DE112019006514T5

DE112019006514T5 - Kältekreislaufvorrichtung und Strömungsrateneinstellmechanismus

Info

Publication number: DE112019006514T5
Application number: DE112019006514.9T
Authority: DE
Inventors: Naoya Makimoto; Yoshiki Kato
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-12-26
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2021-09-23
Also published as: JP2020104841A; WO2020137768A1; JP7434847B2; US20210291626A1; CN113226812B; CN113226812A; US11897316B2

Abstract

Eine Kältekreislaufvorrichtung hat einen Hochtemperaturwärmemediumregler (25, 26, 28) und eine Steuerungseinrichtung (60). Der Hochtemperaturwärmemediumregler (25, 26, 28) regelt ein Hochtemperaturwärmemediumströmungsverhältnis zwischen der Strömungsrate des Hochtemperaturwärmemediums, das in einem Lufterwärmer (22) strömt, und der Strömungsrate eines Hochtemperaturwärmemediums, das in einem Radiator (23) strömt. Die Steuerungseinrichtung (60) steuert den Hochtemperaturwärmemediumregler (25, 26, 28), um das Hochtemperaturwärmemediumströmungsverhältnis derart zu regeln, dass von der Wärme, die von dem Kältemittel zu dem Hochtemperaturwärmemedium durch einen hochtemperaturseitigen Wärmetauscher (12) abgestrahlt wird, eine Überschusswärme mit Bezug zu einer Wärme, die zum Erwärmen einer Luft, die in eine Kabine geblasen wird, durch den Lufterwärmer (22) erfordert ist, um eine Sollauslasstemperatur (TAO) zu haben, zu einer Luft außerhalb der Kabine durch den Radiator (23) abgestrahlt wird.

Description

QUERBEZUG ZU VERWANDTER ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nummer 2018-243391 , die am 26. Dezember 2018 eingereicht wurde, und der japanischen Patentanmeldung Nummer 2019-216880 , die am 29. November 2019 eingereicht wurde, wobei deren Offenbarungen hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Dampf-Kompression-Kältekreislaufvorrichtung und einen Strömungsrateneinstellungsmechanismus, der in der Kältekreislaufvorrichtung verwendet wird.
STAND DER TECHNIK
Herkömmlich beschreibt Patentliteratur 1 eine Fahrzeugwärmemanagementvorrichtung, bei der ein Kühlmittel, das durch einen Kondensator eines Kältekreislaufs erwärmt worden ist, in einen Erwärmerkern und einen Radiator strömt. Der Erwärmerkern tauscht Wärme zwischen der Luft, die in die Kabine geblasen wird, und dem Kühlmittel aus, um die Luft zu erwärmen. Der Radiator tauscht Wärme zwischen dem Kältemittel und der Luft außerhalb der Kabine aus, um das Kältemittel zu kühlen. Nachstehend wird die Luft außerhalb der Kabine als Außenluft bezeichnet.
Im Stand der Technik wird eine elektrische Ausstattung, wie ein Inverter, durch das Kältemittel gekühlt, das durch einen ersten Verdampfer des Kältekreislaufs gekühlt wird, und die Luft, die in die Kabine geblasen wird, wird durch einen zweiten Verdampfer des Kältekreislaufs gekühlt.
Wärme, die durch ein Kältemittel in jedem von dem ersten Verdampfer und dem zweiten Verdampfer absorbiert wird, und Wärme, die durch einen Kompressor in dem Kältekreislauf erzeugt wird, werden von dem Kältemittel auf das Kühlmittel in dem Kondensator aufgebracht.
LITERATUR DES STANDS DER TECHNIK
PATENTLITERATUR
Patentliteratur 1: EP2437955A
ZUSAMMENFASSUNG
In dem vorstehenden Stand der Technik wird die Wärme, die auf das Kühlmittel von dem Kondensator aufgebracht wird, zu dem Erwärmerkern und dem Radiator verteilt. Somit kann in Abhängigkeit von der Strömungsrate des Kühlmittels, das in den Erwärmerkern und den Radiator strömt, die Lufterwärmungskapazität in dem Erwärmerkern übermäßig oder ungenügend werden.
Angesichts des vorstehenden Punkts ist es eine erste Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein geeignetes Erwärmen von Luft, die in eine Kabine geblasen wird, in einer Kältekreislaufvorrichtung zu ermöglichen, die ein Wärmemedium, das durch ein Kältemittel erwärmt ist, zum Erwärmen der Luft, die in die Kabine geblasen wird, verwendet und die gleichzeitig Wärme zu der Außenluft abstrahlt.
In dem vorstehenden Stand der Technik ist es denkbar, dass ein Strömen des Kühlmittels, das durch den ersten Verdampfer des Kältekreislaufs gekühlt wird, in den wärmeabsorbierenden Radiator und eine Batterie gestattet ist, um die Wärme zu gewährleisten, die zum Erwärmen der Luft durch den Erwärmerkern erfordert ist.
Der wärmeabsorbierende Radiator ist ein Wärmetauscher zum Absorbieren von Wärme von Außenluft in das Kühlmittel, das durch den ersten Verdampfer des Kältekreislaufs gekühlt wird. Durch Gestatten eines Strömens des Kühlmittels, das durch den ersten Verdampfer des Kältekreislaufs gekühlt wird, in die Batterie, kann Wärme von der Batterie durch das Kühlmittel, das durch den ersten Verdampfer des Kältekreislaufs gekühlt wird, absorbiert werden, um die Batterie zu kühlen.
Mit solch einer Gestaltung, da das Kühlmittel, das durch das Kältemittel in dem ersten Verdampfer gekühlt wird, Wärme von dem wärmeabsorbierenden Radiator und der Batterie absorbiert, ist das Vermögen, um die Batterie zu kühlen, in Abhängigkeit der Strömungsrate des Kühlmittels, das in dem wärmeabsorbierenden Radiator und der Batterie strömt, unzureichend.
In Anbetracht des vorstehenden Punkts ist es eine zweite Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, die Batterie in einer Kältekreislaufvorrichtung in geeigneter Weise zu kühlen, in der ein Wärmemedium, das durch ein Kältemittel gekühlt ist, zum Erwärmen von Luft, die in eine Kabine geblasen wird, Wärme von einer Außenluft absorbiert und gleichzeitig die Batterie durch das Wärmemedium gekühlt wird, das durch das Kältemittel gekühlt wird.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung hat eine Kältekreislaufvorrichtung: einen Hochtemperaturwärmemediumkreis, einen Lufterwärmer, einen Radiator, einen Kompressor, einen hochdruckseitigen Wärmetauscher, einen Dekompressionsteil, eine Vielzahl von Verdampfern, einen Kältemittelströmungsumschaltteil, einen Hochtemperaturwärmemediumregler und eine Steuerungseinrichtung.
Ein Hochtemperaturwärmemedium zirkuliert durch den Hochtemperaturwärmemediumkreis. Der Lufterwärmer erwärmt eine Luft, die in die Kabine geblasen wird, durch Austauschen von Wärme zwischen dem Hochtemperaturwärmemedium und der Luft. Der Radiator tauscht Wärme zwischen dem Hochtemperaturwärmemedium und einer Luft außerhalb der Kabine aus, um die Wärme zu der Luft außerhalb der Kabine abzustrahlen. Der Kompressor saugt ein Kältemittel an, komprimiert dieses und gibt dieses ab. Der hochdruckseitige Wärmetauscher tauscht Wärme zwischen dem Hochdruckkältemittel, das von dem Kompressor abgegeben wird, und dem Hochtemperaturwärmemedium aus, um Wärme von dem Kältemittel zu dem Hochtemperaturwärmemedium abzustrahlen. Der Dekompressionsteil dekomprimiert das Kältemittel, das dem Wärmetausch durch den hochdruckseitigen Wärmetauscher unterzogen wird. Die Verdampfer absorbieren Wärme in das Kältemittel, das durch den Dekompressionsteil dekomprimiert ist, um das Kältemittel zu verdampfen. Der Kältemittelströmungsumschaltteil schaltet zwischen einem Zustand, in dem das Kältemittel in einigen der Verdampfer strömt, und einem Zustand um, in dem das Kältemittel in allen von den Verdampfern strömt. Der Hochtemperaturwärmemediumregler regelt ein Hochtemperaturwärmemediumströmungsverhältnis, das ein Verhältnis zwischen einer Strömungsrate des Hochtemperaturwärmemediums, das in dem Lufterwärmer strömt, und einer Strömungsrate des Hochtemperaturwärmemediums ist, das in dem Radiator strömt. Die Steuerungseinrichtung steuert den Hochtemperaturwärmemediumregler so, dass das Hochtemperaturwärmemediumströmungsverhältnis erhalten wird, bei dem, von der Wärme, die von dem Kältemittel zu dem Hochtemperaturwärmemedium durch den hochdruckseitigen Wärmetauscher abgestrahlt wird, eine Überschusswärme mit Bezug auf eine Wärme, die zum Erwärmen der Luft, die in die Kabine geblasen wird, durch den Lufterwärmer auf die Sollauslasstemperatur erfordert ist, zu einer Luft außerhalb der Kabine durch den Radiator abgestrahlt wird.
Somit kann es gestattet werden, dass das Wärmemedium in dem Lufterwärmer strömt, so dass eine Wärme, die zum Erwärmen der Luft, die in die Kabine geblasen wird, durch den Lufterwärmer auf eine Sollauslasstemperatur erfordert ist, zu dem Lufterwärmer verteilt wird. Deshalb kann die Luft, die in die Kabine geblasen wird, durch den Lufterwärmer in geeigneter Weise erwärmt werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung hat eine Kältekreislaufvorrichtung Folgendes: einen Niedrigtemperaturwärmemediumkreis, einen Wärmeabsorber, eine Batterie, einen Kompressor, einen Lufterwärmungsteil, einen Dekompressionsteil, einen Verdampfer, einen Niedrigtemperaturwärmemediumregler und eine Steuerungseinrichtung.
Ein Niedrigtemperaturwärmemedium zirkuliert durch den Niedrigtemperaturwärmemediumkreis. Der Wärmeabsorber tauscht Wärme zwischen dem Niedrigtemperaturwärmemedium und Luft, die zu einer Außenseite einer Kabine geblasen wird, aus, um Wärme von einer Luft außerhalb der Kabine zu dem Niedrigtemperaturwärmemedium zu absorbieren. Die Batterie wird durch das Niedrigtemperaturwärmemedium gekühlt. Der Kompressor saugt das Kältemittel an, komprimiert es und gibt es ab. Der Lufterwärmungsteil strahlt Wärme des Hochdruckkältemittels, das von dem Kompressor abgegeben wird, ab, um die Luft zu erwärmen, die in die Kabine geblasen wird. Der Dekompressionsteil dekomprimiert das Kältemittel, das durch den Lufterwärmungsteil abgestrahlt wird. Der Verdampfer tauscht Wärme zwischen dem Kältemittel, das durch den Dekompressionsteil dekomprimiert ist, und dem Niedrigtemperaturwärmemedium aus, um das Kältemittel zu verdampfen und das Niedrigtemperaturwärmemedium zu kühlen. Der Niedrigtemperaturwärmemediumregler regelt ein Niedrigtemperaturwärmemediumströmungsverhältnis, das ein Verhältnis zwischen einer Strömungsrate des Niedrigtemperaturwärmemediums, das in dem Wärmeabsorber strömt, und einer Strömungsrate des Niedrigtemperaturwärmemediums ist, das die Batterie kühlt. Die Steuerungseinrichtung steuert den Niedrigtemperaturwärmemediumregler so, dass das Niedrigtemperaturwärmemediumströmungsverhältnis erhalten wird, bei dem die Batterie auf eine Sollbatterietemperatur gekühlt wird.
Dies gestattet ein Strömen des Wärmemediums in die Batterie, so dass die Batterie eine Sollbatterietemperatur erreicht. Deshalb kann die Batterie in geeigneter Weise gekühlt werden, während die Luft, die in die Kabine geblasen wird, erwärmt wird.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung hat eine Kältekreislaufvorrichtung: einen Hochtemperaturwärmemediumkreis, einen Lufterwärmer, einen Radiator, einen Kompressor, einen hochdruckseitigen Wärmetauscher, einen Dekompressionsteil, einen Verdampfer und einen Strömungsratenregler.
Ein Hochtemperaturwärmemedium zirkuliert durch den Hochtemperaturwärmemediumkreis. Der Lufterwärmer tauscht Wärme zwischen dem Hochtemperaturwärmemedium und Luft, die in eine Kabine geblasen wird, aus, um die Luft zu erwärmen, die in die Kabine geblasen wird. Der Radiator tauscht Wärme zwischen dem Hochtemperaturwärmemedium und Luft außerhalb der Kabine aus, um die Wärme zu der Luft außerhalb der Kabine abzustrahlen. Der Kompressor saugt ein Kältemittel an, komprimiert es und gibt es ab. Der hochdruckseitige Wärmetauscher tauscht Wärme zwischen dem Hochdruckkältemittel, das von dem Kompressor abgegeben wird, und dem Hochtemperaturwärmemedium aus, um Wärme von dem Kältemittel zu dem Hochtemperaturwärmemedium abzustrahlen. Der Dekompressionsteil dekomprimiert das Kältemittel, das dem Wärmetausch durch den hochdruckseitigen Wärmetauscher unterzogen ist. Der Verdampfer absorbiert Wärme in das Kältemittel, das durch den Dekompressionsteil dekomprimiert ist, um das Kältemittel zu verdampfen. Der Strömungsratenregler regelt ein radiatorseitiges Strömungsverhältnis, das ein Verhältnis einer Strömungsrate des Hochtemperaturwärmemediums, das in dem Radiator strömt, zu einer Strömungsrate des Hochtemperaturwärmemediums ist, das in dem hochdruckseitigen Wärmetauscher strömt. Eine maximale Auslasstemperatur, die ein maximaler Wert einer Temperatur von Luft ist, die durch den Lufterwärmer erwärmt ist, erhöht sich, wenn sich das radiatorseitige Strömungsverhältnis verringert. Eine Rate einer Erhöhung der maximalen Auslasstemperatur mit Bezug auf eine Verringerung des radiatorseitigen Strömungsverhältnisses erhöht sich, wenn sich das radiatorseitige Strömungsverhältnis verringert.
Demgemäß kann die Luft, die durch den Lufterwärmer erwärmt wird, auf eine geeignete Temperatur durch Festlegen einer Auflösung eines Strömungsratenreglers in Anbetracht der maximalen Auslasstemperatur erwärmt werden, selbst wenn ein radiatorseitiges Strömungsverhältnis klein ist.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Strömungsrateneinstellungsmechanismus in einer Kältekreislaufvorrichtung verwendet, die Folgendes hat: einen Hochtemperaturwärmemediumkreis, einen Lufterwärmer, einen Radiator, einen Kompressor, einen hochdruckseitigen Wärmetauscher, einen Dekompressionsteil und einen Verdampfer.
Ein Hochtemperaturwärmemedium zirkuliert durch den Hochtemperaturwärmemediumkreis. Der Lufterwärmer tauscht Wärme zwischen dem Hochtemperaturwärmemedium und Luft, die in eine Kabine geblasen wird, aus, um die Luft zu erwärmen, die in die Kabine geblasen wird. Der Radiator tauscht Wärme zwischen dem Hochtemperaturwärmemedium und Luft außerhalb der Kabine aus, um die Wärme zu der Luft außerhalb der Kabine abzustrahlen. Der Kompressor saugt ein Kältemittel an, komprimiert es und gibt es ab. Der hochdruckseitige Wärmetauscher tauscht Wärme zwischen dem Hochdruckkältemittel, das von dem Kompressor abgegeben wird, und dem Hochtemperaturwärmemedium aus, um Wärme von dem Kältemittel zu dem Hochtemperaturwärmemedium abzustrahlen. Der Dekompressionsteil dekomprimiert das Kältemittel, das dem Wärmetausch durch den hochdruckseitigen Wärmetauscher unterzogen ist. Der Verdampfer absorbiert Wärme in das Kältemittel, das durch den Dekompressionsteil dekomprimiert ist, um das Kältemittel zu verdampfen.
In der Kältekreislaufvorrichtung erhöht sich eine maximale Auslasstemperatur, die ein maximaler Wert einer Temperatur von Luft ist, die durch den Lufterwärmer erwärmt ist, wenn sich ein radiatorseitiges Strömungsverhältnis verringert, wobei das radiatorseitige Strömungsverhältnis ein Verhältnis einer Strömungsrate des Hochtemperaturwärmemediums, das in dem Radiator strömt, zu einer Strömungsrate des Hochtemperaturwärmemediums ist, das in dem hochdruckseitigen Wärmetauscher strömt. In der Kältekreislaufvorrichtung wird ein Verhältnis einer Erhöhung der maximalen Auslasstemperatur mit Bezug zu einer Verringerung des radiatorseitigen Strömungsverhältnisses größer, wenn sich das radiatorseitige Strömungsverhältnis verringert.
Der Strömungsrateneinstellungsmechanismus ist in der Lage, das radiatorseitige Strömungsverhältnis so zu regeln, dass ein Schwankungsbereich der Temperatur der Luft, die durch den Lufterwärmer erwärmt ist, gleich wie oder geringer als ein zulässiger Wert wird, bei dem radiatorseitigen Strömungsverhältnis, wenn die maximale Auslasstemperatur eine obere Grenzauslasstemperatur wird, die eine obere Grenze der Temperatur der Luft ist, die durch den Lufterwärmer erwärmt wird.
Als eine Folge kann der Schwankungsbereich von Luft, der durch den Lufterwärmer erwärmt wird, gesteuert werden, um niedriger als oder gleich wie der zulässige Wert zu sein, selbst falls das radiatorseitige Strömungsverhältnis niedrig ist, so dass die Luft, die durch den Lufterwärmer erwärmt wird, auf eine geeignete Temperatur erwärmt werden kann.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Strömungsrateneinstellungsmechanismus in einer Kältekreislaufvorrichtung verwendet, die Folgendes hat: einen Hochtemperaturwärmemediumkreis, einen Lufterwärmer, einen Radiator, einen Kompressor, einen hochdruckseitigen Wärmetauscher, einen Dekompressionsteil und einen Verdampfer.
Ein Hochtemperaturwärmemedium zirkuliert durch den Hochtemperaturwärmemediumkreis. Der Lufterwärmer tauscht Wärme zwischen dem Hochtemperaturwärmemedium und Luft, die in eine Kabine geblasen wird, aus, um die Luft zu erwärmen, die in die Kabine geblasen wird. Der Radiator tauscht Wärme zwischen dem Hochtemperaturwärmemedium und Luft außerhalb der Kabine aus, um die Wärme zu der Luft außerhalb der Kabine abzustrahlen. Der Kompressor saugt ein Kältemittel an, komprimiert es und gibt es ab. Der hochdruckseitige Wärmetauscher tauscht Wärme zwischen dem Hochdruckkältemittel, das von dem Kompressor abgegeben wird, und dem Hochdruckwärmemedium aus, um Wärme von dem Kältemittel zu dem Hochtemperaturwärmemedium abzustrahlen. Der Dekompressionsteil dekomprimiert das Kältemittel, das dem Wärmetausch durch den hochdruckseitigen Wärmetauscher unterzogen ist. Der Verdampfer absorbiert Wärme in das Kältemittel, das durch den Dekompressionsteil dekomprimiert ist, um das Kältemittel zu verdampfen.
Der Strömungsrateneinstellungsmechanismus kann ein radiatorseitiges Strömungsverhältnis, das ein Verhältnis einer Strömungsrate des Hochtemperaturwärmemediums, das in dem Radiator strömt, zu einer Strömungsrate des Hochtemperaturwärmemediums ist, das in dem hochdruckseitigen Wärmetauscher strömt, mit einer vorbestimmten Auflösung regeln.
Als eine Folge kann der Schwankungsbereich des radiatorseitigen Strömungsverhältnisses zu der Zeit des Regelns des radiatorseitigen Strömungsverhältnisses in geeigneter Weise gesteuert werden, so dass die Luft, die durch den Lufterwärmer erwärmt wird, auf eine geeignete Temperatur erwärmt werden kann.
Figurenliste
Die vorstehende Aufgabe, die anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden offensichtlicher von der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen.

1 stellt ein Gesamtgestaltungsdiagramm einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dar.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine elektrische Steuerungseinrichtung der Kältekreislaufvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
3 ist ein Steuerungscharakteristikdiagramm, das durch die Steuerungseinrichtung der Kältekreislaufvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zum Umschalten eines Betriebsmodus verwendet wird.
4 ist ein Gestaltungsdiagramm, das einen Teil einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt.
5 stellt ein Gesamtgestaltungsdiagramm einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel dar.
6 stellt ein Gesamtgestaltungsdiagramm einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel dar.
7 stellt ein Gesamtgestaltungsdiagramm einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel dar.
8 ist eine perspektivische Ansicht eines hochtemperaturseitigen Dreiwegeventils gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel.
9 ist eine Ansicht eines Pfeils IX von 8.
10 ist eine schematische Schnittansicht entlang Linie X-X von 9, die ein Beispiel des Betriebszustands des hochtemperaturseitigen Dreiwegeventils darstellt.
11 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel des Betriebszustands des hochtemperaturseitigen Dreiwegeventils darstellt.
12 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel des Betriebszustands des hochtemperaturseitigen Dreiwegeventils darstellt.
13 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einem Radiatorströmungsverhältnis und einer Erwärmerkernauslasstemperatur in dem fünften Ausführungsbeispiel darstellt.
14 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils XIV von 13.
15 stellt ein Gesamtgestaltungsdiagramm einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel dar.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In den Ausführungsbeispielen kann einem Teil, der einem Gegenstand entspricht, der in einem vorhergehenden Ausführungsbeispiel beschrieben ist, das gleiche Bezugszeichen zugeordnet sein und eine redundante Erklärung für den Teil kann weggelassen sein. Wenn nur ein Teil einer Gestaltung in einem Ausführungsbeispiel beschrieben ist, kann ein anderes vorhergehendes Ausführungsbeispiel auf die anderen Teile der Gestaltung angewendet werden. Die Teile können kombiniert werden, selbst falls es nicht explizit beschrieben ist, dass die Teile kombiniert werden können. Die Ausführungsbeispiele können teilweise kombiniert werden, selbst falls es nicht explizit beschrieben ist, dass die Ausführungsbeispiele kombiniert werden können, vorausgesetzt es gibt keine Probleme bei der Kombination.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Ein Ausführungsbeispiel wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Eine Fahrzeugklimaanlage 1, die in 1 bis 4 dargestellt ist, dient dazu, dass der Raum in einer Kabine (das heißt ein zu klimatisierender Raum) eine geeignete Temperatur hat. Die Fahrzeugklimaanlage 1 hat eine Kältekreislaufvorrichtung 10. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Kältekreislaufvorrichtung 10 an einem Hybridfahrzeug montiert, das eine Antriebskraft von einer Maschine (das heißt einer Brennkraftmaschine) und einem elektrischen Motor erhält.
Das Hybridfahrzeug des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist als ein Plug-in-Hybridfahrzeug gestaltet, das eine Batterie (das heißt eine Bordbatterie), die an dem Fahrzeug montiert ist, mit elektrischer Leistung, die von einer externen elektrischen Leistungsquelle (das heißt einer gewerblichen Leistungsquelle) zugeführt wird, laden kann, wenn das Fahrzeug gestoppt ist. Als die Batterie kann beispielsweise eine Lithiumionenbatterie verwendet werden.
Die Antriebskraft, die von der Maschine ausgegeben wird, wird nicht nur für das Fahrzeugfahren sondern auch zum Betreiben eines Generators verwendet. Die elektrische Leistung, die durch den Generator erzeugt wird, und die elektrische Leistung, die von einer externen elektrischen Leistungsquelle zugeführt wird, können in der Batterie gespeichert werden, und die elektrische Leistung, die in der Batterie gespeichert ist, wird nicht nur zu dem elektrischen Motor sondern auch zu verschiedenen Bordvorrichtungen einschließlich elektrischer Komponenten der Kältekreislaufvorrichtung 10 zugeführt.
Die Kältekreislaufvorrichtung 10 ist eine Kältevorrichtung des Dampf-Kompression-Typs, die mit einem Kompressor 11, einem Kondensator 12, einem ersten Expansionsventil 13, einem luftseitigen Verdampfer 14, einem Konstantdruckventil 15, einem zweiten Expansionsventil 16 und einem kühlwasserseitigen Verdampfer 17 versehen ist. In der Kältekreislaufvorrichtung 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird ein Fluorkohlenstoffkältemittel als das Kältemittel verwendet, und ein unterkritischer Kältekreislauf ist gebildet, bei dem der Druck des hochdruckseitigen Kältemittels den kritischen Druck des Kältemittels nicht übersteigt.
Das zweite Expansionsventil 16 und der kühlwasserseitige Verdampfer 17 sind parallel zu dem ersten Expansionsventil 13, dem luftseitigen Verdampfer 14 und dem Konstantdruckventil 15 in der Kältemittelströmung angeordnet.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10 sind ein erster Kältemittelzirkulationskreis und ein zweiter Kältemittelzirkulationskreis ausgebildet. In dem ersten Kältemittelzirkulationskreis zirkuliert das Kältemittel in der Reihenfolge des Kompressors 11, des Kondensators 12, des ersten Expansionsventils 13, des luftseitigen Verdampfers 14, des Konstantdruckventils 15 und des Kompressors 11. In dem zweiten Kältemittelzirkulationskreis zirkuliert das Kältemittel in der Reihenfolge des Kompressors 11, des Kondensators 12, des zweiten Expansionsventils 16 und des kühlwasserseitigen Verdampfers 17.
Der Kompressor 11 ist ein elektrischer Kompressor, der durch elektrische Leistung angetrieben wird, die von einer Batterie zugeführt wird, und saugt das Kältemittel der Kältekreislaufvorrichtung 10 an, komprimiert es und gibt es ab. Der elektrische Motor des Kompressors 11 wird durch eine Steuerungseinrichtung 60 gesteuert. Der Kompressor 11 kann ein Kompressor mit variabler Verdrängung sein, der durch einen Riemen angetrieben wird.
Der Kondensator 12 ist ein hochdruckseitiger Wärmetauscher zum Austauschen von Wärme zwischen dem hochdruckseitigen Kältemittel, das von dem Kompressor 11 abgegeben wird, und dem Kühlwasser eines Hochtemperaturkühlwasserkreises 20.
Der Kondensator 12 hat einen Kondensationsteil 12a, einen Aufnehmer 12b und einen Überkühlungsteil 12c. Der Kondensationsteil 12a tauscht Wärme zwischen dem hochdruckseitigen Kältemittel, das von dem Kompressor 11 abgegeben wird, und dem Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 aus, um das hochdruckseitige Kältemittel zu kondensieren.
Das Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 ist Fluid als ein Wärmemedium. Das Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 ist ein Hochtemperaturwärmemedium. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Flüssigkeit, die wenigstens Etylenglykol, Dimethylpolysiloxan oder Nanofluid enthält, oder ein Antigefrierflüssigkeitskörper als das Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 verwendet. Der Hochtemperaturkühlwasserkreis 20 ist ein Hochtemperaturwärmemediumkreis, in dem ein Hochtemperaturwärmemedium zirkuliert.
Der Aufnehmer 12b ist ein Gas-Flüssigkeit-Trennteil, der Gas und Flüssigkeit des Hochdruckkältemittels trennt, das aus dem Kondensator 12 ausströmt, und gestattet, dass das getrennte Kältemittel in der flüssigen Phase zu der stromabwärtigen Seite ausströmt, während das Überschusskältemittel in dem Kreislauf gespeichert wird.
Der Überkühlungsteil 12c tauscht Wärme zwischen dem Kältemittel in der flüssigen Phase, das aus dem Aufnehmer 12b ausströmt, und dem Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 aus, um das Kältemittel in der flüssigen Phase zu überkühlen.
Das erste Expansionsventil 13 ist ein erster Dekompressionsteil zum Dekomprimieren und Expandieren des Kältemittels in der flüssigen Phase, das aus dem Aufnehmer 12b ausströmt. Das erste Expansionsventil 13 ist ein Expansionsventil des mechanischen Temperatur-Typs. Das mechanische Expansionsventil ist ein Expansionsventil des Temperaturtyps, das einen temperaturempfindlichen Teil hat und ein Ventilelement durch Verwenden eines mechanischen Mechanismus wie einer Membran antreibt.
Der luftseitige Verdampfer 14 ist ein Verdampfer, der Wärme zwischen dem Kältemittel, das aus dem ersten Expansionsventil 13 ausströmt, und der Luft, die in die Kabine geblasen wird, austauscht, um das Kältemittel zu verdampfen. In dem luftseitigen Verdampfer 14 absorbiert das Kältemittel Wärme von der Luft, die in die Kabine geblasen wird. Der luftseitige Verdampfer 14 ist ein Luftkühler zum Kühlen der Luft, die in die Kabine geblasen wird.
Das Konstantdruckventil 15 ist ein Druckregler zum Aufrechterhalten des Drucks des Kältemittels an der Auslassseite des luftseitigen Verdampfers 14 bei einem vorbestimmten Wert. Das Konstantdruckventil 15 ist aus einem mechanischen variablen Drosselmechanismus ausgebildet. Im Speziellen verringert das Konstantdruckventil 15 einen Durchgangsbereich (das heißt eine Drosselöffnung) eines Kältemitteldurchgangs, wenn der Druck des Kältemittels an der Auslassseite des luftseitigen Verdampfers 14 unter einen vorbestimmten Wert fällt, und das Konstantdruckventil 15 erhöht den Durchgangsbereich (das heißt eine Drosselöffnung) des Kältemitteldurchgangs, wenn der Druck des Kältemittels an der Auslassseite des luftseitigen Verdampfers 14 den vorbestimmten Wert übersteigt. Das Kältemittel in der Dampfphase, dessen Druck durch das Konstantdruckventil 15 geregelt wird, wird in den Kompressor 11 gesaugt und komprimiert. In einem Fall, in dem es eine geringe Schwankung der Strömungsrate des zirkulierenden Kältemittels gibt, das durch den Kreislauf zirkuliert, oder in einem anderen Fall kann, anstelle des Konstantdruckventils 15, eine feste Drossel, die aus einer Öffnung, einem Kapillarrohr oder dergleichen gemacht ist, verwendet werden.
Das zweite Expansionsventil 16 ist ein zweiter Dekompressionsteil zum Verringern und Expandieren des Kältemittels in der flüssigen Phase, das aus dem Kondensator 12 ausströmt. Das zweite Expansionsventil 16 ist ein elektrisches Expansionsventil. Das elektrische Expansionsventil ist ein elektrischer variabler Drosselmechanismus mit einem Ventilelement, das gestaltet ist, um die Drosselöffnung zu ändern, und einem elektrischen Stellglied zum Ändern der Öffnung des Ventilelements. Das zweite Expansionsventil 16 kann einen Kältemitteldurchgang vollständig schließen.
Das zweite Expansionsventil 16 ist ein Kältemittelströmungsumschaltteil zum Umschalten zwischen einem Zustand, in dem, von dem luftseitigen Verdampfer 14 und dem kühlwasserseitigen Verdampfer 17, ein Kältemittel in dem luftseitigen Verdampfer 14 strömt, und einem Zustand, in dem das Kältemittel in sowohl dem luftseitigen Verdampfer 14 als auch dem kühlwasserseitigen Verdampfer 17 strömt.
Der Betrieb des zweiten Expansionsventils 16 wird durch ein Steuerungssignal gesteuert, das von der Steuerungseinrichtung 60 ausgegeben wird. Das zweite Expansionsventil 16 kann ein mechanisches Temperaturexpansionsventil sein. Wenn das zweite Expansionsventil 16 ein mechanisches Temperaturexpansionsventil ist, muss ein AN/AUS-Ventil zum Öffnen und Schließen des Kältemitteldurchgangs separat von dem zweiten Expansionsventil 16 vorgesehen werden.
Der kühlwasserseitige Verdampfer 17 tauscht Wärme zwischen dem Kältemittel, das aus dem zweiten Expansionsventil 16 ausströmt, und dem Kühlwasser eines Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 aus, um das Kältemittel zu verdampfen. In dem kühlwasserseitigen Verdampfer 17 absorbiert das Kältemittel Wärme von dem Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30. Der kühlwasserseitige Verdampfer 17 ist ein Wärmemediumkühler zum Kühlen des Kühlwassers des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30. Ein Kältemittel in der Dampfphase, das durch den kühlwasserseitigen Verdampfer 17 verdampft ist, wird in den Kompressor 11 gesaugt und komprimiert.
Das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 ist ein Fluid als ein Wärmemedium. Das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 ist ein Niedrigtemperaturwärmemedium. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Flüssigkeit, die wenigstens Etylenglykol, Dimethylpolysiloxan oder Nanofluid enthält oder ein Antigefrierflüssigkeitskörper als das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 verwendet. Der Niedrigtemperaturkühlwasserkreis 30 ist ein Niedrigtemperatuwärmemediumkreis, in dem ein Niedrigtemperaturwärmemedium zirkuliert.
In dem Hochtemperaturkühlwasserkreis 20 sind der Kondensator 12, eine hochtemperaturseitige Pumpe 21, ein Erwärmerkern 22, ein hochtemperaturseitiger Radiator 23, ein hochtemperaturseitiger Reservetank 24, ein Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 25 und ein Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 26 angeordnet.
Die hochtemperaturseitige Pumpe 21 ist eine Wärmemediumpumpe zum Ansaugen und Abgeben von Kühlwasser. Die hochtemperaturseitige Pumpe 21 ist eine elektrische Pumpe. Die hochtemperaturseitige Pumpe 21 ist eine elektrische Pumpe mit einer konstanten Abgabeströmungsrate, aber die hochtemperaturseitige Pumpe 21 kann eine elektrische Pumpe mit einer variablen Abgabeströmungsrate sein.
Der Erwärmerkern 22 ist ein Lufterwärmer, der Wärme zwischen dem Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 und der Luft, die in die Kabine geblasen wird, austauscht, um die Luft zu erwärmen, die in die Kabine geblasen wird. In dem Erwärmerkern 22 strahlt Kühlwasser Wärme zu der Luft ab, die in die Kabine geblasen wird.
Der Kondensator 12 und der Erwärmerkern 22 sind jeweils ein Lufterwärmungsteil, der das Hochdruckkältemittel, das von dem Kompressor 11 abgegeben wird, abstrahlt, um die Luft zu erwärmen, die in die Kabine geblasen wird.
Der hochtemperaturseitige Radiator 23 ist ein Radiator, der Wärme zwischen dem Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 und der Außenluft austauscht, um Wärme von dem Kühlwasser zu der Außenluft abzustrahlen.
Der hochtemperaturseitige Reservetank 24 ist ein Kühlwasserspeicherteil zum Speichern von Überschusskühlwasser. Durch Speichern des Überschusskühlwassers in dem hochtemperaturseitigen Reservetank 24 ist es möglich, eine Verringerung der Menge des Kühlwassers, das in jedem Durchgang zirkuliert, zu beschränken.
Der hochtemperaturseitige Reservetank 24 ist ein Reservetank des geschlossenen Typs oder ein Reservetank des Typs, der zur Atmosphäre offen ist. Der Reservetank des geschlossenen Typs ist ein Reservetank zum Festlegen des Drucks des gespeicherten Kühlwassers bei dem Flüssigkeitsniveau auf einen vorbestimmten Druck. Der Reservetank des Typs, der zur Atmosphäre offen ist, ist ein Reservetank zum Festlegen des Drucks des gespeicherten Kühlwassers bei dem Flüssigkeitsniveau auf einen atmosphärischen Druck.
Der Kondensator 12, die hochtemperaturseitige Pumpe 21 und der hochtemperaturseitige Reservetank 24 sind in einem Kondensatordurchgang 20a angeordnet. Der Kondensatordurchgang 20a ist ein Durchgang, durch den das Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 strömt.
Der Erwärmerkern 22 und das Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 25 sind in einem Erwärmerkerndurchgang 20b angeordnet. Der Erwärmerkerndurchgang 20b ist ein Durchgang, durch den das Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 strömt. Das Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 25 ist ein Solenoidventil zum Öffnen und Schließen des Erwärmerkerndurchgangs 20b. Der Betrieb des Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventils 25 wird durch die Steuerungseinrichtung 60 gesteuert.
Der hochtemperaturseitige Radiator 23 und das Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 26 sind in einem Radiatordurchgang 20c angeordnet. Der Radiatordurchgang 20c ist ein Durchgang, durch den das Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 parallel zu dem Erwärmerkern 22 strömt. Das Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 26 ist ein Solenoidventil zum Öffnen und Schließen des Radiatordurchgangs 20c. Der Betrieb des Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventils 26 wird durch die Steuerungseinrichtung 60 gesteuert.
Das Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 25 ist zwischen einem hochtemperaturseitigen Zweig 20d, der ein Zweig zwischen dem Erwärmerkerndurchgang 20b und dem Radiatordurchgang 20c ist, und dem Erwärmerkern 22 in dem Hochtemperaturkühlwasserkreis 20 angeordnet. Das Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 25 regelt die Strömungsrate des Kühlwassers des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20, das in den Erwärmerkern 22 strömt.
Das Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 26 ist zwischen dem hochtemperaturseitigen Zweig 20d und dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 in dem Hochtemperaturkühlwasserkreis 20 angeordnet. Das Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 26 regelt die Strömungsrate des Kühlwassers des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20, das in den hochtemperaturseitigen Radiator 23 strömt.
Das Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 25 und das Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 26 sind jeweils ein Hochtemperaturwärmemediumregler zum Regeln eines Strömungsverhältnisses zwischen einer Strömungsrate eines Kühlwassers, das in dem Erwärmerkern 22 strömt, und einer Strömungsrate eines Kühlwassers, das in dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 strömt. Das Verhältnis zwischen der Strömungsrate des Kühlwassers, das in dem Erwärmerkern 22 strömt, und der Strömungsrate des Kühlwassers, das in dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 strömt, ist ein Hochtemperaturwärmemediumströmungsverhältnis. Das Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 26 ist ein radiatorseitiger Regler. Das Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 25 ist ein lufterwärmerseitiger Regler. Das Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/SchließVentil 25 und das Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 26 sind jeweils ein Strömungsrateneinstellungsmechanismus zum Regeln der Strömungsrate des Kühlwassers (das heißt ein Strömungsrateneinstellungsmechanismus).
In dem Niedrigtemperaturkühlwasserkreis 30 sind eine niedrigtemperaturseitige Pumpe 31, der kühlwasserseitige Verdampfer 17, ein niedrigtemperaturseitiger Radiator 32, eine Batterie 33, ein Lader 34 und ein niedrigtemperaturseitiger Reservetank 35 angeordnet.
Die niedrigtemperaturseitige Pumpe 31 ist eine Wärmemediumpumpe zum Ansaugen und Abgeben von Kühlwasser. Die niedrigtemperaturseitige Pumpe 31 ist eine elektrische Pumpe. Der niedrigtemperaturseitige Radiator 32 ist ein Wärmeabsorber, der Wärme zwischen dem Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 und der Außenluft austauscht, um Wärme von der Außenluft in das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 zu absorbieren.
Der hochtemperaturseitige Radiator 23 und der niedrigtemperaturseitige Radiator 32 sind in Reihe in dieser Reihenfolge in der Strömungsrichtung der Außenluft angeordnet. Außenluft wird zu dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 und dem niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 durch ein Außenraumgebläse 40 geblasen.
Das Außenraumgebläse 40 ist ein Außenluftblasteil zum Blasen von Außenluft zu dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 und dem niedrigtemperaturseitigen Radiator 32. Das Außenraumgebläse 40 ist ein elektrisches Gebläse zum Antreiben eines Ventilators durch einen elektrischen Motor. Der Betrieb des Außenraumgebläses 40 wird durch die Steuerungseinrichtung 60 gesteuert.
Der hochtemperaturseitige Radiator 23, der niedrigtemperaturseitige Radiator 32 und das Außenraumgebläse 40 sind in dem vordersten Abschnitt des Fahrzeugs angeordnet. Demzufolge kann während des Fahrens des Fahrzeugs der Fahrtwind auf den hochtemperaturseitigen Radiator 23 und den niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 aufgebracht werden.
Der Lader 34 ist eine Ausstattung zum Laden der Batterie 33 mit elektrischer Leistung. Die Batterie 33 und der Lader 34 sind jeweils eine Bordausstattung, die an dem Fahrzeug montiert ist, und eine Erwärmungsausstattung, die bei Betrieb Wärme erzeugt. Die Batterie 33 und der Lader 34 strahlen die Abwärme, die mit dem Betrieb erzeugt wird, zu dem Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 ab. Mit anderen Worten führen die Batterie 33 und der Lader 34 Wärme zu dem Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 zu.
Der niedrigtemperaturseitige Reservetank 35 ist ein Kühlwasserspeicherteil zum Speichern von Überschusskühlwasser. Durch Speichern des Überschusskühlwassers in dem niedrigtemperaturseitigen Reservetank 35 ist es möglich, eine Verringerung der Menge des Kühlwassers zu beschränken, das in jedem Durchgang zirkuliert. Der niedrigtemperaturseitige Reservetank 35 ist ein Reservetank des geschlossenen Typs oder ein Reservetank des Typs, der zu der Atmosphäre offen ist.
Ein Dreiwegeventil 36 ist in dem Niedrigtemperaturkühlwasserkreis 30 angeordnet. Das Dreiwegeventil 36 ist ein Niedrigtemperaturwärmemediumregler zum Regeln eines Strömungsverhältnisses zwischen einer Strömungsrate eines Kühlwassers, das zu der Batterie 33 strömt, und einer Strömungsrate eines Kühlwassers, das zu dem niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 strömt. Das Strömungsverhältnis zwischen der Strömungsrate des Kühlwassers, das zu der Batterie 33 strömt, zu der Strömungsrate des Kühlwassers, das zu dem niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 strömt, ist ein Niedrigtemperaturwärmemediumströmungsverhältnis. Das Dreiwegeventil 36 ist ein Wärmemediumströmungsumschaltteil zum Umschalten zwischen einem Zustand, in dem das Kühlwasser in dem niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 strömt, und einem Zustand, in dem das Kühlwasser nicht strömt. Der Betrieb des Dreiwegeventils 36 wird durch die Steuerungseinrichtung 60 gesteuert.
Der luftseitige Verdampfer 14 und der Erwärmerkern 22 sind in einem Klimatisierungsgehäuse 51 der Kabineninnenluftklimatisierungseinheit 50 beherbergt. Die Kabineninnenluftklimatisierungseinheit 50 ist im Inneren einer Instrumententafel (nicht dargestellt) in dem vorderen Teil der Kabine angeordnet. Das Klimatisierungsgehäuse 51 ist ein Luftdurchgangausbildungsbauteil zum Ausbilden eines Luftdurchgangs.
Der Erwärmerkern ist stromabwärts des luftseitigen Verdampfers 14 in der Luftströmung in dem Luftdurchgang in dem Klimatisierungsgehäuse 51 angeordnet. Eine Innenluft/Außenluft-Umschaltbox 52 und ein Innenraumgebläse 53 sind in dem Klimatisierungsgehäuse 51 angeordnet.
Die Innenluft/Außenluft-Umschaltbox 52 ist ein Innenluft/Außenluft-Umschaltteil zum Umschalten und Einleiten von Innenluft und Außenluft in den Luftdurchgang in dem Klimatisierungsgehäuse 51. Das Innenraumgebläse 53 saugt an und bläst die Innenluft und Außenluft, die in den Luftdurchgang in dem Klimatisierungsgehäuse 51 durch die Innenluft/Außenluft-Umschaltbox 52eingeleitet wird. Der Betrieb des Innenraumgebläses 53 wird durch die Steuerungseinrichtung 60 gesteuert.
Eine Luftmischtür 54 ist zwischen dem luftseitigen Verdampfer 14 und dem Erwärmerkern 22 in einem Luftdurchgang in einem Klimatisierungsgehäuse 51 angeordnet. Die Luftmischtür 54 regelt das Luftvolumenverhältnis zwischen kalter Luft, die in den Erwärmerkern 22 strömt, und kalter Luft, die in einem Kaltluftumgehungsdurchgang 55 strömt, von kalter Luft, die durch den luftseitigen Verdampfer 14 hindurchgegangen ist.
Der Kaltluftumgehungsdurchgang 55 ist ein Luftdurchgang, in dem die kalte Luft, die durch den luftseitigen Verdampfer 14 hindurchgegangen ist, unter Umgehung des Erwärmerkerns 22 strömt.
Die Luftmischtür 54 ist eine Drehtür mit einer Drehwelle, die an dem Klimatisierungsgehäuse 51 drehbar gestützt ist, und einem Türsubstratteil, der mit der Drehwelle gekoppelt ist. Durch Regeln der Öffnungsposition der Luftmischtür 54 kann die Temperatur der Klimatisierungsluft, die von dem Klimatisierungsgehäuse 51 in die Kabine geblasen wird, auf eine gewünschte Temperatur geregelt werden.
Die Drehwelle der Luftmischtür 54 wird durch einen Servomotor 56 angetrieben. Der Betrieb des Luftmischtürservomotors 56 wird durch die Steuerungseinrichtung 60 gesteuert.
Die Luftmischtür 54 kann eine Schiebetür sein, die in eine Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der Luftströmung gleitet. Die Schiebetür kann eine plattenartige Tür sein, die aus einem starren Körper ausgebildet ist. Die Filmtür kann aus einem flexiblen Filmmaterial ausgebildet sein.
Die Klimatisierungsluft, deren Temperatur durch die Luftmischtür 54 geregelt ist, wird von einem Ausblasanschluss 57, der in dem Klimatisierungsgehäuse 51 ausgebildet ist, in die Kabine geblasen.
Die Steuerungseinrichtung 60, die in 2 dargestellt ist, ist aus einem Mikrocomputer, der eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Nur-LeseSpeicher (ROM), einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) und dergleichen umfasst, und Peripheriekreisen von diesem gebildet. Die Steuerungseinrichtung 60 führt verschiedene Operationen und Prozesse auf der Basis eines Steuerungsprogramms durch, das in dem ROM gespeichert ist. Verschiedene zu steuernde Vorrichtungen sind mit der Ausgangsseite der Steuerungseinrichtung 60 verbunden. Die Steuerungseinrichtung 60 steuert den Betrieb von verschiedenen zu steuernden Vorrichtungen.
Die zu steuernden Vorrichtungen, die durch die Steuerungseinrichtung 60 gesteuert werden, umfassen den Kompressor 11, das zweite Expansionsventil 16, das Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 25, das Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 26, das Dreiwegeventil 36, das Außenraumgebläse 40, das Innenraumgebläse 53, den Luftmischtürservomotor 56 und dergleichen.
Software und Hardware zum Steuern des elektrischen Motors des Kompressors 11 in der Steuerungseinrichtung 60 sind eine Kältemittelabgabekapazitätssteuerungseinrichtung. Software und Hardware zum Steuern des zweiten Expansionsventils 16 der Steuerungseinrichtung 60 sind eine Drosselsteuerungseinrichtung.
Software und Hardware zum Steuern des Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventils 25 und des Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventils 26 in der Steuerungseinrichtung 60 sind eine Hochtemperaturwärmemediumströmungssteuerungseinrichtung.
Software und Hardware zum Steuern des Dreiwegeventils 36 der Steuerungseinrichtung 60 sind eine Niedrigtemperaturwärmemediumsteuerungseinrichtung.
Software und Hardware zum Steuern des Außenraumgebläses 40 der Steuerungseinrichtung 60 sind eine Außenluftblaskapazitätssteuerungseinrichtung.
Software und Hardware zum Steuern des Innenraumgebläses 53 der Steuerungseinrichtung 60 sind eine Luftblaskapazitätssteuerungseinrichtung.
Software und Hardware zum Steuern des Luftmischtürservomotors 56 in der Steuerungseinrichtung 60 sind eine Luftvolumenverhältnissteuerungseinrichtung.
Die Eingangsseite der Steuerungseinrichtung 60 ist mit verschiedenen Steuerungssensorgruppen verbunden, wie einem Innenlufttemperatursensor 61, einem Außenlufttemperatursensor 62, einem Sonneneinstrahlungssensor 63, einem Verdampfereinlasslufttemperatursensor 64, einem Verdampfertemperatursensor 65, einem Erwärmerkerneinlasswassertemperatur 66, einem Batterieeinlasswassertemperatursensor 67 und einem Batterietemperatursensor 68.
Der Innenlufttemperatursensor 61 erfasst eine Kabineninnentemperatur Tr. Der Außenlufttemperatursensor 62 erfasst eine Außenlufttemperatur Tam. Der Sonneneinstrahlungssensor 63 erfasst einen Sonneneinstrahlungsbetrag Ts in der Kabine.
Der Verdampfereinlasslufttemperatursensor 64 ist ein Lufttemperaturerfassungsteil zum Erfassen einer Temperatur TEin der Luft, die in den luftseitigen Verdampfer 14 gesaugt wird.
Der Verdampfertemperatursensor 65 ist ein Temperaturerfassungsteil zum Erfassen der Temperatur TE des luftseitigen Verdampfers 14. Der Verdampfertemperatursensor 65 ist beispielsweise ein Rippenthermistor zum Erfassen der Temperatur einer Wärmetauschrippe des luftseitigen Verdampfers 14, ein Kältemitteltemperatursensor zum Erfassen der Temperatur eines Kältemittels, das in dem luftseitigen Verdampfer 14 strömt, und dergleichen.
Der Erwärmerkerneinlasswassertemperatur 66 ist ein Wärmemediumtemperaturerfassungsteil zum Erfassen einer Temperatur THin von Kühlwasser, das in den Erwärmerkern 22 strömt.
Der Batterieeinlasswassertemperatursensor 67 ist ein Wärmemediumtemperaturerfassungsteil zum Erfassen der Temperatur des Kühlwassers, das in die Batterie 33 strömt.
Der Batterietemperatursensor 68 ist ein Batterietemperaturerfassungsteil zum Erfassen der Temperatur der Batterie 33. Beispielsweise erfasst der Batterietemperatursensor 68 die Temperatur von jeder Zelle der Batterie 33.
Verschiedene Betriebsschalter (nicht dargestellt) sind mit der Eingangsseite der Steuerungseinrichtung 60 verbunden. Verschiedene Betriebsschalter sind an einer Betriebstafel 70 vorgesehen und werden durch einen Insassen betätigt. Die Betriebstafel 70 ist nahe der Instrumententafel in dem vorderen Teil der Kabine angeordnet. Die Steuerungseinrichtung 60 empfängt Eingänge von Betriebssignalen von verschiedenen Betriebsschaltern.
Die verschiedenen Betriebsschalter sind ein Klimaanlagenschalter, ein Temperatureinstellungsschalter und dergleichen. Der Klimaanlagenschalter legt fest, ob Luft durch die Kabineninnenluftklimatisierungseinheit 50 zu kühlen ist oder nicht. Der Temperaturfestlegungsschalter legt eine festgelegte Temperatur in der Kabine fest.
Als nächstes wird der Betrieb in der vorstehenden Gestaltung beschrieben. Wenn der Klimaanlagenschalter der Betriebstafel 70 durch den Insassen eingeschaltet worden ist, schaltet die Steuerungseinrichtung 60 den Betriebsmodus auf der Basis einer Ansauglufttemperatur TEin des luftseitigen Verdampfers 14, einer Sollauslasstemperatur TAO und dergleichen und eines Steuerungskennfelds, das in 3 dargestellt ist, um. Die Betriebsmodi umfassen wenigstens einen Kühlungsmodus, einen ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus, einen zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus und einen dritten Entfeuchtungserwärmungsmodus.
Die Sollauslasstemperatur TAO ist die Solltemperatur der Blasluft, die in die Kabine geblasen wird. Die Steuerungseinrichtung 60 berechnet die Sollauslasstemperatur TAO auf der Basis der folgenden Formel: $TAO = Kset \times Tset - Kr \times Tr - Kam \times Tam - Ks \times Ts + C$
In dieser Formel ist Tset eine festgelegte Temperatur in der Kabine, die durch den Temperaturfestlegungsschalter der Betriebstafel 70 festgelegt ist, Tr ist eine Innenlufttemperatur, die durch den Innenlufttemperatursensor 61 erfasst wird, Tam ist eine Außenlufttemperatur, die durch den Außenlufttemperatursensor 62 erfasst wird, und Ts ist der Sonneneinstrahlungsbetrag, der durch den Sonneneinstrahlungssensor 63 erfasst wird. Kset, Kr, Kam und Ks sind Steuerungsverstärkungen und C ist eine Konstante zur Korrektur.
In dem Niedrigtemperaturbereich der Sollauslasstemperatur TAO wird der Modus zu dem Kühlungsmodus umgeschaltet. Wenn die Sollauslasstemperatur TAO höher wird, wird der Modus in der folgenden Reihe umgeschaltet: der erste Entfeuchtungserwärmungsmodus, der zweite Entfeuchtungserwärmungsmodus und der dritte Entfeuchtungserwärmungsmodus. Der Schwellenwert der Sollauslasstemperatur TAO erhöht sich, wenn die Ansauglufttemperatur TEin des luftseitigen Verdampfers 14 höher wird.
In dem Kühlungsmodus wird Luft, die in die Kabine geblasen wird, durch einen luftseitigen Verdampfer 14 gekühlt, um die Kabine zu kühlen.
In dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus, dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus und dem dritten Entfeuchtungserwärmungsmodus wird die Luft, die in die Kabine geblasen wird, durch den luftseitigen Verdampfer 14 gekühlt und entfeuchtet, und die Luft, die durch den luftseitigen Verdampfer 14 gekühlt und entfeuchtet ist, wird durch einen Erwärmerkern 22 erwärmt, um die Kabine zu entfeuchten und zu erwärmen.
In dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus wird die Menge von Wärme des Kühlwassers in dem Hochtemperaturkühlwasserkreis 20 überschüssig zu der Menge von Wärme, die für den Erwärmerkern 22 erfordert ist, und daher wird die Überschusswärme des Kühlwassers in dem Hochtemperaturkühlwasserkreis 20 zu der Außenluft durch den hochtemperaturseitigen Radiator 23 abgestrahlt. Der erste Entfeuchtungserwärmungsmodus ist ein Wärmeabstrahlungsmodus zum Abstrahlen von Wärme zu der Außenluft durch den hochtemperaturseitigen Radiator 23.
In dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus ist die Menge von Wärme des Kühlwassers in dem Hochtemperaturkühlwasserkreis 20 unzureichend für die Menge von Wärme, die für den Erwärmerkern 22 erfordert ist, und daher wird die unzureichende Menge von Wärme von der Außenluft durch den niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 absorbiert. Der zweite Entfeuchtungserwärmungsmodus ist ein Wärmeabsorptionsmodus, in dem Wärme von der Außenluft durch den niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 absorbiert wird.
In dem dritten Entfeuchtungserwärmungsmodus ist die Menge von Wärme des Kühlwassers in dem Hochtemperaturkühlwasserkreis 20 unzureichend für die Menge von Wärme, die für den Erwärmerkern 22 erfordert ist, und daher wird die unzureichende Menge von Wärme von der Außenluft durch den niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 bei der maximalen Kapazität innerhalb eines zulässigen Bereichs absorbiert.
Die Steuerungseinrichtung 60 führt temporär einen Übergangsmodus zu der Zeit des Umschaltens zwischen dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus und dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus aus.
In dem Übergangsmodus werden der erste Entfeuchtungserwärmungsmodus und der zweite Entfeuchtungserwärmungsmodus gleichzeitig ausgeführt. Das heißt in dem Übergangsmodus wird Wärme von dem Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 zu der Außenluft durch den hochtemperaturseitigen Radiator 23 abgestrahlt, wie in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus, und Wärme wird von der Außenluft in das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 durch den niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 absorbiert, wie in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus. Dies ermöglicht ein sanftes Umschalten zwischen dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus und dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus.
Als nächstes werden Betriebe in dem Kühlungsmodus, dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus, dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus, dem dritten Entfeuchtungserwärmungsmodus und dem Übergangsmodus beschrieben.
In dem Kühlungsmodus, dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus, dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus, dem dritten Entfeuchtungserwärmungsmodus und dem Übergangsmodus bestimmt die Steuerungseinrichtung 60 die Betriebszustände von verschiedenen Steuerungseinrichtungen, die mit der Steuerungseinrichtung 60 verbunden sind (das heißt Steuerungssignale, die zu verschiedenen Steuerungseinrichtungen ausgegeben werden), auf der Basis der Sollauslasstemperatur TAO, der Erfassungssignale der Sensorgruppe und dergleichen.
Kühlungsmodus
In dem Kühlungsmodus betreibt die Steuerungseinrichtung 60 den Kompressor 11 und die hochtemperaturseitige Pumpe 21. In dem Kühlungsmodus öffnet die Steuerungseinrichtung 60 das Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 25 und öffnet das Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 26.
Somit strömt in der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem Kühlungsmodus das Kältemittel, wie durch den gestrichelten Pfeil in 1 gekennzeichnet ist, und der Zustand des Kältemittels, das in dem Kreislauf zirkuliert, wird wie folgt geändert.
Das heißt ein Hochdruckkältemittel, das von dem Kompressor 11 abgegeben wird, strömt in den Kondensator 12. Das Kältemittel, das in den Kondensator 12 strömt, strahlt Wärme zu dem Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 ab. Somit wird das Kältemittel durch den Kondensator 12 gekühlt und kondensiert.
Das Kältemittel, das aus dem Kondensator 12 ausströmt, strömt in das erste Expansionsventil 13 und wird durch das erste Expansionsventil 13 dekomprimiert und expandiert, bis es ein Niedrigdruckkältemittel wird. Das Niedrigdruckkältemittel, das durch das erste Expansionsventil 13 dekomprimiert ist, strömt in den luftseitigen Verdampfer 14 und absorbiert die Wärme von der Luft, die in die Kabine geblasen wird, um zu verdampfen. Somit wird die Luft, die in die Kabine geblasen wird, gekühlt.
Das Kältemittel, das aus dem luftseitigen Verdampfer 14 ausströmt, strömt zu der Ansaugseite des Kompressors 11 und wird durch den Kompressor 11 wieder komprimiert.
Wie vorstehend beschrieben ist, wird in dem Kühlungsmodus bewirkt, dass das Niedrigdruckkältemittel Wärme von der Luft durch den luftseitigen Verdampfer 14 absorbiert, und die gekühlte Luft kann in die Kabine ausgeblasen werden. Es ist dadurch möglich, ein Kühlen in der Kabine zu realisieren.
In dem Hochtemperaturkühlwasserkreis 20 zirkuliert in dem Kühlungsmodus, wie durch den gestrichelten Pfeil in 1 gekennzeichnet ist, das Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 zu dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 und wird von dem Kühlwasser zu der Außenluft durch den hochtemperaturseitigen Radiator 23 abgestrahlt.
Zu dieser Zeit zirkuliert, wie durch den Pfeil mit durchgehender Linie in 1 gekennzeichnet ist, das Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 auch zu dem Erwärmerkern 22, und die Menge einer Wärmeabstrahlung von dem Kühlwasser zu der Luft in dem Erwärmerkern 22 wird durch die Luftmischtür 54 geregelt.
Das Steuerungssignal, das zu dem Servomotor der Luftmischtür 54 auszugeben ist, ist so bestimmt, dass die Klimatisierungsluft, deren Temperatur durch die Luftmischtür 54 geregelt ist, die Sollauslasstemperatur TAO wird. Im Speziellen wird die Öffnung der Luftmischtür 54 auf der Basis der Sollauslasstemperatur TAO, der Temperatur TE des luftseitigen Verdampfers 14, der Temperatur THin des Kühlwassers, das in den Erwärmerkern 22 strömt, und dergleichen bestimmt.
Wenn es notwendig ist, die Batterie 33 in dem Kühlungsmodus zu kühlen, öffnet die Steuerungseinrichtung 60 das zweite Expansionsventil 16 bei einer Drosselöffnung und steuert die niedrigtemperaturseitige Pumpe 31 und das Dreiwegeventil 36 so, dass das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 in die Batterie 33 strömt.
Somit strömt in der Kältekreislaufvorrichtung 10, wie durch den Pfeil mit durchgehender Linie in 1 gekennzeichnet ist, das Kältemittel, das aus dem Kondensator 12 ausströmt, in das zweite Expansionsventil 16 und wird durch das zweite Expansionsventil 16 dekomprimiert und expandiert, bis es ein Niedrigdruckkältemittel wird. Das Niedrigdruckkältemittel, das durch das zweite Expansionsventil 16 dekomprimiert ist, strömt in den kühlwasserseitigen Verdampfer 17 und absorbiert Wärme von dem Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30, um zu verdampfen. Somit wird das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 gekühlt. In dem Niedrigtemperaturkühlwasserkreis 30 zirkuliert, wie durch den Pfeil mit gestrichelter Linie in 1 gekennzeichnet ist, das Kühlwasser zu der Batterie 33, um die Batterie 33 zu kühlen.
Zu dieser Zeit wird die Strömungsrate des Kühlwassers, das in der Batterie 33 strömt, durch das Dreiwegeventil 36 geregelt, so dass die Batterie 33 auf eine Sollbatterietemperatur gekühlt wird.
Je größer die Temperaturdifferenz ist, die durch Subtrahieren der tatsächlichen Temperatur der Batterie 33 von der Sollbatterietemperatur erhalten wird, umso größer wird die Strömungsrate des Kühlwassers gemacht, das in der Batterie 33 strömt. Je kleiner die Temperaturdifferenz ist, die durch Subtrahieren der tatsächlichen Temperatur der Batterie 33 von der Sollbatterietemperatur ist, umso kleiner wird die Strömungsrate des Kühlwassers gemacht, das in der Batterie 33 strömt.
Je kleiner die Temperaturdifferenz ist, die durch Subtrahieren der Temperatur des Kühlwassers, das in die Batterie 33 strömt, von der Sollbatterietemperatur erhalten wird, umso größer wird die Strömungsrate des Kühlwassers gemacht, das in der Batterie 33 strömt. Je größer die Temperaturdifferenz ist, die durch Subtrahieren der Temperatur des Kühlwassers, das in der Batterie 33 strömt, von der Sollbatterietemperatur erhalten wird, umso kleiner wird die Strömungsrate des Kühlwassers gemacht, das in der Batterie 33 strömt.
Erster Entfeuchtungserwärmungsmodus
In dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus betreibt die Steuerungseinrichtung 60 den Kompressor 11 und die hochtemperaturseitige Pumpe 21. In dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus wird das Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 25 geöffnet und das Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 26 wird geöffnet.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10 strömt in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus das Kältemittel, wie durch den Pfeil mit gestrichelter Linie in 1 gekennzeichnet ist, und der Zustand des Kältemittels, das in dem Kreislauf zirkuliert, wird wie folgt geändert.
Das heißt, das Hochdruckkältemittel, das von dem Kompressor 11 abgegeben wird, strömt in den Kondensator 12 und tauscht Wärme mit dem Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 aus, um Wärme abzuleiten. Somit wird das Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 erwärmt.
Das Kältemittel, das aus dem Kondensator 12 ausströmt, strömt in das erste Expansionsventil 13 und wird durch das erste Expansionsventil 13 dekomprimiert und expandiert, um ein Niedrigdruckkältemittel zu werden. Das Niedrigdruckkältemittel, das durch das erste Expansionsventil 13 dekomprimiert ist, strömt in den luftseitigen Verdampfer 14 und absorbiert Wärme von der Luft, die in die Kabine geblasen wird, um zu verdampfen. Somit wird die Luft, die in die Kabine geblasen wird, gekühlt und entfeuchtet.
Dann strömt das Kältemittel, das aus dem kühlwasserseitigen Verdampfer 17 ausströmt, zu der Ansaugseite des Kompressors 11 und wird durch den Kompressor 11 wieder komprimiert.
In dem Hochtemperaturkühlwasserkreis 20 in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus zirkuliert, wie durch den Pfeil mit durchgehender Linie in 1 gekennzeichnet ist, das Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 zu dem Erwärmerkern 22.
Das Steuerungssignal, das zu dem Servomotor der Luftmischtür 54 auszugeben ist, ist so bestimmt, dass die Luftmischtür 54 bei der Zweipunkt-Strich-Position in 1 gelegen ist, um den Luftdurchgang des Erwärmerkerns 22 vollständig zu öffnen, und die Gesamtströmungsrate der Luft, die durch den luftseitigen Verdampfer 14 gegangen ist, geht durch den Erwärmerkern 22.
Dadurch strahlt der Erwärmerkern 22 Wärme von dem Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 zu der Luft ab, die in die Kabine geblasen wird. Deshalb wird die Luft, die durch den luftseitigen Verdampfer 14 gekühlt und entfeuchtet ist, durch den Erwärmerkern 22 erwärmt und wird in die Kabine ausgeblasen.
Gleichzeitig zirkuliert in dem Hochtemperaturkühlwasserkreis 20, wie durch den Pfeil mit gestrichelter Linie in 1 gekennzeichnet ist, das Kühlwasser zu dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 und wird von dem Kühlwasser zu der Außenluft durch den hochtemperaturseitigen Radiator 23 abgestrahlt.
Somit wird in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus die Wärme des Hochdruckkältemittels, das von dem Kompressor 11 abgegeben wird, zu dem Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 durch den Kondensator 12 abgestrahlt, die Wärme des Kühlwassers des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 wird durch die Luft in dem Erwärmerkern 22 abgestrahlt, und die Luft, die durch den Erwärmerkern 22 erwärmt ist, kann in die Kabine ausgeblasen werden.
In dem Erwärmerkern 22 wird Luft erwärmt, die durch einen luftseitigen Verdampfer 14 gekühlt und entfeuchtet ist. Als eine Folge kann ein Entfeuchtungserwärmen in der Kabine realisiert werden.
In dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus wird der Modus mit der Sollauslasstemperatur TAO in einer relativ niedrigen Temperaturregion durchgeführt, so dass die Blaslufttemperatur des Erwärmerkerns 22 relativ niedrig sein kann. Deshalb wird die Menge von Wärme des Kühlwassers des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 überschüssig zu der Menge von Wärme, die durch den Erwärmerkern 22 erfordert ist.
Die Überschusswärme des Kühlwassers des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 wird zu der Außenluft durch den hochtemperaturseitigen Radiator 23 abgestrahlt.
In dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus kann die Strömungsrate des Kühlwassers des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20, das in dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 strömt, eine Strömungsrate sein, die ausreichend ist, um die Überschusswärme des Kühlwassers des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 zu der Außenluft abzustrahlen.
Somit ist in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus die Öffnung so festgelegt, dass die Überschusswärme des Kühlwassers des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 zu der Außenluft durch den hochtemperaturseitigen Radiator 23 abgestrahlt werden kann.
Deshalb ist in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus die Öffnung des Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventils 25 größer gemacht als die Öffnung des Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventils 26. Somit wird die Strömungsrate des Kühlwassers des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20, das in den Erwärmerkern 22 strömt, größer als die Strömungsrate des Kühlwassers des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20, das in dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 strömt.
In dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus kann die Zeitdurchschnittsöffnung des Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventils 25 größer festgelegt sein als die Zeitdurchschnittsöffnung des Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventils 26.
Das Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 25 und das Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 26 werden mit Unterbrechungen geöffnet und geschlossen, und das Verhältnis der Ventilöffnungszeit des Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventils 25 ist größer gemacht als das Verhältnis der Ventilöffnungszeit des Radiatordurchgang-Öffnungs-/SchließVentils 26, so dass die Zeitdurchschnittsöffnung des Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventils 25 größer gemacht werden kann als die Zeitdurchschnittsöffnung des Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventils 26.
Beispielsweise kann das Öffnungsverhältnis zwischen dem Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 25 und dem Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 26 unter Verwendung der Beziehung bestimmt werden, dass eine Wärmeabsorptionsmenge Pa von Luft pro Einheit Zeit in dem Erwärmerkern 22 und eine Wärmeabstrahlungsmenge Pw von Kühlwasser pro Einheit Zeit in dem Erwärmerkern 22 gleich sind. Der Grund dafür wird nachstehend beschrieben.
Die Wärmeabsorptionsmenge Pa der Luft pro Einheit Zeit in dem Erwärmerkern 22, die zum Erwärmen der Luft auf die Sollauslasstemperatur TAO in dem Erwärmerkern 22 erfordert ist, kann auf der Basis der spezifischen Wärme und einer Dichte der Luft, die in dem Erwärmerkern 22 strömt, der Temperatur der Luft, die in dem Erwärmerkern 22 strömt, der Strömungsrate der Luft, die in dem Erwärmerkern 22 strömt, und der Sollauslasstemperatur TAO berechnet werden.
In dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus, da die Luftmischtür 54 den Luftdurchgang des Erwärmerkerns 22 vollständig öffnet, ist die Strömungsrate der Luft, die in dem Erwärmerkern 22 strömt, die gleiche wie die Menge von Luft, die durch das Innenraumgebläse 53 geblasen wird. Die Menge von Luft, die durch das Innenraumgebläse 53 geblasen wird, kann auf der Basis der Drehzahl des Innenraumgebläses 53 oder der aufgebrachten Spannung berechnet werden.
Die Temperatur der Luft, die in den Erwärmerkern 22 strömt, kann als gleich betrachtet werden wie die Temperatur TE des luftseitigen Verdampfers 14, die durch den Verdampfertemperatursensor 65 erfasst wird.
Andererseits kann die Wärmeabstrahlungsmenge Pw des Kühlwassers pro Einheit Zeit in dem Erwärmerkern 22, die zum Erwärmen der Luft auf die Sollauslasstemperatur TAO in dem Erwärmerkern 22 erfordert ist, auf der Basis der spezifischen Wärme und Dichte des Kühlwassers, das in dem Erwärmerkern 22 strömt, der Strömungsrate des Kühlwassers, das in dem Erwärmerkern 22 strömt, der Temperatur THin des Kühlwassers, das in dem Erwärmerkern 22 strömt, und der Sollauslasstemperatur TAO berechnet werden.
Die Strömungsrate des Kühlwassers, das in dem Erwärmerkern 22 strömt, kann auf der Basis der Abgabeströmungsrate der hochtemperaturseitigen Pumpe 21 und des Öffnungsverhältnisses zwischen dem Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 25 zu dem Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 26 berechnet werden.
Von der Beziehung, dass die Wärmeabsorptionsmenge Pa der Luft pro Einheit Zeit in dem Erwärmerkern 22 die gleiche ist wie die Wärmeabstrahlungsmenge Pw des Kühlwassers pro Einheit Zeit in dem Erwärmerkern 22 kann die Strömungsrate des Kühlwassers, dessen Strömen in den Erwärmerkern 22 erfordert ist, berechnet werden, und demzufolge kann das Öffnungsverhältnis zwischen dem Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 25 und dem Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 26 berechnet werden.
Wenn es notwendig ist, die Batterie 33 in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus zu kühlen, öffnet die Steuerungseinrichtung 60 das zweite Expansionsventil 16 bei einer Drosselöffnung und steuert die niedrigtemperaturseitige Pumpe 31 und das Dreiwegeventil 36 so, dass das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 in der Batterie 33 strömt.
Somit strömt in der Kältekreislaufvorrichtung 10, wie durch den Pfeil mit durchgehender Linie in 1 gekennzeichnet ist, das Kältemittel, das aus dem Kondensator 12 ausströmt, in das zweite Expansionsventil 16 und wird durch das zweite Expansionsventil 16 dekomprimiert und expandiert, bis es ein Niedrigdruckkältemittel wird. Das Niedrigdruckkältemittel, das durch das zweite Expansionsventil 16 dekomprimiert ist, strömt in den kühlwasserseitigen Verdampfer 17 und absorbiert Wärme von dem Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30, um zu verdampfen. Somit wird das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 gekühlt. In dem Niedrigtemperaturkühlwasserkreis 30 zirkuliert, wie durch den Pfeil mit gestrichelter Linie in 1 gekennzeichnet ist, das Kühlwasser zu der Batterie 33, um die Batterie 33 zu kühlen.
Zu dieser Zeit wird die Strömungsrate des Kühlwassers, das in der Batterie 33 strömt, bevorzugt durch das Dreiwegeventil 36 so geregelt, dass die Batterie 33 auf eine Sollbatterietemperatur gekühlt wird. Die Strömungsrate des Kühlwassers, das in der Batterie 33 strömt, wird in der gleichen Weise geregelt, wie in dem Kühlungsmodus.
Zweiter Entfeuchtungsmodus
In dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus betreibt die Steuerungseinrichtung 60 den Kompressor 11, die hochtemperaturseitige Pumpe 21 und die niedrigtemperaturseitige Pumpe 31. In dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus öffnet die Steuerungseinrichtung 60 das zweite Expansionsventil 16 bei einer Drosselöffnung. In dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus öffnet die Steuerungseinrichtung 60 das Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 25 und schließt das Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 26. In dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus steuert die Steuerungseinrichtung 60 das Dreiwegeventil 36 so, dass das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 in dem niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 strömt.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus strömt das Kältemittel, wie durch den Pfeil mit gestrichelter Linie und den Pfeil mit durchgehender Linie in 1 gekennzeichnet ist, und der Zustand des Kältemittels, das in dem Kreislauf zirkuliert, wird wie folgt geändert.
Das heißt in der Kältekreislaufvorrichtung 10 strömt, wie durch den Pfeil mit gestrichelter Linie in 1 gekennzeichnet ist, das Hochdruckkältemittel, das von dem Kompressor 11 abgegeben wird, in den Kondensator 12 und tauscht Wärme mit dem Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 aus, um Wärme abzustrahlen. Somit wird das Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 erwärmt.
Das Kältemittel, das aus dem Kondensator 12 ausströmt, strömt in das erste Expansionsventil 13 und wird durch das erste Expansionsventil 13 dekomprimiert und expandiert, bis es ein Niedrigdruckkältemittel wird. Das Niedrigdruckkältemittel, das durch das erste Expansionsventil 13 dekomprimiert ist, strömt in den luftseitigen Verdampfer 14 und absorbiert die Wärme von der Luft, die in die Kabine geblasen wird, um zu verdampfen. Somit wird die Luft, die in die Kabine geblasen wird, gekühlt und entfeuchtet.
Dann strömt das Kältemittel, das aus dem kühlwasserseitigen Verdampfer 17 ausströmt, zu der Ansaugseite des Kompressors 11 und wird durch den Kompressor 11 wieder komprimiert.
Gleichzeitig strömt in der Kältekreislaufvorrichtung 10, wie durch den Pfeil mit durchgehender Linie in 1 gekennzeichnet ist, das Kältemittel, das aus dem Kondensator 12 ausströmt, in das zweite Expansionsventil 16 und wird durch das zweite Expansionsventil 16 dekomprimiert und expandiert, bis es ein Niedrigdruckkältemittel wird. Das Niedrigdruckkältemittel, das durch das zweite Expansionsventil 16 dekomprimiert ist, strömt in den kühlwasserseitigen Verdampfer 17 und absorbiert Wärme von dem Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30, um zu verdampfen. Somit wird das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 gekühlt.
In dem Hochtemperaturkühlwasserkreis 20 in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus zirkuliert, wie durch den Pfeil mit durchgehender Linie in 1 gekennzeichnet ist, das Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 zu dem Erwärmerkern 22.
Das Steuerungssignal, das zu dem Servomotor der Luftmischtür 54 auszugeben ist, ist so bestimmt, dass die Luftmischtür 54 bei der Zweipunkt-Strich-Position in 1 gelegen ist, um den Luftdurchgang des Erwärmerkerns 22 vollständig zu öffnen, und die Gesamtströmungsrate der Blasluft, die durch den luftseitigen Verdampfer 14 gegangen ist, geht durch den Erwärmerkern 22 hindurch.
Dadurch strahlt der Erwärmerkern 22 Wärme von dem Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 zu der Luft ab, die in die Kabine geblasen wird. Deshalb wird die Luft, die durch den luftseitigen Verdampfer 14 gekühlt und entfeuchtet ist, durch den Erwärmerkern 22 erwärmt und in die Kabine ausgeblasen.
Zu dieser Zeit, während das Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 26 geschlossen ist, zirkuliert das Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 nicht zu dem hochtemperaturseitigen Radiator 23. Deshalb wird Wärme nicht von dem Kühlwasser zu der Außenluft durch den hochtemperaturseitigen Radiator 23 abgestrahlt.
In dem Niedrigtemperaturkühlwasserkreis 30 in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus zirkuliert, wie durch den Pfeil mit durchgehender Linie in 1 gekennzeichnet ist, das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 zu dem niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 und Wärme wird von einer Außenluft in das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 durch den niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 absorbiert.
Somit wird in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus die Wärme des Hochdruckkältemittels, das von dem Kompressor 11 abgegeben wird, zu dem Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 durch den Kondensator 12 abgestrahlt, die Wärme des Kühlwassers des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 wird durch die Luft in dem Erwärmerkern 22 abgestrahlt, und die Luft, die durch den Erwärmerkern 22 erwärmt ist, kann in die Kabine ausgeblasen werden.
In den Erwärmerkern 22 wird Luft, die durch einen luftseitigen Verdampfer 14 gekühlt und entfeuchtet ist, erwärmt. Als eine Folge kann ein Entfeuchtungserwärmen in der Kabine realisiert werden.
In dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus wird die Sollauslasstemperatur TAO in einer höheren Temperaturregion durchgeführt als in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus, so dass die Ausblaslufttemperatur des Erwärmerkerns 22 höher festgelegt werden muss als in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus.
Da Wärme von der Außenluft in das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 durch den niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 absorbiert wird, kann die Menge von Wärme, die in dem Erwärmerkern 22 verfügbar ist, im Vergleich zu der in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus erhöht werden, und die Ausblaslufttemperatur des Erwärmerkerns 22 kann erhöht werden.
In dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus kann die Strömungsrate des Kühlwassers in dem Niedrigtemperaturkühlwasserkreis 30, das in dem niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 strömt, derart sein, dass eine Wärme, die zum Erwärmen der Luft in dem Erwärmerkern 22 auf die Sollauslasstemperatur TAO erfordert ist, durch den niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 absorbiert werden kann.
Demzufolge wird das Dreiwegeventil 36 so gesteuert, dass sich die Strömungsrate des Kühlwassers des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30, das in dem niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 strömt, erhöht, wenn sich die Temperaturdifferenz, die durch Subtrahieren der Temperatur (das heißt der Temperatur TE des luftseitigen Verdampfers 14) der Luft, die in den Erwärmerkern 22 strömt, von der Sollauslasstemperatur TAO erhalten wird, erhöht.
Wenn es notwendig ist, die Batterie 33 in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus zu kühlen, öffnet die Steuerungseinrichtung 60 das zweite Expansionsventil 16 bei einer Drosselöffnung und steuert das Dreiwegeventil 36 so, dass das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 in der Batterie 33 strömt.
Somit strömt in der Kältekreislaufvorrichtung 10, wie durch den Pfeil mit durchgehender Linie in 1 gekennzeichnet ist, das Kältemittel, das aus dem Kondensator 12 ausströmt, in das zweite Expansionsventil 16 und wird durch das zweite Expansionsventil 16 dekomprimiert und expandiert, bis es ein Niedrigdruckkältemittel wird. Das Niedrigdruckkältemittel, das durch das zweite Expansionsventil 16 dekomprimiert ist, strömt in den kühlwasserseitigen Verdampfer 17 und absorbiert Wärme von dem Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30, um zu verdampfen. Somit wird das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 gekühlt. In dem Niedrigtemperaturkühlwasserkreis 30 zirkuliert, wie durch den Pfeil mit gestrichelter Linie in 1 gekennzeichnet ist, das Kühlwasser zu der Batterie 33, um die Batterie 33 zu kühlen.
Zu dieser Zeit wird die Strömungsrate des Kühlwassers, das in der Batterie 33 strömt, bevorzugt durch das Dreiwegeventil 36 so geregelt, dass die Batterie 33 auf eine Sollbatterietemperatur gekühlt wird. Die Strömungsrate des Kühlwassers, das in der Batterie 33 strömt, wird in der gleichen Weise wie in dem Kühlungsmodus geregelt.
Dritter Entfeuchtungserwärmungsmodus
In dem dritten Entfeuchtungserwärmungsmodus wird die Sollauslasstemperatur TAO in einer höheren Temperaturregion als in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus durchgeführt, so dass die Ausblaslufttemperatur des Erwärmerkerns 22 höher festgelegt sein muss als in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus.
In dem dritten Entfeuchtungserwärmungsmodus ist die Wärmeabsorptionsmenge von der Außenluft in dem niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 im Vergleich zu der in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus erhöht. Im Speziellen wird das Dreiwegeventil 36 so gesteuert, dass die Strömungsrate des Kühlwassers, das in dem niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 strömt, mit Bezug zu dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus maximal wird.
Somit kann die Menge von Wärme, die in dem Erwärmerkern 22 verfügbar ist, im Vergleich zu der in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus erhöht werden, und die Ausblaslufttemperatur des Erwärmerkerns 22 kann erhöht werden.
Wenn es notwendig ist, die Batterie 33 in dem dritten Entfeuchtungserwärmungsmodus zu kühlen, öffnet die Steuerungseinrichtung 60 das zweite Expansionsventil 16 bei einer Drosselöffnung und steuert das Dreiwegeventil 36, so dass das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 in der Batterie 33 strömt.
Somit strömt in der Kältekreislaufvorrichtung 10, wie durch den Pfeil mit durchgehender Linie in 1 gekennzeichnet ist, das Kältemittel, das aus dem Kondensator 12 ausströmt, in das zweite Expansionsventil 16 und wird durch das zweite Expansionsventil 16 dekomprimiert und expandiert, bis es ein Niedrigdruckkältemittel wird. Das Niedrigdruckkältemittel, das durch das zweite Expansionsventil 16 dekomprimiert ist, strömt in den kühlwasserseitigen Verdampfer 17 und absorbiert Wärme von dem Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30, um zu verdampfen. Somit wird das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 gekühlt. In dem Niedrigtemperaturkühlwasserkreis 30 zirkuliert, wie durch den Pfeil mit gestrichelter Linie in 1 gekennzeichnet ist, das Kühlwasser zu der Batterie 33, um die Batterie 33 zu kühlen.
Zu dieser Zeit wird die Strömungsrate des Kühlwassers, das in der Batterie 33 strömt, bevorzugt durch das Dreiwegeventil 36 so geregelt, dass die Batterie 33 auf eine Sollbatterietemperatur gekühlt wird. Die Strömungsrate des Kühlwassers, das in der Batterie 33 strömt, wird in der gleichen Weise wie in dem Kühlungsmodus geregelt.
Übergangsmodus
In dem Übergangsmodus betreibt die Steuerungseinrichtung 60 den Kompressor 11, die hochtemperaturseitige Pumpe 21 und die niedrigtemperaturseitige Pumpe 31. In dem Übergangsmodus öffnet die Steuerungseinrichtung 60 das zweite Expansionsventil 16 bei einer Drosselöffnung. In dem Übergangsmodus ist das Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 25 geöffnet und das Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 26 ist geöffnet. In dem Übergangsmodus steuert die Steuerungseinrichtung 60 das Dreiwegeventil 36 so, dass das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 in dem niedrigtemperaturseitigen Radiator 30 strömt.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem Übergangsmodus strömt das Kältemittel wie durch den Pfeil mit gestrichelter Linie und dem Pfeil mit durchgehender Linie in 1 gekennzeichnet ist, und der Zustand des Kältemittels, das in dem Kreislauf zirkuliert, wird wie folgt geändert.
Das heißt in der Kältekreislaufvorrichtung 10 strömt, wie durch den Pfeil mit gestrichelter Linie in 1 gekennzeichnet ist, das Hochdruckkältemittel, das von dem Kompressor 11 abgegeben wird, in den Kondensator 12 und tauscht Wärme mit dem Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 aus, um Wärme abzustrahlen. Somit wird das Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 erwärmt.
Das Kältemittel, das aus dem Kondensator 12 ausströmt, strömt in das erste Expansionsventil 13 und wird durch das erste Expansionsventil 13 dekomprimiert und expandiert, bis es ein Niedrigdruckkältemittel wird. Das Niedrigdruckkältemittel, das durch das erste Expansionsventil 13 dekomprimiert ist, strömt in den luftseitigen Verdampfer 14 und absorbiert die Wärme von der Luft, die in die Kabine geblasen wird, um zu verdampfen. Somit wird die Luft, die in die Kabine geblasen wird, gekühlt und entfeuchtet.
Dann strömt das Kältemittel, das aus dem kühlwasserseitigen Verdampfer 17 ausströmt, zu der Ansaugseite des Kompressors 11 und wird durch den Kompressor 11 wieder komprimiert.
Gleichzeitig strömt in der Kältekreislaufvorrichtung 10, wie durch den Pfeil mit durchgehender Linie in 1 gekennzeichnet ist, das Kältemittel, das aus dem Kondensator 12 ausströmt, in das zweite Expansionsventil 16 und wird durch das zweite Expansionsventil 16 dekomprimiert und expandiert, bis es ein Niedrigdruckkältemittel wird. Das Niedrigdruckkältemittel, das durch das zweite Expansionsventil 16 dekomprimiert ist, strömt in den kühlwasserseitigen Verdampfer 17 und absorbiert Wärme von dem Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30, um zu verdampfen. Somit wird das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 gekühlt.
In dem Hochtemperaturkühlwasserkreis 20 in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus zirkuliert, wie durch den Pfeil mit durchgehender Linie in 1 gekennzeichnet ist, das Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 zu dem Erwärmerkern 22.
Das Steuerungssignal, das zu dem Servomotor der Luftmischtür 54 auszugeben ist, ist so bestimmt, dass die Luftmischtür 54 bei der Zweipunkt-Strich-Position in 1 gelegen ist, um den Luftdurchgang des Erwärmerkerns 22 vollständig zu öffnen, und die Gesamtströmungsrate der Luft, die durch den luftseitigen Verdampfer 14 hindurchgegangen ist, geht durch den Erwärmerkern 22 hindurch.
Dadurch strahlt der Erwärmerkern 22 Wärme von dem Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 zu der Luft ab, die in die Kabine geblasen wird. Deshalb wird die Luft, die durch den luftseitigen Verdampfer 14 gekühlt und entfeuchtet ist, durch den Erwärmerkern 22 erwärmt und in die Kabine ausgeblasen.
In dem Hochtemperaturkühlwasserkreis 20 in dem Übergangsmodus zirkuliert, wie durch den Pfeil mit gestrichelter Linie in 1 gekennzeichnet ist, das Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 zu dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 und wird von dem Kühlwasser zu der Außenluft durch den hochtemperaturseitigen Radiator 23 abgestrahlt.
In dem Niedrigtemperaturkühlwasserkreis 30 in dem Übergangsmodus zirkuliert, wie durch den Pfeil mit durchgehender Linie in 1 gekennzeichnet ist, das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 zu dem niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 und Wärme wird von der Außenluft in das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 durch den niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 absorbiert.
Somit wird in dem Übergangsmodus die Wärme des Hochdruckkältemittels, das von dem Kompressor 11 abgegeben wird, zu dem Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 durch den Kondensator 12 abgestrahlt, die Wärme des Kühlwassers des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 wird durch die Luft in dem Erwärmerkern 22 abgestrahlt, und die Luft, die durch den Erwärmerkern 22 erwärmt ist, kann in die Kabine ausgeblasen werden.
In dem Erwärmerkern 22 wird Luft, die durch einen luftseitigen Verdampfer 14 gekühlt und entfeuchtet ist, erwärmt. Als eine Folge kann ein Entfeuchtungserwärmen in der Kabine realisiert werden.
Da Wärme von der Außenluft in das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 durch den niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 absorbiert wird, kann die Menge von Wärme, die in dem Erwärmerkern 22 verfügbar ist, erhöht werden, wie in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus, und die Ausblaslufttemperatur des Erwärmerkerns 22 kann erhöht werden. Die Strömungsrate des Kühlwassers des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30, das in dem niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 strömt, wird geregelt wie in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus. Das heißt das Dreiwegeventil 36 wird gesteuert wie in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus.
Wie in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus wird die Überschusswärme des Kühlwassers des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 zu der Außenluft durch den hochtemperaturseitigen Radiator 23 abgestrahlt. Die Strömungsrate des Kühlwassers des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20, das in dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 strömt, wird geregelt wie in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus. Das heißt die Öffnungen des Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventils 25 und des Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventils 26 werden bestimmt wie in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus.
Wenn es notwendig ist, die Batterie 33 in dem Übergangsmodus zu kühlen, öffnet die Steuerungseinrichtung 60 das zweite Expansionsventil 16 bei einer Drosselöffnung und steuert das Dreiwegeventil 36 so, dass das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 in der Batterie 33 strömt.
Somit strömt in der Kältekreislaufvorrichtung 10, wie durch den Pfeil mit durchgehender Linie in 1 gekennzeichnet ist, das Kältemittel, das aus dem Kondensator 12 ausströmt, in das zweite Expansionsventil 16 und wird durch das zweite Expansionsventil 16 dekomprimiert und expandiert, bis es ein Niedrigdruckkältemittel wird. Das Niedrigdruckkältemittel, das durch das zweite Expansionsventil 16 dekomprimiert ist, strömt in den kühlwasserseitigen Verdampfer 17 und absorbiert Wärme von dem Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30, um zu verdampfen. Somit wird das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkreises 30 gekühlt. In dem Niedrigtemperaturkühlwasserkreis 30 zirkuliert, wie durch den Pfeil mit gestrichelter Linie in 1 gekennzeichnet ist, das Kühlwasser zu der Batterie 33, um die Batterie 33 zu kühlen.
Zu dieser Zeit wird die Strömungsrate des Kühlwassers, das in der Batterie 33 strömt, bevorzugt durch das Dreiwegeventil 36 so geregelt, dass die Batterie 33 auf eine Sollbatterietemperatur gekühlt wird. Die Strömungsrate des Kühlwassers, das in der Batterie 33 strömt, wird in der gleichen Weise wie in dem Kühlungsmodus geregelt.
In dem Übergangsmodus wird Wärme von dem Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 zu der Außenluft durch den hochtemperaturseitigen Radiator 23 abgestrahlt, wie in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus, und Wärme wird von der Außenluft in das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 durch den niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 absorbiert, wie in dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus.
Deshalb wird zu der Zeit eines Umschaltens zwischen dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus und dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus das Umschalten zwischen dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus und dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus durch zeitweiliges Ausführen des Übergangsmodus sanft durchgeführt.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel steuert die Steuerungseinrichtung 60 das Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 25 und das Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 26 so, dass das Strömungsverhältnis erhalten wird, bei dem, von der Wärme, die von dem Kältemittel in dem Kondensator 12 zu dem Kühlwasser in dem Hochtemperaturkühlwasserkreis 20 abgestrahlt wird, die Überschusswärme mit Bezug zu der Wärme, die zum Erwärmen der Luft, die in die Kabine geblasen wird, durch den Erwärmerkern 22 auf die Sollauslasstemperatur TAO erfordert ist, zu der Luft außerhalb der Kabine durch den hochtemperaturseitigen Radiator 23 abgestrahlt wird.
„von der Wärme, die von dem Kältemittel in dem Kondensator 12 zu dem Kühlwasser in dem Hochtemperaturkühlwasserkreis 20 abgestrahlt wird, die Überschusswärme mit Bezug zu der Wärme, die zum Erwärmen der Luft, die in die Kabine geblasen wird, durch den Erwärmerkern 22 auf die Sollauslasstemperatur TAO“ meint die Differenz, die durch Subtrahieren der Menge von Wärme, die zum Erwärmen der Luft, die in die Kabine geblasen wird, auf die Sollauslasstemperatur TAO durch den Erwärmerkern 22 erfordert ist, von der Menge von Wärme erhalten wird, die von dem Kältemittel durch den Kondensator 12 zu dem Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 abgestrahlt wird.
Somit kann gestattet werden, dass das Wärmemedium in dem Erwärmerkern 22 strömt, so dass Wärme, die zum Erwärmen der Luft, die in die Kabine geblasen wird, durch den Erwärmerkern 22 auf die Sollauslasstemperatur TAO erfordert ist, zu dem Erwärmerkern 22 verteilt wird. Deshalb kann die Luft, die in die Kabine geblasen wird, in geeigneter Weise durch den Erwärmerkern 22 erwärmt werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn gestattet ist, dass das Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 in sowohl dem Erwärmerkern 22 als auch dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 strömt, steuert die Steuerungseinrichtung 60 das Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 25 und das Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 26 so, dass die Zeitdurchschnittsströmungsrate des Kühlwassers des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 in dem Erwärmerkern 22 größer ist als die Zeitdurchschnittsströmungsrate des Kühlwassers des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 in dem hochtemperaturseitigen Radiator 23. Somit kann eine unzureichende Lufterwärmungskapazität in dem Erwärmerkern 22 in zuverlässiger Weise beschränkt werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 26 zwischen dem Kondensator 12 und dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 in der Strömung des Kühlwassers des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 angeordnet und regelt die Strömungsrate des Kühlwassers des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20, das in den hochtemperaturseitigen Radiator 23 strömt. Somit kann die Überschusswärme zuverlässig zu der Luft außerhalb der Kabine durch den hochtemperaturseitigen Radiator 23 abgestrahlt werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der Erwärmerkern 22 und der hochtemperaturseitige Radiator 23 parallel zueinander in der Strömung des Kühlwassers in dem Hochtemperaturkühlwasserkreis 20 angeordnet. Das Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 25 ist zwischen dem hochtemperaturseitigen Zweig 20d und dem Erwärmerkern 22 in der Strömung des Kühlwassers des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 angeordnet und regelt die Strömungsrate von Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20, das in den Erwärmerkern 22 strömt. Somit kann die Überschusswärme zuverlässiger zu der Luft außerhalb der Kabine durch den hochtemperaturseitigen Radiator 23 abgestrahlt werden.
Die Kältekreislaufvorrichtung 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels hat den kühlwasserseitigen Verdampfer 17. Der kühlwasserseitige Verdampfer 17 tauscht Wärme zwischen dem Kältemittel, das durch das zweite Expansionsventil 16 dekomprimiert ist, und dem Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 aus, um das Kältemittel zu verdampfen und um das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 zu kühlen. Somit kann in der Kältekreislaufvorrichtung 10, die die vorstehend beschriebenen Effekte zeigt, das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 gekühlt werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der niedrigtemperaturseitige Radiator 32 ein Wärmeabsorber, der Wärme zwischen dem Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 und der Außenluft austauscht, um Wärme von der Außenluft in das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 zu absorbieren. Als eine Folge kann in der Kältekreislaufvorrichtung 10, die die vorstehend beschriebenen Effekte zeigt, die Lufterwärmungskapazität in dem Erwärmerkern 22 durch Absorbieren von Wärme von der Außenluft erhöht werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel führt die Steuerungseinrichtung 60 den Übergangsmodus zu der Zeit des Umschaltens zwischen dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus und dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus aus.
Es ist dadurch möglich, sanft zwischen dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus zum Abstrahlen von Wärme zu der Außenluft durch den hochtemperaturseitigen Radiator 23 und dem zweiten Entfeuchtungserwärmungsmodus zum Absorbieren von Wärme von der Außenluft durch den niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 umzuschalten.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel steuert die Steuerungseinrichtung 60 den Betrieb des Dreiwegeventils 36 so, dass das Strömungsverhältnis zwischen der Strömungsrate von Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30, das in dem niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 strömt, und der Strömungsrate von Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 zum Kühlen der Batterie 33 ein Strömungsverhältnis wird, bei dem die Batterie 33 auf die Sollbatterietemperatur gekühlt wird.
Dies gestattet ein Strömen des Kühlwassers des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 in der Batterie 33 so, dass die Batterie 33 die Sollbatterietemperatur erreicht. Deshalb kann die Batterie 33 in geeigneter Weise gekühlt werden, während die Luft, die in die Kabine geblasen wird, erwärmt wird.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Batterie 33 durch das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 gekühlt. Somit kann die Batterie 33 effizient gekühlt werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Lader 34 durch das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 gekühlt. Somit kann der Lader 34 effizient gekühlt werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel tauscht der luftseitige Verdampfer 14 Wärme zwischen dem Kältemittel, das durch das erste Expansionsventil 13 dekomprimiert ist, und der Luft, die in die Kabine geblasen wird, aus, um die Luft zu kühlen, die in die Kabine geblasen wird. Als eine Folge ist es in der Kältekreislaufvorrichtung, die in der Lage ist, ein Entfeuchtungserwärmen in der Kabine durchzuführen, möglich, die vorstehend beschriebenen Effekte zu erreichen.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel sind der Erwärmerkern 22 und der hochtemperaturseitige Radiator 23 parallel zueinander in der Strömung von Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 angeordnet, aber in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind, wie in 4 dargestellt ist, der Erwärmerkern 22 und der hochtemperaturseitige Radiator 23 in Reihe miteinander in der Strömung des Kühlwassers des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 angeordnet.
Der Hochtemperaturkühlwasserkreis 20 ist mit einem Umgehungsdurchgang 27 versehen. Der Umgehungsdurchgang 27 ist ein Umgehungsteil, in dem das Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 unter Umgehung des hochtemperaturseitigen Radiators 23 strömt.
Ein Strömungsratenregelventil 28 ist in einem Abschnitt des Kühlwasserdurchgangs des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 angeordnet, wo das Kühlwasser parallel zu dem Umgehungsdurchgang 27 strömt. Das Strömungsratenregelventil 28 ist ein Solenoidventil, das den Kühlwasserdurchgang öffnet und schließt, und kann die Öffnung des Kühlwasserdurchgangs beliebig regeln. Der Betrieb des Strömungsratenregelventils 28 wird durch die Steuerungseinrichtung 60 gesteuert.
In dem Hochtemperaturkühlwasserkreis 20 ist das Strömungsratenregelventil 28 zwischen einem Umgehungszweig 20e, der ein Zweig des Umgehungsdurchgangs 27 ist, und dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 angeordnet. Das Strömungsratenregelventil 28 ist ein Hochtemperaturwärmemediumregler zum Regeln des Strömungsverhältnisses zwischen dem Kühlwasser, das in dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 strömt, und dem Kühlwasser, das in dem Umgehungsdurchgang 27 strömt. Das Strömungsverhältnis zwischen dem Kühlwasser, das in dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 strömt, und dem Kühlwasser, das in dem Umgehungsdurchgang 27 strömt, ist ein Umgehungsströmungsverhältnis. Das Strömungsratenregelventil 28 ist ein Strömungsratenregler (das heißt ein Strömungsrateneinstellungsmechanismus) zum Regeln der Strömungsrate des Kühlwassers.
Das Strömungsverhältnis zwischen dem Kühlwasser, das in dem Erwärmerkern 22 strömt, und dem Kühlwasser, das in dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 strömt, wird durch ein Strömungsratenregelventil 28 geregelt.
Ein Umgehungs-AN/AUS-Ventil 29 ist in dem Umgehungsdurchgang 27 angeordnet. Das Umgehungs-AN/AUS-Ventil 29 ist ein Solenoidventil, das den Umgehungsdurchgang 27 öffnet und schließt. Der Betrieb des Umgehungs-AN/AUS-Ventils 29 wird durch die Steuerungseinrichtung 60 gesteuert.
Das Strömungsverhältnis zwischen der Strömungsrate von Kühlwasser, das in dem Erwärmerkern 22 strömt, und der Strömungsrate von Kühlwasser, das in dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 strömt, kann durch Regeln der Öffnung des Strömungsratenregelventils 28 und der Öffnung des Umgehungs-AN/AUS-Ventils 29 geregelt werden.
In dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus ist die Strömungsrate an der Erwärmerkernseite größer gemacht als die Strömungsrate an der hochtemperaturseitigen Radiatorseite, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Durch Schließen des Strömungsratenregelventils 28 und Öffnen des Umgehungs-AN/AUS-Ventils 29 ist es möglich, ein Strömen des Kühlwassers in dem Erwärmerkern 22 zu gestatten, ohne ein Strömen des Kühlwassers in dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 zu gestatten. Deshalb können die Modi zu dem zweiten und dem dritten Entfeuchtungsmodus umgeschaltet werden, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der Erwärmerkern 22 und der hochtemperaturseitige Radiator 23 in Reihe miteinander in der Strömung des Kühlwassers in dem Hochtemperaturkühlwasserkreis 20 angeordnet. Der Erwärmerkern 22 ist an der stromaufwärtigen Seite des Kühlwassers des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 von dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 angeordnet. In dem Umgehungsdurchgang 27 strömt das Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20, das aus dem Erwärmerkern 22 ausströmt, unter Umgehung des hochtemperaturseitigen Radiators 23. Das Umgehungs-AN/AUS-Ventil 29 regelt das Strömungsverhältnis zwischen dem Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20, das in dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 strömt, und dem Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20, das in dem Umgehungsdurchgang 27 strömt, wodurch das Strömungsverhältnis zwischen dem Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20, das in dem Erwärmerkern 22 strömt, und dem Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 geregelt wird, das in dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 strömt.
Als eine Folge können die gleichen Betriebe und Effekte wie in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel realisiert werden.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel macht das Konstantdruckventil 15 den Kältemitteldruck des luftseitigen Verdampfers 14 höher als den Kältemitteldruck des luftseitigen Verdampfers 14, aber in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, wie in 5 dargestellt ist, das Konstantdruckventil 15 nicht an der Auslassseite des kühlwasserseitigen Verdampfers 17 vorgesehen, und daher wird der Kältemitteldruck in dem kühlwasserseitigen Verdampfer 17 der gleiche wie der Kältemitteldruck in dem luftseitigen Verdampfer 14.
In gleicher Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird auch in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn die Menge von Wärme, die durch den luftseitigen Verdampfer 14 und den kühlwasserseitigen Verdampfer 17 absorbiert wird, zu der Menge von Wärme übermäßig wird, die durch den Erwärmerkern 22 in dem ersten Entfeuchtungserwärmungsmodus erfordert ist, die Überschusswärme zu der Außenluft durch den hochtemperaturseitigen Radiator 23 abgestrahlt.
Das Strömungsverhältnis zwischen der Strömungsrate des Kühlwassers, das in dem Erwärmerkern 22 strömt, und der Strömungsrate des Kühlwassers, das in dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 strömt, das heißt das Öffnungsverhältnis zwischen dem Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/SchließVentil 25 und dem Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 26 kann bestimmt werden, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind, wie in 6 dargestellt ist, der hochtemperaturseitige Radiator 23 und der niedrigtemperaturseitige Radiator 32 durch eine gemeinsame Rippe 37 miteinander verbunden.
Die gemeinsame Rippe 37 ist ein wärmetauschförderndes Bauteil zum Fördern eines Wärmetauschs zwischen Kühlwasser und Luft. Die gemeinsame Rippe 7 ist ein Metallbauteil (beispielsweise ein Aluminiumbauteil).
Die gemeinsame Rippe 37 ist ein Kopplungsteil, der den hochtemperaturseitigen Radiator 23 und den niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 mit Metall koppelt, um Wärme von dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 zu dem niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 zu übertragen.
Dies ermöglicht ein Entfrosten nach dem zweiten und dritten Entfeuchtungserwärmungsmodus. In dem zweiten und dritten Entfeuchtungserwärmungsmodus, da das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 von der Außenluft durch den niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 absorbiert wird, tritt Frost in dem niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 auf, wenn die Temperatur des niedrigtemperaturseitigen Radiators 32 unter null fällt. Deshalb, wenn das Fahrzeug nach der Ausführung des zweiten und dritten Entfeuchtungserwärmungsmodus stoppt, wird die Wärme, die in dem Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 verbleibt, genützt, um den niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 zu entfrosten.
Das heißt da der hochtemperaturseitige Radiator 23 und der niedrigtemperaturseitige Radiator 32 durch die gemeinsame Rippe 37 miteinander verbunden sind, um Wärme übertragen zu können, wird eine Wärme des Kühlwassers in dem Hochtemperaturkühlwasserkreis 20 von dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 zu dem niedrigtemperaturseitigen Radiator 32 übertragen.
Demzufolge wird die Temperatur des niedrigtemperaturseitigen Radiators 32 angehoben und der Frost, der an der Oberfläche des niedrigtemperaturseitigen Radiators 32 anhaftet, kann geschmolzen werden.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird das Strömungsverhältnis zwischen dem Kühlwasser, das in dem Erwärmerkern 22 strömt, und dem Kühlwasser, das in dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 strömt, durch das Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 25 und das Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 26 geregelt, aber in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wie in 7 dargestellt ist, das Strömungsverhältnis zwischen dem Kühlwasser, das in dem Erwärmerkern 22 strömt, und dem Kühlwasser, das in dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 strömt, durch ein hochtemperaturseitiges Dreiwegeventil 45 geregelt.
Das hochtemperaturseitige Dreiwegeventil 45 ist ein Strömungsratenregler (das heißt ein Strömungsrateneinstellungsmechanismus) zum Regeln der Strömungsrate des Kühlwassers. Das hochtemperaturseitige Dreiwegeventil 45 ist an dem hochtemperaturseitigen Zweig 20d angeordnet und regelt ein Öffnungsverhältnis zwischen dem Erwärmerkerndurchgang 20b und dem Radiatordurchgang 20c. Somit regelt das hochtemperaturseitige Dreiwegeventil 45 das Strömungsverhältnis zwischen dem Kühlwasser, das in dem Erwärmerkern 22 strömt, und dem Kühlwasser, das in dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 strömt. Mit anderen Worten gesagt regelt das hochtemperaturseitige Dreiwegeventil 45 ein Verhältnis Gw (nachstehend als ein Radiatorströmungsverhältnis bezeichnet) der Strömungsrate des Kühlwassers, das in den hochtemperaturseitigen Radiator 23 strömt, zu der Strömungsrate des Kühlwassers, das durch den Kondensator 12 erwärmt wird. Das Radiatorströmungsverhältnis ist ein radiatorseitiges Strömungsverhältnis.
Wie in 8 und 9 dargestellt ist, hat das hochtemperaturseitige Dreiwegeventil 45 ein Gehäuse 451, ein Ventilelement 452 und ein Stellglied 453. Das Gehäuse 451 hat einen Kühlwassereinlass 451a, einen erwärmerkernseitigen Auslass 451b und einen radiatorseitigen Auslass 451c.
Der Kühlwassereinlass 451a ist ein Wärmemediumeinlass. Der Kühlwassereinlass 451a ist mit dem Kondensatordurchgang 20a verbunden. Der erwärmerkernseitige Auslass 451b ist mit dem Erwärmerkerndurchgang 20b verbunden. Der radiatorseitige Auslass 451c ist mit dem Radiatordurchgang 20c verbunden.
Ein Kühlwassereinlassraum 451d, ein erwärmerkernseitiger Raum 451e und ein radiatorseitiger Raum 451f sind im Inneren des Gehäuses 451 ausgebildet. Der Kühlwassereinlassraum 451d ist ein Wärmemediumeinlassraum. Der Kühlwassereinlassraum 451d ist mit dem Kühlwassereinlass 451a in Verbindung. Der erwärmerkernseitige Raum 451e ist mit einem erwärmerkernseitigen Auslass 451b in Verbindung. Der radiatorseitige Raum 451f ist mit einem radiatorseitigen Auslass 451c in Verbindung.
Der erwärmerkernseitige Raum 451e und der radiatorseitige Raum 451f sind jeweils mit dem Kühlwassereinlassraum 451d in Verbindung. Der erwärmerkernseitige Raum 451e und der radiatorseitige Raum 451f sind benachbart zueinander.
Das Ventilelement 452 öffnet und schließt den erwärmerkernseitigen Raum 451e und den radiatorseitigen Raum 451f, um die Verbindungszustände des erwärmerkernseitigen Raums 451e und des radiatorseitigen Raums 451f mit dem Kühlwassereinlassraum 451d zu ändern. Das Ventilelement 452 regelt die Öffnungen des erwärmerkernseitigen Raums 451e und des radiatorseitigen Raums 451f, wodurch das Öffnungsverhältnis des Erwärmerkerndurchgangs 20b zu dem Radiatordurchgang 20c geregelt wird.
Das Ventilelement 452 wird durch die Drehantriebskraft des Stellglieds 453 drehbetätigt. Der Betrieb des Stellglieds 453 wird durch die Steuerungseinrichtung 60 gesteuert.
10 bis 12 stellen jeweils ein Beispiel des Betriebszustands des Ventilelements 452 dar. In dem Beispiel, das in 10 dargestellt ist, öffnet das Ventilelement 452 den erwärmerkernseitigen Raum 451e und schließt den radiatorseitigen Raum 451f. In dem Beispiel, das in 11 dargestellt ist, schließt das Ventilelement 452 den erwärmerkernseitigen Raum 451e und öffnet den radiatorseitigen Raum 451f.
In dem Beispiel, das in 12 dargestellt ist, öffnet das Ventilelement 452 teilweise jeden von dem erwärmerkernseitigen Raum 451e und dem radiatorseitigen Raum 451f.
Durch Betätigen des Ventilelements 452 zu einer beliebigen Position zwischen der Position, die in 10 dargestellt ist, und der Position, die in 11 dargestellt ist, kann das Öffnungsverhältnis zwischen dem erwärmerkernseitigen Raum 451e und dem radiatorseitigen Raum 451f beliebig geregelt werden. Somit kann das hochtemperaturseitige Dreiwegeventil 45 das Strömungsverhältnis zwischen dem Kühlwasser, das in dem Erwärmerkern 22 strömt, und dem Kühlwasser, das in dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 strömt, beliebig regeln. Mit anderen Worten gesagt kann das hochtemperaturseitige Dreiwegeventil 45 das Radiatorströmungsverhältnis Gw beliebig regeln.
Die minimale Auflösung des Radiatorströmungsverhältnisses in dem hochtemperaturseitigen Dreiwegeventil 45 wird mit Bezug auf 13 beschrieben. Die minimale Auflösung des Radiatorströmungsverhältnisses in dem hochtemperaturseitigen Dreiwegeventil 45 ist die minimale Variation des Radiatorströmungsverhältnisses, wenn das hochtemperaturseitige Dreiwegeventil 45 das Radiatorströmungsverhältnis regelt. Mit anderen Worten gesagt ist die minimale Auflösung des Radiatorströmungsverhältnisses in dem hochtemperaturseitigen Dreiwegeventil 45 der minimale Regelbereich des Radiatorströmungsverhältnisses in dem hochtemperaturseitigen Dreiwegeventil 45. Das heißt dies bedeutet, dass das Radiatorströmungsverhältnis umso feiner geregelt werden kann, je kleiner die minimale Auflösung des hochtemperaturseitigen Dreiwegeventils 45 ist.
13 stellt die Beziehung zwischen dem Radiatorströmungsverhältnis Gw und einer Temperatur TH (nachstehend als eine Erwärmerkernauslasstemperatur bezeichnet) der Luft, die von dem Erwärmerkern 22 ausgeblasen wird, dar.
Die Beziehung zwischen dem Radiatorströmungsverhältnis Gw und der Erwärmerkernauslasstemperatur TH, die in 13 dargestellt ist, ist ein Ergebnis einer Messung der Erwärmerkernauslasstemperatur TH, wenn das hochtemperaturseitige Dreiwegeventil 45 so gesteuert wird, dass sich das Radiatorströmungsverhältnis von 1 auf 0 verringert unter den nachstehenden Bedingungen (1) bis (3):

(1) Wenn die Außenlufttemperatur Tam 0°C ist und die Kabineninnentemperatur Tr 25°C ist, der Ansaugmodus der Kabineninnenluftklimatisierungseinheit 50 ist auf einen Innenlufteinleitungsmodus festgelegt, und die Menge von Luft, die durch das Innenraumgebläse 53 in der Kabineninnenluftklimatisierungseinheit 50 geblasen wird, auf 200m³/h festgelegt ist. Der Innenlufteinleitungsmodus ist ein Betriebsmodus, in dem die Innenluft/Außenluft-Umschaltbox 52 Innenluft in den Luftdurchgang in dem Klimatisierungsgehäuse 51 einleitet.
(2) Der Kompressor 11 wird so gesteuert, dass die Wärmeabsorptionsmenge (das heißt eine Entfeuchtungskapazität oder eine Batteriekühlungskapazität) des Kältekreislaufs 1 konstant wird. Beispielsweise wird der Kompressor 11 so gesteuert, dass die Temperatur TE des luftseitigen Verdampfers 14 eine konstante Temperatur (beispielsweise 2°C) wird. Beispielsweise wird der Kompressor 11 so gesteuert, dass die Temperatur TE des Kühlwassers, das durch den kühlwasserseitigen Verdampfer 17 gekühlt wird, eine konstante Temperatur wird.
(3) Die Drehzahl der hochtemperaturseitigen Pumpe 21 wird gesteuert, um konstant zu sein. Im Speziellen wird in dem Hochtemperaturkühlwasserkreis 20 die Drehzahl der hochtemperaturseitigen Pumpe 21 gesteuert, um eine Kühlwasserströmungsrate zu erhalten, bei der Wärme durch das Kühlwasser in ausreichender Weise transportiert werden kann. Beispielsweise wird die Drehzahl der hochtemperaturseitigen Pumpe 21 so gesteuert, dass die Kühlwasserströmungsrate 10 L/min wird.

Die schraffierte Region des Graphen in 13 stellt den Regelbereich für das Radiatorströmungsverhältnis Gw dar. Die schraffierte Region des Graphen von 13 ist eine Region, die von einer geraden Linie, die eine obere Grenze THL1 (nachstehend als obere Grenzauslasstemperatur bezeichnet) der Erwärmerkernauslasstemperatur TH repräsentiert, einer geraden Linie, die eine untere Grenze THL2 (nachstehend als eine untere Grenzauslasstemperatur bezeichnet) der Erwärmerkernauslasstemperatur TH repräsentiert, und einer Kurve umgeben, die einen maximalen Wert THmax (nachstehend als eine maximale Auslasstemperatur) der Erwärmerkernauslasstemperatur TH repräsentiert.
Das heißt es ist erfordert, dass der Erwärmerkern 22 Luft ausbläst, die eine Temperatur gleich wie oder höher als die untere Grenzauslasstemperatur THL2 und gleich wie oder geringer als die obere Grenzauslasstemperatur THL1 hat. Die maximale Auslasstemperatur THmax ist die Erwärmerkernauslasstemperatur TH, wenn die Lufterwärmungskapazität des Erwärmerkerns 22 maximal wird.
Die obere Grenzauslasstemperatur THL1, die untere Grenzauslasstemperatur THL2 und die maximale Auslasstemperatur THmax werden durch nachstehende Formeln f1 bis f3 unter Verwendung des Radiatorströmungsverhältnisses Gw ausgedrückt: $THL 1 = 55$
$THL 2 = - 1,54 Gw + 5,3$
$THmax = 5,0052 {Gw}^{- 1,173}$
Das heißt die maximale Auslasstemperatur THmax erhöht sich, wenn sich das Radiatorströmungsverhältnis Gw erhöht. Mit anderen Worten gesagt hat die Kurve, die die maximale Auslasstemperatur THmax repräsentiert, eine negative Steigung.
Die negative Steigung der Kurve, die die maximale Auslasstemperatur THmax repräsentiert, erhöht sich, wenn sich das Radiatorströmungsverhältnis Gw verringert. Das heißt die Kurve, die die maximale Auslasstemperatur THmax repräsentiert, erhöht sich hinsichtlich einer Steigung, wenn sich das Radiatorströmungsverhältnis Gw verringert. Mit anderen Worten gesagt erhöht sich die Erhöhungsrate der maximalen Auslasstemperatur THmax mit Bezug zu der Verringerung des Radiatorströmungsverhältnisses Gw, wenn sich das Radiatorströmungsverhältnis Gw verringert.
Ein erster Schwankungsbereich ΔTH1, der in 13 dargestellt ist, ist ein zulässiger Wert des Schwankungsbereichs der Erwärmerkernauslasstemperatur TH. In diesem Beispiel ist der erste Schwankungsbereich ΔTH17°C, im Speziellen ±3.5°C um die obere Grenzauslasstemperatur THL1 herum. Der erste Schwankungsbereich ΔTH1 ist der Schwankungsbereich der Erwärmerkernauslasstemperatur TH, der als die Grenze davon angesehen wird, ob sich der Insasse unwohl fühlt oder nicht.
Eine erste Regelmenge Gw1, die in 13 dargestellt ist, ist eine Regelmenge des Radiatorströmungsverhältnisses Gw entsprechend dem ersten Schwankungsbereich ΔTH1 der Erwärmerkernauslasstemperatur TH, wenn die maximale Auslasstemperatur THmax gleich zu der oberen Grenzauslasstemperatur THL1 ist. In diesem Beispiel ist die erste Regelmenge Gw1 0,014.
Die minimale Auflösung des hochtemperaturseitigen Dreiwegeventils 45 ist gleich wie oder geringer als die erste Regelmenge Gw1. Im Speziellen ist die minimale Auflösung des hochtemperaturseitigen Dreiwegeventils 45 festgelegt, um gleich wie oder geringer als die erste Regelmenge Gw1 zu sein, durch Festlegen eines Übersetzungsverhältnisses zwischen dem Stellglied 453 und dem Ventilelement 452 des hochtemperaturseitigen Dreiwegeventils 45.
Somit, wenn das hochtemperaturseitige Dreiwegeventil 45 das Radiatorströmungsverhältnis Gw regelt, kann der Schwankungsbereich der Erwärmerkernauslasstemperatur TH innerhalb des ersten Schwankungsbereichs ΔTH1 gehalten werden, so dass beschränkt werden kann, dass sich der Insasse aufgrund der Schwankung der Auslasstemperatur unwohl fühlt.
Eine minimale Auflösung Gwmin des hochtemperaturseitigen Dreiwegeventils 45 kann durch folgende Formeln f4 bis f7 ausgedrückt werden: $Gwmin \leq Gw 1$
$Gw 1 = Gwa - Gwb$
$Gwa = f^{- 1} (THL 1 - Δ TH 1 / 2)$
$GwB = f^{- 1} (THL 1 + Δ TH 1 / 2)$
Hier ist, wie in 14 dargestellt ist, Gwa das Radiatorströmungsverhältnis Gw entsprechend der Erwärmerkernauslasstemperatur TH an der unteren Grenze des ersten Schwankungsbereichs ΔTH1. Wie in 14 dargestellt ist, ist Gwb ein Radiatorströmungsverhältnis Gw entsprechend der Erwärmerkernauslasstemperatur TH an der oberen Grenze des ersten Schwankungsbereichs ΔTH1.
f^-1(x) in jeder von Formeln f6 und f7 ist die Inverse von Formel f3. Das heißt Formel f3 kann durch eine Funktion f(x) = 5,0052x^-1,173 ausgedrückt werden, und die inverse Funktion von f(x) wird durch f^-1(x) ausgedrückt.
Von dem vorstehenden erfüllt die minimale Auflösung Gwmin des hochtemperaturseitigen Dreiwegeventils 45 die Beziehung der nachstehenden Formel f8: $Gwmin \leq f^{- 1} (THL 1 - Δ TH 1 / 2) - f^{- 1} (THL 1 + Δ TH 1 / 2)$
Ein zweiter Schwankungsbereich ΔTH2, der in 13 dargestellt ist, ist der Fehlerbereich der erfassten Temperatur des Erwärmerkerneinlasswassertemperatursensors 66. In diesem Beispiel ist der zweite Schwankungsbereich ΔTH2 0,4°C, im Speziellen ±0,2°C um die obere Grenzauslasstemperatur THL1 herum. Die erfasste Temperatur des Erwärmerkerneinlasswassertemperatursensors 66 kann als die Erwärmerkernauslasstemperatur TH angesehen werden. Der zweite Schwankungsbereich ΔTH2 kann ein Fehlerbereich einer erfassten Temperatur eines Sensors zum Erfassen der Erwärmerkernauslasstemperatur TH sein.
Eine zweite Regelmenge Gw2, die in 13 dargestellt ist, ist eine Regelmenge des Radiatorströmungsverhältnisses Gw entsprechend dem zweiten Schwankungsbereich ΔTH2 der Erwärmerkernauslasstemperatur TH, wenn die maximale Auslasstemperatur THmax gleich zu der oberen Grenzauslasstemperatur THL1 ist. In diesem Beispiel ist die zweite Regelmenge Gw2 0,0008.
Die minimale Auflösung des hochtemperaturseitigen Dreiwegeventils 45 ist gleich wie oder größer als die zweite Regelmenge Gw2. Im Speziellen ist die minimale Auflösung des hochtemperaturseitigen Dreiwegeventils 45 festgelegt, um gleich wie oder mehr als die zweite Regelmenge Gw2 zu sein, durch Festlegen eines Übersetzungsverhältnisses zwischen dem Stellglied 453 und dem Ventilelement 452 des hochtemperaturseitigen Dreiwegeventils 45. Somit, wenn das hochtemperaturseitige Dreiwegeventil 45 das Radiatorströmungsverhältnis Gw regelt, kann der Schwankungsbereich der Erwärmerkernauslasstemperatur TH gleich wie oder mehr als der zweite Schwankungsbereich ΔTH2 gemacht werden, so dass eine Verringerung der minimalen Auflösung des hochtemperaturseitigen Dreiwegeventils 45 über die Erfassungsgenauigkeit des Erwärmerkerneinlasswassertemperatursensors 66 hinaus beschränkt wird.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erhöht sich, wie in 13 dargestellt, die maximale Auslasstemperatur THmax, wenn sich das Radiatorströmungsverhältnis Gw verringert, und die Erhöhungsrate der maximalen Auslasstemperatur THmax mit Bezug zu der Verringerung des Radiatorströmungsverhältnisses Gw erhöht sich, wenn sich das Radiatorströmungsverhältnis Gw verringert.
Somit kann durch geeignetes Festlegen der Auflösung des hochtemperaturseitigen Dreiwegeventils 45 die Luft, die durch den Erwärmerkern 22 erwärmt wird, auf eine geeignete Temperatur erwärmt werden, selbst wenn das Radiatorströmungsverhältnis Gw gering ist.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann, wie in 14 dargestellt ist, bei dem Radiatorströmungsverhältnis Gw, wenn die maximale Auslasstemperatur THmax die obere Grenzauslasstemperatur THL1 wird, das hochtemperaturseitige Dreiwegeventil 45 das Radiatorströmungsverhältnis Gw so regeln, dass der Schwankungsbereich der maximalen Auslasstemperatur THmax gleich wie oder geringer als der erste Schwankungsbereich ΔTH1 wird.
Somit kann, wenn das hochtemperaturseitige Dreiwegeventil 45 das Radiatorströmungsverhältnis Gw regelt, der Schwankungsbereich der Erwärmerkernauslasstemperatur TH innerhalb des ersten Schwankungsbereichs ΔTH1 gehalten werden, so dass beschränkt werden kann, dass sich der Insasse aufgrund der Schwankung der Auslasstemperatur unwohl fühlt.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann, wie in 14 dargestellt ist, bei dem Radiatorströmungsverhältnis Gw, wenn die maximale Auslasstemperatur THmax die obere Grenzauslasstemperatur THL1 wird, das hochtemperaturseitige Dreiwegeventil 45 das Radiatorströmungsverhältnis Gw so regeln, dass der Schwankungsbereich der Erwärmerkernauslasstemperatur TH gleich wie oder mehr als der zweite Schwankungsbereich ΔTH2 wird.
Somit kann eine Verringerung der minimalen Auflösung des hochtemperaturseitigen Dreiwegeventils 45 über die Erfassungsgenauigkeit des Erwärmerkerneinlasswassertemperatursensors 66 hinaus beschränkt werden.
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
Wie in 15 dargestellt ist, ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Thermostat 47 in dem Radiatordurchgang 20c angeordnet. Der Thermostat 47 ist ein Hochtemperaturwärmemediumregler zum Erhöhen der Öffnung des Radiatordurchgangs 20c mit dem Anstieg der Temperatur des Kühlwassers, das aus dem Kondensator 12 ausströmt. Der Thermostat 47 ist ein mechanischer Mechanismus zum Verstellen des Ventilelements unter Verwendung von Thermowachs, dessen Volumen sich gemäß einer Änderung der Temperatur des Kühlwassers ändert.
Somit schließt, wenn die Temperatur des Kühlwassers, das aus dem Kondensator 12 ausströmt, niedrig ist, der Thermostat 47 den Radiatordurchgang 20c, wodurch eine Wärmeabstrahlung in dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 gestoppt werden kann.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann wie folgt verschiedenartig modifiziert werden, ohne von dem Kern der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird Kühlwasser als das Wärmemedium verwendet, aber verschiedene Medien wie Öl können als das Wärmemedium verwendet werden. Ein Nanofluid kann als das Wärmemedium verwendet werden. Ein Nanofluid ist ein Fluid, in dem Nanopartikel in der Größenordnung von Nanometern im Durchmesser gemischt sind.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10 des vorstehenden Ausführungsbeispiels wird ein Fluorkohlenstoffkältemittel als das Kältemittel verwendet, aber der Typ des Kältemittels ist nicht darauf beschränkt, und ein natürliches Kältemittel, wie Kohlendioxid, oder ein Kohlenwasserstoffkältemittel kann verwendet werden.
Die Kältekreislaufvorrichtung 10 des vorstehenden Ausführungsbeispiels bildet einen unterkritischen Kältekreislauf, in dem der Druck des hochdruckseitigen Kältemittels den kritischen Druck des Kältemittels nicht übersteigt, aber sie kann einen überkritischen Kältekreislauf bilden, in dem der Druck des hochdruckseitigen Kältemittels den kritischen Druck des Kältemittels übersteigt.
In dem vierten Ausführungsbeispiel sind der hochtemperaturseitige Radiator 23 und der niedrigtemperaturseitige Radiator 32 als separate Radiatoren ausgebildet, und der hochtemperaturseitige Radiator 23 und der niedrigtemperaturseitige Radiator 32 sind durch die gemeinsame Rippe 37 miteinander verbunden. Im Gegensatz dazu können der hochtemperaturseitige Radiator 23 und der niedrigtemperaturseitige Radiator 32 als ein Radiator gestaltet sein.
Beispielsweise sind der Kühlwassertank des hochtemperaturseitigen Radiators 23 und der Kühlwassertank des niedrigtemperaturseitigen Radiators 32 miteinander integriert, wodurch der hochtemperaturseitige Radiator 23 und der niedrigtemperaturseitige Radiator 32 als ein Radiator gestaltet werden können.
Der hochtemperaturseitige Radiator 23 und der niedrigtemperaturseitige Radiator 32 können ein gemeinsamer Radiator sein, wodurch das Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 und das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 umgeschaltet werden können und in den gemeinsamen Radiator eingeleitet werden können. Das Kühlwasser des Hochtemperaturkühlwasserkreises 20 und das Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 können in einen gemeinsamen Radiator bei einer beliebigen Strömungsrate eingeleitet werden.
Das Umschalten des eingeleiteten Kühlwassers und die Regelung des Strömungsverhältnisses können unter Verwendung des AN/AUS-Ventils des Strömungsratenregelventils des Kühlwasserdurchgangs durchgeführt werden.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird die Batterie 33 durch die Strömung des Kühlwassers des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 in der Batterie 33 gekühlt, aber die Batterie 33 kann thermisch leitend mit einem Batteriekühler (nicht dargestellt) sein, und die Batterie 33 kann durch die Strömung des Kühlwassers des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 in dem Batteriekühler gekühlt werden.
Ein Batterieluftkühler (nicht dargestellt) kann verwendet werden, um die Batterie 33 zu kühlen. Der Batterieluftkühler ist ein Wärmetauscher, der Wärme zwischen dem Kühlwasser des Niedrigtemperaturkühlwasserkreises 30 und der Luft, die zu der Batterie 33 geblasen wird, austauscht, um die Luft zu kühlen, die zu der Batterie 33 geblasen wird.
In dem ersten Ausführungsbeispiel sind das Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 26 und das Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 25 Solenoidventile, deren Öffnungen beliebig regelbar sind. Im Gegensatz dazu können das Radiatordurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 26 und das Erwärmerkerndurchgang-Öffnungs-/Schließ-Ventil 25 Solenoidventile sein, die einfach öffnen und schließen, und die Zeitdurchschnittsöffnung kann durch intermittierendes Öffnen und Schließen beliebig geregelt werden.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird das Öffnen von wenigstens einem von dem Erwärmerkerndurchgang 20b und dem Radiatordurchgang 20c geregelt, um die Strömungsraten des Kühlwassers, das in dem Erwärmerkern 20 strömt, und des Kühlwassers zu regeln, das in dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 strömt. Darüber hinaus kann auch die Abgabeströmungsrate der hochtemperaturseitigen Pumpe 21 in Kombination geregelt werden, um die Strömungsrate des Kühlwassers, das in dem Erwärmerkern 22 strömt, und die Strömungsrate des Kühlwassers zu regeln, das in dem hochtemperaturseitigen Radiator 23 strömt.
In dem fünften Ausführungsbeispiel ist der zweite Schwankungsbereich ΔTH2 der Fehlerbereich der erfassten Temperatur des Erwärmerkerneinlasswassertemperatursensors 66, aber der zweite Schwankungsbereich ΔTH2 kann der Fehlerbereich der erfassten Temperatur des Sensors zum Erfassen der Erwärmerkernauslasstemperatur TH sein.
Es sei angemerkt, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist und in geeigneter Weise innerhalb des Umfangs der Offenbarung modifiziert werden kann. Die vorstehenden Ausführungsbeispiele sind nicht irrelevant zueinander und können in geeigneter Weise kombiniert werden, außer eine Kombination ist offensichtlich unmöglich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2018243391 [0001]
JP 2019216880 [0001]
EP 2437955 A [0006]

Claims

Kältekreislaufvorrichtung mit: einem Hochtemperaturwärmemediumkreis (20), durch den ein Hochtemperaturwärmemedium zirkuliert; einem Lufterwärmer (22), der gestaltet ist, um Luft, die in eine Kabine geblasen wird, durch Austauschen von Wärme zwischen dem Hochtemperaturwärmemedium und der Luft zu erwärmen; einem Radiator (23), der gestaltet ist, um Wärme zu einer Luft außerhalb der Kabine durch Austauschen von Wärme zwischen dem Hochtemperaturwärmemedium und der Luft außerhalb der Kabine abzustrahlen; einem Kompressor (11), der ein Kältemittel ansaugt, komprimiert und abgibt; einem hochdruckseitigen Wärmetauscher (12), der gestaltet ist, um Wärme von dem Kältemittel zu dem Hochtemperaturwärmemedium durch Austauschen von Wärme zwischen dem Hochdruckkältemittel, das von dem Kompressor abgegeben wird, und dem Hochtemperaturwärmemedium abzustrahlen; einem Dekompressionsteil (13, 16), der das Kältemittel dekomprimiert, das dem Wärmetausch durch den hochdruckseitigen Wärmetauscher unterzogen ist; einem Verdampfer (14, 17), der Wärme in das Kältemittel, das durch den Dekompressionsteil dekomprimiert ist, absorbiert, um das Kältemittel zu verdampfen; und einem Strömungsratenregler (25, 26, 28, 45), der ein radiatorseitiges Strömungsverhältnis (Gw) einer Strömungsrate des Hochtemperaturwärmemediums, das in dem Radiator strömt, zu einer Strömungsrate des Hochtemperaturwärmemediums regelt, das in dem hochdruckseitigen Wärmetauscher strömt, wobei eine maximale Auslasstemperatur (THmax), die ein maximaler Wert einer Temperatur von Luft ist, die durch den Lufterwärmer erwärmt wird, sich erhöht, wenn sich das radiatorseitige Strömungsverhältnis verringert, und eine Rate einer Erhöhung der maximalen Auslasstemperatur mit Bezug zu einer Verringerung des radiatorseitigen Strömungsverhältnisses sich erhöht, wenn sich das radiatorseitige Strömungsverhältnis verringert.
Kältekreislaufvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Strömungsratenregler in der Lage ist, das radiatorseitige Strömungsverhältnis so zu regeln, dass ein Schwankungsbereich der Temperatur der Luft, die durch den Lufterwärmer erwärmt wird, gleich wie oder geringer als ein zulässiger Wert (ΔTH1) bei dem radiatorseitigen Strömungsverhältnis wird, wenn die maximale Auslasstemperatur eine obere Grenzauslasstemperatur (THL1) wird, die eine obere Grenze der Temperatur der Luft ist, die durch den Lufterwärmer erwärmt wird.
Kältekreislaufvorrichtung nach Anspruch 2, des Weiteren mit einer Temperaturerfassungseinrichtung (66), die die Temperatur der Luft, die durch den Lufterwärmer erwärmt wird, oder des Hochtemperaturwärmemediums erfasst, das in den Lufterwärmer strömt, wobei der Strömungsratenregler in der Lage ist, das radiatorseitige Strömungsverhältnis so zu regeln, dass der Schwankungsbereich der Temperatur der Luft, die durch den Lufterwärmer erwärmt wird, gleich wie oder größer als ein Fehlerbereich (ΔTH2) der erfassten Temperatur der Temperaturerfassungseinrichtung bei dem radiatorseitigen Strömungsverhältnis wird, wenn die maximale Auslasstemperatur die obere Grenzauslasstemperatur (THL1) wird.
Kältekreislaufvorrichtung nach einem der Ansprüche bis 3, wobei die maximale Auslasstemperatur THmax durch eine Beziehung: $THmax = 5,0052 {Gw}^{- 1,173}$
mit Bezug auf das radiatorseitige Strömungsverhältnis Gw ausgedrückt ist.