DE112017004350B4

DE112017004350B4 - Kältekreisvorrichtung

Info

Publication number: DE112017004350B4
Application number: DE112017004350.6T
Authority: DE
Inventors: Koji Miura; Yoshiki Kato; Masayuki Takeuchi; Nobuyuki Hashimura; Keigo Sato; Norihiko Enomoto; Kengo Sugimura; Ariel Marasigan
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-08-30
Filing date: 2017-07-28
Publication date: 2023-09-07
Anticipated expiration: 2037-07-29
Also published as: JP2018036040A; CN109642755B; DE112017004350T5; JP6673294B2; US20190184790A1; CN109642755A; US11014430B2

Abstract

Kältekreisvorrichtung, mit:einem Kompressor (11), der ein Kältemittel komprimiert und das Kältemittel ausstößt;einem Radiator (12, 12a), der es dem aus dem Kompressor ausgestoßenen Kältemittel ermöglicht, eine Wärme abzustrahlen;einem Dekompressor (13, 15), der das in den Dekompressor strömende Kältemittel nach einem Abstrahlen von Wärme in dem Radiator dekomprimiert;einem Verdampfer (14 ,14a), der das Kältemittel verdampft, indem er einen Wärmetausch zwischen dem in dem Dekompressor dekomprimierten Kältemittel und einer Luft durchführt;einem Wärmeträgerkühlverdampfer (16), der einen kühlenden Wärmeträger kühlt, indem er einen Wärmetausch zwischen dem in dem Dekompressor dekomprimierten Kältemittel und dem kühlenden Wärmeträger durchführt, wobei der kühlende Wärmeträger eine spezifische Wärme hat, die größer ist als eine spezifische Wärme der Luft;einer Kühlzielvorrichtung (26, 27), die durch den kühlenden Wärmeträger gekühlt wird, der in die Kühlzielvorrichtung nach einem Wärmetausch mit dem Kältemittel in dem Wärmeträgerkühlverdampfer strömt;einer Erfassungseinrichtung (44, 45, 46, 47, 48, 49), die eingerichtet ist, einen Unterkühlungszustand der Kühlzielvorrichtung zu erfassen, die eine Temperatur hat, die niedriger als oder gleich wie eine Bezugstemperatur ist; undeiner Steuerungseinrichtung (40), die einen Überhitzungsgrad des aus dem Wärmeträgerkühlwärmetauscher strömenden Kältemittels beim Erfassen des Unterkühlungszustands der Kühlzielvorrichtung (26, 27) durch die Erfassungseinrichtung verglichen mit einem Überhitzungsgrad des aus dem Wärmeträgerkühlwärmetauscher strömenden Kältemittels in dem Zustand erhöht, in dem die Erfassungseinrichtung den Unterkühlungszustand nicht erfasst.

Description

Diese Anmeldung basiert auf dem Vorteil der Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-167743 , die am 30. August 2016 eingereicht wurde, und der japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-103377 , die am 25. Mai 2017 eingereicht wurde. Die gesamten Offenbarungen der Anmeldungen sind hier durch Bezugnahme enthalten.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Kältekreisvorrichtung, die einen Wärmetauscher umfasst, der einen Wärmetausch zwischen einem Kältemittel und einer Außenluft durchführt.
STAND DER TECHNIK
Eine herkömmliche Kältekreisvorrichtung umfasst einen Kompressor, einen Verflüssiger, einen Dekompressor und einen Verdampfer und ist in einer Klimaanlage für ein Fahrzeug oder dergleichen enthalten.
Patentdokument 1 beschreibt eine bekannte Technik, die zu einer solchen Kältekreisvorrichtung gehört. Die Kältekreisvorrichtung gemäß Patentdokument 1 umfasst einen Kompressor, einen Innenverflüssgier, ein erstes Expansionsventil, ein zweites Expansionsventil, einen Außenwärmetauscher und einen Innenverdampfer.
Die Kältekreisvorrichtung ist eingerichtet, um unter Kältekreislaufkonfigurationen umschaltbar zu sein, um in einen Kühlmodus, einen Erwärmungsmodus und einen Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus zu gelangen.
In dem ein Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus verbindet die Kältekreisvorrichtung den Innenverdampfer und den Außenwärmetauscher parallel, um einen Kältekreislauf festzulegen, in dem sowohl der Innenverdampfer als auch der Außenwärmetauscher das Kältemittel verdampfen. Genauer gesagt, der Innenverdampfer kühlt die Luft, die in eine Kabine eines Fahrzeugs zugeführt wird, indem er einen Wärmetausch zwischen der Luft und dem Kältemittel durchführt. Der Außenwärmetauscher nimmt eine Wärme von einer Außenluft auf und erwärmt die Luft wieder unter Verwendung der Wärme der Außenluft.
ENTGEGENHALTUNGEN
PATENTDOKUMENTE
Patentdokument 1: JP 2012 - 225 637 A
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Wie in Patentdokument 1 benötigt ein Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus ein Kühlen des Innenverdampfers als einer Kühlzielvorrichtung zum Erreichen eines Entfeuchtens der Luft. Derweil führt ein Unterkühlen des Innenverdampfers zu einem Gefrieren eines verflüssigten Wassers, das auf einer Fläche des Innenverdampfers erzeugt wird, um einen Frost zu bewirken. Der Frost verschlechtert die Wärmetauschleistungsfähigkeit des Innenverdampfers.
Die Kältekreisvorrichtung, die im Patentdokument 1 beschrieben ist, muss entsprechend den Innenverdampfer kühlen, während er bei einer Temperatur belassen wird, die kein Unterkühlen bewirkt.
Andererseits muss eine Verdampfungstemperatur, die eine Temperatur ist, bei der das Kältemittel in dem Innenwärmetauscher verdampft wird, niedriger als eine Temperatur der Außenluft sein, sodass der Innenverflüssiger die Luft hinreichend erwärmt. Insbesondere wenn die Temperatur der Außenluft gering ist, beispielsweise im Winter, muss die Verdampfungstemperatur, bei der das Kältemittel in dem Innenwärmetauscher verdampft wird, niedriger als 0°C sein.
Um diese Anforderungen zu erfüllen, umfasst die Kältekreisvorrichtung gemäß Patentdokument 1 ein Konstantdruckventil, das stromabwärts des Innenverdampfers in dem Kältemittelstrom angeordnet ist, um eine Kältemittelverdampfungstemperatur bei dem Innenverdampfer zu haben, die bei mindestens 0°C belassen wird.
Jedoch ist bei der Kältekreisvorrichtung gemäß Patentdokument 1, die das Konstantdruckventil umfasst, die Anzahl an Komponenten erhöht, und wobei eine Kreiskonfiguration komplizierter ist. Außerdem hat das Konstantdruckventil einen Druckverlust in dem Kühlmodus und führt somit zu einer Verschlechterung einer Kühlleistungsfähigkeit.
Angesichts dieser Punkte ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Kältekreisvorrichtung bereitzustellen, die kein Konstantdruckventil umfasst und eingerichtet ist, eine Kühlzielvorrichtung daran zu hindern, auch bei einer Niedertemperaturumgebung unterkühlt zu werden.
Bei einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung hat eine Kältekreisvorrichtung einen Kompressor, einen Radiator, einen Dekompressor, einen Verdampfer, einen Wärmeträgerkühlverdampfer, eine Kühlzielvorrichtung, einer Erfassungseinrichtung und eine Steuerungseinrichtung. Der Kompressor komprimiert ein Kältemittel und stößt das Kältemittel aus. Der Radiator ermöglicht es dem aus dem Kompressor ausgestoßenen Kältemittel, eine Wärme ab zu strahlen. Der Dekompressor dekomprimiert das in den Dekompressor strömende Kältemittel nach einem Abstrahlen einer Wärme in dem Radiator. Der Verdampfer verdampft das Kältemittel, indem er einen Wärmetausch zwischen dem in dem Dekompressor dekomprimierten Kältemittel und einer Luft durchführt. Der Wärmeträgerkühlverdampfer kühlt einen kühlenden Wärmeträger, indem er einen Wärmetausch zwischen dem Kältemittel, das in dem Dekompressor dekomprimiert wird, und dem kühlenden Wärmeträger durchführt. Der kühlende Wärmeträger hat eine spezifische Wärme, die größer als eine spezifische Wärme einer Luft ist. Die Kühlzielvorrichtung wird durch den kühlenden Wärmeträger gekühlt, der in die Kühlzielvorrichtung nach einem Wärmetausch mit dem Kältemittel in den Wärmeträgerkühlverdampfer strömt. Die Erfassungseinrichtung ist eingerichtet, einen Unterkühlungszustand der Kühlzielvorrichtung zu erfassen, die eine Temperatur hat, die niedriger als oder gleich wie eine Bezugstemperatur ist. Beim Erfassen des Unterkühlungszustands in der Kühlzielvorrichtung durch die Erfassungseinrichtung erhöht die Steuerungseinrichtung den Überhitzungsgrad des aus dem Wärmeträgerkühlwärmetauscher strömenden Kältemittels verglichen mit dem Überhitzungsgrad des aus dem Wärmeträgerkühlwärmetauscher strömenden Kältemittels, wenn die Erfassungseinrichtung den Unterkühlungszustand nicht erfasst.
Das heißt, beim Erfassen des Unterkühlungszustands der Kühlzielvorrichtung durch die Erfassungseinrichtung, erhöht die Steuerungseinrichtung den Überhitzungsgrad des aus dem Wärmeträgerkühlwärmetauscher strömenden Kältemittels verglichen mit dem Überhitzungsgrad des aus dem Wärmeträgerkühlwärmetauscher strömenden Kältemittels, wenn die Erfassungseinrichtung den Unterkühlungszustand nicht erfasst.
Ein Erhöhen des Überhitzungsgrads des aus dem Wärmeträgerkühlverdampfer strömenden Kältemittels bewirkt eine signifikante Verringerung des Wärmetauschwirkungsgrades zwischen dem Kältemittel bei dem Wärmeträgerkühlverdampfer und dem kühlenden Wärmeträger.
Die Kältekreisvorrichtung kann somit eine Wärmeaufnahmemenge aus einer Außenluft an den Verdampfer aufrechterhalten, sowie eine Verringerung einer Temperatur des kühlenden Wärmeträgers auch bei einer Niedertemperaturumgebung unterdrücken. Die Kältekreisvorrichtung kann somit den kühlenden Wärmeträger davon abhalten, die Kühlzielvorrichtung zu unterkühlen.
Bei dem ersten Aspekt wird eine Struktur, wie etwa ein Konstantdruckventil nicht notwendigerweise angeordnet, weil die Steuerungseinrichtung den Überhitzungsgrad des Kältemittels erhöht, das aus dem Wärmeträgerkühlverdampfer strömt. Von daher kann die Kühlzielvorrichtung daran gehindert werden, unterkühlt zu werden, ohne eine Anzahl an Komponenten zu erhöhen oder eine Struktur des Kältekreislaufs zu verkomplizieren.
Außerdem, wenn die Kältekreisvorrichtung in einer Klimaanlage eines Fahrzeugs enthalten ist, umfasst die Kältekreisvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt keine Konfiguration, wie etwa ein Konstantdruckventil, und bewirkt somit keinen Druckverlust während eines Kühlens. Dies unterdrückt eine Verschlechterung einer Kühlleistungsfähigkeit aufgrund der Konfiguration, wie etwa eines Konstantdruckventils.
Bei einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung hat eine Kältekreisvorrichtung einen Kompressor, einen Radiator, einen Dekompressor, einen Verdampfer, einen Wärmeträgerkühlverdampfer, eine Kühlzielvorrichtung, eine Erfassungseinrichtung und eine Steuerungsreinrichtung. Der Kompressor komprimiert ein Kältemittel und stößt das Kältemittel aus. Der Radiator ermöglicht es dem aus dem Kompressor ausgestoßenen Kältemittel, eine Wärme abzustrahlen. Der Dekompressor dekomprimiert das in den Dekompressor strömende Kältemittel nach einem Wärmeabstrahlen in dem Radiator. Der Wärmeträgerkühlverdampfer kühlt einen kühlenden Wärmeträger, indem er einen Wärmetausch zwischen dem in dem Dekompressor dekomprimierten Kältemittel und dem kühlenden Wärmeträger durchführt. Der kühlende Wärmeträger hat eine spezifische Wärme, die größer ist als eine spezifische Wärme einer Luft. Die Kühlzielvorrichtung wird durch den kühlenden Wärmeträger gekühlt, der in die Kühlzielvorrichtung strömt, nach einem Wärmetausch mit dem Kältemittel in dem Wärmeträgerkühlverdampfer. Die Erfassungseinrichtung ist eingerichtet, um einen Unterkühlungszustand der Kühlzielvorrichtung zu erfassen, die eine Temperatur hat, die niedriger als oder gleich wie eine Bezugstemperatur ist. Beim Erfassen des Unterkühlungszustands in der Kühlzielvorrichtung durch die Erfassungseinrichtung, erhöht die Steuerungseinrichtung den Überhitzungsgrad des aus dem Wärmeträgerkühlwärmetauscher strömenden Kältemittels verglichen mit dem Überhitzungsgrad des aus dem Wärmeträgerkühlwärmetauscher strömenden Kältemittels, wenn die Erfassungseinrichtung den Unterkühlungszustand nicht erfasst.
Das heißt, beim Erfassen des Unterkühlungszustands der Kühlzielvorrichtung durch die Erfassungseinrichtung, erhöht die Steuerungseinrichtung den Überhitzungsgrad des aus dem Wärmeträgerkühlwärmetauscher strömenden Kältemittels verglichen mit dem Überhitzungsgrad des aus dem Wärmeträgerkühlwärmetauscher strömenden Kältemittels, wenn die Erfassungseinrichtung den Unterkühlungszustand nicht erfasst.
Ein Erhöhen eines Überhitzungsgrads des aus dem Wärmeträgerkühlverdampfer strömenden Kältemittels bewirkt eine signifikante Verringerung eines Wärmetauschwirkungsgrades zwischen dem Kältemittel bei dem Wärmeträgerkühlverdampfer und dem kühlenden Wärmeträger. Die Kältekreisvorrichtung kann somit eine Verringerung einer Temperatur des kühlenden Wärmeträgers auch bei einer Niedertemperaturumgebung unterdrücken, um den kühlenden Wärmeträger davon abzuhalten, die Kühlzielvorrichtung zu unterkühlen.
Bei dem ersten Aspekt ist eine Struktur, wie etwa ein Konstantdruckventil, nicht notwendigerweise angeordnet, weil die Steuerungseinrichtung in der Kältekreisvorrichtung den Überhitzungsgrad des aus dem Wärmeträgerkühlverdampfer strömenden Kältemittels erhöht. Von daher kann die Kühlzielvorrichtung daran gehindert werden, unterkühlt zu werden, ohne ein Erhöhen einer Anzahl an Komponenten oder ein Verkomplizieren einer Struktur des Kältekreislaufs.
Außerdem, wenn die Kältekreisvorrichtung in einer Klimaanlage eines Fahrzeugs enthalten ist, umfasst die Kältekreisvorrichtung keine Konfiguration, wie etwa ein Konstantdruckventil, und bewirkt somit keinen Druckverlust während eines Kühlens. Dies unterdrückt eine Verschlechterung einer Kühlleistungsfähigkeit aufgrund der Konfiguration, wie etwa eines Konstantdruckventils.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die vorstehenden und anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden genauen Beschreibung ersichtlicher, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt.

1 ist ein Konfigurationsdiagramm einer gesamten Kältekreisvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 ist ein Blockdiagramm, das ein Steuerungssystem der Kältekreisvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Ablaufsteuerungsablauf zeigt, der bei einer Überhitzungsgradsteuerung gemäß der ersten Ausführungsform relevant ist.
4 ist ein erläuternder Graph, der eine Beziehung zwischen dem Überhitzungsgrad und einem Temperaturwirkungsgrad bei einem Luft-Kältemittel-Wärmetauscher sowie einen Kühlmittel-Kältemittel-Wärmetauscher zeigt.
5 ist ein Mollier-Diagramm, das einen Zustand eines Kältemittels in der Kältekreisvorrichtung in einem Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
6 ist ein erläuternder Graph, der eine Beziehung zwischen einem Ausführungszustand der Überhitzungsgradsteuerung und einer Temperatur einer Kühlzielvorrichtung in der ersten Ausführungsform zeigt.
7 ist ein Konfigurationsdiagramm einer gesamten Kältekreisvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
8 ist ein Mollier-Diagramm, das einen Zustand eines Kältemittels in der Kältekreisvorrichtung in einem Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
9 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Teils einer Kältekreisvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform.
10 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Teils einer Kältekreisvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform.
11 ist ein Konfigurationsdiagramm einer gesamten Kältekreisvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform.

AUSFÜHRUNGSFORMEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Ausführungsformen wird einem Teil, der einem Gegenstand entspricht oder äquivalent zu diesem ist, der in einer vorstehenden Ausführungsformen beschrieben ist, dasselbe Bezugszeichen zugeordnet.
(Erste Ausführungsform)
Eine Ausführungsform (die erste Ausführungsform) wird im Einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen eine Kältekreisvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung in einer Klimaanlage für ein Fahrzeug enthalten ist, die eingerichtet ist, eine Temperatur einer Kabine eines Fahrzeugs auf einen angemessenen Wert zu regeln
1 zeigt eine Kältekreisvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform als eine Fahrzeugkältekreisvorrichtung, die in einer Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug enthalten ist, die eingerichtet ist, eine Temperatur einer Kabine des Fahrzeugs auf einen angemessenen Wert zu regeln.
Die Kältekreisvorrichtung 10 ist in einem Hybridfahrzeug enthalten, das eingerichtet ist, eine Antriebskraft zum Bewegen des Fahrzeugs sowohl von einer Kraftmaschine (anders gesagt, einer Brennkraftmaschine) als auch einem Fahrelektromotor zu erlangen. Das Hybridfahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform ist als ein Plug-In-Hybrid-Fahrzeug eingerichtet.
Das Hybridfahrzeug ist eingerichtet, um eine Batterie 27, die an dem Fahrzeug montiert ist, mit einem elektrischen Strom zu laden, der von einer externen Stromquelle (anders gesagt, einer gewerblichen Stromquelle) zugeführt wird, wenn das Fahrzeug stoppt. Beispiele der Batterie 27 umfassen eine Lithium-Ionen-Batterie.
Die Antriebskraftausgabe aus der Kraftmaschine in dem Hybridfahrzeug wird zum Bewegen des Fahrzeugs sowie für einen Betrieb eines Stromgenerators verwendet. Die Batterie 27 speichert einen elektrischen Strom, der durch den Stromgenerator erzeugt wird, sowie einen elektrischen Strom, der von der externen Stromquelle zugeführt wird.
Der elektrische Strom, der in der Batterie 27 gespeichert wird, wird dem Fahrerelektromotor sowie verschiedener bordeigener Ausstattung einschließlich einer elektrischen Unterbaugruppe zugeführt, die die Kältekreisvorrichtung 10 einrichtet.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug die Kältekreisvorrichtung 10 und eine Innenluftklimaanlageneinheit 30.
Die Kältekreisvorrichtung 10 ist als eine Dampfkompressionskältemaschine eingerichtet. Die Kältekreisvorrichtung 10 umfasst einen Kompressor 11, einen Hochdruckwärmetauscher 12, ein erstes Expansionsventil 13, einen Außenwärmetauscher 14, ein zweites Expansionsventil 15 und einen Niederdruckwärmetauscher 16.
Ein Fluorkohlenwasserstoff-Kältemittel wird als ein Kältemittel verwendet, das in der Kältekreisvorrichtung 10 zirkuliert. Die Kältekreisvorrichtung 10 richtet einen subkritischen Kältekreislauf ein, mit einem hohen Kältemitteldruck, der einen kritischen Druck des Kältemittels nicht übersteigt.
Der Kompressor 11 saugt das Kältemittel ein, komprimiert das Kältemittel und stößt das komprimierte Kältemittel zu der Kältekreisvorrichtung 10 aus. Der Kompressor 11 ist als ein Motorkompressor eingerichtet, der mit einem elektrischen Strom angetrieben wird, der von der Batterie 27 zugeführt wird, oder als ein Kompressor mit variabler Leistungsfähigkeit, der mittels eines Riemens angetrieben wird.
Der Hochdruckwärmetauscher 12 tauscht Wärme zwischen dem Kältemittel mit einem hohen Druck, das aus dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, und einem Kühlwasser eines Hochtemperaturkühlwasserkreislaufs 21, um das Kältemittel mit dem hohen Druck zu verflüssigen. Der Hochdruckwärmetauscher 12 fungiert als ein sogenannter Verflüssiger. Der Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21 wird nachstehend genauer beschrieben
Das erste Expansionsventil 13 dekomprimiert und expandiert ein Flüssigphasenkältemittel, das aus dem Hochdruckwärmetauscher 12 strömt. Das erste Expansionsventil 13 richtet den Dekompressor gemäß der vorliegenden Offenbarung ein, um als der erste Dekompressor zu fungieren.
Das erste Expansionsventil 13 umfasst einen Ventilkörper und einen elektrischen Aktor, um einen elektrischen variablen Drosselmechanismus zu haben. Der Ventilkörper ist eingerichtet, um einen Durchlassöffnungsgrad (anders gesagt, einen Drosselöffnungsgrad) eines Kältemitteldurchlasses zu ändern. Der elektrische Aktor umfasst einen Schrittmotor, der eingerichtet ist, den Drosselöffnungsgrad des Ventilkörpers zu ändern.
Der variable Drosselmechanismus des ersten Expansionsventils 13 hat eine vollständig geöffnete Funktion, die den Kältemitteldurchlass vollständig öffnet, wenn ein Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 maximiert ist. Von daher reduziert das erste Expansionsventil 13 einen Druck des Kältemittels nicht, wenn der Kältemitteldurchlass vollständig geöffnet ist. Ein Betrieb des ersten Expansionsventils 13 wird basierend auf einem Steuerungssignal gesteuert, das aus der Steuerungseinrichtung 40 ausgegeben wird. Die Steuerungseinrichtung 40 wird nachstehend genauer beschrieben.
Der Außenwärmetauscher 14 ist als ein Luft-Kältemittel-Wärmetauscher eingerichtet, der eine Wärme zwischen dem Kältemittel, das aus dem ersten Expansionsventil 13 strömt, und einer Außenluft tauscht. In einem Fall, in dem das durch den Außenwärmetauscher 14 strömende Kältemittel eine Temperatur hat, die niedriger als eine Außenlufttemperatur ist, fungiert der Außenwärmetauscher 14 als eine Wärmesenke, die eingerichtet ist, um eine Wärme der Außenluft in ein Kältemittel aufzunehmen. In einem anderen Fall, in dem das durch den Au-ßenwärmetauscher 14 strömende Kältemittel eine Temperatur hat, die höher als die Außenlufttemperatur ist, fungiert der Außenwärmetauscher 14 als ein Radiator, der eingerichtet ist, eine Wärme des Kältemittels an die Außenluft ab zu strahlen
Die Außenluft wird dem Außenwärmetauscher 14 durch ein Außengebläse (nicht gezeigt) zugeführt. Das Außengebläse ist aus einem elektrischen Gebläse ausgebildet, das einen Ventilator und einen Elektromotor umfasst, der den Ventilator antreibt. Das Außengebläse stößt die Außenluft in Richtung des Außenwärmetauschers 14 aus. Der Außenwärmetauscher 14 und das Außengebläse sind in einem vordersten Abschnitt des Fahrzeugs angeordnet. Von daher nimmt der Außenwärmetauscher 14 eine Stauluft auf, während sich das Fahrzeug bewegt.
Das zweite Expansionsventil 15 ist stromabwärts des Hochdruckwärmetauschers 12 in einem Kältemittelstrom angeordnet. Das zweite Expansionsventil 15 gemäß der ersten Ausführungsform ist stromabwärts des Außenwärmetauschers 14 angeordnet.
Das zweite Expansionsventil 15 ist eingerichtet, das Flüssigphasenkältemittel zu dekomprimieren und zu expandieren, das aus dem Hochdruckwärmetauscher 12 strömt. Das zweite Expansionsventil 15 richtet den Dekompressor gemäß der vorliegenden Offenbarung ein, um als der zweite Dekompressor zu fungieren.
Das zweite Expansionsventil 15 umfasst einen Ventilkörper und einen elektrischen Aktor. Der Ventilkörper ist eingerichtet, einen Durchlassöffnungsgrad (anders gesagt, einen Drosselöffnungsgrad) eines Kältemitteldurchlasses zu ändern. Der elektrische Aktor umfasst einen Schrittmotor, der eingerichtet ist, den Drosselöffnungsgrad des Ventilkörpers zu ändern. Der Betrieb des zweiten Expansionsventils 15 wird in Übereinstimmung mit einem Steuerungssignal gesteuert, das aus der Steuerungseinrichtung 40 ausgegeben wird.
Das zweite Expansionsventil 15 hat einen elektrischen variablen Drosselmechanismus. Der variable Drosselmechanismus des zweiten Expansionsventils 15 hat eine vollständig geöffnete Funktion und eine vollständig geschlossene Funktion. Wenn der variable Drosselmechanismus die vollständig geöffnete Funktion ausübt, ist ein Öffnungsgrad des variablen Drosselmechanismus maximiert, um den Kältemitteldurchlass vollständig zu öffnen. Wenn der variable Drosselmechanismus die vollständig geschlossene Funktion ausübt, ist der Öffnungsgrad des variablen Drosselmechanismus minimiert, um den Kältemitteldurchlass vollständig zu schließen.
Von daher reduziert das zweite Expansionsventil 15 einen Druck des Kältemittels nicht, wenn der Kältemitteldurchlass vollständig geöffnet ist. Zusätzlich blockiert das zweite Expansionsventil 15 einen Strom des Kältemittels, wenn der Kältemitteldurchlass vollständig geschlossen ist.
Der Niederdruckwärmetauscher 16 tauscht Wärme zwischen dem Kältemittel mit einem niedrigen Druck, das aus dem zweiten Expansionsventil 15 ausgestoßen wird, und einem Kühlwasser eines Niedertemperaturkühlwasserkreislaufs 22, der nachstehend beschrieben wird, um das Kältemittel mit dem niedrigen Druck zu verdampfen. Der Niederdruckwärmetauscher 16 ist als ein sogenannter Verdampfer eingerichtet, um als der Wärmeträgerkühlverdampfer gemäß der vorliegenden Offenbarung zu fungieren. Der Niederdruckwärmetauscher 16 verdampft, um ein Gasphasenkältemittel zu erzeugen, das in den Kompressor 11 eingesaugt wird, um komprimiert zu werden.
Der Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21 umfasst den Hochdruckwärmetauscher 12, der vorstehend beschrieben ist, eine Hochtemperaturpumpe 23 und einen Heizeinrichtungskern 24. Der Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21 zirkuliert ein Kühlwasser, das als ein Wärmeträger dient, mittels der Hochtemperaturpumpe 23, die angetrieben wird, um einen Wärmetausch bei dem Hochdruckwärmetauscher 12 und dem Heizeinrichtungskern 24 zu bewirken.
Das Kühlwasser bei dem Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21 ist ein Fluid als ein Wärmeträger, und dient als ein Hochtemperaturwärmeträger. Beispiele des Kühlwassers bei dem Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfassen eine Flüssigkeit die mindestens Ethylenglykol, Dimethylpolysiloxan oder ein Nanofluid sowie eine Frostschutzflüssigkeit umfasst.
Die Hochtemperaturpumpe 23 ist eine elektrische Wärmeträgerpumpe, die eingerichtet ist, das Kühlwasser bei dem Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21 einzusaugen und auszustoßen. Die Hochtemperaturpumpe 23 wird angetrieben, um das Kühlwasser bei dem Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21 zu zirkulieren.
Der Heizeinrichtungskern 24 erwärmt die Luft, die in Richtung der Kabine des Fahrzeugs strömt, indem er einen Wärmetausch zwischen dem Kühlwasser in dem Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21 und der Luft durchführt. Der Heizeinrichtungskern 24 fungiert entsprechend als ein Hochtemperaturwärmeträgerwärmetauscher.
In dem Heizeinrichtungskern 24 strahlt das Kühlwasser eine Wärme an die Luft während eines Tauschs einer fühlbaren Wärme ab. Weil der Wärmetausch, der durch den Heizeinrichtungskern 24 durchgeführt wird, ein Tausch einer fühlbaren Wärme ist, wird das Kühlwasser in einer Flüssigphase belassen, ohne eine Phasenänderung zu bewirken, obwohl das Kühlwasser eine Wärme an die Luft abstrahlt, die in Richtung der Kabine strömt.
Der Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 umfasst den Niederdruckwärmetauscher 16, der vorstehend beschrieben ist, eine Niedertemperaturpumpe 25 und einen Kühleinrichtungskern 26. Der Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 zirkuliert ein Kühlwasser, das als ein Wärmeträger dient, mittels der Niedertemperaturpumpe 25, die angetrieben wird, um einen Wärmetausch bei dem Niederdruckwärmetauscher 16 und dem Kühlereinrichtungskern 26 zu bewirken.
Das Kühlwasser bei dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 ist ein Fluid als ein Wärmeträger und entspricht einem kühlenden Wärmeträger in der vorliegenden Offenbarung. Beispiele des Kühlwassers bei dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfassen eine Flüssigkeit, die mindestens Ethylenglykol, Dimethylpolysiloxan oder ein Nanofluid sowie eine Frostschutzflüssigkeit umfasst.
Die Niedertemperaturpumpe 25 ist eine elektrische Wärmeträgerpumpe, die eingerichtet ist, ein Kühlwasser einzusaugen und auszustoßen.
Der Kühleinrichtungskern 26 ist ein Niedertemperaturwärmeträgerwärmetauscher. Der Kühleinrichtungskern 26 kühlt die Luft, die in Richtung der Kabine strömt, indem er einen Wärmetausch zwischen dem Kühlwasser in dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 und der Luft durchführt, die in Richtung der Kabine strömt. Bei dem Kühleinrichtungskern 26 nimmt das Kühlwasser eine Wärme aus der Luft während eines Tauschs einer fühlbaren Wärme auf. Weil der Wärmetausch, der durch den Kühleinrichtungskern 26 durchgeführt wird, ein Tausch einer fühlbaren Wärme ist, wird das Kühlwasser in einer Flüssigphase belassen, ohne eine Phasenänderung zu bewirken, obwohl das Kühlwasser eine Wärme aus der Luft aufnimmt, die in Richtung der Kabine strömt.
Die Innenklimaanlageneinheit 30, die in der Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug enthalten ist, wird als nächstes unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die Innenklimaanlageneinheit 30 ist in einer Instrumententafel oder dergleichen angeordnet, die an einem vordersten Abschnitt der Kabine vorgesehen ist.
Die Innenklimaanlageneinheit 30 umfasst ein Gehäuse 31, das als eine äu-ßere Hülle dient und den Heizeinrichtungskern 24, den Kühleinrichtungskern 26, ein Innengebläse 32, eine Innen-/Außenluftumschaltvorrichtung 33, einen Kaltluftumgehungsdurchlass 35, eine Luftmischklappe 36 und dergleichen aufnimmt.
Das Gehäuse 31 begrenzt in sich einen Luftdurchlass, durch den die Luft in Richtung der Kabine strömt. Das Gehäuse 31 ist aus einem Harz gefertigt, das eine gewisse Elastizität und eine ausgezeichnete Festigkeit hat (zum Beispiel Polypropylen).
Die Innen-/Außenluftumschaltvorrichtung 33 ist in dem Gehäuse 31 an einer obersten Strömungsposition in einer Strömungsrichtung der Luft angeordnet. Die Innen-/Außenluftumschaltvorrichtung 33 lässt wahlweise eine Luft in der Kabine und eine Außenluft ein. Die Luft in der Kabine wird nachstehend als eine Innenluft bezeichnet. Insbesondere ist die Innen-/Außenluftumschaltvorrichtung 33 mit einer Innenlufteinlassöffnung, die es einer Innenluft ermöglicht, in das Gehäuse 31 eingelassen zu werden, sowie einer Außenlufteinlassöffnung versehen, die es einer Außenluft ermöglicht, in das Gehäuse 31 eingelassen zu werden.
Die Innen-/Außenluftumschaltvorrichtung 33 ist ferner mit einer Innen-/Außenluftumschaltklappe versehen. Die Innen-/Außenluftumschaltklappe regelt fortwährend Öffnungsflächen der Innenlufteinlassöffnung und der Außenlufteinlassöffnung, um ein Volumenverhältnis zwischen einer Innenluft und einer Au-ßenluft zu ändern.
Das Innengebläse 32 ist in dem Gehäuse 31 angeordnet, stromabwärts der Innen-/Außenluftumschaltvorrichtung 33 in einem Luftstrom. Das Innengebläse 32 sendet eine durch die Innen-/Außenluftumschaltvorrichtung 33 eingelassene Luft in Richtung der Kabine.
Insbesondere ist das Innengebläse 32 ein elektrisches Gebläse, das einen Radialventilator mit mehreren Schaufeln 32a (Sirocco-Ventilator) umfasst, der durch einen Elektromotor 32b angetrieben ist. Die Drehzahl (Ventilationsgrad) des Innengebläses 32 wird in Übereinstimmung mit einem Steuerungssignal (Steuerungsspannung) gesteuert, das aus der Steuerungseinrichtung 40 ausgegeben wird, die nachstehend beschrieben wird.
Wie in 1 gezeigt ist, sind der Heizeinrichtungskern 24 und der Kühleinrichtungskern 26 stromabwärts des Innengebläse 32 in der Strömungsrichtung der Luft angeordnet. Der Kühleinrichtungskern 26 ist stromaufwärts des Heizeinrichtungskerns 24 in der Strömungsrichtung der Luft angeordnet, die in Richtung der Kabine strömt.
Das Gehäuse 31 nimmt den Kaltluftumgehungsdurchlass 35 auf, der es einer Luft, die durch den Kühleinrichtungskern 26 getreten ist, ermöglicht, zu strömen, während sie den Heizeinrichtungskern 24 umgeht.
Die Luftmischklappe 36 ist stromabwärts des Kühleinrichtungskerns 26 in dem Luftstrom sowie stromaufwärts des Heizeinrichtungskerns 24 in dem Luftstrom angeordnet. Die Luftmischklappe 36 umfasst eine Drehwelle, die durch das Gehäuse 31 drehbar gehalten ist, sowie eine Klappenbasisplatte, die mit der Drehwelle gekoppelt ist.
Die Drehwelle der Luftmischklappe 36 ist durch einen Servomotor angetrieben. Der Betrieb des Servomotors wird durch die Steuerungseinrichtung 40 gesteuert. Die Luftmischklappe 36 ist somit eingerichtet, bei der Luft, die durch den Kühleinrichtungskern 26 getreten ist, einen Volumenstrom zwischen einer Luft, die dazu gebracht wird, durch den Heizeinrichtungskern 24 zu treten, und einer Luft zu regeln, die dazu gebracht wird, durch den Kaltluftumgehungsdurchlass 35 zu treten.
Der Heizeinrichtungskern 24 und der Kaltluftumgehungsdurchlass 35 sind stromabwärts von ihnen in ihrem Luftstrom mit einem Mischraum versehen. Der Mischraum ist vorgesehen, die Luft, die durch den Heizeinrichtungskern 24 getreten ist, und die Luft zu mischen, die durch den Kaltluftumgehungsdurchlass 35 getreten ist.
Luftauslässe sind in einem am weitesten stromabwärtigen Abschnitt des Gehäuses 31 in der Strömungsrichtung der Luft ausgebildet. Die Luftauslässe stoßen eine klimatisierte Luft, die in dem Mischraum vorgesehen ist, in Richtung der Kabine als einem Klimatisierungszielraum aus.
Insbesondere umfassen die Luftauslässe, die in dem Gehäuse 31 ausgebildet sind, einen Gesichtsluftauslass, einen Fußluftauslass und einen Enteisungsluftlauslass. Der Gesichtsluftauslass stößt die klimatisierte Luft in Richtung eines Oberkörpers eines Insassen in der Kabine aus. Der Fußluftauslass stößt die klimatisierte Luft in Richtung von Füßen des Insassen aus. Der Enteisungsluftauslass stößt die klimatisierte Luft in Richtung einer Innenfläche einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs aus.
Die Luftmischklappe 36 stellt ein Verhältnis zwischen einem Volumen der Luft, die durch den Hochdruckwärmetauscher 12 tritt, und einem Volumen der Luft ein, die durch den Kaltluftumgehungsdurchlass 35 tritt, sodass eine Temperatur der klimatisierten Luft, die in dem Mischraum vorgesehen ist, eingestellt wird. Daher wird die Temperatur der klimatisierten Luft, die aus den Luftauslässen ausgestoßen wird, eingestellt.
Eine Gesichtsklappe, eine Fußklappe und eine Enteisungsklappe sind stromaufwärts des Gesichtsluftauslasses, des Fußluftauslasses und des Enteisungsluftauslasses jeweils entlang der Strömungsrichtung der Luft angeordnet. Die Gesichtsklappe stellt eine Öffnungsfläche des Gesichtsluftauslasses ein. Die Fußklappe stellt eine Öffnungsfläche des Fußluftauslasses ein. Die Enteisungsklappe stellt eine Öffnungsfläche des Enteisungsluftauslasses ein.
Die Gesichtsklappe, die Fußklappe und Enteisungsklappe sind eingerichtet, unter Luftauslassmodi umzuschalten, und werden jeweils über einen Lenkermechanismus oder dergleichen durch einen Servomotor gesteuert, dessen Betrieb in Übereinstimmung mit einem Steuerungssignal gesteuert wird, das aus der Steuerungseinrichtung 40 ausgegeben wird, wie nachstehend beschrieben wird.
Die Kältekreisvorrichtung 10 wird als nächstes hinsichtlich ihres Steuerungssystems unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Die Steuerungseinrichtung 40 steuert einen Betrieb verschiedener Steuerungszielvorrichtungen, die in der Kältekreisvorrichtung 10 enthalten sind. Die Steuerungseinrichtung 40 ist durch einen bekannten Mikrocomputer, der eine CPU, einen ROM, einen RAM und dergleichen umfasst, sowie einen peripheren Schaltkreis des Mikrocomputers eingerichtet.
Die Steuerungseinrichtung 40 führt verschiedene arithmetische Operationen und Ablaufsteuerungen in Übereinstimmung mit einem Steuerungsprogramm aus, das in dem ROM gespeichert ist. Der ROM in der Steuerungseinrichtung 40 speichert das in 3 gezeigte Steuerungsprogramm.
Ein Ausgabeende der Steuerungseinrichtung 40 ist mit den verschiedenen Steuerungszielvorrichtungen verbunden. Beispiele der Steuerungszielvorrichtungen, die durch die Steuerungseinrichtung 40 gesteuert werden, umfassen den Kompressor 11, das erste Expansionsventil 13, das zweite Expansionsventil 15, die Hochtemperaturpumpe 23 und die Niedertemperaturpumpe 25.
Die Steuerungseinrichtung 40 umfasst eine Software und eine Hardware, die einen Elektromotor des Kompressors 11 steuern, und die eine Steuerungspartie zum Steuern einer Kältemittelausstoßleistungsfähigkeit einrichten. Die Steuerungseinrichtung 40 umfasst eine Software und eine Hardware, die das erste Expansionsventil 13 steuern, und die eine Steuerungspartie zum Steuern eines ersten Dekompressionsgrades einrichten. Die Steuerungseinrichtung 40 umfasst eine Software und eine Hardware, die das zweite Expansionsventil 15 steuern, und die eine Steuerungspartie zum Steuern eines zweiten Dekompressionsgrades einrichten.
Die Steuerungseinrichtung 40 umfasst eine Software und eine Hardware, die die Hochtemperaturpumpe 23 steuern, und die eine Steuerungspartie zum Steuern einer Strömungsrate des Wärmeträgers mit einer hohen Temperatur einrichten. Die Steuerungseinrichtung 40 umfasst eine Software und eine Hardware, die die Niedertemperaturpumpe 25 steuern, und die eine Steuerungspartie zum Steuern einer Strömungsrate des Wärmeträgers mit einer niedrigen Temperatur einrichten.
Das Eingangsende der Steuerungseinrichtung 40 ist mit Sensoren verbunden, die verschiedene Sensoren umfassen. Die Sensoren gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfassen einen Innenlufttemperatursensor 41, einen Au-ßenlufttemperatursensor 42, einen Sonneneinstrahlungssensor 43, einen Kühleinrichtungskerntemperatursensor 44, einen Kaltluftausgabetemperatursensor 45, einen Kühlwassertemperatursensor 46, einen Kältemitteldrucksensor 47, einen Kältemitteltemperatursensor 48 sowie einen Batterietemperatursensor 49. Der Kühleinrichtungskerntemperatursensor 44, der Kaltluftausgabetemperatursensor 45, der Kühlwassertemperatursensor 46, der Kältemitteldrucksensor 47, der Kältemitteltemperatursensor 48 und der Batterietemperatursensor 49 richten jeweils die Erfassungseinrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ein.
Der Innenlufttemperatursensor 41 erfasst eine Kabinentemperatur Tr. Der Außenlufttemperatursensor 42 erfasst eine Außenlufttemperatur Tam. Der Sonneneinstrahlungssensor 43 erfasst eine Sonnenstrahlungsmenge Ts in der Kabine.
Der Kühleinrichtungskerntemperatursensor 44 erfasst eine Temperatur eines Körpers des Kühleinrichtungskerns 26. Der Kühleinrichtungskerntemperatursensor 44 ist an einer Rippe oder einem Behälter befestigt, die/der in dem Kühleinrichtungskern 26 enthalten ist.
Der Kaltluftausgabetemperatursensor 45 erfasst eine Temperatur einer Luft, die durch den Kühleinrichtungskern 26 getreten ist. Der Kaltluftausgabetemperatursensor 45 ist stromabwärts des Kühleinrichtungskerns 26 in dem Luftstrom sowie stromaufwärts der Luftmischklappe 36 und des Heizeinrichtungskerns 24 in dem Luftstrom angeordnet.
Der Kühlwassertemperatursensor 46 erfasst eine Temperatur des Kühlwassers, das in dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 zirkuliert. Der Kühlwassertemperatursensor 46 ist an einem Kanal des Kühlwassers befestigt, das zwischen dem Niederdruckwärmetauscher 16 und dem Kühleinrichtungskern 26 strömt.
Der Kältemitteldrucksensor 47 erfasst einen Druck des Kältemittels, das in einem Niederdruckabschnitt in dem Kältekreislauf strömt. Der Niederdruckabschnitt ist beispielsweise von einer Ausströmöffnung des ersten Expansionsventils 13 zu einer Einlassöffnung des Kompressors 11 vorgesehen. Der Kältemitteldrucksensor 47 gemäß der ersten Ausführungsform ist an einer Ausströmöffnung des Niederdruckwärmetauschers 16 befestigt.
Der Kältemitteltemperatursensor 48 erfasst eine Temperatur des Kältemittels, das in den Niederdruckabschnitt in dem Kältemittelkreislauf strömt. Der Kältemitteltemperatursensor 48 gemäß der ersten Ausführungsform erfasst eine Temperatur des Kältemittels, das von einer Ausströmöffnung des Außenwärmetauschers 14 in Richtung einer Einströmöffnung des Niederdruckwärmetauschers 16 strömt.
Der Batterietemperatursensor 49 erfasst eine Temperatur der Batterie 27, die an dem Fahrzeug montiert ist. Wie vorstehend beschrieben ist, speichert die Batterie 27 einen elektrischen Strom, der zum Antreiben des Fahrelektromotors, der Unterbaugruppe der Kältekreisvorrichtung 10 und dergleichen verwendet wird.
Jeder der Sensoren kann alternativ eingerichtet sein, einen gemessenen Wert zu erfassen, der durch ein tatsächliches Messen einer Temperatur oder eines Drucks erlangt wird. Jeder der Sensoren kann außerdem alternativ eingerichtet sein, einen geschätzten Wert zu erfassen, der für die Temperatur oder den Druck einer Erfassungszielausrüstung in Übereinstimmung mit einer physikalischen Größe relevant ist, die mit der Temperatur oder dem Druck eng korreliert. Die physikalische Größe wird beispielsweise durch eine Temperatur einer Unterbaugruppe dargestellt, die von der Erfassungszielausrüstung verschieden ist.
Das Eingangsende der Steuerungseinrichtung 40 ist mit einer Betätigungstafel 50 verbunden, die in der Nähe der Instrumententafel in einem Frontabschnitt der Kabine angeordnet ist. Die Betätigungstafel 50 ist mit verschiedenen Betätigungsschaltern versehen, die durch eine Besatzung betätigt werden. Die Steuerungseinrichtung 40 nimmt Betätigungssignale von den verschiedenen Betätigungsschaltern auf.
Die verschiedenen Betätigungsschalter der Betätigungstafel 50 umfassen einen Klimaanlagenschalter, einen Temperaturfestlegungsschalter und dergleichen. Der Klimaanlagenschalter legt fest, ob die Innenklimaanlageneinheit 30 betrieben wird, um die Luft zu kühlen, die in die Kabine zugeführt wird. Der Temperaturfestlegungsschalter wird betätigt, um eine gewünschte Temperatur der Kabine festzulegen.
Die Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug, die die Kältekreisvorrichtung 10 umfasst, wird als nächstes hinsichtlich ihres Betriebs beschrieben. Die Steuerungseinrichtung 40 legt zunächst einen Klimaanlagenmodus der Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug auf irgendeinen aus der Gruppe des Erwärmungsmodus, des Kühlmodus und des Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus in Übereinstimmung mit einer Ziellufttemperatur TAO und dergleichen fest.
Die Ziellufttemperatur TAO ist eine Temperatur der Luft, die in die Kabine strömt. Die Steuerungseinrichtung 14 berechnet die Ziellufttemperatur TAO in Übereinstimmung mit der nachfolgenden Formel.
$TAO = Kset \times Tset - Kr \times Tr - Kam \times Tam - Ks \times Ts + C$
Die Formel umfasst Tset, das eine festgelegte Kabinentemperatur zeigt, die mittels des Temperaturfestlegungsschalters an der Betätigungstafel 50 festgelegt wird, und Tr zeigt eine Innenlufttemperatur an, die durch den Innenlufttemperatursensor 41 erfasst wird. Die Formel umfasst ferner Tam, das eine Au-ßenlufttemperatur anzeigt, die durch den Außenlufttemperatursensor 42 erfasst wird, sowie Ts, das eine Sonnenstrahlungsmenge anzeigt, die durch den Sonneneinstrahlungssensor 43 erfasst wird. Die Formel umfasst auch Kset, Kr, Kam und Ks, die Steuerungsverstärkungen anzeigen, sowie C, das eine Korrekturkonstante anzeigt.
Ein Betrieb des Erwärmungsmodus, des Kühlmodus und des Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus wird als nächstes beschrieben.
Die Steuerungsreinrichtung 40 in dem Erwärmungsmodus drosselt das erste Expansionsventil 13 und öffnet das zweite Expansionsventil 15 vollständig. Die Steuerungsreinrichtung 40 in dem Erwärmungsmodus treibt die Hochtemperaturpumpe 23 an und stoppt die Niedertemperaturpumpe 25.
Die Steuerungsreinrichtung 40 bestimmt Betriebszustände von verschiedenen Steuerungsausstattungen, die mit der Steuerungseinrichtung 40 verbunden sind, in Übereinstimmung mit der Ziellufttemperatur TAO, Erfassungssignalen von den Sensoren und dergleichen. Die Betriebszustände der verschiedenen Steuerungsausstattungen werden durch Steuerungssignale angezeigt, die zu der verschiedenen Steuerungsausstattung ausgegeben werden.
Das Steuerungssignal, das an das erste Expansionsventil 13 ausgegeben wird, wird so bestimmt, dass das Kältemittel, das in das erste Expansionsventil 13 strömt, einen Unterkühlungsgrad hat, der sich einem vorläufig bestimmten Zielunterkühlungsgrad nähert. Der Zielunterkühlungsgrad wird bestimmt, um zu bewirken, dass sich eine Leistungszahl (COP) des Kreises einem maximalen Wert nähert.
Ein Steuerungssignal, das an den Servomotor der Luftmischklappe 36 ausgegeben wird, wird so festgelegt, dass die Luftmischklappe 36 den Luftdurchlass vollständig öffnet, in dem der Heizeinrichtungskern 24 angeordnet ist. Von daher tritt eine gesamte Luft, die durch den Kühleinrichtungskern 26 tritt, durch den Luftdurchlass, in dem der Heizeinrichtungskern 24 angeordnet ist.
Ein Zustand des Kältemittels, das in dem Kältekreislauf in dem Erwärmungsmodus zirkuliert, wird nachstehend beschrieben.
Der Kompressor 11 in dem Erwärmungsmodus stößt das Kältemittel mit einem hohen Druck aus, das in den Hochdruckwärmetauscher 12 strömt und eine Wärme durch einen Wärmetausch mit dem Kühlwasser bei dem Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21 abstrahlt. Das Kühlwasser bei dem Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21 wird entsprechend gekühlt.
Das Kältemittel, das aus dem Hochdruckwärmetauscher 12 ausströmt, strömt dann in das erste Expansionsventil 13 und wird dekomprimiert, um das Kältemittel mit einem niedrigen Druck zu werden. Das Kältemittel mit dem niedrigen Druck, das durch ein Dekomprimieren bei dem ersten Expansionsventil 13 erlangt wird, strömt in den Außenwärmetauscher 14 und nimmt eine Wärme von der Außenluft auf, die aus dem Außengebläse (nicht gezeigt) ausgestoßen wird, um verdampft zu werden.
Das Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher 14 strömt, strömt in das zweite Expansionsventil 15. Das zweite Expansionsventil 15 ist in diesem Fall vollständig geöffnet, sodass das Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher 14 ausströmt, in den Niederdruckwärmetauscher 16 strömt, ohne in dem zweiten Expansionsventil 15 dekomprimiert zu werden.
Die Niedertemperaturpumpe 25 wird in dem Erwärmungsmodus gestoppt, sodass das Kühlwasser bei dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 nicht zu dem Niederdruckwärmetauscher 16 zirkuliert. Das Kältemittel mit dem niedrigen Druck in dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömt somit aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 aus, wobei fast keine Wärmeaufnahme aus dem Kühlwasser bei den Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 erfolgt.
Das Kältemittel, das aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömt, strömt in die Einlassöffnung des Kompressors 11, um durch den Kompressor 11 wieder komprimiert zu werden.
In dem Erwärmungsmodus bewirkt der Hochdruckwärmetauscher 12, dass eine Wärme des Kältemittels mit dem hohen Druck, das aus dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, an das Kühlwasser bei dem Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21 abgestrahlt wird, und wobei der Heizeinrichtungskern 24 bewirkt, dass eine Wärme des Kühlwassers bei dem Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21 an die Luft abgestrahlt wird, die in Richtung der Kabine strömt.
Die Kältekreisvorrichtung 10 führt die erwärmte Luft der Kabine zu, wenn sie in dem Erwärmungsmodus betrieben wird. Die Kältekreisvorrichtung 10 erreicht entsprechend ein Erwärmen der Kabine.
(Kühlmodus)
Die Steuerungseinrichtung 40 in dem Kühlmodus öffnet vollständig das erste Expansionsventil 13 und drosselt das zweite Expansionsventil 15. Die Steuerungseinrichtung 14 in dem Kühlmodus stoppt die Hochtemperaturpumpe 23 und treibt die Niedertemperaturpumpe 25 an.
Die Steuerungseinrichtung 40 bestimmt Betriebszustände verschiedener Steuerungsausrüstungen, die mit der Steuerungseinrichtung 40 verbunden sind, in Übereinstimmung mit der Ziellufttemperatur TAO, Erfassungssignalen von den Sensoren und dergleichen.
Die Steuerungssignalausgabe zu dem zweiten Expansionsventil 15 wird so bestimmt, dass das Kältemittel, das in das zweite Expansionsventil 15 strömt, einen Unterkühlungsgrad hat, der sich dem Zielunterkühlungsgrad nähert. Der Zielunterkühlungsgrad wird vorläufig bestimmt, um zu bewirken, dass sich die COP dem maximalen Wert nähert.
Die Steuerungssignalausgabe an den Servomotor der Luftmischklappe 36 wird so festgelegt, dass die Luftmischklappe 36 den Luftdurchlass vollständig schließt, in dem der Heizeinrichtungskern 24 angeordnet ist. Von daher tritt eine gesamte Luft, die durch den Kühleinrichtungskern 26 tritt, durch den Kaltluftumgehungsdurchlass 35.
Ein Zustand des Kältemittels, das in dem Kältekreislauf in dem Kühlmodus zirkuliert, wird nachstehend beschrieben.
Der Kompressor 11 in dem Kühlmodus stößt das Kältemittel mit dem hohen Druck aus, das in den Hochdruckwärmetauscher 12 strömt. Die Hochtemperaturpumpe 23 wird in diesem Fall gestoppt, sodass das Kühlwasser an dem Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21 nicht zu dem Hochdruckwärmetauscher 12 zirkuliert. Das Kältemittel, das in den Hochdruckwärmetauscher 12 strömt, strömt aus dem Hochdruckwärmetauscher 12 aus, wobei fast kein Wärmetausch mit dem Kühlwasser bei dem Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21 erfolgt.
Das Kältemittel, das aus dem Hochdruckwärmetauscher 12 strömt, strömt in das erste Expansionsventil 13. Das erste Expansionsventil 13 öffnet den Kältemitteldurchlass in dem Kühlmodus vollständig. Das Kältemittel, das aus dem Hochdruckwärmetauscher 12 strömt, strömt entsprechend in den Außenwärmetauscher 14, ohne in dem ersten Expansionsventil 13 dekomprimiert zu werden.
Das Kältemittel, das in den Außenwärmetauscher 14 strömt, strahlt Wärme an die Außenluft ab, die aus dem Außengebläse bei dem Außenwärmetauscher 14 ausgestoßen wird. Das Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher 14 strömt, strömt in das zweite Expansionsventil 15, um dekomprimiert und expandiert zu werden, um das Kältemittel mit dem niedrigen Druck bei dem zweiten Expansionsventil 15 zu werden.
Das Kältemittel mit dem niedrigen Druck, das durch ein Dekomprimieren bei dem zweiten Expansionsventil 15 erlangt wird, strömt in den Niederdruckwärmetauscher 16 und nimmt Wärme aus dem Kühlwasser bei dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 auf, um verdampft zu werden. Das Kühlwasser bei dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 wird entsprechend gekühlt. Der Kühleinrichtungskern 26 kühlt die Luft, die in Richtung der Kabine strömt.
Das Kältemittel, das aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömt, strömt zu der Einlassöffnung des Kompressors 11, um durch den Kompressor 11 wieder komprimiert zu werden.
Der Niederdruckwärmetauscher 16 in dem Kühlmodus führt einen Wärmetausch mit dem Kältemittel mit dem niedrigen Druck aus, um das Kühlwasser bei dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 zu kühlen. Der Kühleinrichtungskern 26 kühlt somit die Luft, die in Richtung der Kabine strömt, unter Verwendung des Kühlwassers.
Die Kältekreisvorrichtung 10 führt die Kühlluft der Kabine zu, wenn sie in dem Kühlmodus betrieben wird. Die Kältekreisvorrichtung 10 erreicht somit ein Kühlen der Kabine.
(Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus)
Die Steuerungseinrichtung 40 in dem Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus bewirkt, dass sowohl das erste Expansionsventil 13 als auch das zweite Expansionsventil 15 einen vorbestimmten Öffnungsgrad hat. Entsprechend der ersten Ausführungsform hat das erste Expansionsventil 13 einen Öffnungsgrad eines vorbestimmten Werts, und wobei das zweite Expansionsventil 15 den vollständigen Öffnungsgrad hat. Die Steuerungseinrichtung 40 in dem Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus treibt sowohl die Hochtemperaturpumpe 23 als auch die Niedertemperaturpumpe 25 an.
Die Steuerungseinrichtung 40 bestimmt Betriebszustände von verschiedenen Steuerungsausstattungen, die mit der Steuerungseinrichtung 40 verbunden sind, in Übereinstimmung mit der Ziellufttemperatur TAO, Erfassungssignalen der Sensoren und dergleichen.
Die Steuerungssignalausgabe an den Servomotor der Luftmischklappe 36 wird so bestimmt, dass die Luftmischklappe 36 den Luftdurchlass des Heizeinrichtungskerns 24 vollständig öffnet, und wobei Luft, die durch den Kühlereinrichtungskern 26 getreten ist, vollständig durch den Luftdurchlass des Heizeinrichtungskerns 24 tritt.
In dem Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus stellt die Steuerungseinrichtung 40 den Öffnungsgrad sowohl des ersten Expansionsventils 13 als auch des zweiten Expansionsventils 15 auf einen vorbestimmten Grad ein, basierend auf der Ziellufttemperatur TAO, den Erfassungssignalen der Sensoren oder dergleichen. Von daher werden ein Dekompressionsgrad, der ein Grad ist, wie sehr das Kältemittel in dem ersten Expansionsventil 13 dekomprimiert wird, sowie ein Dekompressionsgrad, der ein Grad ist, wie sehr das Kältemittel in dem zweiten Expansionsventil 15 dekomprimiert wird, festgelegt. Der Zustand, in dem sowohl der Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 als auch des zweiten Expansionsventils 15 bei dem vorbestimmten Grad basierend auf der Ziellufttemperatur TAO, den Erfassungssignalen von den Sensoren oder dergleichen festgelegt werden, wird nachstehend als ein normaler Zustand bezeichnet.
Der Zustand des Kältemittels, das in dem Kältekreislauf in dem Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus zirkuliert, wird nachstehend beschrieben.
Der Kompressor 11 stößt das Kältemittel mit dem hohen Druck aus, das in den Hochdruckwärmetauscher 12 strömt und eine Wärme durch einen Wärmetausch mit einem Kühlwasser bei dem Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21 abstrahlt. Das Kühlwasser bei dem Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21 wird entsprechend gekühlt.
Das Kältemittel, das aus dem Hochdruckwärmetauscher 12 strömt, strömt dann in das erste Expansionsventil 13 und wird dekomprimiert, um das Kältemittel mit dem niedrigen Druck zu werden. Das Kältemittel mit dem niedrigen Druck, das in dem ersten Expansionsventil 13 dekomprimiert wird, strömt in den Außenwärmetauscher 14 und strahlt eine Wärme an eine Außenluft ab, die aus dem Außengebläse ausgestoßen wird.
Das Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher 14 strömt, strömt dann in das zweite Expansionsventil 15. Das zweite Expansionsventil 15 ist in diesem Fall vollständig geöffnet, sodass das Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher 14 strömt, in den Niederdruckwärmetauscher 16 strömt, ohne in dem zweiten Expansionsventil 15 dekomprimiert zu werden.
Das Kältemittel mit dem niedrigen Druck in dem Niederdruckwärmetauscher 16 nimmt eine Wärme aus dem Kühlwasser auf, das in dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 zirkuliert, und wird verdampft. Das Kühlwasser bei dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 wird entsprechend gekühlt.
Das Kältemittel, das aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömt, strömt in die Einlassöffnung des Kompressors 11, um durch den Kompressor 11 wieder komprimiert zu werden.
Somit wird in dem Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus die Luft, die in dem Kühlereinrichtungskern 26 gekühlt und entfeuchtet wird, in dem Heizeinrichtungskern 24 erwärmt und wird der Kabine zugeführt. Dies erzielt ein Entfeuchten und Erwärmen der Kabine.
Die Kältekreisvorrichtung 10, die in dem Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus betrieben wird, kann somit die Kabine erwärmen, um eine gewünschte Temperatur zu haben, während die Kabine entfeuchtet wird, um einen Komfort der Kabine zu verbessern.
Wenn die Kältekreisvorrichtung 10 in dem Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus betrieben wird, kann eine Kühlzielvorrichtung (der Kühlereinrichtungskern 26 in der vorliegenden Ausführungsform) die durch das Kühlwasser gekühlt wird, das in dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 zirkuliert, unterkühlt werden, um eine Temperatur zu haben, die gleich wie oder niedriger als die Bezugstemperatur ist. Die Kühlzielvorrichtung, die unterkühlt wird, um eine Temperatur zu haben, die gleich wie oder niedriger als die Bezugstemperatur ist, ist als in einem Unterkühlungszustand befindlich beschrieben.
Es ist wahrscheinlich, dass die Kühlzielvorrichtung insbesondere bei einer solchen Bedingung im Winter unterkühlt wird, bei der die Außenlufttemperatur gleich wie oder niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist. Die Kühlzielvorrichtung, die in dem Unterkühlungszustand ist, kann daran gehindert sein, eine erwartete Leistungsfähigkeit hinreichend auszuüben.
In einem beispielhaften Fall, in dem die Kühlzielvorrichtung durch den Kühlereinrichtungskern 26 ausgeführt ist, wie in der ersten Ausführungsform, hat der Kühlereinrichtungskern 26, der unterkühlt wird, um eine Temperatur gleich wie oder niedriger als 0°C zu haben, ein erzeugtes Kondenswasser, das auf einer Fläche des Kühleinrichtungskerns 26 gefriert, um einen Frost zu bewirken. Der Kühleinrichtungskern 26, der einen Frost hat, erfährt eine Verschlechterung der Wärmetauschleistungsfähigkeit.
Andererseits, ist es erforderlich, ein Niveau einer Erwärmungsleistungsfähigkeit aufrechtzuerhalten, um es nicht während des Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus zu verschlechtern, während die Kühlzielvorrichtung daran gehindert wird, unterkühlt zu werden. Von daher liest und führt die Steuerungseinrichtung 40 in der Kältekreisvorrichtung 10 das Steuerungsprogramm (das in 3 gezeigt ist) aus, das in dem ROM gespeichert ist.
Die Steuerungseinrichtung 40 führt das Steuerungsprogramm, das in 3 gezeigt ist, wiederholt aus, während die Kältekreisvorrichtung 10 in dem Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus betrieben wird. Jedoch kann die Steuerungseinrichtung 40 ein Ausführen des Steuerungsprogramms in Verbindung mit dem Außenlufttemperatursensor 42 alternativ starten, wenn die Außenlufttemperatur gleich wie oder niedriger als eine vorbestimmte Temperatur (zum Beispiel 5°C) wird.
Zunächst wird eine Unterkühlungsbestimmung bei S10 ausgeführt. Bei der Unterkühlungsbestimmung wird bestimmt, ob es möglich ist, dass der Kühleinrichtungskern 26 unterkühlt wird.
Genauer gesagt, die Steuerungseinrichtung 40 liest Erfassungssignale von den Sensoren und Bezugswerte, die in dem ROM oder dergleichen gespeichert sind. Die Steuerungseinrichtung 40 bestimmt, ob es wahrscheinlich ist, dass die Kühlzielvorrichtung unterkühlt wird, indem sie Werte vergleicht, die sich auf die Erfassungssignale von den Sensoren und die Bezugswerte beziehen.
S10 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst ein Vergleichen einer Temperatur des Kühleinrichtungskerns 26, die durch den Kühleinrichtungskerntemperatursensor 44 erfasst wird, mit dem Bezugswert (Bezugstemperatur) (zum Beispiel etwa 0°C).
Wenn der Kühlereinrichtungskern 26 eine Temperatur hat, die gleich wie oder niedriger als die Bezugstemperatur ist, bestimmt die Steuerungseinrichtung 40, dass der Kühleinrichtungskern 26 möglicherweise unterkühlt wird (S10: JA). Wenn der Kühleinrichtungskern 26 unterkühlt wird, kann ein Frost in dem Kühleinrichtungskern 26 ausgebildet sein. Von daher wird eine Überhitzungsgradsteuerung (S20) (nachstehend beschrieben) ausgeführt, um ein Ausbilden des Frosts in dem Kühleinrichtungskern 26 zu unterdrücken.
Andererseits, wenn die Temperatur des Kühleinrichtungskerns 26 höher als die Bezugstemperatur ist, bestimmt die Steuerungseinrichtung 40, dass es nicht wahrscheinlich ist, dass der Kühleinrichtungskern 26 unterkühlt wird (S10: NEIN). Dann beendet die Steuerungseinrichtung 40 das Steuerungsprogramm. Nachfolgend startet die Steuerungseinrichtung 40 das Steuerungsprogramm wieder, das in 3 gezeigt ist, und führt die Ablaufsteuerung des S10 aus.
Wenn der Prozessablauf zu Schritt S20 fortfährt, führt die Steuerungseinrichtung 40 die Überhitzungsgradsteuerung aus, sodass der Kühlereinrichtungskern 26 als die Kühlzielvorrichtung daran gehindert wird, unterkühlt zu werden, während das Niveau der Erwärmungsleistungsfähigkeit bei dem Entfeuchtungs-und Erwärmungsmodus aufrechterhalten wird.
Beim Aufrechterhalten einer Erwärmungsleistungsfähigkeit der Kältekreisvorrichtung 10 in dem Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus bei einem fixen Niveau, ist es erforderlich, dass der Außenwärmetauscher 14 eine bestimmte Wärmemenge aufnimmt. Beispielsweise kann die Erwärmungsleistungsfähigkeit eine Temperatur der Luft auf einer stromabwärtigen Seite des Heizeinrichtungskerns 24 sein.
Die Kühlzielvorrichtung in der Kältekreisvorrichtung 10 wird mittels des Kühlwassers bei dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 gekühlt, sodass ein solches Kühlen durch eine Temperatur des Kühlwassers hochgradig beeinflusst wird. Der Niederdruckwärmetauscher 16 kühlt das Kühlwasser, das in dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 zirkuliert, indem er einen Wärmetausch zwischen dem Kühlwasser und dem Kältemittel mit dem niedrigen Druck durchführt. Von daher ist es wichtig, einen Temperaturwirkungsgrad des Niederdruckwärmetauschers 16 zu steuern, um die Kühlzielvorrichtung daran zu hindern, unterkühlt zu werden.
Eine Beziehung zwischen dem Temperaturwirkungsgrad sowohl des Luft-Kältemittel-Wärmetauschers (zum Beispiel des Außenwärmetauschers 14) als auch des Kühlmittel-Kältemittel-Wärmetauschers (zum Beispiel, des Niederdruckwärmetauschers 16) und ein Überhitzungsgrad des Kältemittels, das aus dem entsprechenden Wärmetauscher strömt, wird unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
4 umfasst Ea, was einen Temperaturwirkungsgrad des Luft-Kältemittel-Wärmetauschers anzeigt, sowie Ew, das einen Temperaturwirkungsgrad des Kühlmittel-Kältemittel-Wärmetauschers anzeigt. 4 zeigt auch eine Beziehung zwischen dem Temperaturwirkungsgrad und dem Überhitzungsgrad des Luft-Kältemittel-Wärmetauschers und des Kühlmittel-Kältemittel-Wärmetauschers, unter der Annahme, dass der Temperaturwirkungsgrad 100 ist, wenn das Kältemittel, das sowohl aus dem Luft-Kältemittel-Wärmetauscher als auch aus dem Kühlmittel-Kältemittel-Wärmetauscher strömt, den Überhitzungsgrad von 1 K hat.
Wie durch Ea in 4 gezeigt ist, verringert sich der Temperaturwirkungsgrad des Luft-Kältemittel-Wärmetauschers mäßig, wenn der Überhitzungsgrad des Kältemittels, das aus dem Luft-Kältemittel-Wärmetauscher strömt, erhöht wird. Wie durch Ew in 4 gezeigt ist, verringert sich ein Temperaturwirkungsgrad des Kühlmittel-Kältemittel-Wärmetauschers, wenn sich der Überhitzungsgrad des Kältemittels, das aus dem Kühlmittel-Kältemittel-Wärmetauscher strömt, vergrößert wird, und verringert sich signifikant, wenn der Überhitzungsgrad einen vorbestimmten Wert übersteigt.
Ein Erhöhen des Überhitzungsgrads des ausgehenden Kältemittels führt zu einer Erhöhung eines Verhältnisses eines Gasphasenkältemittels sowie einer Verringerung eines Verhältnisses eines Flüssigphasenkältemittels in dem Kühlmittel-Kältemittel-Wärmetauscher oder dem Luft-Kältemittel-Wärmetauscher. Ein Temperaturwirkungsgrad sowohl des Luft-Kältemittel-Wärmetauschers als auch des Kühlmittel-Kältemittel-Wärmetauschers verringert sich somit aufgrund der Verringerung des Verhältnisses des Flüssigphasenkältemittels in dem Wärmetauscher.
Während der Luft-Kältemittel-Wärmetauscher einen Wärmetausch zwischen dem Kältemittel und der Luft durchführt, führt der Kühlmittel-Kältemittel-Wärmetauscher einen Wärmetausch zwischen dem Kältemittel und einem Kühlwasser durch. Das Kühlwasser hat eine höhere spezifische Wärme als eine spezifische Wärme der Luft.
Von daher, wenn ein Überhitzungsgrad des Kältemittels, das aus dem Kühlmittel-Kältemittel-Wärmetauscher strömt, größer als ein vorbestimmter Überhitzungsgrad (zum Beispiel etwa 5 K) wird, fällt ein Temperaturwirkungsgrad des Kühlmittel-Kältemittel-Wärmetauschers drastisch verglichen mit dem Temperaturwirkungsgrad des Luft-Kältemittel-Wärmetauschers, weil eine Temperaturdifferenz zwischen dem Kühlwasser und dem Kältemittel gering ist.
Daher kann eine Ursache eines Abfalls einer Temperatur des Kühlwassers, wenn das Kühlwasser durch das Kältemittel gekühlt wird, in einer Weise unterdrückt werden, sodass der Temperaturwirkungsgrad des Kühlmittel-Kältemittel-Wärmetauschers durch ein Erhöhen des Überhitzungsgrads des Kältemittels verringert wird, das aus dem Kühlmittel-Kältemittel-Wärmetauscher strömt.
Ein Unterdrücken der Ursache des Abfalls der Temperatur des Kühlwassers führt zu einem Unterdrücken einer Ursache eines Abfalls einer Temperatur der Kühlzielvorrichtung, die durch das Kühlmittel gekühlt wird. Von daher kann die Kühlzielvorrichtung daran gehindert werden, unterkühlt zu werden.
S20, der in 3 gezeigt ist, umfasst ein Ausführen der Überhitzungsgradsteuerung basierend auf einer Differenz einer Eigenschaft bezüglich des Überhitzungsgrades zwischen dem Luft-Kältemittel-Wärmetauscher und dem Kühlmittel-Kältemittel-Wärmetauscher. Genauer gesagt, S20 umfasst ein Ändern des Überhitzungsgrades des Kältemittels, das aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömt, der als ein Kühlmittel-Kältemittel-Wärmetauscher fungiert, um höher zu sein, als ein Wert in dem normalen Zustand (zum Beispiel mindestens 5 K).
Nach einer solchen Änderung des Überhitzungsgrades in S20 des aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömenden Kältemittels beendet die Steuerungseinrichtung 40 das Steuerungsprogramm. Die Steuerungseinrichtung 40 beginnt dann wieder ein Ausführen des Steuerungsprogramms, das in 3 gezeigt ist, um den Ablauf in S10 auszuführen.
Der Ablauf in S20 gemäß der ersten Ausführungsform wird im Einzelnen beschrieben. Die Steuerungseinrichtung 40 gemäß der ersten Ausführungsform legt den Dekompressionsgrad des ersten Expansionsventils 13 fest, um höher zu sein als ein Dekompressionsgrad in dem normalen Zustand, um den Überhitzungsgrad des aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömenden Kältemittels zu ändern, um höher zu sein als der Wert in dem normalen Zustand (zum Beispiel mindestens 5 K).
Das heißt, die Steuerungseinrichtung 40 verringert einen Öffnungsgrad (d.h., eine Durchlassquerschnittsfläche) des ersten Expansionsventils 13 verglichen mit einem Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 in dem normalen Zustand, sodass der Überhitzungsgrad des aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömenden Kältemittels größer wird als derjenige in dem normalen Zustand. Beispielsweise kann der Überhitzungsgrad des aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömenden Kältemittels größer als 5 K sein.
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann der Temperaturwirkungsgrad des Niederdruckwärmetauschers 16 verringert werden, indem der Überhitzungsgrad des aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömenden Kältemittels festgelegt wird, um größer zu sein als der Wert in dem normalen Zustand.
Dies ermöglicht ein Unterdrücken eines Temperaturabfalls des Kühlwassers, das in dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 zirkuliert, der den Niederdruckwärmetauscher 16 umfasst, und ermöglicht somit ein Unterdrücken eines Temperaturabfalls der Kühlzielvorrichtung, die mittels des Kühlwassers gekühlt wird.
Auch in dem Fall, in dem die Überhitzungsgradsteuerung ausgeführt wird übt der Außenwärmetauscher 14, der als ein Luft-Kältemittel-Wärmetauscher fungiert, einen bestimmten Temperaturwirkungsgrad aus, der beibehalten wird, wie in 4 gezeigt ist. Angesichts dieses Punkts kann die Kältekreisvorrichtung 10 eine Wärmeaufnahmemenge an dem Außenwärmetauscher 14 auch in dem Fall sicherstellen, in dem die Kühlzielvorrichtung daran gehindert wird, unterkühlt zu werden.
Die Kältekreisvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform führt die Ablaufsteuerung in S20 aus, um ein Unterkühlen und ein Gefrieren an dem Kühleinrichtungskern 26 zu verhindern, während sie eine Erwärmungsleistungsfähigkeit in dem Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus beibehält. Außerdem kann die Kältekreisvorrichtung 10 einen Luftvolumenabfall verhindern, der durch ein Gefrieren an dem Kühleinrichtungskern 26 bewirkt wird.
Als nächstes wird ein Zustand des Kältemittels, das in dem Kältekreislauf zirkuliert, wenn die Überhitzungsgradsteuerung während des Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus durchgeführt wird, unter Bezugnahme auf ein Mollier-Diagramm beschrieben, das in 5 gezeigt ist.
Bis auf den Öffnungsgrad sowohl des ersten Expansionsventils 13 als auch des zweiten Expansionsventils 15 sind in diesem Fall Zustände sowohl der Luftmischklappe 26, der Hochtemperaturpumpe 23 als auch der Niedertemperaturpumpe 25 und dergleichen ähnlich dem normalen Zustand in dem Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus.
Der Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 wird festgelegt, um zu bewirken, dass der Überhitzungsgrad des aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömenden Kältemittels größer ist als der Wert in dem normalen Zustand (zum Beispiel mindestens 5 K), und wird in Übereinstimmung mit einem Steuerungsbefehl aus der Steuerungseinrichtung 14 geändert. Das zweite Expansionsventil 15 wird festgelegt, um einen vollständigen Öffnungsgrad zu haben.
An Punkt a1 und Punkt a2, die in 5 gezeigt sind, stößt der Kompressor 11 das Kältemittel mit dem hohen Druck aus, das in den Hochdruckwärmetauscher 12 strömt und Wärme durch einen Wärmetausch mit dem Kühlwasser an dem Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21 abstrahlt. Das Kühlwasser an dem Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21 wird entsprechend gekühlt.
An Punkt a2 und Punkt a3, die in 5 angezeigt sind, strömt das Kältemittel, das aus dem Hochdruckwärmetauscher 12 geströmt ist, dann in das erste Expansionsventil 13 und wird dekomprimiert, um das Kältemittel mit einem niedrigen Druck zu werden. An Punkt a3 und Punkt a4, die in 5 angezeigt sind, strömt das Kältemittel mit dem niedrigen Druck, das an dem ersten Expansionsventil 13 dekomprimiert wurde, in den Außenwärmetauscher 14 und strahlt Wärme an die Außenluft ab, die von dem Außengebläse ausgestoßen wird.
Das Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher 14 geströmt ist, strömt dann in das zweite Expansionsventil 15. Das Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher 14 ausgeströmt ist, ist in einem Gas-Flüssigkeits-Zweiphasenzustand. Das zweite Expansionsventil 15 ist vollständig geöffnet, sodass das Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher 14 geströmt ist, in den Niederdruckwärmetauscher 16 strömt, ohne in dem zweiten Expansionsventil 15 dekomprimiert zu werden.
An Punkt a4 und Punkt a5, die in 5 gezeigt sind, nimmt das Kältemittel mit dem niedrigen Druck in dem Niederdruckwärmetauscher 16 eine Wärme aus dem Kühlwasser bei dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 auf, um verdampft zu werden. Das Kühlwasser bei dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 wird entsprechend gekühlt.
An Punkt a5 und Punkt a1, die in 5 gezeigt sind, strömt das Kältemittel, das aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 geströmt ist, dann in die Einlassöffnung des Kompressors 11, um durch den Kompressor 11 wieder komprimiert zu werden.
Auch wenn die Überhitzungsgradsteuerung in dem Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus durchgeführt wird, wird eine Luft, die in dem Kühleinrichtungskern 26 gekühlt und entfeuchtet wird, in dem Heizeinrichtungskern 24 erwärmt, und wird die erwärmte Luft in die Kabine zugeführt.
Auch bei einer niedrigen Außenlufttemperatur kann die Kältekreisvorrichtung 10, die in dem Entfeuchtungs-und Erwärmungsmodus betrieben wird, somit die Kabine erwärmen, um eine gewünschte Temperatur zu erreichen, während die Kabine entfeuchtet wird, um einen Komfort der Kabine zu verbessern.
Als nächstes wird der Unterkühlungszustand der Kühlzielvorrichtung mit der Überhitzungsgradsteuerung sowie der Unterkühlungszustand der Kühlzielvorrichtung ohne die Überhitzungsgradsteuerung in der Kältekreisvorrichtung 10 in der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
6 zeigt zwei Beispiele der Zustände, die ähnlich denjenigen der Kältekreisvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform sind, bis auf die Ausführungszustände der Überhitzungsgradsteuerung mittels einer Steuerung des Öffnungsgrades des ersten Expansionsventils 13. Das heißt, es wird angenommen, dass die Kältekreisvorrichtung 10 in jedem der beiden Beispiele in dem Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus bei einer Niedertemperaturbedingung betrieben wird, und dass es wahrscheinlich ist, dass der Kühleinrichtungskern 26 unterkühlt wird (S10: JA).
Als nächstes wird eines der beiden Beispiele, in dem die Überhitzungsgradsteuerung nicht ausgeführt wird, während es wahrscheinlich ist, dass der Kühleinrichtungskern 26 unterkühlt wird, nachstehend unter Bezugnahme auf eine linke Säule in 6 beschrieben.
Wie unter Bezugnahme auf 5 beschrieben wurde, hat das in der Kältekreisvorrichtung 10 zirkulierende Kältemittel eine niedrige Temperatur und einen niedrigen Druck beim Strömen in den Niederdruckwärmetauscher 16. Der Niederdruckwärmetauscher 16 hat eine Temperatur von -10°C oder dergleichen an dem Einlass, der dem Kältekreislauf benachbart ist.
Der Niederdruckwärmetauscher tauscht Wärme zwischen dem Kältemittel, das eine niedrige Temperatur und einen niedrigen Druck hat, und dem Kühlwasser bei dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22, und wobei das Kühlwasser in diesem Fall gekühlt wird.
Der Niederdruckwärmetauscher 16 hat somit eine Temperaturdifferenz (Temperaturänderung) einer ersten Temperaturänderung Ta zwischen der Temperatur an dem Einlass, der dem Kältekreislauf benachbart ist, und der Temperatur an dem Auslass, der dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 benachbart ist. Wie in 6 gezeigt ist, hat in diesem Fall der Niederdruckwärmetauscher 16 eine Temperatur von -7°C oder dergleichen an dem Auslass, der dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 benachbart ist.
Der Kühleinrichtungskern 26 umfasst eine Einlassöffnung, aus der das Kühlwasser, das in dem Niederdruckwärmetauscher 16 gekühlt wurde, in den Kühleinrichtungskern 26 strömt. Der Kühleinrichtungskern 26 kühlt die Luft, indem er einen Wärmetausch zwischen dem Kühlwasser, das in den Kühleinrichtungskern 26 strömt, nachdem es in dem Niederdruckwärmetauscher 16 gekühlt wurde, und der Luft durchgeführt, die durch das Außengebläse 32 ausgestoßen wird. Nach einem Wärmetausch mit dem Kühlwasser strömt die Luft aus dem Kühleinrichtungskern 26 aus einem Ausstoßende des Kühleinrichtungskerns 26.
Von daher tritt eine Temperaturdifferenz um einen Betrag Tw einer Temperaturänderung des Kühleinrichtungskerns 26 zwischen einer Temperatur des Kühleinrichtungskerns 26 an der Einlassöffnung, die das Kühlwasser aufnimmt und einer Temperatur des Kühleinrichtungskerns 26 an dem Ausstoßende des Kühleinrichtungskerns 26 auf, dass die Luft ausstößt. Beispielsweise kann die Temperatur des Kühleinrichtungskern 26 an dem Ausstoßende, das die Luft ausstößt, -5°C sein, wie in 6 gezeigt ist.
Das heißt, in einer Situation, in der die Überhitzungsgradsteuerung nicht ausgeführt wird, während der Kühleinrichtungskern 26 möglicherweise unterkühlt wird, kann die Temperatur des Kühleinrichtungskerns 26 an dem Ausstoßende, dass die Luft ausstößt, unter eine Frostausbildungstemperatur Tf fallen (zum Beispiel, in einem Bereich von -4°C bis -2°C). Wenn die Temperatur des Kühleinrichtungskerns 26 an dem Ausstoßende unter die Frostausbildungstemperatur Tf fällt, kann ein Frost in dem Kühleinrichtungskern 26 ausgebildet werden.
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann der Kühleinrichtungskern 26 nicht daran gehindert werden, ohne die Überhitzungsgradsteuerung unterkühlt zu werden. Infolgedessen fällt die Temperatur des Kühleinrichtungskerns 26 an dem Ausstoßende, das die Luft ausstößt, unter die Frostausbildungstemperatur Tf. Wenn der Frost an dem Kühleinrichtungskern 26 ausgebildet wird, tritt die Luft durch den Kühleinrichtungskern 26 mit einem großen Belüftungswiderstand. Von daher kann ein Volumen der Luft, die von dem Außengebläse 32 in die Kabine strömt, kleiner werden als ein erforderliches Volumen.
Als nächstes wird das andere der beiden Beispiele unter Bezugnahme auf eine rechte Säule in 6 beschrieben, bei dem die Überhitzungsgradsteuerung ausgeführt wird, während es wahrscheinlich ist, dass der Kühleinrichtungskern 26 unterkühlt wird.
Auch in dem Fall hat das Kältemittel, das in der Kältekreisvorrichtung 10 zirkuliert, eine niedrige Temperatur und einen niedrigen Druck beim Strömen in den Niederdruckwärmetauscher 16. Der Niederdruckwärmetauscher 16 hat somit eine Temperatur von -10°C oder dergleichen an dem Einlass, der dem Kältemittelkreislauf benachbart ist.
Der Niederdruckwärmetauscher 16 tauscht Wärme zwischen dem Kältemittel, das eine niedrige Temperatur und einen niedrigen Druck hat, und dem Kühlwasser an dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22, und wobei das Kühlwasser gekühlt wird.
Die Steuerungseinrichtung 40 in der Kältekreisvorrichtung 10 führt in diesem Fall die Überhitzungsgradsteuerung aus, indem sie den Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 festgelegt, um geringer zu sein als der Wert in dem normalen Zustand, um den Überhitzungsgrad des Kältemittels zu ändern, das aus den Niederdruckwärmetauscher 16 strömt, um größer zu sein als der Wert in dem normalen Zustand (zum Beispiel mindestens 5 K). Dies verringert einen Temperaturwirkungsgrad des Niederdruckwärmetauschers 16.
Der Niederdruckwärmetauscher 16, der einen niedrigen Temperaturwirkungsgrad hat, tauscht Wärme zwischen dem Kältemittel, das eine niedrige Temperatur und einen niedrigen Druck hat, und dem Kühlwasser bei dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22. Das Kühlwasser wird somit durch einen Wärmetausch an dem Niederdruckwärmetauscher 16 gekühlt.
Das Kühlwasser hat einen Temperaturabfall, der kleiner ist als derjenige in dem Fall, in dem die Überhitzungsgradsteuerung nicht ausgeführt wird.
Der Niederdruckwärmetauscher 16 hat eine Temperaturdifferenz einer zweiten Temperaturänderung Tb, die größer ist als die erste Temperaturänderung Ta, zwischen der Temperatur an dem Einlass, der dem Kältekreislauf benachbart ist und der Temperatur an dem Auslass, der dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 benachbart ist. Wie in 6 gezeigt ist, hat der Niederdruckwärmetauscher 16 in diesem Fall eine Temperatur von -1°C oder dergleichen an dem Auslass, der dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 benachbart ist.
Das Kühlwasser, das in dem Niederdruckwärmetauscher 16 gekühlt wird, strömt in den Kühleinrichtungskern 26. Der Kühleinrichtungskern 26 kühlt die Luft, die aus dem Außengebläse 32 ausgegeben wird, indem er einen Wärmetausch zwischen dem gekühlten Kühlwasser und der Luft durchführt.
Von daher tritt eine Temperaturdifferenz um einen Betrag Twa einer Temperaturänderung des Kühleinrichtungskerns 26 zwischen der Temperatur des Kühleinrichtungskerns 26 an der Einlassöffnung, die das Kühlwasser aufnimmt, und der Temperatur des Kühleinrichtungskerns 26 an dem Ausstoßende des Kühleinrichtungskerns 26 auf, das die Luft ausstößt. Der Betrag Twa ist derselbe wie derjenige ohne ein Durchführen der Überhitzungsgradsteuerung. Daher kann die Temperatur des Kühleinrichtungskerns 26 an dem Ausstoßende, das die Luft ausstößt, +1°C sein, wie in 6 gezeigt ist.
Wenn es wahrscheinlich ist, dass der Kühleinrichtungskern 26 unterkühlt wird und die Überhitzungsgradsteuerung ausgeführt wird, ist die Temperatur an dem Ausstoßende des Kühleinrichtungskerns 26 höher als die Frostausbildungstemperatur Tf (zum Beispiel -4°C bis -2°C).
Indem die Überhitzungsgradsteuerung ausgeführt wird, wie vorstehend beschrieben wurde, wird der Kühleinrichtungskern 26 daran gehindert, unterkühlt zu werden, und die Temperatur des Kühleinrichtungskerns 26 kann über der Frostausbildungstemperatur Tf beibehalten werden. Daher kann die Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug den Kühlereinrichtungskern 26 davon abhalten, unterkühlt zu werden, und vereist zu werden. Von daher wird das Volumen der Luft, die von dem Innengebläse 32 in die Kabine strömt, bei dem erforderlichen Volumen aufrechterhalten.
Wie vorstehend beschrieben wurde, umfasst die Kältekreisvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform den Kompressor 11, den Hochdruckwärmetauscher 12, das erste Expansionsventil 13, den Außenwärmetauscher 14, den Niederdruckwärmetauscher 16 und den Kühleinrichtungskern 26.
Die Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug umfasst die Kältekreisvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform, den Hochdruckwärmetauscher 12, den Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21, der den Hochdruckwärmetauscher 12 und den Heizeinrichtungskern 24 umfasst, sowie den Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22, der den Niederdruckwärmetauscher 16 und den Kühleinrichtungskern 26 umfasst.
Die Kältekreisvorrichtung 10, der Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21 sowie der Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 haben jeweils einen Betrieb, der gesteuert wird, um ein Ausführen eines angemessenen Kühlens, Erwärmens sowie Entfeuchtens und Erwärmens der Kabine zu ermöglichen, für ein Erreichen einer komfortablen Klimatisierung der Kabine.
In der Kältekreisvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform sind der Au-ßenwärmetauscher 14 und der Niederdruckwärmetauscher 16 auf einer stromabwärtigen Seite des ersten Expansionsventils 13 entlang einer Strömungsrichtung des Kältemittels angeordnet, wie in 1 gezeigt ist. Genauer gesagt, das erste Expansionsventil 13, der Außenwärmetauscher 14 und der Niederdruckwärmetauscher 16 sind miteinander in Reihe in dieser Reihenfolge von einer stromaufwärtigen Seite zu einer stromabwärtigen Seite verbunden.
Die Steuerungseinrichtung 40 führt die Überhitzungsgradsteuerung (bei S20) aus, wenn bestimmt wird, dass es eine Möglichkeit gibt, dass der Kühleinrichtungskern 26 unterkühlt wird (S10: JA). Bei der Überhitzungsgradsteuerung erhöht die Steuerungseinrichtung 40 den Dekompressionsgrad des ersten Expansionsventils 13, um den Überhitzungsgrad des Kältemittels zu erhöhen, das aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömt, verglichen mit dem Überhitzungsgrad des Kältemittels, das aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 in dem normalen Zustand strömt.
Wie in 4 gezeigt ist, kann ein Temperaturwirkungsgrad zwischen dem Kältemittel und dem Kühlwasser bei dem Niederdruckwärmetauscher 16 signifikant verringert werden, indem der Überhitzungsgrad des Kältemittels, das aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömt, erhöht wird, um größer zu sein als der Wert in dem normalen Zustand.
Die Kältekreisvorrichtung 10 kann somit eine Temperatur des Kühlwassers für den Kühleinrichtungskern 26 aufrechterhalten, um gleich wie oder höher als ein bestimmter Wert zu sein, durch eine Verringerung des Temperaturwirkungsgrades zwischen dem Kältemittel und dem Kühlwasser bei dem Niederdruckwärmetauscher 16.
Auch wenn die Kältekreisvorrichtung 10 in dem Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus bei einer Niedertemperaturumgebung betrieben wird, kann die Kältekreisvorrichtung 10 ein Unterkühlen und ein Vereisen an dem Kühleinrichtungskern 26 unterdrücken, der mittels des Kühlwassers gekühlt wird, während sie die Wärmeaufnahmemenge von einer Außenluft an den Außenwärmetauscher 14 aufrechterhält.
Die erste Ausführungsform erreicht eine Erhöhung des Überhitzungsgrades des Kältemittels, das aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömt, indem der Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 verringert wird, um geringer zu sein als der Wert in dem normalen Zustand. Die erste Ausführungsform benötigt keine zusätzliche Konfiguration, wie etwa ein Konstantdruckventil. Die Kältekreisvorrichtung 10 kann ein Unterkühlen und ein Vereisen des Kühleinrichtungskerns 26 unterdrücken, ohne eine Anzahl von Komponenten zu erhöhen oder eine Kreislaufkonfiguration zu verkomplizieren.
Außerdem benötigt die erste Ausführungsform keine Konfiguration, wie etwa ein Konstantdruckventil, um ein Unterdrücken einer Verringerung einer Kühlleistungsfähigkeit zu erreichen, wobei kein Druckverlust an dem Konstantdruckventil oder dergleichen in dem Kühlmodus auftritt.
In der ersten Ausführungsform erfasst der Kühleinrichtungskerntemperatursensor 44 eine Temperatur eines Körpers des Kühleinrichtungskerns 26. Die Steuerungseinrichtung 40 bestimmt, ob es wahrscheinlich ist, dass der Kühleinrichtungskern 26 unterkühlt wird, indem sie die Temperatur des Körpers des Kühleinrichtungskerns 26 und die Bezugstemperatur (bei S10) vergleicht.
Von daher bestimmt die Steuerungseinrichtung 40 gemäß der Kältekreisvorrichtung 10, ob es wahrscheinlich ist, dass der Kühleinrichtungskern 26 unterkühlt wird, mit einer hohen Genauigkeit, und verhindert auf angemessene Weise, dass der Kühleinrichtungskern 26 unterkühlt wird oder vereist wird.
(Zweite Ausführungsform)
Die zweite Ausführungsform, die sich von der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform unterscheidet, wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen als nächstes beschrieben. Ähnlich der ersten Ausführungsform stellt die zweite Ausführungsform die Kältekreisvorrichtung 10 bereit, und wobei die Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug die Kältekreisvorrichtung 10, den Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21 sowie den Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 umfasst.
Die Kältekreisvorrichtung 10, der Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21, der Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 und die Innenklimaanlageneinheit 30 gemäß der zweiten Ausführungsform sind im Wesentlichen ähnlich denjenigen gemäß der ersten Ausführungsform eingerichtet. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in einer Anordnung der Konfigurationen, die in der Kältekreisvorrichtung 10 enthalten sind, und in Einzelheiten der Überhitzungsgradsteuerung, die in S20 ausgeführt wird.
Die nachfolgende Beschreibung umfasst entsprechend die Bezugszeichen, die gleich denjenigen der ersten Ausführungsform sind und die gleichen Konfigurationen anzeigen, die in der vorstehenden Beschreibung beschrieben sind.
Die Kältekreisvorrichtung 10 gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst den Kompressor 11, den Hochdruckwärmetauscher 12, das erste Expansionsventil 13, den Außenwärmetauscher 14, das zweite Expansionsventil 15 sowie den Niederdruckwärmetauscher 16.
Wie in 7 gezeigt ist, stellt die zweite Ausführungsform das erste Expansionsventil 13 und den Außenwärmetauscher 14 sowie das zweite Expansionsventil 15 und den Niederdruckwärmetauscher 16 bereit, die stromabwärts des Hochdruckwärmetauschers 12 angeordnet sind und parallel zueinander in dem Kältemittelstrom verbunden sind.
Das Kältemittel, das aus dem Hochdruckwärmetauscher 12 strömt, wird gemäß der zweiten Ausführungsform verzweigt, um einen Strom in das erste Expansionsventil 13 und einen Strom in das zweite Expansionsventil 15 zu haben.
Das Kältemittel mit dem hohen Druck strömt in das erste Expansionsventil 13 und wird in dem ersten Expansionsventil 13 dekomprimiert, um das Kältemittel mit einem niedrigen Druck zu sein. Das Kältemittel mit dem niedrigen Druck strömt aus dem ersten Expansionsventil 13 aus und strömt in den Außenwärmetauscher 14, und nimmt dann eine Wärme aus der Außenluft auf, die aus dem Außengebläse ausgestoßen wird.
Andererseits wird das Kältemittel mit dem hohen Druck, das in das zweite Expansionsventil 15 strömt, in dem zweiten Expansionsventil 15 dekomprimiert, um das Kältemittel mit einem niedrigen Druck zu sein. Ein Öffnungsgrad des zweiten Expansionsventils 15 in der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von demjenigen in der ersten Ausführungsform und ist ein bestimmter Grad.
Das Kältemittel mit dem niedrigen Druck, das in dem zweiten Expansionsventil 15 dekomprimiert wird, strömt in den Niederdruckwärmetauscher 16 und tauscht Wärme mit dem Kühlwasser, das in dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 zirkuliert. Das Kühlwasser, das in dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 zirkuliert, wird entsprechend gekühlt. Der Kühlereinrichtungskern 26 gemäß der zweiten Ausführungsform wird auch durch das Kühlwasser bei dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 gekühlt.
Das Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher 14 strömt und das Kältemittel, das aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömt, verbinden sich an einem Ort stromaufwärts des Kompressors 11 und strömen in den Kompressor 11.
Die Steuerungseinrichtung 40 gemäß der zweiten Ausführungsform, die in dem Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus betrieben wird, liest auf ähnliche Weise das Steuerungsprogramm, das in 3 gezeigt ist, aus dem ROM in der Steuerungseinrichtung 40 und führt das Steuerungsprogramm aus.
Die Steuerungseinrichtung 40 bestimmt bei S10, ob es wahrscheinlich ist, dass der Kühleinrichtungskern 29 unterkühlt wird. Genauer gesagt, in der zweiten Ausführungsform erfasst der Kühleinrichtungskerntemperatursensor 44 die Temperatur des Kühleinrichtungskerns 26. Die Steuerungseinrichtung 40 vergleicht die Temperatur des Kühleinrichtungskerns 26 und eine Bezugstemperatur (zum Beispiel etwa 0°C), die in dem ROM gespeichert ist.
Die Steuerungseinrichtung führt die Überhitzungsgradsteuerung (bei S20) aus, wenn die Temperatur des Kühleinrichtungskerns 26 die Bezugstemperatur ist oder niedriger, und wobei die Steuerungseinrichtung 40 bestimmt, dass es wahrscheinlich ist, dass der Kühleinrichtungskern 26 unterkühlt wird (S10: JA). Andererseits beendet die Steuerungseinrichtung 40 das Steuerungsprogramm, wenn die Temperatur des Kühleinrichtungskerns 26 höher als die Bezugstemperatur ist und die Steuerungseinrichtung 40 bestimmt, dass es nicht wahrscheinlich ist, dass der Kühleinrichtungskern 26 unterkühlt wird (S10: NEIN).
In S20 führt die Steuerungseinrichtung 40 gemäß der zweiten Ausführungsform die Überhitzungsgradsteuerung aus einem Festlegen eines Verhältnisses des Dekompressionsgrades des zweiten Expansionsventils 15 zu dem Dekompressionsgrad des ersten Expansionsventils 13 aus, um höher zu sein als ein Verhältnis in dem normalen Zustand, um den Überhitzungsgrad des Kältemittels zu erhöhen, das aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömt.
Das heißt, die Steuerungseinrichtung 40 verringert einen Öffnungsgrad (d.h., eine Durchlassquerschnittsfläche) des zweiten Expansionsventils 15 verglichen mit einem Öffnungsgrad des zweiten Expansionsventils 15 in dem normalen Zustand, ohne den Öffnungsgrad (d.h., Durchlassquerschnittsfläche) des ersten Expansionsventils 13 zu ändern. Von daher erhöht die Steuerungseinrichtung 40 den Überhitzungsgrad des Kältemittels, das aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömt, sodass dieser größer ist als derjenige in dem normalen Zustand. Beispielsweise kann der Überhitzungsgrad des Kältemittels, das aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömt größer sein als 5 K.
Die zweite Ausführungsform erreicht auch eine Verringerung eines Temperaturwirkungsgrads an dem Niederdruckwärmetauscher 16. Die Kältekreisvorrichtung 10 kann einen Temperaturabfall des Kühlwassers unterdrücken, das in dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 zirkuliert, der den Niederdruckwärmetauscher 16 umfasst. Die Kältekreisvorrichtung 10 kann somit ein Unterkühlen und Vereisen an dem Kühleinrichtungskern 26 unterdrücken, der mittels des Kühlwassers gekühlt wird.
Auch in der zweiten Ausführungsform übt der Außenwärmetauscher 14, der als ein Luft-Kältemittel-Wärmetauscher fungiert, einen bestimmten Temperaturwirkungsgrad aus, der aufrechterhalten wird, wie in 4 gezeigt ist. Angesichts dieses Punkts kann die Kältekreisvorrichtung 10 eine Wärmeaufnahmemenge an dem Außenwärmetauscher 14 auch in dem Fall sicherstellen, in dem die Kühlzielvorrichtung daran gehindert wird, unterkühlt zu werden.
Die Kältekreisvorrichtung 10 gemäß der zweiten Ausführungsform führt auch die Ablaufsteuerung in S20 aus, um ein Unterkühlen und Gefrieren an dem Kühleinrichtungskern 26 zu verhindern, während sie die Erwärmungsleistungsfähigkeit in dem Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus aufrechterhält. Außerdem kann die Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug einen Luftvolumenstromabfall verhindern, der durch ein Gefrieren an dem Kühleinrichtungskern 26 bewirkt wird.
Als nächstes wird ein Zustand des Kältemittels, das in dem Kältekreislauf zirkuliert, wenn die Überhitzungsgradsteuerung während des Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus in der Kältekreisvorrichtung 10 der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird, unter Bezugnahme auf ein Mollier-Diagramm, das in 8 gezeigt ist, beschrieben.
Das erste Expansionsventil 13 hat einen Öffnungsgrad, der gleich dem Wert in dem normalen Zustand ist. Der Öffnungsgrad des zweiten Expansionsventils 15 wird festgelegt, um zu bewirken, dass der Überhitzungsgrad des Kältemittels, das aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömt, größer als der Wert in dem normalen Zustand ist (zum Beispiel mindestens 5 K). Der Öffnungsgrad des zweiten Expansionsventils 15 wird geändert, um geringer zu sein als der Wert in den normalen Zustand, in Übereinstimmung mit einem Steuerungsbefehl aus der Steuerungseinrichtung 40.
An Punkt b1 und Punkt b2, die in 8 gezeigt sind, stößt der Kompressor 11 das Kältemittel mit dem hohen Druck aus, das in den Hochdruckwärmetauscher 12 strömt und eine Wärme durch einen Wärmetausch mit dem Kühlwasser an dem Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21 abstrahlt. Das Kühlwasser an dem Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21 wird entsprechend gekühlt.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird das Kältemittel, das aus dem Hochdruckwärmetauscher 12 strömt, in den Strom in Richtung des ersten Expansionsventils 13 und den Strom in Richtung des zweiten des Expansionsventils 15 verzweigt.
Wie an Punkt B2 und Punkt b3 in 8 gezeigt ist, wird das Kältemittel mit dem hohen Druck, das in das erste Expansionsventil 13 strömt, dekomprimiert, um das Kältemittel mit dem niedrigen Druck zu sein. Das erste Expansionsventil 13 hat einen Öffnungsgrad, der gleich dem Wert in dem normalen Zustand ohne ein Ausführen der Überhitzungsgradsteuerung ist.
An Punkt b3 und Punkt b4, die in 8 gezeigt sind, strömt das Kältemittel mit dem niedrigen Druck, das in dem ersten Expansionsventil 13 dekomprimiert wird, in den Außenwärmetauscher 14 und strahlt eine Wärme an eine Außenluft ab, die aus dem Außengebläse ausgestoßen wird. Das Kältemittel an dem Auslass des Außenwärmetauschers 14 gelangt in den Gas-Flüssigkeits-Zweiphasenzustand.
Andererseits, wie an Punkt b2 und an Punkt b5 in 8 gezeigt ist, wird das Kältemittel mit dem hohen Druck, das in das zweite Expansionsventil 15 strömt, dekomprimiert, um das Kältemittel mit einem niedrigen Druck bei einem Dekompressionsgrad gemäß der vorstehend beschriebenen Überhitzungsgradsteuerung zu sein. Der Öffnungsgrad des zweiten Expansionsventils 15 wird durch die Überhitzungsgradsteuerung geändert, um geringer zu sein als der Wert in dem normalen Zustand. Das aus dem zweiten Expansionsventil 15 strömende Kältemittel hat somit einen geringeren Druck als das Kältemittel, das aus dem ersten Expansionsventil 13 strömt.
An Punkt b5 und an Punkt b6, die in 8 gezeigt sind, strömt das Kältemittel mit dem niedrigen Druck, das durch ein Dekomprimieren an dem zweiten Expansionsventil erlangt wird, in den Niederdruckwärmetauscher 16 und nimmt Wärme aus dem Kühlwasser bei dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 auf, um verdampft zu werden. Das Kühlwasser bei dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 wird entsprechend gekühlt.
Die Überhitzungsgradsteuerung ändert den Überhitzungsgrad des Kältemittels, das aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömt, signifikanter als in einem normalen Zustand, sodass das Kältemittel in dem Niederdruckwärmetauscher 16 fast in einen Gasphasenzustand gelangt. Dies verringert eine Temperaturwirkungsgrad des Niederdruckwärmetauschers 16.
Von daher wird ein Temperaturabfall des Kühlwassers beim Kühlen in dem Niederdruckwärmetauscher 16 reduziert, verglichen mit einem Temperaturabfall des Kühlwassers beim Kühlen in dem Niederdruckwärmetauscher 16 in dem normalen Zustand. Das heißt, die Kältekreisvorrichtung 10 hält das Kühlwasser zum Kühlen des Kühleinrichtungskerns 26 davon ab, unterkühlt zu werden, und dadurch hält sie den Kühleinrichtungskern 26 davon ab, unterkühlt und vereist zu werden.
Der Niederdruckwärmetauscher 16 hat einen Druckverlust, der kleiner ist als der Druckverlust an dem Außenwärmetauscher 14, aufgrund der Differenz der Kältemittelströmungsrate zwischen dem Außenwärmetauscher 14 und dem Niederdruckwärmetauscher 16.
An Punkt b4 und Punkt b7 sowie an Punkt b6 und Punkt b7, die in 8 gezeigt sind, vereinigt sich das Kältemittel, das aus dem Außenwärmetauscher 14 strömt, mit dem Kältemittel, das aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömt. Das Kältemittel beim Vereinigen an Punkt b7, der in 8 gezeigt ist, hat den Überhitzungsgrad, der wünschenswerterweise von 1 K bis 5 K ist.
An Punkt b7 und Punkt b1, die in 8 gezeigt sind, strömt das Kältemittel, das an einem Ort stromabwärts des Außenwärmetauschers 14 und des Niederdruckwärmetauschers 16 verbunden wurde, in die Einlassöffnung des Kompressors 11, um durch den Kompressor 11 wieder komprimiert zu werden.
In der zweiten Ausführungsform wird die Luft, die in dem Kühleinrichtungskern 26 gekühlt und entfeuchtet wird, in dem Heizeinrichtungskern 24 erwärmt, und die erwärmte Luft wird in die Kabine zugeführt, auch wenn die Überhitzungsgradsteuerung in dem Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus durchgeführt wird. Dies erreicht ein Entfeuchten und Erwärmen der Kabine.
Die Kältekreisvorrichtung 10, die in dem Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus betrieben wird, kann somit die Kabine erwärmen, um eine gewünschte Temperatur zu haben, während sie die Kabine entfeuchtet, um einen Komfort der Kabine zu verbessern.
Bei der Kältevorrichtung 10 gemäß der zweiten Ausführungsform kann ein Temperaturwirkungsgrad des Niederdruckwärmetauschers 16 verringert werden, indem der Überhitzungsgrad des Kältemittels, das aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömt, größer festgelegt wird als der Wert in dem normalen Zustand.
Die Kältekreisvorrichtung 10 kann somit einen Temperaturabfall des Kühlwassers unterdrücken, das in dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 zirkuliert, der den Niederdruckwärmetauscher 16 umfasst, um ein Unterdrücken eines Temperaturabfalls der Kühlzielvorrichtung zu ermöglichen, die mittels des Kühlwassers gekühlt wird.
Auch beim Ausführen der Überhitzungsgradsteuerung wird der Temperaturwirkungsgrad des Außenwärmetauschers 14, der als der Luft-Kältemittel-Wärmetauscher dient, aufrechterhalten, wie in 4 gezeigt ist. Von daher verhindert die Kältekreisvorrichtung 10, dass die Kühlzielvorrichtung unterkühlt wird, und stellt eine Menge an aufgenommener Wärme durch den Außenwärmetauscher 14 sicher.
Das heißt, in der zweiten Ausführungsform verhindert die Kältekreisvorrichtung 10, dass der Kühleinrichtungskern 26 unterkühlt wird, während sie den Grad der Erwärmungsleistungsfähigkeit in dem Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus aufrechterhält, weil die Kältekreisvorrichtung 10 die Überhitzungsgradsteuerung bei S20 ausführt. Außerdem verhindert die Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug, dass das Volumen der Luft, die in die Kabine zugeführt wird, aufgrund des Ausbildens einer Vereisung in dem Kühleinrichtungskern 26 reduziert wird.
Wie vorstehend beschrieben wurde wird in der zweiten Ausführungsform der Betrieb der Kältekreisvorrichtung 10, des Hochtemperaturkühlwasserkreislaufs 21 sowie des Niedertemperaturkühlwasserkreislaufs 22 jeweils wie in der ersten Ausführungsform gesteuert, um ein Ausführen eines geeigneten Kühlens, Erwärmens sowie Entfeuchtens und Erwärmens der Kabine zum Erreichen einer komfortablen Klimatisierung der Kabine zu ermöglichen.
Wie in 7 gezeigt ist, umfasst die Kältekreisvorrichtung 10 gemäß der zweiten Ausführungsform das erste Expansionsventil 13 und den Außenwärmetauscher 14 sowie das zweite Expansionsventil 15 und den Niederdruckwärmetauscher 16, die stromabwärts des Hochtemperaturwärmetauschers 12 angeordnet sind und in dem Kältemittelstrom parallel zueinander verbunden sind.
Die Steuerungseinrichtung 40 führt die Überhitzungsgradsteuerung (bei S20) aus, wenn sie bestimmt, dass es eine Möglichkeit gibt, dass der Kühleinrichtungskern 26 unterkühlt wird (S10: JA). Genauer gesagt, das Verhältnis des Dekompressionsgrads des zweiten Expansionsventils 15 zu dem Dekompressionsgrad des ersten Expansionsventils 13 wird festgelegt, um höher zu sein als das Verhältnis in den normalen Zustand, um den Überhitzungsgrad des aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömenden Kältemittels zu erhöhen. Ähnlich der ersten Ausführungsform kann die Kältekreisvorrichtung 10 den Temperaturwirkungsgrad zwischen dem Kältemittel und dem Kühlwasser bei dem Niederdruckwärmetauscher 16 signifikant verringern.
Die Kältekreisvorrichtung 10 kann eine Temperatur des Kühlwassers für den Kühleinrichtungskern 26 aufrechterhalten, um gleich wie oder höher zu sein als ein bestimmter Wert, durch eine Verringerung des Temperaturwirkungsgrads zwischen dem Kältemittel und dem Kühlwasser bei dem Niederdruckwärmetauscher 16.
Auch wenn die Kältekreisvorrichtung 10 gemäß der zweiten Ausführungsform in dem Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus bei der Niedertemperaturumgebung betrieben wird, kann die Kältekreisvorrichtung 10 ein Unterkühlen und Vereisen des Kühleinrichtungskerns 26 unterdrücken, der mittels des Kühlwassers gekühlt wird, während sie eine Wärmeaufnahmemenge aus einer Außenluft bei dem Außenwärmetauscher 14 aufrechterhält.
Die Kältekreisvorrichtung 10 gemäß der zweiten Ausführungsform kann ein Unterdrücken und Vereisen bei dem Kühleinrichtungskern 26 unterdrücken, ohne einer Konfiguration, wie etwa eines Konstantdruckventils, zu bedürfen. Die Kältekreisvorrichtung 10 hat keine erhöhte Anzahl an Komponenten oder eine Verkomplizierung einer Kreiskonfiguration.
Zusätzlich erfasst der Kühleinrichtungstemperatursensor 44 die Temperatur des Körpers des Kühleinrichtungskerns 26, und wobei die Steuerungseinrichtung 40 bestimmt, ob es eine Wahrscheinlichkeit gibt, dass der Kühleinrichtungskern 26 unterkühlt wird, indem sie die Temperatur des Körpers des Kühleinrichtungskerns 26 und die Bezugstemperatur vergleicht. Von daher bestimmt die Kältekreisvorrichtung 10 der zweiten Ausführungsform auch, ob es eine Wahrscheinlichkeit gibt, dass der Kühleinrichtungskern 26 unterkühlt wird, mit einer hohen Zuverlässigkeit.
Die Überhitzungsgradsteuerung (S20) gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst ein Festlegen des Öffnungsgrads des zweiten Expansionsventils 15, um geringer zu sein als der Wert in dem normalen Zustand, ohne eine Änderung des Öffnungsgrades des ersten Expansionsventils 13. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf diesen Aspekt beschränkt.
Genauer gesagt, die Überhitzungsgradsteuerung (S20) umfasst alternativ ein Steuern des Überhitzungsgrades des Kältemittels, das aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömt, mittels eines kombinierten Öffnungsgrades des ersten Expansionsventils 13 und des zweiten Expansionsventils 15.
Weiterhin alternativ kann das Kältemittel eine Strömungsratenverteilung zu dem Außenwärmetauscher 14 und dem Niederdruckwärmetauscher 16 haben, die in Übereinstimmung mit dem Verhältnis zwischen dem Dekompressionsgrad des ersten Expansionsventils 13 und dem Dekompressionsgrad des zweiten Expansionsventils 15 geregelt wird, um eine Steuerung des Überhitzungsgrads des Kältemittels zu erreichen, was sowohl aus dem Außenwärmetauscher 14 als auch dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömt.
(Dritte Ausführungsform)
Die dritte Ausführungsform, die von den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verschieden ist, wird als nächstes beschrieben. Ähnlich den vorstehenden Ausführungsformen stellt die dritte Ausführungsform die Kältekreisvorrichtung 10 bereit, und wobei die Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug die Kältekreisvorrichtung 10, den Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21 sowie den Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 umfasst.
Die Kältekreisvorrichtung 10, der Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21, der Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 und die Innenklimaanlageneinheit 30 gemäß der dritten Ausführungsform sind grundsätzlich hinsichtlich ihrer Konfiguration und Anordnung denjenigen gemäß der zweiten Ausführungsform ähnlich. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich hauptsächlich von der zweiten Ausführungsform in Einzelheiten der in S20 ausgeführten Überhitzungsgradsteuerung.
Die nachfolgende Beschreibung umfasst entsprechend die Bezugszeichen, die gleich denjenigen der ersten oder zweiten Ausführungsform sind, und die gleichen Konfigurationen anzeigen, die in der vorstehenden Beschreibung beschrieben sind.
Die Kältekreisvorrichtung 10 gemäß der dritten Ausführungsform hat eine Anordnung, die grundsätzlich derjenigen gemäß der zweiten Ausführungsform ähnlich ist. Wie in 7 gezeigt ist, umfasst die Kältekreisvorrichtung 10 gemäß der dritten Ausführungsform das erste Expansionsventil 13 und den Außenwärmetauscher 14 sowie das zweite Expansionsventil 15 und den Niederdruckwärmetauscher 16, die stromabwärts des Hochdruckwärmetauschers 12 angeordnet sind und in dem Kältemittelstrom parallel zueinander verbunden sind.
Die Steuerungseinrichtung 40 gemäß der dritten Ausführungsform, die in dem Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus betrieben wird, liest ähnlicher Weise das Steuerungsprogramm, das in 3 gezeigt ist, aus dem ROM in der Steuerungseinrichtung 40 und führt das Steuerungsprogramm aus.
Die Steuerungseinrichtung 40 bestimmt bei S10, ob es wahrscheinlich ist, dass der Kühleinrichtungskern 26 unterkühlt wird. Steuerungsablaufeinzelheiten dieser Bestimmung sind ähnlich denjenigen gemäß der vorstehenden Ausführungsformen.
S20 umfasst ein Ausführen der Überhitzungsgradsteuerung, um den Überhitzungsgrad des Kältemittels, das aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömt, festzulegen, um höher zu sein als der Wert in dem normalen Zustand. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform in den Ablaufsteuerungseinzelheiten der Überhitzungsgradsteuerung.
Bei der Überhitzungsgradsteuerung (bei S20) in der dritten Ausführungsform verringert die Steuerungseinrichtung 40 den Öffnungsgrad (d.h., die Durchlassquerschnittsfläche) des zweiten Expansionsventils 15 periodisch, ohne den Öffnungsgrad (d.h., die Durchlassquerschnittsfläche) des ersten Expansionsventils 13 zu ändern. Genauer gesagt, schließt die Steuerungseinrichtung 40 das zweite Expansionsventil 15 periodisch vollständig, um das Kältemittel zu steuern, um in Richtung des Niederdruckwärmetauschers 16 stoßweise zu strömen.
Das heißt, der normale Zustand bei der vorliegenden Offenbarung wird als ein Zustand definiert, bei dem sowohl der Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 als auch der Öffnungsgrad des zweiten Expansionsventils 15 gleich einem bestimmten Öffnungsgrad sind. Ein Überhitzungsgraderhöhungszustand in der vorliegenden Offenbarung ist als ein Zustand definiert, in dem das erste Expansionsventil 13 mit dem bestimmten Öffnungsgrad geöffnet ist und das zweite Expansion 15 vollständig geschlossen ist.
Von daher ändert sich der Überhitzungsgrad des Kältemittels, das aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömt, periodisch zwischen dem Überhitzungsgrad in dem normalen Zustand und dem Überhitzungsgrad des Kältemittels stoßweise, bevor das zweite Expansionsventil 15 vollständig geschlossen wird. Ein Zeitmittel des Überhitzungsgrades des Kältemittels, das aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömt, wird größer als der Überhitzungsgrad des Kältemittels in dem normalen Zustand.
Die Kältekreisvorrichtung 10 gemäß der dritten Ausführungsform führt die Überhitzungsgradsteuerung (S20) aus, um einen über die Zeit gemittelten Wert eines Temperaturwirkungsgrades an dem Niederdruckwärmetauscher 16 zu verringern.
Dies unterdrückt einen Temperaturabfall des Kühlwassers, das in dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 zirkuliert, der den Niederdruckwärmetauscher 16 umfasst, sodass die Kältekreisvorrichtung 10 ein Unterdrücken eines Temperaturabfalls der Kühlzielvorrichtung erreicht, die mittels des Kühlwassers gekühlt wird.
Auch in dem Fall, in dem die Überhitzungsgradsteuerung ausgeführt wird, übt der Außenwärmetauscher 14, der als ein Luft-Kältemittel-Wärmetauscher fungiert, einen Temperaturwirkungsgrad aus, der aufrechterhalten wird, wie in 4 gezeigt ist. Die Kältekreisvorrichtung 10 kann somit eine Wärmeaufnahmemenge an dem Außenwärmetauscher 14 auch in dem Fall sicherstellen, in dem die Kühlzielvorrichtung davon abgehalten wird, unterkühlt zu werden.
Die Kältekreisvorrichtung 10 gemäß der dritten Ausführungsform führt die Ablaufsteuerung in S20 aus, um ein Unterkühlen und Vereisen des Kühleinrichtungskerns 26 zu verhindern, während sie eine Erwärmungsleistungsfähigkeit in dem Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus aufrechterhält. Außerdem kann die Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug einen Luftvolumenabfall verhindern, der durch ein Vereisen bei dem Kühleinrichtungskern 26 bewirkt wird.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird in der dritten Ausführungsform der Betrieb der Kältekreisvorrichtung 10, des Hochtemperaturkühlwasserkreislaufs 21 und des Niedertemperaturkühlwasserkreislaufs 22 jeweils wie in der zweiten Ausführungsform gesteuert, um ein Ausführen eines geeigneten Kühlens, Erwärmens und Entfeuchtens und Erwärmens der Kabine für ein Erreichen einer komfortablen Luftklimatisierung der Kabine zu ermöglichen.
Die Kältekreisvorrichtung 10 gemäß der dritten Ausführungsform umfasst das erste Expansionsventil 13 und den Außenwärmetauscher 14 sowie das zweite Expansionsventil 15 und den Niederdruckwärmetauscher 16, die stromabwärts des Hochdruckwärmetauschers 12 angeordnet sind und in dem Kältemittelstrom parallel zueinander verbunden sind.
Mit dieser Struktur schaltet die Steuerungseinrichtung 40 periodisch zwischen dem normalen Zustand und dem Überhitzungsgraderhöhungszustand (S20), wenn bestimmt wird, dass der Kühleinrichtungskern 26 möglicherweise unterkühlt wird (S10: JA). Wie vorstehend beschrieben wurde, ist ein Verhältnis des Öffnungsgrads des zweiten Expansionsventils 15 zu dem Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 ein bestimmtes Verhältnis in dem normalen Zustand. In dem Überhitzungsgraderhöhungszustand ist das Verhältnis des Öffnungsgrads des zweiten Expansionsventils 15 zu dem Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 kleiner als dasjenige in dem normalen Zustand.
Ähnlich der zweiten Ausführungsform kann die Kältekreisvorrichtung 10 somit einen Temperaturwirkungsgrad zwischen dem Kältemittel und dem Kühlwasser bei dem Niederdruckwärmetauscher 16 signifikant verringern.
Auch wenn die Kältekreisvorrichtung 10 gemäß der dritten Ausführungsform in dem Entfeuchtungs- und Erwärmungsmodus bei der Niedertemperaturumgebung betrieben wird, kann die Kältekreisvorrichtung 10 ein Unterkühlen und Vereisen des Kühleinrichtungskerns 26 unterdrücken, der mittels des Kühlwassers gekühlt wird, während sie eine Wärmeaufnahmemenge aus einer Außenluft an dem Außenwärmetauscher 14 sicherstellt.
Die Kältekreisvorrichtung 10 gemäß der dritten Ausführungsform kann eine Wirkung zeigen, die ähnlich derjenigen gemäß der zweiten Ausführungsform ist.
Die Überhitzungsgradsteuerung (S20) gemäß der dritten Ausführungsform umfasst ein periodisches vollständiges Schließen des Öffnungsgrades des zweiten Expansionsventils 15 ohne eine Änderung des Öffnungsgrades des ersten Expansionsventils 13. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf diesen Aspekt beschränkt. Die vorliegende Offenbarung kann verschiedene Aspekte verwenden, wenn das Verhältnis des Öffnungsgrades des zweiten Expansionsventils 15 zu dem Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 periodisch kleiner gemacht werden können als der Wert in dem normalen Zustand.
In dem Fall, in dem das erste Expansionsventil 13 keine Änderung des Öffnungsgrades hat, wird das zweite Expansionsventil 15 nicht notwendigerweise vollständig geschlossen, sondern kann alternativ dazu gebracht werden, einen Öffnungsgrad des zweiten Expansionsventils 15 zu haben, der kleiner ist als der Wert in den normalen Zustand. Der Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 kann weiterhin alternativ periodisch größer gemacht werden als der Wert in dem normalen Zustand ohne eine Änderung des Öffnungsgrades des zweiten Expansionsventils 15.
Das zweite Expansionsventil 15 gemäß der dritten Ausführungsform ist als der zweite Dekompressor gemäß der vorliegenden Offenbarung vorgesehen. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf diesen Aspekt beschränkt. Die vorliegende Offenbarung kann verschiedene Aspekte verwenden, wenn der Dekompressionsgrad des Kältemittels an dem Strömungspfad des Kältemittels geändert werden kann, das aus dem Hochdruckwärmetauscher 12 in Richtung des Niederdruckwärmetauschers 16 strömt.
Wie beispielsweise in 9 gezeigt ist, kann das zweite Expansionsventil 15 gemäß der dritten Ausführungsform durch ein An-Aus-Ventil 15a und ein Kastenexpansionsventil 15b ersetzt werden, das stromabwärts des An-Aus-Ventils 15a angeordnet ist.
In diesem Fall öffnet oder schließt das An-Aus-Ventil 15a den Strömungspfad des Kältemittels, das aus dem Hochdruckwärmetauscher 12 in Richtung des Niederdruckwärmetauschers 16 strömt. Das Kastenexpansionsventil 15 dekomprimiert und expandiert ein Flüssigphasenkältemittel, das aus dem An-Aus-Ventil 15a strömt, um das Kältemittel mit dem niedrigen Druck zu erlangen.
Die in 9 gezeigte Konfiguration kann auch eine ähnliche Wirkung zeigen, wie diejenige der Kältekreisvorrichtung 10 gemäß der dritten Ausführungsform.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf eine solche Kombination des An-Aus-Ventils 15a und des Kastenexpansionsventils 15b, wie in 9 gezeigt, beschränkt, sondern kann verschiedene Aspekte verwenden. Beispielsweise kann das An-Aus-Ventil 15a alternativ eine feste Drossel haben, die stromabwärts des Kältemittelstroms angeordnet ist. Diese Konfiguration kann auch eine Wirkung haben, die ähnlich derjenigen der Kältekreisvorrichtung 10 gemäß der dritten Ausführungsform ist.
(Vierte Ausführungsform)
Die Kühlzielvorrichtung, die durch das Kühlwasser gekühlt wird, das in dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 zirkuliert, ist nicht auf den Kühleinrichtungskern 26 in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. In einer vierten Ausführungsform ist die Kühlzielvorrichtung der vorliegenden Offenbarung die Batterie 27 zum Bewegen des Fahrzeugs. Die vierte Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf 10 beschrieben.
Wie in 10 gezeigt ist, stellt die vierte Ausführungsform die Kältekreisvorrichtung 10 bereit, die den Kompressor 11, einen Außenwärmetauscher 12a, das erste Expansionsventil 13, eine Kühleinrichtung 14a für ein Fahrzeug, das zweite Expansionsventil 15 sowie einen Niederdruckwärmetauscher 16 umfasst.
Bei der Kältekreisvorrichtung 10 der vierten Ausführungsform, die ähnlich der ersten Ausführungsform ist, sind das erste Expansionsventil 13, die Kühleinrichtung 14a für ein Fahrzeug, das zweite Expansionsventil 15 und der Niederdruckwärmetauscher 16 in dieser Reihenfolge auf einer stromabwärtigen Seite des Außenwärmetauschers 12a entlang der Strömungsrichtung des Kältemittels in Reihe angeordnet.
Der Außenwärmetauscher 12a in der vierten Ausführungsform erzeugt eine Verflüssigungswärme, indem er das Kältemittel, das aus dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, verflüssigt, und strahlt die Verflüssigungswärme zu einer Außenseite des Fahrzeugs ab. Der Außenwärmetauscher 12a gemäß der vierten Ausführungsform fungiert als der Radiator gemäß der vorliegenden Offenbarung.
Die Kühleinrichtung 14a ist anstatt des Kühleinrichtungskerns 26 vorgesehen, der in der Innenklimaanlageneinheit 30 installiert ist, und kühlt die Kabine durch einen Wärmetausch zwischen dem Kältemittel und einer Luft. Die Kühleinrichtung 14a fungiert als ein Verdampfer in der vorliegenden Offenbarung.
Der Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 gemäß der vierten Ausführungsform umfasst dem Niederdruckwärmetauscher 16 und die Niedertemperaturpumpe 25 sowie die Batterie 27 als eine Kühlzielvorrichtung. Der Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 gemäß der vierten Ausführungsform treibt die Niedertemperaturpumpe 25 an, um das Kühlwasser zu zirkulieren, das als der kühlende Wärmeträger dient, und um die Batterie 27 zu kühlen.
In der vierten Ausführungsform umfasst der Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 einen Strömungspfad, durch den das Kühlwasser strömt. Der Strömungspfad erstreckt sich entlang einer äußeren Fläche der Batterie 27 zum Bewegen des Fahrzeugs. Von daher, wenn die Batterie 27 eine Wärme erzeugt, wird die Wärme auf das Kühlwasser übertragen, das in dem Niederdruckwärmetauscher 16 gekühlt wird, mittels des Strömungspfades des Niedertemperaturkühlwasserkreislaufs 22.
In der vierten Ausführungsform liest die Steuerungseinrichtung 40 auf ähnliche Weise das Steuerungsprogramm, das in 3 gezeigt ist, aus dem ROM in der Steuerungseinrichtung 40 und führt das Steuerungsprogramm aus.
Die Steuerungseinrichtung 40 bestimmt bei S10, ob es wahrscheinlich ist, dass die Batterie 27 unterkühlt wird. Genauer gesagt, in der vierten Ausführungsform erfasst der Batterietemperatursensor 49 eine Temperatur der Batterie 27. Die Steuerungseinrichtung 40 vergleicht die Temperatur der Batterie 27 und eine Bezugstemperatur (zum Beispiel etwa 10°C), die in dem ROM gespeichert ist.
Die Steuerungseinrichtung 40 führt die Überhitzungsgradsteuerung (bei S20) aus, wenn die Temperatur der Batterie 27 die Bezugstemperatur oder niedriger ist, und die Steuerungseinrichtung 40 bestimmt, dass es wahrscheinlich ist, dass die Batterie 27 unterkühlt wird (S10: JA). Andererseits beendet die Steuerungseinrichtung 40 das Steuerungsprogramm, wenn die Temperatur der Batterie 27 höher als die Bezugstemperatur ist, und die Steuerungseinrichtung 40 bestimmt, dass es nicht wahrscheinlich ist, dass die Batterie 27 unterkühlt wird (S10: NEIN).
In S20 gemäß der vierten Ausführungsform führt die Steuerungseinrichtung 40 die Überhitzungsgradsteuerung wie in der ersten Ausführungsform aus. Genauer gesagt, die Steuerungseinrichtung 40 legt den Dekompressionsgrad des ersten Expansionsventils 13 fest, um größer zu sein als der Wert in dem normalen Zustand, um den Überhitzungsgrad des Kältemittels zu erhöhen, das aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömt.
Die Kältekreisvorrichtung 10 gemäß der vierten Ausführungsform kann auch einen Temperaturwirkungsgrad bei dem Niederdruckwärmetauscher 16 verringern und kann daher einen Temperaturabfall des Kühlwassers unterdrücken, das in dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 zirkuliert, der den Niederdruckwärmetauscher 16 umfasst.
Daher verhindert die Kältekreisvorrichtung 10, dass die Batterie 27, die durch das Kühlwasser gekühlt wird, unterkühlt wird, und verhindert schließlich, dass sich eine Eingabeleistungsfähigkeit und eine Ausgabeleistungsfähigkeit der Batterie 27 verschlechtern.
Wie vorstehend beschrieben wurde, führt die Steuerungseinrichtung 40 bei der Kältekreisvorrichtung 10 in der vierten Ausführungsform die Überhitzungsgradsteuerung (bei S20) aus, wenn sie bestimmt, dass es wahrscheinlich ist, dass die Batterie 27 unterkühlt wird (S10: JA).
Wie in der ersten Ausführungsform, kann die Kältekreisvorrichtung 10 den Temperaturwirkungsgrad zwischen dem Kältemittel und dem Kühlwasser bei dem Niederdruckwärmetauscher 16 signifikant verringern, indem sie den Überhitzungsgrad des Kältemittels, das aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömt, festgelegt, um größer zu sein als der Wert in dem normalen Zustand.
Die Kältekreisvorrichtung 10 kann die Temperatur des Kühlwassers für die Batterie 27 aufrechterhalten, um gleich wie oder höher als ein bestimmter Wert durch eine Verringerung eines Temperaturwirkungsgrades zwischen dem Kältemittel und dem Kühlwasser bei dem Niederdruckwärmetauscher 16 zu sein.
Daher verhindert in der vierten Ausführungsform die Kältekreisvorrichtung 10, dass die Batterie 27, die durch das Kühlwasser gekühlt wird, unterkühlt wird, während sie eine Menge einer durch die Kühleinrichtung 14a für ein Fahrzeug von der Außenluft bei der Niedertemperaturumgebung aufgenommenen Wärme sicherstellt.
Zusätzlich erfasst der Batterietemperatursensor 49 die Temperatur des Körpers der Batterie 27, und wobei die Steuerungseinrichtung 40 bestimmt, ob es wahrscheinlich ist, dass die Batterie 27 unterkühlt wird, indem sie die Temperatur des Körpers der Batterie 27 und die Bezugstemperatur vergleicht. Von daher bestimmt die Kältekreisvorrichtung 10 in der vierten Ausführungsform auch mit hoher Zuverlässigkeit, ob es wahrscheinlich ist, dass die Batterie 27 unterkühlt wird.
In der vierten Ausführungsform wird die Batterie 27 mit der Struktur und der Überhitzungsgradsteuerung, die in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, daran gehindert, unterkühlt zu werden. Jedoch kann die Batterie 27 mit der Struktur und der der Überhitzungsgradsteuerung, die in der zweiten oder dritten Ausführungsform beschrieben ist, daran gehindert werden, unterkühlt zu werden.
(Fünfte Ausführungsform)
Die fünfte Ausführungsform, die von den vorstehenden Ausführungsformen verschieden ist, wird unter Bezugnahme auf 11 als nächstes beschrieben. Ähnlich der ersten Ausführungsform stellt die fünfte Ausführungsform die Kältekreisvorrichtung 10 bereit, und wobei die Klimaanlage 1 für ein Fahrzeug die Kältekreisvorrichtung 10, den Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21 und den Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 umfasst.
Die Kältekreisvorrichtung 10 in der fünften Ausführungsform ist ähnlich derjenigen in der ersten Ausführungsform und umfasst den Kompressor 11, den Hochdruckwärmetauscher 12, das erste Expansionsventil 13 und den Niederdruckwärmetauscher 16. Jedoch unterscheidet sich die Kältekreisvorrichtung 10 in der fünften Ausführungsform von derjenigen in der ersten Ausführungsform dahingehend, dass die Kältekreisvorrichtung 10 nicht den Außenwärmetauscher 14 und das zweite Expansionsventil 15 umfasst.
Ein Steuerungssystem in der fünften Ausführungsform kann eine ähnliche Konfiguration wie ein Steuerungssystem haben, das in der ersten Ausführungsform beschrieben ist, außer, dass die Steuerungszielvorrichtung, die mit der Ausgabeseite der Steuerungseinrichtung 40 verbunden ist, das zweite Expansionsventil 15 nicht umfasst. In der fünften Ausführungsform führt die Steuerungseinheit um 40 das in 3 gezeigte Steuerungsprogramm aus, um den Kühleinrichtungskern 26 daran zu hindern, unterkühlt zu werden.
Der Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21, der Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 und eine Innenklimaanlageneinheit 30 gemäß der fünften Ausführungsform sind grundsätzlich ähnlich denjenigen gemäß der ersten Ausführungsform eingerichtet. Die nachfolgende Beschreibung umfasst entsprechend die Bezugszeichen, die gleich denjenigen der ersten Ausführungsform sind und die gleichen Konfigurationen anzeigen, die in der vorstehenden Beschreibung beschrieben sind.
Die Kältekreisvorrichtung 10 gemäß der fünften Ausführungsform ist als eine Dampfkompressionskältemaschine eingerichtet, wie in der ersten Ausführungsform, und umfasst den Kompressor 11, den Hochdruckwärmetauscher 12, das erste Expansionsventil 13 und den Niederdruckwärmetauscher 16, wie in 11 gezeigt ist.
Bei der Kältekreisvorrichtung 10 gemäß der fünften Ausführungsform stößt der Kompressor 11 das Kältemittel mit einem hohen Druck aus, das in den Hochdruckwärmetauscher 12 strömt und Wärme durch einen Wärmetausch mit dem Kühlwasser bei dem Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21 tauscht, wie in der ersten Ausführungsform. Das Kühlwasser bei dem Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21 wird entsprechend gekühlt. Der Kompressor 11 fungiert als der Kompressor gemäß der vorliegenden Offenbarung, und der Hochdruckwärmetauscher 12 fungiert als der Radiator gemäß der vorliegenden Offenbarung.
Das aus dem Hochdruckwärmetauscher 12 strömende Kältemittel strömt dann in das erste Expansionsventil 13 und wird dekomprimiert, um das Kältemittel mit einem niedrigen Druck zu werden. Das Kältemittel, das in dem ersten Expansionsventil dekomprimiert wird, um das Kältemittel mit niedrigem Druck zu werden, strömt, so wie es ist, in den Niederdruckwärmetauscher 16 und tauscht Wärme mit dem Kühlwasser, das in dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 zirkuliert. Das erste Expansionsventil 13 fungiert als der Dekompressor gemäß der vorliegenden Offenbarung, und der Niederdruckwärmetauscher 16 fungiert als der Wärmeträgerkühlverdampfer gemäß der vorliegenden Offenbarung.
Das Kühlwasser, das in dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 zirkuliert, wird entsprechend gekühlt. Der Kühleinrichtungskern 26 gemäß der fünften Ausführungsform wird auf ähnliche Weise durch das Kühlwasser bei dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 gekühlt. Der Kühleinrichtungskern 26 entspricht der Kühlzielvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömende Kältemittel strömt wieder in den Kompressor 11, um in der Kältekreisvorrichtung 10 zu zirkulieren.
In der fünften Ausführungsform liest die Steuerungseinrichtung 40 in der Kältekreisvorrichtung 10 das Steuerungsprogramm (das in 3 gezeigt ist), das in dem ROM gespeichert ist, und führt dieses aus, um den Kühleinrichtungskern 26 daran zu hindern, unterkühlt zu werden.
Die Steuerungseinrichtung 40 bestimmt bei S10, ob es wahrscheinlich ist, dass der Kühleinrichtungskern 26 unterkühlt wird. Genauer gesagt, in der fünften Ausführungsform erfasst der Kühleinrichtungskerntemperatursensor 44 die Temperatur des Kühleinrichtungskerns 26. Die Steuerungseinrichtung 40 vergleicht die Temperatur des Kühleinrichtungskerns 26 und die Bezugstemperatur (zum Beispiel etwa 0 °C), die in dem ROM gespeichert ist.
Die Steuerungseinrichtung 40 führt die Überhitzungsgradsteuerung (bei S20) aus, wenn die Temperatur des Kühleinrichtungskerns 26 die Bezugstemperatur oder niedriger ist und die Steuerungseinrichtung bestimmt, dass es wahrscheinlich ist, dass der Kühleinrichtungskern 26 unterkühlt wird (S10: JA). Andererseits beendet die Steuerungseinrichtung 40 das Steuerungsprogramm, wenn die Temperatur des Kühleinrichtungskerns 26 höher als die Bezugstemperatur ist und die Steuerungseinrichtung bestimmt, dass es nicht wahrscheinlich ist, dass der Kühleinrichtungskern 26 unterkühlt wird (S10: NEIN).
In S20 gemäß der fünften Ausführungsform führt die Steuerungseinrichtung 40 die Überhitzungsgradsteuerung aus einem Festlegen des Dekompressionsgrades des ersten Expansionsventils 13 aus, um größer zu sein als der Wert in dem normalen Zustand, um den Überhitzungsgrad des aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömenden Kältemittels zu ändern, um größer zu sein als der Wert in den normalen Zustand (zum Beispiel mindestens 5 K).
Das heißt, die Steuerungseinrichtung 40 verringert den Öffnungsgrad (d.h., die Durchlassquerschnittsfläche) des ersten Expansionsventils 13, verglichen mit dem Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 13 in dem normalen Zustand, sodass der Überhitzungsgrad des aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömenden Kältemittels größer wird als derjenige in dem normalen Zustand. Beispielsweise kann der Überhitzungsgrad des aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömenden Kältemittels größer als 5 K sein.
Daher kann in der fünften Ausführungsform der Temperaturwirkungsgrad des Niederdruckwärmetauschers 16 verringert werden. Das Verringern des Temperaturwirkungsgrades des Niederdruckwärmetauschers 16 führt zu einem Unterdrücken einer Ursache eines Temperaturabfalls des Kühlwassers, das in dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 zirkuliert. Daher verhindert die Kältekreisvorrichtung 10, dass der Kühleinrichtungskern 26 unterkühlt wird.
Wie vorstehend beschrieben wurde, umfasst die Kältekreisvorrichtung 10 gemäß der fünften Ausführungsform den Kompressor 11, den Hochdruckwärmetauscher 12, das erste Expansionsventil 13 und den Niederdruckwärmetauscher 16, wie in der ersten Ausführungsform. Die Kältekreisvorrichtung 10, der Hochtemperaturkühlwasserkreislauf 21 und der Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 haben einen Betrieb, der jeweils für ein Erreichen einer komfortablen Klimatisierung der Kabine gesteuert wird.
Die Steuerungseinrichtung 40 führt die Überhitzungsgradsteuerung (bei S20) aus, wenn sie bestimmt, dass es wahrscheinlich ist, dass der Kühleinrichtungskern 26 unterkühlt wird (S10: JA). Genauer gesagt, die Steuerungseinrichtung 40 erhöht den Dekompressionsgrad des ersten Expansionsventils 13 verglichen mit dem Dekompressionsgrad des ersten Expansionsventils 13 in dem normalen Zustand, um den Überhitzungsgrad des aus dem Niederdruckwärmetauscher 16 strömenden Kältemittels zu erhöhen.
Ähnlich der ersten Ausführungsform kann die Kältekreisvorrichtung 10 somit einen Temperaturwirkungsgrad zwischen dem Kältemittel und dem Kühlwasser bei dem Niederdruckwärmetauscher 16 signifikant verringern. Die Kältekreisvorrichtung 10 kann die Temperatur des Kühlwassers für den Kühleinrichtungskern 26 durch ein Verringern des Temperaturwirkungsgrades zwischen dem Kältemittel und dem Kühlwasser bei dem Niederdruckwärmetauscher 16 aufrechterhalten, um gleich wie oder höher als ein bestimmter Wert zu sein.
Die Kältekreisvorrichtung 10 in der fünften Ausführungsform verhindert, dass der Kühleinrichtungskern 26, der durch das Kühlwasser gekühlt wird, unterkühlt wird und vereist. Zusätzlich verhindert die Kältekreisvorrichtung 10 in der fünften Ausführungsform, dass der Kühleinrichtungskern 26 unterkühlt wird, ohne eine Struktur, wie etwa ein Konstantdruckventil. Daher wird die Kältekreisvorrichtung 10 bereitgestellt, ohne die Anzahl an Komponenten zu erhöhen oder die Struktur des Kältekreislaufs zu verkomplizieren.
(Andere Ausführungsformen)
Die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wurden vorstehend beschrieben, obwohl die vorliegende Offenbarung nicht auf irgendeine der Ausführungsformen beschränkt werden sollte. Die vorliegende Offenbarung kann auf verschiedene Weisen in einem Umfang abgewandelt werden, der nicht von dem Wesen der vorliegenden Offenbarung abweicht. Beispielsweise können irgendwelche der vorstehenden Ausführungsformen auf angemessene Weise kombiniert werden.
Die vorstehenden Ausführungsformen können beispielsweise auf verschiedene Weisen abgewandelt werden, wie nachfolgend beschrieben.
(1) Die Kühlzielvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist nicht auf den Kühleinrichtungskern 26 oder die Batterie 27 gemäß irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen beschränkt. Anwendbare Beispiele der Kühlzielvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung umfassen die folgende Ausstattung.
Die Beispiele der Kühlzielvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung umfassen einen Motor, der eingerichtet ist, um das Fahrzeug anzutreiben. Ein Unterkühlen des Motors mittels des Kühlwassers führt zu einem Erhöhen einer Viskosität eines Öls (d.h., Schmieröls), der in dem Motor vorgesehen ist, und zu einer Verschlechterung des Kraftübertragungswirkungsgrades.
Beispielsweise kann die Kühlzielvorrichtung in der vorliegenden Offenbarung aus den nachfolgenden Gründen ein Inverter sein, der wechselweise DC-Strom und AC-Strom wandelt. Wenn das Kühlwasser den Inverter unterkühlt, kann ein Umschaltelement unterkühlt werden. Wenn das Umschaltelement unterkühlt wird, kann eine Taubildung mit hoher Wahrscheinlichkeit auftreten.
Beispielsweise kann die Kühlzielvorrichtung in der vorliegenden Offenbarung aus den nachfolgenden Gründen ein DC-DC-Wandler sein, der eingerichtet ist, eine Spannung umzuwandeln. Wenn das Kühlwasser den DC-DC-Wandler unterkühlt, kann ein Umschaltelement unterkühlt werden. Wenn das Umschaltelement unterkühlt wird, kann mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Taubildung auftreten.
Die Kühlzielvorrichtung in der vorliegenden Offenbarung kann ein wasserkühlender Ladeluftkühler sein, der eingerichtet ist, eine Ladeluft zu kühlen. Ein Unterkühlen des wasserkühlenden Ladekühlers mittels des Kühlwassers ermöglicht ein Eintreten eines verflüssigten Tauwassers in die Kraftmaschine, das durch das Unterkühlen erzeugt wird, um möglicherweise die Kraftmaschine zu beschädigen.
(2) In den vorstehend beschriebenen ersten, zweiten, dritten und vierten Ausführungsformen erfasst der Kühleinrichtungskerntemperatursensor 44 die Temperatur des Kühleinrichtungskerns 26 als der Kühlzielvorrichtung, und die Steuerungseinrichtung 40 bestimmt bei S10, ob es wahrscheinlich ist, dass der Kühleinrichtungskern 26 unterkühlt wird. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehend beschriebenen bestimmten Beispiele beschränkt. Die Bestimmung, ob es wahrscheinlich ist, dass der Kühlerrichtungskern 26 unterkühlt wird, kann auf verschiedene Weisen durchgeführt werden.
Beispielsweise kann die Bestimmung der Ablaufsteuerung in S10 alternativ ein Vergleichen einer Temperatur einer Luft, die durch den Kühleinrichtungskern 26 getreten ist, die durch den Kühlluftausgabetemperatursensor 45 erfasst wird, der in 2 gezeigt ist, und des Bezugswerts (zum Beispiel etwa 0°C) umfassen, der in dem ROM gespeichert ist.
Die Bestimmungsablaufsteuerung in S10 kann weiterhin alternativ ein Vergleichen einer Temperatur des Kühlwassers, das in dem Niedertemperaturkühlwasserkreislauf 22 zirkuliert, die durch den Kühlwassertemperatursensor 46 erfasst wird, der in 2 gezeigt ist, und des Bezugswerts (zum Beispiel etwa 0°C) umfassen, der in dem ROM gespeichert ist.
Die Bestimmungsablaufsteuerung in S10 kann weiter alternativ ein Vergleichen eines Drucks des Kältemittels, das in dem Niederdruckabschnitt in dem Kältekreislauf strömt, der durch den Kältemitteldrucksensor 47 erfasst wird, der in 2 gezeigt ist, und des Bezugswerts (zum Beispiel einen näherungsweisen Sättigungsdruck bei etwa 0°C) umfassen, der in dem ROM gespeichert ist.
Ähnlich kann die Bestimmungsablaufsteuerung in S10 weiterhin alternativ ein Vergleichen einer Temperatur des Kältemittels, das in dem Niederdruckabschnitt in dem Kettekreislauf strömt, die durch den Kältemitteltemperatursensor 48 erfasst wird, der in 2 gezeigt ist, und des Bezugswerts (zum Beispiel etwa 0°C) umfassen, der in dem ROM gespeichert ist.
Beispielsweise kann bei S10 bestimmt werden, ob der Kühleinrichtungskern 26 unterkühlt wird, basierend auf verschiedenen physikalischen Größen, die durch verschiedene Sensoren erfasst werden.
Beispielsweise kann bestimmt werden, ob die Batterie 27 unterkühlt wird, basierend auf Erfassungswerten, die durch den Kühlwassertemperatursensor 46, den Kältemitteldrucksensor und den Kältemitteltemperatursensor 48 erfasst werden. Der Bezugswert, der beim Erfassen des Unterkühlungszustands verwendet wird, kann basierend auf Eigenschaften oder dergleichen der Kühlzielvorrichtung festgelegt werden, d.h., der Batterie 27.
(3) Die vorstehenden Ausführungsformen umfassen jeweils ein Senden eines Kühlwassers, dass eine hohe Temperatur hat und an dem Hochdruckwärmetauscher 12 erzeugt wird, an den Heizeinrichtungskern 24 mittels der Hochtemperaturpumpe 23, sowie ein Ausführen eines Wärmetauschs für einen Erwärmungsbetrieb mittels des Innengebläses 32. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf diesen Aspekt beschränkt. Beispielsweise kann die Innenklimaanlageneinheit 30 mit einem Innenwärmetauscher versehen sein, der eingerichtet ist, eine Wärme zwischen dem Kältemittel mit dem hohen Druck und einer Luft zu tauschen, und wobei das Innengebläse 32 für ein Erreichen eines Wärmetauschs und eines Erwärmens betrieben werden kann.
(4) Die vorstehenden Ausführungsformen verwenden jeweils das Kühlwasser als den Wärmeträger, der zum Kühlen der Kühlzielvorrichtung verwendet wird. Die vorliegende Offenbarung kann alternativ als einen Wärmeträger irgendeines von verschiedenen Mitteln verwenden, wie etwa Öl.
Andere Beispiele eines Wärmeträgers umfassen ein Nanofluid. Das Nanofluid ist ein Fluid, das mit Nanopartikeln vermischt ist, die einen Partikeldurchmesser in der Größenordnung eines Nanometers haben. Das Mischen der Nanopartikel in den Wärmeträger erreicht eine funktionale Wirkung eines Erlangens einer Frostschutzflüssigkeit, die einen verringerten Stockpunkt hat, wie das Kühlwasser, das Ethylenglykol umfasst, sowie die nachfolgende funktionale Wirkung.
Die funktionale Wirkung umfasst ein Verbessern der Wärmeleitfähigkeit in einem bestimmten Temperaturbereich, eine Erhöhung einer Wärmekapazität des Wärmeträgers, einen Korrosionsschutz der Metallleitungen und ein Verhindern einer Verschlechterung von Gummileitungen, sowie ein Verbessern eines Fließvermögens des Wärmeträgers bei einer extrem niedrigen Temperatur.
Eine solche funktionale Wirkung ändert sich auf verschiedene Weisen in Übereinstimmung mit einer Konfiguration, Formen, einem Kombinationsverhältnis und hinzugefügten Substanzen der Nanopartikel.
Ein Verbessern der Wärmeleistungsfähigkeit erreicht im Wesentlichen einen gleichen Kühlwirkungsgrad, auch mit einem Wärmeträger in einer kleineren Menge als das Kühlwasser, das Ethylenglykol umfasst.
Ein Erhöhen einer Wärmekapazität des Wärmeträgers erreicht ein Erhöhen einer gespeicherten Menge einer kalten Wärme aufgrund einer fühlbaren Wärme des Wärmeträgers selbst.
Eine solche Erhöhung einer gespeicherten Menge einer kalten Wärme erreicht eine Temperaturregelung beim Kühlen oder Erwärmen einer Ausrüstung, unter Verwendung einer gespeicherten kalten Wärme für einen bestimmten Zeitraum, auch in einem Zustand, in dem der Kompressor 11 nicht in Betrieb ist.
Die Nanopartikel haben eine Streckung von mindestens 50. Eine solche Streckung erreicht eine hinreichende Wärmeleitfähigkeit. Die Streckung ist ein Formindex, der ein Verhältnis zwischen einer vertikalen Größe und einer horizontalen Größe der Nanopartikel anzeigt.
Verwendbare Nanopartikel umfassenden welche aus der Gruppe von Au, Ag, Cu und C. Genauer gesagt, jedes der Nanopartikel kann als ein einzelnes Atom ein Au-Nanopartikel, einen Ag-Nanodraht, eine CNT, Graphen, ein Graphitkernhüllen-Nanopartikel oder eine CNT, die Au-Nanopartikel enthält, umfassen.
Die CNT steht für eine Kohlenstoffnanoröhre. Das Graphitkernhüllen-Nanopartikel umfasst eine Struktur, wie eine Kohlenstoffnanoröhre, die das Atom umgibt.
(5) Die Kältekreisvorrichtung 10 gemäß jeder der vorstehenden Ausführungsformen umfasst ein Fluorkohlenwasserstoff-Kältemittel. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Fall hinsichtlich einer Art eines Kältemittels beschränkt. Anwendbare Beispiele des Kältemittels gemäß der vorliegenden Offenbarung umfassen ein natürliches Kältemittel, wie etwa Kohlenstoffdioxid, sowie ein Kohlenwasserstoff-Kältemittel.
Die Kältekreisvorrichtung 10 gemäß jeder der vorstehenden Ausführungsformen richtet einen subkritischen Kältekreislauf ein, der einen Kältemitteldruck hat, der den kritischen Druck des Kältemittels nicht übersteigt. Die Kältekreisvorrichtung 10 kann alternativ einen superkritischen Kältekreislauf einrichten, der einen Kältemitteldruck hat, der den kritischen Druck des Kältemittels übersteigt.

Claims

Kältekreisvorrichtung, mit: einem Kompressor (11), der ein Kältemittel komprimiert und das Kältemittel ausstößt; einem Radiator (12, 12a), der es dem aus dem Kompressor ausgestoßenen Kältemittel ermöglicht, eine Wärme abzustrahlen; einem Dekompressor (13, 15), der das in den Dekompressor strömende Kältemittel nach einem Abstrahlen von Wärme in dem Radiator dekomprimiert; einem Verdampfer (14 ,14a), der das Kältemittel verdampft, indem er einen Wärmetausch zwischen dem in dem Dekompressor dekomprimierten Kältemittel und einer Luft durchführt; einem Wärmeträgerkühlverdampfer (16), der einen kühlenden Wärmeträger kühlt, indem er einen Wärmetausch zwischen dem in dem Dekompressor dekomprimierten Kältemittel und dem kühlenden Wärmeträger durchführt, wobei der kühlende Wärmeträger eine spezifische Wärme hat, die größer ist als eine spezifische Wärme der Luft; einer Kühlzielvorrichtung (26, 27), die durch den kühlenden Wärmeträger gekühlt wird, der in die Kühlzielvorrichtung nach einem Wärmetausch mit dem Kältemittel in dem Wärmeträgerkühlverdampfer strömt; einer Erfassungseinrichtung (44, 45, 46, 47, 48, 49), die eingerichtet ist, einen Unterkühlungszustand der Kühlzielvorrichtung zu erfassen, die eine Temperatur hat, die niedriger als oder gleich wie eine Bezugstemperatur ist; und einer Steuerungseinrichtung (40), die einen Überhitzungsgrad des aus dem Wärmeträgerkühlwärmetauscher strömenden Kältemittels beim Erfassen des Unterkühlungszustands der Kühlzielvorrichtung (26, 27) durch die Erfassungseinrichtung verglichen mit einem Überhitzungsgrad des aus dem Wärmeträgerkühlwärmetauscher strömenden Kältemittels in dem Zustand erhöht, in dem die Erfassungseinrichtung den Unterkühlungszustand nicht erfasst.
Kältekreisvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Verdampfer (14, 14a) stromabwärts des Dekompressors (13) angeordnet ist und mit dem Dekompressor (13) in Reihe in einer Strömungsrichtung des Kältemittels verbunden ist, der Wärmeträgerkühlverdampfer (16) stromabwärts des Verdampfers, (14, 14a) angeordnet ist und mit dem Verdampfer (14, 14a) in Reihe in der Strömungsrichtung des Kältemittels verbunden ist, und die Steuerungseinrichtung (40) einen Dekompressionsgrad des Dekompressors (13) beim Erhöhen des Überhitzungsgrads des aus dem Wärmeträgerkühlverdampfer (16) strömenden Kältemittels erhöht.
Kältekreisvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Steuerungseinrichtung (40) den Dekompressionsgrad des Dekompressors (13) erhöht, indem sie eine Durchlassquerschnittsfläche des Dekompressors (13) verringert.
Kältekreisvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Verdampfer (14, 14a) und der Wärmeträgerkühlverdampfer (16) stromabwärts des Dekompressors (13, 15) angeordnet sind und miteinander bezüglich einer Strömungsrichtung des Kältemittels parallel verbunden sind, der Dekompressor (13, 15) Folgendes umfasst: einen ersten Dekompressor (13), der das aus dem Radiator (12, 12a) in Richtung des Verdampfers (14, 14a) strömende Kältemittel dekomprimiert, und einen zweiten der Dekompressor (15), der das aus dem Radiator (12, 12a) in Richtung des Wärmeträgerkühlverdampfers (16) strömende Kältemittel dekomprimiert, und die Steuerungseinrichtung (40) ein Verhältnis aus einem Dekompressionsgrad des zweiten Dekompressors (15) zu einem Dekompressionsgrad des ersten Dekompressors (13) beim Erhöhen des Überhitzungsgrads des aus dem Wärmeträgerkühlverdampfer (16) strömenden Kältemittels erhöht.
Kältekreisvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Steuerungseinrichtung (40) das Verhältnis aus dem Dekompressionsgrad des zweiten Dekompressors (15) zu dem Dekompressionsgrad des ersten Dekompressors (13) erhöht, indem sie eine Durchlassquerschnittsfläche des zweiten Dekompressors (15) verglichen mit einer Durchlassquerschnittsfläche des ersten Dekompressors (13) verringert.
Kältekreisvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Verdampfer (14, 14a) und der Wärmeträgerkühlverdampfer (16) stromabwärts des Radiators (12, 12a) angeordnet sind und miteinander parallel bezüglich einer Strömungsrichtung des Kältemittels verbunden sind, der Dekompressor (13, 15) Folgendes umfasst: einen ersten Dekompressor (13), der das aus dem Radiator (12, 12a) in Richtung des Verdampfers (14, 14a) strömende Kältemittel dekomprimiert, und einen zweiten Dekompressor (15), der das aus dem Radiator (12, 12a) in Richtung des Wärmeträgerkühlverdampfers (16) strömende Kältemittel dekomprimiert, und die Steuerungseinrichtung (40) zwischen einem normalen Zustand und einem Überhitzungsgraderhöhungszustand beim Erhöhen des Überhitzungsgrads des aus dem Wärmeträgerkühlverdampfer (16) strömenden Kältemittels periodisch umschaltet, in dem normalen Zustand ein Verhältnis aus einem Dekompressionsgrad des zweiten Dekompressors (15) zu einem Dekompressionsgrad des ersten Dekompressors (13) ein bestimmtes Verhältnis ist, und in dem Überhitzungsgraderhöhungszustand das Verhältnis des Dekompressionsgrades des zweiten Dekompressors (15) zu dem Dekompressionsgrad des ersten Dekompressors (13) größer als dasjenige in dem normalen Zustand ist.
Kältekreisvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Radiator (12) eine Kabinenerwärmungseinrichtung, die das aus dem Kompressor (11) ausgestoßene Kältemittel verflüssigt, um eine Kabine eines Fahrzeugs zu erwärmen oder ein Erwärmungswärmetauscher ist, der einen erwärmenden Wärmeträger ausgibt, indem er das aus dem Kompressor (11) ausgestoßene Kältemittel verflüssigt, um es dem Kältemittel zu ermöglichen, eine Wärme zu tauschen, und der die Kabine unter Verwendung des erwärmenden Wärmeträgers erwärmt, der Verdampfer (14) ein Außenwärmetauscher ist, der das Kältemittel verdampft, indem er es dem in dem Dekompressor (13) dekomprimierten Kältemittels ermöglicht, eine Wärme aus einer Außenluft aufzunehmen, und die Kühlzielvorrichtung (26) eine Kabinenkühleinrichtung ist, die die Kabine kühlt, indem sie einen Wärmetausch zwischen einer Luft, die in Richtung der Kabine strömt, und dem kühlenden Wärmeträger durchführt.
Kältekreisvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Erfassungseinrichtung (44) eine Temperatur der Kabinenkühleinrichtung erfasst, und die Steuerungseinrichtung (40) bestimmt, dass die Kabinenkühleinrichtung unterkühlt ist, basierend auf der Temperatur der Kabinenkühleinrichtung.
Kältekreisvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Erfassungseinrichtung (44) eine Temperatur der aus der Kabinenkühleinrichtung ausgestoßenen Luft erfasst, und die Steuerungseinrichtung (40) bestimmt, dass die Kabinenkühleinrichtung unterkühlt ist, basierend auf der Temperatur der Luft.
Kältekreisvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Erfassungseinrichtung (44) eine Temperatur des kühlenden Wärmeträgers erfasst, und die Steuerungseinrichtung (40) bestimmt, dass die Kabinenkühleinrichtung unterkühlt ist, basierend auf der Temperatur des kühlenden Wärmeträgers.
Kältekreisvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Erfassungseinrichtung (47, 48) eine Temperatur oder einen Druck des durch den Kompressor (11), den Radiator (12), den Dekompressor (13, 15), den Verdampfer (14) und den Wärmeträgerkühlverdampfer (16) strömenden Kältemittels erfasst, und die Steuerungseinrichtung (40) bestimmt, dass die Kabinenkühleinrichtung unterkühlt ist, basierend auf der Temperatur oder dem Druck des Kältemittels.
Kältekreisvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Verdampfer (14a) eine Kühleinrichtung für ein Fahrzeug ist, die eine Kabine des Fahrzeugs kühlt, indem sie das in dem Dekompressor dekomprimierte Kältemittel verdampft, der Radiator (12a) ein Außenwärmetauscher ist, der eine Verflüssigungswärme erzeugt, indem er das aus dem Kompressor ausgestoßene Kältemittel verflüssigt und die Verflüssigungswärme zu einem Äußeren des Fahrzeugs abstrahlt, und die Kühlzielvorrichtung (27) eine Batterie ist, die einen elektrischen Strom zum Bewegen des Fahrzeugs speichert.
Kältekreisvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Erfassungseinrichtung (44) eine Temperatur der Batterie erfasst, und die Steuerungseinrichtung (40) bestimmt, dass die Kabinenkühleinrichtung unterkühlt ist, basierend auf der Temperatur der Batterie.
Kältekreisvorrichtung, mit: einem Kompressor (11), der ein Kältemittel komprimiert und das Kältemittel ausstößt; einem Radiator (12, 12a), der es dem aus dem Kompressor ausgestoßenen Kältemittel ermöglicht, eine Wärme ab zu strahlen; einem Dekompressor (13, 15), der das in den Dekompressor strömende Kältemittel nach einem Abstrahlen von Wärme in dem Radiator dekomprimiert; einem Wärmeträgerkühlverdampfer (16), der einen kühlenden Wärmeträger kühlt, indem er einen Wärmetausch zwischen dem in dem Dekompressor dekomprimierten Kältemittel und dem kühlenden Wärmeträger durchführt, wobei der kühlende Wärmeträger eine spezifische Wärme hat, die größer ist als eine spezifische Wärme der Luft; einer Kühlzielvorrichtung (26, 27), die durch den kühlenden Wärmeträger gekühlt wird, der in die Kühlzielvorrichtung nach einem Wärmetausch mit dem Kältemittel in dem Wärmeträgerkühlverdampfer strömt; einer Erfassungseinrichtung (44, 45, 46, 47, 48, 49), die eingerichtet ist, einen Unterkühlungszustand der Kühlzielvorrichtung zu erfassen, die eine Temperatur hat, die niedriger als oder gleich wie eine Bezugstemperatur ist; und einer Steuerungseinrichtung (40), die einen Überhitzungsgrad des aus dem Wärmeträgerkühlwärmetauscher strömenden Kältemittels beim Erfassen des Unterkühlungszustands der Kühlzielvorrichtung (26, 27) durch die Erfassungseinrichtung verglichen mit einem Überhitzungsgrad des aus dem Wärmeträgerkühlwärmetauscher strömenden Kältemittels in dem Zustand erhöht, in dem die Erfassungseinrichtung den Unterkühlungszustand nicht erfasst.
Kältekreisvorrichtung, mit: einem Kompressor (11), der ein Kältemittel komprimiert und das Kältemittel ausstößt; einem Radiator (12, 12a) der es dem aus dem Kompressor ausgestoßenen Kältemittel ermöglicht, eine Wärme abzustrahlen; einem Dekompressor (13), der das in den Dekompressor strömende Kältemittel nach einem Wärmeabstrahlen in dem Radiator dekomprimiert; einem Wärmeträgerkühlverdampfer (16), der einen kühlenden Wärmeträger kühlt, indem er einen Wärmetausch zwischen dem in dem Dekompressor dekomprimierten Kältemittel und dem kühlenden Wärmeträger durchführt, wobei der kühlende Wärmeträger eine spezifische Wärme hat, die größer ist als eine spezifische Wärme einer Luft; einer Kühlzielvorrichtung (26, 27), die durch den kühlenden Wärmeträger gekühlt wird, der in die Kühlzielvorrichtung nach einem Wärmetausch mit dem Kältemittel in dem Wärmeträgerkühlverdampfer kühlt; und einer Steuerungseinrichtung (40), die bestimmt, ob es möglich ist, dass eine Temperatur der Kühlzielvorrichtung unter eine Bezugstemperatur fällt, basierend auf einer physikalischen Größe, die durch eine Erfassungseinrichtung (44, 45, 46, 47, 48) erfasst wird, wobei die Steuerungseinrichtung einen Überhitzungsgrad des aus dem Wärmeträgerkühlverdampfer strömenden Kältemittels beim Bestimmen der Möglichkeit erhöht, verglichen mit einem Überhitzungsgrad des aus dem Wärmeträgerkühlverdampfer strömenden Kältemittels, wenn die Steuerungseinrichtung bestimmt, dass es nicht möglich ist, dass die Temperatur der Kühlzielvorrichtung unter die Bezugstemperatur fällt.