlossen ist, strömt kein Kältemittel in den Zwischendruckkältemitteldurchgang 15.
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Das gasphasige Kältemittel, das in den Durchgang 17 für flüssigphasiges Kältemittel geströmt ist, strömt durch das Vierwegeventil 19 in den Außenwärmetauscher 20. Das Kältemittel, das in den Außenwärmetauscher 20 geströmt ist, tauscht Wärme mit der Außenluft aus, um die Wärme abzustrahlen, und wird auf den Zielunterkühlungsgrad herunter gekühlt.
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Das Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher 20 geströmt ist, strömt durch den Niederdruckkältemitteldurchgang 22 in den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25. Da der zweite Druckverringerungsmechanismus 25 zu dieser Zeit in dem Drosselzustand ist, wird das Kältemittel, das durch den Niederdruckkältemitteldurchgang 22 in den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25 geströmt ist, auf das Niederdruckkältemittel herunter gekühlt. Das Niederdruckkältemittel, das aus dem zweiten Druckverringerungsmechanismus 25 geströmt ist, strömt in den Innenverdampfer 26 und verdampft durch Aufnehmen von Wärme aus der Blasluft, die von dem Gebläse 43 geblasen wurde. Als ein Ergebnis wird die Blasluft gekühlt und entfeuchtet.
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Das Kältemittel, das aus dem Innenverdampfer 26 geströmt ist, strömt durch das Vierwegeventil 19 in den Akkumulator 30 und wird in Gas und Flüssigkeit abgeschieden. Das von dem Akkumulator 30 abgeschiedene gasphasige Kältemittel wird von der Ansaugöffnung 11a des Kompressors 11 angesaugt und durch die niederstufenseitige Kompressionseinheit und die hochstufenseitige Kompressionseinheit komprimiert.
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Wie vorstehend beschrieben, wird in der Kühlbetriebsart der Wärmepumpenkreislauf 10, der bewirkt, dass das Kältemittel die Wärme in dem Außenwärmetauscher 20 abstrahlt und das Kältemittel in dem Innenverdampfer 26 verdampft, aufgebaut. Da die von dem Innenverdampfer 26 gekühlte Blasluft in das Fahrzeuginnere geblasen werden kann, kann aus diesem Grund das Kühlen des Fahrzeuginneren realisiert werden. Da in der Kühlbetriebsart der Zwischenöffnungs- und Schließmechanismus 16 geschlossen ist, wirkt der Kompressor 11 als ein einstufiger Verstärkungskompressor.
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(b) Entfeuchtungsheizbetriebsart
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Die Entfeuchtungsheizbetriebsart baut in der vorliegenden Ausführungsform eine zweite Antriebsbetriebsart auf, in welcher der Außenwärmetauscher 20 als ein Wärmestrahlungswärmetauscher wirkt, der die Wärme an die Außenluft abstrahlt, und die Blasluft wird von dem Innenverdampfer 26 gekühlt. Die Entfeuchtungsheizbetriebsart gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird realisiert, indem die Druckverringerungsmechanismen 13, 25, der Zwischenöffnungs- und Schließmechanismus 16 und das Vierwegeventil 19 mit der Klimatisierungssteuervorrichtung 50 gesteuert werden.
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Insbesondere steuert die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 in der Entfeuchtungsheizbetriebsart die ersten und zweiten Druckverringerungsmechanismen 13 und 25, den Zwischenöffnungs- und Schließmechanismus 16 und das Vierwegeventil 19, um den gleichen Kältemittelkreis wie den Kältemittelkreis in der Kühlbetriebsart bereitzustellen. Als ein Ergebnis strömt das Kältemittel in dem Wärmepumpenkreislauf 10 der Entfeuchtungsheizbetriebsart wie durch Pfeile in 3 angezeigt.
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In dem vorstehend beschriebenen Kreislaufaufbau wird der Betriebszustand jeder Komponente des Wärmepumpenkreislaufs 10 basierend auf der in Schritt S104 berechneten Zielblastemperatur TAO und Erfassungssignalen verschiedener Arten von Sensorgruppen bestimmt. Zum Beispiel werden das Steuersignal (Drehzahl), das an den Elektromotor des Kompressors 11 ausgegeben werden soll, und das Steuersignal, das an den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25 ausgegeben werden soll, auf die gleiche Weise wie der in der Kühlbetriebsart bestimmt.
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Überdies wird das Steuersignal, das an den Aktuator zum Antreiben der Luftmischklappe 44 ausgegeben werden soll, derart bestimmt, dass die Luftmischklappe 44 den Kaltluftumleitungsdurchgang 45 schließt und ein Gesamtdurchsatz der Blasluft, die den Innenverdampfer 26 durchlaufen hat, den Innenkondensator 12 durchläuft. In der Entfeuchtungsheizbetriebsart kann der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 44 derart gesteuert werden, dass die Blaslufttemperatur von der Innenklimatisierungseinheit 40 sich der Zielblastemperatur TAO nähert. Die Steuersignale und ähnliche, die wie vorstehend beschrieben bestimmt werden, werden von der Klimatisierungssteuervorrichtung 50 an verschiedene Steuervorrichtungen ausgegeben.
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Daher strömt in dem Wärmepumpenkreislauf 10 der Entfeuchtungsheizbetriebsart das Hochdruckkältemittel, das von der Abgabeöffnung 11c des Kompressors 11 abgegeben wird, in den Innenkondensator 12. Da zu dieser Zeit die Luftmischklappe 44 den Luftdurchgang des Innenkondensators 12 vollständig öffnet, tauscht das Kältemittel, das in den Innenkondensator 12 geströmt ist, Wärme mit der Blasluft aus, die von dem Innenverdampfer 26 gekühlt und entfeuchtet wurde, um die Wärme abzustrahlen. Als ein Ergebnis wird die Blasluft geheizt, um sich der Zielblastemperatur TAO zu nähern.
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Das Kältemittel, das aus dem Innenkondensator 12 geströmt ist, strömt in der dargelegten Reihenfolge auf die gleiche Weise wie in der Kühlbetriebsart in den ersten Druckverringerungsmechanismus 13, den Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 und das Vierwegeventil 19 und strömt in den Außenwärmetauscher 20.
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Das Kältemittel, das in den Außenwärmetauscher 20 geströmt ist, tauscht mit der Außenluft Wärme aus, um die Wärme abzustrahlen, und wird auf den Zielunterkühlungsgrad herunter gekühlt. Ferner strömt das Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher 20 geströmt ist, auf die gleiche Weise wie in der Kühlbetriebsart in der dargelegten Reihenfolge in den Niederdruckkältemitteldurchgang 22, den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25, den Innenverdampfer 26, den Akkumulator 30 und den Kompressor 11.
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Wie vorstehend beschrieben, wird in der Entfeuchtungsheizbetriebsart der Wärmepumpenkreislauf 10 derart aufgebaut, dass das Kältemittel die Wärme in dem Innenkondensator 12 und dem Außenwärmetauscher 20 abstrahlt und das Kältemittel in dem Innenverdampfer 26 verdampft wird. In der Entfeuchtungsheizbetriebsart kann Blasluft, die von dem Innenverdampfer 26 gekühlt und entfeuchtet wurde, durch den Innenkondensator 12 in das Fahrzeuginnere geblasen werden. Als ein Ergebnis kann die Entfeuchtungsheizung in dem Fahrzeuginneren erreicht werden. Da in der Entfeuchtungsheizbetriebsart der Zwischenöffnungs- und Schließmechanismus 16 geschlossen ist, wirkt der Kompressor 11 als ein einstufiger Verstärkungskompressor.
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(c) Heizbetriebsart
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Die Heizbetriebsart gemäß der vorliegenden Ausführungsform baut eine erste Antriebsbetriebsart auf, in welcher der Außenwärmetauscher 20 als ein Wärmetauscher zum Aufnehmen der Wärme aus der Außenluft wirkt und die Blasluft durch einen Innenkondensator 12 geheizt wird. Die Heizbetriebsart gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird durch Steuern der Druckverringerungsmechanismen 13, 25, des Zwischenöffnungs- und Schließmechanismus 16 und des Vierwegeventil 19 mit der Klimatisierungssteuervorrichtung 50 realisiert.
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Insbesondere legt die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 in der Heizbetriebsart den ersten Druckverringerungsmechanismus 13 und den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25 auf den Drosselzustand fest.
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Außerdem öffnet die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 den Zwischenöffnungs- und Schließmechanismus 16 und steuert das Vierwegeventil 19, so dass die Auslassseite für flüssigphasiges Kältemittel des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 14 mit dem Innenverdampfer 26 verbunden wird und der Kältemitteleinlass und Auslass 20a des Außenwärmetauschers 20 mit der Kältemitteleinlassseite des Akkumulators 30 verbunden wird.
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Als ein Ergebnis strömt das Kältemittel in dem Wärmepumpenkreislauf 10 der Heizbetriebsart wie durch Pfeile in 4 angezeigt. Mit anderen Worten strömt das abgegebene Kältemittel, das von dem Kompressor 11 abgegeben wird, in der dargelegten Reihenfolge durch den Innenkondensator 12, den ersten Druckverringerungsmechanismus 13, den Gas-Flüssigkeitsabscheider 14, den Durchgang 17 für flüssigphasiges Kältemittel, das Vierwegeventil 19, den Innenverdampfer 26, den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25, den Niederdruckkältemitteldurchgang 22, den Außenwärmetauscher 20, das Vierwegeventil 19, den Akkumulator 30 und den Kompressor 11. Zu dieser Zeit strömt das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 abgeschiedene gasphasige Kältemittel durch den Zwischendruckkältemitteldurchgang 15 in die Zwischendrucköffnung 11b des Kompressors 11.
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In dem vorstehend beschriebenen Kreislaufaufbau wird der Betriebszustand jeder Komponente des Wärmepumpenkreislaufs 10 basierend auf der in Schritt S104 berechneten Zielblastemperatur TAO und Erfassungssignalen verschiedener Arten von Sensorgruppen bestimmt.
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Zum Beispiel wird das Steuersignal, das an den Elektromotor des Kompressors 11 ausgegeben werden soll, auf die folgende Weise bestimmt. Zuerst wird ein Zieldruck Tpd des Drucks Pd des Hochdruckkältemittels, das den Innenkondensator 12 durchlaufen hat, basierend auf der Zielblastemperatur TAO unter Bezug auf das Steuerkennfeld, das im Voraus in dem Speicher gespeichert wird, bestimmt. Die Drehzahl des Kompressors 11 wird basierend auf einer Abweichung zwischen dem Zieldruck Tpd und dem Druck Pd des Hochdruckkältemittels bestimmt, so dass der Druck Pd des Hochdruckkältemittels sich dem Zieldruck Tpd nähert.
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Das Steuersignal, das an den ersten Druckverringerungsmechanismus 13 ausgegeben wird, wird derart bestimmt, dass der Unterkühlungsgrad des Kältemittels, das in den ersten Druckverringerungsmechanismus 13 strömt, sich einem Zielunterkühlungsgrad nähert.
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Überdies wird ein Steuersignal, das an den Aktuator zum Antreiben der Luftmischklappe 44 ausgegeben werden soll, derart bestimmt, dass die Luftmischklappe 44 den Luftdurchgang auf der Seite des Kaltluftumleitungsdurchgangs 45 schließt und ein Gesamtdurchsatz der Blasluft, die den Innenverdampfer 26 durchlaufen hat, die Seite des Innenkondensators 12 durchläuft. Die Steuersignale und ähnliche, die wie vorstehend beschrieben bestimmt werden, werden von der Klimatisierungssteuervorrichtung 50 an verschiedene Steuervorrichtungen ausgegeben.
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Als ein Ergebnis ändert sich in dem Wärmepumpenkreislauf 10 der Heizbetriebsart ein Zustand des Kältemittels in dem Kreislauf, wie in einem Mollierdiagramm von 5 gezeigt. Mit anderen Worten strömt das Hochdruckkältemittel (Punkt A1 in 5), das von der Abgabeöffnung 11c des Kompressors 11 abgegeben wird, wie in 5 gezeigt, in den Innenkondensator 12, tauscht Wärme mit der Blasluft aus, die den Innenverdampfer 26 durchlaufen hat, und stahlt die Wärme ab (von dem Punkt A1 zu dem Punkt A2 in 5). Als ein Ergebnis wird die Blasluft geheizt, so dass sie sich der Zielblastemperatur TAO nähert.
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Das Kältemittel, das aus dem Innenkondensator 12 geströmt ist, strömt in den ersten Druckverringerungsmechanismus 13, der dem Drosselzustand ausgesetzt ist, und sein Druck wird auf einen Zwischendruck herunter verringert (von dem Punkt A2 zu dem Punkt A3 in 5). Das Zwischendruckkältemittel, dessen Druck durch den ersten Druckverringerungsmechanismus 13 verringert wurde, wird durch den Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 in Gas und Flüssigkeit abgeschieden (von dem Punkt A3 zu dem Punkt A3a und von dem Punkt A3 zu dem Punkt A3b in 5).
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Da der Zwischenöffnungs- und Schließmechanismus 16 offen ist, strömt das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 abgeschiedene gasphasige Kältemittel durch den Zwischendruckkältemitteldurchgang 15 in die Zwischendrucköffnung 11b des Kompressors 11 (von dem Punkt A3b zu dem Punkt A9 in 5). Das Zwischendruckkältemittel, das in die Zwischendrucköffnung 11b des Kompressors 11 geströmt ist, vereinigt sich mit dem Kältemittel (Punkt A8 in 5), das von der niederstufenseitigen Kompressionseinheit abgegeben wird, und wird in die hochstufenseitige Kompressionseinheit gesaugt.
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Andererseits strömt das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel durch das Vierwegeventil 19 in den Innenverdampfer 26. Das Kältemittel, das in den Innenverdampfer 26 geströmt ist, strahlt die Wärme durch einen Wärmeaustausch mit der von dem Gebläse 43 geblasenen Blasluft ab, und eine Enthalpie des Kältemittels nimmt ab (von A3a nach A4 in 5). Mit anderen Worten wird in dem Innenverdampfer 26 das flüssigphasige Kältemittel, das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 abgeschieden wird, unterkühlt. Das Kältemittel, das aus dem Innenverdampfer 26 geströmt ist, strömt in den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25. Da der zweite Druckverringerungsmechanismus 25 zu dieser Zeit in den Drosselzustand versetzt ist, wird der Druck des Kältemittels durch den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25 verringert (von A4 nach A5 in 5). Das Kältemittel, dessen Druck durch den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25 verringert wurde, strömt durch den Niederdruckkältemitteldurchgang 22 in den Außenwärmetauscher 20. Das Kältemittel, das in den Außenwärmetauscher geströmt ist, tauscht mit der Außenluft Wärme aus, nimmt die Wärme auf und verdampft (von dem Punkt A5 zu dem Punkt A6 in 5). Die Außenluft entspricht einem Wärmemedium.
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Ebenso strömt das Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher 20 geströmt ist, durch das Vierwegeventil 19 in den Akkumulator 30. Das Kältemittel, das in den Akkumulator 30 geströmt ist, wird in der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinheit 31 des Akkumulators 30 in Gas und Flüssigkeit abgeschieden. Das von der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinheit 31 des Akkumulators 30 abgeschiedene gasphasige Kältemittel wird von der Ansaugöffnung 11a des Kompressors 11 angesaugt (Punkt A7 in 5) und wird in jeder Kompressionseinheit des Kompressors 11 erneut komprimiert.
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Wie vorstehend beschrieben wird in der Heizbetriebsart der Wärmepumpenkreislauf 10 aufgebaut, um zu bewirken, dass das Kältemittel die Wärme in dem Innenkondensator 12 abstrahlt und das Kältemittel in dem Außenwärmetauscher 20 verdampft wird, und die von dem Innenkondensator 12 geheizte Blasluft kann in das Fahrzeuginnere geblasen werden. Als ein Ergebnis kann das Heizen in dem Fahrzeuginneren realisiert werden.
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Gemäß dem vorstehend beschriebenen Wärmepumpenkreislauf 10 der vorliegenden Ausführungsform können die Antriebsbetriebsarten, wie etwa die Heizbetriebsart, die Kühlbetriebsart und die Entfeuchtungsheizbetriebsart unter der Steuerung jeder gesteuerten Anlage durch die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 umgeschaltet werden. Mit anderen Worten können in dem Wärmepumpenkreislauf 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform verschiedene Funktionen, wie etwa Heizen, Kühlen, Entfeuchten und Heizen in dem Fahrzeuginneren realisiert werden.
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Insbesondere baut der Wärmepumpenkreislauf 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in der Heizbetriebsart den Kältemittelkreis auf, der das Kältemittel in mehreren Stufen verstärkt, das Zwischendruckkältemittel in dem Kreislauf mit dem Kältemittel vereinigt, das von der niederstufenseitigen Kompressionseinheit des Kompressors 11 abgegeben wird, und das vereinigte Kältemittel in die hochstufenseitige Kompressionseinheit saugt. Mit anderen Worten ist der Wärmepumpenkreislauf 10 ein Gaseinspritzkreislauf. Dies macht es möglich, selbst bei einer Niedertemperaturumgebung, in der die Außenlufttemperatur extrem niedrig wird, die Dichte des Ansaugkältemittels in den Kompressor 11 zu erhöhen, als ein Ergebnis wovon die Heizkapazität in dem Wärmepumpenkreislauf 10 sichergestellt werden kann.
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Ferner hat der Wärmepumpenkreislauf 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25, der das flüssigphasige Kältemittel, das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 abgeschieden wird, auf ein Niederdruckkältemittel herunter verringert. Außerdem hat der Wärmepumpenkreislauf 10 den Außenwärmetauscher 20, der den Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel, das den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25 durchlaufen hat, und Außenluft durchführt und bewirkt, dass das Kältemittel zu der Ansaugöffnungsseite ausströmt. Außerdem hat der Wärmepumpenkreislauf 10 den Innenverdampfer 26, der den Wärmeaustausch zwischen dem von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 abgeschiedenen flüssigphasigen Kältemittel und dem Partnerfluid (das heißt, Blasluft) durchführt, um zu bewirken, dass das flüssigphasige Kältemittel zu der Seite des zweiten Druckverringerungsmechanismus 25 ausströmt. Außerdem ist der Innenverdampfer 26 auf der strömungsaufwärtigen Seite des Innenkondensators 12 in der Strömungsrichtung des Wärmeaustauschzielfluids (das heißt, der Blasluft) angeordnet.
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Wie vorstehend beschrieben, führt der Verdampfer 26 den Wärmeaustausch zwischen dem von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 abgeschiedenen flüssigphasigen Fluid und dem Partnerfluid (das heißt, dem Wärmeaustauschzielfluid) durch, um das flüssigphasige Kältemittel zu unterkühlen. Mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau kann die Enthalpie des Kältemittels, das in den Außenwärmetauscher 20 strömt, ungeachtet des Kältemitteldrucks der Zwischendrucköffnung des Kompressors verringert werden. Als ein Ergebnis wird die von dem Außenwärmetauscher 20 aufgenommene Wärmemenge erhöht, wodurch man fähig ist, die Wärmeabstrahlungsmenge des Kältemittels an das Wärmeaustauschzielfluid zu erhöhen.
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Ferner ist der Innenverdampfer 26 auf der strömungsaufwärtigen Seite des Innenkondensators 12 angeordnet. Daher strömt das Wärmeaustauschzielfluid mit hoher Temperatur in den Innenkondensator 12, als ein Ergebnis wovon der Druck des Kältemittels auf der Abgabeseite des Kompressors 11 steigt. Als ein Ergebnis wird eine Arbeitslast des Kompressors 11 erhöht, wodurch man fähig ist, die Heizkapazität in dem Wärmepumpenkreislauf weiter zu verbessern.
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Daher kann die Heizkapazität in dem Wärmepumpenkreislauf ungeachtet des Drucks des Zwischendruckkältemittels verbessert werden.
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Ferner umfasst der Wärmepumpenkreislauf 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Vierwegeventil 19, das den Kältemittelströmungskanal in dem Kreislauf auf den ersten Kältemittelströmungskanal und den zweiten Kältemittelströmungskanal umschaltet. In dem ersten Kältemittelströmungskanal strömt das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel in der dargelegten Reihenfolge in den Innenverdampfer 26, den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25, den Außenwärmetauscher 20 und den Kompressor 11. In dem zweiten Kältemittelströmungskanal strömt das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel in der dargelegten Reihenfolge in den Außenwärmetauscher 20, den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25, den Innenverdampfer 26 und den Kompressor 11. Außerdem umfasst der Wärmepumpenkreislauf 10 eine Antriebsbetriebsartumschalteinheit 50a, die das Vierwegeventil 19 steuert, um zwischen der Kühlbetriebsart zum Kühlen des Fahrzeuginneren und der Heizbetriebsart zum Heizen des Fahrzeuginneren umzuschalten. Die Antriebsbetriebsartumschalteinheit 50a schaltet den Kältemittelströmungskanal in dem Kreislauf in der Heizbetriebsart auf den ersten Kältemittelströmungskanal, so dass der Innenverdampfer 26 als ein Strahler wirkt, und schaltet den Kältemittelströmungskanal in dem Kreislauf in der Kühlbetriebsart auf den zweiten Kältemittelströmungskanal, so dass der Innenverdampfer 26 als ein Wärmeabsorber wirkt.
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Wenn der Innenverdampfer 26, der in der Heizbetriebsart als ein Strahler wirkt, aufgebaut ist, um in der Kühlbetriebsart als ein Wärmeabsorber zu wirken, kann eine Zunahme der Anzahl von Komponenten in dem Kreislauf auf diese Weise verhindert werden.
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(Zweite Ausführungsform)
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Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform beschrieben. 6 ist ein Diagramm, das einen Gesamtaufbau eines Wärmepumpenkreislaufs gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt. Der Aufbau des Wärmepumpenkreislaufs 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in der Hinsicht verschieden von dem der ersten Ausführungsform, dass ferner eine Zwischenströmungskanalumschalteinheit 35 bereitgestellt ist.
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Die Zwischenströmungskanalumschalteinheit 35 ist durch ein Dreiwegeventil zum Umschalten zwischen einem Zwischenwärmeaustauschströmungskanal 24a, um zuzulassen, dass ein von einem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 abgeschiedenes flüssigphasiges Kältemittel, das ein Vierwegeventil 19 durchläuft, in einen Innenverdampfer 26 strömt, und einem Zwischenumleitungsströmungskanal 24b, um zuzulassen, dass das flüssigphasige Kältemittel den Innenverdampfer 26 umgeht, aufgebaut. Der Betrieb der Zwischenströmungskanalumschalteinheit 35 wird gemäß einem Steuersignal gesteuert, das von einer Klimatisierungssteuervorrichtung 50 ausgegeben wird.
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Wenn in dem vorstehend beschriebenen Wärmepumpenkreislauf 10 in einer Heizbetriebsart eine Außenlufttemperatur höher als eine Temperatur des flüssigphasigen Kältemittels ist, das von einem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 in den Innenverdampfer 26 strömt, wirkt der Innenverdampfer 26 als ein Wärmeabsorber. Daher wird die Heizleistung verschlechtert. Aus diesem Grund implementiert die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Verfahren zum Umschalten eines Strömungskanals des Kältemittels, so dass der Innenverdampfer 26 nicht als ein Wärmeabsorber wirkt, wenn eine Außenlufttemperatur höher als eine Temperatur des flüssigphasigen Kältemittels ist, das in der Heizbetriebsart von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 in den Innenverdampfer 26 strömt.
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7 ist ein Flussdiagramm, welches das vorstehende Verfahren darstellt. In der Heizbetriebsart führt die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 ein in 7 gezeigtes Verfahren parallel zu dem in 2 gezeigten Verfahren durch. In diesem Fall wird angenommen, dass eine Saugöffnungsbetriebsart auf eine Außenluftbetriebsart festgelegt ist. Wenn ein Bedienschalter der Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung eingeschaltet wird, bestimmt die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 zuerst, ob die Außenlufttemperatur größer oder gleich einer Temperatur des flüssigphasigen Kältemittels ist, das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 in den Innenverdampfer 26 strömt, oder nicht (S200). Insbesondere spezifiziert die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 die Temperatur, die von einer Kältemitteltemperaturerfassungseinheit 54 oder einem Kältemitteltemperatursensor 27 erfasst wird, und spezifiziert die von einem Temperatursensor 46 erfasste Temperatur. Die Kältemitteltemperaturerfassungseinheit 54 erfasst die Temperatur des Kältemittels, das einen Zwischendruckkältemitteldurchgang 15 durchläuft. Die Temperatur, die von der Kältemitteltemperaturerfassungseinheit 54 oder dem Kältemitteltemperatursensor 27 erfasst wird, entspricht der Temperatur des flüssigphasigen Kältemittels, das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 abgeschieden wird und in den Innenverdampfer 26 strömt. Die von dem Temperatursensor 46 erfasste Temperatur entspricht einer Außenlufttemperatur, die in den Innenverdampfer 26 strömt. Es wird bestimmt, ob die Außenlufttemperatur größer oder gleich der Temperatur des flüssigphasigen Kältemittels ist, das in den Innenverdampfer 26 strömt, oder nicht. Es sollte bemerkt werden, dass S200 einer Temperaturbestimmungseinheit entspricht.
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Wenn in diesem Fall die Außenluft niedriger als die Temperatur des flüssigphasigen Kältemittels ist, das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 in den Innenverdampfer 26 strömt, ist die Bestimmung in S200 Nein. In diesem Fall steuert die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 die Zwischenströmungskanalumschalteinheit 35, so dass das flüssigphasige Kältemittel, das aus dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 geströmt ist, durch das Vierwegeventil 19 und den Zwischenwärmeaustauschströmungskanal 24a in den Verdampfer 26 strömt.
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Als ein Ergebnis strömt das flüssigphasige Kältemittel, das aus dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 geströmt ist, in der dargelegten Reihenfolge in das Vierwegeventil 19, den Innenverdampfer 26, den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25, den Außenwärmetauscher 20, das Vierwegeventil 19, den Akkumulator 30 und den Kompressor 11. Zu dieser Zeit führt der Innenverdampfer 26 den Wärmeaustausch zwischen dem von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 abgeschiedenen flüssigphasigen Kältemittel und der in das Fahrzeuginnere, das ein Klimatisierungszielraum ist, geblasenen Blasluft durch, um das flüssigphasige Kältemittel zu unterkühlen. Aus diesem Grund kann die Enthalpie des Kältemittels, das in den Innenverdampfer 26 strömt, ungeachtet des Kältemitteldrucks einer Zwischendrucköffnung des Kompressors verringert werden.
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Wenn die Temperatur, die von dem Temperatursensor 46 erfasst wird, das heißt, die Außenlufttemperatur, die in den Innenverdampfer 26 strömt, größer oder gleich der Temperatur des flüssigphasigen Kältemittels ist, das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 in den Innenverdampfer 26 strömt, ist die Bestimmung in S200 Ja. In diesem Fall strömt das flüssigphasige Kältemittel, das aus dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 geströmt ist, wie durch Pfeile in 8 angezeigt. Mit anderen Worten strömt das flüssigphasige Kältemittel, das aus dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 geströmt ist, durch das Vierwegeventil 19 und die Zwischenströmungskanalumschalteinheit 35 und strömt danach in den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25, während es den Innenverdampfer 26 umgeht. Insbesondere strömt das flüssigphasige Kältemittel, das aus dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 geströmt ist, in der dargelegten Reihenfolge in das Vierwegeventil 19, den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25, den Außenwärmetauscher 20, das Vierwegeventil 19, den Akkumulator 30 und den Kompressor 11.
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Zu dieser Zeit strömt das flüssigphasige Kältemittel, das aus dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 geströmt ist, nicht in den Innenverdampfer 26. Aus diesem Grund wird, selbst wenn die Außenlufttemperatur höher als die Temperatur des flüssigphasigen Kältemittels ist, das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 in den Innenverdampfer 26 strömt, verhindert, dass der Innenverdampfer 26 als ein Wärmeabsorber wirkt. Daher verschlechtert sich die Heizleistung nicht.
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Wie vorstehend beschrieben, umfasst der Wärmepumpenkreislauf 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Zwischenströmungskanalumschalteinheit 35 und die Klimatisierungssteuervorrichtung 50, welche die Zwischenströmungskanalumschalteinheit 35 steuert. Die Zwischenströmungskanalumschalteinheit 35 schaltet den Kältemittelströmungskanal in dem Kreislauf zwischen dem Zwischenwärmeaustauschströmungskanal 24a, der zulässt, dass das Kältemittel in den Innenverdampfer 26 strömt, und dem Zwischenumleitungsströmungskanal 24b, der zulässt, dass das Kältemittel den Innenverdampfer 28 umgeht, um. Die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 bestimmt, ob die von dem Temperatursensor 46 erfasste Temperatur, das heißt, die Außenlufttemperatur, die in den Innenverdampfer 26 strömt, größer oder gleich der Temperatur des flüssigphasigen Kältemittels ist, das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 in den Innenverdampfer 26 strömt, oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass die Außenlufttemperatur, die in den Innenverdampfer 26 strömt, niedriger als die Temperatur des flüssigphasigen Kältemittels ist, das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 in den Innenverdampfer 26 strömt, steuert die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 die Zwischenströmungskanalumschalteinheit 35 derart, dass der Kältemittelströmungskanal in dem Kreislauf in dem Zwischenwärmeaustauschströmungskanal 24a strömt.
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Als ein Ergebnis führt der Innenverdampfer 26 einen Wärmeaustausch zwischen dem von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 abgeschiedenen flüssigphasigen Kältemittel und der Blasluft, die in das Fahrzeuginnere, welcher der Klimatisierungszielraum ist, geblasen wird, durch, um das flüssigphasige Kältemittel zu unterkühlen. Aus diesem Grund kann die Enthalpie des in den Innenverdampfer 26 strömenden Kältemittels selbst dann verringert werden, wenn der Kältemitteldruck der Zwischendrucköffnung des Kompressors zunimmt. Als ein Ergebnis wird die von dem Innenverdampfer 26 aufgenommene Wärmemenge vergrößert, wodurch man fähig ist, die Wärmeabstrahlungsmenge des Kältemittels an das Wärmeaustauschfluid zu erhöhen.
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Ferner bestimmt die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 in der vorliegenden Ausführungsform, ob die von dem Temperatursensor 46 erfasste Temperatur, das heißt, die Außenlufttemperatur, die in den Innenverdampfer 26 strömt, größer oder gleich der Temperatur des flüssigphasigen Kältemittels ist, das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 in den Innenverdampfer 26 strömt. Wenn bestimmt wird, ob die Außenlufttemperatur größer oder gleich der Temperatur des flüssigphasigen Kältemittels ist, das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 in den Innenverdampfer 26 strömt, steuert die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 die Zwischenströmungskanalumschalteinheit 35, um zuzulassen, dass der Kältemittelströmungskanal in dem Kreislauf den Innenverdampfer 26 umgeht, so dass das Kältemittel in dem Zwischenumleitungsströmungskanal 24b strömt. Selbst wenn die Außenlufttemperatur höher als die Temperatur des flüssigphasigen Kältemittels ist, das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 in den Innenverdampfer 26 strömt, kann daher verhindert werden, dass der Innenverdampfer 26 als der Wärmeabsorber wirkt.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird die Ansaugöffnungsbetriebsart auf die Außenluftbetriebsart festgelegt, und in S200 wird bestimmt, ob die Außenlufttemperatur größer oder gleich der Temperatur des flüssigphasigen Kältemittels ist, das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 in den Innenverdampfer 26 strömt, oder nicht. Wenn die Ansaugöffnungsbetriebsart jedoch zum Beispiel auf die Innenluftbetriebsart festgelegt wird, kann die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 in S200 eine andere Bestimmung vornehmen. Insbesondere kann die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 bestimmen, ob die von dem Temperatursensor 46 erfasste Temperatur, das heißt, die Innenlufttemperatur, die in den Innenverdampfer 26 strömt, größer oder gleich der Temperatur des flüssigphasigen Kältemittels, das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 in den Innenverdampfer 26 strömt, ist oder nicht.
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Wenn die Innenlufttemperatur niedriger als die Temperatur des flüssigphasigen Kältemittels ist, das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 in den Innenverdampfer 26 strömt, kann die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 die Zwischenströmungskanalumschalteinheit 35 derart steuern, dass das flüssigphasige Kältemittel, das aus dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 geströmt ist, durch das Vierwegeventil 19 und den Zwischenwärmeaustauschströmungskanal 24a in den Innenverdampfer 26 strömt. Wenn ferner bestimmt wird, dass die Innenlufttemperatur größer oder gleich der Temperatur des flüssigphasigen Kältemittels ist, das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 in den Innenverdampfer 26 strömt, kann die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 die Zwischenströmungskanalumschalteinheit 35 derart steuern, dass das Kältemittel in den Zwischenumleitungsströmungskanal 24b strömt, der zulässt, dass der Kältemittelströmungskanal in dem Kreislauf den Innenverdampfer 26 umgeht.
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(Dritte Ausführungsform)
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Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform beschrieben. 9 und 10 sind Diagramme, die einen Gesamtaufbau eines Wärmepumpenkreislaufs gemäß der dritten Ausführungsform darstellen. In jeder der vorstehenden Ausführungsformen verwendet der Wärmepumpenkreislauf 10 den Innenverdampfer 26 in der Heizbetriebsart als den zweiten nutzungsseitigen Wärmetauscher und unterkühlt das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel. Andererseits umfasst ein Wärmepumpenkreislauf 10 in der vorliegenden Ausführungsform neu einen Kondensator 28 als einen zweiten nutzungsseitigen Wärmetauscher und umfasst auch neu einen dritten Druckverringerungsmechanismus 29 als eine zweite Druckverringerungseinheit. Außerdem umfasst der Wärmepumpenkreislauf 10 in der vorliegenden Ausführungsform anstelle des Vierwegeventils 19 ein Dreiwegeventil 21 und umfasst einen Niederdrucköffnungs- und Schließmechanismus 33, der einen Niederdruckumleitungsdurchgang 22a öffnet und schließt.
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In der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Kondensator 28 einem zweiten nutzungsseitigen Wärmetauscher, der dritte Druckverringerungsmechanismus 29 entspricht einer zweiten Druckverringerungseinheit, der Innenverdampfer 26 entspricht einem dritten nutzungsseitigen Wärmetauscher und der zweite Druckverringerungsmechanismus 25 entspricht einer dritten Druckverringerungseinheit.
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Ein Verzweigungsabschnitt 32, der ein Kältemittel, das aus einem Außenwärmetauscher 20 geströmt ist, abzweigt, ist mit einem Kältemitteleinlass und Auslass 20b des Außenwärmetauschers 20 verbunden. Ein Niederdruckkältemitteldurchgang 22 und ein Niederdruckumleitungsdurchgang 22a sind mit dem Verzweigungsabschnitt 32 verbunden.
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Der Niederdruckkältemitteldurchgang 22 ist ein Kältemitteldurchgang 22, der das Kältemittel, das aus dem Kältemitteleinlass und Auslass 20b des Außenwärmetauschers 20 geströmt ist, durch den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25 und den Innenverdampfer 26 zu einem Akkumulator 30 leitet.
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Der Niederdruckumleitungsdurchgang 22a ist ein Kältemitteldurchgang, der das Kältemittel, das aus dem Kältemitteleinlass und Auslass 20b des Außenwärmetauschers 20 geströmt ist, unter Umgehung des zweiten Druckverringerungsmechanismus 25 und des Innenverdampfers 26 zu einem Akkumulator 30 leitet. Ein Niederdrucköffnungs- und Schließmechanismus 33 zum Öffnen und Schließen des Niederdruckumleitungsdurchgangs 22a ist in dem Niederdruckumleitungsdurchgang 22a bereitgestellt.
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Das Dreiwegeventil 21 ist eine Kältemittelströmungskanalumschalteinheit, die zwischen einem Kältemittelströmungsweg des Wärmepumpenkreislaufs 10 während einer Fahrzeuginnenkühlung und einem Kältemittelströmungsweg des Wärmepumpenkreislaufs 10 während einer Fahrzeuginnenheizung umschaltet.
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Insbesondere verbindet das Dreiwegeventil 21 während der Fahrzeuginnenkühlung eine Auslassseite für flüssigphasiges Kältemittel des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 14 mit dem Kältemitteleinlass und Auslass 20a des Außenwärmetauschers 20. Außerdem schließt die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 den Niederdrucköffnungs- und Schließmechanismus 33 und verengt den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25 während der Fahrzeuginnenkühlung. Als ein Ergebnis strömt das von dem Kompressor 11 abgegebene Kältemittel, wie durch Pfeile in 9 angezeigt, in der dargelegten Reihenfolge durch den Innenkondensator 12, den ersten Druckverringerungsmechanismus 13, den Gas-Flüssigkeitsabscheider 14, das Dreiwegeventil 21, den Außenwärmetauscher 20, den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25, den Innenverdampfer 26 und den Akkumulator 30 und wird erneut in den Kompressor 11 gesaugt.
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Ferner verbindet das Dreiwegeventil 21 während der Fahrzeuginnenheizung die Auslassseite für flüssigphasiges Kältemittel des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 14 durch die Kältemittelrohrleitung 17a mit dem Kondensator 28. Außerdem öffnet die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 den Niederdrucköffnungs- und Schließmechanismus 33 und verengt den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25 während der Fahrzeuginnenheizung. Als ein Ergebnis strömt das von dem Kompressor 11 abgegebene Kältemittel, wie durch Pfeile in 10 angezeigt, in der dargelegten Reihenfolge durch den Innenkondensator 12, den ersten Druckverringerungsmechanismus 13, den Gas-Flüssigkeitsabscheider 14, das Dreiwegeventil 21, den Kondensator 28, den dritten Druckverringerungsmechanismus 29, den Außenwärmetauscher 20, den Niederdrucköffnungs- und Schließmechanismus 33, den Außenwärmetauscher 20, den Niederdrucköffnungs- und Schließmechanismus 33 und den Akkumulator 30 und wird erneut in den Kompressor 11 gesaugt.
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Außerdem ist der Kondensator 28 ein zweiter nutzungsseitiger Wärmetauscher, der einen Wärmeaustausch zwischen dem von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 abgeschiedenen flüssigphasigen Kältemittel und dem Wärmeaustauschzielfluid durchführt, um zu bewirken, dass das flüssigphasige Kältemittel aus der Seite des dritten Druckverringerungsmechanismus 29 strömt. Der Kondensator 28 ist in dem Klimaanlagengehäuse 41 auf der strömungsaufwärtigen Seite des Innenkondensators 12 in der Strömungsrichtung des Wärmeaustauschzielfluids und auf der strömungsabwärtigen Seite des Innenverdampfers 26 in der Strömungsrichtung des Wärmeaustauschzielfluids angeordnet. Der dritte Druckverringerungsmechanismus 29 ist eine zweite Druckverringerungseinheit, die den Druck des Kältemittels, das aus dem Kondensator 28 geströmt ist, auf ein Niederdruckkältemittel herunter kühlt.
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In dem vorstehend beschriebenen Aufbau strömt das von der Abgabeöffnung 11c des Kompressors 11 abgegebene Kältemittel in dem Wärmepumpenkreislauf 10 in der Heizbetriebsart in den Innenkondensator 12 und tauscht die Wärme mit der Blasluft, die den Innenverdampfer 26 durchlaufen hat, aus, um die Wärme abzustrahlen. Als ein Ergebnis wird die Blasluft geheizt, um sich der Zielblastemperatur TAO zu nähern.
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Das Kältemittel, das aus dem Innenkondensator 12 geströmt ist, strömt in den ersten Druckverringerungsmechanismus 13, der dem Drosselzustand unterzogen ist, und sein Druck wird auf einen Zwischendruck herunter verringert. Das Zwischendruckkältemittel, dessen Druck durch den ersten Druckverringerungsmechanismus 13 verringert wurde, wird durch den Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 in Gas und Flüssigkeit abgeschieden.
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Da der Zwischenöffnungs- und Schließmechanismus 16 offen ist, strömt das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 abgeschiedene gasphasige Kältemittel durch den Zwischendruckkältemitteldurchgang 15 in die Zwischendrucköffnung 11b des Kompressors 11. Das Zwischendruckkältemittel, das in die Zwischendrucköffnung 11b des Kompressors 11 geströmt ist, vereinigt sich mit dem Kältemittel, das von der niederstufenseitigen Kompressionseinheit abgegeben wird, und wird in die hochstufenseitige Kompressionseinheit gesaugt.
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Andererseits strömt das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel durch das Dreiwegeventil 21 in den Kondensator 28. Das Kältemittel, das in den Kondensator 28 geströmt ist, strahlt die Wärme durch den Wärmeaustausch mit der Blasluft, die von dem Gebläse 43 geblasen wird, aus, und eine Enthalpie des Kältemittels nimmt ab. Mit anderen Worten wird das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel in dem Kondensator 28 unterkühlt. Das Kältemittel, das aus dem Kondensator 28 geströmt ist, strömt in den dritten Druckverringerungsmechanismus 29. Da zu dieser Zeit der dritte Druckverringerungsmechanismus 29 in den Drosselzustand versetzt ist, wird der Druck des Kältemittels durch den dritten Druckverringerungsmechanismus 29 verringert. Das Kältemittel, dessen Druck durch den dritten Druckverringerungsmechanismus 29 verringert wurde, strömt durch den Niederdruckkältemitteldurchgang 23 in den Außenwärmetauscher 20. Das Kältemittel, das in den Außenwärmetauscher 20 geströmt ist, tauscht die Wärme mit der Außenluft aus, nimmt die Wärme auf und verdampft.
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Ebenso strömt das Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher 20 geströmt ist, durch den Niederdrucköffnungs- und Schließmechanismus 33 in den Akkumulator 30. Das Kältemittel, das in den Akkumulator 30 geströmt ist, wird in der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinheit 31 des Akkumulators 30 in Gas und Flüssigkeit abgeschieden. Das von der Gas-Flüssigkeitsabscheidungseinheit 31 des Akkumulators 30 abgeschiedene gasphasige Kältemittel wird von der Ansaugöffnung 11a des Kompressors 11 angesaugt und wird in jeder Kompressionseinheit des Kompressors 11 erneut komprimiert.
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Ferner hat der vorstehend beschriebene Wärmepumpenkreislauf 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform den dritten Druckverringerungsmechanismus 29, der das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel auf ein Niederdruckkältemittel verringert. Außerdem hat der Wärmepumpenkreislauf 10 den Außenwärmetauscher 20, der den Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel, das den dritten Druckverringerungsmechanismus 29 durchlaufen hat, und der Außenluft durchführt, und bewirkt, dass das Kältemittel zu der Ansaugöffnungsseite ausströmt. Außerdem hat der Wärmepumpenkreislauf 10 den Kondensator 28, der den Wärmeaustausch zwischen dem von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 abgeschiedenen flüssigphasigen Kältemittel und dem Wärmeaustauschzielfluid durchführt, um zu bewirken, dass das flüssigphasige Kältemittel zu der Seite des zweiten Druckverringerungsmechanismus 25 ausströmt. Außerdem ist der Kondensator 28 auf der strömungsaufwärtigen Seite des Innenkondensators 12 in der Strömungsrichtung des Wärmeaustauschzielfluids angeordnet.
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Wie vorstehend beschrieben, führt der Kondensator 28 den Wärmeaustausch zwischen dem von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 abgeschiedenen flüssigphasigen Kältemittel und dem Wärmeaustauschzielfluid durch, um das flüssigphasige Kältemittel zu unterkühlen. Dies macht es möglich, die Enthalpie des Kältemittels, das in den Außenwärmetauscher 20 strömt, ungeachtet des Kältemitteldrucks der Zwischendrucköffnung des Kompressors zu verringern. Als ein Ergebnis wird die von dem Außenwärmetauscher 20 aufgenommene Wärmemenge erhöht, wodurch man fähig ist, die Wärmeabstrahlungsmenge des Kältemittels an das Wärmeaustauschzielfluid zu erhöhen.
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Außerdem hat der Wärmepumpenkreislauf 10 in der vorliegenden Ausführungsform einen Innenverdampfer 26, der den Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher 20 geströmt ist, und dem Partnerfluid (das heißt, dem Wärmeaustauschzielfluid) durchführt. Ferner hat der Wärmepumpenkreislauf 10 den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25, der den Druck des Kältemittels vor dem Strömen in den Innenverdampfer 26 verringert. Ferner hat der Wärmepumpenkreislauf 10 das Dreiwegeventil 21. Das Dreiwegeventil 21 schaltet den Kältemittelströmungskanal in dem Kreislauf zwischen dem dritten Kältemittelströmungskanal und dem vierten Kältemittelströmungskanal um. In dem dritten Kältemittelströmungskanal strömt das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel in der dargelegten Reihenfolge durch den Kondensator 28, den dritten Druckverringerungsmechanismus 29, den Außenwärmetauscher 20 und den Kompressor 11. In dem vierten Kältemittelströmungskanal strömt das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 abgeschiedene flüssigphasige Kältemittel in der dargelegten Reihenfolge in den Außenwärmetauscher 20, den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25, den Innenverdampfer 26 und den Kompressor 11. Außerdem hat der Wärmepumpenkreislauf 10 eine Antriebsbetriebsartumschalteinheit 50a. Die Antriebsbetriebsartumschalteinheit 50a steuert das Dreiwegeventil 21, um zwischen der Kühlbetriebsart zum Kühlen des Fahrzeuginneren und der Heizbetriebsart zum Heizen des Fahrzeuginneren umzuschalten. Die Antriebsbetriebsartumschalteinheit 50a kann den Kältemittelströmungskanal in dem Kreislauf auf den dritten Kältemittelströmungskanal schalten, so dass der Kondensator 28 in der Heizbetriebsart als ein Strahler wirkt. In diesem Fall kann die Antriebsbetriebsartumschalteinheit 50a den Kältemittelströmungskanal in dem Kreislauf auf den vierten Kältemittelströmungskanal schalten, so dass der Innenverdampfer 26 in der Kühlbetriebsart als ein Wärmeabsorber wirkt.
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(Vierte Ausführungsform)
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Hier nachstehend wird eine Beschreibung einer vierten Ausführungsform unter Bezug auf 11 gegeben. In einer Heizbetriebsart tauscht ein Außenwärmetauscher 20 gemäß der vorliegender Ausführungsform Wärme zwischen Luft, die von einem Kühlmittel zum Kühlen eines Verbrennungsmotors 59 geheizt wird, und einem Kältemittel aus. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht die von dem Kühlmittel geheizte Luft einem Heizmedium. Die von dem Kühlmittel geheizte Luft ist zum Beispiel Außenluft.
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Wie in 11 gezeigt, hat ein Fahrzeug, auf das eine Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform angewendet wird, einen Verbrennungsmotor 59 und Motorkühlkreise 60A und 60B. Die sonstigen Aufbauten sind die Gleichen wie die in der ersten Ausführungsform.
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Der Verbrennungsmotor 59 ist eine Brennkraftmaschine, die eine Fahrzeugfahrleistung durch Verbrennen von Kraftstoff, wie etwa Benzin, erzeugt. Der Motorkühlkreis 60A zirkuliert ein Kühlmittel und hat eine Wasserpumpe 61, einen Strahler 62 und eine Kühlmittelrohrleitung 63. Der Strahler 62 ist nahe an dem Außenwärmetauscher 20 und diesem zugewandt angeordnet.
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Wenn die Wasserpumpe 61 betrieben wird, zirkuliert das Kühlmittel in dem Motorkühlkreis 60A. Insbesondere saugt die Wasserpumpe 61 das Kühlmittel in der Kühlmittelrohrleitung 63 von einem Einlass einer Wasserpumpe 61 an und gibt das Kühlmittel von einem Auslass der Wasserpumpe 61 an die Kühlmittelrohrleitung 63 ab. Das von dem Auslass der Wasserpumpe 61 abgegebene Kühlmittel erreicht durch die Kühlmittelrohrleitung 63 einen Einlass des Strahlers 62 und strömt von dem Einlass des Strahlers 62 in den Strahler 62. Das Kältemittel, das in den Strahler 62 geströmt ist, strömt aus dem Auslass des Strahlers 62 zu der Kühlmittelrohrleitung 63. Das Kältemittel, das aus dem Strahler 62 geströmt ist, durchläuft durch die Kühlmittelrohrleitung 63 das innere des Verbrennungsmotors 59 und erreicht dann einen Einlass der Wasserpumpe 61.
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Der Motorkühlkreis 60B ist ein anderer Kreis verschieden zu dem Motorkühlkreis 60A zum Zirkulieren des Kühlmittels und hat eine Wasserpumpe 64, einen Heizungskern 65 und eine Kühlmittelrohrleitung 66.
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In dem Klimaanlagengehäuse 41 ist der Heizungskern 65 auf einer luftströmungsaufwärtigen Seite des Innenkondensators 12 und auf einer luftströmungsabwärtigen Seite des Innenverdampfers 26 angeordnet. Ferner ist der Heizungskern 65 auf der luftströmungsabwärtigen Seite der Luftmischklappe 44 angeordnet.
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Wenn die Wasserpumpe 64 betrieben wird, zirkuliert das Kühlmittel in dem Motorkühlkreis 60B. Insbesondere saugt die Wasserpumpe 64 das Kühlmittel in der Kühlmittelrohrleitung 66 von einem Einlass einer Wasserpumpe 64 und gibt das Kühlmittel von einem Auslass der Wasserpumpe 64 an die Kühlmittelrohrleitung 66 ab. Das von dem Auslass der Wasserpumpe 64 abgegebene Kühlmittel erreicht durch die Kühlmittelrohrleitung 66 einen Einlass des Heizungskerns 65 und strömt von dem Einlass des Heizungskerns 65 in den Heizungskern 65. Das Kältemittel, das in den Heizungskern 65 geströmt ist, strömt aus dem Auslass des Heizungskerns 65 zu der Kühlmittelrohrleitung 66. Das Kältemittel, das aus dem Heizungskern 65 geströmt ist, durchläuft das Innere des Verbrennungsmotors 59 durch die Kühlmittelrohrleitung 66 und erreicht dann einen Einlass der Wasserpumpe 64.
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Hier nachstehend wird der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Wasserpumpen 61 und 64 während des Betriebs des Wärmepumpenkreislaufs 10 immer betrieben.
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Daher strömt in dem Motorkühlkreis 60A das Kühlmittel, das Wärme von dem Verbrennungsmotor 59 aufgenommen hat und eine hohe Temperatur erhält, in den Strahler 62, wird durch den Wärmeaustausch mit der Außenluft im Inneren des Strahlers 62 gekühlt und kehrt dann zu dem Verbrennungsmotor 59 zurück. Ebenso wird das Kühlmittel in dem Motorkühlkreis 60B zirkuliert.
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Der Betrieb des Wärmepumpenkreislaufs 10 in der Kühlbetriebsart ist der Gleiche wie der in der ersten Ausführungsform. Jedoch schließt die Luftmischklappe 44 in der Kühlbetriebsart den Luftdurchgang auf der Seite des Innenkondensators 12 und des Heizungskerns 65. Daher strömt das Kühlmittel, das in den Heizungskern 65 geströmt ist, fast ohne die Wärme an die Blasluft abzustrahlen, aus dem Heizungskern 65.
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Ferner arbeitet in der Kühlbetriebsart ein nicht gezeigter Außenventilator, um die Außenluft anzusaugen und auszublasen. Mit dem Außenventilator durchläuft die Außenluft den Außenwärmetauscher 20 und den Strahler 62 in der dargelegten Reihenfolge. Als ein Ergebnis tauschen das Kältemittel, welches das Innere des Außenwärmetauschers 20 durchläuft, und das dem Kühlmittel, welches das Innere des Strahlers 62 durchläuft, Wärme mit der Außenluft aus und werden gekühlt.
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Der Betrieb des Wärmepumpenkreislaufs 10 in der Entfeuchtungsheizbetriebsart ist der Gleiche wie der in der ersten Ausführungsform. Jedoch schließt die Luftmischklappe 44 in der Entfeuchtungsheizbetriebsart den Kaltluftumleitungsdurchgang 45 und der Gesamtdurchsatz der Blasluft nach dem Durchlaufen des Innenverdampfers 26 durchläuft den Heizungskern 65 und den Innenkondensator 12. Daher wird die Blasluft, nachdem sie den Innenverdampfer 26 durchlaufen hat, durch Austauschen der Wärme mit dem Kühlmittel in dem Heizungskern 65 geheizt. Gleichzeitig wird das Kühlmittel in dem Heizungskern 65 gekühlt.
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Ferner arbeitet der vorstehend beschriebene Außenventilator in der Entfeuchtungsheizbetriebsart, um die Außenluft anzusaugen und auszublasen. Mit dem Außenventilator durchläuft die Außenluft den Wärmetauscher 20 und den Strahler 62 in der dargelegten Reihenfolge. Als ein Ergebnis tauschen das Kältemittel, welches das Innere des Außenwärmetauschers 20 durchläuft, und das Kühlmittel, welches das Innere des Strahlers 62 durchläuft, Wärme mit der Außenluft aus und werden gekühlt.
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Der Betrieb des Wärmepumpenkreislaufs 10 in der Heizbetriebsart ist der Gleiche wie der in der ersten Ausführungsform. Jedoch schließt die Luftmischklappe 44 in der Heizbetriebsart den Kaltluftumleitungsdurchgang 45 und der Gesamtdurchsatz der Blasluft nach dem Durchlaufen des Innenverdampfers 26 durchläuft den Heizungskern 65 und den Innenkondensator 12. Daher wird die Blasluft nach dem Durchlaufen des Innenverdampfers 26 durch Austauschen der Wärme mit dem Kühlmittel in dem Heizungskern 65 geheizt. Gleichzeitig wird das Kühlmittel in dem Heizungskern 65 gekühlt.
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Ferner arbeitet der vorstehend beschriebene Außenventilator in der Heizbetriebsart, um die Außenluft auszublasen. Jedoch dreht sich der Außenventilator zu dieser Zeit in eine zu der Kühlbetriebsart und der Entfeuchtungsheizbetriebsart entgegengesetzte Richtung. Mit dem Betrieb des Außenventilators durchläuft die Außenluft den Strahler 62 und den Außenwärmetauscher 20 in der dargelegten Reihenfolge.
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Als ein Ergebnis tauscht die Außenluft zuerst die Wärme mit dem Kühlmittel aus, welches das Innere des Strahlers 62 durchläuft, wenn sie den Strahler 62 durchläuft. Als ein Ergebnis wird die Außenluft erwärmt und das Kühlmittel wird gekühlt.
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Die Außenluft, die durch den Strahler 62 geheizt wurde, durchläuft den Außenwärmetauscher 20. Zu dieser Zeit tauscht die geheizte Außenluft die Wärme mit dem Kältemittel, welches das Innere des Außenwärmetauschers 20 durchläuft, aus. Als ein Ergebnis wird die Außenluft gekühlt und das Kältemittel, welches das Innere des Außenwärmetauschers 20 durchläuft, wird erwärmt und verdampft.
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(Fünfte Ausführungsform)
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Als nächstes wird eine fünfte Ausführungsform unter Bezug auf 12 beschrieben. Wie in 12 gezeigt, umfasst ein Wärmepumpenkreislauf 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform neben dem Aufbau des Wärmepumpenkreislaufs 10 gemäß der ersten Ausführungsform ein Dreiwegeventil 70, einen Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71, einen zusätzlichen Durchgang 72 und einen zusätzlichen Durchgang 73. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 auch einem zusätzlichen Wärmetauscher und entspricht auch einem Außenwärmetauscher.
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Das Dreiwegeventil 70 ist in einem Niederdruckkältemitteldurchgang 22 angeordnet und mit dem zusätzlichen Durchgang 72 verbunden. Das Dreiwegeventil 70 ist derart aufgebaut, dass es gemäß einem Steuersignal, das von der Klimatisierungssteuervorrichtung 50 ausgegeben wird, zwischen einem Nichtrückgewinnungszustand und einem Rückgewinnungszustand umschaltbar ist. In dem Nichtrückgewinnungszustand bringt das Dreiwegeventil 70 einen Abschnitt des Niederdruckkältemitteldurchgangs 22 auf der Seite des Außenwärmetauschers 20 mit einem Abschnitt auf der Seite des zweiten Druckverringerungsmechanismus 25 in Verbindung. In dem Rückgewinnungszustand bringt das Dreiwegeventil 70 einen Abschnitt des Niederdruckkältemitteldurchgangs 22 auf der Seite des zweiten Druckverringerungsmechanismus 25 mit dem zusätzlichen Durchgang 72 in Verbindung.
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Der Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 ist in einem nicht gezeigten Durchgang zum Abgeben der Innenluft aus dem Fahrzeuginneren in das Fahrzeugäußere zur Lüftung angeordnet. Das Kältemittel strömt von einem Einlass des Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauschers 71 in den Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 und durchläuft das Innere des Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauschers 71 und strömt danach aus einem Auslass des Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauschers 71 aus dem Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71. Das Kältemittel, welches das Innere des Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauschers 71 durchläuft, wird durch Austauschen der Wärme mit der Innenluft, die den Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 durchläuft, geheizt.
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Ein Ende des zusätzlichen Durchgangs 72 ist mit dem Dreiwegeventil verbunden, und das andere Ende ist mit dem Einlass des Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauschers 71 verbunden. Ein Ende des zusätzlichen Durchgangs 73 ist mit dem Auslass des Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauschers 71 verbunden, und das andere Ende des zusätzlichen Durchgangs 73 ist mit einem Durchgang zwischen einem Kältemitteleinlass und Auslass 20a des Außenwärmetauschers 20 und einem Vierwegeventil 19 verbunden.
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Hier nachstehend wird der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Der Betrieb in der Kühlbetriebsart und der Entfeuchtungsheizbetriebsart ist, abgesehen davon, dass die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 das Dreiwegeventil 70 in den Nichtrückgewinnungszustand schaltet, der Gleiche wie in der ersten Ausführungsform. Daher strömt in der Kühlbetriebsart und der Entfeuchtungsheizbetriebsart kein Kältemittel durch den Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 und die zusätzlichen Durchgänge 72, 73.
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Die Steuerinhalte der Klimatisierungssteuervorrichtung 50 sind in der Heizbetriebsart, abgesehen von den Steuerinhalten des Dreiwegeventils 70 die Gleichen wie die der ersten Ausführungsform. In der Heizbetriebsart gibt es Fälle, in denen die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 das Dreiwegeventil 70 auf den Nichtrückgewinnungszustand und den Rückgewinnungszustand schaltet. Insbesondere wenn eine vorgegebene Bedingung erfüllt ist, schaltet die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 das Dreiwegeventil 70 auf den Rückgewinnungszustand und schaltet das Dreiwegeventil andernfalls auf den Nichtrückgewinnungszustand. Die vorgegebene Bedingung umfasst zum Beispiel einen Fall, in dem die Innenlufttemperatur höher als eine vorgegebene Temperatur ist.
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Der Betrieb des Wärmepumpenkreislaufs 10, wenn das Dreiwegeventil 70 in dem Nichtrückgewinnungszustand ist, ist der Gleiche wie der in der ersten Ausführungsform. In diesem Fall strömt kein Kältemittel durch den Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 und die zusätzlichen Durchgänge 72, 73.
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Wenn das Dreiwegeventil 70 in dem Rückgewinnungszustand ist, strömt kein Kältemittel durch den Außenwärmetauscher 20 und den Abschnitt auf der Seite des zweiten Druckverringerungsmechanismus 25 des Niederdruckkältemitteldurchgangs 22. Obwohl ein Strömungskanal, in dem das Kältemittel, dessen Druck durch den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25 verringert wurde, das Vierwegeventil 19 erreicht, verschieden zu dem in der ersten Ausführungsform ist, sind die anderen Kältemittelströmungskanäle daher die Gleichen wie in der ersten Ausführungsform.
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Das Kältemittel, dessen Druck durch den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25 verringert wurde, tritt von dem Dreiwegeventil 70 in den zusätzlichen Durchgang 72 ein und strömt durch den zusätzlichen Durchgang 72 in den Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71. Das Kältemittel, das in den Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 gelaufen ist, tauscht die Wärme mit der Innenluft, die den Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 durchläuft, aus und verdampft. Das Kältemittel, das aus dem Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 geströmt ist, strömt durch den zusätzlichen Durchgang 73 und das Vierwegeventil 19 in den Akkumulator 30.
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Wie vorstehend beschrieben, führt der Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 den Wärmeaustausch zwischen der Innenluft, die aus dem Fahrzeuginneren für die Belüftung abgegeben wird, und dem Kältemittel durch. Mit anderen Worten nutzt der Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 in der Heizbetriebsart die Lüftungsluft vorteilhaft, um das Kältemittel zu heizen. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht neben der Außenluft die aus dem Fahrzeuginneren zur Lüftung abgegebene Innenluft ebenfalls einem Wärmemedium.
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(Sechste Ausführungsform)
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Als nächstes wird eine sechste Ausführungsform unter Bezug auf 13 beschrieben. In einem Wärmepumpenkreislauf 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der zusätzliche Durchgang 73 in dem Aufbau des Wärmepumpenkreislaufs 10 gemäß der fünften Ausführungsform durch einen zusätzlichen Durchgang 74 ersetzt. Ein Ende des zusätzlichen Durchgangs 74 ist mit dem Auslass des Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauschers 71 verbunden, und das andere Ende des zusätzlichen Durchgangs 74 ist zwischen dem Kältemitteleinlass und Auslass 20b des Außenwärmetauschers 20 und dem Dreiwegeventil 70 in dem Niederdruckkältemitteldurchgang 22 angeschlossen. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 auch einem Außenwärmetauscher.
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Hier nachstehend wird der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Der Betrieb in der Kühlbetriebsart und in der Entfeuchtungsheizbetriebsart ist der Gleiche wie der in der fünften Ausführungsform. Daher strömt in der Kühlbetriebsart und der Entfeuchtungsheizbetriebsart kein Kältemittel durch den Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 und die zusätzlichen Durchgänge 72, 74.
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Die Steuerinhalte der Klimatisierungssteuervorrichtung 50 in der Heizbetriebsart sind, abgesehen von den Steuerinhalten des Dreiwegeventils 70 die Gleichen wie die der fünften Ausführungsform. In der Heizbetriebsart schaltet die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 das Dreiwegeventil 70 auf den Rückgewinnungszustand.
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Daher strömt in der Heizbetriebsart kein Kältemittel durch den Durchgang, das den zusätzlichen Durchgang 72 und den Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 umgeht, in dem Dreiwegeventil 70. Obwohl ein Strömungskanal, in dem das Kältemittel, dessen Druck durch den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25 verringert wurde, den Außenwärmetauscher 20 erreicht, verschieden zu dem in der fünften Ausführungsform ist, sind die anderen Kältemittelströmungskanäle daher die Gleichen wie in der fünften Ausführungsform. Das Kältemittel, dessen Druck durch den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25 verringert wurde, tritt von dem Dreiwegeventil 70 in den zusätzlichen Durchgang 72 ein und strömt durch den zusätzlichen Durchgang 72 in den Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71. Das Kältemittel, das in den Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 gelaufen ist, tauscht die Wärme mit der Innenluft, die den Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 durchläuft, aus und nimmt die Wärme auf. Als ein Ergebnis verdampft ein Teil des Kältemittels. Das Kältemittel, das aus dem Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 geströmt ist, strömt durch den zusätzlichen Durchgang 74 und die Seite des Außenwärmetauschers 20 des Niederdruckkältemitteldurchgangs 22 in den Außenwärmetauscher 20. Das Kältemittel, das in den Außenwärmetauscher 20 geströmt ist, tauscht die Wärme mit der Außenluft aus, nimmt die Wärme auf und nimmt die Wärme auf. Als ein Ergebnis verdampft der restliche Teil des Kältemittels. Das Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher 20 geströmt ist, strömt in den Akkumulator 30, nachdem es das Vierwegeventil 19 und den Niederdruckkältemitteldurchgang 23 durchlaufen hat.
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Wie vorstehend beschrieben, sind in der vorliegenden Ausführungsform in der Heizbetriebsart der Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 und der Außenwärmetauscher 20 in der dargelegten Reihenfolge entlang der Strömung des Kältemittels hintereinander verbunden. Wie vorstehend beschrieben, führt der Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 in der Heizbetriebsart den Wärmeaustausch zwischen der Innenluft, die aus dem Fahrzeuginneren abgegeben wird, und dem Kältemittel durch. Mit anderen Worten nutzt der Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 in der Heizbetriebsart die Lüftungsluft vorteilhaft, um das Kältemittel zu heizen. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht neben der Außenluft die aus dem Fahrzeuginneren zur Lüftung abgegebene Innenluft ebenfalls einem Wärmemedium.
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(Siebte Ausführungsform)
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Als nächstes wird eine siebte Ausführungsform unter Bezug auf 14 beschrieben. In einem Wärmepumpenkreislauf 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind in dem Aufbau des Wärmepumpenkreislaufs 10 gemäß der sechsten Ausführungsform das Dreiwegeventil 70 und die zusätzlichen Durchgänge 72, 74 beseitigt, und ein Dreiwegeventil 75 und zusätzliche Durchgänge 76, 77 sind hinzugefügt. In der vorliegenden Ausführungsform sind der Abschnitt des Niederdruckkältemitteldurchgangs 22 auf der Seite des Außenwärmetauschers 20 und der Abschnitt des zweiten Druckverringerungsmechanismus 25 auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform miteinander verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 ebenfalls einem Außenwärmetauscher.
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Das Dreiwegeventil 75 ist in einem Durchgang (auf den hier nachstehend als ein Durchgang 78 Bezug genommen wird) zwischen dem Vierwegeventil 19 und dem Kältemitteleinlass und Auslass 20a des Außenwärmetauschers angeordnet und ist mit dem zusätzlichen Durchgang 76 verbunden. Das Dreiwegeventil 75 ist derart aufgebaut, dass es gemäß einem Steuersignal, das von der Klimatisierungssteuervorrichtung 50 ausgegeben wird, zwischen einem Nichtrückgewinnungszustand und einem Rückgewinnungszustand umschaltbar ist. In dem Nichtrückgewinnungszustand bringt das Dreiwegeventil 75 einen Abschnitt des Durchgangs 78 auf der Seite des Außenwärmetauschers 20 mit einem Abschnitt auf der Seite des Vierwegeventils 19 in Verbindung. In dem Rückgewinnungszustand bringt das Dreiwegeventil 75 einen Abschnitt des Durchgangs 78 auf der Seite des Außenwärmetauschers 20 mit dem zusätzlichen Durchgang 76 in Verbindung.
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Ein Ende des zusätzlichen Durchgangs 76 ist mit dem Dreiwegeventil 75 verbunden und das andere Ende des zusätzlichen Durchgangs 76 ist mit dem Einlass des Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauschers 71 verbunden. Ein Ende des zusätzlichen Durchgangs 77 ist mit dem Auslass des Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauschers 71 verbunden und das andere Ende des zusätzlichen Durchgangs 77 ist mit einem Abschnitt des Durchgangs 78 auf der Seite des Vierwegeventils 19 verbunden.
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Hier nachstehend wird der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Der Betrieb in der Kühlbetriebsart und der Entfeuchtungsheizbetriebsart ist, abgesehen davon, dass die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 das Dreiwegeventil 75 auf den Nichtrückgewinnungszustand schaltet, der Gleiche wie in der ersten Ausführungsform. Daher strömt in der Kühlbetriebsart und der Entfeuchtungsheizbetriebsart kein Kältemittel durch den Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 und die zusätzlichen Durchgänge 76, 77.
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Die Steuerinhalte der Klimatisierungssteuervorrichtung 50 in der Heizbetriebsart sind, abgesehen von den Steuerinhalten des Dreiwegeventils 75 die Gleichen wie die der ersten Ausführungsform. In der Heizbetriebsart schaltet die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 das Dreiwegeventil 75 auf den Rückgewinnungszustand.
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Obwohl in diesem Fall ein Strömungskanal, in dem das Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher 20 geströmt ist, das Vierwegeventil 19 erreicht, verschieden zu dem in der ersten Ausführungsform ist, sind die anderen Kältemittelströmungskanäle daher die Gleichen wie in der ersten Ausführungsform. Insbesondere tauscht in der Heizbetriebsart das Kältemittel, das in den Außenwärmetauscher 20 geströmt ist, die Wärme mit der Außenluft aus und nimmt die Wärme auf. Als ein Ergebnis verdampft ein Teil des Kältemittels. Das Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher 20 geströmt ist, tritt von dem Dreiwegeventil 75 in den zusätzlichen Durchgang 76 ein und strömt durch den zusätzlichen Durchgang 76 in den Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71. Das Kältemittel, das in den Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 gelaufen ist, tauscht die Wärme mit der Innenluft aus, die den Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 durchläuft, und nimmt die Wärme auf. Als ein Ergebnis verdampft ein restlicher Teil des Kältemittels. Das Kältemittel, das aus dem Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 geströmt ist, strömt in durch den Abschnitt des Durchgangs 78 auf der Seite des Vierwegeventils 19 in das Vierwegeventil.
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Wie vorstehend beschrieben, sind in der vorliegenden Ausführungsform in der Heizbetriebsart der Außenwärmetauscher 20 und der Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 in der dargelegten Reihenfolge entlang der Strömung des Kältemittels hintereinander verbunden.
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Wie vorstehend beschrieben, führt der Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 in der Heizbetriebsart den Wärmeaustausch zwischen der Innenluft, die zur Lüftung aus dem Fahrzeuginneren abgegeben wird, und dem Kältemittel durch. Mit anderen Worten nutzt der Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 in der Heizbetriebsart die Lüftungsluft vorteilhaft, um das Kältemittel zu heizen. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht neben der Außenluft die aus dem Fahrzeuginneren zur Lüftung abgegebene Innenluft ebenfalls einem Wärmemedium.
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(Achte Ausführungsform)
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Als nächstes wird eine achte Ausführungsform unter Bezug auf 15 beschrieben. In einem Wärmepumpenkreislauf 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in dem Aufbau des Wärmepumpenkreislaufs 10 gemäß der fünften Ausführungsform das Dreiwegeventil 70 beseitigt und ein zusätzlicher Durchgang 72 ist mit dem Niederdruckkältemitteldurchgang 22 verbunden, und ein Durchsatzsteuerventil 79 ist in dem zusätzlichen Durchgang 72 hinzugefügt. In der vorliegenden Ausführungsform sind der Abschnitt des Niederdruckkältemitteldurchgangs 22 auf der Seite des Außenwärmetauschers 20 und der Abschnitt des zweiten Druckverringerungsmechanismus 25 auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform miteinander verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 ebenfalls einem Außenwärmetauscher.
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Ein Durchsatzsteuerventil 79 ist ein motorbetriebenes Ventil, das gemäß einem Steuersignal gesteuert wird, das von der Klimatisierungssteuervorrichtung 50 ausgegeben wird, und ist auch ein elektrisches Expansionsventil. Das Durchsatzsteuerventil 79 wird für die Durchsatzeinstellung des zusätzlichen Durchgangs 72 verwendet.
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Hier nachstehend wird der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Der Betrieb in der Kühlbetriebsart und der Entfeuchtungsheizbetriebsart ist, abgesehen davon, dass die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 das Durchsatzsteuerventil 79 auf den vollständig geschlossenen Zustand steuert, der Gleiche wie in der ersten Ausführungsform. Daher strömt in der Kühlbetriebsart und der Entfeuchtungsheizbetriebsart kein Kältemittel durch den Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 und den zusätzlichen Durchgang 73.
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Die Steuerinhalte der Klimatisierungssteuervorrichtung 50 in der Heizbetriebsart sind, abgesehen davon, dass das Durchsatzsteuerventil 79 auf einen vorgegebenen Öffnungsgrad, der nicht vollständig geschlossen ist, gesteuert wird, die Gleichen wie die in der ersten Ausführungsform. Die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 ändert den vorgegebenen Öffnungsgrad basierend auf verschiedenen Bedingungen. Wenn die Innenlufttemperatur zum Beispiel höher ist, kann der vorgegebene Öffnungsgrad größer sein. Wenn sich der vorgegebene Öffnungsgrad ändert, ändert sich ein Verhältnis des Durchsatzes des Kältemittels, das in den Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 strömt, und eines Durchsatzes des Kältemittels, das durch den Außenwärmetauscher 20 strömt.
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Obwohl in diesem Fall ein Strömungskanal, in dem das Kältemittel, dessen Druck durch den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25 verringert wurde, das Vierwegeventil 19 erreicht, verschieden zu dem in der ersten Ausführungsform ist, sind die anderen Kältemittelströmungskanäle daher die Gleichen wie in der ersten Ausführungsform. Das Kältemittel, dessen Druck durch den zweiten Druckverringerungsmechanismus 25 verringert wurde, strömt sowohl in den Niederdruckkältemitteldurchgang 22 als auch den zusätzlichen Durchgang 72. Das Kältemittel, das in den zusätzlichen Durchgang 72 eingetreten ist, strömt durch den zusätzlichen Durchgang 72 und das Durchsatzsteuerventil 79 in den Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71. Das Kältemittel, das in den Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 gelaufen ist, tauscht die Wärme mit der Innenluft, die den Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 durchläuft, aus und verdampft. Das Kältemittel, das aus dem Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 geströmt ist, strömt durch den zusätzlichen Durchgang 73 und das Vierwegeventil 19 in den Akkumulator 30.
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Andererseits strömt das Kältemittel, das in den Niederdruckkältemitteldurchgang 22 eingetreten ist, in den Außenwärmetauscher 20. Das Kältemittel, das in den Außenwärmetauscher 20 geströmt ist, tauscht die Wärme mit der Außenluft aus, nimmt die Wärme auf und verdampft. Ebenso strömt das Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher 20 geströmt ist, durch das Vierwegeventil 19 in den Akkumulator 30.
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Wie vorstehend beschrieben, sind in der vorliegenden Ausführungsform in der Heizbetriebsart der Außenwärmetauscher 20 und der Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 parallel zueinander verbunden. Sowohl in dem Außenwärmetauscher 20 als auch dem Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 wird das Kältemittel geheizt und verdampft.
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Wie vorstehend beschrieben, führt der Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 in der Heizbetriebsart den Wärmeaustausch zwischen der Innenluft, die für die Lüftung aus dem Fahrzeuginneren abgegeben wird, und dem Kältemittel durch. Mit anderen Worten nutzt der Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 in der Heizbetriebsart die Lüftungsluft vorteilhaft, um das Kältemittel zu heizen. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht neben der Außenluft die aus dem Fahrzeuginneren zur Lüftung abgegebene Innenluft ebenfalls einem Wärmemedium.
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(Andere Ausführungsformen)
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Wenngleich die Ausführungsformen hier vorstehend beschrieben wurden, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann geeignet modifiziert werden. Zum Beispiel kann die vorliegende Offenbarung wie folgt vielfältig modifiziert werden.
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- (1) In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird der Wärmepumpenkreislauf 10 auf die Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung angewendet. Die Anwendung des Wärmepumpenkreislaufs 10 ist jedoch nicht auf den vorstehenden Aufbau beschränkt. Zum Beispiel ist der Wärmepumpenkreislauf 10 nicht auf Fahrzeuge beschränkt und kann auf ortsfeste Klimatisierungsvorrichtungen, Kühllagerhäuser, Flüssigkeitsheiz- und Kühlvorrichtungen und ähnliche angewendet werden.
- (2) In jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wurde ein Beispiel beschrieben, in dem die Antriebsbetriebsarten, wie etwa die Heizbetriebsart, welche die erste Antriebsbetriebsart bildet, die Kühlbetriebsart, welche die zweite Antriebsbetriebsart bildet, und die Entfeuchtungsheizbetriebsart als der Wärmepumpenkreislauf 10 umgeschaltet werden können, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehenden Beispiele beschränkt. Der Wärmepumpenkreislauf 10 kann derart aufgebaut sein, dass er nur in der Lage ist, die Heizbetriebsart zu realisieren.
- (3) In jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wurde ein Beispiel beschrieben, in dem der Kompressor 11 mit der niederstufenseitigen Kompressionseinheit und der hochstufenseitigen Kompressionseinheit verwendet wird, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehenden Beispiele beschränkt. Zum Beispiel kann als der Kompressor 11 ein Verbundkompressor verwendet werden, in dem eine Kompressionskammer in Niederstufen- und Hochstufenkompressionskammern unterteilt ist und eine einzige Kompressionseinheit eine zweistufige Druckerhöhung durchführt.
- (4) In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wurde ein Beispiel beschrieben, in dem ein Zentrifugalabscheidungsverfahren als der Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 verwendet wird, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehenden Beispiele beschränkt. Als der Gas-Flüssigkeitsabscheider 14 kann zum Beispiel ein Gas-Flüssigkeitsabscheider vom Schwerkraftsinktyp verwendet werden, bei dem ein gasförmig-flüssiges Kältemittel mit einem Prallblech zusammenstößt, um das Kältemittel zu verlangsamen, und das flüssigphasige Kältemittel mit hoher Dichte nach unten fällt, um das Kältemittel in Gas und Flüssigkeit abzuscheiden.
- (5) In jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wurde ein Beispiel beschrieben, in dem ein elektrisch variabler Drosselmechanismus als die ersten bis dritten Druckverringerungsmechanismen 13, 25 und 29 verwendet wird, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehenden Beispiele beschränkt. Als die ersten bis dritten Druckverringerungsmechanismen 13, 25 und 29 kann zum Beispiel ein Druckverringerungsmechanismus, in dem eine feste Drossel durch eine Öffnungs- und Schließmechanismus zum Öffnen und Schließen des Umleitungsdurchgangs aufgebaut ist, verwendet werden.
- (6) In jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen erfasst der Temperatursensor 46 die Temperatur der Luft, die in den Innenverdampfer 36 strömt (das heißt, des Wärmeaustauschzielfluids und des Partnerfluids). Jedoch legt die Klimatisierungssteuervorrichtung 50 die von dem Außenluftsensor erfasste Außenlufttemperatur in der Außenluftbetriebsart als eine Temperatur der Luft, die in den Innenverdampfer 26 strömt, fest und legt in der Innenluftbetriebsart die von dem Innenluftsensor erfasste Innenlufttemperatur als eine Temperatur der Luft, die in den Innenverdampfer 26 strömt, fest.
- (7) In den ersten bis achten Ausführungsformen wirkt der Innenkondensator 12 als ein erster nutzungsseitiger Wärmetauscher. Ferner wirkt der Innenverdampfer 26 in den ersten, zweiten und vierten bis achten Ausführungsformen als ein zweiter nutzungsseitiger Wärmetauscher, und in der dritten Ausführungsform wirkt der Kondensator 28 als ein zweiter nutzungsseitiger Wärmetauscher. Daher ist der zweite nutzungsseitige Wärmetauscher in diesen ersten bis achten Ausführungsformen auf der strömungsaufwärtigen Seite des ersten nutzungsseitigen Wärmetauschers in der Strömungsrichtung des Wärmeaustauschzielfluids angeordnet. In den ersten bis achten Ausführungsformen sind das Wärmeaustauschfluid und das Partnerfluid die gleiche Blasluft.
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Jedoch kann die vorliegende Offenbarung nicht immer auf den vorstehenden Aufbau beschränkt sein. Zum Beispiel kann der zweite nutzungsseitige Wärmetauscher an einer Stelle angeordnet sein, welche nicht die strömungsaufwärtige Seite des ersten nutzungsseitigen Wärmetauschers in der Strömungsrichtung des Wärmeaustauschzielfluids ist, wie etwa außerhalb der Innenklimatisierungseinheit 40. Der zweite nutzungsseitige Wärmetauscher kann irgendwo angeordnet werden, wo der zweite nutzungsseitige Wärmetauscher und das Kältemittel während des Heizens gekühlt werden. In diesem Fall kann das Wärmeaustauschfluid Blasluft sein und das Partnerfluid kann in manchen Fällen Blasluft sein.
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Selbst mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau kann die Enthalpie des Kältemittels, das in den Außenverdampfer 20 strömt, verringert werden. Daher wird die von dem Außenwärmetauscher 20 aufgenommene Wärmemenge erhöht, wodurch man fähig ist, die Wärmeabstrahlungsmenge des Kältemittels an das Wärmeaustauschzielfluid zu erhöhen.
- (8) In der vorstehend beschriebenen vierten Ausführungsform kann der Verbrennungsmotor 59 durch den Fahrelektromotor ersetzt werden. In diesem Fall führt der Außenwärmetauscher 20 in der Heizbetriebsart den Wärmeaustausch zwischen der Luft, die durch ein Kühlmittel zum Kühlen des Fahrelektromotors geheizt wird, und dem Kältemittel durch.
- (9) In der vierten Ausführungsform wird der vorstehend beschriebene Außenventilator in eine Richtung entgegengesetzt zu der Kühlbetriebsart und der Entfeuchtungsheizbetriebsart gedreht. Als ein Ergebnis wird die Außenluft zuerst durch den Strahler 62 geheizt und dann durch den Außenwärmetauscher 20 gekühlt. Der vorstehend beschriebene Außenventilator kann jedoch in der Heizbetriebsart gestoppt werden, ohne umgekehrt gedreht zu werden. In diesem Fall können in der Heizbetriebsart die gleichen Vorteile realisiert werden, indem ein zusätzlicher Wärmetauscher verwendet wird, der zu dem vorstehend beschriebenen Außenwärmetauscher verschieden ist.
- (10) Wenn in der vorstehend beschriebenen achten Ausführungsform in der Heizbetriebsart der Durchsatz des Kältemittels, das den Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 durchläuft, fest ist, ohne eingestellt zu werden, kann anstelle des Durchsatzsteuerventils 79 ein elektromagnetisches Ventil verwendet werden.
- (11) Der Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher 71 gemäß den fünften bis achten Ausführungsformen kann durch einen Abwärmerückgewinnungswärmetauscher ersetzt werden. In diesem Fall entspricht der Abwärmerückgewinnungswärmetauscher einem Außenwärmetauscher.
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Der Lüftungswärmerückgewinnungswärmetauscher ist in einem nicht gezeigten Durchgang zum Abgeben eines Abgases des Verbrennungsmotors 59 angeordnet. Das Kältemittel strömt von einem Einlass des Abwärmerückgewinnungswärmetauschers in den Abwärmerückgewinnungswärmetauscher und durchläuft das Innere des Abwärmerückgewinnungswärmetauschers und strömt danach aus einem Auslass des Abwärmerückgewinnungswärmetauschers aus dem Abwärmerückgewinnungswärmetauscher. Das Kältemittel, welches das Innere des Abwärmerückgewinnungswärmetauschers durchläuft, wird durch Austauschen der Wärme mit einem Abgas des Verbrennungsmotors 59, das den Abwärmerückgewinnungswärmetauscher durchläuft, geheizt.
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Mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau führt der Abwärmerückgewinnungswärmetauscher in der Heizbetriebsart den Wärmeaustausch zwischen dem Abgas des Verbrennungsmotors 59 und dem Kältemittel durch. Mit anderen Worten nutzt der Abwärmerückgewinnungswärmetauscher die Abwärme vorteilhaft, um das Kältemittel zu heizen. In dem Beispiel entspricht neben der Außenluft das Abgas des Verbrennungsmotors 59 einem Wärmemedium.
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Außerdem kann als ein Wärmemedium, das bewirkt, dass der Außenwärmetauscher 20 die Wärme mit dem Kältemittel austauscht, nicht nur die vorstehend beschriebene Luft, sondern auch Flüssigkeit, wie etwa Wasser, verwendet werden.
- (12) In den vorstehend beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen sind Elemente, welche die Ausführungsformen aufbauen, nicht selbstverständlich notwendigerweise unverzichtbar, es sei denn, wenn die Elemente speziell als unverzichtbar spezifiziert sind und die Elemente offensichtlich aus Prinzip für unverzichtbar gehalten werden.
- (13) Wenn in den vorstehend beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen numerische Werte, wie etwa die Zahl, Ziffern, eine Menge, ein Bereich von Aufbauelementen, in den Ausführungsformen beschrieben werden, sind die numerischen Werte nicht auf eine spezifische Zahl beschränkt, es sei denn, die Elemente sind speziell als unverzichtbar spezifiziert und die numerischen Werte sind offensichtlich aus Prinzip auf die spezifische Zahl beschränkt.