DE112019006489T5

DE112019006489T5 - Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung

Info

Publication number: DE112019006489T5
Application number: DE112019006489.4T
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Kawano; Yoshiki Kato; Masamichi Makihara; Takahiro Maeda; Kuniyoshi TANIOKA; Toru Okamura; Naoya Makimoto
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2019-11-15
Publication date: 2021-11-04
Also published as: JP2020104670A; JP7215162B2; US11833887B2; WO2020137233A1; CN113226814A; CN113226814B; US20210316594A1

Abstract

Eine Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung (1) hat ein Kühlzyklussystem (10), einen Hochtemperaturwärmemediumkreislauf (20) und einen Niedrigtemperaturwärmemediumkreislauf (40). Der Hochtemperaturwärmemediumkreislauf (20) hat einen Luft-Wärmemedium-Wärmetauscher (21, 35), einen Heizeinrichtungskern (22), einen Verzweigungsabschnitt (24), einen gemeinsamen Kanal (23), eine Strömungsrateneinstelleinrichtung (30) und eine Hilfswärmequelle (26, 36). Der Luft-Wärmemedium-Wärmetauscher (21, 35) tauscht Wärme zwischen dem Wärmemedium und einer Außenluft aus. Der Heizeinrichtungskern (22) ist parallel zu dem Luft-Wärmemedium-Wärmetauscher angeordnet und bewirkt, dass das Wärmemedium Wärme zu einer Belüftungsluft überträgt. Der Verzweigungsabschnitt teilt eine Strömung des Wärmemediums in eine Strömung zu dem Luft-Wärmemedium-Wärmetauscher und eine Strömung zu dem Heizeinrichtungskern. Die Hilfswärmequelle ist in dem gemeinsamen Kanal an einer Position stromaufwärtig des Verzweigungsabschnitts angeordnet.

Description

QUERVERWEIS AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf der am 27. Dezember 2018 angemeldeten Japanischen Patentanmeldung JP 2018-244749 und beansprucht deren Priorität, wobei auf deren Inhalt hierbei Bezug genommen wird.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung (Fahrzeugklimaanlage).
HINTERGRUND DES STANDS DER TECHNIK
Im Stand der Technik kann in einer Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung ein Wärmetauscher, der Wärme von Außenluft absorbiert, einfrieren, und es ist bekannt, dass eine Erwärmungskapazität (Erwärmungsleistungsvermögen) durch ein durch Einfrieren bewirktes Verringern eines Wärmeaustauschvermögens gesenkt wird. Als eine Technik für diese Angelegenheit ist eine in Patentdokument 1 beschriebene Technik bekannt.
In Patentdokument 1 werden ein Erwärmen und Auftauen eines Radiators durch einen Heizeinrichtungskern verwirklicht, indem das Einströmen und Ausströmen eines Kühlmittels zwischen einem ersten Heißwasserkreislauf, der einen Verbrennungsmotor umfasst, und einem zweiten Heißwasserkreislauf geschaltet wird, der eine Erwärmungsvorrichtung, den Heizeinrichtungskern, einen Wasserkühlkondensator, einen Radiator und eine Kühleinrichtung umfasst. Wenn in Patentdokument 1 die Wärme des ersten Heißwasserkreislaufes für das Auftauen nicht ausreichend ist, wird das Kühlmittel durch die Erwärmungsvorrichtung erwärmt, um eine für das Auftauen des Radiators erforderliche Wärmemenge zu kompensieren.
DOKUMENTE DES STANDS DER TECHNIK
PATENTDOKUMENTE
Patentdokument 1: JP 2017-128223 A
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Wenn jedoch in Patentdokument 1 das Auftauen des Radiators ausgeführt wird, tritt das Kühlwasser durch viele Vorrichtungen inklusive den Heizeinrichtungskern zwischen der Erwärmungsvorrichtung, die als eine Hilfswärmequelle angeordnet ist, und den Radiator, der aufzutauen ist. Der Weg des Kühlmittels von der Erwärmungsvorrichtung des Radiators ist demzufolge lang. Daher nimmt die durch die Erwärmungsvorrichtung hinzugefügte Wärmemenge in einem Prozess bis zum Erreichen des Radiators ab, der die aufzutauende Vorrichtung ist. Es wird erachtet, dass in Patentdokument 1 die Wärmemenge der Erwärmungsvorrichtung beim Auftauen des Radiators nicht effektiv genutzt werden kann.
Wenn in Patentdokument 1 das Auftauen des Radiators ausgeführt wird, ist die Durchtrittskonfiguration (Wegkonfiguration) derart, dass das Kühlmittel den Radiator nicht erreichen kann, wenn das Kühlmittel nicht durch den Heizeinrichtungskern tritt. Daher ist es schwierig, wahlweise das Auftauen des Radiators auszuführen, und die Wärme der Hilfswärmequelle geht in dem Heizeinrichtungskern beim Auftauen des Radiators verloren.
Verschiedene Wärmequellen, die für ein Erwärmen und Auftauen zur Verfügung stehen, sind in einem Fahrzeug vorhanden. In Abhängigkeit von den Charakteristika jeder Wärmequelle wird erachtet, dass effiziente Anwendungsaspekte sich voneinander als die Hilfswärmequelle für das Erwärmen und Auftauen unterscheiden.
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf diese Punkte gemacht worden, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung zu schaffen, die effizient durch eine Hilfswärmequelle erzeugte Wärme nutzen kann, wenn ein Erwärmen oder Auftauen einer Fahrzeugkabine ausgeführt wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung hat eine Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung (Fahrzeugklimaanlage) ein Kühlzyklussystem, einen Hochtemperatur-Wärmemediumkreislauf und einen NiedrigtemperaturWärmemediumkreislauf. Das Kühlzyklussystem umfasst einen Kompressor, einen Wärmemedium-Kühlmittel-Wärmetauscher, eine Entspannungseinrichtung (Dekompressor) und eine Wärmeabsorbiereinrichtung.
Der Kompressor ist so aufgebaut, dass er ein Kühlmittel komprimiert und abgibt. Der Wärmemedium-Kühlmittel-Wärmetauscher ist so aufgebaut, dass er bewirkt, dass das von dem Kompressor abgegebene unter hohem Druck stehende Kühlmittel Wärme zu einem Wärmemedium abgibt. Der Dekompressor ist so aufgebaut, dass er das aus dem Wärmemedium-Kühlmittel-Wärmetauscher herausströmende unter hohem Druck stehende Kühlmittel (Hochdruckkühlmittel) dekomprimiert. Die Wärmeabsorbiereinrichtung ist so aufgebaut, dass sie bewirkt, dass das durch den Dekompressor dekomprimierte unter niedrigem Druck stehende Kühlmittel (Niedrigdruckkühlmittel) Wärme absorbiert, um zu verdampfen.
Das Wärmemedium zirkuliert durch das unter hoher Temperatur stehende Wärmemedium (Hochtemperaturwärmemedium) in derartiger Weise, dass das unter hohem Druck stehende Kühlmittel Wärme zu dem Wärmemedium in dem Wärmemedium-Kühlmittel-Wärmetauscher abgibt. Das Wärmemedium zirkuliert durch das unter niedriger Temperatur stehende Wärmemedium (Niedrigtemperaturwärmemedium) in derartiger Weise, dass das Wärmemedium gekühlt wird und das unter niedrigem Druck stehende Kühlmittel Wärme von dem Wärmemedium in der Wärmeabsorbiereinrichtung absorbiert.
Der Hochtemperatur-Wärmemediumkreislauf umfasst einen Luft-Wärmemedium-Wärmetauscher, einen Heizeinrichtungskern, einen Verzweigungsabschnitt, einen gemeinsamen Kanal, eine Strömungsrateneinstelleinrichtung und eine Hilfswärmequelle.
Der Luft-Wärmemedium-Wärmetauscher ist so aufgebaut, dass er Wärme zwischen dem Wärmemedium und Luft von der Außenseite einer Fahrzeugkabine austauscht. Der Heizeinrichtungskern ist so aufgebaut, dass er bewirkt, dass das Wärmemedium Wärme zu einer Belüftungsluft abgibt, die in einen Luftkonditionierzielraum geliefert wird. Der Heizeinrichtungskern ist parallel zu dem Luft-Wärmemedium-Wärmetauscher angeordnet. Eine Strömung des Wärmemediums wird an dem Verzweigungsabschnitt in einer Strömung zu dem Luft-Wärmemedium-Wärmetauscher und einer Strömung zu dem Heizeinrichtungskern aufgeteilt.
Das Wärmemedium, das durch den Luft-Wärmemedium-Wärmetauscher geströmt ist, und die Strömung des Wärmemediums, das durch den Heizeinrichtungskern geströmt ist, vermengen sich in dem gemeinsamen Kanal. Der Wärmemedium-Kühlmittel-Wärmetauscher ist in dem gemeinsamen Kanal angeordnet. Die Strömungsrateneinstelleinrichtung ist so aufgebaut, dass sie eine Strömungsmenge des Wärmemediums zu dem Luft-Wärmemedium-Wärmetauscher von dem Verzweigungsabschnitt relativ zu einer Strömungsmenge des Wärmemediums zu dem Heizeinrichtungskern von dem Verzweigungsabschnitt einstellt. Die Hilfswärmequelle ist so aufgebaut, dass sie das Wärmemedium erwärmt, und sie ist in dem gemeinsamen Kanal an einer Position stromaufwärtig des Verzweigungsabschnitts in einer Strömungsrichtung des Wärmemediums angeordnet.
Demgemäß können durch Einstellen der Strömungsrate des Wärmemediums zu dem Luft-Wärmemedium-Wärmetauscher und der Strömungsrate des Wärmemediums zu dem Heizeinrichtungskern in der Strömungsrateneinstelleinrichtung ein Auftauen des Luft-Wärmemedium-Wärmetauschers und ein Erwärmen des Luftkonditionierzielortes durch den Heizeinrichtungskern unter Verwendung der Wärme der Hilfswärmequelle verwirklicht werden.
Um das Wärmemedium an der stromaufwärtigen Seite des Verzweigungsabschnitts in Bezug auf die Strömungsrichtung des Wärmemediums in dem gemeinsamen Kanal zu erwärmen, ist die Hilfswärmequelle dazu in der Lage, dass sie in Bezug auf sowohl den Luft-Wärmemedium-Wärmetauscher als auch den Heizeinrichtungskern bewegt wird, während die Wärme durch die Hilfswärmequelle so weit wie möglich beibehalten bleibt. Das heißt die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung ist dazu in der Lage, in effizienter Weise die Wärme der Hilfswärmequelle beim Entfrosten (Auftauen) des Luft-Wärmemedium-Wärmetauschers und Erwärmen durch den Heizeinrichtungskern zu nutzen.
Figurenliste
Die vorstehend dargelegten und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher hervor.

1 zeigt eine Gesamtaufbaudarstellung einer Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
2 zeigt eine Gesamtaufbaudarstellung einer Innenluftkonditioniereinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
3 zeigt eine Blockdarstellung eines Steuersystems der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
4 zeigt eine Gesamtaufbaudarstellung einer Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
5 zeigt eine schematische Ansicht eines Aufbaus eines komplexen Wärmetauschers gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
6 zeigt eine Gesamtaufbaudarstellung einer Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
7 zeigt eine Gesamtaufbaudarstellung einer Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
8 zeigt eine Gesamtaufbaudarstellung einer Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.
9 zeigt eine Gesamtaufbaudarstellung einer Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel.
10 zeigt eine Gesamtaufbaudarstellung einer Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nachstehend sind eine Vielzahl an Aspekten zum Ausführen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In jedem Ausführungsbeispiel sind Abschnitte, die jenen in vorherigen Ausführungsbeispielen beschriebenen entsprechen, anhand gleicher Bezugszeichen bezeichnet, und überlappende und sich wiederholende Beschreibungen können weggelassen sein. Wenn lediglich ein Teil eines Aufbaus in jedem Ausführungsbeispiel beschrieben ist, können die anderen vorher beschriebenen Ausführungsbeispiele im Hinblick auf die anderen Teile des Aufbaus angewendet werden. Nicht nur eine Kombination von Teilen, bei denen ausdrücklich dargelegt ist, dass die Kombination in jedem Ausführungsbeispiel möglich ist, sondern auch eine teilweise erfolgende Kombination von Ausführungsbeispielen ist ebenfalls möglich, wenn kein Problem im Hinblick auf die Kombination auftritt, sogar wenn die Kombination nicht spezifisch aufgeführt ist.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Zunächst ist ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben. Im ersten Ausführungsbeispiel ist eine Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung (Fahrzeugklimaanlage) 1 gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem elektrischen Fahrzeug angewendet, bei dem eine Fahrzeugfahrantriebskraft von einem Fahrelektromotor erlangt wird. Die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 führt eine Luftkonditionierung einer Fahrzeugkabine, die ein Raum ist, deren Luft zu konditionieren ist, und eine Temperatureinstellung einer Vorrichtung inklusive einer Batterie 42 oder dergleichen in dem elektrischen Fahrzeug aus.
Die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 ist dazu in der Lage, zwischen einem Kühlmodus, einem Erwärmungsmodus und einem Auftaumodus (Entfrostmodus) als Antriebsmodi zum Ausführen einer Luftkonditionierung der Fahrzeugkabine zu schalten. Der Kühlmodus ist ein Antriebsmodus, bei dem in die Fahrzeugkabine geblasene Belüftungsluft gekühlt wird und in die Fahrzeugkabine geblasen wird. Der Erwärmungsmodus ist ein Antriebsmodus, bei dem die Belüftungsluft erwärmt wird und in die Fahrzeugkabine geblasen wird. Der Auftaumodus ist ein Antriebsmodus, bei dem Frost eines Radiators 21 entfernt wird (der Radiator 21 aufgetaut wird), nachdem der Radiator 21 eingefroren ist.
In einem Kühlzyklussystem 10 der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 wird ein Kühlmittel auf HFC-Basis (genauer gesagt R134a) als ein Kühlmittel angewendet, und ein subkritisches Kühlzyklussystem ist gebildet, bei dem ein hochdruckseitiger Kühlmitteldruck einen kritischen Druck des Kühlmittels nicht überschreitet. Das Kühlmittel ist mit einem Kühlöl zum Schmieren eines Kompressors 11 vermischt. Als das Kühlöl wird Polyalkylenglykolöl (PAG-ÖI) angewendet, das eine Kompatibilität mit einem Kühlmittel einer flüssigen Phase hat. Ein Teil des Kühlöls zirkuliert in einem Zyklus zusammen mit dem Kühlmittel.
Nachstehend ist ein spezifischer Aufbau der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 umfasst ein Kühlzyklussystem 10, einen hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20, einen niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40, einen Vorrichtungskühlwasserkreislauf 50, eine Innenluftkonditioniereinheit 60 und eine Steuervorrichtung 70.
Zunächst ist jede Konfigurationsvorrichtung des Kühlzyklussystems 10 in der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 beschrieben. Das Kühlzyklussystem 10 ist eine Kühlzyklussystemvorrichtung der Dampfkompressionsart.
In dem Kühlzyklussystem 10 saugt der Kompressor 11 das Kühlmittel an, komprimiert es und gibt es ab. Der Kompressor 11 ist in einer Fahrzeugmotorhaube angeordnet. Der Kompressor 11 ist ein elektrischer Kompressor, der einen Kompressionsmechanismus der Art mit feststehendem Leistungsvermögen, der eine feststehende Abgabekapazität (feststehendes Abgabevermögen) hat, durch einen Elektromotor in drehender Weise antreibt. Die Drehzahl (das heißt die Kühlmittelabgabefähigkeit oder Kühlmittelabgabekapazität) des Kompressors 11 wird durch ein Steuersignal gesteuert, das von der nachstehend beschriebenen Steuervorrichtung 70 ausgegeben wird.
Eine Einlassseite eines Kühlmittelkanals eines Wasser-Kühlmittel-Wärmetauschers 12 ist mit einem Abgabeanschluss des Kompressors 11 verbunden. Der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 ist ein Wärmetauscher, der so aufgebaut ist, dass er bewirkt, dass ein von dem Kompressor 11 abgegebenes unter hohem Druck stehendes Kühlmittel Wärme zu Kühlwasser abgibt, wobei das Kühlwasser ein Wärmemedium ist, das durch den hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 zirkuliert, wodurch das Kühlwasser erwärmt wird.
Der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 ist aus einem sogenannten Unterkühlkondensator aufgebaut und hat einen Kondensierabschnitt 12a, einen Empfangabschnitt 12b und eine Unterkühleinheit 12c. Der Kondensierabschnitt 12a ist eine Wärmetauschereinheit, die das Kühlmittel kondensiert durch einen Wärmeaustausch zwischen dem unter hohem Druck stehenden Kühlmittel und dem Kühlwasser des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20. Der Empfangsabschnitt 12b ist ein Flüssigkeitsempfangabschnitt, der das aus dem Kondensierabschnitt 12a herausströmende Kühlmittel in flüssiger Phase speichert. Die Unterkühleinheit 12c ist eine Wärmetauschereinheit, die das Kühlmittel der flüssigen Phase unterkühlt durch einen Wärmeaustausch zwischen dem aus dem Empfangsabschnitt 12b herausströmenden Kühlmittel der flüssigen Phase und dem Kühlwasser des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20.
Daher kann ein sogenannter Empfangszyklus aufgebaut werden, und das in dem Kondensierabschnitt 12a kondensierte unter hohem Druck stehende Kühlmittel der flüssigen Phase kann in dem Empfangsabschnitt 12b als überschüssiges Kühlmittel des Zyklus gespeichert werden. Daher kann das aus dem Innenverdampfer 16 herausströmende Kühlmittel zu einem Kühlmittel mit gasförmiger Phase verdampft werden, das einen Grad an Superwärme (Überhitzungswärme) hat. Durch Unterkühlen des Kühlmittels in der Unterkühleinheit 12c kann eine Enthalpiedifferenz zwischen einer Enthalpie eines auslassseitigen Kühlmittels des Innenverdampfers 16 und einer Enthalpie eines einlassseitigen Kühlmittels vergrößert werden.
Der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 entspricht einem Wärmemedium-Kühlmittel-Wärmetauscher. Als das Kühlwasser in dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 kann eine Lösung angewendet werden, die Ethylenglykol, ein Antifrostschutzmittel oder dergleichen enthält.
Die Kühlmitteleinströmanschlussseite des Kühlmittelverzweigungsabschnitts 13a ist mit einem Auslass des Kühlmittelkanals des Wasser-Kühlmittel-Wärmetauschers 12 verbunden. Der Kühlmittelverzweigungsabschnitt 13a sorgt für eine Abzweigung der Strömung des Kühlmittels der flüssigen Phase, das aus dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 herausströmt. Der Kühlmittelverzweigungsabschnitt 13a ist so vorgesehen, dass er einen Drei-Wege-Verbindungsaufbau hat mit drei Kühlmitteleinström- und Kühlmittelausströmanschlüssen, die miteinander in Kommunikation stehen. In dem Kühlmittelverzweigungsabschnitt 13a ist einer der drei Einström- und Ausströmanschlüsse ein Kühlmitteleinströmanschluss, und die anderen beiden sind Kühlmittelausströmanschlüsse.
Die Kühlmitteleinlassseite eines Kühlers (Kühleinrichtung) 15 ist mit einem Kühlmittelausströmanschluss des Kühlmittelverzweigungsabschnitts 13a über ein erstes Expansionsventil 14a verbunden. Die Kühlmitteleinlassseite des Innenverdampfers 16 ist mit dem anderen Kühlmittelausströmanschluss des Kühlmittelverzweigungsabschnitts 13a über ein zweites Expansionsventil 14b verbunden.
Das erste Expansionsventil 14a ist ein Dekompressor (Dekomprimiereinheit, Entspannungseinrichtung), der den Druck des Kühlmittels, das aus einem Kühlmittelausströmanschluss des Kühlmittelverzweigungsabschnitts 13a herausgeströmt ist, zumindest in dem Erwärmungsmodus reduziert. Das erste Expansionsventil 14a ist ein elektrischer variabler Drosselmechanismus und hat einen Ventilkörper und einen elektrischen Aktuator. Das heißt, das erste Expansionsventil 14a umfasst ein sogenanntes elektrisches Expansionsventil.
Der Ventilkörper des ersten Expansionsventils 14a ist so aufgebaut, dass er einen Kanalöffnungsgrad (anders ausgedrückt einen Drosselöffnungsgrad) des Kühlmittelkanals ändern kann. Der elektrische Aktuator hat einen Schrittmotor zum Ändern des Drosselöffnungsgrades des Ventilkörpers. Ein Betrieb des ersten Expansionsventils 14a wird durch ein Steuersignal gesteuert, das von der Steuervorrichtung 70 ausgegeben wird.
Das erste Expansionsventil 14a hat einen variablen Drosselmechanismus mit einer Vollöffnungsfunktion zum gänzlichen Öffnen des Kühlmittelkanals, wenn der Drosselöffnungsgrad gänzlich offen ist, und einer Vollschließfunktion zum gänzlichen Schließen des Kühlmittelkanals, wenn der Drosselöffnungsgrad gänzlich geschlossen ist. Das heißt, das erste Expansionsventil 14a kann verhindern, dass das Kühlmittel einen Druckreduziervorgang aufzeigt, indem es den Kühlmittelkanal gänzlich öffnet.
Das erste Expansionsventil 14a kann das Einströmen des Kühlmittels zu dem Kühler 15 blockieren, indem der Kühlmittelkanal geschlossen wird. Das heißt das erste Expansionsventil 14a hat sowohl eine Funktion als Dekompressor zum Reduzieren des Drucks des Kühlmittels als auch eine Funktion als Kühlmittelkreislaufschalteinheit zum Schalten des Kühlmittelkreislaufs.
Die Kühlmitteleinlassseite des Kühlers 15 ist mit dem Auslass des ersten Expansionsventils 14a verbunden. Der Kühler 15 ist ein Wärmetauscher zum Tauschen von Wärme zwischen einem Niedrigdruckkühlmittel, dessen Druck durch das erste Expansionsventil 14a reduziert ist, und dem Kühlwasser, das durch den niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 zirkuliert.
Der Kühler 15 hat einen Kühlmittelkanal für die Strömung des Niedrigdruckkühlmittels, dessen Druck durch das erste Expansionsventil 14a reduziert ist, und einen Wasserkanal zum Ermöglichen einer Strömung des Kühlwassers, das in dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 zirkuliert. Daher ist der Kühler 15 eine Wärmeabsorbiereinrichtung, die das Niedrigdruckkühlmittel verdampfen lässt und Wärme von dem Kühlwasser absorbiert durch einen Wärmeaustausch zwischen dem durch den Kühlmittelkanal strömenden Niedrigdruckkühlmittel und dem durch den Wasserkanal strömenden Kühlwasser.
Wie dies in 1 gezeigt ist, ist das zweite Expansionsventil 14b mit dem anderen Kühlmittelausströmanschluss in dem Kühlmittelverzweigungsabschnitt 13a verbunden. Das zweite Expansionsventil 14b ist ein Dekompressor (Dekomprimiereinrichtung, Entspannungseinrichtung), der den Druck des Kühlmittels, das aus dem anderen Kühlmittelausströmanschluss des Kühlmittelverzweigungsabschnitts 13a geströmt ist, zumindest in dem Kühlmodus reduziert.
Wie bei dem ersten Expansionsventil 14a ist das zweite Expansionsventil 14b ein elektrischer variabler Drosselmechanismus und hat einen Ventilkörper und einen elektrischen Aktuator. Das heißt, das zweite Expansionsventil 14b hat ein sogenanntes elektrisches Expansionsventil, und hat eine Vollöffnungsfunktion und eine Vollschließfunktion.
Das heißt, das zweite Expansionsventil 14b kann verhindern, dass das Kühlmittel einen Druckreduziervorgang aufzeigt, indem der Kühlmittelkanal gänzlich geöffnet wird. Das zweite Expansionsventil 14b kann das Einströmen des Kühlmittels zu dem Innenverdampfer 16 blockieren, indem der Kühlmittelkanal geschlossen wird. Das heißt, das zweite Expansionsventil 14b hat sowohl eine Funktion als Dekompressor zum Verringern des Drucks des Kühlmittels als auch eine Funktion als eine Kühlmittelkreislaufschalteinheit zum Schalten des Kühlmittelkreislaufs.
Die Kühlmitteleinlassseite des Innenverdampfers 16 ist mit dem Auslass des zweiten Expansionsventils 14b verbunden. Der Innenverdampfer 16 ist ein Verdampfer, der das Niedrigdruckkühlmittel verdampfen lässt und die Belüftungsluft W kühlt - zumindest in dem Kühlmodus - durch einen Wärmeaustausch zwischen dem Niedrigdruckkühlmittel, dessen Druck durch das zweite Expansionsventil 14b reduziert ist. Wie dies in den 1 und 2 gezeigt ist, ist der Innenverdampfer 16 in einem Gehäuse 61 der Innenluftkonditioniereinheit 60 angeordnet.
Eine Einlassseite eines Verdampfungsdruckregulierventils 17 ist mit einem Kühlmittelauslass des Innenverdampfers 16 verbunden. Das Verdampfungsdruckregulierventil 17 ist eine Verdampfungsdruckeinstelleinheit, die den Kühlmittelverdampfungsdruck in dem Innenverdampfer 16 bei einem vorbestimmten Referenzdruck oder höher beibehält. Das Verdampfungsdruckregulierventil 17 umfasst einen mechanischen variablen Drosselmechanismus, der den Drosselöffnungsgrad erhöht, wenn der Kühlmitteldruck an der Auslassseite des Innenverdampfers 16 zunimmt.
Das Verdampfungsdruckregulierventil 17 ist so aufgebaut, dass es die Kühlmittelverdampfungstemperatur in dem Innenverdampfer 16 bei einer Referenztemperatur (im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind es 1°C) oder höher beibehält, bei der ein Einfrieren (Frostbildung) des Innenverdampfers 16 eingeschränkt werden kann.
Wie dies in 1 gezeigt ist, ist eine Kühlmitteleinlasseite eines Kühlmittelzusammenführabschnitts 13b mit der Kühlmittelauslassseite des Kühlers 15 verbunden. Die andere Kühlmitteleinlassseite des Kühlmittelzusammenführabschnitts 13b ist mit dem Auslass des Verdampfungsdruckregulierventils 17 verbunden.
Der Kühlmittelzusammenführabschnitt 13b hat einen Drei-Wege-Verbindungsaufbau ähnlich wie bei dem Kühlmittelverzweigungsabschnitt 13a, und zwei der drei Einström- und Ausströmanschlüsse werden als Kühlmitteleinlässe verwendet und der verbleibende wird als ein Kühlmittelauslass verwendet. Der Kühlmittelzusammenführabschnitt 13b lässt die Strömung des Kühlmittels, das von dem Verdampfungsdruckregulierventil 17 herausgeströmt ist, und die Strömung des Kühlmittels zusammenlaufen, das aus dem Kühler 15 herausgeströmt ist. Die Einlassanschlussseite des Kompressors 11 ist mit dem Kühlmittelauslass des Kühlmittelzusammenführabschnitts 13b verbunden.
Nachstehend ist der hochtemperaturseitige Kühlwasserkreislauf 20 in der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 beschrieben. Der hochtemperaturseitige Kühlwasserkreislauf 20 ist ein Hochtemperaturwärmemediumkreislauf, der das Kühlwasser als das Wärmemedium zirkulieren lässt. Als das Kühlwasser in dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 kann eine Lösung angewendet werden, die Ethylenglykol, ein Antifrostmittel oder dergleichen enthält.
In dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 sind ein Wasserkanal des Wasser-Kühlmittel-Wärmetauschers 20, der Radiator 21, ein Heizeinrichtungskern 22, eine elektrische Heizeinrichtung 26, eine hochtemperaturseitige Pumpe 27, ein erster Reservetank 28, ein zweiter Reservetank 29, eine Strömungsrateneinstelleinrichtung 30 und dergleichen angeordnet.
Der Radiator 21 ist ein Wärmetauscher, der Wärme zwischen dem durch den Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 oder dergleichen erwärmten Kühlwasser und einer Außenluft OA austauscht, die von einem (nicht gezeigten) Außenluftgebläse geblasen wird, und strahlt Wärme des Kühlwassers zu der Außenluft OA ab (Wärmeabgabe). Der Radiator 21 ist ein Beispiel eines Luft-Wärmemedium-Wärmetauschers.
Der Radiator 21 ist an einer Vorderseite der Fahrzeugmotorhaube angeordnet.
Zusammen mit dem vorstehend beschriebenen Betrieb des Außenluftgebläses strömt die Außenluft OA von der Fahrzeugvorderseite zu der Rückseite und tritt durch die Wärmetauschereinheit des Radiators 21. Wenn das Fahrzeug fährt, kann der Fahrtwind auf den Radiator 21 von der Fahrzeugvorderseite zu der Rückseite hin aufgebracht werden.
Der Heizeinrichtungskern 22 ist ein Wärmetauscher, der die Belüftungsluft W erwärmt durch einen Wärmeaustausch zwischen dem durch den Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 oder dergleichen erwärmten Kühlwasser und der Belüftungsluft W, die durch den Innenverdampfer 16 getreten ist. Wie dies in den 1 und 2 gezeigt ist, ist der Heizeinrichtungskern 22 in dem Gehäuse 61 der Innenluftkonditioniereinheit 60 angeordnet.
Wie dies in 1 gezeigt ist, sind in dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 der Radiator 21 und der Heizeinrichtungskern 22 parallel in Bezug auf die Strömung des Kühlwassers in dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 verbunden. Das heißt der hochtemperaturseitige Kühlwasserkreislauf 20 hat einen gemeinsamen Kanal 23, durch den sowohl das durch den Radiator 21 zirkulierende Kühlwasser als auch das durch den Heizeinrichtungskern 22 zirkulierende Kühlwasser gemeinsam strömen.
Der gemeinsame Kanal 23 umfasst einen Wasserkanal des Wasser-Kühlmittel-Wärmetauschers 12. Ein Verzweigungsabschnitt 24 ist an einer Endseite des gemeinsamen Kanals 23 angeordnet. Der Verzweigungsabschnitt 24 ist so vorgesehen, dass er einen Drei-Wege-Verbindungsaufbau hat mit drei Einström- und Ausströmanschlüssen, die miteinander in Kommunikation stehen. In dem Verzweigungsabschnitt 24 wird einer der drei Einström- und Ausströmanschlüsse als ein Einströmanschluss angewendet und die beiden anderen werden als Ausströmanschlüsse angewendet.
Ein Endabschnitt des gemeinsamen Kanals 23 ist mit der Einlassseite des Kühlwassers in dem Verzweigungsabschnitt 24 verbunden. Eine Einlassseite des Radiators 21 ist mit einer Auslassseite des Verzweigungsabschnitts 24 über ein erstes elektromagnetisches Ventil 30a und den zweiten Reservetank 29 verbunden.
Die Einlassseite des Heizeinrichtungskerns 22 ist mit der anderen Auslassseite in dem Verzweigungsabschnitt 24 über ein zweites elektromagnetisches Ventil 30b verbunden. Das heißt die Strömung des Kühlwassers wird durch den Verzweigungsabschnitt 24 in eine Strömung zu dem Radiator 21 und eine Strömung zu dem Heizeinrichtungskern 22 an dem Endabschnitt des gemeinsamen Kanals 23 geteilt.
Ein Zusammenführabschnitt 25 ist an der anderen Endabschnittseite des gemeinsamen Kanals 23 angeordnet. Der Zusammenführabschnitt 25 ist so aufgebaut, dass er einen Drei-Wege-Verbindungsaufbau in ähnlicher Weise wie bei dem Verzweigungsabschnitt 24 hat, und einer der drei Einström- und Ausströmanschlüsse wird als ein Ausströmanschluss verwendet und die anderen beiden werden als Einströmanschlüsse verwendet.
Eine Auslassseite des Radiators 21 ist mit einer Einlassseite in dem Zusammenführabschnitt 25 verbunden. Die Auslassseite in dem Heizeinrichtungskern 22 ist mit der anderen Einlassseite in dem Zusammenführabschnitt 25 verbunden. Der andere Endabschnitt des gemeinsamen Kanals 23 ist mit der Auslassseite in dem Zusammenführabschnitt 25 verbunden.
Daher ist in dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 der gemeinsame Kanal 23 so angeordnet, dass die Strömung des Kühlwassers, das aus dem Radiator 21 herausgeströmt ist, und die Strömung des Kühlwassers, das aus dem Heizeinrichtungskern 22 herausgeströmt ist, in dem gemeinsamen Kanal 23 zusammengeführt werden. In dem gemeinsamen Kanal 23 ist der Zusammenführabschnitt 25 an einer am weitesten stromaufwärtig befindlichen Seite der Strömung des Kühlwassers angeordnet. Der Verzweigungsabschnitt 24 ist an einer am weitesten stromabwärtigen Seite der Strömung des Kühlwassers in dem gemeinsamen Kanal 23 angeordnet.
Wie dies in 1 gezeigt ist, sind zusätzlich zu dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 die elektrische Heizeinrichtung 26, die hochtemperaturseitige Pumpe 27 und der erste Reservetank 28 in dem gemeinsamen Kanal 23 angeordnet. Die elektrische Heizeinrichtung 26 ist eine Erwärmungsvorrichtung, die Wärme erzeugt, indem sie mit elektrischer Energie beliefert wird, und sie erwärmt das durch den gemeinsamen Kanal 23 strömende Kühlwasser. Als die elektrische Heizeinrichtung 26 kann beispielsweise eine PTC-Heizeinrichtung mit einem PTC-Element (das heißt ein Thermistor mit positiver Charakteristik) angewendet werden. Die elektrische Heizeinrichtung 26 ist dazu in der Lage, die Wärmemenge zum Erwärmen des Kühlwassers durch eine elektrische Steuerspannung beliebig einzustellen, die von der Steuervorrichtung 70 ausgegeben wird. Die elektrische Heizeinrichtung 26 ist ein Beispiel einer Hilfswärmequelle.
Die elektrische Heizeinrichtung 26 ist an der stromaufwärtigen Seite des Verzweigungsabschnitts 24 in Bezug auf die Strömung des Kühlwassers in dem gemeinsamen Kanal 23 angeordnet. Genauer gesagt ist der Einlass des Wasserkanals in der elektrischen Heizeinrichtung 26 mit der Auslassseite des Wasserkanals in dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 verbunden. Die Auslassseite des Wasserkanals in der elektrischen Heizeinrichtung 26 ist mit der Einlassseite des Verzweigungsabschnitts 24 verbunden. Das heißt die elektrische Heizeinrichtung 26 ist zwischen dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 und dem Verzweigungsabschnitt 24 in dem gemeinsamen Kanal 23 angeordnet.
Die hochtemperaturseitige Pumpe 27 ist eine Wasserpumpe, die das Kühlwasser in dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 so pumpt, dass es zirkuliert. Die hochtemperaturseitige Pumpe 27 ist eine elektrische Pumpe, bei der die Drehzahl (das heißt das Pumpenleistungsvermögen) durch eine elektrische Steuerspannung gesteuert wird, die von der Steuervorrichtung 70 ausgegeben wird. Die hochtemperaturseitige Pumpe 27 entspricht einer Wärmemediumpumpe.
Wie dies in 1 gezeigt ist, ist der Sauganschluss der hochtemperaturseitigen Pumpe 27 mit der Auslassseite des Zusammenführabschnitts 25 über den ersten Reservetank 28 verbunden. Der Auslasssanschluss der hochtemperaturseitigen Pumpe 27 ist mit der Einlassseite des Wasserkanals in dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 verbunden. Demgemäß ist die hochtemperaturseitige Pumpe 27 an der stromaufwärtigen Seite des Wasser-Kühlmittel-Wärmetauschers 12 in Bezug auf die Strömung des Kühlwassers in dem gemeinsamen Kanal 23 angeordnet.
Der erste Reservetank 28 ist ein Kühlwasserspeicher zum Speichern von überschüssigem Kühlwasser. Indem das überschüssige Kühlwasser in dem ersten Reservetank 28 gespeichert wird, ist es möglich, eine Abnahme der Flüssigkeitsmenge des in dem Kühlwasserkreislauf zirkulierenden Kühlwassers zu begrenzen. Der erste Reservetank 28 fungiert als ein Kühlwasserlieferanschluss zum Liefern des Kühlwassers, wenn die Menge des Kühlwassers in dem Kühlwasserkreislauf unzureichend ist.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, sind in dem gemeinsamen Kanal 23 des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 der Zusammenführabschnitt 25, der erste Reservetank 28, die hochtemperaturseitige Pumpe 27, der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12, die elektrische Heizeinrichtung 26 und der Verzweigungsabschnitt 24 in dieser Reihenfolge gemäß der Strömung des Kühlwassers angeordnet.
Der zweite Reservetank 29 ist ein Kühlwasserspeicher zum Speichern von überschüssigem Kühlwasser, und er ist an der Einlassseite des Radiators 21 angeordnet. Der zweite Reservetank 29 fungiert ebenfalls als ein Kühlwasserlieferanschluss zum Liefern von Kühlwasser, wenn die Menge an Kühlwasser in dem Kühlwasserkreislauf unzureichend ist.
Wie dies in 1 gezeigt ist, hat der hochtemperaturseitige Kühlwasserkreislauf 20 die Strömungsrateneinstelleinrichtung 30, die so aufgebaut ist, dass sie eine Strömungsrate des Wärmemediums zu dem Radiator 21 von dem Verzweigungsabschnitt 24 relativ zu einer Strömungsmenge des Wärmemediums zu dem Heizeinrichtungskern 22 von dem Verzweigungsabschnitt 24 einstellt. Genauer gesagt umfasst die Strömungsrateneinstelleinrichtung 30 das erste elektromagnetische Ventil 30a und das zweite elektromagnetische Ventil 30b.
Das erste elektromagnetische Ventil 30a ist ein elektromagnetisches Ventil, das so aufgebaut ist, dass es den Öffnungsgrad des Kühlwasserkanals einstellen kann, und es ist mit einem Auslass in dem Verzweigungsabschnitt 24 verbunden. Das erste elektromagnetische Ventil 30a hat eine Vollschließfunktion und eine Vollöffnungsfunktion.
Ähnlich wie das erste elektromagnetische Ventil 30a ist das zweite elektromagnetische Ventil 30b ein elektromagnetisches Ventil, das so aufgebaut ist, dass es den Öffnungsgrad des Kühlwasserkanals einstellen kann, und es ist an dem anderen Auslass des Verzweigungsabschnitts 24 angeordnet. Das zweite elektromagnetische Ventil 30b hat eine Vollschließfunktion und eine Vollschließfunktion (eine Vollschließfunktion und eine Vollöffnungsfunktion).
Daher kann, wenn das zweite elektromagnetische Ventil 30b gänzlich geschlossen ist, die Strömungsrateneinstelleinrichtung 30 ermöglichen, dass das Kühlwasser, das durch den Verzweigungsabschnitt 24 getreten ist, in den Radiator 21 strömt. Wenn das erste elektromagnetische Ventil 30a gänzlich geschlossen ist, kann die Strömungsrateneinstelleinrichtung 30 ermöglichen, dass das Kühlwasser, das durch den Verzweigungsabschnitt 24 getreten ist, in den Heizeinrichtungskern 22 strömt.
In der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 ist eine Verschlussvorrichtung 31 an der vorderen Seite des Radiators 21 angeordnet. Die Verschlussvorrichtung 31 ist so aufgebaut, dass sie drehbar mehrere Flügel in einem Öffnungsabschnitt eines rahmenförmigen Rahmens anordnet. Die vielen Flügel drehen sich in Verbindung mit einer Betätigung eines elektrischen Aktuators, der nicht dargestellt ist, um einen Öffnungsbereich in dem Öffnungsabschnitt des Rahmens einzustellen. Daher kann die Verschlussvorrichtung 31 die Strömungsrate der Außenluft OA, die durch die Wärmetauschereinheit des Radiators 21 tritt, so einstellen, dass die Wärmeaustauschfähigkeit (Wärmeaustauschvermögen) des Radiators 21 eingestellt werden kann.
In dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20, der wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, kann die Strömung des Kühlwassers durch die Steuerung der Strömungsrateneinstelleinrichtung 30 geschaltet werden. Wenn das zweite elektromagnetische Ventil 30b der Strömungsrateneinstelleinrichtung 30 gänzlich geschlossen ist, zirkuliert das Kühlwasser in der Reihenfolge des Zusammenführabschnitts 25, des ersten Reservetanks 28, der hochtemperaturseitigen Pumpe 27, des Wasser-Kühlmittel-Wärmetauschers 12, der elektrischen Heizeinrichtung 26, des ersten elektromagnetischen Ventils 30a, des zweiten Reservetanks 29, des Radiators 21 und des Zusammenführabschnitts 25. In diesem Fall kann die Wärme des Kühlwassers des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 zu der Außenluft OA abgegeben (abgestrahlt) werden, und der eingefrorene Radiator 21 kann durch die Wärme des Kühlwassers aufgetaut werden.
Wenn andererseits das erste elektromagnetische Ventil 30a der Strömungsrateneinstelleinrichtung 30 gänzlich geschlossen ist, zirkuliert das Kühlwasser in der Reihenfolge des Zusammenführabschnitts 25, des ersten Reservetanks 28, der hochtemperaturseitigen Pumpe 27, des Wasser-Kühlmittel-Wärmetauschers 12, der elektrischen Heizeinrichtung 26, des zweiten elektromagnetischen Ventils 30b, des Heizeinrichtungskerns 22 und des Zusammenführabschnitts 25. In diesem Fall kann die Belüftungsluft W durch den Heizeinrichtungskern 22 unter Verwendung der Wärme des Kühlwassers des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 erwärmt werden, und das Erwärmen der Fahrzeugkabine kann verwirklicht werden.
Nachstehend ist der niedrigtemperaturseitige Kühlwasserkreislauf 40 in der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 beschrieben. Der niedrigtemperaturseitige Kühlwasserkreislauf 40 ist ein Niedrigtemperaturwärmemediumkreislauf, der das Kühlwasser zirkulieren lässt, das ein Wärmemedium ist. Als das Kühlwasser des niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 40 kann das gleiche Fluid wie bei dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 angewendet werden.
In dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 sind ein Wasserkanal des Kühlers 15, eine niedrigtemperaturseitige Pumpe 41, eine Batterie 42, eine Aufladeeinrichtung 43, ein niedrigtemperaturseitiges Drei-Wege-Ventil 44 und dergleichen angeordnet. Eine Abgabeanschlussseite der niedrigtemperaturseitigen Pumpe 41 ist mit einem Einlass des Wasserkanals in dem Kühler 15 verbunden. Die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41 ist eine Wasserpumpe zum Pumpen des Kühlwassers des niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 40 zu der Einlassseite des Wasserkanals des Kühlers 15. Ein grundsätzlicher Aufbau der niedrigtemperaturseitigen Pumpe 41 ist der gleiche wie bei der hochtemperaturseitigen Pumpe 27.
Einer der Einström- und Ausströmanschlüsse des niedrigtemperaturseitigen Drei-Wege-Ventils 44 ist mit dem Auslass des Wasserkanals in dem Kühler 15 verbunden. Das niedrigtemperaturseitige Drei-Wege-Ventil 44 ist durch ein elektrisches Drei-Wege-Strömungsratenregulierventil gebildet, das drei Einström- und Ausströmanschlüsse hat.
Die Einlassseite des Wasserkanals in der Batterie 42 ist mit den anderen Einström- und Ausströmanschlüssen des niedrigtemperaturseitigen Drei-Wege-Ventils 44 verbunden. Die Batterie 42 liefert elektrische Energie zu verschiedenen elektrischen Vorrichtungen des Fahrzeugs, und es wird beispielsweise eine Sekundärbatterie (im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Lithium-Ionen-Batterie) angewendet, die zu einem Aufladen und Entladen in der Lage ist. Indem das Kühlwasser durch den Wasserkanal der Batterie 42 tritt, kann die Temperatur der Batterie 42 eingestellt werden, um die Temperatur der Batterie 42 innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs zu halten.
Die Auslassseite des Wasserkanals in der Aufladeeinrichtung 43 ist mit der Auslassseite des Wasserkanals der Batterie 42 verbunden. Die Aufladeeinrichtung 43 ist eine Aufladeeinrichtung zum Aufladen der Batterie 42 durch elektrische Energie. Da die Aufladeeinrichtung 43 Wärme erzeugt, wenn die Batterie 42 aufgeladen wird, kann die Aufladeeinrichtung 43 durch das Kühlwasser des niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 40 gekühlt werden.
Die Auslassseite des Wasserkanals in der Aufladeeinrichtung 43 ist mit dem Sauganschluss der niedrigtemperaturseitigen Pumpe 41 verbunden. Daher kann der niedrigtemperaturseitige Kühlwasserkreislauf 40 das Kühlwasser durch die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41 zirkulieren lassen.
Wie dies in 1 gezeigt ist, sind andere Einström- und Ausströmanschlüsse des niedrigtemperaturseitigen Drei-Wege-Ventils 44 mit einem Kühlwasserrohr verbunden, das den Auslass des Radiators 21 und den Zusammenführabschnitt 25 verbindet. Der Auslass des Wasserkanals in der Aufladeeinrichtung 43 ist mit dem Kühlwasserrohr verbunden, das den Auslass des ersten elektromagnetischen Ventils 30a und den Einlass des zweiten Reservetanks 29 verbindet. Das heißt, in dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Batterie 42 und die Aufladeeinrichtung 43 und außerdem der Radiator 21 und der zweite Reservetank 29 parallel verbunden.
Daher kann der niedrigtemperaturseitige Kühlwasserkreislauf 40 die Strömung des Kühlwassers in dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 schalten, indem der Betrieb des niedrigtemperaturseitigen Drei-Wege-Ventils 44 gesteuert wird. Beispielsweise kann das niedrigtemperaturseitige Drei-Wege-Ventil 44 ermöglichen, dass der Einström- und Ausströmanschluss der Seite des Kühlers 15 mit den Einström- und Ausströmanschlüssen an der Seite der Batterie 42 in Kommunikation steht, und es kann die restlichen Einström- und Ausströmanschlüsse schließen.
In diesem Fall strömt das in dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 befindliche Kühlwasser hindurch in der Reihenfolge der niedrigtemperaturseitigen Pumpe 41, des Kühlers 15, des niedrigtemperaturseitigen Drei-Wege-Ventils 44, der Batterie 42, der Aufladeeinrichtung 43 und der niedrigtemperaturseitigen Pumpe 41, um in dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 zu zirkulieren. Da gemäß diesem Aspekt das durch den Kühler 15 gekühlte Kühlwasser zu der Batterie 42 und der Aufladeeinrichtung 43 geliefert werden kann, können die Batterie 42 und die Aufladeeinrichtung 43 gekühlt werden.
Das niedrigtemperaturseitige Drei-Wege-Ventil 44 kann ermöglichen, dass die drei Einström- und Ausströmanschlüsse miteinander in Kommunikation stehen.
Gemäß diesem Aspekt strömt das in dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 befindliche Kühlwasser hindurch in der Reihenfolge der niedrigtemperaturseitigen Pumpe 41, des Kühlers 15 und des niedrigtemperaturseitigen Drei-Wege-Ventils 44 und verzweigt und strömt durch das niedrigtemperaturseitige Drei-Wege-Ventil 44. Einer der Ströme des Kühlwassers strömt hindurch in der Reihenfolge des niedrigtemperaturseitigen Drei-Wege-Ventils 44, der Batterie 42 und der Aufladeeinrichtung 43, und die andere Strömung strömt hindurch in der Reihenfolge des niedrigtemperaturseitigen Drei-Wege-Ventils 44, des Radiators 21 und des zweiten Reservetanks 29.
Das aus der Aufladeeinrichtung 43 herausströmende Kühlwasser und das aus dem zweiten Reservetank 29 herausströmende Kühlwasser werden zusammengeführt und erreichen den Sauganschluss der niedrigtemperaturseitigen Pumpe 41. In diesem Fall kann der niedrigtemperaturseitige Kühlwasserkreislauf 40 das Kühlen der Batterie 42 und der Aufladeeinrichtung 43 und den Wärmeaustausch mit der Außenluft OA in dem Radiator 21 parallel verwirklichen.
Die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 kann die Temperatur der Batterie 42 und der Aufladeeinrichtung 43 einstellen und kühlen unter Verwendung des niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 40. Die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 kann die Außenluft OA als Wärmequelle verwenden oder kann Wärme zu der Außenluft OA unter Verwendung des Radiators 21 abgeben.
Nachstehend ist der Vorrichtungskühlwasserkreislauf 50 in der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 beschrieben. Der Vorrichtungskühlwasserkreislauf 50 ist ein Wärmemediumkreislauf für eine Zirkulation des Kühlwassers, das ein Wärmemedium ist. Als das Kühlwasser des Vorrichtungskühlwasserkreislaufs 50 kann das gleiche Fluid wie bei dem vorstehend beschriebenen hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 und dergleichen angewendet werden.
In dem Vorrichtungskühlwasserkreislauf 50 sind ein Wasserkanal einer im Fahrzeug montierten Vorrichtung 51, eine Vorrichtungspumpe 52, ein Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventil 53 und dergleichen angeordnet. Die im Fahrzeug montierte Vorrichtung 51 ist an einem elektrischen Fahrzeug montiert und umfasst eine Vorrichtung, die während des Betriebs Wärme erzeugt. Die am Fahrzeug montierte Vorrichtung 51 umfasst beispielsweise einen Inverter (Wandler), einen Motorgenerator, eine Getriebevorrichtung und dergleichen.
Der Inverter ist eine Energieumwandlungseinheit, die einen Gleichstrom in einen Wechselstrom umwandelt. Der Motorgenerator gibt eine Fahrantriebskraft aus durch Liefern von elektrischer Energie, und erzeugt regenerative elektrische Energie zum Zeitpunkt der Verzögerung oder dergleichen. Die Getriebevorrichtung ist eine Vorrichtung, die ein Getriebe, und ein Endgetriebe und Differentialgetriebe integriert. Der Wasserkanal in der am Fahrzeug montierten Vorrichtung 51 ist so vorgesehen, dass er jede Vorrichtung kühlt, indem ermöglicht wird, dass Kühlwasser als ein Wärmemedium hindurch strömt.
Ein Abgabeanschluss einer Vorrichtungspumpe 52 ist mit einer Einlassseite eines Wasserkanals in der am Fahrzeug montierten Vorrichtung 51 verbunden. Die Vorrichtungspumpe 52 ist eine Wasserpumpe zum Pumpen des Kühlwassers des Vorrichtungskühlwasserkreislaufs 50 zu der Einlassseite des Wasserkanals der am Fahrzeug montierten Vorrichtung 51. Der grundsätzliche Aufbau der Vorrichtungspumpe 52 ist der gleiche wie bei der hochtemperaturseitigen Pumpe 27 oder dergleichen.
Wie dies in 1 gezeigt ist, ist der Sauganschluss der Vorrichtungspumpe 52 mit dem Kühlwasserrohr verbunden, das den Auslass des ersten elektromagnetischen Ventils 30a und den Einlass des zweiten Reservetanks 29 verbindet. Genauer gesagt ist ein Kühlwasserrohr, das sich von der Vorrichtungspumpe 52 erstreckt, zwischen einem Verbindungsabschnitt mit dem Kühlwasserrohr, der sich von dem Sauganschluss der niedrigtemperaturseitigen Pumpe 41 erstreckt, und dem Einlass des zweiten Reservetanks 29 verbunden.
Einer der Einström- und Ausströmanschlüsse des Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventils 53 ist mit der Auslassseite des Wasserkanals in der am Fahrzeug montierten Vorrichtung 51 verbunden. Das Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventil 53 umfasst ein elektrisches Drei-Wege-Strömungsratenregulierventil, das drei Einström- und Ausströmanschlüsse hat.
Die anderen Einström- und Ausströmanschlüsse in dem Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventil 53 sind mit dem Kühlwasserrohr verbunden, das den Auslass des Radiators 21 und den Zusammenführabschnitt 25 verbindet. Genauer gesagt ist das Kühlwasserrohr, das sich von dem Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventil 53 erstreckt, zwischen dem Auslass des Radiators 21 und dem Verbindungsabschnitt mit dem Kühlwasserrohr verbunden, das sich von dem niedrigtemperaturseitigen Drei-Wege-Ventil 44 erstreckt.
Daher kann gemäß dem Vorrichtungskühlwasserkreislauf 50 das Kühlwasser, das durch die am Fahrzeug montierte Vorrichtung 51 getreten ist, zu dem Radiator 21 geliefert werden, und die Wärme, die von der am Fahrzeug montierten Vorrichtung 51 durch das Kühlwasser absorbiert wird, kann ebenfalls zu der Außenluft OA abgestrahlt werden.
Ein Bypasskanal 54 ist mit wiederum anderen Einström- und Ausströmanschlüssen des Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventils 53 verbunden. Der Bypasskanal 54 ist ein Kühlwasserkanal für ein Umgehen (Bypass) des Radiators 21 und des zweiten Reservetanks 29 in Bezug auf die Strömung des Kühlwassers. Die andere Endseite des Bypasskanals 54 ist mit der Sauganschlussseite der Vorrichtungspumpe 52 verbunden.
Daher kann der Vorrichtungskühlwasserkreislauf 50 die Strömung des Kühlwassers in dem Vorrichtungskühlwasserkreislauf 50 schalten, indem der Betrieb des Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventils 53 gesteuert wird. Beispielsweise kann das Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventil 53 ermöglichen, dass die Einström- und Ausströmanschlüsse an der Seite der am Fahrzeug montierten Vorrichtung 51 mit den Einström- und Ausströmanschlüssen an der Seite des Bypasskanals 54 in Kommunikation stehen und die restlichen Einström- und Ausströmanschlüsse geschlossen sind. In diesem Fall strömt das Kühlwasser des Vorrichtungskühlwasserkreislaufs 50 und zirkuliert in der Reihenfolge der Vorrichtungspumpe 52, der am Fahrzeug montierten Vorrichtung 51, des Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventils 53, des Bypasskanals 54 und der Vorrichtungspumpe 52.
Das Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventil 53 kann die Einström- und Ausströmanschlüsse an der Seite des Bypasskanals 54 schließen, um zu ermöglichen, dass die restlichen beiden Einström- und Ausströmanschlüsse miteinander in Kommunikation stehen. In diesem Fall strömt das Kühlwasser des Vorrichtungskühlwasserkreislaufs 50 und zirkuliert in der Reihenfolge der Vorrichtungspumpe 52, der am Fahrzeug monierten Vorrichtung 51, des Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventils 53 des Radiators 21, des zweiten Reservetanks 29 und der Vorrichtungspumpe 52.
Da gemäß diesem Aspekt das Kühlwasser, das von der am Fahrzeug montierten Vorrichtung 51 Wärme absorbiert, zu dem Radiator 21 geliefert werden kann, kann die in der am Fahrzeug montierten Vorrichtung 51 erzeugte Wärme zu der Außenluft OA abgegeben werden. Das heißt, die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 kann ein Kühlen und die Temperatureinstellung der am Fahrzeug montierten Vorrichtung 51 unter Verwendung des Vorrichtungskühlwasserkreislaufs 50 ausführen.
Nachstehend ist die Innenluftkonditioniereinheit 60, die die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 bildet, unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. In der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 ist die Innenluftkonditioniereinheit 60 eine Einheit zum Herausblasen der Belüftungsluft W, deren Temperatur durch das Kühlzyklussystem 10 eingestellt wird, zu einem geeigneten Ort in der Fahrzeugkabine. Die Innenluftkonditioniereinheit 60 ist im Inneren eines Armaturenbretts an einem am weitesten vorn befindlichen Abschnitt der Fahrzeugkabine angeordnet.
Die Innenluftkonditioniereinheit 60 ist so aufgebaut, dass das Gebläse 62, der Innenverdampfer 16, der Heizeinrichtungskern 22 und dergleichen in einem Luftkanal untergebracht sind, der im Inneren des Gehäuses 61 ausgebildet ist, der einen Außenmantel von ihr bildet. Das Gehäuse 61 bildet den Luftkanal für die Belüftungsluft W, die in die Fahrzeugkabine geblasen wird. Das Gehäuse 61 ist aus Kunststoff (genauer gesagt Polypropylen) ausgebildet, wobei dieser Kunststoff einen gewissen Grad an Elastizität und eine ausgezeichnete Festigkeit besitzt.
Wie dies in 2 gezeigt ist, ist eine Innen-Außenluft-Schaltvorrichtung 63 an der am weitesten stromaufwärtigen Seite der Belüftungsluftströmung des Gehäuses 61 angeordnet. Die Innen-Außenluft-Schaltvorrichtung 63 schaltet Innenluft (Fahrzeugkabinenluft) und Außenluft (Fahrzeugaußenluft) und leitet diese in das Gehäuse 61 ein.
Die Innen-Außenluft-Schaltvorrichtung 63 stellt kontinuierlich Öffnungsbereiche eines Innenlufteinleitanschlusses für ein Einleiten der Innenluft in das Gehäuse 61 und eines Außenlufteinleitanschlusses für ein Einleiten der Außenluft durch eine Innen-Außenluft-Schalttür ein, und ändert ein Einleitverhältnis eines Einleitluftvolumens der Innenluft und eines Einleitluftvolumens der Außenluft. Die Innen-Außenluft-Schalttür wird durch einen elektrischen Aktuator für die Innen-Außenluft-Schalttür angetrieben. Der Betrieb des elektrischen Aktuators wird durch ein Steuersignal gesteuert, das von der Steuervorrichtung 70 ausgegeben wird.
Das Gebläse 62 ist an der in Belüftungsluftströmung gesehen stromabwärtigen Seite der Innen-Außenluft-Schaltvorrichtung 63 angeordnet. Das Gebläse umfasst ein elektrisches Gebläse, das durch einen Elektromotor ein Zentrifugalmehrflügellaufrad antreibt. Das Gebläse 62 bläst die Luft, die durch die Innen-Außenluft-Schaltvorrichtung 63 hereingenommen wird, zu der Fahrzeugkabine. Die Drehzahl (das heißt die Blaskapazität/Blasleistungsvermögen) des Gebläses 62 wird durch eine elektrische Steuerspannung gesteuert, die von der Steuervorrichtung 70 ausgegeben wird.
Der Innenverdampfer 16 und der Heizeinrichtungskern 22 sind an der in Belüftungsluftströmung gesehen stromabwärtigen Seite des Gebläses 62 in dieser Reihenfolge in Bezug auf die Strömung der Belüftungsluft angeordnet. Das heißt der Innenverdampfer 16 ist an der in Belüftungsluftströmung gesehen stromaufwärtigen Seite des Heizeinrichtungskerns 22 angeordnet.
Ein Kaltluftbypasskanal 65 ist in dem Gehäuse 61 vorgesehen. Der Kaltluftbypasskanal 65 ist ein Luftkanal für das Strömen der Belüftungsluft W, die durch den Innenverdampfer 16 getreten ist, zu der stromabwärtigen Seite, um den Heizeinrichtungskern 22 zu umgehen (Bypass).
Eine Luftmischtür 64 ist an der in Belüftungsluftströmung gesehen stromabwärtigen Seite des Innenverdampfers 16 und an der in Belüftungsluftströmung gesehen stromaufwärtigen Seite des Heizeinrichtungskerns 22 angeordnet. Die Luftmischtür 64 stellt ein Luftvolumenverhältnis eines Luftvolumens der Belüftungsluft W, die durch den Heizeinrichtungskern 22 tritt, und eines Luftvolumens der Belüftungsluft W, die durch den Kaltluftbypasskanal 65 tritt, von der Belüftungsluft W nach dem Hindurchtreten durch den Innenverdampfer 16 ein.
Die Luftmischtür 64 wird durch einen elektrischen Aktuator zum Antreiben der Luftmischtür angetrieben. Ein Betrieb des elektrischen Aktuators wird durch ein Steuersignal gesteuert, das von der Steuervorrichtung 70 ausgegeben wird.
Ein Mischraum 66 ist an der in Belüftungsluftströmung gesehen stromabwärtigen Seite des Heizeinrichtungskerns 22 vorgesehen. In dem Mischraum 66 werden die Belüftungsluft W, die durch den Heizeinrichtungskern 22 erwärmt worden ist, und die Belüftungsluft W, die durch den Kaltluftbypasskanal 65 getreten ist und durch den Heizeinrichtungskern 22 nicht erwärmt worden ist, vermischt.
Öffnungslöcher, die die Belüftungsluft (Luftkonditionierluftströmung / Klimatisierungsluftströmung), die in dem Mischraum 66 gemischt worden ist, in die Fahrzeugkabine herausblasen, sind an dem am weitesten stromabwärtigen Abschnitt der Belüftungsluftströmung des Gehäuses 61 angeordnet. Als die Öffnungslöcher sind ein Gesichtsöffnungsloch, ein Fußöffnungsloch und ein Auftauöffnungsloch (sämtlich nicht dargestellt) vorgesehen.
Das Gesichtsöffnungsloch ist ein Öffnungsloch, das die Luftkonditionierluftströmung (Klimatisierungsluftströmung) zu dem Oberkörper eines Insassen in der Fahrzeugkabine herausbläst. Das Fußöffnungsloch ist ein Öffnungsloch, das die Luftkonditionierluftströmung zu dem Fuß des Insassen herausbläst. Das Auftauöffnungsloch ist ein Öffnungsloch, das die Luftkonditionierluftströmung zu der Innenseitenfläche einer Fahrzeugvorderscheibe herausbläst.
Das Gesichtsöffnungsloch, das Fußöffnungsloch und das Auftauöffnungsloch sind jeweils mit einem Gesichtsblasanschluss, einem Fußblasanschluss und einem Auftaublasanschluss (sämtlich nicht dargestellt) verbunden, die in der Fahrzeugkabine über einen Kanal vorgesehen sind, der jeden Luftkanal ausbildet.
Daher stellt die Luftmischtür 64 das Luftvolumenverhältnis zwischen dem Luftvolumen, das durch den Heizeinrichtungskern 22 tritt, und dem Luftvolumen, das durch den Kaltluftbypasskanal 65 tritt, ein, um dadurch die Temperatur der in dem Mischraum 66 gemischten Luftkonditionierluftströmung einzustellen. Daher wird auch die Temperatur der Belüftungsluft (Luftkonditionierluftströmung) eingestellt, die aus jedem Blasanschluss in die Fahrzeugkabine geblasen wird.
Eine Gesichtstür, eine Fußtür und eine Auftautür (sämtlich nicht dargestellt) sind an der in Belüftungsluftströmung gesehen stromaufwärtigen Seite des Gesichtsöffnungslochs, des Fußöffnungslochs und des Auftauöffnungslochs jeweils angeordnet. Die Gesichtstür stellt die Öffnungsfläche des Gesichtsöffnungslochs ein. Die Fußtür stellt die Öffnungsfläche des Fußöffnungslochs ein. Die Auftautür stellt die Öffnungsfläche des Auftauöffnungslochs ein.
Die Gesichtstür, die Fußtür und die Auftautür bilden eine Blasmodusschaltvorrichtung zum Schalten eines Blasanschlusses, durch den die Luftkonditionierluftströmung herausgeblasen wird. Die Gesichtstür, die Fußtür und die Auftautür sind mit einem elektrischen Aktuator zum Antreiben der Blasanschlussmodustür über einen Verbindungsmechanismus oder dergleichen verbunden und werden in Verbindung miteinander drehend betätigt. Der Betrieb des elektrischen Aktuators wird durch ein Steuersignal gesteuert, das von der Steuervorrichtung 70 ausgegeben wird.
Nachstehend ist ein Steuersystem der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Die Steuervorrichtung 70 ist aus einem gut bekannten Mikrocomputer aufgebaut, der eine CPU, einen ROM, einen RAM und dergleichen umfasst, und sie umfasst deren periphere Schaltungen.
Die Steuervorrichtung 70 führt verschiedene Berechnungen und Prozesse auf der Basis von in dem ROM gespeicherten Steuerprogrammen aus und steuert Betriebsvorgänge der verschiedenen Steuerzielvorrichtungen, die mit ihrer Abgabeseite verbunden sind. Die Steuerzielvorrichtung umfasst den Kompressor 11, das erste Expansionsventil 14a, das zweite Expansionsventil 14b, die elektrische Heizeinrichtung 26, die hochtemperaturseitige Pumpe 27, das erste elektromagnetische Ventil 30a, das zweite elektromagnetische Ventil 30b und die Verschlussvorrichtung 31. Die Steuerzielvorrichtung umfasst des Weiteren die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41, das niedrigtemperaturseitige Drei-Wege-Ventil 44, die Vorrichtungspumpe 52, das Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventil 53, das Gebläse 62 und dergleichen.
Wie dies in 3 gezeigt ist, ist eine Luftkonditioniersteuersensorgruppe mit der Eingabeseite der Steuervorrichtung 70 verbunden. Die Luftkonditioniersteuersensorgruppe umfasst einen Innenlufttemperatursensor 72a, einen Außenlufttemperatursensor 72b, einen Insolationssensor 72c, einen Hochdrucksensor 72d, einen Verdampfertemperatursensor 72e und einen Konditionierlufttemperatursensor (Sensor für die Temperatur der konditionierten Luft) 72f. Erfassungssignale dieser Luftkonditioniersteuersensorgruppen werden zu der Steuervorrichtung 70 eingegeben.
Der Innenlufttemperatursensor 72a ist eine Innenlufttemperaturerfassungseinheit, die eine Fahrzeugkabinentemperatur (Innenlufttemperatur) Tr erfasst. Der Außenlufttemperatursensor 72b ist eine Außenlufttemperaturerfassungseinheit, die die Fahrzeugaußenlufttemperatur (Außenlufttemperatur) Tam erfasst. Der Insolationssensor 72c ist eine Insolationsmengenerfassungseinheit, die eine in die Fahrzeugkabine gestrahlte Insolationsmenge (Insolationsbetrag) As erfasst. Der Hochdrucksensor 72d ist eine Kühlmitteldruckerfassungseinheit, die einen Hochdruckkühlmitteldruck Pd des Kühlmittelkanals von der Abgabeanschlussseite des Kompressors 11 zu der Einlassseite des ersten Expansionsventils 14a oder des zweiten Expansionsventils 14b erfasst.
Der Verdampfertemperatursensor 72e ist eine Verdampfertemperaturerfassungseinheit, die eine Kühlmittelverdampfungstemperatur (Verdampfertemperatur) Tefin in dem Innenverdampfer 16 erfasst. Der Konditionierlufttemperatursensor 72f ist eine Luftkonditionierluftströmungstemperaturerfassungseinheit, die eine Belüftungslufttemperatur TAV der in die Fahrzeugkabine geblasenen Luftströmung erfasst.
Eine Vielzahl an Kühlwassertemperatursensoren sind mit der Eingangsseite der Steuervorrichtung 70 verbunden, um die Kühlwassertemperatur in jedem der Kühlwasserkreisläufe aus dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20, dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 und dem Vorrichtungskühlwasserkreislauf 50 zu messen. Die Vielzahl an Kühlwassertemperatursensoren umfassen einen ersten Kühlwassertemperatursensor 73a bis fünften Kühlwassertemperatursensor 73e.
Der erste Kühlwassertemperatursensor 73a ist an einem Einlassabschnitt des Verzweigungsabschnitts 24, mit dem der gemeinsame Kanal 23 verbunden ist, angeordnet und misst die Temperatur des aus dem gemeinsamen Kanal 23 herausströmenden Kühlwassers. Der zweite Kühlwassertemperatursensor 73b ist an dem Einlassabschnitt des Radiators 21 angeordnet und misst die Temperatur des durch den Radiator 21 hindurchtretendne Kühlwassers. Der dritte Kühlwassertemperatursensor 73c ist an dem Einlassabschnitt des Heizeinrichtungskerns 22 angeordnet und misst die Temperatur des durch den Heizeinrichtungskern 22 hindurchtretenden Kühlwassers.
Der vierte Kühlwassertemperatursensor 73d ist an dem Auslassabschnitt des Wasserkanals in dem Kühler 15 angeordnet und misst die Temperatur des aus dem Kühler 15 herausströmenden Kühlwassers. Der fünfte Kühlwassertemperatursensor 73e ist an dem Auslassabschnitt des Wasserkanals in der am Fahrzeug montierten Vorrichtung 51 angeordnet und misst die Temperatur des aus dem Wasserkanal der am Fahrzeug montierten Vorrichtung 51 herausströmenden Kühlwassers.
Die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung bezieht sich auf Erfassungsergebnisse des ersten Kühlwassertemperatursensors 73a bis zum fünften Kühlwassertemperatursensors 73e und schaltet die Strömung des Kühlwassers in dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20, dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 und dem Vorrichtungskühlwasserkreislauf 50. Daher ist die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 dazu in der Lage, die Wärme in dem Fahrzeug unter Verwendung des Kühlwassers, das das Wärmemedium ist, zu handhaben.
Eine Betätigungstafel 71, die in der Nähe des Armaturenbretts in dem vorderen Abschnitt der Fahrzeugkabine angeordnet ist, ist mit der Eingabeseite der Steuervorrichtung 70 verbunden. Eine Vielzahl an Betätigungsschaltern sind an der Betätigungstafel 71 angeordnet. Demgemäß werden Betätigungssignale von vielen Betätigungsschaltern zu der Steuervorrichtung 70 eingegeben. Die verschiedenen Betätigungsschalter an der Betätigungstafel 71 umfassen einen Automatikschalter, einen Kühlschalter, einen Luftvolumeneinstellschalter, einen Temperatureinstellschalter und dergleichen.
Der Automatikschalter wird betätigt, wenn der Automatiksteuerbetrieb der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 festgelegt oder aufgehoben wird. Der Kühlschalter wird betätigt, wenn eine Anforderung zum Kühlen der Fahrzeugkabine erzeugt wird. Der Luftvolumeneinstellschalter wird betätigt, wenn das Luftvolumen des Gebläses 62 manuell festgelegt wird. Der Temperatureinstellschalter wird betätigt, wenn eine Solltemperatur (Zieltemperatur) Tset in der Fahrzeugkabine festgelegt wird.
In der Steuervorrichtung 70 ist eine Steuereinheit zum Steuern von verschiedenen Steuerzielvorrichtungen einstückig konfiguriert, die mit der Ausgabeseite von ihr verbunden sind, und eine Konfiguration (Hardware und Software) zum Steuern des Betriebs jeder Steuerzielvorrichtung bildet eine Steuereinheit zum Steuern des Betriebs von jeder Steuerzielvorrichtung. Beispielsweise ist bei der Steuervorrichtung 70 die Konfiguration zum Steuern des Betriebs des ersten elektromagnetischen Ventils 30a und des zweiten elektromagnetischen Ventils 30b, wodurch die Strömungsrateneinstelleinrichtung 30 gebildet wird, eine Strömungsratenreguliersteuereinheit 70a.
Der Betrieb der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist nachstehend beschrieben. Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dazu in der Lage, einen geeigneten Antriebsmodus aus vielen Antriebsmodi zu schalten. Das Schalten dieser Antriebsmodi wird ausgeführt, indem ein zuvor in der Steuervorrichtung 70 gespeichertes Steuerprogramm ausgeführt wird.
Genauer gesagt wird in dem Steuerprogramm die Sollblastemperatur TAO der in die Fahrzeugkabine zu blasenden Belüftungsluft berechnet auf der Basis eines Erfassungssignals, das durch die Luftkonditioniersteuersensorgruppe erfasst wird, und eines Betätigungssignals, das von der Betätigungstafel 71 ausgegeben wird. Der Antriebsmodus wird auf der Basis der Sollblastemperatur TAO und des Erfassungssignals geschaltet. In den mehreren Antriebsmodi wird ein Betrieb im Kühlmodus, ein Betrieb im Erwärmungsmodus und ein Betrieb im Auftaumodus nachstehend beschrieben.
(a) Kühlmodus
Der Kühlmodus ist ein Antriebsmodus, bei dem die Belüftungsluft W durch den Innenverdampfer 16 gekühlt wird und in die Fahrzeugkabine geblasen wird. In der folgenden Beschreibung ist als ein Betriebsmodus des Kühlmodus ein Fall beschrieben, bei dem ein Kühlen der Fahrzeugkabine ausgeführt wird, während das Kühlen der Batterie 42 und dergleichen ausgeführt wird.
In dem Kühlmodus dieses Falls öffnet die Steuervorrichtung 70 das erste Expansionsventil 14a und das zweite Expansionsventil 14b bei jeweiligen vorbestimmten Drosselöffnungsgraden. Daher strömt in dem Kühlzyklussystem 10 im Kühlmodus das Kühlmittel zunächst zu dem Kompressor 11, dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 und dem Kühlmittelverzweigungsabschnitt 13a. Das Kühlmittel strömt von einer Seite des Kühlmittelverzweigungsabschnitts 13a zu dem ersten Expansionsventil 14a und dem Kühler 15, und strömt von der anderen Seite des Kühlmittelverzweigungsabschnitts 13a zu dem zweiten Expansionsventil 14b, dem Innenverdampfer 16 und dem Verdampfungsdruckregulierventil 17. Das Kühlmittel, das von dem Kühler 15 geströmt ist, und das Kühlmittel, das von dem Verdampfungsdruckregulierventil 17 geströmt ist, treffen in dem Kühlmittelzusammenführabschnitt 13b aufeinander und strömen dann in der Reihenfolge des Kompressors, um zu zirkulieren.
Das heißt in dem Kühlmodus strömt das Kühlmittel in den Kühler 15, um das Kühlwasser des niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 40 zu kühlen, und das Kühlmittel strömt in den Innenverdampfer 16, um zu dem Kühlmittelkreislauf zum Kühlen der Belüftungsluft W zu schalten.
In dieser Zykluskonfiguration steuert die Steuervorrichtung 70 die Betriebsvorgänge der verschiedenen, mit der Abgabeseite verbundenen, Steuerzielvorrichtungen.
Beispielsweise steuert die Steuervorrichtung 70 den Betrieb des Kompressors 11 so, dass eine durch den Verdampfertemperatursensor 72e gemessene Kühlmittelverdampfungstemperatur Tefin zu der Sollverdampfungstemperatur TEO wird. Die Sollverdampfungstemperatur TEO wird auf der Basis der Sollblastemperatur TAO unter Bezugnahme auf eine zuvor in der Steuervorrichtung 70 gespeicherte Kühlmodussteuerzuordnung bestimmt.
Genauer gesagt wird in dieser Steuerzuordnung die Sollverdampfungstemperatur TEO zusammen mit der Zunahme der Sollblastemperatur TAO so erhöht, dass die Belüftungslufttemperatur TAV, die durch den Konditionierlufttemperatursensor 72f gemessen wird, sich der Sollblastemperatur TAO annähert. Die Sollverdampfungstemperatur TEO wird als ein Wert eines Bereichs (genauer gesagt 1°C oder mehr) bestimmt, in dem eine Frostbildung (Einfrieren) des Innenverdampfers 16 eingeschränkt werden kann.
Die Steuervorrichtung 70 bestimmt eine Steuerspannung (Blaskapazität) des Gebläses 62 auf der Basis der Sollblastemperatur TAO unter Bezugnahme auf die zuvor in der Steuervorrichtung 70 gespeicherte Steuerzuordnung (Steuertabelle). Genauer gesagt wird in dieser Steuerzuordnung das Blasluftvolumen des Gebläses 62 in einem kryogenischen Bereich (maximaler Kühlbereich) und einem extrem hohen Temperaturbereich (maximaler Erwärmungsbereich) der Sollblastemperatur TAO maximiert, und das Blasluftvolumen wird verringert, wenn sich das Blasluftvolumen einem mittleren Temperaturbereich annähert. Die Steuervorrichtung 70 steuert den Betrieb der Luftmischtür 64 so, dass der Kaltluftbypasskanal 65 gänzlich geöffnet ist, um den Luftströmungskanal an der Seite des Heizeinrichtungskerns 22 zu schließen.
In Bezug auf den hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 steuert die Steuervorrichtung 70 den Betrieb der hochtemperaturseitigen Pumpe 27 so, dass eine vorbestimmte Wasserpumpenkapazität (Wasserpumpvermögen) in dem Kühlmodus aufgezeigt wird. Die Steuervorrichtung 70 steuert die Strömungsrateneinstelleinrichtung 30 so, dass das erste elektromagnetische Ventil 30a zu einem gänzlich geöffneten Zustand gebracht wird und das zweite elektromagnetische Ventil 30b zu einem gänzlich geschlossenen Zustand gebracht wird.
Daher zirkuliert das Kühlwasser in dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 in der folgenden Reihenfolge: die hochtemperaturseitige Pumpe 27, der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12, die elektrische Heizeinrichtung 26, der Verzweigungsabschnitt 24, das elektromagnetische Ventil 30a, der zweite Reservetank 29, der Radiator 21, der Zusammenführabschnitt 25 und die hochtemperaturseitige Pumpe 27.
In Bezug auf den niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 steuert die Steuervorrichtung 70 den Betrieb der niedrigtemperaturseitigen Pumpe 41 so, dass die Wasserpumpenkapazität (Wasserpumpvermögen) in dem Kühlmodus aufgezeigt wird. Die Steuervorrichtung steuert den Betrieb des niedrigtemperaturseitigen Drei-Wege-Ventils 44, um zu ermöglichen, dass die Einström- und Ausströmanschlüsse an der Seite des Kühlers 15 mit den Einström- und Ausströmanschlüssen an der Seite der Batterie 42 in Kommunikation stehen, und sie schließt die restlichen Einström- und Ausströmanschlüsse.
Daher zirkuliert das Kühlwasser in dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 in der folgenden Reihenfolge: die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41, der Kühler 15, das niedrigtemperaturseitige Drei-Wege-Ventil 44, die Batterie 42, die Aufladeeinrichtung 43 und die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41.
In dem Vorrichtungskühlwasserkreislauf 50 steuert die Steuervorrichtung 70 den Betrieb der Vorrichtungspumpe 42 so, dass eine vorbestimmte Wasserpumpenkapazität (Wasserpumpvermögen) in dem Kühlmodus aufgezeigt wird. Die Steuervorrichtung 70 steuert den Betrieb des Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventils 53 so, dass die Einström- und Ausströmanschlüsse der Seite der am Fahrzeug montierten Vorrichtung 51 und die Einström- und Ausströmanschlüsse an der Seite des Bypasskanals 54 miteinander in Kommunikation stehen, und die restlichen Einström- und Ausströmanschlüsse werden geschlossen. Daher zirkuliert das Kühlwasser in dem Vorrichtungskühlwasserkreislauf 50 in der folgenden Reihenfolge: die Vorrichtungspumpe 52, die am Fahrzeug montierte Vorrichtung 41, das Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventil 53, der Bypasskanal 54 und die Vorrichtungspumpe 52.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, strömt in dem Kühlzyklussystem 20 des Kühlmodus das von dem Kompressor 11 abgegebene unter hohem Druck stehende Kühlmittel (Hochdruckkühlmittel) in den Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12. Da in dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 die hochtemperaturseitige Pumpe 27 arbeitet, tauschen das Hochdruckkühlmittel und das Kühlwasser des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 Wärme aus, wird das Hochdruckkühlmittel gekühlt und kondensiert und wird das Kühlwasser erwärmt.
In dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 strömt das Kühlwasser, das durch den Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 erwärmt worden ist, in den Radiator 21 über den Verzweigungsabschnitt 24 und das erste elektromagnetische Ventil 30a. Das in den Radiator 21 einströmende Kühlwasser tauscht Wärme mit der Außenluft OA aus, um Wärme abzugeben (Wärme abzustrahlen). Daher wird das Kühlwasser des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 gekühlt. Das Kühlwasser, das durch den Radiator 21 gekühlt worden ist, wird in die hochtemperaturseitige Pumpe 27 eingesaugt und wird zu dem Wasserkanal des Wasser-Kühlmittel-Wärmetauschers 12 erneut gepumpt.
Andererseits strömt das Hochdruckkühlmittel, das in dem Kühlmittelkanal des Wasser-Kühlmittel-Wärmetauschers 12 gekühlt worden ist, in das erste Expansionsventil 14a über den Kühlmittelverzweigungsabschnitt 13a, und sein Druck wird reduziert. Das Niedrigdruckkühlmittel, dessen Druck durch das erste Expansionsventil 14a reduziert worden ist, strömt in den Kühler 15, absorbiert Wärme von dem durch den Wasserkanal des Kühlers 15 strömenden Kühlwasser und verdampft. Daher wird das Kühlwasser des niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 40 gekühlt. Das Niedrigdruckkühlmittel, das aus dem Kühler 15 herausströmt, wird in den Kompressor 11 über den Kühlmittelzusammenführabschnitt 13b eingesaugt und sein Druck wird erneut reduziert.
Das von der anderen Seite des Kühlmittelverzweigungsabschnitts 13a herausströmende Hochdruckkühlmittel strömt in das zweite Expansionsventil 14b und sein Druck wird reduziert. Der Drosselöffnungsgrad des zweiten Expansionsventils 14b wird so eingestellt, dass ein Grad an Superwärme des Kühlmittels an der Auslassseite des Innenverdampfers 16 zu ungefähr 3°C wird.
Das Niedrigdruckkühlmittel, dessen Druck durch das zweite Expansionsventil 14b reduziert worden ist, strömt in den Innenverdampfer 16. Das Kühlmittel, das in den Innenverdampfer 16 eingeströmt ist, absorbiert Wärme von der vom Gebläse 62 geblasenen Belüftungsluft W und verdampft, um die Belüftungsluft W zu kühlen. Das Kühlmittel, das von dem Innenverdampfer 16 geströmt ist, wird in den Kompressor 11 über das Verdampfungsdruckregulierventil 17 und den Kühlmittelzusammenführabschnitt 13b eingesaugt und wird erneut komprimiert.
Daher wird in dem Kühlmodus die Belüftungsluft W, die durch den Innenverdampfer 16 gekühlt worden ist, in die Fahrzeugkabine geblasen, wodurch die Fahrzeugkabine gekühlt wird.
In dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 strömt das Kühlwasser, das durch den Kühler 15 gekühlt worden ist, in die Batterie 42 und die Aufladeeinrichtung 43 über das niedrigtemperaturseitige Drei-Wege-Ventil 44. In dem Wasserkanal der Batterie 42 und der Aufladeeinrichtung 43 absorbiert das Kühlwasser Wärme von der Batterie 42 und der Aufladeeinrichtung 43, wodurch die Batterie 42 und die Aufladeeinrichtung 43 gekühlt werden. Das Kühlwasser, das aus der Aufladeeinrichtung 43 herausströmt, wird in die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41 eingesaugt und wird erneut zu dem Wasserkanal des Kühlers 15 gepumpt.
Das heißt, gemäß der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 kann die Wärme, die beim Kühlen der Belüftungsluft W absorbiert wird, und die Wärme, die beim Kühlen der Batterie 42 und der Aufladeeinrichtung 43 absorbiert wird, von dem Kühlwasser des niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 40 zu dem Niedrigdruckkühlmittel durch den Kühler 15 absorbiert werden.
In der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 wird die Wärme, die durch den Kühler 15 und den Innenverdampfer 16 absorbiert wird, in dem Kühlzyklussystem 10 bereitgestellt (zutage gebracht; hergestellt), und die Wärme wird zu dem Kühlwasser des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 in dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 abgestrahlt (abgegeben), wodurch das Kühlwasser erwärmt werden kann. In der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 kann die Wärme des Kühlwassers des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 zu der Außenluft OA durch den Radiator 21 abgegeben werden.
Da in dem Kühlmodus die Wärme des Kühlwassers zu der Außenluft OA durch den hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 abgegeben wird, wird die elektrische Heizeinrichtung 26 nicht betrieben. Es muss nicht gesagt werden, dass die elektrische Heizeinrichtung 26 nach Bedarf betrieben werden kann.
(b) Erwärmungsmodus
Der Erwärmungsmodus ist ein Antriebsmodus, bei dem die Belüftungsluft W durch den Heizeinrichtungskern 22 erwärmt wird und in die Fahrzeugkabine geblasen wird. In der folgenden Beschreibung ist als ein Betriebsmodus des Erwärmungsmodus ein Fall beschrieben, bei dem die Außenluft OA, die Batterie 42 und dergleichen als Erwärmungswärmequellen zum Erwärmen der Fahrzeugkabine verwendet werden.
In dem Erwärmungsmodus dieses Falls öffnet die Steuervorrichtung 70 das erste Expansionsventil 14a bei einem vorbestimmten Drosselöffnungsgrad und bringt das zweite Expansionsventil 14b in einen gänzlich geschlossenen Zustand. Demgemäß umfasst das Kühlzyklussystem 10 des Erwärmungsmodus ein Kühlzyklussystem der Dampfkompressionsart, bei dem das Kühlmittel in der folgenden Reihenfolge zirkuliert: der Kompressor 11, der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12, der Kühlmittelverzweigungsabschnitt 13a, das erste Expansionsventil 14a, der Kühler 15, der Kühlmittelzusammenführabschnitt 13b und der Kompressor 11.
Das heißt im Erwärmungsmodus kann das Kühlmittel in den Kühler 15 einströmen, wird die Wärme, die von dem Kühlmittel des niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 40 absorbiert wird, bereitgestellt, und wird der Kühlmittelkreislauf geschaltet, der für das Erwärmen der Belüftungsluft W verwendet werden kann. In dieser Zykluskonfiguration steuert die Steuervorrichtung 70 die Betriebsvorgänge der verschiedenen Steuerzielvorrichtungen, die mit der Ausgabeseite verbunden sind.
Beispielsweise steuert die Steuervorrichtung 70 den Betrieb des Kompressors 11 so, dass der durch den Hochdrucksensor 72d gemessene Hochdruckkühlmitteldruck Pd zu einem Sollhochdruck PCO wird. Der Sollhochdruck PCO wird auf der Basis der Sollblastemperatur TAO unter Bezugnahme auf eine zuvor in der Steuervorrichtung 70 gespeicherte Erwärmungsmodussteuerzuordnung bestimmt. Genauer gesagt wird in dieser Steuerzuordnung der Sollhochdruck PCO erhöht, wenn die Sollblastemperatur TAO zunimmt, sodass die Belüftungslufttemperatur TAV sich der Sollblastemperatur TAO annähert.
Die Steuervorrichtung 70 bestimmt eine elektrische Steuerspannung (Blaskapazität) des Gebläses 62 in der gleichen Weise wie bei dem Kühlmodus. Die Steuervorrichtung 70 steuert den Betrieb der Luftmischtür 64 so, dass der Luftströmungskanal an der Seite des Heizeinrichtungskerns 22 gänzlich geöffnet wird, um den Kaltluftbypasskanal 65 zu schließen.
In Bezug auf den hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 betätigt die Steuervorrichtung 70 die hochtemperaturseitige Pumpe 27 so, dass eine vorbestimmte Wasserpumpkapazität in dem Erwärmungsmodus aufgezeigt wird. Die Steuervorrichtung 70 steuert die Strömungsrateneinstelleinrichtung so, dass das erste Elektromagnetische Ventil 30a in dem gänzlich geschlossenen Zustand ist und das zweite elektromagnetische Ventil 30b in dem gänzlich geöffneten Zustand ist.
Die Steuervorrichtung 70 steuert die Menge an erzeugter Wärme der elektrischen Heizeinrichtung 26 auf der Basis der Sollblastemperatur TAO und der Kühlwassertemperatur in dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20. Genauer gesagt wird, wenn die Kühlwassertemperatur des in den Heizeinrichtungskern 22 einströmenden Kühlwassers für das Verwirklichen der Sollblastemperatur TAO unzureichend ist, die Menge an erzeugter Wärme der elektrischen Heizeinrichtung 26 so gesteuert, dass die unzureichende Temperatur kompensiert wird.
Daher zirkuliert das Kühlwasser des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 in der folgenden Reihenfolge: die hochtemperaturseitige Pumpe 27, der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12, die elektrische Heizeinrichtung 26, der Verzweigungsabschnitt 24, das zweite elektromagnetische Ventil 30b, der Heizeinrichtungskern 22, der Zusammenführabschnitt 25 und die hochtemperaturseitige Pumpe 27.
In Bezug auf den niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf steuert die Steuervorrichtung 70 den Betrieb der niedrigtemperaturseitigen Pumpe 41 so, dass die Wasserpumpkapazität in dem Erwärmungsmodus aufgezeigt wird. Die Steuervorrichtung 70 steuert den Betrieb des niedrigtemperaturseitigen Drei-Wege-Ventils 44 so, dass sämtliche der drei Einström- und Ausströmanschlüsse miteinander in Kommunikation stehen. Daher strömt das Kühlwasser in dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 in der folgenden Reihenfolge hindurch: niedrigtemperaturseitige Pumpe 41, Kühler 15 und niedrigtemperaturseitiges Drei-Wege-Ventil 44. Danach strömt eine der Strömungen des Kühlwassers in der folgenden Reihenfolge hindurch: das niedrigtemperaturseitige Drei-Wege-Ventil 44, die Batterie 42, die Aufladeeinrichtung 43 und die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41, und die andere der Strömungen des Kühlwassers strömt in der folgenden Reihenfolge hindurch: das niedrigtemperaturseitige Drei-Wege-Ventil 44, der Radiator 21, der zweite Reservetank 29 und die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41.
Das Kühlwasser des niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 40 wird durch die in der Batterie 42 und dergleichen erzeugte Wärme erwärmt, wenn es durch den Wasserkanal der Batterie 42 und der Aufladeeinrichtung 43 tritt. Wenn das Kühlwasser durch den Radiator 21 tritt, absorbiert das Kühlwasser des niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 40 die Wärme von der Außenluft OA durch einen Wärmeaustausch mit der Außenluft OA. Das heißt in dem Erwärmungsmodus kann die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 die Batterie 42, die Aufladeeinrichtung 43 und die Außenluft OA als Wärmequellen zum Erwärmen verwenden.
In dem Vorrichtungskühlwasserkreislauf 50 steuert die Steuervorrichtung 70 den Betrieb der Vorrichtungspumpe 52 so, dass eine vorbestimmte Wasserpumpkapazität in dem Erwärmungsmodus aufgezeigt wird. Die Steuervorrichtung 70 steuert den Betrieb des Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventils 53 so, dass die Einström- und Ausströmanschlüsse an der Seite der am Fahrzeug montierten Vorrichtung 51 und die Einström- und Ausströmanschlüsse an der Seite des Bypasskanals 54 miteinander in Kommunikation stehen, und die restlichen Einström- und Ausströmanschlüsse werden geschlossen. Daher zirkuliert das Kühlwasser in dem Vorrichtungskühlwasserkreislauf 50 in der folgenden Reihenfolge: die Vorrichtungspumpe 52, die am Fahrzeug montierte Vorrichtung 51, das Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventil 53, der Bypasskanal 54 und die Vorrichtungspumpe 52.
In einem derartigen Erwärmungsmodus kann das Kühlwasser des niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 40 Wärme von der Außenluft OA absorbieren, wenn es durch den Radiator 21 tritt. Wenn das Kühlwasser durch den Wasserkanal der Batterie 42 und der Aufladeeinrichtung 43 tritt, absorbiert das Kühlwasser die in der Batterie 42 und der Aufladeeinrichtung 43 erzeugte Wärme und kann die Batterie 42 und die Aufladeeinrichtung 43 kühlen.
In dem Kühlzyklussystem 10 strömt im Erwärmungsmodus das Hochdruckkühlmittel, das aus dem Kühlmittelkanal des Wasser-Kühlmittel-Wärmetauschers 12 herausgeströmt ist, in das erste Expansionsventil 14a über den Kühlmittelverzweigungsabschnitt 13a und sein Druck wird reduziert. Der Drosselöffnungsgrad des ersten Expansionsventils 14a ist so eingestellt, dass das Kühlmittel an der Auslassseite des Kühlers 15 in einem Gas-Flüssigkeit-ZweiPhasen-Zustand ist. Das Niedrigdruckkühlmittel wird durch einen Wärmeaustausch des Kühlwassers des niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 40 in den Kühler 15 verdampft und kann Wärme von dem Kühlwasser des niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 40 absorbieren.
Das Kühlmittel, das Wärme von dem Kühlwasser des niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 40 absorbiert, wird durch den Kompressor 11 komprimiert und wird zu dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 als ein Hochdruckkühlmittel abgegeben. Da in dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 die hochtemperaturseitige Pumpe 27 arbeitet, tauschen das Hochdruckkühlmittel und das Kühlwasser des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 Wärme aus, und das Hochdruckkühlmittel wird gekühlt und kondensiert. Daher wird das Kühlwasser des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 durch die Wärme des Hochdruckkühlmittels erwärmt.
In dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf strömt das durch den Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 erwärmte Kühlwasser in den Heizeinrichtungskern 22 über das zweite elektromagnetische Ventil 30b. Da die Luftmischtür 64 den Luftströmungskanal an der Seite des Heizeinrichtungskerns 22 gänzlich öffnet, tauscht das in den Heizeinrichtungskern 22 einströmende Kühlwasser Wärme mit der durch den Innenverdampfer 16 hindurchtretenden Belüftungsluft W aus, um die Wärme abzustrahlen (abzugeben).
Somit wird in dem Erwärmungsmodus die Belüftungsluft W erwärmt, und die Temperatur der Belüftungsluft W nähert sich der Sollblastemperatur TAO. Das aus dem Heizeinrichtungskern 22 herausströmende Kühlwasser wird in die hochtemperaturseitige Pumpe 27 eingesaugt und wird zu dem Wasserkanal des Wasser-Kühlmittel-Wärmetauschers 12 erneut gepumpt.
Daher erwärmt im Erwärmungsmodus die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 die Belüftungsluft W durch den Heizeinrichtungskern 22 und bläst die Belüftungsluft W in die Fahrzeugkabine, wodurch die Fahrzeugkabine erwärmt werden kann. Das heißt im Erwärmungsmodus kann die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 die Wärme bereitstellen, die von der Batterie 42, der Aufladeeinrichtung 43 und der Außenluft OA in dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 in dem Kühlzyklussystem 10 absorbiert wird, und kann die Wärme zum Erwärmen der Belüftungsluft W über den hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 verwenden.
In der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 kann im Erwärmungsmodus das Kühlwasser des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 durch die elektrische Heizeinrichtung 26 als eine Hilfswärmequelle erwärmt werden. Daher kann selbst dann, wenn die zu dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 hinzugefügte Wärmemenge für eine Verwirklichung der Sollblastemperatur TAO in dem Heizeinrichtungskern 22 unzureichend ist, die unzureichende Menge durch das Erwärmen mittels der elektrischen Heizeinrichtung 26 kompensiert werden.
Wie dies in 1 gezeigt ist, ist die elektrische Heizeinrichtung 26 an der stromaufwärtigen Seite des Verzweigungsabschnitts 24 in dem gemeinsamen Kanal 23 des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 angeordnet, und genauer gesagt ist sie zwischen dem Verzweigungsabschnitt 24 und dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 angeordnet.
Daher kann in dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 die Vorrichtung und die Länge in dem Kanal von der elektrischen Heizeinrichtung 26, die die Hilfswärmequelle ist, zu dem Heizeinrichtungskern 22 soweit wie möglich reduziert werden, und die Wärme, die durch die elektrische Heizeinrichtung 26 zu dem Heizeinrichtungskern 22 aufgebracht wird, kann mit einem geringen Verlust übertragen werden. Anders ausgedrückt kann die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 die Wärme, die durch die elektrische Heizeinrichtung 26 erzeugt wird, für das Erwärmen der Fahrzeugkabine effizient nutzen.
(c) Auftaumodus
Der Auftaumodus (Entfrosten) ist ein Antriebsmodus zum Entfernen einer Einfrierung (Frost) an dem Radiator 21, wenn der Radiator 21 eingefroren ist. Wenn der Radiator 21 eingefroren ist (Frost aufweist), wird im Erwärmungsmodus erachtet, dass die Menge an Wärmeabsorption von der Außenluft OA verringert ist, und die Erwärmungseffizienz verringert ist.
Wenn beispielsweise im Erwärmungsmodus die Betriebsbedingung des Fahrzeugs, in der die Wärmeerzeugung der Batterie 42 zunimmt, erfüllt ist, wird erachtet, dass die Batterie 42 ausreichend gekühlt wird, um die Temperatur der Batterie 42 innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs zu halten. In diesem Fall wird, um die Kühlwassertemperatur des niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 40 ausreichend zu verringern, die Kühlmittelverdampfungstemperatur in dem Kühler 15 bis auf unter 0°C abgesenkt.
Somit strömt das Kühlwasser des niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 40, das auf eine sehr niedrige Temperatur gekühlt wird, auch in den Radiator 21, der parallel zu der Batterie 42 und der Aufladeeinrichtung 43 verbunden ist, tauscht Wärme mit der Außenluft OA aus und absorbiert Wärme. Wenn zu diesem Zeitpunkt die Außenluft OA bei einer sehr niedrigen Temperatur und hoher Feuchtigkeit ist, wird angenommen, dass die Oberfläche des Radiators 21 Frost aufweist.
Um das Einfrieren (den Frost) des Radiators 21 zu behandeln, der in einem derartigen Fall auftritt, führt die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 den Auftaumodus aus. Genauer gesagt ist als ein Beispiel des Auftaumodus ein Aspekt beschrieben, bei dem der Radiator 21 aufgetaut wird, während die Batterie 42 gekühlt wird.
In dem Auftaumodus öffnet in diesem Fall die Steuervorrichtung 70 zumindest das erste Expansionsventil 14a bei einem vorbestimmten Drosselöffnungsgrad. Demgemäß ist in dem Kühlzyklussystem 10 im Auftaumodus zumindest ein Kühlzyklussystem der Dampfkompressionsart konfiguriert, bei dem das Kühlmittel in der folgenden Reihenfolge zirkuliert: Kompressor 11, Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12, Kühlmittelverzweigungsabschnitt 13a, erstes Expansionsventil 14a, Kühler 15, Kühlmittelzusammenführabschnitt 13b und Kompressor 11.
Im Auftaumodus kann der Öffnungsgrad des zweiten Expansionsventils 14b ein vorbestimmter Drosselöffnungsgrad sein oder er kann ein gänzlich geschlossener Zustand sein. Dieser Punkt wird auf der Basis der Notwendigkeit zum Kühlen der Belüftungsluft W durch den Innenverdampfer 16 in dem Auftaumodus bestimmt.
Die Steuervorrichtung 70 steuert die Betriebsvorgänge der verschiedenen Steuerzielvorrichtungen, die mit der Ausgabeseite verbunden sind. Die Kühlmittelabgabekapazität des Kompressors 11, die Blaskapazität des Gebläses 62 und der Öffnungsgrad der Luftmischtür 64 werden geeignet gemäß der Notwendigkeit des Luftkonditioniervorgangs in dem Auftaumodus bestimmt.
In Bezug auf den hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 betätigt die Steuervorrichtung 70 die hochtemperaturseitige Pumpe 27 so, dass eine vorbestimmte Wasserpumpkapazität im Auftaumodus aufgezeigt wird. Die Steuervorrichtung 70 steuert die Strömungsrateneinstelleinrichtung 30 so, dass zumindest das erste elektromagnetische Ventil 30a in dem gänzlich geöffneten Zustand ist.
Der Öffnungsgrad des zweiten elektromagnetischen Ventils 30b kann ein vorbestimmter Öffnungsgrad sein oder kann ein gänzlich geschlossener Zustand sein. Der Öffnungsgrad des zweiten elektromagnetischen Ventils 30b wird geeignet gemäß dem Umstand bestimmt, ob ein Erwärmen der Belüftungsluft W notwendig ist. In dieser Hinsicht ist es erwünscht, dass der Öffnungsgrad des zweiten elektromagnetischen Ventils 30b kleiner als der Öffnungsgrad des ersten elektromagnetischen Ventils 30a ist. Dies ist so, weil im Auftaumodus dem Auftauen des Radiators 21 eine höhere Priorität gegenüber der Erwärmungskapazität durch den Heizeinrichtungskern 22 gegeben wird.
In dem Auftaumodus steuert die Steuervorrichtung 70 die Menge an erzeugter Wärme der elektrischen Heizeinrichtung 26 auf der Basis der Kühlwassertemperatur in jedem Abschnitt des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20. Genauer gesagt wird, wenn die Kühlwassertemperatur des in den Radiator 21 einströmenden Kühlwassers in Bezug auf die für das Auftauen des Radiators 21 notwendige Temperatur unzureichend ist, die Menge an erzeugter Wärme der elektrischen Heizeinrichtung 26 so gesteuert, dass eine Temperaturkompensation vollzogen wird.
Daher zirkuliert das Kühlwasser des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 in der folgenden Reihenfolge: hochtemperaturseitige Pumpe 27, Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12, elektrische Heizeinrichtung 26, Verzweigungsabschnitt 24, erstes elektromagnetisches Ventil 30a, zweiter Reservetank 29, Radiator 21, Zusammenführabschnitt 25 und hochtemperaturseitige Pumpe 27.
In Bezug auf den niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf steuert die Steuervorrichtung 70 den Betrieb der niedrigtemperaturseitigen Pumpe 41 so, dass die Wasserpumpkapazität im Auftaumodus aufgezeigt wird. Die Steuervorrichtung 70 steuert den Betrieb des niedrigtemperaturseitigen Drei-Wege-Ventils 44 so, dass ermöglicht wird, dass die Einström- und Ausströmanschlüsse an der Seite des Kühlers 15 mit den Einström- und Ausströmanschlüssen an der Seite der Batterie 42 in Kommunikation stehen, und die restlichen Einström- und Ausströmanschlüsse geschlossen sind. Daher zirkuliert das Kühlwasser in dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 in der folgenden Reihenfolge: niedrigtemperaturseitige Pumpe 41, Kühler 15, niedrigtemperaturseitiges Drei-Wege-Ventil 44, Batterie 42, Aufladeeinrichtung 43 und niedrigtemperaturseitige Pumpe 41.
Das Kühlwasser des niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 40 wird durch die in der Batterie 42 und dergleichen erzeugte Wärme erwärmt, wenn es durch den Wasserkanal der Batterie 42 und der Aufladeeinrichtung 43 tritt. Wenn das Kühlwasser des niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 40 durch den Kühler 15 tritt, wird die Wärme durch das Niedrigdruckkühlmittel absorbiert.
Gemäß der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 wird die durch das Niedrigdruckkühlmittel absorbierte Wärme durch das Kühlzyklussystem 10 bereitgestellt und wird für ein Erwärmen des Kühlwassers des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 in dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 verwendet. Das heißt, die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 kann die Abwärme der Batterie 42 und der Aufladeeinrichtung 43 für das Auftauen des Radiators 21 nutzen.
In dem Vorrichtungskühlwasserkreislauf 50 steuert die Steuervorrichtung 70 den Betrieb der Vorrichtungspumpe 52 so, dass eine vorbestimmte Wasserpumpkapazität in dem Auftaumodus aufgezeigt wird. Die Steuervorrichtung 70 steuert den Betrieb des Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventils 53 so, dass die Einström- und Ausströmanschlüsse an der Seite der am Fahrzeug montierten Vorrichtung 51 und die Einström- und Ausströmanschlüsse an der Seite des Bypasskanals 54 miteinander in Kommunikation stehen und die restlichen Einström- und Ausströmanschlüsse geschlossen sind. Daher zirkuliert das Kühlwasser in dem Vorrichtungskühlwasserkreislauf 50 in der folgenden Reihenfolge: Vorrichtungspumpe 52, am Fahrzeug montierte Vorrichtung 51, Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventil 53, Bypasskanal 54 und Vorrichtungspumpe 52.
In einem derartigen Auftaumodus absorbiert das Kühlwasser des niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 40 die Wärme, die in der Batterie 42 und der Aufladeeinrichtung 43 erzeugt wird, wenn es durch die Wasserkanäle der Batterie 42 und der Aufladeeinrichtung 43 tritt, und es kann die Batterie 42 und die Aufladeeinrichtung 43 kühlen.
In dem Kühlzyklussystem 10 strömt im Auftaumodus das Hochdruckkühlmittel, das aus dem Kühlmittelkanal des Wasser-Kühlmittel-Wärmetauschers 12 herausgeströmt ist, in das erste Expansionsventil 14a über den Kühlmittelverzweigungsabschnitt 13a, und sein Druck wird reduziert. Das Niedrigdruckkühlmittel verdampft durch den Wärmeaustausch des Kühlwassers des niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 40 in dem Kühler 15 und absorbiert Wärme von dem Kühlwasser des niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 40.
Das Kühlmittel, das Wärme von dem Kühlwasser des niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 40 absorbiert, wird durch den Kompressor 11 komprimiert und wird zu dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 als ein Hochdruckkühlmittel abgegeben. Da in dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 die hochtemperaturseitige Pumpe 27 arbeitet, tauschen das Hochdruckkühlmittel und das Kühlwasser des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 Wärme aus, und das Hochdruckkühlmittel wird gekühlt und kondensiert. Daher wird das Kühlwasser des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 durch die Wärme des Hochdruckkühlmittels erwärmt.
In dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 strömt das Kühlwasser, das durch den Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 oder dergleichen erwärmt wird, in den Radiator 21 über das erste elektromagnetische Ventil 30a. Wenn das erwärmte Kühlwasser in den Radiator 21 einströmt, wird der Frost des Radiators 21 geschmolzen und durch die Wärme des Kühlwassers entfernt.
Daher kann im Auftaumodus die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 den Radiator 21 auftauen, indem ermöglicht wird, dass das erwärmte Kühlwasser des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 in den Radiator 21 strömt, und sie kann die Erwärmungsfähigkeit (Erwärmungskapazität) wieder herstellen.
In dem Auftaumodus ist die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 dazu in der Lage, von der Batterie 42 und der Aufladeeinrichtung 43 durch den niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 in dem Kühlzyklussystem absorbierte Wärme bereitzustellen und die Wärme zum Auftauen des Radiators 21 über den hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 zu verwenden.
In der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 ist im Auftaumodus das Kühlwasser des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 dazu in der Lage, dass es durch die elektrische Heizeinrichtung 26 als eine Hilfswärmequelle erwärmt wird. Daher kann selbst dann, wenn die zu dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 hinzugegebene Wärmemenge zum Verwirklichen des Auftauens des Radiators 21 unzureichend ist, die unzureichende Menge durch ein Erwärmen mittels der elektrischen Heizeinrichtung 26 kompensiert werden.
Wie dies in 1 gezeigt ist, ist die elektrische Heizeinrichtung 26 an der stromaufwärtigen Seite des Verzweigungsabschnitts 24 in dem gemeinsamen Kanal 23 des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 angeordnet, und ist genauer gesagt zwischen dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 und dem Verzweigungsabschnitt 24 angeordnet.
Daher können in dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 die Vorrichtung und die Länge in dem Kanal von der elektrischen Heizeinrichtung 26, die die Hilfswärmequelle ist, zu dem Radiator 21 so weit wie möglich reduziert werden, und die durch die elektrische Heizeinrichtung 26 zu dem Radiator 21 aufgebrachte Wärme kann mit einem geringen Verlust übertragen werden. Anders ausgedrückt ist die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 dazu in der Lage, die durch die elektrische Heizeinrichtung 26 erzeugte Wärme effizient für das Auftauen des Radiators 21 zu nutzen.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, sind gemäß der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels der Kühlmodus, der Erwärmungsmodus und der Auftaumodus dazu in der Lage, dass sie aus vielen Antriebsmodi verwirklicht werden, indem die Betriebsvorgänge des Kühlzyklussystems 10 und jedes Kühlwasserkreislaufs geschaltet werden. Daher kann die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 ein angenehmes Luftkonditionieren in der Fahrzeugkabine und eine Temperatureinstellung von verschiedenen Vorrichtungen ausführen.
Wie dies in 1 gezeigt ist, hat in der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels der hochtemperaturseitige Kühlwasserkreislauf 20 die elektrische Heizeinrichtung 26 als eine Hilfswärmequelle an der stromaufwärtigen Seite des Verzweigungsabschnitts 24 in dem gemeinsamen Kanal 23.
In dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 sind der Radiator 21 und der Heizeinrichtungskern 22 parallel mit dem gemeinsamen Kanal 23 verbunden. Die Strömung des Kühlwassers in dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 kann durch die Strömungsrateneinstelleinrichtung 30 zu der Strömung zu dem Radiator 21 und der Strömung zu dem Heizeinrichtungskern 22 geschaltet werden.
Daher kann die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 die Wärme der elektrischen Heizeinrichtung 26, die die Hilfswärmequelle ist, zu dem Heizeinrichtungskern 22 übertragen, sodass die elektrische Heizeinrichtung 26 als die Hilfswärmequelle für das Erwärmen der Fahrzeugkabine verwendet werden kann. Da die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 die Wärme der elektrischen Heizeinrichtung 26 zu dem Radiator 21 übertragen kann, kann die Wärme der elektrischen Heizeinrichtung 26 als eine Hilfswärmequelle zum Auftauen des Radiators 21 verwendet werden.
In dem gemeinsamen Kanal 23 des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 ist die elektrische Heizeinrichtung 26 an der stromaufwärtigen Seite des Verzweigungsabschnitts 24 angeordnet. Genauer gesagt ist die elektrische Heizeinrichtung 26 zwischen dem Verzweigungsabschnitt 24 und dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 in dem gemeinsamen Kanal 23 angeordnet.
Daher können auch sowohl in dem Fall, bei dem das Kühlwasser des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 in die Seite des Radiators 21 strömt, als auch in dem Fall, bei dem das Kühlwasser in die Seite des Heizeinrichtungskerns 22 strömt, die Kanallänge von der elektrischen Heizeinrichtung 26 und die Anzahl an Vorrichtungen, die durch die elektrische Heizeinrichtung passieren, reduziert werden. Das heißt gemäß der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 kann, wenn die elektrische Heizeinrichtung 26 als Hilfswärmequelle verwendet wird, außerdem sowohl in dem Fall, bei dem sie als Erwärmungsunterstützung verwendet wird, als auch in dem Fall, bei dem sie für die Auftauunterstützung verwendet wird, ein Wärmeverlust eingeschränkt werden und eine effiziente Anwendung wird ermöglicht.
Wie dies in 1 gezeigt ist, ist in dem gemeinsamen Kanal 23 des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 die hochtemperaturseitige Pumpe 27 an der stromaufwärtigen Seite des Wasser-Kühlmittel-Wärmetauschers 12 in Bezug auf die Strömung des Kühlwassers in dem gemeinsamen Kanal 23 angeordnet. Daher kann außerdem in sowohl dem Fall, bei dem das Kühlwasser des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 in die Seite des Radiators 21 strömt, als auch in dem Fall, bei dem das Kühlwasser in die Seite des Heizeinrichtungskerns 22 strömt, die erforderliche Abgabeleistung der hochtemperaturseitigen Pumpe 27 so eingeschränkt werden, dass sie niedrig wird. Das heißt die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 kann die Kosten und die benötigte Energie für die hochtemperaturseitige Pumpe 27 reduzieren.
In dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 ist der Radiator 21 für einen Wärmeaustausch zwischen dem Kühlwasser und der Außenluft OA angeordnet. In dem Kühlmodus kann die Wärme des Kühlwassers zu der Außenluft OA durch den Radiator 21 abgegeben (abgestrahlt) werden. In dem Erwärmungsmodus kann, indem Wärme von der Außenluft OA durch den Radiator 21 absorbiert wird, die Außenluft OA als eine erwärmende Wärmequelle verwendet werden.
Indem der Auftaumodus verwirklicht wird, kann der mit Frost besetzte Radiator 21 aufgetaut werden, wobei die Effizienz, wenn die Außenluft OA als eine erwärmende Wärmequelle verwendet wird, wieder hergestellt werden kann und die Erwärmungskapazität der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 verbessert werden kann.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Nachstehend ist ein zweites Ausführungsbeispiel, das sich von dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel unterscheidet, unter Bezugnahme auf die 4 und 5 beschrieben. Im zweiten Ausführungsbeispiel ist anstelle des Radiators 21 des ersten Ausführungsbeispiels ein komplexer Wärmetauscher 35 angewendet. Die restlichen Konfigurationen sind die gleichen wie im ersten Ausführungsbeispiel und daher unterbleibt eine wiederholende Beschreibung.
Der komplexe Wärmetauscher 35 ist ein Wärmetauscher, bei dem ein Wärmedissipationsabschnitt (Wärmeabgabeabschnitt) 35a für ein Austauschen von Wärme zwischen einem Kühlwasser eines hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 und einer Außenluft OA, und ein Wärmeabsorbierabschnitt für ein Austauschen von Wärme zwischen dem in einem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 zirkulierenden Kühlwasser und der Außenluft OA einstückig ausgebildet sind. Der Wärmedissipationsabschnitt 35a und der Wärmeabsorbierabschnitt 35b des komplexen Wärmetauschers 35 haben einen Wärmetauscheraufbau der sogenannten Tank-und-Rohr-Art.
Der Wärmetauscher der Tank-und-Rohr-Art zum Austauschen von Wärme zwischen einem Wärmemedium (das heißt dem Kühlwasser) und Luft (das heißt der Außenluft) hat eine Vielzahl an Rohren zum Ermöglichen einer Strömung des Wärmemediums, einen Tank zum Ermöglichen einer Verteilung oder eines Sammelns des Wärmemediums, das durch viele Rohre strömt, und dergleichen. Der Aufbau ist derart, dass Wärme zwischen dem Wärmemedium, das durch die Rohre strömt, die in Intervallen zueinander gestapelt sind und in einer vorbestimmten Richtung angeordnet sind, und der Luft ausgetauscht wird, die durch einen Luftkanal strömt, der zwischen den benachbarten Rohren vorgesehen ist.
Wie dies in 5 gezeigt ist, sind Wärmetauscherrippen 35c in einem Luftkanal, der zwischen den Rohren 35at in dem Wärmedissipationsabschnitt 35a vorgesehen ist, und einem Luftkanal angeordnet, der zwischen den Rohren 35bt in dem Wärmeabsorbierabschnitt 35b ausgebildet ist. Die Wärmetauscherrippe 35c ist aus einem dünnen plattenförmigen Metallelement ausgebildet. Die Wärmetauscherrippe 35c ist ein Element, das den Wärmeaustausch zwischen dem Kühlwasser und der Außenluft OA in dem Wärmedissipationsabschnitt 35a unterstützt und den Wärmeaustausch zwischen dem Kühlwasser und der Außenluft OA in dem Wärmeabsorbierabschnitt 35b unterstützt.
In dem komplexen Wärmetauscher 35 ist die Wärmetauscherrippe 35c an sowohl dem Rohr 35at des Wärmedissipationsabschnitts 35a als auch dem Rohr 35bt des Wärmeabsorbierabschnitts 35b gelötet und verbindet den Wärmedissipationsabschnitt 35a und den Wärmeabsorbierabschnitt 35b. Daher ist der komplexe Wärmetauscher 35 so aufgebaut, dass er Wärme zwischen dem Kühlwasser an der Seite des Wärmedissipationsabschnitts 35a und dem Kühlwasser an der Seite des Wärmeabsorbierabschnitts 35b über die Wärmetauscherrippen 35c übertragen kann. Die Wärmetauscherrippe 35c ist ein Beispiel eines Wärmeübertragungsabschnitts.
Wie dies in 4 gezeigt ist, ist eine Auslassseite eines Verzweigungsabschnitts 24 mit der Einlassseite des Wärmedissipationsabschnitt 35a in dem komplexen Wärmetauscher 35 über ein erstes elektromagnetisches Ventil 30a verbunden. Eine Auslassseite eines Zusammenführabschnitts 25 ist mit der Auslassseite des Wärmedissipationsabschnitts 35a verbunden.
Eine Sauganschlussseite einer niedrigtemperaturseitigen Pumpe 41 und eine Auslassseite eines Wasserkanals in einer Aufladeeinrichtung 43 sind mit der Einlassseite des Wärmeabsorbierabschnitts 35b in dem komplexen Wärmetauscher 35 über einen zweiten Reservetank 29 verbunden. Andererseits ist einer der Einström- und Ausströmanschlüsse eines niedrigtemperaturseitigen Drei-Wege-Ventils 44 mit der Auslassseite des Wärmeabsorbierabschnitts 35b verbunden.
In einer Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist der Wärmedissipationsabschnitt 35a an einer Fahrzeugvorderseite in Bezug auf den Wärmeabsorbierabschnitt 35b angeordnet. Anders ausgedrückt ist der Wärmedissipationsabschnitt 35a an einer stromaufwärtigen Seite des Wärmeabsorbierabschnitts 35b in Bezug auf die Strömung der Außenluft OA angeordnet.
Wie dies in 4 gezeigt ist, ist ein Kühlwasserrohr eines Vorrichtungskühlwasserkreislaufs 50 mit einem Kühlwasserrohr an der Einlassseite des zweiten Reservetanks 29 verbunden. Ein Kühlwasserrohr, das mit Einström- und Ausströmanschlüssen eines Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventils 53 verbunden ist, ist mit einem Kühlwasserrohr verbunden, das den Wärmeabsorbierabschnitt 35b und ein niedrigtemperaturseitiges Drei-Wege-Ventil 44 verbindet.
Nachstehend ist in der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, die wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, ein Beispiel von jedem Antriebsmodi eines Kühlmodus, eines Erwärmungsmodus und eines Auftaumodus beschrieben.
(a) Kühlmodus
In einem Kühlzyklussystem 10 des Kühlmodus gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist ein Kühlkreislauf aufgebaut, bei dem eine Zirkulation in der folgenden Reihenfolge geschieht: ein Kompressor 11, ein Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12, eine Seite eines Kühlmittelverzweigungsabschnitts 13a, ein erstes Expansionsventil 14a, ein Kühler 15, ein Kühlmittelzusammenführabschnitt 13b und der Kompressor 11. Ein Kühlmittelkreislauf, bei dem eine Zirkulation in der folgenden Reihenfolge geschieht: der Kompressor 11, der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12, die andere Seite des Kühlmittelverzweigungsabschnitts 13a, ein zweites Expansionsventil 14b, ein Innenverdampfer 16, ein Verdampfungsdruckregulierventil 17, ein Kühlmittelzusammenführabschnitt 13b und der Kompressor 11, ist parallel aufgebaut.
In dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 des Kühlmodus werden die Vorgänge der Konfigurationsvorrichtungen in der gleichen Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel gesteuert. Daher zirkuliert ein Kühlwasser in dem Kühlwasserkreislauf in der folgenden Reihenfolge: eine hochtemperaturseitige Pumpe 27, ein Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12, eine elektrische Heizeinrichtung 26, ein Verzweigungsabschnitt 24, das erste elektromagnetische Ventil 30a, der Wärmedissipationsabschnitt 35a des komplexen Wärmetauschers 35, der Zusammenführabschnitt 25, der erste Reservetank 28 und die hochtemperaturseitige Pumpe 27.
In dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 wird im Kühlmodus der Betrieb von jeder Konfigurationsvorrichtung in der gleichen Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel gesteuert. Daher ist in dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 ein Kühlwasserkreislauf konfiguriert, bei dem eine Zirkulation in der folgenden Reihenfolge geschieht: die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41, der Kühler 15, das niedrigtemperaturseitige Drei-Wege-Ventil 44, die Batterie 42, die Aufladeeinrichtung 43 und die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41.
In dem Vorrichtungskühlwasserkreislauf 50 des Kühlmodus ist ein Kühlwasserkreislauf konfiguriert, bei dem das Kühlwasser in der folgenden Reihenfolge zirkuliert: eine Vorrichtungspumpe 52, eine am Fahrzeug montierte Vorrichtung 51, ein Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventil 53, ein Bypasskanal 54 und eine Vorrichtungspumpe 52.
Da wie vorstehend beschrieben auch im Kühlmodus des zweiten Ausführungsbeispiels, ähnlich wie beim ersten Ausführungsbeispiel, Belüftungsluft W durch den Innenverdampfer 16 gekühlt werden kann, kann ein Kühlen der Fahrzeugkabine verwirklicht werden. Da der Kühler 15 das Kühlwasser des niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 40 kühlen kann, können das Kühlen der Batterie 42 und der Aufladeeinrichtung 43 verwirklicht werden.
(b) Erwärmungsmodus
In dem Kühlzyklussystem 10 ist im Erwärmungsmodus gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ein Kühlmittelkreislauf konfiguriert, bei dem eine Zirkulation in der folgenden Reihenfolge geschieht: der Kompressor 11, der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12, eine Seite des Kühlmittelverzweigungsabschnitts 13a, das Expansionsventil 14a, der Kühler 15, der Kühlmittelzusammenführabschnitt 13b und der Kompressor 11.
In dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 wird im Erwärmungsmodus der Betrieb der Konfigurationsvorrichtung in der gleichen Weise wie bei dem Erwärmungsmodus des ersten Ausführungsbeispiels gesteuert. Daher wird ein Kühlwasserkreislauf konfiguriert, bei dem eine Zirkulation in der folgenden Reihenfolge geschieht: die hochtemperaturseitige Pumpe 27, der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12, die elektrische Heizeinrichtung 26, der Verzweigungsabschnitt 24, das zweite elektromagnetische Ventil 30b, der Heizeinrichtungskern 22, der Zusammenführabschnitt 25, der erste Reservetank 28 und die hochtemperaturseitige Pumpe 27.
In dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 wird im Erwärmungsmodus ein Kühlwasserkreislauf konfiguriert, bei dem das Kühlwasser in der folgenden Reihenfolge strömt: die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41, der Kühler 15, das niedrigtemperaturseitige Drei-Wege-Ventil 44, die Batterie 42, die Aufladeeinrichtung 43 und die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41. Ein Kühlwasserkreislauf, bei dem das Kühlwasser in der folgenden Reihenfolge zirkuliert: die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41, der Kühler 15, das niedrigtemperaturseitige Drei-Wege-Ventil 44, der Wärmeabsorbierabschnitt 35b des komplexen Wärmetauschers 35, der zweite Reservetank 29 und die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41 ist parallel aufgebaut.
In dem Vorrichtungskühlwasserkreislauf 50 ist im Erwärmungsmodus ein Kühlwasserkreislauf konfiguriert, bei dem das Kühlwasser in der folgenden Reihenfolge zirkuliert: die Vorrichtungspumpe 42, die am Fahrzeug montierte Vorrichtung 51, das Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventil 53, der Bypasskanal 54 und die Vorrichtungspumpe 52.
Daher erwärmt im Erwärmungsmodus die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 die Belüftungsluft W durch den Heizeinrichtungskern 52 und bläst die Belüftungsluft W in die Fahrzeugkabine, wodurch die Fahrzeugkabine erwärmt werden kann. Das heißt im Erwärmungsmodus kann die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 Wärme, die von der Batterie 42, der Aufladeeinrichtung 43 und der Außenluft OA absorbiert wird, in dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 in dem Kühlzyklussystem 10 aufnehmen, und die Wärme zum Erwärmen der Belüftungsluft W über den hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 verwenden.
In der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 kann im Erwärmungsmodus das Kühlwasser des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 durch die elektrische Heizeinrichtung 26 als eine Hilfswärmequelle erwärmt werden. Daher kann selbst dann, wenn die zu dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 hinzugefügte Wärmemenge zum Verwirklichen der Sollblastemperatur TAO in dem Heizeinrichtungskern 22 unzureichend ist, die unzureichende Menge durch Erwärmen mittels der elektrischen Heizeinrichtung 26 kompensiert werden.
Die elektrische Heizeinrichtung 26 ist an der stromaufwärtigen Seite des Verzweigungsabschnitts 24 in dem gemeinsamen Kanal 23 des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 angeordnet, und genauer gesagt ist sie zwischen der elektrischen Heizeinrichtung 26 und dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 angeordnet. Daher kann in dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20, da die Vorrichtung und die Länge in dem Kanal von der elektrischen Heizeinrichtung 26, die die Hilfswärmequelle ist, zu dem Heizeinrichtungskern 22 so weit wie möglich verkleinert werden kann, die durch die elektrische Heizeinrichtung 26 zur Verfügung gestellte Wärme in effizienter Weise für das Erwärmen der Fahrzeugkabine genutzt werden.
(C) Auftaumodus
In dem Kühlzyklussystem 10 ist im Auftaumodus gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ein Kühlmittelkreislauf konfiguriert, bei dem die Zirkulation in der folgenden Reihenfolge geschieht: der Kompressor 11, der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12, eine Seite des Kühlmittelverzweigungsabschnitts 13a, das erste Expansionsventil 14a, der Kühler 15, der Kühlmittelzusammenführabschnitt 13b und der Kompressor 11.
In dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 wird im Auftaumodus der Betrieb der Konfigurationsvorrichtung in der gleichen Weise wie im Auftaumodus des ersten Ausführungsbeispiels gesteuert. Daher zirkuliert in einem Kühlwasserkreislauf das Kühlwasser in der folgenden Reihenfolge: eine hochtemperaturseitige Pumpe 27, ein Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12, eine elektrische Heizeinrichtung 26, ein Verzweigungsabschnitt 24, das erste elektromagnetische Ventil 30a, der Wärmedissipationsabschnitt 35a des komplexen Wärmetauschers 35, der Zusammenführabschnitt 25, der erste Reservetank 28 und die hochtemperaturseitige Pumpe 27.
In dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 ist im Auftaumodus ein Kühlwasserkreislauf konfiguriert, bei dem das Kühlwasser in der folgenden Reihenfolge strömt: die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41, der Kühler 15, das niedrigtemperaturseitige Drei-Wege-Ventil 44, die Batterie 42, die Aufladeeinrichtung 43 und die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41.
In dem Vorrichtungskühlwasserkreislauf 50 ist im Auftaumodus ein Kühlwasserkreislauf konfiguriert, bei dem das Kühlwasser in der folgenden Reihenfolge zirkuliert: die Vorrichtungspumpe 52, die am Fahrzeug montierte Vorrichtung 51, das Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventil 53, der Bypasskanal 54 und die Vorrichtungspumpe 52.
Daher kann im Auftaumodus die von der Batterie 42 und der Aufladeeinrichtung 43 absorbierte Wärme durch das Kühlzyklussystem 10 in dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 bereitgestellt werden und für das Auftauen des Wärmeabsorbierabschnitts 35b in dem komplexen Wärmetauscher 35 über den hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 verwendet werden.
In dem komplexen Wärmetauscher 35 sind der Wärmedissipationsabschnitt 35a und der Wärmeabsorbierabschnitt 35b durch Wärmetauscherrippen verbunden und sie sind dazu in der Lage, die Wärmeübertragung auszuführen. Daher kann, indem ermöglicht wird, dass das erwärmte Kühlwasser des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 in den Wärmedissipationsabschnitt 35a des komplexen Wärmetauschers 35 einströmt, das Auftauen des mit Frost besetzten Wärmeabsorbierabschnitts 35b ausgeführt werden, und die Erwärmungsfähigkeit kann wiederhergestellt werden.
Wie dies in 4 gezeigt ist, ist in dem komplexen Wärmetauscher der Wärmedissipationsabschnitt 35a an der stromaufwärtigen Seite des Wärmeabsorbierabschnitts 35b in Bezug auf die Strömungsrichtung der Außenluft OA angeordnet. Daher kann die Wärme des Kühlwassers des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20, das in den Wärmedissipationsabschnitt 35a einströmt, zu dem mit Frost besetzten Wärmeabsorbierabschnitt 35b über die Außenluft OA übertragen werden. Somit wird gemäß dem Auftaumodus des zweiten Ausführungsbeispiels zusätzlich zu der Wärmeübertragung durch die Wärmetauscherrippen die Wärmeübertragung über die Außenluft OA ebenfalls ausgeführt, sodass das Auftauen des Wärmeabsorbierabschnitts 35b schneller ausgeführt werden kann.
In der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 kann im Auftaumodus das Kühlwasser des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 durch die elektrische Heizeinrichtung 26 als eine Hilfswärmequelle erwärmt werden. Daher kann selbst dann, wenn die zu dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 hinzugefügte Wärmemenge zum Verwirklichen des Auftauens des Wärmeabsorbierabschnitts 35b in dem komplexen Wärmetauscher 35 unzureichend ist, die unzureichende Menge durch Erwärmen mittels der elektrischen Heizeinrichtung 26 kompensiert werden.
Wie dies in 4 gezeigt ist, ist die elektrische Heizeinrichtung 26 an der stromaufwärtigen Seite des Verzweigungsabschnitts 24 in dem gemeinsamen Kanal 23 des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 angeordnet, und sie ist genauer gesagt zwischen dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 und dem Verzweigungsabschnitt 24 angeordnet.
Daher kann in dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 die Vorrichtung verkleinert und die Länge in dem Kanal von der elektrischen Heizeinrichtung 26, die die Hilfswärmequelle ist, zu dem Wärmeabsorbierabschnitt 35b des komplexen Wärmetauschers 35 so weit wie möglich verringert werden, und die durch die elektrische Heizeinrichtung 26 zur Verfügung gestellte Wärme kann effizient für das Auftauen des Wärmeabsorbierabschnitts 35b genutzt werden.
In dem Vorrichtungskühlwasserkreislauf 50 kann im Auftaumodus gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die Kreislaufkonfiguration des Kühlwasserkreislaufs geändert werden, indem der Betrieb des Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventils 53 gesteuert wird. Das heißt in dem Vorrichtungskühlwasserkreislauf 50 kann ein Kühlwasserkreislauf angewendet werden, bei dem das Kühlwasser in der folgenden Reihenfolge zirkuliert: Vorrichtungspumpe 52, am Fahrzeug montierte Vorrichtung 51, Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventil 53, Wärmeabsorbierabschnitt 35b des komplexen Wärmetauschers 35, zweiter Reservetank 29 und Vorrichtungspumpe 52.
Mit der Kreislaufkonfiguration kann das Kühlwasser, das die Abwärme der am Fahrzeug montierten Vorrichtung 51 absorbiert, zu dem Wärmeabsorbierabschnitt 35b des mit Frost besetzten komplexen Wärmetauschers 35 geliefert werden, sodass die Abwärme der am Fahrzeug montierten Vorrichtung 51 für das Auftauen des Wärmeabsorbierabschnitts 35b verwendet werden kann.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, können gemäß der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 des zweiten Ausführungsbeispiels sogar dann, wenn der komplexe Wärmetauscher 35 mit dem Wärmedissipationsabschnitt 35a und dem Wärmeabsorbierabschnitt 35b verwendet wird, die Betriebseffekte mit gleichem Aufbau und gleichem Betrieb wie im ersten Ausführungsbeispiel in der gleichen Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel erzielt werden.
In dem komplexen Wärmetauscher 35 des zweiten Ausführungsbeispiels ist der Wärmedissipationsabschnitt 35a mit dem Wärmeabsorbierabschnitt 35b durch die Wärmetauscherrippen so verbunden, dass eine Wärmeübertragung ausgeführt werden kann. Daher kann im Auftaumodus die Wärme des in den Wärmedissipationsabschnitt 35a einströmenden Kühlwassers zu dem mit Frost besetzten Wärmeabsorbierabschnitt 35b über die Wärmetauscherrippen übertragen werden.
Im zweiten Ausführungsbeispiel ist der Wärmedissipationsabschnitt 35a des komplexen Wärmetauschers 35 an der stromaufwärtigen Seite des Wärmeabsorbierabschnitts 35b in Bezug auf die Strömung der Außenluft OA angeordnet. Daher kann die Wärme des Kühlwassers, das in den Wärmedissipationsabschnitt 35a einströmt, zu dem mit Frost besetzten Wärmeabsorbierabschnitt 35b über die Außenluft OA übertragen werden.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend ist ein drittes Ausführungsbeispiel, das sich von jedem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel unterscheidet, unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. Im dritten Ausführungsbeispiel wird ähnlich wie im zweiten Ausführungsbeispiel ein komplexer Wärmetauscher 35 anstelle des Radiators 21 angewendet.
Im dritten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich die Anordnung eines Wärmedissipationsabschnitts 35a und eines Wärmeabsorbierabschnitts 35b in dem komplexen Wärmetauscher 35 gegenüber dem zweiten Ausführungsbeispiel. Die restlichen Punkte sind die gleichen wie in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen und daher unterbleibt eine wiederholte Beschreibung von ihnen.
Wie dies in 6 gezeigt ist, ist in einer Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 des dritten Ausführungsbeispiels der Wärmeabsorbierabschnitt 35b des komplexen Wärmetauschers 35 an einer vorderen Seite eines Wärmedissipationsabschnitts 35a angeordnet. Anders ausgedrückt ist der Wärmeabsorbierabschnitt 35b an einer stromaufwärtigen Seite des Wärmedissipationsabschnitts 35a in Bezug auf eine Strömungsrichtung einer Außenluft OA angeordnet. Ein Verbindungsmodus eines Kühlwasserrohrs mit dem Wärmedissipationsabschnitt 35a und ein Verbindungsmodus eines Kühlwasserrohrs mit dem Wärmeabsorbierabschnitt 35b sind die gleichen wie im vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel.
Um einen Kühlmodus, einen Erwärmungsmodus und einen Auftaumodus zu verwirklichen, steuert die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel einen Betrieb jeder Konfigurationsvorrichtung in der gleichen Weise wie im zweiten Ausführungsbeispiel. Da in dieser Hinsicht die Beschreibung bereits im zweiten Ausführungsbeispiel dargelegt ist, unterbleibt eine wiederholte Beschreibung.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, können gemäß der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 des dritten Ausführungsbeispiels sogar dann, wenn der komplexe Wärmetauscher 35 verwendet wird, die Betriebseffekte, die aus den gleichen Konfigurationen und dem gleichen Betrieb wie im ersten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Ausführungsbeispiel erzielt werden, in der gleichen Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel und im zweiten Ausführungsbeispiel auch hier erlangt werden.
Insbesondere können bei dem komplexen Wärmetauscher 35 sogar dann, wenn der Wärmeabsorbierabschnitt 35b an der stromaufwärtigen Seite des Wärmedissipationsabschnitts 35a in Bezug auf die Strömungsrichtung der Außenluft OA angeordnet ist, die Betriebseffekte erlangt werden, die aus dem gemeinsamen Aufbau und dem gemeinsamen Betrieb erzielt werden.
Auch bei dem komplexen Wärmetauscher 35 des dritten Ausführungsbeispiels ist der Wärmedissipationsabschnitt 35a mit dem Wärmeabsorbierabschnitt 35b durch Wärmetauscherrippen so verbunden, dass die Wärmeübertragung ausgeführt werden kann. Daher kann die Wärme des in den Wärmedissipationsabschnitt 35a im Auftaumodus einströmenden Kühlwassers zu dem mit Frost besetzten Wärmeabsorbierabschnitt 35b über die Wärmetauscherrippen übertragen werden.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend ist ein viertes Ausführungsbeispiel, das sich gegenüber jedem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele unterscheidet, unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. Im vierten Ausführungsbeispiel ist anstelle der elektrischen Heizeinrichtung 26 des ersten Ausführungsbeispiels eine Erwärmungsvorrichtung 35 als eine Hilfswärmequelle angewendet, und die Anordnung der Konfigurationsvorrichtungen in einem gemeinsamen Kanal 23 eines hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 ist geändert worden. Die restlichen Konfigurationen sind die gleichen wie im ersten Ausführungsbeispiel, und daher unterbleibt eine wiederholte Beschreibung von ihnen.
Wie dies in 7 gezeigt ist, ist in einer Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 des vierten Ausführungsbeispiels die Erwärmungsvorrichtung 36 in dem gemeinsamen Kanal 23 des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 angeordnet. Die Erwärmungsvorrichtung 36 hat einen Wassermantel, durch den das Kühlwasser des gemeinsamen Kanals 23 strömt. Daher wird die durch die Erwärmungsvorrichtung 36 erzeugte Wärme durch das Kühlwasser absorbiert, das durch den Wassermantel tritt, und dadurch wird die Wärme im hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 übertragen. Die Erwärmungsvorrichtung 36 kann beispielsweise eine Konfigurationsvorrichtung aus einem sogenannten Advanced Driver-Assistance System sein.
Advanced Driver-Assistance Systeme (ADAS) sind Systeme, die entwickelt worden sind, um Fahrzeugsysteme für ein sicheres und besseres Fahren zu automatisieren, anzupassen und zu verbessern. Advanced Driver-Assistance Systeme verwirklichen eine Sicherheitsfunktion wie beispielsweise ein Warnen eines Fahrers vor einem potenziellen Problem, und eine adaptive Funktion wie beispielsweise eine automatische Beleuchtungssteuerung, eine Automatikselbstfahrsteuerung, eine automatische Bremssteuerung oder dergleichen.
Die Erwärmungsvorrichtung 36 ist eine Konfigurationsvorrichtung des Advanced Driver-Assistance Systems und erzeugt Wärme gemäß einem Betrieb des Advanced Driver-Assistance Systems. Somit fungiert die Erwärmungsvorrichtung 36 als eine Hilfswärmequelle, indem Abwärme vorgesehen wird, die während des Betriebs erzeugt wird.
Der Unterschied zwischen der elektrischen Heizeinrichtung 26 als die Hilfswärmequelle und der Erwärmungsvorrichtung 36 ist nachstehend beschrieben. Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist die elektrische Heizeinrichtung 26 so angeordnet, dass sie das durch den gemeinsamen Kanal 23 strömende Kühlwasser erwärmt, und sie ist so konfiguriert, dass sie beliebig eine durch die elektrische Heizeinrichtung 26 erzeugte Wärmemenge unter Steuerung einer Steuervorrichtung 70 einstellen kann.
Da andererseits die Erwärmungsvorrichtung 36 als die Hilfswärmequelle Wärme gemäß dem Betrieb des Advanced Driver-Assistance System erzeugt, wird die Menge der erzeugten Wärme durch einen Betriebsmodus des Advanced Driver-Assistance Systems beeinflusst. Das heißt die Menge an Wärme, die durch die Erwärmungsvorrichtung 36 erzeugt wird, ist so konfiguriert, dass es schwierig ist, sie durch die Steuerung der Steuervorrichtung 70 beliebig einzustellen. Die Erwärmungsvorrichtung 36 muss die Erwärmungsvorrichtung 36 selbst kühlen, um in sicherer Weise ihre Funktion aufzuzeigen, wenn das Advanced Driver-Assistance System tätig ist.
Wie dies in 4 gezeigt ist, ist in dem gemeinsamen Kanal 23 des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 eine Einlassseite eines Wasserkanals in der Erwärmungsvorrichtung 36 mit einer Auslassseite eines Zusammenführabschnitts 25 über einen ersten Reservetank 28 verbunden. Eine Auslassseite des Wasserkanals in der Erwärmungsvorrichtung 36 ist mit einer Sauganschlussseite einer hochtemperaturseitigen Pumpe 27 verbunden.
Eine Abgabeanschlussseite der hochtemperaturseitigen Pumpe 27 ist mit einer Einlassseite eines Wasserkanals in einem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 verbunden. Eine Auslassseite des Wasserkanals in dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 ist mit einer Einströmanschlussseite eines Verzweigungsabschnitts 24 verbunden. Der restliche Aufbau des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 des vierten Ausführungsbeispiels ist der gleiche wie bei dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 des ersten Ausführungsbeispiels.
Im vierten Ausführungsbeispiel ist die Erwärmungsvorrichtung 36 an einer stromaufwärtigen Seite des Verzweigungsabschnitts 24 in Bezug auf eine Strömungsrichtung des Kühlwassers in dem gemeinsamen Kanal 23 positioniert. Genauer gesagt ist die Erwärmungsvorrichtung 36 an der stromaufwärtigen Seite eines Verzweigungsabschnitts 24 und des Wasser-Kühlmittel-Wärmetauschers 12 in Bezug auf die Strömungsrichtung des Kühlwassers in dem gemeinsamen Kanal 23 angeordnet. Die hochtemperaturseitige Pumpe 27 ist zwischen der Erwärmungsvorrichtung 36, die eine Hilfswärmequelle ist, und dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 in dem gemeinsamen Kanal 23 angeordnet.
Nachstehend ist ein Beispiel von jedem Antriebsmodus eines Kühlmodus, eines Erwärmungsmodus und eines Auftaumodus in der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel beschrieben, die wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist.
(a) Kühlmodus
In einem Kühlzyklussystem 10 ist im Kühlmodus des vierten Ausführungsbeispiels ein Kühlmittelkreislauf konfiguriert, der in der folgenden Reihenfolge zirkuliert: ein Kompressor 11, der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12, eine Seite eines Kühlmittelverzweigungsabschnitts 13a, ein erstes Expansionsventil 14a, ein Kühler 15, ein Kühlmittelzusammenführabschnitt 13b und der Kompressor 11. Ein Kühlmittelkreislauf ist parallel konfiguriert, bei dem die Zirkulation in der folgenden Reihenfolge geschieht: der Kompressor 11, der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12, die andere Seite des Kühlmittelverzweigungsabschnitts 13a, ein zweites Expansionsventil 14b, ein Innenverdampfer 16, ein Verdampfungsdruckregulierventil 17, ein Kühlmittelzusammenführabschnitt 13b und der Kompressor 11.
In dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 des Kühlmodus werden die Betriebsvorgänge der Konfigurationsvorrichtungen in der gleichen Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel gesteuert. Als ein Ergebnis ist ein Kühlwasserkreislauf konfiguriert, bei dem in der folgenden Reihenfolge eine Zirkulation stattfindet: hochtemperaturseitige Pumpe 27, Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12, Verzweigungsabschnitt 24, erstes elektromagnetisches Ventil 30a, zweiter Reservetank 29, Radiator 21, Zusammenführabschnitt 25, erster Reservetank 28, Erwärmungsvorrichtung 36 und hochtemperaturseitige Pumpe 27.
In dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 des Kühlmodus wird der Betrieb von jeder Konfigurationsvorrichtung in der gleichen Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel gesteuert. Daher ist in dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 ein Kühlwasserkreislauf konfiguriert, bei dem die Zirkulation in der folgenden Reihenfolge geschieht: die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41, der Kühler 15, das niedrigtemperaturseitige Drei-Wege-Ventil 44, die Batterie 42, die Aufladeeinrichtung 43 und die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41.
In dem Vorrichtungskühlwasserkreislauf 50 des Kühlmodus ist ein Kühlwasserkreislauf konfiguriert, bei dem das Kühlwasser in der folgenden Reihenfolge zirkuliert: eine Vorrichtungspumpe 52, eine am Fahrzeug montierte Vorrichtung 51, ein Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventil 53, ein Bypasskanal 54 und eine Vorrichtungspumpe 52.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, kann auch in dem Kühlmodus des vierten Ausführungsbeispiels ähnlich wie beim ersten Ausführungsbeispiel das Kühlen der Fahrzeugkabine verwirklicht werden, da eine Belüftungsluft W durch einen Innenverdampfer 16 gekühlt werden kann. Da der Kühler 15 das Kühlwasser des niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 40 kühlen kann, kann ein Kühlen der Batterie 42 und der Aufladeeinrichtung 43 verwirklicht werden.
Gemäß der Kreislaufkonfiguration des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 kann im Kühlmodus das Kühlwasser, das zu der Außenluft OA durch den Radiator 21 Wärme abstrahlt, in die Erwärmungsvorrichtung 36 so, wie sie ist, strömen, ohne durch den Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 erwärmt zu werden. Daher ist es möglich, die Erwärmungsvorrichtung 36, die Wärme durch den Betrieb des Advanced Driver-Assistance Systems erzeugt, zu kühlen, und es ist möglich, in geeigneter Weise eine Temperaturumgebung des Advanced Driver-Assistance Systems beizubehalten.
(b) Erwärmungsmodus
In dem Kühlzyklussystem 10 des Erwärmungsmodus gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist ein Kühlmittelkreislauf konfiguriert, bei dem die Zirkulation in der folgenden Reihenfolge geschieht: der Kompressor 11, der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12, eine Seite des Kühlmittelverzweigungsabschnitts 13a, das erste Expansionsventil 14a, der Kühler 15, der Kühlmittelzusammenführabschnitt 13b und der Kompressor 11.
In dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 des Erwärmungsmodus wird der Betrieb der Konfigurationsvorrichtung in der gleichen Weise wie bei dem Erwärmungsmodus des ersten Ausführungsbeispiels gesteuert. Daher wird ein Kühlwasserkreislauf konfiguriert, bei dem in der folgenden Reihenfolge die Zirkulation stattfindet: die hochtemperaturseitige Pumpe 27, der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12, der Verzweigungsabschnitt 24, das zweite elektromagnetische Ventil 30b, der Heizeinrichtungskern 22, der Zusammenführabschnitt 25, der erste Reservetank 28, die Erwärmungsvorrichtung 36 und die hochtemperaturseitige Pumpe 27.
In dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 des Erwärmungsmodus ist ein Kühlwasserkreislauf konfiguriert, bei dem in der folgenden Reihenfolge die Strömung stattfindet: die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41, der Kühler 15, das niedrigtemperaturseitige Drei-Wege-Ventil 44, die Batterie 42, die Aufladeeinrichtung 43 und die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41. Ein Kühlwasserkreislauf ist parallel konfiguriert, bei dem in der folgenden Reihenfolge die Zirkulation stattfindet: die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41, der Kühler 15, das niedrigtemperaturseitige Drei-Wege-Ventil 44, der Radiator 21, der zweite Reservetank 29 und die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41.
In dem Vorrichtungskühlwasserkreislauf 50 des Erwärmungsmodus ist ein Kühlwasserkreislauf konfiguriert, bei dem das Kühlwasser in der folgenden Reihenfolge zirkuliert: die Vorrichtungspumpe 52, die am Fahrzeug montierte Vorrichtung 51, das Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventil 53, der Bypasskanal 54 und die Vorrichtungspumpe 52.
Daher erwärmt im Erwärmungsmodus die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 die Belüftungsluft W durch den Heizeinrichtungskern 22 und bläst die Belüftungsluft W in die Fahrzeugkabine, wodurch die Fahrzeugkabine erwärmt werden kann. Das heißt im Erwärmungsmodus kann die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 die Wärme bereitstellen, die von der Batterie 42, der Aufladeeinrichtung 43 und der Außenluft OA in dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 in dem Kühlzyklussystem 10 absorbiert wird, und sie kann die Wärme zum Erwärmen der Belüftungsluft W über den hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 anwenden.
In der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 des Erwärmungsmodus kann das Kühlwasser des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 durch die Abwärme der Erwärmungsvorrichtung 36 als eine Hilfswärmequelle erwärmt werden. Daher kann, wenn die Menge an Wärme, die zu dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 hinzugefügt wird, zum Verwirklichen einer Sollblastemperatur TAO in dem Heizeinrichtungskern 22 unzureichend ist, eine unzureichende Menge kompensiert werden, indem in effektiver Weise die Abwärme der Erwärmungsvorrichtung 36 genutzt wird.
Die Erwärmungsvorrichtung 36 ist an einer stromaufwärtigen Seite des Verzweigungsabschnitts 24 in dem gemeinsamen Kanal 23 des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 angeordnet, und genauer gesagt ist sie an der stromaufwärtigen Seite des Verzweigungsabschnitts 24 und des Wasser-Kühlmittel-Wärmetauschers 12 angeordnet.
Daher kann in dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 die Vorrichtung und die Länge in dem Kanal von der Erwärmungsvorrichtung 36, die die Hilfswärmequelle ist, zu dem Heizeinrichtungskern 22 so weit wie möglich reduziert werden, während das Kühlen der Erwärmungsvorrichtung 36 in dem Kühlmodus berücksichtigt wird. Das heißt, die durch die Erwärmungsvorrichtung 36 erzeugte Wärme kann so effizient wie möglich zum Erwärmen der Fahrzeugkabine genutzt werden.
(c) Auftaumodus
In einem Kühlzyklussystem 10 des Auftaumodus gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist ein Kühlmittelkreislauf konfiguriert, bei dem in der folgenden Reihenfolge die Zirkulation stattfindet: der Kompressor 11, der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12, eine Seite des Kühlmittelverzweigungsabschnitts 13a, das erste Expansionsventil 14a, der Kühler 15, der Kühlmittelzusammenführabschnitt 13b und der Kompressor 11.
In dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 des Auftaumodus wird der Betrieb der Konfigurationsvorrichtung in der gleichen Weise wie bei dem Auftaumodus des ersten Ausführungsbeispiels gesteuert. Daher wird ein Kühlwasserkreislauf konfiguriert, bei dem die Zirkulation in der folgenden Reihenfolge stattfindet: die hochtemperaturseitige Pumpe 27, der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12, der Verzweigungsabschnitt 24, das erste elektromagnetische Ventil 30a, der zweite Reservetank 29, der Radiator 21, der Zusammenführabschnitt 25, der erste Reservetank 28, die Erwärmungsvorrichtung 36 und die hochtemperaturseitige Pumpe 27.
In dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 des Auftaumodus wird ein Kühlwasserkreislauf konfiguriert, bei dem die Strömung in der folgenden Reihenfolge stattfindet: die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41, der Kühler 15, das niedrigtemperaturseitige Drei-Wege-Ventil 44, die Batterie 42, die Aufladeeinrichtung 43 und die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41.
In dem Vorrichtungskühlwasserkreislauf 50 des Auftaumodus wird ein Kühlwasserkreislauf konfiguriert, bei dem das Kühlwasser in der folgenden Reihenfolge zirkuliert: die Vorrichtungspumpe 52, die am Fahrzeug montierte Vorrichtung 51, das Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventil 53, der Bypasskanal 54 und die Vorrichtungspumpe 52.
Daher kann im Auftaumodus die von der Batterie 42 und der Aufladeeinrichtung 43 absorbierte Wärme durch das Kühlzyklussystem 10 in dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 bereitgestellt werden und für das Auftauen des Radiators 21 über den hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 verwendet werden.
In der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 des Auftaumodus kann das Kühlwasser des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 durch die Abwärme der Erwärmungsvorrichtung 36 als die Hilfswärmequelle erwärmt werden. Daher kann selbst dann, wenn die Wärmemenge, die durch den Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 hinzugefügt wird, zum Verwirklichen eines Auftauens des Radiators 21 unzureichend ist, die unzureichende Menge durch ein effektives Nutzen der Wärme kompensiert werden, die durch die Erwärmungsvorrichtung 36 erzeugt wird.
Wie dies in 4 gezeigt ist, ist die Erwärmungsvorrichtung 36 an der stromaufwärtigen Seite des Verweigungsabschnitts 24 in dem gemeinsamen Kanal 23 des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 angeordnet, und sie ist genauer gesagt an der stromaufwärtigen Seite des Verzweigungsabschnitts 24 und des Wasser-Kühlmittel-Wärmetauschers 12 angeordnet.
Daher kann in dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 die Vorrichtung und die Länge in dem Kanal von der Erwärmungsvorrichtung 36, die die Hilfswärmequelle ist, zu dem Radiator 21 so weit wie möglich reduziert (verkleinert) werden, während das Kühlen der Erwärmungsvorrichtung 36 im Kühlmodus berücksichtigt wird. Das heißt die Abwärme von der Erwärmungsvorrichtung 36 kann so effizient wie möglich für das Auftauen des Radiators 21 genutzt werden, während das Kühlen der Erwärmungsvorrichtung 36 in dem Kühlmodus berücksichtigt wird.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, können gemäß der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 des vierten Ausführungsbeispiels die Betriebseffekte, die aus dem gemeinsamen Aufbau und dem gemeinsamen Betrieb wie im ersten Ausführungsbeispiel erzielt werden, in der gleichen Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel erlangt werden.
In dem gemeinsamen Kanal 23 des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 ist die Erwärmungsvorrichtung 36 an der stromaufwärtigen Seite des Verzweigungsabschnitts 24 angeordnet. Genauer gesagt ist die Erwärmungsvorrichtung 36 an der stromaufwärtigen Seite des Verzweigungsabschnitts 24 und des Wasser-Kühlmittel-Wärmetauschers 12 in dem gemeinsamen Kanal 23 angeordnet.
Daher können auch sowohl in einem Fall, bei dem das Kühlwasser des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 in die Seite des Radiators 21 strömen kann, als auch in einem Fall, bei dem das Kühlwasser in die Seite des Heizeinrichtungskerns 22 strömen kann, die Kanallänge und die Anzahl der Vorrichtungen von der Erwärmungsvorrichtung 36 so begrenzt werden, dass sie gering werden, während das Kühlen der Erwärmungsvorrichtung 36 im Kühlmodus berücksichtigt wird.
Das heißt gemäß der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 kann, wenn die Erwärmungsvorrichtung 36 als die Hilfswärmequelle verwendet wird, auch in sowohl dem Fall, bei dem sie als Erwärmungsunterstützung verwendet wird, als auch in dem Fall, bei dem sie für die Auftauunterstützung verwendet wird, den Wärmeverlust so gering wie möglich unter Berücksichtigung des Kühlens der Erwärmungsvorrichtung 36 effizient verwenden.
Wie dies in 4 gezeigt ist, ist in dem gemeinsamen Kanal 23 des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 die hochtemperaturseitige Pumpe 27 zwischen der Erwärmungsvorrichtung 36 und dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 in Bezug auf die Strömung des Kühlwassers in dem gemeinsamen Kanal 23 angeordnet. Das heißt in der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 können die Kosten und die für die hochtemperaturseitige Pumpe 27 erforderliche Energie reduziert werden, während das Kühlen der Erwärmungsvorrichtung 36 im Kühlmodus berücksichtigt wird.
In dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 ist der Radiator 21 für einen Wärmeaustausch zwischen dem Kühlwasser und der Außenluft OA angeordnet. In dem Kühlmodus kann die Wärme des Kühlwassers zu der Außenluft OA durch den Radiator 21 abgegeben (abgestrahlt) werden, und die Erwärmungsvorrichtung 36 kann durch das Kühlwasser gekühlt werden. In dem Erwärmungsmodus kann, indem die Wärme von der Außenluft OA durch den Radiator 21 absorbiert wird, die Außenluft OA als eine erwärmende Wärmequelle verwendet werden.
Indem der Auftaumodus verwirklicht wird, kann der mit Frost versehene Radiator 21 aufgetaut werden, wodurch die Effizienz beim Verwenden der Außenluft OA als erwärmende Wärmequelle wiederhergestellt werden kann, und das Erwärmungsvermögen der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 kann verbessert werden.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend ist ein fünftes Ausführungsbeispiel, das sich von jedem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel unterscheidet, unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. Im fünften Ausführungsbeispiel ist anstelle des Aufbaus des gemeinsamen Kanals 23 des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 in der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ein Aufbau eines gemeinsamen Kanals 23 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel angewendet.
Das heißt in dem gemeinsamen Kanal 23 des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 des fünften Ausführungsbeispiels sind zwischen einem Zusammenführabschnitt 25 und einem Verzweigungsabschnitt 24 Konfigurationsvorrichtungen in der Reihenfolge des gemeinsamen Kanals 23, eines ersten Reservetanks 28, einer Erwärmungsvorrichtung 36, einer hochtemperaturseitigen Pumpe 27, eines Wasser-Kühlmittel-Wärmetauschers 12 und eines Verzweigungsabschnitts 24 angeordnet. Da die Konfigurationen des komplexen Wärmetauschers 35 und der Erwärmungsvorrichtung 36 des fünften Ausführungsbeispiels bereits beschrieben sind, unterbleibt eine wiederholte Beschreibung von ihnen.
Nachstehend ist ein Beispiel von jedem der Antriebsmodi eines Kühlmodus, eines Erwärmungsmodus und eines Auftaumodus bei der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 des fünften Ausführungsbeispiels, die wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, beschrieben.
(a) Kühlmodus
In einem Kühlzyklussystem 10 des Kühlmodus des fünften Ausführungsbeispiels ist ein Kühlmittelkreislauf konfiguriert, bei dem in der folgenden Reihenfolge eine Zirkulation stattfindet: ein Kompressor 11, der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12, eine Seite eines Kühlmittelverzweigungsabschnitts 13a, ein erstes Expansionsventil 14a, ein Kühler 15, ein Kühlmittelzusammenführabschnitt 13b und der Kompressor 11. Ein Kühlmittelkreislauf ist parallel konfiguriert, bei dem in der folgenden Reihenfolge die Zirkulation stattfindet: der Kompressor 11, der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12, die andere Seite des Kühlmittelverzweigungsabschnitts 13a, ein zweites Expansionsventil 14b, ein Innenverdampfer 16, ein Verdampfungsdruckregulierventil 17, ein Kühlmittelzusammenführabschnitt 13b und der Kompressor 11.
In dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 werden in dem Kühlmodus die Betriebsvorgänge der Konfigurationsvorrichtung in der gleichen Weise wie jene des zweiten Ausführungsbeispiels gesteuert. Daher wird ein Kühlwasserkreislauf konfiguriert, bei dem in der folgenden Reihenfolge die Zirkulation stattfindet: die hochtemperaturseitige Pumpe 27, der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12, der Verzweigungsabschnitt 24, das erste elektromagnetische Ventil 30a, der Wärmedissipationsabschnitt 35a des komplexen Wärmetauschers 35, der Zusammenführabschnitt 25, der erste Reservetank 28, die Erwärmungsvorrichtung 36 und die hochtemperaturseitige Pumpe 27.
Daher kann sogar im Kühlmodus des fünften Ausführungsbeispiels, da das Kühlwasser zu einer Außenluft OA durch den Wärmedissipationsabschnitt 35a abgegeben wird, das Kühlwasser in die Erwärmungsvorrichtung 36 einströmen, wodurch die Erwärmungsvorrichtung 36 durch die Zirkulation des Kühlwassers gekühlt werden kann.
In dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 des Kühlmodus wird der Betrieb jeder Konfigurationsvorrichtung in der gleichen Weise wie im zweiten Ausführungsbeispiel gesteuert. Daher wird in dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 ein Kühlwasserkreislauf konfiguriert, bei dem die Zirkulation in der folgenden Reihenfolge stattfindet: die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41, der Kühler 15, das niedrigtemperaturseitige Drei-Wege-Ventil 44, die Batterie 42, die Aufladeeinrichtung 43 und die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41.
In dem Vorrichtungskühlwasserkreislauf 50 des Kühlmodus wird ein Kühlwasserkreislauf konfiguriert, bei dem das Kühlwasser in der Reihenfolge einer Vorrichtungspumpe 52, einer am Fahrzeug montierten Vorrichtung 51, eines Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventils 53, eines Bypasskanals 54 und einer Vorrichtungspumpe 52 zirkuliert.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, kann auch im Kühlmodus des fünften Ausführungsbeispiels das Kühlen der Fahrzeugkabine verwirklicht werden, da die Belüftungsluft W durch den Innenverdampfer 16 in der gleichen Weise wie im zweiten Ausführungsbeispiel gekühlt werden kann. Da der Kühler das Kühlwasser des niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 40 kühlen kann, kann das Kühlen der Batterie 42 und der Aufladeeinrichtung 43 verwirklicht werden.
(b) Erwärmungsmodus
In dem Kühlzyklussystem 10 des Erwärmungsmodus des fünften Ausführungsbeispiels wird ein Kühlmittelkreislauf konfiguriert, bei dem die Zirkulation in der folgenden Reihenfolge stattfindet: der Kompressor 11, der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12, eine Seite des Kühlmittelverzweigungsabschnitts 13a, das erste Expansionsventil 14a, der Kühler 15, der Kühlmittelzusammenführabschnitt 13b und der Kompressor 11.
In dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 des Erwärmungsmodus werden die Betriebsvorgänge der Konfigurationsvorrichtungen in der gleichen Weise wie bei dem Erwärmungsmodus des zweiten Ausführungsbeispiels gesteuert. Daher wird ein Kühlwasserkreislauf konfiguriert, bei dem die Zirkulation in der folgenden Reihenfolge stattfindet: die hochtemperaturseitige Pumpe 27, der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12, der Verzweigungsabschnitt 24, das zweite elektromagnetische Ventil 30b, der Heizeinrichtungskern 22, der Zusammenführabschnitt 25, der erste Reservetank 28, die Erwärmungsvorrichtung 36 und die hochtemperaturseitige Pumpe 27.
In dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 des Erwärmungsmodus wird ein Kühlwasserkreislauf konfiguriert, der in der folgenden Reihenfolge strömt: die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41, der Kühler 15, das niedrigtemperaturseitige Drei-Wege-Ventil 44, die Batterie 42, die Aufladeeinrichtung 43 und die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41. Ein Kühlwasserkreislauf wird parallel konfiguriert, bei dem in der folgenden Reihenfolge eine Zirkulation stattfindet: die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41, der Kühler 15, das niedrigtemperaturseitige Drei-Wege-Ventil 44, der Wärmeabsorbierabschnitt 35b des komplexen Wärmetauschers 35, der zweite Reservetank 29 und die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41.
In dem Vorrichtungskühlwasserkreislauf 50 des Erwärmungsmodus wird ein Kühlwasserkreislauf konfiguriert, bei dem das Kühlwasser in der folgenden Reihenfolge zirkuliert: die Vorrichtungspumpe 52, die am Fahrzeug montierte Vorrichtung 51, das Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventil 53, der Bypasskanal 54 und die Vorrichtungspumpe 52.
Daher erwärmt im Erwärmungsmodus die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 die Belüftungsluft W durch den Heizeinrichtungskern 22 und bläst die Belüftungsluft W in die Fahrzeugkabine, wodurch die Fahrzeugkabine erwärmt werden kann. Das heißt, die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 kann die Wärme bereitstellen, die von der Batterie 42, der Aufladeeinrichtung 43 und der Außenluft OA in dem Kühlzyklussystem 10 absorbiert wird, und sie kann die Wärme zum Erwärmen der Belüftungsluft W über den hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 verwenden.
In der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 des Erwärmungsmodus kann das Kühlwasser des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 durch die Erwärmungsvorrichtung 36 als eine Hilfswärmequelle erwärmt werden. Daher kann selbst dann, wenn die Wärmemenge, die im Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 hinzugefügt wird, zum Verwirklichen einer Sollblastemperatur TAO in dem Heizeinrichtungskern 22 unzureichend ist, die unzureichende Menge durch die Abwärme der Erwärmungsvorrichtung 36 kompensiert werden.
Die Erwärmungsvorrichtung 36 ist an einer stromaufwärtigen Seite des Verzweigungsabschnitts 24 in dem gemeinsamen Kanal 23 des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 angeordnet, und genauer gesagt ist sie an der stromaufwärtigen Seite des Verzweigungsabschnitts 24 und des Wasser-Kühlmittel-Wärmetauschers 12 angeordnet. Daher kann in dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 die durch die eine Hilfswärmequelle bildende Erwärmungsvorrichtung 36 erzeugte Wärme effizient für das Erwärmen der Fahrzeugkabine genutzt werden, während das Kühlen der Erwärmungsvorrichtung 36 im Kühlmodus berücksichtigt wird.
(c) Auftaumodus
In dem Kühlzyklussystem 10 des Auftaumodus des fünften Ausführungsbeispiels wird ein Kühlmittelkreislauf konfiguriert, bei dem in der folgenden Reihenfolge eine Zirkulation stattfindet: der Kompressor 11, der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12, eine Seite des Kühlmittelverzweigungsabschnitts 13a, das erste Expansionsventil 14a, der Kühler 15, der Kühlmittelzusammenführabschnitt 13b und der Kompressor 11.
In dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 des Auftaumodus werden die Betriebsvorgänge der Konfigurationsvorrichtungen in der gleichen Weise wie bei dem Auftaumodus des zweiten Ausführungsbeispiels gesteuert. Daher wird ein Kühlwasserkreislauf konfiguriert, bei dem eine Zirkulation in der folgenden Reihenfolge stattfindet: die hochtemperaturseitige Pumpe 27, der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12, der Verzweigungsabschnitt 24, das erste elektromagnetische Ventil 30a, der Wärmedissipationsabschnitt 35a des komplexen Wärmetauschers 35, der Zusammenführabschnitt 25, der erste Reservetank 28, die Erwärmungsvorrichtung 36 und die hochtemperaturseitige Pumpe 27.
In dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 des Auftaumodus wird ein Kühlwasserkreislauf konfiguriert, bei dem in der folgenden Reihenfolge eine Strömung stattfindet: die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41, der Kühler 15, das niedrigtemperaturseitige Drei-Wege-Ventil 44, die Batterie 42, die Aufladeeinrichtung 43 und die niedrigtemperaturseitige Pumpe 41.
In dem Vorrichtungskühlwasserkreislauf 50 des Auftaumodus wird ein Kühlwasserkreislauf konfiguriert, bei dem das Kühlwasser in der folgenden Reihenfolge zirkuliert: die Vorrichtungspumpe 52, die am Fahrzeug montierte Vorrichtung 51, das Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventil 53, der Bypasskanal 54 und die Vorrichtungspumpe 52.
Daher kann im Auftaumodus die von der Batterie 42 und der Aufladeeinrichtung 43 absorbierte Batterie durch das Kühlzyklussystem 10 in dem niedrigtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 40 bereitgestellt werden und für ein Auftauen des Wärmeabsorbierabschnitts 35b in dem komplexen Wärmetauscher 35 über den hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 verwendet werden.
In dem komplexen Wärmetauscher 35 sind der Wärmedissipationsabschnitt 35a und der Wärmeabsorbierabschnitt 35b durch Wärmetauscherrippen verbunden und sie sind so aufgebaut, dass sie die Wärmeübertragung ausführen können. Daher kann, indem ermöglicht wird, dass das erwärmte Kühlwasser des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 in den Wärmedissipationsabschnitt 35a des komplexen Wärmetauschers 35 einströmt, das Auftauen des mit Frost versehenen Wärmeabsorbierabschnitts 35b ausgeführt werden, und die Erwärmungskapazität kann wiederhergestellt werden.
In der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 des Auftaumodus kann das Kühlwasser des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 unter Verwendung der Abwärme der Erwärmungsvorrichtung 36 als die Hilfswärmequelle erwärmt werden. Daher kann in einem Fall, bei dem die zu dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 hinzugegebene Wärmemenge zum Verwirklichen des Auftauens des Wärmeabsorbierabschnitts 35b im komplexen Wärmetauscher 35 unzureichend ist, die unzureichende Menge kompensiert werden, indem die Abwärme der Erwärmungsvorrichtung 36 genutzt wird.
Wie dies in 8 gezeigt ist, ist die Erwärmungsvorrichtung 36 an einer stromaufwärtigen Seite des Verzweigungsabschnitts 24 in dem gemeinsamen Kanal 23 des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 angeordnet, und genauer gesagt ist sie an der stromaufwärtigen Seite des Verzweigungsabschnitts 24 und des Wasser-Kühlmittel-Wärmetauschers 12 angeordnet.
Daher können in dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 die Vorrichtung und die Länge in dem Kanal von der Erwärmungsvorrichtung, die die Hilfswärmequelle ist, zu dem Wärmeabsorbierabschnitt 35b des komplexen Wärmetauschers 35 so weit wie möglich reduziert werden, während das Kühlen der Erwärmungsvorrichtung 36 im Kühlmodus berücksichtigt wird. Die Abwärme der Erwärmungsvorrichtung 36 kann für das Auftauen des Wärmeabsorbierabschnitts 35b im komplexen Wärmetauscher 35 effizient genutzt werden, während das Kühlen der Erwärmungsvorrichtung 36 berücksichtigt wird.
In dem Vorrichtungskühlwasserkreislauf 50 des Auftaumodus des fünften Ausführungsbeispiels kann die Kreislaufkonfiguration des Kühlwasserkreislaufs geändert werden, indem der Betrieb des Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventils 53 gesteuert wird. Das heißt in dem Vorrichtungskühlwasserkreislauf 50 kann ein Kühlwasserkreislauf verwendet werden, bei dem das Kühlwasser in der folgenden Reihenfolge zirkuliert: die Vorrichtungspumpe 52, die am Fahrzeug montierte Vorrichtung 51, das Vorrichtungs-Drei-Wege-Ventil 53, der Wärmeabsorbierabschnitt 35b des komplexen Wärmetauschers 35, der zweite Reservetank 29 und die Vorrichtungspumpe 52.
Durch die Kreislaufkonfiguration kann das Kühlwasser, das die Abwärme der im Fahrzeug montierten Vorrichtung 51 absorbiert, zu dem Wärmeabsorbierabschnitt 35b des mit Frost versehenen komplexen Wärmetauschers 35 so geliefert werden, dass die Abwärme der am Fahrzeug montierten Vorrichtung 51 für das Auftauen des Wärmeabsorbierabschnitt 35b verwendet werden kann.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, können gemäß der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 des fünften Ausführungsbeispiels die Betriebseffekte, die von dem gemeinsamen Aufbau und gemeinsamen Betrieb mit jedem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel erzielt werden, in der gleichen Weise wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen erlangt werden.
Das heißt in Bezug auf die Anordnung der Konfigurationsvorrichtungen im gemeinsamen Kanal 23 des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 können die Betriebseffekte, die aus dem gemeinsamen Aufbau und gemeinsamen Betrieb wie im vierten Ausführungsbeispiel erzielt werden, in der gleichen Weise wie im vierten Ausführungsbeispiel erzielt werden.
In Bezug auf den Punkt, dass der komplexe Wärmetauscher 35 anstelle des Radiators 21 angewendet wird, können die Betriebseffekte, die aus dem gemeinsamen Aufbau und dem gemeinsamen Betrieb mit dem zweiten Ausführungsbeispiel erzielt werden, in der gleichen Weise wie beim zweiten Ausführungsbeispiel erzielt werden.
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend ist ein sechstes Ausführungsbeispiel, das sich von jedem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel unterscheidet, unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Im sechsten Ausführungsbeispiel wird anstelle der Konfiguration des gemeinsamen Kanals 23 des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 in der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 des dritten Ausführungsbeispiels die Konfiguration des gemeinsamen Kanals 23 des vierten Ausführungsbeispiels angewendet.
Das heißt in dem gemeinsamen Kanal 23 des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 des sechsten Ausführungsbeispiels sind die Konfigurationsvorrichtungen zwischen einem Zusammenführabschnitt 25 und einem Verzweigungsabschnitt 24 in der folgenden Reihenfolge angeordnet: ein gemeinsamer Kanal 23, ein erster Reservetank 28, eine Erwärmungsvorrichtung 36, eine hochtemperaturseitige Pumpe 27, ein Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 und ein Verzweigungsabschnitt 24. Da die Konfigurationen des komplexen Wärmetauschers 35 und der Erwärmungsvorrichtung 36 des sechsten Ausführungsbeispiels bereits beschrieben sind, unterbleibt deren wiederholte Beschreibung.
Um einen Kühlmodus, einen Erwärmungsmodus und einen Auftaumodus zu verwirklichen, steuert die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 des sechsten Ausführungsbeispiels einen Betrieb jeder Konfigurationsvorrichtung in der gleichen Weise wie im fünften Ausführungsbeispiel. In dieser Hinsicht unterbleibt die wiederholte Beschreibung, da die Beschreibung bereits im fünften Ausführungsbeispiel erfolgte.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, können gemäß der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 des sechsten Ausführungsbeispiels die Betriebseffekte, die aus dem gemeinsamen Aufbau und dem gemeinsamen Betrieb mit jedem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel erzielt werden, in der gleichen Weise auch hier wie bei jedem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel erzielt werden.
Das heißt in Bezug auf die Anordnung der Konfigurationsvorrichtungen in dem gemeinsamen Kanal 23 des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 können die Betriebseffekte, die aus dem gemeinsamen Aufbau und dem gemeinsamen Betrieb mit dem vierten Ausführungsbeispiel erzielt werden, in der gleichen Weise wie im vierten Ausführungsbeispiel erlangt werden.
In Bezug auf den Punkt, dass der komplexe Wärmetauscher 35 anstelle des Radiators 21 angewendet wird, können die Betriebseffekte, die aus dem gemeinsamen Aufbau und dem gemeinsamen Betrieb mit dem dritten Ausführungsbeispiel erzielt werden, in der gleichen Weise wie im dritten Ausführungsbeispiel erzielt werden.
(Siebtes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend ist ein siebtes Ausführungsbeispiel, das sich von jedem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel unterscheidet, unter Bezugnahme auf 10 beschrieben. Im siebten Ausführungsbeispiel werden eine elektrische Heizeinrichtung 26 und eine Erwärmungsvorrichtung 36 als Hilfswärmequellen in einem gemeinsamen Kanal 23 angewendet, und eine Anordnung der Konfigurationsvorrichtungen in dem gemeinsamen Kanal 23 eines hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 ist geändert. Die restlichen Konfigurationen sind die gleichen wie im ersten Ausführungsbeispiel, und daher unterbleibt deren wiederholte Beschreibung.
Wie dies in 10 gezeigt ist, ist in einer Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 des siebten Ausführungsbeispiels die Erwärmungsvorrichtung 36 zusätzlich in dem gemeinsamen Kanal 23 des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel angeordnet. Der Aufbau der Erwärmungsvorrichtung 36 ist der gleiche wie im vierten Ausführungsbeispiel, und sie ist eine zweite Hilfswärmequelle.
In dem gemeinsamen Kanal 23 des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 ist eine Einlassseite eines Wasserkanals in der Erwärmungsvorrichtung 36 mit einer Auslassseite eines Zusammenführabschnitts 25 über einen ersten Reservetank 28 verbunden. Eine Auslassseite des Wasserkanals in der Erwärmungsvorrichtung 36 ist mit einer Sauganschlussseite einer hochtemperaturseitigen Pumpe 27 verbunden.
Eine Abgabeanschlussseite der hochtemperaturseitigen Pumpe 27 ist mit einer Einlassseite eines Wasserkanals in einem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 verbunden. Die Auslassseite des Wasserkanals des Wasser-Kühlmittel-Wärmetauschers 12 ist mit der Einlassseite des Wasserkanals in der elektrischen Heizeinrichtung 26 verbunden. Die Auslassseite des Wasserkanals der elektrischen Heizeinrichtung 26 ist mit der Einströmanschlussseite des Verzweigungsabschnitts 24 verbunden. Die elektrische Heizeinrichtung 26 ist eine erste Hilfswärmequelle.
Der restliche Aufbau des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 des siebten Ausführungsbeispiels ist der gleiche wie bei dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 des ersten Ausführungsbeispiels.
Im siebten Ausführungsbeispiel ist die elektrische Heizeinrichtung 26 an einer stromaufwärtigen Seite des Verzweigungsabschnitts 24 in Bezug auf die Strömung des Kühlwassers in dem gemeinsamen Kanal 23 angeordnet. Genauer gesagt ist die elektrische Heizeinrichtung 26 zwischen dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 und dem Verzweigungsabschnitt 24 in dem gemeinsamen Kanal 23 angeordnet.
Die Erwärmungsvorrichtung 36 befindet sich an der stromaufwärten Seite des Verzweigungsabschnitts 24 in Bezug auf die Strömungsrichtung des Kühlwassers in dem gemeinsamen Kanal. Genauer gesagt ist die Erwärmungsvorrichtung 36 an der stromaufwärtigen Seite eines Verzweigungsabschnitts 24 und des Wasser-Kühlmittel-Wärmetauschers 12 in Bezug auf die Strömungsrichtung des Kühlwassers in dem gemeinsamen Kanal 23 angeordnet.
Das heißt in dem gemeinsamen Kanal 23 des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 des siebten Ausführungsbeispiels sind ein Zusammenführabschnitt 25, ein erster Reservetank 28, eine Erwärmungsvorrichtung 36, eine hochtemperaturseitige Pumpe 27, ein Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12, eine elektrische Heizeinrichtung 26 und ein Verzweigungsabschnitt 24 in dieser Reihenfolge gemäß der Strömung des Kühlwassers angeordnet.
Die Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 des siebten Ausführungsbeispiels, die wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, kann jeden der Antriebsmodi aus einem Kühlmodus, einem Erwärmungsmodus und einem Auftaumodus verwirklichen. Die Inhalte der Betriebsvorgänge in dem Kühlmodus, dem Erwärmungsmodus und dem Auftaumodus sind die gleichen wie im ersten und im vierten Ausführungsbeispiel, die vorstehend beschrieben sind.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, können gemäß der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 des siebten Ausführungsbeispiels die Betriebseffekte, die aus dem gemeinsamen Aufbau und dem gemeinsamen Betrieb mit jedem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel erzielt werden, auch in der gleichen Weise hier wie in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen erzielt werden.
Das heißt, gemäß der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 kann die elektrische Heizeinrichtung 26 in effizienter Weise angewendet werden, wenn die elektrische Heizeinrichtung 26 und die Erwärmungsvorrichtung 36 als die Hilfswärmequellen angewendet werden, wobei sie außerdem sowohl in einem Fall, für die Erwärmungsunterstützung angewendet werden als auch in einem Fall für die Auftauunterstützung angewendet werden. Gleichzeitig kann auch in beiden Fällen, bei denen die Erwärmungsunterstützung und die Auftauunterstützung genutzt werden, ein Wärmeverlust so weit wie möglich eingeschränkt werden, und die Wärme kann in effizienter Weise unter Berücksichtigung des Kühlens der Erwärmungsvorrichtung 36 verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, und verschiedene Abwandlungen können innerhalb eines Bereichs gemacht werden, der nicht vom Umfang der vorliegenden Erfindung abweicht.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird ein elektrisches Expansionsventil als das erste Expansionsventil 14a und das zweite Expansionsventil 14b in dem Kühlzyklussystem 10 angewendet, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Aspekt beschränkt. Verschiedene Aspekte können angewendet werden, solange das Hochdruckkühlmittel eine Druckverringerung in dem Kühlzyklussystem 10 erfahren kann. Beispielsweise kann das zweite Expansionsventil 14b zu einem thermischen Expansionsventil geändert werden, während das erste Expansionsventil 14a ein elektrisches Expansionsventil ist.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 als ein Unterkühlkondensator angewendet, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Aspekt beschränkt. Als der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12 kann ein Aspekt angewendet werden, bei dem der Empfängerabschnitt 12b und die Unterkühleinheit 12c nicht vorgesehen sind und der Kondensierabschnitt 12a vorgesehen ist.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen umfasst die Strömungsrateneinstelleinrichtung 30 in dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 das erste elektromagnetische Ventil 30a und das zweite elektromagnetische Ventil 30b. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Aspekt beschränkt. Für die Strömungsrateneinstelleinrichtung 30 können verschiedene Aspekte angewendet werden, solange die Strömungsrate des Wärmemediums an einer Auslassseite des Verzweigungsabschnitts 24 und die Strömungsrate des Wärmemediums an der anderen Ausströmanschlussseite des Verzweigungsabschnitts 24 eingestellt werden können. Beispielsweise kann die Strömungsrateneinstelleinrichtung 30 ein Drei-Wege-Ventil umfassen, das an der Position des Verzweigungsabschnitts 24 angeordnet ist.
Die Strömungsrateneinstelleinrichtung 30 ist ein elektromagnetisches Ventil, das den Öffnungsgrad des ersten elektromagnetischen Ventils 30a und des zweiten elektromagnetischen Ventils 30b einstellen kann, jedoch ist die Strömungsrateneinstelleinrichtung 30 nicht auf diesen Aspekt beschränkt. Zumindest kann ein beliebiger Aufbau angewendet werden, solange das Schalten des Kühlwasserkreislaufs in dem hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 verwirklicht werden kann, und als das erste elektromagnetische Ventil 30a und das zweite elektromagnetische Ventil 30b können ein Öffnungs-Schließventil angewendet werden, das dazu in der Lage ist, den Kühlwasserkanal gänzlich zu öffnen und gänzlich zu schließen.
In dem vorstehend beschriebenen vierten bis sechsten Ausführungsbeispiel wird als die Erwärmungsvorrichtung 36 eine Konfigurationsvorrichtung des Advanced Driver-Assistance Systems angewendet, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Aspekt beschränkt. Für die Erwärmungsvorrichtung 36 können verschiedene Vorrichtungen angewendet werden, solange diese am Fahrzeug montiert sind und Sekundärwärme gemäß dem Betrieb zum Aufzeigen einer vorbestimmten Funktion erzeugen. Beispielsweise kann ein Inverter, ein Motorgenerator oder dergleichen als die Erwärmungsvorrichtung 36 angewendet werden.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind als die Antriebsmodi drei Antriebsmodi, das heißt der Kühlmodus, der Erwärmungsmodus und der Auftaumodus beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Aspekt beschränkt. Beispielsweise kann ein Entfeuchtungserwärmungsmodus, bei dem die durch den Innenverdampfer 16 gekühlte Belüftungsluft W durch den Heizeinrichtungskern 22 erwärmt wird und zu der Fahrzeugkabine geliefert wird, als ein Antriebsmodus verwirklicht werden. In diesem Fall werden die Konfigurationsvorrichtungen der Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung 1 so gesteuert, dass das Niedrigdruckkühlmittel, dessen Druck durch das zweite Expansionsventil 14b reduziert worden ist, in den Innenverdampfer 16 einströmt, das zweite elektromagnetische Ventil 30b durch den hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislauf 20 geöffnet wird, und das erwärmte Kühlwasser in den Heizeinrichtungskern 22 einströmt.
Die Anordnung der Konfigurationsvorrichtungen im gemeinsamen Kanal 23 des vorstehend beschriebenen siebten Ausführungsbeispiels kann auf Kreislaufkonfigurationen anderer Kühlwasserkreisläufe angewendet werden. Beispielsweise können im gemeinsamen Kanal 23 des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 des zweiten und fünften Ausführungsbeispiels der Zusammenführabschnitt 25, der erste Reservetank 28, die Erwärmungsvorrichtung 36, die hochtemperaturseitige Pumpe 27, der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12, die elektrische Heizeinrichtung 26 und der Verzweigungsabschnitt 24 in dieser Reihenfolge gemäß der Strömung des Kühlwassers angeordnet werden. In diesem Fall können die Betriebsinhalte des zweiten und fünften Ausführungsbeispiels auf den Betriebsinhalt jedes Antriebsmodus angewendet werden.
In ähnlicher Weise können in dem gemeinsamen Kanal 23 des hochtemperaturseitigen Kühlwasserkreislaufs 20 des dritten und sechsten Ausführungsbeispiels der Zusammenführabschnitt 25, der erste Reservetank 28, die Erwärmungsvorrichtung 36, die hochtemperaturseitige Pumpe 27, der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 12, die elektrische Heizeinrichtung 26 und der Verzweigungsabschnitt 24 in dieser Reihenfolge gemäß der Strömung des Kühlwassers angeordnet werden. In diesem Fall können die Betriebsinhalte des dritten und sechsten Ausführungsbeispiels auf den Betriebsinhalt jedes Antriebsmodus angewendet werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen beschrieben ist, sollte verständlich sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf derartige Beispiele oder Strukturen beschränkt ist. Die vorliegende Erfindung umfasst verschiedene Abwandlungen und Variationen innerhalb des Umfangs von Äquivalenten.
Außerdem fallen verschiedene Kombinationen und Aspekte und auch andere Kombinationen und Aspekte, die lediglich ein Element, mehr Elemente oder weniger Elemente umfassen, ebenfalls in den Umfang der vorliegenden Erfindung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2018244749 [0001]
JP 2017128223 A [0005]

Claims

Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung mit: einem Kühlzyklussystem (10) mit: einem Kompressor (11), der so aufgebaut ist, dass er ein Kühlmittel komprimiert und abgibt; einem Wärmemedium-Kühlmittel-Wärmetauscher (12), der so aufgebaut ist, dass er bewirkt, dass das durch den Kompressor komprimierte unter hohem Druck stehende Kühlmittel Wärme zu einem Wärmemedium abgibt; einem Dekompressor (14a), der so aufgebaut ist, dass er das aus dem Wärmemedium-Kühlmittel-Wärmetauscher herausströmende unter hohem Druck stehende Kühlmittel dekomprimiert; und einer Wärmeabsorbiereinrichtung (15), die so aufgebaut ist, dass sie bewirkt, dass das durch den Dekompressor dekomprimierte unter niedrigem Druck stehende Kühlmittel Wärme absorbiert, um zu verdampfen; einem Hochtemperaturwärmemediumkreislauf (20), durch den das Wärmemedium so zirkuliert, dass das unter hohem Druck stehende Kühlmittel Wärme zu dem Wärmemedium in dem Wärmemedium-Kühlmittel-Wärmetauscher abgibt; und einem Niedrigtemperaturwärmemediumkreislauf (40), durch den das Wärmemedium so zirkuliert, dass das unter niedrigem Druck stehende Kühlmittel Wärme von dem Wärmemedium in der Wärmeabsorbiereinrichtung absorbiert und das Wärmemedium gekühlt wird, wobei der Hochtemperaturwärmemediumkreislauf Folgendes aufweist: einen Luft-Wärmemedium-Wärmetauscher (21, 35), der so aufgebaut ist, dass er Wärme zwischen dem Wärmemedium und eine Luft an einer Außenseite einer Fahrzeugkabine austauscht; einen Heizeinrichtungskern (22), der so aufgebaut ist, dass er bewirkt, dass das Wärmemedium Wärme zu einer Belüftungsluft abgibt, die in einen Luftkonditionierzielraum geliefert wird, wobei der Heizeinrichtungskern parallel zu dem Luft-Wärmemedium-Wärmetauscher angeordnet ist; einen Verzweigungsabschnitt (24), an dem eine Strömung des Wärmemediums in eine Strömung zu dem Luft-Wärmemedium-Wärmetauscher und eine Strömung zu dem Heizeinrichtungskern geteilt wird; einen gemeinsamen Kanal (23), in den die Strömung des Wärmemediums, das durch den Luft-Wärmemedium-Wärmetauscher geströmt ist, und die Strömung des Wärmemediums, das durch den Heizeinrichtungskern geströmt ist, zusammengeführt werden, wobei der Wärmemedium-Kühlmittel-Wärmetauscher in dem gemeinsamen Kanal angeordnet ist; eine Strömungsrateneinstelleinrichtung (30), die so aufgebaut ist, dass sie eine Strömungsmenge des Wärmemediums zu dem Luft-Wärmemedium-Wärmetauscher von dem Verzweigungsabschnitt relativ zu einer Strömungsmenge des Wärmemediums zu dem Heizeinrichtungskern von dem Verzweigungsabschnitt einstellt; und eine Hilfswärmequelle (26, 36), die so aufgebaut ist, dass sie das Wärmemedium erwärmt, wobei die Hilfswärmequelle in dem gemeinsamen Kanal an einer Position stromaufwärtig des Verzweigungsabschnitts in einer Strömungsrichtung des Wärmemediums angeordnet ist.
Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Hilfswärmequelle (26) so aufgebaut ist, dass sie eine Wärmemenge zum Erwärmen des Wärmemediums beliebig einstellt, und die Hilfswärmequelle in dem gemeinsamen Kanal zwischen dem Verzweigungsabschnitt und dem Wärmemedium-Kühlmittel-Wärmetauscher angeordnet ist.
Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der Hochtemperaturwärmemediumkreislauf eine Wärmemediumpumpe (27) aufweist, die so aufgebaut ist, dass sie das Wärmemedium durch diesen hindurch zirkulieren lässt, und die Wärmemediumpumpe in dem gemeinsamen Kanal an einer Position stromaufwärtig des Wärmemedium-Kühlmittel-Wärmetauschers in der Strömungsrichtung des Wärmemediums angeordnet ist.
Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Hilfswärmequelle (36) so aufgebaut ist, dass sie im Betrieb Wärme erzeugt, wobei eine Menge der Wärme nicht einstellbar ist, und die Hilfswärmequelle in dem gemeinsamen Kanal an einer Position stromaufwärtig von sowohl dem Verzweigungsabschnitt als auch dem Wärmemedium-Kühlmittel-Wärmetauscher in der Strömungsrichtung des Wärmemediums angeordnet ist.
Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der Hochtemperaturwärmemediumkreislauf eine Wärmemediumpumpe (27) umfasst, die so aufgebaut ist, dass sie das Wärmemedium durch diesen hindurch zirkulieren lässt, und die Wärmemediumpumpe in dem gemeinsamen Kanal zwischen der Hilfswärmequelle und dem Wärmemedium-Kühlmittel-Wärmetauscher angeordnet ist.
Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Hochtemperaturwärmemediumkreislauf eine Wärmemediumpumpe (27) umfasst, die so aufgebaut ist, dass sie das Wärmemedium durch diesen hindurch zirkulieren lässt, die Hilfswärmequelle Folgendes aufweist: eine erste Hilfswärmequelle (26), die so aufgebaut ist, dass sie beliebig eine Menge an Wärme zum Erwärmen des Wärmemediums einstellt; und eine zweite Hilfswärmequelle (36), die so aufgebaut ist, dass sie im Betrieb Wärme erzeugt, wobei eine Menge der Wärme nicht einstellbar ist, die erste Hilfswärmequelle und die zweite Hilfswärmequelle in dem Hochtemperaturwärmemediumkreislauf angeordnet sind, die Wärmemediumpumpe (27) in dem gemeinsamen Kanal zwischen der zweiten Hilfswärmequelle (36) und dem Wärmemedium-Kühlmittel-Wärmetauscher angeordnet ist, und die erste Hilfswärmequelle (26) in dem gemeinsamen Kanal zwischen dem Verzweigungsabschnitt und dem Wärmemedium-Kühlmittel-Wärmetauscher angeordnet ist,
Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Luft-Wärmemedium-Wärmetauscher ein Radiator (21) ist, der so aufgebaut ist, dass er bewirkt, dass das Wärmemedium Wärme zu der Luft an der Außenseite der Fahrzeugkabine abgibt.
Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Luft-Wärmemedium-Wärmetauscher ein komplexer Wärmetauscher (35) ist, der Folgendes aufweist: einen Wärmedissipationsabschnitt (35a), der so aufgebaut ist, dass er bewirkt, dass das durch den Hochtemperaturwärmemediumkreislauf strömende Wärmemedium Wärme zu der Luft an der Außenseite der Fahrzeugkabine abgibt; und einen Wärmeabsorbierabschnitt (35b), der so aufgebaut ist, dass er bewirkt, dass das durch den Niedrigtemperaturwärmemediumkreislauf strömende Wärmemedium Wärme absorbiert, und der Wärmedissipationsabschnitt an einer Position stromaufwärtig des Wärmeabsorbierabschnitts in einer Richtung angeordnet ist, in der die Luft an der Außenseite der Fahrzeugkabine zu dem komplexen Wärmetauscher strömt.
Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Luft-Wärmemedium-Wärmetauscher ein komplexer Wärmetauscher (35) ist, der Folgendes aufweist: einen Wärmedissipationsabschnitt (35a), der so aufgebaut ist, dass er bewirkt, dass das durch den Hochtemperaturwärmemediumkreislauf strömende Wärmemedium Wärme zu der Luft an der Außenseite der Fahrzeugkabine abgibt; und einen Wärmeabsorbierabschnitt (35b), der so aufgebaut ist, dass er bewirkt, dass das durch den Niedrigtemperaturwärmemediumkreislauf strömende Wärmemedium Wärme absorbiert, und der Wärmeabsorbierabschnitt an einer Position stromaufwärtig des Wärmedissipationsabschnitts in einer Richtung angeordnet ist, in der die Luft an der Außenseite der Fahrzeugkabine zu dem komplexen Wärmetauscher strömt.
Fahrzeugluftkonditioniereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Luft-Wärmemedium-Wärmetauscher ein komplexer Wärmetauscher (35) ist, der Folgendes aufweist: einen Wärmedissipationsabschnitt (35a), der so aufgebaut ist, dass er bewirkt, dass das durch den Hochtemperaturwärmemediumkreislauf strömende Wärmemedium Wärme zu der Luft an der Außenseite der Fahrzeugkabine abgibt; und einen Wärmeabsorbierabschnitt (35b), der so aufgebaut ist, dass er bewirkt, dass das durch den Niedrigtemperaturwärmemediumkreislauf strömende Wärmemedium Wärme absorbiert, und der komplexe Wärmetauscher einen Wärmeübertragungsabschnitt (35c) aufweist, der so aufgebaut ist, dass er Wärme zwischen dem Hochtemperaturwärmemediumkreislauf und dem Niedrigtemperaturwärmemediumkreislauf überträgt.