DE112019004725T5

DE112019004725T5 - Farhzeug-Klimaanlage

Info

Publication number: DE112019004725T5
Application number: DE112019004725.6T
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Ishizeki; Megumi Shigeta
Original assignee: Sanden Automotive Climate Systems Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2018-09-21
Filing date: 2019-08-08
Publication date: 2021-06-02
Also published as: WO2020059354A1; US20210178860A1; JPWO2020059354A1; CN112714703A

Abstract

Es wird eine Fahrzeug-Klimaanlage bereitgestellt, die in der Lage ist, den Bauraum der im Fahrzeug eingebauten Komponenten einzusparen und die Herstellungskosten zu reduzieren, indem die Wärmequelle im Fahrzeug gemeinsam genutzt wird. Die Fahrzeug-Klimaanlage weist einen Wärmeträgerkreislauf (30) auf, mit dem eine Wärmeträgerheizung(32), die dazu konfiguriert ist, ein Wärmemedium zu erwärmen, und eine Batterie B verbunden sind, um zu ermöglichen, dass die Batterie B durch das durch sie fließende Wärmemedium erwärmt wird. Der Wärmeträgerkreislauf (30) weist eine Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit (16) auf, die stromabwärts der Wärmeträgerheizung (32) und stromaufwärts der Batterie B in einer Wärmeträgerströmungsrichtung vorgesehen ist und dazu konfiguriert ist, die Wärme des Wärmeträgers an die dem Fahrzeugraum zuzuführende Luft abzugeben.

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeug-Klimaanlage, die für ein Fahrzeug einsetzbar ist, das mit einer Komponente ausgestattet ist, deren Betriebstemperatur geregelt werden muss, z. B. eine Batterie zur Versorgung eines Elektromotors mit elektrischer Energie zum Antrieb des Fahrzeugs.
Stand der Technik
Üblicherweise umfasst diese Art von Fahrzeug-Klimaanlage beispielsweise einen Kältemittelkreislauf mit einem Kompressor, einem Innenwärmetauscher, einem Außenwärmetauscher und Expansionsventilen und ist so konfiguriert, dass sie einen Fahrzeugraum kühlt, heizt und entfeuchtet, indem sie dem Fahrzeugraum die Luft zuführt, die einem Wärmeaustausch mit dem Kältemittel im Innenwärmetauscher unterzogen wurde.
Darüber hinaus ist als ein Fahrzeug, das mit dieser Fahrzeug-Klimaanlage ausgestattet ist, ein Elektroauto und ein Hybridauto bekannt, das eine Komponente enthält, deren Betriebstemperatur geregelt werden muss, z. B. eine Batterie zur Versorgung eines Elektromotors als Antriebsquelle.
Dazu wird das im Fahrzeug eingebaute Bauteil, das temperiert werden soll, an einen Wärmeträgerkreislauf angeschlossen, um ein durch den Wärmeträgerkreislauf strömendes Wärmemedium durch eine Wärmeträgerheizung zu erwärmen, so dass das Bauteil durch das erwärmte Wärmemedium erwärmt wird (siehe z. B. Patentliteratur 1).
Zitierliste
Patentliteratur
PTL1: Japanische Patentanmeldung Offenlegungs-Nr. H10-12286
Zusammenfassung der Erfindung
Technische Aufgabe
Das oben beschriebene Fahrzeug benötigt eine Vielzahl von Wärmequellen, z. B. eine Wärmeträgerheizung, die für den Heizbetrieb der Fahrzeug-Klimaanlage verwendet und auch im Wärmeträgerkreislauf eingesetzt wird. Daher benötigt das Fahrzeug viel Platz für die Installation der Vielzahl von Wärmequellen, was gleichzeitig auf Grund der Zunahme der Anzahl an Bauteilen die Herstellungskosten erhöht.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Fahrzeug-Klimaanlage bereitzustellen, die in der Lage ist, den Bauraum der im Fahrzeug eingebauten Komponenten einzusparen und die Herstellungskosten zu reduzieren, indem die Wärmequelle im Fahrzeug gemeinsam genutzt wird.
Lösung der Aufgabe
Zur Erreichung des Ziels ist die erfindungsgemäße Fahrzeug-Klimaanlage zur Einstellung einer Temperatur und einer Luftfeuchtigkeit in einem Fahrzeugraum eingerichtet und umfasst einen Wärmeträgerkreislauf, an den eine Wärmeträgerheizung, die für die Erwärmung eines Wärmemediums eingerichtet ist, und ein Bauteil eines Fahrzeugs angeschlossen sind, damit das Bauteil durch das durchströmende Wärmemedium erwärmt werden kann. Eine Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit ist mit dem Wärmeträgerkreislauf verbunden. Die Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit ist in Bezug auf die Strömungsrichtung des Wärmemediums der Wärmeträgerheizung nach- und dem Bauteil vorgeschaltet und so konfiguriert, dass sie die Wärme des Wärmemediums an die Luft abgibt, die dem Fahrzeugraum zugeführt wird.
Auf diese Weise wird die dem Fahrzeugraum zuzuführende Luft durch das Wärmemedium erwärmt, das von der zur Beheizung der Fahrzeugkomponenten eingerichteten Wärmeträgerheizung erwärmt wurde, und daher ist es möglich, die Wärmeträgerheizung als Wärmequelle für den Heizbetrieb zu nutzen.
Vorteilhafte Wirkung
Gemäß der erfindungsgemäßen Fahrzeug-Klimaanlage kann die Wärmeträgerheizung als Wärmequelle für den Heizbetrieb verwendet werden. Daher ist es möglich, den Heizbetrieb und die Beheizung der Komponenten mit einem einzigen Heizgerät durchzuführen. Folglich ist es möglich, den Bauraum der Komponenten im Fahrzeug einzusparen und die Herstellungskosten zu reduzieren.
Figurenliste

1 zeigt schematisch den Aufbau einer Fahrzeug-Klimaanlage gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 zeigt schematisch die Fahrzeug-Klimaanlage für einen Batteriekühlbetrieb und einen Heizungsunterstützungsbetrieb; und
3 zeigt schematisch die Fahrzeug-Klimaanlage für einen Batterieheiz- und Heizungsunterstützungsbetrieb.

Beschreibung der Ausführungsformen
In den 1 bis 3 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
Eine Fahrzeug-Klimaanlage 1 gemäß der Erfindung ist einsetzbar für ein Fahrzeug wie ein Elektroauto und ein Hybridauto, das durch die Antriebskraft eines Elektromotors angetrieben werden kann.
Das Fahrzeug verfügt über einen Elektromotor zum Antrieb des Fahrzeugs und eine Traktionsbatterie B als Komponente zur Versorgung des Elektromotors mit elektrischer Energie. Die Batterie B erzeugt bei ihrer Verwendung Wärme. Außerdem muss die Batterie B bei Temperaturen in einem vorgegebenen Bereich verwendet werden, um eine vorgegebene Leistung zu erbringen. Dementsprechend muss die Batterie B in Abhängigkeit von der Außenlufttemperatur und den Einsatzbedingungen gekühlt und erwärmt werden. Es ist bevorzugt, dass die Batterie B bei Temperaturen verwendet wird, die beispielsweise in einem Bereich von 10 bis 30 Grad Celsius liegen.
Wie in 1 dargestellt, umfasst diese Fahrzeug-Klimaanlage 1: eine im Fahrzeugraum des Fahrzeugs vorgesehene Klimaeinheit 10; einen Kältemittelkreislauf 20, der zwischen dem Fahrzeugraum und der Außenseite des Fahrzeugraums vorgesehen ist; und einen Wärmeträgerkreislauf 30, durch den ein Wärmemedium zum Absorbieren der von der Batterie B abgegebenen Wärme und zum Erwärmen der Batterie B fließen kann.
Die Klimaeinheit 10 enthält einen Luftstromkanal 11, durch den die dem Fahrzeugraum zugeführte Luft strömen kann. Ein Außenlufteinlass 11a und ein Innenlufteinlass 11b sind am einen Ende des Luftstromkanals 11 vorgesehen. Der Außenlufteinlass 11a ist so konfiguriert, dass die Luft von außerhalb des Fahrzeugraums in den Luftstromkanal 11 strömen kann, und der Innenlufteinlass 11b ist so konfiguriert, dass die Luft aus dem Fahrzeugraum in den Luftstromkanal 11 strömen kann. Unterdessen befinden sich auf der anderen Seite des Luftstromkanals 11 ein Fußauslass, ein Belüftungsauslass und ein Entfrosterauslass (nicht dargestellt). Der Fußauslass ist so konfiguriert, dass er die durch den Luftstromkanal 11 strömende Luft zu den Füßen der Fahrgäste blasen kann. Der Belüftungsauslass ist so konfiguriert, dass die durch den Luftstromkanal 11 strömende Luft zu den Oberkörpern der Fahrgäste strömt. Der Entfrosterauslass ist so konfiguriert, dass die durch den Luftstromkanal 11 strömende Luft auf die Oberfläche des Frontfensters im Fahrzeuginnenraum blasen kann.
Außerdem ist eine Einlassschaltklappe 13 am einen Ende des Luftstromkanals 11 vorgesehen und so konfiguriert, dass sie entweder den Außenlufteinlass 11a oder den Innenlufteinlass 11b öffnen und den anderen schließen kann. Die Einlassschaltklappe 13 kann die Einstellung der Einlässe umschalten zwischen: einem Außenluftzufuhrmodus, um den Innenlufteinlass 11b zu schließen und den Außenlufteinlass 11a zu öffnen; einem Innenluftzirkulationsmodus, um den Außenlufteinlass 11a zu schließen und den Innenlufteinlass 11b zu öffnen; und einem Innen- und Außenluftansaugmodus, um sowohl den Außenlufteinlass 11a als auch den Innenlufteinlass 11b zu öffnen, indem die Einlassschaltklappe 13 zwischen dem Außenlufteinlass 11a und dem Innenlufteinlass 11b angeordnet wird.
Ein Innenraumgebläse 12, wie z. B. ein Schirokko-Ventilator, ist am einen Ende des Luftstromkanals 11 vorgesehen und so konfiguriert, dass die Luft durch den Luftstromkanal 11 vom einen Ende zum anderen Ende strömen kann.
In Luftstromrichtung des Luftstromkanals 11 ist nach dem Innenraumgebläse 12 eine Wärmeabsorptionseinheit 14 vorgesehen. Die Wärmeabsorptionseinheit 14 ist als Innenwärmetauscher so konfiguriert, dass sie die durch den Luftstromkanal 11 strömende Luft kühlt und entfeuchtet. Zusätzlich ist eine der Wärmeabsorptionseinheit 14 in Luftstromrichtung des Luftstromkanals 11 nachgeschaltete Wärmeabgabeeinheit 15 vorgesehen. Die Wärmeabgabeeinheit 15 ist als Innenwärmetauscher so konfiguriert, dass sie die durch den Luftstromkanal 11 strömende Luft erwärmt.
Die Wärmeabgabeeinheit 15 ist auf einer Seite der orthogonalen Richtung des Luftstromkanals 11 angeordnet, und ein Bypass-Strömungskanal 11c für die Wärmeabgabeeinheit ist auf der anderen Seite der orthogonalen Richtung des Luftstromkanals 11 ausgebildet, um die Wärmeabgabeeinheit 15 zu umgehen. Auf der einen Seite der orthogonalen Richtung des Luftstromkanals 11 ist eine Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit 16 zwischen der Wärmeabsorptionseinheit 14 und der Wärmeabgabeeinheit 15 vorgesehen und so konfiguriert, dass sie die dem Fahrzeugraum zuzuführende Luft durch einen Wärmeaustausch zwischen dem durch den Wärmeträgerkreislauf 30 strömenden Wärmemedium und der Luft erwärmt.
Eine Luftmischklappe 17 ist zwischen der Wärmeabsorptionseinheit 14 und der Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit 16 im Luftstromkanal 11 vorgesehen und so konfiguriert, dass sie den Prozentsatz der von der Wärmeabgabeeinheit 15 und der Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit 16 zu erwärmenden Luft steuert, die die Wärmeabsorptionseinheit 14 durchströmt hat. Die Luftmischklappe 17 ist der Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit 16 und dem Bypass-Strömungskanal 11c der Wärmeabgabeeinheit in Luftströmungsrichtung vorgeschaltet und so konfiguriert, dass sie die stromaufwärts gelegene Seite des Bypass-Strömungskanals 11c der Wärmeabgabeeinheit oder der Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit 16 schließt und die andere in der Luftströmungsrichtung öffnet oder sowohl den Bypass-Strömungskanal 11c der Wärmeabgabeeinheit als auch die Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit 16 öffnet, um den Grad der Öffnung der stromaufwärts gelegenen Seite der Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit 16 in der Luftströmungsrichtung einzustellen. Der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 17 beträgt 0 %, wenn die stromaufwärts gelegene Seite der Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit 16 in Luftstromrichtung des Luftstromkanals 11 geschlossen ist und der Bypass-Strömungskanal 11c der Wärmeabgabeeinheit geöffnet ist. Andererseits beträgt der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 17 100 %, wenn die in Luftstromrichtung des Luftstromkanals 11 stromaufwärts gelegene Seite der Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit 16 offen und der Bypass-Strömungskanal 11c der Wärmeabgabeeinheit geschlossen ist.
Der Kältemittelkreislauf 20 umfasst: die Wärmeabsorptionseinheit 14; die Wärmeabgabeeinheit 15; einen Kompressor 21, der so konfiguriert ist, dass er ein Kältemittel komprimiert; einen Außenwärmetauscher 22, der so konfiguriert ist, dass er einen Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der Luft außerhalb des Fahrzeuginnenraums durchführt; einen Wärmeträgerwärmetauscher 23, der so konfiguriert ist, dass er einen Wärmeaustausch zwischen dem durch den Kältemittelkreislauf 20 strömenden Kältemittel und dem durch den Wärmeträgerkreislauf 30 strömenden Wärmeträger durchführt; erste bis dritte Expansionsventile 24a, 24b und 24c mit Öffnungsgraden, die vom vollständigen Schließen bis zum vollständigen Öffnen eingestellt werden können; ein erste und zweite Magnetventile 25a und 25b, die so konfiguriert sind, dass sie den Kältemittelströmungsdurchgang öffnen und schließen; erste und zweite Rückschlagventile 26a und 26b, die so konfiguriert sind, dass sie die Strömungsrichtung des Kältemittels im Kältemittelströmungsdurchgang steuern; und einen Druckspeicher 27, der so konfiguriert ist, dass er zwischen gasförmigem Kältemittel und flüssigem Kältemittel trennt, um zu verhindern, dass das flüssige Kältemittel in den Kompressor 21 gesaugt wird. Diese Komponenten sind z. B. durch ein Aluminiumrohr oder ein Kupferrohr miteinander verbunden. Als Kältemittel, das durch den Kältemittelkreislauf 20 fließt, kann z. B. R-134a verwendet werden.
Genauer gesagt ist die Eingangsseite der Wärmeabgabeeinheit 15, in die das Kältemittel strömt, mit der Druckseite des Kompressors 21 verbunden, aus dem das Kältemittel austritt, wodurch ein Kältemittelströmungskanal 20a gebildet wird. Unterdessen ist die Eingangsseite des Außenwärmetauschers 22, in den das Kältemittel strömt, mit der Ausgangsseite der Wärmeabgabeeinheit 15 verbunden, von der das Kältemittel abgegeben wird, wodurch ein Kältemittelströmungskanal 20b gebildet wird. Das erste Expansionsventil 24a ist im Kältemittelströmungskanal 20b vorgesehen.
Die Eingangsseite der Wärmeabsorptionseinheit 14, in die das Kältemittel einströmt, ist mit der Ausgangsseite des Außenwärmetauschers 22 verbunden, aus dem das Kältemittel austritt, wodurch ein Kältemittelströmungskanal 20c gebildet wird. Das erste Magnetventil 25a und das zweite Expansionsventil 24b sind im Kältemittelströmungskanal 20c in dieser Reihenfolge aufseiten des Außenwärmetauschers 22 vorgesehen. Die Saugseite des Kompressors 21, in die das Kältemittel angesaugt wird, ist mit der Ausgangsseite der Wärmeabsorptionseinheit 14 verbunden, aus der das Kältemittel austritt, wodurch ein Kältemittelströmungskanal 20d gebildet wird. Das zweite Rückschlagventil 26b und der Druckspeicher 27 sind im Kältemittelströmungskanal 20d in dieser Reihenfolge von der Wärmeabsorptionseinheit 14 aus angeordnet. Ein Teil des Kältemittelströmungskanals 20c zwischen dem ersten Rückschlagventil 26a und dem zweiten Expansionsventil 24b ist mit einem Teil des Kältemittelströmungskanals 20b zwischen der Wärmeabgabeeinheit 15 und dem ersten Expansionsventil 24a unter Umgehung des Außenwärmetauschers 22 verbunden, wodurch ein Kältemittelströmungskanal 20e gebildet wird. Das erste Magnetventil 25a ist im Kältemittelströmungskanal 20e vorgesehen. Die Eingangsseite des Wärmeträgerwärmetauschers 23, in die das Kältemittel strömt, ist mit einem Abschnitt des Kältemittelströmungskanals 20e stromabwärts des ersten Magnetventils 25a verbunden, um so einen Kältemittelstromkanal 20f zu bilden. Das dritte Expansionsventil 24c ist im Kältemittelströmungskanal 20f vorgesehen. Ein Teil des Kältemittelstromkanals 20d zwischen dem zweiten Rückschlagventil 26b und dem Druckspeicher 27 ist mit der Ausgangsseite des Wärmeträgerwärmetauschers23 verbunden, aus dem das Kältemittel abgeleitet wird, wodurch ein Kältemittelströmungskanal 20g gebildet wird. Ein Teil des Kältemittelströmungskanals 20d zwischen der Wärmeabsorptionseinheit 14 und dem zweiten Rückschlagventil 26b ist mit einem Teil des Kältemittelströmungskanals 20c zwischen dem Außenwärmetauscher 22 und dem ersten Rückschlagventil 26a verbunden, wodurch ein Kältemittelströmungskanal 20h gebildet wird. Das zweite Magnetventil 25b ist im Kältemittelströmungskanal 20h vorgesehen.
Der Außenwärmetauscher 22 ist ein Wärmetauscher, der aus Rippen und Rohren besteht und außerhalb des Fahrzeugs, z. B. in einem Motorraum, in der Luftstromrichtung von vorne nach hinten angeordnet ist. Ein Außengebläse 22a ist in der Nähe des Außenwärmetauschers 22 vorgesehen, um die Luft außerhalb des Fahrzeugraums in der Richtung von vorne nach hinten zu führen, wenn das Fahrzeug steht.
Der Wärmeträgerkreislauf 30 umfasst: die Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit 16; den Wärmeträgerwärmetauscher 23; erste und zweite Wärmeträgerpumpen 31a und 31b, die so konfiguriert sind, dass sie das Wärmemedium pumpen; eine Wärmeträgerheizung 32, die so konfiguriert ist, dass sie das durch den Wärmeträgerkreislauf 30 fließende Wärmemedium erwärmt; erste bis dritte Wärmeträgerdreiwegeventile 33a, 33b und 33c; und die Batterie B, die so konfiguriert ist, dass sie elektrische Energie speichert und die elektrische Energie an den Elektromotor zum Antrieb des Fahrzeugs liefert. Diese Komponenten sind z. B. durch ein Aluminiumrohr oder ein Kupferrohr verbunden. Als Wärmemedium, das durch den Wärmeträgerkreislauf 30 fließt, kann eine Frostschutzlösung, z. B. Ethylenglykol, verwendet werden.
Genauer gesagt ist die Eingangsseite des ersten Wärmeträgerdreiwegeventils 33a, in die das Wärmemedium einströmt, mit der Druckseite der ersten Wärmeträgerpumpe 31a, aus der das Wärmemedium austritt, verbunden, wodurch ein Wärmeträgerdurchflusskanal 30a gebildet wird. Im Wärmeträgerdurchflusskanal 30a ist die Wärmeträgerheizung 32 vorgesehen. Die Eingangsseite des zweiten Wärmeträgerdreiwegeventils 33b, in das das Wärmemedium einströmt, ist mit einem der beiden Wärmeträgerausgänge des ersten Wärmeträgerdreiwegeventils 33a verbunden, wodurch ein Wärmeträgerdurchflusskanal 30b als Bypass-Durchflusskanal der Wärmeabgabeeinheit gebildet wird. Die Eingangsseite der Batterie B, in die das Wärmemedium fließt, ist mit einem der beiden Wärmeträgerausgänge des zweiten Wärmeträgerdreiwegeventils 33b verbunden, um dadurch einen Wärmeträgerdurchflusskanal 30c zu bilden. Ein Wärmemträgereinlass des dritten Wärmeträgerdreiwegeventils 33c ist mit der Ausgangsseite der Batterie B verbunden, von der das Wärmemedium abgeführt wird, um so einen Wärmeträgerdurchflusskanal 30d zu bilden. Die Saugseite der ersten Wärmeträgerpumpe 31a, in die der Wärmeträger angesaugt wird, ist mit einem der beiden Wärmeträgerausgänge des dritten Wärmeträgerdreiwegeventils 33c verbunden, wodurch ein Wärmeträgerdurchflusskanal 30e gebildet wird. Die Eingangsseite der Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit 16, in die der Wärmeträger einströmt, ist mit dem anderen Wärmeträgerauslass des ersten Wärmeträgerdreiwegeventils 33a verbunden, wodurch ein Wärmeträgerdurchflusskanal 30f gebildet wird. Der Wärmeträgerdurchflusskanal 30b ist mit der Ausgangsseite der Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit 16 verbunden, aus der das Wärmemedium abgeleitet wird, um einen Wärmeträgerdurchflusskanal 30g zu bilden. Der Wärmeträgerdurchflusskanal 30e ist mit dem anderen Wärmeträgerauslass des zweiten Wärmeträgerdreiwegeventils 33b verbunden, wodurch ein Wärmeträgerdurchflusskanal 30h als Komponenten-Bypass-Durchflusskanal gebildet wird. Die Saugseite der zweiten Wärmeträgerpumpe 31b, in die der Wärmeträger angesaugt wird, ist mit dem anderen Wärmeträgerauslass des dritten Wärmeträgerdreiwegeventils 33c verbunden, wodurch ein Wärmeträgerdurchflusskanal 30i gebildet wird. Die Eingangsseite des Wärmeträgerwärmetauschers 23, in die das Wärmeträgermedium einströmt, ist mit der Druckseite der zweiten Wärmeträgerpumpe 31b verbunden, aus der das Wärmeträgermedium abgeführt wird, wodurch ein Wärmeträgerdurchflusskanal 30j gebildet wird. Der Wärmeträgerdurchflusskanal 30c ist mit der Ausgangsseite des Wärmeträgerwärmetauschers 23, aus dem das Wärmemedium abgeführt wird, verbunden, wodurch ein Wärmeträgerdurchflusskanal 30k gebildet wird. Das erste Wärmeträgerdreiwegeventil 33a schaltet zwischen dem Wärmeträgerdurchflusskanal 30b und dem Wärmeträgerdurchflusskanal 30f, mit dem der Wärmeträgerdurchflusskanal 30a in Verbindung steht. Das zweite Wärmeträgerdreiwegeventil 33b schaltet zwischen dem Wärmeträgerdurchflusskanal 30c und dem Wärmeträgerdurchflusskanal 30h, mit dem der Wärmeträgerdurchflusskanal 30b in Verbindung steht. Das dritte Wärmeträgerdreiwegeventil 33c schaltet zwischen dem Wärmeträgerdurchflusskanal 30e und dem Wärmeträgerdurchflusskanal 30i, mit dem der Wärmeträgerdurchflusskanal 30d in Verbindung steht.
Die Fahrzeug-Klimaanlage 1 mit der oben beschriebenen Konfiguration regelt die Temperatur und die Feuchtigkeit der Luft im Fahrzeuginnenraum, indem es die Klimaeinheit 10 und den Kältemittelkreislauf 20 verwendet.
Zum Beispiel wird für den Kühlbetrieb zur Reduzierung der Temperatur des Fahrzeuginnenraums das Innenraumgebläse 12 betätigt und der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 17 in der Klimaeinheit 10 auf 0 % eingestellt. Außerdem wird der Kompressor 21 betätigt, während das erste Expansionsventil 24a vollständig geöffnet ist, das zweite Expansionsventil 24b mit einem vorgegebenen Öffnungsgrad geöffnet ist, das dritte Expansionsventil 24c vollständig geschlossen ist, das erste Magnetventil 25a geschlossen ist und das zweite Magnetventil 25b im Kältemittelkreislauf 20 geschlossen ist.
Auf diese Weise strömt das vom Kompressor 21 abgegebene Kältemittel durch den Kältemittelkreislauf 20 in der Reihenfolge des Kältemittelströmungskanals 20a, der Wärmeabgabeeinheit 15, des Kältemittelströmungskanals 20b, des Außenwärmetauschers 22, des Kältemittelströmungskanals 20c, der Wärmeabsorptionseinheit 14 und der Kältemittelströmungskanäle 20d und wird in den Kompressor 21 gesaugt, wie durch durchgezogene Pfeile in 1 angedeutet.
Das durch den Kältemittelkreislauf 20 strömende Kältemittel gibt die Wärme in der Wärmeabgabeeinheit 15 nicht ab, da der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 17 0% beträgt, sondern gibt die Wärme im Außenwärmetauscher 22 ab und nimmt die Wärme in der Wärmeabsorptionseinheit 14 auf.
Die durch den Luftstromkanal 11 strömende Luft wird einem Wärmeaustausch mit dem Kältemittel, das die Wärme in der Wärmeabsorptionseinheit 14 aufnimmt, unterzogen, also abgekühlt, und bläst dann in den Fahrzeugraum.
Zusätzlich wird z. B. für den Kühl- und Entfeuchtungsbetrieb zur Reduzierung der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit im Fahrzeuginnenraum der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 17 der Klimaeinheit 10 im Kältemitteldurchflusskanal im Kältemittelkreislauf 20 auf einen Wert größer als 0 % eingestellt.
Auf diese Weise gibt das durch den Kältemittelkreislauf 20 strömende Kältemittel die Wärme in der Wärmeabgabeeinheit 15 und dem Außenwärmetauscher 22 ab und nimmt die Wärme in der Wärmeabsorptionseinheit 14 auf.
Die durch den Luftstromkanal 11 strömende Luft wird durch den Wärmeaustausch mit dem wärmeaufnehmenden Kältemittel in der Wärmeabsorptionseinheit 14 entfeuchtet und abgekühlt und in der Wärmeabgabeeinheit 15 auf die Soll-Ausblastemperatur erwärmt und dann in den Fahrzeuginnenraum geblasen.
Darüber hinaus wird z. B. für den Heiz- und Entfeuchtungsbetrieb zur Verringerung der Luftfeuchtigkeit und zur Erhöhung der Temperatur des Fahrzeuginnenraums der Öffnungsgrad des ersten Expansionsventils 24a auf einen vorbestimmten Wert eingestellt, der kleiner ist als die volle Öffnung im Kältemitteldurchflusskanal im Kältemittelkreislauf 20 für den Kühlbetrieb. Zusätzlich wird der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 17 der Klimaeinheit 10 auf einen Wert größer als 0 % eingestellt.
Auf diese Weise gibt das durch den Kältemittelkreislauf 20 strömende Kältemittel die Wärme in der Wärmeabgabeeinheit 15 ab und nimmt die Wärme im Außenwärmetauscher 22 und in der Wärmeabsorptionseinheit 14 auf.
Die durch den Luftstromkanal 11 der Klimaeinheit 10 strömende Luft wird durch den Wärmeaustausch mit dem wärmeaufnehmenden Kältemittel in der Wärmeabsorptionseinheit 14 entfeuchtet und abgekühlt und in der Wärmeabgabeeinheit 15 auf die Soll-Ausblastemperatur erwärmt und dann in den Fahrzeuginnenraum geblasen.
Währenddessen wird z. B. für den Heizbetrieb zur Erhöhung der Temperatur des Fahrzeuginnenraums das Innenraumgebläse 12 betätigt und der Öffnungsgrad der Luftmischklappe 17 in der Klimaeinheit 10 auf einen Wert größer als 0 % eingestellt. Außerdem wird der Kompressor 21 betätigt, während das erste Expansionsventil 24a mit einem vorbestimmten Öffnungsgrad geöffnet ist, der kleiner als der volle Öffnungsgrad ist, das zweite Expansionsventil 24b und das dritte Expansionsventil 24c vollständig geschlossen sind, das erste Magnetventil 25a geschlossen ist und das zweite Magnetventil 25b im Kältemittelkreislauf 20 geöffnet ist.
Auf diese Weise strömt das vom Kompressor 21 abgegebene Kältemittel durch den Kältemittelkreislauf 20 in der Reihenfolge des Kältemittelströmungskanals 20a, der Wärmeabgabeeinheit 15, des Kältemittelströmungskanals 20b, des Außenwärmetauschers 22, eines Teils des Kältemittelströmungskanals 20c, des Kältemittelströmungskanals 20h und eines Teils des Kältemittelströmungskanals 20d und wird in den Kompressor 21 gesaugt, wie durch gestrichelte Pfeile in 1 angedeutet.
Das durch den Kältemittelkreislauf 20 strömende Kältemittel gibt die Wärme in der Wärmeabgabeeinheit 15 ab und nimmt die Wärme im Außenwärmetauscher 22 auf.
Die durch den Luftstromkanal 11 der Klimaeinheit 10 strömende Luft wird nicht einem Wärmeaustausch mit dem Kältemittel in der Wärmeabsorptionseinheit 14, sondern einem Wärmeaustausch mit dem wärmeabgebenden Kältemittel in der Wärmeabgabeeinheit 15 unterzogen und somit erwärmt und bläst dann in den Fahrzeugraum.
Außerdem gibt es einen Fall, in dem die Batterie B beheizt werden muss, z. B. wenn das Fahrzeug bei niedriger Temperatur zum Fahren gestartet wird. In dem Fall, in dem die Batterie B beheizt werden muss, führt die Fahrzeug-Klimaanlage 1 einen Batterieheizvorgang durch.
Für den Batterieheizbetrieb ist der Durchflussweg des ersten Wärmeträgerdreiwegeventils 33a auf den Wärmeträgerdurchflusskanal 30b, der Durchflussweg des zweiten Wärmeträgerdreiwegeventils 33b auf den Wärmeträgerdurchflusskanal 30c, der Durchflussweg des dritten Wärmeträgerdreiwegeventils 33c auf den Wärmeträgerdurchflusskanal 30e eingestellt, die zweite Wärmeträgerpumpe 31b ist nicht angesteuert, und die erste Wärmeträgerpumpe 31a und die Wärmeträgerheizung 32 sind im Wärmeträgerkreislauf 30 angesteuert.
Auf diese Weise fließt das von der ersten Wärmeträgerpumpe 31a abgegebene Wärmemedium durch den Wärmeträgerkreislauf 30 in der Reihenfolge des Wärmeträgerdurchflusskanals 30a, des Wärmeträgerheizung 32, der Wärmeträgerdurchflusskanäle 30b und 30c, der Batterie B und der Wärmeträgerdurchflusskanäle 30d und 30e und wird in die erste Wärmeträgerpumpe 31a gesaugt, wie durch durchgezogene Pfeile in 1 angedeutet.
Das durch den Wärmeträgerkreislauf 30 fließende Wärmemedium wird durch die Wärmeträgerheizung 32 erwärmt. Die Batterie B wird durch das von der Wärmeträgerheizung 32 erwärmte Wärmemedium aufgeheizt.
Unterdessen gibt es einen Fall, in dem die Batterie B gekühlt werden muss, weil die Batterie B während des Fahrens des Fahrzeugs Wärme abgibt. In dem Fall, in dem die Batterie B gekühlt werden muss, während die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit des Fahrzeuginnenraums mit Hilfe der Klimaeinheit 10 und des Kältemittelkreislaufs 20 eingestellt werden, führt die Fahrzeugklimaanlage 1 einen Batteriekühlungsvorgang durch, um die Batterie B zu kühlen.
Für den Batteriekühlbetrieb ist das dritte Expansionsventil 24c auf einen vorbestimmten Öffnungsgrad im Kältemittelkreislauf 20 für die Vorgänge außer dem Heizbetrieb eingestellt; und das dritte Expansionsventil 24c ist auf einen vorbestimmten Öffnungsgrad eingestellt, und das erste Magnetventil 25a ist im Kältemittelkreislauf 20 für den Heizbetrieb geöffnet. Außerdem wird für den Batteriekühlbetrieb der Strömungsweg des zweiten Wärmeträgerdreiwegeventils 33b auf den Wärmeträgerdurchflusskanal 30h eingestellt; der Strömungsweg des dritten Wärmeträgerdreiwegeventils 33c wird auf den Wärmeträgerdurchflusskanal 30i eingestellt; und die zweite Wärmeträgerpumpe 31b wird im Wärmeträgerkreislauf 30 betätigt.
Wie in 2 dargestellt, strömt das Kältemittel im Kältemittelkreislauf 20 durch den Kältemittelströmungskanal 20f, strömt in den Wärmeträgerwärmetauscher 23, nimmt die Wärme im Wärmeträgerwärmetauscher 23 auf, strömt durch den Kältemittelströmungskanal 20g, strömt in den Wärmeträgerströmungskanal 20d und dort zusammen und wird dann in den Kompressor 21 gesaugt.
Währenddessen fließt das von der zweiten Wärmeträgerpumpe 31b abgegebene Wärmeträgermedium durch den Wärmeträgerkreislauf 30 in der Reihenfolge des Wärmeträgerdurchflusskanal 30j, des Wärmeträgerwärmetauschers 23, der Wärmeträgerdurchflusskanäle 30k und 30c, der Batterie B und der Wärmeträgerdurchflusskanäle 30d und 30i als ein erster zirkulierender Strömungsweg und wird dann in die zweite Wärmeträgerpumpe 31b gesaugt, wie durch gestrichelte Pfeile in 2 angedeutet. Das durch den Wärmeträgerkreislauf 30 strömende Wärmemedium wird durch die von der Batterie B abgegebene Wärme erwärmt und durch einen Wärmeaustausch mit dem die Wärme aufnehmenden Kältemittel im Wärmeträgerwärmetauscher 23 abgekühlt.
Die Batterie B wird durch das Wärmeträgermedium gekühlt, nachdem es im Wärmeträgerwärmetauscher 23 dem Wärmeaustausch mit dem Kältemittel unterzogen wurde.
Während des Heizbetriebs unter der Bedingung einer niedrigen Temperatur gibt es einen Fall, in dem die Temperatur des Fahrzeugraums nicht eine voreingestellte Temperatur sein kann, weil die Menge der von der Wärmeabgabeeinheit 15 abgegebenen Wärme unzureichend ist. In dem Fall, in dem die von der Wärmeabgabeeinheit 15 abgegebene Wärmemenge nicht ausreicht, während der Heizbetrieb unter Verwendung der Klimaeinheit 10 und des Kältemittelkreislaufs 20 durchgeführt wird, führt die Fahrzeug-Klimaanlage 1 einen Heizhilfsbetrieb zur Unterstützung des Heizbetriebs durch.
Für den Heizungsunterstützungsbetrieb wird der Durchflussweg des ersten Wärmeträgerdreiwegeventils 33a auf den Wärmeträgerdurchflusskanal 30f, der Durchflussweg des zweiten Wärmeträgerdreiwegeventils 33b wird auf den Wärmeträgerdurchflusskanal 30h eingestellt und die erste Wärmeträgerpumpe 31a und die Wärmeträgerheizung 32 werden im Wärmeträgerkreislauf 30 betätigt.
Das von der ersten Wärmeträgerpumpe 31a abgegebene Wärmemedium fließt durch den Wärmeträgerkreislauf 30 in der Reihenfolge des Wärmeträgerdurchflusskanals 30a, des Wärmeträgerheizung 32, des Wärmeträgerdurchflusskanals 30f, der Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit 16 und der Wärmeträgerdurchflusskanäle 30g, 30b, 30h und 30e als ein zweiter zirkulierender Strömungspfad und wird dann in die erste Wärmeträgerpumpe 31a gesaugt, wie durch durchgezogene Pfeile in 2 angezeigt.
Das durch den Wärmeträgerkreislauf 30 fließende Wärmemedium wird durch die Wärmeträgerheizung 32 erwärmt. Das durch die Wärmeträgerheizung 32 erwärmte Wärmemedium fließt nicht durch die Seite der Batterie B und gibt die Wärme in der Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit 16 ab.
Die durch den Luftstromkanal 11 der Klimaeinheit 10 strömende Luft wird durch einen Wärmeaustausch mit dem wärmeabgebenden Wärmeträger in der Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit 16 erwärmt und in der Wärmeabgabeeinheit 15 auf die Ausblas-Solltemperatur erwärmt und dann in den Fahrzeugraum geblasen.
Wie in 2 dargestellt, können im Wärmeträgerkreislauf 30 der erste Umwälzstrompfad für den Batteriekühlbetrieb und der zweite Umwälzstrompfad für den Heizungsunterstützungsbetrieb gleichzeitig eingestellt werden, um das Wärmemedium jeweils hindurchfließen zu lassen. Alternativ wird im Wärmeträgerkreislauf 30 eine der ersten Wärmeträgerpumpe 31a und der zweiten Wärmeträgerpumpe 31b angesteuert, um das Wärmemedium durch den ersten Umwälzstrompfad bzw. den zweiten Umwälzstrompfad fließen zu lassen.
Außerdem führt die Fahrzeug-Klimaanlage 1 in einem Fall, in dem die Batterie B aufgeheizt werden muss und die von der Wärmeabgabeeinheit 15 abgegebene Wärmemenge nicht ausreicht, während der Heizvorgang unter Verwendung der Klimaeinheit 10 und des Kältemittelkreislaufs 20 durchgeführt wird, einen Batterieheiz- und Heizhilfsbetrieb durch, um die Batterie B aufzuheizen und den Heizvorgang zu unterstützen.
Für den Batterieheizungs- und Heizhilfsbetrieb ist der Durchflussweg des ersten Wärmeträgerdreiwegeventils 33a auf den Wärmeträgerdurchflusskanal 30f, der Durchflussweg des zweiten Wärmeträgerdreiwegeventils 33b auf den Wärmeträgerdurchflusskanal 30c und der Durchflussweg des dritten Wärmeträgerdreiwegeventils 33c auf den Wärmeträgerdurchflusskanal 30e im Wärmeträgerkreislauf 30 eingestellt. Außerdem wird für den Batterieheizungs- und Heizhilfsbetrieb die zweite Wärmeträgerpumpe 31b nicht betätigt, sondern die erste Wärmeträgerpumpe 31a und die Wärmeträgerheizung 32 werden betätigt.
Das von der ersten Wärmeträgerpumpe 31a abgegebene Wärmemedium fließt durch den Wärmeträgerkreislauf 30 in der Reihenfolge des Wärmeträgerdurchflusskanals 30a, der Wärmeträgerheizung 32, des Wärmeträgerdurchflusskanals 30f, der Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit 16, der Wärmeträgerdurchflusskanäle 30g, 30b und 30c, der Batterie B und der Wärmeträgerdurchflusskanäle 30d und 30e und wird in die erste Wärmeträgerpumpe 31a gesaugt, wie durch durchgezogene Linien in 3 angezeigt.
Das durch den Wärmeträgerkreislauf 30 fließende Wärmemedium wird durch die Wärmeträgerheizung 32 erwärmt. Das durch die Wärmeträgerheizung 32 erwärmte Wärmemedium gibt die Wärme in der Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit 16 ab und gibt dann die Wärme in der Batterie B ab. Die Temperatur des Wärmemediums, das zum Beheizen der Batterie B benötigt wird, ist niedriger als die Temperatur des Wärmemediums, das in der Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit 16 benötigt wird. Daher wird die Batterie B mit dem Wärmeträger versorgt, der die Wärme bereits in der Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit16 abgegeben hat.
Die durch den Luftstromkanal 11 der Klimaeinheit 10 strömende Luft wird durch einen Wärmeaustausch mit dem wärmeabgebenden Wärmeträger in der Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit 16 erwärmt und in der Wärmeabgabeeinheit 15 auf die Ausblas-Solltemperatur erwärmt und dann in den Fahrzeugraum geblasen.
Darüber hinaus wird während des Heizbetriebs, wenn der Kompressor 21 aufgrund einer Störung usw. gestoppt wird, und somit das Fließen des Kältemittels durch den Kältemittelkreislauf 20 gestoppt wird, ein vorläufiger Heizbetrieb unter Verwendung des Wärmeträgerkreislaufs 30 durchgeführt. Für den vorläufigen Heizbetrieb fließt das von der Wärmeträgerheizung 32 erwärmte Wärmemedium nicht durch die Seite der Batterie B und gibt die Wärme in der Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit 16 ab, auf die gleiche Weise wie der Heizhilfsbetrieb.
Auf diese Weise umfasst die Fahrzeug-Klimaanlage gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Wärmeträgerkreislauf 30, mit dem die zum Erwärmen des Wärmemediums konfigurierte Wärmeträgerheizung 32 und die Batterie B verbunden sind, um die Erwärmung der Batterie B durch das hindurchströmende Wärmemedium zu ermöglichen. Die Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit 16 ist mit dem Wärmeträgerkreislauf 30 verbunden, der stromabwärts von der Wärmeträgerheizung 32 und stromaufwärts von der Batterie B in der Strömungsrichtung des Wärmemediums vorgesehen ist und so konfiguriert ist, dass er die Wärme aus dem Wärmemedium an die dem Fahrzeugraum zuzuführende Luft abgibt.
Auf diese Weise ist es möglich, die Wärmeträgerheizung 32 als Wärmequelle für den Heizbetrieb zu verwenden und somit den Heizbetrieb und die Beheizung der Batterie B mit einer einzigen Heizung durchzuführen. Dadurch ist es möglich, den Bauraum der Komponenten des Fahrzeugs zu sparen und die Herstellungskosten zu reduzieren.
Zusätzlich enthält der Wärmeträgerkreislauf 30 den Wärmeträgerdurchflusskanal 30h als Komponenten-Bypass-Durchflusskanal, um den Wärmeträger unter Umgehung der Batterie B hindurchfließen zu lassen.
Auf diese Weise ist es möglich, die durch den Luftstromkanal 11 strömende Luft zu erwärmen, ohne die Batterie B zu erwärmen, und somit Probleme zu vermeiden, die durch eine zu starke Erwärmung der Batterie B verursacht werden.
Darüber hinaus enthält der Wärmeträgerkreislauf 30 den Wärmeträgerdurchflusskanal 30b als Bypass-Durchflusskanal für die Wärmeabgabeeinheit, um den Wärmeträger unter Umgehung der Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit 16 fließen zu lassen.
Auf diese Weise ist es möglich, die Batterie B zu erwärmen, ohne die Wärme von der Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit 16 freizugeben. Daher ist es möglich, die Leistung der Wärmeträgerheizung 32 zu reduzieren, wenn die von der Wärmeabgabeeinheit 15 abgegebene Wärmemenge nicht unzureichend ist, und folglich den Energieverbrauch zu senken.
Außerdem ist der Wärmeträgerwärmetauscher 23, der zur Kühlung des Wärmeträgers durch einen Wärmeaustausch mit dem durch den Kältemittelkreislauf 20 strömenden Kältemittel konfiguriert ist, an den Wärmeträgerkreislauf 30 angeschlossen.
Auf diese Weise ist es möglich, die Batterie B über den einen Wärmeträgerkreislauf 30 zu heizen und zu kühlen. Dadurch ist es möglich, den Bauraum der Komponenten des Fahrzeugs zu sparen und die Herstellungskosten zu reduzieren.
Darüber hinaus können im Wärmeträgerkreislauf 30 der erste Umwälzstrompfad zur Zirkulation des Wärmeträgers zwischen der Batterie B und dem Wärmeträgerwärmetauscher 23 und der zweite Umwälzstrompfad zur Zirkulation des Wärmeträgers zwischen der Wärmeträgerheizung 32 und der Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit 16 gleichzeitig eingestellt werden.
Auf diese Weise ist es möglich, im Wärmeträgerkreislauf 30 die dem Fahrzeugraum zuzuführende Luft zu erwärmen und gleichzeitig die Batterie B zu kühlen. Somit ist es möglich, den Komfort der Fahrgäste zu verbessern und gleichzeitig die Leistung des Fahrzeugs zu erhalten.
Außerdem ist die Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit 16 stromaufwärts der Wärmeabgabeeinheit 15 im Luftstromkanal 11 vorgesehen.
Auf diese Weise kann die Luft, die eine relativ niedrige Temperatur hat, bevor sie in der Wärmeabgabeeinheit 15 erwärmt wird, durch das Wärmemedium erwärmt werden. Daher ist es möglich, die Notwendigkeit einer Hochleistungs-Heizung für das Wärmemedium zu eliminieren, um das Wärmemedium auf eine hohe Temperatur zu erhitzen, und folglich die Herstellungskosten zu reduzieren.
Darüber hinaus ist die Vorheizfunktion vorgesehen, um die dem Fahrzeugraum zuzuführende Luft zu erwärmen, indem das von der Wärmeträgerheizung 32 erwärmte Wärmemedium durch die Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit 16 strömt, während die Strömung des Kältemittels im Kältemittelkreislauf 20 unterbrochen wird.
Auf diese Weise ist es möglich, selbst wenn der Kompressor 21 aufgrund einer Fehlfunktion usw. gestoppt wird, um den Durchfluss des Kältemittels durch den Kältemittelkreislauf 20 zu stoppen, den Fahrzeugraum weiterhin durch die Wärmeträgerheizung 32 zu beheizen. Folglich ist es möglich, eine solche Situation zu vermeiden, dass der Fahrzeugraum unter der Bedingung einer niedrigen Temperatur nicht beheizt werden kann.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Batterie B als eine Komponente des Fahrzeugs dargestellt, bei der die Temperatur angepasst werden muss, was aber keineswegs einschränkend ist. Als Komponenten des Fahrzeugs, bei denen die Temperatur eingestellt werden müssen, können beispielsweise eine Stromversorgungseinrichtung wie ein Umrichter, ein elektronisches Teil und ein Elektromotor in Frage kommen. Darüber hinaus können mehrere Komponenten des Fahrzeugs parallel miteinander verbunden sein, um die Temperaturen entsprechend anzupassen.
Außerdem wird bei der oben beschriebenen Ausführungsform die Frostschutzlösung als das durch den Wärmeträgerkreislauf 30 fließende Wärmemedium verwendet, was aber keineswegs einschränkend ist. Beispielsweise können Wasser und Öl als Wärmeträger verwendet werden, solange es einem Wärmeaustausch mit dem Kältemittel im Wärmeträgerwärmetauscher 23 unterzogen werden kann und auch einem Wärmeaustausch mit der Luft in der Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit 16 unterzogen werden kann.
Außerdem wird bei der oben beschriebenen Ausführungsform die unzureichende Wärmemenge des Heizbetriebs unter Verwendung der Klimaeinheit 10 und des Kältemittelkreislaufs 20 durch die an den Wärmeträgerkreislauf 30 angeschlossene Wärmeträgerheizung kompensiert, was aber keineswegs einschränkend ist. Beispielsweise kann der Wärmeträgerkreislauf 30 gemäß der Ausführungsform in einer nur kühlenden Fahrzeug-Klimaanlage eingesetzt werden, und die Wärmeträgerheizung kann als Wärmequelle für den Heizbetrieb verwendet werden.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug-Klimaanlage,
10: Klimaeinheit,
11: Luftstromkanal,
14: Wärmeabsorptionseinheit,
15: Wärmeabgabeeinheit,
16: Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit,
20: Kältemittelkreislauf,
21: Kompressor,
22: Außenwärmetauscher,
23: Wärmeträgerwärmetauscher ,
30: Wärmeträgerkreislauf,
31: Wärmeträgerpumpen,
32: Wärmeträgerheizung,
B: Batterie.

Claims

Eine Fahrzeug-Klimaanlage (1), die dazu konfiguriert ist, eine Temperatur und eine Feuchtigkeit der Luft in einem Fahrzeugraum einzustellen, wobei die Fahrzeug-Klimaanlage(1) einen Wärmeträgerkreislauf(30) aufweist, mit dem eine Wärmeträgerheizung(32), die dazu konfiguriert ist, ein Wärmemedium zu erwärmen, und eine Komponente eines Fahrzeugs verbunden sind, um es zu ermöglichen, dass die Komponente durch das hindurchströmende Wärmemedium erwärmt wird, und eine Wärmeabgabeeinheit (16), die mit dem Wärmeträgerkreislauf (30) verbunden ist, wobei die Wärmeabgabeeinheit (16) stromabwärts von der Wärmeträgerheizung(32) und stromaufwärts von der Komponente in einer Strömungsrichtung des Wärmemediums vorgesehen ist und dazu konfiguriert ist, Wärme von dem Wärmemedium an die Luft abzugeben, die dem Fahrzeugraum zuzuführen ist.
Fahrzeug-Klimaanlage (1) nach Anspruch 1, wobei der Wärmeträgerkreislauf (30) einen Komponenten-Bypass-Durchflusskanal aufweist, der dazu konfiguriert ist, dass das Wärmemedium unter Umgehung der Komponente durch ihn hindurchfließt.
Fahrzeug-Klimaanlage(1) nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei der Wärmeträgerkreislauf(30) einen Bypass-Durchflusskanal für die Wärmeabgabeeinheit aufweist, der dazu konfiguriert ist, dass das Wärmemedium unter Umgehung der Wärmeabgabeeinheit (16) durch ihn hindurchfließt.
Fahrzeug-Klimaanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner einen Kältemittelkreislauf (20) aufweist mit: einem Kompressor (21); einem Innenwärmetauscher; einem Außenwärmetauscher (22); und Expansionsventilen (24a, 24b, 24c), wobei die dem Fahrzeugraum zugeführte Luft durch einen Wärmeaustausch mit einem Kältemittel im Innenwärmetauscher gekühlt oder erwärmt wird, und ein Wärmeträgerwärmetauscher (23), der zum Kühlen des Wärmeträgers durch den Wärmeaustausch mit dem durch den Kältemittelkreislauf (20) strömenden Kältemittel konfiguriert ist, mit dem Wärmeträgerkreislauf (30) verbunden ist.
Fahrzeug-Klimaanlage (1) nach Anspruch 4, wobei: die Wärmeabgabeeinheit (16) und der Wärmeträgerwärmetauscher (23) parallel zueinander an den Wärmeträgerkreislauf (30) angeschlossen sind; und ein erster Umwälzstrompfad zum Zirkulieren des Wärmemediums zwischen dem Bauteil und dem Wärmeträgerwärmetauscher (23) und ein zweiter Umwälzstrompfad zum Zirkulieren des Wärmemediums zwischen der Wärmeträgerheizung (32) und der Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit (16) gleichzeitig in den Wärmeträgerkreislauf (30) eingestellt werden können.
Fahrzeugklimaanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit (16) stromaufwärts des Innenwärmetauschers angeordnet ist, der als Wärmeabgabeeinheit (15) in einem Luftströmungskanal der dem Fahrzeugraum zuzuführenden Luft fungiert.
Fahrzeug-Klimaanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einer Vorheizfunktion zum Erwärmen der dem Fahrzeugraum zuzuführenden Luft, indem das von der Wärmeträgerheizung (32) erwärmte Wärmemedium durch die Wärmeträgerwärmeabgabeeinheit (16) strömt, während die Strömung des Kältemittels im Kältemittelkreislauf (20) gestoppt wird.