DE112017002560B4

DE112017002560B4 - Kälteenergiespeicherverdampfer und Fahrzeugkältekreislaufvorrichtung, die mit diesem versehen ist

Info

Publication number: DE112017002560B4
Application number: DE112017002560.5T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Yamada; Shin Nishida; Takayuki Ota; Takashi Danjo
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-05-19
Filing date: 2017-03-10
Publication date: 2023-10-19
Anticipated expiration: 2037-03-11
Also published as: US10976083B2; WO2017199554A1; JPWO2017199554A1; CN109153316B; DE112017002560T5; CN109153316A; JP6658875B2; US20190084378A1

Abstract

Kälteenergiespeicherverdampfer (40) für eine Fahrzeugkältekreislaufvorrichtung (1), die gestaltet ist, um ein Fahrzeugabteil zu kühlen, wobei der Kälteenergiespeicherverdampfer (40) Folgendes aufweist:ein Kältemittelrohr (45), durch das hindurch ein Kältemittel strömt;einen Kälteenergiebehälter (6), der mit dem Kältemittelrohr (45) in engem Kontakt ist, wobei der Kälteenergiebehälter (6) in sich ein Kälteenergiespeicherbauteil (61) aufnimmt, das gestaltet ist, um aufgrund einer Kälteabsorption durch das Kältemittel zu gefrieren; undeine luftseitige Rippe (46), die mit dem Kältemittelrohr (45) in engem Kontakt ist, wobei die luftseitige Rippe (46) gestaltet ist, um einen Wärmetausch zwischen dem Kältemittel und einer geblasenen Luft zu fördern, wobeiein Schmelzpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils (61) höher als 11 Grad Celsius ist,der Schmelzpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils (61) als x mit der Einheit [°C] definiert ist,ein Widerstand, der erzeugt wird, wenn Wärme von dem Kälteenergiespeicherbauteil (61) zu einer Oberfläche der luftseitigen Rippe (46) übertragen wird, als ein Kälteenergiebehälterwärmewiderstand R mit der Einheit [mk/W] definiert ist, und−0,52x+6,3≤R≤−4,5x+61gilt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Kälteenergiespeicherverdampfer, der ein Kälteenergiespeicherbauteil hat, und eine Fahrzeugkältekreislaufvorrichtung, die mit dem Kälteenergiespeicherverdampfer versehen ist.
TECHNISCHER HINTERGRUND
In vergangenen Jahren führen mehr und mehr Fahrzeuge eine sogenannte Leerlaufreduktion durch, die die Brennkraftmaschine automatisch stoppt, wenn das Fahrzeug stoppt. In solch einer Kältekreislaufvorrichtung eines Fahrzeugs, da der Kompressor durch die Leerlaufreduktionssteuerung gestoppt wird, wird ein Kälteenergiespeicherverdampfer verwendet, um ein Kühlen während der Leerlaufreduktion durchzuführen.
Als ein Kälteenergiespeicherbauteil, das in solch einem Kälteenergiespeicherverdampfer verwendet wird, ist es bekannt, normales Paraffin zu verwenden, das stabile Schmelz- und Gefriercharakteristiken für eine lange Zeit zeigt und einen großen Heizwert für latente Wärme hat. Im Allgemeinen wird ein Kälteenergiespeicherbauteil verwendet, das normales Paraffin enthält, das 15 Kohlenstoffatome als eine Hauptkomponente hat und einen Schmelzpunkt von 11 °C oder geringer hat (siehe beispielsweise JP 2013-166 845 A ). Des Weiteren ist eine akzeptable Temperatur, die die obere Grenze der Temperatur ist, die für den Insassen akzeptabel ist, von der Luft, die von dem Kälteenergiespeicherverdampfer herausgeblasen wird, auf 15 °C bis 17 °C festgelegt (siehe beispielsweise JP 2013- 256 262 A ).
DE 11 2014 002 652 T5 offenbart einen Kälteenergiespeicherverdampfer für eine Fahrzeugkältekreislaufvorrichtung, die gestaltet ist, um ein Fahrzeugabteil zu kühlen, wobei der Kälteenergiespeicherverdampfer Folgendes aufweist: ein Kältemittelrohr, durch das hindurch ein Kältemittel strömt; einen Kälteenergiebehälter, der mit dem Kältemittelrohr in engem Kontakt ist, wobei der Kälteenergiebehälter in sich ein Kälteenergiespeicherbauteil aufnimmt, das gestaltet ist, um aufgrund einer Kälteabsorption durch das Kältemittel zu gefrieren; und eine luftseitige Rippe, die mit dem Kältemittelrohr in engem Kontakt ist, wobei die luftseitige Rippe gestaltet ist, um einen Wärmetausch zwischen dem Kältemittel und einer geblasenen Luft zu fördern, wobei ein Schmelzpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils höher als 11 Grad Celsius ist.
Weitere Kälteenergiespeicherverdampfer sind aus der US 6 330 909 B1 sowie der WO 2014/ 024 375 A1 bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegenden Erfinder haben den Kälteenergiespeicherverdampfer im Detail untersucht. Als eine Folge haben die Erfinder herausgefunden, dass die Temperatur der Luft, die von dem Kälteenergiespeicherverdampfer während der Leerlaufreduktion herausgeblasen wird, übermäßig niedriger ist als die akzeptable Temperatur, wenn der Schmelzpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils bei oder unterhalb 11 °C ist. Das heißt die Erfinder haben herausgefunden, dass die Kühlungsleistung während der Leerlaufreduktion übermäßig ist, wenn der Schmelzpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils bei oder unterhalb 11 °C ist. Demzufolge kann die Temperatur der Luft, die von dem Kälteenergiespeicherverdampfer während der Leerlaufreduktion herausgeblasen wird, in einer kurzen Zeit die akzeptable Temperatur werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Temperatur einer Luft, die von einem Kälteenergiespeicherverdampfer herausgeblasen wird, bei oder geringer als eine akzeptable Temperatur für eine lange Zeit zu halten, während ein Kompressor stoppt.
Die Aufgabe der Erfindung wird mit einem Kälteenergiespeicherverdampfer gemäß den Ansprüchen 1, 2 und 3 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand des abhängigen Anspruchs.
Erfindungsgemäß kann, da eine Kühlungskapazität, während der Kompressor stoppt, beschränkt ist, eine Temperatur der Luft, die von dem Kälteenergiespeicherverdampfer herausgeblasen wird, bei oder unterhalb einer akzeptablen Temperatur für eine lange Zeit gehalten werden, während der Kompressor stoppt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein Diagramm, das eine Kältekreislaufvorrichtung mit einem Kälteenergiespeicherverdampfer gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt.
2 ist eine Vorderansicht des Kälteenergiespeicherverdampfers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
3 ist eine rechte Seitenansicht, die den Kälteenergiespeicherverdampfer von 2 darstellt.
4 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IV-IV von 2.
5 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Kälteenergiebehälterwärmewiderstand und einer Zeit zum Erreichen der akzeptablen Temperatur zeigt.
6 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Schmelzpunkt eines Kälteenergiespeicherbauteils und dem Kälteenergiebehälterwärmewiderstand zeigt.
7 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Kälteenergiespeicherbauteilwärmeübertragungsabstand und einer Wärmeübertragungsfläche zeigt.
8 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Kälteenergiespeicherbauteilwärmeübertragungsabstand und der Zeit zum Erreichen der akzeptablen Temperatur zeigt.
9 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Schmelzpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils und dem Kälteenergiespeicherbauteilwärmeübertragungsabstand zeigt.
10 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Zeitlänge einer Leerlaufreduktionssteuerung und einer Temperatur von aus dem Verdampfer herausgeblasener Luft zeigt.
11 ist ein Flussdiagramm eines Programms, das durch eine Klimatisierungssteuerungseinrichtung der Kältekreislaufvorrichtung von 1 ausgeführt wird.
12 ist eine Querschnittsansicht gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei die Querschnittsansicht einen Kälteenergiespeicherverdampfer in ähnlicher Weise wie 4 zeigt.
13 ist eine Querschnittsansicht gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, wobei die Querschnittsansicht einen Kälteenergiespeicherverdampfer in ähnlicher Weise wie 4 zeigt.
14 ist eine perspektivische Ansicht, die eine innere Rippe von 13 darstellt.
15 ist eine Querschnittsansicht gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, wobei die Querschnittsansicht einen Kälteenergiespeicherverdampfer in ähnlicher Weise wie 4 zeigt.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELE ZUM REALISIEREN DER ERFINDUNG
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In den jeweiligen Ausführungsbeispielen kann einem Teil, der einem Gegenstand entspricht, der in einem vorherigen Ausführungsbeispiel beschrieben ist, das gleiche Bezugszeichen zugeordnet sein, und eine redundante Erklärung für den Teil kann weggelassen sein. Wenn nur ein Teil einer Gestaltung in einem Ausführungsbeispiel beschrieben ist, kann ein weiteres vorhergehendes Ausführungsbeispiel auf die anderen Teile der Gestaltung angewendet werden.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung wird beschrieben.
Wie in 1 gezeigt ist, hat eine Fahrzeugkältekreislaufvorrichtung 1, die ein Teil einer Klimatisierungsvorrichtung zum Klimatisieren eines Fahrzeugabteils ist, einen Kompressor 10, einen Radiator 20, einen Dekompressor 30 und einen Kälteenergiespeicherverdampfer 40. Diese Komponenten sind ringförmig miteinander verbunden über Rohre, und dadurch wird ein Kältemittelzirkulationsdurchgang gebildet. Nachstehend wird die Fahrzeugkältekreislaufvorrichtung 1 einfach als eine Kältekreislaufvorrichtung 1 bezeichnet.
Der Kompressor 10 wird durch eine Brennkraftmaschine 2 angetrieben, die eine Antriebsquelle für ein Fahrzeugfahren ist. Der Kompressor 10 stoppt, wenn die Brennkraftmaschine 2 stoppt. Der Kompressor 10 saugt das Kältemittel von dem Kälteenergiespeicherverdampfer 40 an, komprimiert das angesaugte Kältemittel und gibt es zu dem Radiator 20 ab.
Der Kompressor 10 ist ein Kompressor mit variabler Kapazität, der die Menge des Kältemittels steuern kann, die pro Drehung abgegeben wird. Ein Kompressor der Taumelscheibenbauart, der die Abgabemenge des Kältemittels durch Ändern der Neigung der Taumelscheibe fortlaufend ändert, kann beispielsweise als der Kompressor 10 verwendet werden. Betätigungen des Kompressors 10 werden durch eine Klimatisierungssteuerungseinrichtung 3 gesteuert, die später beschrieben wird, und somit wird die Menge des abgegebenen Kältemittels gesteuert.
Der Radiator 20 kühlt das Hochtemperaturkältemittel, das von dem Kompressor 10 abgegeben wird, durch einen Wärmeaustausch mit einer Außenluft. Der Dekompressor 30 dekomprimiert das Kältemittel, das durch den Radiator 20 gekühlt worden ist.
Der Kälteenergiespeicherverdampfer 40 absorbiert Wärme einer geblasenen Luft, die zu dem Fahrzeugabteil geliefert wird, verdampft das Kältemittel, das durch den Dekompressor 30 dekomprimiert wird, und kühlt somit die geblasene Luft. Der Kälteenergiespeicherverdampfer 40 hat einen Kälteenergiebehälter 6, der in sich ein Kälteenergiespeicherbauteil 61 aufnimmt. Die Details des Kälteenergiespeicherverdampfers 40 werden später beschrieben.
Die Klimatisierungsvorrichtung hat die Klimatisierungssteuerungseinrichtung 3, die elektrische Komponenten zum Klimatisieren steuert, die in der Klimatisierungsvorrichtung umfasst sind, wie ein Gebläse (nicht gezeigt) und einen Türbetätiger (nicht gezeigt). Die Klimatisierungssteuerungseinrichtung 3 hat einen gut bekannten Mikrocomputer mit einer CPU, einem RAM, einem ROM, einem EEPROM und dergleichen (nicht gezeigt). Die Klimatisierungssteuerungseinrichtung 3 führt eine arithmetische Verarbeitung gemäß einem Programm durch, das in dem Mikrocomputer gespeichert ist. Eine Speichereinheit der Klimatisierungssteuerungseinrichtung 3 ist durch ein nichtflüchtiges materielles Speichermedium gestaltet.
Sensorsignale von einer Sensorgruppe 4 und Umschaltsignale von einer Schaltergruppe 5 werden zu der Klimatisierungssteuerungseinrichtung 3 eingegeben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat die Sensorgruppe 4: Einen Außenlufttemperatursensor, der eine Außenlufttemperatur TAM erfasst; einen Innenlufttemperatursensor, der eine Innenlufttemperatur TR erfasst, die eine Temperatur in dem Fahrzeugabteil ist; einen Sonnenstrahlungssensor, der eine Sonneneinstrahlungsmenge TS erfasst; und einen Verdampfertemperatursensor, der eine Verdampferkältemitteltemperatur TE erfasst. Die Verdampferkältemitteltemperatur TE des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist eine Oberflächentemperatur des Kälteenergiespeicherverdampfers 40. Im Speziellen ist der Verdampfertemperatursensor ein Thermistor, der eine Temperatur einer luftseitigen Rippe 46 (siehe beispielsweise 4) als die Verdampferkältemitteltemperatur erfasst.
Die Schaltergruppe ist in einer Klimatisierungsbedientafel in einer Instrumententafel vorgesehen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat die Schaltergruppe 5 einen Klimatisierungsschalter, einen Economyschalter, einen Innenluft-Außenluft-Auswahlschalter, einen Temperatureinstellungsschalter, einen Luftvolumenschalter, einen Blasmodusauswahlschalter und dergleichen. Der Klimatisierungsschalter ist ein Schalter zum Anweisen eines Starts und eines Stopps der Kältekreislaufvorrichtung 1. Der Economyschalter ist ein Schalter zum Einstellen eines Economymodus. Der Innenluft-Außenluft-Auswahlschalter ist ein Schalter zum Umschalten zwischen einem Innenlufteinlassmodus und einem Außenlufteinlassmodus. Der Temperatureinstellungsschalter ist ein Schalter zum Einstellen einer Temperatur des Fahrzeugabteils auf eine gewünschte Temperatur. Der Luftvolumenschalter ist ein Schalter zum Einstellen eines Volumens von Luft, die durch ein Gebläse (nicht gezeigt) geblasen wird. Der Blasmodusauswahlschalter ist ein Schalter zum Auswählen eines Blasmodus.
Der Economyschalter ist ein Schalter zum Umschalten zwischen einem Kühlungsmodus, der Gewicht auf Komfort legt, und dem Economymodus, der Gewicht auf Leistungseinsparung legt. Wenn der Economymodus durch Verwenden des Economyschalters ausgewählt ist, ist die Temperatur, bei der der Kompressor 10 eingeschaltet oder ausgeschaltet wird, höher festgelegt als in dem Kühlungsmodus.
Wie in 2 und 3 gezeigt ist, hat der Kälteenergiespeicherverdampfer 40 ein Paar von Wasserkästen 41, 42, 43, 44 und Kältemittelrohre 45, durch die die Wasserkästen 41, 42, 43, 44 miteinander verbunden sind. Ein Pfeil X, der in 3 gezeigt ist, kennzeichnet eine Richtung einer Luftströmung. In 2 sind die Wasserkästen 43, 44 stromaufwärts der Wasserkästen 41, 42 in der Luftströmung gelegen.
Das Kältemittelrohr 45 hat eine flache Form und definiert in sich einen Kältemitteldurchgang, durch den hindurch das Kältemittel strömt. Im Speziellen ist das Kältemittelrohr 45 ein Mehrlochrohr, das in sich mehrere Kältemitteldurchgänge hat, wie in 4 gezeigt ist. Das Kältemittelrohr 45 ist aus Aluminium hergestellt und durch Ausziehformen ausgebildet.
Jeder der Wasserkästen 41, 42, 43, 44 ist mit einem Ende oder dem anderen Ende des Kältemittelrohrs 45 verbunden und verteilt das Kältemittel zu den Kältemittelrohren 45 oder sammelt das Kältemittel, das aus den Kältemittelrohren 45 ausströmt. Die Wasserkästen 41, 42, 43, 44 sind aus Metall wie Aluminium hergestellt.
Im Speziellen sind ein erster Wasserkasten 41 und ein zweiter Wasserkasten 42 durch einen vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet, wie in 2 und 3 gezeigt ist. Mehrere Kältemittelrohre 45, die voneinander beabstandet sind, sind zwischen dem ersten Wasserkasten 41 und dem zweiten Wasserkasten 42 angeordnet. Jedes der Kältemittelrohre 45 ist mit dem ersten und zweiten Wasserkasten 41, 42 durch Endabschnitte verbunden. Ein erster Wärmetauschabschnitt 401 ist durch den ersten Wasserkasten 41, den zweiten Wasserkasten 42 und die Kältemittelrohre 45 zwischen dem ersten und zweiten Wasserkasten 41, 42 gebildet.
In gleicher Weise sind ein dritter Wasserkasten 43 und ein vierter Wasserkasten 44 durch den vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet. Mehrere Kältemittelrohre 45, die voneinander beabstandet sind, sind zwischen dem dritten Wasserkasten 43 und dem vierten Wasserkasten 44 angeordnet. Jedes der Kältemittelrohre 45 ist mit dem dritten und vierten Wasserkasten 43, 44 durch Endabschnitte in Verbindung. Ein zweiter Wärmetauschabschnitt 402 ist durch den dritten Wasserkasten 43, den vierten Wasserkasten 44 und die Kältemittelrohre 45 zwischen dem dritten und vierten Wasserkasten 43, 44 gebildet.
Das heißt der Kälteenergiespeicherverdampfer 40 hat den ersten Wärmetauschabschnitt 401 und den zweiten Wärmetauschabschnitt 402, die geschichtet sind. Der zweite Wärmetauschabschnitt 402 ist stromaufwärts des ersten Wärmetauschabschnitts 401 in der Luftströmung gelegen, die durch den Pfeil X gekennzeichnet ist.
Eine Verbindungsstelle (nicht gezeigt), die ein Kältemitteleinlass ist, ist an einem Endabschnitt des ersten Wasserkastens 41 vorgesehen. Der erste Wasserkasten 41 ist in einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich durch eine Trennplatte geteilt, die an einem mittleren Teil in einer Längsrichtung des Wasserkastens 41 vorgesehen ist. Demgemäß sind die Kältemittelrohre 45 in eine erste Gruppe und eine zweite Gruppe unterteilt.
Das Kältemittel wird zu dem ersten Bereich des ersten Wasserkastens 41 zugeführt. Das Kältemittel in dem ersten Bereich des ersten Wasserkastens 41 wird zu den Kältemittelrohren in der ersten Gruppe verteilt. Das Kältemittel strömt in den zweiten Wasserkasten 42 durch die erste Gruppe und vereinigt sich.
Das Kältemittel in dem zweiten Wasserkasten 42 wird wieder zu den Kältemittelrohren in der zweiten Gruppe verteilt. Das Kältemittel strömt in den zweiten Bereich des ersten Wasserkastens 41 durch die zweite Gruppe. Demzufolge ist ein U-förmiger Durchgang in dem ersten Wärmetauschabschnitt 401 ausgebildet.
Eine Verbindungsstelle (nicht gezeigt), die ein Kältemittelauslass ist, ist an einem Endabschnitt des dritten Wasserkastens 43 vorgesehen. Der dritte Wasserkasten 43 ist in einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich durch eine Trennplatte getrennt, die an einem mittleren Teil in einer Längsrichtung des Wasserkastens 41 vorgesehen ist.
Demgemäß sind die Kältemittelrohre 45 in eine erste Gruppe und eine zweite Gruppe unterteilt. Der erste Bereich des dritten Wasserkastens 43 ist neben dem zweiten Bereich des ersten Wasserkastens 41. Der erste Bereich des dritten Wasserkastens 43 ist mit dem zweiten Bereich des ersten Wasserkastens 41 verbunden.
Das Kältemittel strömt von dem zweiten Bereich des ersten Wasserkastens 41 in den ersten Bereich des dritten Wasserkastens 43. Das Kältemittel in dem ersten Bereich des dritten Wasserkastens 43 wird zu den Kältemittelrohren in der ersten Gruppe verteilt. Das Kältemittel strömt in den vierten Wasserkasten 44 durch die erste Gruppe und vereinigt sich. Das Kältemittel in dem vierten Wasserkasten 44 wird wieder zu den Kältemittelrohren in der zweiten Gruppe verteilt.
Das Kältemittel strömt in den zweiten Bereich des dritten Wasserkastens 43 durch die zweite Gruppe. Demzufolge ist ein U-förmiger Durchgang in dem zweiten Wärmetauschabschnitt 402 ausgebildet. Das Kältemittel in dem zweiten Bereich des dritten Wasserkastens 43 strömt durch den Kältemittelauslass des dritten Wasserkastens 43 zu dem Kompressor 10 aus.
Wie in 2 gezeigt ist, hat der Kälteenergiespeicherverdampfer 40 mehrere Spalten, die zwischen benachbarten Kältemittelrohren 45 definiert sind. Die Kälteenergiebehälter 6 sind in einigen der Spalten des Kälteenergiespeicherverdampfers 40 vorgesehen, und die luftseitigen Rippen 46 sind in den anderen Spalten vorgesehen. Die Spalten, in denen die Kälteenergiebehälter 6 vorgesehen sind, bilden einen Aufnahmeabschnitt des Kälteenergiespeicherbauteils 61. Die Spalten, in denen die luftseitigen Rippen 46 vorgesehen sind, bilden Luftdurchgänge, durch die hindurch die Luft strömt.
Die luftseitigen Rippen 46 sind mit zwei benachbarten Kältemittelrohren 45 in Kontakt, um einen Wärmetausch zwischen dem Kältemittel und der geblasenen Luft zu fördern, die zu dem Fahrzeugabteil geliefert wird. Die luftseitige Rippe 46 ist mit zwei benachbarten Kältemittelrohren 45 gefügt. Die luftseitige Rippe 46 ist eine gewellte Rippe, die durch Biegen einer dünnen Metallplatte wie einer Aluminiumplatte in eine gewellte Form hergestellt ist.
Wie in 4 gezeigt ist, hat der Kälteenergiebehälter 6 das Kälteenergiespeicherbauteil 61, ein Gehäuse 62, das einen Innenraum definiert, in dem das Kälteenergiespeicherbauteil 61 aufgenommen ist, und eine innere Rippe 63, die in dem Gehäuse 62 vorgesehen ist.
Der Schmelzpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils 61 ist höher als 11 Grad Celsius. Die Wärme des Kälteenergiespeicherbauteils 61 wird durch das Kältemittel absorbiert, das durch die Kältemittelrohre 45 strömt, und das Kälteenergiespeicherbauteil 61 gefriert.
Das Gehäuse 62 hat eine flache zylindrische Form. Das Gehäuse 62 ist aus Aluminium hergestellt, und beide Enden des Gehäuses 62 in einer Längsrichtung (das heißt einer Richtung senkrecht zu einem Blatt von 4) sind durch Pressen der zylindrischen Form in einer Dickenrichtung geschlossen. Das Gehäuse 62 entspricht einem Gehäusebauteil, das in sich den inneren Raum definiert, in dem das Kälteenergiespeicherbauteil 61 aufgenommen ist.
Äußere Wandflächen von zwei Flächen des Gehäuses 62, die einander zugewandt sind, sind mit zwei benachbarten Kältemittelrohren 45 jeweils durch Löten gefügt. Das heißt das Gehäuse 62 ist in engem Kontakt mit zwei benachbarten Kältemittelrohren 45. Demzufolge tauscht das Kältemittel, das durch die Kältemittelrohre 45 strömt, Wärme mit dem Kälteenergiespeicherbauteil 61 durch das Gehäuse 62 aus.
Die innere Rippe 63 ist eine gewellte Rippe, die durch Biegen einer dünnen Metallplatte wie einer Aluminiumplatte in eine gewellte Form hergestellt ist. Die innere Rippe 63 hat mehrere Plattenabschnitte 631, die eine flache Plattenform haben, und mehrere gebogene Abschnitte 632, die in eine Bogenform gebogen sind.
Spitzenabschnitte bzw. höchste Abschnitte der gebogenen Abschnitte 632 der inneren Rippe 63 sind mit einer Innenwandfläche des Gehäuses 62 durch Löten gefügt. Demzufolge verbinden die Plattenabschnitte 631 zwei Wände des Gehäuses 62, die einander zugewandt sind. Die innere Rippe 63 dient als ein Verbindungsbauteil, das zwei Wände des Gehäuses 62 verbindet, die einander zugewandt sind.
Als nächstes werden grundlegende Betriebe der Kältekreislaufvorrichtung 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben. Wenn die Klimatisierung wie ein Kühlen durch einen Insassen angefragt ist, wird der Kompressor 10 durch die Brennkraftmaschine 2 angetrieben. Der Kompressor 10 leitet das Kältemittel von dem Kälteenergiespeicherverdampfer 40 ein, komprimiert das Kältemittel und gibt es ab. Das Kältemittel, das von dem Kompressor 10 abgegeben wird, setzt Wärme in dem Radiator 20 frei. Das Kältemittel, das aus dem Radiator 20 ausströmt, wird durch den Dekompressor 30 komprimiert und zu dem Kälteenergiespeicherverdampfer 40 zugeführt. Das Kältemittel verdampft in dem Kälteenergiespeicherverdampfer 40, um den Kälteenergiebehälter 6 zu kühlen und die geblasene Luft durch die luftseitige Rippe 46 zu kühlen.
Wenn das Fahrzeug zeitweilig stoppt, stoppt die Brennkraftmaschine 2, um Energie zu sparen, und somit stoppt der Kompressor 10. Im Anschluss verliert das Kältemittel in dem Kälteenergiespeicherverdampfer 40 allmählich eine Kühlungskapazität. Zu dieser Zeit absorbiert das Kälteenergiespeicherbauteil 61 eine Wärme der geblasenen Luft, um die geblasene Luft zu kühlen. Die Wärme der Luft wird durch das Kälteenergiespeicherbauteil 61 durch die luftseitige Rippe 46, das Kältemittelrohr 45, das Gehäuse 62 und die innere Rippe 63 absorbiert. Demzufolge kann die geblasene Luft durch das Kälteenergiespeicherbauteil 61 selbst dann gekühlt werden, wenn die Kältekreislaufvorrichtung 1 zeitweilig stoppt. Nachdem das Fahrzeug wieder zu fahren beginnt, treibt die Brennkraftmaschine 2 den Kompressor 10 wieder an. Demzufolge kühlt die Kältekreislaufvorrichtung 1 das Kälteenergiespeicherbauteil 61, um wieder Kälteenergie zu speichern.
Als nächstes werden Spezifikationen des Kälteenergiespeicherverdampfers 40 beschrieben.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Luft, die durch den Kälteenergiespeicherverdampfer 40 ausströmt, als eine aus dem Verdampfer geblasene Luft bezeichnet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine akzeptable Temperatur, die eine obere Grenze einer Temperatur der aus dem Verdampfer geblasenen Luft ist, die für einen Insassen akzeptabel ist, 15 Grad Celsius. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Zeitlänge von einer Zeit, wenn die Brennkraftmaschine 2 während des Stopps des Fahrzeugs stoppt (das heißt von einem Stopp des Kompressors 10), bis zu einer Zeit, wenn die Temperatur der aus dem Verdampfer geblasenen Luft, die die Temperatur der Luft ist, die aus dem Verdampfer herausgeblasen wird, bis zu der akzeptablen Temperatur ansteigt, als eine Zeit zum Erreichen der akzeptablen Temperatur bezeichnet.
Des Weiteren wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Widerstand, der erzeugt wird, wenn die Wärme von dem Kälteenergiespeicherbauteil 61 zu der Oberfläche der luftseitigen Rippe 46 übertragen wird, als Kälteenergiebehälterwärmewiderstand R bezeichnet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Abstand zwischen benachbarten Plattenabschnitten 631 als ein Kälteenergiespeicherbauteilwärmeübertragungsabstand L bezeichnet, und eine Wärmeleitfähigkeit des Kälteenergiespeicherbauteils 61 ist durch λ repräsentiert. Des Weiteren ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein gesamter Flächenbereich von Abschnitten von einer inneren Rippe 63, die mit dem Kälteenergiespeicherbauteil 61 in Kontakt sind, als ein Wärmeübertragungsbereich A bezeichnet. Der Kälteenergiespeicherbauteilwärmeübertragungsabstand L entspricht einer Dicke des Kälteenergiespeicherbauteils 61, das zwischen den benachbarten Plattenabschnitten 631 angeordnet ist.
Im Speziellen kann der Kälteenergiebehälterwärmewiderstand R durch die folgende Gleichung 1 erhalten werden. $R = L / (λ * A)$
5 zeigt ein Ergebnis einer Simulation für eine Beziehung zwischen dem Kälteenergiebehälterwärmewiderstand R und der Zeit zum Erreichen der akzeptablen Temperatur. Eine durchgehende Linie, die in 5 gezeigt ist, ist eine Charakteristiklinie des Kälteenergiespeicherverdampfers 40, der das Kälteenergiespeicherbauteil 61 hat, das einen Schmelzpunkt von 10 Grad Celsius hat. Eine Strichpunktlinie, die in 5 gezeigt ist, ist eine Charakteristiklinie des Kälteenergiespeicherverdampfers 40, der das Kälteenergiespeicherbauteil 61 hat, das einen Schmelzpunkt von 11 Grad Celsius hat. Eine gestrichelte Linie, die in 5 gezeigt ist, ist eine Charakteristiklinie des Kälteenergiespeicherverdampfers 40, der das Kälteenergiespeicherbauteil 61 hat, das einen Schmelzpunkt von 12 Grad Celsius hat.
Die Vorbedingungen dieser Simulation umfassen: Die Temperatur der Luft, die in den Kälteenergiespeicherverdampfer 40 gesaugt wird (nachstehend als die in den Verdampfer gesaugte Luft bezeichnet) ist 28 Grad Celsius; die relative Feuchtigkeit der in den Verdampfer gesaugten Luft ist 35%; die Strömungsrate der in den Verdampfer gesaugten Luft ist 180 m³ / h; und die akzeptable Temperatur ist 15 Grad Celsius.
Gemäß 5 kann man sehen, dass es notwendig ist, den Kälteenergiebehälterwärmewiderstand R zu verringern, um die Zeit zum Erreichen der akzeptablen Temperatur des Kälteenergiespeicherbauteils 61 zu erhöhen, das einen hohen Schmelzpunkt hat. Ein maximaler Wert der Zeit zum Erreichen der akzeptablen Temperatur ist als eine maximale Kühlungszeit definiert. Die maximale Kühlungszeit des Kälteenergiespeicherverdampfers 40, der das Kälteenergiespeicherbauteil 61 verwendet, das den Schmelzpunkt von 10 Grad Celsius hat, ist ungefähr 52 Sekunden. Die maximale Kühlungszeit des Kälteenergiespeicherverdampfers 40, der das Kälteenergiespeicherbauteil 61 verwendet, das den Schmelzpunkt von 11 Grad Celsius hat, ist ungefähr 59 Sekunden. Die maximale Kühlungszeit des Kälteenergiespeicherverdampfers 40, der das Kälteenergiespeicherbauteil 61 verwendet, das den Schmelzpunkt von 12 Grad Celsius hat, ist ungefähr 64 Sekunden.
6 zeigt ein Ergebnis einer Simulation für einen Bereich des Kälteenergiebehälterwärmewiderstands R (nachstehend als ein optimaler Bereich des Wärmewiderstands bezeichnet), innerhalb dem die Zeit zum Erreichen der akzeptablen Temperatur bei oder oberhalb von 80% der maximalen Kühlungszeit ist.
Die Vorbedingungen dieser Simulation umfassen: Die in den Verdampfer gesaugte Luft hat 28 Grad Celsius; die relative Feuchtigkeit der in den Verdampfer gezogenen Luft ist 35%; die Strömungsrate der in den Verdampfer gesaugten Luft ist 180 m³ / h; und die akzeptable Temperatur ist 15 Grad Celsius.
In 6 ist der optimale Bereich des Wärmewiderstands durch schräge Linien gekennzeichnet. Der optimale Bereich des Wärmewiderstands kann durch die folgende Gleichung 2 berechnet werden, wobei x der Schmelzpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils 61 ist. $- 0,52 x + 6,3 \leq R \leq - 4,5 x + 61$
Gemäß der vorstehend beschriebenen Gleichung 1 kann die Wärmeübertragungsfläche A als eine Funktion des Kälteenergiespeicherbauteilwärmeübertragungsabstands L beschrieben werden. Die Beziehung zwischen dem Kälteenergiespeicherbauteilwärmeübertragungsabstand L und der Wärmeübertragungsfläche A ist in 7 gezeigt. Demgemäß kann der Kälteenergiespeicherbauteilwärmeübertragungsabstand L für den Kälteenergiebehälterwärmewiderstand R von 5, 6 substituiert werden, wie in 8, 9 gezeigt ist.
9 zeigt ein Ergebnis einer Simulation für einen Bereich des Kälteenergiespeicherbauteilwärmeübertragungsabstands L (nachstehend als ein optimaler Bereich der Wärmeübertragung bezeichnet), innerhalb dem die Zeit zum Erreichen der akzeptablen Temperatur bei oder oberhalb von 80% der maximalen Kühlungszeit ist. Die Vorbedingungen für die Simulation in 9 sind die Gleichen wie die Voraussetzungen für die Simulation in 6.
In 9 ist der optimale Bereich der Wärmeübertragung durch schräge Linien gekennzeichnet. Der optimale Bereich der Wärmeübertragung kann durch die folgende Gleichung 3 berechnet werden, wobei x der Schmelzpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils 61 ist. $- 0,13 x + 1,8 \leq L \leq - 0,42 x + 6,3$
10 zeigt ein Ergebnis einer Simulation für eine Beziehung zwischen einer Zeitlänge einer Leerlaufreduktion und der Temperatur von aus dem Verdampfer geblasener Luft in den Kälteenergiespeicherverdampfern 40, die unterschiedliche Spezifikationen haben.
Die Vorbedingungen dieser Simulation umfassen: Die in den Verdampfer gesaugte Luft hat 28 Grad Celsius; die relative Feuchtigkeit der in den Verdampfer gesaugten Luft ist 35%; und die Strömungsrate der in den Verdampfer gesaugten Luft ist 180 m³ / h.
Eine durchgehende Linie, die in 10 gezeigt ist, ist eine Charakteristiklinie des Kälteenergiespeicherverdampfers 40 des vorliegenden Ausführungsbeispiels. Das Kälteenergiespeicherbauteil 61 dieses Kälteenergiespeicherverdampfers 40 hat den Schmelzpunkt von 12 Grad Celsius. In dem Kälteenergiebehälter 6 ist der Kälteenergiespeicherbauteilwärmeübertragungsabstand L innerhalb des optimalen Bereichs der Wärmeübertragung festgelegt, und der Kälteenergiebehälterwärmewiderstand R ist innerhalb des optimalen Bereichs des Wärmewiderstands festgelegt.
Eine Strichpunktlinie, die in 10 gezeigt ist, ist eine Charakteristiklinie eines ersten Vergleichsbeispiels. Im Speziellen ist in dem Kälteenergiespeicherverdampfer 40 des ersten Vergleichsbeispiels der Schmelzpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils 61 10 Grad Celsius und der Kälteenergiespeicherbauteilwärmeübertragungsabstand L ist innerhalb des optimalen Bereichs des Wärmeübertragungsabstands. Die Strichpunktlinie, die in 10 gezeigt ist, ist eine Charakteristiklinie des Kälteenergiespeicherverdampfers 40, dessen Kälteenergiebehälterwärmewiderstand R innerhalb des optimalen Bereichs des Wärmewiderstands ist.
Eine gestrichelte Linie, die in 10 gezeigt ist, ist eine Charakteristiklinie eines zweiten Vergleichsbeispiels. Im Speziellen ist in dem Kälteenergiespeicherverdampfer 40 des zweiten Vergleichsbeispiels der Schmelzpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils 61 12 Grad Celsius, und der Kälteenergiespeicherbauteilwärmeübertragungsabstand L übersteigt die obere Grenze des optimalen Bereichs des Wärmeübertragungsabstands. Die gestrichelte Linie, die in 10 gezeigt ist, ist eine Charakteristiklinie des Kälteenergiespeicherverdampfers 40, dessen Kälteenergiebehälterwärmewiderstand R die obere Grenze des optimalen Bereichs des Wärmewiderstands übersteigt.
In 10 ist die Zeitlänge von da an, wenn der Kompressor 10 während einer Leerlaufreduktion stoppt, bis dahin, wenn sich die Temperatur der aus dem Verdampfer geblasenen Luft auf die akzeptable Temperatur erhöht, (das heißt die Zeit zum Erreichen der akzeptablen Temperatur) ungefähr 52 Sekunden in dem ersten Ausführungsbeispiel und ist ungefähr 35 Sekunden in dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Im Gegensatz dazu ist die Zeit zum Erreichen der akzeptablen Temperatur des Kälteenergiespeicherverdampfers 40 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ungefähr 64 Sekunden, was länger ist als die des ersten Vergleichsbeispiels und des zweiten Vergleichsbeispiels.
Eine durchschnittliche Kühlungskapazität von dem Beginn der Leerlaufreduktion bis zu der akzeptablen Temperatur des Kälteenergiespeicherverdampfers 40 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist niedriger als die des Kälteenergiespeicherverdampfers 40 des ersten Vergleichsbeispiels. Demzufolge ist, falls die Wärmekapazität der Kälteenergiespeicherverdampfer 40 die Gleiche ist, die Zeit zum Erreichen der akzeptablen Temperatur des Kälteenergiespeicherverdampfers 40 des vorliegenden Ausführungsbeispiels, der eine relativ niedrigere durchschnittliche Kühlungskapazität hat, länger als die des Kälteenergiespeicherverdampfers 40 des ersten Vergleichsbeispiels.
In dem zweiten Vergleichsbeispiel ist der Schmelzpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils 61 hoch, und die Wärmeübertragungsrate ist niedrig. Demzufolge erhöht sich die Temperatur der aus dem Verdampfer geblasenen Luft frühzeitig, bevor das Kälteenergiespeicherbauteil 61 ein Schmelzen beendet, und die Zeit zum Erreichen der akzeptablen Temperatur ist kurz.
Im Gegensatz dazu schmilzt in dem Kälteenergiespeicherverdampfer 40 des vorliegenden Ausführungsbeispiels das Kälteenergiespeicherbauteil 61 mehr, bevor sich die Temperatur der aus dem Verdampfer geblasenen Luft auf die akzeptable Temperatur erhöht, während der Kompressor stoppt, als in dem zweiten Vergleichsbeispiel, in dem der Schmelzpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils 61 gleich zu dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist. Gemäß dem Kälteenergiespeicherverdampfer 40 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist es möglich, die Temperatur der aus dem Verdampfer geblasenen Luft bei oder unterhalb der akzeptablen Temperatur für eine längere Zeit zu halten, während der Kompressor gestoppt ist, als bei dem zweiten Vergleichsbeispiel, bei dem der Schmelzpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils 61 gleich zu dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist.
Als nächstes wird die Steuerung des Kompressors 10 in der Kältekreislaufvorrichtung 1 mit Bezug auf 11 beschrieben.
11 ist ein Flussdiagramm eines Programmes, das durch die CPU der Klimatisierungssteuerungseinrichtung 3 gelesen und ausgeführt wird. Der Prozess, der in 11 beschrieben wird, wird bei einem vorbestimmten Zyklus ausgeführt, während die Kältekreislaufvorrichtung 1 in dem Economymodus arbeitet.
Wenn der Economymodusbetrieb gestartet wird, liest die Klimatisierungssteuerungseinrichtung 3 das Signal von dem Verdampfertemperatursensor in der Sensorgruppe 4 in Schritt 1, um die Information der Verdampferkältemitteltemperatur TE zu ermitteln. Dann bestimmt in Schritt 2 die Klimatisierungssteuerungseinrichtung 3, ob die Verdampferkältemitteltemperatur TE höher ist als der Gefrierpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils 61. Der Gefrierpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils 61 ist vorläufig festgelegt.
Wenn die Verdampferkältemitteltemperatur TE niedriger ist als der Gefrierpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils 61 wird in Schritt 2 eine negative Bestimmung gemacht und der Prozess geht weiter zu Schritt 3.
In Schritt 3 berechnet die Klimatisierungssteuerungseinrichtung 3 eine Sollkältemittelströmungsrate Q, die ein Sollwert der Kältemittelströmungsrate ist, die von dem Kompressor 10 abgegeben wird, durch die folgende Gleichung 4. Die Klimatisierungssteuerungseinrichtung 3 speichert, in einer Speichereinheit, die Sollkältemittelströmungsrate Q, die in Schritt 3 berechnet wird. $Q = Q (n - 1) + K (TE - TEO)$
Q(n - 1) ist die Sollkältemittelströmungsrate, die das letzte Mal berechnet worden ist. K ist ein Koeffizient. TEO ist eine Sollverdampferkältemitteltemperatur, die eine Solltemperatur der Verdampferkältemitteltemperatur TE ist.
Wenn die Verdampferkältemitteltemperatur TE höher ist als der Gefrierpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils 61, wird in Schritt 2 eine positive Bestimmung gemacht, und der Prozess geht weiter zu Schritt 4.
In Schritt 4 berechnet die Klimatisierungssteuerungseinrichtung 3 eine Sollkältemittelströmungsrate Q, die ein Sollwert der Strömungsrate des Kältemittels ist, das von dem Kompressor 10 abgegeben wird, durch die folgende Gleichung 5. Die Klimatisierungssteuerungseinrichtung 3 speichert, in der Speichereinheit, die Sollkältemittelströmungsrate Q, die in Schritt 4 berechnet wird. $Q = Q (n - 1) + K (TE - Gefrierpunkt des K \ddot{a} lteenergiespeicherbauteils 61 + a)$
a ist eine Konstante.
Die Klimatisierungssteuerungseinrichtung 3 berechnet die Sollkältemittelströmungsrate Q in Schritt 3 oder Schritt 4, und anschließend gibt die Klimatisierungssteuerungseinrichtung 3 ein Steuersignal zu dem Kompressor 10 aus, derart, dass die Strömungsrate des Kältemittels, das aus dem Kompressor 10 ausströmt, die Sollkältemittelströmungsrate Q wird.
Die Sollverdampferkältemitteltemperatur TEO in dem Economymodusbetrieb ist höher als in dem Kühlungsmodusbetrieb. Demzufolge ist eine Temperaturdifferenz zwischen dem Gefrierpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils 61 und der Sollverdampferkältemitteltemperatur TEO, die in dem Economymodusbetrieb festgelegt ist, kleiner als in dem Kühlungsmodusbetrieb. Deshalb kann es, falls die Sollkältemittelströmungsrate Q unter Verwendung von Gleichung 4 in dem Economymodusbetrieb wie in dem Kühlungsmodusbetrieb berechnet wird, unwahrscheinlich sein, dass das Kälteenergiespeicherbauteil 61 gefriert.
Im Gegensatz dazu erhöht sich in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn die Verdampferkältemitteltemperatur TE höher ist als der Gefrierpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils 61, die Sollkältemittelströmungsrate Q mit einer Erhöhung der Differenz zwischen der Verdampferkältemitteltemperatur TE und dem Gefrierpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils 61, wie von der vorstehend beschriebenen Gleichung 5 offensichtlich ist. Demzufolge erhöht sich die Strömungsrate des Kältemittels, das durch die Kältemittelrohre 45 hindurchströmt. Demzufolge verringert sich die Verdampferkältemitteltemperatur TE schnell, und somit kann das Kälteenergiespeicherbauteil 61 schnell gefrieren.
Gemäß dem Kälteenergiespeicherverdampfer 40 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist es möglich, die Temperatur der aus dem Verdampfer geblasenen Luft bei oder unterhalb der akzeptablen Temperatur für eine lange Zeit zu halten, während der Kompressor gestoppt ist. Gemäß der Kältekreislaufvorrichtung 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann das Kälteenergiespeicherbauteil 61 früh in den Economymodusbetrieb durch schnelles Verringern der Verdampferkältemitteltemperatur TE gefrieren.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Ein zweites Ausführungsbeispiel wird mit Bezug auf 12 beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unterscheidet sich die Gestaltung des Kälteenergiebehälters 6 von der des ersten Ausführungsbeispiels. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind Beschreibungen von Teilen, die ähnlich oder äquivalent zu denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels sind, weggelassen oder vereinfacht.
Wie in 12 gezeigt ist, hat das Gehäuse 62 des Kälteenergiebehälters 6: Ein Gehäusebauteil 621, das eine flache zylindrische Form hat und einen Innenraum definiert, in dem das Kälteenergiespeicherbauteil 61 aufgenommen ist; und mehrere Verbindungswände 622, die in dem Gehäusebauteil 621 vorgesehen sind und zwei Wände des Gehäusebauteils 621 verbinden, die einander zugewandt sind.
Das Gehäuse 62 ist ein Mehrlochrohr, und das Gehäusebauteil 621 und die Verbindungswände 622 sind durch Ausziehformen miteinander integriert.
Die Verbindungswand 622 fördert eine Wärmeübertragung zwischen dem Kälteenergiespeicherbauteil 61 und dem Gehäusebauteil 621. Demzufolge hat der Kälteenergiebehälter 6 nicht die innere Rippe 63. Die Verbindungswand 622 dient als ein Verbindungsbauteil, das zwei Wände des Gehäuses 62 verbindet, die einander zugewandt sind.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Abstand zwischen benachbarten Verbindungswänden 622 der Kälteenergiespeicherbauteilwärmeübertragungsabstand L. Ein Gesamtflächenbereich von Abschnitten von allen Verbindungswänden 622, die mit dem Kälteenergiespeicherbauteil 61 in Kontakt sind, ist der Wärmeübertragungsbereich A. In dem Kälteenergiebehälter 6 ist der Kälteenergiespeicherbauteilwärmeübertragungsabstand L innerhalb des optimalen Bereichs einer Wärmeübertragung festgelegt, und der Kälteenergiebehälterwärmewiderstand R ist innerhalb des optimalen Bereichs für den Wärmewiderstand festgelegt.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können die gleichen Effekte wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten werden.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Ein drittes Ausführungsbeispiel wird mit Bezug auf 13, 14 beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unterscheidet sich die Gestaltung der inneren Rippe 63 von der des ersten Ausführungsbeispiels. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind Beschreibungen von Teilen, die ähnlich oder äquivalent zu denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels sind, weggelassen oder vereinfacht.
Wie in 13, 14 gezeigt ist, ist die innere Rippe 63 eine versetzte Rippe. In der inneren Rippe 63 sind mehrere gewellte Abschnitte 63A, die in der Luftströmungsrichtung X gebogen sind, entlang der Längsrichtung des Gehäuses 62 angeordnet (das heißt eine Richtung senkrecht zu einem Blatt von 13), und benachbarte gewellte Abschnitte 63A sind in der Luftströmungsrichtung X voneinander versetzt.
Der gewellte Abschnitt 63A hat erste Spitzenabschnitte 633, die flache Formen haben und mit einer von zwei Wänden des Gehäuses 62 verbunden sind, die einander zugewandt sind, und zweite Spitzenabschnitte 634, die flache Formen haben und mit der anderen von den zwei Wänden des Gehäuses 62 verbunden sind, die einander zugewandt sind. Der gewellte Abschnitt 63A hat Verbindungsplattenabschnitte 635, die die ersten Spitzenabschnitte 633 und die zweiten Spitzenabschnitte 634 verbinden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Abstand zwischen benachbarten Verbindungsplattenabschnitten 635, die in der Luftströmungsrichtung X benachbart sind, der Kälteenergiespeicherbauteilwärmeübertragungsabstand L. In dem Kälteenergiebehälter 6 ist der Kälteenergiespeicherbauteilwärmeübertragungsabstand L innerhalb des optimalen Bereichs für eine Wärmeübertragung festgelegt, und der Kälteenergiebehälterwärmewiderstand R ist innerhalb des optimalen Bereichs für den Wärmewiderstand festgelegt.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können die gleichen Effekte wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten werden.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Ein viertes Ausführungsbeispiel wird mit Bezug auf 15 beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unterscheidet sich die Gestaltung des Kälteenergiebehälters 6 von der des ersten Ausführungsbeispiels. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden Beschreibungen von Teilen, die ähnlich oder äquivalent zu denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels sind, weggelassen oder vereinfacht.
Wie in 15 gezeigt ist, ist eine wärmeübertragungsfördernde Substanz 7, die die Wärmeübertragung zwischen dem Kälteenergiespeicherbauteil 61 und dem Gehäuse 62 und zwischen dem Kälteenergiespeicherbauteil 61 und der inneren Rippe 63 fördert, in dem Gehäuse 62 des Kälteenergiebehälters 6 eingeschlossen. Die wärmeübertragungsfördernde Substanz 7 ist eine Kohlenstoffnanoröhre oder ein Pulver aus Metall wie Aluminium und ist in das Kälteenergiespeicherbauteil 61 gemischt.
Der Kälteenergiebehälterwärmewiderstand R des Kälteenergiebehälters 6 ist innerhalb des optimalen Bereichs für den Wärmewiderstand (das heißt dem Bereichs, der in 6 durch schräge Linien gekennzeichnet ist) durch die wärmeübertragungsfördernde Substanz 7 eingestellt.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können die gleichen Effekte wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten werden.
(Andere Ausführungsbeispiele)
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Die vorliegende Offenbarung kann modifiziert werden, solange die Temperatur der Luft, die aus dem Kälteenergiespeicherverdampfer 40 ausströmt, bei oder unterhalb der akzeptablen Temperatur für eine lange Zeit gehalten werden kann, während der Kompressor gestoppt ist.
Einzelne Elemente oder Merkmale eines bestimmten Ausführungsbeispiels sind im Allgemeinen nicht auf dieses bestimmte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern sind, wo es anwendbar ist, austauschbar und können in einem ausgewählten Ausführungsbeispiel verwendet werden, selbst falls es nicht speziell gezeigt oder beschrieben ist.
Einzelne Elemente oder Merkmale eines bestimmten Ausführungsbeispiels sind nicht notwendigerweise essentiell, wenn es in der vorstehenden Beschreibung nicht im Speziellen angemerkt ist, dass die Elemente oder die Merkmale essentiell sind, oder wenn nicht die Elemente oder die Merkmale vom Prinzip her offensichtlich essentiell sind.
Eine Größe, ein Wert, eine Menge, ein Bereich oder dergleichen, falls diese in den vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsbeispielen spezifiziert sind, ist nicht notwendigerweise auf den spezifischen Wert, die spezifische Menge, den spezifischen Bereich oder dergleichen beschränkt, wenn es nicht im Speziellen angemerkt ist, dass der Wert, die Menge, der Bereich oder dergleichen notwendigerweise der spezifische Wert, die spezifische Menge, der spezifische Bereich oder dergleichen ist, oder wenn es vom Prinzip her nicht offensichtlich notwendig ist, dass der Wert, die Menge, der Bereich oder dergleichen der spezifische Wert, die spezifische Menge, der spezifische Bereich oder dergleichen ist.
Des Weiteren ist ein Material, eine Form, eine Positionsbeziehung oder dergleichen, falls diese in den vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsbeispielen spezifiziert sind, nicht notwendigerweise auf die spezifische Form, die spezifische Positionsbeziehung oder dergleichen beschränkt, wenn es nicht im Speziellen angemerkt ist, dass das Material, die Form, die Positionsbeziehung oder dergleichen notwendigerweise das spezifische Material, die spezifische Form, die spezifische Positionsbeziehung oder dergleichen ist, oder wenn nicht die Form, die Positionsbeziehung oder dergleichen vom Prinzip offensichtlich notwendigerweise die spezifische Form, die spezifische Positionsbeziehung oder dergleichen ist.
(Schlussfolgerung)
Gemäß einem ersten Aspekt, der in einem Teil oder allen von den vorstehenden Ausführungsbeispielen beschrieben ist, hat der Kälteenergiespeicherverdampfer das Kälteenergiespeicherbauteil, das den Schmelzpunkt von 11 Grad Celsius hat.
Gemäß einem zweiten Aspekt gilt in dem Kälteenergiespeicherverdampfer -0,13x + 1,8 ≤ L ≤ -0,42x + 6,3, wobei x der Schmelzpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils ist und L der Kälteenergiespeicherbauteilwärmeübertragungsabstand ist, der ein Abstand zwischen den benachbarten Verbindungsbauteilen ist.
Demgemäß kann das Kälteenergiespeicherbauteil in dem Kälteenergiebehälter früh schmelzen.
Gemäß einem dritten Aspekt gilt in dem Kälteenergiespeicherverdampfer -0,52x + 6,3 ≤ R ≤ -4,5x + 61, wobei x der Schmelzpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils ist und R der Kälteenergiebehälterwärmewiderstand ist, der ein Widerstand ist, der erzeugt wird, wenn die Wärme von dem Kälteenergiespeicherbauteil zu der Oberfläche der luftseitigen Rippe übertragen wird.
Demgemäß kann das Kälteenergiespeicherbauteil in dem Kälteenergiebehälter früh schmelzen.
Gemäß einem vierten Aspekt ist in dem Kälteenergiespeicherverdampfer die wärmeübertragungsfördernde Substanz, die eine Wärmeübertragung zwischen dem Kälteenergiebehälter und dem Kälteenergiespeicherbauteil fördert, in das Kälteenergiespeicherbauteil gemischt.
Demgemäß kann das Kälteenergiespeicherbauteil in dem Kälteenergiebehälter früh schmelzen.
Gemäß einem fünften Aspekt ist die Kältemittelkreislaufvorrichtung, die den Kälteenergiespeicherverdampfer hat, gestaltet, um die Strömungsrate des Kältemittels, das durch das Kältemittelrohr strömt, mit einer Erhöhung der Differenz zwischen der Verdampferkältemitteltemperatur und dem Gefrierpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils zu erhöhen, wenn die Verdampferkältemitteltemperatur höher ist als der Gefrierpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils.
Demzufolge verringert sich die Verdampferkältemitteltemperatur schnell, und somit kann das Kälteenergiespeicherbauteil schnell gefrieren.

Claims

Kälteenergiespeicherverdampfer (40) für eine Fahrzeugkältekreislaufvorrichtung (1), die gestaltet ist, um ein Fahrzeugabteil zu kühlen, wobei der Kälteenergiespeicherverdampfer (40) Folgendes aufweist: ein Kältemittelrohr (45), durch das hindurch ein Kältemittel strömt; einen Kälteenergiebehälter (6), der mit dem Kältemittelrohr (45) in engem Kontakt ist, wobei der Kälteenergiebehälter (6) in sich ein Kälteenergiespeicherbauteil (61) aufnimmt, das gestaltet ist, um aufgrund einer Kälteabsorption durch das Kältemittel zu gefrieren; und eine luftseitige Rippe (46), die mit dem Kältemittelrohr (45) in engem Kontakt ist, wobei die luftseitige Rippe (46) gestaltet ist, um einen Wärmetausch zwischen dem Kältemittel und einer geblasenen Luft zu fördern, wobei ein Schmelzpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils (61) höher als 11 Grad Celsius ist, der Schmelzpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils (61) als x mit der Einheit [°C] definiert ist, ein Widerstand, der erzeugt wird, wenn Wärme von dem Kälteenergiespeicherbauteil (61) zu einer Oberfläche der luftseitigen Rippe (46) übertragen wird, als ein Kälteenergiebehälterwärmewiderstand R mit der Einheit [mk/W] definiert ist, und $- 0,52 x + 6,3 \leq R \leq - 4,5 x + 61$
gilt.
Fahrzeugkältekreislaufvorrichtung (1), die gestaltet ist, um ein Fahrzeugabteil zu kühlen, wobei die Fahrzeugkältekreislaufvorrichtung (1) Folgendes aufweist: eine Klimatisierungssteuerungseinrichtung (3), und einen Kälteenergiespeicherverdampfer (40), der ein Kältemittelrohr (45), durch das hindurch ein Kältemittel strömt, und einen Kälteenergiebehälter (6) hat, der mit dem Kältemittelrohr (45) in engem Kontakt ist, wobei der Kälteenergiebehälter (6) in sich ein Kälteenergiespeicherbauteil (61) aufnimmt, das gestaltet ist, um aufgrund einer Kälteabsorption durch das Kältemittel zu gefrieren, wobei ein Schmelzpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils (61) höher als 11 Grad Celsius ist, und die Klimatisierungssteuerungseinrichtung (3) gestaltet ist, um, wenn sie bestimmt, dass eine Verdampferkältemitteltemperatur, die eine Temperatur des Kältemittels in dem Kälteenergiespeicherverdampfer (40) ist, höher ist als ein Gefrierpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils (61), eine Strömungsrate des Kältemittels, das durch das Kältemittelrohr (45) hindurch strömt, mit einer Erhöhung einer Differenz zwischen der Verdampferkältemitteltemperatur und dem Gefrierpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils (61) zu erhöhen, wobei der Kälteenergiebehälter (6) ein Gehäusebauteil (62, 621), das einen Innenraum definiert, in dem das Kälteenergiespeicherbauteil (61) aufgenommen ist, und eine Vielzahl von Verbindungsbauteilen (63, 622) hat, die in dem Gehäusebauteil (62, 621) vorgesehen sind und zwei Wände des Gehäusebauteils (62, 621), die einander zugewandt sind, verbinden, wobei die Vielzahl von Verbindungsbauteilen (63, 622) gestaltet sind, um eine Wärmeübertragung zwischen dem Kälteenergiespeicherbauteil (61) und dem Gehäusebauteil (62, 621) zu fördern, wobei der Schmelzpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils (61) als x mit der Einheit [°C] definiert ist, und ein Abstand zwischen zwei benachbarten Verbindungsbauteilen (63, 622) der Vielzahl von Verbindungsbauteilen (63, 622) als ein Kälteenergiespeicherbauteilwärmeübertragungsabstand L mit der Einheit [mm] definiert ist, und $- 0,13 x + 1,8 \leq L \leq - 0,42 x + 6,3$
gilt.
Fahrzeugkältekreislaufvorrichtung (1), die gestaltet ist, um ein Fahrzeugabteil zu kühlen, wobei die Fahrzeugkältekreislaufvorrichtung (1) Folgendes aufweist: eine Klimatisierungssteuerungseinrichtung (3), und einen Kälteenergiespeicherverdampfer (40), der ein Kältemittelrohr (45), durch das hindurch ein Kältemittel strömt, und einen Kälteenergiebehälter (6) hat, der mit dem Kältemittelrohr (45) in engem Kontakt ist, wobei der Kälteenergiebehälter (6) in sich ein Kälteenergiespeicherbauteil (61) aufnimmt, das gestaltet ist, um aufgrund einer Kälteabsorption durch das Kältemittel zu gefrieren, wobei ein Schmelzpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils (61) höher als 11 Grad Celsius ist, und die Klimatisierungssteuerungseinrichtung (3) gestaltet ist, um, wenn sie bestimmt, dass eine Verdampferkältemitteltemperatur, die eine Temperatur des Kältemittels in dem Kälteenergiespeicherverdampfer (40) ist, höher ist als ein Gefrierpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils (61), eine Strömungsrate des Kältemittels, das durch das Kältemittelrohr (45) hindurch strömt, mit einer Erhöhung einer Differenz zwischen der Verdampferkältemitteltemperatur und dem Gefrierpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils (61) zu erhöhen, wobei die Fahrzeugkältekreislaufvorrichtung (1) des Weiteren folgendes aufweist: eine luftseitige Rippe (46), die in engem Kontakt mit dem Kältemittelrohr (45) ist, wobei die luftseitige Rippe (46) gestaltet ist, um einen Wärmetausch zwischen dem Kältemittel und einer geblasenen Luft zu fördern, wobei der Schmelzpunkt des Kälteenergiespeicherbauteils (61) als x mit der Einheit [°C] definiert ist, ein Widerstand, der erzeugt wird, wenn Wärme von dem Kälteenergiespeicherbauteil (61) zu einer Oberfläche der luftseitigen Rippe (46) übertragen wird, als ein Kälteenergiebehälterwärmewiderstand R mit der Einheit [mk/W] definiert ist, und $- 0,52 x + 6,3 \leq R \leq - 4,5 x + 61$
gilt.
Fahrzeugkältekreislaufvorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei eine wärmeübertragungsfördernde Substanz (7), die eine Wärmeübertragung zwischen dem Kälteenergiebehälter (6) und dem Kälteenergiespeicherbauteil (61) fördert, in das Kälteenergiespeicherbauteil (61) gemischt ist.