DE112018003911T5

DE112018003911T5 - Kühlkreislaufvorrichtung

Info

Publication number: DE112018003911T5
Application number: DE112018003911.0T
Authority: DE
Inventors: Yoshiki Kato
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-07-31
Filing date: 2018-07-05
Publication date: 2020-04-23
Also published as: CN110997369A; KR20200022485A; KR102421890B1; JP6838518B2; JP2019026110A; WO2019026532A1; CN110997369B; US11408615B2; US20200166248A1

Abstract

Eine Kühlkreislaufvorrichtung hat einen Verdichter (11), einen Heizstrahler (12), einen Wärmemediumstrahler (13), einen Entspanner (14), einen Verdampfer (15, 73), und einen Strahlungsmengenanpasser (44, 18). Der Heizstrahler ist konfiguriert, es einem Kältemittel hohen Drucks zu ermöglichen, eine Wärme zu einem Wärmetauschzielfluid freizusetzen. Der Wärmemediumstrahler ist konfiguriert, es dem Kältemittel hohen Drucks zu ermöglichen, Wärme zu einem hochtemperaturseitigen Wärmemedium freizusetzen. Der Entspanner ist konfiguriert, das Kältemittel an einer stromabwärts liegenden Seite von jedem aus dem Heizstrahler und dem Wärmemediumstrahler zu entspannen. Der Verdampfer ist konfiguriert, es dem durch den Entspanner entspannten Kältemittel zu ermöglichen, die Wärme von dem Wärmetauschzielfluid derart zu absorbieren, dass das Kältemittel verdampft. Der Strahlungsmengenanpasser ist konfiguriert, eine abgestrahlte Wärmemenge, die von dem Kältemittel hohen Drucks zu dem Wärmetauschzielfluid an dem Heizstrahler abgestrahlt wird, anzupassen. In einer Heizbetriebsart zum Heizen des Wärmetauschzielfluids ist der Strahlungsmengenanpasser konfiguriert, die abgestrahlte Wärmemenge anzupassen, dass sie einem Heizstrahler größer als eine abgestrahlte Wärmemenge an dem Heizmediumstrahler ist. In einer Kühlbetriebsart zum Kühlen des Wärmetauschzielfluids ist der Strahlungsmengenanpasser konfiguriert, die abgestrahlte Wärmemenge anzupassen, dass sie an dem Heizstrahler größer als in der Heizbetriebsart ist.

Description

QUERZBEZUG ZU VERWANDTER ANMELDUNG
Diese Anmeldung beruht auf der japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2017 - 148 190 , die am 31. Juli 2017 eingereicht wurde, deren Beschreibung hierbei durch Bezug aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Kühlkreislaufvorrichtung.
STAND DER TECHNIK
In dem Patentdokument 1 ist eine bekannte Kühlkreislaufvorrichtung beschrieben, die an einer Klimaanlage angewendet ist. Diese Kühlkreislaufvorrichtung ist in der Lage, einen Kältemittelkreis gemäß einer Betriebsartauswahl zwischen einer Heizbetriebsart und einer Kühlbetriebsart umzuschalten. In der Heizbetriebsart wird ein Kältemittel niedrigen Drucks in einen äußeren Wärmetauscher eingebracht, um den äußeren Wärmetauscher als Verdampfer zu betreiben. In der Kühlbetriebsart mit dem Kältemittel hohen Drucks in den äußeren Wärmetauscher eingebracht, um den äußeren Wärmetauscher als einen Kühler zu betreiben.
Druckschrift des Stands der Technik
Patentdokument 1: JP 2012 - 225 637 A
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Konfiguration, die die Funktion des identischen Wärmetauschers durch Umschalten des Kältemittelkreises gemäß der Betriebsart ändert und das Kältemittel hohen Drucks oder das Kältemittel niedrigen Drucks in den Wärmetauscher einbringt, erfordert ein Drucksteuerventil oder ein Ausfahrventil für den Kältemittelkreis. In diesem Fall kann der Kältemittelkreis kompliziert werden und eine komplizierte Steuerung zum Umschalten des Kältemittelkreises kann erforderlich sein.
Unter Berücksichtigung der voranstehend erwähnten Punkte ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Kühlkreislaufvorrichtung bereitzustellen, die konfiguriert ist, zwischen einer Heizbetriebsart zum Erwärmen eines Wärmetauschzielfluids und einer Kühlbetriebsart zum Kühlen des Wärmetauschzielfluids umzuschalten, und eine Vereinfachung einer Kreislaufkonfiguration zu erlangen.
Eine Kühlkreislaufvorrichtung gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung hat einen Verdichter, einen Heizstrahler, einen Wärmemediumstrahler, einen Entspanner, einen Verdampfer und einen Abstrahlmengenanpasser. Der Verdichter ist konfiguriert, ein Kältemittel zu verdichten und das Kältemittel abzugeben. Der Heizstrahler ist konfiguriert, es einem Kältemittel hohen Drucks zu ermöglichen, das durch den Verdichter abgegeben wurde, Wärme zu einem Wärmetauschzielfluid freizusetzen. Der Wärmemediumstrahler ist konfiguriert, es dem Kältemittel hohen Drucks zu ermöglichen, das durch den Verdichter abgegeben wurde, Wärme zu einem hochtemperaturseitigen Wärmemedium freizusetzen. Der Entspanner ist konfiguriert, das Kältemittel an einer stromabwärts liegenden Seite von jedem aus dem Wärmestrahler und dem Wärmemediumstrahler zu entspannen. Der Verdampfer ist konfiguriert, es dem durch den Entspanner entspannten Kältemittel zu ermöglichen, Wärme von dem Wärmetauschzielfluid derart zu absorbieren, dass das Kältemittel verdampft. Der Abstrahlmengenanpasser ist konfiguriert, eine Wärmeabstrahlmenge anzupassen, die von dem Kältemittel hohen Drucks zu dem Wärmetauschzielfluid in dem Heizstrahler abgestrahlt wird. In einer Heizbetriebsart zum Erwärmen des Wärmetauschzielfluids ist der Abstrahlmengenanpasser konfiguriert, die Wärmeabstrahlmenge an dem Heizstrahler anzupassen, dass sie größer als eine Wärmeabstrahlmenge an dem Wärmemediumstrahler ist. In einer Kühlbetriebsart zum Kühlen des Wärmetauschzielfluids ist der Abstrahlmengenanpasser konfiguriert, die Wärmeabstrahlmenge an dem Heizstrahler anzupassen, dass sie größer als in der Heizbetriebsart ist.
Gemäß dieser Konfiguration steuert die Abstrahlmengensteuereinheit die Wärmeabstrahlmenge von dem Kältemittel hohen Drucks zu dem Wärmetauschzielfluid an dem Heizstrahler. Entsprechend kann ein Umschalten zwischen der Heizbetriebsart zum Erwärmen des Kühlzielfluids und der Kühlbetriebsart zum Kühlen des Kühlzielfluids erlangt werden, ohne dass Bedarf besteht, den Kältemittelkreis der Kühlkreislaufvorrichtung umzuschalten.
Mit anderen Worten kann die Heizbetriebsart erlangt werden, indem die Wärmeabstrahlmenge an dem Heizstrahler erhöht wird, und das Wärmetauschzielfluid an dem Heizstrahler erwärmt wird. Die Kühlbetriebsart kann erlangt werden, indem die Wärmeabstrahlmenge an dem Heizstrahler reduziert wird, und das Wärmetauschzielfluid an dem Verdampfer gekühlt wird. Entsprechend ist die Notwendigkeit beseitigt, die Funktion des identischen Wärmetauschers gemäß der Betriebsart zu ändern, weswegen ein Drucksteuerventil und ein Auswahlventil zum Umschalten des Kältemittelkreises der Kühlkreislaufvorrichtung nicht erforderlich sind.
Als ein Ergebnis kann die Kreislaufkonfiguration der Kühlkreislaufvorrichtung vereinfacht werden, und eine komplizierte Steuerung zum Umschalten des Kältemittelkreises der Kühlkreislaufvorrichtung ist nicht erforderlich. Die Kühlkreislaufvorrichtung, die hierin bereitgestellt ist, ist deswegen in der Lage, zwischen der Heizbetriebsart und der Kühlbetriebsart umzuschalten, und eine Vereinfachung einer Kreiskonfiguration und Umschaltsteuerung zu erlangen.
Figurenliste

Die 1 ist ein allgemeines Konfigurationsdiagramm einer Klimaanlage gemäß zumindest einer der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
Die 2 ist ein Blockdiagramm, das eine elektrische Steuereinheit einer Klimaanlage gemäß zumindest einer der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt.
Die 3 ist ein Diagramm, das eine Menge eines Kältemittels zeigt, die in einer Kühlkreislaufvorrichtung zirkuliert.
Die 4 ist ein allgemeines Konfigurationsdiagramm einer Klimaanlage gemäß zumindest einer der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
Die 5 ist ein allgemeines Konfigurationsdiagramm einer Klimaanlage gemäß zumindest einer der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
Die 6 ist ein allgemeines Konfigurationsdiagramm einer Klimaanlage gemäß zumindest einer der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.

AUSFÜHRUNGSFORMEN ZUR ERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG
Eine Mehrzahl von Ausführungsformen zum Praktizieren der vorliegenden Offenbarung wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In den entsprechenden Ausführungsformen werden Teile, die bereits in den vorangehenden Ausführungsformen beschriebenen Gegenständen entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen wie die der bereits beschriebenen Gegenstände versehen. Die gleiche Beschreibung wird deswegen abhängig von den Umständen ausgelassen. Weil lediglich ein Teil einer Konfiguration in einer der Ausführungsformen beschrieben ist, kann der verbleibende Teil dieser Konfiguration der in anderen vorangehenden Ausführungsformen beschrieben ist, an die entsprechende Ausführungsform angewendet werden. Nicht nur Kombinationen von Teilen, die ausdrücklich und insbesondere in jede der Ausführungsformen als mögliche Kombinationen beschrieben sind, sondern auch Kombinationen von Teilen, die nicht ausdrücklich in jeder der Ausführungsformen beschrieben sind, können vorgenommen werden, solange keine besonderen Probleme durch die entsprechenden Kombinationen erzeugt werden.
(Erste Ausführungsform)
Eine Klimaanlage 1, die eine Kühlkreislaufvorrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung hat, wird mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben. Die Klimaanlage 1, die aus der 1 ersichtlich ist, ist an einer Fahrzeugklimaanlage angewendet. Die Fahrzeugklimaanlage ist eine Klimaanlage, die eine Temperatur eines Fahrzeuginnenraums auf eine geeignete Temperatur anpasst. Die Klimaanlage 1 der vorliegenden Ausführungsform ist an einem Hybridfahrzeug montiert, das eine Antriebskraft zum Fahren des Fahrzeugs von einer Maschine (das heißt, einer Brennkraftmaschine) und einem Fahr-Elektromotor erhält.
Das Hybridfahrzeug der vorliegenden Ausführungsform ist als ein „Plug-in-Hybridfahrzeug“ konfiguriert, das in der Lage ist, eine an dem Fahrzeug montierte Batterie (das heißt, eine in dem Fahrzeug vorhandene Batterie) mit Leistung zu laden, die von einer externen Leistungszufuhr (zum Beispiel einer kommerziellen Leistungszufuhr) während eines Anhaltens des Fahrzeugs zugeführt wird. Zum Beispiel kann die Batterie durch eine Lithium-Ionen-Batterie konstituiert sein.
Die von der Maschine abgegebene Antriebskraft wird nicht lediglich zum Fahren des Fahrzeugs verwendet, sondern auch zum Betätigen eines Generators. Durch den Generator erzeugte Leistung und von der externen Leistungszufuhr zugeführte Leistung können in der Batterie gespeichert werden. Die in der Batterie gespeicherte Leistung wird nicht nur zu dem Fahr-Elektromotor zugeführt, sondern auch zu verschiedenen in dem Fahrzeug vorgesehenen Vorrichtungen, wie zum Beispiel zu elektrischen Bauteilen, die die Kühlkreislaufvorrichtung 10 konstituieren.
Die Klimaanlage 1 ist in der Lage, von einem Betrieb in einer Kühlbetriebsart zum Kühlen eines Innenraums des Fahrzeugs als Klimaanlagenzielraum (das heißt, einer Kühlbetriebsart zum Kühlen einer geblasenen Luft als Wärmetauschzielfluid) und einem Betrieb in einer Heizbetriebsart zum Erwärmen des Inneren des Fahrzeugs (das heißt, einer Heizbetriebsart zum Erwärmen einer geblasenen Luft als Wärmetauschzielfluid) umzuschalten. Die Klimaanlage 1 ist durch die Kühlkreislaufvorrichtung 10, einen hochtemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 20, einen niedertemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 30 und eine innere Klimaanlageneinheit 40 konstituiert.
Die Kühlkreislaufvorrichtung 10 hat einen Verdichter 11, einen inneren Kondensator 12 (Wärmestrahler), einen äußeren Kondensator 13 (Wärmemediumstrahler), ein Entspannungsventil 14 (Entspannungseinheit), einen Verdampfer 15 und einen Akkumulator 16 (Flüssigkeitsspeichereinheit), die in dieser Reihenfolge in einem Kältemitteldurchgang 9 vorgesehen sind. Gemäß der Kühlkreislaufvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Flur-Kohlenstoff-Kältemittel als das Kältemittel angenommen, um einen unterkritischen Kühlkreislauf zu bestimmen, in dem ein Druck eines Kältemittels hohen Drucks einen kritischen Druck des Kältemittels nicht überschreitet.
Der Verdichter 11 ist ein elektrischer Verdichter, der durch von der Batterie zugeführten Leistung angetrieben ist, und saugt, verdichtet und gibt ein Kältemittel der Kühlkreislaufvorrichtung 10 ab. Der Betrieb des Verdichters 11 wird gemäß einem von einer Steuerung 50 abgegebenen Steuersignal gesteuert.
Die Kältemitteleinlassseite des inneren Kondensators 12 ist mit einer Abgabeöffnung des Verdichters 11 verbunden. Der innere Kondensator 12 ist innerhalb eines Gehäuses 41 der inneren Klimaanlageneinheit 40 vorgesehen, die im Folgenden beschrieben ist. Der innere Kondensator 12 ist ein Heizstrahler, der Wärme zwischen einem Kältemittel hoher Temperatur und hohen Drucks (im Folgenden als ein Kältemittel hohen Drucks abgekürzt), das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, und einer geblasenen Luft als Wärmetauschzielfluid austauscht, und verursacht, dass das Kältemittel hohen Drucks Wärme zu der geblasenen Luft abstrahlt, um die geblasene Luft in zumindest der Heizbetriebsart zu erwärmen. Wenn die Wärme des Kältemittels hohen Drucks zu der geblasenen Luft abgestrahlt wird, kondensiert das Kältemittel hohen Drucks.
Die Kältemitteleinlassseite des äußeren Kondensators 13 ist mit der Kältemittelauslassseite des inneren Kondensators 12 verbunden. Der äußere Kondensator 13 ist außerhalb des Inneren des Fahrzeugs vorgesehen. Der äußere Kondensator 13 ist ein Wärmemediumstrahler, der Wärme zwischen dem Kältemittel hohen Drucks, das von dem inneren Kondensator 12 geströmt ist, und einem Kühlwasser als einem hochtemperaturseitigen Wärmemedium, das in dem hochtemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 20 zirkuliert, tauscht und verursacht, dass das Kältemittel hohen Drucks Wärme zu dem Kühlwasser zumindest in der Kühlbetriebsart abstrahlt.
Jedes aus dem Kühlwasser, das in dem hochtemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 20 zirkuliert, und dem Kühlwasser, das in dem niedertemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 30 zirkuliert, die im Folgenden beschrieben sind, ist eine Flüssigkeit, die zumindest Ethylenglykol, Dimethylpolysiloxan oder ein Nanofluid oder eine Frostschutzflüssigkeit enthält.
Der hochtemperaturseitige Wärmemediumströmungsdurchgang 20 ist ein ringförmiger Strömungsdurchgang, in dem Kühlwasser zwischen dem äußeren Kondensator 13 und einem hochtemperaturseitigen Strahler 22 zirkuliert, der im Folgenden beschrieben ist. Der äußere Kondensator 13, eine Heizvorrichtung 24, ein hochtemperaturseitiges Dreiwegeventil 23, der hochtemperaturseitige Strahler 22 und eine hochtemperaturseitige Pumpe 21 sind in dieser Reihenfolge in dem hochtemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 20 vorgesehen.
Die hochtemperaturseitige Pumpe 21 saugt Kühlwasser an und gibt das Kühlwasser zu dem äußeren Kondensator 13 ab, um das Kühlwasser in dem hochtemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang zu zirkulieren. Die hochtemperaturseitige Pumpe 21 ist eine elektrische Pumpe und entspricht einer hochtemperaturseitigen Strömungsratensteuereinheit, die eine Strömungsrate des Kühlwassers steuert, das in dem hochtemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 20 zirkuliert.
Der hochtemperaturseitige Strahler 22 tauscht Wärme zwischen dem Kühlwasser und der Außenluft aus, die von einem hochtemperaturseitigen Gebläse 26 zugeführt wird. Entsprechend tauscht das durch den äußeren Kondensator 13 erwärmte Kühlwasser Wärme mit der Außenluft aus, um an dem hochtemperaturseitigen Strahler 22 gekühlt zu werden.
Das hochtemperaturseitige Gebläse 26 ist ein elektrisches Gebläse, das unter Verwendung eines elektrischen Motors einen Ventilator antreibt. Die Betätigung des hochtemperaturseitigen Gebläses wird gemäß einem Steuersignal gesteuert, das von der Steuerung 50 abgegeben wird. Der hochtemperaturseitige Strahler 22 und das hochtemperaturseitige Gebläse 26 sind in einem Vorderteil innerhalb einer Fahrzeugmotorhaube vorgesehen. Entsprechend kann eine während des Fahrens erzeugte Luftströmung auf den hochtemperaturseitigen Strahler 22 angewendet werden, während das Fahrzeug fährt.
Der hochtemperaturseitige Wärmemediumströmungsdurchgang 20 hat einen hochtemperaturseitigen Umgehungsströmungsdurchgang 25, in dem das durch die hochtemperaturseitige Pumpe 21 abgegebene Kühlwasser zirkuliert, während es den hochtemperaturseitigen Strahler 22 umgeht. Die Einlassseite des hochtemperaturseitigen Umgehungsströmungsdurchgangs 25 ist mit der Strömungseinlassseite des hochtemperaturseitigen Strahlers 22 verbunden. Die Auslassseite des hochtemperaturseitigen Umgehungsströmungsdurchgangs 25 ist mit der Strömungsauslassseite des hochtemperaturseitigen Strahlers 22 verbunden.
Das hochtemperaturseitige Dreiwegeventil 23 ist ein hochtemperaturseitiges Steuerventil, das eine Strömungsrate des Kühlwassers steuert, das in den hochtemperaturseitigen Strahler 22 strömt, in dem es eine Strömungsrate des Kühlwassers steuert, das in den hochtemperaturseitigen Umgehungsströmungsdurchgang 25 strömt. Die Betätigung des hochtemperaturseitigen Dreiwegeventils 23 wird gemäß einem Steuersignal gestört, das von der Steuerung 50 abgegeben wird.
Die Heizvorrichtung 24 führt Wärme zu dem Kühlwasser in dem hochtemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 20 zu. Die Heizvorrichtung 24 kann zum Beispiel durch eine in dem Fahrzeug vorhandene Vorrichtung konstituiert sein, die während des Betriebs Wärme erzeugt, oder durch einen Heizer (elektrischen Heizer) mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC), der Wärme durch Empfangen von Leistung erzeugt. Noch genauer kann die in dem Fahrzeug vorhandene Vorrichtung durch eine Batterie, einen Wandler als Frequenzumwandlungseinheit und einen Fahr-Elektromotor konstituiert sein, der zum Fahren eine Antriebskraft abgibt. Diese in dem Fahrzeug vorhandenen Vorrichtungen werden durch das Abstrahlen von Wärme zu dem Kühlwasser in dem hochtemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 20 gekühlt.
Die Kältemitteleinlassseite des Entspannungsventils 14 ist mit der Kältemittelauslassseite des äußeren Kondensators 13 verbunden. Das Entspannungsventil 14 ist eine Entspannungseinheit, die ein Kältemittel in flüssiger Phase entspannt und ausdehnt, das aus dem äußeren Kondensator 13 geströmt ist. Entsprechend entspannt das Entspannungsventil 14 das Kältemittel an der stromabwärts liegenden Seite von jedem aus dem inneren Kondensator 12 und dem äußeren Kondensator 13.
Das Entspannungsventil 14 ist ein elektrisch variabler Drosselmechanismus, der unter Steuerung durch ein von der Steuerung 50 abgegebenes Steuersignal betätigt ist, und hat einen Ventilkörper und ein elektrisches Stellglied. Der Ventilkörper ist konfiguriert, eine Durchgangsöffnungsposition (das heißt, die Drosselöffnungsposition) des Kältemitteldurchgangs zu ändern. Das elektrische Stellglied weist einen Schrittmotor auf, der die Drosselöffnungsposition des Ventilkörpers ändert.
Die Kältemitteleinlassseite des Verdampfers 15 ist mit der Kältemittelauslassseite des Entspannungsventils 14 verbunden. Der Verdampfer 15 ist ein Verdampfer, der Wärme zwischen dem Kältemittel niedrigen Drucks, das an dem Entspannungsventil 14 entspannt wurde, und dem Kühlwasser als dem niedertemperaturseitigen Wärmemedium, das in dem niedertemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 30 zirkuliert, tauscht, um das Kältemittel niedrigen Drucks zu verdampfen. An dem Verdampfer 15 absorbiert das Kältemittel niedrigen Drucks Wärme von dem Kühlwasser und verdampft durch die Wärme, um das Kühlwasser abzukühlen.
Der niedertemperaturseitige Wärmemediumströmungsdurchgang 30 ist ein ringförmiger Strömungsdurchgang, in dem Kühlwasser als das niedertemperaturseitige Wärmemedium zirkuliert. Der Verdampfer 15, einen niedertemperaturseitige Pumpe 31, ein Kühlerkerndurchgang-Dreiwegeventil 32 und ein niedertemperaturseitiger Strahler 33 sind in dieser Reihenfolge in dem niedertemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 30 vorgesehen.
Die niedertemperaturseitige Pumpe 31 ist eine Wärmemediumpumpe, die Wärme ansaugt und Kühlwasser abgibt. Die niedertemperaturseitige Pumpe 31 ist eine elektrische Pumpe und entspricht einer niedertemperaturseitigen Strömungsratensteuereinheit, die eine Strömungsrate des Kühlwassers steuert, das in dem niedertemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 30 zirkuliert.
Ein Kühlerkernströmungsdurchgang 34 ist mit dem niedertemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 30 verbunden. Der Kühlerkernströmungsdurchgang 34 ist ein Durchgang, in dem das durch die niedertemperaturseitige Pumpe 31 abgegebene Kühlwasser als das niedertemperaturseitige Wärmemediumzirkuliert, während es den niedertemperaturseitigen Strahler 33 umgeht. Das eine und andere Enden des Kühlerkernströmungsdurchgang 34 sind mit der Strömungseinlassseite und der Strömungsauslassseite des niedertemperaturseitigen Strahlers 33 in dem niedertemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 30 entsprechend verbunden.
Das Kühlerkerndurchgang-Dreiwegeventil 32 ist ein Kühlerkernströmungsratensteuerventil, das eine Strömungsrate des Kühlwassers steuert, das in den niedertemperaturseitigen Strahler 33 strömt, in dem es eine Strömungsrate des Kühlwassers als das niedertemperaturseitige Wärmemedium steuert, das in den Kühlerkernströmungsdurchgang 34 strömt. Die Betätigung des Kühlerkerndurchgang- Dreiwegeventils 32 wird gemäß einem von der Steuerung 50 abgegeben Steuersignal gesteuert.
Der niedertemperaturseitige Strahler 33 tauscht Wärme zwischen dem Kühlwasser als dem niedertemperaturseitigen Wärmemedium und der Außenluft aus, die von einem niedertemperaturseitigen Gebläse 36 zugeführt wurde. Entsprechend tauscht das Kühlwasser, das an dem Verdampfer 15 gekühlt wurde und in dem niedertemperaturseitigen Strahler 33 eingebracht wurde, Wärme mit der Außenluft aus, wodurch das Kühlwasser niedriger Temperatur Wärme von der Außenluft absorbieren kann.
Das niedertemperaturseitige Gebläse 36 führt die Außenluft zu dem niedertemperaturseitigen Strahler 33 zu. Das niedertemperaturseitige Gebläse 36 ist ein elektrisches Gebläse, das einen Ventilator unter Verwendung eines elektrischen Motors antreibt. Die Betätigung des niedertemperaturseitigen Gebläses 36 wird gemäß einem Steuersignal gesteuert, das von der Steuerung 50 abgegeben wird. Der niedertemperaturseitige Strahler 33 und das niedertemperaturseitige Gebläse 36 sind in dem vorderen Teil innerhalb der Fahrzeugmotorhaube ähnlich zu dem temperaturseitigen Strahler und dem hochtemperaturseitigen Gebläse 26 vorgesehen. Entsprechend kann ein während des Fahrens des Fahrzeugs erzeugter Luftstrom auf den niedertemperaturseitigen Strahler 33 angewendet werden, während das Fahrzeug fährt.
Der Kühlerkern 35 tauscht Wärme zwischen dem Kühlwasser in dem niedertemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 30 und der geblasenen Luft als Wärmetauschzielfluid aus, die zu dem Inneren des Fahrzeugs zugeführt wird. Entsprechend kann die geblasene Luft durch das Kühlwasser gekühlt werden, das an den Verdampfer 15 gekühlt wurde, und in den Kühlerkern 35 eingebracht wurde. Noch genauer verursacht der Verdampfer 15 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, dass das an dem Entspannungsventil 14 entspannte Kältemittel Wärme von der geblasenen Luft über das Kühlwasser absorbiert, um das Kältemittel zu verdampfen.
Die Kältemitteleinlassseite des Akkumulators 16 ist mit der Kältemittelauslassseite des Verdampfers 15 verbunden. Noch genauer ist der Akkumulator 16 zwischen dem Verdampfer 15 und dem Verdichter 11 bereitgestellt, das heißt, an der stromaufwärts liegenden Seite des Verdichters 11. Der Akkumulator 16 funktioniert als Gas-Flüssigkeit-Trenneinheit, die das Kältemittel, das in den Akkumulator 16 geströmt ist, in Gas und Flüssigkeit trennt, und auch als eine Flüssigkeitsspeichereinheit, wo ein überschüssiges Kältemittel in dem Kreislauf gespeichert wird.
Die Ansaugöffnungsseite des Verdichters 11 ist mit einem Auslass für das Kältemittel in der gasförmigen Phase des Akkumulators 16 verbunden. Entsprechend weist der Akkumulator 16 eine Funktion auf, ein Ansaugen eines Kältemittels in der flüssigen Phase in den Verdichter 11 zu reduzieren, um eine Flüssigkeitsverdichtung des Verdichters 11 zu verhindern.
Darüber hinaus ist gemäß der Kühlkreislaufvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform eine erforderliche Kältemittelströmungsrate zur Zirkulation in dem Kreislauf in der Kühlbetriebsart höher als eine erforderliche Kältemittelströmungsrate zur Zirkulation in dem Kreislauf in der Heizbetriebsart. Entsprechend wird eine Funktion, ein überschüssiges Kältemittel in der flüssigen Phase in dem Kreislauf zu speichern, in der Heizbetriebsart durchgeführt, um Variationen der erforderlichen Kältemittelströmungsrate zu absorbieren.
Die innere Klimaanlageneinheit 40 wird als nächstes beschrieben. Die innere Klimaanlageneinheit 40 ist eine Einheit zum Zuführen von geblasener temperaturgesteuerter Luft durch die Kühlkreislaufvorrichtung 10 zu dem Inneren des Fahrzeugs als einem Klimatisierungszielraum. Die innere Klimaanlageneinheit 40 ist innerhalb eines Armaturenbretts an einem vordersten Teil des Inneren des Fahrzeugs vorgesehen. Die innere Klimaanlageneinheit 40 ist durch den Kühlerkern 35, den inneren Kondensator 12 und Ähnliches konstituiert, die in einem Gehäuse 41 aufgenommen sind, das ein äußeres Gehäuse der inneren Klimaanlageneinheit 40 ausbildet.
Das Gehäuse 41 ist eine Luftdurchgangausbildungseinheit, die einen Luftdurchgang von geblasener Luft ausbildet, die zu dem Inneren des Fahrzeugs als Klimatisierungszielraum zugeführt wird. Das Gehäuse 41 ist ein geformtes Bauteil, das aus einem Harz hergestellt ist, das einen bestimmten Grad einer Elastizität und eine herausragende Festigkeit aufweist (zum Beispiel, Polypropylen). Ein Innen-Außen-Luftumschaltgerät 43 ist an dem geblasenen Luftstrom an der am äußersten stromaufwärts liegenden Seite innerhalb des Gehäuses 41 vorgesehen. Das Innen-Außen-Luftumschaltgerät 43 ist eine Innen-Außen-Luftumschalteinheit, die zwischen dem Einbringen von Innenluft (Luft innerhalb des Klimatisierungszielraums) und dem Einbringen von Außenluft (Luft außerhalb des Klimatisierungszielraums) in das Gehäuse 41 umschaltet.
Das Innen-Außen-Luftumschaltgerät 43 hat einen Innenlufteinbringungsanschluss 43b, durch den die innere Luft in das Gehäuse 41 eingebracht wird, und einen Außenlufteinbringungsabschnitt 43c, durch den die äußere Luft in das Gehäuse 41 eingebracht wird. Das Innen-Außen-Luftumschaltgerät 43 hat außerdem eine Innen-Außen-Luftumschalttür 43a, die in der Lage ist, zu schwingen. Die Innen-Außen-Luftumschalttür 43a wird durch ein elektrisches Stellglied angetrieben, das unter Steuerung durch ein von der Steuerung 50 abgegebenes Steuersignal arbeitet.
Das Innen-Außen-Luftumschaltgerät 43 schaltet zwischen einer Außenluftbetriebsart und einer Innenluftbetriebsart unter Verwendung der Innen-Außen-Luftumschalttür 43a um. Die Außenluftbetriebsart ist eine Betriebsart, die unter Verwendung der Innen-Außen-Luftumschalttür 43a den Innenlufteinbringungsanschluss 43b schließt und den Außenlufteinbringungsanschluss 43c öffnet, um die in einem Raum außerhalb des Klimaanlagenzielraums vorhandene äußere Luft in das Gehäuse 41 einzubringen. Die Innenluftbetriebsart ist eine Betriebsart, die den Außenlufteinbringungsanschluss 43c schließt und den Innenlufteinbringungsanschluss 43b öffnet unter Verwendung der Innen-Außen-Luftumschalttür 43a, um die innerhalb des Klimatisierungszielraums vorhandene innere Luft in das Gehäuse 41 einzubringen.
Das Innen-Außen-Luftumschaltgerät 43 ist in der Lage, kontinuierlich ein Luftvolumenverhältnis eines inneren Luftvolumens zu einem äußeren Luftvolumen durch kontinuierliches Steuern von Öffnungsbereichen des Innenlufteinbringungsanschlusses 43b und des Außenlufteinbringungsanschlusses 43c unter Verwendung der Innen-Außen-Luftumschalttür 43a zu steuern.
Ein Klimaanlagengebläse 42, das über das Innen-Außen-Luftumschaltgerät 43 angesaugte Luft zu dem Inneren des Klimatisierungszielraums zuführt, ist an der stromabwärts liegenden Seite der geblasenen Luft des Innen-Außen-Luftumschaltgeräts 43 vorgesehen. Das Klimaanlagengebläse 42 ist ein elektrisches Gebläse, das einen Zentrifugalventilator mit mehreren Flügeln (Sciroccoventilator) unter Verwendung eines elektrischen Motors antreibt. Die Drehzahl (Luftzufuhrvolumen) des Klimaanlagengebläses 42 wird durch eine von der Steuerung 50 abgegebene Steuerspannung gesteuert.
Der Kühlerkern 35 ist an der stromabwärts liegenden Seite des geblasenen Luftstroms des Klimaanlagengebläses 42 in dem innerhalb des Gehäuses 41 ausgebildeten Luftdurchgang vorgesehen. Die stromabwärts liegende Seite des Kühlerkerns 35 in dem in dem Gehäuse 41 ausgebildeten Luftdurchgang ist in zwei Durchgänge verzweigt, wo ein innerer Kondensatordurchgang 45 und ein Kaltluftumgehungsdurchgang 46 parallel zueinander ausgebildet sind.
Der innere Kondensator 12 ist innerhalb des inneren Kondensatordurchgangs 45 vorgesehen. Entsprechend ist der innere Kondensatordurchgang 45 ein Luftdurchgang, wo die geblasene Luft, die Wärme mit dem Kältemittel in dem inneren Kondensator 12 austauscht, zirkuliert. Der Kühlerkern 35 und der innere Kondensator 12 sind in dieser Reihenfolge mit Bezug auf den geblasenen Luftstrom vorgesehen. Mit anderen Worten, der Kühlerkern 35 ist an der stromaufwärts liegenden Seite des geblasenen Luftstroms mit Bezug auf den inneren Kondensator 12 vorgesehen. Der innere Kondensatordurchgang 45 bestimmt einen Teil eines Luftdurchgangs, wo die geblasene Luft durch den Kühlerkern 35 und den inneren Kondensator 12 in dieser Reihenfolge durchgeht.
Der Kaltluftumgehungsdurchgang 46 ist ein Luftdurchgang, durch den die geblasene Luft, die durch den Kühlerkern 35 durchgegangen ist, zu der stromabwärts liegenden Seite strömt, während sie einen inneren Kondensator 12 umgeht.
Eine Luftmischtür 44 ist an der stromabwärts liegenden Seite des geblasenen Luftstroms des Kühlerkerns 35 und an der stromaufwärts liegenden Seite des geblasenen Luftstroms des inneren Kondensators 12 vorgesehen. Die Luftmischtür steuert ein Volumenverhältnis von geblasener Luft, die durch den Kühlerkern 35 durchgeht, und darauffolgend durch den inneren Kondensator 12 durchgeht, gemäß einem von der Steuerung 50 abgegebenen Steuersignal.
Ein Mischdurchgang 47 ist innerhalb des Gehäuses 41 an der stromabwärts liegenden Seite einer Vereinigung des inneren Kondensatordurchgangs 45 und des Kaltluftumgehungsdurchgangs 46 ausgebildet. Die an dem inneren Kondensator 12 wärmt die geblasene Luft und die durch den Kaltluftumgehungsdurchgang 46 durchgehende und nicht an dem inneren Kondensator 12 erwärmte geblasene Luft werden innerhalb des Mischdurchgangs 47 vermischt.
Zusätzlich sind eine Mehrzahl von Öffnungsbohrungen, durch die in dem Mischraum (klimatisierte Luft) gemischte geblasene Luft zu dem Inneren des Fahrzeugs als Klimatisierungszielraum geblasen wird, in dem am äußersten stromabwärts liegenden Abschnitt des geblasenen Luftstroms des Gehäuses 41 ausgebildet.
Insbesondere haben diese Öffnungsbohrungen eine Gesichtsöffnungsbohrung, eine Fußöffnungsbohrung und eine Abtauöffnungsbohrung (keine dieser Bohrungen ist gezeigt). Die Gesichtsöffnungsbohrung ist eine Öffnungsbohrung, durch die die klimatisierte Luft zu dem oberen Körper eines Insassen in dem Inneren des Fahrzeugs als dem Klimatisierungszielraum geblasen wird. Die Fußöffnungsbohrung ist eine Öffnungsbohrung, durch die die klimatisierte Luft zu den Füßen des Insassen geblasen wird. Die Abtauöffnungsbohrung ist eine Öffnungsbohrung, durch die die klimatisierte Luft zu der inneren Seitenoberfläche einer vorderen Fahrzeugwindschutzscheibe geblasen wird.
Die stromabwärts liegenden Seiten des geblasenen Luftstroms der Gesichtsöffnungsbohrung, der Fußöffnungsbohrung und der Abtauöffnungsbohrung sind mit einem Gesichtsblasauslass, einem Fußblasauslass, beziehungsweise einem Abtaublasauslass (keiner dieser Auslässe ist gezeigt), die in dem Inneren des Fahrzeugs als dem Klimatisierungszielraum bereitgestellt sind, über jeweils einen Luftdurchgang ausbildende Rohrleitungen verbunden.
Entsprechend wird die Temperatur der klimatisierten Luft, die in dem Mischraum gemischt wird, durch Steuern des Verhältnisses des Luftvolumens, das durch den inneren Kondensator 12 durchgeht, zu dem Luftvolumen, das durch den Kaltluftumgehungsdurchgang 46 durchgeht, unter Verwendung der Luftmischtür 44 gesteuert, wodurch die Temperatur der klimatisierten Luft, die aus den entsprechenden Blasauslässen zu dem Inneren des Fahrzeugs entsprechend dem Klimatisierungszielraum ausgeblasen wird, gesteuert wird.
Die Luftmischtür 44 funktioniert nämlich als eine Temperatursteuereinheit zum Steuern der Temperatur des klimatisierten Raums, der zu dem Inneren des Fahrzeugs als dem Klimatisierungszielraum zugeführt wird. Die Luftmischtür 44 weist ein elektrisches Stellglied zum Antreiben der Luftmischtür auf. Die Betätigung des elektrischen Stellglieds wird gemäß einem von der Steuerung 50 abgegebene Steuersignal gesteuert.
Wenn das elektrische Stellglied zum Antreiben der Luftmischtür, die Luftmischtür 44 in einer derartigen Weise verschiebt, um den inneren Kondensatordurchgang 45 zu öffnen und den Kaltluftumgehungsdurchgang 46 zu schließen, wird die durch den Kühlerkern 35 durchgegangene geblasene Luft zu dem inneren Kondensator 12 zugeführt. Entsprechend kann die Wärme des Kältemittels hohen Drucks zu der geblasenen Luft an dem inneren Kondensator 12 abgestrahlt werden.
Wenn andererseits die Luftmischtür 44 in einer derartigen Weise verschoben ist, dass sie den Kaltluftumgehungsdurchgang 46 öffnet, und den inneren Kondensatordurchgang 45 schließt, kann die Wärme des Kältemittels hohen Drucks nicht zu der geblasenen Luft an dem inneren Kondensator 12 abgestrahlt werden. Entsprechend funktioniert die Luftmischtür 44 als eine Abstrahlmengensteuereinheit, die die Wärmeabstrahlmenge von dem Kältemittel hohen Drucks zu der geblasenen Luft an dem inneren Kondensator 12 steuert.
Eine Gesichtstür zum Öffnen einer Öffnungsfläche der Gesichtsöffnungsbohrung, eine Fußtür zum Steuern einer Öffnungsfläche der Fußöffnungsbohrung, und eine Abgabetür zum Steuern einer Öffnungsfläche der Abtauöffnungsbohrung (keine dieser Türen ist gezeigt) sind in der stromaufwärts liegenden Seite des geblasenen Luftstroms der Gesichtsöffnungsbohrung, der Fußöffnungsbohrung beziehungsweise der Abtauöffnungsbohrung vorgesehen.
Jede aus der Gesichtstür, der Fußtür und der Abtautür bestimmt eine Blasauslassbetriebsartumschalttür zum Umschalten einer Blasauslassbetriebsart. Jede aus der Gesichtstür, der Fußtür und der Abtautür ist mit einem elektrischen Stellglied zum Antreiben der Blasauslassbetriebsarttür über einen Gelenkmechanismus oder Ähnliches verbunden, und wird drehend in Zusammenwirkung mit dem elektrischen Stellglied betätigt. Die Betätigung dieses elektrischen Stellglieds wird ebenfalls gemäß einem von der Steuerung 50 abgegeben Steuersignal gesteuert.
Insbesondere schließen die Beispiele der Blasauslassbetriebsart, die durch die Blasauslassbetriebsartumschalttür umgeschaltet werden, eine Gesichtsbetriebsart, eine Zwei- Höhen- Betriebsart, eine Fußbetriebsart und Ähnliches ein.
Die Gesichtsbetriebsart ist eine Blasauslassbetriebsart, die geblasene Luft von dem vollständig geöffneten Gesichtsblasauslass zu dem oberen Körper des Insassen in dem Inneren des Fahrzeugs zuführt. Die Zwei-Höhen-Betriebsart ist eine Blasauslassbetriebsart, die geblasene Luft von dem Gesichtsblasauslass und dem Fußblasauslass zuführt, die beide zu dem oberen Körper und den Füßen des Insassen in dem Inneren des Fahrzeugs hin geöffnet sind. Die Fußbetriebsart ist eine Blasauslassbetriebsart, die geblasene Luft von dem vollständig geöffneten Fußblasauslass zu den Füßen des Insassen in dem Inneren des Fahrzeugs zuführt.
Darüber hinaus kann der Insasse manuell einen Blasauslassbetriebsartauswahlschalter betätigen, der an einer Betätigungseinheit 60 bereitgestellt ist, die aus der 2 ersichtlich ist, um die Abtaubetriebsart einzustellen, die geblasene Luft von dem vollständig geöffneten Abtaublasauslass zu der inneren Oberfläche der vorderen Fahrzeugwindschutzscheibe zuführt.
Eine Übersicht einer elektrischen Steuereinheit der Klimaanlage 1 der vorliegenden Ausführungsform wird als nächstes beschrieben. Die aus der 2 ersichtliche Steuerung 50 ist durch einen bekannten Mikrorechner mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU), einem Nur- Lese- Speicher (ROM), einem Arbeitsspeicher (RAM) und Ähnlichem und Randschaltkreisen des Mikrorechners konstituiert ist. Die Steuerung 50 führt verschiedene Berechnungen und Prozesse ausgehend von einem in dem ROM gespeicherten Steuerprogramm aus. Verschiedene Steuerzielvorrichtungen sind mit der Abgabeseite der Steuerung 50 verbunden. Die Steuerung 50 ist eine Steuereinheit, die Betätigungen der verschiedenen Steuerzielvorrichtungen steuert.
Die durch die Steuerung 50 gesteuerten Steuerzielvorrichtungen haben den Verdichter 11, das Entspannungsventil 14, die hochtemperaturseitige Pumpe 21, das hochtemperaturseitige Dreiwegeventil 23, das hochtemperaturseitige Gebläse 26, die niedertemperaturseitige Pumpe 31, das Kühlerkerndurchgang-Dreiwegeventil 32, das niedertemperaturseitige Gebläse 36, das Klimaanlagengebläse 42, die Innen-Außen-Luftumschalttür 43a, die Luftmischtür 44 und Ähnliches.
Die Steuerung 50 ist durch Steuerungen konstituiert, die in einem Körper integriert sind, um die verschiedenen Steuerzielvorrichtungen zu steuern, die mit der Abgabeseite der Steuerung 50 verbunden sind. Konfigurationen (Hardware und Software), die Betätigungen der entsprechenden Steuerzielvorrichtungen in der Steuerung 50 steuern, konstituieren die Steuerungen, die die Betätigungen der entsprechenden Steuerzielvorrichtungen steuern. Zum Beispiel bestimmen Software und Hardware die die Luftmischtür 44 in der Steuerung 50 steuern, eine Abstrahlmengensteuerung 60a.
Verschiedene Steuersensoren wie zum Beispiel ein Innenlufttemperatursensor 51, ein Außenlufttemperatursensor 52 und ein Isoliermengensensor 53 sind mit der Eingangsseite der Steuerung 50 verbunden. Der Innenlufttemperatursensor 51 erfasst eine innere Temperatur Tr des Fahrzeugs. Der Außenlufttemperatursensor 52 erfasst eine äußere Lufttemperatur Tam. Der Isoliermengensensor 53 erfasst eine Isoliermenge Ts in dem Inneren des Fahrzeugs.
Die Betätigungseinheit 60 ist mit der Eingangsseite der Steuerung 50 verbunden. Die Betätigungseinheit 60 wird durch den Insassen betätigt. Die Betätigungseinheit 60 ist in der Nähe des Armaturenbretts in dem vorderen Teil des Inneren des Fahrzeugs vorgesehen. Ein von der Betätigungseinheit 60 gesendetes Betätigungssignal wird in die Steuerung 50 eingegeben. Die Betätigungseinheit 60 hat einen Klimaanlagenschalter, einen Temperatureinstellschalter und Ähnliches. Der Klimaanlagenschalter stellt ein, ob die in der inneren Klimaanlageneinheit geblasene Luft zu kühlen ist. Der Temperatureinstellschalter stellt eine Temperatur des Inneren des Fahrzeugs ein.
Die Betätigung der voranstehend beschriebenen Konfiguration wird als nächstes beschrieben. Die Steuerung 50 berechnet eine Sollblastemperatur TAO der geblasenen Luft, die zu dem Inneren des Fahrzeugs zugeführt wird, ausgehend von einem Erfassungssignal, das durch die Steuersensoren erfasst wurde, und einem Betätigungssignal, das von der Betätigungseinheit 60 empfangen wurden. Darauffolgend wird die Betätigungsbetriebsart ausgehend von der Sollblastemperatur TAO und dem Ähnlichen umgeschaltet. Darüber hinaus wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Betätigungsbetriebsart zu einer Heizbetriebsart bei außerordentlich niedriger Temperatur bei einer Zeit einer außerordentlich niedrigen Temperatur umgeschaltet, wenn die Außenlufttemperatur gleich wie oder niedriger als eine vorbestimmte Bezugsaußentemperatur ist. Jede der Betriebsarten wird im Folgenden besch rieben.
(Kühlbetriebsart)
In der Kühlbetriebsart bestimmt die Steuerung 50 Betriebszustände der verschiedenen Steuerzielvorrichtungen (zu verschiedenen Steuervorrichtungen ausgegebene Steuersignale) ausgehend von dem Erfassungssignal der Sollblastemperatur TAO und dem Ähnlichen. Insbesondere betätigt die Steuerung 50 jedes aus dem Verdichter 11, der hochtemperaturseitigen Pumpe 21 und der niedertemperaturseitigen Pumpe 31 derart, dass eine vorbestimmte Abgabefähigkeit in der Kühlbetriebsart ausgeführt werden kann. Die Steuerung 50 kann bestimmt ein zu dem Entspannungsventil 14 abgegebenes Steuersignal derart, dass eine vorbestimmte Drosselöffnungsposition für die Kühlbetriebsart eingestellt werden kann.
Die Steuerung 50 schließt den hochtemperaturseitigen Umgehungsströmungsdurchgang 25, und steuert die Betätigung des hochtemperaturseitigen Dreiwegeventils 23 derart, dass das Kühlwasser in den hochtemperaturseitigen Strahler 22 strömt. Die Steuerung 50 öffnet den Kühlerkernströmungsdurchgang 34 und steuert die Betätigung des Kühlerkerndurchgang-Dreiwegeventils 32 derart, dass das Kühlwasser in den Kühlerkern 35 strömt.
Darüber hinaus schließt die Steuerung 50 den inneren Kondensatordurchgang 45 (durch die durchgehende Linie in der 1 bezeichneter Zustand), und steuert die Betätigung der Luftmischtür 44 derart, dass die gesamte Strömungsrate der geblasenen Luft, die durch den Kühlkern 35 durchgeströmt ist, in den Kaltluftumgehungsdurchgang 46 strömt.
Gemäß der Kühlkreislaufvorrichtung 10 in der Kühlbetriebsart strömt deswegen das von dem Verdichter 11 abgegebene Kältemittel hohen Drucks in den inneren Kondensator 12. In der Kühlbetriebsart wird die Luftmischtür 44 verschoben, um die geblasene Luft in den Kaltluftumgehungsdurchgang 46 einzubringen. Entsprechend strömt das in den inneren Kondensator 12 geströmte Kältemittel hohen Drucks von dem inneren Kondensator 12 aus, während es im Wesentlichen keine Wärme zu der geblasenen Luft abstrahlt.
Das Kältemittel hohen Drucks, das von dem inneren Kondensator 12 geströmt ist, strömt in den äußeren Kondensator 13. In der Heizbetriebsart wird das hochtemperaturseitige Dreiwegeventil 23 umgeschaltet, um das Kühlwasser in den hochtemperaturseitigen Strahler 22 einzubringen. Entsprechend strahlt das Kältemittel hohen Drucks, das in den äußeren Kondensator 13 geströmt ist, Wärme zu dem Kühlwasser ab, das an dem hochtemperaturseitigen Strahler abgekühlt wurde, und kondensiert durch die Wärmestrahlung. Auf diese Weise wird die Wärme des Kältemittels hohen Drucks durch das Kühlwasser an dem äußeren Kondensator 13 absorbiert.
Entsprechend ist in der Kühlbetriebsart die Wärmeabstrahlmenge des Kältemittels hohen Drucks an dem inneren Kondensator 12 kleiner als die Wärmeabstrahlmenge des Kältemittels hohen Drucks an dem äußeren Kondensator 13.
Das von dem äußeren Kondensator 13 geströmte Kältemittel hohen Drucks strömt in das Entspannungsventil 14. Zu dieser Zeit befindet sich das Entspannungsventil 14 in einem Drosselzustand zum Durchführen einer Entspannung. Entsprechend wird das in das Entspannungsventil 14 geströmte Kältemittel entspannt, um ein Kältemittel niedrigen Drucks zu werden.
Die Pumpe 31 wird betätigt. Entsprechend absorbiert das Kältemittel niedrigen Drucks, das in den Verdampfer 15 geströmt ist, Wärme von dem Kühlwasser, das in dem niedertemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 30 zirkuliert und verdampft durch die absorbierte Wärme. In dieser Weise wird das in dem niedertemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 30 zirkulierende Kühlwasser gekühlt.
Darüber hinaus wird in der Kühlbetriebsart das Kühlkerndurchgang-Dreiwegeventil 32 umgeschaltet, um das Kühlwasser in den Kühlkern 35 einzubringen. Entsprechend tauscht das durch den Verdampfer 15 gekühlte Kühlwasser Wärme mit der geblasenen Luft an den Kühlkern 35 aus und absorbiert Wärme. Als ein Ergebnis wird die geblasene Luft abgekühlt.
Das von dem Verdampfer 15 geströmte Kältemittel tritt in den Akkumulator 16 ein und wird in Gas und Flüssigkeit getrennt. Dann wird das durch den Akkumulator 16 getrennte Kältemittel in der gasförmigen Phase in den Verdichter 11 gesaugt und wieder verdichtet.
Wie voranstehend beschrieben wurde, kann in der Kühlbetriebsart die in dem Kühlkern 35 abgekühlte Luft zu dem inneren des Fahrzeugs geblasen werden. Entsprechend ist das Kühlen des Inneren des Fahrzeugs zu erlangen.
(Heizbetriebsart)
In der Heizbetriebsart bestimmt die Steuerung 50 Betriebszustände der verschiedenen Steuerzielvorrichtungen (zu verschiedenen Steuervorrichtungen abgegebene Steuersignale) ausgehend von dem Erfassungssignal, der Sollblastemperatur TAO und dem Ähnlichen. Insbesondere betätigt die Steuerung 50 jedes aus dem Verdichter 11, der hochtemperaturseitigen Pumpe 21 und der niedertemperaturseitigen Pumpe 31 derart, dass eine vorbestimmte Abgabefähigkeit in der Heizbetriebsart ausgeführt werden kann. Die Steuerung 50 bestimmt ein zu dem Entspannungsventil 14 abgegebenes Steuersignal derart, dass eine vorbestimme Drosselöffnungsposition für die Heizbetriebsart eingestellt werden kann.
Die Steuerung 50 schließt den hochtemperaturseitigen Umgehungsströmungsdurchgang 25 und steuert die Betätigung des hochtemperaturseitigen Dreiwegeventils 23 derart, dass das Kühlwasser in den hochtemperaturseitigen Strahler 22 strömt. Die Steuerung 50 schließt den Kühlkernströmungsdurchgang 34 und steuert die Betätigung des Kühlkerndurchgang-Dreiwegeventils 32 derart, dass das Kühlwasser in den niedertemperaturseitigen Strahler 33 strömt.
Darüber hinaus schließt die Steuerung 50 den Kaltluftumgehungsdurchgang 46 (durch die gestrichelte Linie in der 1 angezeigter Zustand), und steuert die Betätigung der Luftmischtür 44 derart, dass die gesamte Strömungsrate der geblasenen Luft, die durch den Kühlkern 35 durchgegangen ist, in den inneren Kondensatordurchgang 45 strömt. Entsprechend wird die Strömungsrate der in den inneren Kondensator 12 strömenden geblasenen Luft in der Heizbetriebsart höher als in der Kühlbetriebsart. Mit anderen Worten wird die Strömungsrate der in den inneren Kondensator 12 strömenden geblasenen Luft in der Kühlbetriebsart niedriger als in der Heizbetriebsart.
Gemäß der Kältezyklusvorrichtung 10 in der Heizbetriebsart strömt deswegen das von dem Verdichter 11 abgegebene Kältemittel hohen Drucks in den inneren Kondensator 12. In der Heizbetriebsart wird die Luftmischtür 44 verschoben, um die geblasene Luft in den inneren Kondensator 45 einzubringen. In diesem Fall strahlt das in den inneren Kondensator 12 geströmte Kältemittel hohen Drucks Wärme zu der geblasenen Luft ab und kondensiert durch die Wärmeabstrahlung. Entsprechend wird die in den inneren Kondensatordurchgang 45 geströmte geblasene Luft erwärmt.
Das von dem inneren Kondensator 12 geströmte Kältemittel hohen Drucks fließt in den äußeren Kondensator 13. In der Heizbetriebsart wird das hochtemperaturseitige Dreiwegeventil 23 umgeschaltet, um das Kühlwasser in den hochtemperaturseitigen Strahler 22 einzubringen. Entsprechend strahlt das in den äußeren Kondensator 13 eingeströmte Kältemittel hohen Drucks Wärme zu dem an dem hochtemperaturseitigen Strahler 22 abgekühlten Kühlwasser ab und kondensiert ähnlich zu der Kühlbetriebsart. Auf diese Weise wird die Wärme des Kältemittels hohen Drucks durch das Kühlwasser an dem äußeren Kondensator 13 absorbiert.
Zu dieser Zeit ist in der Heizbetriebsart die Wärmeabstrahlmenge des Kältemittels hohen Drucks an dem unteren Kondensator 12 größer als die Wärmeabstrahlmenge des Kältemittels hohen Drucks an dem äußeren Kondensator 13. Entsprechend wird die Dampfqualität des Kältemittels hohen Drucks an der Einlassseite des äußeren Kondensators 13 in der Heizbetriebsart kleiner als in der Kühlbetriebsart.
Darüber hinaus wird die Wärmeabstrahlmenge des Kältemittels hohen Drucks an dem inneren Kondensator 12 in der Heizbetriebsart größer als in der Kühlbetriebsart. Mit anderen Worten wird die Wärmeabstrahlmenge des Kältemittels hohen Drucks an dem inneren Kondensator 12 in der Kühlbetriebsart kleiner als in der Heizbetriebsart.
Das aus dem äußeren Kondensator 13 geströmte Kältemittel hohen Drucks wird durch das Entspannungsventil 14 entspannt, um ähnlich zu der Kühlbetriebsart ein Kältemittel niedrigen Drucks zu werden.
Das an dem Entspannungsventil 14 entspannte Kältemittel niedrigen Drucks strömt in den Verdampfer 15. In der Heizbetriebsart wird die niedertemperaturseitige Pumpe 31 betätigt. Entsprechend absorbiert das in den Verdampfer 15 geströmte Kältemittel niedrigen Drucks Wärme von dem Kühlwasser, das in dem niedertemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 30 zirkuliert und verdampft durch die absorbierte Wärme. Auf diese Weise wird das in dem niedertemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 30 zirkulierende Kühlwasser abgekühlt.
Darüber hinaus wird in der Heizbetriebsart das Kühlkerndurchgang-Dreiwegeventil 32 umgeschaltet, um das Kühlwasser in den niedertemperaturseitigen Strahler 33 einzubringen. Entsprechend tauscht das an dem Verdampfer 15 abgekühlte Kühlwasser Wärme mit der Außenluft an dem niedertemperaturseitigen Strahler 33 aus und wird durch den Wärmetausch erwärmt. Das von dem Verdampfer 15 geströmte Kältemittel trägt in den Akkumulator 16 ein und wird in Gas und Flüssigkeit getrennt. Dann wird das durch den Akkumulator 16 getrennte Kältemittel in der gasförmigen Phase in den Verdichter 11 gesaugt und wieder verdichtet.
Wie voranstehend beschrieben wurde, kann in der Heizbetriebsart die in dem inneren Kondensator 12 erwärmte geblasene Luft in das Innere des Fahrzeugs geblasen werden. Auf diese Weise ist in ein Heizen des Inneren des Fahrzeugs zu erlangen. Darüber hinaus kann das Kältemittel durch den äußeren Kondensator 13 kondensiert werden, und das kondensierte Kältemittel kann in dem äußeren Kondensator 13 zurückgehalten werden.
(Heizbetriebsart bei außerordentlich niedriger Temperatur)
In der Heizbetriebsart bei außerordentlich niedriger Temperatur bestimmt die Steuerung 50 die Betriebszustände der verschiedenen Steuerzielvorrichtungen (zu den verschiedenen Steuervorrichtungen abgegebene Steuersignale) ähnlich zu der Heizbetriebsart. In der Heizbetriebsart bei außerordentlich niedriger Temperatur öffnet die Steuerung 50 den hochtemperaturseitigen Umgehungsströmungsdurchgang 25 und steuert die Betätigung des hochtemperaturseitigen Dreiwegeventils 23 derart, dass das Kühlwasser strömt, während es den hochtemperaturseitigen Strahler 22 umgeht.
Gemäß der Kühlkreislaufvorrichtung 10 strömt deswegen das von dem Verdichter 11 abgegebene Kältemittel hohen Drucks in den inneren Kondensator 12. In der Heizbetriebsart wird die Luftmischtür 44 verschoben, um die geblasene Luft zu dem inneren Kondensatordurchgang 45 einzubringen. In diesem Fall strahlt das Kältemittel hohen Drucks, das in den inneren Kondensator 12 geströmt ist, Wärme zu der geblasenen Luft ab und kondensiert durch die Wärmestrahlung. Entsprechend wird die in dem inneren Kondensatordurchgang 45 strömende geblasene Luft erwärmt. Zu der Zeit einer außerordentlich niedrigen Temperatur ist die Temperatur der in den inneren Kondensator 12 strömenden geblasenen Luft niedrig. Entsprechend wird das Kältemittel hohen Drucks, das in den inneren Kondensator 12 geströmt ist, ein Kältemittel einer flüssigen Phase das einen Grad einer Unterkühlung aufweist.
Das von dem inneren Kondensator 12 geströmte Kältemittel hohen Drucks strömt in den äußeren Kondensator 13. In der Heizbetriebsart bei außerordentlich niedriger Temperatur wird das hochtemperaturseitige Dreiwegeventil 23 umgeschaltet, um das Kühlwasser in den hochtemperaturseitigen Umgehungsströmungsdurchgang 25 einzubringen. Entsprechend wird das in den äußeren Kondensator 13 geströmte Kältemittel hohen Drucks durch das Kühlwasser erwärmt, das durch die Heizvorrichtung 24 erwärmt wurde. Darauffolgende Betätigungen sind ähnlich zu den entsprechenden Betätigungen in der Heizbetriebsart.
Wie voranstehend beschrieben wurde, kann die an dem inneren Kondensator 12 verblasene Luft in der Heizbetriebsart bei außerordentlich niedriger Temperatur zu dem Inneren des Fahrzeugs geblasen werden. Auf diese Weise ist das Heizen des Inneren des Fahrzeugs zu erlangen. Darüber hinaus kann der hochdruckseitige Kältemitteldruck in dem Zyklus durch Erwärmen des Kältemittels an dem äußeren Kondensator 13 angehoben werden. Entsprechend kann die Temperatur der geblasenen Luft wirkungsvoll durch Anheben der Kältemittelkondensationstemperatur an dem inneren Kondensator 12 angehoben werden.
Wie voranstehend beschrieben wurde arbeitet in der Heizbetriebsart die Luftmischtür 44 als die Abstrahlsteuereinheit derart, dass die Wärmeabstrahlmenge an dem inneren Kondensator 12 größer als die Wärmeabstrahlmenge an dem äußeren Kondensator 13 wird. Andererseits arbeitet die Luftmischtür 44 derart, dass die Wärmeabstrahlmenge an dem inneren Kondensator 12 in der Kühlbetriebsart kleiner als in der Heizbetriebsart wird.
Auf diese Weise wird die Wärmeabstrahlmenge von dem Kältemittel hohen Drucks zu der geblasenen Luft an dem inneren Kondensator 12 durch die Luftmischtür 44 gesteuert. Entsprechend ist ein Umschalten zwischen der Heizbetriebsart und der Kühlbetriebsart zu erlangen, ohne dass die Notwendigkeit besteht, den Kältemittelkreis der Kühlkreislaufvorrichtung 10 umzuschalten.
Noch genauer kann die Heizbetriebsart erlangt werden, indem die Wärmeabstrahlmenge an dem inneren Kondensator 12 erhöht wird, und die geblasene Luft an dem inneren Kondensator 12 erwärmt wird. Die Kühlbetriebsart kann erlangt werden, indem die Wärmeabstrahlmenge an dem inneren Kondensator 12 reduziert wird, und die geblasene Luft durch Wärmeabsorption durch Kältemittel an dem Verdampfer 15 abgekühlt wird.
Entsprechend ist die Notwendigkeit eines Drucksteuerventils und eines Auswahlventils zum Umschalten des Kältemittelkreises gemäß der Betriebsart beseitigt. Als Ergebnis kann die Kreislaufkonfiguration der Kühlkreislaufvorrichtung 10 vereinfacht werden, und eine komplizierte Steuerung zum Umschalten des Kältemittelkreises der Kreislaufvorrichtung 10 ist nicht erforderlich.
Darüber hinaus arbeitet die Luftmischtür 44 derart, dass die Dampfqualität des Kältemittels an der Einlassseite des äußeren Kondensators 13 in der Heizbetriebsart kleiner als in der Kühlbetriebsart wird. Entsprechend kann das Kältemittel in der flüssigen Phase an dem äußeren Kondensator 13 in der Heizbetriebsart zurückgehalten werden.
Gemäß der Kühlkreislaufvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform ist eine erforderliche Kältemittelströmungsrate zur Zirkulation in dem Kreislauf in der Kühlbetriebsart höher als eine erforderliche Kältemittelströmungsrate zur Zirkulation in dem Kreislauf in der Heizbetriebsart, wie aus der 3 ersichtlich ist. Andererseits kann in der Heizbetriebsart der vorliegenden Ausführungsform das kondensierte Kältemittel an dem äußeren Kondensator 13 zurückgehalten werden, wie voranstehend beschrieben wurde.
Wie aus der 3 ersichtlich ist, kann die Kühlkreislaufvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform entsprechend des Akkumulators 16 im Vergleich mit einer bekannten Kühlkreislaufvorrichtung eine erforderliche Minimalkapazität reduzieren, und deswegen kann die Größe des Akkumulators 16 durch Reduktion der Kapazität des Akkumulators 16 reduziert werden.
Darüber hinaus kann der Akkumulator 16 beseitigt werden, indem die Wärmeabstrahlmengen an dem inneren Kondensator 12 und dem äußeren Kondensator 13 derart gesteuert werden, dass alle Variationen der Menge des Kältemittels, das innerhalb der Kühlkreislaufvorrichtung 10 zirkuliert, an dem äußeren Kondensator 13 durch Erhöhen der Menge des Kältemittels absorbiert werden, dass an dem äußeren Kondensator 13 zurückgehalten ist. Auf diese Weise kann eine weitere Reduktion der Größe der Kühlkreislaufvorrichtung 10 und eine Reduktion der Herstellungskosten der Kühlkreislaufvorrichtung 10 erlangt werden.
Während der Akkumulator 16 beseitigt werden kann, wie voranstehend beschrieben wurde, kann der Akkumulator 16, der in der Kühlkreislaufvorrichtung 10 wie in der vorliegenden Ausführungsform bereitgestellt ist, außerdem zuverlässig Variationen der erforderlichen Strömungsrate des Kältemittels absorbieren, das innerhalb der Kühlkreislaufvorrichtung 10 zirkuliert, zu der Zeit des Umschaltens der Betriebsart.
Gemäß der Kühlkreislaufvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform steuert die Luftmischtür 44 die Strömungsrate der durch den inneren Kondensator 12 durchgehenden geblasenen Luft. Die Luftmischtür 44 arbeitet derart, dass die Strömungsrate der durch den inneren Kondensator 12 durchgehenden geblasenen Luft in der Kühlbetriebsart kleiner als in der Heizbetriebsart wird. Auf diese Weise kann eine derartige Abstrahlsteuerungseinheit, die die Wärmeabstrahlmenge von dem Kältemittel hohen Drucks zu der geblasenen Luft an dem inneren Kondensator 12 steuert, einfach erzeugt werden.
Gemäß der Kühlkreislaufvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform erwärmt die Heizvorrichtung 10 das Kältemittel hohen Drucks, dass aus dem inneren Kondensator 12 geströmt ist, in der Heizbetriebsart bei außerordentlich niedriger Temperatur. Auf diese Weise kann der hochdruckseitige Kältemitteldruck der Kühlkreislaufvorrichtung 10 erhöht werden. Entsprechend kann die Temperatur der geblasenen Luft wirkungsvoll durch Anheben der Kältemittelkondensationstemperatur an dem inneren Kondensator 12 erhöht werden, weshalb die Heizleistungsfähigkeit der Klimaanlage 1 verbessert ist.
Darüber hinaus erwärmt die in dem hochtemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 20 vorgesehene Heizvorrichtung 24 das Kältemittel hohen Drucks durch Erwärmen des Kühlwassers. Entsprechend kann das Kältemittel hohen Drucks durch eine einfache Konfiguration in der Heizbetriebsart bei außerordentlich niedriger Temperatur erwärmt werden. Wenn die Heizvorrichtung 24 eine in dem Fahrzeug eingebaute Vorrichtung ist, kann das Kältemittel hohen Drucks durch die Abgaswärme der in dem Fahrzeug vorgesehenen Vorrichtung erwärmt werden. Entsprechend ist die Notwendigkeit beseitigt, eine Energie zum Erwärmen des Kältemittels hohen Drucks zuzuführen.
Der hochtemperaturseitige Wärmemediumströmungsdurchgang 20 der vorliegenden Ausführungsform hat den hochtemperaturseitigen Strahler 22, den hochtemperaturseitigen Umgehungsströmungsdurchgang 25 und das hochtemperaturseitige Dreiwegeventil 23. In diesem Fall kann eine Wärmemenge des Kühlwassers einfach sogar dann gesteuert werden, wenn eine Heizfähigkeit schwierig zu steuern ist, wie zum Beispiel in einem Fall, in dem die Heizvorrichtung 24 durch eine in dem Fahrzeug eingebaute Vorrichtung konstituiert ist.
Die Kühlkreislaufvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat den niedertemperaturseitigen Strahler 33, der das Kühlwasser durch Wärmetausch zwischen dem Kühlwasser und der äußeren Luft abkühlt, den niedertemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 30, in dem das Kühlwasser zwischen dem Verdampfer 15 und dem niedertemperaturseitigen Strahler 33 zirkuliert, und die niedertemperaturseitige Pumpe 31, die das Kühlwasser abgibt und das Kühlwasser in dem niedertemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 30 zirkulieren lässt.
Entsprechend wird das in dem niedertemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 30 zirkulierende Kühlwasser durch Wärmetausch mit der Außenluft an dem niedertemperaturseitigen Strahler 33 erwärmt. Die Wärme des erwärmten Kühlwassers wird durch das Kältemittel niedrigen Drucks an dem Verdampfer 15 absorbiert.
Der niedertemperaturseitige Wärmemediumströmungsdurchgang 30 der vorliegenden Ausführungsform hat den Kühlkernströmungsdurchgang 34. Eines und das andere Ende des Kühlkernströmungsdurchgangs 34 sind mit der Strömungseinlassseite beziehungsweise der Strömungsauslassseite des niedertemperaturseitigen Strahlers 33 in dem niedertemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 30 verbunden. Das durch die niedertemperaturseitige Pumpe 31 abgegebene Kühlwasser zirkuliert in dem Kühlkernströmungsdurchgang 34, während es den niedertemperaturseitigen Strahler 33 umgeht. Der Kühlkernströmungsdurchgang 34 hat den Kühlkern 35, der einen Wärmetausch zwischen dem Kühlwasser und der geblasenen Luft erlangt, um zu verursachen, dass das Kühlwasser die Wärme der geblasenen Luft absorbiert.
Der niedertemperaturseitige Wärmemediumströmungsdurchgang 30 hat außerdem das Kühlkerndurchgang-Dreiwegeventil 32, das die Strömungsrate des Kühlwassers steuert, das in den Kühlkernströmungsdurchgang 34 strömt, und die Strömungsrate des Kühlwassers, das in den niedertemperaturseitigen Strahler 33 strömt.
In der Kühlbetriebsart öffnet das Kühlkerndurchgang-Dreiwegeventil 32 den Kühlkernströmungsdurchgang 34 und schließt den Strömungsdurchgang an der Strömungseinlassseite des niedertemperaturseitigen Strahlers 33 des niedertemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgangs 30. Entsprechend ist es dem Kühlwasser ermöglicht, in dem Kühlkern 35 zu zirkulieren und die geblasene Luft an dem Kühlkern 35 zu kühlen, die in dem Gehäuse 41 zirkuliert.
In der Heizbetriebsart schließt das Kühlkern-Dreiwegeventil 32 den Kühlkernströmungsdurchgang 34 und öffnet den niedertemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 30 an der Strömungseinlassseite des niedertemperaturseitigen Strahlers 33. In diesem Fall strömt das Kühlwasser nicht in den Kühlkern 35, weshalb die geblasene Luft in den inneren Kondensator 12 strömt, ohne an den Kühlkern 35 gekühlt zu werden. Entsprechend ist in der Heizbetriebsart eine unnötige Kühlung der geblasenen Luft durch den Kühlkern 35 vermeidbar, weswegen die Heizfähigkeit der Klimaanlage 1 verbessert ist.
Gemäß der Kühlkreislaufvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform tauscht der innere Kondensator 12 Wärme zwischen dem Kältemittel hohen Drucks und der geblasenen Luft aus, um die geblasene Luft in der Heizbetriebsart zu erwärmen. In diesem Fall kann die Wärme des Kältemittels hohen Drucks direkt zu der geblasenen Luft abgestrahlt werden. Entsprechend verbessert sich die Heizfähigkeit der geblasenen Luft der Kühlkreisvorrichtung 10 in einem Vergleich mit einem Fall, in dem die Wärme des Kältemittels hohen Drucks indirekt zum Beispiel über ein Wärmemedium oder ähnliches zu der geblasenen Luft abgestrahlt wird.
(Zweite Ausführungsform)
Eine Klimaanlage 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform wir im Folgenden mit Bezug auf die 4 insbesondere in von der Klimaanlage 1 der ersten Ausführungsform unterschiedlichen Punkten beschrieben. Die Kühlkreislaufvorrichtung 10 der Klimaanlage 2 der zweiten Ausführungsform hat außerdem einen Kältemittelumgehungsströmungsdurchgang 17 und ein Kältemittel-Dreiwegeventil 18 zusätzlich zu den Bauteilen in der Klimaanlage 1 der ersten Ausführungsform. Andere Konfigurationen sind ähnlich zu den entsprechenden Konfigurationen der Klimaanlage 1 der ersten Ausführungsform.
Der Kältemittelumgehungsströmungsdurchgang 17 ist ein Strömungsdurchgang, in dem das durch den Verdichter 11 abgegebene Kältemittel hohen Drucks zu dem äußeren Kondensator 13 zirkuliert, während es den inneren Kondensator 12 umgeht. Der Kältemittelumgehungsströmungsdurchgang 17 ist mit der Strömungseinlassseite und der Strömungsauslassseite des inneren Kondensators 12 in den Kältemitteldurchgang 9 verbunden.
Das Kältemittel-Dreiwegeventil 18 ist ein Strömungsratensteuerventil, das die Strömungsrate des Kältemittels hohen Drucks steuert, das von dem Verdichter 11 abgegeben wurde und in den inneren Kondensator 12 strömt, und die Strömungsrate des Kältemittels hohen Drucks, das von dem Verdichter 11 abgegeben wurde und in den äußeren Kondensator 13 strömt, in dem es die Strömungsrate des Kältemittels hohen Drucks steuert, das in den Kältemittelumgehungsströmungsdurchgang 17 strömt.
Entsprechend kann das Kältemittel-Dreiwegeventil 18 die Wärmeabstrahlmenge von dem Kältemittel hohen Drucks zu der geblasenen Luft an dem inneren Kondensator 12 steuern, in dem es die Strömungsrate des Kältemittels hohen Drucks steuert, das in den inneren Kondensator 12 strömt. Das Kältemittel-Dreiwegeventil 18 der vorliegenden Ausführungsform funktioniert deswegen als eine Abstrahlmengensteuereinheit, die die Wärmeabstrahlmenge von dem Kältemittel hohen Drucks zu der geblasenen Luft an dem inneren Kondensator 12 steuert.
Eine Betätigung der voranstehend beschriebenen Konfiguration gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird als nächstes beschrieben. In der Kühlbetriebsart arbeitet das Kältemittel-Dreiwegeventil 18 derart, dass die Strömungsrate des Kältemittels hohen Drucks, das in den inneren Kondensator 12 strömt, in der Kühlbetriebsart niedriger als in der Heizbetriebsart wird (einschließlich der Heizbetriebsart bei außerordentlich niedriger Temperatur).
Noch genauer schließt gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Kältemittel-Dreiwegeventil 18 den Kältemittelumgehungsströmungsdurchgang 17 und öffnet die Strömungseinlassseite des inneren Kondensators 12 in der Heizbetriebsart. Auf diese Weise strömt die gesamte Menge des Kältemittels hohen Drucks, das durch den Verdichter 11 abgegeben wurde, in den inneren Kondensator 12, und die geblasene Luft wird durch einen Wärmetausch zwischen dem Kältemittel hohen Drucks und der geblasenen Luft an dem inneren Kondensator 12 erwärmt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform öffnet das Kältemittel-Dreiwegeventil 18 den Kältemittelumgehungsströmungsdurchgang 17 und schließt die Strömungseinlassseite des inneren Kondensators 12 in der Kühlbetriebsart. Als ein Ergebnis strömt die gesamte Menge des durch den Verdichter 11 abgegebenen Kältemittels hohen Drucks in den Kältemittelumgehungsströmungsdurchgang 17 und in den äußeren Kondensator 13. Entsprechend ist ein Wärmetausch zwischen dem Kältemittel hohen Drucks und der geblasenen Luft an dem inneren Kondensator 12 vermeidbar, weshalb ein Erwärmen der geblasenen Luft, die in dem inneren des Gehäuses 41 zirkuliert, zuverlässig verhindert ist.
Wie voranstehend beschrieben wurde, ist die Kühlkreislaufvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform auch in der Lage, zwischen der Heizbetriebsart und der Kühlbetriebsart durch Steuern der Strömungsrate des in dem inneren Kondensator 12 strömenden Kältemittels hohen Drucks unter Verwendung des Kältemittel-Dreiwegeventils 18 umzuschalten, und dabei die abgestrahlte Wärmemenge von dem Kältemittel hohen Drucks zu der geblasenen Luft an dem inneren Kondensator 12 zu steuern. Entsprechend können vorteilhafte Wirkungen, die ähnlich zu denen der ersten Ausführungsform sind.
(Dritte Ausführungsform)
Eine Klimaanlage 3 gemäß einer dritten Ausführungsform wird im Folgenden mit Bezug auf die 5 insbesondere in von der Klimaanlage 1 der ersten Ausführungsform unterschiedlichen Punkten beschrieben. Die Klimaanlage 3 der dritten Ausführungsform hat einen Verzweigungsabschnitt 71a, einen Kühlkältemitteldurchgang 71, ein Kühlentspannungsventil 72, einen inneren Verdampfer 73 und Ähnliches zusätzlich zu den Bauteilen der Klimaanlage 1 der ersten Ausführungsform, und beseitigt das Kühlkerndurchgang-Dreiwegeventil 32, den Kühlkernströmungsdurchgang 34, den Kühlkern 35 und Ähnliches.
Der Verzweigungsabschnitt 71a ist ein Abschnitt, der eine Strömung des aus dem äußeren Kondensator 13 geströmten Kältemittels verzweigt. Der Verzweigungsabschnitt 71a kann durch eine Dreiwege-Kopplungsstruktur konstituiert sein. Die Einlassseite des Entspannungsventils 14 ist mit einer der Strömungsauslässe des Verzweigungsabschnitts 71a verbunden. Die Einlassseite des Kühlentspannungsventils 72 ist mit dem anderen Strömungsauslass des Verzweigungsabschnitts 71a verbunden. Entsprechend sind das Entspannungsventil 14 und das Kühlentspannungsventil 72 parallel mit der Kältemittelströmung vorgesehen.
Der Kühlkältemitteldurchgang 71 ist ein Kältemitteldurchgang, der einen der Strömungsauslässe des Verzweigungsabschnitts 71a und die Ansaugseite des Verdichters 11 (insbesondere die Einlassseite des Akkumulators 16) verbindet. Das Kühlentspannungsventil 72 und der innere Verdampfer 73 sind in dem Kühlkältemitteldurchgang 71 in dieser Reihenfolge von der Seite des Verzweigungsabschnitts 71a vorgesehen.
Das Kühlentspannungsventil 72 ist eine Entspannungseinheit, die das an dem Verzweigungsabschnitt 71a verzweigte Kältemittel in zumindest der Kühlbetriebsart entspannt und ausdehnt. Das Kühlentspannungsventil 72 ist ein elektrisch variabler Drosselmechanismus, der unter Steuerung eines von der Steuerung 50 abgegebenen Steuersignals arbeitet. Das Kühlentspannungsventil 72 weist einen Ventilkörper und ein elektrisches Stellglied auf. Der Ventilkörper ist konfiguriert, eine Durchgangsöffnungsposition (das heißt, eine Drosselöffnungsposition) des Kältemitteldurchgangs zu ändern. Das elektrische Stellglied weist einen Schrittmotor auf, der die Drosselöffnungsposition des Ventilkörpers ändert.
Der innere Verdampfer 73 ist ein Verdampfer, der bewirkt, dass das durch das Kühlentspannungsventil 72 entspannte Kältemittel niedrigen Drucks direkt Wärme von der geblasenen Luft absorbiert, um das Kältemittel niedrigen Drucks zumindest in der Kühlbetriebsart zu verdampfen. Der innere Verdampfer 73 ist an der in der Luftströmung stromaufwärts liegenden Seite mit Bezug auf den inneren Kondensator 12 und die Luftmischtür 44 in dem in dem Gehäuse 41 ausgebildeten Luftdurchgang vorgesehen.
Ein Heizverdampfer 84 ist außerdem an der stromabwärts liegenden Seite des Entspannungsventils 14 vorgesehen. Der Heizverdampfer 84 tauscht Wärme zwischen dem Kältemittel niedrigen Drucks, das durch das Entspannungsventil 14 entspannt wurde, und dem Kühlwasser als einem niedertemperaturseitigen Wärmemedium, das in dem niedertemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 30 zirkuliert, aus. Die grundlegende Konfiguration des Heizverdampfers 84 ist ähnlich zu der grundlegenden Konfiguration des Verdampfers 15, der in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde.
Ein niedertemperaturseitiger Umgehungsdurchgang 37, eines niedertemperaturseitiges Dreiwegeventil 38 und eine Wärmequellenvorrichtung 39 sind in dem niedertemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 30 der vorliegenden Ausführungsform vorgesehen. Der niedertemperaturseitige Umgehungsdurchgang 37 ist ein Durchgang, in dem das durch die niedertemperaturseitige Pumpe 31 abgegebene Kühlwasser zirkuliert, während es den niedertemperaturseitigen Strahler 33 umgeht. Der niedertemperaturseitige Umgehungsdurchgang 37 verbindet die Strömungseinlassseite des niedertemperaturseitigen Strahlers 33 des niedertemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgangs 30 und die Strömungsauslassseite des niedertemperaturseitigen Strahlers 33 des niedertemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgangs 30.
Das niedertemperaturseitige Dreiwegeventil 38 ist ein niedertemperaturseitiges Strömungsratensteuerventil, das eine Strömungsrate des Kühlwassers steuert, das in den niedertemperaturseitigen Strahler strömt, und eine Strömungsrate des Kühlwassers, das in die Wärmequelle 39 strömt, in dem eine Strömungsrate des in den niedertemperaturseitigen Umgehungsdurchgang 37 strömenden Kühlwassers gesteuert wird. Die Betätigung des niedertemperaturseitigen Dreiwegeventils 38 wird gemäß einem von der Steuerung 50 abgegebenen Steuersignal gesteuert.
Ähnlich zu der Heizvorrichtung 24 kann zum Beispiel die Wärmequellenvorrichtung 39 durch eine in dem Fahrzeug vorgesehene Vorrichtung bestimmt sein, die während eines Betriebs Wärme erzeugt, oder einen Heizer mit positiven Temperaturkoeffizienten (PTC) (elektrischer Heizer) der Wärme durch das Empfangen von Leistung erzeugt. Andere Konfigurationen der Klimaanlage 3 sind ähnlich zu den entsprechenden Konfigurationen der Klimaanlage 1 der ersten Ausführungsform.
Eine Betätigung der voranstehend beschriebenen Konfiguration gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird als nächstes beschrieben.
(Kühlbetriebsart)
In der Kühlbetriebsart der vorliegenden Ausführungsform schließt die Steuerung 50 das Entspannungsventil 14 und bringt das Kühlentspannungsventil 72 in einen Drosselzustand zum Durchführen der Entspannung des Kältemittels. Ein Steuersignal, das einen Grad der Unterkühlung des Kältemittels anzeigt, das in das Kühlentspannungsventil 72 und zu dem Kühlentspannungsventil 72 abgegeben wird, wird bestimmt, um einen Grad einer Unterkühlung nahe an einem Sollgrad der Unterkühlung anzuzeigen, der zuvor derart bestimmt wurde, dass ein Leistungskoeffizient (sogenannter COP) des Zyklus nahe an dem maximalen Sollgrad gerät. Betätigungen der anderen Steuerzielvorrichtungen sind ähnlich zu den entsprechenden Betätigungen in der Kühlbetriebsart der ersten Ausführungsform.
Entsprechend strahlt in der Kühlbetriebsart der vorliegenden Ausführungsform das von dem Verdichter 11 abgegebene Kältemittel Wärme an den äußeren Kondensator 13 ähnlich wie in der ersten Ausführungsform ab. In dem Zustand, in dem das Entspannungsventil 14 geschlossen ist, strömt das von dem äußeren Kondensator 13 geströmte Kältemittel in das Kühlentspannungsventil 72 und wird entspannt, um ein Kältemittel niedrigen Drucks zu werden.
Das Kältemittel niedrigen Drucks, das durch das Entspannungsventil 14 entspannt wurde, strömt in den inneren Verdampfer 73. Das Kältemittel niedrigen Drucks, das in den inneren Verdampfer 73 geströmt ist, absorbiert Wärme von der geblasenen Luft, die von dem Klimaanlagengebläse 42 zugeführt wird, und verdampft durch die absorbierte Wärme. Als ein Ergebnis wird die geblasene Luft abgekühlt. Das von dem inneren Verdampfer 73 strömende Kältemittel dringt in den Akkumulator 16 ein und wird in Gas und Flüssigkeit getrennt. Dann wird das durch den Akkumulator 16 getrennte Kältemittel in der gasförmigen Phase in den Verdichter 11 gesaugt und wieder verdichtet.
Wie voranstehend beschrieben wurde, kann in der Kühlbetriebsart die an dem inneren Verdampfer 73 gekühlte geblasene Luft zu dem Inneren des Fahrzeugs geblasen werden. Entsprechend kann ein Kühlen des Inneren des Fahrzeugs erlangt werden.
(Heizbetriebsart und Heizbetriebsart bei außerordentlich niedriger Temperatur)
In der Heizbetriebsart und in der Heizbetriebsart bei außerordentlich niedriger Temperatur der vorliegenden Ausführungsform steuert die Steuerung 50 das Kühlentspannungsventil 72. Die Steuerung 50 steuert außerdem die Betätigung des niedertemperaturseitigen Dreiwegeventils 38 derart, dass das Kühlwasser in dem niedertemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 30 in die Wärmequellenvorrichtung 39 strömt. Betätigungen der anderen Steuerzielvorrichtungen sind ähnlich zu den entsprechenden Betätigungen in der Heizbetriebsart und der Heizbetriebsart bei außerordentlich niedriger Temperatur der ersten Ausführungsform.
Entsprechend strahlt in der Heizbetriebsart der vorliegenden Ausführungsform das von dem Verdichter 11 abgegebene Mittel an dem inneren Kondensator 12 und dem äußeren Kondensator 13 Wärme ab und wird an dem Entspannungsventil 14 entspannt, um ähnlich zu der ersten Ausführungsform ein Kältemittel niedrigen Drucks zu werden.
Das Kältemittel niedrigen Drucks, das an dem Entspannungsventil 14 entspannt wurde, fließt in den Heizverdampfer 84. In der Heizbetriebsart wird die niedertemperaturseitige Pumpe 31 betätigt. Entsprechend absorbiert das in den Heizverdampfer 84 geströmte Kältemittel niedrigen Drucks Wärme von dem Kühlwasser, das in dem niedertemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 30 zirkuliert, und verdampft durch die absorbierte Wärme. Auf diese Weise wird das in dem niedertemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 30 zirkulierende Kühlwasser abgekühlt.
Zu dieser Zeit wird das niedertemperaturseitige Dreiwegeventil 38 umgeschaltet, um das Kühlwasser in der Heizbetriebsart zu der Wärmequellenvorrichtung 39 einzubringen. In diesem Fall absorbiert das an dem Heizverdampfer 84 abgekühlte Kühlwasser Wärme von der Wärmequellenvorrichtung 39. Entsprechend absorbiert das in den Heizverdampfer 84 geströmte Kältemittel niedrigen Drucks die Wärme, die durch das Kühlwasser von der Wärmequellenvorrichtung 39 absorbiert wurde, und verdampft durch die absorbierte Wärme.
Das von dem Heizverdampfer 84 strömende Kältemittel dringt in den Akkumulator 16 ein und wird in Gas und Flüssigkeit getrennt. Andere Betätigungen sind ähnlich zu den entsprechenden Betätigungen der ersten Ausführungsform.
Wie voranstehend beschrieben wurde, kann in der Heizbetriebsart ähnlich zu der ersten Ausführungsform die an dem inneren Kondensator 12 erwärmte geblasene Luft zu dem Inneren des Fahrzeugs geblasen werden. Auf diese Weise kann das Heizen des Inneren des Fahrzeugs erlangt werden. Darüber hinaus kann das Kältemittel durch den äußeren Kondensator 13 kondensiert werden, und das kondensierte Kältemittel kann durch den äußeren Kondensator 13 zurückgehalten werden.
In der Heizbetriebsart bei außerordentlich niedriger Temperatur kann die an dem inneren Kondensator 12 erwärmte geblasene Luft ähnlich zu der ersten Ausführungsform zu dem Inneren des Fahrzeugs geblasen werden. Auf diese Weise kann das Heizen des Inneren des Fahrzeugs erlangt werden. Darüber hinaus kann die Temperatur der geblasenen Luft wirkungsvoll angehoben werden, indem die Kältemittelkondensationstemperatur ähnlich zu der ersten Ausführungsform an dem inneren Kondensator 12 angehoben wird.
Wie voranstehend beschrieben wurde, ist die Kühlkreislaufvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform auch in der Lage, zwischen der Heizbetriebsart und der Kühlbetriebsart umzuschalten, indem die Wärmeabstrahlmenge ähnlich zu der ersten Ausführungsform von dem Kältemittel hohen Drucks zu der geblasenen Luft an dem inneren Kondensator 12 unter Verwendung der Luftmischtür 44 als Wärmeabstrahlsteuereinheit gesteuert wird. Entsprechend kann die Kreiskonfiguration der Kühlkreislaufvorrichtung 10 vereinfacht werden, und eine komplizierte Steuerung zum Umschalten des Kältemittelkreises der Kühlkreislaufvorrichtung 10 ist nicht erforderlich.
Die Kühlkreislaufvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform hat den Verzweigungsabschnitt 71a, den Heizverdampfer 84 und den inneren Verdampfer 73. In diesem Fall kann ein direkter Wärmetausch zwischen der geblasenen Luft und dem Kältemittel niedrigen Drucks an dem inneren Verdampfer 73 in der Kühlbetriebsart erlangt werden. Entsprechend verbessert sich die Kühlfähigkeit der geblasenen Luft der Kühlkreislaufvorrichtung 10 im Vergleich mit einem Fall eines indirekten Wärmetausches zwischen der geblasenen Luft und dem Kältemittel niedrigen Drucks über zum Beispiel ein Wärmemedium.
In der Heizbetriebsart strömt das Kältemittel in den Heizverdampfer 84, ohne in den inneren Verdampfer 73 zu strömen. In diesem Fall kann das Kältemittel an dem Heizverdampfer 84 Wärme von dem Kühlwasser absorbieren, um eine Wärmequelle des Heizens zu erhalten. Entsprechend fällt die Temperatur der geblasenen Luft nicht durch eine unnötige Absorption von Wärme von der geblasenen Luft ab.
Die Wärmequellenvorrichtung 39 zum Erwärmen des Kühlwassers als dem niedertemperaturseitigen Wärmemedium ist in dem niedertemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 30 der vorliegenden Ausführungsform vorgesehen. Entsprechend kann das Heizen des Inneren des Fahrzeugs durch Einsetzen der Wärme erlangt werden, die durch die Wärmequellenvorrichtung 39 erzeugt wurde.
Der niedertemperaturseitige Strahler 33 ist in dem niedertemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgang 30 der vorliegenden Ausführungsform vorgesehen. Entsprechend kann das Kühlwasser zu sowohl der Wärmequellenvorrichtung 39 wie auch dem niedertemperaturseitigen Strahler 33 eingebracht werden, was ungleich zu dem voranstehend beschriebenen Beispiel ist, dass die Betätigung des niedertemperaturseitigen Dreiwegeventils 38 derart steuert, dass das Kühlwasser des niedertemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgangs 30 zu der Wärmequellenvorrichtung 39 in der Heizbetriebsart und in der Heizbetriebsart bei außerordentlich niedriger Temperatur der vorliegenden Ausführungsform strömt.
In diesem Fall kann die Wärme zum Heizen des Inneren des Fahrzeugs von sowohl der Wärmequellenvorrichtung 39 wie auch der äußeren Luft absorbiert werden. Entsprechend kann ein übermäßiger Temperaturabfall der Wärmequellenvorrichtung 39 reduziert werden.
Die Kühlkreislaufvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat den inneren Verdampfer 73 und den Heizverdampfer 84 unabhängig voneinander als Wärmetauscher zum Verdampfer des Kältemittels niedrigen Drucks.
Entsprechend kann ein Verdampfer einer geeigneten Größe oder eine Wärmetauschart, die für bestimmte Anwendungen geeignet ist, für jedes aus dem Heizverdampfer 84 und dem inneren Verdampfer 73 angenommen werden.
Zum Beispiel kann der innere Verdampfer 73 durch eine Wärmetauscherstruktur der sogenannten Tank-und-Rohr-Art konstituiert sein, die eine Mehrzahl Rohre hat, in denen ein Kältemittel zirkuliert, und ein Paar Tanks zum Verteilen oder Sammeln des Kältemittels zu und von den Rohren. Darüber hinaus kann der Heizverdampfer 84 durch eine sogenannte gestapelte Wärmetauscherstruktur konstituiert sein, die gestapelte scheibenförmige Elemente beinhaltet.
(Vierte Ausführungsform)
Eine Klimaanlage 4 gemäß einer vierten Ausführungsform wird im Folgenden mit Bezug auf die 6 insbesondere in von der Klimaanlage 3 der dritten Ausführungsform unterschiedlichen Punkten beschrieben. Die Klimaanlage 4 der vierten Ausführungsform ist unterschiedlich von der Klimaanlage 3 der dritten Ausführungsform dadurch, dass ein Verdampferströmungsdurchgang 81, ein Verdampferentspannungsventil 82, ein Wärmequellenvorrichtungskühlverdampfer 83, ein Wärmequellenvorrichtungskühldurchgang 85 und eine Wärmequellenvorrichtungskühlpumpe 86 hinzugefügt sind, und dass der niedertemperaturseitige Umgehungsdurchgang 37 und das niedertemperaturseitige Dreiwegeventil 38 beseitigt sind. Andere Konfigurationen sind ähnlich zu den entsprechenden Konfigurationen der Klimaanlage 3 der dritten Ausführungsform.
Der Verdampferströmungsdurchgang 81 verbindet den Kältemitteldurchgang 9 zwischen dem äußeren Kondensator 13 und dem Entspannungsventil 14, und den Kältemitteldurchgang 9 zwischen dem Verdampfer 15 und dem Akkumulator 16 (Verdichter 11). Das Verdampferentspannungsventil 82 und der Wärmequellenvorrichtungskühlverdampfer 83 sind in dieser Reihenfolge in dem Verdampferströmungsdurchgang 81 von der Seite des Verzweigungsabschnitts 81a vorgesehen, der von dem Kältemitteldurchgang 9 zwischen dem äußeren Kondensator 13 und dem Entspannungsventil 14 verzweigt ist.
Das Verdampferentspannungsventil 82 ist parallel mit dem Entspannungsventil 14 und dem Kühlentspannungsventil 72 bereitgestellt. Das Verdampferentspannungsventil 82 ist eine Entspannungseinheit, die ein Kältemittel in der flüssigen Phase entspannt und ausdehnt, das von dem äußeren Kondensator 13 strömt und an dem Verzweigungsabschnitt 81a verzweigt wird.
Das Verdampferentspannungsventil 82 ist ein elektrisch variabler Drosselmechanismus, der unter Steuerung durch ein Steuersignal arbeitet, das von der Steuerung 50 abgegeben wird, und hat einen Ventilkörper und ein elektrisches Stellglied. Der Ventilkörper ist konfiguriert, eine Durchgangsöffnungsposition (das heißt, Drosselöffnungsposition) des Kältemitteldurchgangs zu ändern. Das elektrische Stellglied weist eine Schrittmutter auf, der die Drosselöffnungsposition des Ventilkörpers ändert.
Der Wärmequellenvorrichtungskühlverdampfer 83 ist parallel mit dem Verdampfer 15 und dem inneren Verdampfer 73 bereitgestellt. Der Wärmequellenkühlverdampfer 83 tauscht Wärme zwischen dem an dem Verdampferentspannungsventil 82 entspannten Kältemittel niedrigen Drucks und dem Kühlwasser als einem niedertemperaturseitigen Wärmemedium, das in dem Wärmequellenvorrichtungskühldurchgang 85 zirkuliert, aus, um zu verursachen, dass das Kältemittel niedrigen Drucks Wärme von dem Kühlwasser absorbiert, und verdampft dabei das Kältemittel niedrigen Drucks durch die Wärme.
Der Wärmequellenvorrichtungskühldurchgang 85 ist ein ringförmiger Strömungsdurchgang, in dem das Kühlwasser als das niedertemperaturseitige Wärmemedium zirkuliert. Der Wärmequellenvorrichtungskühlverdampfer 83, die Wärmequellenvorrichtungskühlpumpe 86 und die Wärmequellenvorrichtung 39 sind in dieser Reihenfolge in dem Wärmequellenvorrichtungskühldurchgang 85 vorgesehen.
Die Wärmequellenvorrichtungskühlpumpe 86 ist eine Wärmemediumpumpe, die Kühlwasser ansaugt und abgibt. Die Wärmequellenvorrichtungskühlpumpe 86 ist eine elektrische Pumpe und entspricht einer Kühlwasserströmungsratensteuereinheit, die eine Strömungsrate des Kühlwassers steuert, das in dem Wärmequellenvorrichtungskühldurchgang 85 zirkuliert.
Wenn die Wärmequellenvorrichtung 39 gekühlt wird, wird das Verdampferentspannungsventil 82 in den Drosselzustand gebracht. Als Ergebnis strömt das Kältemittel niedrigen Drucks, das durch das Verdampferentspannungsventil 82 entspannt wurde, in den Wärmequellenvorrichtungskühlverdampfer 83. Danach tauscht man dem Wärmequellenvorrichtungskühlverdampfer 83 das Kältemittel niedrigen Drucks Wärme mit dem Kühlwasser aus und wird durch den Wärmetausch erwärmt, während das Kühlwasser Wärme mit dem Kältemittel niedrigen Drucks austauscht und durch den Wärmetausch abgekühlt wird. Darüber hinaus wird die Wärmequellenvorrichtung 39 durch das Kühlwasser abgekühlt, das durch die Wärmequellenvorrichtungskühlpumpe 86 abgegeben wird.
Gemäß der Klimaanlage 4 der vierten Ausführungsform hat der Verdampfen des Kältemittels niedrigen Drucks den inneren Verdampfer 73, der bewirkt, dass das an dem Kühlentspannungsventil 72 entspannte Kältemittel niedrigen Drucks Wärme von der geblasenen Luft in der Kühlbetriebsart absorbiert, den Wärmequellenvorrichtungskühlverdampfer 83, der verursacht, dass das an dem Verdampferentspannungsventil 82 entspannte Kältemittel niedrigen Drucks durch die Wärmequellenvorrichtung 39 erzeugte Wärme absorbiert, und den Heizverdampfer 84, der versursacht, dass das an dem Entspannungsventil 14 entspannte Kältemittel niedrigen Drucks Wärme von der äußeren Luft in der Heizbetriebsart absorbiert.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die voranstehend beschriebenen Ausführungsformen begrenzt. Verschiedene Modifikationen wie zum Beispiel die im Folgenden beschriebenen Modifikationen können vorgenommen werden, ohne von dem Bereich und Geist der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die entsprechenden Ausführungsformen, die voranstehend beschrieben wurden, können geeignet innerhalb eines ausführbaren Bereichs kombiniert werden.
In den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen wurde die Kühlkreislaufvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung auf die Fahrzeugklimaanlage angewendet. Jedoch sind Anwendungsbeispiele der Kühlkreislaufvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung nicht auf die Fahrzeuge begrenzt, sondern können stationäre Klimaanlagen sein. Darüber hinaus sind Anwendungsbeispiele der Kühlkreislaufvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung nicht auf Klimaanlagen begrenzt, sondern können einen Wasserheizer einschließen, der Trinkwasser oder Wasser zur häuslichen Verwendung als das Wärmetauschzielfluid einsetzt.
Gemäß den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen ist der Akkumulator 16 der Flüssigkeitsspeichereinheit zum Speichern eines Kältemittels an der stromauswärts liegenden Seite des Verdichters 11 vorgesehen. Jedoch ist die Flüssigkeitsspeichereinheit nicht auf den somit konfigurierten Akkumulator 16 begrenzt. Zum Beispiel kann ein Empfänger (Flüssigkeitsempfänger), der ein überschüssiges Kältemittel in der flüssigen Phase speichert, das in dem Kältemittel vorhanden ist, das von dem äußeren Kondensator geströmt ist und in Gas und Flüssigkeit getrennt wurde, auf der stromabwärts liegenden Seite des äußeren Kondensators 13 als die Flüssigkeitsspeichereinheit vorgesehen sein. Es ist nicht notwendig zu erwähnen, dass der Akkumulator 16 und der Empfänger gleichzeitig vorgesehen sein können.
Gemäß den Ausführungsformen wurde die Kühlkreislaufvorrichtung 10 beschrieben, die in der Lage ist, zwischen der Kühlbetriebsart und der Heizbetriebsart (einschließlich der Heizbetriebsart bei außerordentlich niedriger Temperatur) umzuschalten. Jedoch ist das Umschalten der Betriebsart der Kühlkreislaufvorrichtung 10 nicht auf diese Wiese es Umschaltens begrenzt.
Zum Beispiel wird in der Kühlkreislaufvorrichtung 10, die in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, die geblasene Luft an dem Kühlkern 35 ähnlich zu der Kühlbetriebsart gekühlt. In diesem Fall kann die an dem Kühlkern 35 abgekühlte und entfeuchtete und geblasene Luft an dem inneren Kondensator 12 wieder erwärmt werden und zu dem Klimaanlagenzielraum geblasen werden, indem die Luftmischtür 44 geändert wird. Diese Konfiguration kann die Betriebsart zu einer Entfeuchtungs-Heizbetriebsart umschalten, die eine Entfeuchtungsheizung des Klimaanlagenzielraums erlangt.
Darüber hinaus wird zum Beispiel in der Kühlkreislaufvorrichtung 10, die in der dritten Ausführungsform beschrieben wurde, die Wärme der Wärmequellvorrichtung 39 ähnlich zu der Heizbetriebsart absorbiert. In diesem Fall wird die Luftmischtür 44 verschoben, um den inneren Kondensatordurchgang 45 zu schließen, und die hochtemperaturseitige Pumpe 21 wird betätigt, um das Kühlwasser des hochtemperaturseitigen Wärmemediumströmungsdurchgangs 20 in den hochtemperaturseitigen Strahler 22 einzubringen. Diese Konfiguration kann die Betriebsart zu einer Vorrichtungskühlbetriebsart umschalten, die durch die Wärmequellvorrichtung 39 erwärmte Wärme zu der äußeren Luft an dem hochtemperaturseitigen Strahler 22 abstrahlt, ohne die Temperatur der geblasenen Luft zu steuern.
In den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen kann der hochtemperaturseitige Strahler 22 und der niedertemperaturseitige Strahler 33 derart konfiguriert sein, dass das in dem hochtemperaturseitigen Strahler 22 zirkulierende Kühlwasser und das in dem niedertemperaturseitigen Strahler 33 zirkulierende Kühlwasser (das heißt, das hochtemperaturseitige Wärmemedium und das niedertemperaturseitige Wärmemedium) Wärme zueinander übertragen können. Zum Beispiel kann zum Erlangen einer Wärmeübertragung jedes aus dem hochtemperaturseitigen Strahler 22 und dem niedertemperaturseitigen Strahler 33 durch einen Wärmetauscher der Tank-und-Rohr-Art konstituiert sein, und Flossen von beiden Wärmetauschern zum Verbessern des Wärmetauschs können durch gemeinsame Metallelemente konstituiert sein. Darüber hinaus können das hochtemperaturseitige Wärmemedium und das niedertemperaturseitige Wärmemedium konfiguriert sein, zueinander gefügt zu sein.
Während Details der entsprechenden Wärmetauscher in den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen nicht beschrieben sind, sind der Wärmequellenvorrichtungskühlverdampfer 83 und der Heizverdampfer 84, die in der vierten Ausführungsform beschrieben sind, durch die gleiche Art von Verdampfer in dem Punkt konstituiert, dass der Wärmetausch zwischen dem Kältemittel und dem Wärmemedium (Flüssigkeit ohne Phasenänderung) zum Beispiel erlangt wird. Entsprechend können der Wärmequellenvorrichtungskühlverdampfer 83 und der Heizverdampfer 84 eine gemeinsame Struktur aufweisen (zum Beispiel, eine gestapelte Wärmetauscherstruktur), um diese Verdampfer in einem Körper zu kombinieren.
Die entsprechenden Bauteile, die die Kühlkreislaufvorrichtung 10 konstituieren, sind nicht auf die in den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen Offenbarten begrenzt. Während zum Beispiel der Verdichter durch einen elektrischen Verdichter in den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen konstituiert ist, kann der Verdichter 11 durch einen mittels Maschine angetriebenen Verdichter konstituiert sein, der durch eine drehende Antriebskraft angetrieben wird, die von einer Fahrzeugfahrmaschine über einen Riemen, einen Gurt oder Ähnliches in einem an einer Fahrzeugfahrmaschine angewendeten Beispiel übertragen wird.
Es sollte verstanden werden, dass die vorliegende Offenbarung auf Grundlage der Ausführungsformen beschrieben ist und nicht auf die Ausführungsformen oder hierin offenbarten Strukturen begrenzt ist. Die vorliegende Offenbarung schließt auf verschiedene Modifikationen und Variationen innerhalb eines gleichwertigen Bereichs ein. Zusätzlich sind nicht nur verschiedene Kombinationen und Betriebsarten, die in der vorliegenden Offenbarung dargestellt sind, sondern auch andere Kombinationen und Betriebsarten einschließlich lediglich eines einzelnen Elements oder mehr oder weniger Elementen der vorliegenden Offenbarung alle in dem Bereich und Umfang des Geistes der vorliegenden Offenbarung vorhanden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017148190 [0001]
JP 2012225637 A [0004]

Claims

Kühlkreislaufvorrichtung mit: einem Verdichter (11), der konfiguriert ist, ein Kältemittel zu verdichten und das Kältemittel abzugeben; einem Heizstrahler (12), der konfiguriert ist, es einem durch den Verdichter abgegeben Kältemittel hohen Drucks zu ermöglichen, Wärme freizusetzen, um ein Wärmetauschzielfluid zu erwärmen; einem Wärmemediumstrahler (13), der konfiguriert ist, es dem durch den Verdichter abgegebenen Kältemittel hohen Drucks zu ermöglichen, Wärme zu einem hochtemperaturseitigen Wärmemedium freizusetzen; einem Entspanner (14), der konfiguriert ist, das Kältemittel an einer stromabwärts liegenden Seite von jedem aus dem Heizstrahler und dem Wärmemediumstrahler zu entspannen; einem Verdampfer (15, 73), der konfiguriert ist, es dem durch den Entspanner entspannten Kältemittel zu ermöglichen, Wärme von dem Wärmetauschzielfluid derart zu absorbieren, dass das Kältemittel verdampft; einem Strahlungsmengenanpasser (44, 18), der konfiguriert ist, eine Wärmeabstrahlmenge anzupassen, die an dem Heizstrahler von dem Kältemittel hohen Drucks zu dem Wärmetauschzielfluid abgestrahlt wird, wobei der Strahlungsmengenanpasser in einer Heizbetriebsart zum Erwärmen des Wärmetauschzielfluids konfiguriert ist, die abgestrahlte Wärmemenge an dem Heizstrahler so anzupassen, dass sie größer als eine an dem Wärmemediumstrahler abgestrahlte Wärmemenge ist, und der Strahlungsmengenanpasser in einer Kühlbetriebsart zum Kühlen des Wärmetauschzielfluids konfiguriert ist, die abgestrahlte Wärmemenge an dem Heizstrahler so anzupassen, dass sie größer als in der Heizbetriebsart ist.
Kühlkreislaufvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Wärmemediumstrahler konfiguriert ist, es dem aus dem Wärmestrahler ausströmenden Kältemittel zu ermöglichen, Wärme zu dem hochtemperaturseitigen Wärmemedium freizusetzen, und der Strahlungsmengenanpasser konfiguriert ist, in der Heizbetriebsart eine Dampfqualität des Kältemittels an einer Einlassseite des Wärmemediumstrahlers anzupassen, dass sie kleiner als in der Kühlbetriebsart ist.
Kühlkreislaufvorrichtung nach Anspruch 2, außerdem mit: einem Flüssigkeitsspeicher, der konfiguriert ist, das Kältemittel zu speichern, wobei der Flüssigkeitsspeicher an zumindest einem aus einer stromabwärts liegenden Seite des Wärmemediumstrahlers oder einer stromaufwärts liegenden Seite des Verdichters angeordnet ist.
Kühlkreislaufvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei Der Strahlungsmengenanpasser konfiguriert ist, eine Strömungsrate des Wärmetauschzielfluids anzupassen, das durch den Wärmestrahler durchgeht, der Strahlungsmengenanpasser konfiguriert ist, die Strömungsrate des Wärmetauschzielfluids anzupassen, das durch den Wärmestrahler durchgeht, dass sie in der Kühlbetriebsart kleiner als in der Heizbetriebsart ist.
Kühlkreislaufvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Strahlungsmengenanpasser konfiguriert ist, eine Strömungsrate des durch den Verdichter abgegebenen und in den Heizstrahler strömenden Kältemittels hohen Drucks anzupassen, und eine Strömungsrate des durch den Verdichter abgegebenen und in dem Wärmemediumstrahler strömenden Kältemittels hohen Drucks anzupassen, und der Strahlungsmengenanpasser konfiguriert ist, die Strömungsrate des in den Heizstrahler strömenden Kältemittels hohen Drucks anzupassen, dass sie in der Kühlbetriebsart kleiner als in der Heizbetriebsart ist.
Kühlkreislaufvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, außerdem mit: einer Heizvorrichtung (24), die konfiguriert ist, das aus dem Heizstrahler ausströmende Kältemittel hohen Drucks zu erwärmen.
Kühlkreislaufvorrichtung nach Anspruch 6, außerdem mit: einem hochtemperaturseitigen Wärmemediumdurchgang (20), in dem das hochtemperaturseitige Wärmemedium zirkuliert, wobei die Heizvorrichtung in dem hochtemperaturseitigen Wärmemediumdurchgang vorgesehen ist und konfiguriert ist, das hochtemperaturseitige Wärmemedium zu erwärmen.
Kühlkreislaufvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, außerdem mit: einem Verzweigungsabschnitt (71a), der konfiguriert ist, eine Strömung des aus dem Wärmemediumstrahler ausströmenden Kältemittels in eine Strömung und in eine andere Strömung zu unterteilen; und einem Heizverdampfer (84), der konfiguriert ist, Wärme zwischen dem Kältemittel der einen Strömung und einem niedertemperaturseitigen Heizmedium zu tauschen, wobei der Verdampfer (73) konfiguriert ist, Wärme zwischen dem Kältemittel der anderen Strömung und dem Wärmetauschzielfluid zu tauschen.
Kühlkreislaufvorrichtung nach Anspruch 8, außerdem mit: einem niedertemperaturseitigen Wärmemediumdurchgang (30, 85), in dem das niedertemperaturseitige Wärmemedium zirkuliert; und einer Wärmequellenvorrichtung (39), die in dem niedertemperaturseitigen Wärmemediumdurchgang vorgesehen ist und konfiguriert ist, das niedertemperaturseitige Wärmemedium zu erwärmen.
Kühlkreislaufvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, außerdem mit: einem niedertemperaturseitigen Wärmemediumdurchgang (30), in dem das niedertemperaturseitige Wärmemedium zirkuliert; einem niedertemperaturseitigen Strahler (33), der in dem niedertemperaturseitigen Wärmemediumdurchgang vorgesehen ist und konfiguriert ist, Wärme zwischen dem niedertemperaturseitigen Wärmemedium und einer Außenluft zu tauschen.