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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung, die für ein Fahrzeug verwendbar ist, das mit einer Vielzahl an Vorrichtungen, die bei der Benutzung Wärme abgeben, ausgestattet ist, wie beispielsweise einem Elektromotor für den Antrieb des Fahrzeugs und einer Batterie zur Speicherung elektrischer Energie, die dem Motor zugeführt wird.
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Stand der Technik
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Üblicherweise umfasst diese Art von Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung einen Kühlmittelkreislauf, der einen Kompressor, einen Innenwärmetauscher, einen Außenwärmetauscher und Expansionsventile umfasst, und ist dazu eingerichtet, einen Fahrzeuginnenraum zu kühlen, zu wärmen und zu entfeuchten, indem der Fahrzeuginnenraum mit der Luft versorgt wird, die einem Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel im Innenwärmetauscher unterzogen wurde.
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Darüber hinaus ist ein Fahrzeug bekannt, beispielsweise ein Elektroauto und ein Hybridauto, das mit dieser Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung ausgestattet ist, das eine Vielzahl an Vorrichtungen umfasst, die bei der Benutzung Wärme abgeben, wie beispielsweise ein Elektromotor für den Antrieb des Autos und eine Batterie zur Speicherung elektrischer Energie, die dem Elektromotor zugeführt wird.
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Daher sind die Vielzahl an Vorrichtungen in dem Fahrzeug, die Wärme abgeben, an den Kühlwasserkreislauf angeschlossen, um die Vorrichtungen unter Ausnutzung des Kühlwassers, das durch den Kühlwasserkreislauf fließt, zu kühlen und das Kühlwasser, das zur Kühlung der Vorrichtungen genutzt wurde und die Wärme der Vorrichtungen aufgenommen hat, zum Abgeben der Wärme einem Wärmeaustausch mit einem Kühlmittel, das durch einen Kühlmittelkreiskauf fließt, zu unterziehen (siehe z.B.
JP 2018 -
43 741 A ).
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DE 10 2014 101 044 A1 offenbart eine Klimaanlage für ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor, bei dem ein Wärmeaustausch zwischen einem ersten Wärmemittelkreislauf mit einer Batterie und einem zweiten Wärmemittelkreislauf mit einem Motor nicht stattfindet.
DE 11 2012 004 321 B4 betrifft eine Fahrzeugklimaanlage, die in einem Elektrofahrzeug einsetzbar ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technische Aufgabe
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In dem Fahrzeug haben die Vielzahl von zur Kühlung vorgesehenen Vorrichtungen voneinander abweichende Zielkühltemperaturen. In dem Fahrzeug sind die Vielzahl an Vorrichtungen mit den voneinander abweichenden Zielkühltemperaturen an einen Kühlwasserkreislauft angeschlossen und daher kann die Regelung, um die Temperaturen der Vielzahl zur Kühlung vorgesehenen Vorrichtungen auf die jeweiligen Zielkühltemperaturen zu bringen, kompliziert sein.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung bereitzustellen, die auf einfache Weise die Temperaturen einer Vielzahl zur Kühlung vorgesehener Vorrichtungen auf die jeweiligen Zielkühltemperaturen bringen kann, wenn die Vielzahl von Vorrichtungen voneinander verschiedene Zielkühltemperaturen haben.
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Lösung der Aufgabe
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Um die Aufgabe zu lösen, umfasst die Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung: einen Kühlmittelkreislauf, der dazu eingerichtet ist, eine Temperatur oder eine Luftfeuchtigkeit in einem Fahrzeuginnenraum anzupassen, und der einen Kompressor, Innenwärmetauscher, die dazu eingerichtet sind, einen Wärmeaustausch zwischen der dem Fahrzeuginnenraum zugeführten Luft und einem Kühlmittel durchzuführen, einen Außenwärmetauscher und Expansionsventile umfasst; einen ersten Wärmemittelkreislauf, der dazu eingerichtet ist, dass ein erstes Wärmeträgermedium, das von einem ersten wärmeabgebenden Körper abgegebene Wärme aufnimmt, durch ihn hindurchfließen kann; einen zweiten Wärmemittelkreislauf, der dazu eingerichtet ist, dass ein zweites Wärmeträgermedium, das von einem zweiten wärmeabgebenden Körper abgegebene Wärme aufnimmt, durch ihn hindurchfließen kann; eine erste Wärmeträgermedium-Wärmeabgabeeinheit, die dazu eingerichtet ist, einen Wärmeaustausch zwischen dem durch den Kühlmittelkreislauf fließenden Kühlmittel und dem durch den ersten Wärmemittelkreislauf fließenden ersten Wärmeträgermedium durchzuführen, um die Wärme von dem ersten Wärmeträgermedium an das Kühlmittel abzugeben; und eine zweite Wärmeträgermedium-Wärmeabgabeeinheit, die dazu eingerichtet ist, einen Wärmeaustausch zwischen dem durch den ersten Wärmemittelkreislauf fließenden ersten Wärmeträgermedium und dem durch den zweiten Wärmemittelkreislauf fließenden zweiten Wärmeträgermedium durchzuführen, um die Wärme von dem zweiten Wärmeträgermedium an das erste Wärmeträgermedium abzugeben. Erfindungsgemäß weist der erste Wärmemittelkreislauf einen Bypassdurchfluss, der dazu eingerichtet ist, das erste Wärmeträgermedium unter Umgehung des ersten wärmeabgebenden Körpers zirkulieren zu lassen und einen Erhitzer auf, der dazu eingerichtet ist, das erste Wärmeträgermedium zu erwärmen.
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Auf diese Weise wird die Wärme, die von dem ersten wärmeabgebenden Körper abgegeben wird, über das erste Wärmeträgermedium in dem Kühlmittel aufgenommen, und die Wärme, die von dem zweiten wärmeabgebenden Körper abgegeben wird, über das zweite Wärmeträgermedium und das erste Wärmeträgermedium in dem Kühlmittel aufgenommen. Daher ist es möglich, die Temperatur des zweiten wärmeabgebenden Körpers, der gekühlt wird durch das zweite Wärmeträgermedium, das einem indirekten Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel über das erste Wärmeträgermedium unterzogen wurde, höher zu halten als die Temperatur des ersten wärmeabgebenden Körpers, der gekühlt wird durch das erste Wärmeträgermedium, das einem direkten Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel unterzogen wurde Vorteilhafter Effekt
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Erfindungsgemäß ist es möglich, die Temperatur des zweiten wärmeabgebenden Körpers, der gekühlt wird durch das zweite Wärmeträgermedium, das einem indirekten Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel über das erste Wärmeträgermedium unterzogen wurde, höher zu halten als die Temperatur des ersten wärmeabgebenden Körpers, der gekühlt wird durch das erste Wärmeträgermedium, das einem direkten Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel unterzogen wurde. Daher werden die Vielzahl der wärmeabgebenden Körper entsprechend ihrer Zielkühltemperaturen an den ersten Wärmemittelkreislauf oder den zweiten Wärmemittelkreislauf angeschlossen. Folglich ist es einfach möglich, die Temperaturen des ersten wärmeabgebenden Körpers und des zweiten wärmeabgebenden Körpers ohne komplizierte Regelungen auf die jeweiligen Zielkühltemperaturen zu bringen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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- 1 veranschaulicht schematisch den Aufbau einer Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 2 veranschaulicht schematisch den Aufbau der Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung während eines Batteriekühlbetriebs sowie eines ersten Motorkühlbetriebs;
- 3 veranschaulicht schematisch den Aufbau der Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung während eines zweiten Motorkühlbetriebs;
- 4 veranschaulicht schematisch den Aufbau der Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung während eines Batterieheizbetriebs; und
- 5 veranschaulicht schematisch den Aufbau der Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung während eines Motorheizbetriebs.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Die 1 bis 5 veranschaulichen eine Ausführungsform der Erfindung.
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Eine Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung ist anwendbar auf ein Fahrzeug, wie beispielsweise einem Elektroauto und einem Hybridauto, das durch die Antriebskraft eines Elektromotors angetrieben werden kann.
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Das Fahrzeug umfasst einen Elektromotor M als zweiten wärmeabgebenden Körper zum Antrieb des Fahrzeugs und eine Batterie B als ersten wärmeabgebenden Körper, der elektrische Energie speichert, die dem Elektromotor M zum Antrieb des Fahrzeugs zugeführt wird. Der Elektromotor M und die Batterie B haben nutzbare Temperaturbereiche, die sich voneinander unterscheiden. Darüber hinaus, geben sowohl der Elektromotor M als auch die Batterie B bei ihrer Benutzung Wärme ab. Daher ist es notwendig, den Elektromotor M und die Batterie B einzeln zu kühlen und zu heizen. Es empfiehlt sich, den Elektromotor M in einem Bereich von z.B. 30 °C bis 50 °C und die Batterie B in einem niedrigeren Bereich als dem für den Elektromotor M verfügbaren Temperaturbereich, z.B. bei 10 °C bis 30 °C, zu benutzen.
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Wie in 1 veranschaulicht, umfasst die Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung: eine im Fahrzeuginnenraum des Fahrzeugs vorgesehene Klimaanlageneinheit 10; einen in dem Fahrzeuginnenraum und an der Außenseite des Fahrzeuginnenraums vorgesehenen Kühlmittelkreislauf 20; einen ersten Wärmemittelkreislauf 30, der dazu eingerichtet ist, dass ein erstes Wärmeträgermedium, das die von der Batterie B abgegebene Wärme aufnimmt, und das die Batterie heizt, durch ihn hindurchfließen kann; und einen zweiten Wärmemittelkreislauf 40, der dazu eingerichtet ist, dass ein zweites Wärmeträgermedium, das die von dem Elektromotor M abgegebene Wärme aufnimmt, und das den Elektromotor M heizt, durch ihn hindurchfließen kann.
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Die Klimaanlageneinheit 10 umfasst einen Luftströmungskanal 11, durch den die dem Fahrzeuginnenraum zugeführte Luft strömen kann. Ein Außenlufteinlass 11a und ein Innenlufteinlass 11b sind an einer Endseite des Luftströmungskanals 11 vorgesehen. Der Außenlufteinlass 11a ist dazu eingerichtet, dass die Luft außerhalb des Fahrzeuginnenraums in den Luftströmungskanal 11 strömen kann und der Innenlufteinlass 11b ist dazu eingerichtet, dass die Luft im Fahrzeuginnenraum in den Luftströmungskanal 11 strömen kann. Währenddessen sind ein Fußauslass, ein Belüftungsauslass und ein Enteisungsauslass (nicht abgebildet) an der anderen Endseite des Luftströmungskanals 11 vorgesehen. Der Fußauslass ist dazu eingerichtet, dass die durch den Luftströmungskanal 11 strömende Luft zu den Füßen der Fahrgäste geblasen werden kann. Der Belüftungsauslass ist dazu eingerichtet, dass die durch den Luftströmungskanal 11 strömende Luft zu den Oberkörpern der Fahrgäste blasen kann. Der Enteisungsauslass ist dazu eingerichtet, dass die durch den Luftströmungskanal 11 strömende Luft zu der Oberfläche der Frontscheibe im Fahrzeuginnenraum blasen kann.
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Ein Innenraumgebläse 12, wie beispielsweise ein Sirocco-Ventilator, ist in der einen Endseite des Luftströmungskanals 11 vorgesehen und dazu eingerichtet, dass die Luft durch den Luftströmungskanal 11 von der einen Endseite zur anderen Endseite strömen kann.
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Außerdem ist eine Einlassumschaltklappe 13 in der einen Endseite des Luftströmungskanals 11 vorgesehen und dazu eingerichtet, dass sie den Außenlufteinlass 11a oder den Innenlufteinlass 11b öffnen und den anderen schließen kann. Die Einlassumschaltklappe 13 kann die Betriebsart der Einlässe umschalten zwischen: einem Außenluftzufuhrmodus, zum Schließen des Innenlufteinlasses 11b und Öffnen des Außenlufteinlasses 11a; einem Innenluftumwälzmodus, zum Schlie-ßen des Außenlufteinlasses 11a und Öffnen des Innenlufteinlasses 11b; und einem Innen- und Außenluftansaugmodus, zum Öffnen sowohl des Außenlufteinlasses 11a als auch des Innenlufteinlasses 11b, indem die Einlassumschaltklappe 13 zwischen dem Außenlufteinlass 11a und dem Innenlufteinlass 11b angeordnet wird.
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Eine Wärmeabsorbiereinheit 14 ist stromabwärts des Innenraumgebläses 12 in der Luftstromrichtung des Luftströmungskanals 11 vorgesehen. Die Wärmeabsorbiereinheit 14 ist als Innenwärmetauscher dazu eingerichtet, die durch den Luftströmungskanal 11 strömende Luft zu kühlen und zu entfeuchten. Zusätzlich ist eine Wärmeabgabeeinheit 15 stromabwärts der Wärmeabsorbiereinheit 14 in der Luftstromrichtung des Luftströmungskanals 11 vorgesehen. Die Wärmeabgabeeinheit 15 ist als Innenwärmetauscher dazu eingerichtet, die durch den Luftströmungskanal 11 strömende Luft zu erwärmen.
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Die Wärmeabgabeeinheit 15 ist auf einer Seite in orthogonaler Richtung des Luftströmungskanals 11 und eine wärmeabgebende Bypass-Strömungskanaleinheit 11c ist auf der anderen Seite in orthogonaler Richtung des Luftströmungskanals 11 angeordnet, um die Wärmeabgabeeinheit zu umgehen. Ein Lufterhitzer 16 ist stromabwärts der Wärmeabgabeeinheit 15 in der Luftstromrichtung des Luftströmungskanals 11 vorgesehen und dazu eingerichtet, die dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft zu erwärmen.
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Eine Luftmischklappe 17 ist im Luftströmungskanal 11 zwischen der Wärmeabsorbiereinheit 14 und der Wärmeabgabeeinheit 15 vorgesehen und dazu eingerichtet, den prozentualen Luftanteil zu steuern, der die Wärmeabsorbiereinheit 14 passiert hat und durch die Wärmeabgabeeinheit 15 erwärmt wird. Die Luftmischklappe 17 ist stromaufwärts der Wärmeabgabeeinheit 15 und der wärmeabgebenden Bypass-Strömungskanaleinheit 11c in Luftstromrichtung vorgesehen und dazu eingerichtet, die Seite stromaufwärts einer der wärmeabgebenden Bypass-Strömungskanaleinheit 11c und der Wärmeabgabeeinheit 15 zu schließen und die andere in Luftstromrichtung zu öffnen oder beide, die wärmeabgebende Bypass-Strömungskanaleinheit 11c und die Wärmeabgabeeinheit 15, zu öffnen, um den Öffnungsgrad der Seite stromaufwärts der Wärmeabgabeeinheit 15 in Luftstromrichtung einzustellen. Der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 17 beträgt 0 %, wenn die Seite stromaufwärts der Wärmeabgabeeinheit 15 in die Luftstromrichtung des Luftströmungskanals 11 geschlossen und die wärmeabgebende Bypass-Strömungskanaleinheit 11c geöffnet ist. Andererseits beträgt der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 17 100 %, wenn die Seite stromaufwärts der Wärmeabgabeeinheit 15 in die Luftstromrichtung des Luftströmungskanals 11 geöffnet und die wärmeabgebende Bypass-Strömungskanaleinheit 11c geschlossen ist
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Der Kühlmittelkreislauf 20 umfasst: die Wärmeabsorbiereinheit 14; die Wärmeabgabeeinheit 15; einen Kompressor 21, der dazu eingerichtet ist, ein Kühlmittel zu verdichten; den Außenwärmetauscher 22, der dazu eingerichtet ist, einen Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und der Luft außerhalb des Fahrzeuginnenraums durchzuführen; einen ersten Wärmeträgermedium-Wärmetauscher 23 als eine erste Wärmeträgermedium-Wärmeabgabeeinheit, die dazu eingerichtet ist, einen Wärmeaustausch zwischen dem durch den Kühlmittelkreislauf 20 fließenden Kühlmittel und dem durch den ersten Wärmemittelkreislauf 30 fließenden ersten Wärmeträgermedium durchzuführen; erste bis dritte Expansionsventile 24a, 24b und 24c mit Öffnungsgraden, die von voll geschlossen bis voll geöffnet eingestellt werden können; erste und zweite Magnetventile 25a und 25b, die dazu eingerichtet sind, den Fließweg des Kühlmittels zu öffnen und zu schlie-ßen; erste und zweite Sperrventile 26a und 26b, die dazu eingerichtet sind, die Fließrichtung des Kühlmittels im Fließweg des Kühlmittels zu steuern; und einen Speicher 27, der zur Trennung zwischen Kühlmitteldampf und Kühlmittelflüssigkeit eingerichtet ist, um zu verhindern, dass die Kühlmittelflüssigkeit in den Kompressor 21 gesaugt wird. Diese Komponenten werden beispielsweise über ein Aluminium-Rohr oder ein Kupferrohr verbunden. Als Kühlmittel, das durch den Kühlmittelkreislauf 20 fließt, kann beispielsweise R-134a verwendet werden.
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Genauer gesagt, ist die Eingangsseite der Wärmeabgabeeinheit 15, in die das Kühlmittel fließt, mit der Druckseite des Kompressors 21, aus dem das Kühlmittel austritt, verbunden, wodurch ein Kühlmitteldurchfluss 20a entsteht. Indes wird die Eingangsseite des Außenwärmetauschers 22, in die das Kühlmittel fließt, mit der Ausgangsseite der Wärmeabgabeeinheit 15, aus der das Kühlmittel abgeführt wird, verbunden, wodurch ein Kühlmitteldurchfluss 20b entsteht. Das erste Expansionsventil 24a ist im Kühlmitteldurchfluss 20b angeordnet. Die Eingangsseite der Wärmeabsorbiereinheit 14, in die das Kühlmittel fließt, ist mit der Ausgangsseite des Außenwärmetauschers 22 verbunden, aus dem das Kühlmittel abgeführt wird, wodurch ein Kühlmitteldurchfluss 20c entsteht. Das erste Sperrventil 26a und das zweite Expansionsventil 24b sind in dem Kühlmitteldurchfluss 20c in dieser Reihenfolge von der Seite des Außenwärmetauschers 22 aus angeordnet. Die Saugseite des Kompressors 21, in die das Kühlmittel eingesaugt wird, ist mit der Auslassseite der Wärmeabsorbiereinheit 14, von der das Kühlmittel abgeführt wird, verbunden, wodurch ein Kühlmitteldurchfluss 20d entsteht. Das zweite Sperrventil 26b und ein Speicher 27 sind in dem Kühlmitteldurchfluss 20d in dieser Reihenfolge von der Seite der Wärmeabsorbiereinheit 14 aus angeordnet. Ein Kühlmitteldurchfluss 20e wird durch Umgehen des Außenwärmetauschers 22 gebildet und ermöglicht dem zwischen der Wärmeabgabeeinheit 15 und dem ersten Expansionsventil 24a liegenden Kühlmitteldurchfluss 20b den Anschluss in den zwischen dem ersten Sperrventil 26a und dem zweiten Expansionsventil 24b liegenden Kühlmitteldurchfluss 20c. Das erste Magnetventil 25a ist im Kühlmitteldurchfluss 20e angeordnet. Ein Kühlmitteldurchfluss 20f wird zwischen dem Verbindungspunkt des Kühlmitteldurchflusses 20e zu dem Kühlmitteldurchfluss 20c und dem zweiten Expansionsventil 24b gebildet, indem die Verbindung zwischen der Eingangsseite des ersten Wärmeträgermedium-Wärmetauschers 23, in den das Kühlmittel fließt, und dem Kühlmitteldurchfluss 20c ermöglicht wird. Das dritte Expansionsventil 24c ist im Kühlmitteldurchfluss 20f angeordnet. Ein Kühlmitteldurchfluss 20g wird gebildet, indem die Ausgangsseite des ersten Wärmeträgermedium-Wärmetauschers 23, aus dem das Kühlmittel austritt, mit dem zwischen dem zweiten Sperrventil 26b und dem Speicher 27 liegenden Kühlmitteldurchfluss 20d verbunden wird. Ein Kühlmitteldurchfluss 20h wird in dem Kühlmitteldurchfluss 20c zwischen dem Außenwärmetauscher 22 und dem ersten Sperrventil 26a gebildet und ermöglicht die Verbindung in den zwischen der Wärmeabsorbiereinheit 14 und dem zweiten Sperrventil 26b liegenden Kühlmitteldurchfluss 20d. Das zweite Magnetventil 25b ist im Kühlmitteldurchfluss 20h angeordnet.
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Der erste Wärmemittelkreislauf 30 umfasst: den ersten Wärmeträgermedium-Wärmetauscher 23; eine erste Wärmeträgermediumpumpe 31, die dazu eingerichtet ist, das erste Wärmeträgermedium zu pumpen; einen zweiten Wärmeträgermedium-Wärmetauscher 32 als eine zweite Wärmeträgermedium-Wärmeabgabeeinheit, die dazu eingerichtet ist, einen Wärmeaustausch zwischen dem ersten Wärmeträgermedium, das durch den ersten Wärmemittelkreislauf 30 fließt, und dem zweiten Wärmeträgermedium, das durch den zweiten Wärmemittelkreislauf 40 fließt, durchzuführen; einen Wärmeträgermediumerhitzer 33, der dazu eingerichtet ist, das erste Wärmeträgermedium, das durch den ersten Wärmemittelkreislauf 30 fließt, zu erwärmen; ein erstes Wärmeträgermedium-Dreiwegeventil 34; und die Batterie B, die dazu eingerichtet ist, elektrische Energie zum Antrieb des Fahrzeugs zu speichern. Diese Komponenten werden beispielsweise über ein Aluminium-Rohr oder ein Kupferrohr verbunden. Als erstes Wärmeträgermedium, das durch den ersten Wärmemittelkreislauf 30 fließt, kann beispielsweise eine Frostschutzlösung mit Ethylenglykol verwendet werden.
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Genauer gesagt, ist die Eingangsseite des ersten Wärmeträgermedium-Wärmetauschers 23, in die das erste Wärmeträgermedium fließt, mit der Ausgangsseite der ersten Wärmeträgermediumpumpe 31, aus der das Wärmeträgermedium austritt, verbunden, wodurch ein Wärmeträgermediumdurchfluss 30a entsteht. Die Eingangsseite des zweiten Wärmeträgermedium-Wärmetauschers 32, in den das erste Wärmeträgermedium fließt, ist mit der Ausgangsseite des ersten Wärmeträgermedium-Wärmetauschers 23, aus dem das erste Wärmeträgermedium abgeführt wird, verbunden, wodurch ein Wärmeträgermediumdurchfluss 30b entsteht. Die Eingangsseite des ersten Wärmeträgermedium-Dreiwegeventils 34, in die das Wärmeträgermedium fließt, ist mit der Ausgangsseite des zweiten Wärmeträgermedium-Wärmetauschers 32, aus dem das erste Wärmeträgermedium abgeführt wird, verbunden, wodurch ein Wärmeträgermediumdurchfluss 30c entsteht. Der Wärmeträgermediumerhitzer 33 ist in dem Wärmeträgermediumdurchfluss 30c angeordnet. Die Eingangsseite der Batterie B, in die das Wärmeträgermedium fließt, ist mit einem der beiden Ausgangsanschlüsse des ersten Wärmeträgermedium-Dreiwegeventils 34 verbunden, wodurch ein Wärmeträgermediumdurchfluss 30d entsteht. Die Saugseite der ersten Wärmeträgermediumpumpe 31, in die das Wärmeträgermedium gesaugt wird, ist mit der Ausgangsseite der Batterie B, aus der das Wärmeträgermedium abgeführt wird, verbunden, wodurch ein Wärmeträgermediumdurchfluss 30e entsteht. Darüber hinaus ist die Saugseite der ersten Wärmeträgermediumpumpe 31, in die das Wärmeträgermedium gesaugt wird, mit dem anderen Ausgangsanschluss des ersten Wärmeträgermedium-Dreiwegeventils 34, aus dem das Wärmeträgermedium abgeführt wird, verbunden, wodurch ein die Batterie B umgehender Wärmeträgermediumdurchfluss 30f als Bypassdurchfluss entsteht. Das erste Wärmeträgermedium-Dreiwegeventil 34 schaltet den Wärmeträgermediumdurchfluss, der mit dem Wärmeträgermediumdurchfluss 30c kommuniziert, zwischen dem Wärmeträgermediumdurchfluss 30d und dem Wärmeträgermediumdurchfluss 30e, um.
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Der zweite Wärmemittelkreislauf 40 umfasst: den zweiten Wärmeträgermedium-Wärmetauscher 32; eine zweite Wärmeträgermediumpumpe 41, die dazu eingerichtet ist, das zweite Wärmeträgermedium zu pumpen; einen (Fahrzeug-)Kühler 42, der dazu eingerichtet ist, einen Wärmeaustausch zwischen dem zweiten Wärmeträgermedium, das durch den zweiten Wärmemittelkreislauf 40 fließt, und der Luft außerhalb des Fahrzeuginnenraums durchzuführen; ein zweites Wärmeträgermedium-Dreiwegeventil 43; und den Elektromotor M zum Antrieb des Fahrzeugs. Diese Komponenten werden beispielsweise über ein Aluminium-Rohr oder ein Kupferrohr verbunden. Als zweites Wärmeträgermedium, das durch den zweiten Wärmemittelkreislauf 40 fließt, kann beispielsweise eine Frostschutzlösung mit Ethylenglykol verwendet werden.
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Genauer gesagt, ist die Eingangsseite des Elektromotors M, in die das Wärmeträgermedium fließt, mit der Ausgangsseite der zweiten Wärmeträgermediumpumpe 41, aus der das Wärmeträgermedium austritt, verbunden, wodurch ein Wärmeträgermediumdurchfluss 40a entsteht. Die Eingangsseite des zweiten Wärmeträgermedium-Dreiwegeventils 43, in die das Wärmeträgermedium fließt, ist mit der Ausgangsseite des Elektromotors M, aus dem das Wärmeträgermedium abgeführt wird, verbunden, wodurch ein Wärmeträgermediumdurchfluss 40b entsteht. Die Eingangsseite des zweiten Wärmeträgermedium-Wärmetauscher 32, in die das zweite Wärmeträgermedium fließt, ist mit einem der beiden Ausgangsanschlüsse des zweiten Wärmeträgermedium-Dreiwegeventils 43 verbunden, wodurch ein Wärmeträgermediumdurchfluss 40c entsteht. Die Saugseite der zweiten Wärmeträgermediumpumpe 41, in die das zweite Wärmeträgermedium gesaugt wird, ist mit der Ausgangsseite des zweiten Wärmeträgermedium-Wärmetauscher 32, aus dem das Wärmeträgermedium abgeführt wird, verbunden, wodurch ein Wärmeträgermediumdurchfluss 40d entsteht. Die Eingangsseite des Kühlers 42, in den das Wärmeträgermedium fließt, ist mit dem anderen Ausgangsanschluss des zweiten Wärmeträgermedium-Dreiwegeventils 43, aus dem das Wärmeträgermedium abgeführt wird, verbunden, wodurch ein Wärmeträgermediumdurchfluss 40e entsteht. Die Saugseite der zweiten Wärmeträgermediumpumpe 41, in die das Wärmeträgermedium gesaugt wird, ist mit der Ausgangsseite des Kühlers 42, aus dem das Wärmeträgermedium abgeführt wird, verbunden, wodurch ein Wärmeträgermediumdurchfluss 40f entsteht. Das zweite Wärmeträgermedium-Dreiwegeventil 43 schaltet den Wärmeträgermediumdurchfluss, der mit dem Wärmeträgermediumdurchfluss 40b kommuniziert, zwischen dem Wärmeträgermediumdurchfluss 40c und dem Wärmeträgermediumdurchfluss 40e, um.
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Der Außenwärmetauscher 22 und der Kühler 42 sind jeweils Wärmetauscher, die aus Rippen und Rohren bestehen und die außerhalb des Fahrzeuginnenraums, beispielsweise einem Motorraum, in Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Fahrzeuges, d.h. in der Luftstromrichtung, angeordnet sind. Ein Außenlüfter 22a ist in der Nähe des Außenwärmetauschers 22 und des Kühlers 42 angeordnet und dazu eingerichtet, dass die Luft außerhalb des Fahrzeuginnenraums in Richtung von vorne nach hinten strömt, wenn das Fahrzeug angehalten wird.
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Die Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung 1 in der oben beschriebenen Ausführung passt die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit in dem Fahrzeuginnenraum unter Verwendung der Klimaanlageneinheit 10 und dem Kühlmittelkreislauf 20 an.
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Beispielsweise wird während eines Kühlbetriebs zur Senkung der Temperatur im Fahrzeuginnenraum das Innenraumgebläse 12 betätigt und der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 17 in der Klimaanlageneinheit 10 auf 0 % eingestellt. Darüber hinaus wird der Kompressor 21 betätigt, während im Kühlmittelkreislauf 20 das erste Expansionsventil 24a vollständig geöffnet ist, das zweite Expansionsventil 24b mit einem vorbestimmten Grad geöffnet ist, das dritte Expansionsventil 24c vollständig geschlossen ist, das erste Magnetventil 25a geschlossen ist und das zweite Magnetventil 25b geschlossen ist.
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Auf diese Weise fließt das aus dem Kompressor 21 austretende Kühlmittel, wie durch durchgehende Pfeile in 1 angedeutet, der Reihe nach durch den Kühlmitteldurchfluss 20a, die Wärmeabgabeeinheit 15, den Kühlmitteldurchfluss 20b, den Außenwärmetauscher 22, den Kühlmitteldurchfluss 20c, die Wärmeabsorbiereinheit 14 und den Kühlmitteldurchfluss 20d und wird in den Kompressor 21 eingesaugt.
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Das Kühlmittel, das durch den Kühlmittelkreislauf 20 fließt, gibt, da der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 17 0 % beträgt, die Wärme nicht in der Wärmeabgabeeinheit 15 ab, sondern gibt die Wärme im Außenwärmetauscher 22 ab und nimmt die Wärme in der Wärmeabsorbiereinheit 14 auf.
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Die Luft, die durch den Luftströmungskanal 11 strömt, wird einem Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel, das die Wärme in der Wärmeabsorbiereinheit 14 aufnimmt, unterzogen und wird daher abgekühlt und bläst dann in den Fahrzeuginnenraum.
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Darüber hinaus wird, beispielsweise während eines Kühl- und Entfeuchtungsbetriebs zur Reduzierung der Temperatur und der Feuchtigkeit im Fahrzeuginnenraum, im Strömungsweg des Kühlmittels des Kühlmittelkreislaufs 20 der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 17 der Klimaanlageneinheit 10 für den Kühlbetrieb auf einen Wert größer 0 % eingestellt.
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Auf diese Weise gibt das Kühlmittel, das durch den Kühlmittelkreislauf 20 fließt, die Wärme in der Wärmeabgabeeinheit 15 und dem Außenwärmetauscher 22 ab und nimmt die Wärme in der Wärmeabsorbiereinheit 14 auf.
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Die Luft, die durch den Luftströmungskanal 11 strömt, wird durch den Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel, das die Wärme in der Wärmeabsorbiereinheit 14 aufnimmt, entfeuchtet und abgekühlt und in der Wärmeabgabeeinheit 15 auf eine Zielluftausblastemperatur erwärmt und bläst dann in den Fahrzeuginnenraum.
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Ferner wird während eines Heiz- und Entfeuchtungsbetriebs, zur Reduzierung der Luftfeuchtigkeit und Erhöhung der Temperatur im Fahrzeuginnenraum, im Fließweg des Kühlmittels im Kühlmittelkreislauf 20 für den Kühlbetrieb der Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 24a auf einen vorbestimmten Wert eingestellt, der kleiner ist als die volle Öffnung. Darüber hinaus wird der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 17 der Klimaanlageneinheit 10 auf einen Wert größer als 0 % eingestellt.
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Auf diese Weise gibt das den Kühlmittelkreislauf 20 durchfließende Kühlmittel die Wärme in der Wärmeabgabeeinheit 15 ab und nimmt die Wärme im Außenwärmetauscher 22 und in der Wärmeabsorbiereinheit 14 auf.
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Die durch den Luftströmungskanal 11 der Klimaanlageanlageneinheit 10 strömende Luft wird durch den Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel, das die Wärme in der Wärmeabsorbiereinheit 14 aufnimmt, entfeuchtet und abgekühlt und in der Wärmeabgabeeinheit 15 auf die Zielluftausblastemperatur erwärmt und bläst dann aus.
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Ferner wird beispielsweise bei einem Heizbetrieb zur Erhöhung der Temperatur im Fahrzeuginnenraum das Innenraumgebläse 12 angesteuert und der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 17 in der Klimaanlageneinheit 10 auf einen Wert größer 0 % eingestellt. Darüber hinaus wird der Kompressor 21 betätigt, während im Kühlmittelkreislauf 20 das erste Expansionsventil 24a mit einem vorbestimmten Grad, kleiner als die volle Öffnung, geöffnet ist, das zweite Expansionsventil 24b und das dritte Expansionsventil 24c vollständig geschlossen sind, das erste Magnetventil 25a geschlossen ist und das zweite Magnetventil 25b geöffnet ist.
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Auf diese Weise fließt das aus dem Kompressor 21 austretende Kühlmittel, wie durch gestrichelte Pfeile in 1 angedeutet, der Reihe nach durch den Kühlmitteldurchfluss 20a, die Wärmeabgabeeinheit 15, den Kühlmitteldurchfluss 20b, den Außenwärmetauscher 22, einen Teil des Kühlmitteldurchflusses 20c, den Kühlmitteldurchfluss 20h und einen-Teil des Kühlmitteldurchflusses 20d und wird in den Kompressor 21 eingesaugt.
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Das durch den Kühlmittelkreislauf 20 fließende Kühlmittel gibt die Wärme in der Wärmeabgabeeinheit 15 ab und nimmt die Wärme im Außenwärmetauscher 22 auf.
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Die durch den Luftströmungskanal 11 der Klimaanlageanlageneinheit 10 strömende Luft wird keinem Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel in der Wärmeabsorbiereinheit 14 unterzogen, sondern wird einem Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel, das die Wärme in der Wärmeabgabeeinheit 15 abgibt, unterzogen und wird daher erwärmt und bläst dann in den Fahrzeuginnenraum.
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Wenn das Fahrzeug bewegt wird, während die Temperatur und die Feuchtigkeit im Fahrzeuginnenraum durch Verwendung der Klimaanlageneinheit 10 und des Kühlmittelkreislaufs 20 eingestellt werden, wird die Wärme vom Elektromotor M und der Batterie B abgegeben. Daher führt die Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung 1 einen Batteriekühlungsvorgang zur Kühlung der Batterie B, wie in 2 dargestellt, und einen Motorkühlungsvorgang zur Kühlung des Elektromotors M, wie in den 2 und 3 dargestellt, durch.
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Für den Batteriekühlbetrieb wird die erste Wärmeträgermediumpumpe 31 angesteuert, während im Kühlmittelkreislauf 20 der Öffnungsgrad des dritten Expansionsventils 24c auf einen vorbestimmten Wert eingestellt wird, und der Fließweg des ersten Wärmeträgermedium-Dreiwegeventils 34 ist so eingestellt, dass er mit dem Wärmeträgermediumdurchfluss 30d kommuniziert.
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Wie in 2 dargestellt, fließt das durch den Kühlmittelkreislauf 20 fließende Kühlmittel durch den Kühlmitteldurchfluss 20f und fließt, um die Wärme aufzunehmen, in den ersten Wärmeträgermedium-Wärmetauscher 23, durchfließt den Kühlmitteldurchfluss 20g und vereinigt sich mit dem durch den Kühlmitteldurchfluss 20d fließenden Kühlmittel und wird dann in den Kompressor 21 gesaugt.
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Währenddessen wird das durch den ersten Wärmemittelkreislauf 30 fließende erste Wärmeträgermedium durch die von der Batterie B abgegebene Wärme erwärmt und durch den Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel, das die Wärme im ersten Wärmeträgermedium-Wärmetauscher 23 aufnimmt, gekühlt.
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Die Batterie B wird durch das erste Wärmeträgermedium, das dem direkten Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel unterzogen wurde, gekühlt.
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Der Motorkühlbetrieb umfasst einen ersten Motorkühlbetrieb zur Abgabe der vom Elektromotor M abgegebenen Wärme an die Luft außerhalb des Fahrzeuginnenraums über den Kühler 42, wie in 2 dargestellt, und einen zweiten Motorkühlbetrieb zur Abgabe der vom Elektromotor M abgegebenen Wärme an das durch den ersten Wärmemittelkreislauf 30 über den zweiten Wärmeträgermedium-Wärmetauscher 32 fließende erste Wärmeträgermedium, wie in 3 dargestellt.
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Für den ersten Motorkühlbetrieb wird die zweite Wärmeträgermediumpumpe 41 angesteuert, während der Fließweg des zweiten Wärmeträgermedium-Dreiwegeventils 43 so eingestellt ist, dass er mit dem Wärmeträgermediumdurchfluss 40e des zweiten Wärmemittelkreislaufs 40 kommuniziert.
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Während des ersten Motorkühlbetriebs wird das durch den zweiten Wärmemittelkreislauf 40 fließende zweite Wärmeträgermedium durch die vom Elektromotor M abgegebene Wärme erwärmt und durch den Wärmeaustausch im Kühler 42 mit der Luft außerhalb des Fahrzeuginnenraums gekühlt, wie in 2 dargestellt.
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Der Elektromotor M wird durch das zweite Wärmeträgermedium, das über den Kühler 42 dem Wärmeaustausch mit der Luft außerhalb des Fahrzeuginnenraums unterzogen wurde, gekühlt.
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Während des zweiten Motorkühlbetriebs wird die erste Wärmeträgermediumpumpe 31 angesteuert, während der Fließweg des ersten Wärmeträgermedium-Dreiwegeventils 34 so eingestellt ist, dass er mit dem Wärmeträgermediumdurchfluss 30f des ersten Wärmemittelkreislaufs 30 kommuniziert. Darüber hinaus wird die zweite Wärmeträgermediumpumpe 41 angesteuert, während der Fließweg des zweiten Wärmeträgermedium-Dreiwegeventils 43 so eingestellt ist, dass er mit dem Wärmeträgermediumdurchfluss 40c des zweiten Wärmemittelkreislaufs 40 kommuniziert.
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Wie in 3 dargestellt, wird während des zweiten Motorkühlbetriebs das durch den ersten Wärmemittelkreislauf 30 fließende erste Wärmeträgermedium durch den Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel, das die Wärme im ersten Wärmeträgermedium-Wärmetauscher 23 aufnimmt, gekühlt. Währenddessen wird das durch den zweiten Wärmemittelkreislauf 40 fließende zweite Wärmeträgermedium durch die vom Elektromotor M abgegebene Wärme erwärmt und durch den Wärmeaustausch mit dem ersten Wärmeträgermedium im zweiten Wärmeträgermedium-Wärmetauscher 32 gekühlt.
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Der Elektromotor M wird durch das zweite Wärmeträgermedium, das dem indirekten Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel über das erste Wärmeträgermedium unterzogen wurde, gekühlt, und wird daher auf einer höheren Temperatur gehalten als die Batterie B, die durch das erste Wärmeträgermedium, das dem direkten Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel unterzogen wurde, gekühlt wird.
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In diesem Fall, wenn das erste Wärmeträgermedium dem Wärmeaustausch mit dem durch den zweiten Wärmemittelkreislauf 40 in den zweiten Wärmeträgermedium-Wärmetauscher 32 fließenden zweiten Wärmeträgermedium unterzogen wird, fließt das erste Wärmeträgermedium unter Umgehung der Batterie B durch den ersten Wärmemittelkreislauf 30. Die vom Elektromotor M abgegebene Wärme wirkt sich daher nicht auf die Batterie B aus.
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Wenn es notwendig ist, den Elektromotor M zu kühlen und die Batterie B zu heizen, während die Temperatur und die Feuchtigkeit im Fahrzeuginnenraum unter Verwendung der Klimaanlageneinheit 10 und des Kühlmittelkreislaufs 20 geregelt wird, wird darüber hinaus der Elektromotor M durch den ersten Motorkühlbetrieb gekühlt und ein Batterieheizbetrieb zur Heizung der Batterie B durchgeführt.
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Für den Batterieheizbetrieb wird der Öffnungsgrad des dritten Expansionsventils 24c im Kühlmittelkreislauf 20 auf Vollschließung eingestellt; der Fließweg des ersten Wärmeträgermedium-Dreiwegeventils 34 wird so eingestellt, dass er mit dem Wärmeträgermediumdurchfluss 30d kommuniziert; die erste Wärmeträgermediumpumpe 31 wird angesteuert; und der Wärmeträgermediumerhitzer 33 wird angesteuert.
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Wie in 4 dargestellt, wird das durch den Kühlmittelkreislauf 20 fließende Kühlmittel daran gehindert, in den ersten Wärmeträgermedium-Wärmetauscher 23 zu fließen. Währenddessen wird das durch den ersten Wärmemittelkreislauf 30 fließende erste Wärmeträgermedium durch den Wärmeträgermediumerhitzer 33 erwärmt. Die Batterie B wird durch das durch den Wärmeträgermediumerhitzer 33 erwärmte erste Wärmemedium beheizt.
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Darüber hinaus wird ein Motorheizbetrieb durchgeführt, wenn es nicht notwendig ist, die Batterie B zu kühlen oder zu heizen, es aber notwendig ist, den Elektromotor M zu heizen, während die Temperatur und die Feuchtigkeit im Fahrzeuginnenraum unter Verwendung der Klimaanlageneinheit 10 und des Kühlmittelkreislaufs 20 geregelt werden.
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Für den Motorheizbetrieb wird der Öffnungsgrad des dritten Expansionsventils 24c im Kühlmittelkreislauf 20 auf Vollschließung eingestellt. Zusätzlich wird im ersten Wärmemittelkreislauf 30 der Fließweg des ersten Wärmeträgermedium-Dreiwegeventils 34 so eingestellt, dass er mit dem Wärmeträgermediumdurchfluss 30f kommuniziert; die erste Wärmeträgermediumpumpe 31 wird angesteuert; und der Wärmeträgermediumerhitzer 33 wird angesteuert. Ferner wird im zweiten Wärmemittelkreislauf 40 der Fließweg des zweiten Wärmeträgermedium-Dreiwegeventils 43 so eingestellt, dass er mit dem Wärmeträgermediumdurchfluss 40c kommuniziert und die zweite Wärmeträgermediumpumpe 41 wird angesteuert.
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Wie in 5 dargestellt, wird das durch den Kühlmittelkreislauf 20 fließende Kühlmittel daran gehindert, in den ersten Wärmeträgermedium-Wärmetauscher 23 zu fließen. Darüber hinaus gibt das erste Wärmeträgermedium, das durch den ersten Wärmemittelkreislauf 30 fließt, die Wärme nicht an die Batterie B ab, sondern wird durch den Wärmeträgermediumerhitzer 33 erwärmt. Ferner wird das durch den zweiten Wärmemittelkreislauf 40 fließende zweite Wärmeträgermedium durch den Wärmeaustausch mit dem durch den Wärmeträgermediumerhitzer 33 erwärmten ersten Wärmeträgermedium in dem zweiten Wärmeträgermedium-Wärmetauscher 32 erwärmt. Der Elektromotor M wird durch das zweite Wärmeträgermedium, das durch den Wärmeaustausch mit dem ersten Wärmeträgermedium erwärmt wird, beheizt.
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Wenn die in das Kühlmittel aufgenommene Wärmemenge, während der Heizbetrieb oder der Heiz- und Entfeuchtungsbetrieb des Fahrzeuginnenraums unter Verwendung der Klimaanlageneinheit 10 und dem Kühlmittelkreislauf 20 durchgeführt wird, nicht ausreicht, ist es möglich, die von einem oder beiden des ersten Wärmemittelkreislaufs 30 und des zweiten Wärmemittelkreislaufs 40 abgegebene Wärme als die in das Kühlmittel aufzunehmende Wärme zu nutzen.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform umfasst die Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung 1: den Kühlmittelkreislauf 20, der dazu eingerichtet ist, eine Temperatur oder eine Luftfeuchtigkeit in einem Fahrzeuginnenraum anzupassen, indem ein Wärmeaustausch zwischen der dem Fahrzeuginnenraum zugeführten Luft und dem Kühlmittel durchgeführt wird; den ersten Wärmemittelkreislauf 30, der dazu eingerichtet ist, dass das erste Wärmeträgermedium, das die von der Batterie B abgegebene Wärme aufnimmt, durch ihn hindurchfließen kann; den zweiten Wärmemittelkreislauf 40, der dazu eingerichtet ist, dass das zweite Wärmeträgermedium, das die von dem Elektromotor M abgegebene Wärme aufnimmt, durch ihn hindurchfließen kann; den ersten Wärmeträgermedium-Wärmetauscher 23, der dazu eingerichtet ist, einen Wärmeaustausch zwischen dem durch den Kühlmittelkreislauf 20 fließenden Kühlmittel und dem durch den ersten Wärmemittelkreislauf 30 fließenden ersten Wärmeträgermedium zur Abgabe der Wärme von dem ersten Wärmeträgermedium an das Kühlmittel durchzuführen; und den zweiten Wärmeträgermedium-Wärmetauscher 32, der dazu eingerichtet ist, einen Wärmeaustausch zwischen dem durch den ersten Wärmemittelkreislauf 30 fließenden ersten Wärmeträgermedium und dem durch den zweiten Wärmemittelkreislauf 40 fließenden zweiten Wärmeträgermedium zur Abgabe der Wärme von dem zweiten Wärmeträgermedium an das erste Wärmeträgermedium durchzuführen.
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Auf diese Weise ist es möglich, die Temperatur des Elektromotors M, der gekühlt wird durch das zweite Wärmeträgermedium, das einem indirekten Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel über das erste Wärmeträgermedium unterzogen wird, höher zu halten als die Temperatur der Batterie B, die gekühlt wird durch das erste Wärmeträgermedium, das einem direkten Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel unterzogen wird. Wenn daher die Batterie B und der Elektromotor M voneinander unterschiedliche Zielkühltemperaturen haben, ist es einfach möglich, die Temperaturen der Batterie B und des Elektromotors M ohne komplizierte Regelungen auf die jeweiligen Zielkühltemperaturen zu bringen.
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Darüber hinaus umfasst der erste Wärmemittelkreislauf 30 den Wärmeträgermediumdurchfluss 30f, der dazu eingerichtet ist, das erste Wärmeträgermedium unter Umgehung der Batterie B zirkulieren zu lassen.
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Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die Wärme des Elektromotors M auf die Batterie B einwirkt, oder dass die Wärme der Batterie B auf den Elektromotor M einwirkt, wenn der an den zweiten Wärmemittelkreislauf 40 angeschlossene Elektromotor M durch das durch den Kühlmittelkreislauf 20 fließende Kühlmittel über das erste Wärmeträgermedium gekühlt oder durch das von dem Wärmeträgermediumerhitzer 33 erwärmte erste Wärmeträgermedium beheizt wird.
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Ferner umfasst der erste Wärmemittelkreislauf 30 den Wärmeträgermediumerhitzer 33, der dazu eingerichtet ist, das durch den ersten Wärmemittelkreislauf 30 fließende erste Wärmeträgermedium zu erwärmen.
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Auf diese Weise ist es möglich, das durch den ersten Wärmemittelkreislauf 30 fließende erste Wärmeträgermedium zu erwärmen. Wenn es also notwendig ist, die Batterie B und den Elektromotor M zu beheizen, beispielsweise wenn das Fahrzeug bei niedrigen Temperaturbedingungen anfängt gefahren zu werden, ist es möglich, die Batterie B und den Elektromotor M durch das erwärmte erste Wärmeträgermedium zu beheizen. Wenn zudem die während des Heizbetriebs vom Außenwärmetauscher 22 aufgenommene Wärmemenge im Kühlmittelkreislauf 20 nicht ausreicht, ist es möglich, die Wärme von dem ersten Wärmeträgermedium über den ersten Wärmeträgermedium-Wärmetauscher 23 in das durch den Kühlmittelkreislauf 20 fließende Kühlmittel aufzunehmen.
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Des Weiteren umfasst der zweite Wärmemittelkreislauf 40 die Wärmeträgermediumdurchflüsse 40e und 40f, die dazu eingerichtet sind, das zweite Wärmeträgermedium unter Umgehung des zweiten Wärmeträgermedium-Wärmetauschers 32 zirkulieren zu lassen, und den Kühler 42, der dazu eingerichtet ist, einen Wärmeaustausch zwischen dem durch die Wärmeträgermediumdurchflüsse 40e und 40f fließenden zweiten Wärmeträgermedium und der Luft außerhalb des Fahrzeuginnenraums durchzuführen.
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Auf diese Weise ist es möglich, die Wärme des zweiten Wärmeträgermediums an die Luft außerhalb des Fahrzeuginnenraums abzugeben und somit den Elektromotor M, ohne den Kühlmittelkreislauf 20 und den ersten Wärmeträgerkreislauf 30 zu verwenden, zu kühlen.
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Des Weiteren ist die Batterie B, die zur Lieferung der elektrischen Energie für den Antrieb des Fahrzeugs eingerichtet ist, an den ersten Wärmemittelkreislauf 30 angeschlossen, und der Elektromotor M für den Antrieb des Fahrzeugs ist an den zweiten Wärmemittelkreislauf 40 angeschlossen.
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Auf diese Weise ist es möglich, in dem Fahrzeug, beispielsweise einem Elektroauto, die Batterie B und den Elektromotor M, die voneinander verschiedene, nutzbare Temperaturbereiche haben, bei unterschiedlichen Temperaturen zu kühlen.
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Hierbei sind in der oben beschriebenen Ausführungsform die Batterie B, als erster wärmeabgebender Körper, und der Elektromotor M, als zweiter wärmeabgebender Körper, als die zu kühlenden Ziele dargestellt, was aber keineswegs einschränkend ist. Beispielsweise kann ein elektrisches Antriebsaggregat oder ein elektronisches Bauteil, wie beispielsweise ein Wandler, als erster wärmeabgebender Körper und der Elektromotor M, als zweiter wärmeabgebender Körper, verwendet werden, solange die Zielkühltemperatur des zweiten wärmeabgebenden Körpers höher als die Zielkühltemperatur des ersten wärmeabgebenden Körpers ist.
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Darüber hinaus wurden in der oben beschriebenen Ausführungsform der erste Wärmeträgermedium-Wärmetauscher 23, der dazu eingerichtet ist, die Wärme des ersten Wärmeträgermediums an das Kühlmittel abzugeben, und der zweite Wärmeträgermedium-Wärmetauscher 32, der dazu eingerichtet ist, die Wärme des zweiten Wärmeträgermediums an das erste Wärmeträgermedium abzugeben, als separate Komponenten dargestellt. Dies ist jedoch keineswegs einschränkend. Es kann ein Wärmeträgermedium-Wärmetauscher mit der Funktion des ersten Wärmeträgermedium-Wärmetauschers 23 und der Funktion des zweiten Wärmeträgermedium-Wärmetauschers 32 verwendet werden.
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Ferner umfasst der zweite Wärmemittelkreislauf 40 in der oben beschriebenen Ausführungsform die Wärmeträgermediumdurchflüsse 40e und 40f, die dazu eingerichtet sind, das zweite Wärmeträgermedium unter Umgehung des zweiten Wärmeträgermedium-Wärmetauschers 32 zirkulieren zu lassen, und den Kühler 42, der dazu eingerichtet ist, einen Wärmeaustausch zwischen der Luft außerhalb des Fahrzeuginnenraums und dem durch die Wärmeträgermediumdurchflüsse 40e und 40f fließenden zweiten Wärmeträgermedium durchzuführen. Wie der zweite Wärmemittelkreislauf 40, kann der erste Wärmemittelkreislauf 30 einen Bypassdurchfluss umfassen, der dazu eingerichtet ist, das Wärmeträgermedium unter Umgehung des ersten Wärmeträgermedium-Wärmetauschers 23 und des zweiten Wärmeträgermedium-Wärmetauschers 32 zirkulieren zu lassen, sowie einen Kühler, der dazu eingerichtet ist, einen Wärmeaustausch zwischen der Luft außerhalb des Fahrzeuginnenraums und dem durch den Bypassdurchfluss fließenden ersten Wärmeträgermedium, durchzuführen.
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Überdies wird bei der oben beschriebenen Ausführungsform Frostschutzlösung als erstes Wärmeträgermedium, das durch den ersten Wärmemittelkreislauf 30 fließt, und als zweites Wärmeträgermedium, das durch den zweiten Wärmemittelkreislauf 40 fließt, verwendet. Dies ist jedoch keineswegs einschränkend. Beispielsweise können Wasser und Öl als erstes Wärmeträgermedium und zweites Wärmeträgermedium verwendet werden, solange es möglich ist, einen Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und dem ersten Wärmeträgermedium sowie zwischen dem ersten Wärmeträgermedium und dem zweiten Wärmeträgermedium durchzuführen.
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Bezugszeichenliste
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- 14
- Wärmeabsorbiereinheit, Innenwärmetauscher
- 15
- Wärmeabgabeeinheit, Innenwärmetauscher
- 20
- Kühlmittelkreislauf
- 21
- Kompressor
- 22
- Außenwärmetauscher
- 23
- erster Wärmeträgermedium-Wärmetauscher, erste Wärmeträgermedium-Wärmeabgabeeinheit
- 30
- erster Wärmemittelkreislauf
- 30f
- Wärmeträgermediumdurchfluss, Bypassdurchfluss
- 32
- zweiter Wärmeträgermedium-Wärmetauscher, zweite Wärmeträgermedium-Wärmeabgabeeinheit
- 33
- Wärmeträgermediumerhitzer, Erhitzer
- 40
- zweiter Wärmemittelkreislauf
- 40e
- Wärmeträgermediumdurchfluss, Bypassdurchfluss
- 40f
- Wärmeträgermediumdurchfluss, Bypassdurchfluss
- 42
- Kühler
- B
- Batterie
- M
- Elektromotor
