DE112017003076T5

DE112017003076T5 - Ejektorkältekreislauf

Info

Publication number: DE112017003076T5
Application number: DE112017003076.5T
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Tada; Hiroya HASEGAWA; Satoshi Ito; Mikiharu Kuwahara
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-06-21
Filing date: 2017-05-24
Publication date: 2019-02-28
Also published as: JP2017227366A; WO2017221618A1; CN109416203A; CN109416203B; US20190128569A1; JP6528733B2

Abstract

Ein Ejektorkältekreislauf umfasst einen Kompressor (11), einen Erwärmungswärmetauscher (12), einen ersten Dekompressor (15b), einen Außenwärmetauscher (17), einen zweiten Dekompressor (15e), einen Kühlungswärmetauscher (23), einen Erwärmungsejektor (16), einen erwärmungsseitigen Gas-Flüssigkeits-Abscheider (19) sowie einen Kältemittelkreislaufschalter (13a, 13b, 18a, 18b). In einem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus ermöglicht es der Kältemittelkreislaufschalter dem Kältemittel, der Reihe nach durch den ersten Dekompressor, den Außenwärmetauscher, den zweiten Dekompressor, den Kühlungswärmetauscher und den Kompressor zu strömen. In einem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus ermöglicht es der Kältemittelkreislaufschalter dem Kältemittel der Reihe nach durch den zweiten Dekompressor, den Kühlungswärmetauscher, den ersten Dekompressor, den Außenwärmetauscher und den Kompressor zu strömen. Eine Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Außenwärmetauscher in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus ist dieselbe wie eine Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Außenwärmetauscher in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus. Die Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Außenwärmetauscher in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus ist von einer Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Außenwärmetauscher in dem Erwärmungsmodus verschieden.

Description

VERWEIS AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nummer 2016-122859 , die am 21. Juni 2016 eingereicht wurde und beansprucht den Vorteil der Priorität von dieser. Die gesamte Offenbarung der Anmeldung wird hiermit durch Bezugnahme einbezogen.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Ejektorkältekreislauf, der einen Ejektor umfasst.
STAND DER TECHNIK
Patent Dokument 1 lehrt einen Ejektorkältekreislauf, der eine Dampfkompressionskältekreislaufvorrichtung ist, die einen Ejektor als einen Kältemitteldekompressor umfasst.
Der Ejektorkältekreislauf der Patentliteratur 1 wird bei einer Klimaanlage verwendet. Der Ejektorkältekreislauf der Patentliteratur 1 ist eingerichtet, um zu einem Kältemittelkreislauf in einem Kühlungsmodus, der die Luft kühlt, die in einen Klimatisierungszielraum geblasen wird, einem Kältemittelkreislauf in einem Erwärmungsmodus, der die Luft erwärmt, die in den Klimatisierungszielraum geblasen wird, einem Kältemittelkreislauf in einem niedrigen Entfeuchtungserwärmungsmodus, der die gekühlte und entfeuchtete Luft wieder erwärmt, und dergleichen umschaltbar zu sein.
Genauer gesagt, der Ejektorkältekreislauf der Patentliteratur 1 legt in dem niedrigen Entfeuchtungserwärmungsmodus den Kältemittelkreislauf fest, in dem ein Innenverflüssiger, der ein Erwärmungswärmetauscher ist, ein Außenwärmetauscher und ein Außenverdampfer, der ein Kühlungswärmetauscher ist, bezüglich eines Kältemittelstroms in Reihe geschaltet sind. Die Luft wird dann durch einen Innenverdampfer gekühlt und wird entfeuchtet, um in dem Innenverflüssiger wieder erwärmt zu werden.
Der Kältemittelkreislauf kann eine Lufterwärmungsfähigkeit des Innenverflüssigers einstellen, indem er einen Kältemitteldruck in dem Außenwärmetauscher einstellt und die Wärmemenge einstellt, die durch das Kältemittel in dem Außenwärmetauscher abgestrahlt wird.
In dem niedrigen Entfeuchtungserwärmungsmodus legt der Ejektorkältekreislauf den Kältemittelkreislauf fest, in dem das aus dem Außenwärmetauscher ausströmende Kältemittel in eine kühlungsseitige Düse eines Kühlungsejektors strömt. Das Kältemittel wird dem Innenverdampfer durch eine Saugkraft des Kältemittels zugeführt, das aus der kühlungsseitigen Düse eingespritzt wird. Außerdem wird das Kältemittel, das durch einen kühlungsseitigen Diffusor mit Druck beaufschlagt wird in einen Kompressor eingesaugt, um eine Leistungszahl (COP) des Kreises zu verbessern.
DOKUMENTE DES STANDS DER TECHNIK
PATENTDOKUMENTE
Patentdokument 1: JP 2014-206362 A
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Allerdings kann, gemäß der Untersuchung durch die Erfinder der vorliegenden Offenbarung, der Ejektorkältekreislauf der Patentliteratur 1 in dem tatsächlichen Betrieb manchmal nicht die Temperatur der Luft auf eine gewünschte Temperatur in dem niedrigen Entfeuchtungserwärmungsmodus erhöhen. Eine Untersuchung fand heraus, dass eine Ursache des Unvermögens eine Reduzierung des Kältemitteldrucks in dem Außenwärmetauscher ist, um die Lufterwärmungsfähigkeit des Innenverflüssigers in dem niedrigen Entfeuchtungserwärmungsmodus der Patentliteratur 1 zu erhöhen.
Insbesondere bewirkt die Reduktion des Kältemitteldrucks in dem Außenwärmetauscher eine Reduktion eines Drucks des Kältemittels, das in die kühlungsseitige Düse strömt, sodass der Kühlungsejektor kein hinreichendes Saugen durchführen kann. Das Kältemittel kann dem Innenverdampfer somit nicht zugeführt werden, wodurch der Ejektorkältekreislauf nicht ordentlich betrieben werden kann. Infolgedessen kann die Temperatur der Luft nicht auf die gewünschte Temperatur erhöht werden.
Anders gesagt, der Kältemitteldruck in dem Außenwärmetauscher in dem niedrigen Entfeuchtungserwärmungsmodus der Patentliteratur 1 muss bei einem vorbestimmten Wert oder höher aufrechterhalten werden, um den Ejektorkältekreislauf ordentlich zu betreiben. Somit ist der Temperatureinstellbereich der Luft, die in den Klimatisierungszielraum geblasen wird, in dem niedrigen Entfeuchtungserwärmungsmodus der Patentliteratur 1 beschränkt.
Außerdem ist bei einem typischen Kältemittelkreissystem ein Kältemittelöl zum Schmieren des Kompressors in das Kältemittel gemischt. Das Unvermögen, das Kältemittel dem Innenverdampfer zuzuführen, verursacht somit ein Unvermögen, das Kältemittelöl, das in den Innenverdampfer strömt, zu der Einlassseite des Kompressors zu drücken, wobei dadurch möglicherweise bewirkt wird, dass das Kältemittelöl in dem Innenverdampfer verbleibt.
Wenn das Kältemittelöl in dem Innenverdampfer verbleibt, wird die Menge des Kältemittels verringert, das dem Kompressor zugeführt wird, was eine reduzierte Lebensdauerleistung des Kompressors bewirkt. Eine Wärmetauschleistung des Innenverdampfers wird auch reduziert, was eine reduzierte Kühlungsleistung des Innenverdampfers bewirkt, wenn der Betrieb zu dem Kühlungsmodus oder dergleichen umgeschaltet wird.
Die vorliegende Offenbarung erfolgte angesichts der vorstehenden Punkte, und wobei es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist, einen Ejektorkältekreislauf für eine Klimaanlage bereitzustellen, die ein Entfeuchten und Erwärmen durchführt. Der Ejektorkältekreislauf ist imstande, den Temperatureinstellbereich der Luft beim Entfeuchten und Erwärmen auszuweiten, während er ein Kältemittelöl daran hindert, in einem Wärmetauscher zu verbleiben.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ein Ejektorkältekreislauf für eine Klimaanlage einen Kompressor, einen Erwärmungswärmetauscher, einen ersten Dekompressor, einen Außenwärmetauscher, einen zweiten Dekompressor, einen Kühlungswärmetauscher, einen Erwärmungsejektor, einen erwärmungsseitigen Gas-Flüssigkeits-Abscheider und einen Kältemittelkreislaufschalter umfassen.
Der Kompressor komprimiert ein Kältemittel, das mit einem Kältemittelöl gemischt ist, um das Kältemittel mit einem hohen Druck zu sein, und stößt das Kältemittel mit dem hohen Druck aus. Der Erwärmungswärmetauscher erwärmt Luft, die in einen Klimatisierungszielraum geblasen werden soll, unter Verwendung des Kältemittels mit dem hohen Druck als einer Wärmequelle. Der erste Dekompressor ist stromabwärts des Erwärmungswärmetauschers angeordnet und dekomprimiert das Kältemittel. Der Außenwärmetauscher tauscht Wärme zwischen dem Kältemittel, das aus dem ersten Dekompressor strömt, und einer Außenluft. Der zweite Dekompressor ist stromabwärts des Erwärmungswärmetauschers angeordnet und dekomprimiert das Kältemittel. Der Kühlungswärmetauscher ist eingerichtet, das aus dem zweiten Dekompressor strömende Kältemittel zu verdampfen, und die Luft zu kühlen, bevor sie durch den Erwärmungswärmetauscher tritt.
Der Erwärmungsejektor umfasst eine erwärmungsseitige Düse, einen erwärmungsseitigen Sauganschluss und einen erwärmungsseitigen Druckerhöhungsabschnitt. Die Erwärmungsseitige Düse ist stromabwärts des Erwärmungswärmetauschers angeordnet, dekomprimiert das Kältemittel und spritzt das Kältemittel als ein erwärmungsseitig eingespritztes Kältemittel ein. Der erwärmungsseitige Sauganschluss saugt das Kältemittel als ein erwärmungsseitiges Saugkältemittel durch eine Saugkraft des erwärmungsseitig eingespritzten Kältemittels ein. Der erwärmungsseitige Druckerhöhungsabschnitt druckbeaufschlagt ein Mischkältemittel aus dem erwärmungsseitig eingespritzten Kältemittel und dem erwärmungsseitigen Saugkältemittel. Der erwärmungsseitige Gas-Flüssigkeits-Abscheider trennt das Kältemittel, das aus dem erwärmungsseitigen Druckerhöhungsabschnitt ausströmt, in ein Gaskältemittel und ein Flüssigkältemittel.
Der Kältemittelkreislaufschalter ist eingerichtet, um eine Vielzahl von Kältemittelkreisläufen festzulegen. Der Kältemittelkreislaufschalter ist eingerichtet, um: einen Kältemittelkreislauf festzulegen, der es dem aus dem Erwärmungswärmetauscher strömenden Kältemittel ermöglicht, der Reihe nach durch den ersten Dekompressor, den Außenwärmetauscher, den zweiten Dekompressor, den Kühlungswärmetauscher und den Kompressor in einem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus zu strömen, in dem der Erwärmungswärmetauscher die Luft wieder erwärmt, die durch den Kühlungswärmetauscher gekühlt wird; einen Kältemittelkreislauf festzulegen, der es dem aus dem Erwärmungswärmetauscher strömenden Kältemittel ermöglicht, der Reihe nach durch den zweiten Dekompressor, den Kühlungswärmetauscher, den ersten Dekompressor, den Außenwärmetauscher und den Kompressor in einem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus zu strömen, in dem der Erwärmungswärmetauscher die Luft wieder erwärmt, die durch den Kühlungswärmetauscher gekühlt wird; sowie einen Kältemittelkreislauf festzulegen, der es dem aus dem Erwärmungswärmetauscher strömenden Kältemittel ermöglicht, in die erwärmungsseitige Düse zu strömen, es dem aus dem erwärmungsseitigen Gas-Flüssigkeits-Abscheider ausströmenden Gaskältemittel ermöglicht, in den Kompressor eingesaugt zu werden, es dem aus dem erwärmungsseitigen Gas-Flüssigkeits-Abscheider strömenden Flüssigkältemittel ermöglicht, in den Außenwärmetauscher zu strömen, und es dem aus dem Außenwärmetauscher strömenden Kältemittel ermöglicht, in den erwärmungsseitigen Sauganschluss in einem Erwärmungsmodus eingesaugt zu werden, in dem der Erwärmungswärmetauscher die Luft erwärmt.
Eine Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Außenwärmetauscher in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus ist dieselbe wie eine Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Außenwärmetauscher in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus. Die Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Außenwärmetauscher in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus ist von einer Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Außenwärmetauscher in dem Erwärmungsmodus verschieden.
In dem Erwärmungsmodus legt der Kältemittelkreislaufschalter den Kältemittelkreislauf fest, in dem das Gaskältemittel, das aus dem erwärmungsseitigen Gas-Flüssigkeits-Abscheider strömt, in den Kompressor eingesaugt wird, wodurch das Kältemittel, das durch den erwärmungsseitigen Druckerhöhungsabschnitt druckbeaufschlagt wird, in den Kompressor eingesaugt werden kann. Daher kann der Energieverbrauch des Kompressors reduziert werden, um imstande zu sein, die Leistungszahl (COP) des Kreises, verglichen mit einem typischen Kältemittelkreissystem, zu verbessern, in dem der Kältemittelverdampfungsdruck des Außenwärmetauschers gleich dem Druck des Kältemittels ist, das in den Kompressor eingesaugt wird.
In dem ersten und zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus legt der Kältemittelkreislaufschalter den Kältemittelkreislauf fest, in dem der Außenwärmetauscher und der Kühlungswärmetauscher bezüglich des Kältemittelstroms in Reihe verbunden sind. Das Kältemittel kann somit dem Kühlungswärmetauscher zuverlässig durch die Saug- und Ausstoßwirkung des Kompressors zugeführt werden, unabhängig von dem Kältemitteldruck in dem Außenwärmetauscher.
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung legt der Kältemittelkreislaufschalter in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus den Kältemittelkreislauf fest, in dem das Kältemittel, das aus dem Erwärmungswärmetauscher strömt, der Reihe nach in dem ersten Dekompressor, dem Außenwärmetauscher, dem zweiten Dekompressor, dem Kühlungswärmetauscher und dem Kompressor zirkuliert. Das heißt, der Außenwärmetauscher ist stromaufwärts des Kühlungswärmetauschers über den zweiten Dekompressor entlang des Kältemittelstroms angeordnet. Infolgedessen kann die Temperatur des Kältemittels in dem Außenwärmetauscher in einem Temperaturbereich sein, der höher ist als derjenige des Kältemittels in dem Kühlungswärmetauscher. Die Wärmemenge, die durch das Kältemittel in dem Erwärmungswärmetauscher abgestrahlt wird, kann somit eingestellt werden, indem die Wärmemenge eingestellt wird, die durch das Kältemittel in dem Außenwärmetauscher aufgenommen oder durch dieses abgestrahlt wird.
In dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus legt der Kältemittelkreislaufschalter den Kältemittelkreislauf fest, in dem das Kältemittel, das aus dem Erwärmungswärmetauscher ausströmt, der Reihe nach in dem zweiten Dekompressor, dem Kühlungswärmetauscher, dem ersten Dekompressor, dem Außenwärmetauscher und dem Kompressor zirkuliert. Das heißt, der Außenwärmetauscher ist stromabwärts des Kühlungswärmetauschers über den ersten Dekompressor entlang des Kältemittelstroms angeordnet. Infolgedessen kann die Temperatur des Kältemittels in dem Außenwärmetauscher in einem Temperaturbereich sein, der niedriger ist als derjenige des Kältemittels in dem Kühlungswärmetauscher. Der Erwärmungswärmetauscher kann somit die Luft mit der Erwärmungsfähigkeit erwärmen, die höher ist als diejenige in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus, indem die Wärmemenge erhöht wird, die durch das Kältemittel in dem Außenwärmetauscher aufgenommen wird.
Infolgedessen kann die Temperatur der Luft in dem weiten Temperaturbereich eingestellt werden, indem zwischen dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus und den zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus beim Entfeuchten und Erwärmen des Klimatisierungszielraums umgeschaltet wird.
Die Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Außenwärmetauscher in dem ersten und zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus ist von der Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Außenwärmetauscher in dem Erwärmungsmodus verschieden, sodass der Strömungsmodus des Kältemittels durch den Außenwärmetauscher in dem ersten und zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus bezüglich des Strömungsmodus des Kältemittels durch den Außenwärmetauscher in dem Erwärmungsmodus verändert werden kann. Dies kann das Kältemittelöl daran hindern, in dem Außenwärmetauscher zu verbleiben.
Das heißt, gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Ejektorkältekreislauf für die Klimaanlage, die ein Entfeuchten und Erwärmen durchführt, den Temperatureinstellbereich der Luft beim Entfeuchten und Erwärmen erweitern, während er das Kältemittel daran hindert, in dem Außenwärmetauscher zu verbleiben.
Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ein Ejektorkältekreislauf für eine Klimaanlage einen Kompressor, einen Erwärmungswärmetauscher, einen ersten Dekompressor, einen Außenwärmetauscher, einen zweiten Dekompressor, einen Kühlungswärmetauscher, einen Kühlungsejektor, einen kühlungsseitigen Gas-Flüssigkeits-Abscheider sowie einen Kältemittelkreislaufschalter umfassen. Der Kompressor, der Erwärmungswärmetauscher, der erste Dekompressor, der Außenwärmetauscher, der zweite Dekompressor und der Kühlungswärmetauscher können dieselben Konfigurationen haben wie diejenigen Konfigurationen, die in dem vorstehend beschriebenen einen Aspekt ausgeführt wurden.
Der Kühlungsejektor umfasst eine kühlungsseitige Düse, einen kühlungsseitigen Sauganschluss und einen kühlungsseitigen Druckerhöhungsabschnitt. Die kühlungsseitige Düse dekomprimiert das Kältemittel stromabwärts des Erwärmungswärmetauschers und spritzt das Kältemittel als ein kühlungsseitig eingespritztes Kältemittel ein. Der kühlungsseitige Sauganschluss saugt das Kältemittel durch den kühlungsseitigen Sauganschluss als ein kühlungsseitiges Saugkältemittel durch eine Saugkraft des kühlungsseitig eingespritzten Kältemittels ein. Der kühlungsseitige Druckerhöhungsabschnitt druckbeaufschlagt ein Mischkältemittel aus dem kühlungsseitig eingespritzten Kältemittels und dem kühlungsseitigen Saugkältemittel. Der kühlungsseitige Gas-Flüssigkeits-Abscheider teilt das Kältemittel, das aus dem kühlungsseitigen Druckerhöhungsabschnitt strömt, in ein Gaskältemittel und ein Flüssigkältemittel.
Der Kältemittelkreislaufschalter ist eingerichtet, um eine Vielzahl von Kältemittelkreisläufen festzulegen. Der Kältemittelkreislaufschalter ist eingerichtet, um: einen Kältemittelkreislauf festzulegen, der es dem aus dem Erwärmungswärmetauscher strömenden Kältemittel ermöglicht, der Reihe nach durch den ersten Dekompressor, den Außenwärmetauscher, den zweiten Dekompressor, den Kühlungswärmetauscher und den Kompressor in einem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus zu strömen, in dem der Erwärmungswärmetauscher die Luft wieder erwärmt, die durch den Kühlungswärmetauscher gekühlt wird; einen Kältemittelkreislauf festzulegen, der es dem aus dem Erwärmungswärmetauscher strömenden Kältemittel ermöglicht, der Reihe nach durch den zweiten Dekompressor, den Kühlungswärmetauscher, den ersten Dekompressor, den Außenwärmetauscher und den Kompressor in einem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus zu strömen, in dem der Erwärmungswärmetauscher die Luft wieder erwärmt, die durch den Kühlungswärmetauscher gekühlt wird; sowie einen Kältemittelkreislauf festzulegen, der es dem aus dem Außenwärmetauscher strömenden Kältemittel ermöglicht, in die kühlungsseitige Düse zu strömen, es dem aus dem kühlungsseitigen Gas-Flüssigkeits-Abscheider strömenden Gaskältemittel ermöglicht, in den Kompressor eingesaugt zu werden, es dem aus dem kühlungsseitigen Gas-Flüssigkeits-Abscheider strömenden Flüssigkältemittel ermöglicht, in den Kühlungswärmetauscher zu strömen, und es dem aus dem Kühlungswärmetauscher strömenden Kältemittel ermöglicht, in den kühlungsseitigen Sauganschluss in einem Kühlungsmodus eingesaugt zu werden, in dem der Kühlungswärmetauscher die Luft kühlt.
Eine Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Kühlungswärmetauscher in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus ist dieselbe wie eine Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Kühlungswärmetauscher in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus. Die Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Kühlungswärmetauscher in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus ist von einer Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Kühlungswärmetauscher in dem Kühlungsmodus verschieden.
In dem Kühlungsmodus legt der Kältemittelkreislaufschalter den Kältemittelkreislauf fest, indem das aus dem kühlungsseitigen Gas-Flüssigkeits-Abscheider strömende Kältemittel in den Kompressor eingesaugt wird, wodurch das Kältemittel, das durch den kühlungsseitigen Druckerhöhungsabschnitt druckbeaufschlagt wird, in den Kompressor eingesaugt werden kann. Daher kann der Energieverbrauch des Kompressors reduziert werden, um imstande zu sein, die Leistungszahl (COP) des Kreises, verglichen mit einem typischen Kältemittelkreissystem, in dem der Kältemittelverdampfungsdruck des Kühlungswärmetauschers gleich dem Druck des Kältemittels ist, das in den Kompressor eingesaugt wird, zu verbessern.
In dem ersten und zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus legt der Kältemittelkreislaufschalter den Kältemittelkreislauf fest, in dem der Außenwärmetauscher und der Kühlungswärmetauscher bezüglich des Kältemittelstroms in Reihe verbunden sind. Daher kann, wie bei dem vorstehend beschriebenen ersten Aspekt, das Kältemittel dem Kühlungswärmetauscher zuverlässig durch die Saug-und Ausstoßwirkung des Kompressors zugeführt werden, unabhängig von dem Kältemitteldruck in dem Außenwärmetauscher.
In dem zweiten Aspekt legt der Kältemittelkreislaufschalter den Kältemittelkreislauf in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus und dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus wie bei dem ersten Aspekt fest. Daher kann gemäß dem zweiten Aspekt die Temperatur der geblasenen Luft in dem weiteren Temperaturbereich, wie bei dem ersten Aspekt, eingestellt werden.
Die Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Kühlungswärmetauscher in dem ersten und zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus ist von der Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Kühlungswärmetauscher in dem Erwärmungsmodus verschieden. Daher kann, wie bei dem ersten Aspekt, der Strömungsmodus des Kältemittels durch den Kühlungswärmetauscher in dem ersten und zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus bezüglich dem Strömungsmodus des Kältemittels durch den Kühlungswärmetauscher in dem Erwärmungsmodus verändert werden, um imstande zu sein, das Kältemittelöl davon abzuhalten, in dem Kühlungswärmetauscher zu verbleiben.
Das heißt, gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung, kann der Ejektorkältekreislauf für die Klimaanlage, die ein Entfeuchten und Erwärmen durchführt, den Temperatureinstellbereich der Luft beim Entfeuchten und Erwärmen erweitern, während er das Kältemittelöl davon abhält, in dem Kühlungswärmetauscher zu verbleiben.
Figurenliste
Die vorstehenden und andere Aufgaben, Wirkungen und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden genauen Beschreibung unter Bezugnahme auf die hier beschriebenen Zeichnungen ersichtlicher.

1 ist ein Gesamtblockdiagramm einer Fahrzeugklimaanlage;
2 ist ein Gesamtblockdiagramm, das einen Kältemittelkreislauf eines Ejektorkältekreislaufs in einem Kühlungsmodus zeigt;
3 ist ein Gesamtblockdiagramm, das einen Kältemittelkreislauf des Ejektorkältekreislaufs in einem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus zeigt;
4 ist ein Gesamtblockdiagramm, das einen Kältemittelkreislauf des Ejektorkältekreislaufs in einem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus zeigt;
5 ist ein Gesamtblockdiagramm, das einen Kältemittelkreislauf des Ejektorkältekreislaufs in einem Erwärmungsmodus zeigt;
6 ist ein Gesamtblockdiagramm, das einen Kältemittelkreislauf des Ejektorkältekreislaufs in einem Enteisungsmodus zeigt;
7 ist ein Blockdiagramm, das eine elektrische Steuerungseinheit der Fahrzeugklimaanlage zeigt;
8 ist ein Mollier-Schaubild, das einen Zustand eines Kältemittels in einem Ejektorkältekreislauf in dem Kühlungsmodus zeigt;
9 ist ein Mollier-Schaubild, das einen Zustand des Kältemittels in dem Ejektorkältekreislauf in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus zeigt;
10 ist ein Mollier-Schaubild, das einen Zustand des Kältemittels in dem Ejektorkältekreislauf in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus zeigt;
11 ist ein Mollier-Schaubild, das einen Zustand des Kältemittels in dem Ejektorkältekreislauf in dem Erwärmungsmodus zeigt;
12 ist ein Mollier-Schaubild, das einen Zustand des Kältemittels in dem Ejektorkältekreislauf in dem Enteisungsmodus zeigt; und
13 ist ein erläuterndes Diagramm zum Erläutern eines Temperatureinstellbereichs einer Luft des Ejektorkältekreislaufs.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird unter Bezugnahme auf 1 bis 13 beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Ejektorkältekreislauf 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung bei einer Fahrzeugklimaanlage 1 verwendet, die an einem Elektrofahrzeug montiert ist, wie in einem Gesamtblockdiagramm der 1 gezeigt ist. Der Ejektorkältekreislauf 10 in der Fahrzeugklimaanlage 1 dient einer Funktion eines Erwärmens oder Kühlens von Luft (geblasener Luft), die in einen Fahrgastraum geblasen wird, der ein Klimatisierungszielraum ist. Daher ist ein Fluid, das einem Wärmetausch in dem Ejektorkältekreislauf 10 ausgesetzt ist, die Luft, die in den Fahrgastraum geblasen wird.
Außerdem ist der Ejektorkältekreislauf 10, wie in den 2 bis 6 gezeigt ist, eingerichtet, um zu einem Kältekreislauf in einem Kühlungsmodus (siehe 2), einem Kältekreislauf in einem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus (siehe 3), einem Kältemittelkreislauf in einem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus (siehe 4), einem Kältekreislauf in einem Erwärmungsmodus (siehe 5), sowie einem Kältekreislauf in einem Enteisungsmodus (siehe 6) umschaltbar zu sein.
Der Kühlungsmodus ist ein Betriebsmodus, der den Fahrgastraum kühlt, indem er die Luft kühlt. Der erste Entfeuchtungserwärmungsmodus ist ein Betriebsmodus, der den Fahrgastraum entfeuchtet und erwärmt, indem er die Luft, die gekühlt und entfeuchtet wird, wieder erwärmt. Der zweite Entfeuchtungserwärmungsmodus ist ein Betriebsmodus, der den Fahrgastraum entfeuchtet und erwärmt, indem er die Luft mit einer größeren Erwärmungsfähigkeit als derjenigen des ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus wieder erwärmt. Der Erwärmungsmodus ist ein Betriebsmodus, der den Fahrgastraum erwärmt, indem er die Luft erwärmt. Der Enteisungsmodus ist ein Betriebsmodus, der eine Vereisung an einem Außenwärmetauscher 17 (später beschrieben) entfernt, wenn sich eine Vereisung bildet.
Die Anordnung von Komponenten des Ejektorkältekreislaufs 10, die in 1 gezeigt ist, ist in den 2 bis 6 abgewandelt, um die Strömungsrichtung eines Kältemittels in jedem Betriebsmodus zu verdeutlichen. Insbesondere sind der Erwärmungsejektor 16, der Außenwärmetauscher 17 und dergleichen, sowie ein Kühlungsejektor 22, ein Innenverdampfer 21 und dergleichen in den Zeichnungen symmetrisch angeordnet.
Daher ist der Ejektorkältekreislauf 10, der in 1 gezeigt ist, äquivalent zu dem Ejektorkältekreislauf 10, der in jeder der 2 bis 6 gezeigt ist. Die 2 bis 6 zeigen auch den Strom des Kältemittels in den entsprechenden Betriebsmodi mittels durchgezogener Pfeile.
Der Ejektorkältekreislauf 10 verwendet ein HFC-Kältemittel (insbesondere R134a) als das Kältemittel, und bildet einen subkritischen Kältemittelkreis, bei dem ein Kältemitteldruck auf der Hochdruckseite einen kritischen Druck des Kältemittels nicht übersteigt. Ein Kältemittelöl zum Schmieren eines Kompressors 11 ist in das Kältemittel gemischt. Ein Polyglykol(PAG)-Öl, das mit dem Flüssigkältemittel kompatibel ist, wird als das Kältemittelöl verwendet. Etwas von dem Kältemittelöl zirkuliert durch den Kreis mit dem Kältemittel.
Unter den Komponenten des Ejektorkältekreislaufs 10 ist der Kompressor 11 unter einer Haube des Fahrzeugs angeordnet, um das Kältemittel in dem Ejektorkältekreislauf 10 einzusaugen, zu komprimieren und auszustoßen. Die vorliegende Ausführungsform verwendet als den Kompressor 11 einen elektrischen Kompressor, bei dem ein Verdichtungsmechanismus mit fester Leistung, der eine feste Ausstoßleistung hat, durch einen Elektromotor drehbar angetrieben ist. Der Betrieb (Drehzahl) des Kompressors 11 wird durch ein Steuerungssignal gesteuert, das aus einer Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 ausgegeben wird, wie nachstehend beschrieben wird.
Ein Auslass des Kompressors 11 ist mit einem Kältemitteleinlass eines Innenverdampfers 12 verbunden. Der Innenverdampfer 12 ist in einem Gehäuse 31 angeordnet, das einen Luftdurchlass in einer Innenklimaanlageneinheit 30 ausbildet, die nachstehend beschrieben wird. Der Innenverdampfer 12 ist ein Erwärmungswärmetauscher, der einen Wärmetausch zwischen dem Kältemittel, das einen hohen Druck hat und aus dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, und der Luft, nach einem Passieren des Innenverdampfers 21 (später beschrieben), durchführt, und die Luft unter Verwendung des Kältemittels mit dem hohen Druck als einer Wärmequelle erwärmt. Einzelheiten der Innenklimaanlageneinheit 30 werden nachstehend beschrieben.
Ein Kältemittelauslass des Innenverdampfers 12 ist mit einem ersten Anschluss eines ersten Vierwegeventils 13a verbunden. Das erste Vierwegeventil 13a ist ein Kältemittelkreislaufschalter, der den Kältemittelkreislauf des Ejektorkältekreislaufs 10 zusammen mit einem zweiten Vierwegeventil 13b und dergleichen festlegt, das nachstehend beschrieben ist.
Das erste Vierwegeventil 13a kann einen Kältemittelkreislauf festlegen, der den Kältemittelauslass des Innenverdampfers 12 mit einem ersten Anschluss einer ersten Dreiwegeverzweigung 14a verbindet und gleichzeitig einen ersten Anschluss des zweiten Vierwegeventils 13b mit einem ersten Anschluss einer dritten Dreiwegeverzweigung 14c verbindet. Der erste Anschluss der ersten Dreiwegeverzweigung 14a ist mit dem Erwärmungsejektor 16 oder dem Außenwärmetauscher 17 verbunden, der nachstehend beschrieben wird. Der erste Anschluss der Dreiwegeverzweigung 14c ist mit dem Kühlungsejektor 22 oder dem Innenverdampfer 21 verbunden, wie nachstehend beschrieben ist.
Das erste Vierwegeventil 13a kann auch einen Kältemittelkreislauf festlegen, der den Kältemittelauslass des Innenverdampfers mit dem ersten Anschluss der dritten Dreiwegeverzweigung 14c verbindet und gleichzeitig einen zweiten Anschluss des zweiten Vierwegeventils 13b mit dem ersten Anschluss der ersten Dreiwegeverzweigung 14a verbindet. Der Betrieb des ersten Vierwegeventils 13a und des zweiten Vierwegeventils 13b wird durch eine Steuerungsspannung gesteuert, die von der Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 ausgegeben wird.
Die erste Dreiwegeverzweigung 14a ist eine Leitungsverzweigung mit drei Anschlüssen. Der Ejektorkältekreislauf 10 umfasst ferner zweite bis vierte Dreiwegeverzweigungen 14b bis 14d, wie nachstehend beschrieben ist. Die grundlegende Konfiguration von jeder der zweiten bis vierten Dreiwegeverzweigungen 14b bis 14d ist ähnlich derjenigen der ersten Dreiwegeverzweigung 14a.
Ein zweiter Anschluss der ersten Dreiwegeverzweigung 14a ist mit einem Einlass einer erwärmungsseitigen Düse 16a des Erwärmungsejektors 16 über ein erstes Stromsteuerungsventil 15a verbunden. Ein dritter Anschluss der ersten Dreiwegeverzweigung 14a ist mit einem ersten Anschluss der zweiten Dreiwegeverzweigung 14b über ein zweites Stromsteuerungsventil 15b verbunden.
Das erste Stromsteuerungsventil 15a ist ein elektrischer variabler Drosselmechanismus, der einen Ventilkörper, der den Öffnungsgrad eines Kältemitteldurchlasses ändert, sowie einen elektrischen Aktor (insbesondere einen Schrittmotor) umfasst, der den Öffnungsgrad des Ventilkörpers ändert. Das erste Stromsteuerungsventil 15a stellt den Strom des Kältemittels ein, das in die erwärmungsseitige Düse 16a des Erwärmungsejektors 16 mindestens in dem Erwärmungsmodus strömt. Das zweite Stromsteuerungsventil 15b ist ein erster Dekompressor, der das Kältemittel stromabwärts des Innenverdampfers 12 dekomprimiert, das in den Außenwärmetauscher 17 strömt.
Der Ejektorkältekreislauf 10 umfasst ferner ein zweites bis sechstes Stromsteuerungsventil 15b bis 15f. Die grundlegende Konfiguration von jedem der zweiten bis sechsten Stromsteuerungsventile 15b bis 15f ist ähnlich derjenigen des ersten Stromsteuerungsventils 15a. Die ersten bis sechsten Stromsteuerungsventile 15a bis 15f haben jeweils eine Vollöffnungsfunktion eines vollständigen Öffnens des Ventils, um lediglich als ein Kältemitteldurchlass zu dienen, während sie beinahe keine Stromsteuerungswirkung oder Kältemitteldekompressionswirkung ausüben, sowie eine Vollschließfunktion eines vollständigen Schließens des Ventils, um den Kältemittelströmungspfad zu sperren.
Mit der Vollöffnungsfunktion und der Vollschließfunktion können das erste bis sechste Stromsteuerungsventil 15a bis 15f die Kältemittelkreisläufe unter den Betriebsmodi umschalten. Die ersten bis sechsten Stromsteuerungsventile 15a bis 15f haben daher auch die Funktion als der Kältemittelkreislaufschalter, zusammen mit dem ersten Vierwegeventil 13a und dem zweiten Vierwegeventil 13b. Der Betrieb von jedem des ersten bis sechsten Stromsteuerungsventils 15a bis 15f wird durch ein Steuerungssignal (Steuerungsimpuls) gesteuert, das aus der Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 ausgegeben wird.
Ein zweiter Anschluss der zweiten Dreiwegeverzweigung 14b ist mit einem Kältemittelanschluss des Außenwärmetauschers 17 verbunden. Ein dritter Anschluss der zweiten Dreiwegeverzweigung 14b ist mit einem erwärmungsseitigen Sauganschluss 16c des Erwärmungsejektors 16 über ein erstes Umschaltventil 18a verbunden.
Das erste Umschaltventil 18a ist ein Elektromagnetventil, das den Kältemitteldurchlass öffnet und schließt, der die zweite Dreiwegeverzweigung 14b und den erwärmungsseitigen Sauganschluss 16c des Erwärmungsejektors 16 verbindet. Der Ejektorkältekreislauf 10 umfasst ferner ein zweites Umschaltventil 18b, wie nachstehend beschrieben ist. Die grundsätzliche Konfiguration des zweiten Umschaltventils 18b ist ähnlich derjenigen des ersten Umschaltventils 18a.
Das erste Umschaltventil 18a und das zweite Umschaltventil 18b können die Kältemittelkreisläufe unter den Betriebsmodi, die vorstehend beschrieben wurden, durch ein Öffnen und Schließen des Kältemitteldurchlasses umschalten. Das erste Umschaltventil 18a und das zweite Umschaltventils 18b bilden daher den Kältemittelkreislaufschalter zusammen mit dem ersten Vierwegeventil 13a und dem zweiten Vierwegeventil 13b aus. Der Betrieb sowohl des ersten Umschaltventils 18a als auch des zweiten Umschaltventils 18b wird durch eine Steuerungsspannung gesteuert, die aus der Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 ausgegeben wird.
Der Außenwärmetauscher 17 ist ein Wärmetauscher, der unter der Haube des Fahrzeugs angeordnet ist, um einen Wärmetausch zwischen dem Kältemittel, das durch diesen hindurchströmt, und einer Außenluft durchzuführen, die von einem Gebläseventilator (nicht gezeigt) zugeführt wird. Der Außenwärmetauscher 17 dient als ein Kühler, der bewirkt, dass das Kältemittel mit dem hohen Druck eine Wärme mindestens in dem Kühlungsmodus abstrahlt. Der Außenwärmetauscher 17 dient auch als ein Verdampfer, der bewirkt, dass das Kältemittel mindestens in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus und dem Erwärmungsmodus verdampft.
Ein anderer Kältemittelanschluss des Außenwärmetauschers 17 ist mit einem Flüssigkältemittelanschluss eines erwärmungsseitigen Speichers 19 über das dritte Stromsteuerungsventil 15c verbunden.
In der vorliegenden Ausführungsform begrenzt der Außenwärmetauscher 17 in sich einen Kältemitteldurchlass. Der Kältemitteldurchlass hat eine Querschnittsfläche, die sich in Richtung einer stromabwärtigen Seite entlang der Strömungsrichtung des Kältemittels ändert. Genauer gesagt, der Außenwärmetauscher 17 in der vorliegenden Ausführungsform ist aus einem sogenannten Behälter-und-Rohr-Wärmetauscher ausgebildet. Die Querschnittsfläche des in dem Außenwärmetauscher 17 begrenzten Kältemitteldurchlasses wird durch Einstellen der Konfiguration eines Durchlasses eingestellt, durch den das Kältemittel strömt.
Hier kann der Durchlass des Behälter-und-Rohr-Wärmetauschers als ein Kältemitteldurchlass definiert werden, der aus einer Gruppe von Rohren besteht, die es dem Kältemittel in demselben Verteilungsraum ermöglichen, der in einem Behälter ausgebildet ist, in derselben Richtung auf denselben Sammelraum zu zu strömen, der in dem Behälter ausgebildet ist. Daher kann die Querschnittsfläche des Durchlasses (des Kältemitteldurchlasses), das heißt, die Gesamtquerschnittsfläche der Rohre, geändert werden, indem die Anzahl der Rohre geändert wird, die den Durchlass ausmachen.
Der Außenwärmetauscher 17 der vorliegenden Ausführungsform hat die Durchlasskonfiguration, in der sich die Querschnittsfläche des Kältemitteldurchlasses, der in dem Wärmetauscher ausgebildet ist, von dem anderen Kältemittelanschluss in Richtung des einen Kältemittelanschlusses allmählich verringert. In der vorliegenden Ausführungsform ist der andere Kältemittelanschluss mit dem Flüssigkältemittelanschluss des erwärmungsseitigen Speichers 19 verbunden, und wobei der eine Kältemittelanschluss mit dem zweiten Anschluss der zweiten Dreiwegeverzweigung 14b verbunden ist.
Weiter dient der Erwärmungsejektor 16 als ein Dekompressor, der das aus dem Innenverdampfer 12 strömende Kältemittel mindestens in dem Erwärmungsmodus dekomprimiert. Der Erwärmungsejektor 16 dient auch als eine Kältemittelüberführungseinheit, die das Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher 17 strömt, durch die Saugkraft des mit einer hohen Geschwindigkeit eingespritzten Kältemittels einsaugt und überführt.
Genauer gesagt, umfasst der Erwärmungsejektor 16 die erwärmungsseitige Düse 16a und einen Erwärmungskörper 16b. Die erwärmungsseitige Düse 16a ist aus einem im Wesentlichen zylindrischen Element ausgebildet, das aus einem Metall (rostfreiem Stahl in der vorliegenden Ausführungsform) gefertigt ist, der eine Form hat, die in der Strömungsrichtung des Kältemittels allmählich zusammenläuft. Die erwärmungsseitige Düse 16a dekomprimiert das Kältemittel in dem in ihr begrenzten Kältemitteldurchlass isentrop.
Der in der erwärmungsseitigen Düse 16a begrenzte Kältemitteldurchlass umfasst einen Hals (kleinste Durchlassfläche), der eine kleinste Durchlassquerschnittsfläche hat, und einen auseinanderlaufenden Teil, der eine Kältemitteldurchlassfläche hat, die sich von dem Hals in Richtung eines Kältemitteleinspritzanschlusses zum Einspritzen des Kältemittels erweitert. Das heißt, die erwärmungsseitige Düse 16a ist als eine Lavaldüse ausgebildet.
Die vorliegende Ausführungsform verwendet als die erwärmungsseitige Düse 16a eine Düse, mit der die Strömungsrate eines erwärmungsseitig eingespritzten Kältemittels aus dem Kältemitteleinspritzanschluss gleich wie oder größer als die Schallgeschwindigkeit während eines normalen Betriebs des Elektrokältekreislaufs 10 ist. Die erwärmungsseitige Düse 16a kann selbstverständlich aus einer zusammenlaufenden Düse ausgebildet sein.
Der Erwärmungskörper 16b ist aus einen zylindrischen Element ausgebildet, das aus einem Metall (einer Aluminiumlegierung in der vorliegenden Ausführungsform) gefertigt ist, um als ein Fixierelement zu fungieren, das die erwärmungsseitige Düse 16a innen hält und fixiert, sowie eine Außenhülle des Erwärmungsejektors 16 ausbildet. Genauer gesagt, die erwärmungsseitige Düse 16a ist eingepresst und fixiert, um in einem Längsende des Erwärmungskörpers 16b aufgenommen zu sein. Daher leckt kein Kältemittel aus dem fixierten Teil (eingepressten Teil) zwischen der erwärmungsseitigen Düse 16a und dem Erwärmungskörper 16b.
Der erwärmungsseitige Sauganschluss 16c ist an einer Stelle ausgebildet, die der Außenumfangsseite der erwärmungsseitigen Düse 16a auf der Außenumfangsseite des Erwärmungskörpers 16b entspricht. Der erwärmungsseitige Sauganschluss 16c verläuft durch die Außenumfangsfläche des Erwärmungskörpers 16b, um mit dem Kältemitteleinspritzanschluss der erwärmungsseitigen Düse 16a verbunden zu sein. Der erwärmungsseitige Sauganschluss 16c ist ein Durchgangsloch, das das Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher 17 in den Erwärmungsejektor 16 strömt, durch die Saugkraft des erwärmungsseitig eingespritzten Kältemittels aus der erwärmungsseitigen Düse 16a einsaugt.
Außerdem sind ein Saugdurchlass und ein erwärmungsseitiger Diffusor 16d, die als ein erwärmungsseitiger Druckerhöhungsabschnitt dienen, in dem Erwärmungskörper 16b begrenzt. Der Saugdurchlass führt das Kältemittel, das in den erwärmungsseitigen Sauganschluss 16c eingesaugt wird, in Richtung des Kältemitteleinspritzanschlusses der erwärmungsseitigen Düse 16a und der erwärmungsseitige Diffusor 16d mischt und druckbeaufschlagt das erwärmungsseitige Saugkältemittel, das in den Erwärmungsejektor 16 über den Sauganschluss strömt, und das erwärmungsseitig eingespritzte Kältemittel.
Der erwärmungsseitige Diffusor 16d ist benachbart zu dem Auslass des Saugdurchlasses angeordnet und so ausgebildet, dass sich die Fläche des Kältemitteldurchlasses allmählich vergrößert. Der erwärmungsseitige Diffusor 16d dient daher als eine Funktion eines Erhöhens des Drucks des Gemischs des Kältemittels, das eingespritzt wird, und des erwärmungsseitigen Saugkältemittels, indem er dessen Strömungsrate verringert, während er das eingespritzte Kältemittel und das erwärmungsseitige Saugkältemittel mischt, oder eine Funktion eines Wandels einer kinetischen Energie des Mischkältemittels in eine Druckenergie.
Der Kältemittelauslass des erwärmungsseitigen Diffusors 16d ist mit dem Einlass des erwärmungsseitigen Speichers 19 verbunden. Der erwärmungsseitige Speicher 19 ist ein erwärmungsseitiger Gas-Flüssigkeits-Abscheider, der das aus dem erwärmungsseitigen Diffusor 16d des Erwärmungsejektors 16 strömende Kältemittel in ein Gaskältemittel und ein Flüssigkältemittel teilt. Der erwärmungsseitige Speicher 19 ist mit einem Gaskältemittelanschluss, zum Ermöglichen eines Ausströmens des abgeschiedenen Gaskältemittels, sowie einem Flüssigkältemittelanschluss versehen, zum Ermöglichen eines Ausströmens des abgeschiedenen Flüssigkältemittels.
Die vorliegende Ausführungsform verwendet einen Speicher mit einem vergleichsweise kleinen Innenvolumen als den erwärmungsseitigen Speicher 19. Der erwärmungsseitige Speicher 19 ermöglicht es somit dem Flüssigkältemittel durch den Flüssigkältemittelanschluss auszuströmen, während er ein wenig von diesem speichert. Das abgeschiedene Flüssigkältemittel, das nicht durch den Flüssigkältemittelanschluss ausströmen kann, kann durch den Gaskältemittelauslass ausströmen.
Der Gaskältemittelanschluss des erwärmungsseitigen Speichers 19 ist mit dem ersten Anschluss des zweiten Vierwegeventils 13b verbunden, das als der Kältemittelkreislaufschalter dient.
Das zweite Vierwegeventil 13b kann einen Kältemittelkreislauf festlegen, der den Gaskältemittelanschluss des erwärmungsseitigen Speichers 19 mit einem dritten Anschluss des ersten Vierwegeventil 13a verbindet, und gleichzeitig einen Gaskältemittelanschluss eines kühlungsseitigen Speichers 23 (später beschrieben) mit einem Einlass eines Einlassspeichers 24 verbindet.
Das zweite Vierwegeventil 13b kann auch einen Kältemittelkreislauf festlegen, der den Gaskältemittelanschluss des erwärmungsseitigen Speichers 19 mit dem Einlass des Einlassspeichers 24 verbindet, und gleichzeitig den Gaskältemittelanschluss des kühlungsseitigen Speichers 23 mit dem dritten Anschluss des ersten Vierwegeventils 13a verbindet.
Ein zweiter Anschluss der dritten Dreiwegeverzweigung 14c, mit dem das erste Vierwegeventil 13a verbunden ist, ist mit einem Einlass einer kühlungsseitigen Düse 22a des Kühlungsejektors 22 über das vierte Stromsteuerungsventil 15d verbunden. Ein dritter Anschluss der dritten Dreiwegeverzweigung 14c ist mit einem ersten Anschluss der vierten Dreiwegeverzweigung 14d über das fünfte Stromsteuerungsventil 15e verbunden. Das fünfte Stromsteuerungsventil 15e ist ein zweiter Dekompressor, der das Kältemittel dekomprimiert, das stromabwärts des Innenverflüssigers 12 ist und in den Innenverdampfer 21 strömt.
Ein zweiter Anschluss der vierten Dreiwegeverzweigung 14b ist mit einem Kältemittelanschluss des Innenverdampfers 21 verbunden. Ein dritter Anschluss der vierten Dreiwegeverzweigung 14d ist mit einem kühlungsseitigen Kältemittelsauganschluss 22c des Kühlungsejektors 22 über das zweite Umschaltventil 18b verbunden.
Der Innenverdampfer 21 ist stromaufwärts des Innenverflüssigers 12 entlang des Luftstroms in dem Gehäuse 31 der Innenklimaanlageneinheit 30 angeordnet. Der Innenverdampfer 21 ist ein Kühlungswärmetauscher, der die Luft kühlt, indem er bewirkt, dass das Niederdruckkältemittel durch das fünfte Stromsteuerung 15e oder das sechste Stromsteuerungsventil 15f dekomprimiert wird, um eine Wärme mit der Luft zu tauschen, zu verdampfen und eine Wärmeaufnahmewirkung auszuüben.
Ein anderer Kältemittelanschluss des Innenverdampfers 21 ist mit einem Flüssigkältemittelanschluss des kühlungsseitigen Speichers 23 über das sechste Stromsteuerungsventil 15f verbunden.
Die vorliegende Ausführungsform verwendet als den Innenverdampfer 21 einen sogenannten Behälter-und-Rohr-Wärmetauscher, wie bei dem Außenwärmetauscher 17. Die Querschnittsfläche des Kältemitteldurchlasses, die in dem Behälter-und-Rohr-Wärmetauscher begrenzt ist, ändert sich in Richtung der stromabwärtigen Seite entlang der Strömungsrichtung des Kältemittels.
Genauer gesagt, der Innenverdampfer 21 der vorliegenden Ausführungsform hat die Durchlasskonfiguration, bei der sich die Querschnittsfläche des Kältemitteldurchlasses, die in dem Innenverdampfer 21 ausgebildet ist, von dem anderen Kältemittelanschluss in Richtung des einen Kältemittelanschlusses allmählich verringert. Der eine Kältemittelanschluss des Innenverdampfers 21 ist mit dem zweiten Anschluss der vierten Dreiwegeverzweigung 14d verbunden. Der andere Kältemittelanschluss des Innenverdampfers 21 ist mit dem Flüssigkältemittelanschluss des kühlungsseitigen Speichers 23 verbunden.
Die grundlegende Konfiguration des Kühlungsejektors 22 ist ähnlich derjenigen des Erwärmungsejektors 16. Der Kühlungsejektor 22 umfasst daher die kühlungsseitige Düse 22a und einen Kühlungskörper 22b. Ein kühlungsseitiger Sauganschluss 22c und ein kühlungsseitiger Diffusor 22d, der ein kühlungsseitiger Druckerhöhungsabschnitt ist, sind in dem Kühlungskörper 22b ausgebildet.
Der Kältemittelauslass des kühlungsseitigen Diffusors 22d ist mit dem Einlass des kühlungsseitigen Speichers 23 verbunden. Der kühlungsseitige Speicher 23 ist ein kühlungsseitiger Gas-Flüssigkeits-Abscheider, der das Kältemittel, das aus dem kühlungsseitigen Diffusor 22d des Kühlungsejektors 22 ausströmt, in ein Gaskältemittel und ein Flüssigkältemittel teilt. Der kühlungsseitige Speicher 23 ist mit einem Gaskältemittelauslass, der ein Ausströmen des abgeschiedenen Gaskältemittels ermöglicht, und einem Flüssigkältemittelauslass versehen, der ein Ausströmen des abgeschiedenen Flüssigkältemittels ermöglicht.
Die vorliegende Ausführungsform verwendet einen Speicher mit einem vergleichsweise geringen Innenvolumen als den kühlungsseitigen Speicher 23, wie bei dem erwärmungsseitigen Speicher 19. Der kühlungsseitige Speicher 23 ermöglicht es somit dem abgeschiedenen Flüssigkältemittel, durch den Flüssigkältemittelanschluss auszuströmen, während er ein wenig von diesem speichert. Das abgeschiedene Flüssigkältemittel, das nicht durch den Flüssigkältemittelanschluss ausströmen kann, kann durch den Gaskältemittelauslass ausströmen.
Der Gaskältemittelanschluss des kühlungsseitigen Speichers 23 ist mit einem dritten Anschluss des zweiten Vierwegeventils 13b verbunden, das als der Kältemittelkreislaufschalter dient. Der Einlassspeicher 24 ist ein Gas-Flüssigkeits-Abscheider, der das Kältemittel, das in den Kompressor 11 gesaugt wird, in ein Gaskältemittel und ein Flüssigkältemittel teilt. Der Einlassspeicher 24 bewirkt, dass das abgeschiedene Gaskältemittel in Richtung eines Einlasses des Kompressors 11 ausströmt, und speichert gleichzeitig ein überschüssiges Kältemittel in dem Kreis.
Als nächstes wird die Innenklimaanlageneinheit 30 beschrieben. Die Innenklimaanlageneinheit 30 bläst die Luft, die durch den Ejektorkältekreislauf 10 einer Temperatursteuerung unterzogen wurde, in den Fahrgastraum, und ist auf der Innenseite bezüglich einer Instrumententafel (das heißt, in dem Fahrgastraum) angeordnet, was an dem vordersten Teil des Fahrgastraums ist. Die Innenklimaanlageneinheit 30 nimmt ein Gebläse 32, den Innenverdampfer 21, den Innenverflüssiger 12, eine Luftmischklappe 34 und dergleichen in dem Gehäuse 31 auf, dass die äußere Hülle der Innenklimaanlageneinheit 30 ausbildet.
Das Gehäuse 31 bildet einen Luftdurchlass für die Luft, die in den Fahrgastraum geblasen wird, und ist somit aus einem Harz (wie etwa Polypropylen) gefertigt, das eine gewisse Elastizität und eine ausgezeichnete Festigkeit hat. Ein Innen-/Außenluftschalter 33 als ein Innen-/Außenluftschalter, der die Innenluft (Luft in dem Fahrgastraum) und Außenluft (Luft außerhalb des Fahrgastraums) in das Gehäuse 31 einführt, ist auf der am weitesten stromaufwärtigen Seite des Luftstroms in dem Gehäuse 31 angeordnet.
Der Innen-/Außenluftschalter 33 verwendet eine Innen-/Außenluftschalterklappe, um die Öffnungsfläche eines Innenlufteinführanschlusses, der die Innenluft in das Gehäuse 31 einführt, und eines Außenlufteinführanschlusses kontinuierlich einzustellen, der die Außenluft in das Gehäuse 31 einführt, wobei er dadurch ein Verhältnis des Luftvolumens der Innenluft zu dem Luftvolumen der Außenluft kontinuierlich ändert. Die Innen-/Außenluftumschaltklappe wird durch einen elektrischen Aktor für die Innen-/Außenluftumschaltklappe angetrieben, wobei der Betrieb des elektrischen Aktors durch ein Steuerungssignal gesteuert wird, das aus der Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 ausgegeben wird.
Das Gebläse 32 ist als eine Gebläseeinheit stromabwärts des Innen-/Außenluftschalters 33 entlang des Luftstroms angeordnet und bläst die Luft, die über den Innen-/Außenluftschalter 33 eingesaugt wird, in Richtung des Fahrgastraums. Das Gebläse 32 ist ein elektrisches Gebläse, das einen radialen Ventilator mit mehreren Flügeln (Sirocco-Ventilator) mit einem Elektromotor antreibt, bei dem die Drehzahl (zugeführtes Luftvolumen) durch eine Steuerungsspannung gesteuert wird, die aus der Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 ausgegeben wird.
Der Innenverdampfer 21 und der Innenverflüssiger 12 sind in dieser Reihenfolge stromabwärts des Gebläses 32 entlang des Luftstroms angeordnet. Das heißt, der Innenverdampfer 21 ist stromaufwärts des Innenverflüssigers 12 entlang des Luftstroms angeordnet. Die Luftmischklappe 34, die ein Verhältnis der Luft, der es ermöglicht wird, durch den Innenverflüssiger 12 zu treten, von der Luft, die durch den Innenverdampfer 21 tritt, einstellt, ist stromabwärts des Innenverdampfers 21 und stromaufwärts des Innenverflüssigers 12 entlang des Luftstroms angeordnet.
Ein Mischraum 35 ist stromabwärts des Innenverflüssigers 12 entlang des Luftstroms vorgesehen und ermöglicht ein Mischen der Luft, die durch einen Wärmetausch mit dem Kältemittel in dem Innenverflüssiger 12 erwärmt wird, und der Luft, die den Innenverflüssiger 12 umgeht und nicht erwärmt wird. Eine Öffnung ist an dem am weitesten stromabwärtigen Teil des Gehäuses 31 entlang des Luftstroms vorgesehen, um es der Luft (klimatisierten Luft) die in dem Mischraum 35 gemischt wird, zu ermöglichen, in den Fahrgastraum geblasen zu werden, der der Klimatisierungszielort ist.
Insbesondere sind eine Gesichtsöffnung, eine Fußöffnung und eine Enteisungsöffnung (von denen keine gezeigt ist) als die Öffnung vorgesehen. Die Gesichtsöffnung ist die Öffnung zum Blasen der klimatisierten Luft in Richtung eines Oberkörpers eines Fahrgastes in dem Fahrgastraum. Die Fußöffnung ist die Öffnung zum Blasen der klimatisierten Luft in Richtung der Füße des Fahrgasts. Die Enteisungsöffnung ist die Öffnung zum Blasen der klimatisierten Luft in Richtung einer Innenfläche einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs.
Die Gesichtsöffnung, die Fußöffnung und die Enteisungsöffnung sind mit einem Gesichtsluftloch, einem Fußluftloch beziehungsweise einem Enteisungsluftloch (von denen keines gezeigt ist), die in dem Fahrgastraum vorgesehen sind, über Kanäle verbunden, die den Luftdurchlass ausbilden.
Daher wird die Temperatur der klimatisierten Luft, die in dem Mischraum gemischt wird, durch die Luftmischklappe 34 eingestellt, die das Verhältnis des Luftvolumens, das durch den Innenverflüssiger 12 tritt, und des Luftvolumens einstellt, das den Innenverflüssiger 12 umgeht. Infolgedessen wird die Temperatur der Luft (klimatisierten Luft), die in den Fahrgastraum geblasen wird, durch jedes Luftloch eingestellt.
Anders gesagt, die Luftmischklappe 34 dient als eine Temperatureinstelleinheit, die die Temperatur der klimatisierten Luft einstellt, die in den Fahrgastraum geblasen wird. Die Luftmischklappe 34 wird durch einen elektrischen Aktor zum Antreiben der Luftmischklappe angetrieben, und wobei der Betrieb des elektrischen Aktors durch ein Steuerungssignal gesteuert wird, das aus der Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 ausgegeben wird.
Eine Gesichtsklappe zum Einstellen der Öffnungsfläche der Gesichtsöffnung, eine Fußklappe zum Einstellen der Öffnungsfläche der Fußöffnung sowie eine Enteisungsklappe zum Einstellen der Öffnungsfläche der Enteisungsöffnung (von denen keine gezeigt ist) sind stromaufwärts der Gesichtsöffnung, der Fußöffnung beziehungsweise der Enteisungsöffnung entlang des Luftstroms angeordnet.
Die Gesichtsklappe, die Fußklappe und die Enteisungsklappe bilden einen Öffnungsmodusschalter, der einen Öffnungsmodus umschaltet, und sind mit einem elektrischen Aktor zum Antreiben der Klappe, die einem Belüftungsmodus entspricht, über einen Lenkermechanismus oder dergleichen verbunden, um gedreht zu werden, während sie mit diesem gekuppelt sind. Der Betrieb des elektrischen Aktors wird auch durch ein Steuerungssignal gesteuert, das aus der Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 ausgegeben wird.
Belüftungsmodi, die durch den Belüftungsmodusschalter umgeschaltet werden, umfassen insbesondere einen Gesichtsmodus, einen Doppelebenenmodus, einen Fußmodus und dergleichen.
Der Gesichtsmodus ist der Belüftungsmodus, in dem die Luft durch das Gesichtsluftloch in Richtung des Oberkörpers eines Fahrgastes in dem Fahrgastraum ausgeblasen wird, indem das Gesichtsluftloch vollständig geöffnet wird. Der Doppelebenenmodus ist der Belüftungsmodus, in dem die Luft in Richtung des Oberkörpers und der Füße des Fahrgastes in dem Fahrgastraum ausgeblasen wird, indem sowohl das Gesichtsluftloch als auch das Fußluftloch geöffnet werden. Der Fußmodus ist der Belüftungsmodus, in dem die Luft hauptsächlich durch das Fußluftloch ausgeblasen wird, indem das Fußluftloch vollständig geöffnet wird und das Enteisungsluftloch etwas geöffnet wird.
Wenn der Fahrgast einen Belüftungsmoduswahlschalter manuell bedient, der an einer Bedientafel vorgesehen ist, kann der Blasemodus auch zu einem Enteisungsmodus umgeschaltet werden, indem die Luft durch das Enteisungsluftloch in Richtung der Innenfläche der Fahrzeugwindschutzscheibe ausgeblasen wird, indem das Enteisungsluftloch vollständig geöffnet wird.
Als nächstes wird die elektronische Steuerungseinheit (ECU) der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Die Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 ist aus einem bekannten Mikrocomputer, der eine CPU, einen ROM, einen RAM und dergleichen umfasst, sowie seinem peripheren Schaltkreis ausgebildet. Die Klimaanlagensteuerungseinheit 40 führt verschiedene Berechnungen und Ablaufsteuerungen basierend auf einem in dem ROM gespeicherten Steuerungsprogramm durch, wobei sie dadurch den Betrieb von verschiedenen gesteuerten Vorrichtungen steuert, die mit der Ausgabeseite verbunden sind. Die verschiedenen gesteuerten Vorrichtungen umfassen beispielsweise den Kompressor 11, das erste Vierwegeventil 13a, das zweite Vierwegeventil 13b, die Stromsteuerungsventile 15a bis 15f, das erste Umschaltventil 18a, das zweite Umschaltventil 18b, das Gebläse 32 und dergleichen.
Außerdem, wie in dem Blockdiagramm der 7 gezeigt ist, sind ein Innenlufttemperatursensor 41, ein Außenlufttemperatursensor 42, ein Sonnensensor 43, ein Außenwärmetauschertemperatursensor 44, ein Ausstoßtemperatursensor 45, ein Innenverdampfertemperatursensor 46, ein Temperatursensor 47 der klimatisierten Luft und dergleichen mit der Eingangsseite der Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 verbunden. Die Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 nimmt einen Eingang von Signalen auf, die durch die Gruppe von Sensoren erfasst werden.
Der Innentemperatursensor 41 ist eine Innentemperaturerfassungseinrichtung, die eine Temperatur in dem Fahrgastraum (eine Innenlufttemperatur) Tr erfasst. Der Außenlufttemperatursensor 42 ist eine Außenlufttemperaturerfassungsseinrichtung, die eine Temperatur außerhalb des Fahrgastraums (eine Außenlufttemperatur) Tam erfasst. Der Sonnensensor 43 ist eine Sonnenstrahlungserfassungsseinsrichtung, die eine Menge einer Sonnenstrahlung As erfasst, die in den Fahrgastraum gelangt. Der Außenwärmetauschertemperatursensor 44 ist eine Außenwärmetauschertemperaturerfassungsseinsrichtung, die eine Temperatur des Kältemittels in dem Außenwärmetauscher (eine Außenwärmetauschertemperatur) Tout erfasst. Der Ausstoßtemperatursensor 45 ist eine Ausstoßtemperaturerfassungsseinrichtung, die eine Ausstoßkältemitteltemperatur Td des Kompressors 11 erfasst. Der Innenverdampfertemperatursensor 46 ist eine Verdampfertemperaturerfassungsseinrichtung, die eine Kältemittelverdampfungstemperatur des Innenverdampfers 21 (eine Innenverdampfertemperatur) Tefin erfasst. Der Temperatursensor der klimatisierten Luft 47 ist eine Temperaturerfassungseinrichtung einer klimatisierten Luft, die eine Lufttemperatur TAV der Luft erfasst, die in den Fahrgastinnenraum aus dem Mischraum geblasen wird.
Außerdem, wie 7 gezeigt ist, ist die Bedientafel 50, die in der Nähe der Instrumententafel in dem Frontteil des Fahrgastraums angeordnet ist, mit der Eingangsseite der Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 verbunden, die den Eingang der Bediensignale von verschiedenen Bedienschaltern aufnimmt, die auf der Bedientafel 50 vorgesehen sind. Die verschiedenen Bedienschalter, die auf der Bedientafel 50 vorgesehen sind, umfassen einen Autoschalter, einen Kühlungsschalter (einen A/C-Schalter), einen Luftvolumenfestlegungsschalter, einen Temperaturfestlegungsschalter, den Blasmoduswahlschalter und dergleichen.
Der Autoschalter ist eine Eingangseinheit, die den automatischen Steuerungsbetrieb der Fahrzeugklimaanlage 1 festlegt oder aufhebt. Der Kühlungsschalter (A/C-Schalter) ist eine Eingangseinheit, die eine Anfrage zum Kühlen des Fahrgastraums macht. Der Luftvolumenfestlegungsschalter ist eine Eingangseinheit, wie das Luftvolumen des Gebläses 32 manuell festlegt. Der Temperaturfestlegungsschalter ist eine Eingangseinheit, die eine Zieltemperatur Tset in dem Fahrgastraum manuell festlegt. Der Blasmoduswahlschalter ist eine Eingangseinheit, die den Blasmodus manuell festlegt.
Die Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 der vorliegenden Ausführungsform ist durch die Integration von Steuerungseinrichtungen zum Steuern der verschiedenen gesteuerten Vorrichtungen ausgebildet, die mit der Ausgangsseite der Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 verbunden sind. Eine Konfiguration (Hardware und Software) zum Steuern des Betriebs von jeder der verschiedenen gesteuerten Vorrichtungen implementiert die Steuerungseinrichtung zum Steuern des Betriebs von jeder der verschiedenen gesteuerten Vorrichtungen.
Beispielsweise implementiert eine Konfiguration zum Steuern der Kältemittelausstoßleistung (Drehzahl) des Kompressors 11 eine Ausstoßleistungssteuerungseinrichtung in der Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40. Außerdem implementiert eine Konfiguration zum Steuern des Betriebs des Kältemittelkreislaufschalters, wie des ersten Umschaltventils 18a und des zweiten Umschaltventils 18b, eine Kältemittelkreislaufsteuerungseinrichtung.
Als nächstes wird der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration beschrieben. Wie vorstehend beschrieben wurde, kann der Ejektorkältekreislauf 10 der vorliegenden Ausführungsform den Betriebsmodus aus der Gruppe des Kühlungsmodus, des ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus, des zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus, des Erwärmungsmodus und des Enteisungsmodus umschalten.
Der Betriebsmodus wird durch Ausführen eines Klimaanlagensteuerungsprogramms umgeschaltet, das im Voraus in einer Speichereinheit der Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 gespeichert wird. Das Klimaanlagensteuerungsprogramm wird ausgeführt, wenn der Autoschalter auf der Bedientafel 50 eingeschaltet ist.
Genauer gesagt, die Hauptroutine des Klimaanlagensteuerungsprogramms liest die Signale, die durch die Gruppe von Sensoren für eine Klimatisierungssteuerung erfasst wird, und die Bediensignale von den verschiedenen Klimaanlagenbedienschaltern. Basierend auf den Werten der erfassten Signale und der gelesenen Bediensignale wird eine Zielzuführlufttemperatur TAO, die eine Zieltemperatur der in den Fahrgastraum strömenden Luft ist, in Übereinstimmung mit der nachstehenden Formen F1 berechnet.
$TAO = Kset \times Tset - Kr \times Tr - Kam \times Tam - Ks \times As + C$
In der Formel ist Tset eine festgelegte Temperatur in dem Fahrgastraum, die durch den Temperaturfestlegungsschalter festgelegt ist, ist Tr die Temperatur in dem Fahrgastraum (Innenlufttemperatur), die durch den Innenluftsensor erfasst wird, ist Tam die Außenlufttemperatur, die durch den Außenluftsensor erfasst wird, und ist As die Menge der Sonnenstrahlung, die durch den Sonnensensor erfasst wird. Außerdem sind Kset, Kr, Kam und Ks Steuerungsverstärkungen, und wobei C eine Korrekturkonstante ist.
Der Betrieb in dem Kühlungsmodus wird ausgeführt, wenn der Kühlungsschalter auf der Bedientafel 50 eingeschaltet ist und die Zielzuführlufttemperatur TAO niedriger als eine vorbestimmte Bezugskühlungstemperatur α ist.
Der Betrieb in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus wird ausgeführt, wenn die Zielzuführlufttemperatur TAO gleich wie oder höher als die Bezugskühlungstemperatur α ist und die Außenlufttemperatur Tam höher als eine vorbestimmte Bezugsentfeuchtungs-/-erwärmungstemperatur β ist, während der Kühlungsschalter eingeschaltet ist. Der Betrieb in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus wird ausgeführt, wenn die Zielzuführlufttemperatur TAO gleich wie oder höher als die Bezugskühlungstemperatur α ist und die Außenlufttemperatur Tam gleich wie oder niedriger als die Bezugsentfeuchtungs-/-erwärmungstemperatur β ist, während der Kühlungsschalter eingeschaltet ist.
Der Betrieb in dem Erwärmungsmodus wird ausgeführt, wenn der Kühlungsschalter nicht eingeschaltet ist. Der Enteisungsbetrieb zum Entfernen von Vereisung wird ausgeführt, wenn eine Vereisung in dem Außenwärmetauscher 17 während eines Ausführens des Erwärmungsmodus oder dergleichen ausgebildet ist.
Die Fahrzeugklimaanlage 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform führt daher den Betrieb in dem Kühlungsmodus aus, wenn die Außenlufttemperatur vergleichsweise hoch ist, hauptsächlich wie im Sommer. Die Fahrzeugklimaanlage 1 führt den Betrieb in dem ersten oder zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus hauptsächlich im frühen Frühling oder frühen Winter aus. Die Fahrzeugklimaanlage 1 führt den Betrieb in dem Erwärmungsmodus wenn die Außenlufttemperatur vergleichsweise gering ist, hauptsächlich wie im Winter. Der Betrieb in jedem Betriebsmodus wird nachstehend beschrieben.
Kühlungsmodus
In dem Kühlungsmodus steuert die Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 den Betrieb des ersten Vierwegeventils 13a, um den Kältemittelkreislauf festzulegen, in dem der Kältemittelauslass des Innenverflüssigers 12 mit der ersten Dreiwegeverzweigung 14a verbunden ist, und gleichzeitig das zweite Vierwegeventil 13b mit der dritten Dreiwegeverzweigung 14c verbunden ist. Die Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 steuert auch den Betrieb des zweiten Vierwegeventils 13b, um den Kältemittelkreislauf festzulegen, in dem der Gaskältemittelanschluss des erwärmungsseitigen Speichers 19 mit dem ersten Vierwegeventil 13a verbunden ist, und gleichzeitig der Gaskältemittelanschluss des kühlungsseitigen Speichers 23 mit dem Einlass des Einlassspeichers 24 verbunden ist.
Die Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 steuert ferner das erste Stromsteuerungsventil 15a, um unvollständig geschlossen zu sein, das zweite Stromsteuerungsventil 15b, um vollständig offen zu sein, das dritte Stromsteuerungsventil 15c, um vollständig offen zu sein, das vierte Stromsteuerungsventil 15d, um gedrosselt zu sein, sodass die Kältemitteldekompressionswirkung ausgeübt wird, das fünfte Stromsteuerungsventil 15e, um unvollständig geschlossen zu sein, und das sechste Stromsteuerungsventil 15f, um gedrosselt zu sein. Die Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 schließt auch das erste Umschaltventil 18a und öffnet das zweite Umschaltventil 18b.
Daher, wie durch die durchgezogenen Pfeile in 2 gezeigt ist, bildet der Kühlungsmodus den Ejektorkältekreislauf, in dem das Kältemittel der Reihe nach durch den Kompressor 11, den Innenverflüssiger 12, (das zweite Stromsteuerungsventil 15b,) den Außenwärmetauscher 17, (das dritte Stromsteuerungsventil 15c,) den erwärmungsseitigen Speicher 19, das vierte Stromsteuerungsventil 15b, den Kühlungsejektor 22, den kühlungsseitigen Speicher 23, den Einlassspeicher 24, und den Kompressor 11, sowie der Reihe nach durch den kühlungsseitigen Speicher 23, das sechste Stromsteuerungsventil 15f, den Innenverdampfer 21 und den kühlungsseitigen Sauganschluss 22c des Kühlungsejektors 22 zirkuliert wird.
Die Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 bestimmt den Betriebszustand von jeder der verschiedenen gesteuerten Vorrichtungen (eine Steuerungssignalausgabe an jede der verschiedenen gesteuerten Vorrichtungen) basierend auf der Zielzuführlufttemperatur TAO, den Signalen, die durch die Gruppe von Sensoren erfasst werden, und dergleichen, in dem vorstehend genannten Kältemittelkreislauf.
Beispielsweise wird die Kühlmittelausstoßleistung des Kompressors 11, das heißt, die Steuerungssignalausgabe an den Elektromotor des Kompressors 11, wie folgt bestimmt. Zunächst wird basierend auf der Zielzuführlufttemperatur TAO eine Zielverdampferblaslufttemperatur TEO des Innenverdampfers 21 unter Bezugnahme auf ein Steuerungskennfeld bestimmt, dass im Voraus in der Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 gespeichert wird. Die Zielverdampferblaslufttemperatur TEO wird bestimmt, um gleich wie oder höher als eine Bezugsvereisungsbildungsverhinderungstemperatur (wie etwa 1 °C) zu sein, die bestimmt wird, um imstande zu sein, eine Vereisungsbildung in dem Innenverdampfer 21 zu verhindern.
Dann, basierend auf einer Abweichung zwischen der Zielverdampferblaslufttemperatur TEO und der Innenverdampfertemperatur Tefin, die durch den Innenverdampfertemperatursensor 36 erfasst wird, wird das Steuerungssignal, das an den Elektromotor des Kompressors 11 ausgegeben wird, unter Verwendung einer Regelung so bestimmt, dass sich die Innenverdampfertemperatur Tefin der Zielverdampferblaslufttemperatur TEO nähert.
Der Drosselöffnungsgrad des vierten Stromsteuerungsventils 15d, das heißt, das Steuerungssignal (Steuerungsimpuls), das an das vierte Stromsteuerungsventil 15d ausgegeben wird, wird unter Bezugnahme auf das Steuerungskennfeld, das im Voraus in der Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 gespeichert wird, basierend auf der Zielzuführlufttemperatur TAO bestimmt. Insbesondere wird das Steuerungssignal so bestimmt, dass sich die COP des Ejektorkältekreislaufs 10 dem lokalen Maximum nähert.
Der Drosselöffnungsgrad des sechsten Stromsteuerungsventils 15f, das heißt, das Steuerungssignal (Steuerungsimpuls) das an das sechste Stromsteuerungsventil 15f ausgegeben wird, wird auf einen Bezugsöffnungsgrad zum Kühlen festgelegt, der in der Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 im Voraus gespeichert wird.
Das Steuerungssignal, das an den elektrischen Aktor zum Antreiben der Luftmischklappe 34 ausgegeben wird, wird so bestimmt, dass die Luftmischklappe 34 den Luftdurchlass auf der Seite des Innenverflüssigers 12 absperrt, um es dem gesamten Strom der Luft nach dem Passieren durch den Innenverdampfer 21 zu ermöglichen, um den Innenverflüssiger 12 zu strömen.
Die Steuerungssignale und dergleichen, die wie vorstehend beschrieben bestimmt werden, werden zu den verschiedenen gesteuerten Vorrichtungen ausgegeben. Danach wird eine Steuerungsroutine bei jedem vorbestimmten Steuerungszyklus wiederholt, bis eine Anforderung gemacht wird, den Betrieb der Fahrzeugklimaanlage 1, die Steuerungsroutine, die ein Lesen der erfassten Signale und der Bediensignale erfasst, ein Berechnen der Zielzuführlufttemperatur TAO, ein Bestimmen des Betriebszustands der verschiedenen gesteuerten Vorrichtungen sowie eine Ausgabe der Steuerungsspannung und Steuerungssignale zu stoppen. Die Steuerungsroutine wird auf ähnliche Weise in anderen Betriebsmodi ebenfalls wiederholt.
Entsprechend ändert sich der Zustand des Kältemittels in dedemn Ejektorkältekreislauf 10 in dem Kühlungsmodus, wie in einem Mollier-Schaubild der 8 gezeigt ist.
Insbesondere strömt das Kältemittel, das einen hohen Druck hat und aus dem Kompressor 11 ausströmt, in den Innenverflüssiger 12 (Punkt a8 in 8). Dabei ist der Luftdurchlass auf der Seite des Innenverflüssigers 12 durch die Luftmischklappe 34 versperrt, sodass das Kältemittel, das in den Innenverflüssiger 12 strömt, aus dem Innenverflüssiger 12 mit fast keinem Wärmetausch mit der Luft strömt.
Das aus dem Innenverflüssiger 12 strömende Kältemittel strömt in den einen Kältemittelanschluss des Außenwärmetauschers 17 über das erste Vierwegeventil 13a, das zweite Stromsteuerungsventil 15b, das vollständig offen ist, und dergleichen. Das Kältemittel, das in den Außenwärmetauscher 17 strömt, strahlt Wärme an die Außenluft ab, die von einem Gebläseventilator in den Außenwärmetauscher 17 zugeführt wird, und wird kondensiert (von Punkt a8 zu Punkt e8 in 8).
Das aus dem anderen Kältemittelanschluss des Außenwärmetauschers 17 strömende Kältemittel strömt in den erwärmungsseitigen Speicher 19 über das dritte Stromsteuerungsventil 15c, das vollständig offen ist, und wird in das Gaskältemittel und das Flüssigkältemittel geteilt. Das durch den erwärmungsseitigen Speicher 19 abgeschiedene Flüssigkältemittel strömt in das vierte Stromsteuerungsventil 15d über das zweite Vierwegeventil 13b, das erste Vierwegeventil 13a und dergleichen, und wird dekomprimiert (von Punkt e8 zu Punkt h8 in 8).
Das durch das vierte Stromsteuerungsventil 15 dekomprimierte Kältemittel strömt in die kühlungsseitige Düse 22a des Kühlungsejektors 22. Das in die kühlungsseitige Düse 22a strömende Kältemittel wird isentrop dekomprimiert und eingespritzt (von Punkt h8 zu Punkt i8 in 8). Das aus dem einen Kältemittelanschluss des Innenverdampfers 21 strömende Kältemittel wird auf der Kühlungsseite durch den kühlungsseitigen Sauganschluss 22c des Kühlungsejektors 22 durch die Saugkraft des Kältemittels eingesaugt, das aus der kühlungsseitigen Düse 22a eingespritzt wird.
Das kühlungsseitig eingespritzte Kältemittel aus der kühlungsseitigen Düse 22a und das kühlungsseitige Saugkühlmittel, das durch den kühlungsseitigen Sauganschluss 22c des Kühlungsejektors 22 eingesaugt wird, strömen in den kühlungsseitigen Diffusor 22d (von Punkt i8 zu Punkt j8 und von Punkt p8 zu Punkt j8 8).
Die Zunahme der Fläche des Kältemitteldurchlasses in dem kühlungsseitigen Diffusor 22d ermöglicht ein Umwandeln der kinetischen Energie des Kältemittels in die Druckenergie. Infolgedessen wird der Druck des Gemischs aus dem eingespritzten Kältemittel und dem kühlungsseitigen Saugkältemittel erhöht (von Punkt j8 zu Punkt k8 in 8). Das aus dem kühlungsseitigen Diffusor 22d strömende Kältemittel strömt in den kühlungsseitigen Speicher 23 und wird in das Gaskältemittel und das Flüssigkältemittel getrennt.
Das durch den kühlungsseitigen Speicher 23 abgeschiedene Flüssigkältemittel (Punkt m8 in 8) strömt in das sechste Stromsteuerungsventil 15f in dem gedrosselten Zustand und wird dekomprimiert (von Punkt m8 zu Punkt o8 in 8). Das durch das sechste Stromsteuerungsventil 15f dekomprimierte Kältemittel strömt in den Innenverdampfer 21 durch seinen anderen Kältemittelanschluss, nimmt Wärme aus der Luft auf, die durch das Gebläse 32 zugeführt wird, und verdampft (von Punkt o8 bis p8 in 8). Die Luft wird infolgedessen gekühlt.
Das durch den kühlungsseitigen Speicher 23 abgeschiedene Gaskältemittel (Punkt n8 in 8) wird über das zweite Vierwegeventil 13b, den Einlassspeicher 24 und dergleichen in den Kompressor 11 eingesaugt und wird wieder komprimiert (von Punkt n8 bis a8 in 8).
Der Kühlungsmodus kann somit den Fahrgastraum kühlen, indem Luft, die durch den Innenverdampfer 21 gekühlt wird, in den Fahrgastraum geblasen wird, ohne sie in dem Innenverflüssiger 12 wieder zu erwärmen.
Außerdem wird in dem Kühlungsmodus das Kältemittel, das durch den kühlungsseitigen Diffusor 22d des Kühlungsejektors 22 druckbeaufschlagt wird, in den Kompressor 11 eingesaugt. Daher kann der Energieverbrauch des Kompressors 11 reduziert werden, um die Leistungszahl COP des Kreises verglichen mit einem typischen Kältemittelkreissystem verbessert werden, indem der Kältemittelverdampfungsdruck des Wärmetauschers (des Innenverdampfers 21 in dem Kühlungsmodus), der als der Verdampfer fungiert, gleich dem Druck des Kältemittels ist, das in den Kompressor 11 eingesaugt wird.
Erster Entfeuchtungserwärmungsmodus
In dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus steuert die Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 den Betrieb des ersten Vierwegeventils 13a, um den Kältemittelkreislauf festzulegen, in dem der Kältemittelauslass des Innenverflüssiger 12 mit der ersten Dreiwegeverzweigung 14a verbunden ist, und gleichzeitig das zweite Vierwegeventil 13b mit der dritten Dreiwegeverzweigung 14c verbunden ist. Die Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 steuert auch den Betrieb des zweiten Vierwegeventils 13b, um den Kältemittelkreislauf festzulegen, in dem der Gaskältemittelanschluss des erwärmungsseitigen Speichers 19 mit dem ersten Vierwegeventil 13a verbunden ist und gleichzeitig der Gaskältemittelanschluss des kühlungsseitigen Speichers 23 mit dem Einlass des Einlassspeichers 24 verbunden ist.
Die Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 steuert ferner das erste Stromsteuerungsventil 15a, um vollständig geschlossen zu sein, das zweite Stromsteuerungsventil 15b, um gedrosselt zu sein, das dritte Stromsteuerungsventil 15c, um vollständig offen zu sein, das vierte Stromsteuerungsventil 15d, um vollständig geschlossen zu sein, das fünfte Stromsteuerungsventil 15e, um gedrosselt zu sein, und das sechste Stromsteuerungsventil 15f, um vollständig offen zu sein. Die Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 schließt auch das erste Umschaltventil 18a und schließt das zweite Umschaltventil 18b.
Daher, wie durch die durchgezogenen Pfeile in 3 gezeigt ist, bildet der erste Entfeuchtungserwärmungsmodus den Kältemittelkreislauf, in dem das Kältemittel der Reihe nach durch den Kompressor 11, den Innenverflüssiger 12, das zweite Stromsteuerungsventil 15b, den Außenwärmetauscher 17, (das dritte Stromsteuerungsventil 15c,) den erwärmungsseitigen Speicher 19, das fünfte Stromsteuerungsventil 15e, den Innenverdampfer 21, (das sechste Stromsteuerungsventil 15f,) den kühlungsseitigen Speicher 23, den Einlassspeicher 24 und den Kompressor 11 zirkuliert.
Entsprechend sind in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus der Innenverflüssiger 12, der Außenwärmetauscher 17 und der Innenverdampfer 21 in dieser Reihenfolge entlang des Kältemittelstroms in Reihe verbunden.
Die Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 bestimmt den Betriebszustand von jeder der verschiedenen gesteuerten Vorrichtungen (einen Steuerungssignalausgang zu jeder der verschiedenen gesteuerten Vorrichtungen) basierend auf der Zielzuführlufttemperatur TAO, den Signalen, die durch die Gruppe von Sensoren erfasst werden, und dergleichen, in dem vorstehend genannten Kältemittelkreislauf.
Beispielsweise wird der Drosselöffnungsgrad des zweiten Stromsteuerungsventils 15b, das heißt, das Steuerungssignal (Steuerungsimpuls), das zu dem zweiten Stromsteuerungsventil 15b ausgegeben wird, unter Bezugnahme auf das Steuerungskennfeld, das in der Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 im Voraus gespeichert wird, basierend auf der Zielzuführlufttemperatur TAO bestimmt. Insbesondere wird das Steuerungssignal so bestimmt, dass der Drosselöffnungsgrad mit einer Erhöhung der Zielzuführlufttemperatur TAO reduziert wird. Anders gesagt, das Steuerungssignal wird so bestimmt, dass der Drosselöffnungsgrad mit einer Erhöhung der Erwärmungsfähigkeit reduziert wird, die für den Kreis erforderlich ist.
Der Drosselöffnungsgrad des fünften Stromsteuerungsventils 15e, das heißt, das Steuerungssignal (Steuerungsimpuls), das zu dem fünften Stromsteuerungsventil 15e ausgegeben wird, wird unter Bezugnahme auf das Steuerungskennfeld, das in der Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 im Voraus gespeichert wird, basierend auf der Zielzuführlufttemperatur TAO bestimmt. Insbesondere wird das Steuerungssignal so bestimmt, dass sich die COP des Ejektorkältekreislaufs 10 dem lokalen Maximum nähert.
Der Drosselöffnungsgrad des fünften Stromsteuerungsventil 15e wird daher mit sich reduzierenden Drosselöffnungsgrad des zweiten Stromsteuerungsventil 15b erhöht. Anders gesagt, der Drosselöffnungsgrad des fünften Stromsteuerungsventils 15e wird bestimmt, um mit sich erhöhender Erwärmungsfähigkeit, die für den Kreis erforderlich ist, erhöht zu werden.
Der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 34, das heißt, das Steuerungssignal, das zu dem elektrischen Aktor zum Antreiben der Luftmischklappe 34 ausgegeben wird, wird so bestimmt, dass sich die Lufttemperatur TAV, die durch den Temperatursensor 47 der klimatisierten Luft erfasst wird, der Zielzuführlufttemperatur TAO nähert. Der Betriebszustand von jeder der anderen gesteuerten Vorrichtungen wird in der Weise bestimmt, die ähnlich derjenigen für den Kühlungsmodus ist.
Entsprechend ändert sich der Zustand des Kühlmittels in dem Ejektorkältekreislauf 10 in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus, wie in einem Mollier-Schaubild der 9 gezeigt ist. In dem Mollier-Schaubild 9 wird der Zustand des Kältemittels an einem Ort, der der Kreiskonfiguration des Mollier-Schaubilds der 8 äquivalent ist, das in dem Kühlungsmodus beschrieben wurde, durch das gleiche Bezugszeichen (Buchstaben) wie derjenige in 8 bezeichnet, und lediglich der Zusatz (Zahl), der diesem zugeordnet ist, wird geändert. Ähnliches gilt für die anderen Mollier-Schaubilder, die nachstehend beschrieben sind.
Insbesondere öffnet in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus die Luftmischklappe 34 den Luftdurchlass auf der Seite des Innenverflüssigers 12, sodass das Kältemittel, das den hohen Druck hat, und aus dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, in den Innenverflüssiger 12 strömt (Punk a9 in 9), Wärme mit einem Teil der Luft tauscht, die durch den Innenverdampfer 21 gekühlt und entfeuchtet wird, und Wärme abstrahlt (von Punkt a9 zu Punkt b9 in 9). Ein Teil der Luft wird infolgedessen erwärmt.
Das Kältemittel, das aus dem Innenverflüssiger 12 strömt, strömt in das zweite Stromsteuerungsventil 15b über das erste Vierwegeventil 13a und dergleichen, und wird dekomprimiert (von Punkt b9 zu Punkt c9 in 9). Das durch das zweite Stromsteuerungsventil 15d dekomprimierte Kältemittel strömt in den einen Kältemittelanschluss des Außenwärmetauschers 17.
Hier, wenn die Außenwärmetauschertemperatur Tout höher als die Außenlufttemperatur Tam ist, wie 9 gezeigt ist, strahlt das in den Außenwärmetauscher 17 strömende Kältemittel Wärme an die Außenluft ab, die durch den Gebläseventilator in den Außenwärmetauscher 17 zugeführt wird (von Punkt c9 zu Punkt e9 in 9). Andererseits, wenn die Außenwärmetauschertemperatur Tout niedriger als die Außenlufttemperatur Tam ist, nimmt das in den Außenwärmetauscher 17 strömende Kältemittel Wärme von der Außenluft auf, die durch den Gebläseventilator in den Außenwärmetauscher 17 zugeführt wird.
Das Kältemittel, das aus dem anderen Kältemittelanschluss des Außenwärmetauschers 17 strömt, strömt in das fünfte Stromsteuerungsventil 15e über den erwärmungsseitigen Speicher 19, das zweite Vierwegeventil 13b, das erste Vierwegeventil 13a und dergleichen und wird dekomprimiert (von Punkt e9 zu Punkt p9 in 9).
Das durch das fünfte Stromsteuerungsventil 15e dekomprimierte Kältemittel strömt in den Innenverdampfer 21 durch seinen einen Kältemittelanschluss, tauscht Wärme mit der Luft, die durch das Gebläse 32 zugeführt wird und verdampft (von Punkt p9 zu Punkt n9 in 9). Infolgedessen wird die Luft gekühlt. Das aus dem anderen Kältemittelanschluss des Innenverdampfers 21 strömende Kältemittel wird in den Kompressor 11 über den kühlungsseitigen Speicher 23, das zweite Vierwegeventil 13b, den Einlassspeicher 24 und dergleichen eingesaugt und wird wieder komprimiert (von Punkt n9 zu Punkt a9 in 9).
Der erste Entfeuchtungserwärmungsmodus kann daher den Fahrgastraum entfeuchten und erwärmen, indem er die Luft, die durch den Innenverdampfer 21 gekühlt und entfeuchtet wird, in dem Innenverflüssiger 12 wieder erwärmt und sie in den Fahrgastraum bläst.
Der erste 1. Entfeuchtungserwärmungsmodus drosselt das erste Stromsteuerungsventil 15a, sodass die Temperatur des Kältemittels, das in den Außenwärmetauscher 17 strömt, niedriger als diejenige in dem Kühlungsmodus ist. Infolgedessen kann die Differenz zwischen der Temperatur des Kältemittels in dem Außenwärmetauscher 17 und der Außenlufttemperatur kleiner sein als diejenige in dem Kühlungsmodus, wobei dadurch die Wärmemenge, die durch das Kältemittel in dem Außenwärmetauscher 17 abgestrahlt wird, niedriger sein kann als diejenige in dem Kühlungsmodus.
Daher kann, verglichen mit dem Fall, in dem der Betrieb der Luftmischklappe 34 einfach gesteuert wird, sodass sich die Lufttemperatur TAV der Zielzuführlufttemperatur TAO in dem Kühlungsmodus nähert, die Lufterwärmungsfähigkeit des Innenverflüssigers 12 verbessert werden, indem der Kältemitteldruck in dem Innenverflüssiger 12 erhöht wird, ohne den Strom des Kältemittels zu erhöhen, das in den Kreis zirkuliert.
Zweiter Entfeuchtungserwärmungsmodus
In dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus steuert die Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 den Betrieb des ersten Vierwegeventils 13a, um den Kältemittelkreislauf festzulegen, in dem der Kältemittelauslass des Innenverflüssigers 12 mit der dritten Dreiwegeverzweigung 14c verbunden ist, und gleichzeitig das zweite Vierwegeventil 13b mit der ersten Dreiwegeverzweigung 14a verbunden ist. Die Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 steuert auch den Betrieb des zweiten Vierwegeventils 13b, um den Kältemittelkreislauf festzulegen, in dem der Gaskältemittelanschluss des erwärmungsseitigen Speichers 19 mit dem Einlass des Einlassspeichers 24 verbunden ist, und gleichzeitig der Gaskältemittelanschluss des kühlungsseitigen Speichers 23 mit dem ersten Vierwegeventil 13a verbunden ist.
Die Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 steuert ferner das erste Stromsteuerungsventil 15a, um vollständig geschlossen zu sein, das zweite Stromsteuerungsventil 15b, um gedrosselt zu sein, das dritte Stromsteuerungsventil 15c, um vollständig offen zu sein, das vierte Stromsteuerungsventil 15d, um vollständig geschlossen zu sein, das fünfte Stromsteuerungsventil 15e, um gedrosselt zu sein und das sechste Stromsteuerungsventil 15f, um vollständig offen zu sein. Die Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 schließt auch das erste Umschaltventil 18a und schließt das zweite Umschaltventil 18b.
Daher, wie durch die durchgezogene Pfeile in 4 gezeigt ist, bildet der zweite Entfeuchtungserwärmungsmodus den Kältemittelkreislauf aus, in dem das Kältemittel der Reihe nach durch den Kompressor 11, den Innenverflüssiger 12, das fünfte Stromsteuerungsventil 15e, den Innenverdampfer 21, (das sechste Stromsteuerungsventil 15f,) den kühlungsseitigen Speicher 23, das zweite Stromsteuerungsventil 15b, den Außenwärmetauscher 17, (das dritte Stromsteuerungsventil 15c,) den erwärmungsseitigen Speicher 19, den Einlassspeicher 24 und den Kompressor 11 zirkuliert.
Entsprechend sind in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus der Innenverflüssiger 12, der Innenverdampfer 21 und der Außenwärmetauscher 17 in dieser Reihenfolge entlang des Kältemittelstroms in Reihe verbunden.
Die Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 bestimmt den Betriebszustand von jeder der verschiedenen gesteuerten Vorrichtungen (eine Steuerungssignalausgabe an jede der verschiedenen gesteuerten Vorrichtungen) basierend auf der Zielzuführlufttemperatur TAO, den Signalen, die durch die Gruppe von Sensoren erfasst werden, und dergleichen, in dem vorstehend genannten Kältemittelkreislauf.
Beispielsweise wird der Drosselöffnungsgrad des fünften Stromsteuerungsventils 15e, das heißt, das Steuerungssignal (Steuerungsimpuls), das an das fünfte Stromsteuerungsventil 15e ausgegeben wird, unter Bezugnahme auf das Steuerungskennfeld, das in der Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 im Voraus gespeichert wird, basierend auf der Zielzuführlufttemperatur TAO bestimmt. Insbesondere wird das Steuerungssignal so bestimmt, dass der Drosselöffnungsgrad mit einer Erhöhung der Zielzuführlufttemperatur TAO reduziert wird. Anders gesagt, das Steuerungssignal wird so bestimmt, dass der Drosselöffnungsgrad mit einer Erhöhung der für den Kreis erforderlichen Erwärmungsfähigkeit reduziert wird.
Der Drosselöffnungsgrad des zweiten Stromsteuerungsventils 15b, das heißt, dass Steuerungssignal (Steuerungsimpuls), das an das zweite Stromsteuerungsventil 15b ausgegeben wird, wird unter Bezugnahme auf das Steuerungskennfeld, das in der Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 im Voraus gespeichert wird, basierend auf der Zielzuführlufttemperatur TAO bestimmt. Insbesondere wird das Steuerungssignal so bestimmt, dass sich die COP des Ejektorkältekreislaufs 10 dem lokalen Maximum nähert.
Der Drosselöffnungsgrad des zweiten Stromsteuerungsventils 15b wird daher mit sich reduzierendem Drosselöffnungsgrad des fünften Stromsteuerungsventils 15e erhöht. Anders gesagt, das Steuerungssignal wird so bestimmt, dass der Drosselöffnungsgrad mit sich erhöhender für den Kreis erforderlicher Erwärmungsfähigkeit erhöht wird.
Der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 34, das heißt, das Steuerungssignal, das den einen elektrischen Aktor zum Antreiben der Luftmischklappe 34 ausgegeben wird, wird so bestimmt, dass sich die Lufttemperatur TAV, die durch den Temperatursensor 47 der klimatisierten Luft erfasst wird, der Zielzuführlufttemperatur TAO nähert. Der Betriebszustand von jeder der anderen gesteuerten Vorrichtungen wird in der Weise bestimmt, die ähnlich derjenigen für den Kühlungsmodus ist.
Entsprechend ändert sich der Zustand des Kältemittels in dem Ejektorkältekreislauf 10 in dem zweiten in Entfeuchtungserwärmungsmodus, wie in einem Mollier-Schaubild der 10 gezeigt ist.
Insbesondere öffnet in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus die Luftmischklappe 34 den Luftdurchlass auf der Seite des Innenverflüssigers 12, sodass das Kältemittel, das den hohen Druck hat und aus den Kompressor 11 ausgestoßen wird, in den Innenverflüssiger 12 strömt (Punkt a10 in 10), Wärme mit einem Teil der Luft teilt, die durch den Innenverdampfer 21 gekühlt und entfeuchtet wird, und Wärme abstrahlt (von Punkt a10 zu Punkt b10 in 10). Ein Teil der Luft wird infolgedessen erwärmt.
Das aus dem Innenverflüssiger 12 strömende Kältemittel strömt in das fünfte Stromsteuerungsventil 15e über das erste Vierwegeventil 13a und dergleichen und wird dekomprimiert (von Punkt b10 zu Punkt p10 in 10). Das durch das fünfte Stromsteuerungsventil 15e dekomprimierte Kältemittel strömt in den einen Kältemittelanschluss des Innenverdampfers 21. Das in den Innenverdampfer 21 strömende Kältemittel tauscht Wärme mit der Luft, die von dem Gebläse 32 zugeführt wird, und verdampft (von Punkt p10 zu Punkt n10 in 10). Die Luft wird infolgedessen gekühlt.
Das aus dem anderen Kältemittelanschluss des Innenverdampfers 21 ausströmende Kältemittel strömt in das zweite Stromsteuerungsventil 15b über den kühlungsseitigen Speicher 23, das zweite Vierwegeventil 13b, das erste Vierwegeventil 13a und dergleichen und wird dekomprimiert (von Punkt n10 bis Punkt c10 in 10).
Das durch das zweite Stromsteuerungsventil 15b dekomprimierte Kältemittel strömt in den einen Kältemittelanschluss des Außenwärmetauschers 17 und nimmt Wärme von der Außenluft auf, die durch den Gebläseventilator zugeführt wird (von Punkt c10 zu Punkt f10 in 10). Das aus dem anderen Kältemittelanschluss des Außenwärmetauschers 17 strömende Kältemittel wird in den Kompressor 11 über den erwärmungsseitigen Speicher 19, das zweite Vierwegeventil 13b, den Einlassspeicher 24 und dergleichen eingesaugt und wird wieder komprimiert (von Punkt f10 zu Punkt a10 in 10).
Der zweite Entfeuchtungserwärmungsmodus kann somit den Fahrgastraum entfeuchten und erwärmen, indem er die Luft, die durch den Innenverdampfer 21 gekühlt und entfeuchtet wird, in dem Innenverflüssiger 12 wieder erwärmt und sie in den Fahrgastraum bläst.
In dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus dient der Außenwärmetauscher 17 als ein Verdampfer, wobei der Kältemittelverdampfungsdruck des Außenwärmetauschers 17 niedriger ist als der Kältemittelverdampfungsdruck des Innenverdampfers 21. Infolgedessen kann die Wärmemenge, die durch das Kältemittel in dem Innenverflüssiger 12 abgestrahlt wird, höher sein als diejenige in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus.
Der Kältemitteldruck in dem Innenverflüssiger 12 kann somit bezüglich demjenigen in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus erhöht werden, ohne den Strom des Kältemittels zu erhöhen, das in dem Kreis zirkuliert. Infolgedessen wird die Erwärmungsfähigkeit in dem Innenverflüssiger 12 verbessert, sodass die Lufttemperatur verglichen mit dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus hin zu einem höheren Temperaturbereich erhöht werden kann.
Außerdem ist, wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, die Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Außenwärmetauscher 17 in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus dieselbe wie die Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Außenwärmetauscher 17 in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus. Das heißt, das Kältemittel strömt von dem einen Kältemittelanschluss zu dem anderen Kältemittelanschluss des Außenwärmetauschers 17 in dem ersten und zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus.
Die Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Innenverdampfer 21 in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus ist dieselbe wie die Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Innenverdampfer 21 in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus. Das heißt, das Kältemittel strömt von dem einen Kältemittelanschluss zu dem anderen Kältemittelanschluss des Innenverdampfers 21 in dem ersten und zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus.
Die Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Innenverdampfer 21 in dem ersten und zweiten Befeuchtungserwärmungsmodus unterscheidet sich von der Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Innenverdampfer 21 in dem Kühlungsmodus. Das heißt, das Kältemittel strömt von dem anderen Kältemittelanschluss zu dem einen Kältemittelanschluss des Innenverdampfers 21 in dem Kühlungsmodus.
Erwärmungsmodus
In dem Erwärmungsmodus steuert die Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 den Betrieb des ersten Vierwegeventils 13a, um den Kältemittelkreislauf festzulegen, in dem der Kältemittelauslass des Innenverflüssigers 12 mit der ersten Dreiwegeverzweigung 14a verbunden ist, und gleichzeitig das zweite Vierwegeventil 13b mit der dritten Dreiwegeverzweigung 14c verbunden ist. Die Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 steuert auch den Betrieb des zweiten Vierwegeventils 13b, um den Kältemittelkreislauf festzulegen, in dem der Gaskältemittelanschluss des erwärmungsseitigen Speichers 19 mit dem Einlass des Einlassspeichers 24 verbunden ist, und gleichzeitig der Gaskältemittelanschluss des kühlungsseitigen Speichers 23 mit dem ersten Vierwegeventil 13a verbunden ist.
Die Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 steuert ferner das erste Stromsteuerungsventil 15a, um gedrosselt zu sein, das zweite Stromsteuerungsventil 15b, um vollständig geschlossen zu sein, das dritte Stromsteuerungsventil 15c um gedrosselt zu sein, und das erste Umschaltventil 18a, um offen zu sein.
Daher, wie durch durchgezogene Pfeile in 5 gezeigt ist, bildet der Erwärmungsmodus den Ejektorkältekreislauf aus, in dem das Kältemittel der Reihe nach durch den Kompressor 11, den Innenverflüssiger 12, das erste Stromsteuerungsventil 15a, den Erwärmungsejektor 16, den erwärmungsseitigen Speicher 19, den Einlassspeicher 24 und den Kompressor 11, sowie der Reihe nach durch den erwärmungsseitigen Speicher 19, das dritte Stromsteuerungsventil 15c, den Außenwärmetauscher 17 und den erwärmungsseitigen Sauganschluss 16c des Erwärmungsejektors 16 zirkuliert.
Die Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 bestimmt den Betriebszustand von jeder der verschiedenen gesteuerten Vorrichtungen (eine Steuerungssignalausgabe an jede der verschiedenen gesteuerten Vorrichtungen) basierend auf der Zielzuführlufttemperatur TAO, den Signalen, die durch die Gruppe von Sensoren erfasst werden, und dergleichen, in dem vorstehend genannten Kältemittelkreislauf.
Beispielsweise wird die Kältemittelausstoßleistung des Kompressors 11, das heißt, die Steuerungssignalausgabe an den Elektromotor des Kompressors 11 wie folgt bestimmt. Zunächst wird basierend auf der Zielzuführlufttemperatur TAO eine Zielverflüssigertemperatur TCO des Innenverflüssigers 12 unter Bezugnahme auf das Steuerungskennfeld bestimmt, das in der Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 im Voraus gespeichert wird.
Dann wird auf der Basis einer Abweichung zwischen der Zielverflüssigertemperatur TCO und der Ausstoßkältemitteltemperatur Td, die durch den Ausstoßtemperatursensor 45 erfasst wird, die Steuerungssignalausgabe an den Elektromotor des Kompressors 11 unter Verwendung einer Regelung so bestimmt, dass sich die Ausstoßkältemitteltemperatur Td der Zielverflüssigertemperatur TCO nähert.
Der Drosselöffnungsgrad des ersten Stromsteuerungsventils 15a, das heißt, das Steuerungssignal (Steuerungsimpuls), das an das erste Stromsteuerungsventil 15a ausgegeben wird, wird unter Bezugnahme auf das Steuerungskennfeld, das in der Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 im Voraus gespeichert wird, basierend auf der Kältemittelausstoßleistung des Kompressors 11, wie etwa der Steuerungssignalausgabe an den Elektromotor des Kompressors 11, bestimmt.
Das Steuerungskennfeld bestimmt den Drosselöffnungsgrad des ersten Stromsteuerungsventils 15a sodass eine Trockenheit x des Kältemittels, das in die erwärmungsseitige Düse 16a strömt 0,5 oder höher und 0,8 oder niedriger ist. Der Bereich der Trockenheit x ist ein Wert, der durch ein vorhergehendes Experiment als ein Wert erlangt wird, bei dem sich die Lufterwärmungsfähigkeit des Innenverflüssigers 12 dem lokalen Maximum nähern kann.
Der Drosselöffnungsgrad des dritten Stromsteuerungsventils 15c, das heißt, das Steuerungssignal (Steuerungsimpuls), das an das dritte Stromsteuerungsventil 15c ausgegeben wird, wird auf einen Bezugsöffnungsgrad zum Erwärmen festgelegt, der in der Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 im Voraus gespeichert wird.
Die Steuerungssignalausgabe an den Elektromotor zum Antreiben der Luftmischklappe 34 wird so bestimmt, dass der gesamte Strom der Luft nach einem Durchlaufen des Innenverdampfers 21 durch den Luftdurchlass auf der Seite des Innenverflüssigers 12 strömt.
Entsprechend ändert sich der Zustand des Kältemittels in dem Ejektorkältekreislauf 10 in den Erwärmungsmodus, wie in einem Mollier-Schaubild der 11 gezeigt ist.
Insbesondere öffnet in dem Erwärmungsmodus die Luftmischklappe 34 den Luftdurchlass auf der Seite des Innenverflüssigers 12 vollständig, sodass das Kältemittel, das den hohen Druck hat und aus dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, in den Innenverflüssiger 12 strömt (Punkt a11 in 11), Wärme mit der Luft tauscht und Wärme abstrahlt (von Punkt a11 zu Punkt b11 in 11). Die Luft wird infolgedessen erwärmt.
Das Kältemittel, das aus dem Innenverflüssiger 12 ausströmt, strömt in das erste Stromsteuerungsventil 15a über das erste Vierwegeventil 13a und wird dekomprimiert (von Punkt b11 zu Punkt r11 in 11). Infolgedessen wird die Trockenheit x des in die erwärmungsseitige Düse 16a strömenden Kältemittels auf 0,5 oder höher und 0,8 oder niedriger eingestellt.
Das durch das erste Stromsteuerungsventil 15a dekomprimierte Kältemittel strömt in die erwärmungsseitige Düse 16a des Erwärmungsejektors 16. Das in die erwärmungsseitige Düse 16a strömende Kältemittel wird isentrop dekomprimiert und eingespritzt (von Punkt r11 bis Punkt s11 in 11). Das aus dem einen Kältemittelanschluss des Außenwärmetauschers 17 strömende Kältemittel wird in den erwärmungsseitigen Sauganschluss 16c des Erwärmungsejektors 16 durch die Saugkraft des erwärmungsseitig eingespritzten Kältemittels eingesaugt.
Das erwärmungsseitig eingespritzte Kältemittel aus der erwärmungsseitigen Düse 16a und das erwärmungsseitige Saugkühlmittel, das durch den erwärmungsseitigen Sauganschluss 16c des Erwärmungsejektors 16 eingesaugt wird, strömen in den erwärmungsseitigen Diffusor 16d (von Punkt s11 zum Punkt t11 und vom Punkt c11 zu Punkt t11 in 11).
Das Erhöhen der Fläche des Kältemitteldurchlasses in dem erwärmungsseitigen Diffusor 16d ermöglicht ein Umwandeln der kinetischen Energie des Kältemittels in die Druckenergie. Infolgedessen wird der Druck des Gemischs des eingespritzten Kältemittels und des erwärmungsseitigen Saugkühlmittels erhöht (von Punkt t11 bis Punkt u11 in 11). Das aus dem erwärmungsseitigen Diffusor 16d strömende Kältemittel strömt in den erwärmungsseitigen Speicher 19 und wird in das Gaskältemittel und das Flüssigkältemittel getrennt.
Das durch den erwärmungsseitigen Speicher 19 abgeschiedene Flüssigkältemittel (Punkt e11 in 11) strömt in das dritte Stromsteuerungsventil 15c in dem gedrosselten Zustand und wird dekomprimiert (von Punkt e11 zu Punkt d11 in 11). Das durch das dritte Stromsteuerungsventil 15c dekomprimierte Kältemittel strömt in den anderen Kältemittelanschluss des Außenwärmetauschers 17, nimmt Wärme von der Außenluft auf, die durch den Gebläseventilator zugeführt wird, und verdampft (von Punkt d11 zu Punkt c11 in 11).
Das durch den erwärmungsseitigen Speicher 19 abgeschiedene Gaskältemittel (Punkt f11 in 11) wird in den Kompressor 11 über das zweite Vierwegeventil 13b, den Innenspeicher 24 und dergleichen eingesaugt und wird wieder komprimiert (von Punkt f11 zu Punkt a11 in 11).
Der Erwärmungsmodus kann somit den Fahrgastraum erwärmen, indem die durch den Innenverflüssiger 12 erwärmte Luft in den Fahrgastraum geblasen wird.
Außerdem wird in dem Erwärmungsmodus das durch den erwärmungsseitigen Diffusor 16d des Erwärmungsejektors 16 druckbeaufschlagte Kältemittel in den Kompressor 11 eingesaugt. Daher kann der Energieverbrauch des Kompressors 11 reduziert werden, um imstande zu sein, die COP verglichen mit einem typischen Kältekreissystem zu verbessern, in dem der Kältemittelverdampfungsdruck des Wärmetauschers (des Außenwärmetauschers 17 in dem Erwärmungsmodus), der als der Verdampfer fungiert, gleich dem Druck des Kältemittels ist, das in den Kompressor 11 eingesaugt wird.
Außerdem ist, wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich wird, die Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Außenwärmetauscher 17 in dem ersten und zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus von der Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Außenwärmetauscher 17 in dem Erwärmungsmodus verschieden. Das heißt, das Kältemittel strömt von dem anderen Kältemittelanschluss zu dem einen Kältemittelanschluss des Außenwärmetauschers 17 in dem Erwärmungsmodus.
Hier kann der Außenwärmetauscher 17 eine Vereisungsbildung erfahren, wenn die Kältemittelverdampfungstemperatur des Außenwärmetauschers 17 in dem Kältemittelkreislauf unter den Gefrierpunkt fällt (0°C oder weniger), in dem der Außenwärmetauscher 17 des Ejektorkältekreislaufs 10 als ein Verdampfer dient, wie in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus und dem Erwärmungsmodus des Ejektorkältekreislaufs 10.
So eine Vereisungsbildung versperrt den Außenluftdurchlass des Außenwärmetauschers 17, um die Wärmetauschleistung des Außenwärmetauschers 17 zu reduzieren. Infolgedessen wird die Wärmemenge reduziert, die durch das Kältemittel von der Außenluft in dem Außenwärmetauscher 17 aufgenommen wird, sodass der Ejektorkältekreislauf 10 die Luft nicht ausreichend erwärmen kann.
Die Fahrzeugklimaanlage 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann den Betrieb in dem Enteisungsmodus ausführen, um eine Vereisung in dem Außenwärmetauscher 17 des Kältemittelkreislaufs 10 zu entfernen, wenn eine Vereisung ausgebildet wird.
Insbesondere bestimmt die vorliegende Ausführungsform, dass eine Vereisung in dem Außenwärmetauscher 17 ausgebildet wird, wenn die Außenlufttemperatur Tam 0°C oder weniger ist, und ein Wert, der durch ein Subtrahieren der Außenwärmetauschertemperatur Tout von der Außenlufttemperatur Tam (Tam - Tout) erlangt wird, gleich wie oder größer als eine vorbestimmte Bezugstemperaturdifferenz ist. Dann wird der Betrieb in dem Enteisungsmodus ausgeführt, bis eine vorbestimmte Bezugszeitspanne verstreicht. Der Betrieb des Enteisungsmodus wird nachstehend beschrieben.
Enteisungsmodus
In dem Enteisungsmodus steuert die Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 den Betrieb des ersten Vierwegeventils 13a, um den Kältemittelkreislauf festzulegen, in dem der Kältemittelauslass des Innenverflüssigers 12 mit der ersten Dreiwegeverzweigung 14a verbunden ist, und gleichzeitig das zweite Vierwegeventil 13b mit der dritten Dreiwegeverzweigung 14c verbunden ist. Die Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 steuert auch den Betrieb des zweiten Vierwegeventils 13b, um den Kältemittelkreislauf festzulegen, in dem der Gaskältemittelanschluss des erwärmungsseitigen Speichers 19 mit dem Einlass des Einlassspeichers 24 verbunden ist, und gleichzeitig der Gaskältemittelanschluss des kühlungsseitigen Speichers 23 mit dem ersten Vierwegeventil 13a verbunden ist.
Die Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 steuert ferner das erste Stromsteuerungsventil 15a, um vollständig geschlossen zu sein, das zweite Stromsteuerungsventil 15b, um gedrosselt zu sein, das dritte Stromsteuerungsventil 15c, um vollständig offen zu sein, und das erste Umschaltventil 18a um geschlossen zu sein.
Daher, wie durch die durchgezogenen Pfeile in 6 gezeigt ist, bildet der Enteisungsmodus den Kältemittelkreislauf aus, in dem das Kältemittel der Reihe nach durch den Kompressor 11, den Innenverflüssiger 12, das zweite Stromsteuerungsventil 15b, den Außenwärmetauscher 17, (das dritte Stromsteuerungsventil 15c,) den erwärmungsseitigen Speicher 19, den Einlassspeicher 24 und den Kompressor 11 zirkuliert wird.
Die Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 bestimmt den Betriebszustand von jeder der verschiedenen gesteuerten Vorrichtungen (eine Steuerungssignalausgabe an jede der verschiedenen gesteuerten Vorrichtungen) auf der Basis der Zielzuführlufttemperatur TAO, den Signalen, die durch die Gruppe von Sensoren erfasst werden, und dergleichen, in dem vorstehend beschriebenen Kältemittelkreislauf.
Beispielsweise wird die Kältemittelausstoßleistung des Kompressors 11, das heißt, die Steuerungssignalausgabe an den Elektromotor des Kompressors 11, so bestimmt, dass die Kältemittelausstoßleistung zum Enteisen ausgeübt wird, die in der Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 im Voraus gespeichert wird. Der Drosselöffnungsgrad des zweiten Stromsteuerungsventils 15b, das heißt, das Steuerungssignal (Steuerungsimpuls), das an das zweite Stromsteuerungsventil 15b ausgegeben wird, wird auf einen Bezugsöffnungsgrad zum Enteisen festgelegt, der in der Klimaanlagensteuerungseinrichtung 40 im Voraus gespeichert wird.
Die Steuerungssignalausgabe an den elektrischen Aktor zum Antreiben der Luftmischklappe 34 wird so bestimmt, dass die Luftmischklappe 34 den Luftdurchlass auf der Seite des Innenverflüssigers 12 versperrt, um es dem gesamten Strom der Luft nach einem Durchlaufen des Innenverdampfers 21 zu ermöglichen, um den Innenverflüssiger 12 zu strömen.
Entsprechend ändert sich der Zustand des Kältemittels in dem Ejektorkältekreislauf 10 in dem Enteisungsmodus wie in einem Mollier-Schaubild der 12 gezeigt ist.
Insbesondere strömt das Kältemittel, das den hohen Druck hat und aus dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, in den Innenverflüssiger 12 (Punkt a12 in 12). Dabei ist der Luftdurchlass auf der Seite des Innenverflüssigers 12 durch die Luftmischklappe 34 versperrt, sodass das Kältemittel, das in den Innenverflüssiger 12 strömt aus dem Innenverflüssiger 12 mit fast keinem Wärmetausch mit der Luft ausströmt.
Das aus dem Innenverflüssiger 12 ausströmende Kältemittel strömt in das zweite Stromsteuerungsventil 15b über das erste Vierwegeventil 13a und wird dekomprimiert (von Punkt a12 zu Punkt c12 in 12). Das durch das zweite Stromsteuerungsventil 15b dekomprimierte Kältemittel strömt in den einen Kältemittelanschluss des Außenwärmetauschers 17 und strahlt Wärme an den Außenwärmetauscher 17 ab (von Punkt c12 zu Punkt f12 in 12). Der Außenwärmetauscher 17 wird infolgedessen enteist.
Das aus dem Außenwärmetauscher 17 strömende Kältemittel wird in den Kompressor 12 über das zweite Stromsteuerungsventil 15b, das vollständig offen ist, den erwärmungsseitigen Speicher 19, das zweite Vierwegeventil 13b und den Einlassspeicher 24 eingesaugt und wird wieder komprimiert (von Punkt f12 zu Punkt a12 in 12).
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann der Ejektorkältekreislauf 10 der vorliegenden Ausführungsform eine angemessene Klimatisierung in den Fahrgastraum implementieren, indem er den Betrieb der Fahrzeugklimaanlage 1 unter dem Kühlungsmodus, dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus, dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus und dem Erwärmungsmodus umschaltet. Der Ejektorkältekreislauf 10 der vorliegenden Ausführungsform kann auch den Kältemittelkreislauf in dem Enteisungsmodus festlegen, um imstande zu sein, eine Vereisung zu entfernen, die in dem Außenwärmetauscher 17 im Falle einer Vereisungsbildung ausgebildet wird.
Der Ejektorkältekreislauf 10 der vorliegenden Ausführungsform kann auch den Temperatureinstellbereich der Luft beim Entfeuchten und Erwärmen des Fahrgastraums erweitern.
Genauer gesagt, ein herkömmlicher Ejektorkältekreislauf muss den Kältemitteldruck in dem Außenwärmetauscher bei einem vorbestimmten Wert oder mehr aufrechterhalten, um den Ejektorkältekreislauf beim Durchführen eines Entfeuchtens und eines Erwärmens angemessen zu betreiben, indem er den Außenwärmetauscher und den Innenverdampfer bezüglich des Kältemittelstroms in Reihe verbindet. Daher kann die Temperatur der in den Fahrgastraum geblasenen Luft (Zuführlufttemperatur) nicht in einem bestimmten Bereich beim Entfeuchten und Erwärmen eingestellt werden.
Insbesondere kann der herkömmliche Ejektorkältekreislauf die Zuführlufttemperatur in einem Bereich A der 13 beim Umschalten zu dem Kältemittelkreislauf einstellen, in dem der Außenwärmetauscher und der Innenverdampfer bezüglich des Kältemittelstroms in Reihe verbunden sind. Die Zuführlufttemperatur kann in einem Bereich C der 13 eingestellt werden, wenn der herkömmliche Ejektorkältekreislauf den Kältemittelkreislauf festlegt, in dem der Außenwärmetauscher und der Innenverdampfer bezüglich des Kältemittelstroms parallel verbunden sind.
Anders gesagt, der herkömmliche Ejektorkältekreislauf kann die Zuführlufttemperatur nicht in dem Bereich B der 13 einstellen.
Andererseits legt der Ejektorkältekreislauf 10 der vorliegenden Ausführungsform den Kältemittelkreislauf fest, in dem der Außenwärmetauscher 17 und der Innenverdampfer 21 bezüglich des Kältemittelstroms in dem ersten und zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus in Reihe verbunden sind. Das Kältemittel kann somit dem Außenwärmetauscher 17 und dem Innenverdampfer 21 zuverlässig durch die Saug-und Ausstoßwirkung des Kompressors 11 unabhängig von dem Kältemitteldruck in dem Außenwärmetauscher 17 zugeführt werden.
In dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus ist der Außenwärmetauscher 17 stromaufwärts des Innenverdampfers 21 entlang des Kältemittelstroms über das fünfte Stromsteuerungsventil 15e angeordnet, das der zweite Dekompressor ist, sodass die Temperatur des Kältemittels in dem Außenwärmetauscher 17 in einem Temperaturbereich eingestellt werden kann, der höher ist als derjenige des Kältemittels in dem Innenverdampfer 21.
Die Wärmemenge, die durch das Kältemittel in dem Innenverflüssiger 12 abgestrahlt wird, kann somit eingestellt werden, indem der Drosselöffnungsgrad des fünften Stromsteuerungsventils 15e eingestellt wird, und die Wärmemenge eingestellt wird, die durch das Kältemittel in dem Außenwärmetauscher 17 aufgenommen oder abgestrahlt wird. Infolgedessen kann der Bereich, in dem die Zuführlufttemperatur eingestellt werden kann, auf einen Bereich D der 13 in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus erweitert werden.
In dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus ist der Außenwärmetauscher 17 stromabwärts des Innenverdampfers 21 entlang des Kältemittelstroms über das zweite Stromsteuerungsventil 15b angeordnet, das der erste Dekompressor ist, sodass die Temperatur des Kältemittels in dem Außenwärmetauscher 17 in einem Temperaturbereich sein kann, der niedriger ist als derjenige des Kältemittels in dem Innenverdampfer 21.
Der Innenverflüssiger 12 kann daher die Luft mit der Erwärmungsfähigkeit erwärmen, die höher ist als diejenige in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus, indem der Drosselöffnungsgrad des zweiten Stromsteuerungsventils 15b eingestellt wird und die Wärmemenge, die durch das Kältemittel in dem Außenwärmetauscher 17 aufgenommen wird, erhöht wird. Infolgedessen kann der Bereich, in dem die Zuführlufttemperatur eingestellt werden kann, auf dem Bereich E der 13 in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus erweitert werden.
Infolgedessen kann der Ejektorkältekreislauf 10 der vorliegenden Ausführungsform die Temperatur der Luft in dem weiten Temperaturbereich einstellen, indem er zwischen dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus und dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus beim Entfeuchten und Erwärmen des Fahrgastraums umschaltet.
In dem Ejektorkältekreislauf 10 der vorliegenden Ausführungsform ist die Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Außenwärmetauscher 17 in dem ersten und zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus von der Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Außenwärmetauscher 17 in dem Erwärmungsmodus verschieden. Es ist daher möglich das Kältemittelöl daran zu hindern, in dem Außenwärmetauscher 17 zu verbleiben, indem der Modus des Stroms des Kältemittels durch den Außenwärmetauscher 17 in dem ersten und zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus und der Modus des Stroms des Kältemittels durch den Außenwärmetauscher 17 in dem Erwärmungsmodus geändert werden.
Insbesondere wird in der vorliegenden Ausführungsform die Querschnittsfläche des Kältemitteldurchlasses, die in dem Außenwärmetauscher 17 begrenzt ist, von einem Kältemitteleinlass (das heißt, dem anderen Kältemittelanschluss) in Richtung eines Kältemittelauslasses (das heißt, dem einen Kältemittelanschluss) in dem Erwärmungsmodus reduziert. Infolgedessen wird die Strömungsrate des Kältemittels erhöht, das durch den Außenwärmetauscher 17 in dem Erwärmungsmodus strömt, um imstande zu sein, das Kältemittelöl daran zu hindern, in dem Außenwärmetauscher 17 zu verbleiben.
Genauer gesagt, der Außenwärmetauscher 17 dient als ein Verdampfer in dem Erwärmungsmodus. Das Flüssigkältemittel verdampft, während es durch den Kältemitteldurchlass in dem Außenwärmetauscher 17 von dem Kältemitteleinlass in Richtung des Kältemittelauslasses strömt, wobei sich dadurch die Dichte des Kältemittels verringert. Daher kann die Reduzierung der Querschnittsfläche des Kältemitteldurchlasses von dem Kältemitteleinlass in Richtung des Kältemittelauslasses des Außenwärmetauschers 17 die Strömungsrate des Kältemittels erhöhen, das durch den Außenwärmetauscher 17 strömt, und das in dem Außenwärmetauscher 17 verbleibende Kältemittelöl aus dem Außenwärmetauscher 17 ausstoßen.
In dem Ejektorkältekreislauf 10 der vorliegenden Ausführungsform ist die Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Innenverdampfer 21 in dem ersten und zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus von der Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Innenverdampfer 21 in dem Kühlungsmodus verschieden. Es ist somit möglich das Kältemittelöl daran zu hindern, in dem Innenverdampfer 21 zu verbleiben, indem der Modus des Stroms des Kältemittels durch den Innenverdampfer 21 in dem ersten und zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus und der Modus des Stroms des Kältemittels durch den Innenverdampfer 21 in dem Kühlungsmodus verändert werden.
Genauer gesagt, der Innenverdampfer 21 dient als ein Verdampfer in dem Kühlungsmodus. Das Flüssigkältemittel verdampft, während es durch den Kältemitteldurchlass in den Innenverdampfer 21 von dem Kältemitteleinlass in Richtung des Kältemittelauslasses strömt, wodurch sich die Dichte des Kältemittels verringert. Daher kann die Reduzierung der Querschnittsfläche des Kältemitteldurchlasses von dem Kältemitteleinlass in Richtung des Kältemittelauslasses des Innenverdampfers 21 die Strömungsrate des Kältemittels erhöhen, das durch den Innenverdampfer 21 strömt, und das Kältemittel Öl, das in dem Innenverdampfer 21 verbleibt, aus dem Innenverdampfer 21 ausstoßen.
Das heißt, der Ejektorkältekreislauf 10 der vorliegenden Ausführungsform, der bei der Klimaanlage verwendet wird, die ein Entfeuchten und Erwärmen durchführt, kann den Temperatureinstellbereich der Luft, die in den Klimatisierungszielraum geblasen wird, beim Entfeuchten und Erwärmen erweitern, während er das Kältemittelöl daran hindert, in dem Außenwärmetauscher 17 und dem Innenverdampfer 21 zu verbleiben.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann in angemessener Weise abgewandelt werden. Einzelne Elemente oder Merkmale einer einzelnen Ausführungsform sind im Allgemeinen nicht auf die bestimmte Ausführungsform beschränkt, sondern sind, je nachdem, austauschbar und können in einer ausgewählten Ausführungsform verwendet werden, auch wenn dies nicht im Einzelnen gezeigt oder beschrieben ist. Einzelne Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform sind nicht notwendigerweise wesentlich, es sei denn, es wird im Einzelnen ausgeführt, dass diese Elemente oder Merkmale in der vorstehenden Beschreibung wesentlich sind, oder es sei denn, die Elemente oder Merkmale sind offensichtlich grundsätzlich wesentlich.
Eine Menge, ein Wert, eine Höhe, ein Bereich oder dergleichen, wenn in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen festgelegt, ist nicht notwendigerweise auf den bestimmten Wert, die Höhe, den Bereich oder dergleichen beschränkt, es sei denn, es ist im Einzelnen ausgeführt, dass der Wert, die Höhe, der Bereich oder dergleichen notwendigerweise oder der bestimmte Wert, die Höhe, der Bereich oder dergleichen grundsätzlich notwendigerweise der bestimmte Wert, die Höhe, der Bereich oder dergleichen sein muss. Außerdem ist ein Werkstoff, eine Form, eine Positionsbeziehung oder dergleichen, wenn in den vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen festgelegt, nicht notwendigerweise auf den bestimmten Werkstoff, die Form, die Positionsbeziehung oder dergleichen beschränkt, es sei denn, es ist im Einzelnen festgelegt, dass der Werkstoff, die Form, die Positionsbeziehung oder dergleichen notwendigerweise der bestimmte Werkstoff, die Form, die Positionsbeziehung oder dergleichen ist, oder es sei denn, der Werkstoff, die Form, die Positionsbeziehung oder dergleichen muss grundsätzlich notwendigerweise der bestimmte Werkstoff, die Form, die Positionsbeziehung oder dergleichen sein.
(1) Obwohl die vorstehend beschriebene Ausführungsform das Beispiel beschreibt, in dem der Ejektorkältekreislauf 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung bei der Klimaanlage für ein Elektrofahrzeug verwendet wird, ist die Verwendung des Ejektorkältekreislaufs 10 nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann der Ejektorkältekreislauf einer Klimaanlage bei einem gewöhnlichen Fahrzeug verwendet werden, das eine Fahrzeugantriebskraft von einer Brennkraftmaschine (Kraftmaschine) erhält, oder bei einer Klimaanlage eines Hybridfahrzeugs, das eine Fahrzeugantriebskraft sowohl von einer Brennkraftmaschine als auch einen Antriebselektromotor erhält.
Wenn der Ejektorkältekreislauf bei einem Fahrzeug mit der Brennkraftmaschine verwendet wird, kann ein Heizeinrichtungskern, der die Luft unter Verwendung eines Kühlmittels der Brennkraftmaschine als der Wärmequelle erwärmt, als eine Hilfslufterwärmungseinrichtung in der Fahrzeugklimaanlage 1 vorgesehen sein. Der Ejektorkältekreislauf kann nicht nur bei der Fahrzeugklimaanlage verwendet werden, sondern auch bei einer stationären Klimaanlage.
Obwohl die vorstehend beschriebene Ausführungsform den Ejektorkältekreislauf 10 beschreibt, der die Luft unter Verwendung des Kältemittels, das aus dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, als einer Wärmequelle unmittelbar erwärmt, indem er Wärme zwischen dem Kältemittel, das aus dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, und der Luft in dem Innenverflüssiger 12 tauscht, kann die Luft in dem Innenverflüssiger 12 anders erwärmt werden.
Beispielsweise kann ein Erwärmungsmediumzirkulationskreislauf zum Zirkulieren eines Erwärmungsmediums vorgesehen sein, ein Innenkühler kann als ein Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher eingerichtet sein, der Wärme zwischen dem Kältemittel, das aus dem Kompressor ausgestoßen wird, und dem Erwärmungsmedium tauscht, und ein Erwärmungswärmetauscher, der die Luft erwärmt, indem Wärme zwischen dem Erwärmungsmedium, das durch den Innenkühler erwärmt wird, und der Luft tauscht, kann in dem Erwärmungsmediumzirkulationskreislauf angeordnet sein. Das heißt, der Innenkühler kann die Luft indirekt über das Erwärmungsmedium erwärmen, unter Verwendung des Kältemittels, das aus dem Kompressor ausgestoßen wird (Kältemittel auf der Hochdruckseite des Kreises) als der Wärmequelle.
Alternativ, wenn der Ejektorkältekreislauf bei dem Fahrzeug mit der Brennkraftmaschine verwendet wird, kann das Kühlmittel der Brennkraftmaschine als das Erwärmungsmedium verwendet werden und durch den Erwärmungsmediumzirkulationskreislauf zirkuliert werden. In einem Elektrofahrzeug kann das Kühlmittel zu Kühlen eines Akkumulators oder einer Elektrovorrichtung als das Erwärmungsmedium verwendet werden und durch den Erwärmungsmediumzirkulationskreislauf zirkuliert werden.
(2) Obwohl die vorstehend beschriebene Ausführungsform das Beispiel beschreibt, in dem die Querschnittsfläche des Innendurchlasses, der sowohl in dem Außenwärmetauscher 17 als auch dem Innenverdampfer 21 begrenzt ist, allmählich geändert wird, indem die Konfiguration des Durchlasses geändert wird, kann der Modus des Stroms des Kältemittels durch den Außenwärmetauscher 17 und den Innenverdampfer 21 in den Betriebsmodi durch ein anderes Verfahren geändert werden. Beispielsweise können sowohl der Außenwärmetauscher 17 als auch der Innenverdampfer 21 jeweils ausgebildet sein, indem eine Vielzahl von Arten von Rohren mit unterschiedlichen Durchlassquerschnittsflächen verwendet wird.
Außerdem, obwohl die vorstehend beschriebene Ausführungsform das Beispiel beschreibt, in dem die Querschnittsfläche des Kältemitteldurchlasses, der in dem Außenwärmetauscher 17 ausgebildet ist, von dem anderen Kältemittelanschluss in Richtung des einen Kältemittelanschlusses reduziert ist, kann die Querschnittsfläche des Durchlasses anders geändert werden.
Beispielsweise kann die Querschnittsfläche des Kältemitteldurchlasses von dem anderen Kältemittelanschluss in Richtung des einen Kältemittelanschlusses erhöht werden, so lange wie die Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Außenwärmetauscher 17 in dem ersten und zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus von der Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Außenwärmetauscher 17 in dem Erwärmungsmodus verschieden ist, um es dem Kältemittelöl in dem Außenwärmetauscher 17 zu ermöglichen, in irgendeinem der Betriebsmodi ausgestoßen zu werden. Das heißt, die Querschnittsfläche des Kältemitteldurchlasses, der in dem Außenwärmetauscher 17 begrenzt ist, kann von dem Kältemitteleinlass in Richtung des Kältemittelauslasses in dem Erwärmungsmodus vergrößert werden.
Mit sich erhöhender Querschnittsfläche des Kältemitteldurchlasses von dem Kältemitteleinlass in Richtung des Kältemittelauslasses in dem Erwärmungsmodus, in dem der Außenwärmetauscher 17 als ein Verdampfer dient, kann ein Druckverlust verhindert werden, wenn das Kältemittel durch den Außenwärmetauscher 17 strömt. Ähnliches gilt für den Innenverdampfer 21. Das heißt, die Querschnittsfläche des Kältemitteldurchlasses, der in dem Innenverdampfer 21 begrenzt ist, kann von dem Kältemitteleinlass in Richtung des Kältemittelauslasses in dem Kühlungsmodus vergrößert werden.
(3) Die Komponenten, die den Ejektorkältekreislauf 10 ausmachen, sind nicht auf diejenigen beschränkt, die in der vorstehenden Ausführungsformen beschrieben sind.
Beispielsweise beschreibt die vorstehende Ausführungsform das Beispiel, in dem der elektrische Kompressor als der Kompressor 11 verwendet wird, jedoch ist der Kompressor 11 nicht darauf beschränkt. Ein kraftmaschinenangetriebener Kompressor mit variabler Leistung oder dergleichen kann beispielsweise als der Kompressor 11 verwendet werden.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschreibt das Beispiel, in dem die Luft durch einen Wärmetausch zwischen dem Kältemittel, das den hohen Druck hat, und der Luft in dem Innenverflüssiger 12 erwärmt wird. Alternativ kann beispielsweise ein Erwärmungsmediumzirkulationskreislauf zum Zirkulieren eines Erwärmungsmediums anstatt des Innenverflüssigers 12 vorgesehen sein, und wobei ein Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher, der Wärme zwischen dem Kältemittel, das den hohen Druck hat, und dem Erwärmungsmedium tauscht, ein Erwärmungswärmetauscher, der die Luft durch Tauschen von Wärme zwischen dem Erwärmungsmedium, das durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher erwärmt wird, und der Luft erwärmt, und dergleichen können in dem Erwärmungsmedienzirkulationskreislauf angeordnet sein.
Obwohl die vorstehend beschriebene Ausführungsform das Beispiel beschreibt, in dem die Vielzahl von Stromsteuerungsventilen und Umschaltventilen als die Kältemittelkreislaufschalter verwendet werden, sind die Kältemittelkreislaufschalter nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann eine Kombination aus einem Stromsteuerungsventil ohne eine vollständig geschlossene Funktion und einem Umschaltventil, einem Vierwegeventil und dergleichen verwendet werden, solange wie die Kältemittelkreislaufschalter mindestens den Kältemittelkreislauf in dem Erwärmungsmodus und den Kältemittelkreislauf in dem Reihenentfeuchtungserwärmungsmodus festlegen können.
Alternativ können die in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform beschriebenen Komponenten integriert werden. Beispielsweise können das erste Stromsteuerungsventil 15a, der Erwärmungsejektor 16, der erwärmungsseitige Speicher und dergleichen integriert (modularisiert) werden. In einem solchen Fall kann ein Ventilkörper, mit einer Nadel oder einer Kegelform in dem Durchlass der erwärmungsseitigen Düse 16a des Erwärmungsejektors 16 angeordnet sein, um eine Funktion auszuüben, die ähnlich derjenigen des ersten Stromsteuerungsventils 15a ist, in dem der Ventilkörper verlagert wird.
Ähnlich können das vierte Stromsteuerungsventil 15d, der Kühlungsejektor 22, der kühlungsseitige Speicher 23 und dergleichen integriert (modularisiert) werden.
Außerdem kann ein Verdampfungsdruckregulierventil, das den Kältemittelverdampfungsdruck des Innenverdampfers 21 auf einen vorbestimmten Wert oder mehr einstellt, auf der Kältemittelauslassseite des Innenverdampfers 21 des Ejektorkältekreislaufs 10 in den vorstehenden Ausführungsformen angeordnet sein. Infolgedessen kann ein Vereisen des Innenverdampfers 21 durch einen mechanischen Mechanismus zuverlässiger verhindert werden.
Die vorstehende Ausführungsform beschreibt das Beispiel, in dem R 134a als das Kältemittel verwendet wird, jedoch ist das Kältemittel nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann R1234yf, R600a, R410A, R404A, R32, R407C oder dergleichen verwendet werden. Alternativ kann ein Mischkältemittel verwendet werden, das durch Mischen einer Vielzahl dieser Kältemittel erlangt wird.
(4) Die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschreibt das Beispiel, in dem der Ventilöffnungsgrad des ersten Stromsteuerungsventil 15a auf der Basis der Kältemittelausstoßleistung des Kompressors 11 während des Betriebs der hohen Erwärmungsfähigkeit in dem Erwärmungsmodus eingestellt wird, jedoch kann der Ventilöffnungsgrad des ersten Stromsteuerungsventils 15a anders eingestellt werden.
Beispielsweise kann ein Trockenheitssensor zum Erfassen einer Trockenheit des Kältemittels auf der Auslassseite des Innenverflüssigers 12 vorgesehen sein, und wobei der Ventilöffnungsgrad des ersten Stromsteuerungsventils 15a so eingestellt werden kann, dass ein Wert, der durch den Trockenheitssensor erfasst wird, 0,5 oder höher und 0,8 oder niedriger ist. Alternativ kann der Ventilöffnungsgrad des ersten Stromsteuerungsventil 15a so eingestellt werden, dass sich die COP des Ejektorkältekreislaufs 10 dem lokalen Maximum nähert.
(5) Die vorstehende Ausführungsform beschreibt das Beispiel, in dem die Betriebsmodi durch Ausführen des Klimaanlagensteuerungsprogramms umgeschaltet werden, jedoch können die Betriebsmodi anders umgeschaltet werden. Beispielsweise kann ein Betriebsmodusfestlegungsschalter zum Festlegen von jedem Betriebsmodus an der Bedientafel 50 vorgesehen sein, um jedem Betriebsmodus als Reaktion auf ein Bediensignal des Betriebsmodusfestlegungsschalters festzulegen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2016122859 [0001]
JP 2014206362 A [0008]

Claims

Ejektorkältekreislauf für eine Klimaanlage, mit: einem Kompressor (11), der ein Kältemittel komprimiert, das mit einem Kältemittelöl gemischt ist, um das Kältemittel mit einem hohen Druck zu sein, und das Kältemittel mit dem hohen Druck ausstößt; einem Erwärmungswärmetauscher (12), der eine Luft, die in einen Klimatisierungszielraum geblasen werden soll, unter Verwendung des Kältemittels mit dem hohen Druck als einer Wärmequelle erwärmt; einem ersten Dekompressor (15b), der stromabwärts des Erwärmungswärmetauschers angeordnet ist und das Kältemittel dekomprimiert; einem Außenwärmetauscher (17), der Wärme zwischen dem Kältemittel, das aus dem ersten Dekompressor strömt, und einer Außenluft tauscht; einem zweiten Dekompressor (15e) der stromabwärts des Erwärmungswärmetauschers angeordnet ist und das Kältemittel dekomprimiert; einem Kühlungswärmetauscher (21), der eingerichtet ist, das Kältemittel, das aus dem zweiten Dekompressor strömt, zu verdampfen und die Luft zu kühlen, bevor sie durch den Erwärmungswärmetauscher tritt; einem Erwärmungsejektor (16), der Folgendes umfasst: eine erwärmungsseitige Düse (16a), die stromabwärts des Erwärmungswärmetauschers angeordnet ist, das Kältemittel dekomprimiert und das Kältemittel als ein erwärmungsseitig eingespritztes Kältemittel eingespritzt; einem erwärmungsseitigen Sauganschluss (16c), der das Kältemittel als ein erwärmungsseitiges Saugkältemittel durch eine Saugkraft des erwärmungsseitig eingespritzten Kältemittels einsaugt; und einem erwärmungsseitigen Druckerhöhungsabschnitt (16d), der ein Mischkältemittel aus dem erwärmungsseitig eingespritzten Kältemittel und dem erwärmungsseitigen Saugkältemittel druckbeaufschlagt; einem erwärmungsseitigen Gas-Flüssigkeits-Abscheider (19), der das aus dem erwärmungsseitigen Druckerhöhungsabschnitt strömende Kältemittel in ein Gaskältemittel und ein Flüssigkältemittel trennt; und einem Kältemittelkreislaufschalter (13a, 13b, 18a, 18b), der eingerichtet ist, eine Vielzahl von Kältemittelkreisläufen festzulegen, wobei der Kältemittelkreislaufschalter zu Folgendem eingerichtet ist: Festlegen eines Kältemittelkreislaufs, der es dem Kältemittel, das aus dem Erwärmungswärmetauscher strömt, ermöglicht, der Reihe nach durch den ersten Dekompressor, den Außenwärmetauscher, den zweiten Dekompressor, den Kühlungswärmetauscher und den Kompressor in einem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus zu strömen, in dem der Erwärmungswärmetauscher die Luft wieder erwärmt, die durch den Kühlungswärmetauscher gekühlt wird, Festlegen eines Kältemittelkreislaufs, der es dem Kältemittel, das aus dem Erwärmungswärmetauscher strömt, ermöglicht, der Reihe nach durch den zweiten Dekompressor, den Kühlungswärmetauscher, den ersten Dekompressor, den Außenwärmetauscher und den Kompressor in einem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus zu strömen, in dem der Erwärmungswärmetauscher die Luft wieder erwärmt, die durch den Kühlungswärmetauscher gekühlt wird, und Festlegen eines Kältemittelkreislaufs, der es dem Kältemittel, das aus dem Erwärmungswärmetauscher strömt, ermöglicht, in die erwärmungsseitige Düse zu strömen, es dem Gaskältemittel, das aus dem erwärmungsseitigen Gas-Flüssigkeits-Abscheider strömt, ermöglicht, in den Kompressor eingesaugt zu werden, es dem Flüssigkältemittel, das aus dem erwärmungsseitigen Gas-Flüssigkeits-Abscheider strömt, ermöglicht, in den Außenwärmetauscher zu strömen, und es dem Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher strömt, ermöglicht, in den erwärmungsseitigen Sauganschluss in einem Heizmodus eingesaugt zu werden, in dem der Erwärmungswärmetauscher die Luft erwärmt, eine Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Außenwärmetauscher in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus dieselbe ist wie eine Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Außenwärmetauscher in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus, und die Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Außenwärmetauscher in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus von einer Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Außenwärmetauscher in dem Erwärmungsmodus verschieden ist.
Ejektorkältekreislauf nach Anspruch 1, wobei der Außenwärmetauscher in sich einen Kältemitteldurchlass begrenzt, und der Kältemitteldurchlass eine Querschnittsfläche hat, die sich in dem Erwärmungsmodus von einem Kältemitteleinlass in Richtung eines Kältemittelauslasses verringert.
Ejektorkältekreislauf nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit: einem Kühlungsejektor (22), der Folgendes umfasst: eine kühlungsseitige Düse (22a), die stromabwärts des Erwärmungswärmetauschers angeordnet ist, das Kältemittel dekomprimiert und das Kältemittel als ein kühlungsseitig eingespritztes Kältemittel einspritzt, einen kühlungsseitigen Sauganschluss (22c), der das Kältemittel durch den kühlungsseitigen Sauganschluss (22c) als ein kühlungsseitiges Saugkältemittel durch eine Saugkraft des kühlungsseitig eingespritzten Kältemittels einsaugt, und einen kühlungsseitigen Druckerhöhungsabschnitt (22d), der ein Mischkältemittel aus dem kühlungsseitig eingespritzten Kältemittel und dem kühlungsseitigen Saugkühlmittel druckbeaufschlagt; und einem kühlungsseitigen in Gas-Flüssigkeits-Abscheider (23), der das aus dem kühlungsseitigen Druckerhöhungsabschnitt ausströmende Kältemittel in ein Gaskältemittel und ein Flüssigkältemittel trennt, wobei der Kältemittelkreislaufschalter einen Kältemittelkreis festlegt, der es dem aus dem Außenwärmetauscher strömenden Kältemittel ermöglicht, in die kühlungsseitige Düse zu strömen, es dem aus dem kühlungsseitigen Gas-Flüssigkeits-Abscheider strömenden Gaskältemittel ermöglicht, in den Kompressor eingesaugt zu werden, es dem aus dem kühlungsseitigen Gas-Flüssigkeits-Abscheider strömenden Flüssigkältemittel ermöglicht, in den Kühlungswärmetauscher zu strömen, und es dem aus dem Kühlungswärmetauscher ausströmenden Kältemittel ermöglicht, in den kühlungsseitigen Sauganschluss in einem Kühlungsmodus eingesaugt zu werden, in dem der Kühlungswärmetauscher die Luft kühlt, eine Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Kühlungswärmetauscher in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus dieselbe ist wie eine Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Kühlungswärmetauscher in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus, und die Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Kühlungswärmetauscher in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus von einer Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Kühlungswärmetauscher in dem Kühlungsmodus verschieden ist.
Ejektorkältekreislauf für eine Klimaanlage, mit: einem Kompressor (11), der ein Kältemittel komprimiert, das mit einem Kältemittelöl gemischt ist, um das Kältemittel mit einem hohen Druck zu sein, und das Kältemittel mit dem hohen Druck ausstößt; einem Erwärmungswärmetauscher (12), der eine Luft, die in einen Klimatisierungszielraum geblasen werden soll, unter Verwendung des Kältemittels mit dem hohen Druck als einer Wärmequelle erwärmt; einem ersten Dekompressor (15b), der stromabwärts des Erwärmungswärmetauschers angeordnet ist und das Kältemittel dekomprimiert; einem Außenwärmetauscher (17), der eine Wärme zwischen dem aus dem ersten Dekompressor strömenden Kältemittel und einer Außenluft tauscht; einem zweiten Dekompressor (15e), der stromabwärts des Erwärmungswärmetauschers angeordnet ist und das Kältemittel dekomprimiert; einem Kühlungswärmetauscher (21), der eingerichtet ist, das aus dem zweiten Dekompressor strömende Kältemittel zu verdampfen um die Luft zu kühlen, bevor sie durch den Erwärmungswärmetauscher tritt; einem Kühlungsejektor (22), der Folgendes umfasst: eine kühlungsseitige Düse (22a), die das Kältemittel stromabwärts des Erwärmungswärmetauschers dekomprimiert und das Kältemittel als ein kühlungsseitig eingespritztes Kältemittel einspritzt, einen kühlungsseitigen Sauganschluss (22c), der das Kältemittel durch den kühlungsseitigen Sauganschluss (22c) als ein kühlungsseitiges Saugkältemittel durch eine Saugkraft des kühlungsseitig eingespritzten Kältemittels einsaugt, und einen kühlungsseitigen Druckerhöhungsabschnitt (22d), der ein Mischkältemittel aus dem kühlungsseitig eingespritzten Kältemittel und dem kühlungsseitigen Saugkühlmittel druckbeaufschlagt; einem kühlungsseitigen Gas-Flüssigkeits-Abscheider (23), der das aus dem kühlungsseitigen Druckerhöhungsabschnitt strömende Kältemittel in ein Gaskältemittel und ein Flüssigkältemittel trennt; und einen Kältemittelkreislaufschalter (13a, 13b, 18a, 18b), der eingerichtet ist, eine Vielzahl von Kältemittelkreisläufen festzulegen, wobei der Kältemittelkreislaufschalter zu Folgendem eingerichtet ist: Festlegen eines Kältemittelkreislaufs, der es dem aus dem Erwärmungswärmetauscher strömenden Kältemittel ermöglicht, der Reihe nach durch den ersten Dekompressor, den Außenwärmetauscher, den zweiten Dekompressor, den Kühlungswärmetauscher und den Kompressor in einem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus zu strömen, in dem der Erwärmungswärmetauscher die Luft wieder erwärmt, die durch den Kühlungswärmetauscher gekühlt wird, Festlegen eines Kältemittelkreislaufs, der es dem aus dem Erwärmungswärmetauscher strömenden Kältemittel ermöglicht, der Reihe nach durch den zweiten Dekompressor, den Kühlungswärmetauscher, den ersten Dekompressor, den Außenwärmetauscher und den Kompressor in einem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus zu strömen, in dem der Erwärmungswärmetauscher die Luft wieder erwärmt, die durch den Kühlungswärmetauscher gekühlt wird, und Festlegen eines Kältemittelkreislaufs, der es dem aus dem Außenwärmetauscher strömenden Kältemittel ermöglicht, in die kühlungsseitige Düse zu strömen, es dem aus dem kühlungsseitigen Gas-Flüssigkeits-Abscheider ausströmenden Gaskältemittel ermöglicht, in den Kompressor eingesaugt zu werden, es dem aus dem kühlungsseitigen Gas-Flüssigkeits-Abscheider strömenden Flüssigkältemittel ermöglicht, in den Kühlungswärmetauscher zu strömen, und es dem aus dem Kühlungswärmetauscher strömenden Kältemittel ermöglicht, in den kühlungsseitigen Sauganschluss in einem Kühlungsmodus eingesaugt zu werden, in dem der Kühlungswärmetauscher die Luft kühlt, eine Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Kühlungswärmetauscher in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus dieselbe ist wie eine Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Kühlungswärmetauscher in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus, und die Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Kühlungswärmetauscher in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus von einer Strömungsrichtung des Kältemittels durch den Kühlungswärmetauscher in dem Kühlungsmodus verschieden ist.
Ejektorkältekreislauf nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Kühlungswärmetauscher in sich einen Kältemitteldurchlass begrenzt, und der Kältemitteldurchlass eine Querschnittsfläche hat, die sich in dem Kühlungsmodus von einem Kältemitteleinlass in Richtung eines Kältemittelauslasses verringert.