DE112016005644B4

DE112016005644B4 - Kühlkreislaufvorrichtung

Info

Publication number: DE112016005644B4
Application number: DE112016005644.3T
Authority: DE
Inventors: Yoshiki Kato; Nobuyuki Hashimura; Koji Miura; Norihiko Enomoto; Kengo Sugimura; Keigo Sato; Masayuki Takeuchi; Ariel Marasigan
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-12-10
Filing date: 2016-10-06
Publication date: 2021-10-07
Anticipated expiration: 2036-10-07
Also published as: CN108369042A; CN108369042B; DE112016005644T5; JP2017110898A; JP6481668B2; US20180361828A1; US10723203B2

Abstract

Eine Kühlkreislaufvorrichtung umfasst: ein erstes Expansionsventil (13), das ein Kühlmittel entspannt, das aus einem hochdruckseitigen Wärmetauscher (12) strömt; einen Außenwärmetauscher (14), der eine Wärme zwischen dem aus dem ersten Expansionsventil (13) strömenden Kühlmittel und einer Außenluft tauscht; ein zweites Expansionsventil (15), das das Kühlmittel entspannt, das aus dem Außenwärmetauscher (14) strömt; einen niederdruckseitigen Wärmetauscher (16), der in einem Strom des Kühlmittels mit dem Außenwärmetauscher (14) in Reihe angeordnet ist und eingerichtet ist, eine Wärme zwischen einem Wärmeträger und dem Niederdruckkühlmittel zu tauschen, das durch den ersten Entspannungsabschnitt (13) und/oder den zweiten Entspannungsabschnitt (15) entspannt wird, um den Wärmeträger zu kühlen; einen Kühlerkern (26), der eine Wärme zwischen dem Wärmeträger, der durch den niederdruckseitigen Wärmtauscher (16) gekühlt wird, und einer Luft tauscht, die in ein Fahrzeuginneres geblasen werden soll, um die Luft zu kühlen; und eine Steuerungseinrichtung (30), die eingerichtet ist, zwischen einem Wärmeaufnahmemodus und einem Wärmedissipationsmodus umzuschalten, indem sie einen Entspannungsumfang sowohl des ersten Expansionsventils (13) als auch des zweiten Expansionsventils (15) einstellt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kühlkreislaufvorrichtung, die einen Wärmetauscher zum Tauschen von Wärme zwischen einem Kühlmittel und einer Außenluft umfasst.
STAND DER TECHNIK
Herkömmlich beschreibt beispielsweise Patentdokument 1 eine Fahrzeugkühlkreislaufvorrichtung, die einen Kompressor, einen Innenverflüssiger, ein erstes Expansionsventil, ein zweites Expansionsventil, einen Außenwärmetauscher, einen Innenverdampfer und einen Sammler umfasst.
Der Kompressor saugt, komprimiert und stößt ein Kühlmittel aus. Ein Kühlmittelöl zum Schmieren des Kompressors wird in das Kühlmittel gemischt und ein Teil des Kühlmittelöls zirkuliert in dem Kreislauf zusammen mit dem Kühlmittel.
Der Innenverflüssiger ist ein Wärmestrahler, der Wärme von einem Hochdruckkühlmittel dissipiert, das aus dem Kompressor ausgestoßen wird, wobei dadurch eine Luft erwärmt wird, die durch den Innenverdampfer getreten ist, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll.
Das erste Expansionsventil weist eine Entspannungsfunktion des Kühlmittels in einem Lufterwärmungsmodus, einem Entfeuchtungserwärmungsmodus und dergleichen auf. Das zweite Expansionsventil weist eine Entspannungsfunktion des Kühlmittels in einem Luftkühlmodus, einem Entfeuchtungserwärmungsmodus und dergleichen auf.
Der Außenwärmetauscher tauscht Wärme zwischen dem Kühlmittel und der Außenluft. In dem Lufterwärmungsmodus oder dergleichen fungiert der Au-ßenwärmetauscher als ein Verdampfer, der eine Wärmeaufnahmefunktion durch Verdampfen des Kühlmittels zeigt. In dem Luftkühlmodus oder dergleichen wirkt der Außenwärmetauscher als ein Wärmestrahler, der Wärme von dem Kühlmittel dissipiert.
Der Innenverdampfer ist ein Verdampfer, der das Kühlmittel verdampft, das durch diesen zirkuliert, indem es in dem Luftkühlmodus, dem Entfeuchtungserwärmungsmodus und dergleichen Wärme mit einer Luft tauscht, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll, bevor es durch den Innenverflüssiger tritt. Auf diese Weise zeigt der Innenverdampfer die Wärmeaufnahmefunktion, um die Luft zu kühlen, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll.
Der Sammler ist ein Gas-Flüssigkeits-Abscheider, der das in sein Inneres strömende Kühlmittel in Gas- und Flüssigphasen trennt, um in sich ein überschüssiges Kühlmittel in dem Kreislauf zu speichern. Ein Gasphasenkühlmittelauslass des Sammlers ist mit einer Sauganschlussseite des Kompressors verbunden. Daher dient der Sammler zum Unterdrücken des Saugens des Flüssigphasenkühlmittels in den Kompressor und verhindert eine Flüssigkeitskompression durch den Kompressor.
Beim Stand der Technik ist der Sammler auf einer Kühlmittelauslassseite des Innenverdampfers und einer Kühlmittelsaugseite des Kompressors angeordnet.
Patentdokument 2 beschreibt eine Fahrzeugkühlkreislaufvorrichtung, die einen Kühlapparat, einen Kühlerkern und eine Kälteträgerpumpe umfasst.
Der Kühlapparat ist ein Wärmetauscher, der einen Kälteträger kühlt, indem er eine Wärme zwischen dem Kälteträger und dem niederdruckseitigen Kühlmittel in dem Kühlkreislauf tauscht. Der Kühlerkern ist ein Wärmetauscher, der eine Luft, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll, kühlt und entfeuchtet, indem er Wärme zwischen dem Kälteträger, der durch den Kühlapparat gekühlt wird, und einer Luft tauscht, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll. Die Kälteträgerpumpe saugt den Kälteträger und stößt diesen aus, der zwischen dem Kühlapparat und dem Kühlerkern zirkuliert.
Die Fahrzeugkühlkreislaufvorrichtung, die in Patentdokument 2 beschrieben ist, umfasst auch einen Heizeinrichtungskern und einen Strahler. Der Heizeinrichtungskern ist ein Wärmetauscher, der eine Luft erwärmt, die durch den Kühlerkern getreten ist, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll, indem er das hochdruckseitige Kühlmittel in dem Kühlkreislauf als eine Wärmequelle verwendet. Der Strahler ist ein Wärmetauscher, der eine Wärme zwischen dem durch den Kühlapparat gekühlten Kälteträger und der Außenluft tauscht.
Der Kälteträger, der durch das niederdruckseitige Kühlmittel in dem Kühlkreislauf gekühlt wird, nimmt Wärme von der Außenluft in dem Strahler auf und nimmt auch Wärme von der Luft, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll, in dem Kühlerkern auf. Die Luft, die ihre Wärme in dem Kühlerkern aufgenommen hat, wird durch den Heizeinrichtungskern unter Verwendung des hochdruckseitigen Kühlmittels des Kühlkreislaufs als einer Wärmequelle erwärmt, so dass die Entfeuchtung und Erwärmung durchgeführt werden kann.
Patentdokument 3 zeigt ein Fahrzeugklimaanlagengerät, das Folgendes auf weist: ein Expansionsventil für Kühlmittel mit freigegebener Wärme, das das von einem Heizkörper während des Erwärmungsbetriebs und des ersten Erwärmungs- und Entfeuchtungsbetriebs ausgelassene Kühlmittel entspannt; einen Gas/Flüssigkeits-Separator, der das durch das Expansionsventil für Kühlmittel mit freigegebener Wärme entspannte Kühlmittel zu einem gasförmigen Kühlmittel und einem flüssigen Kühlmittel separiert; und eine Umgehungsschaltung, die ermöglicht, dass ein Teil zumindest des gasförmigen Kühlmittels, das in dem Gas/Flüssigkeits-Separator separiert wird, in einen Bereich des Verdichters strömt, durch den das verdichtete Kühlmittel hindurchtritt.
[Dokumente des Stands der Technik]
[Patentdokumente]

[Patentdokument 1] JP 2012 - 225 637 A
[Patentdokument 2] JP 2015 - 13 639 A
[Patentdokument 3] DE 11 2013 003 001 T5

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß den Untersuchungen durch die Erfinder der vorliegenden Anmeldung ist es im vorstehend beschriebenen Stand der Technik des Patentdokuments 1 notwendig, die Wärmemenge zu erhöhen, die durch das Kühlmittel von der Außenluft in dem Außenwärmetauscher aufgenommen wird, indem der Druck des Kühlmittels in dem Außenwärmetauscher verringert wird, um die Erwärmungsleistung des Innenverflüssigers in dem Lufterwärmungsmodus oder dergleichen ausreichend sicherzustellen.
Allerdings, wenn der Druck des Kühlmittels in dem Außenwärmetauscher gleich wie oder niedriger als ein bestimmter Druck wird, wird verflüssigtes Wasser, das an der Fläche des Innenverdampfers erzeugt wird, durch einen Frost gefroren. Demensprechend wird das Volumen der durch den Innenverdampfer hindurchtretenden Luft verringert, wobei dadurch eine Wärmetauschkapazität, die durch den Innenverdampfer benötigt wird, nicht erlangt wird.
Als eine Gegenmaßnahme dazu wird vorgeschlagen, einen Umgehungsströmungsdurchlass und ein Verdampfungsdruckeinstellventil vorzusehen. In dem Umgehungsströmungsdurchlass strömt das Kühlmittel parallel zu dem Innenverdampfer. Das Verdampfungsdruckeinstellventil stellt einen Verdampfungsdruck ein, indem es wahlweise zwischen einem Zustand, in dem das Kühlmittel zu der Innenverdampferseite strömt, und einem Zustand umschaltet, in dem das Kühlmittel zu der Umgehungsströmungsdurchlassseite strömt. Der Umgehungsströmungsdurchlass und das Verdampfungsdruckeinstellventil sollen die Reduktion des Verdampfungsdrucks unterdrücken, um dadurch ein Ausbilden des Frosts zu verhindern.
Allerdings wird mit einer solchen Gegenmaßnahme, wenn das Kühlmittel durch den Innenverdampfer strömt, falls eine Strömungsrate eines Kühlmittels, das durch den Innenverdampfer strömt, reduziert wird, die Strömungsrate eines Kühlmittels, das durch den Außenwärmetauscher strömt, ebenfalls reduziert, so dass es wahrscheinlicher ist, dass die Erwärmungsleistung des Innenverflüssigers verschlechtert wird.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts des vorstehenden Umstands gemacht. Es ist eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Menge einer Wärmeaufnahme aus der Außenluft zu erhöhen, indem der Druck eines Kühlmittels in einem Wärmetauscher zum Tauschen von Wärme zwischen dem Kühlmittel und der Außenluft reduziert wird, sowie das Ausbilden von Frost in einem Wärmetauscher zum Kühlen von Luft zu verhindern.
In dem in dem vorstehend genannten Patentdokument 1 beschriebenen Stand der Technik hat der Sammler auch die Funktion, das Kühlmittelöl in dem Kühlmittel zu dem Kompressor zurückzubringen. Allerdings, weil der Sammler auf der Kühlmittelauslassseite des Innenverdampfers sowie auf der Kühlmittelsaugseite des Kompressors angeordnet ist, ist es wahrscheinlicher, dass das Kühlmittel und das Kühlmittelöl in dem Sammler eine niedrige Temperatur und einen niedrigen Druck haben.
Dementsprechend werden Viskositäten des Kühlmittels und des Kühlmittelöls in dem Sammler größer, wobei es dadurch schwierig wird, das Kühlmittelöl zu dem Kompressor zurückzubringen. Um eine gewünschte Menge des Kühlmittelöls zurückzubringen, ist es notwendig, die Menge des Kühlmittelöls in dem Kühlmittel zu erhöhen. Derweil wird in einem Kühlmittelmodus, in dem der niederdruckseitige Kühlmitteldruck höher wird, eine zurückgebrachte Menge des Kühlmittelöls übermäßig groß, wobei dadurch die Luftkühlleistung verschlechtert wird.
Wenn das Kühlmittel in dem Sammler eine niedrige Temperatur und einen niedrigen Druck hat, wird der Druckverlust des Kühlmittels in dem Sammler signifikant. Insbesondere wird in dem Lufterwärmungsmodus, in dem der Druck des Niederdruckkühlmittels geringer wird, ein Druckverlust des Kühlmittels signifikant. Dementsprechend würde die Lufterwärmungsleistung verschlechtert werden.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorstehenden Umstände gemacht. Es ist eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Druckverlust des Kühlmittels in einem Kühlmittelspeicher zu reduzieren, während eine Abgabefähigkeit eines Kühlmittelöls aus dem Kühlmittelspeicher verbessert wird.
In dem in dem vorstehend genannten Patentdokument 2 beschriebenen Stand der Technik wird eine Kühlmittelpumpe gestoppt, um den Wärmetausch an dem Kühlerkern anzuhalten, wenn möglicherweise ein Frost an einem Kühlerkern ausgebildet wird, wobei dadurch das Ausbilden des Frosts verhindert wird.
Dabei wird in einem Kälteträgerauslass des Kühlapparats die Temperatur des Kälteträgers gleich wie oder niedriger als eine Außenlufttemperatur, wohingegen in einem Wärmetauschabschnitt des Kühlerkerns die Temperatur des Kälteträgers gleich der Innenlufttemperatur oder der Außenlufttemperatur wird. Das heißt, es gibt eine Differenz der Temperatur des Kälteträgers zwischen dem Kühlapparat und dem Kühlerkern. Daher wird, obwohl die Kälteträgerpumpe gestoppt ist, der Niedertemperaturkälteträger in dem Kühlapparat durch Konvektion allmählich zu dem Kühlerkern bewegt. In einem solchen Fall wird, wenn ein Blasen in Richtung des Kühlerkerns fortgesetzt wird, ein unnötiger Wärmetausch stattfinden, so dass das Ausbilden von Frost an dem Kühlerkern nicht zufriedenstellend verhindert werden kann.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorstehenden Umstände gemacht. Es ist eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Bewegung des Kälteträgers zwischen dem Kühlapparat und dem Kühlerkern zu unterdrücken, auch wenn eine Zirkulation eines Wärmeträgers zwischen dem Kühlapparat und dem Kühlerkern angehalten ist.
In dem Stand der Technik des vorstehend beschriebenen Patentdokuments 2 wird die Drehzahl des Kompressors erhöht, um die Temperatur einer Luft, die aus dem Heizeinrichtungskern geblasen wird, zu erhöhen, wenn ein Entfeuchten und Erwärmen durchgeführt wird. Allerdings, wenn die Drehzahl des Kompressors erhöht wird, kann ein Frost in dem Kühlerkern ausgebildet werden.
Insbesondere, wenn die Drehzahl des Kompressors vergrößert wird, wird der niederdruckseitige Kühlmitteldruck in dem Kühlkreislauf weiter reduziert, um die Temperatur des Kälteträgers, der durch den Kühlapparat gekühlt wird, zu verringern, so dass die Temperatur des Kühlmittels, das in den Kühlerkern strömt, auch verringert wird. Infolgedessen wird, sobald die Flächentemperatur des Kühlerkerns gleich oder niedriger als 0°C wird, eine Feuchtigkeit in der Luft an einer Fläche des Kühlerkerns gefroren, um zu Eis zu werden, das an der Fläche anhaftet, wobei dadurch die Zirkulation von Luft in dem Kühlerkern verhindert wird.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorstehenden Umstände gemacht. Es ist eine vierte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, sowohl die Temperatur von Luft, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll, sicherzustellen, als auch das Ausbilden von Frost in einem Kühlerkern zu verhindern.
Die Aufgabe wird durch eine Kühlkreislaufvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, 3, 11 bzw. 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Eine Kühlkreislaufvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Kompressor, der ein Kühlmittel saugt und ausstößt; einen hochdruckseitigen Wärmetauscher, der Wärme von dem Hochdruckkühlmittel dissipiert, das aus dem Kompressor ausgestoßen wird; einen ersten Entspannungsabschnitt, der das aus dem hochdruckseitigen Wärmetauscher ausströmende Kühlmittel entspannt; einen Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher, der eine Wärme zwischen dem Kühlmittel, das aus dem ersten Entspannungsabschnitt ausströmt, und einer Außenluft tauscht; einen zweiten Entspannungsabschnitt, der das aus dem Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher ausströmende Kühlmittel entspannt; einen niederdruckseitigen Wärmetauscher, der mit dem Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher in einem Strom des Kühlmittels in Reihe angeordnet ist, wobei der niederdruckseitige Wärmetauscher eingerichtet ist, eine Wärme zwischen dem Niederdruckkühlmittel, das durch den ersten Entspannungsabschnitt und/oder den zweiten Entspannungsabschnitt entspannt wird, und einem Wärmeträger zu tauschen, um den Wärmeträger zu kühlen; einen Kühlerkern, der Wärme zwischen dem Wärmeträger, der durch den niederdruckseitigen Wärmetauscher gekühlt wird, und einer Luft tauscht, die in ein Fahrzeuginneres geblasen werden soll, um die Luft zu kühlen; und eine Steuerungseinrichtung, die eingerichtet ist, zwischen einem Wärmeaufnahmemodus, in dem der Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher eine Wärme in das Kühlmittel aufnimmt, und einem Wärmedissipationsmodus umzuschalten, in dem der Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher eine Wärme von dem Kühlmittel dissipiert, indem sie einen Entspannungsumfang in jedem von dem ersten Entspannungsabschnitt und dem zweiten Entspannungsabschnitt einstellt.
Daher stellt die Steuerungseinrichtung einen Entspannungsumfang sowohl in dem ersten Entspannungsabschnitt als auch dem zweiten Entspannungsabschnitt ein, wobei sie dadurch ein Umschalten zwischen dem Wärmeaufnahmemodus und dem Wärmedissipationsmodus ermöglicht. Entsprechend kann ein solcher einfacher Aufbau zwischen dem Wärmeaufnahmemodus und dem Wärmedissipationsmodus umschalten.
Weil der Wärmeträger zwischen dem niederdruckseitigen Wärmetauscher und dem Kühlerkern angeordnet ist, wird die Temperatur des Wärmeträgers, der in den Kühlerkern strömt, niedriger als die Temperatur der Luft, die durch den Kühlerkern gekühlt wird, und die Temperatur des Kühlmittels, das in den niederdruckseitigen Wärmetauscher strömt, wird niedriger als die Temperatur des Wärmeträgers, der in den Kühlerkern strömt.
Entsprechend kann die Temperatur des Kühlmittels in dem niederdruckseitigen Wärmetauscher verringert werden, verglichen mit einer Struktur, bei der ein Innenverdampfer eine Wärme zwischen dem Kühlmittel und der Luft unmittelbar tauscht. Infolgedessen kann auch der Druck des Kühlmittels in dem niederdruckseitigen Wärmetaucher verringert werden.
Daher wird der Druck des Kühlmittels in dem Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher verringert, wobei es dadurch ermöglicht wird, eine Menge einer Wärmeaufnahme des Kühlmittels aus der Außenluft in dem Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher zu erhöhen und ein Ausbilden von Frost in einem Kühlerkern zu verhindern.
Eine Kühlkreislaufvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Kompressor, der ein Kühlmittel saugt und ausstößt; einen hochdruckseitigen Wärmetauscher, der eine Wärme von dem Hochdruckkühlmittel dissipiert, das aus dem Kompressor ausgestoßen wird; einen ersten Entspannungsabschnitt, der das aus dem hochdruckseitigen Wärmetauscher ausströmende Kühlmittel entspannt; einen Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher, der eine Wärme zwischen dem Kühlmittel, das aus dem ersten Entspannungsabschnitt strömt, und einer Außenluft tauscht; einen zweiten Entspannungsabschnitt, der das aus dem Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher ausströmende Kühlmittel entspannt; einen niederdruckseitigen Wärmetauscher, der eine Wärme in das Niederdruckkühlmittel aufnimmt, das durch den ersten Entspannungsabschnitt und/oder den zweiten Entspannungsabschnitt entspannt wird; eine Steuerungseinrichtung, die zwischen einem Wärmeaufnahmemodus, in dem der Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher eine Wärme in das Kühlmittel aufnimmt, und einem Wärmedissipationsmodus umschaltet, in dem der Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher eine Wärme von dem Kühlmittel dissipiert, indem sie einen Entspannungsumfang in jedem von dem ersten Entspannungsabschnitt und dem zweiten Entspannungsabschnitt einstellt; und einen Kühlmittelspeicher, der das Kühlmittel speichert, das während des Wärmeaufnahmemodus in dem hochdruckseitigen Wärmetauscher einem Wärmetausch unterzogen wurde, und das Kühlmittel speichert, das während des Wärmedissipationsmodus in dem Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher einem Wärmetausch unterzogen wurde.
Daher kann der Kühlmittelspeicher auf der Hochdruckseite des Kreislaufs sowohl in dem Wärmeaufnahmemodus als auch dem Wärmedissipationsmodus vorgesehen werden. Anders gesagt, der Kühlkreislauf kann als ein Aufnahmekreislauf sowohl in dem Wärmeaufnahmemodus als auch dem Wärmedissipationsmodus dienen.
Dementsprechend wird die Viskosität sowohl des Kühlmittels als auch des Kühlmittelöls in dem Kühlmittelspeicher reduziert, verglichen mit einem Sammlerkreislauf, bei dem ein Kühlmittelspeicher auf der Niederdruckseite des Kreislaufs vorgesehen ist, wobei es dadurch ermöglicht wird, den Druckverlust des Kühlmittels zu reduzieren und eine Abgabefähigkeit des Kühlmittelöls zu verbessern.
Figurenliste

1 ist ein Gesamtaufbaudiagramm einer Kühlkreislaufvorrichtung einer ersten Ausführungsform;
2 ist ein schematisches Diagramm, das einen Außenwärmetauscher der ersten Ausführungsform zeigt;
3 ist ein Blockdiagramm, das eine elektrische Steuerungseinheit der Kühlkreislaufvorrichtung der ersten Ausführungsform zeigt;
4 ist ein Mollier-Diagramm, das einen Zustand eines Kühlmittels in einem Lufterwärmungsmodus der Kühlkreislaufvorrichtung der ersten Ausführungsform zeigt;
5 ist ein Mollier-Diagramm, das einen Zustand eines Kühlmittels in einem Luftkühlmodus der Kühlkreislaufvorrichtung der ersten Ausführungsform zeigt;
6 ist ein Mollier-Diagramm, das einen Zustand eines Kühlmittels in einem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus der Kühlkreislaufvorrichtung der ersten Ausführungsform zeigt;
7 ist ein Mollier-Diagramm, das einen Zustand eines Kühlmittels in einem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus der Kühlkreislaufvorrichtung der ersten Ausführungsform zeigt;
8 ist ein Aufbaudiagramm, das einen Teil einer Kühlkreislaufvorrichtung eines ersten Beispiels einer zweiten Ausführungsform zeigt;
9 ist ein Aufbaudiagramm, das einen Teil einer Kühlkreislaufvorrichtung eines zweiten Beispiels der zweiten Ausführungsform zeigt;
10 ist ein schematisches Diagramm, das einen Außenwärmetauscher und eine Klappe der zweiten Ausführungsform zeigt;
11 ist ein Aufbaudiagramm, das einen Teil der Kühlkreislaufvorrichtung der zweiten Ausführungsform zeigt;
12 ist ein Aufbaudiagramm, das einen Teil einer Kühlkreislaufvorrichtung einer dritten Ausführungsform zeigt;
13 ist ein Aufbaudiagramm, das einen Teil einer Kühlkreislaufvorrichtung einer vierten Ausführungsform zeigt;
14 ist ein Aufbaudiagramm, das einen Teil einer Kühlkreislaufvorrichtung eines ersten Beispiels einer fünften Ausführungsform zeigt;
15 ist ein Aufbaudiagramm, das einen Teil einer Kühlkreislaufvorrichtung eines zweiten Beispiels der fünften Ausführungsform zeigt;
16 ist ein Aufbaudiagramm, das einen Teil einer Kühlkreislaufvorrichtung eines dritten Beispiels der fünften Ausführungsform zeigt;
17 ist ein Aufbaudiagramm, das einen Teil einer Kühlkreislaufvorrichtung eines ersten Beispiels einer sechsten Ausführungsform zeigt;
18 ist ein Aufbaudiagramm, das einen Teil einer Kühlkreislaufvorrichtung eines zweiten Beispiels der sechsten Ausführungsform zeigt;
19 ist ein Gesamtaufbaudiagramm einer Kühlkreislaufvorrichtung einer siebten Ausführungsform;
20 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen der Außenlufttemperatur und sowohl der Zielluftauslasstemperatur eines Heizeinrichtungskerns als auch der Zielluftauslasstemperatur des Kühlerkerns der siebten Ausführungsform beispielhaft zeigt;
21 ist ein Gesamtaufbaudiagramm einer Kühlkreislaufvorrichtung einer achten Ausführungsform; und
22 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Ablaufsteuerung zeigt, die durch eine Steuerungseinrichtung der achten Ausführungsform ausgeführt wird.

GENAUE BESCHREIBUNG
Nachstehend werden Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den entsprechenden nachstehenden Ausführungsformen werden gleiche oder äquivalente Teile durch dieselben Bezugszeichen in allen Figuren angezeigt.
(Erste Ausführungsform)
Eine Kühlkreislaufvorrichtung 10, die in 1 gezeigt ist, ist eine Fahrzeugkühlkreislaufvorrichtung, die zum Einstellen der Temperatur eines Innenraums eines Fahrzeugs auf eine angemessene Temperatur verwendet wird. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Kühlkreislaufvorrichtung 10 auf ein Hybridfahrzeug angewandt, das eine Antriebskraft zum Fahren sowohl von einer Maschine (anders gesagt, einer Brennkraftmaschine) als auch einem Fahrelektromotor erlangt.
Das Hybridfahrzeug der vorliegenden Ausführungsform ist als ein Plug-In-Hybridfahrzeug eingerichtet, das einen an dem Fahrzeug montierten Akkumulator (anders gesagt, einen fahrzeugseitigen Akkumulator) mit einer Spannung aufladen kann, die von einer äußeren Spannungsquelle (anders gesagt, einer gewerblichen Spannungsquelle) zugeführt wird, wenn das Fahrzeug angehalten ist. Beispielsweise kann ein Lithium-Ionen-Akkumulator als der Akkumulator verwendet werden.
Die Antriebskraftausgabe aus der Maschine wird nicht nur verwendet um zu bewirken, dass das Fahrzeug fährt, sondern auch um einen Stromerzeuger zu betreiben. Der durch den Stromerzeuger erzeugte Strom und die von der äußeren Spannungsquelle zugeführte Leistung können in dem Akkumulator gespeichert werden. Die in dem Akkumulator gespeicherte Leistung wird nicht nur dem Fahrelektromotor zugeführt, sondern auch verschiedenen fahrzeugseitigen Vorrichtungen, einschließlich elektrischen Komponenten, die die Kühlkreislaufvorrichtung 10 darstellen.
Die Kühlkreislaufvorrichtung 10 ist ein Dampfkompressionskühlgerät, das einen Kompressor 11, einen hochdruckseitigen Wärmetauscher 12, ein erstes Expansionsventil 13, einen Außenwärmetauscher 14, ein zweites Expansionsventil 15 und einen niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 umfasst. Die Kühlkreislaufvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform bildet einen unterkritischen Kühlkreislauf, in dem ein hochdruckseitiger Kühlmitteldruck den kritischen Druck des Kühlmittels nicht übersteigt, unter Verwendung eines Fluorkohlenwasserstoffkühlmittels als Kühlmittel.
Der Kompressor 11 ist ein elektrischer Kompressor, der durch eine Spannung angetrieben wird, die von einem Akkumulator zugeführt wird, oder ein Kompressor mit variabler Verdrängung, der durch einen Riemen angetrieben wird. Der Kompressor 11 saugt, komprimiert und stößt das Kühlmittel in der Kühlkreislaufvorrichtung 10 aus.
Der hochdruckseitige Wärmetauscher 12 ist ein Verflüssiger, der ein hochdruckseitiges Kühlmittel verflüssigt, indem er eine Wärme zwischen dem hochdruckseitigen Kühlmittel, das aus dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, und dem Kälteträger in einem Hochtemperaturkälteträgerkreislauf 21 tauscht.
Der Kälteträger in dem Hochtemperaturkälteträgerkreislauf 21 ist ein Fluid, das als ein Wärmeträger dient. Der Kälteträger in dem Hochtemperaturkälteträgerkreislauf 21 ist der Hochtemperarturwärmeträger. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Kälteträger, der für eine Verwendung in dem Hochtemperaturkälteträgerkreislauf 21 geeignet ist, eine Flüssigkeit, die mindestens Ethylenglycol, Dimethylpolysiloxan oder ein Nanofluid, oder ein Frostschutzfluid enthält.
Das erste Expansionsventil 13 ist ein erster Entspannungsabschnitt, der das Flüssigphasenkühlmittel entspannt und expandiert, das aus dem hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 ausströmt. Das erste Expansionsventil 13 ist ein elektrischer variabler Drosselmechanismus und hat einen Ventilkörper und einen elektrischen Aktor. Der Ventilkörper ist eingerichtet, um imstande zu sein, einen Durchlassöffnungsgrad (anders gesagt, einen Drosselöffnungsgrad) des Kühlmitteldurchlasses zu ändern. Der elektrische Aktor hat einen Schrittmotor zum Ändern des Drosselöffnungsgrads des Ventilkörpers.
Das erste Expansionsventil 13 ist eingerichtet aus einem variablen Drosselmechanismus mit einer Vollöffnungsfunktion, die den Kühlmitteldurchlass vollständig öffnet, wenn der Drosselöffnungsgrad vollständig offen ist. Das heißt, das erste Expansionsventil 13 kann die Entspannungsfunktion des Kühlmittels daran hindern, ausgeübt zu werden, indem es den Kühlmitteldurchlass vollständig öffnet. Der Betrieb des ersten Expansionsventils 13 wird durch ein Steuerungssignal gesteuert, das von einer Steuerungseinrichtung 30 ausgegeben wird.
Der Außenwärmetauscher 14 ist ein Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher, der eine Wärme zwischen dem Kühlmittel, das aus dem ersten Expansionsventil 13 strömt, und der Außenluft tauscht. Der Außenwärmetauscher 14 nimmt die Außenluft auf, die durch ein Außengebläse 17 geblasen wird.
Das Außengebläse 17 ist ein Gebläseabschnitt, der die Außenluft in Richtung des Außenwärmetauschers 14 bläst. Das Außengebläse 17 ist ein elektrisches Gebläse, das einen Ventilator umfasst, der durch einen Elektromotor angetrieben wird. Der Außenwärmetauscher 14 und das Außengebläse 17 sind an der Vorderseite des Fahrzeugs angeordnet. Daher wird es einer Fahrtluft ermöglicht, den Außenwärmetauscher 14 während eines Fahrens des Fahrzeugs zu treffen.
Wenn die Temperatur des Kühlmittels, das durch den Außenwärmetauscher 14 zirkuliert, niedriger ist als die Außenlufttemperatur, fungiert der Außenwärmetauscher 14 als ein Wärmeaufnehmer, der Wärme aus der Außenluft in das Kühlmittel aufnimmt. Wenn die Temperatur des Kühlmittels, das durch den Außenwärmetauscher 14 zirkuliert, höher ist als die Außenlufttemperatur, fungiert der Außenwärmetauscher 14 als ein Wärmestrahler, der Wärme von dem Kühlmittel an die Außenluft dissipiert.
Das zweite Expansionsventil 15 ist ein zweiter Entspannungsabschnitt, der das Flüssigphasenkühlmittel entspannt und expandiert, das aus dem Außenwärmetauscher 14 strömt. Das zweite Expansionsventil 15 ist ein elektrischer variabler Drosselmechanismus und hat einen Ventilkörper und einen elektrischen Aktor. Der Ventilkörper ist eingerichtet, um imstande zu sein, einen Durchlassöffnungsgrad (anders gesagt, einen Drosselöffnungsgrad) des Kühlmitteldurchlasses zu ändern. Der elektrische Aktor hat einen Schrittmotor zum Ändern des Drosselöffnungsgrads des Ventilkörpers.
Das zweite Expansionsventil 15 ist eingerichtet aus einem variablen Drosselmechanismus mit einer Vollöffnungsfunktion, die den Kühlmitteldurchlass vollständig öffnet, wenn der Drosselöffnungsgrad vollständig offen ist. Das heißt, das zweite Expansionsventil 15 kann die Entspannungsfunktion des Kühlmittels daran hindern, ausgeübt zu werden, indem es den Kühlmitteldurchlass vollständig öffnet. Der Betrieb des zweiten Expansionsventils 15 wird durch ein Steuerungssignal gesteuert, das von der Steuerungseinrichtung 30 ausgegeben wird.
Die Drosselöffnungsgrade des ersten Expansionsventils 13 und des zweiten Expansionsventils 15 werden geändert, um zwischen einem Wärmeaufnahmemodus und einem Wärmedissipationsmodus umzuschalten. Der Wärmeaufnahmemodus ist ein Betriebsmodus, in dem der Außenwärmetauscher 14 bewirkt, dass das Kühlmittel Wärme aufnimmt. Der Wärmedissipationsmodus ist ein Betriebsmodus, in dem der Außenwärmetauscher 14 bewirkt, dass das Kühlmittel Wärme dissipiert.
Der niederdruckseitige Wärmetauscher 16 ist ein Verdampfer, der ein Niederdruckkühlmittel verdampft, indem er eine Wärme zwischen dem Niederdruckkühlmittel, das aus dem zweiten Expansionsventil 15 ausströmt, und dem Kälteträger in dem Niedertemperaturkälteträgerkreislauf 22 tauscht. Das Gasphasenkühlmittel, das an dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 verdampft wurde, wird in den Kompressor 11 gesaugt und durch diesen komprimiert.
Der Kälteträger in dem Niedertemperaturkälteträgerkreislauf 22 ist ein Fluid, das als ein Wärmeträger dient. Der Kälteträger in dem Niedertemperaturkälteträgerkreislauf 22 ist der Niedertemperaturwärmeträger. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Kälteträger, der für eine Verwendung in dem Niedertemperaturkälteträgerkreislauf 22 geeignet ist, eine Flüssigkeit, die mindestens Ethylenglycol, Dimethylpolysiloxan oder ein Nanofluid, oder ein Frostschutzfluid enthält.
Der hochdruckseitige Wärmetauscher 12 hat eine Wärmetauschabschnitt 12a. Der Wärmetauschabschnitt 12a des hochdruckseitigen Wärmetauschers 12 tauscht Wärme zwischen dem Kühlmittel, das aus dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, und dem Kälteträger in dem Hochtemperaturkälteträgerkreislauf 21. In dem hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 sind ein Regler 12b und ein Unterkühlungsabschnitt 12c miteinander einstückig. Der Regler 12b des hochdruckseitigen Wärmetauschers 12 ist der erste Kühlmittelspeicher, der in sich ein überschüssiges Flüssigphasenkühlmittel speichert, während er das Kühlmittel, das aus dem Wärmetauschabschnitt 12a des hochdruckseitigen Wärmetauschers 12 ausströmt, in eine Gas- und Flüssigphase trennt. Der Unterkühlungsabschnitt 12c des hochdruckseitigen Wärmetauschers 12 ist ein Wärmeaufnahmemodus-Unterkühlungsabschnitt, der das Flüssigphasenkühlmittel unterkühlt, indem er Wärme zwischen dem Flüssigphasenkühlmittel, das aus dem Regler 12b des hochdruckseitigen Wärmetauschers 12 ausströmt, und dem Kälteträger in dem Hochtemperaturkälteträgerkreislauf 21 während des Wärmeaufnahmemodus tauscht.
Der Außenwärmetauscher 14 hat einen Wärmetauschabschnitt 14a. In dem Außenwärmetauscher 14 sind ein Regler 14b und ein Unterkühlungsabschnitt 14c miteinander einstückig. Der Wärmetauschabschnitt 14a des Außenwärmetauschers 14 tauscht Wärme zwischen dem Kühlmittel, das aus dem ersten Expansionsventil 13 ausströmt, und der Außenluft. Der Regler 14b des Au-ßenwärmetauschers 14 ist der zweite Kühlmittelspeicher, der in sich ein überschlüssiges Flüssigphasenkühlmittel speichert, während er das Kühlmittel, das aus dem Wärmetauschabschnitt 14a des Außenwärmetauschers 14 ausströmt, in eine Gas- und Flüssigphase trennt. Der Unterkühlungsabschnitt 14c des Außenwärmetauschers 14 ist ein Wärmedissipationsmodus-Unterkühlungsabschnitt, der das Flüssigphasenkühlmittel unterkühlt, indem er eine Wärme zwischen dem Flüssigphasenkühlmittel, das aus dem Regler 14b des Außenwärmetauschers 14 ausströmt, und der Außenluft in dem Wärmedissipationsmodus tauscht.
Der Regler 14b des Außenwärmetauschers 14 ist mit einem Unterkühlungsumgehungsströmungsdurchlass 18 verbunden. Der Unterkühlungsumgehungsströmungsdurchlass 18 ist ein Umgehungsabschnitt, in dem das Kühlmittel strömt, das durch den Regler 14b des Außenwärmetauschers 14 geströmt ist, wobei es den Unterkühlungsabschnitt 14c umgeht.
Ein Unterkühlungsumgehungs-Auf-Zu-Ventil 19 ist in dem Unterkühlungsumgehungsströmungsdurchlass 18 angeordnet. Das Unterkühlungsumgehungs-Auf-Zu-Ventil 19 ist ein Umgehungsöffnungsgradeinstellabschnitt, der einen Öffnungsgrad des Unterkühlungsumgehungsströmungsdurchlasses 18 einstellt. Das Unterkühlungsumgehungs-Auf-Zu-Ventil 19 ist ein Elektromagnetventil und wird durch die Steuerungseinrichtung 30 gesteuert.
Der hochdruckseitige Wärmetauscher 12, eine hochtemperaturseitige Pumpe 23 und ein Heizeinrichtungskern 24 sind in dem Hochtemperaturkälteträgerkreislauf 21 angeordnet. Der niederdruckseitige Wärmetauscher 16, eine niedertemperaturseitige Pumpe 25 und ein Kühlerkern 26 sind in dem Niedertemperaturkälteträgerkreislauf 22 angeordnet.
Die hochtemperaturseitige Pumpe 23 und die niedertemperaturseitige Pumpe 25 sind Wärmeträgerpumpen, die den Kälteträger saugen und ausstoßen. Sowohl die hochtemperaturseitige Pumpe 23 als auch die niedertemperaturseitige Pumpe 25 ist eine elektrische Pumpe. Die hochtemperaturseitige Pumpe 23 ist ein hochtemperaturseitiger Strömungsrateneinstellabschnitt, der die Strömungsrate des Kälteträgers einstellt, der in dem Hochtemperaturkälteträgerkreislauf 21 zirkuliert. Die niedertemperaturseitige Pumpe 25 ist ein niedertemperaturseitiger Strömungsrateneinstellabschnitt, der die Strömungsrate des Kälteträgers einstellt, der in dem Niedertemperaturkälteträgerkreislauf 22 zirkuliert.
Der Heizeinrichtungskern 24 ist ein hochtemperaturseitiger Wärmeträgerwärmetauscher, der eine Wärme zwischen dem Kälteträger in dem Hochtemperaturkälteträgerkreislauf 21 und einer Luft tauscht, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll, um dadurch die Luft, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll, zu erwärmen. In dem Heizeinrichtungskern 24 unterliegt der Kälteträger einem sensiblen Wärmetausch, um eine Wärme in die Luft zu dissipieren, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll. Das heißt, in dem Heizeinrichtungskern 24 ändert der Kälteträger seine Phase nicht und verbleibt in der Flüssigphase, obwohl der Kälteträger Wärme in die Luft dissipiert, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll.
Der hochdruckseitige Wärmetauscher 12 und der Heizeinrichtungskern 24 sind hochdruckseitige Wärmetauschabschnitte, die Wärme zwischen dem Hochdruckkühlmittel, das aus dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, und einer Luft, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll, über den Kälteträger tauschen, wobei sie dadurch die Luft erwärmen, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll. Der hochdruckseitige Wärmetauschabschnitt kann ein Wärmetauscher sein, der Wärme zwischen dem Hochdruckkühlmittel, das aus dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, und der Luft tauscht, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll, ohne einen dazwischen angeordneten Kälteträger, wobei er dadurch die Luft erwärmt, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll.
Der Kühlerkern 26 ist ein niedertemperaturseitiger Wärmeträgerwärmetauscher, der eine Wärme zwischen dem Kälteträger in dem Niedertemperaturkälteträgerkreislauf 22 und einer Luft tauscht, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll, um dadurch die Luft zu kühlen, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll. In dem Kühlerkern 26 unterliegt der Kälteträger einem sensiblen Wärmetausch, um eine Wärme aus der Luft aufzunehmen, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll. Das heißt, in dem Kühlerkern 26 ändert der Kälteträger seine Phase nicht und verbleibt in der Flüssigphase, obwohl der Kälteträger Wärme aus der Luft aufnimmt, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll.
Der Kühlerkern 26 und der Heizeinrichtungskern 24 sind in einem Klimaanlagengehäuse (nicht gezeigt) aufgenommen. Das Klimaanlagengehäuse ist ein Luftdurchlassausbildungselement, das einen Luftdurchlass ausbildet.
Der Heizeinrichtungskern 24 ist auf der stromabwärtigen Seite des Luftstroms des Kühlerkerns 26 in dem Luftdurchlass in dem Klimaanlagengehäuse angeordnet. Das Klimaanlagengehäuse ist in dem Fahrzeuginnenraum angeordnet.
Ein Innen-/Außenluftumschaltkasten (nicht gezeigt) und ein Innengebläse 27 sind in dem Klimaanlagengehäuse angeordnet. Der Innen-/Außenluftumschaltkasten ist ein Innen-/Außenluftumschaltabschnitt, der zwischen der Innenluft und der Außenluft umschaltet, um die umgeschaltete Luft in den Luftdurchlass in dem Klimaanlagengehäuse einzulassen. Das Innengebläse 27 saugt und bläst die Innenluft und die Außenluft, die in den Luftdurchlass in dem Klimaanlagengehäuse eingelassen werden, durch den Innen- /Außenluftumschaltkasten.
Eine Luftmischtür (nicht gezeigt) ist zwischen dem Kühlerkern 26 und dem Heizeinrichtungskern 24 in dem Luftdurchlass in dem Klimaanlagengehäuse angeordnet. Die Luftmischtür stellt das Luftvolumenverhältnis zwischen der kalten Luft, die in den Heizeinrichtungskern 24 strömt, und der kalten Luft, die strömt, während sie den Heizeinrichtungskern 24 umgeht, aus der kalten Luft ein, die durch den Kühlerkern 26 tritt.
Die Luftmischtür ist eine Drehtür, die eine Drehwelle, die bezüglich des Klimaanlagengehäuses drehbar gehalten ist, sowie einen Türbasisabschnitt hat, der mit der Drehwelle gekoppelt ist. Durch ein Regeln der Öffnungsgradposition der Luftmischtür kann die Temperatur der klimatisierten Luft, die aus dem Klimaanlagengehäuse in das Fahrzeuginnere geblasen wird, auf eine gewünschte Temperatur eingestellt werden.
Die Drehwelle der Luftmischtür wird durch einen Servomotor angetrieben. Der Betrieb des Servomotors wird durch die Steuerungseinrichtung 30 gesteuert.
Der Kühlerkern 26 hat einen Kälteträgereinlass 26a, einen Verteilungsbehälter 26b, einen Wärmetauschabschnitt 26c, einen Sammelbehälter 26d und einen Kälteträgerauslass 26e.
Der Kälteträgereinlass 26a bewirkt, dass der Kälteträger, der aus dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 ausströmt, in den Verteilungsbehälter 26b strömt. Der Verteilungsbehälter 26b verteilt den Kälteträger auf eine Vielzahl von Kälteträgerrohrleitungen in dem Wärmetauschabschnitt 26c. Der Wärmetauschabschnitt 26c hat eine Vielzahl von Kälteträgerrohrleitungen und tauscht eine Wärme zwischen dem Kälteträger und der Luft aus, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll. Der Sammelbehälter 26d sammelt die Kälteträger, die durch die Vielzahl von Kälteträgerrohrleitungen des Wärmetauschabschnitts 26c geströmt sind. Der Kälteträgerauslass 26e bewirkt, dass der Kälteträger aus dem Sammelbehälter 26d in Richtung der Kälteträgersaugseite der niedertemperaturseitigen Pumpe 25 ausströmt.
Der niederdruckseitige Wärmetauscher 16 hat einen Kälteträgereinlass 16a und einen Kälteträgerauslass 16b. Der Kälteträger, der aus der niedertemperaturseitigen Pumpe 25 ausgestoßen wird, strömt in den niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 über den Kälteträgereinlass 16a. Der Kälteträger, der in dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 einem Wärmetausch unterzogen wurde, strömt zu der Seite des Kälteträgereinlasses 26a des Kühlerkerns 26 durch den Kälteträgerauslass 16b aus.
Der Wärmetauschabschnitt 26c des Kühlerkerns 26 ist an einer höheren Position in der Gravitationsrichtung angeordnet als der Kälteträgereinlass 16a und/oder der Kälteträgerauslass 16b des niederdruckseitigen Wärmetauschers 16.
Mindestens ein Teil des Niedertemperaturkälteträgerströmungsdurchlasses 22a in dem Niedertemperaturkälteträgerkreislauf 22, durch den der Kälteträger strömt, ist an einer niedrigeren Position in der Gravitationsrichtung angeordnet, als der Wärmetauschabschnitt 26c des Kühlerkerns 26. Der Niedertemperaturkälteträgerströmungsdurchlass 22a ist ein Wärmeträgerdurchlassabschnitt, durch den der Kälteträger zwischen dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 und dem Kühlerkern 26 strömt.
Wie in 2 gezeigt ist, hat der Außenwärmetauscher 14 einen Kühlmitteleinlass 14d, einen Wärmetauschabschnittverteilungsbehälter 14e, einen Wärmetauschabschnittsammelbehälter 14f, einen Umgehungsausstoßanschluss 14g, einen Unterkühlungsabschnittverteilungsbehälter 14h, einen Unterkühlungsabschnittsammelbehälter 14i sowie einen Kühlmittelauslass 14k.
Der Kühlmitteleinlass 14d ist in dem Wärmetauschabschnittverteilungsbehälter 14e angeordnet. Der Wärmetauschabschnittverteilungsbehälter 14e verteilt den Kälteträger auf eine Vielzahl von Kühlmittelkälteträgerrohrleitungen in dem Wärmetauschabschnitt 14a. Der Wärmetauschabschnittsammelbehälter 14f sammelt die Kälteträger, die durch die Vielzahl von Kälteträgerrohrleitungen des Wärmetauschabschnitts 14a geströmt sind.
Der Umgehungsauslassanschluss 14g ist mit einer Leitung verbunden, die den Unterkühlungsumgehungsströmungsdurchlass 18 ausbildet. Der Umgehungsausstoßanschluss 14g ist in dem Unterkühlungsabschnittverteilungsbehälter 14h vorgesehen. Der Unterkühlungsabschnittverteilungsbehälter 14h verteilt den Kälteträger auf eine Vielzahl von Kühlmittelrohrleitungen in dem Unterkühlungsabschnitt 14c. Der Unterkühlungsabschnittsammelbehälter 14i sammelt die Kühlmittel, die durch die Vielzahl von Kühlmittelrohrleitungen des Unterkühlungsabschnitts 14c geströmt sind. Der Kühlmittelauslass 14k ist in dem Unterkühlungsabschnittsammelbehälter 14i vorgesehen. Ein Filter 14m ist in dem Regler 14b aufgenommen.
Wie durch die Pfeile in 2 gezeigt ist, strömt das durch den Kühlmitteleinlass 14d einströmende Kühlmittel durch den Wärmetauschabschnittverteilungsbehälter 14e, den Wärmetauschabschnitt 14a, den Wärmetauschabschnittsammelbehälter 14f, den Regler 14b, den Unterkühlungsabschnittverteilungsbehälter 14h, den Unterkühlungsabschnitt 14c und den Unterkühlungsabschnittsammelbehälter 14i in dieser Reihenfolge, und strömt dann aus dem Kühlmittelauslass 14k aus.
Wenn das Unterkühlungsumgehungs-Auf-Zu-Ventil 19 den Unterkühlungsumgehungsströmungsdurchlass 18 öffnet, strömt das in den Unterkühlungsabschnittverteilungsbehälter 14h strömende Kühlmittel aus dem Umgehungsausstoßanschluss 14g zu dem Unterkühlungsumgehungsdurchlass 18 aus.
Als nächstes wird eine elektrische Steuerungseinrichtung der Kühlkreislaufvorrichtung 10 unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Die Steuerungseinrichtung 30 ist aus einem bekannten Mikrocomputer eingerichtet, der eine CPU, einen ROM und einen RAM umfasst, sowie dessen Peripherieschaltkreise. Die Steuerungseinrichtung 30 führt verschiedene Berechnungen und Abläufe basierend auf in dem ROM gespeicherten Steuerungsprogrammen aus. Verschiedene Steuerungszielvorrichtungen sind an die Ausgabeseite der Steuerungseinrichtung 30 angeschlossen. Die Steuerungseinrichtung 30 ist eine Steuerungseinheit, die die Betriebe von verschiedenen Steuerungszielvorrichtungen steuert.
Die Steuerungszielvorrichtungen, die durch die Steuerungseinrichtung 30 gesteuert werden, umfassen den Kompressor 11, das erste Expansionsventil 13, das zweite Expansionsventil 15, das Außengebläse 17, das Unterkühlungsumgehungs-Auf-Zu-Ventil 19, die hochtemperaturseitige Pumpe 23 und die niedertemperaturseitige Pumpe 25.
Die Software und Hardware der Steuerungseinrichtung 30 zum Steuern des Elektromotors des Kompressors 11 entsprechen einer Kühlmittelausstoßkapazitätssteuerungseinheit. Die Software und Hardware der Steuerungseinrichtung 30 zum Steuern des ersten Expansionsventils 13 entsprechen einer ersten Drosselsteuerungseinheit. Die Software und Hardware der Steuerungseinrichtung 30 zum Steuern des zweiten Expansionsventils 15 entsprechen einer zweiten Drosselsteuerungseinheit.
Die Software und Hardware der Steuerungseinrichtung 30 zum Steuern des Außengebläses 17 entsprechen einer Außenluftgebläsekapazitätssteuerungseinheit. Die Software und Hardware der Steuerungseinrichtung 30 zum Steuern des Unterkühlungsumgehungs-Auf-Zu-Ventils 19 entsprechen einer Umgehungsöffnungsgradsteuerungseinheit.
Die Software und Hardware der Steuerungseinrichtung 30 zum Steuern der hochtemperaturseitigen Pumpe 23 entsprechen einer hochtemperaturseitigen Wärmeträgerströmungsratensteuerungseinheit. Die Software und Hardware der Steuerungseinrichtung 30 zum Steuern der niedertemperaturseitigen Pumpe 25 entsprechen einer niedertemperaturseitigen Wärmeträgerströmungsratensteuerungseinheit.
Die Eingangsseite der Steuerungseinrichtung 30 ist an eine Gruppe von verschiedenen Sensoren für eine Klimaanlagensteuerung angeschlossen. Die Gruppe von Sensoren umfasst einen Innenlufttemperatursensor 31, einen Au-ßenlufttemperatursensor 32, einen Sonnenstrahlungsmengensensor 33, einen Außenwärmetauschertemperatursensor 34, einen niederdruckseitigen Wärmetauschertemperatursensor 35 und einen Kühlerkerntemperatursensor 36.
Der Innenlufttemperatursensor 31 erfasst eine Fahrzeuginnentemperatur Tr. Der Außenlufttemperatursensor 32 erfasst eine Außenlufttemperatur Tam. Der Sonnenstrahlungsmengensensor 33 erfasst eine Sonnenstrahlungsmenge Ts in dem Fahrzeuginneren. Der Außenwärmetauschertemperatursensor 34 erfasst eine Temperatur des Außenwärmetauschers 14. Beispielsweise erfasst der Au-ßenwärmetauschertemperatursensor 34 eine Temperatur des Kühlmittels, das in den Außenwärmetauscher 14 strömt. Der niederdruckseitige Wärmetauschertemperatursensor 35 erfasst eine Temperatur eines Kälteträgers, der aus dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 strömt.
Der Kühlerkerntemperatursensor 36 erfasst die Temperatur des Kühlerkerns 26. Beispielsweise erfasst der niederdruckseitige Wärmetauschertemperatursensor 35 die Temperatur des Kälteträgers, der aus dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 strömt. Beispielsweise ist der Kühlerkerntemperatursensor 36 ein Rippenthermistor, der die Temperatur von Wärmetauschrippen des Kühlerkerns 26 erfasst. Der Kühlerkerntemperatursensor 36 kann ein Temperatursensor sein, der die Temperatur des Kühlmittels erfasst, das in den Kühlerkern 26 strömt.
Ein Bedienfeld 39 ist an die Eingangsseite der Steuerungseinrichtung 30 angeschlossen. Das Bedienfeld 39 ist in der Nähe einer Armaturentafel an der Front der Fahrzeugkabine angeordnet und wird durch einen Insassen bedient. Die Bedientafel 39 ist mit verschiedenen Arten von Bedienschaltern versehen. Betriebssignale von verschiedenen Bedienschaltern werden in die Steuerungseinrichtung 30 eingegeben.
Verschiedene Arten von Bedienschaltern, die an dem Bedienfeld 39 vorgesehen sind, umfassen einen Klimaanlagenschalter und einen Temperaturfestlegungsschalter. Der Klimaanlagenschalter legt fest, ob das Kühlen der Belüftungsluft in dem Fahrzeuginneren durch eine Innenklimaanlageneinheit durchgeführt wird oder nicht. Der Temperaturfestlegungsschalter legt die vorbestimmte Temperatur des Fahrzeuginneren fest.
Als nächstes wird der Betrieb der vorstehenden Konfiguration beschrieben. Die Steuerungseinrichtung 30 schaltet einen Klimaanlagenmodus zu irgendeinem von dem Lufterwärmungsmodus, dem Luftkühlmodus, einem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus und einem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus basierend auf einer Zielluftauslasstemperatur TAO und dergleichen um.
Die Zielluftauslasstemperatur TAO ist eine Zieltemperatur einer in das Fahrzeuginnere geblasenen Luft. Die Steuerungseinrichtung 30 berechnet die Zielluftauslasstemperatur TAO basierend auf der folgenden Formel.
$TAO = Kset \times Tset - Kr \times Tr - Kam \times Tam - Ks \times Ts + C,$
wobei Tset eine vorbestimmte Fahrzeuginnentemperatur ist, die durch den Temperaturfestlegungsschalter an dem Bedienfeld 39 festgelegt wird; Tr eine Innenlufttemperatur ist, die durch den Innenlufttemperatursensor 31 erfasst wird; Tam die Außenlufttemperatur ist, die durch den Außenlufttemperatursensor 32 erfasst wird; Ts eine Sonnenstrahlungsmenge ist, die durch den Sonnenstrahlungsmengensensor 33 erfasst wird; Kset, Kr, Kam und Ks Steuerungsverstärkungen sind; und C eine Konstante zum Korrigieren ist.
Als nächstes werden Betriebe der Kühlkreislaufvorrichtung in dem Lufterwärmungsmodus, dem Luftkühlmodus, dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus und dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus beschrieben. Sowohl der Lufterwärmungsmodus als auch der zweite Entfeuchtungserwärmungsmodus ist ein Wärmeaufnahmemodus, in dem der Außenwärmetauscher 14 Wärme in das Kühlmittel aufnimmt. Sowohl der Luftkühlmodus als auch der ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus ist ein Wärmedissipationsmodus, in dem der Au-ßenwärmetauscher 14 Wärme von dem Kühlmittel dissipiert.
(Lufterwärmungsmodus)
In dem Lufterwärmungsmodus legt die Steuerungseinrichtung 30 das erste Expansionsventil 13 in einen Drosselzustand und das zweite Expansionsventil 15 in den vollständig offenen Zustand fest. In dem Lufterwärmungsmodus treibt die Steuerungseinrichtung 30 die hochtemperaturseitige Pumpe 23 an und hält die niedertemperaturseitige Pumpe 25 an.
Die Steuerungseinrichtung 30 bestimmt die Betriebszustände der verschiedenen Steuerungszielvorrichtungen, die an die Steuerungseinrichtung 30 angeschlossen sind (Steuerungssignale, die an die entsprechenden Steuerungszielvorrichtungen ausgegeben werden), basierend auf der Zielluftauslasstemperatur TAO, Erfassungssignalen von der Sensorgruppe und dergleichen.
Ein Steuerungssignal, das an das erste Expansionsventil 13 ausgegeben werden soll, wird so bestimmt, dass ein Unterkühlungsgrad des Kühlmittels, das in das erste Expansionsventil 13 strömt, sich einem Zielunterkühlungsgrad nähert, der vorher festgelegt wird. Der Zielunterkühlungsgrad wird so bestimmt, dass sich ein Leistungskoeffizient (sogenannter COP) des Kreislaufs seinem Maximalwert nähert.
Ein Steuerungssignal, das an den Servomotor der Luftmischtür (nicht gezeigt) ausgegeben werden soll, wird so bestimmt, dass die Luftmischtür den Luftdurchlass in dem Heizeinrichtungskern 24 vollständig öffnet, und dass der gesamte Strom einer Belüftungsluft, die durch den Kühlerkern 26 getreten ist, durch den Luftdurchlass in dem Heizeinrichtungskern 24 tritt.
In dem Lufterwärmungsmodus ändert sich der Zustand des Kühlmittels, das in dem Kreislauf zirkuliert, wie in dem Mollier-Diagramm der 4 gezeigt ist.
Das heißt, wie durch einen Punkt A1 und einen Punkt A2 in 4 gezeigt ist, strömt das Hochdruckkühlmittel, das aus dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, in den hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 und tauscht Wärme mit dem Kälteträger in dem Hochtemperaturkälteträgerkreislauf 21, um eine Wärme aus diesem zu dissipieren. Auf diese Weise wird der Kälteträger in dem Hochtemperaturkälteträgerkreislauf 21 erwärmt.
Wie durch den Punkt A2 und einen Punkt A3 in 4 gezeigt ist, strömt das aus dem hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 ausströmende Kühlmittel in das erste Expansionsventil 13, um zu einem Niederdruckkühlmittel entspannt zu werden. Dann, wie durch den Punkt A3 und einen Punkt A4 in 4 gezeigt ist, strömt das Niederdruckkühlmittel, das in dem ersten Expansionsventil 13 entspannt wurde, in den Außenwärmetauscher 14 und nimmt Wärme aus der Außenluft auf, die durch einen Gebläseventilator geblasen wird, um zu verdampfen.
Das aus dem Außenwärmetauscher 14 ausströmende Kühlmittel strömt in das zweite Expansionsventil 15. Dabei strömt das aus dem Außenwärmetauscher 14 ausströmende Kühlmittel in den niederdruckseitigen Wärmetauscher 16, ohne durch das zweite Expansionsventil 15 entspannt zu werden, weil das zweite Expansionsventil 15 in dem vollständig offenen Zustand ist.
Weil die niederdrucktemperaturseitige Pumpe 25 angehalten ist, zirkuliert der Kälteträger in dem Niedertemperaturkälteträgerkreislauf 22 nicht durch den niederdruckseitigen Wärmetauscher 16. Daher, wie durch den Punkt A4 in 4 gezeigt ist, nimmt das Niederdruckkühlmittel, das in den niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 strömt, kaum Wärme von dem Kälteträger in den Niedertemperaturkälteträgerkreislauf 22 auf. Anschließend, wie durch den Punkt A4 und den Punkt A1 in 4 gezeigt ist, strömt das aus dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 ausströmende Kühlmittel zu der Saugseite des Kompressors 11, um in dem Kompressor 11 wieder entspannt zu werden.
In dem hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 trennt der Regler 12b das Kühlmittel, das durch den Wärmetauscherabschnitt 12a verflüssigt wurde, in Gas- und Flüssigphasenkühlmittel und speichert überflüssiges Kühlmittel in sich. Das Flüssigphasenkühlmittel, das aus dem Regler 12b ausströmt, strömt durch den Unterkühlungsabschnitt 12c, um unterkühlt zu werden.
In dem Lufterwärmungsmodus öffnet die Steuerungseinrichtung 30 das Unterkühlungsumgehungs-Auf-Zu-Ventil 19. Daher strömt das aus dem Regler 14b des Außenwärmetauschers 14 ausströmende Kühlmittel durch den Unterkühlungsabschnitt 14c des Außenwärmetauschers 14 und den Unterkühlungsumgehungsströmungsdurchlass 18, wobei es dadurch ermöglicht wird, den Druckverlust des Kühlmittels in dem Unterkühlungsabschnitt 14c des Außenwärmetauschers 14 zu reduzieren.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird in dem Lufterwärmungsmodus eine Wärme des Hochdruckkühlmittels, das aus dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, an dem hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 in den Hochtemperaturkälteträgerkreislauf 21 dissipiert, und eine Wärme des Kälteträgers in dem Hochtemperaturkälteträgerkreislauf 21 wird an dem Heizeinrichtungskern 24 in die Belüftungsluft in dem Fahrzeuginneren dissipiert, so dass die erwärmte Belüftungsluft für das Fahrzeuginnere in das Fahrzeuginnere geblasen werden kann. Daher kann die Lufterwärmung des Fahrzeuginneren erreicht werden.
(Luftkühlmodus)
In dem Luftkühlmodus legt die Steuerungseinrichtung 30 das erste Expansionsventil 13 in den vollständig offenen Zustand und das zweite Expansionsventil 15 in den Drosselzustand fest. In dem Luftkühlmodus hält die Steuerungseinrichtung 30 die hochtemperaturseitige Pumpe 23 an und treibt die niedertemperaturseitige Pumpe 25 an.
Die Steuerungseinrichtung 30 bestimmt die Betriebszustände der verschiedenen Steuerungszielvorrichtungen, die an die Steuerungseinrichtung 30 angeschlossen sind (Steuerungssignale, die an entsprechende Steuerungszielvorrichtungen ausgegeben werden) basierend auf der Zielluftauslasstemperatur TAO, Erfassungssignalen von der Sensorgruppe und dergleichen.
Ein Steuerungssignal, das an das zweite Expansionsventil 15 ausgegeben werden soll, wird so bestimmt, dass sich ein Unterkühlungsgrad des Kühlmittels, das in das zweite Expansionsventil 15 strömt, einem Zielunterkühlungsgrad nähert, der im Voraus festgelegt ist, um den COP nahe an den Maximalwert zu bringen.
Ein Steuerungssignal, das an den Servomotor der Luftmischtür (nicht gezeigt) ausgegeben werden soll, wird so bestimmt, dass die Luftmischtür im Luftdurchlass in dem Heizeinrichtungskern 24 schließt, und dass der gesamte Strom der Belüftungsluft, der durch den Kühlerkern 26 getreten ist, strömt, während er den Heizeinrichtungskern 24 umgeht.
In der Kühlkreislaufvorrichtung 10 des Luftkühlmodus ändert sich der Zustand des Kühlmittels, das in dem Kreislauf zirkuliert, wie in dem Mollier-Diagramm der 5 gezeigt ist.
Das heißt, wie durch einen Punkt B1 in 5 gezeigt ist, strömt das Hochdruckkühlmittel, das aus dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, in den hochdruckseitigen Wärmetauscher 12. Weil die hochtemperaturseitige Pumpe 23 dabei angehalten ist, zirkuliert der Kälteträger in dem Hochtemperaturkälteträgerkreislauf 21 nicht durch den hochdruckseitigen Wärmetauscher 12. Daher tauscht das Kühlmittel, das in den hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 strömt kaum Wärme mit dem Kälteträger in dem Hochtemperaturkälteträgerkreislauf 21 und strömt aus dem hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 aus.
Das aus dem hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 ausströmende Kühlmittel strömt in das erste Expansionsventil 13. Weil das erste Expansionsventil 13 den Kühlmitteldurchlass dabei vollständig öffnet, strömt das aus dem hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 ausströmende Kühlmittel in den Außenwärmetauscher 14 ohne durch das erste Expansionsventil 13 entspannt zu werden.
Wie durch den Punkt b1 und einen Punkt b2 in 5 gezeigt ist, dissipiert das in den Außenwärmetauscher 14 strömende Kühlmittel Wärme an dem Au-ßenwärmetauscher 14 an die Außenluft, die durch den Gebläseventilator geblasen wird.
Wie durch den Punkt b2 und einen Punkt b3 in 5 gezeigt ist, strömt das aus dem Außenwärmetauscher 14 ausströmende Kühlmittel in das zweite Expansionsventil 15, um entspannt und in ein Niederdruckkühlmittel expandiert zu werden. Dann, wie durch den Punkt b3 und einen Punkt b4 in 5 gezeigt ist, strömt das Niederdruckkühlmittel, das in dem zweiten Expansionsventil 15 entspannt wurde, in den niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 und nimmt Wärme von dem Kälteträger in dem Niedertemperaturkälteträgerkreislauf 22 auf, um verflüssigt zu werden. Daher wird der Kälteträger in dem Niedertemperaturkälteträgerkreislauf 22 gekühlt, so dass die Belüftungsluft in dem Fahrzeuginneren durch den Kühlerkern 26 gekühlt wird.
Anschließend, wie durch den Punkt b4 und den Punkt b1 in 5 gezeigt ist, strömt das aus dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 ausströmende Kühlmittel zu der Saugseite des Kompressors 11, um in dem Kompressor 11 wieder entspannt zu werden.
In dem Außenwärmetauscher 14 trennt der Regler 14b das durch den Wärmetauschabschnitt 14a verflüssigte Kühlmittel in Gas- und Flüssigphasenkühlmittel und speichert überschüssiges Kühlmittel in sich. In dem Luftkühlmodus schließt die Steuerungseinrichtung 30 das Unterkühlungsumgehungs-Auf-Zu-Ventil 19. Daher strömt das Flüssigphasenkühlmittel, das aus dem Regler 14b ausströmt, durch den Unterkühlungsabschnitt 14c, um unterkühlt zu werden.
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann in dem Luftkühlmodus die Lüftungsluft in dem Fahrzeuginneren, die durch den Kühlerkern 26 gekühlt wurde, in das Fahrzeuginnere geblasen werden. Daher kann das Luftkühlen des Fahrzeuginneren erreicht werden.
(Erster Entfeuchtungserwärmungsmodus)
In dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus legt die Steuerungseinrichtung 30 das erste Expansionsventil 13 und das zweite Expansionsventil 15 in den Drosselzustand fest. In dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus treibt die Steuerungseinrichtung 30 sowohl die hochtemperaturseitige Pumpe 23 als auch die niedertemperaturseitige Pumpe 25 an.
Die Steuerungseinrichtung 30 bestimmt die Betriebszustände der verschiedenen Steuerungszielvorrichtungen, die an die Steuerungseinrichtung 30 angeschlossen sind (Steuerungssignale, die an entsprechende Steuerungszielvorrichtungen ausgegeben werden) basierend auf der Zielluftauslasstemperatur TAO, Erfassungssignalen von der Sensorgruppe und dergleichen.
Ein Steuerungssignal, das an den Servomotor der Luftmischtür (nicht gezeigt) ausgegeben werden soll, wird so bestimmt, dass die Luftmischtür den Luftdurchlass in dem Heizeinrichtungskern 24 vollständig öffnet, und dass der gesamte Strom von Luft, die durch den Kühlerkern 26 getreten ist, durch den Luftdurchlass in dem Heizeinrichtungskern 24 tritt.
In dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus werden das erste Expansionsventil 13 und das zweite Expansionsventil 15 in den Drosselzustand festgelegt. Daher ändert sich in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus der Zustand des Kühlmittels, das in dem Kreislauf zirkuliert, wie in dem Mollier-Diagramm der 6 gezeigt ist.
Das heißt, wie durch einen Punkt c1 und einen Punkt c2 in 6 gezeigt ist, strömt das Hochtemperaturkühlmittel, das aus dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, in den hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 und tauscht Wärme mit dem Kälteträger in dem Hochtemperaturkälteträgerkreislauf 21, um Wärme aus diesem zu dissipieren. Daher wird der Kälteträger in dem Hochtemperaturkälteträgerkreislauf 21 erwärmt.
Wie durch den Punkt c2 und einen Punkt c3 in 6 gezeigt ist, strömt das aus dem hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 ausströmende Kühlmittel in das erste Expansionsventil 13, um zu einem Zwischendruckkühlmittel entspannt zu werden. Dann, wie durch den Punkt c3 und einen Punkt c4 in 6 gezeigt ist, strömt das in dem ersten Expansionsventil 13 entspannte Zwischendruckkühlmittel in den Außenwärmetauscher 14 und dissipiert Wärme an die Außenluft, die von einem Außengebläse geblasen wird.
Wie durch den Punkt c4 und einen Punkt c5 in 6 gezeigt ist, strömt das aus dem Außenwärmetauscher 14 ausströmende Kühlmittel in das zweite Expansionsventil 15, um entspannt und zu einem Niederdruckkühlmittel in dem zweiten Expansionsventil 15 expandiert zu werden. Dann, wie durch den Punkt c5 und einen Punkt c6 in 6 gezeigt ist, strömt das in dem zweiten Expansionsventil 15 entspannte Niederdruckkühlmittel in den niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 und nimmt Wärme von dem Kälteträger in dem Niedertemperaturkälteträgerkreislauf 22 auf, um zu verdampfen. Daher wird der Kälteträger in dem Niedertemperaturkälteträgerkreislauf 22 gekühlt. Anschließend, wie durch den Punkt c6 und den Punkt c1 in 6 gezeigt ist, strömt das aus dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 ausströmende Kühlmittel zu der Saugseite des Kompressors 11, um in dem Kompressor 11 wieder entspannt zu werden.
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus die Belüftungsluft in dem Fahrzeuginneren, die durch den Kühlerkern gekühlt und entfeuchtet wurde, durch den Heizeinrichtungskern 24 erwärmt werden und in das Fahrzeuginnere geblasen werden. Daher kann die Entfeuchtungserwärmung des Fahrzeuginneren erreicht werden.
Weil dabei das erste Expansionsventil 13 in dem Drosselzustand in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus ist, kann die Temperatur des in den Außenwärmetauscher 14 strömenden Kühlmittels verringert werden, verglichen mit dem Luftkühlmodus. Daher kann eine Differenz zwischen der Kühlmitteltemperatur in dem Außenwärmetauscher 14 und der Außenlufttemperatur verringert werden, um eine Wärmemenge zu reduzieren, die von dem Kühlmittel in dem Außenwärmetauscher 14 dissipiert wird.
Infolgedessen kann die Wärmemenge, die von dem Kühlmittel in dem hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 dissipiert wird, erhöht werden, ohne die Strömungsrate einer Zirkulation des Kühlmittels, das in dem Kreislauf zirkuliert, verglichen mit dem Luftkühlmodus, zu erhöhen, so dass die Temperatur einer von dem Heizeinrichtungskern 24 geblasenen Luft mehr erhöht werden kann als in dem Luftkühlmodus.
In dem Außenwärmetauscher 14 trennt der Regler 14b das durch den Wärmetauschabschnitt 14a verflüssigte Kühlmittel in Gas- und Flüssigphasenkühlmittel und speichert überflüssiges Kühlmittel in sich. In dem Lufterwärmungsmodus schließt die Steuerungseinrichtung 30 das Unterkühlungsumgehungs-Auf-Zu-Ventil 19. Daher strömt das Flüssigphasenkühlmittel, das aus dem Regler 14b des Außenwärmetauschers 14 ausströmt, durch den Unterkühlungsabschnitt 14c, um unterkühlt zu werden.
(Zweiter Entfeuchtungserwärmungsmodus)
In dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus legt die Steuerungseinrichtung 30 das erste Expansionsventil 13 und das zweite Expansionsventil 15 in den Drosselzustand fest. In dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus treibt
die Steuerungseinrichtung 30 sowohl die hochtemperaturseitige Pumpe 23 als auch die niedertemperaturseitige Pumpe 25 an.
Die Steuerungseinrichtung 30 bestimmt die Betriebszustände von verschiedenen Steuerungszielvorrichtungen, die an der Steuerungseinrichtung 30 angeschlossen sind (Steuerungssignale, die an entsprechende Steuerungszielvorrichtungen ausgegeben werden) basierend auf der Zielluftauslasstemperatur TAO, Erfassungssignalen von der Sensorgruppe und dergleichen.
Ein Steuerungssignal, das an den Servomotor der Luftmischtür (nicht gezeigt) ausgegeben werden soll, wird so bestimmt, dass die Luftmischtür den Luftdurchlass in dem Heizeinrichtungskern 24 vollständig öffnet, und dass der gesamte Strom von Luft, die durch den Kühlerkern 26 getreten ist, durch den Luftdurchlass in dem Heizeinrichtungskern 24 tritt.
In dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus wird das erste Expansionsventil 13 in einen Drosselzustand festgelegt, in dem sein Drosselöffnungsgrad verringert wird, verglichen mit dem ersten Entfeuchtungserwärmungszustand, während das zweite Expansionsventil 15 in einen anderen Drosselzustand festgelegt wird, in dem sein Drosselöffnungsgrad erhöht wird, verglichen mit dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus. Daher ändert sich in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus der Zustand des Kühlmittels, das in dem Kreislauf zirkuliert, wie in dem Mollier-Diagramm der 7 gezeigt ist.
Das heißt, wie durch einen Punkt d1 und einen Punkt d2 in 7 gezeigt ist, strömt das Hochdruckkühlmittel von dem Kompressor 11 in den hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 und tauscht Wärme mit dem Kälteträger in dem Hochtemperaturkälteträgerkreislauf 21, um Wärme von diesem zu dissipieren. Daher wird der Kälteträger in dem Hochtemperaturkälteträgerkreislauf 21 erwärmt.
Wie durch den Punkt d2 und einen Punkt d3 in 7 gezeigt ist, strömt das aus dem hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 ausströmende Kühlmittel in das erste Expansionsventil 13, um zu einem Zwischendruckkühlmittel entspannt zu werden, das eine Temperatur hat, die niedriger ist als die Außenlufttemperatur. Dann, wie durch den Punkt d3 und einen Punkt d4 in 7 gezeigt ist, strömt das in dem ersten Expansionsventil 13 entspannte Zwischendruckkühlmittel in den Außenwärmetauscher 14 und nimmt Wärme von der Außenluft auf, die durch das Außengebläse geblasen wird.
Wie durch den Punkt d4 und einen Punkt d5 in 7 gezeigt ist, strömt das aus dem Außenwärmetauscher 14 ausströmende Kühlmittel in das zweite Expansionsventil 15 über einen dritten Kühlmitteldurchlass 18, um entspannt und zu einem Niederdruckkühlmittel in dem zweiten Expansionsventil 15 expandiert zu werden. Dann, wie durch den Punkt d5 und einen Punkt d6 in 7 gezeigt ist, strömt das Niederdruckkühlmittel, das in dem zweiten Expansionsventil 15 entspannt wurde, in den niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 und nimmt Wärme aus der Belüftungsluft in dem Fahrzeuginneren auf, die von dem Gebläse 32 geblasen wird, um zu verdampfen. Daher wird die Belüftungsluft in dem Fahrzeuginneren durch den Kühlerkern 26 gekühlt. Anschließend, wie durch den Punkt d6 und den Punkt d1 in 7 gezeigt ist, strömt das aus dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 ausströmende Kühlmittel zu der Saugseite des Kompressors 11, um in dem Kompressor 11 wieder komprimiert zu werden.
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus, wie in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus die Belüftungsluft in dem Fahrzeuginneren, die durch den Kühlerkern 26 gekühlt und entfeuchtet wurde, durch den Heizeinrichtungskern 24 erwärmt werden und in das Fahrzeuginnere geblasen werden. Daher kann das Entfeuchtungserwärmen des Fahrzeuginneren erreicht werden.
Weil in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus der Drosselöffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 verringert ist, um zu bewirken, dass der Außenwärmetauscher 14 dabei als ein Wärmeaufnehmer (d.h., ein Verdampfer) dient, kann die Temperatur der aus dem Heizeinrichtungskern 24 geblasenen Luft erhöht werden, verglichen mit dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus.
Infolgedessen kann, verglichen mit dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus, die Dichte von gesaugtem Kühlmittel, das in den Kompressor 11 gesaugt wird, vergrößert werden, und die Wärmemenge, die von dem Kühlmittel in dem hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 dissipiert wird, kann erhöht werden, ohne die Drehzahl des Kompressors 11 zu erhöhen (d.h., die Kühlmittelausstoßkapazität). Daher kann die Luftblastemperatur von dem Heizeinrichtungskern 24 erhöht werden, verglichen mit dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus.
In dem hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 trennt der Regler 12b das durch den Wärmetauschabschnitt 12a verflüssigte Kühlmittel in Gas- und Flüssigphasenkühlmittel und speichert überschüssiges Kühlmittel in sich. Das Flüssigphasenkühlmittel, das aus dem Regler 12b ausströmt, strömt durch den Unterkühlungsabschnitt 12c, um unterkühlt zu werden.
In dem Lufterwärmungsmodus öffnet die Steuerungseinrichtung 30 das Unterkühlungsumgehungs-Auf-Zu-Ventil 19. Daher strömt das aus dem Regler 14b des Außenwärmetauschers 14 ausströmende Kühlmittel durch den Unterkühlungsabschnitt 14c und den Unterkühlungsumgehungsströmungsdurchlass 18, wobei dadurch ermöglicht wird, den Druckverlust des Kühlmittels in dem Unterkühlungsabschnitt 14c zu reduzieren.
Bei der vorstehend genannten Fahrzeugklimaanlage 1 der vorliegenden Ausführungsform können, wie vorstehend beschrieben wurde, die Drosselöffnungsgrade des ersten Expansionsventils 13 und des zweiten Expansionsventils 15 geändert werden, um ein angemessenes Luftkühlen, Lufterwärmen und Entfeuchtungserwärmen des Fahrzeuginneren auszuführen, wobei dadurch eine angenehme Luftklimatisierung des Fahrzeuginneren erreicht wird.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der niederdruckseitige Wärmetauscher 16 mit dem Außenwärmetauscher 14 in dem Kühlmittelstrom in Reihe angeordnet und der Wärmeträger wird durch Tauschen von Wärme zwischen dem Niederdruckkühlmittel, das durch das erste Expansionsventil 13 und/oder das zweite Expansionsventil 15 entspannt wird, und dem Kälteträger gekühlt. Der Kühlerkern 26 kühlt die Luft durch Tauschen von Wärme zwischen dem Kälteträger, der durch den niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 gekühlt wird, und der Luft, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll.
Mit diesem Aufbau sind der Außenwärmetauscher 14 und der niederdruckseitige Wärmetauscher 16 in dem Kühlmittelstrom miteinander in Reihe angeordnet. Daher kann die Wärmetauschleistung des Kühlerkerns 26 gesteuert werden, indem die Strömungsrate des Kälteträgers, der durch den Kühlerkern 26 strömt, eingestellt wird, wobei dadurch ermöglicht wird, die Ausbildung von Frost an dem Kühlerkern 26 zu unterdrücken, auch wenn der Druck und eine Temperatur des Kühlmittels in dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 gering sind.
Dementsprechend kann der Kühlmitteldruck in dem Außenwärmetauscher 14 auch verringert werden, wobei dadurch die Menge einer Wärmeaufnahme hochgehalten wird, um eine gewünschte Blastemperatur zu erreichen.
Weil der Kälteträger zwischen dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 und dem Kühlerkern 26 angeordnet ist, wird die Temperatur des Kälteträgers, der in den Kühlerkern 26 strömt, niedriger als die Temperatur der Luft, die durch den Kühlerkern 26 gekühlt wird, so dass die Temperatur des Kühlmittels, das in den niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 strömt, niedriger wird als die Temperatur des Kälteträgers, der in den Kühlerkern 26 strömt.
Entsprechend kann die Temperatur des Kühlmittels in dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 niedriger sein, verglichen mit einem Aufbau, bei dem ein Innenverdampfer Wärme unmittelbar zwischen dem Kühlmittel und der Luft tauscht, wie in dem vorstehend genannten Patentdokument 1 des Stands der Technik beschrieben ist. Infolgedessen kann auch der Kühlmitteldruck in dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 verringert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform schaltet die Steuerungseinrichtung 30 zwischen dem Wärmeaufnahmemodus und dem Wärmedissipationsmodus, indem sie die Entspannungsumfänge in dem ersten Expansionsventil 13 und dem zweiten Expansionsventil 15 einstellt. Der Wärmeaufnahmemodus ist ein Betriebsmodus (d.h., Lufterwärmungsmodus und zweiter Entfeuchtungserwärmungsmodus), bei dem der Außenwärmetauscher 14 Wärme in das Kühlmittel aufnimmt. Der Wärmedissipationsmodus ist ein Betriebsmodus (d.h., Luftkühlmodus und erster Entfeuchtungserwärmungsmodus), bei dem der Außenwärmetauscher 14 Wärme von dem Kühlmittel dissipiert. Daher kann die Kühlkreislaufvorrichtung, die zwischen dem Wärmeaufnahmemodus und dem Wärmedissipationsmodus umschaltbar ist, durch einen einfachen Aufbau erreicht werden.
In der vorliegenden Ausführungsform trennt der Regler 12b auf der Seite des hochdruckseitigen Wärmetauschers 12 das Kühlmittel, das in dem hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 einem Wärmetausch unterzogen wurde, in Gas- und Flüssigphasenkühlmittel und speichert das Kühlmittel während des Wärmeaufnahmemodus. Der Regler 14b auf der Seite des Außenwärmetauschers 14 trennt das Kühlmittel, das durch den Außenwärmetauscher 14 einem Wärmetausch unterzogen wurde, in Gas- und Flüssigphasenkühlmittel und speichert das Kühlmittel während des Wärmedissipationsmodus.
Insbesondere ist der Regler 12b auf der Seite des hochdruckseitigen Wärmetauschers 12 auf der stromabwärtigen Seite des Kühlmittelstroms des hochdruckseitigen Wärmetauschers 12 und auf der stromaufwärtigen Seite des Kühlmittelstroms des ersten Expansionsventils 13 angeordnet. Der Regler 12b trennt das Kühlmittel, das in dem hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 einem Wärmetausch unterzogen wurde, in Gas- und Flüssigphasenkühlmittel und speichert das Kühlmittel. Der Regler 14b auf der Seite des Außenwärmetauschers 14 ist auf der stromabwärtigen Seite des Kühlmittelstroms des Außenwärmetauschers 14 und auf der stromaufwärtigen Seite des Kühlmittelstroms des zweiten Expansionsventils 15 angeordnet. Der Regler 15b trennt das Kühlmittel, das in dem Au-ßenwärmetauscher 14 einem Wärmetausch unterzogen wurde, in Gas- und Flüssigphasenkühlmittel und speichert das Kühlmittel.
Daher kann der Kühlmittelspeicher auf der Hochdruckseite des Kreislaufs sowohl in dem Wärmeaufnahmemodus als auch dem Wärmedissipationsmodus vorgesehen sein. Anders gesagt, der Kühlkreislauf kann als ein Aufnahmekreislauf sowohl in dem Wärmeaufnahmemodus als auch dem Wärmedissipationsmodus dienen.
Daher wird die Viskosität von dem Kühlmittel und dem Kühlmittelöl in dem Kühlmittelspeicher reduziert, verglichen mit einem Sammlerkreislauf, bei dem ein Kühlmittelspeicher auf der Niederdruckseite des Kreislaufs vorgesehen ist, wobei es dadurch ermöglicht wird, den Druckverlust des Kühlmittels zu reduzieren und das Kühlmittelöl auszustoßen, wobei dadurch die Kreislaufleistungsfähigkeit verbessert wird. Weil das Kühlmittelöl einfach ausgestoßen werden kann, kann die Menge von ausgestoßenem Kühlmittelöl verringert werden, wobei dadurch die Größe des Kühlmittelspeichers reduziert wird.
Die Optimierungssteuerung kann durchgeführt werden, so dass der Kühlmittelspeicher in Abhängigkeit des Wärmeaufnahmemodus und des Wärmedissipationsmodus automatisch bewegt werden kann, und wobei die hochdruckseitige Enthalpie auf eine Flüssigkeitssättigungslinie sowohl in dem Wärmeaufnahmemodus als auch dem Wärmedissipationsmodus reduziert werden kann.
In der vorliegenden Ausführungsform steuert die Steuerungseinrichtung 30 den Betrieb der niedertemperaturseitigen Pumpe 25, um die Strömungsrate des Kälteträgers in dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 und/oder dem Kühlerkern 26 einzustellen, wenn die Temperatur des Kälteträgers, der aus dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 strömt, gleich oder kleiner als 0°C in dem Wärmeaufnahmemodus ist.
Beispielsweise steuert die Steuerungseinrichtung 30 den Betrieb der niedertemperaturseitigen Pumpe 25, um die Strömungsraten der Kälteträger sowohl in dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 als auch dem Kühlerkern 26 einzustellen, wenn die Temperatur des Kälteträgers, der aus dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 strömt, gleich oder kleiner als 0°C in dem Wärmeaufnahmemodus ist.
Insbesondere steuert die Steuerungseinrichtung 30 den Betrieb der niedertemperaturseitigen Pumpe 25 so, dass sich die Strömungsrate des Kälteträgers in dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 und/oder dem Kühlerkern 26 mit niedriger werdenden Druck des Kühlmittels in dem Außenwärmetauscher 14 verringert.
Mit diesem Aufbau kann die Wärmetauschleistung des Kühlerkerns 26 gesteuert werden, indem die Strömungsrate des Kälteträgers, der durch den Kühlerkern 26 strömt, eingestellt wird, wobei es dadurch ermöglicht wird, das Ausbilden von Frost an dem Kühlerkern 26 zu unterdrücken, auch wenn der Druck und eine Temperatur des Kühlmittels in dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 niedrig sind.
Dementsprechend kann der Kühlmitteldruck in dem Außenwärmetauscher 14 auch reduziert werden, wobei dadurch die Wärmemengenaufnahme groß belassen wird, um eine bestimmte Blastemperatur zu erreichen.
Die Temperaturdifferenz zwischen dem Kühlmittel und dem Kälteträger kann erhöht werden, indem die Strömungsrate des Kühlmittels, das durch den niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 strömt, eingestellt wird. Die Temperaturdifferenz zwischen der Luft und dem Kälteträger kann vergrößert werden, indem die Strömungsrate des Kälteträgers, der durch den Kühlerkern 26 strömt, eingestellt wird.
Infolgedessen kann die Temperaturdifferenz zwischen der Luft und dem Kälteträger vergrößert werden. Auch wenn die Kühlmitteltemperatur (d.h., der Kühlmitteldruck) in dem Außenwärmetauscher 14 verringert wird, um eine größere Menge an Wärmeaufnahme in dem Außenwärmetauscher 14 zu erreichen, kann der Kälteträger, der in den Kühlerkern 26 strömt, daran gehindert werden, bei einer Temperatur von 0°C oder weniger zu sein, wobei dadurch das Ausbilden von Frost an dem Kühlerkern 26 verhindert wird.
Die Steuerungseinrichtung 30 kann die Strömungsrate des Kälteträgers einstellen, indem sie die Drehzahl der niedertemperaturseitigen Pumpe 25 steuert. Die Steuerungseinrichtung 30 kann die Strömungsrate (d.h., eine Strömungsrate einer durchschnittlichen Zeit) des Kälteträgers einstellen, indem sie die niedertemperaturseitige Pumpe 25 mit Unterbrechungen antreibt.
Ein Strömungsrateneinstellventil kann in dem Niedertemperaturkälteträgerkreislauf 22 angeordnet sind. Daher kann die Steuerungseinrichtung 30 die Strömungsrate des Kälteträgers einstellen, indem sie den Öffnungsgrad des Strömungsrateneinstellventils einstellt.
In der vorliegenden Ausführungsform reduziert das Unterkühlungsumgehungs-Auf-Zu-Ventil 19 einen Strömungsdurchlassöffnungsgrad des Unterkühlungsumgehungsströmungsdurchlasses 18 in dem Wärmedissipationsmodus, verglichen mit dem Wärmeaufnahmemodus.
Daher wird in dem Wärmedissipationsmodus die Menge des Kälteträgers, der durch den Unterkühlungsumgehungsströmungsdurchlass 18 strömt, geringer, und die Menge des Kälteträgers, der durch den Unterkühlungsabschnitt 14c auf der Seite des Außenwärmetauschers 14 strömt, wird größer als in dem Wärmeaufnahmemodus. Daher kann das Kühlmittel in dem Unterkühlungsumgehungsströmungsdurchlass 18 in dem Wärmedissipationsmodus, der es erforderlich macht, dass der Unterkühlungsumgehungsströmungsdurchlass 18 das Kühlmittel unterkühlt, sicher unterkühlt werden.
In dem Wärmeaufnahmemodus wird die Menge des Kälteträgers, der durch den Unterkühlungsumgehungsströmungsdurchlass 18 strömt, größer, und die Menge des Kälteträgers, der durch den Unterkühlungsabschnitt 14c auf der Seite des Außenwärmetauschers 14 strömt, wird kleiner. Daher kann eine Erhöhung eines Druckverlusts an dem Unterkühlungsabschnitt 14c auf der Seite des Außenwärmetauschers 14 in dem Wärmeaufnahmemodus, der es nicht erforderlich macht, dass der Unterkühlungsumgehungsströmungsdurchlass 18 das Kühlmittel unterkühlt, unterdrückt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform erstreckt sich der Unterkühlungsumgehungsströmungsdurchlass 18 von dem Unterkühlungsabschnittverteilungsbehälter 14h des Außenwärmetauschers 14 zu der stromabwärtigen Seite des Kühlmittelstroms des Unterkühlungsabschnitts 14c auf der Seite des Außenwärmetauschers 14.
Daher strömt sowohl in dem Wärmeaufnahmemodus als auch dem Wärmedissipationsmodus das Kühlmittel, das durch den Regler 14b auf der Seite des Außenwärmetauschers 14 getreten ist, in den Unterkühlungsumgehungsströmungsdurchlass 18. Daher kann ein herkömmlicher Regler als der Regler 14b auf der Seite des Außenwärmetauschers 14 verwendet werden, ohne seine Gestaltung zu ändern. Beispielsweise muss die Position des Filters 14m in dem Regler 14b bezüglich des herkömmlichen Reglers nicht geändert werden.
Wie vorstehend beschrieben wurde zirkuliert in dem Luftkühlmodus der Kälteträger nicht durch den hochdruckseitigen Wärmetauscher 12, weil die hochtemperaturseitige Pumpe 23 angehalten ist. Dabei, wenn die Temperatur des Kühlmittels, das durch den hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 strömt, hoch wird, um die Temperatur des Kälteträgers in dem hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 zu erhöhen, kann der Kälteträger in dem hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 sieden.
Aus diesem Grund hält bei der vorliegenden Ausführungsform die Steuerungseinrichtung 30 die hochtemperaturseitige Pumpe 23 in dem Luftkühlmodus an. Die Steuerungseinrichtung 30 steuert den Betrieb des hochtemperaturseitigen Pumpe 23, um die Strömungsrate des hochtemperaturseitigen Kälteträgers zu erhöhen, der durch den hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 strömt, wenn die Temperatur des hochtemperaturseitigen Kälteträgers in dem hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 gleich wie oder höher als eine vorbestimmte Temperatur in dem Luftkühlmodus wird. Daher kann der Kälteträger daran gehindert werden, in dem hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 in dem Luftkühlmodus zu sieden.
In der vorliegenden Ausführungsform steuert die Steuerungseinrichtung 30 auch den Betrieb der niedertemperaturseitigen Pumpe 25, um die Strömungsrate des Kälteträgers in dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 einzustellen, wobei sie dadurch den Überhitzungsgrad des Kühlmittels steuert, der in dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 einem Wärmetausch unterzogen wird. Daher kann der Überhitzungsgrad sehr einfach gesteuert werden.
Wenn der Kälteträger nicht zwischen dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 und dem Kühlerkern 26 zirkuliert, während die Kälteträgerpumpe 25 angehalten ist, wird die Temperatur des Kälteträgers in dem Kühlerkern 26 höher als die Temperatur des Kälteträgers in dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16, wenn das Gebläse 27 betrieben wird, um die Luft in Richtung des Kühlerkerns 26 zu blasen. Dann, wenn sich der Kälteträger aufgrund von Konvektion bewegt, die durch eine solche Temperaturdifferenz des Kälteträgers verursacht wird, könnte der Niedertemperaturkälteträger in dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 mit dem Hochtemperaturkälteträger in dem Kühlerkern 26 vermischt werden. In einem solchen Fall könnte Frost an dem Kühlerkern 26 ausgebildet werden, oder die Menge einer Wärmeaufnahme in dem Kühlmittel an dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 könnte verringert werden.
Aus diesem Grund ist in der vorliegenden Ausführungsform der Wärmetauschabschnitt 26c des Kühlerkerns 26 an einer höheren Position in der Gravitationsrichtung angeordnet als der Kälteträgereinlass 16a und der Kälteträgerauslass 16b des niederdruckseitigen Wärmetauschers 16. Daher kann die vorliegende Ausführungsform das Durchmischen zwischen dem Niedertemperaturkälteträger in dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 und dem Hochtemperaturkälteträger in dem Kühlerkern 26 aufgrund von Konvektion unterdrücken, und kann auch das Ausbilden von Frost an dem Kühlerkern 26 oder die Reduzierung der Menge der Wärmeaufnahme in das Kühlmittel in dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 verhindern.
Aus demselben Grund kann die vorliegende Ausführungsform auch das Ausbilden von Frost an dem Kühlerkern 26 oder die Reduzierung des Umfangs einer Wärmeaufnahme des Kühlmittels in dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 verhindern, auch wenn mindestens ein Teil des Niedertemperaturkälteträgerströmungsdurchlasses 22a, der in dem Niedertemperaturkälteträgerkreislauf 22 ausgebildet ist, an einer niedrigeren Position in der Gravitationsrichtung angeordnet ist als der Wärmetauschabschnitt 26c des Kühlerkerns 26.
(Zweite Ausführungsform)
Wie in den 8 und 9 gezeigt ist, umfasst eine Kühlkreislaufvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform eine Wärmezuführvorrichtung 40. Die Wärmezuführvorrichtung 40 ist eine Vorrichtung, die dem Kälteträger Wärme zuführt. In der Wärmezuführvorrichtung 40 zirkuliert der Kälteträger. Beispiele der Wärmezuführvorrichtung 40 umfassen eine Wärme erzeugende Vorrichtung, einen Belüftungswärmewiedergewinnungswärmetauscher und dergleichen.
Beispiele der Wärme erzeugenden Vorrichtung umfassen eine Maschine, einen Fahrelektromotor, einen Akkumulator, einen Inverter, einen DC-DC-Wandler, einen Turbolader, einen Ladeluftkühler, einen EGR-Kühler, einen CVT-Kühler und dergleichen.
Der Belüftungswärmewiedergewinnungswärmetauscher ist ein Wärmetauscher, der eine durch Belüftung abgegebene Wärme wiedergewinnt. Der Belüftungswärmewiedergewinnungswärmetauscher ist der Wärmetauscher, der Wärme zwischen dem Kälteträger und der aus dem Fahrzeuginneren zu der Außenseite der Fahrzeugkabine zum Belüften ausgestoßenen Luft tauscht.
In einem ersten Beispiel, das in 8 gezeigt ist, ist die Wärmezuführvorrichtung 40 in dem Niedertemperaturkälteträgerkreislauf 22 angeordnet. In einem zweiten Beispiel, das in 9 gezeigt ist, ist die Wärmezuführvorrichtung 40 in dem Hochtemperaturkälteträgerkreislauf 21 angeordnet.
Wie in 10 gezeigt ist, ist eine Klappe 41 in der Nähe des Außenwärmetauschers 14 angeordnet. Die Klappe 41 wird durch einen elektrischen Aktor (nicht gezeigt) angetrieben, um sich zu öffnen und zu schließen. Der Betrieb des elektrischen Aktors wird durch die Steuerungseinrichtung 30 gesteuert.
Die Klappe 41 stellt einen Öffnungsgrad des Durchlasses für die Außenluft ein, die durch den Außenwärmetauscher 14 strömt. Das heißt, die Klappe 41 ist ein Wärmetauscherströmungsrateneinstellabschnitt, der die Strömungsrate der Außenluft einstellt, die durch den Außenwärmetauscher 14 strömt. Beispielsweise kann die Strömungsrate der Außenluft, die durch den Außenwärmetauscher 14 strömt, verringert werden, indem der Öffnungsgrad der Klappe 41 verringert wird.
Wie in 11 gezeigt ist, umfasst die Kühlkreislaufvorrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform einen Wärmetauscherumgehungsströmungsdurchlass 42 und ein Wärmetauscherumgehungs-Auf-Zu-Ventil 43. Der Wärmetauscherumgehungsströmungsdurchlass 42 ist ein Wärmetauscherumgehungsabschnitt, der bewirkt, dass das Kühlmittel strömt, wobei es das erste Expansionsventil 13 und den Außenwärmetauscher 14 umgeht. In dem Beispiel der 11 verbindet sich der Wärmetauscherumgehungsströmungsdurchlass 42 mit dem Unterkühlungsumgehungsströmungsdurchlass 18.
Das Wärmetauscherumgehungs-Auf-Zu-Ventil 43 ist ein Wärmetauscherumgehungsöffnungsgradeinstellabschnitt, der einen Öffnungsgrad des Wärmetauscherumgehungsströmungsdurchlasses 42 einstellt. Das heißt, das Wärmetauscherumgehungs-Auf-Zu-Ventil 43 ist ein Wärmetauscherströmungsrateneinstellabschnitt, der die Strömungsrate der Außenluft einstellt, die durch den Au-ßenwärmetauscher 14 strömt. Das Wärmetauscherumgehungs-Auf-Zu-Ventil 43 ist ein Elektromagnetventil und wird durch die Steuerungseinrichtung 30 gesteuert. Beispielsweise kann die Strömungsrate des Kühlmittels, das in den Außenwärmetauscher 14 strömt, verringert werden, indem der Öffnungsgrad des Wärmetauscherumgehungs-Auf-Zu-Ventils 43 vergrößert wird.
In der vorliegenden Ausführungsform führt die Wärmezuführvorrichtung 40 dem Kälteträger Wärme zu, wobei sie es dadurch ermöglicht, die Kreislaufleistungsfähigkeit zu verbessern. Insbesondere wird in dem Lufterwärmungsmodus die Wärme, die von der Wärmezuführvorrichtung 40 zugeführt wird, in den niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 eingeführt, so dass die Ausbildung von Frost an dem Außenwärmetauscher 14 unterdrückt werden kann, und die Lufterwärmungsleistungsfähigkeit kann verbessert werden.
Wenn die Wärmemenge, die von der Wärmezuführvorrichtung 40 dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 in dem Lufterwärmungsmodus zugeführt wird, extrem groß ist, wird die Temperatur des Kühlmittels, das in den Außenwärmetauscher 14 strömt, extrem hoch, wobei dadurch der niederdruckseitige Kühlmitteldruck in dem Kühlkreislauf erhöht wird. Dementsprechend kann die Temperatur des Kühlmittels, das in den Außenwärmetauscher 14 strömt, gleich wie oder höher als die Außenlufttemperatur werden, was zu dem Verlust von Wärme aufgrund von Wärmedissipation von dem Kühlmittel in dem Außenwärmetauscher 14 führt.
Aus diesem Grund steuert in der vorliegenden Ausführungsform die Steuerungseinrichtung 30 den Betrieb von dem Außengebläse 17, der Klappe 41 und/oder dem Wärmetauscherumgehungs-Auf-Zu-Ventil 43, um eine Strömungsrate von der Außenluft und/oder dem Kühlmittel zu verringern, die in den Au-ßenwärmetauscher 14 strömen, wenn eine Temperaturdifferenz zwischen der Außenluft und dem Kühlmittel, die in den Außenwärmetauscher 14 strömen, gleich ist wie oder nieder ist als ein vorbestimmter Wert. Daher kann das Kühlmittel davon abgehalten werden, Wärme in dem Außenwärmetauscher 14 zu dissipieren.
Beispielsweise wenn die Temperaturdifferenz zwischen der Außenluft und dem Kühlmittel, die in den Außenwärmetauscher 14 strömen, gleich ist wie oder kleiner ist als ein vorbestimmter Wert, kann die Steuerungseinrichtung 30 die Drehzahl des Außenwärmetauschers 14 reduzieren, um die Strömungsrate der Außenluft, die in den Außenwärmetauscher 14 strömt, zu reduzieren.
Beispielsweise wenn die Temperaturdifferenz zwischen der Außenluft und dem Kühlmittel, die in den Außenwärmetauscher 14 strömen, gleich ist wie oder niedriger ist als der vorbestimmte Wert, kann die Steuerungseinrichtung 30 den Betrieb des Außengebläses 17 steuern, um die Blasrichtung der Außenluft in Richtung des Außenwärmetauschers 14 umzukehren.
Die Blasrichtung der Außenluft zu dem Außenwärmetauscher 14 wird umgekehrt, so dass die Hochtemperaturaußenluft in dem Maschinenraum des Fahrzeugs (d.h., Außenluft, die durch die Maschine erwärmt wird) dazu gebracht werden kann, in den Außenwärmetauscher 14 zu strömen. Daher kann die Wärme des Kühlmittels sicher daran gehindert werden, in dem Außenwärmetauscher 14 verlustbehaftet dissipiert zu werden.
Beispielsweise wenn die Temperaturdifferenz zwischen dem Kühlmittel, das in den Außenwärmetauscher 14 strömt, und der Außenluft gleich ist wie oder niedriger ist als ein vorbestimmter Wert, kann die Steuerungseinrichtung 30 den Betrieb der Klappe 41 steuern, um einen Öffnungsgrad des Durchlasses für die Außenluft, die durch den Außenwärmetauscher 14 strömt, zu verringern, wobei dadurch die Strömungsrate der Außenluft, die in den Außenwärmetauscher 14 strömt, reduziert wird.
Beispielsweise wenn die Temperaturdifferenz zwischen der Außenluft und dem Kühlmittel, die in den Außenwärmetauscher 14 strömen, gleich ist wie oder niedriger ist als der vorbestimmte Wert, kann die Steuerungseinrichtung 30 einen Öffnungsgrad des Wärmetauscherumgehungs-Auf-Zu-Ventils 43 vergrößern, wobei dadurch die Strömungsrate des Kühlmittels, das in den Außenwärmetauscher 14 strömt, reduziert wird.
(Dritte Ausführungsform)
Wie in 12 gezeigt ist, kann eine Kühlkreislaufvorrichtung 10 einen Innenwärmetauscher 45 umfassen. Der Innenwärmetauscher 45 hat einen hochdruckseitigen Kühlmitteldurchlass 45a und einen niederdruckseitigen Kühlmitteldurchlass 45b.
Der Innenwärmetauscher 45 ist ein Wärmetauscher, der Wärme zwischen dem hochdruckseitigen Kühlmittel, das durch den hochdruckseitigen Kühlmitteldurchlass 45a zirkuliert, und dem niederdruckseitigen Kühlmittel tauscht, das durch den niederdruckseitigen Kühlmitteldurchlass 45b zirkuliert.
Der hochdruckseitige Kühlmitteldurchlass 45a ist auf der stromabwärtigen Seite des Kühlmittelstroms des Außenwärmetauschers 14 und auf der stromaufwärtigen Seite des Kühlmittelstroms des zweiten Expansionsventils 15 angeordnet. Der niederdruckseitige Kühlmitteldurchlass 45b ist auf der stromabwärtigen Seite des Kühlmittelstroms des niederdruckseitigen Wärmetauschers 16 und auf der Kühlmittelsaugseite des Kompressors 11 angeordnet.
(Vierte Ausführungsform)
In der vorliegenden Ausführungsform ist, wie in 13 gezeigt ist, ein Auswerfer 46 anstatt des zweiten Expansionsventils 15 angeordnet.
Der Auswerfer 46 dient als ein Entspannungsabschnitt, der das Kühlmittel entspannt, und dient auch als ein Fluidtransportkühlmittelzirkulationsabschnitt (d.h., eine Impulstransportpumpe), die bewirkt, dass das Kühlmittel durch eine Saugwirkung (d.h., eine Förderwirkung) des Kühlmittels zirkuliert, das mit einer hohen Geschwindigkeit ausströmt.
Der Auswerfer 46 umfasst einen Düsenabschnitt 46a und eine Kühlmittelsaugöffnung 46b. Der Düsenabschnitt 46a verengt seine Durchlassfläche für das Kühlmittel, das durch den Außenwärmetauscher 14 getreten ist, um das Kühlmittel zu entspannen und zu expandieren. Die Kühlmittelsaugöffnung 46b ist in demselben Raum angeordnet wie eine Kühlmittelausströmöffnung des Düsenabschnitts 46a, und saugt das Gasphasenkühlmittel aus dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16.
Ein Diffusorabschnitt 46d ist in einem Teil des Auswerfers 46 angeordnet, der auf der stromabwärtigen Seite des Kühlmittelstroms des Düsenabschnitts 46a und der Kühlmittelsaugöffnung 46b angeordnet ist. Der Diffusorabschnitt 46d ist ein Verstärkungsabschnitt, der den Hochgeschwindigkeitskühlmittelstrom von dem Düsenabschnitt 46a und das Saugkühlmittel in der Kühlmittelsaugöffnung 46b vermischt und mit Druck beaufschlagt.
Der Diffusorabschnitt 46d ist in einer Form ausgebildet, die allmählich die Durchlassfläche für das Kühlmittel vergrößert, und dient dazu, den Kühlmittelstrom zu verzögern und den Kühlmitteldruck zu erhöhen, d.h., Geschwindigkeitsenergie des Kühlmittels in seine Druckenergie umzuwandeln.
Der niederdruckseitige Wärmetauscher 16 ist mit der Seite eines Auslassabschnitts des Auswerfers 46 verbunden (Spitzenende des Diffusorabschnitts 46d).
Ein Ende eines Auswerferumgehungsströmungsdurchlasses 47 ist mit der Kühlmitteleinlassseite des Düsenabschnitts 46a über ein Dreiwegeventil 48 verbunden. Der Auswerferumgehungsströmungsdurchlass 47 ist ein Strömungsdurchlass, durch den das Kühlmittel strömt, während es den Auswerfer 46 umgeht. Das andere Ende des Auswerferumgehungsströmungsdurchlasses 47 ist mit der Kühlmitteleinlassseite des niederdruckseitigen Wärmetauschers 16 verbunden. Das Dreiwegeventil 48 schaltet zwischen einem Zustand, in dem das Kühlmittel zu der Seite des Auswerfers 46 ausströmt, und einem Zustand, in dem das Kühlmittel zu der Seite des Auswerferumgehungsströmungsdurchlasses 47 ausströmt. Der Betrieb des Dreiwegeventils 48 wird durch die Steuerungseinrichtung 30 gesteuert.
(Fünfte Ausführungsform)
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen tauscht der hochdruckseitige Wärmetauscher 12 Wärme zwischen dem hochdruckseitigen Kühlmittel, das aus dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, und dem Kälteträger in dem Hochtemperaturkälteträgerkreislauf 21. Derweil kann in einem ersten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform, das in 14 gezeigt ist, und einem zweiten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform, das in 15 gezeigt ist, der hochdruckseitige Wärmetauscher 12 Wärme zwischen dem hochdruckseitigen Kühlmittel, das aus dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, und der Luft tauschen, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll. Der hochdruckseitige Wärmetauscher 12, der in 14 oder 15 gezeigt ist, ist in einem Klimaanlagengehäuse (nicht gezeigt) aufgenommen, anstatt des Heizeinrichtungskerns 24 der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen tauscht der niederdruckseitige Wärmetauscher 16 Wärme zwischen dem Niederdruckkühlmittel, das aus dem zweiten Expansionsventil 15 strömt und dem Kälteträger in dem Niedertemperaturkälteträgerkreislauf 22. Derweil kann in dem zweiten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform, das in 15 gezeigt ist, und einem dritten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform, das in 16 gezeigt ist, der niederdruckseitige Wärmetauscher 16 eine Wärme zwischen dem Niederdruckkühlmittel, das aus dem zweiten Expansionsventil 15 ausströmt, und der Luft tauschen, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll. Der niederdruckseitige Wärmetauscher 16, der in 15 oder 16 gezeigt ist, ist in einem Klimaanlagengehäuse (nicht gezeigt) aufgenommen, anstatt des Kühlerkerns 26 der vorstehend genannten Ausführungsformen.
(Sechste Ausführungsform)
Die Kühlkreislaufvorrichtung 10 der vorstehend genannten Ausführungsform bildet einen Aufnahmekreislauf aus, der Regler 12b und 14b auf der Hochdruckseite umfasst. In einem ersten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform, das in 17 gezeigt ist, und einem zweiten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform, das in 18 gezeigt ist, kann die Kühlkreislaufvorrichtung 10 einen Speicherkreislauf ausbilden, der einen Speicher 50 auf der Niederdruckseite umfasst.
Der Speicher 50 ist ein Kühlmittelspeicher, der das Kühlmittel, das aus dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 ausströmt, in Gas- und Flüssigphasen trennt, das getrennte Flüssigphasenkühlmittel in sich speichert und bewirkt, dass das getrennte Gasphasenkühlmittel aus der Saugöffnungsseite des Kompressors 11 ausströmt.
Der hochdruckseitige Wärmetauscher 12, der in 17 gezeigt ist, tauscht Wärme zwischen dem hochdruckseitigen Kühlmittel, das aus dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, und dem Kälteträger in einem Hochtemperaturkälteträgerkreislauf 21. Der hochdruckseitige Wärmetauscher 12, der in 18 gezeigt ist, tauscht Wärme zwischen dem hochdruckseitigen Kühlmittel, das aus dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, und der Luft, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll.
(Siebte Ausführungsform)
In der vorliegenden Ausführungsform ist, wie in 19 gezeigt ist, eine fahrzeugseitige Vorrichtung 55 in dem Niedertemperaturkälteträgerkreislauf 22 angeordnet. Die fahrzeugseitige Vorrichtung 55 ist parallel mit dem Kühlerkern 26 bezüglich des Stroms des Kühlmittels in dem Niedertemperaturkälteträgerkreislauf 22 angeordnet.
Die fahrzeugseitige Vorrichtung 55 ist eine Vorrichtung, die an einem Fahrzeug montiert ist und Wärme während ihres Betriebs erzeugt. Beispiele der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 umfassen einen Akkumulatorwärmetauscher, einen Inverter, ein Getriebe, einen Motorgenerator und dergleichen.
Die Leistungsfähigkeit des Akkumulators und des Getriebes werden verschlechtert, wenn sie unterkühlt werden, und sie benötigen daher die Einstellung ihrer Temperaturen in einem gewissen Umfang.
Ein fahrzeugseitiger Vorrichtungstemperatursensor (nicht gezeigt) ist an die Eingangsseite der Steuerungseinrichtung 30 angeschlossen. Der fahrzeugseitige Vorrichtungstemperatursensor ist eine fahrzeugseitige Temperaturerfassungseinrichtung, die die Temperatur der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 erfasst. Der fahrzeugseitige Vorrichtungstemperatursensor kann ein Sensor sein, der die Temperatur des Kälteträgers erfasst, der in die fahrzeugseitige Vorrichtung 55 strömt.
Der Niedertemperaturkälteträgerkreislauf 22 umfasst einen Verzweigungsabschnitt 22b und einen Verbindungsabschnitt 22c. In dem Verzweigungsabschnitt 22b wird der Strom des Kälteträgers, der aus dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 ausströmt, in den Strom eines Kälteträgers auf der Seite des Kühlerkerns 26 und den Strom eines Kälteträgers auf der Seite der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 verzweigt. In dem Verbindungsabschnitt 22c wird der Strom des Kälteträgers, der aus dem Kühlerkern 26 ausströmt, mit dem Strom des Kälteträgers, der aus der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 ausströmt, verbunden.
Ein erstes Stromeinstellventil 56 ist zwischen dem Verzweigungsabschnitt 22b und dem Kühlerkern 26 in dem Niedertemperaturkälteträgerkreislauf 22 an- geordnet. Ein zweites Stromeinstellventil 57 ist zwischen dem Verzweigungsabschnitt 22b und der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 in dem Niedertemperaturkälteträgerkreislauf 22 angeordnet.
Das erste Stromeinstellventil 56 und das zweite Stromeinstellventil 57 sind Ventile, die die Strömungsrate des Kälteträgers einstellen, indem sie einen Öffnungsgrad des entsprechenden Kälteträgerströmungsdurchlasses ändern. Das erste Stromeinstellventil 56 und das zweite Stromeinstellventil 57 sind auch Ventile, die imstande sind, ihre Kälteträgerströmungsdurchlässe vollständig zu öffnen und vollständig zu schließen. Das erste Stromeinstellventil 56 und das zweite Stromeinstellventil 57 sind Elektromagnetventile und werden durch die Steuerungseinrichtung 30 gesteuert.
Das erste Stromeinstellventil 56 und das zweite Stromeinstellventil 57 sind Strömungsrateneinstellabschnitte, die die Strömungsrate des Kälteträgers, der durch den Kühlerkern 26 strömt, bzw. die Strömungsrate des Kälteträgers, der zu der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 strömt, einstellen.
In der vorliegenden Ausführungsform steuert die Steuerungseinrichtung 30 das erste Stromeinstellventil 56 und das zweite Stromeinstellventil 57 so, dass die Temperatureinstellung des Kühlerkerns 26 gegenüber der Temperatureinstellung der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 bevorzugt wird.
Wie in den vorstehend genannten Ausführungsformen erwähnt wird, strömt in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus und dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus der Kälteträger, der durch den niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 gekühlt wird, in den Kühlerkern 26, und wobei die Luft, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll, durch den Kühlerkern 26 gekühlt wird, wobei dadurch eine Entfeuchtung durchgeführt wird. Außerdem strömt der Kälteträger, der durch den hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 erwärmt wird, in den Heizeinrichtungskern 24, und wobei die Luft, die durch den Kühlerkern 26 gekühlt wird, durch den Heizeinrichtungskern 24 erwärmt wird, wobei dadurch eine klimatisierte Luft erzeugt wird, die eine Zielluftauslasstemperatur hat.
Dabei unterscheidet sich eine Zielluftauslasstemperatur des Heizeinrichtungskerns 24 (d.h., eine Zielluftauslasstemperatur TAO) in Abhängigkeit von der Innenlufttemperatur, der Außenlufttemperatur und dergleichen.
20 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Außenlufttemperatur und der Zielluftauslasstemperatur des Heizeinrichtungskerns 24 sowie der Zielluftauslasstemperatur des Kühlerkerns 26 beispielhaft darstellt.
Bei einer niedrigen Außenlufttemperatur (beispielsweise 0°C bis 10°C) wird Wärme in dem Außenwärmetauscher 14, dem Kühleinrichtungskern 26 und der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 aufgenommen, um eine gewünschte Heizeinrichtungskernluftauslasstemperatur zu erzeugen, indem zu dem vorstehend genannten zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus umgeschaltet wird.
Dabei führt die Steuerungseinrichtung 30 eine Kühlerkernfrostverhinderungssteuerung (anders gesagt Frostunterdrückungssteuerung) durch. Die Kühlerkernfrostverhinderungssteuerung ist eine Steuerung, um die Strömungsrate des Kälteträgers, der durch den Kühlerkern 26 strömt, unter Verwendung des ersten Stromeinstellventils 56 einzustellen, um das Ausbilden von Frost an dem Kühlerkern 26 zu verhindern.
Insbesondere verhindert die Steuerungseinrichtung 30 den Öffnungsgrad des ersten Stromeinstellventils 56 oder schließt dieses vollständig, um dadurch die Strömungsrate des Kälteträgers, der durch den Kühlerkern 26 strömt, zu verringern oder auf null (0) festzulegen, wenn bestimmt wird, dass die Flächentemperatur des Kühlerkerns 26 oder die Temperatur des Kälteträgers, der in den Kühlerkern 26 strömt, gleich wie oder niedriger als die Frostgrenztemperatur (beispielsweise 0°C) ist, oder wenn erwartet wird, dass die Flächentemperatur des Kühlerkerns 26 oder die Temperatur des Kälteträgers, der in den Kühlerkern 26 strömt, gleich ist wie oder niedriger ist als die Frostgrenztemperatur (beispielsweise 0°C). Auf diese Weise wird die Flächentemperatur des Kühlerkerns 26 erhöht, wobei es dadurch ermöglicht wird, das Ausbilden von Frost an dem Kühlerkern 26 zu unterdrücken.
Dabei wird die Menge der Wärmeaufnahme in dem Kühlerkern 26 verringert, aber es wird eine Wärme von der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 aufgenommen, so dass die Wärme zum Lufterwärmen erlangt werden kann. Daher kann die Wärme, die zum Lufterwärmen erforderlich ist, sichergestellt werden, ohne die Drehzahl des Kompressors 11 bis zu dem möglichen Ausmaß zu erhöhen.
Die Steuerungseinrichtung 30 stellt eine Strömungsrate des Kälteträgers ein, der durch die fahrzeugseitige Vorrichtung 55 strömt, indem sie das zweite Stromeinstellventil 57 verwendet, um die fahrzeugseitige Vorrichtung 55 daran zu hindern, unterkühlt zu werden.
Insbesondere verringert die Steuerungseinrichtung 30 den Öffnungsgrad des zweiten Stromeinstellventils 57, oder schließt dieses vollständig, um dadurch die Strömungsrate des Kälteträgers, der durch die fahrzeugseitige Vorrichtung 55 strömt, zu reduzieren oder sie auf null (0) festzulegen, wenn bestimmt wird, dass die Temperatur der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 oder die Temperatur des Kälteträgers, der in die fahrzeugseitige Vorrichtung 55 strömt, gleich wie oder niedriger als eine untere Grenztemperatur ist oder wenn erwartet wird, dass die Temperatur der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 oder die Temperatur des Kälteträgers, der in die fahrzeugseitige Vorrichtung 55 strömt, gleich wie oder niedriger als die untere Grenztemperatur ist. Daher wird die Temperatur der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 erhöht, wobei es dadurch ermöglicht wird, dass die fahrzeugseitige Vorrichtung 55 daran gehindert wird, unterkühlt zu werden.
Die Steuerungseinrichtung 30 verringert die Strömungsrate des Kälteträgers, der aus der niedertemperaturseitigen Pumpe 25 ausgestoßen wird, oder legt diese auf null (0) fest, wenn die Öffnungsgrade sowohl des ersten Stromeinstellventils 56 als auch des zweiten Stromeinstellventils 57 verringert werden oder diese vollständig geschlossen werden.
Die niedertemperaturseitige Pumpe 25 ist ein Strömungsrateneinstellabschnitt, der die Strömungsrate des Kälteträgers, der in den Kühlerkern 26 strömt, und die Strömungsrate des Kälteträgers, der zu der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 strömt, einstellt.
In der vorliegenden Ausführungsform steuert die Steuerungseinrichtung 30 das erste Stromeinstellventil 56, um die Frostunterdrückungssteuerung durchzuführen. Wenn die Frostunterdrückungssteuerung durchgeführt wird, steuert die Steuerungseinrichtung 30 auch das zweite Stromeinstellventil 57, um zu bewirken, dass der Kälteträger zu der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 strömt. Die Frostunterdrückungssteuerung ist die Steuerung zum Verhindern des Ausbildens von Frost an dem Kühlerkern 26, indem das erste Stromeinstellventil 56 und die niedertemperaturseitige Pumpe 25 gesteuert werden, um die Strömungsrate des Kälteträgers zu reduzieren, der durch den Kühlerkern 26 strömt.
Daher kann die Frostunterdrückungssteuerung durchgeführt werden, um das Ausbilden des Frosts an dem Kühlerkern 26 zu unterdrücken. Wenn die Frostunterdrückungssteuerung durchgeführt wird, wird bewirkt, dass der Kälteträger durch die fahrzeugseitige Vorrichtung 55 strömt, um dadurch Wärme von der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 aufzunehmen. Daher, auch wenn die Menge einer Wärmeaufnahme von dem Kühlerkern 26 verringert wird, indem die Frostunterdrückungssteuerung durchgeführt wird, kann die Menge einer Wärmeaufnahme von der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 die Verringerung kompensieren, wobei dadurch die Luftblastemperatur zu dem Fahrzeuginneren sichergestellt wird.
Daher kann die vorliegende Ausführungsform sowohl die Luftblastemperatur zu dem Fahrzeuginneren sicherstellen als auch das Ausbilden von Frost an dem Kühlerkern verhindern.
Die Leistung des Kompressors 11, die verbraucht wird, um die Luftblastemperatur zu dem Fahrzeuginneren sicherzustellen, kann reduziert werden, verglichen mit dem Fall, in dem keine Wärme von der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 aufgenommen wird.
In der vorliegenden Ausführungsform stellt die Steuerungseinrichtung 30 die Strömungsrate des Kälteträgers, der durch die fahrzeugseitige Vorrichtung 55 strömt, unter Verwendung des zweiten Stromeinstellventils 57 und der niedertemperaturseitigen Pumpe 25 so ein, dass die Temperatur der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 nicht unter der unteren Grenztemperatur ist, wenn sie die Frostunterdrückungssteuerung durchführt. Daher kann die fahrzeugseitige Vorrichtung 55 daran gehindert werden, unterkühlt zu werden.
Insbesondere steuert die Steuerungseinrichtung 30 das zweite Stromeinstellventil 57 und die niedertemperaturseitige Pumpe 25 so, dass die Strömungsrate des Kälteträgers, der durch die fahrzeugseitige Vorrichtung 55 strömt, reduziert wird, wenn die Temperatur der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 unter der unteren Grenztemperatur während der Frostunterdrückungssteuerung ist, verglichen mit dem Fall, in dem die Temperatur der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 die untere Grenztemperatur übersteigt. Daher kann die fahrzeugseitige Vorrichtung 55 daran gehindert werden, unterkühlt zu werden.
(Achte Ausführungsform)
In der vorstehend beschriebenen siebten Ausführungsform werden die Temperaturen des Kühlerkerns 26 und der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 durch das erste Stromeinstellventil 56 und das zweite Stromeinstellventil 57 eingestellt. Allerdings werden in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 21 gezeigt ist, die Temperaturen des Kühlerkerns 26 und der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 durch ein Umschaltventil 58 eingestellt.
Das Umschaltventil 58 ist an dem Verzweigungsabschnitt angeordnet, der den Strom des Kälteträgers verzweigt, der aus dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 zu der Seite des Kühlerkerns 26 und der Seite der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 in den Niedertemperaturkälteträgerkreislauf 22 strömt.
Das Umschaltventil 58 ist imstande, den Kälteträgerströmungsdurchlass auf der Seite des Kühlerkerns 26 und den Kälteträgerströmungsdurchlass auf der Seite der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 unabhängig zu öffnen und zu schlie-ßen. Das Umschaltventil 58 ist imstande, den Öffnungsgrad des Kälteträgerströmungsdurchlasses auf der Seite des Kühlerkerns 26 und den Öffnungsgrad des Kälteträgerströmungsdurchlasses auf der Seite der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 unabhängig einzustellen. Das Umschaltventil 58 ist ein Elektromagnetventil, das durch die Steuerungseinrichtung 30 gesteuert wird.
Das Umschaltventil 58 ist ein Strömungsrateneinstellabschnitt, der die Strömungsrate des Kälteträgers, der durch den Kühlerkern 26 strömt, und die Strömungsrate des Kälteträgers einstellt, der durch die fahrzeugseitige Vorrichtung 55 strömt.
In der vorliegenden Ausführungsform steuert die Steuerungseinrichtung 30 das Umschaltventil 58 so, dass die Temperatureinstellung des Kühlerkerns 26 gegenüber der Temperatureinstellung der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 bevorzugt wird.
Wie in der vorstehend beschriebenen siebten Ausführungsform, strömt bei dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus und dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus der Kälteträger, der durch den niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 gekühlt wird, in den Kühlerkern 26, und die Luft, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll, wird durch den Kühlerkern 26 gekühlt, wobei dadurch eine Entfeuchtung durchgeführt wird. Außerdem strömt der Kälteträger, der durch den hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 erwärmt wird, in den Heizeinrichtungskern 24, und wobei die Luft, die durch den Kühlerkern 26 gekühlt wird, durch den Heizeinrichtungskern 24 erwärmt wird, wobei dadurch die klimatisierte Luft erzeugt wird, die eine Zielluftauslasstemperatur hat.
Dabei, wie in der vorstehend beschriebenen siebten Ausführungsform, unterscheidet sich die Zielluftauslasstemperatur des Heizeinrichtungskerns 24 (d.h., eine Luftauslasstemperatur TAO) in Abhängigkeit der Innenlufttemperatur, der Außenlufttemperatur und dergleichen.
Bei einer niedrigen Außenlufttemperatur (beispielweise 0°C bis 10°C) wird Wärme in dem Außenwärmetauscher 14, dem Kühlerkern 26 und der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 aufgenommen, um eine gewünschte Heizeinrichtungskernluftauslasstemperatur zu erzeugen, indem zu dem vorstehend beschriebenen zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus umgeschaltet wird.
Dabei führt die Steuerungseinrichtung 30 die Kühlerkernfrostverhinderungssteuerung (anders gesagt, Frostunterdrückungssteuerung) durch. Insbesondere verringert die Steuerungseinrichtung 30 den Öffnungsgrad des Kälteträgerströmungsdurchlasses auf der Seite des Kühlerkerns 26 oder schließt diesen vollständig, indem sie das Umschaltventil 58 verwendet, um dadurch die Strömungsrate des Kälteträgers, der durch den Kühlerkern 26 strömt, zu reduzieren oder auf Null (0) festzulegen, wenn bestimmt wird, dass die Flächentemperatur des Kühlerkerns 26 oder die Temperatur des Kälteträgers, der in den Kühlerkern 26 strömt, gleich wie oder niedriger als die Frostgrenztemperatur (beispielsweise 0°C) ist, oder wenn erwartet wird, dass die Temperatur des Kühlerkerns 26 oder die Temperatur des Kälteträgers, der in den Kühlerkern 26 strömt, gleich wie oder niedriger als die Frostgrenztemperatur (beispielsweise 0°C) ist. Auf diese Weise wir die Flächentemperatur des Kühlerkerns 26 erhöht, wobei es dadurch ermöglicht wird, das Ausbilden des Frosts an dem Kühlerkern 26 zu unterdrücken.
Die Steuerungseinrichtung 30 führt die in dem Ablaufdiagramm der 22 gezeigte Ablaufsteuerung während der Kühlerkernfrostverhinderungssteuerung durch.
Zunächst wird in Schritt S100 bestimmt, ob eine Temperatur Td der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 unter einer unteren Grenztemperatur Ti ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass die Temperatur Td der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 nicht unter der unteren Grenztemperatur Ti ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S110 fort, bei dem das Umschaltventil 58 umgeschaltet wird, um die fahrzeugseitige Vorrichtung 55 mit dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 zu verbinden. Somit kann die von der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 aufgenommene Wärme als eine Wärmequelle zum Lufterwärmen verwendet werden.
Derweil, wenn in Schritt S100 bestimmt wird, dass die Temperatur Td der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 unter der unteren Grenztemperatur Ti ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S120 fort, indem das Umschaltventil 58 umgeschaltet wird, um die fahrzeugseitige Vorrichtung 55 nicht mit dem niederdruckseitigen Wärmetauscher 16 zu verbinden, und wobei die Strömungsrate des aus der niedertemperaturseitigen Pumpe 25 ausgestoßenen Kälteträgers reduziert oder auf Null (0) festgelegt wird.
Somit kann das Ausbilden von Frost an dem Kühlerkern 26 unterdrückt werden, und die fahrzeugseitige Vorrichtung kann davon abgehalten werden, aufgrund der Temperatur Td der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 unterkühlt zu werden, die unter der unteren Grenztemperatur Ti ist.
Die niedertemperaturseitige Pumpe 25 ist ein Strömungsrateneinstellabschnitt, der die Strömungsrate des Kälteträgers, der zu dem Kühlerkern 26 strömt, und die Strömungsrate des Kälteträgers, der zu der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 strömt, einstellt.
In der vorliegenden Ausführungsform führt die Steuerungseinrichtung 30 die Frostunterdrückungsteuerung an dem Umschaltventil 58 und der niedertemperaturseitigen Pumpe 25 durch. Wenn die Frostunterdrückungssteuerung durchgeführt wird, steuert die Steuerungseinrichtung 30 das Umschaltventil 58 und die niedertemperaturseitige Pumpe 25, um zu bewirken, dass der Kälteträger zu der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 strömt. Die Frostunterdrückungssteuerung ist die Steuerung zum Verhindern der Ausbildung von Frost an dem Kühlerkern 26, indem das Umschaltventil 58 und die niedertemperaturseitige Pumpe 25 gesteuert werden, um die Strömungsrate des Kälteträgers, der durch den Kühlerkern 26 strömt, zu reduzieren.
Daher kann, wie in der vorstehend beschriebenen siebten Ausführungsform beschrieben ist, die vorliegende Ausführungsform sowohl die Luftblastemperatur zu dem Fahrzeuginneren sicherstellen, als auch das Ausbilden von Frost an dem Kühlerkern verhindern. Die Leistung des Kompressors 11, die verbraucht wird, um die Luftblastemperatur zu dem Fahrzeuginneren sicherzustellen, kann reduziert werden, verglichen mit dem Fall, in dem keine Wärme von der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 aufgenommen wird.
In der vorliegenden Ausführungsform stellt die Steuerungseinrichtung 30 die Strömungsrate des Kälteträgers, der durch die fahrzeugseitige Vorrichtung 55 strömt, unter Verwendung des Umschaltventils 58, und die niedertemperaturseitige Pumpe 25 so ein, dass die Temperatur der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 nicht unter der unteren Grenztemperatur ist, wenn sie die Frostunterdrückungssteuerung durchführt. Daher kann die fahrzeugseitige Vorrichtung 55 daran gehindert werden, unterkühlt zu werden, wie in der vorstehend beschriebenen siebten Ausführungsform.
Insbesondere steuert die Steuerungseinrichtung 30 das Umschaltventil 58 und die niedertemperaturseitige Pumpe 25 so, dass die Strömungsrate des Kälteträgers, der durch die fahrzeugseitige Vorrichtung 55 strömt, reduziert wird, wenn die Temperatur der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 unter seiner unteren Grenztemperatur während der Frostunterdrückungssteuerung ist, verglichen mit dem Fall, in dem die Temperatur der fahrzeugseitigen Vorrichtung 55 die untere Grenztemperatur übersteigt. Daher kann die fahrzeugseitige Vorrichtung 55 daran gehindert werden, unterkühlt zu werden, wie in der vorstehend beschriebenen siebten Ausführungsform.
(Andere Ausführungsformen)
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können miteinander auf geeignete Weise kombiniert werden. Beispielsweise können verschiedene Abwandlungen und Änderungen bei den vorstehend genannten Ausführungsformen auf folgende Weise durchgeführt werden.
(1) In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können der Regler 12b und der Unterkühlungsabschnitt 12c auf der Seite des hochdruckseitigen Wärmetauschers 12 durch einen Wärmetauschabschnitt 12a des hochdruckseitigen Wärmetauschers 12 eingerichtet sein. Das heißt, der Wärmetauschabschnitt 12a des hochdruckseitigen Wärmetauschers 12 kann das Flüssigphasenkühlmittel in sich speichern.
Wenn der hochdruckseitige Wärmetauscher 12 ein Kühlmittel-Kälteträger-Wärmetauscher ist, der eine Wärme zwischen dem Kühlmittel und dem Kälteträger tauscht, wird eine Temperaturdifferenz zwischen dem Kühlmittel und dem Kälteträger in dem hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 sehr klein. Daher wird eine Erhöhungsmenge eines Flüssigkühlmittelvolumenanteils des hochdruckseitigen Wärmetauschers 12 zu einem erlangten Unterkühlungsgrad sehr groß, verglichen mit dem Fall, in dem der hochdruckseitige Wärmtauscher 12 ein Kühlmittel-Luft-Wärmetauscher ist, der eine Wärme zwischen dem Kühlmittel und Luft tauscht. Dementsprechend kann die Flüssigkühlmittelspeichermenge groß werden.
Das heißt, angenommen, dass die Flüssigkühlmittelmenge in dem hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 erhöht wird, ein Kühlmittelverflüssigungsbereich reduziert wird, ein Hochdruck des Kühlkreislaufs erhöht wird und ein Unterkühlungsgrad etwas erhöht wird. In einem solchen Fall wird die Flüssigkühlmittelspeichermenge in dem hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 groß, wobei es dadurch ermöglicht wird, die Flüssigkühlmittelspeichermenge und den Hochdruck des Kühlkreislaufs in einem guten Zustand zu halten.
In der vorliegenden Ausführungsform kann der Regler 12b auf der Seite des hochdruckseitigen Wärmetauschers 12 mit dem hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 einstückig gemacht sein, wobei dadurch der Aufbau des Kühlkreislaufs vereinfacht wird.
In der vorliegenden Ausführungsform tauschen der Regler 12b und der Unterkühlungsabschnitt 12c auf der Seite des hochdruckseitigen Wärmetauschers 12 Wärme zwischen dem Kühlmittel und dem hochtemperaturseitigen Kälteträger während des Wärmeaufnahmemodus, sodass das Flüssigphasenkühlmittel sicher unterkühlt werden kann.
(2) Obwohl in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform das Kühlmittel, dass aus dem Wärmetauschabschnitt 12a des hochdruckseitigen Wärmetauschers 12 ausströmt, in dem Regler 12b des hochdruckseitigen Wärmetauschers 12 während des Lufterwärmungsmodus gespeichert wird, kann das Kühlmittel in der Kühlmittelrohrleitung gespeichert werden, die zwischen dem hochdruckseitigen Wärmetauscher 12 und dem ersten Expansionsventil 13 angeordnet ist.
Anders gesagt, in dem Lufterwärmungsmodus kann ein großes Volumen einer Kühlmittelrohrleitung, die auf der Kühlmittelauslassseite des hochdruckseitigen Wärmetauschers 12 und auf der Kühlmitteleinlassseite des ersten Expansionsventils 13 angeordnet ist, sichergestellt werden, um das Speichern des Kühlmittels zu ermöglichen, das aus dem Wärmetauschabschnitt 12a des hochdruckseitigen Wärmetauschers 12 ausströmt.
Das heißt, in der vorstehen beschriebenen Ausführungsform ist der erste Kühlmittelspeicher, der das Kühlmittel in sich speichert, das aus dem Wärmetauschabschnitt 12a des hochdruckseitigen Wärmetauschers 12 ausströmt, der Regler 12b des hochdruckseitigen Wärmetauschers 12. Alternativ kann der erste Kühlmittelspeicher eine Kühlmittelrohrleitung auf der Kühlmittelauslassseite des hochdruckseitigen Wärmetauschers 12 und auf der Kühlmitteleinlassseite des ersten Expansionsventils 13 sein.
Daher kann der Gesamtaufbau vereinfacht werden, weil der Regler 12b und der Unterkühlungsabschnitt 12c des hochdruckseitigen Wärmetauschers 12 unnötig sind.
(3) Obwohl in jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Kälteträger als der Wärmeträger zum Einstellen der Temperatur einer Temperatureinstellungszielvorrichtung verwendet wird, können verschiedene Arten von Mitteln, wie etwa Öl, als der Wärmträger verwendet werden.
Alternativ kann ein Nanofluid als der Wärmeträger verwendet werden. Das Nanofluid ist ein Fluid, in dem Nanopartikel mit einem Durchmesser in der Größenordnung von Nanometern vermengt sind. Durch das Vermengen von Nanopartikeln in dem Wärmeträger können die folgenden Funktionen und Wirkungen erlangt werden, zusätzlich zu der Funktion und der Wirkung eines Erzeugens eines Frostschutzfluids durch Verringern eines Gefrierpunkts, wie eines Kälteträgers, unter Verwendung von Ethylenglycol.
Das heißt, die Mischung der Nanopartikel in dem Wärmeträger zeigt Funktionen und Wirkungen eines Verbesserns der Wärmeleitfähigkeit in einem bestimmten Temperaturbereich, wobei dadurch die Wärmekapazität des Wärmeträger erhöht wird, die Korrosion von Metallrohrleitungen und die Verschlechterung von Gummirohrleitungen verhindert wird, und die Fließfähigkeit des Wärmeträgers bei einer ultraniedrigen Temperatur verbessert wird.
Diese Funktionen und Wirkungen werden verändert in Abhängigkeit des Aufbaus, der Form, des Mischungsverhältnisses der Nanopartikel und der hinzugefügten Materialien.
Aufgrund dessen kann die Mischung der Nanopartikel in dem Wärmeträger seine Wärmeleitfähigkeit verbessern, sodass die äquivalente Kühlleistungsfähigkeit auch bei Verwenden einer kleinen Menge eines Wärmeträges erlangt werden kann, verglichen mit dem Kälteträger, der Ethylenglycol verwendet.
Ferner kann ein solcher Wärmeträger auch seine Wärmekapazität verbessern, und kann dadurch eine Kaltspeichermenge aufgrund einer sensiblen Wärme des Wärmeträgers selbst erhöhen.
Durch Erhöhen der Kaltspeichermenge kann die Temperatureinstellung durch Kühlen und Erwärmen der Vorrichtung unter Verwendung der Kaltspeicherwärme für einige Zeitspannen durchgeführt werden, obwohl der Kompressor 11 nicht betrieben wird. Daher kann die Leistung des Fahrzeugwärmemanagementsystems gespart werden.
Ein Aspektverhältnis der Nanopartikel ist vorzugsweise 50 oder mehr. Dies kommt daher, weil ein solches Aspektverhältnis die angemessene Wärmeleitfähigkeit erlangen kann. Hier ist das Aspektverhältnis der Nanopartikel ein Raumindex, der das Verhältnis der Breite zu der Höhe der Nanopartikel anzeigt.
Nanopartikel, die für die Verwendung geeignet sind, umfassen irgendeines der folgenden Elemente: Au, Ag, Cu und C. Insbesondere umfassen Beispiele von verwendbaren bildenden Atomen der Nanopartikel Au-Nanopartikel, einen Ag-Nanodraht, eine Kohlenstoff-Nanoröhre (CNT), ein Graphen, Graphit-Kernschalen-Nanopartikel, eine Au-Nanopartikel-enthaltende-CNT, und dergleichen.
CNT bezieht sich auf eine Kohlenstoff-Nanoröhre. Das Graphit-Kernschalennanopartikel ist ein Partikelkörper mit einer Struktur, wie etwa einer Kohlenstoff-Nanoröhre, die das vorstehend genannte Atom enthält.
(4) In dem Kühlkreislauf 10 von jeder der vorstehend genannten Ausführungsformen wird ein Fluorkohlenwasserstoffkühlmittel als das Kühlmittel verwendet. Allerdings ist die Art des Kühlmittels nicht darauf beschränkt, und kann ein natürliches Kühlmittel, wie etwa Kohlenstoffdioxid, ein kohlenwasserstoffbasiertes Kühlmittel und dergleichen sein.
Der Kühlkreislauf 10 in jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen bildet einen unterkritischen Kühlkreislauf aus, indem ein hochdruckseitiger Kühlmitteldruck den kritischen Druck des Kühlmittels nicht übersteigt, kann jedoch einen überkritischen Kühlkreislauf ausbilden, indem ein hochdruckseitiger Kühlmitteldruck den kritischen Druck des Kühlmittels übersteigt.

Claims

Kühlkreislaufvorrichtung, mit: einem Kompressor (11), der ein Kühlmittel saugt und ausstößt; einem hochdruckseitigen Wärmetauscher (12), der Wärme von dem Hochdruckkühlmittel dissipiert, das aus dem Kompressor (11) ausgestoßen wird; einem ersten Entspannungsabschnitt (13), der das aus dem hochdruckseitigen Wärmetauscher (12) ausströmende Kühlmittel entspannt; einem Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14), der Wärme zwischen dem Kühlmittel, dass aus dem ersten Entspannungsabschnitt (13) ausströmt, und einer Außenluft tauscht; einem zweiten Entspannungsabschnitt (15), der das aus dem Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) ausströmende Kühlmittel entspannt; einem niederdruckseitigen Wärmetauscher (16), der in Reihe mit dem Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) in einem Strom des Kühlmittels angeordnet ist, wobei der niederdruckseitige Wärmetauscher eingerichtet ist, eine Wärme zwischen dem Niederdruckkühlmittel, das durch den ersten Entspannungsabschnitt (13) und/oder den zweiten Entspannungsabschnitt (15) entspannt wurde, und einem Wärmeträger zu tauschen, um den Wärmeträger zu kühlen; einem Kühlerkern (26), der eine Wärme zwischen dem Wärmeträger, der durch den niederdruckseitigen Wärmetauscher (16) gekühlt wird, und einer Luft tauscht, die in ein Fahrzeuginneres geblasen werden soll, um die Luft zu kühlen; einer Steuerungseinrichtung (30), die eingerichtet ist, zwischen einem Wärmeaufnahmemodus, in dem der Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) Wärme in das Kühlmittel aufnimmt, und einem Wärmedissipationsmodus umzuschalten, in dem der Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) Wärme aus dem Kühlmittel dissipiert, indem sie einen Entspannungsumfang sowohl in dem ersten Entspannungsabschnitt (13) als auch dem zweiten Entspannungsabschnitt (15) einstellt; und einem Strömungsrateneinstellabschnitt (25), der eine Strömungsrate des Wärmeträgers in dem niederdruckseitigen Wärmetauscher (16) und/oder dem Kühlerkern (26) einstellt, wobei die Steuerungseinrichtung (30) einen Betrieb des Strömungsrateneinstellabschnitts (25) steuert, wenn eine Temperatur des aus dem niederdruckseitigen Wärmetauscher (16) ausströmenden Wärmeträgers gleich oder niedriger als 0°C in dem Wärmeaufnahmemodus ist.
Kühlkreislaufvorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit: einem Kühlmittelspeicher (12b, 14b), der das Kühlmittel speichert, das in dem hochdruckseitigen Wärmetauscher (12) während des Wärmeaufnahmemodus einem Wärmetausch unterzogen wird, und das Kühlmittel speichert, das in dem Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) während des Wärmedissipationsmodus einem Wärmetausch unterzogen wird.
Kühlkreislaufvorrichtung, mit: einem Kompressor (11), der ein Kühlmittel saugt und ausstößt; einem hochdruckseitigen Wärmetauscher (12), der Wärme aus dem Hochdruckkühlmittel dissipiert, das aus dem Kompressor (11) ausgestoßen wird; einem ersten Entspannungsabschnitt (13), der das aus dem hochdruckseitigen Wärmetauscher (12) ausströmende Kühlmittel entspannt; einem Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14), der eine Wärme zwischen dem aus dem ersten Entspannungsabschnitt (13) ausströmenden Kühlmittel und einer Außenluft tauscht; einem zweiten Entspannungsabschnitt (15), der das aus dem Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) ausströmende Kühlmittel entspannt; einem niederdruckseitigen Wärmetauscher (16), der eine Wärme in das Niederdruckkühlmittel aufnimmt, das durch den ersten Entspannungsabschnitt (13) und/oder den zweiten Entspannungsabschnitt (15) entspannt wird; einer Steuerungseinrichtung (30), die zwischen einem Wärmeaufnahmemodus, in dem der Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) eine Wärme in das Kühlmittel aufnimmt, und einen Wärmedissipationsmodus umschaltet, in dem der Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) Wärme aus dem Kühlmittel dissipiert, indem sie einen Entspannungsumfang sowohl des ersten Entspannungsabschnitts (13) als auch des zweiten Entspannungsabschnitts (15) einstellt; und einem Kühlmittelspeicher (12b, 14b), der das Kühlmittel speichert, das in dem hochdruckseitigen Wärmetauscher (12) während des Wärmeaufnahmemodus einem Wärmetausch unterzogen wurde, und das Kühlmittel speichert, das in dem Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) während des Wärmedissipationsmodus einem Wärmetausch unterzogen wurde; wobei der Kühlmittelspeicher Folgendes umfasst: einen ersten Kühlmittelspeicher (12b), der auf der stromabwärtigen Seite des Kühlmittelstroms des hochdruckseitigen Wärmetauschers (12) und auf einer stromaufwärtigen Seite des Kühlmittelstroms des ersten Entspannungsabschnitts (13) angeordnet ist, wobei der erste Kühlmittelspeicher eingerichtet ist, das Kühlmittel zu speichern, das in dem hochdruckseitigen Wärmetauscher (12) einem Wärmetausch unterzogen wird; sowie einen zweiten Kühlmittelspeicher (14b), der auf einer stromabwärtigen Seite des Kühlmittelstroms des Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauschers (14) und auf einer stromaufwärtigen Seite des Kühlmittelstroms des zweiten Entspannungsabschnitts (15) angeordnet ist, wobei der zweite Kühlmittelspeicher eingerichtet ist, das Kühlmittel zu speichern, das in dem Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) einem Wärmetausch unterzogen wird; wobei die Kühlkreislaufvorrichtung ferner Folgendes aufweist: einen Wärmedissipationsmodus-Unterkühlungsabschnitt (14c), der in dem Wärmedissipationsmodus das aus dem zweiten Kühlmittelspeicher (14b) ausströmende Kühlmittel unterkühlt; einen Umgehungsabschnitt (18), durch den das aus dem Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) ausströmende Kühlmittel strömt, während es den Wärmedissipationsmodus-Unterkühlungsabschnitt (14c) umgeht; und einen Umgehungsöffnungsgradeinstellabschnitt (19), der einen Öffnungsgrad eines Strömungsdurchlasses des Umgehungsabschnitts (18) in dem Wärmedissipationsmodus verringert, verglichen mit dem Wärmeaufnahmemodus, wobei in dem Wärmeaufnahmemodus der hochdruckseitige Wärmetauscher (12) und der Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) miteinander in dem Strom des Kühlmittels in Reihe angeordnet sind, und in dem Wärmedissipationsmodus der Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) und der niederdruckseitige Wärmetauscher (16) miteinander in dem Strom des Kühlmittels in Reihe angeordnet sind.
Kühlkreislaufvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerungseinrichtung (30) den Betrieb des Strömungsrateneinstellabschnitts (25) so steuert, dass die Strömungsrate des Wärmeträgers in dem niederdruckseitigen Wärmetauscher (16) und/oder dem Kühlerkern (26) mit niedriger werdenden Druck des Kühlmittels in dem Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) verringert wird.
Kühlkreislaufvorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Strömungsrateneinstellabschnitt (25) die Strömungsrate des Wärmeträgers sowohl in dem niederdruckseitigen Wärmetauscher (16) als auch in dem Kühlerkern (26) einstellt.
Kühlkreislaufvorrichtung nach Anspruch 2, wobei in dem Wärmeaufnahmemodus der hochdruckseitige Wärmetauscher (12) und der Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) miteinander in dem Strom des Kühlmittels in Reihe angeordnet sind, in dem Wärmedissipationsmodus der Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) und der niederdruckseitige Wärmetauscher (16) miteinander in dem Strom des Kühlmittels in Reihe angeordnet sind, und der Kühlmittelspeicher Folgendes umfasst: einen ersten Kühlmittelspeicher (12b), der auf der stromabwärtigen Seite des Kühlmittelstroms des hochdruckseitigen Wärmetauschers (12) und auf einer stromaufwärtigen Seite des Kühlmittelstroms des ersten Entspannungsabschnitts (13) angeordnet ist, wobei der erste Kühlmittelspeicher eingerichtet ist, das Kühlmittel zu speichern, das in dem hochdruckseitigen Wärmetauscher (12) einem Wärmetausch unterzogen wird; sowie einen zweiten Kühlmittelspeicher (14b), der auf einer stromabwärtigen Seite des Kühlmittelstroms des Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauschers (14) und auf einer stromaufwärtigen Seite des Kühlmittelstroms des zweiten Entspannungsabschnitts (15) angeordnet ist, wobei der zweite Kühlmittelspeicher eingerichtet ist, das Kühlmittel zu speichern, das in dem Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) einem Wärmetausch unterzogen wird.
Kühlkreislaufvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der erste Kühlmittelspeicher (12b) mit dem hochdruckseitigen Wärmetauscher (12) einstückig ist, und der hochdruckseitige Wärmetauscher (12) eine Wärme zwischen dem Kühlmittel und einem hochtemperaturseitigen Wärmeträger tauscht, um den hochtemperaturseitigen Wärmeträger zu erwärmen, wobei die Kühlkreislaufvorrichtung ferner einen Heizeinrichtungskern (24) aufweist, der eine Wärme zwischen dem hochtemperaturseitigen Wärmeträger, der durch den hochdruckseitigen Wärmetauscher (12) erwärmt wird, und der Luft tauscht.
Kühlkreislaufvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, ferner mit: einem Wärmeaufnahmemodus-Unterkühlungsabschnitt (12c), der das in dem Wärmeaufnahmemodus aus dem ersten Kühlmittelspeicher (12b) ausströmende Kühlmittel unterkühlt, wobei der erste Kühlmittelspeicher (12b) und der Wärmeaufnahmemodus-Unterkühlungsabschnitt (12c) eine Wärme zwischen dem Kühlmittel und dem Hochtemperaturwärmeträger in dem Wärmeaufnahmemodus tauschen.
Kühlkreislaufvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, ferner mit: einem Wärmedissipationsmodus-Unterkühlungsabschnitt (14c), der in dem Wärmedissipationsmodus das aus dem zweiten Kühlmittelspeicher (14b) ausströmende Kühlmittel unterkühlt; einem Umgehungsabschnitt (18), durch den das aus dem Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) ausströmende Kühlmittel strömt, während es den Wärmedissipationsmodus-Unterkühlungsabschnitt (14c) umgeht; und einem Umgehungsöffnungsgradeinstellabschnitt (19), der einen Öffnungsgrad eines Strömungsdurchlasses des Umgehungsabschnitts (18) in dem Wärmedissipationsmodus verringert, verglichen mit dem Wärmeaufnahmemodus.
Kühlkreislaufvorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Wärmedissipationsmodus-Unterkühlungsabschnitt (14c) eine Vielzahl von Kühlmittelrohrleitungen hat, durch die das Kühlmittel strömt, wobei die Kühlkreislaufvorrichtung ferner Folgendes aufweist: einen Verteilungsbehälterabschnitt (14h), der das aus dem zweiten Kühlmittelspeicher (14b) ausströmende Kühlmittel auf die Vielzahl von Kühlmittelrohrleitungen verteilt, wobei sich der Umgehungsabschnitt (18) von dem Verteilungsbehälterabschnitt (14h) zu einer stromabwärtigen Seite des Kühlmittelstroms des Wärmedissipationsmodus-Unterkühlungsabschnitts (14c) erstreckt.
Kühlkreislaufvorrichtung, mit: einem Kompressor (11), der ein Kühlmittel saugt und ausstößt; einem hochdruckseitigen Wärmetauscher (12), der Wärme von dem Hochdruckkühlmittel dissipiert, das aus dem Kompressor (11) ausgestoßen wird; einem ersten Entspannungsabschnitt (13), der das aus dem hochdruckseitigen Wärmetauscher (12) ausströmende Kühlmittel entspannt; einem Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14), der Wärme zwischen dem Kühlmittel, das aus dem ersten Entspannungsabschnitt (13) ausströmt, und einer Außenluft tauscht; einem zweiten Entspannungsabschnitt (15), der das aus dem Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) ausströmende Kühlmittel entspannt; einem niederdruckseitigen Wärmetauscher (16), der in Reihe mit dem Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) in einem Strom des Kühlmittels angeordnet ist, wobei der niederdruckseitige Wärmetauscher eingerichtet ist, eine Wärme zwischen dem Niederdruckkühlmittel, das durch den ersten Entspannungsabschnitt (13) und/oder den zweiten Entspannungsabschnitt (15) entspannt wurde, und einem Wärmeträger zu tauschen, um den Wärmeträger zu kühlen; einem Kühlerkern (26), der eine Wärme zwischen dem Wärmeträger, der durch den niederdruckseitigen Wärmetauscher (16) gekühlt wird, und einer Luft tauscht, die in ein Fahrzeuginneres geblasen werden soll, um die Luft zu kühlen; und einer Steuerungseinrichtung (30), die eingerichtet ist, zwischen einem Wärmeaufnahmemodus, in dem der Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) Wärme in das Kühlmittel aufnimmt, und einem Wärmedissipationsmodus umzuschalten, in dem der Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) Wärme aus dem Kühlmittel dissipiert, indem sie einen Entspannungsumfang sowohl in dem ersten Entspannungsabschnitt (13) als auch dem zweiten Entspannungsabschnitt (15) einstellt, wobei der hochdruckseitige Wärmetauscher (12) eine Wärme zwischen dem Kühlmittel und einem hochtemperaturseitigen Wärmeträger tauscht, um den hochtemperaturseitigen Wärmeträger zu erwärmen, wobei die Kühlkreislaufvorrichtung ferner Folgendes aufweist: einen hochtemperaturseitigen Wärmeträgerwärmetauscher (24), der eine Wärme mit dem hochtemperaturseitigen Wärmträger tauscht, der durch den hochdruckseitigen Wärmetauscher (12) erwärmt wird; und einen hochtemperaturseitigen Strömungsrateneinstellabschnitt (23), der eine Strömungsrate des hochtemperaturseitigen Wärmeträgers einstellt, der durch den hochdruckseitigen Wärmetauscher (12) strömt, wobei die Steuerungseinrichtung (30) den hochtemperaturseitigen Strömungsrateneinstellabschnitt (23) in dem Wärmedissipationsmodus stoppt, und einen Betrieb des hochtemperaturseitigen Strömungsrateneinstellabschnitts (23) steuert, um eine Strömungsrate des hochtemperaturseitigen Wärmeträgers zu erhöhen, der durch den hochdruckseitigen Wärmetauscher (12) strömt, wenn eine Temperatur des hochtemperaturseitigen Wärmeträgers in dem hochdruckseitigen Wärmetauscher (12) gleich wie oder höher als eine vorbestimmte Temperatur in dem Wärmedissipationsmodus wird.
Kühlkreislaufvorrichtung, mit: einem Kompressor (11), der ein Kühlmittel saugt und ausstößt; einem hochdruckseitigen Wärmetauscher (12), der Wärme von dem Hochdruckkühlmittel dissipiert, das aus dem Kompressor (11) ausgestoßen wird; einem ersten Entspannungsabschnitt (13), der das aus dem hochdruckseitigen Wärmetauscher (12) ausströmende Kühlmittel entspannt; einem Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14), der Wärme zwischen dem Kühlmittel, das aus dem ersten Entspannungsabschnitt (13) ausströmt, und einer Außenluft tauscht; einem zweiten Entspannungsabschnitt (15), der das aus dem Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) ausströmende Kühlmittel entspannt; einem niederdruckseitigen Wärmetauscher (16), der in Reihe mit dem Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) in einem Strom des Kühlmittels angeordnet ist, wobei der niederdruckseitige Wärmetauscher eingerichtet ist, eine Wärme zwischen dem Niederdruckkühlmittel, das durch den ersten Entspannungsabschnitt (13) und/oder den zweiten Entspannungsabschnitt (15) entspannt wurde, und einem Wärmeträger zu tauschen, um den Wärmeträger zu kühlen; einem Kühlerkern (26), der eine Wärme zwischen dem Wärmeträger, der durch den niederdruckseitigen Wärmetauscher (16) gekühlt wird, und einer Luft tauscht, die in ein Fahrzeuginneres geblasen werden soll, um die Luft zu kühlen; einer Steuerungseinrichtung (30), die eingerichtet ist, zwischen einem Wärmeaufnahmemodus, in dem der Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) Wärme in das Kühlmittel aufnimmt, und einem Wärmedissipationsmodus umzuschalten, in dem der Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) Wärme aus dem Kühlmittel dissipiert, indem sie einen Entspannungsumfang sowohl in dem ersten Entspannungsabschnitt (13) als auch dem zweiten Entspannungsabschnitt (15) einstellt; einer Wärmezuführvorrichtung (40), durch die der Wärmeträger zirkuliert, und die dem Wärmeträger Wärme zuführt; und einem Wärmetauscherströmungsrateneinstellabschnitt (17, 41, 43), der eine Strömungsrate der Außenluft und/oder des Kühlmittels einstellt, die in den Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) strömen, wobei die Steuerungseinrichtung (30) einen Betrieb des Wärmetauscherströmungsrateneinstellabschnitts (17, 41, 43) so steuert, dass eine Strömungsrate der Außenluft und/oder des Kühlmittels, die in den Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) strömen, verringert wird, wenn eine Temperaturdifferenz zwischen dem Kühlmittel und der Außenluft, die in den Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) strömen, gleich wie oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
Kühlkreislaufvorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Wärmetauscherströmungsrateneinstellabschnitt ein Außenluftgebläse (17) ist, das die Außenluft zu dem Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) bläst, und die Steuerungseinrichtung (30) einen Betrieb des Außenluftgebläses (17) steuert, um eine Blasrichtung der Außenluft in Richtung des Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauschers (14) umzukehren, wenn eine Temperaturdifferenz zwischen dem Kühlmittel und der Außenluft, die in den Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) strömen, gleich wie oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
Kühlkreislaufvorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Wärmetauscherströmungsrateneinstellabschnitt eine Klappe (41) ist, die einen Öffnungsgrad eines Durchlasses für die Außenluft einstellt, die durch den Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) strömt, und die Steuerungseinrichtung (30) einen Betrieb der Klappe (41) steuert, um den Öffnungsgrad zu verringern, wenn eine Temperaturdifferenz zwischen dem Kühlmittel und der Außenluft, die in den Kühlmittel-Außenluft-Wärmetauscher (14) strömen, gleich wie oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
Kühlkreislaufvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit: einem Strömungsrateneinstellabschnitt (25), der eine Strömungsrate des Wärmeträgers in dem niederdruckseitigen Wärmetauscher (16) einstellt, wobei die Steuerungseinrichtung (30) einen Betrieb des Strömungsrateneinstellabschnitts (25) steuert, um einen Überhitzungsgrad des Kühlmittels zu steuern, das in dem niederdruckseitigen Wärmetauscher (16) einem Wärmetausch unterzogen wird.
Kühlkreislaufvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, ferner mit: einem Gebläse (27), das die Luft zu dem Kühlerkern (26) bläst, wobei der niederdruckseitige Wärmetauscher (16) einen Einlass (16a) und einen Auslass (16b) für den Wärmeträger hat, der Kühlerkern (26) einen Wärmetauschabschnitt (26c) umfasst, der Wärme zwischen Luft und dem Wärmeträger tauscht, der durch den niederdruckseitigen Wärmetauscher (16) gekühlt wird, um die Luft zu kühlen, und der Wärmetauschabschnitt (26c) an einer höheren Position in einer Gravitationsrichtung angeordnet ist als sowohl der Einlass (16a) als auch der Auslass (16b).
Kühlkreislaufvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, ferner mit: einem Gebläse (27), das die Luft zu dem Kühlerkern (26) bläst; und einem Wärmeträgerströmungsdurchlassabschnitt (22a), durch den der Wärmeträger zwischen dem niederdruckseitigen Wärmetauscher (16) und dem Kühlerkern (26) strömt, wobei der niederdruckseitige Wärmetauscher (16), einen Einlass (16a) und einen Auslass (16b) für den Wärmeträger hat und mindestens ein Teil des Wärmeträgerströmungsdurchlassabschnitts (22a) an einer niedrigeren Position in der Gravitationsrichtung angeordnet ist als der Wärmetauschabschnitt (26c).