DE112016003745T5 - Wärmetauscher und wärmepumpensystem - Google Patents

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Katsuhiro Saito
Tomoki Hase
Nobuya Nakagawa
Koji Nakado
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Mitsubishi Heavy Industries Automotive Thermal Systems Co Ltd
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Abstract

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wärmetauscher und ein Wärmepumpensystem bereitzustellen, die in der Lage sind, die Menge eines Kühlmittels zu reduzieren, das sich in einem Außenwärmetauscher während des Heizbetriebs ansammelt, sowie die angemessene Menge des Kühlmittels während des Heizbetriebs zu reduzieren. Ein fahrzeugexterner Wärmetauscher (11) wird mit einem hohlen ersten Verteiler (31), einem hohlen zweiten Verteiler (32), der gegenüber dem ersten Verteiler (31) bereitgestellt ist, und einer Mehrzahl von Rohren (33), die zwischen dem ersten Verteiler (31) und dem zweiten Verteiler (32) angeordnet sind und mit dem ersten Verteiler (31) und dem zweiten Verteiler (32) in Verbindung stehen, bereitgestellt. Der erste Verteiler (31) wird mit einer Trennplatte (35) bereitgestellt, die das Innere des ersten Verteilers (31) teilt. Der erste Verteiler (31) wird mit einer ersten Öffnung (36) auf einer Trennplattenseite (35) zwischen einem oberen Ende des ersten Verteilers (31) und der Trennplatte (35) bereitgestellt. Wenn der fahrzeugexterne Wärmetauscher (11) als Verdampfer fungiert, wird das Kühlmittel von dem unteren Teil des ersten Verteilers (31) oder des zweiten Verteilers (32) zugeführt, und die erste Öffnung (36) dient als Ausströmöffnung für das Kühlmittel.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher und ein Wärmepumpensystem.
  • Stand der Technik
  • In Elektrofahrzeugen (EV), Hybrid-Elektrofahrzeugen (HEV, PHEV) und dergleichen eingesetzte Fahrzeugklimaanlagen führen den Heizbetrieb nicht durch, indem sie die Verbrennungsabgaswärme der Verbrennungsmotor-Kühlflüssigkeit oder dergleichen nutzen. Eine Lösung für diese Situation könnte eine Wärmepumpen-Klimaanlage sein, die einen elektrischen Kompressor nutzt.
  • Das unten aufgeführte Patentdokument 1 offenbart eine Konfiguration, bei der ein Verdampfer außerhalb des Fahrzeuginnenraums und ein Kondensator außerhalb des Fahrzeuginnenraums bereitgestellt sind. Der Verdampfer außerhalb des Fahrzeuginnenraums ist für den Heizbetrieb normalerweise an den Kühlkreislauf angeschlossen, und der Kondensator außerhalb des Fahrzeuginnenraums ist an den Kühlkreislauf für den Kühlbetrieb angeschlossen.
  • Liste der Entgegenhaltungen
  • Patentdokument
    • Patentdokument 1: JP 2014-88060 A
    • Patentdokument 2: JP 2013-231573 A
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technische Probleme
  • Wenn ein Außenwärmetauscher sowohl eine Verdampferfunktion als auch eine Kondensatorfunktion besitzt und als Verdampfer während des Heizbetriebs und als Kondensator während des Kühlbetriebs fungiert, der sich von der in Patentdokument 1 offenbarten Technologie unterscheidet, kann die Konfiguration eines Wärmepumpensystems vereinfacht werden.
  • Das oben aufgeführte Patentdokument 2 offenbart eine Technologie, die sich auf einen Außenwärmetauscher bezieht, der an einem Wärmepumpensystem angebracht ist und sowohl eine Verdampferfunktion als auch eine Kondensatorfunktion besitzt. Der in Patentdokument 2 offenbarte Außenwärmetauscher verfügt jedoch leider über eine komplexe Art des Kühlmittelflusses und erfordert an den Außenwärmetauscher angeschlossene Leitungen und ein zusätzliches Ventil.
  • Die Erfinder haben herausgefunden, dass in einem Wärmepumpensystem, das einen Außenwärmetauscher nutzt, der sowohl über eine Verdampferfunktion als auch eine Kondensatorfunktion verfügt, die angemessene Menge eines Kühlmittels während des Heizbetriebs und während des Kühlbetriebs unterschiedlich ist, und dass die angemessene Menge des Kühlmittels während des Heizbetriebs größer als während des Kühlbetriebs ist.
  • In Wärmepumpensystemen des Standes der Technik werden die angemessene Menge eines Kühlmittels und die Kapazität eines Empfängers auf Grundlage der Bewertung zum Zeitpunkt der maximalen Kühlung ausgewählt. Wenn ein Wärmepumpensystem angebracht ist, das einen Außenwärmetauscher nutzt, der sowohl über eine Verdampferfunktion als auch eine Kondensatorfunktion verfügt, muss die angemessene Menge eines Kühlmittels während des Heizbetriebs in Betracht gezogen werden. Deshalb wird die Kapazität eines Empfängers, der als Puffer für die Menge des Kühlmittels fungiert, im Vergleich zu Wärmepumpensystemen des Standes der Technik vergrößert. Leider entstehen Probleme, da die Kapazität des gesamten Wärmepumpensystems vergrößert wird und die vergrößerte Kapazität des Empfängers die Kosten steigert.
  • Das Kühlmittel wird während des Heizbetriebs in einem Bestandteil gesammelt, bei dem es sich nicht um den Empfänger handelt. Um den Unterschied hinsichtlich der angemessenen Menge des Kühlmittels zwischen der Zeit während des Heizbetriebs und während des Kühlbetriebs zu reduzieren, ist es erforderlich, die Menge des gesammelten Kühlmittels zu reduzieren.
  • Unter Berücksichtigung des Vorangegangenen muss ein Objekt der vorliegenden Erfindung einen Wärmetauscher und ein Wärmepumpensystem voraussetzen, die in der Lage sind, die Menge eines Kühlmittels zu reduzieren, das in einem Außenwärmetauscher während des Heizbetriebs gesammelt wird, sowie die angemessene Menge des Kühlmittels während des Heizbetriebs zu reduzieren.
  • Lösung der Probleme
  • Ein Wärmetauscher gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung beinhaltet: einen hohlen ersten Verteiler; einen hohlen zweiten Verteiler gegenüber dem ersten Verteiler; und eine Mehrzahl von Rohren, die zwischen dem ersten Verteiler und dem zweiten Verteiler angeordnet sind und mit dem ersten Verteiler und dem zweiten Verteiler in Verbindung stehen, wobei der erste Verteiler mit einer Trennplatte bereitgestellt wird, die das Innere des ersten Verteilers teilt, der erste Verteiler mit einer ersten Öffnung auf einer Trennplattenseite zwischen einem oberen Ende des ersten Verteilers und der Trennplatte bereitgestellt wird und der Wärmetauscher dabei als Verdampfer fungiert, ein Kühlmittel von einem unteren Teil des ersten Verteilers oder des zweiten Verteilers zugeführt wird und die erste Öffnung als Ausströmöffnung für das Kühlmittel dient.
  • Diese Konfiguration ermöglicht dem Kühlmittel in den ersten Verteiler, die Rohre und in den zweiten Verteiler zu strömen. Wenn der Wärmetauscher als Verdampfer fungiert, wird das Kühlmittel vom unteren Teil des ersten Verteilers oder des zweiten Verteilers zugeführt und strömt dann aus der ersten Öffnung heraus, die auf der Trennplattenseite zwischen dem oberen Ende des ersten Verteilers und der Trennplatte gebildet wird. Da die erste Öffnung auf der Trennplattenseite gebildet wird, kann das verflüssigte Kühlmittel durch die erste Öffnung auf Höhe der ersten Öffnung ausströmen, ohne sich bis zum oberen Ende des ersten Verteilers anzusammeln. Die Menge des flüssigen Kühlmittels, das im ersten Verteiler angesammelt wird, kann deshalb reduziert werden.
  • Beim ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird der erste Verteiler mit einer zweiten Öffnung bereitgestellt, die auf der Seite am unteren Ende des ersten Verteilers in Bezug auf die erste Öffnung gebildet wird; der Wärmetauscher fungiert als Verdampfer, das Kühlmittel wird von der zweiten Öffnung zugeführt und strömt zum unteren Teil des ersten Verteilers oder des zweiten Verteilers.
  • Gemäß dieser Konfiguration, bei der der Wärmetauscher als Kondensator fungiert, wird das Kühlmittel von der zweiten Öffnung zugeführt und strömt zum unteren Teil des ersten Verteilers oder des zweiten Verteilers. Die zweite Öffnung wird auf der Seite des oberen Endes des ersten Verteilers in Bezug auf die erste Öffnung gebildet. Deshalb kann das Kühlmittel aus der ersten Öffnung ausgegeben werden, selbst wenn das Kühlmittel in der Nähe der zweiten Öffnung oder in den Leitungen verflüssigt wird, die mit der zweiten Öffnung verbunden sind, wobei der Wärmetauscher als Verdampfer fungiert.
  • Ein Wärmepumpensystem gemäß einem zweiten Gesichtspunkts der vorliegenden Erfindung beinhaltet: den oben beschriebenen Wärmetauscher; einen ersten mit dem Wärmetauscher verbundenen Kreislauf, ein Kühlmittel, das durch den ersten Kreislauf strömt, wobei der Wärmetauscher als Verdampfer fungiert; und einen zweiten mit dem Wärmetauscher verbundenen Kreislauf, das Kühlmittel, das durch den zweiten Kreislauf strömt, wobei der Wärmetauscher als Kondensator fungiert.
  • Beim zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung beinhaltet das Wärmepumpensystem: den Wärmetauscher; den ersten Kreislauf; und den zweiten Kreislauf; und das Wärmepumpensystem wird als Fahrzeugklimaanlage angewendet.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Gemäß den Gesichtspunkten der vorliegenden Erfindung kann die Menge eines Kühlmittels reduziert werden, das in einem Außenwärmetauscher während des Heizbetriebs angesammelt wird, und die angemessene Menge des Kühlmittels während des Heizbetriebs reduziert werden.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm (Kühlmittelkreislauf-Diagramm) einer Wärmepumpen-Fahrzeugklimaanlage gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 2 ist eine Vorderansicht eines Wärmetauschers der Wärmepumpen-Fahrzeugklimaanlage gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 3 ist eine teilweise vergrößerte Vorderansicht des Wärmetauschers der Wärmepumpen-Fahrzeugklimaanlage gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Eine Wärmepumpen-Fahrzeugklimaanlage 1 und ein fahrzeugexterner Wärmetauscher 11 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • Zuerst wird die Wärmepumpen-Fahrzeugklimaanlage 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
  • Die Wärmepumpen-Fahrzeugklimaanlage 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet ein Heizungs-, Lüftungs- und Klimasystem (Klimaanlage) 2 und einen Wärmepumpen-Kühlmittelkreislauf 3 zum Kühlen und Heizen. Die Wärmepumpen-Fahrzeugklimaanlage 1 wird, zum Beispiel, in einem Hybrid-Elektrofahrzeug (PHEV) angewendet.
  • Die Klimaanlage 2 beinhaltet ein Gebläse 4, das im Wechsel Innenluft aus dem Fahrzeuginnenraum oder Außenluft einbringt und die Luft mit Druck zur stromabwärtigen Seite vorschiebt, einen fahrzeuginternen Verdampfer 6, der auf der stromaufwärtigen Seite eines mit dem Gebläse 4 verbundenen Luftströmungswegs 5 angeordnet ist, einen Heizkörper 8, der auf der stromabwärtigen Seite des Luftströmungswegs 5 angeordnet ist und durch den ein Heizmittel (Sole), wie heißes Wasser, über einen Heizmittel-Zirkulationskreislauf 7 zirkulieren kann, und einen Luftmischdämpfer 9, der ein Verhältnis der Luftmenge, die durch den Heizkörper 8 strömt, und der Menge der umgeleiteten Luft einstellt, um die Temperatur der temperaturgesteuerten Luft, die in den Fahrzeuginnenraum geblasen wird, anzupassen.
  • Die Klimaanlage 2 wird in einem Armaturenbrett auf der Seite des Fahrzeuginnenraums angebracht und wird zum Beispiel so konfiguriert, dass die temperaturgesteuerte Luft selektiv aus einer Mehrzahl von zum Fahrzeuginnenraum geöffneten Luftaustritten in den Fahrzeuginnenraum geblasen wird.
  • Es ist zu beachten, dass der Heizmittel-Zirkulationskreislauf 7 für die Zirkulation des Heizmittels, wie heißes Wasser, durch den Heizkörper 8 mit einem Kühl-/Heizmittel-Wärmetauscher 16 auf der Seite des Wärmepumpen-Kühlmittelkreislaufs 3, die später beschrieben wird, einem Gerät zur Rückgewinnung der Abgaswärme für Verbrennungsmotorabgas des PHEV, Abgaswärme von einem Fahrzeugantriebsgerät, wie einem Elektromotor und einem Wechselrichter und dergleichen, und mit einem Wärmequellengerät, wie einem PTC-Wärmer, bereitgestellt wird und deshalb so konfiguriert wird, um verschiedene Wärmearten als Wärmequelle zum Heizen effektiv zu nutzen.
  • Der Wärmepumpen-Kühlmittelkreislauf 3, der zwischen einem Kühlkreislauf und einem Heizkreislauf umschaltbar ist, beinhaltet einen kühlenden Kühlmittelkreislauf (Kühlkreislauf) 15, der ein geschlossener Kreislauf ist und in dem ein elektrischer Kompressor 10 ein Kühlmittel komprimiert, einen fahrzeugexternen Wärmetauscher (der als Kondensator während des Kühlens und als Verdampfer während des Heizens fungiert) 11, einen Empfänger 12, ein erstes druckreduzierendes Mittel 13 mit einer An-/Aus-Ventil-Funktion und den fahrzeuginternen Verdampfer 6, der in der Klimaanlage 2 angeordnet ist. Diese Bestandteile sind in dieser Reihenfolge über die Kühlmittelleitung 14 verbunden. Der kühlende Kühlmittelkreislauf 15 kann im Wesentlichen gleich den Kühlmittelkreisläufen sein, die für bestehende Fahrzeugklimaanlagen genutzt werden, die in Fahrzeugen mit Verbrennungsmotorantrieb angebracht sind.
  • Der Wärmepumpen-Kühlmittelkreislauf 3 wird weiterhin bereitgestellt, auf Auslassleitungen 14A vom elektrischen Kompressor 10, mit dem Kühl-/Heizmittel-Wärmetauscher 16, der Wärme zwischen heißem Hochdruck-Gas tauscht, das vom elektrischen Kompressor 10 und dem Heizmittel ausgeschieden wird, das durch den Heizkörper 8 über den Heizmittel-Zirkulationskreislauf 7 zirkuliert, und einem Dreiwege-Schalterventil 17, das stromabwärtig vom Kühl-/Heizmittel-Wärmetauscher 16 angeordnet ist. Das Dreiwege-Schalterventil 17 ist an einen Wärmeumleitungskreislauf 18 angeschlossen und das andere Ende des Wärmeumleitungskreislaufes 18 ist an den Empfänger 12 angeschlossen. Diese Konfiguration ermöglicht dem am Kühl-/Heizmittel-Wärmetauscher 16 kondensierten Kühlmittel während des Heizens in den Empfänger 12 eingeleitet zu werden.
  • Ein zweiter Kreislauf 20 zum Heizen, einschließlich des zweiten druckreduzierenden Mittels 19 mit einer An-/Aus-Ventil-Funktion wird zwischen Kühlmittelauslassleitung 14C des Empfängers 12 und einer Kühlmittelauslassseite des fahrzeugexternen Wärmetauschers 11 während des Kühlbetriebs angeschlossen (ein erstes Ende des fahrzeugexternen Wärmetauschers 11), und ein dritter Kreislauf 22 zum Heizen einschließlich eines Magnetspulen-Ventils 21 wird zwischen einer Kühlmitteleinlassseite des fahrzeugexternen Wärmetauschers 11 während des Kühlbetriebs (ein zweites Ende des fahrzeugexternen Wärmetauschers 11) und Einlassleitung 14F an den elektrischen Kompressor 10 angeschlossen.
  • Diese Konfiguration setzt einen heizenden Kühlmittelkreislauf (Heizkreislauf) 23 voraus, der ein geschlossener Kreislauf ist und in dem der elektrische Kompressor 10, der Kühl-/Heizmittel-Wärmetauscher 16, das Dreiwege-Schalterventil 17, der Wärmeumleitungskreislauf 18, der Empfänger 12, der zweite Kreislauf 20 einschließlich des zweiten druckreduzierenden Mittels 19 mit einer An-/Aus-Ventil-Funktion, der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11 und der dritte Kreislauf 22 einschließlich des Magnetspulen-Ventils 21 in dieser Reihenfolge über die Auslassleitung 14A, die Kühlmittelleitung 14B (den Wärmeumleitungskreislauf 18), die Kühlmittelauslassleitung 14C, die Kühlmittelleitung 14D (den zweiten Kreislauf 20), die Kühlmittelleitung 14E (den dritten Kreislauf 22) und die Einlassleitung 14F verbunden sind. Es ist zu beachten, dass der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11 mit einem Ventilator 24 zum Strömen der Außenluft bereitgestellt wird.
  • Der oben beschriebene Empfänger 12 ist ein Empfänger 12 mit Rückschlagventilen, einschließlich einstückig eingebetteter Rückschlagventile 25, 26, an zwei Kühlzustromanschlüssen, die mit dem Wärmeumleitungskreislauf 18 vom Dreiwege-Schalterventil 17 und der Kühlmittelleitung 14 vom fahrzeugexternen Wärmetauscher 11 verbunden sind. Ein automatisches Wärme-Expansionsventil mit einem Magnetspulen-Ventil kann als das erste druckreduzierende Mittel 13 mit einer An-/Aus-Ventil-Funktion und das zweite druckreduzierende Mittel 19 mit einer An-/Aus-Ventil-Funktion genutzt werden. Das automatische Wärme-Expansionsventil mit einem Magnetspulen-Ventil ist auf der Seite des Kühlmitteleinlasses des fahrzeuginternen Verdampfers 6 und/oder auf der Seite des Kühlmitteleinlasses des fahrzeugexternen Wärmetauschers 11 angeordnet, der als Verdampfer fungiert und durch die Integration eines Magnetspulen-Ventils und eines automatischen Wärme-Expansionsventils gebildet wird. Das Magnetspulen-Ventil ist derart konfiguriert, dass durch die Erregung einer Magnetspule ein beweglicher Kern in Axialrichtung vorwärts und rückwärts bewegt wird, sodass ein Ventilkörper einen Strömungsweg auf Einlassseite öffnet und schließt. Das automatische Wärme-Expansionsventil ist konfiguriert, um die Temperatur und den Druck des Kühlmittels auf einem Kühlmittelströmungsweg 55 der Auslassseite zu erkennen, auf dem das im fahrzeugexternen Verdampfer 6 verdampfte Kühlmittel oder der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11 strömt und um den Hub des Ventils einzustellen. Es ist zu beachten, dass das Magnetspulen-Ventil und das automatische Wärme-Expansionsventil konfiguriert werden können, indem ein Standard-Magnetspulen-Ventil und ein automatisches Wärme-Expansionsventil, die unabhängig voneinander sind, seriell verbunden werden.
  • Während des Betriebs, bei dem ein oder beide der fahrzeuginternen Verdampfer 6 und der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11, der als Verdampfer fungiert, genutzt werden, öffnet das oben beschriebene automatische Wärme-Expansionsventil mit dem Magnetspulen-Ventil das Magnetspulen-Ventil und ermöglicht dem Kühlmittel, das durch das automatische Wärme-Expansionsventil adiabatisch ausgedehnt ist, zum fahrzeuginternen Verdampfer 6 oder dem fahrzeugexternen Wärmetauscher 11 über den Strömungsweg der Einlassseite zugeführt zu werden. Durch das automatische Wärme-Expansionsventil mit dem Magnetspulen-Ventil kann das automatische Wärme-Expansionsventil die Fließgeschwindigkeit des Kühlmittels automatisch steuern, damit der Grad der Überhitzung des Kühlmittels an jedem Verdampferauslass konstant ist. Die Konfiguration kann deshalb vereinfacht und die Kosten können im Vergleich zu Systemen, die elektronische Expansionsventile nutzen, reduziert werden, wodurch Mittel zur Erkennung des Kühlmitteldrucks und Mittel zur Erkennung der Kühlmitteltemperatur erforderlich sind.
  • Es ist zu beachten, dass in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein automatisches Wärme-Expansionsventil mit der Magnetspule als das erste druckreduzierende Mittel 13 mit einer An-/Aus-Ventil-Funktion und das zweite druckreduzierende Mittel 19 mit einer An-/Aus-Ventil-Funktion genutzt werden kann und die Verwendung eines elektronischen Expansionsventils nicht ausgeschlossen werden soll.
  • In der oben beschriebenen Wärmepumpen-Fahrzeugklimaanlage 1, zirkuliert das vom elektrischen Kompressor 10 komprimierte Kühlmittel, in einem Kühlmodus, im kühlenden Kühlmittelkreislauf (Kühlkreislauf) 15, indem es durch den Kühl-/Heizmittel-Wärmetauscher 16, das Dreiwege-Schalterventil 17, den fahrzeugexternen Wärmetauscher 11, der als Kondensator fungiert, den Empfänger 12, das erste druckreduzierende Mittel 13 mit einer An-/Aus-Ventil-Funktion und den fahrzeuginternen Verdampfer 6 in dieser Reihenfolge und dann wieder zurück zum elektrischen Kompressor 10 strömt, wie durch die durchgezogenen Pfeile angegeben.
  • In einem Heizmodus hingegen zirkuliert das vom elektrischen Kompressor 10 komprimierte Kühlmittel im heizenden Kühlmittelkreislauf (Heizkreislauf) 23, indem es durch den Kühl-/Heizmittel-Wärmetauscher 16, das Dreiwege-Schalterventil 17, den Wärmeumleitungskreislauf 18, den Empfänger 12, den zweiten Kreislauf 20 einschließlich des zweiten druckreduzierenden Mittels 19 mit einer An-/Aus-Ventil-Funktion, den fahrzeugexternen Wärmetauscher 11, der als Verdampfer fungiert, und den dritten Kreislauf 22 einschließlich des Magnetspulen-Ventils 21 in dieser Reihenfolge und dann wieder zurück zum elektrischen Kompressor 10 strömt, wie durch die gestrichelten Pfeile angegeben. Das Heizmittel (Sole), wie z. B. heißes Wasser, das im Heizmittel-Zirkulationskreislauf 7 zirkuliert, wird am Kühl-/Heizmittel-Wärmetauscher 16 erwärmt und dann dem Heizkörper 8 zugeführt.
  • Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration, hat die vorliegende Ausführungsform folgende betriebliche Auswirkungen.
  • Im Kühlmodus wird das heiße, vom elektrischen Kompressor 10 komprimierte Hochdruck-Kühlmittel-Gas von Auslassleitung 14A durch den Kühl-/Heizmittel-Wärmetauscher 16 und das Dreiwege-Schalterventil 17 zum fahrzeugexternen Wärmetauscher 11, der als Kondensator fungiert, geführt und dann durch den Wärmetausch mit der Außenluft durch den Ventilator 24 im fahrzeugexternen Wärmetauscher 11 kondensiert und verflüssigt. Das flüssige Kühlmittel wird durch das Rückschlagventil 26 in den Empfänger 12 eingeleitet und vorübergehend vorgehalten, weil das Magnetspulen-Ventil des automatischen Wärme-Expansionsventils mit dem Magnetspulen-Ventil, die das zweite druckreduzierende Mittel 19 ergeben, geschlossen ist, dann durch die Kühlmittel-Auslassleitung 14C zum ersten druckreduzierenden Mittel 13 geführt, durch Druckreduzierung in einen gasförmig-flüssigen Zustand gebracht und dem fahrzeuginternen Verdampfer 6 zugeführt.
  • Das Kühlmittel, das im fahrzeuginternen Verdampfer 6 durch Wärmetausch mit Innenluft oder Außenluft, die vom Gebläse 4 geblasen wurde, verdampft ist, wird durch die Einlassleitung 14F in den elektrischen Kompressor 10 gebracht und erneut komprimiert. Anschließend wiederholt sich der Kreislauf in ähnlicher Weise. Der kühlende Kühlmittelkreislauf 15 ist der gleiche wie die Kühlkreisläufe in bestehenden Systemen, die in Fahrzeugen mit Verbrennungsmotorantrieb genutzt werden, und diese Kühlkreisläufe können so wie sie sind als kühlender Kühlmittelkreislauf 15 genutzt werden. Die Innenluft oder Außenluft, die durch Wärmetausch mit dem Kühlmittel gekühlt wurde, während sie den fahrzeuginternen Verdampfer 6 im Fahrzeuginnenraum passiert, wird zur Kühlung in den Fahrzeuginnenraum geblasen.
  • Es ist zu beachten, dass der Wärmetausch im Kühl-/Heizmittel-Wärmetauscher 16 im Kühlmodus unterbrochen werden kann, indem der Heizmittel-Zirkulationskreislauf 7 geschlossen wird, damit das Heizmittel durch den Kühl-/Heizmittel-Wärmetauscher 16 und den Heizkörper 8 zirkuliert.
  • Im Heizmodus wird das vom elektrischen Kompressor 10 komprimierte Kühlmittel durch die Auslassleitung 14A zum Kühl-/Heizmittel-Wärmetauscher 16 geführt und dann durch Wärmetausch mit dem Heizmittel, das im Heizmittelkreislauf 7 zirkuliert, um das Heizmittel zu erwärmen, kondensiert und verflüssigt. Das Heizmittel zirkuliert durch den Heizkörper 8, der zur Erwärmung genutzt wird. Das im Kühl-/Heizmittel-Wärmetauscher 16 kondensierte Kühlmittel wird in den Empfänger 12 durch das Dreiwege-Schalterventil 17 und den Wärmeumleitungskreislauf 18 eingeleitet und vorübergehend gelagert, dann durch die Kühlmittelleitung 14C und den zweiten Kreislauf 20 zum zweiten druckreduzierenden Mittel 19 geführt, weil das Magnetspulen-Ventil des automatischen Wärme-Expansionsventils mit dem Magnetspulen-Ventil, die das zweite druckreduzierende Mittel 13 ergeben, geschlossen ist, im zweiten druckreduzierenden Mittel 19 durch Druckreduzierung in einen gasförmig-flüssigen Zustand gebracht und dem fahrzeugexternen Verdampfer 11 zugeführt.
  • Zu diesem Zeitpunkt strömt das Kühlmittel in der Kühlmittelleitung 14, die den fahrzeugexternen Wärmetauscher 11 mit dem Empfänger 12 verbindet, in Vorwärtsrichtung zum Rückschlagventil 26. Ein Druckunterschied zwischen der Kühlmittelleitung 14 unter einem niedrigen Druck und dem Empfänger 12 unter einem hohen Druck ermöglicht jedoch dem Rückschlagventil 26, einen Aus-Zustand beizubehalten, und verhindert dadurch, dass das Kühlmittel von der Seite des fahrzeugexternen Wärmetauschers 11 durch die Kühlmittelleitung 14 zum Empfänger 12 strömt. Das Kühlmittel, das dem fahrzeugexternen Wärmetauscher 11 zugeführt wird, ist einem Wärmetausch mit Außenluft, die von dem Ventilator 24 in den fahrzeugexternen Wärmetauscher 11 geblasen wird, der als Verdampfer fungiert, ausgesetzt, absorbiert Wärme der Außenluft, wird verdampft, wird dann durch den dritten Kreislauf 22 einschließlich des Magnetspulen-Ventils 21 und der Einlassleitung 14F in den elektrischen Kompressor 10 gebracht und wird erneut komprimiert. Anschließend wiederholt sich der Kreislauf in ähnlicher Weise. Der heizende Kühlmittelkreislauf 23 aktiviert das Heizen mittels Wärmepumpe, wobei Außenluft als Wärmequelle genutzt wird.
  • Auf diese Weise, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wird der Wärmepumpen-Kühlmittelkreislauf 3 konfiguriert, indem der Kühl-/Heizmittel-Wärmetauscher 16, das Dreiwege-Schalterventil 17, der Wärmeumleitungskreislauf 18, der zweite Kreislauf 20 einschließlich des zweiten druckreduzierenden Mittels 19 und der dritte Kreislauf 22 einschließlich des Magnetspulen-Ventils 21 zum kühlenden Kühlmittelkreislauf 15 hinzugefügt wird, der im Wesentlichen gleich dem kühlenden Kühlmittelkreislauf bestehender Systeme ist; und die Klimaanlage 2 wird genutzt, die ähnlich den Klimaanlagen bestehender Systeme ist, und wird mit dem fahrzeuginternen Verdampfer 6 auf stromaufwärtiger Seite und der Heizkörper 8 bereitgestellt, der in der Lage ist, die Sole, wie heißes Wasser, auf der stromabwärtigen Seite zirkulieren zu lassen. Diese Konfiguration ermöglicht zwei Wärmetauschern einschließlich des fahrzeuginternen Verdampfers 6 und des fahrzeugexternen Wärmetauschers 11 (der als Kondensator fungiert) im Kühlmodus zu fungieren und ermöglicht zwei Wärmetauschern einschließlich des Kühl-/Heizmittel-Wärmetauschers 16 und des fahrzeugexternen Wärmetauschers 11 (der als Verdampfer fungiert) im Heizmodus zu fungieren, wodurch Kühlbetrieb und Heizbetrieb ausgeführt werden.
  • So wird der effiziente Kühlbetrieb und Heizbetrieb mit maximaler, der Arbeitslast des elektrischen Kompressors 10 angemessener Leistungsfähigkeit durchgeführt, wodurch die Kühl- und Heizfähigkeit verbessert wird und die Wärmepumpen-Klimaanlage 1 konfiguriert werden kann, indem minimale Heizgeräte hinzugefügt werden, was zu einer Vereinfachung der Konfiguration und zu einer Reduktion der Größe und Kosten führt.
  • Da eine Klimaanlage, die denen bestehender Systeme gleicht und in der der Heizkörper 8 zur Zirkulation des Heizmittels einschließlich heißen Wassers stromabwärts des fahrzeuginternen Verdampfer 6 angeordnet ist, als Klimaanlage 2 genutzt werden kann, können verschiedene Wärmequellen zum Heizen verwendet werden, zum Beispiel, indem Abgaswärme von einem Fahrzeugantriebsgerät wie einem Verbrennungsmotor, einem Elektromotor und einem Wechselrichter mit dem Heizmittel gesammelt wird oder indem das Heizmittel mit einer PTC-Heizvorrichtung oder dergleichen erwärmt wird, um das Heizmittel als eine Wärmequelle zum Heizen zu verwenden. Da der Kühl-/Heizmittel-Wärmetauscher 16 auf der Auslassleitung 14A des elektrischen Kompressors 10 angeordnet ist und das Dreiwege-Schalterventil 17 stromabwärts vom Kühl-/Heizmittel-Wärmetauscher 16 angeordnet ist, kann das Dreiwege-Schalterventil 17 auf einer CRFM 27-Seite angebracht werden, wodurch die Fahrzeugmontierbarkeit verbessert wird.
  • Da der Empfänger 12, der in die oben beschriebene Wärmepumpen-Klimaanlage 1 eingebettet ist, ein Empfänger 12 mit Rückschlagventilen einschließlich der Rückschlagventile 25, 26, die an den Kühlmitteleinlassanschlüssen eingebettet sind, ist, ist der kühlende oder heizende Kühlmittelkreislauf 15, 23, der je nach Betriebsmodus nicht verwendet wird, durch Rückschlagventil 25, 26, das am Kühlmitteleinlassanschluss des Empfängers 12 eingebettet ist, blockiert, um einen Rückfluss des Kühlmittels zum Kühlmittelkreislauf 15, 23 zu verhindern. Dadurch wird das Kühlmittel daran gehindert, zum ungenutzten Kühlmittelkreislauf 15, 23 zu strömen und es reduziert Bestandteile zur Verbindung auf einen Flansch oder dergleichen im Vergleich zu einem Wärmepumpen-Kühlmittelkreislauf 3 mit separatem Empfänger 12 und Rückschlagventilen 25, 26, wodurch eine Vereinfachung des Wärmepumpen-Kühlmittelkreislaufs 3 und eine Reduktion der Kosten entsteht.
  • Folglich können das erste druckreduzierende Mittel 13 und das zweite druckreduzierende Mittel 19 je nach Betriebsmodus durch ihre An-/Aus-Ventil-Funktionen umschaltbar genutzt werden und der Betrieb, bei dem sowohl der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11 als auch der fahrzeuginterne Verdampfer 6 genutzt werden, kann im Heizmodus durchgeführt werden.
  • Der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11, der gemäß der vorliegenden Ausführungsform an der Wärmepumpen-Klimaanlage 1 angebracht ist, wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 2 und 3 beschrieben.
  • Der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein so genannter Mehrstrom-Wärmetauscher und beinhaltet Rohre 33 und Rippen 34, die zwischen zwei Verteilern 31, 32 angeordnet sind. Das Kühlmittel, das in einen ersten Verteiler 31 strömt, verzweigt sich in die Rohre 33, und das Kühlmittel, das sich verzweigt und in die Rohre 33 strömt, verbindet sich in einem zweiten Verteiler 32.
  • Der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11 besitzt zwei Seiten, auf denen sich Verteiler 31, 32 gegenüberliegen, und besitzt im Wesentlichen eine ebene Form. Luft wird von einer ersten Oberflächenseite des fahrzeugexternen Wärmetauschers 11 zugeführt und von einer zweiten Oberflächenseite ausgelassen, die die Rückseite der ersten Oberflächenseite ist. Wenn Luft durch den fahrzeugexternen Wärmetauscher 11 strömt, wird der Wärmetausch durchgeführt und das Kühlmittel strömt in die Rohre 33.
  • Der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11 wird zum Beispiel an den oben beschriebenen Kühlmittelkreislauf des Wärmepumpensystems angebracht und fungiert als Kondensator während des Kühlbetriebs und als Verdampfer während des Heizbetriebs. Wenn der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11 als Kondensator fungiert, wird die Wärme des Kühlmittels, das in den fahrzeugexternen Wärmetauscher 11 strömt, nach außen ausgelassen, um das Kühlmittel zu kühlen. Zu diesem Zeitpunkt strömt das Kühlmittel im gasförmigen Zustand in den fahrzeugexternen Wärmetauscher 11 und wird im fahrzeugexternen Wärmetauscher 11 verflüssigt.
  • Wenn der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11 hingegen als Verdampfer fungiert, absorbiert das Kühlmittel, das in den fahrzeugexternen Wärmetauscher 11 strömt, Wärme von außen und wird so erwärmt. Zu diesem Zeitpunkt strömt das Kühlmittel im gasförmig-flüssigen Zustand durch das zweite druckreduzierende Mittel 19 in den fahrzeugexternen Wärmetauscher 11 und wird im fahrzeugexternen Wärmetauscher 11 verdampft.
  • Der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11 besteht aus den zwei Verteilern 31, 32, die sich in vertikaler Richtung erstrecken, den Rohren 33, die zwischen den zwei Verteilern 31, 32 angeordnet sind, den Rippen 34, die jeweils zwischen den Rohren 33 mit Kontakt angeordnet sind, und dergleichen.
  • Die Verteiler 31, 32, die Rohre 33 und die Rippen 34 sind, zum Beispiel, aus einer Legierung, wie Aluminiumlegierung, Aluminium oder einem anderen Metall hergestellt.
  • Die Verteiler 31, 32 sind jeweils hohlrohrförmig und die Rohre 33 sind an die Verteiler 31, 32 in im Wesentlichen gleichen Abständen in vertikaler Richtung angebracht. Das Innere der Verteiler 31, 32 und das Innere der Rohre 33 stehen miteinander in Verbindung, und das Kühlmittel strömt durch das Innere von beiden.
  • Die zwei Verteiler 31, 32 beinhalten den ersten Verteiler 31 bzw. den zweiten Verteiler 32. Wenn eine Trennplatte in jedem ersten Verteiler 31 und Verteiler 32 angeordnet ist, strömt das Kühlmittel im fahrzeugexternen Wärmetauscher 11 aus dem ersten Verteiler 31 zum zweiten Verteiler 32, dann vom zweiten Verteiler 32 zum ersten Verteiler 31 und dann wieder vom ersten Verteiler 31 zum zweiten Verteiler 32.
  • Der erste Verteiler 31 ist auf der Einlassseite, damit das Kühlmittel einströmen kann, wenn der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11 als Kondensator fungiert, und ist auf der Auslassseite, damit das Kühlmittel ausströmen kann, wenn der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11 als Verdampfer fungiert. Der zweite Verteiler 32 ist auf der Auslassseite, damit das Kühlmittel ausströmen kann, wenn der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11 als Kondensator fungiert, und ist auf der Einlassseite, damit das Kühlmittel einströmen kann, wenn der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11 als Verdampfer fungiert.
  • Die Rohre 33 haben jeweils eine flache Form, und es wird eine Mehrzahl von Strömungskanälen, die sich in Längsrichtung des Rohrs 33 erstrecken, in Rohr 33 gebildet. Die Mehrzahl von Strömungskanälen sind parallel zueinander in Breitenrichtung des Rohrs 33 angeordnet. Das Rohr 33 besitzt ein erstes Ende, das mit dem ersten Verteiler 31 verbunden ist, und ein zweites Ende, das mit dem zweiten Verteiler 32 verbunden ist.
  • Die Rippen 34 werden gebildet, indem eine Mehrzahl von dünnen Platten angeordnet wird, und zwischen den dünnen Platten werden Lücken bereitgestellt, damit Luft von der ersten Oberfläche zur zweiten Oberfläche des fahrzeugexternen Wärmetauschers 11 strömen kann. Die Rippen 34 kommen an den oberen und unteren Abschnitten mit den Rohren 33 in Kontakt, damit Wärme des Kühlmittels, das in den Rohren 33 strömt, übertragen wird.
  • Im fahrzeugexternen Mehrstrom-Wärmetauscher 11 gemäß der vorliegenden Ausführungsform strömt, wenn er als Kondensator fungiert, das Kühlmittel, das von den Öffnungen des ersten Verteilers 31 einströmt, im ersten Verteiler 31 von oben nach unten und strömt in die Strömungskanäle der Rohre 33, die mit dem ersten Verteiler 31 verbunden sind. Das Kühlmittel, das in die Strömungskanäle der Rohre 33 strömt, strömt in Richtung des zweiten Verteilers 32 und strömt in den zweiten Verteiler 32. Das Kühlmittel, das in den zweiten Verteiler 32 strömt, strömt von oben nach unten und strömt aus einer Öffnung des zweiten Verteilers 32 heraus.
  • Als nächstes werden die Verteiler 31, 32 des fahrzeugexternen Wärmetauschers 11 gemäß der vorliegenden Ausführungsform näher beschrieben.
  • Wie oben beschrieben können die Verteiler 31, 32 mit oder ohne darin befindlichen Trennplatten 35 bereitgestellt werden. Wenn keine Trennplatte bereitgestellt wird, stehen die Verteiler 31, 32 mit allen Rohren 33 in Verbindung, die an die Verteiler 31, 32 angeschlossen sind. So ist es für das Kühlmittel, das in die Verteiler 31, 32 strömt, schwer, effizient zu strömen, es kann aber in alle Rohre 33 strömen.
  • Wenn eine Trennplatte in jedem ersten Verteiler 31 und in jedem zweiten Verteiler 32 bereitgestellt wird, wird das Innere des Verteilers 31, 32 in einen Abschnitt zwischen einer obersten Oberfläche 31a, 32a des Verteilers 31, 32 und der Trennplatte 35 bzw. in einen Abschnitt zwischen der Trennplatte 35 und einer untersten Oberfläche 31b, 32b des Verteilers 31, 32 geteilt. Das Innere der geteilten Abschnitte des Verteiler 31, 32 steht in Verbindung mit den Rohren 33, die mit den jeweiligen geteilten Abschnitten verbunden sind. Das Kühlmittel, das in die geteilten Abschnitte der Verteiler 31, 32 strömt, strömt somit in die Rohre 33, die mit den entsprechenden geteilten Abschnitten verbunden sind. Dies Konfiguration ermöglicht dem Kühlmittel im fahrzeugexternen Wärmetauscher 11 aus dem ersten Verteiler 31 zum zweiten Verteiler 32 zu strömen, dann vom zweiten Verteiler 32 zum ersten Verteiler 31 und dann wieder vom ersten Verteiler 31 zum zweiten Verteiler 32.
  • Es ist zu beachten, dass zwei oder mehr Trennplatten 35 in einem der Verteiler 31, 32 bereitgestellt werden können, damit ein geteilter Abschnitt zwischen angrenzenden Trennplatten 35 bestimmt werden kann. In diesem Fall strömt das Kühlmittel im fahrzeugexternen Wärmetauscher 11 zweimal oder häufiger hin und zurück. Als Alternative kann die Trennplatte 35 nur im ersten Verteiler 31 und nicht im zweiten Verteiler 32 bereitgestellt werden. In diesem Fall strömt das Kühlmittel im fahrzeugexternen Wärmetauscher 11 nur einmal hin und zurück.
  • Als nächstes werden die Öffnungen 36, 37, 38 beschrieben, die im ersten Verteiler 31 und im zweiten Verteiler 32 bereitgestellt werden, also die Kühlmitteleinlässe und Kühlmittelauslässe.
  • Der erste Verteiler 31 wird mit einer Öffnung 36 bereitgestellt, die an einer unteren Stelle in der Gesamthöhe des geteilten Abschnitts, der zwischen der obersten Oberfläche 31a des ersten Verteilers 31 und der Trennplatte 35 bestimmt ist, gebildet wird. Es ist beispielsweise wünschenswert, dass die erste Öffnung 36 in der Nähe der Trennplatte 35 bereitgestellt wird und zwischen der Trennplatte 35 und einer Stelle auf Höhe von etwa 1/3 der Gesamthöhe des geteilten Abschnitts von der Trennplatte 35 bereitgestellt werden kann.
  • Die erste Öffnung 36 dient als Kühlmittelauslass, damit das Kühlmittel ausströmen kann, wenn der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11 als Verdampfer fungiert.
  • Der erste Verteiler 31 wird außerdem mit einer zweiten Öffnung 37 bereitgestellt, die an einer Stelle gebildet wird, die höher als die erste Öffnung 36 in dem geteilten Abschnitt liegt, der zwischen der obersten Oberfläche des ersten Verteilers 31 und der Trennplatte 35 bestimmt ist. Die zweite Öffnung 37 dient als Kühlmitteleinlass, damit das Kühlmittel einströmen kann, wenn der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11 als Kondensator fungiert.
  • Da die erste Öffnung 36 und die zweite Öffnung 37 im ersten Verteiler 31 getrennt bereitgestellt sind, sind die Verrohrungsarbeiten beim Verbinden der Leitungen mit dem fahrzeugexternen Wärmetauscher 11 einfacher als in dem Fall, in dem eine übliche Öffnung bereitgestellt wird und die Leitungen verzweigt sind.
  • Der zweite Verteiler 32 wird mit einer dritten Öffnung 38 in der Nähe der untersten Oberfläche des zweiten Verteilers 32 bereitgestellt.
  • Die dritte Öffnung 38 dient als Kühlmittelauslass, damit das Kühlmittel ausströmen kann, wenn der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11 als Kondensator fungiert, und als Kühlmitteleinlass, damit das Kühlmittel einströmen kann, wenn der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11 als Verdampfer fungiert.
  • Wenn der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11 als Verdampfer fungiert, strömt das Kühlmittel von der dritten Öffnung 38 herein und strömt aufwärts vom unteren Abschnitt des fahrzeugexternen Wärmetauschers 11. So ist es möglich, dass das verflüssigte Kühlmittel sich stets im unteren Abschnitt des fahrzeugexternen Wärmetauschers 11 sammelt, und es kann deshalb ein Anstieg des Druckverlusts im fahrzeugexternen Wärmetauscher 11 im Vergleich zu dem Fall, in dem das Kühlmittel von oben nach unten strömt, verhindert werden.
  • Die erste Öffnung 36, die als Kühlmittelauslass für das Ausströmen des Kühlmittels dient, wird in dem geteilten Abschnitt des ersten Verteilers 31 an einer unteren Stelle gebildet. Wenn das Kühlmittel, das den Auslass des fahrzeugexternen Wärmetauschers 11 erreicht, nicht teilweise gasförmig ist, wobei der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11 als Verdampfer fungiert, kann das flüssige Kühlmittel dadurch auf Höhe der ersten Öffnung 36 durch die erste Öffnung 36 nach außen ausgelassen werden. Die Menge des flüssigen Kühlmittels, das im ersten Verteiler 31 angesammelt wird, kann reduziert werden.
  • Selbst wenn das Kühlmittel in der Nähe der zweiten Öffnung 37, die höher als die erste Öffnung 36 liegt, oder in den Leitungen verflüssigt wird, die mit der zweiten Öffnung 37 verbunden sind, wobei der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11 als Verdampfer fungiert, kann das Kühlmittel aus der ersten Öffnung 36 ausströmen, die an einer unteren Stelle im geteilten Abschnitt des ersten Verteilers 31 gebildet wird.
  • Wie oben beschrieben, wird die erste Öffnung 36, die im fahrzeugexternen Wärmetauscher 11, der sowohl eine Verdampferfunktion als auch eine Kondensatorfunktion aufweist, als der Kühlmittelauslass dient, damit das Kühlmittel ausströmen kann, wenn der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11 als Verdampfer fungiert, getrennt von der zweiten Öffnung 37 gebildet, damit das Kühlmittel einströmen kann, wenn der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11 als Kondensator fungiert.
  • Die erste Öffnung 36 wird an einer Stelle unterhalb der zweiten Öffnung 37 und an einer unteren Stelle in dem geteilten Abschnitt des ersten Verteilers 31 gebildet. Im fahrzeugexternen Wärmetauscher 11 des Standes der Technik, der sowohl eine Verdampferfunktion als auch eine Kondensatorfunktion besitzt, werden ein Kühlmittelauslass, wenn der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11 als Verdampfer fungiert und ein Kühlmitteleinlass, wenn der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11 als Kondensator fungiert, an der obersten Stelle eines Verteilers gebildet. In diesem Fall wird überschüssiges Kühlmittel bis zu einer Stelle angesammelt, welche die oberste Stelle des Verteilers des fahrzeugexternen Wärmetauschers 11 erreicht. Dies verursacht ein Problem, bei dem die Menge des überschüssigen Kühlmittels erhöht wird. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Menge des flüssigen Kühlmittels, das im ersten Verteiler 31 angesammelt wird, jedoch reduziert werden.
  • Im fahrzeugexternen Wärmetauscher 11 des Standes der Technik, der sowohl eine Verdampferfunktion als auch eine Kondensatorfunktion besitzt, werden ein Kühlmittelauslass, wenn der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11 als Verdampfer fungiert, und ein Kühlmitteleinlass, wenn der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11 als Kondensator fungiert, auf derselben Höhe gebildet, oder es wird nur eine Öffnung bereitgestellt, die im Allgemeinen als Auslass oder Einlass genutzt werden kann. In diesem Fall, wenn der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11 als Verdampfer fungiert, wird das am Kühlmitteleinlass verflüssigte Kühlmittel, das verwendet wird, wenn der fahrzeugexterne Wärmetauscher 11 als Kondensator fungiert, oder in den Leitungen, die mit dem Kühlmitteleinlass für einen Kondensator verbunden sind, erst ausgelassen, wenn das flüssige Kühlmittel dieselbe Höhe wie der Kühlmittelauslass erreicht oder wird gar nicht aus dem fahrzeugexternen Wärmetauscher 11 ausgelassen. In der vorliegenden Ausführungsform wird die erste Öffnung 36 an einer niedrigeren Stelle gebildet als die zweite Öffnung 37 und an einer niedrigeren Stelle in dem geteilten Abschnitt des ersten Verteilers 31. Deshalb kann das Kühlmittel aus der ersten Öffnung 36 fließen, selbst wenn das Kühlmittel in der Nähe der zweiten Öffnung 37 oder in den Leitungen verflüssigt wird, die mit der zweiten Öffnung 37 verbunden sind.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Wärmepumpen-Fahrzeugklimaanlage
    2
    HVAC-Anlage
    3
    Wärmepumpen-Kühlmittelkreislauf
    6
    Fahrzeuginterner Verdampfer
    7
    Heizmittel-Zirkulationskreislauf
    8
    Heizkörper
    10
    Elektrischer Verdichter
    11
    Fahrzeugexterner Wärmetauscher
    12
    Empfänger (Empfänger mit Rückschlagventil)
    13
    Erstes druckreduzierendes Mittel
    14A
    Auslassleitung
    14F
    Einlassleitung
    15
    Kühlmittelkreislauf (Kühlkreislauf)
    16
    Kühl-/Heizmittel-Wärmetauscher
    17
    Dreiwege-Schalterventil
    18
    Wärmeumleitungskreislauf
    19
    Zweites druckreduzierendes Mittel
    20
    Zweiter Kreislauf
    21
    Magnetspulen-Ventil
    22
    Dritter Kreislauf
    23
    Kühlmittelkreislauf (Heizkreislauf)
    31
    Verteiler, erster Verteiler
    32
    Verteiler, zweiter Verteiler
    33
    Rohr
    34
    Rippe
    35
    Trennplatte
    36
    Öffnung, erste Öffnung
    37
    Öffnung, zweite Öffnung
    38
    Öffnung, dritte Öffnung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2014088060 A [0003]
    • JP 2013231573 A [0003]

Claims (4)

  1. Wärmetauscher, umfassend: einen hohlen ersten Verteiler; einen hohlen zweiten Verteiler, der gegenüber dem ersten Verteiler bereitgestellt ist; und eine Mehrzahl von Rohren, die zwischen dem ersten Verteiler und dem zweiten Verteiler angeordnet sind und mit dem ersten Verteiler und dem zweiten Verteiler in Verbindung stehen; den ersten Verteiler, der mit einer Trennplatte, die das Innere des ersten Verteilers teilt, bereitgestellt ist; den ersten Verteiler, der mit einer ersten Öffnung auf einer Trennplattenseite zwischen einem oberen Ende des ersten Verteilers und der Trennplatte bereitgestellt ist; und wobei der Wärmetauscher als Verdampfer fungiert, ein Kühlmittel von einem unteren Teil des ersten Verteilers oder des zweiten Verteilers zugeführt wird und die erste Öffnung als Ausströmöffnung für das Kühlmittel dient.
  2. Wärmetauscher gemäß Anspruch 1, wobei: der erste Verteiler mit einer zweiten Öffnung bereitgestellt wird, die auf der Seite des oberen Endes des ersten Verteilers in Bezug auf die erste Öffnung gebildet wird; und der Wärmetauscher als Kondensator fungiert, das Kühlmittel von der zweiten Öffnung zugeführt wird und zum unteren Teil des ersten Verteilers oder des zweiten Verteilers strömt.
  3. Wärmepumpensystem, umfassend: den Wärmetauscher gemäß Anspruch 1 oder 2; einen ersten mit dem Wärmetauscher verbundenen Kreislauf, wobei ein Kühlmittel durch den ersten Kreislauf strömt, wenn der Wärmetauscher als Verdampfer fungiert; und einen zweiten mit dem Wärmetauscher verbundenen Kreislauf, wobei das Kühlmittel durch den zweiten Kreislauf strömt, wenn der Wärmetauscher als Kondensator fungiert.
  4. Wärmepumpensystem gemäß Anspruch 3, umfassend: den Wärmetauscher; den ersten Kreislauf; und den zweiten Kreislauf; das als Fahrzeugklimaanlage Anwendung findende Wärmepumpensystem.
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