DE112020005753T5

DE112020005753T5 - Kältekreislaufvorrichtung

Info

Publication number: DE112020005753T5
Application number: DE112020005753.4T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Mieda; Atsushi Inaba; Yuuichi Kami; Mikiharu Kuwahara; Masafumi Nakashima
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-11-22
Filing date: 2020-10-26
Publication date: 2022-09-08
Also published as: CN114761738B; CN114761738A; WO2021100409A1; US20220275982A1

Abstract

Eine Kältekreislaufvorrichtung weist einen Verdichter (11), einen stromaufwärtigen Abzweigabschnitt (12a, 121, 122, 123), einen Heizabschnitt (13, 30, 30a, 133), einen Dekompressionsabschnitt (14a, 14b, 14c), einen Bypassdurchgang (21a), einen Bypassströmungseinstellabschnitt (14d) und einen Mischabschnitt (23, 24, 25, 26) auf. Der Mischabschnitt (23, 24, 25, 26) mischt ein bypassseitiges Kältemittel, das von dem Bypassströmungseinstellabschnitt (14d) ausströmt, mit einem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittel, das von dem Dekompressionsabschnitt (14a, 14b, 14c) ausströmt, und bewirkt, dass das gemischte Kältemittel zu einer Sauganschlussseite des Verdichters (11) strömt. Der Mischabschnitt (23, 24, 25, 26) mischt das bypassseitige Kältemittel und das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel derart, dass eine Enthalpiedifferenz, die durch Subtrahieren einer Enthalpie eines ideal homogen gemischten Kältemittels von einer Enthalpie eines saugseitigen Kältemittels, das tatsächlich in den Verdichter (11) gesaugt wird, erhalten wird, gleich ist wie oder kleiner ist als ein vorbestimmter Referenzwert.

Description

QUERVERWEIS ZU ZUGEHÖRIGER ANMELDUNG
Die Anmeldung basiert auf den Japanischen Patentanmeldungen Nr. 2019 - 211146 , die am 22. November 2019 eingereicht wurde, Nr. 2020-053930 , die am 25. März 2020 eingereicht wurde, und Nr. 2020-174371, die am 16. Oktober 2020 eingereicht wurde, wobei deren Inhalte hiermit unter Bezugnahme vollständig Teil dieser Anmeldung sind.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Kältekreislaufvorrichtung (Kühlkreislaufvorrichtung, Kältezyklusvorrichtung, Kühlzyklusvorrichtung).
TECHNISCHES GEBIET
In dem Stand der Technik offenbart Patentdokument 1 eine Kältekreislaufvorrichtung, in der Kältemittel mit unterschiedlichen Enthalpien gemischt werden und in einen Verdichter angesaugt werden.
Insbesondere führt, wenn ein Frieren (Gefrieren/eine Frostbildung) in einem Au-ßenwärmetauscher auftritt, die Kältekreislaufvorrichtung von Patentdokument 1 ein Umschalten zu einem Kältemittelkreislauf aus, der eine Strömung eines Hochdruckkältemittels, das von einem Kühler ausströmt, abzweigt, um ein Fortschreiten des Gefrierens zu verhindern. Der Außenwärmetauscher ist ein Wärmetauscher, der Wärme zwischen dem Kältemittel und Außenluft austauscht. Der Kühler ist ein Wärmetauscher, der Wärme zwischen dem Hochdruckkältemittel, das von dem Verdichter abgegeben wird, und Luft, die in einen zu klimatisierenden Raum geblasen wird, austauscht, um die Luft zu heizen (erwärmen).
In der Kältekreislaufvorrichtung von Patentdokument 1 wird ein abgezweigtes Kältemittel verdichtet und es wird verursacht, dass es in einen Sammler durch einen Bypassdurchgang strömt. Das andere abgezweigte Kältemittel wird dekomprimiert und es wird verursacht, dass es in den Sammler über den Außenwärmetauscher strömt. Der Sammler trennt (scheidet) das Kältemittel, das in den Sammler strömt, in Gas und Flüssigkeit (ab), speichert das abgeschiedene Flüssigkeitsphasenkältemittel als ein überschüssiges Kältemittel in einem Kreislauf (Zyklus), und bewirkt, dass das abgeschiedene Gasphasenkältemittel zu einer Sauganschlussseite des Verdichters ausströmt.
Das heißt, in der Kältekreislaufvorrichtung des Patentdokuments 1 werden, wenn das Gefrieren in dem Außenwärmetauscher auftritt, die Kältemittel mit unterschiedlichen Enthalpien, wie zum Beispiel das Kältemittel, das von dem Bypassdurchgang ausströmt, und das Kältemittel, das von dem Außenwärmetauscher ausströmt, in dem Sammler gemischt. Die Strömung wird zu dem Kältemittelkreislauf umgeschaltet, der bewirkt, dass das Kältemittel, das in dem Sammler gemischt wird, in den Verdichter angesaugt wird. Demgemäß wird in der Kältekreislaufvorrichtung des Patentdokuments 1 eine Verringerung einer Heizleistung der Luft (das heißt, die Heizleistung des zu klimatisierenden Raums) in dem Kühler verhindert, während der Fortschritt des Gefrierens in dem Außenwärmetauscher verhindert wird.
STAND DER TECHNIK DOKUMENT
PATENTDOKUMENT
Patentdokument 1: JP 2014-226979 A
ZUSAMMENFASSUNG
Jedoch kann in einer Gestaltung, in der Kältemittel mit unterschiedlichen Enthalpien in einem Sammler gemischt werden, der lediglich ein Gas-Flüssigkeitsabscheider ist, wie in der Kältekreislaufvorrichtung des Patentdokuments 1, ein Mischen der Kältemittel nicht ausreichend sein. Daher kann die Enthalpie eines saugseitigen Kältemittels, das tatsächlich in eine Sauganschlussseite des Verdichters von dem Sammler strömt, erheblich (außerordentlich) von der Enthalpie eines ideal gemischten Kältemittels, das durch homogenes Mischen der Kältemittel, die in die Sammler strömen, erhalten wird, abweichen.
Zum Beispiel wird, wenn eine Außenlufttemperatur niedrig ist, ein Wärmeaustausch zwischen dem Gasphasenkältemittel und dem Flüssigkeitsphasenkältemittel nur an einer Gas-Flüssigkeitsgrenzfläche in dem Sammler nicht ausreichend ausgeführt, und somit wird die tatsächliche Enthalpie des saugseitigen Kältemittels höher als die ideale Enthalpie des gemischten Kältemittels. Als Ergebnis erhöht sich die Temperatur des Hochdruckkältemittels, das von dem Verdichter abgegeben wird, stärker als erforderlich (notwendig) und es kann erforderlich sein, dass eine Kältemittelabgabeleistung des Verdichters verringert werden muss, um den Verdichter zu schützen.
Das heißt, in der Kältekreislaufvorrichtung, in der die Kältemittel mit unterschiedlichen Enthalpien gemischt werden und in den Verdichter angesaugt werden, kann, wenn das Mischen der Kältemittel nicht ausreichend ist, es erforderlich sein, dass die Heizleistung des Kühlers verringert werden muss.
Wenn das Kältemittel mit einer relativ hohen Temperatur in den Sammler bei einer kryogenen Außenlufttemperatur strömt, kann ein sogenanntes Aufschäumphänomen auftreten, bei dem ein kryogenes Flüssigkeitsphasenkältemittel in dem Sammler schnell zum Sieden gebracht wird, wodurch das Kältemittel in dem Sammler aufschäumt. Wenn das Aufschäumphänomen auftritt, saugt der Verdichter das Kältemittel mit niedriger Trockenheit an und somit kann der Verdichter nicht geeignet durch eine Flüssigkeitsverdichtung geschützt werden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Kältekreislaufvorrichtung (Kühlkreislaufvorrichtung, Kältezyklusvorrichtung, Kühlzyklusvorrichtung) bereitzustellen, die in der Lage ist, eine stabile Heizleistung auszuüben, selbst wenn Kältemittel mit unterschiedlichen Enthalpien gemischt werden und in einen Verdichter gesaugt werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Kältekreislaufvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, einen Verdichter geeignet zu schützen, selbst wenn Kältemittel mit unterschiedlichen Enthalpien gemischt werden und in einen Verdichter gesaugt werden.
Um die vorstehenden und weitere Aufgaben zu erreichen, weist eine Kältekreislaufvorrichtung gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung einen Verdichter, einen stromaufwärtigen Abzweigabschnitt, einen Heizabschnitt, einen Dekompressionsabschnitt, einen Bypassdurchgang, einen Bypassströmungseinstellabschnitt und einen Mischabschnitt auf.
Der Verdichter ist gestaltet, um ein Kältemittel zu verdichten und abzugeben. Der stromaufwärtige Abzweigabschnitt ist gestaltet, um eine Strömung des Kältemittels, das von dem Verdichter abgegeben wird, abzuzweigen. Der Heizabschnitt ist gestaltet, um ein Heizziel mittels eines Kältemittels, das an dem stromaufwärtigen Abzweigabschnitt abgezweigt wird, als eine Wärmequelle zu heizen (erwärmen). Der Dekompressionsabschnitt ist gestaltet, um das Kältemittel, das von dem Heizabschnitt ausströmt, zu dekomprimieren. Der Bypassdurchgang ist gestaltet, um das andere Kältemittel, das an dem stromaufwärtigen Abzweigabschnitt abzweigt, zu einer Sauganschlussseite des Verdichters zu führen. Der Bypassströmungseinstellabschnitt ist gestaltet, um eine Strömungsrate des Kältemittels, das durch den Bypassdurchgang strömt, einzustellen. Der Mischabschnitt ist gestaltet, um ein bypassseitiges Kältemittel, das von dem Bypassströmungseinstellabschnitt ausströmt, mit einem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittel, das von dem Dekompressionsabschnitt ausströmt, zu mischen, und um zu bewirken, dass das gemischte Kältemittel zu der Sauganschlussseite des Verdichters ausströmt.
Der Mischabschnitt mischt das bypassseitige Kältemittel und das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel, um ein gemischtes Kältemittel zu erreichen, in dem das bypassseitige Kältemittel und das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel homogen gemischt sind, und ein Absolutwert einer Enthalpiedifferenz, die durch Subtrahieren einer Enthalpie des gemischten Kältemittels von einer Enthalpie eines saugseitigen Kältemittels, das tatsächlich zu der Sauganschlussseite des Verdichters strömt, erhalten wird, gleich ist wie oder kleiner ist als ein vorbestimmter Referenzwert.
Gemäß dieser Gestaltung werden das bypassseitige Kältemittel und das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel in dem Mischabschnitt derart gemischt, dass der Absolutwert der Enthalpiedifferenz gleich ist wie oder kleiner ist als der Referenzwert. Daher kann eine Variation der Enthalpie des Kältemittels, das tatsächlich zu der Sauganschlussseite des Verdichters strömt, verhindert werden. Demgemäß ist es möglich, eine Verringerung der Kältemittelabgabeleistung des Verdichters aufgrund des nicht ausreichenden Mischens des bypassseitigen Kältemittels und des dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittels zu vermeiden.
Als Ergebnis ist es möglich, die Kältekreislaufvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine stabile Heizleistung auszuüben, selbst wenn die Kältemittel mit unterschiedlichen Enthalpien gemischt werden und in den Verdichter angesaugt werden. Des Weiteren ist es möglich, die Kältekreislaufvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, den Verdichter zu schützen, selbst wenn die Kältemittel mit unterschiedlichen Enthalpien gemischt werden und in den Verdichter angesaugt werden.
Eine Kältekreislaufvorrichtung gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung weist einen Verdichter, einen stromaufwärtigen Abzweigabschnitt, einen Heizabschnitt, einen hochdruckseitigen Gas-Flüssigkeitsabscheider, einen Dekompressionsabschnitt, einen Bypassdurchgang, einen Bypassströmungseinstellabschnitt und einen Mischabschnitt auf.
Der Verdichter ist gestaltet, um ein Kältemittel zu verdichten und abzugeben. Der stromaufwärtige Abzweigabschnitt ist gestaltet, um eine Strömung des Kältemittels, das von dem Verdichter abgegeben wird, abzuzweigen. Der Heizabschnitt ist gestaltet, um ein Heizziel mittels eines Kältemittels, das an dem stromaufwärtigen Abzweigabschnitt abzweigt, als eine Wärmequelle zu heizen (erwärmen). Der hochdruckseitige Gas-Flüssigkeitsabscheider ist gestaltet, um das Kältemittel, das von dem Heizabschnitt ausströmt, in Gas und Flüssigkeit abzuscheiden und um das abgeschiedene Flüssigkeitsphasenkältemittel zu speichern. Der Dekompressionsabschnitt ist gestaltet, um das Kältemittel, das von dem hochdruckseitigen Gas-Flüssigkeitsabscheider ausströmt, zu dekomprimieren. Der Bypassdurchgang ist gestaltet, um das andere Kältemittel, das an dem stromaufwärtigen Abzweigabschnitt abzweigt, zu einer Sauganschlussseite des Verdichters hin zu führen. Der Bypassströmungseinstellabschnitt ist gestaltet, um eine Strömungsrate des Kältemittels, das durch den Bypassdurchgang strömt, einzustellen. Der Mischabschnitt ist gestaltet, um (i) ein bypassseitiges Kältemittel, das von dem Bypassströmungseinstellabschnitt ausströmt, mit einem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittel, das von dem Dekompressionsabschnitt ausströmt, zu mischen und um (ii) zu bewirken, dass das gemischte Kältemittel zu der Sauganschlussseite des Verdichters strömt.
Ein Kältemittelaufwärmmodus wird ausgeführt, um (i) das bypassseitige Kältemittel und das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel durch den Mischabschnitt zu mischen und um (ii) das Kältemittel, das in den Verdichter gesaugt wird, zu heizen (erwärmen), wenn der Verdichter gestartet wird. Ein Aufwärmvorbereitungsmodus wird ausgeführt, um das Kältemittel eines Kreislaufs in einem hochdruckseitigen Gas-Flüssigkeitsabscheider zu speichern, bevor der Kältemittelaufwärmmodus ausgeführt wird.
Demgemäß kann, da ein Aufwärmvorbereitungsmodus ausgeführt wird, bevor ein Betrieb in dem Kältemittelaufwärmmodus ausgeführt wird, das Kältemittel in dem Kreislauf in dem hochdruckseitigen Gas-Flüssigkeitsabscheider gespeichert werden, bevor der Betrieb in dem Kältemittelaufwärmmodus ausgeführt wird. Demgemäß ist es, wenn die Kältemittelabgabeleistung des Verdichters in einem Fall erhöht wird, in dem der Aufwärmvorbereitungsmodus zu dem Kältemittelaufwärmmodus geschaltet wird, möglich, dass verhindert wird, dass der Verdichter das Kältemittel mit niedriger (geringer) Trockenheit ansaugt.
Als Ergebnis ist es möglich, die Kältekreislaufvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, den Verdichter geeignet zu schützen, selbst wenn die Kältemittel mit unterschiedlichen Enthalpien gemischt werden und in den Verdichter gesaugt werden.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
2 ist eine Vorderansicht eines Mischabschnitts des ersten Ausführungsbeispiels.
3 ist eine Draufsicht eines Mischabschnitts des ersten Ausführungsbeispiels.
4 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie IV-IV von 2.
5 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie V-V von 2.
6 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild einer Innenklimaanlageneinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
7 ist ein Blockschaubild, das eine elektrische Steuerungseinheit der Kältekreislaufvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
8 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild, das eine Kältemittelströmung in einem Luftkühlmodus und einem seriellen Entfeuchtungs- und Heizmodus einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
9 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild, das eine Kältemittelströmung in einem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
10 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild, das eine Kältemittelströmung in einem parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
11 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild, das eine Kältemittelströmung in einem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
12 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild, das eine Kältemittelströmung in einem Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
13 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild, das eine Kältemittelströmung in einem Heißgasheizmodus einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
14 ist ein Mollier-Diagramm, das eine Änderung eines Zustands eines Kältemittels in einem Heißgasheizmodus in einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
15 ist eine axiale Schnittansicht eines Mischabschnitts gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
16 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie XVI-XVI von 15.
17 ist eine axiale Schnittansicht eines Mischabschnitts gemäß einer Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels.
18 ist eine axiale Schnittansicht eines Mischabschnitts gemäß einer weiteren Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels.
19 ist eine axiale Schnittansicht eines Mischabschnitts gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
20 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
21 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.
22 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel.
23 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel.
24 ist eine Vorderansicht eines Mischabschnitts des siebten Ausführungsbeispiels.
25 ist eine Draufsicht eines Mischabschnitts des siebten Ausführungsbeispiels.
26 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß einem achten Ausführungsbeispiel.
27 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild, das eine Kältemittelströmung in einem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß dem achten Ausführungsbeispiel darstellt.
28 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild, das eine Kältemittelströmung in einem parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß dem achten Ausführungsbeispiel darstellt.
29 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild, das eine Kältemittelströmung in einem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß dem achten Ausführungsbeispiel darstellt.
30 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild, das eine Kältemittelströmung in einem Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß dem achten Ausführungsbeispiel darstellt.
31 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild, das eine Kältemittelströmung in einem Heißgasheizmodus einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß dem achten Ausführungsbeispiel darstellt.
32 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel.
33 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild, das eine Kältemittelströmung in einem Heißgasheizmodus einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel darstellt.
34 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild, das eine Kältemittelströmung in einem Unterstützungsaufwärmmodus einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel darstellt.
35 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild, das eine Kältemittelströmung in einem Aufwärmmodus ohne Unterstützung einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel darstellt.
36 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel.
37 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild, das eine Kältemittelströmung in einem Unterstützungsaufwärmmodus einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel darstellt.
38 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild, das eine Kältemittelströmung in einem Heizeraufwärmmodus einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel darstellt.
39 ist eine schematische axiale Schnittansicht eines Abzweigabschnitts gemäß einem elften Ausführungsbeispiel.
40 ist eine schematische axiale Schnittansicht eines Abzweigabschnitts gemäß einer Modifikation des elften Ausführungsbeispiels.
41 ist eine schematische axiale Schnittansicht eines Abzweigabschnitts gemäß einer weiteren Modifikation des elften Ausführungsbeispiels.
42 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel.
43 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild, das eine Kältemittelströmung in einem Kältemittelaufwärmmodus einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß dem zwölften Ausführungsbeispiel darstellt.
44 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß einem dreizehnten Ausführungsbeispiel.
45 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild, das eine Kältemittelströmung in einem Luftkühlmodus und einem seriellen Entfeuchtungs- und Heizmodus einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß dem dreizehnten Ausführungsbeispiel darstellt.
46 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild, das eine Kältemittelströmung in einem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß dem dreizehnten Ausführungsbeispiel darstellt.
47 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild, das eine Kältemittelströmung in einem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß dem dreizehnten Ausführungsbeispiel darstellt.
48 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild, das eine Kältemittelströmung in einem Heißgasheizmodus und einem Kältemittelaufwärmmodus einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß dem dreizehnten Ausführungsbeispiel darstellt.
49 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild, das eine Kältemittelströmung in einem Aufwärmvorbereitungsmodus einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß dem dreizehnten Ausführungsbeispiel darstellt.
50 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß einem vierzehnten Ausführungsbeispiel.
51 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild, das eine Kältemittelströmung in einem Luftkühlmodus und einem Entfeuchtungs- und Heizmodus einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß dem vierzehnten Ausführungsbeispiel darstellt.
52 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild, das eine Kältemittelströmung in einem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß dem vierzehnten Ausführungsbeispiel darstellt.
53 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild, das eine Kältemittelströmung in einem Heißgasheizmodus und einem Kältemittelaufwärmmodus einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß dem vierzehnten Ausführungsbeispiel darstellt.
54 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild, das eine Kältemittelströmung in einem Aufwärmvorbereitungsmodus einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß dem vierzehnten Ausführungsbeispiel darstellt.
55 ist ein schematisches Gesamtgestaltungsschaubild einer Kältekreislaufvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nachstehend ist eine Vielzahl von Ausführungsbeispielen zum Ausführen der vorliegenden Offenbarung in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In jedem Ausführungsbeispiel werden Teile, die zu Gegenständen korrespondieren, die in dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel beschrieben sind, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und kann deren sich überlappende Beschreibung weggelassen werden. In einem Fall, in dem nur ein Teil der Gestaltung in jedem Ausführungsbeispiel beschrieben ist, können andere Ausführungsbeispiele, die vorher beschrieben sind, bei anderen Teilen der Gestaltung angewandt werden. Es ist ferner möglich, die Ausführungsbeispiele teilweise zu kombinieren, selbst wenn es nicht explizit beschrieben ist, solange es kein Problem bei deren Kombination sowie bei der Kombination der Teile gibt, die spezifisch und explizit beschrieben sind, dass die Kombination möglich ist.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Eine Kältekreislaufvorrichtung (Kühlkreislaufvorrichtung, Kältezyklusvorrichtung, Kühlzyklusvorrichtung) 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist nachstehend in Bezug auf 1 bis 14 beschrieben. Die Kältekreislaufvorrichtung 10 wird bei einer Fahrzeugklimaanlage angewandt, die in einem Elektrofahrzeug montiert ist. Das Elektrofahrzeug ist ein Fahrzeug, das eine Fahrantriebskraft von einem Elektromotor erhält. Die Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist eine Klimaanlage, die eine Klimatisierung eines Fahrzeuginneren (Fahrzeuginnenraums) ausführt, das (der) ein zu klimatisierender Raum ist, und die eine Temperatureinstellfunktion für eine Wärmeerzeugungsvorrichtung hat, die die Temperatur einer Batterie 70 als die Wärmeerzeugungsvorrichtung einstellt.
Die Kältekreislaufvorrichtung 10, die in einem Gesamtgestaltungsschaubild von 1 dargestellt ist, kühlt oder heizt Luft, die in das Fahrzeuginnere geblasen wird, und führt die Temperatureinstellung der Batterie 70 in der Fahrzeugklimaanlage aus. Ein Heizziel in der Kältekreislaufvorrichtung 10 ist die Luft. Die Kältekreislaufvorrichtung 10 kann den Kältekreislauf in Übereinstimmung mit (gemäß) verschiedenen Betriebsmodi, die nachstehend beschrieben sind, umschalten, um eine Klimatisierung des Fahrzeuginneren (Fahrzeuginnenraums) und die Temperatureinstellung der Batterie 70 auszuführen.
Die Kältekreislaufvorrichtung 10 verwendet ein HFO-Kältemittel (insbesondere R1234yf) als das Kältemittel. Die Kältekreislaufvorrichtung 10 bildet einen unterkritischen Kältekreislauf, in dem ein Kältemitteldruck an einer Hochdruckseite einen kritischen Druck des Kältemittels nicht überschreitet. Ein Kältemittelöl zum Schmieren eines Verdichters 11 der Kältekreislaufvorrichtung 10 ist in das Kältemittel gemischt. Das Kältemittelöl ist ein Polyalkylenglykolöl (PAG-ÖI) mit einer Kompatibilität zu dem Flüssigkeitsphasenkältemittel. Ein Teil des Kältemittelöls zirkuliert durch die Kältekreislaufvorrichtung 10 gemeinsam mit dem Kältemittel.
Der Verdichter 11 saugt, verdichtet und gibt das Kältemittel in der Kältekreislaufvorrichtung 10 ab. Der Verdichter 11 ist in einem Antriebsvorrichtungsraum an der vorderen Seite des Fahrzeuginneren angeordnet. Der Antriebsvorrichtungsraum bildet einen Raum aus, in dem zumindest einige Vorrichtungen (zum Beispiel ein Motorgenerator 71) oder dergleichen, die zum Erzeugen oder Einstellen einer Fahrzeugfahrantriebskraft verwendet werden, angeordnet sind.
Der Verdichter 11 ist ein elektrischer Verdichter, der einen Verdichtungsmechanismus mit festgelegter Verdrängung mit einer festgelegten Abgabeleistung durch Verwendung (mittels) eines Elektromotors drehbar antreibt. Die Anzahl der Umdrehungen (das heißt die Kältemittelabgabeleistung) des Verdichters 11 wird durch eine Steuerungssignalausgabe von einem Steuerungsgerät 60, das nachstehend beschrieben ist, gesteuert.
Die Einströmungsanschlussseite einer ersten Dreiwegeverbindungsstelle 12a ist mit dem Abgabeanschluss des Verdichters 11 verbunden. Die erste Dreiwegeverbindungsstelle 12a hat drei Einströmungs- und Ausströmungsanschlüsse, die miteinander in Verbindung stehen. Als die erste Dreiwegeverbindungsstelle 12a kann ein Verbindungsstellenabschnitt, der durch Verbinden einer Vielzahl von Rohren ausgebildet ist, oder ein Verbindungsstellenabschnitt, der durch Vorsehen einer Vielzahl von Kältemitteldurchgängen in einem Metallblock oder einem Harzblock ausgebildet ist, angewandt werden.
Wie nachstehend beschrieben ist, weist die Kältekreislaufvorrichtung 10 eine zweite Dreiwegeverbindungsstelle 12b bis zu einer fünften Dreiwegeverbindungsstelle 12e auf. Die zweite Dreiwegeverbindungsstelle 12b bis zu der fünften Dreiwegeverbindungsstelle 12e haben dieselbe Grundstruktur wie diejenige der ersten Dreiwegeverbindungsstelle 12a. Die Grundstruktur jeder Dreiwegeverbindungsstelle, die in einem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel erläutert wird, ist gleich wie diejenige der ersten Dreiwegeverbindungsstelle 12a.
Diese Dreiwegeverbindungsstellen zweigen die Strömung des Kältemittels, wenn einer der Einströmungs- und Ausströmungsanschlüsse als der Einströmungsanschluss verwendet wird und die restlichen zwei als der Ausströmungsanschluss verwendet werden, ab. Die Strömungen des Kältemittels werden zusammengeführt, wenn zwei der drei Einströmungs- und Ausströmungsanschlüsse als der Einströmungsanschluss verwendet werden und der restliche eine als der Ausströmungsanschluss verwendet wird. Die erste Dreiwegeverbindungsstelle 12a ist ein stromaufwärtiger Abzweigabschnitt, der die Strömung des Kältemittels, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, abzweigt.
Eine Einlassseite des Kältemitteldurchgangs 131 eines Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers 13 ist mit einem Ausströmungsanschluss der ersten Dreiwegeverbindungsstelle 12a verbunden. Eine Einlassseite eines Bypassdurchgangs 21a, der nachstehend beschrieben ist, ist mit dem anderen Ausströmungsanschluss der ersten Dreiwegeverbindungsstelle 12a verbunden.
Der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 ist ein Wärmestrahlungswärmetauscher, der einen Wärmeaustausch zwischen dem Hochdruckkältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, und dem Heizkühlmittel, das in einem Heizkühlmittelkreislauf 30 zirkuliert, ausführt, um Wärme des Hochdruckkältemittels zu dem Heizkühlmittel abzustrahlen (abzugeben). In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein sogenannter Unterkühlungswärmetauscher als der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 angewandt. Daher sind ein Kondensationsabschnitt 13a, ein Aufnehmerabschnitt 13b und ein Unterkühlungsabschnitt 13c in dem Kältemitteldurchgang 131 des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers 13 vorgesehen.
Der Kondensationsabschnitt 13a ist ein Kondensationswärmeaustauschabschnitt, der Wärme zwischen dem Hochdruckkältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, und einem hochdruckseitigen Wärmemedium austauscht, um das Hochdruckkältemittel zu kondensieren. Der Aufnehmerabschnitt 13b ist ein Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt, der das Kältemittel, das von dem Kondensationsabschnitt 13a ausströmt, in Gas und Flüssigkeit trennt und das getrennte Flüssigkeitsphasenkältemittel als ein überschüssiges Kältemittel des Kreislaufs speichert. Der Unterkühlungsabschnitt 13c ist ein Unterkühlungswärmeaustauschabschnitt, der Wärme zwischen dem Flüssigkeitsphasenkältemittel, das von dem Aufnehmerabschnitt 13b ausströmt, und dem hochdruckseitigen Wärmemedium austauscht, um das Flüssigkeitsphasenkältemittel zu unterkühlen.
Eine Einlassseite der zweiten Dreiwegeverbindungsstelle 12b ist mit einem Auslass (insbesondere dem Auslass des Unterkühlungsabschnitts 13c) des Kältemitteldurchgangs 131 des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers 13 verbunden. Eine Einlassseite des ersten Durchgangs 21b ist mit einem Ausströmungsanschluss der zweiten Dreiwegeverbindungsstelle 12b verbunden. Eine Einlassseite des zweiten Durchgangs 21c ist mit einem anderen Ausströmungsanschluss der zweiten Dreiwegeverbindungsstelle 12b verbunden.
In dem ersten Durchgang 21b sind ein Heizexpansionsventil 14a und ein Außenwärmetauscher 15 angeordnet. Das Heizexpansionsventil 14a ist ein erster Dekompressionsabschnitt, der ein Kältemittel, das an der zweiten Dreiwegeverbindungsstelle 12b abzweigt, in einem parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus, der nachstehend beschrieben ist, in einem Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus und dergleichen, die nachstehend beschrieben sind, dekomprimiert. Das Heizexpansionsventil 14a ist ein Außenwärmetauscherströmungsrateneinstellabschnitt, der eine Strömungsrate (Massenströmungsrate) des Kältemittels, das in den Außenwärmetauscher 15 strömt, einstellt.
Das Heizexpansionsventil 14a ist ein elektrischer variabler Drosselmechanismus mit einem Ventilkörper zum Ändern eines Drosselöffnungsgrads und einem elektrischen Stellglied (insbesondere einem Schrittmotor), der den Ventilkörper verstellt. Ein Betrieb des Heizexpansionsventils 14a wird durch eine Steuerungsimpulsausgabe von dem Steuerungsgerät 60 gesteuert.
Das Heizexpansionsventil 14a hat eine vollständige Öffnungsfunktion, die einfach als der Kältemitteldurchgang dient, indem der Ventilöffnungsgrad vollständig geöffnet wird, ohne dass nahezu eine Kältemitteldekompressionswirkung und eine Strömungsrateneinstellwirkung ausgeübt werden. Das Heizexpansionsventil 14a hat eine vollständige Schließfunktion zum Schließen des Kältemitteldurchgangs durch vollständiges Schließen des Ventilöffnungsgrads.
Wie nachstehend beschrieben ist, weist die Kältekreislaufvorrichtung 10 ein Luftkühlexpansionsventil 14b, ein Kühlexpansionsventil 14c und ein Bypassströmungseinstellventil 14d auf. Das Luftkühlexpansionsventil 14b, das Kühlexpansionsventil 14c und das Bypassströmungseinstellventil 14d haben dieselbe Grundstruktur wie diejenige des Heizexpansionsventils 14a.
Das Heizexpansionsventil 14a, das Luftkühlexpansionsventil 14b, das Kühlexpansionsventil 14c und das Bypassströmungseinstellventil 14d können den Kältemittelkreislauf durch Ausüben der vorstehend beschriebenen vollständigen Schließfunktion umschalten. Das heißt, das Heizexpansionsventil 14a, das Luftkühlexpansionsventil 14b, das Kühlexpansionsventil 14c und das Bypassströmungseinstellventil 14d dienen (funktionieren, arbeiten) auch als ein Kältemittelkreislaufumschaltabschnitt.
Das Heizexpansionsventil 14a, das Luftkühlexpansionsventil 14b, das Kühlexpansionsventil 14c und das Bypassströmungseinstellventil 14d können auch durch Kombinieren eines variablen Drosselmechanismus ausgebildet werden, der keine vollständige Schließfunktion und ein Öffnungs-/Schließventil hat. In diesem Fall dient das Öffnungs-/Schließventil als der Kältemittelkreislaufumschaltabschnitt.
Eine Kältemitteleinlassseite des Außenwärmetauschers 15 ist mit einem Auslass des Heizexpansionsventils 14a verbunden. Der Außenwärmetauscher 15 ist ein Außenwärmeaustauschabschnitt, der Wärme zwischen dem Kältemittel, das von dem Heizexpansionsventil 14a ausströmt, und der Außenluft, die durch einen Außenluftlüfter (nicht gezeigt) ventiliert wird, austauscht. Der Außenwärmetauscher 15 ist an der vorderen Seite des Antriebsvorrichtungsraums angeordnet. Daher kann während einer Fahrt des Fahrzeugs eine Fahrtluft, die in den Antriebsvorrichtungsraum durch einen Grill strömt, gegen den Außenwärmetauscher 15 geblasen werden.
Wenn eine Sättigungstemperatur des Kältemittels, das innerhalb strömt, höher ist als eine Außenlufttemperatur, wirkt (funktioniert, arbeitet) der Außenwärmetauscher 15 als ein Kondensator, der Wärme des Kältemittels zu der Außenluft abgibt, um das Kältemittel zu kondensieren. Wenn die Sättigungstemperatur des Kältemittels, das innerhalb strömt, niedriger ist als die Außenlufttemperatur, wirkt (funktioniert, arbeitet) der Außenwärmetauscher 15 als ein Verdampfer, der es ermöglicht, dass das Kältemittel Wärme der Außenluft aufnimmt, um das Kältemittel zu verdampfen.
In anderen Worten dient der Außenwärmetauscher 15 als der Kondensationsabschnitt in dem Luftkühlmodus, der nachstehend beschrieben ist. Der Außenwärmetauscher 15 dient als ein Wärmeabsorptionsabschnitt in einem parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus, in einem Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus und dergleichen, die nachstehend beschrieben sind. Demgemäß dient in dem parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus, in dem Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus und dergleichen die Außenluft als ein Wärmequellenfluid, das bewirkt, dass das Kältemittel die Wärme aufnimmt (absorbiert).
Eine Einlassseite der dritten Dreiwegeverbindungsstelle 12c ist mit einem Kältemittelauslass des Außenwärmetauschers 15 verbunden. Eine Einlassströmungsanschlussseite einer Vierwegeverbindungsstelle 17 ist mit einem Ausströmungsanschluss der dritten Dreiwegeverbindungsstelle 12c durch ein erstes Rückschlagventil 16a verbunden. Eine Einlassseite eines Niederdruckdurchgangs 21d, der nachstehend beschrieben ist, ist mit dem anderen Ausströmungsanschluss der dritten Dreiwegeverbindungsstelle 12c verbunden.
Das erste Rückschlagventil 16a ermöglicht es, dass das Kältemittel von der Seite der dritten Dreiwegeverbindungsstelle 12c zu der Seite der Vierwegeverbindungsstelle 17 strömt, und verhindert, dass das Kältemittel von der Seite der Vierwegeverbindungsstelle 17 zu der Seite der dritten Dreiwegeverbindungsstelle 12c hin strömt. Die Vierwegeverbindungsstelle 17 ist ein Verbindungsstellenabschnitt, der vier Einströmungs- und Ausströmungsanschlüsse hat, die miteinander in Verbindung stehen. Als die Vierwegeverbindungsstelle 17 kann ein Verbindungsstellenabschnitt, der in der gleichen Weise ausgebildet ist wie die vorstehend beschriebene Dreiwegeverbindungsstelle, angewandt werden. Die Vierwegeverbindungsstelle 17, die durch Kombinieren von zwei Dreiwegeverbindungsstellen ausgebildet ist, kann angewandt werden.
Eine Auslassseite des zweiten Durchgangs 21c ist mit einem anderen Einströmungsanschluss der Vierwegeverbindungsstelle 17 verbunden. Der zweite Durchgang 21c ist ein Kältemitteldurchgang, der das Kältemittel, das von dem Kältemitteldurchgang 131 des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers 13 zu der Einlassseite des Luftkühlexpansionsventils oder des Kühlexpansionsventils 14c ausströmt, führt, indem das Heizexpansionsventil 14a und der Außenwärmetauscher 15 umgangen wird.
Ein zweites Durchgangsöffnungs-/schließventil 22a, das den zweiten Durchgang 21c öffnet und schließt, ist in dem zweiten Durchgang 21c angeordnet. Das zweite Durchgangsöffnung-/schließventil 22a ist ein elektromagnetisches Ventil, dessen Öffnungs-/Schließbetrieb durch eine Steuerungsspannungsausgabe von dem Steuerungsgerät 60 gesteuert wird. Das zweite Durchgangsöffnungs-/schließventil 22a ist ein Kältemittelkreislaufumschaltabschnitt, der den Kältemittelkreislauf umschaltet.
Zumindest das zweite Durchgangsöffnungs-/schließventil 22a aus den Kältemittelkreislaufumschaltabschnitten der Kältekreislaufvorrichtung 10 ist ein Abzweigkreislaufumschaltabschnitt. Der Abzweigkreislaufumschaltabschnitt führt ein Umschalten zwischen einem Kältemittelkreislauf, der bewirkt, dass das Kältemittel von einem Ausströmungsanschluss der zweiten Dreiwegeverbindungsstelle 12b ausströmt, und einem Kältemittelkreislauf, der bewirkt, dass das Kältemittel von dem anderen Ausströmungsanschluss der zweiten Dreiwegeverbindungsstelle 12b ausströmt, aus.
Eine Kältemitteleinlassseite eines Innenverdampfers 18 ist mit einem Ausströmungsanschluss der Vierwegeverbindungsstelle 17 über das Luftkühlexpansionsventil 14b verbunden. Das Luftkühlexpansionsventil 14b ist ein zweiter Dekompressionsabschnitt, der das andere Kältemittel, das an der zweiten Dreiwegeverbindungsstelle 12b abzweigt, in einem parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus, der nachstehend beschrieben ist, dekomprimiert. Das Luftkühlexpansionsventil 14b ist ein Innenverdampferströmungsrateneinstellabschnitt, der eine Strömungsrate (Massenströmungsrate) des Kältemittels, das in den Innenverdampfer 18 strömt, einstellt.
Der Innenverdampfer 18 ist ein Hilfsverdampfungsabschnitt, der Wärme zwischen einem Niederdruckkältemittel, das durch das Luftkühlexpansionsventil 14b dekomprimiert wird, und der Luft, die von dem Innenventilator 52 zu dem Fahrzeuginneren hin ventiliert wird, austauscht, um das Niederdruckkältemittel zu verdampfen. Der Innenverdampfer 18 ist in einem Gehäuse 51 einer Innenklimatisierungseinheit 50 angeordnet, die nachstehend beschrieben ist. Eine Einlassströmungsanschlussseite der fünften Dreiwegeverbindungsstelle 12e ist mit einem Kältemittelauslass des Innenverdampfers 18 über ein Verdampfungsdruckeinstellventil 20 und ein zweites Rückschlagventil 16b verbunden.
Das Verdampfungsdruckeinstellventil 20 ist eine variable Drossel, die durch einen mechanischen Mechanismus gestaltet ist, der einen Ventilöffnungsgrad erhöht, wenn sich der Druck des Kältemittels an der Kältemittelauslassseite des Innenverdampfers 18 erhöht. Das Verdampfungsdruckeinstellventil 20 hält die Kältemittelverdampfungstemperatur in dem Innenverdampfer 18 gleich wie oder höher als eine Frostverhinderungstemperatur (in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 1°C), bei der das Gefrieren in dem Innenverdampfer 18 verhindert werden kann.
Das zweite Rückschlagventil 16b ermöglicht es, dass das Kältemittel von der Auslassseite des Verdampfungsdruckeinstellventils 20 zu der Seite der fünften Dreiwegeverbindungsstelle 12e hin strömt, und verhindert es, dass das Kältemittel von der Seite der fünften Dreiwegeverbindungsstelle 12e zu der Seite des Verdampfungsdruckeinstellventils 20 hin strömt.
Eine Einlassseite des Kältemitteldurchgangs eines Kühlers (Chillers) 19 ist mit einem anderen Ausströmungsanschluss der Vierwegeverbindungsstelle 17 über das Kühlexpansionsventil 14c verbunden. Das Kühlexpansionsventil 14c ist ein Dekompressionsabschnitt, der das Kältemittel, das in den Kühler 19 strömt, in einem Heißgasheizmodus, der nachstehend beschrieben ist, in einem Vorrichtungskühlmodus zum Kühlen der Batterie 70 und dergleichen dekomprimiert. Das Kühlexpansionsventil 14c ist ein Kühlerströmungsrateneinstellabschnitt, der die Strömungsrate (Massenströmungsrate) des Kältemittels, das in den Kühler 19 strömt, einstellt.
Der Kühler 19 ist ein Hilfsverdampfungsabschnitt, der Wärme zwischen dem Niederdruckkältemittel, das durch das Kühlexpansionsventil 14c dekomprimiert wird, und einem Vorrichtungskühlmittel, das in einem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40 zirkuliert, austauscht, um das Niederdruckkältemittel zu verdampfen. Die andere Einströmungsanschlussseite der fünften Dreiwegeverbindungsstelle 12e ist mit dem Kältemittelauslass des Kühlers 19 über eine vierte Dreiwegeverbindungsstelle 12d verbunden. Eine Seite eines dekompressionsabschnittsseitigen Kältemitteleinlassabschnitts 233b eines Mischabschnitts 23 ist mit einem Ausströmungsanschluss der fünften Dreiwegeverbindungsstelle 12e verbunden.
Eine Auslassseite des Niederdruckdurchgangs 21d ist mit dem anderen Einströmungsanschluss der vierten Dreiwegeverbindungsstelle 12d verbunden. Der Niederdruckdurchgang 21d ist ein Kältemitteldurchgang, der das Kältemittel, das von dem Außenwärmetauscher 15 ausströmt, zu der Seite des dekompressionsabschnittsseitigen Kältemitteleinlassabschnitts 233b des Mischabschnitts 23 führt, indem das Luftkühlexpansionsventil 14b und der Innenverdampfer 18 und das Kühlexpansionsventil 14c und der Kühler 19 umgangen werden.
Ein Niederdruckdurchgangsöffnungs-/schließventil 22b, das den Niederdruckdurchgang 21d öffnet und schließt, ist in dem Niederdruckdurchgang 21d angeordnet. Das Niederdruckdurchgangsöffnungs-/schließventil 22b ist ein elektromagnetisches Ventil mit derselben Gestaltung wie diejenige des zweiten Durchgangsöffnungs-/schließventils 22a. Das Niederdruckdurchgangsöffnungs-/schließventil 22b ist ein Kältemittelkreislaufumschaltabschnitt, der den Kältemittelkreislauf umschaltet.
Der Mischabschnitt 23 mischt das bypassseitige Kältemittel, das von dem Bypassströmungseinstellventil 14d ausströmt, mit dem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittel, das von dem Ausströmungsanschluss der fünften Dreiwegeverbindungsstelle 12e ausströmt, und bewirkt, dass das Kältemittel zu der Sauganschlussseite des Verdichters 11 ausströmt. Das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel ist ein Kältemittel, das von dem Dekompressionsabschnitt, wie zum Beispiel dem Heizexpansionsventil 14a, dem Luftkühlexpansionsventil 14b und dem Kühlexpansionsventil 14c, ausströmt.
Der Mischabschnitt 23 ist in dem Antriebsvorrichtungsraum angeordnet. Eine Auslassseite des Bypassdurchgangs 21a ist mit einem bypassseitigen Kältemitteleinlassabschnitt 233a des Mischabschnitts 23 verbunden.
Der Bypassdurchgang 21a ist ein Kältemitteldurchgang, der das andere Kältemittel, das an der ersten Dreiwegeverbindungsstelle 12a abzweigt, zu dem bypassseitigen Kältemitteleinlassabschnitt 233a des Mischabschnitts 23 führt. Insbesondere ist der Bypassdurchgang 21a ein Kältemitteldurchgang, der das andere Kältemittel, das an der ersten Dreiwegeverbindungsstelle 12a abzweigt, zu der Sauganschlussseite des Verdichters 11 durch den Mischabschnitt 23 durch Umgehen des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers 13 führt.
Das Bypassströmungseinstellventil 14d ist in dem Bypassdurchgang 21a angeordnet. Das Bypassströmungseinstellventil 14d ist ein Bypassströmungseinstellabschnitt, der das Kältemittel, das durch den Bypassdurchgang 21a strömt, dekomprimiert und die Strömungsrate (Massenströmungsrate) des Kältemittels, das durch den Bypassdurchgang 21a strömt, einstellt.
Nachstehend ist eine ausführliche Gestaltung des Mischabschnitts 23 in Bezug auf 2 bis 5 beschrieben. Der Mischabschnitt 23 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist ein Wärmetauscher, der Wärme zwischen dem bypassseitigen Kältemittel und dem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittel austauscht und dann bewirkt, dass das bypassseitige Kältemittel und das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel zusammengeführt werden und ausströmen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein sogenannter gestapelter Wärmetauscher als der Mischabschnitt 23 angewandt.
Insbesondere weist der Mischabschnitt 23 eine Vielzahl von ersten Wärmeübertragungsplatten 231a, eine Vielzahl von zweiten Wärmeübertragungsplatten 231b, eine Wärmeaustauschlamelle 232, den bypassseitigen Kältemitteleinlassabschnitt 233a, den dekompressionsabschnittsseitigen Kältemitteleinlassabschnitt 233b und einen Mischkältemittelausströmungsabschnitt 233c auf. Diese Hauptbauteile sind aus derselben Art von Metall (in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einer Aluminiumlegierung) mit exzellenter Wärmeleitfähigkeit ausgebildet. Jeder der Hauptbauteile ist durch Löten integriert.
Jede der ersten Wärmeübertragungsplatten 231a und jede der zweiten Wärmeübertragungsplatten 231b ist ein plattenartiges Bauteil, das in einer viereckigen Form ausgebildet ist. Eine Vielzahl der ersten Wärmeübertragungsplatten 231a und eine Vielzahl der zweiten Wärmeübertragungsplatten 231b sind abwechselnd derart gestapelt, dass deren flache Flächen parallel zueinander sind. Eine Vielzahl von Vorsprungsabschnitten, die in einer Stapelrichtung vorstehen, sind an dem Außenumfangsrandabschnitt und der flachen Fläche von jeder der ersten Wärmeübertragungsplatte 231a und der zweiten Wärmeübertragungsplatte 231b ausgebildet.
Jeder der Vorsprungsabschnitte ist mit der ersten Wärmeübertragungsplatte 231a oder der zweiten Wärmeübertragungsplatte 231b verbunden, die benachbart zueinander angeordnet ist. Daher ist ein Spaltenraum in einem Abschnitt ausgebildet, in dem der Vorsprungsabschnitt zwischen der ersten Wärmeübertragungsplatte 231a und der zweiten Wärmeübertragungsplatte 231b, die zueinander benachbart sind, nicht ausgebildet ist. Der Spaltenraum dient als ein bypassseitiger Kältemitteldurchgang 23a, durch den das bypassseitige Kältemittel strömt, oder als ein dekompressionsabschnittsseitiger Kältemitteldurchgang 23b, durch den das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel strömt.
Der Vorsprungsabschnitt der ersten Wärmeübertragungsplatte 231a und der Vorsprungsabschnitt der zweiten Wärmeübertragungsplatte 231b sind in unterschiedlichen Formen ausgebildet. Daher sind durch abwechselndes Stapeln und Aneinanderfügen der ersten Wärmeübertragungsplatten 231a und der zweiten Wärmeübertragungsplatten 231b der dekompressionsabschnittsseitige Kältemitteldurchgang 23b und der bypassseitige Kältemitteldurchgang 23a abwechselnd in der Stapelrichtung ausgebildet.
Daher dienen die erste Wärmeübertragungsplatte 231a und die zweite Wärmeübertragungsplatte 231b als eine Vielzahl von Wärmeaustauschbauteilen, die Wärme zwischen dem bypassseitigen Kältemittel und dem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittel austauschen, indem die eine Fläche mit dem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittel in Kontakt gebracht wird, und die andere Fläche mit dem bypassseitigen Kältemittel in Kontakt gebracht wird.
Wie in 4 und 5 dargestellt ist, ist die Wärmeaustauschlamelle 232, die einen Wärmeaustausch zwischen dem bypassseitigen Kältemittel und einem wärmeabsorptionsseitigen Wärmemedium durch Erhöhen eines Wärmeübertragungsbereichs oder eines Befeuchtungsbereichs unterstützt, in dem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemitteldurchgang 23b und dem bypassseitigen Kältemitteldurchgang 23a angeordnet. Als die Wärmeaustauschlamelle 232 kann eine gewellte Lamelle, die durch Biegen einer dünnen Metallplatte in einer wellenartigen Form ausgebildet ist, oder eine Versatzlamelle, an der eine Vielzahl von erhöhten Abschnitten teilweise an der dünnen Metallplatte ausgebildet ist, angewandt werden.
In einem Eckenabschnitt, der an einer diagonalen Ecke der viereckigen ersten Wärmeübertragungsplatte 231a und der viereckigen zweiten Wärmeübertragungsplatte 231b angeordnet ist, sind ein Paar bypassseitige Tankausbildungsabschnitte und ein Paar wärmeabsorptionsseitige Tankausbildungsabschnitte durch den Vorsprungsabschnitt ausgebildet. Demgemäß sind, wenn eine Vielzahl der ersten Wärmeübertragungsplatten 231a und eine Vielzahl der zweiten Wärmeübertragungsplatten 231b gestapelt sind, ein Paar bypassseitige Tankräume 234a und ein Paar wärmeabsorptionsseitige Tankräume 234b ausgebildet.
Jeder der bypassseitigen Tankräume 234a ist ein Raum, der mit einer Vielzahl der bypassseitigen Kältemitteldurchgänge 23a in Verbindung steht, um das Kältemittel zu sammeln oder zu verteilen. Jeder der wärmeabsorptionsseitigen Tankräume 234b ist ein Raum, der mit einer Vielzahl der dekompressionsabschnittsseitigen Kältemitteldurchgänge 23b in Verbindung steht, um das Kältemittel zu sammeln oder zu verteilen.
Wie in 3 dargestellt ist, sind der rohrförmige bypassseitige Kältemitteleinlassabschnitt 233a, der rohrförmige dekompressionsabschnittsseitige Kältemitteleinlassabschnitt 233b und der rohrförmige Mischkältemittelausströmungsabschnitt 233c an einer Endabschnittswärmeübertragungsplatte 231c angefügt, die an einem Ende in der Stapelrichtung angeordnet ist. Der bypassseitige Kältemitteleinlassabschnitt 233a ist angefügt, um mit einem bypassseitigen Tankraum 234a in Verbindung zu stehen. Der dekompressionsabschnittsseitige Kältemitteleinlassabschnitt 233b ist angefügt, um mit einem wärmeabsorptionsseitigen Tankraum 234b in Verbindung zu stehen.
Der Mischkältemittelausströmungsabschnitt 233c ist koaxial zu dem anderen wärmeabsorptionsseitigen Tankraum 234b angeordnet. Wie in 4 dargestellt ist, ist in der ersten Wärmeübertragungsplatte 231a benachbart zu der Endabschnittswärmeübertragungsplatte 231c ein Verbindungsdurchgang 235, der bewirkt, dass der andere bypassseitige Tankraum 234a mit dem anderen wärmeabsorptionsseitigen Tankraum 234b in Verbindung steht, ausgebildet. Daher steht der Mischkältemittelausströmungsabschnitt 233c mit sowohl dem anderen bypassseitigen Tankraum 234a als auch dem anderen wärmeabsorptionsseitigen Tankraum 234b in Verbindung.
Daher strömt das bypassseitige Kältemittel, das von dem bypassseitigen Kältemitteleinlassabschnitt 233a einströmt, wie durch durchgezogene Pfeile in 2 und dergleichen angezeigt ist, wird es mit dem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittel zusammengeführt und strömt von dem Mischkältemittelausströmungsabschnitt 233c aus. Das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel, das von dem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemitteleinlassabschnitt 233b einströmt, strömt, wie durch gestrichelte Linienpfeile in 2 und dergleichen angezeigt ist, wird mit dem bypassseitigen Kältemittel zusammengeführt und strömt von dem Mischkältemittelausströmungsabschnitt 233c aus. Eine Sauganschlussseite des Verdichters 11 ist mit dem Mischkältemittelausströmungsabschnitt 233c verbunden.
Das Kältemittel, das durch homogenes Mischen des bypassseitigen Kältemittels und des dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittels erhalten wird, ist als ein ideales gemischtes Kältemittel definiert. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird als der Mischabschnitt 23 einer mit einer Wärmeaustauschleistung in dem Ausmaß, dass die Enthalpie des saugseitigen Kältemittels, das tatsächlich von dem Mischkältemittelausströmungsabschnitt 233c zu der Sauganschlussseite des Verdichters 11 ausströmt, im Wesentlichen gleich ist wie die Enthalpie des ideal gemischten Kältemittels in dem Heißgasheizmodus, der nachstehend beschrieben ist, angewandt.
In anderen Worten wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als der Mischabschnitt 23 einer mit einer Wärmeaustauschleistung angewandt, bei dem ein Absolutwert der Enthalpiedifferenz, die durch Subtrahieren der Enthalpie des ideal gemischten Kältemittels von der Enthalpie des saugseitigen Kältemittels erhalten wird, gleich ist wie oder kleiner ist als ein vorbestimmter Referenzwert in dem Heißgasheizmodus. Als der Referenzwert ist ein Wert, der die Lebensdauer des Verdichters 11 aufgrund der Variation bei einer Enthalpiedifferenz nicht nachteilig beeinflusst, festgelegt.
Nachstehend ist der Heizkühlmittelkreislauf 30 beschrieben. Der Heizkühlmittelkreislauf 30 ist ein hochtemperaturseitiger Wärmemediumkreislauf, in dem das Heizkühlmittel zirkuliert. In dem Heizkühlmittelkreislauf 30 wird eine wässrige Ethylenglykollösung als das Heizkühlmittel angewandt. Wie in 1 dargestellt ist, sind ein Wasserdurchgang 132 des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers 13, eine Heizkühlmittelpumpe 31, ein Heizerkern 32 und dergleichen mit dem Heizkühlmittelkreislauf 30 verbunden.
Die Heizkühlmittelpumpe 31 ist eine Wasserpumpe, die das Heizkühlmittel zu einer Einlassseite des Wasserdurchgangs 132 des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers 13 pumpt. Die Heizkühlmittelpumpe 31 ist eine elektrische Pumpe, deren Anzahl an Umdrehungen beziehungsweise Drehzahl (das heißt eine Pumpleistung) durch die Steuerungsspannungsausgabe von dem Steuerungsgerät 60 gesteuert wird.
Eine Kühlmitteleinlassseite des Heizerkerns 32 ist mit einem Auslass des Wasserdurchgangs 132 des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers 13 verbunden. Der Heizerkern 32 ist ein Heizwärmeaustauschabschnitt, der Wärme zwischen dem Heizkühlmittel, das durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 geheizt wird, und der Luft, die durch den Innenverdampfer 18 hindurchgetreten ist, austauscht, um die Luft zu heizen (erwärmen). Der Heizerkern 32 ist in dem Gehäuse 51 der Innenklimatisierungseinheit 50 angeordnet.
Eine Sauganschlussseite der Heizkühlmittelpumpe 31 ist mit einem Kühlmittelauslass des Heizerkerns 32 verbunden. Daher bildet in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 der Kältekreislaufvorrichtung 10 und jede Komponente des Heizkühlmittelkreislaufs 30 einen Heizabschnitt, der die Luft durch Verwendung (mittels) des Kältemittels, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, als eine Wärmequelle heizt.
Demgemäß ist der Aufnehmerabschnitt 13b des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers 13 ein hochdruckseitiger Gas-Flüssigkeitsabscheider, der das Kältemittel, das von dem Kondensationsabschnitt 13a, der den Heizabschnitt ausbildet, ausströmt, in Gas und Flüssigkeit abscheidet (trennt) und das abgeschiedene Flüssigkeitsphasenkältemittel als ein überschüssiges Kältemittel des Kreislaufs speichert. Die zweite Dreiwegeverbindungsstelle 12b der Kältekreislaufvorrichtung 10 ist ein stromabwärtiger Abzweigabschnitt, der die Strömung des Kältemittels, das von dem Heizabschnitt ausströmt, abzweigt.
Nachstehend ist der Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40 beschrieben. Der Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40 ist ein niedertemperaturseitiger Wärmemediumkreislauf, in dem das Vorrichtungskühlmittel zirkuliert. Als das Vorrichtungskühlmittel kann die gleiche Fluidart wie das Heizkühlmittel angewandt werden. Wie in 1 dargestellt ist, sind ein Wasserdurchgang des Kühlers 19, eine Vorrichtungskühlmittelpumpe 41 und ein Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70 und dergleichen mit dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40 verbunden.
Die Vorrichtungskühlmittelpumpe 41 ist eine Wasserpumpe, die das Vorrichtungskühlmittel zu einer Einlassseite des Wasserdurchgangs des Kühlers 19 pumpt. Die Vorrichtungskühlmittelpumpe 41 hat dieselbe Grundstruktur wie die der Heizkühlmittelpumpe 31. Eine Einlassseite des Kühlmitteldurchgangs 70a der Batterie 70 ist mit einem Auslass des Wasserdurchgangs des Kühlers 19 verbunden.
Die Batterie 70 speichert Energie, die zu einer Vielzahl von elektrischen Fahrzeugvorrichtungen zugeführt wird. Die Batterie 70 ist eine zusammengebaute Batterie, die durch elektrisches Verbinden einer Vielzahl von Batteriezellen in Serie oder parallel geschaltet ausgebildet ist. Die Batteriezelle ist eine aufladbare/entladbare Sekundärbatterie (ein Akkumulator) (in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Lithium-Ionen-Batterie). Die Batterie 70 ist durch Stapeln einer Vielzahl der Batteriezellen in einer im Wesentlichen viereckigen Parallelepipedform ausgebildet und ist in einem bestimmten Gehäuse aufgenommen.
Die Batterie 70 ist eine Wärmeerzeugungsvorrichtung, die Wärme während eines Betriebs (das heißt zu der Zeit des Aufladens und Entladens) erzeugt. Bei der Sekundärbatterie, die die Batterie 70 ausbildet, ist es wahrscheinlich, dass sie sich bei einer hohen Temperatur verschlechtert. In der Sekundärbatterie ist es weniger wahrscheinlich, dass eine chemische Reaktion bei einer niedrigen Temperatur auftritt, und es ist wahrscheinlich, dass die Ausgabe (Leistung, Ausgabeleistung) der Sekundärbatterie verringert ist. Daher ist es wünschenswert, dass die Temperatur der Sekundärbatterie innerhalb eines geeigneten Temperaturbereichs (in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Temperatur 15°C oder höher und 55°C oder niedriger) gehalten wird, in dem eine Aufladungs-/Entladungsleistung der Sekundärbatterie ausreichend verwendet (angewandt) werden kann.
Daher ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Kühlmitteldurchgang 70a, durch den das Vorrichtungskühlmittel strömt, in dem bestimmten Gehäuse der Batterie 70 ausgebildet. Die Durchgangsgestaltung des Kühlmitteldurchgangs 70a ist eine Durchgangsgestaltung, in der eine Vielzahl von Durchgängen parallel geschaltet in dem bestimmten Gehäuse verbunden sind. Demgemäß ist der Kühlmitteldurchgang 70a ausgebildet, um Wärme zwischen dem Vorrichtungskühlmittel, das innerhalb zirkuliert, und allen Batteriezellen gleichmäßig auszutauschen. Eine Sauganschlussseite der Vorrichtungskühlmittelpumpe 41 ist mit einem Auslass des Kühlmitteldurchgangs 70a verbunden.
Demgemäß ist das Vorrichtungskühlmittel ein Wärmeaustauschzielfluid. Der Kühlmitteldurchgang 70a ist ein Wärmeaustauschabschnitt für eine Wärmeerzeugungsvorrichtung, der Wärme zwischen der Batterie 70 und dem Vorrichtungskühlmittel und zwischen der Batterie 70 und dem Wärmeaustauschzielfluid austauscht.
Nachstehend ist die Innenklimatisierungseinheit 50 in Bezug auf 6 beschrieben. Die Innenklimatisierungseinheit 50 ist eine Einheit zum Blasen der Luft, die auf eine Temperatur eingestellt ist, die für eine Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums geeignet ist, zu einer geeigneten Stelle in dem Fahrzeuginnenraum. Die Innenklimatisierungseinheit 50 ist innerhalb eines Instrumentenpaneels an dem vorderen Abschnitt des Fahrzeuginnenraums angeordnet.
In der Innenklimatisierungseinheit 50 sind der Innenventilator 52, der Innenverdampfer 18 der Kältekreislaufvorrichtung 10, der Heizerkern 32 des Heizkühlmittelkreislaufs 30 und dergleichen in dem Gehäuse 51, das einen Luftdurchgang der Luft ausbildet, aufgenommen. Das Gehäuse 51 ist aus einem Harz (zum Beispiel Polypropylen) mit einem gewissen Grad an Elastizität und exzellenter Festigkeit ausgebildet.
Eine Innen-/Außenluftumschaltvorrichtung 53 ist an der am weitesten stromaufwärtig gelegenen Seite des Gehäuses 51 in einer Luftströmungsrichtung angeordnet. Die Innen-/Außenluftumschaltvorrichtung 53 führt ein Umschalten zwischen einer Innenluft (Luft innerhalb des Fahrzeuginnenraums) und einer Außenluft (Luft außerhalb des Fahrzeuginnenraums) aus und bringt die umgeschaltete Luft in das Gehäuse 51 ein. Ein Betrieb der Innen-/Außenluftumschaltvorrichtung 53 wird durch die Steuerungssignalausgabe von dem Steuerungsgerät 60 gesteuert.
Der Innenventilator 52 ist an der stromabwärtigen Seite der Innen-/Außenluftumschaltvorrichtung 53 in der Luftströmungsrichtung angeordnet. Der Innenventilator 52 ventiliert Luft, die durch die Innen-/Außenluftumschaltvorrichtung 53 angesaugt wird, zu dem Fahrzeuginnenraum. Der Innenventilator 52 ist ein elektrischer Ventilator, dessen Anzahl an Umdrehungen beziehungsweise Drehzahl (das heißt eine Ventilationsleistung) durch die Steuerungsspannungsausgabe von dem Steuerungsgerät 60 gesteuert wird.
Der Innenverdampfer 18 und der Heizerkern 32 sind in dieser Reihenfolge in Bezug auf die Strömung der Luft an der stromabwärtigen Seite des Innenventilators 52 in der Luftströmungsrichtung angeordnet. Das heißt, der Innenverdampfer 18 ist an der stromaufwärtigen Seite der Luftströmung von dem Heizerkern 32 angeordnet. In dem Gehäuse 51 ist ein Kaltluftbypassdurchgang 55, durch den die Luft, nachdem sie durch den Innenverdampfer 18 hindurchtritt, durch Umgehen des Heizerkerns 32 stromabwärtig strömt, ausgebildet.
Eine Luftmischklappe 54 ist an der stromabwärtigen Seite des Innenverdampfers 18 in der Luftströmungsrichtung und an der stromaufwärtigen Seite des Heizerkerns 32 in der Luftströmungsrichtung angeordnet. Die Luftmischklappe 54 ist ein Luftvolumenverhältniseinstellabschnitt, der ein Luftvolumenverhältnis zwischen einem Luftvolumen, das durch den Heizerkern 32 hindurchtritt, und einem Luftvolumen, das durch den Kaltluftbypassdurchgang 55 hindurchtritt, in der Luft einstellt, nachdem sie durch den Innenverdampfer 18 hindurchgetreten ist. Ein Betrieb eines elektrischen Luftmischklappenantriebsstellglieds wird durch die Steuerungssignalausgabe von dem Steuerungsgerät 60 gesteuert.
Ein Mischraum 56 ist an der stromabwärtigen Seite des Heizerkerns 32 und des Kaltluftbypassdurchgangs 55 in der Luftströmungsrichtung vorgesehen. Der Mischraum 56 ist ein Raum zum Mischen der Luft, die durch den Heizerkern 32 geheizt wird, und der Luft, die durch den Kaltluftbypassdurchgang 55 hindurchtritt und nicht geheizt wird. Eine Vielzahl von Öffnungslöchern (nicht dargestellt) zum Blasen der Luft, die in dem Mischraum 56 gemischt und deren Temperatur eingestellt wird, in den Fahrzeuginnenraum ist an der am weitesten stromabwärtig gelegenen Seite des Gehäuses 51 in der Luftströmungsrichtung angeordnet.
Eine Vielzahl von Öffnungslöchern steht mit einer Vielzahl von Ausblasanschlüssen in Verbindung, die in dem Fahrzeuginnenraum ausgebildet sind. Als eine Vielzahl von Ausblasanschlüssen sind ein Gesichtsausblasanschluss, ein Fußausblasanschluss und ein Entfrostungsausblasanschluss vorgesehen. Der Gesichtsausblasanschluss ist ein Ausblasanschluss, der die Luft zu einem Oberkörper eines Insassen hin ausbläst. Der Fußausblasanschluss ist ein Ausblasanschluss, der die Luft zu einem Fuß des Insassen hin ausbläst. Der Entfrostungsausblasanschluss ist ein Ausblasanschluss, der die Luft zu einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs hin ausbläst.
Demgemäß wird die Temperatur der klimatisierten Luft, die in dem Mischraum 56 gemischt wird, durch die Luftmischklappe 54 eingestellt, die das Luftvolumenverhältnis zwischen dem Luftvolumen, das durch den Heizerkern 32 hindurchtritt, und dem Luftvolumen, das durch den Kaltluftbypassdurchgang 55 hindurchtritt, einstellt. Als Ergebnis wird die Temperatur der Luft, die in den Fahrzeuginnenraum von jedem der Ausblasanschlüsse geblasen wird, eingestellt.
Nachstehend ist die elektrische Steuerungseinheit gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben. Das Steuerungsgerät 60 weist einen bekannten Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM und dergleichen und periphere Schaltkreise davon auf. Das Steuerungsgerät 60 führt verschiedene Berechnungen und Prozesse auf der Grundlage eines Steuerungsprogramms aus, das in dem ROM gespeichert ist. Das Steuerungsgerät 60 steuert die Betriebe der verschiedenen Steuerungszielvorrichtungen 11, 14a bis 14d, 22b, 22c, 31, 41, 52, 53 und dergleichen, die mit der Ausgabeseite verbunden sind, auf der Grundlage der Berechnungs- und Prozessergebnisse.
Wie in dem Blockschaubild von 7 dargestellt ist, sind verschiedene Steuerungssensoren mit der Eingabeseite des Steuerungsgeräts 60 verbunden. Insbesondere sind ein Innenlufttemperatursensor 61a, ein Außenlufttemperatursensor 61b, ein Solarstrahlungssensor 61c, ein erster Kältemitteldrucksensor 62a, ein zweiter Kältemitteldrucksensor 62b, ein dritter Kältemitteldrucksensor 62c, ein erster Kältemitteltemperatursensor 63a, ein zweiter Kältemitteltemperatursensor 63b, ein dritter Kältemitteltemperatursensor 63c, ein Verdampfertemperatursensor 63d, ein Temperatursensor für klimatisierte Luft 63e, ein Batterietemperatursensor 64, ein Heizkühlmitteltemperatursensor 65a, ein Vorrichtungskühlmitteltemperatursensor 65b und dergleichen verbunden. Erfassungssignale dieser Steuerungssensorgruppen werden zu dem Steuerungsgerät 60 eingegeben.
Der Innenlufttemperatursensor 61a ist ein Innenlufttemperaturdetektor, der eine Fahrzeuginnenraumtemperatur (Innenlufttemperatur) Tr erfasst. Der Außenlufttemperatursensor 61b ist ein Außenlufttemperaturdetektor, der eine Fahrzeugaußentemperatur (Außenlufttemperatur) Tam erfasst. Der Solarstrahlungssensor 61c ist ein Solarstrahlungsausmaßdetektor, der ein Solarstrahlungsausmaß As erfasst, mit dem die Solarstrahlung auf den Fahrzeuginnenraum (das Fahrzeuginnere) auftrifft.
Der erste Kältemitteldrucksensor 62a ist ein Hochdruckdetektor, der einen ersten Druck P1 erfasst, der ein Druck des Hochdruckkältemittels ist, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird. Der zweite Kältemitteldrucksensor 62b ist ein Außeneinheitsdruckdetektor, der einen zweiten Druck P2 erfasst, der ein Druck des Kältemittels an der Auslassseite des Außenwärmetauschers 15 ist. Der dritte Kältemitteldrucksensor 62c ist ein Mischerdruckdetektor, der einen dritten Druck P3 erfasst, der ein Druck des Kältemittels an der Auslassseite des Mischabschnitts 23 ist.
Der erste Kältemitteltemperatursensor 63a ist ein Hochdrucktemperaturdetektor, der eine erste Temperatur T1 erfasst, die eine Temperatur des Kältemittels ist, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird und in den Kältemitteldurchgang 131 des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers 13 strömt. Der zweite Kältemitteltemperatursensor 63b ist ein Außeneinheitstemperaturdetektor, der eine zweite Temperatur T2 erfasst, die eine Temperatur des Kältemittels an der Auslassseite des Außenwärmetauschers 15 ist. Der dritte Kältemitteltemperatursensor 63c ist ein Mischertemperaturdetektor, der eine dritte Temperatur T3 erfasst, die eine Temperatur des Kältemittels an der Auslassseite des Mischabschnitts 23 ist.
Der Verdampfertemperatursensor 63d ist ein Verdampfertemperaturdetektor, der eine Kältemittelverdampfungstemperatur (Verdampfertemperatur) Tefin in dem Innenverdampfer 18 erfasst. Insbesondere erfasst der Verdampfertemperatursensor 63d die Temperatur der Wärmeaustauschlamelle des Innenverdampfers 18. Der Temperatursensor für klimatisierte Luft 63e ist ein Temperaturdetektor für klimatisierte Luft, der eine Lufttemperatur TAV erfasst, die in den Fahrzeuginnenraum von dem Mischraum geblasen wird.
Der Batterietemperatursensor 64 ist ein Batterietemperaturdetektor, der eine Batterietemperatur TB erfasst, die eine Temperatur der Batterie 70 ist. Der Batterietemperatursensor 64 weist eine Vielzahl von Temperaturdetektoren auf und erfasst Temperaturen einer Vielzahl von Stellen der Batterie 70. Daher kann das Steuerungsgerät 60 auch eine Temperaturverteilung von jedem Teil der Batterie 70 erfassen. Als die Batterietemperatur TB wird ein Durchschnittswert der Erfassungswerte der Vielzahl von Temperatursensoren verwendet.
Der Heizkühlmitteltemperatursensor 65a ist ein Heizkühlmitteltemperaturdetektor, der eine Heizkühlmitteltemperatur TWH erfasst, die eine Temperatur des Heizkühlmittels ist, das in den Heizerkern 32 strömt. Der Vorrichtungskühlmitteltemperatursensor 65b ist ein Vorrichtungskühlmitteltemperaturdetektor, der eine Vorrichtungskühlmitteltemperatur TWL erfasst, die eine Temperatur des Vorrichtungskühlmittels ist, das in den Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70 strömt.
Wie in 7 dargestellt ist, ist ein Betriebspaneel 69, das in der Umgebung des Instrumentenpaneels in dem vorderen Abschnitt des Fahrzeuginnenraums angeordnet ist, mit der Eingabeseite des Steuerungsgeräts 60 verbunden. Betriebssignale von verschiedenen Betriebsschaltern, die an dem Betriebspaneel 69 vorgesehen sind, werden zu dem Steuerungsgerät 60 eingegeben.
Spezifische Beispiele der verschiedenen Betriebsschalter, die an dem Betriebspaneel 69 vorgesehen sind, weisen einen Autoschalter, einen Klimaanlagenschalter, einen Luftvolumenfestlegungsschalter und einen Temperaturfestlegungsschalter auf.
Der Autoschalter ist ein Betriebsschalter, der einen automatischen Steuerungsbetrieb der Fahrzeugklimaanlage festlegt oder aufhebt. Der Klimaanlagenschalter ist ein Betriebsschalter, der anfordert, dass der Innenverdampfer 18 die Luft kühlt. Der Luftvolumenfestlegungsschalter ist ein Betriebsschalter, der das Luftvolumen des Innenventilators 52 manuell festlegt. Der Temperaturfestlegungsschalter ist ein Betriebsschalter, der eine festgelegte Temperatur Tset in dem Fahrzeuginnenraum festlegt.
Das Steuerungsgerät 60 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist einstückig mit Steuerungseinheiten gestaltet, die verschiedene Steuerungszielvorrichtungen steuern, die mit einer Ausgabeseite davon verbunden sind. Demgemäß bilden Gestaltungen (Hardware und Software), die den Betrieb jeder Steuerungszielvorrichtung steuern, jeweils die Steuerungseinheiten, die den Betrieb jeder Steuerungszielvorrichtung steuern.
Zum Beispiel bilden in dem Steuerungsgerät 60 Gestaltungen, die die Kältemittelabgabeleistung des Verdichters 11 (insbesondere die Anzahl der Umdrehungen beziehungsweise die Drehzahl des Verdichters 11) eine Abgabeleistungssteuerungseinheit 60a. Gestaltungen, die Betriebe des Heizexpansionsventils 14a, des Luftkühlexpansionsventils 14b, des Kühlexpansionsventils 14c und des Bypassströmungseinstellventils 14d steuern, bilden eine Kältemittelströmungsratensteuerungseinheit 60b. Gestaltungen, die Betriebe des zweiten Durchgangsöffnungs-/schließventils 22a, des Niederdruckdurchgangsöffnungs-/schließventils 22b und dergleichen steuern, die die Kältemittelkreislaufumschaltabschnitte sind, bilden eine Kältemittelkreislaufsteuerungseinheit 60c.
Nachstehend ist der Betrieb der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit der vorstehenden Gestaltung beschrieben. In der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels werden verschiedene Betriebsmodi umgeschaltet, um eine Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums und eine Temperatureinstellung der Batterie 70 auszuführen.
Insbesondere schaltet die Fahrzeugklimaanlage als einen Klimatisierungsbetriebsmodus (a) einen Luftkühlmodus, (b) einen seriellen Entfeuchtungs- und Heizmodus, (c) einen parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus, (d) einen parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus, (e) einen Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus, (f) einen Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus und (g) einen Heißgasheizmodus um. Die Fahrzeugklimaanlage führt den Betrieb in dem Vorrichtungskühlmodus, in dem die Batterie 70 gekühlt wird, bei Bedarf in den Betriebsmodi (a) bis (f) aus.
Ein Umschalten zwischen den verschiedenen Betriebsmodi wird durch Ausführen eines Klimatisierungssteuerungsprogramms, das im Voraus in dem Steuerungsgerät 60 gespeichert ist, ausgeführt. Das Klimatisierungssteuerungsprogramm wird ausgeführt, wenn der Autoschalter des Betriebspaneels 69 eingeschaltet (EIN) ist.
In dem Klimatisierungssteuerungsprogramm wird der Betriebsmodus auf der Grundlage von Erfassungssignalen von verschiedenen Steuerungssensoren und eines Betriebssignals des Betriebspaneels umgeschaltet. Insbesondere wird in dem Klimatisierungssteuerungsprogramm des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Klimatisierungsbetriebsmodus vor allem auf der Grundlage der Außenlufttemperatur Tam umgeschaltet, die durch den Außenlufttemperatursensor 61b erfasst wird. Nachstehend ist der Betrieb jedes Betriebsmodus ausführlich beschrieben.
(a) Luftkühlmodus
Der Luftkühlmodus ist ein Betriebsmodus, in dem gekühlte Luft in den Fahrzeuginnenraum geblasen wird, um den Fahrzeuginnenraum zu kühlen. Der Luftkühlmodus ist ein Betriebsmodus, der umgeschaltet wird, wenn der Klimaanlagenschalter durch den Betrieb (die Betätigung) des Insassen eingeschaltet wird oder wenn die Außenlufttemperatur Tam, die durch den Außenlufttemperatursensor 61b erfasst wird, 25°C oder höher ist.
In dem Luftkühlmodus schließt das Steuerungsgerät 60 das zweite Durchgangsöffnungs-/schließventil 22a und schließt das Niederdruckdurchgangsöffnung/schließventil 22b. Das Steuerungsgerät 60 stellt das Heizexpansionsventil 14a in einen vollständig geöffneten Zustand, das Luftkühlexpansionsventil 14b in einen gedrosselten Zustand, das eine Kältemitteldekompressionswirkung ausübt, und das Bypassströmungseinstellventil 14d in einen vollständig geschlossenen Zustand.
Daher zirkuliert in der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem Luftkühlmodus, wie durch durchgezogene Pfeile in 8 angezeigt ist, das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13, das Heizexpansionsventil 14a, das vollständig geöffnet ist, den Außenwärmetauscher 15, das erste Rückschlagventil 16a, die Vierwegeverbindungsstelle 17, das Luftkühlexpansionsventil 14b, den Innenverdampfer 18, das Verdampfungsdruckeinstellventil 20, das zweite Rückschlagventil 16b, den Mischabschnitt 23 und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge. In 8 ist die Strömung des Kältemittels in dem Luftkühlmodus während einer Ausführung des Vorrichtungskühlmodus durch durchgezogene Pfeile angezeigt.
Das Steuerungsgerät 60 steuert geeignet den Betrieb der weiteren/anderen Steuerungszielvorrichtungen. Zum Beispiel wird die Kältemittelabgabeleistung des Verdichters 11 derart gesteuert, dass die Verdichtertemperatur Tefin, die durch den Verdampfertemperatursensor 63d erfasst wird, sich einer Sollverdampfertemperatur TEO annähert.
Die Sollverdampfertemperatur TEO wird auf der Grundlage einer Sollblaslufttemperatur TAO in Bezug auf ein Steuerungskennfeld bestimmt, das im Voraus in dem Steuerungsgerät 60 gespeichert ist.
Die Sollblaslufttemperatur TAO ist eine Solltemperatur der Luft, die in den Fahrzeuginnenraum geblasen wird. Die Sollblaslufttemperatur TAO wird mittels der Innenlufttemperatur Tr, die durch den Innenlufttemperatursensor 61a erfasst wird, der Außenlufttemperatur Tam, dem Solarstrahlungsausmaß As, das durch den Solarstrahlungssensor 61c erfasst wird, und der festgelegten Temperatur Tset, die durch den Temperaturfestlegungsschalter festgelegt wird, berechnet. In dem Steuerungskennfeld wird die Sollverdampfertemperatur TEO bestimmt, um sich zu erhöhen, wenn sich die Sollblaslufttemperatur TAO erhöht.
Das Steuerungsgerät 60 steuert den Drosselöffnungsgrad des Luftkühlexpansionsventils 14b derart, dass der Überhitzungsgrad SH des Kältemittels an der Auslassseite des Mischabschnitts 23 sich einem vorbestimmten Referenzüberhitzungsgrad KSH (in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 5°C) annähert. Der Superüberhitzungsgrad SH wird mittels des dritten Drucks P3, der durch den dritten Kältemitteldrucksensor 62c erfasst wird, und die dritte Temperatur T3, die durch den dritten Kältemitteltemperatursensor 63c erfasst wird, berechnet.
Das Steuerungsgerät 60 steuert eine Wasserpumpleistung jeder der Heizkühlmittelpumpe 31 und der Vorrichtungskühlmittelpumpe 41, um eine vorbestimmte Luftkühlmodusreferenzpumpleistung auszuüben.
Das Steuerungsgerät 60 steuert die Ventilationsleistung des Innenventilators 52 auf der Grundlage der Sollblaslufttemperatur TAO in Bezug auf das Steuerungskennfeld, das im Voraus in dem Steuerungsgerät 60 gespeichert ist. In dem Steuerungskennfeld wird die Ventilationsleistung derart bestimmt, dass ein Ventilationsausmaß maximiert wird, wenn die Sollblaslufttemperatur TAO in einem kyrogenen Temperaturbereich oder einem extrem hohen Temperaturbereich liegt, und das Ventilationsausmaß verringert sich allmählich von dem kyrogenen Temperaturbereich oder dem extrem hohen Temperaturbereich zu einem Zwischentemperaturbereich hin.
Das Steuerungsgerät 60 bewirkt, dass das elektrische Luftmischklappenantriebsstellglied die Luftmischklappe 54 derart verstellt, dass die Lufttemperatur TAV, die durch den Temperatursensor für klimatisierte Luft 63e erfasst wird, sich der Sollblaslufttemperatur TAO annähert. In dem Luftkühlmodus wird die Luftmischklappe 54 derart verstellt, dass der Kaltluftbypassdurchgang 55 im Wesentlichen vollständig geöffnet wird und der Luftdurchgang an der Seite des Heizerkerns 32 vollständig geschlossen wird.
Daher zirkuliert in dem Heizerkern 32 des Heizkühlmittelkreislaufs 30 in dem Luftkühlmodus das Heizkühlmittel, wie durch einen dünnen gestrichelten Linienpfeil in 8 angezeigt ist, jedoch wird der Wärmeaustausch zwischen dem Heizkühlmittel und der Luft kaum ausgeführt. Wenn die Temperatur des Heizkühlmittels gleich wird wie die Temperatur des Hochdruckkältemittels, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, wird der Wärmeaustausch zwischen dem Hochdruckkältemittel und dem Heizkühlmittel auch in dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 kaum ausgeführt.
Demgemäß ist in der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem Luftkühlmodus ein Dampfverdichtungskältekreislauf gestaltet, in dem der Außenwärmetauscher 15 als ein Kondensator dient (arbeitet, funktioniert), der das Kältemittel kondensiert, und der Innenverdampfer 18 als ein Verdampfer wirkt (dient, arbeitet), der das Kältemittel verdampft. In dem Außenwärmetauscher 15 gibt das Kältemittel Wärme zu der Außenluft ab und wird kondensiert. In dem Innenverdampfer 18 nimmt das Kältemittel Wärme von der Luft auf und wird verdampft. Demgemäß wird die Luft gekühlt.
In der Innenklimatisierungseinheit 50 in dem Luftkühlmodus wird die Luft, die durch den Innenverdampfer 18 gekühlt wird, in den Fahrzeuginnenraum über den Kaltluftbypassdurchgang 55 geblasen. Demgemäß wird eine Luftkühlung des Fahrzeuginnenraums realisiert.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem Luftkühlmodus wird das Bypassströmungseinstellventil 14d vollständig geschlossen. Daher strömt das bypassseitige Kältemittel nicht in den Mischabschnitt 23. Demgemäß strömt in dem Luftkühlmodus das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel, das in den Mischabschnitt 23 strömt, von dem Mischabschnitt 23 aus, ohne dass es Wärme mit dem bypassseitigen Kältemittel in dem Mischabschnitt 23 austaucht oder dass es damit in dem Mischabschnitt 23 gemischt wird.
Die Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann den Vorrichtungskühlmodus, in dem die Batterie 70 gekühlt wird, in dem Luftkühlmodus ausführen. Der Vorrichtungskühlmodus wird ausgeführt, wenn die Batterietemperatur TB, die durch den Batterietemperatursensor 64 erfasst wird, gleich ist wie oder höher ist als eine vorbestimmte Referenzbatterietemperatur KTB. Wenn der Vorrichtungskühlmodus ausgeführt wird, steuert das Steuerungsgerät 60 nicht nur den Betrieb der Steuerungszielvorrichtung in einer ähnlichen Weise wie in dem Luftkühlmodus, sondern stellt auch das Kühlexpansionsventil 14c in den gedrosselten Zustand.
Demgemäß strömt in der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem Vorrichtungskühlmodus, wie durch durchgezogene Pfeile in 8 angezeigt ist, das Kältemittel, das an der Vierwegeverbindungsstelle 17 abzweigt, durch das Kühlexpansionsventil 14c, den Kühler (Chiller) 19 und den Mischabschnitt 23 in dieser Reihenfolge. Das heißt, in dem Luftkühlmodus wird während der Ausführung des Vorrichtungskühlmodus die Strömung des Kältemittels, das von dem Außenwärmetauscher 15 ausströmt, zu dem Kältemittelkreislauf umgeschaltet, in dem der Innenverdampfer 18 parallel geschaltet mit dem Kühler 19 verbunden ist.
Das Steuerungsgerät 60 steuert den Drosselöffnungsgrad des Kühlexpansionsventil 14c derart, dass die Vorrichtungskühlmitteltemperatur TWL, die durch den Vorrichtungskühlmitteltemperatursensor 65b erfasst wird, sich einer vorbestimmten Sollvorrichtungswassertemperatur TWLO annähert. Die Sollvorrichtungswassertemperatur TWLO ist derart festgelegt, dass die Batterietemperatur TB innerhalb eines geeigneten Temperaturbereichs der Batterie 70 gehalten wird.
Demgemäß nimmt in der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem Luftkühlmodus während der Ausführung des Vorrichtungskühlmodus das Kältemittel, das in den Kühler 19 strömt, Wärme von dem Vorrichtungskühlmittel auf und wird verdampft. Demgemäß wird das Vorrichtungskühlmittel gekühlt.
In dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40 in dem Luftkühlmodus während der Ausführung des Vorrichtungskühlmodus strömt, wie durch den dünnen gestrichelten Linienpfeil in 8 angezeigt ist, das Vorrichtungskühlmittel, das in dem Kühler 19 gekühlt wird, durch den Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70. Demgemäß wird die Batterie 70 gekühlt.
Als Ergebnis kann in dem Luftkühlmodus während der Ausführung des Vorrichtungskühlmodus die Batterie 70 gekühlt werden, während der Fahrzeuginnenraum gekühlt wird. In einem Fall, in dem der Vorrichtungskühlmodus in dem Luftkühlmodus nicht ausgeführt wird, ist es nur erforderlich, dass das Steuerungsgerät 60 das Kühlexpansionsventil 14c in den vollständig geschlossenen Zustand stellt.
(b) Serieller Entfeuchtungs- und Heizmodus
Der serielle Entfeuchtungs- und Heizmodus ist ein Betriebsmodus, in dem gekühlte und entfeuchtete Luft wieder geheizt und in den Fahrzeuginnenraum geblasen wird, um den Fahrzeuginnenraum zu entfeuchten und zu heizen. Der serielle Entfeuchtungs- und Heizmodus ist ein Betriebsmodus, der umgeschaltet wird, wenn die Außenlufttemperatur Tam 10°C oder höher und niedriger als 25°C ist.
In dem seriellen Entfeuchtungs- und Heizmodus schließt das Steuerungsgerät 60 das zweite Durchgangsöffnungs-/schließventil 22a und schließt das Niederdruckdurchgangsöffnungs-/schließventil 22b. Das Steuerungsgerät 60 stellt das Heizexpansionsventil 14a in einen gedrosselten Zustand, das Luftkühlexpansionsventil 14b in den gedrosselten Zustand und das Bypassströmungseinstellventil 14d in einen vollständig geschlossenen Zustand.
Daher zirkuliert in der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem seriellen Entfeuchtungs- und Heizmodus in der gleichen Weise wie in dem Luftkühlmodus, wie durch die durchgezogenen Pfeile in 8 angezeigt ist, das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13, das Heizexpansionsventil 14a, den Außenwärmetauscher 15, das erste Rückschlagventil 16a, die Vierwegeverbindungsstelle 17, das Luftkühlexpansionsventil 14b, den Innenverdampfer 18, das Verdampfungsdruckeinstellventil 20, das zweite Rückschlagventil 16b, den Mischabschnitt 23 und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge.
Das Steuerungsgerät 60 steuert geeignet den Betrieb der weiteren/anderen Steuerungszielvorrichtungen. Zum Beispiel wird der Verdichter 11 in einer gleichen Weise wie in dem Luftkühlmodus gesteuert.
Das Steuerungsgerät 60 steuert den Drosselöffnungsgrad von sowohl dem Heizexpansionsventil 14a als auch dem Luftkühlexpansionsventil 14b derart, dass der Überhitzungsgrad SH des Kältemittels an der Auslassseite des Mischabschnitts 23 sich dem Referenzüberhitzungsgrad KSH annähert. Insbesondere wird in dem seriellen Entfeuchtungs- und Heizmodus der Drosselöffnungsgrad des Heizexpansionsventils 14a verringert und wird der Drosselöffnungsgrad des Luftkühlexpansionsventils 14b erhöht, wenn sich die Sollblaslufttemperatur TAO erhöht.
Das Steuerungsgerät 60 steuert die Heizkühlmittelpumpe 31, die Vorrichtungskühlmittelpumpe 41, den Innenventilator 52 und das elektrische Luftmischklappenantriebsstellglied in der gleichen Weise wie in dem Luftkühlmodus.
Demgemäß funktioniert in der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem seriellen Entfeuchtungs- und Heizmodus der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 als ein Kondensator und funktioniert der Innenverdampfer 18 als ein Verdampfer. In einem Fall, in dem die Sättigungstemperatur des Kältemittels in dem Außenwärmetauscher 15 höher ist als die Außenlufttemperatur Tam, ist der Dampfverdichtungskältekreislauf, in dem der Außenwärmetauscher 15 als ein Kondensator funktioniert, gestaltet beziehungsweise gebildet. In einem Fall, in dem die Sättigungstemperatur des Kältemittels in dem Außenwärmetauscher 15 niedriger ist als die Außenlufttemperatur Tam, ist der Dampfverdichtungskältekreislauf, in dem der Außenwärmetauscher 15 als ein Verdampfer funktioniert, gebildet/gestaltet.
In dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 gibt das Kältemittel Wärme zu dem Heizkühlmittel ab und wird kondensiert. Demgemäß wird das Heizkühlmittel geheizt. In dem Innenverdampfer 18 nimmt das Kältemittel Wärme von der Luft auf und wird verdampft. Demgemäß wird die Luft gekühlt.
In dem Heizkühlmittelkreislauf 30 in dem seriellen Entfeuchtungs- und Heizmodus wird, wie durch den dünnen gestrichelten Linienpfeil in 8 angezeigt ist, das Heizkühlmittel, das durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 geheizt wird, zu dem Heizerkern 32 gepumpt. Das Heizkühlmittel, das in den Heizerkern 32 strömt, gibt Wärme zu der Luft ab, die durch den Innenverdampfer 18 gekühlt wird.
In der Innenklimatisierungseinheit 50 in dem seriellen Entfeuchtungs- und Heizmodus wird die Luft, die durch den Innenverdampfer 18 gekühlt und entfeuchtet wird, durch den Heizerkern 32 wieder geheizt und in den Fahrzeuginnenraum geblasen. Demgemäß wird ein Entfeuchten und Heizen des Fahrzeuginnenraums realisiert.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem seriellen Entfeuchtungs- und Heizmodus wird der Drosselöffnungsgrad des Heizexpansionsventils 14a verringert und wird der Drosselöffnungsgrad des Luftkühlexpansionsventils 14b erhöht, wenn sich die Sollblaslufttemperatur TAO erhöht. Demgemäß kann die Heizleistung der Luft in dem Heizerkern 32 verbessert werden, wenn sich die Sollblaslufttemperatur TAO erhöht.
Insbesondere kann, wenn die Sättigungstemperatur des Kältemittels in dem Au-ßenwärmetauscher 15 höher ist als die Außenlufttemperatur Tam, die Sättigungstemperatur des Kältemittels in dem Außenwärmetauscher 15 verringert werden und wird eine Temperaturdifferenz zwischen der Sollblaslufttemperatur TAO und der Außenlufttemperatur Tam reduziert, wenn sich die Sollblaslufttemperatur TAO erhöht. Demgemäß wird eine Wärmeabgabemenge des Kältemittels in dem Außenwärmetauscher 15 verringert und wird eine Wärmeabgabemenge von dem Kältemittel in dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 zu dem Heizkühlmittel erhöht.
Wenn die Sättigungstemperatur des Kältemittels in dem Außenwärmetauscher 15 niedriger ist als die Außenlufttemperatur Tam, kann die Sättigungstemperatur des Kältemittels in dem Außenwärmetauscher 15 verringert werden und wird die Temperaturdifferenz zwischen der Sollblaslufttemperatur TAO und der Außenlufttemperatur Tam erhöht, wenn sich die Sollblaslufttemperatur TAO erhöht. Demgemäß wird eine Wärmeabsorptionsmenge (Wärmeaufnahmemenge) des Kältemittels in dem Außenwärmetauscher 15 erhöht und wird die Wärmeabgabemenge von dem Kältemittel in dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 zu dem Heizkühlmittel erhöht.
Als Ergebnis kann in der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem seriellen Entfeuchtungs- und Heizmodus die Heizleistung der Luft in dem Heizerkern 32 verbessert werden, wenn sich die Sollblaslufttemperatur TAO erhöht.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem seriellen Entfeuchtungs- und Heizmodus ist das Bypassströmungseinstellventil 14d vollständig geschlossen. Demgemäß strömt in der gleichen Weise wie in dem Luftkühlmodus das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel, das in den Mischabschnitt 23 strömt, von dem Mischabschnitt 23 aus, ohne dass es Wärme mit dem bypassseitigen Kältemittel in dem Mischabschnitt 23 austauscht oder mit diesem in dem Mischabschnitt 23 gemischt wird.
Ferner kann in dem seriellen Entfeuchtungs- und Heizmodus der Vorrichtungskühlmodus in einer ähnlichen Weise wie in dem Luftkühlmodus ausgeführt werden. In der Kältekreislaufvorrichtung 10 wird, da der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 den Aufnehmerabschnitt 13b als den hochdruckseitigen Gas-Flüssigkeitsabscheider aufweist, der serielle Entfeuchtungs- und Heizmodus in einem Temperaturbereich ausgeführt, in dem die Sättigungstemperatur des Kältemittels in dem Außenwärmetauscher 15 höher ist als die Außenlufttemperatur Tam.
(c) Paralleler Entfeuchtungs- und Heizmodus
Der parallele Entfeuchtungs- und Heizmodus ist ein Betriebsmodus, in dem die gekühlte und entfeuchtete Luft mit der Heizleistung, die höher ist als diejenige in dem seriellen Entfeuchtungs- und Heizmodus, wieder geheizt und in den Fahrzeuginnenraum geblasen, um den Fahrzeuginnenraum zu entfeuchten und zu heizen. Der parallele Entfeuchtungs- und Heizmodus ist ein Betriebsmodus, der umgeschaltet wird, wenn die Außenlufttemperatur Tam 0°C oder höher und niedriger als 10°C ist.
In dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus öffnet das Steuerungsgerät 60 das zweite Durchgangsöffnung-/schließventil 22a und öffnet das Niederdruckdurchgangsöffnungs-/schließventil 22b. Das Steuerungsgerät 60 stellt das Heizexpansionsventil 14a in einen gedrosselten Zustand, das Luftkühlexpansionsventil 14b in den gedrosselten Zustand und das Bypassströmungseinstellventil 14d in einen vollständig geschlossenen Zustand.
Daher zirkuliert in der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus, wie durch durchgezogene Pfeile in 9 angezeigt ist, das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13, die zweite Dreiwegeverbindungsstelle 12b, den zweiten Durchgang 21c, das Luftkühlexpansionsventil 14b, den Innenverdampfer 18, das Verdampfungsdruckeinstellventil 20, das zweite Rückschlagventil 16b, den Mischabschnitt 23 und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge. Zu der gleichen Zeit zirkuliert das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13, die zweite Dreiwegeverbindungsstelle 12b, das Heizexpansionsventil 14a, den Außenwärmetauscher 15, den Niederdruckdurchgang 21d, den Mischabschnitt 23 und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge.
Das heißt, in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus wird die Strömung des Kältemittels, das von dem Kältemitteldurchgang 131 des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers 13 ausströmt, zu dem Kältemittelkreislauf umgeschaltet, indem der Innenverdampfer 18 parallel geschaltet mit dem Außenwärmetauscher 15 verbunden ist. In 9 ist die Kältemittelströmung in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus, wenn der Vorrichtungskühlmodus nicht ausgeführt ist, dargestellt.
Das Steuerungsgerät 60 steuert geeignet den Betrieb der weiteren/anderen Steuerungszielvorrichtungen. Zum Beispiel wird die Kältemittelabgabeleistung des Verdichters 11 derart gesteuert, dass der erste Druck P1, der durch den ersten Kältemitteldrucksensor 62a erfasst wird, sich einem Sollkondensationsdruck PDO annähert. Der Sollkondensationsdruck PDO ist derart bestimmt, dass die Heizkühlmitteltemperatur TWH, die durch den Heizkühlmitteltemperatursensor 65a erfasst wird, eine vorbestimmte Sollwassertemperatur TWHO wird/ist. Die Sollwassertemperatur TWHO ist auf eine Temperatur festgelegt, bei der ein Heizen des Fahrzeuginnenraums realisiert werden kann.
Das Steuerungsgerät 60 steuert den Drosselöffnungsgrad des Luftkühlexpansionsventils 14b derart, dass der Überhitzungsgrad SH des Kältemittels an der Auslassseite des Mischabschnitts 23 sich dem Referenzüberhitzungsgrad KSH annähert. Das Steuerungsgerät 60 steuert das Heizexpansionsventil 14a, um den Drosselöffnungsgrad zu verringern, wenn sich die Sollblaslufttemperatur TAO erhöht. Weitere Steuerungszielvorrichtungen werden in einer ähnlichen Weise wie in dem Luftkühlmodus gesteuert.
Demgemäß ist in der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus der Dampfverdichtungskältekreislauf gestaltet, in dem der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 als ein Kondensator funktioniert und der Innenverdampfer 18 und der Außenwärmetauscher 15 als ein Verdampfer funktionieren.
In dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 gibt das Kältemittel Wärme zu dem Heizkühlmittel ab und wird kondensiert. Demgemäß wird das Heizkühlmittel geheizt. In dem Innenverdampfer 18 nimmt das Kältemittel Wärme von der Luft auf und wird verdampft. Demgemäß wird die Luft gekühlt. In dem Außenwärmetauscher 15 nimmt das Kältemittel Wärme von der Außenluft auf und wird verdampft.
In dem Heizkühlmittelkreislauf 30 in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus wird, wie durch einen dünnen gestrichelten Linienpfeil in 9 angezeigt ist, das Heizkühlmittel, das durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 geheizt wird, zu dem Heizerkern 32 gepumpt. Das Heizkühlmittel, das in den Heizerkern 32 strömt, gibt Wärme zu der Luft ab, die durch den Innenverdampfer 18 gekühlt wird.
In der Innenklimatisierungseinheit 50 in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus wird die Luft, die durch den Innenverdampfer 18 gekühlt und entfeuchtet wird, durch den Heizerkern 32 wieder geheizt und in den Fahrzeuginnenraum eingeblasen. Demgemäß wird das Entfeuchten und Heizen des Fahrzeuginnenraums realisiert.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus wird der Drosselöffnungsgrad des Heizexpansionsventils 14a verringert, wenn sich die Sollblaslufttemperatur TAO erhöht. Demgemäß kann, wenn sich die Sollblaslufttemperatur TAO erhöht, die Kältemittelverdampfungstemperatur in dem Außenwärmetauscher 15 auf einen Wert verringert werden, der niedriger ist als die Kältemittelverdampfungstemperatur in dem Innenverdampfer 18.
Demgemäß wird die Wärmeabsorptionsmenge des Kältemittels von der Außenluft in dem Außenwärmetauscher 15 verglichen zu der in dem seriellen Entfeuchtungs- und Heizmodus erhöht und wird die Wärmeabgabemenge von dem Kältemittel in dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 zu dem Heizkühlmittel erhöht. Als Ergebnis kann in der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus die Heizleistung der Luft in dem Heizerkern 32 verglichen zu der in dem seriellen Entfeuchtungs- und Heizmodus verbessert werden.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus ist das Bypassströmungseinstellventil 14d vollständig geschlossen. Demgemäß strömt in der gleichen Weise wie in dem Luftkühlmodus das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel, das in den Mischabschnitt 23 strömt, von dem Mischabschnitt 23 aus, ohne dass es mit dem bypassseitigen Kältemittel in dem Mischabschnitt 23 Wärme austauscht oder mit diesem in dem Mischabschnitt 23 gemischt wird.
Ferner kann in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus der Vorrichtungskühlmodus in einer ähnlichen Weise wie in dem Luftkühlmodus ausgeführt werden.
(d) Paralleler Entfeuchtungsheißgasheizmodus
Der parallele Entfeuchtungsheißgasheizmodus ist ein Betriebsmodus, der ausgeführt wird, um eine Verringerung der Heizleistung der Luft zu verhindern, wenn es bestimmt wird, dass ein Gefrieren in dem Außenwärmetauscher 15 während einer Ausführung des parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus aufgetreten ist.
In dem Klimatisierungssteuerungsprogramm des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird es bestimmt, dass das Gefrieren in dem Außenwärmetauscher 15 aufgetreten ist, wenn die Zeit, zu der die zweite Temperatur T2, die durch den zweiten Kältemitteltemperatursensor 63b erfasst wird, gleich ist wie oder niedriger ist als eine Gefrierbestimmungstemperatur, gleich ist wie oder länger ist als eine Gefrierbestimmungstemperatur (Frostbestimmungstemperatur). Insbesondere beträgt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Gefrierbestimmungstemperatur (Frostbestimmungstemperatur) -5°C und beträgt die Frostbestimmungszeit (Gefrierbestimmungszeit) 5 Minuten.
In dem parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus öffnet das Steuerungsgerät 60 das zweite Durchgangsöffnungs-/schließventil 22a und öffnet das Niederdruckdurchgangsöffnungs-/schließventil 22b. Das Steuerungsgerät 60 stellt das Heizexpansionsventil 14a in einen gedrosselten Zustand, das Luftkühlexpansionsventil 14b in den gedrosselten Zustand und das Bypassströmungseinstellventil 14d in den gedrosselten Zustand.
Daher zirkuliert in der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus, wie durch durchgezogene Pfeile in 10 angezeigt ist, das Kältemittel in einer gleichen Weise wie in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus. Zu der gleichen Zeit zirkuliert ein Teil des Kältemittels, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch das Bypassströmungseinstellventil 14d, den Mischabschnitt 23 und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge über den Bypassdurchgang 21a. In 10 ist die Kältemittelströmung in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus, wenn der Vorrichtungskühlmodus nicht ausgeführt wird, dargestellt.
Das Steuerungsgerät 60 steuert geeignet den Betrieb der anderen/weiteren Steuerungszielvorrichtungen. Zum Beispiel wird die Kältemittelabgabeleistung des Verdichters 11 um ein vorbestimmtes Ausmaß erhöht, als dasjenige in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus. Das Steuerungsgerät 60 steuert das Bypassströmungseinstellventil 14d, um einen vorbestimmten Öffnungsgrad für den parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus zu haben, der im Voraus bestimmt ist. Weitere Steuerungszielvorrichtungen werden in einer gleichen Weise wie in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus gesteuert.
Demgemäß ist in der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus in einer ähnlichen Weise wie in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus der Dampfverdichtungskältekreislauf gestaltet, in dem der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 als ein Kondensator funktioniert und der Innenverdampfer 18 und der Außenwärmetauscher 15 als ein Verdampfer funktionieren. In der gleichen Weise wie in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus wird das Heizkühlmittel durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 geheizt. Die Luft wird durch den Innenverdampfer 18 gekühlt.
In dem Heizkühlmittelkreislauf 30 in dem parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus wird, wie durch einen dünnen gestrichelten Linienpfeil in 10 angezeigt ist, das Heizkühlmittel, das durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 geheizt wird, zu dem Heizerkern 32 gepumpt. Das Heizkühlmittel, das in den Heizerkern 32 strömt, gibt Wärme zu der Luft, die durch den Innenverdampfer 18 gekühlt wird, ab.
In der Innenklimatisierungseinheit 50 in dem parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus wird die Luft, die durch den Innenverdampfer 18 gekühlt und entfeuchtet wird, durch den Heizerkern 32 wieder geheizt und in den Fahrzeuginnenraum geblasen. Demgemäß wird das Entfeuchten und Heizen des Fahrzeuginnenraums realisiert.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus verringert sich, da das Gefrieren in dem Außenwärmetauscher 15 auftritt, die Wärmeabsorptionsmenge des Kältemittels von der Außenluft in dem Außenwärmetauscher 15 verglichen zu derjenigen in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus. Daher verringert sich die Enthalpie des Kältemittels, das von dem Außenwärmetauscher 15 ausströmt, und verringert sich auch einfach die Enthalpie des dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittels, das in den Mischabschnitt 23 strömt.
Da die Wärmeabgabemenge von dem Kältemittel zu dem Heizkühlmittel in dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 sich verringert, wenn sich die Wärmeabsorptionsmenge des Kältemittels von der Außenluft in dem Außenwärmetauscher 15 verringert, ist es möglich, dass sich die Heizleistung der Luft verringert.
Andererseits kann in dem parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus des vorliegenden Ausführungsbeispiels, da das Bypassströmungseinstellventil 14d geöffnet ist, das bypassseitige Kältemittel mit einer relativ hohen Enthalpie in den Mischabschnitt 23 strömen. Das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel mit der relativ niedrigen Enthalpie und das bypassseitige Kältemittel mit der relativ hohen Enthalpie können in dem Mischabschnitt 23 gemischt werden.
Demgemäß kann in der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus, selbst wenn die Kältemittelabgabeleistung des Verdichters 11 verglichen zu derjenigen in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus erhöht wird, das saugseitige Kältemittel, das von dem Mischabschnitt 23 zu der Sauganschlussseite des Verdichters 11 ausströmt, ein Gasphasenkältemittel sein, das einen Überhitzungsgrad hat. Durch Erhöhen einer Verdichtungsarbeit des Verdichters 11 ist es möglich, eine Verringerung der Wärmeabgabemenge von dem Kältemittel zu dem Heizkühlmittel in dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 zu verhindern.
Als Ergebnis ist es in dem parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus möglich, eine Verringerung einer Heizleistung der Luft verglichen zu dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus zu verhindern.
Ferner kann in dem Entfeuchtungsheißgasheizmodus der Vorrichtungskühlmodus in einer ähnlichen Weise wie in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus ausgeführt werden.
(e) Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus
Der Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus ist der Betriebsmodus, in dem geheizte Luft in den Fahrzeuginnenraum geblasen wird, um den Fahrzeuginnenraum zu heizen (erwärmen). Der Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus ist ein Betriebsmodus, der umgeschaltet wird, wenn die Außenlufttemperatur Tam -10°C oder höher und niedriger als 0°C ist.
In dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus schließt das Steuerungsgerät 60 das zweite Durchgangsöffnungs-/schließventil 22a und öffnet das Niederdruckdurchgangsöffnungs-/schließventil 22b. Das Steuerungsgerät 60 stellt das Heizexpansionsventil 14a in einen gedrosselten Zustand, das Luftkühlexpansionsventil 14b in einen vollständig geschlossenen Zustand und das Bypassströmungseinstellventil 14d in den vollständig geschlossenen Zustand.
Daher zirkuliert in der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus, wie durch durchgezogene Pfeile in 11 angezeigt ist, das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13, das Heizexpansionsventil 14a, den Außenwärmetauscher 15, den Niederdruckdurchgang 21d, den Mischabschnitt 23 und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge. In 11 ist die Kältemittelströmung in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus, wenn der Vorrichtungskühlmodus nicht ausgeführt wird, dargestellt.
Das Steuerungsgerät 60 steuert geeignet den Betrieb der anderen/weiteren Steuerungszielvorrichtungen. Zum Beispiel wird der Verdichter 11 in einer gleichen Weise wie in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus gesteuert.
Das Steuerungsgerät 60 steuert den Drosselöffnungsgrad des Heizexpansionsventils 14a derart, dass der Superüberhitzungsgrad SH des Kältemittels an der Auslassseite des Mischabschnitts 23 sich dem Referenzüberhitzungsgrad KSH annähert.
Das Steuerungsgerät 60 steuert das elektrische Luftmischklappenantriebsstellglied in der gleichen Weise wie in dem Luftkühlmodus. In dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus wird die Luftmischklappe 54 derart verstellt, dass der Luftdurchgang an dem Heizerkern 32 im Wesentlichen vollständig geöffnet wird/ist, und der Kaltluftbypassdurchgang 55 vollständig geschlossen ist/wird. Weitere Steuerungszielvorrichtungen werden in einer ähnlichen Weise wie in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus gesteuert.
Demgemäß ist in der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus der Dampfverdichtungskältekreislauf gestaltet, in dem der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 als ein Kondensator funktioniert und der Außenwärmetauscher 15 als ein Verdampfer funktioniert. In dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 gibt das Kältemittel Wärme zu dem Heizkühlmittel ab und wird kondensiert. Demgemäß wird das Heizkühlmittel geheizt. In dem Außenwärmetauscher 15 nimmt das Kältemittel Wärme von der Außenluft auf und wird verdampft.
In dem Heizkühlmittelkreislauf 30 in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus wird, wie durch einen dünnen gestrichelten Linienpfeil in 11 angezeigt ist, das Heizkühlmittel, das durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 geheizt wird, zu dem Heizerkern 32 gepumpt. Das Heizkühlmittel, das in den Heizerkern 32 strömt, gibt Wärme zu der Luft ab, die durch den Innenverdampfer 18 hindurchgetreten ist.
In der Innenklimatisierungseinheit 50 in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus wird die Luft, die durch den Innenverdampfer 18 hindurchgetreten ist, durch den Heizerkern 32 geheizt und in den Fahrzeuginnenraum geblasen. Demgemäß wird das Heizen des Fahrzeuginnenraums realisiert.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus ist das Bypassströmungseinstellventil 14d vollständig geschlossen. Demgemäß strömt in der gleichen Weise wie in dem Luftkühlmodus das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel, das in den Mischabschnitt 23 strömt, von dem Mischabschnitt 23 aus, ohne dass es Wärme mit dem bypassseitigen Kältemittel in dem Mischabschnitt 23 austauscht oder es mit diesem in dem Mischabschnitt 23 gemischt wird.
Ferner kann in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus der Vorrichtungskühlmodus ausgeführt werden. Wenn der Vorrichtungskühlmodus in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus ausgeführt wird, ist es nur erforderlich, dass das Steuerungsgerät 60 das zweite Durchgangsöffnungs-/schließventil 22a öffnet, das Kühlexpansionsventil 14c in den gedrosselten Zustand stellt und die Vorrichtungskühlmittelpumpe 41 betreibt. Jedoch wird, da der Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus bei einer niedrigen Außenlufttemperatur ausgeführt wird, der Vorrichtungskühlmodus in vielen Fällen nicht ausgeführt.
(f) Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus
Der Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus ist ein Betriebsmodus, in dem geheizte Luft in den Fahrzeuginnenraum geblasen wird, um den Fahrzeuginnenraum bei einer kyrogenen Außenlufttemperatur zu heizen (erwärmen). Der Au-ßenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus ist ein Betriebsmodus, der umgeschaltet wird, wenn die Außenlufttemperatur Tam -20°C oder höher und niedriger als -10°C ist oder wenn es bestimmt wird, dass das Gefrieren in dem Außenwärmetauscher 15 während einer Ausführung des Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus aufgetreten ist.
In dem Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus schließt das Steuerungsgerät 60 das zweite Durchgangsöffnungs-/schließventil 22a und öffnet das Niederdruckdurchgangsöffnungs-/schließventil 22b. Das Steuerungsgerät 60 stellt das Heizexpansionsventil 14a in einen gedrosselten Zustand, das Luftkühlexpansionsventil 14b in einen vollständig geschlossenen Zustand und das Bypassströmungseinstellventil 14d in den gedrosselten Zustand.
Daher zirkuliert in der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus, wie durch durchgezogene Pfeile in 12 angezeigt ist, das Kältemittel in einer gleichen Weise wie in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus. Zu der gleichen Zeit zirkuliert ein Teil des Kältemittels, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch das Bypassströmungseinstellventil 14d, den Mischabschnitt 23 und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge über den Bypassdurchgang 21a. In 12 ist die Kältemittelströmung in dem Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus, wenn der Vorrichtungskühlmodus nicht ausgeführt wird, dargestellt.
Das Steuerungsgerät 60 steuert geeignet den Betrieb der weiteren/anderen Steuerungszielvorrichtungen. Zum Beispiel wird die Kältemittelabgabeleistung des Verdichters 11 um ein vorbestimmtes Ausmaß erhöht, als diejenige in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus. Das Steuerungsgerät 60 steuert das Bypassströmungseinstellventil 14d, um einen vorbestimmten Öffnungsgrad für den Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus zu haben, der im Voraus bestimmt ist. Weitere Steuerungszielvorrichtungen werden in einer gleichen Weise wie in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus gesteuert.
Demgemäß ist in der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus in einer gleichen Weise wie in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus der Dampfverdichtungskältekreislauf gestaltet, in dem der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 als ein Kondensator funktioniert und der Außenwärmetauscher 15 als ein Verdampfer funktioniert. In der gleichen Weise wie in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus wird das Heizkühlmittel durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 geheizt. Im dem Außenwärmetauscher 15 nimmt das Kältemittel Wärme von der Außenluft auf und wird verdampft.
In dem Heizkühlmittelkreislauf 30 in dem Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus wird, wie durch einen dünnen gestrichelten Linienpfeil in 12 angezeigt ist, das Heizkühlmittel, das durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 geheizt wird, zu dem Heizerkern 32 gepumpt. Das Heizkühlmittel, das in den Heizerkern 32 strömt, gibt Wärme zu der Luft ab, die durch den Innenverdampfer 18 hindurchgetreten ist.
In der Innenklimatisierungseinheit 50 in dem Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus wird die Luft, die durch den Innenverdampfer 18 hindurchgetreten ist, durch den Heizerkern 32 geheizt und in den Fahrzeuginnenraum geblasen. Demgemäß wird das Heizen des Fahrzeuginnenraums realisiert.
In dem Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus verringert sich, da die Au-ßenlufttemperatur Tam niedrig ist oder das Gefrieren in dem Außenwärmetauscher 15 auftritt, die Wärmeabsorptionsmenge des Kältemittels von der Außenluft in dem Außenwärmetauscher 15 verglichen zu derjenigen in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus. Daher ist es in einer ähnlichen Weise wie in dem parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus möglich, dass die Enthalpie des dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittels, das in den Mischabschnitt 23 strömt, sich wahrscheinlich verringert und sich die Heizleistung der Luft verringert.
Andererseits kann in dem Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus des vorliegenden Ausführungsbeispiels, da das Bypassströmungseinstellventil 14d geöffnet ist, in einer ähnlichen Weise wie in dem parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus das bypassseitige Kältemittel mit einer relativ hohen Enthalpie in den Mischabschnitt 23 strömen. Das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel mit der relativ niedrigen Enthalpie und das bypassseitige Kältemittel mit der relativ hohen Enthalpie können in dem Mischabschnitt 23 gemischt werden.
Demgemäß kann in der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus, selbst wenn die Kältemittelabgabeleistung des Verdichters 11 erhöht wird verglichen zu der in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus, das saugseitige Kältemittel, das von dem Mischabschnitt 23 zu der Sauganschlussseite des Verdichters 11 ausströmt, ein Gasphasenkältemittel sein, das einen Superüberhitzungsgrad hat. Durch Erhöhen einer Verdichtungsarbeit des Verdichters 11 ist es möglich, eine Verringerung der Wärmeabgabemenge von dem Kältemittel zu dem Heizkühlmittel in dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 zu verhindern.
Als Ergebnis ist es in der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus möglich, eine Verringerung einer Heizleistung der Luft verglichen zu dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus zu verhindern.
Ferner kann in dem Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus der Vorrichtungskühlmodus in einer gleichen Weise wie in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus ausgeführt werden.
Ferner kann in dem Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus der Vorrichtungskühlmodus in einer ähnlichen Weise wie in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus ausgeführt werden. Da der Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus auch bei einer niedrigen Außenlufttemperatur ausgeführt wird, wird der Vorrichtungskühlmodus in vielen Fällen nicht ausgeführt.
(g) Heißgasheizmodus
Der Heißgasheizmodus ist ein Betriebsmodus zum Verhindern einer Verringerung einer Heizleistung in dem Fahrzeuginnenraum bei einer kyrogenen Außenlufttemperatur. Der Heißgasheizmodus ist ein Betriebsmodus, der bei der kyrogenen Außenlufttemperatur umgeschaltet wird, bei der die Außenlufttemperatur Tam niedriger ist als -20°C.
In dem Heißgasheizmodus öffnet das Steuerungsgerät 60 das zweite Durchgangsöffnungs-/schließventil 22a und schließt das Niederdruckdurchgangsöffnungs-/schließventil 22b. Das Steuerungsgerät 60 stellt das Heizexpansionsventil 14a in einen vollständig geschlossenen Zustand, das Luftkühlexpansionsventil 14b in den vollständig geschlossenen Zustand, das Kühlexpansionsventil 14c in einen gedrosselten Zustand und das Bypassströmungseinstellventil 14d in den gedrosselten Zustand.
Daher zirkuliert in der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem Heißgasheizmodus, wie durch durchgezogene Pfeile in 13 angezeigt ist, das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch die erste Dreiwegeverbindungsstelle 12a, den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13, die zweite Dreiwegeverbindungsstelle 12b, den zweiten Durchgang 21c, das Kühlexpansionsventil 14c, den Kühler (Chiller) 19, den Mischabschnitt 23 und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge. Zu der gleichen Zeit zirkuliert ein Teil des Kältemittels, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch das Bypassströmungseinstellventil 14d, den Mischabschnitt 23 und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge über den Bypassdurchgang 21a.
Das Steuerungsgerät 60 steuert geeignet den Betrieb der weiteren/anderen Steuerungszielvorrichtungen. Zum Beispiel wird die Kältemittelabgabeleistung des Verdichters 11 um ein vorbestimmtes Ausmaß erhöht, das bestimmt ist, als dasjenige in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus. Das Steuerungsgerät 60 stoppt die Vorrichtungskühlmittelpumpe 41.
Das Steuerungsgerät 60 steuert den Drosselöffnungsgrad des Kühlexpansionsventils 14c derart, dass der Überhitzungsgrad SH des Kältemittels an der Auslassseite des Mischabschnitts 23 sich dem Referenzüberhitzungsgrad KSH annähert. Das Steuerungsgerät 60 steuert das Bypassströmungseinstellventil 14d, um einen vorbestimmten Öffnungsgrad für den Heißgasheizmodus zu haben, der im Voraus bestimmt ist. Weitere Steuerungszielvorrichtungen werden in einer ähnlichen Weise wie in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus gesteuert.
Daher ändert sich in der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem Heißgasheizmodus ein Zustand des Kältemittels, wie in einem Mollier-Diagramm von 14 dargestellt ist. Das heißt, das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 (einer Stelle a14 in 14) abgebeben wird, wird an der ersten Dreiwegeverbindungsstelle 12a abgezweigt. Ein Kältemittel, das an der ersten Dreiwegeverbindungsstelle 12a abgezweigt wird, strömt in den Kältemitteldurchgang 131 des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers 13 und gibt Wärme zu dem Heizkühlmittel ab (von einer Stelle a14 zu einer Stelle b14 in 14). Demgemäß wird das Heizkühlmittel geheizt.
Da das Heizexpansionsventil 14a vollständig geschlossen ist, strömt das Kältemittel, das von dem Kältemitteldurchgang 131 des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers 13 ausströmt, in den zweiten Durchgang 21c von der zweiten Dreiwegeverbindungsstelle 12b. Da das Luftkühlexpansionsventil 14b in dem vollständig geschlossenen Zustand ist, strömt das Kältemittel, das in den zweiten Durchgang 21c strömt, in das Kühlexpansionsventil 14c und wird dekomprimiert (von einer Stelle b14 zu einer Stelle c14 in 14).
Das Kältemittel mit einer relativ niedrigen Enthalpie, das von dem Kühlexpansionsventil 14c ausströmt, strömt in den Kühler 19. Da die Vorrichtungskühlmittelpumpe 41 in dem Heißgasheizmodus stoppt, strömt das Kältemittel, das in den Kühler 19 strömt, in den dekompressionsabschnittsseitigen Kältemitteleinlassabschnitt 233b des Mischabschnitts 23 als ein dekompressionsabschnittsseitiges Kältemittel (eine Stelle c14 in 14), ohne dass es Wärme mit dem Vorrichtungskühlmittel austauscht.
Andererseits strömt das andere Kältemittel, das an der ersten Dreiwegeverbindungsstelle 12a abzweigt, in den Bypassdurchgang 21a. Die Strömungsrate des Kältemittels, das in den Bypassdurchgang 21a strömt, wird durch das Bypassströmungseinstellventil 14d eingestellt, um dekomprimiert zu werden (von einer Stelle a14 zu einer Stelle d14 in 14). Das Kältemittel, das eine relativ hohe Enthalpie hat und durch das Bypassströmungseinstellventil 14d dekomprimiert wird, strömt in den bypassseitigen Kältemitteleinlassabschnitt 233a des Mischabschnitts 23 als das bypassseitige Kältemittel (eine Stelle d14 in 14).
Das bypassseitige Kältemittel und das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel, die in dem Mischabschnitt 23 gemischt werden, werden zu einem saugseitigen Kältemittel mit einer Enthalpie, die im Wesentlichen gleich ist wie diejenige des idealen gemischten Kältemittels (von einer Stelle c14 zu einer Stelle e14 und von einer Stelle d14 zu einer Stelle e14 in 14), und strömt von dem Ausströmungsabschnitt für gemischtes Kältemittel 233c des Mischabschnitts 23 aus. Zu dieser Zeit nähert sich der Überhitzungsgrad SH des saugseitigen Kältemittels dem Referenzüberhitzungsgrad KSH an. Das Kältemittel, das von dem Ausströmungsabschnitt für gemischtes Kältemittel 233c des Mischabschnitts 23 ausströmt, wird in den Verdichter 11 gesaugt und wird wieder verdichtet.
In dem Heizkühlmittelkreislauf 30 in dem Heißgasheizmodus wird, wie durch einen dünnen gestrichelten Linienpfeil in 13 angezeigt ist, das Heizkühlmittel, das durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 geheizt wird, zu dem Heizerkern 32 gepumpt. Das Heizkühlmittel, das in den Heizerkern 32 strömt, gibt Wärme zu der Luft ab, die durch den Innenverdampfer 18 hindurchgetreten ist.
In der Innenklimatisierungseinheit 50 in dem Heißgasheizmodus wird die Luft, die durch den Innenverdampfer 18 hindurchgetreten ist, durch den Heizerkern 32 geheizt und in den Fahrzeuginnenraum geblasen. Demgemäß wird das Heizen des Fahrzeuginnenraums realisiert.
Da der Heißgasheizmodus ein Betriebsmodus ist, der bei der kyrogenen Außenlufttemperatur ausgeführt wird, ist es, wenn das Kältemittel, das von dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 ausströmt, in den Außenwärmetauscher 15 strömt, möglich, dass das Kältemittel Wärme zu der Außenluft abgibt und sich die Enthalpie des Kältemittels verringert. Daher strömt das Kältemittel, das von dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 ausströmt, in den Außenwärmetauscher 15 und verringert sich ferner die Enthalpie des dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittels, das in den Mischabschnitt 23 strömt, einfach.
Da die Wärmeabgabemenge des Kältemittels, die zu dem Heizkühlmittel in dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 abgegeben wird, sich verringert, wenn das Kältemittel Wärme zu der Außenluft in dem Außenwärmetauscher 15 abgibt, ist es möglich, dass sich die Heizleistung der Luft verringert.
Andererseits strömt in dem Heißgasheizmodus des vorliegenden Ausführungsbeispiels das Kältemittel, das von dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 ausströmt, in das Kühlexpansionsventil 14c, ohne dass es in den Außenwärmetauscher 15 strömt. Die Vorrichtungskühlmittelpumpe 41 wird/ist gestoppt und somit verringert das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel die Enthalpie in dem Kühler 19 nicht. Das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel mit der relativ niedrigen Enthalpie und das bypassseitige Kältemittel mit der relativ hohen Enthalpie können in dem Mischabschnitt 23 gemischt werden.
Demgemäß kann in der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem Heißgasheizmodus, selbst wenn die Kältemittelabgabeleistung des Verdichters 11 erhöht wird, verglichen zu derjenigen in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus, das saugseitige Kältemittel, das von dem Mischabschnitt 23 zu der Sauganschlussseite des Verdichters 11 ausströmt, ein Gasphasenkältemittel mit einem Überhitzungsgrad sein. Durch Erhöhen einer Verdichtungsarbeit des Verdichters 11 ist es möglich, eine Verringerung der Wärmeabgabemenge von dem Kältemittel zu dem Heizkühlmittel in dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 zu verhindern.
Als Ergebnis ist es in der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem Heißgasheizmodus möglich, eine Verringerung einer Heizleistung der Luft zu verhindern.
Da der Heißgasheizmodus ein Betriebsmodus ist, der bei einer kyrogenen Außenlufttemperatur ausgeführt wird, ist es nicht erforderlich, den Vorrichtungskühlmodus auszuführen. Andererseits kann es erforderlich sein, die Wärmeerzeugungsvorrichtung bei der niedrigen Außenlufttemperatur aufzuwärmen. Daher kann die Fahrzeugklimaanlage einen Vorrichtungsaufwärmmodus in dem Heißgasheizmodus statt des Vorrichtungskühlmodus ausführen. Der Vorrichtungsaufwärmmodus wird ausgeführt, wenn die Batterietemperatur TB gleich ist wie oder niedriger ist als eine vorbestimmte niedertemperaturseitige Referenzbatterietemperatur KTBL.
In dem Vorrichtungsaufwärmmodus öffnet das Steuerungsgerät 60 das Kühlexpansionsventil 14c vollständig. Das Steuerungsgerät 60 steuert die Wasserpumpleistung der Vorrichtungskühlmittelpumpe 41 derart, dass die Vorrichtungskühlmitteltemperatur TWL sich einer vorbestimmten Sollvorrichtungswassertemperatur TWLO annähert.
Demgemäß gibt in der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem Heißgasheizmodus während der Ausführung des Vorrichtungsaufwärmmodus das Kältemittel, das in den Kühler 19 strömt, Wärme zu dem Vorrichtungskühlmittel ab. Demgemäß wird das Vorrichtungskühlmittel geheizt. In dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40 in dem Heißgasheizmodus während der Ausführung des Vorrichtungsaufwärmmodus strömt das Vorrichtungskühlmittel, das in dem Kühler 19 geheizt wird, durch den Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70. Demgemäß wird die Batterie 70 aufgewärmt.
Als Ergebnis kann in dem Heißgasheizmodus während der Ausführung des Vorrichtungsaufwärmmodus das Aufwärmen der Batterie 70 ausgeführt oder eine Verringerung einer Temperatur der Batterie 70 verhindert werden, während der Fahrzeuginnenraum geheizt wird.
Wie vorstehend beschrieben ist, schaltet in der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Kältekreislaufvorrichtung 10 den Kältemittelkreislauf gemäß jedem Betriebsmodus um und somit kann eine komfortable Klimatisierung in dem Fahrzeuginnenraum realisiert werden. Die Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann die Temperatur der Batterie 70 durch Ausführen des Vorrichtungskühlmodus oder des Vorrichtungsaufwärmmodus geeignet einstellen.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem (d) parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus, dem (f) Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus und dem (g) Heißgasheizmodus, die vorstehend beschrieben sind, wird die Strömung zu dem Kältemittelkreislauf umgeschaltet, in dem das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel, das von dem Dekompressionsabschnitt, wie zum Beispiel dem Heizexpansionsventil 14a, dem Luftkühlexpansionsventil 14b oder dem Kühlexpansionsventil 14c ausströmt, mit dem bypassseitigen Kältemittel, das von dem Bypassströmungseinstellventil 14d ausströmt, gemischt und wird das gemischte Kältemittel in den Verdichter 11 gesaugt. In anderen Worten wird die Strömung zu dem Kältemittelkreislauf umgeschaltet, in dem die Kältemittel mit unterschiedlichen Enthalpien gemischt und in den Verdichter 11 gesaugt werden.
In dem Kältemittelkreislauf, in dem die Kältemittel mit unterschiedlichen Enthalpien gemischt und in den Verdichter 11 gesaugt werden, variiert auch, wenn die Kältemittel mit unterschiedlichen Enthalpien nicht ausreichend gemischt werden, die Enthalpie des saugseitigen Kältemittels, das zu der Sauganschlussseite des Verdichters 11 ausströmt. Wenn die Enthalpie des saugseitigen Kältemittels höher wird/ist als die ideale Enthalpie des gemischten Kältemittels aufgrund von Schwankungen, wird zum Beispiel das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, unnötigerweise auf eine hohe Temperatur geheizt. Daher besteht die Möglichkeit, dass die Lebensdauer des Verdichters 11 nachteilig beeinflusst wird.
Andererseits weist die Kältekreislaufvorrichtung 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels den Mischabschnitt 23 auf. Demgemäß kann der Absolutwert der Enthalpiedifferenz, die durch Subtrahieren der Enthalpie des idealen gemischten Kältemittels von einer tatsächlichen Enthalpie des saugseitigen Kältemittels erhalten wird, gleich wie oder kleiner als der Referenzwert festgelegt werden, der bestimmt ist, um die Lebensdauer (Haltbarkeit) des Verdichters 11 nicht nachteilig zu beeinflussen. Das heißt, die Schwankungen der Enthalpie saugseitigen Kältemittels können verhindert werden.
Demgemäß wird die Lebensdauer des Verdichters 11 nicht nachteilig beeinflusst, da das bypassseitige Kältemittel nicht ausreichend mit dem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittel gemischt wird. Um den Verdichter 11 zu schützen, ist es ferner möglich, eine Verringerung der Kältemittelabgabeleistung des Verdichters 11 zu vermeiden, das durch das nicht ausreichende Mischen des bypassseitigen Kältemittels und des dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittels verursacht wird.
Als Ergebnis kann in der Kältekreislaufvorrichtung 10, selbst wenn die Strömung zu dem Kältemittelkreislauf umgeschaltet wird, in dem die Kältemittel mit unterschiedlichen Enthalpien gemischt und in den Verdichter 11 gesaugt werden, eine stabile Heizleistung ausgeübt (angewandt) werden. In der Kältekreislaufvorrichtung 10 kann, selbst wenn die Strömung zu dem Kältemittelkreislauf umgeschaltet wird, in dem die Kältemittel mit unterschiedlichen Enthalpien gemischt und in den Verdichter 11 gesaugt werden, der Schutz des Verdichters 11 erreicht werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der gestapelte Wärmetauscher als der Mischabschnitt 23 angewandt. Demgemäß können die erste Wärmeübertragungsplatte 231a und die zweite Wärmeübertragungsplatte 231b einfach eine Vielzahl der Wärmeaustauschbauteile zum Austauschen von Wärme zwischen dem bypassseitigen Kältemittel und dem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittel ausbilden. Das heißt, ein Mischabschnitt, der in der Lage ist, Schwankungen der Enthalpie des saugseitigen Kältemittels zu verhindern, kann einfach realisiert werden.
Die Kältekreislaufvorrichtung 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist den Außenwärmetauscher 15 als einen Wärmeabsorptionsabschnitt auf. Demgemäß kann in einer ähnlichen Weise wie in dem (e) Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus die Luft als ein Heizziel mittels der Wärme der Außenluft als das Wärmequellenfluid geheizt werden. Das Gleiche gilt für den (c) parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus, den (d) parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus und den (f) Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus.
Die Kältekreislaufvorrichtung 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist die zweite Dreiwegeverbindungsstelle 12b als den stromabwärtigen Abzweigabschnitt und das zweite Durchgangsöffnungs-/schließventil 22a als den Abzweigkreislaufumschaltabschnitt auf.
Als der Dekompressor (die Dekompressionsvorrichtung) ist das Heizexpansionsventil 14a als der erste Dekompressionsabschnitt vorgesehen, der ein Kältemittel, das an der zweiten Dreiwegeverbindungsstelle 12b abzweigt, dekomprimiert.
Zusätzlich dazu sind als der Dekompressor das Luftkühlexpansionsventil 14b als der zweite Dekompressionsabschnitt, der das andere Kältemittel, das an der zweiten Dreiwegeverbindungsstelle 12b abzweigt, dekomprimiert, und das Kühlexpansionsventil 14c vorgesehen. Der Außenwärmetauscher 15, der als der Wärmeabsorptionsabschnitt funktioniert, ist angeordnet (gestaltet), um das Kältemittel, das durch das Heizexpansionsventil 14a dekomprimiert wird, zu verdampfen.
Demgemäß kann in dem Außenwärmetauscher 15 nicht nur der Betriebsmodus, in dem die Luft mittels der Wärme, die von der Außenluft durch das Kältemittel aufgenommen wird, geheizt werden, sondern auch der Kältemittelkreislauf, in dem das Kältemittel durch Umgehen des Außenwärmetauschers 15 strömt, realisiert werden. Der Betrieb des (g) Heißgasheizmodus kann durch Führen des dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittels, das durch das Luftkühlexpansionsventil 14b oder das Kühlexpansionsventil 14c dekomprimiert wird, zu dem Mischabschnitt 23 realisiert werden.
Die Kältekreislaufvorrichtung 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist den Innenverdampfer 18 als den Hilfsverdampfungsabschnitt auf, der das Kältemittel, das durch den zweiten Dekompressionsabschnitt dekomprimiert wird, verdampft. Demgemäß kann die Luft in einer ähnlichen Weise wie in dem (a) Luftkühlmodus gekühlt werden. Das Gleiche gilt für den (b) seriellen Entfeuchtungs- und Heizmodus, den (c) parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus und den (d) parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus. Der Kühler 19 ist als der Hilfsverdampfungsabschnitt vorgesehen. Demgemäß kann die Temperatur des Vorrichtungskühlmittels in einer ähnlichen Weise wie in dem Vorrichtungskühlmodus und dem Vorrichtungsaufwärmmodus eingestellt werden.
Da der Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70 mit dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40 verbunden ist, in dem das Vorrichtungskühlmittel zirkuliert, kann die Temperatur der Batterie 70 durch das Vorrichtungskühlmittel mit eingestellter Temperatur eingestellt werden.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird der Betrieb von zumindest einem von dem Heizexpansionsventil 14a, dem Luftkühlexpansionsventil 14b, den Kühlexpansionsventil 14c oder dem Bypassströmungseinstellventil 14d als der Dekompressionsabschnitt derart gesteuert, dass der Überhitzungsgrad SH des Kältemittels an der Auslassseite des Mischabschnitts 23 sich dem Referenzüberhitzungsgrad KSH annähert. Demgemäß kann der Überhitzungsgrad des saugseitigen Kältemittels sichergestellt werden und kann die Flüssigkeitsverdichtung des Verdichters 11 verhindert werden.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
In der Kältekreislaufvorrichtung 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist ein Mischabschnitt 24, der in 15 und 16 dargestellt ist, anstelle des Mischabschnitts 23, der in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, angewandt.
Der Mischabschnitt 24 ist durch Füllen einer Vielzahl von Partikelbauteilen 242 innerhalb eines Metallkörpers 241, der in einer Zylinderform mit Boden ausgebildet ist, ausgebildet. Jedes der Partikelbauteile 242 ist ein Befeuchtungsbereichsvergrößerungsbauteil, das einen Bereich vergrößert, in dem das Flüssigkeitsphasenkältemittel aus den Kältemitteln, die in den Mischabschnitt 24 strömen, sich in einer Befeuchtungsweise (nassen Weise) verteilt, das heißt in einem Befeuchtungsbereich (Nassbereich). In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird Zeolith, das in einer Kugelform ausgebildet ist, als das Partikelbauteil 242 verwendet.
Ein Paar Druckbauteile 243, die verhindern, dass sich eine Vielzahl der Partikelbauteile 242 in dem Körper 241 bewegen, ist innerhalb des Körpers 241 fixiert. Jedes der Druckbauteile 243 ist ein scheibenartiges Bauteil, das aus Metall hergestellt ist. Die Druckbauteile 243 sind an beiden axialen Endabschnitten des Abschnitts, der mit den Partikelbauteilen 242 gefüllt ist, durch eine Presspassung oder dergleichen fixiert (befestigt). Demgemäß ist eine mit Partikeln gefüllte Schicht 242a, die mit einer Vielzahl der Partikelbauteile 242 gefüllt ist, zwischen den Druckbauteilen 243 ausgebildet.
Das Druckbauteil 243 ist mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern 243a, die eine vordere und hintere Seite durchdringen, ausgebildet. Eine Vielzahl der Durchgangslöcher 243a bildet einen Kältemitteldurchgang aus, durch den das Kältemittel, das durch Mischen des bypassseitigen Kältemittels und des dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittels erhalten wird, in die mit Partikeln gefüllte Schicht 242a strömt, oder bildet einen Kältemitteldurchgang aus, durch den das Kältemittel von der mit Partikeln gefüllten Schicht 242a ausströmt.
Ein Filter 244 ist zwischen dem Druckbauteil 243 und dem Partikelbauteil 242 angeordnet. Der Filter 244 ist aus einem gitterartigen Harz hergestellt. Der Filter 244 fängt Fremdsubstanzen in dem Kältemittel, das durch den Filter 244 hindurchtritt, ein und verhindert, dass die Partikelbauteile 242 von der mit Partikeln gefüllten Schicht 242a durch die Durchgangslöcher 243a des Druckbauteils 243 ausströmen.
Der bypassseitige Kältemitteleinlassabschnitt 233a und der dekompressionsabschnittsseitige Kältemitteleinlassabschnitt 233b sind mit einer Bodenfläche 245a des Körpers 241 verbunden. Ein Kältemittelmischraum 246a zum Mischen des bypassseitigen Kältemittels, das von dem bypassseitigen Kältemitteleinlassabschnitt 233a einströmt, und des dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittels, das von dem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemitteleinlassabschnitt 233b einströmt, ist zwischen der einen Bodenfläche 245a und dem Druckbauteil 243 an der Seite der einen Bodenfläche 245a ausgebildet.
Der Ausströmungsabschnitt für gemischtes Kältemittel 233c ist mit der anderen Bodenfläche 245b des Körpers 241 verbunden. Ein Kältemittelsammelraum 246b, in den das Kältemittel, das durch die mit Partikeln gefüllte Schicht 242a hindurchgetreten ist, strömt, ist zwischen der anderen Bodenfläche 245b und dem Druckbauteil 243 an der Seite der anderen Bodenfläche 245b ausgebildet.
Demgemäß werden das bypassseitige Kältemittel, das von dem bypassseitigen Kältemitteleinlassabschnitt 233a einströmt, und das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel, das von dem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemitteleinlassabschnitt 233b einströmt, in dem Kältemittelmischraum 246a gemischt. Das Kältemittel, das in dem Kältemittelmischraum 246a gemischt wird, wird weiterhin homogen gemischt, wenn es durch die mit Partikeln gefüllte Schicht 242a hindurchtritt, und strömt in den Kältemittelsammelraum 246b. Das Kältemittel, das in den Kältemittelsammelraum 246b strömt, wird das saugseitige Kältemittel und strömt von dem Ausströmungsabschnitt 233c für gemischtes Kältemittel aus.
Weitere Gestaltungen und Betriebe der Kältekreislaufvorrichtung 10 sind gleich wie jene des ersten Ausführungsbeispiels. Demgemäß schaltet in der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels gleich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel die Kältekreislaufvorrichtung 10 den Kältemittelkreislauf gemäß jedem Betriebsmodus um und somit können die komfortable Klimatisierung in dem Fahrzeuginnenraum und die geeignete Temperatureinstellung der Batterie 70 ausgeführt werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Mischabschnitt 24 angewandt. Der Mischabschnitt 24 weist das Partikelbauteil 242 auf, das das Befeuchtungsbereichsvergrößerungsbauteil ist. Demgemäß verteilt sich das Flüssigkeitsphasenkältemittel aus den Kältemitteln, die in die mit Partikeln gefüllte Schicht 242a des Mischabschnitts 24 strömen, in einer Befeuchtungsweise an einer Fläche des Partikelbauteils 242 und somit kann eine Wärmeaustauschfläche zwischen dem Flüssigkeitsphasenkältemittel und dem Gasphasenkältemittel erhöht werden. Als Ergebnis können in dem Mischabschnitt 24 das bypassseitige Kältemittel und das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel ausreichend und schnell einem Wärmeaustausch unterzogen werden.
Demgemäß können in dem Mischabschnitt 24 Schwankungen der Enthalpie des saugseitigen Kältemittels ausreichend verhindert werden. Als Ergebnis kann die Kältekreislaufvorrichtung 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels auch dieselbe Wirkung wie die des ersten Ausführungsbeispiels erreichen. Das heißt, wenn die Strömung zu dem Kältemittelkreislauf umgeschaltet wird, in dem die Kältemittel mit unterschiedlichen Enthalpien gemischt und in den Verdichter 11 gesaugt werden, kann eine stabile Heizleistung ausgeübt werden und kann der Verdichter 11 geschützt werden.
In dem Mischabschnitt 24 des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird das Partikelbauteil 242, das aus Zeolith ausgebildet ist, als das Befeuchtungsbereichsvergrößerungsbauteil angewandt. Demgemäß kann eine Feuchtigkeit in dem Kältemittel an den Partikelbauteilen 242 adsorbiert werden.
Nachstehend ist eine Modifikation des Mischabschnitts 24 beschrieben. Zum Beispiel kann ein Mischabschnitt 24a, der in 17 dargestellt ist, als die Modifikation des Mischabschnitts 24 angewandt werden. In dem Mischabschnitt 24a ist eine axiale Richtung des Körpers 241 parallel zu einer senkrechten (vertikalen) Richtung angeordnet. Eine radiale Länge WL1 ist größer als eine axiale Länge HL1 der mit Partikeln gefüllten Schicht 242a.
Weitere Gestaltungen des Mischabschnitts 24a sind gleich wie jene des Mischabschnitts 24. Demgemäß ist es in der Kältekreislaufvorrichtung 10, selbst wenn der Mischabschnitt 24a angewandt wird, möglich, dieselbe Wirkung wie in dem Fall zu erhalten, in dem der Mischabschnitt 24 angewandt wird.
In dem Mischabschnitt 24a kann eine Bewegungsdistanz des Kältemittels von dem Kältemittelmischraum 246a zu dem Kältemittelsammelraum 246b reduziert werden. Demgemäß kann in dem Mischabschnitt 24a ein Druckverlust, der erzeugt wird, wenn das Kältemittel durch die mit Partikeln gefüllte Schicht 242a hindurchtritt, reduziert werden.
Ein Mischabschnitt 24b, der in 18 dargestellt ist, kann als die Modifikation des Mischabschnitts 24 angewandt werden. In dem Mischabschnitt 24b ist die axiale Länge des Körpers 241 gegenüber dem Mischabschnitt 24a verlängert. In dem Mischabschnitt 24b ist die axiale Länge des Ausströmungsabschnitts 233c für gemischtes Kältemittel gegenüber dem Mischabschnitt 24a verlängert und steht der Ausströmungsabschnitt 233c für gemischtes Kältemittel in den Kältemittelsammelraum 246b vor.
Demgemäß ist in dem Mischabschnitt 24b der Kältemittelsammelraum 246b vergrößert, um ein Flüssigkeitsspeicherraum zu sein. Das überschüssige Kältemittel des Kreislaufs kann als das Flüssigkeitsphasenkältemittel in dem (den) Flüssigkeitsspeicherraum gespeichert (aufgenommen) werden.
Weitere Gestaltungen des Mischabschnitts 24b sind gleich wie jene des Mischabschnitts 24a. Demgemäß ist es in der Kältekreislaufvorrichtung 10, selbst wenn der Mischabschnitt 24b angewandt wird, möglich, dieselbe Wirkung wie in dem Fall zu erhalten, die in dem der Mischabschnitt 24a angewandt wird. Das bypassseitige Kältemittel und das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel können auch in dem Kältemittelsammelraum 246b, der als der Flüssigkeitsspeicherraum verwendet wird, gemischt werden. Demgemäß können Schwankungen der Enthalpie des saugseitigen Kältemittels weiter verhindert werden.
In dem Mischabschnitt 24b kann der Kältemittelsammelraum 246b als der Flüssigkeitsspeicherraum verwendet werden. Demgemäß ist es in der Kältekreislaufvorrichtung 10, die den Mischabschnitt 24b verwendet, nur erforderlich, dass der Betrieb von zumindest einem von dem Heizexpansionsventil 14a, dem Luftkühlexpansionsventil 14b, dem Kühlexpansionsventil 14c oder dem Bypassströmungseinstellventil 14d derart gesteuert wird, dass ein Leistungskoeffizient (COP) des Kreislaufs sich einem maximalen Wert annähert.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
In der Kältekreislaufvorrichtung 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird ein Mischabschnitt 25, der in 19 dargestellt ist, anstelle des Mischabschnitts 23, der in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, angewandt.
Der Mischabschnitt 25 hat dieselbe Grundstruktur wie die des Mischabschnitts 24, die in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben ist. In dem Mischabschnitt 25 ist ein poröses Bauteil 251 innerhalb des Körpers 241 statt des Partikelbauteils 242, des Druckbauteils 243 und des Filters 244 befestigt (fixiert), die in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben sind.
Das poröse Bauteil 251 ist ein Durchgangsausbildungsbauteil, das eine Vielzahl von Durchgängen mit kleinem Durchmesser ausbildet, die zulassen, dass das bypassseitige Kältemittel und das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel innerhalb des Körpers 241 strömen. Eine Vielzahl von Durchgängen mit kleinem Durchmesser stehen miteinander in Verbindung.
Die korrespondierenden Durchmesser einer Vielzahl der Durchgänge mit kleinem Durchmesser sind ausreichend (hinreichend) kleiner (insbesondere 1/10 oder kleiner) als der korrespondierende Durchmesser des bypassseitigen Kältemitteleinlassabschnitts 233a und der korrespondierende Durchmesser des dekompressionsabschnittsseitigen Kältemitteleinlassabschnitts 233b ausgebildet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein gitterartiges Metallbauteil, das in einer Säulenform ausgebildet ist, als das poröse Bauteil 251 angewandt.
Weitere Gestaltungen und Betriebe der Kältekreislaufvorrichtung 10 sind gleich wie jene des ersten Ausführungsbeispiels. Demgemäß schaltet in der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels gleich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel die Kältekreislaufvorrichtung 10 den Kältemittelkreislauf gemäß jedem Betriebsmodus um und somit kann die komfortable Klimatisierung in dem Fahrzeuginnenraum und die geeignete Temperatureinstellung der Batterie 70 ausgeführt werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Mischabschnitt 25 angewandt. Der Mischabschnitt 25 weist das poröse Bauteil 251 auf, das das Durchgangsausbildungsbauteil ist. Demgemäß wird eine Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels in einer Vielzahl der Durchgänge mit kleinem Durchmesser verringert, die einen kleinen korrespondierenden Durchmesser haben, der durch das poröse Bauteil 251 ausgebildet ist, und das bypassseitige Kältemittel und das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel können ausreichend einem Wärmeaustausch unterzogen werden.
Demgemäß können in dem Mischabschnitt 25 Variationen der Enthalpie des saugseitigen Kältemittels ausreichend verhindert werden. Als Ergebnis kann die Kältekreislaufvorrichtung 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels auch die gleiche Wirkung wie diejenige des ersten Ausführungsbeispiels erreichen. Das heißt, wenn die Strömung zu dem Kältemittelkreislauf umgeschaltet wird, in dem die Kältemittel mit unterschiedlichen Enthalpien gemischt und in den Verdichter 11 gesaugt werden, kann eine stabile Heizleistung ausgeübt werden und kann der Verdichter 11 geschützt werden.
Das poröse Bauteil 251 vergrößert den Befeuchtungsbereich des Flüssigkeitsphasenkältemittels, das in den Mischabschnitt 25 strömt, indem eine Vielzahl der Durchgänge mit kleinem Durchmesser ausgebildet sind. Demgemäß hat auch das poröse Bauteil 251 eine Funktion als das Befeuchtungsbereichsvergrößerungsbauteil, das in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Die mit Partikeln gefüllte Schicht 242a, die in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, bildet ebenso eine Vielzahl der Durchgänge mit kleinem Durchmesser in dem Mischabschnitt 24 aus. Demgemäß hat auch die mit Partikeln gefüllte Schicht 242a eine Funktion als das Durchgangsausbildungsbauteil.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, wie in 20 dargestellt ist, eine Kältekreislaufvorrichtung 10a, die einen Innenverdampfer 113 statt des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers 13 verwendet, beschrieben. In der Kältekreislaufvorrichtung 10a ist jede Komponente, die den Heizkühlmittelkreislauf 30 bildet, entfernt (weggelassen).
Der Innenkondensator 113 ist ein Heizabschnitt, der Wärme zwischen einem Kältemittel, das an der ersten Dreiwegeverbindungsstelle 12a abzweigt, und der Luft, die durch den Innenverdampfer 18 hindurchgetreten ist, austauscht, um die Luft zu erwärmen. Der Innenkondensator 113 ist in dem Gehäuse 51 der Innenklimatisierungseinheit 50 in einer gleichen Weise wie der Heizerkern 32 angeordnet, der in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10a ist eine Einlassseite eines Sammlers 27 mit dem Ausströmungsabschnitt 233c für gemischtes Kältemittel des Mischabschnitts 23 verbunden. Der Sammler 27 ist ein niederdruckseitiger Gas-Flüssigkeitsabscheider, der das Kältemittel, das von dem Ausströmungsabschnitt 233c für gemischtes Kältemittel des Mischabschnitts 23 ausströmt, in Gas und Flüssigkeit abscheidet (trennt), das abgeschiedene Flüssigkeitsphasenkältemittel als ein überschüssiges Kältemittel in dem Kreislauf speichert und bewirkt, dass das abgeschiedene Gasphasenkältemittel zu einer Sauganschlussseite des Verdichters 11 ausströmt.
Daher steuert in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Kältemittelströmungsratensteuerungseinheit 60b des Steuerungsgeräts 60 den Betrieb von zumindest einem von dem Heizexpansionsventil 14a, dem Luftkühlexpansionsventil 14b, dem Kühlexpansionsventil 14c oder dem Bypassströmungseinstellventil 14d derart, dass ein Leistungskoeffizient (COP) des Kreislaufs sich einem maximalen Wert annähert.
Weitere Gestaltungen und Betriebe der Kältekreislaufvorrichtung 10a sind gleich wie jene der Kältekreislaufvorrichtung 10 des ersten Ausführungsbeispiels. Demgemäß schaltet in der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels gleich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel die Kältekreislaufvorrichtung 10a den Kältemittelkreislauf gemäß jedem Betriebsmodus um und somit können die komfortable Klimatisierung in dem Fahrzeuginnenraum und die geeignete Temperatureinstellung der Batterie 70 ausgeführt werden.
Da die Kältekreislaufvorrichtung 10a den Mischabschnitt 23 gleich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel aufweist, ist es möglich, eine Schwankung der Enthalpie des saugseitigen Kältemittels ausreichend zu verhindern. Demgemäß kann auch in der Kältekreislaufvorrichtung 10a des vorliegenden Ausführungsbeispiels, wenn die Strömung zu dem Kältemittelkreislauf umgeschaltet wird, in dem die Kältemittel mit unterschiedlichen Enthalpien gemischt und in den Verdichter 11 gesaugt werden, eine stabile Heizleistung ausgeübt werden und kann der Verdichter 11 geschützt werden.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, wie in 21 dargestellt ist, eine Kältekreislaufvorrichtung 10b, in der eine Anordnung der fünften Dreiwegeverbindungsstelle 12e geändert ist, verglichen zu dem vierten Ausführungsbeispiel beschrieben.
Insbesondere ist in der Kältekreislaufvorrichtung 10b eine Auslassseite des zweiten Rückschlagventils 16b mit einem Einströmungsanschluss der fünften Dreiwegeverbindungsstelle 12e verbunden. Die Seite des Ausströmungsabschnitts 233c für gemischtes Kältemittel des Mischabschnitts 23 ist mit dem anderen Einströmungsanschluss der fünften Dreiwegeverbindungsstelle 12e verbunden. Eine Einlassseite des Sammlers 27 ist mit einem Ausströmungsanschluss der fünften Dreiwegeverbindungsstelle 12e verbunden.
Daher ist der Kältemittelauslass des Innenverdampfers 18 mit der Seite des Ausströmungsabschnitts 233c für gemischtes Kältemittel des Mischabschnitts 23 über das Verdampfungsdruckeinstellventil 20 und das zweite Rückschlagventil 16b verbunden.
Weitere Gestaltungen und Betriebe der Kältekreislaufvorrichtung 10b sind gleich wie jene der Kältekreislaufvorrichtung 10a des vierten Ausführungsbeispiels. Demgemäß schaltet in der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels gleich wie in dem vierten Ausführungsbeispiel die Kältekreislaufvorrichtung 10b den Kältemittelkreislauf gemäß jedem Betriebsmodus um und somit können die komfortable Klimatisierung in dem Fahrzeuginnenraum und die geeignete Temperatureinstellung der Batterie 70 ausgeführt werden.
Da die Kältekreislaufvorrichtung 10b den Mischabschnitt 23 gleich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel aufweist, ist es möglich, eine Schwankung der Enthalpie des saugseitigen Kältemittels ausreichend zu verhindern. Demgemäß kann auch in der Kältekreislaufvorrichtung 10b des vorliegenden Ausführungsbeispiels, wenn die Strömung zu dem Kältemittelkreislauf umgeschaltet wird, in dem die Kältemittel mit unterschiedlichen Enthalpien gemischt und in den Verdichter 11 gesaugt werden, eine stabile Heizleistung ausgeübt werden und kann der Verdichter 11 geschützt werden.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10b ist eine Anordnung der fünften Dreiwegeverbindungsstelle 12e geändert und somit kann das Kältemittel, das von dem Innenverdampfer 18 ausströmt, in den Sammler 27 über das Verdampfungsdruckeinstellventil 20 und das zweite Rückschlagventil 16b in dem (a) Luftkühlmodus, dem (b) seriellen Entfeuchtungs- und Heizmodus, dem (c) parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus und dem (d) parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus strömen.
In anderen Worten kann in jedem der Betriebsmodi (a) bis (d), die vorstehend beschrieben sind, das Kältemittel, das von dem Innenverdampfer 18 ausströmt, in den Sammler 27 strömen, indem der Mischabschnitt 23 mit einem relativ gro-ßen Druckverlust umgangen wird. Demgemäß kann in jedem der Betriebsmodi (a) bis (d), die vorstehend beschrieben sind, ein Energieverbrauch (Stromverbrauch) des Verdichters 11 verringert werden und kann der Leistungskoeffizient (COP) des Kreislaufs verbessert werden.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10b kann, wenn der Modus zu dem (d) parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus umgeschaltet wird/ist, das Kältemittel, das von dem Luftkühlexpansionsventil 14b ausströmt, nicht in den Mischabschnitt 23 strömen.
Andererseits wird in dem (d) parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus das Kältemittel, das in den Innenverdampfer 18 strömt, verdampft, um die Luft zu entfeuchten, und somit nimmt das Kältemittel, das von dem Innenverdampfer 18 ausströmt, Wärme von der Luft auf und wird ein Kältemittel mit einer relativ hohen Enthalpie. In dem (d) parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus wird auch die Strömungsrate des Kältemittels, das durch den Innenverdampfer 18 strömt, verglichen zu dem (a) Luftkühlmodus oder dergleichen reduziert.
Demgemäß ist eine Differenz zwischen der Enthalpie des Kältemittels, das von dem Innenverdampfer 18 ausströmt, und der Enthalpie des Kältemittels, das von dem Mischabschnitt 23 ausströmt, auch relativ gering/klein. Demgemäß erhöht sich, selbst wenn das Kältemittel, das von dem Innenverdampfer 18 ausströmt, und das Kältemittel, das von dem Mischabschnitt 23 ausströmt, an der fünften Dreiwegeverbindungsstelle 12e zusammengeführt werden, eine Schwankung der Enthalpie des saugseitigen Kältemittels nicht.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10b des vorliegenden Ausführungsbeispiels können das Kältemittel, das von dem Innenverdampfer 18 ausströmt, und das Kältemittel, das von dem Mischabschnitt 23 ausströmt, auch in dem Sammler 27 gemischt werden und somit kann eine Schwankung der Enthalpie des saugseitigen Kältemittels weiter verhindert werden.
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, wie in 22 dargestellt ist, eine Kältekreislaufvorrichtung 10c, in der ein Mischabschnittsbypassdurchgang 21e und ein Bypassdurchgangsöffnungs-/schließventil 22c hinzugefügt sind, verglichen zu dem vierten Ausführungsbeispiel beschrieben.
Insbesondere ist der Mischabschnittsbypassdurchgang 21e ein Kältemitteldurchgang, der das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel zu der Seite des Ausströmungsabschnitts 233c für gemischtes Kältemittel führt, indem der Mischabschnitt 23 von dem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemitteleinlassabschnitt 233b umgangen wird. Das Bypassdurchgangsöffnungs-/schließventil 22c ist ein Bypassdurchgangsöffnungs-/schließabschnitt, der den Mischabschnittsbypassdurchgang 21e öffnet und schließt. Das Bypassdurchgangsöffnungs-/schließventil 22c ist ein elektromagnetisches Ventil mit derselben Gestaltung wie diejenige des zweiten Durchgangsöffnungs-/schließventils 22a. Ein Betrieb des Bypassdurchgangsöffnungs-/schließventils 22c wird durch die Kältemittelkreislaufsteuerungseinheit 60c des Steuerungsgeräts 60 gesteuert.
Der Druckverlust, der erzeugt wird, wenn das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel durch den Mischabschnittsbypassdurchgang 21e strömt, ist außerordentlich kleiner als der Druckverlust, der erzeugt wird, wenn das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel durch den dekompressionsabschnittsseitigen Kältemitteldurchgang 23b des Mischabschnitts 23 strömt. Daher strömt, wenn das Bypassdurchgangsöffnungs-/schließventil 22c den Mischabschnittsbypassdurchgang 21e öffnet, das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel mit nahezu der gesamten Strömungsrate durch den Mischabschnittsbypassdurchgang 21e und wird zu dem Sammler 27 geführt.
Daher steuert in der Kältekreislaufvorrichtung 10c des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Kältemittelkreislaufsteuerungseinheit 60c des Steuerungsgeräts 60 den Betrieb des Bypassdurchgangsöffnungs-/schließventils 22c, um den Mischabschnittsbypassdurchgang 21e in dem (a) Luftkühlmodus, dem (b) seriellen Entfeuchtungs- und Heizmodus, dem (c) parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus und dem (e) Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus zu öffnen.
Weitere Gestaltungen und Betriebe der Kältekreislaufvorrichtung 10c sind gleich wie jene der Kältekreislaufvorrichtung 10a des vierten Ausführungsbeispiels. Demgemäß schaltet in der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels gleich wie in dem vierten Ausführungsbeispiel die Kältekreislaufvorrichtung 10c den Kältemittelkreislauf gemäß jedem Betriebsmodus um und somit können die komfortable Klimatisierung in dem Fahrzeuginnenraum und die geeignete Temperatureinstellung der Batterie 70 ausgeführt werden.
Da die Kältekreislaufvorrichtung 10c den Mischabschnitt 23 gleich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel aufweist, ist es möglich, eine Schwankung der Enthalpie des saugseitigen Kältemittels ausreichend zu verhindern. Demgemäß kann auch in der Kältekreislaufvorrichtung 10c des vorliegenden Ausführungsbeispiels, wenn die Strömung zu dem Kältemittelkreislauf umgeschaltet wird, in dem die Kältemittel mit unterschiedlichen Enthalpien gemischt und in den Verdichter 11 gesaugt werden, eine stabile Heizleistung ausgeübt werden und kann der Verdichter 11 geschützt werden.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10c kann in jedem der Betriebsmodi des (a) Luftkühlmodus, des (b) seriellen Entfeuchtungs- und Heizmodus, des (c) parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus und des (e) Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel in den Sammler 27 strömen, indem der Mischabschnitt 23 mit einem relativ großen Druckverlust umgangen wird.
Demgemäß kann in jedem der Betriebsmodi des (a) Luftkühlmodus, des (b) seriellen Entfeuchtungs- und Heizmodus, des (c) parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus und des (e) Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus der Energieverbrauch (Stromverbrauch) des Verdichters 11 reduziert werden und kann der Leistungskoeffizient (COP) des Kreislaufs verbessert werden.
(Siebtes Ausführungsbeispiel)
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, wie in 23 dargestellt ist, eine Kältekreislaufvorrichtung 10d, in der ein integrierter Mischabschnittskühler (Mischabschnittschiller) 26 angewandt ist, verglichen zu dem vierten Ausführungsbeispiel beschrieben.
Der integrierte Mischabschnittskühler 26 ist ein Wärmeaustauschabschnitt, der gestaltet ist, um Wärme zwischen zumindest zwei von dem bypassseitigen Kältemittel, dem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittel und dem Vorrichtungskühlmittel, das ein Wärmeaustauschzielfluid ist, austauschen zu können. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein gestapelter Wärmetauscher gleich wie der Mischabschnitt 23, der in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, als der integrierte Mischabschnittskühler 26 angewandt.
Eine spezifische Gestaltung des integrierten Mischabschnittskühlers 26 ist nachstehend in Bezug auf 24 und 25 beschrieben. In dem integrierten Mischabschnittskühler 26 sind gleich wie in dem Mischabschnitt 23 eine Vielzahl der ersten Wärmeübertragungsplatten 231a und eine Vielzahl der zweiten Wärmeübertragungsplatten 231b abwechselnd gestapelt. Demgemäß sind ein Kältemitteldurchgang 26a und ein Kühlmitteldurchgang 26b abwechselnd zwischen der ersten Wärmeübertragungsplatte 231a und der zweiten Wärmeübertragungsplatte 231b, die benachbart zueinander angeordnet sind, ausgebildet.
Der Kältemitteldurchgang 26a ist ein Durchgang, durch den das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel oder ein zusammengeführtes Kältemittel, das durch Zusammenführen des bypassseitigen Kältemittels und des dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittels im Voraus erhalten wird, strömt. Der Kühlmitteldurchgang 26b ist ein Durchgang, durch den das Vorrichtungskühlmittel, das von der Vorrichtungskühlmittelpumpe 41 gepumpt wird, strömt.
In dem integrierten Mischabschnittskühler 26 sind eine Vielzahl der ersten Wärmeübertragungsplatten 231a und eine Vielzahl der zweiten Wärmeübertragungsplatten 231b gestapelt, um ein Paar eines kältemittelseitigen Tankraums und eines kühlmittelseitigen Tankraums auszubilden, ähnlich wie in dem Mischabschnitt 23, der in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Ein rohrförmiger Kältemitteleinlassabschnitt 263a, ein rohrförmiger Kältemittelauslassabschnitt 263b, ein rohrförmiger Kühlmitteleinlassabschnitt 263c und ein Kühlmittelauslassabschnitt 263d sind mit der Endabschnittswärmeübertragungsplatte 231c, die an einem Endabschnitt in der Stapelrichtung angeordnet ist, verbunden (daran angefügt).
Der Kältemitteleinlassabschnitt 263a ist angefügt (verbunden), um mit einem kältemittelseitigen Tankraum in Verbindung zu stehen. Der Kältemittelauslassabschnitt 263b ist angefügt (verbunden), um mit dem anderen kältemittelseitigen Tankraum in Verbindung zu stehen. Der Kühlmitteleinlassabschnitt 263c ist angefügt (verbunden), um mit einem kühlmittelseitigen Tankraum in Verbindung zu stehen. Der Kühlmittelauslassabschnitt 263d ist angefügt (verbunden), um mit dem anderen kühlmittelseitigen Tankraum in Verbindung zu stehen.
In dem integrierten Mischabschnittskühler 26 ist ein Durchgang, der zu dem Verbindungsdurchgang 235 des Mischabschnitts 23 korrespondiert, der in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, nicht ausgebildet. Daher werden das gemischte Kältemittel, das durch den Kältemitteldurchgang 26a strömt, und das Vorrichtungskühlmittel, das durch den Kühlmitteldurchgang 26b strömt, nicht gemischt.
Demgemäß strömt das Kältemittel, das von dem Kältemitteleinlassabschnitt 263a einströmt, wie durch durchgezogene Pfeile in 24 angezeigt ist, und strömt von dem Kältemittelauslassabschnitt 263b aus. Das Vorrichtungskühlmittel, das von dem Kühlmitteleinlassabschnitt 263c einströmt, strömt, wie durch gestrichelte Linienpfeile in 24 angezeigt ist, und strömt von dem Kühlmittelauslassabschnitt 263d aus.
Wie in 23 dargestellt ist, ist eine Ausströmungsanschlussseite einer sechsten Dreiwegeverbindungsstelle 12f mit dem Kältemitteleinlassabschnitt 263a verbunden. Die sechste Dreiwegeverbindungsstelle 12f ist ein Zusammenführabschnitt, der die Strömung des bypassseitigen Kältemittels und die Strömung des dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittels zusammenführt und bewirkt, dass das zusammengeführte Kältemittel zu dem Kältemitteleinlassabschnitt 263a des integrierten Mischabschnittskühlers 26 strömt. Die sechste Dreiwegeverbindungsstelle 12f hat die gleiche Grundstruktur wie diejenige der ersten Dreiwegeverbindungsstelle 12a.
Eine Auslassseite des Bypassdurchgangs 21a ist mit einem Einströmungsanschluss der sechsten Dreiwegeverbindungsstelle 12f verbunden. Eine Auslassseite des Kühlexpansionsventils 14c ist mit dem anderen Einströmungsanschluss der sechsten Dreiwegeverbindungsstelle 12f verbunden.
Daher kann, wenn das Bypassströmungseinstellventil 14d den Bypassdurchgang 21a öffnet, das zusammengeführte Kältemittel, das durch Zusammenführung des bypassseitigen Kältemittels und des dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittels an der sechsten Dreiwegeverbindungsstelle 12f erhalten wird, in den Kältemitteleinlassabschnitt 263a strömen. Wenn das zusammengeführte Kältemittel durch den Kältemitteldurchgang 26a strömt, können das bypassseitige Kältemittel und das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel ausreichend gemischt werden, um Wärme miteinander auszutauschen.
Die Sauganschlussseite des Verdichters 11 ist mit dem Kältemittelauslassabschnitt 263b über die vierte Dreiwegeverbindungsstelle 12d verbunden.
Eine Abgabeanschlussseite der Vorrichtungskühlmittelpumpe 41 ist mit dem Kühlmitteleinlassabschnitt 263c verbunden. Daher kann, wenn die Vorrichtungskühlmittelpumpe 41 betrieben wird, das Vorrichtungskühlmittel, das von der Vorrichtungskühlmittelpumpe 41 gepumpt wird, in den Kühlmitteleinlassabschnitt 263c strömen. Wenn das Vorrichtungskühlmittel durch den Kühlmitteldurchgang 26b strömt, kann Wärme mit dem Kältemittel, das durch den Kältemitteldurchgang 26a strömt, ausgetauscht werden.
Die Einlassseite des Kühlmitteldurchgangs 70a der Batterie 70 ist mit dem Kühlmittelauslassabschnitt 263d verbunden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist als der integrierte Mischabschnittskühler 26 ein Wärmetauscher mit einer Wärmeaustauschleistung in dem Ausmaß, dass die Enthalpie des saugseitigen Kältemittels, das von dem Kältemittelauslassabschnitt 263b tatsächlich zu der Sauganschlussseite des Verdichters 11 ausströmt, im Wesentlichen gleich ist wie die Enthalpie des idealen gemischten Kältemittels in dem Heißgasheizmodus, angewandt.
Weitere Gestaltungen und Betriebe der Kältekreislaufvorrichtung 10d sind gleich wie jene der Kältekreislaufvorrichtung 10a des vierten Ausführungsbeispiels. Demgemäß schaltet in der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels gleich wie in dem vierten Ausführungsbeispiel die Kältekreislaufvorrichtung 10d den Kältemittelkreislauf gemäß jedem Betriebsmodus um und somit können die komfortable Klimatisierung in dem Fahrzeuginnenraum und die geeignete Temperatureinstellung der Batterie 70 ausgeführt werden.
Da die Kältekreislaufvorrichtung 10d den integrierten Mischabschnittskühler 26 aufweist, ist es gleich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel möglich, eine Schwankung der Enthalpie des saugseitigen Kältemittels ausreichend zu verhindern. Demgemäß kann auch in der Kältekreislaufvorrichtung 10d des vorliegenden Ausführungsbeispiels, wenn die Strömung zu dem Kältemittelkreislauf umgeschaltet wird, in dem die Kältemittel mit unterschiedlichen Enthalpien gemischt und in den Verdichter 11 gesaugt werden, eine stabile Heizleistung ausgeübt werden und kann der Verdichter 11 geschützt werden.
In dem integrierten Mischabschnittskühler 26 können das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel, das von dem Kühlexpansionsventil 14c ausströmt, und das bypassseitige Kältemittel, das durch den Bypassdurchgang 21a strömt, gemischt werden. Jedoch können in dem integrierten Mischabschnittskühler 26 das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel, das von dem Außenwärmetauscher 15 ausströmt, und das bypassseitige Kältemittel nicht gemischt werden.
Daher werden in dem (d) parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus und dem (f) Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus des vorliegenden Ausführungsbeispiels das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel, das von dem Außenwärmetauscher 15 ausströmt, und das Kältemittel, das von dem integrierten Mischabschnittskühler 26 ausströmt, an der vierten Dreiwegeverbindungsstelle 12d zusammengeführt.
In dem (d) parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus und dem (f) Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus wird das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel, das von dem Außenwärmetauscher 15 ausströmt, das Kältemittel mit der relativ hohen Enthalpie, in dem Wärme von der Außenluft in dem Außenwärmetauscher 15 aufgenommen wird. Demgemäß erhöht sich, selbst wenn das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel, das von dem Außenwärmetauscher 15 ausströmt, und das Kältemittel, das von dem integrierten Mischabschnittskühler 26 ausströmt, an der vierten Dreiwegeverbindungsstelle 12d zusammengeführt werden, eine Schwankung der Enthalpie des saugseitigen Kältemittels nicht.
Der integrierte Mischabschnittskühler 26 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist gestaltet, um Wärme zwischen dem bypassseitigen Kältemittel, dem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittel und dem Vorrichtungskühlmittel austauschen zu können. Demgemäß kann die Wärme des Vorrichtungskühlmittels durch das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel mit einer relativ niedrigen Enthalpie aufgenommen werden, um das Vorrichtungskühlmittel zu kühlen. Die Wärme des bypassseitigen Kältemittels mit einer relativ hohen Enthalpie kann zu dem Vorrichtungskühlmittel abgegeben werden, um das Vorrichtungskühlmittel zu heizen.
In dem (g) Heißgasheizmodus der Kältekreislaufvorrichtung 10d des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann das gemischte Kältemittel, das durch Mischen des bypassseitigen Kältemittels mit einer relativ hohen Enthalpie und des dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittels mit einer relativ niedrigen Enthalpie im Voraus erhalten wird, in den integrierten Mischabschnittskühler 26 strömen. Daher kann die Temperatur des Vorrichtungskühlmittels auf einem konstanten Wert gehalten werden, indem der Druck (oder die Temperatur) des Kältemittels, das in den integrierten Mischabschnittskühler 26 strömt, so eingestellt wird, dass er (oder sie) sich einem vorbestimmten Wert annähert.
Daher kann zum Beispiel, wenn die Temperatur der Wärmeerzeugungsvorrichtung (in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Batterie 70) beim Starten bei einer niedrigen Außenlufttemperatur reduziert ist, das Vorrichtungskühlmittel geheizt werden, um die Wärmeerzeugungsvorrichtung aufzuwärmen. Wenn die Temperatur der Wärmeerzeugungsvorrichtung sich aufgrund einer Eigenerwärmung (Eigenheizung) oder dergleichen erhöht, kann die Wärmeerzeugungsvorrichtung durch das Vorrichtungskühlmittel gekühlt werden.
(Achtes Ausführungsbeispiel)
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, wie in 26 dargestellt ist, eine Kältekreislaufvorrichtung 10e, in der der Kältemittelkreislauf geändert ist, verglichen zu dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Die Fahrzeugklimaanlage, in der die Kältekreislaufvorrichtung 10e angewandt wird, hat keine Funktion zum Kühlen der Wärmeerzeugungsvorrichtung. Daher sind in der Kältekreislaufvorrichtung 10e der Kühler (Chiller) 19 und der Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40 entfernt (weggelassen).
In der Kältekreislaufvorrichtung 10e sind das zweite Durchgangsöffnungs-/schließventil 22a und die Vierwegeverbindungsstelle 17 entfernt (weggelassen). Daher ist die Einlassseite des Luftkühlexpansionsventils 14b mit dem anderen Ausströmungsanschluss der zweiten Dreiwegeverbindungsstelle 12b verbunden.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10e sind der Außenwärmetauscher 15, die dritte Dreiwegeverbindungsstelle 12c, die vierte Dreiwegeverbindungsstelle 12d, das erste Rückschlagventil 16a, der Niederdruckdurchgang 21d und das Niederdruckdurchgangsöffnungs-/schließventil 22b entfernt (weggelassen). Daher ist die Kältemitteleinlassseite eines Außenluftwärmeabsorptionskühlers (Außenluftwärmeabsorptionschillers) 119 mit dem Auslass des Heizexpansionsventils 14a verbunden. Das Heizexpansionsventil 14a des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist ein Außenluftwärmeabsorptionskühlerströmungsrateneinstellabschnitt, der die Strömungsrate (Massenströmungsrate) des Kältemittels, das in den Außenluftwärmeabsorptionskühler 119 strömt, einstellt.
Der Außenluftwärmeabsorptionskühler 119 ist ein Wärmeabsorptionsabschnitt, der Wärme zwischen dem Niederdruckkältemittel, das durch das Heizexpansionsventil 14a dekomprimiert wird, und einem Außenluftwärmeabsorptionskühlmittel, das in einem Außenluftwärmeabsorptionskühlmittelkreislauf 80 zirkuliert, austauscht, um das Niederdruckkältemittel zu verdampfen. Das Außenluftwärmeabsorptionskühlmittel ist ein Wärmequellenfluid. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein gestapelter Wärmetauscher ähnlich dem integrierten Mischabschnittskühler 26, der in dem siebten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, als der Außenluftwärmeabsorptionskühler 119 angewandt. Die andere Einströmungsanschlussseite der vierten Dreiwegeverbindungsstelle 12e ist mit dem Kältemittelauslass des Außenluftwärmeabsorptionskühlers 119 verbunden.
Nachstehend ist ein Außenluftwärmeabsorptionskühlmittelkreislauf 80 beschrieben. Der Außenluftwärmeabsorptionskühlmittelkreislauf 80 ist ein Außenluftwärmeabsorptionswärmemediumkreislauf, in dem das Außenluftwärmeabsorptionskühlmittel zirkuliert. Als das Außenluftwärmeabsorptionskühlmittel kann ein Wärmemedium ähnlich dem Heizkühlmittel angewandt werden. Wie in 26 dargestellt ist, weist der Außenluftwärmeabsorptionskühlmittelkreislauf 80 einen Wasserdurchgang des Außenluftwärmeabsorptionskühlers 119, eine Außenluftwärmeabsorptionskühlmittelpumpe 81 und einen Außenluftwärmetauscher 115 auf.
Die Außenluftwärmeabsorptionskühlmittelpumpe 81 ist eine Wasserpumpe, die das Kältemittel, das von dem Wasserdurchgang des Außenluftwärmeabsorptionskühlers 119 ausströmt, zu der Kühlmitteleinlassseite des Außenluftwärmetauschers 115 pumpt. Die Außenluftwärmeabsorptionskühlmittelpumpe 81 hat dieselbe Grundstruktur wie diejenige der Heizkühlmittelpumpe 31.
Der Außenluftwärmetauscher 115 ist ein Außenwärmeaustauschabschnitt, der Wärme zwischen dem Außenluftwärmeabsorptionskühlmittel, das von der Vorrichtungskühlmittelpumpe 41 gepumpt wird, und der Außenluft, die durch einen Außenluftlüfter (nicht dargestellt) ventiliert wird, austauscht. Ähnlich wie in dem Außenwärmetauscher 15, der in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, ist der Außenluftwärmetauscher 115 an einer vorderen Seite des Antriebsvorrichtungsraums angeordnet. Die Einlassseite des Wasserdurchgangs des Außenluftwärmeabsorptionskühlers 119 ist mit einem Kühlmittelauslass des Außenluftwärmetauschers 115 verbunden.
Weitere Gestaltungen der Kältekreislaufvorrichtung 10e sind gleich wie jene der Kältekreislaufvorrichtung 10, die in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.
Nachstehend ist ein Betrieb der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit der vorstehenden Gestaltung beschrieben. In der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels werden verschiedene Betriebsmodi umgeschaltet, um eine Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums auszuführen.
Insbesondere kann in der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein Betriebsmodus korrespondierend zu dem (c) parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus, dem (d) parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus, dem (e) Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus, dem (f) Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus oder dem (g) Heißgasheizmodus, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, umgeschaltet werden. In der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird der Betrieb in dem Vorrichtungskühlmodus nicht ausgeführt. Nachstehend ist der Betrieb jedes Betriebsmodus ausführlich beschrieben.
(c) Paralleler Entfeuchtungs- und Heizmodus
Der parallele Entfeuchtungs- und Heizmodus des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist ein Betriebsmodus, der umgeschaltet wird, wenn die Außenlufttemperatur Tam gleich ist wie oder höher ist als 0°C. In dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus stellt das Steuerungsgerät 60 das Heizexpansionsventil 14a in einen gedrosselten Zustand, das Luftkühlexpansionsventil 14b in den gedrosselten Zustand und das Bypassströmungseinstellventil 14d in einen vollständig geschlossenen Zustand.
Daher zirkuliert in der Kältekreislaufvorrichtung 10e in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus, wie durch durchgezogene Pfeile in 27 angezeigt ist, das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13, die zweite Dreiwegeverbindungsstelle 12b, das Luftkühlexpansionsventil 14b, den Innenverdampfer 18, das Verdampfungsdruckeinstellventil 20, das zweite Rückschlagventil 16b, den Mischabschnitt 23 und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge. Zu der gleichen Zeit zirkuliert das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13, die zweite Dreiwegeverbindungsstelle 12b, das Heizexpansionsventil 14a, den Außenluftwärmeabsorptionskühler 119, den Mischabschnitt 23 und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge.
Das heißt, in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus wird die Strömung des Kältemittels, das von dem Kältemitteldurchgang 131 des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers 13 ausströmt, zu dem Kältemittelkreislauf umgeschaltet, in dem der Innenverdampfer 18 parallel geschaltet mit dem Außenluftwärmeabsorptionskühler 119 verbunden ist. In einer ähnlichen Weise wie in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus des ersten Ausführungsbeispiels steuert das Steuerungsgerät 60 geeignet den Betrieb der weiteren/anderen Steuerungszielvorrichtungen.
Demgemäß ist in der Kältekreislaufvorrichtung 10e in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus der Dampfverdichtungskältekreislauf gestaltet (gebildet), in dem der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 als ein Kondensator funktioniert und der Innenverdampfer 18 und der Außenluftwärmeabsorptionskühler 119 als ein Verdampfer funktionieren.
In dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 gibt das Kältemittel Wärme zu dem Heizkühlmittel ab und wird kondensiert. Demgemäß wird das Heizkühlmittel geheizt. In dem Innenverdampfer 18 nimmt das Kältemittel Wärme von der Luft auf und wird verdampft. Demgemäß wird die Luft gekühlt. In dem Außenluftwärmeabsorptionskühler 119 nimmt das Kältemittel Wärme von dem Außenluftwärmeabsorptionskühlmittel auf und wird verdampft. Demgemäß wird das Au-ßenluftwärmeabsorptionskühlmittel gekühlt.
In dem Heizkühlmittelkreislauf 30 in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus wird, wie durch einen dünnen gestrichelten Linienpfeil in 27 angezeigt ist, das Heizkühlmittel, das durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 geheizt wird, zu dem Heizerkern 32 gepumpt. Das Heizkühlmittel, das in den Heizerkern 32 strömt, gibt Wärme zu der Luft, die durch den Innenverdampfer 18 gekühlt wird, ab. Demgemäß wird die Luft geheizt.
In dem Außenluftwärmeabsorptionskühlmittelkreislauf 80 in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus wird, wie durch einen dünnen gestrichelten Linienpfeil in 27 angezeigt ist, das Außenluftwärmeabsorptionskühlmittel, das durch den Außenluftwärmeabsorptionskühler 119 gekühlt wird, zu dem Außenluftwärmetauscher 115 gepumpt. Das Heizkühlmittel, das in den Außenluftwärmetauscher 115 strömt, gibt Wärme von der Außenluft ab und die Temperatur des Heizkühlmittels erhöht sich.
In der Innenklimatisierungseinheit 50 in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus wird gleich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel die Luft, die durch den Innenverdampfer 18 gekühlt und entfeuchtet wird, durch den Heizerkern 32 wieder geheizt und in den Fahrzeuginnenraum geblasen. Demgemäß wird das Entfeuchten und Heizen des Fahrzeuginnenraums realisiert.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10e in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus kann wie in dem ersten Ausführungsbeispiel die Kältemittelverdampfungstemperatur in dem Außenluftwärmeabsorptionskühler 119 niedriger sein als die Kältemittelverdampfungstemperatur in dem Innenverdampfer 18. Demgemäß ist die Heizleistung der Luft verbessert und kann das Entfeuchten und Heizen des Fahrzeuginnenraums in einem breiten (weiten) Temperaturbereich ausgeführt werden.
(d) Paralleler Entfeuchtungsheißgasheizmodus
In dem parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus stellt das Steuerungsgerät 60 das Heizexpansionsventil 14a in einen gedrosselten Zustand, das Luftkühlexpansionsventil 14b in den gedrosselten Zustand und das Bypassströmungseinstellventil 14d in den gedrosselten Zustand.
Daher zirkuliert in der Kältekreislaufvorrichtung 10e in dem parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus, wie durch durchgezogene Pfeile in 28 angezeigt ist, das Kältemittel in einer ähnlichen Weise wie in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus. Zu der gleichen Zeit zirkuliert ein Teil des Kältemittels, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch den Mischabschnitt 23 und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge über den Bypassdurchgang 21a. Gleich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel steuert das Steuerungsgerät 60 geeignet den Betrieb der weiteren/anderen Steuerungszielvorrichtungen.
Demgemäß ist in der Kältekreislaufvorrichtung 10e in dem parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus in einer ähnlichen Weise wie in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus der Dampfverdichtungskältekreislauf gestaltet (gebildet), in dem der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 als ein Kondensator dient und der Innenverdampfer 18 und der Außenluftwärmeabsorptionskühler 119 als ein Verdampfer dienen.
In dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 gibt das Kältemittel Wärme zu dem Heizkühlmittel ab und wird kondensiert. Demgemäß wird das Heizkühlmittel geheizt. In dem Innenverdampfer 18 nimmt das Kältemittel Wärme von der Luft auf und wird verdampft. Demgemäß wird die Luft gekühlt. In dem Außenluftwärmeabsorptionskühler 119 nimmt das Kältemittel Wärme von dem Außenluftwärmeabsorptionskühlmittel auf und wird verdampft. Demgemäß wird das Au-ßenluftwärmeabsorptionskühlmittel gekühlt.
In dem Heizkühlmittelkreislauf 30 in dem parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus wird, wie durch einen dünnen gestrichelten Linienpfeil in 28 angezeigt ist, das Heizkühlmittel, das durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 geheizt wird, zu dem Heizerkern 32 gepumpt. Das Heizkühlmittel, das in den Heizerkern 32 strömt, gibt Wärme zu der Luft ab, die durch den Innenverdampfer 18 gekühlt wird. Demgemäß wird die Luft geheizt.
In dem Außenluftwärmeabsorptionskühlmittelkreislauf 80 in dem parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus wird, wie durch einen dünnen gestrichelten Linienpfeil in 28 angezeigt ist, das Außenluftwärmeabsorptionskühlmittel, das durch den Außenluftwärmeabsorptionskühler 119 gekühlt wird, zu dem Außenluftwärmetauscher 115 gepumpt. Das Heizkühlmittel, das in den Außenluftwärmetauscher 115 strömt, nimmt Wärme von der Außenluft auf und die Temperatur des Heizkühlmittels erhöht sich.
In der Innenklimatisierungseinheit 50 in dem parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus wird die Luft, die durch den Innenverdampfer 18 gekühlt und entfeuchtet wird, durch den Heizerkern 32 wieder geheizt und in den Fahrzeuginnenraum geblasen. Demgemäß wird das Entfeuchten und Heizen des Fahrzeuginnenraums realisiert.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10e in dem parallelen Entfeuchtungsheißgasheizmodus ist es, selbst wenn das Gefrieren in dem Außenluftwärmetauscher 115 auftritt, ähnlich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel möglich, eine Verringerung der Heizleistung der Luft in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus zu verhindern.
(e) Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus
In dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus stellt das Steuerungsgerät 60 das Heizexpansionsventil 14a in einen gedrosselten Zustand, das Luftkühlexpansionsventil 14b in einen vollständig geschlossenen Zustand und das Bypassströmungseinstellventil 14d in den vollständig geschlossenen Zustand.
Daher zirkuliert in der Kältekreislaufvorrichtung 10e in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus, wie durch durchgezogene Pfeile in 29 angezeigt ist, das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13, das Heizexpansionsventil 14a, den Außenluftwärmeabsorptionskühler 119, den Mischabschnitt 23 und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge. Gleich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel steuert das Steuerungsgerät 60 geeignet den Betrieb der weiteren/anderen Steuerungszielvorrichtungen.
Demgemäß ist in der Kältekreislaufvorrichtung 10e in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus der Dampfverdichtungskältekreislauf gestaltet (gebildet), in dem der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 als ein Kondensator funktioniert und der Außenluftwärmeabsorptionskühler 119 als ein Verdampfer dient.
In dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 gibt das Kältemittel Wärme zu dem Heizkühlmittel ab und wird kondensiert. Demgemäß wird das Heizkühlmittel geheizt. In dem Außenluftwärmeabsorptionskühler 119 nimmt das Kältemittel Wärme von dem Außenluftwärmeabsorptionskühlmittel auf und wird verdampft. Demgemäß wird das Außenluftwärmeabsorptionskühlmittel gekühlt.
In dem Heizkühlmittelkreislauf 30 in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus wird, wie durch einen dünnen gestrichelten Linienpfeil in 29 angezeigt ist, das Heizkühlmittel, das durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 geheizt wird, zu dem Heizerkern 32 gepumpt. Das Heizkühlmittel, das in den Heizerkern 32 strömt, gibt Wärme zu der Luft, die durch den Innenverdampfer 18 hindurchgetreten ist, ab. Demgemäß wird die Luft geheizt.
In dem Außenluftwärmeabsorptionskühlmittelkreislauf 80 in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus wird, wie durch einen dünnen gestrichelten Linienpfeil in 29 angezeigt ist, das Außenluftwärmeabsorptionskühlmittel, das durch den Außenluftwärmeabsorptionskühler 119 gekühlt wird, zu dem Außenluftwärmetauscher 115 gepumpt. Das Außenluftwärmeabsorptionskühlmittel, das in den Außenluftwärmetauscher 115 strömt, nimmt Wärme von der Außenluft auf und die Temperatur des Außenluftwärmeabsorptionskühlmittels erhöht sich.
In der Innenklimatisierungseinheit 50 in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus wird die Luft, die durch den Innenverdampfer 18 hindurchgetreten ist, durch den Heizerkern 32 geheizt und in den Fahrzeuginnenraum geblasen. Demgemäß wird das Heizen des Fahrzeuginnenraums realisiert.
(f) Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus
In dem Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus stellt das Steuerungsgerät 60 das Heizexpansionsventil 14a in einen gedrosselten Zustand, das Luftkühlexpansionsventil 14b in einen vollständig geschlossenen Zustand und das Bypassströmungseinstellventil 14d in den gedrosselten Zustand.
Daher zirkuliert in der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus, wie durch durchgezogene Pfeile in 30 angezeigt ist, das Kältemittel in einer ähnlichen Weise wie in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus. Zu der gleichen Zeit zirkuliert ein Teil des Kältemittels, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch den Mischabschnitt 23 und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge über den Bypassdurchgang 21a. Gleich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel steuert das Steuerungsgerät 60 geeignet den Betrieb der weiteren/anderen Steuerungszielvorrichtungen.
Demgemäß ist in der Kältekreislaufvorrichtung 10e in dem Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus in einer ähnlichen Weise wie in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus der Dampfverdichtungskältekreislauf gestaltet (gebildet), in dem der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 als ein Kondensator funktioniert und der Außenluftwärmeabsorptionskühler 119 als ein Verdampfer funktioniert.
In dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 gibt das Kältemittel Wärme zu dem Heizkühlmittel ab und wird kondensiert. Demgemäß wird das Heizkühlmittel geheizt. In dem Außenluftwärmeabsorptionskühler 119 nimmt das Kältemittel Wärme von dem Außenluftwärmeabsorptionskühlmittel auf und wird verdampft. Demgemäß wird das Außenluftwärmeabsorptionskühlmittel gekühlt.
In dem Heizkühlmittelkreislauf 30 in dem Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus wird, wie durch einen dünnen gestrichelten Linienpfeil in 30 angezeigt ist, das Heizkühlmittel, das durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 geheizt wird, zu dem Heizerkern 32 gepumpt. Das Heizkühlmittel, das in den Heizerkern 32 strömt, gibt Wärme zu der Luft, die durch den Innenverdampfer 18 hindurchgetreten ist, ab. Demgemäß wird die Luft geheizt.
In dem Außenluftwärmeabsorptionskühlmittelkreislauf 80 in dem Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus wird, wie durch einen dünnen gestrichelten Linienpfeil in 30 angezeigt ist, das Außenluftwärmeabsorptionskühlmittel, das durch den Außenluftwärmeabsorptionskühler 119 gekühlt wird, zu dem Außenluftwärmetauscher 115 gepumpt. Das Außenluftwärmeabsorptionskühlmittel, das in den Außenluftwärmetauscher 115 strömt, nimmt Wärme von der Außenluft auf und die Temperatur des Außenluftwärmeabsorptionskühlmittels erhöht sich.
In der Innenklimatisierungseinheit 50 in dem Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus wird die Luft, die durch den Innenverdampfer 18 hindurchgetreten ist, durch den Heizerkern 32 geheizt und in den Fahrzeuginnenraum geblasen. Demgemäß wird das Heizen des Fahrzeuginnenraums realisiert.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10e in dem Außenluftwärmeabsorptionsheißgasheizmodus ist es, selbst wenn das Gefrieren in dem Außenluftwärmetauscher 115 auftritt, ähnlich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel möglich, eine Verringerung der Heizleistung der Luft in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus zu verhindern.
(g) Heißgasheizmodus
In dem Heißgasheizmodus stellt das Steuerungsgerät 60 das Heizexpansionsventil 14a in einen gedrosselten Zustand, das Luftkühlexpansionsventil 14b in einen vollständig geschlossenen Zustand und das Bypassströmungseinstellventil 14d in den gedrosselten Zustand.
Daher zirkuliert in der Kältekreislaufvorrichtung 10 in dem Heißgasheizmodus, wie durch durchgezogene Pfeile in 31 angezeigt ist, das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch die erste Dreiwegeverbindungsstelle 12a, den Außenluftwärmeabsorptionskühler 119, den Mischabschnitt 23 und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge. Zu der gleichen Zeit zirkuliert ein Teil des Kältemittels, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch den Mischabschnitt 23 und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge über den Bypassdurchgang 21a.
Das Steuerungsgerät 60 steuert die Heizkühlmittelpumpe 31, um eine vorbestimmte Referenzabgabeleistung auszuüben. Das Steuerungsgerät 60 stoppt die Außenluftwärmeabsorptionskühlmittelpumpe 81. In einer ähnlichen Weise wie in dem Heißgasheizmodus des ersten Ausführungsbeispiels steuert das Steuerungsgerät 60 geeignet den Betrieb der weiteren/anderen Steuerungszielvorrichtungen.
Demgemäß ist in der Kältekreislaufvorrichtung 10e in dem Heißgasheizmodus der Kältemittelkreislauf, in dem der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 als ein Kondensator funktioniert, gestaltet (gebildet). In dem Mischabschnitt 23 werden das Kältemittel, das eine relativ niedrige Enthalpie hat und durch das Heizexpansionsventil 14a dekomprimiert wird, und das Kältemittel, das eine relativ hohe Enthalpie hat und durch das Bypassströmungseinstellventil 14d dekomprimiert wird, gemischt. Das saugseitige Kältemittel, das von dem Mischabschnitt 23 ausströmt, wird in den Verdichter 11 gesaugt und wird wieder (erneut) verdichtet.
In dem Heißgasheizmodus wird die Außenluftwärmeabsorptionskühlmittelpumpe 81 gestoppt. Demgemäß nimmt das Kältemittel, das durch den Außenluftwärmeabsorptionskühler 119 strömt, kaum Wärme von dem Außenluftwärmeabsorptionskühlmittel auf.
In dem Heizkühlmittelkreislauf 30 in dem Heißgasheizmodus wird, wie durch einen dünnen gestrichelten Linienpfeil in 31 angezeigt ist, das Heizkühlmittel, das durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 geheizt wird, zu dem Heizerkern 32 gepumpt. Das Heizkühlmittel, das in den Heizerkern 32 strömt, gibt Wärme zu der Luft, die durch den Innenverdampfer 18 hindurchgetreten ist, ab. Demgemäß wird die Luft geheizt.
In der Innenklimatisierungseinheit 50 in dem Heißgasheizmodus wird die Luft, die durch den Innenverdampfer 18 hindurchgetreten ist, durch den Heizerkern 32 geheizt und in den Fahrzeuginnenraum geblasen. Demgemäß wird das Heizen des Fahrzeuginnenraums realisiert.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10e in dem Heißgasheizmodus ist es ähnlich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel möglich, eine Verringerung einer Heizleistung der Luft zu verhindern.
Wie vorstehend beschrieben ist, schaltet in der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Kältekreislaufvorrichtung 10e den Kältemittelkreislauf gemäß jedem Betriebsmodus um und somit kann eine komfortable Klimatisierung in dem Fahrzeuginnenraum realisiert werden.
Da die Kältekreislaufvorrichtung 10e den Mischabschnitt 23 aufweist, ist es ähnlich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel möglich, eine Variation der Enthalpie des saugseitigen Kältemittels ausreichend zu verhindern. Demgemäß kann auch in der Kältekreislaufvorrichtung 10d des vorliegenden Ausführungsbeispiels, wenn die Strömung zu dem Kältemittelkreislauf umgeschaltet wird, in dem die Kältemittel mit unterschiedlichen Enthalpien gemischt und in den Verdichter 11 gesaugt werden, eine stabile Heizleistung ausgeübt werden und kann der Verdichter 11 geschützt werden.
(Neuntes Ausführungsbeispiel)
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, wie in 32 dargestellt ist, die Kältekreislaufvorrichtung 10d mit einem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40a verglichen zu dem siebten Ausführungsbeispiel beschrieben. Zusätzlich zu dem Wasserdurchgang des integrierten Mischabschnittskühlers 26 und der Vorrichtungskühlmittelpumpe 41 sind eine erste Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42a, eine zweite Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42b, ein erstes Wasseröffnungs-/schließventil 44a, ein zweites Wasseröffnungs-/schließventil 44b und dergleichen mit dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40a verbunden.
In dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40a ist der Einströmungsanschluss der ersten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42a mit dem Abgabeanschluss der Vorrichtungskühlmittelpumpe 41 verbunden. Die erste Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42a und die zweite Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42b sind Vorrichtungskühlmitteldreiwegeverbindungsstellen, die in einer gleichen Weise wie die erste Dreiwegeverbindungsstelle 12a für das Kältemittel ausgebildet sind.
Eine Kühlmitteleinlassabschnittsseite des integrierten Mischabschnittskühlers 26 ist mit einem Ausströmungsanschluss der ersten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42a verbunden. Das erste Wasseröffnungs-/schließventil 44a ist in dem Kühlmitteldurchgang von einem Ausströmungsanschluss der ersten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42a zu dem Kühlmitteleinlassabschnitt des integrierten Mischabschnittskühler 26 angeordnet.
Das erste Wasseröffnungs-/schließventil 44a ist ein Öffnungs-/Schließventil, das den Kühlmitteldurchgang von einem Ausströmungsanschluss der ersten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42a zu dem Kühlmitteleinlassabschnitt des integrierten Mischabschnittskühlers 26 öffnet und schließt. Das erste Wasseröffnungs-/schließventil 44a und das zweite Wasseröffnungs-/schließventil 44b haben dieselbe Grundstruktur wie diejenige des zweiten Durchgangsöffnungs-/schließventils 22a für das Kältemittel. Eine Einströmungsanschlussseite der zweiten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42b ist mit dem Kühlmittelauslassabschnitt des integrierten Mischabschnittskühlers 26 verbunden.
Eine Einlassseite eines Wasserbypassdurchgangs 43 ist mit dem anderen Ausströmungsanschluss der ersten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42a verbunden. Der Wasserbypassdurchgang 43 ist ein Wärmemediumbypassdurchgang, durch den das Vorrichtungskühlmittel, das von der Vorrichtungskühlmittelpumpe 41 gepumpt wird, durch Umgehen des integrierten Mischabschnittskühlers 26 strömt. Das zweite Wasseröffnungs-/schließventil 44b, das den Wasserbypassdurchgang 43 öffnet und schließt, ist in dem Wasserbypassdurchgang 43 angeordnet. Die andere Einströmungsanschlussseite der zweiten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42b ist mit einem Auslass des Wasserbypassdurchgangs 43 verbunden.
Die Einlassseite des Kühlmitteldurchgangs 70a der Batterie 70 ist mit einem Ausströmungsanschluss der zweiten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42b verbunden. Die Sauganschlussseite der Vorrichtungskühlmittelpumpe 41 ist mit einem Einlass des Kühlmitteldurchgangs 70a der Batterie 70 verbunden.
In dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40a kann das Steuerungsgerät 60 eine Kreislaufgestaltung des Vorrichtungskühlmittelkreislaufs 40a durch Steuern der Öffnungs-/Schließbetriebe des ersten Wasseröffnungs-/schließventils 44a und des zweiten Wasseröffnungs-/schließventils 44b umschalten. Demgemäß sind das erste Wasseröffnungs-/schließventil 44a und das zweite Wasseröffnungs-/schließventil 44b Vorrichtungskühlmittelkreislaufumschaltabschnitte. Weitere Gestaltungen der Kältekreislaufvorrichtung 10d sind gleich wie jene des siebten Ausführungsbeispiels.
Nachstehend ist ein Betrieb der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit der vorstehenden Gestaltung beschrieben. In der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels schaltet gleich wie in dem siebten Ausführungsbeispiel die Kältekreislaufvorrichtung 10d den Kältemittelkreislauf gemäß jedem Betriebsmodus um und somit kann eine Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums realisiert werden.
In jedem Betriebsmodus kann die geeignete Temperatureinstellung der Batterie 70 durch Ausführen des Vorrichtungskühlmodus oder des Vorrichtungsaufwärmmodus realisiert werden.
In dem Heißgasheizmodus während der Ausführung des Vorrichtungsaufwärmmodus öffnet das Steuerungsgerät 60 das zweite Durchgangsöffnungs-/schließventil 22a und schließt das Niederdruckdurchgangsöffnungs-/schließventil 22b. Das Steuerungsgerät 60 stellt das Heizexpansionsventil 14a in einen vollständig geschlossenen Zustand, das Luftkühlexpansionsventil 14b in den vollständig geschlossenen Zustand, das Kühlexpansionsventil 14c in einen gedrosselten Zustand und das Bypassströmungseinstellventil 14d in den gedrosselten Zustand.
Daher zirkuliert in der Kältekreislaufvorrichtung 10d in dem Heißgasheizmodus während der Ausführung des Vorrichtungsaufwärmmodus, wie durch durchgezogene Pfeile in 33 angezeigt ist, das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch die erste Dreiwegeverbindungsstelle 12a, den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13, die zweite Dreiwegeverbindungsstelle 12b, den zweiten Durchgang 21c, das Kühlexpansionsventil 14c, den integrierten Mischabschnittskühler 26, den Sammler 27 und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge. Zu der gleichen Zeit zirkuliert ein Teil des Kältemittels, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch das Bypassströmungseinstellventil 14d, den integrierten Mischabschnittskühler 26, den Sammler 27 und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge über den Bypassdurchgang 21a.
Demgemäß kann in der Kältekreislaufvorrichtung 10d in dem Heißgasheizmodus während der Ausführung des Vorrichtungsaufwärmmodus der Fahrzeuginnenraum in einer gleichen Weise wie in dem Heißgasheizmodus des siebten Ausführungsbeispiels geheizt werden.
Das Steuerungsgerät 60 öffnet das erste Wasseröffnungs-/schließventil 44a des Vorrichtungskühlmittelkreislaufs 40a und schließt das zweite Wasseröffnungs-/schließventil 44b des Vorrichtungskühlmittelkreislaufs 40a. Das Steuerungsgerät 60 betreibt die Vorrichtungskühlmittelpumpe 41, um eine vorbestimmte Referenzabgabeleistung auszuüben.
Daher zirkuliert in dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40a in dem Vorrichtungsaufwärmmodus, wie durch einen dünnen gestrichelten Linienpfeil in 33 angezeigt ist, das Vorrichtungskühlmittel, das von der Vorrichtungskühlmittelpumpe 41 gepumpt wird, durch den Wasserdurchgang des integrierten Mischabschnittskühlers 26, den Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70 und den Sauganschluss der Vorrichtungskühlmittelpumpe 41 in dieser Reihenfolge. Demgemäß kann die Batterie 70 in einer gleichen Weise wie in dem Vorrichtungsaufwärmmodus des siebten Ausführungsbeispiels aufgewärmt werden.
Da die Kältekreislaufvorrichtung 10d des vorliegenden Ausführungsbeispiels den integrierten Mischabschnittskühler 26 aufweist, ist es ähnlich wie in dem siebten Ausführungsbeispiel möglich, eine Schwankung der Enthalpie des saugseitigen Kältemittels ausreichend zu verhindern. Demgemäß kann, selbst wenn die Strömung zu dem Kältemittelkreislauf umgeschaltet wird, in dem die Kältemittel mit unterschiedlichen Enthalpien gemischt und in den Verdichter 11 gesaugt werden, eine stabile Heizleistung ausgeübt werden und kann der Verdichter 11 geschützt werden.
Wenn die Kältekreislaufvorrichtung 10d bei der kyrogenen Außenlufttemperatur (insbesondere, wenn die Außenlufttemperatur Tam niedriger als ungefähr -20°C ist) gestoppt wird, verringert sich auch die Temperatur jeder Komponente der Kältekreislaufvorrichtung 10 auf im Wesentlichen dieselbe Außenlufttemperatur Tam. Daher kann sich bei der kyrogenen Außenlufttemperatur die Temperatur und Dichte des Kältemittels an der Saugseite des Verdichters 11 außerordentlich (extrem) verringern.
Demgemäß kann, selbst wenn das Kältemittel, dessen Temperatur und Dichte extrem verringert sind, in den Verdichter 11 gesaugt wird, das Kältemittel nicht ausreichend auf einen Druck erhöht werden, um die Temperatur zu erhöhen, und kann die Luft nicht ausreichend durch den Innenverdampfer 113 geheizt werden. Das heißt, das Heizen des Fahrzeuginnenraums kann nicht realisiert werden.
Bei der kyrogenen Außenlufttemperatur verringern sich auch die Temperaturen der Komponenten, die die Kältekreislaufvorrichtung 10d bilden, auf im Wesentlichen die gleiche Außenlufttemperatur Tam. Daher kann, selbst wenn das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird und dessen Temperatur nicht ausreichend erhöht wird/ist, in dem Kältemittelkreislauf zirkuliert, jede Komponente nicht schnell aufgewärmt werden und wird das Starten des Heizens des Fahrzeuginnenraums verzögert.
In der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird in einem Fall, in dem das Heizen des Fahrzeuginnenraums bei der kyrogenen Außenlufttemperatur gestartet wird, ein (h-1) Unterstützungsaufwärmmodus oder ein (h-2) Aufwärmmodus ohne Unterstützung ausgeführt. Jeder Aufwärmmodus ist nachstehend beschrieben.
(h-1) Unterstützungsaufwärmmodus (Aufwärmmodus mit Unterstützung)
Der Unterstützungsaufwärmmodus wird ausgeführt, wenn das Heizen des Fahrzeuginnenraums bei einer kyrogenen Außenlufttemperatur gestartet wird und die Vorrichtungskühlmitteltemperatur TWL höher ist als die dritte Temperatur T3 an der Auslassseite des Kältemitteldurchgangs des integrierten Mischabschnittskühlers 26. In einem Fall, in dem der Unterstützungsaufwärmmodus ausgeführt wird, wird es zum Beispiel angenommen, dass die Batterie 70 aufgeladen wird, während das Fahrzeug bei der kyrogenen Außenlufttemperatur gestoppt ist, und der Insasse in das Fahrzeug einsteigt, nachdem das Aufladen abgeschlossen ist und das Heizen des Fahrzeuginnenraums startet.
In dem Unterstützungsaufwärmmodus stellt das Steuerungsgerät 60 das Heizexpansionsventil 14a in einen vollständig geschlossenen Zustand, das Luftkühlexpansionsventil 14b in den vollständig geschlossenen Zustand, das Kühlexpansionsventil 14c in den vollständig geschlossenen Zustand und das Bypassströmungseinstellventil 14d in einen gedrosselten Zustand. Das Steuerungsgerät 60 schließt das zweite Durchgangsöffnungs-/schließventil 22a und schließt das Niederdruckdurchgangsöffnungs-/schließventil 22b.
Daher zirkuliert in der Kältekreislaufvorrichtung 10d in dem Unterstützungsaufwärmmodus, wie durch durchgezogene Pfeile in 34 angezeigt ist, das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch das Bypassströmungseinstellventil 14d, den integrierten Mischabschnittskühler 26 und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge über den Bypassdurchgang 21a.
In einer ähnlichen/gleichen Weise wie in dem Vorrichtungskühlmodus und dem Vorrichtungsaufwärmmodus öffnet das Steuerungsgerät 60 das erste Wasseröffnungs-/schließventil 44a und schließt das zweite Wasseröffnungs-/schließventil 44b. Das Steuerungsgerät 60 betreibt die Vorrichtungskühlmittelpumpe 41, um eine vorbestimmte Referenzabgabeleistung auszuüben.
Daher zirkuliert in dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40a in dem Unterstützungsaufwärmmodus, wie durch einen dünnen gestrichelten Linienpfeil in 34 angezeigt ist, das Vorrichtungskühlmittel, das von der Vorrichtungskühlmittelpumpe 41 gepumpt wird, durch den Wasserdurchgang des integrierten Mischabschnittskühlers 26, den Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70 und einer Saugseite der Vorrichtungskühlmittelpumpe 41 in dieser Reihenfolge.
Das Steuerungsgerät 60 steuert geeignet den Betrieb der weiteren/anderen Steuerungszielvorrichtungen. Demgemäß strömt in der Kältekreislaufvorrichtung 10d in dem Unterstützungsaufwärmmodus das bypassseitige Kältemittel mit einer relativ niedrigen Temperatur in den Kältemitteldurchgang des integrierten Mischabschnittskühlers 26. In dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40a strömt das Vorrichtungskühlmittel, das geheizt wird, wenn es durch den Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70 hindurchtritt und eine relativ hohe Temperatur hat, in den Wasserdurchgang des integrierten Mischabschnittskühlers 26.
Daher ist es in dem integrierten Mischabschnittskühler 26 in dem Unterstützungsaufwärmmodus möglich, Wärme zwischen dem bypassseitigen Kältemittel und dem Vorrichtungskühlmittel auszutauschen und das bypassseitige Kältemittel zu heizen (erwärmen). Als Ergebnis können in dem Unterstützungsaufwärmmodus die Temperaturen des Kältemittels und jeder Komponente der Kältekreislaufvorrichtung 10d schnell erhöht werden und kann das Heizen des Fahrzeuginnenraums schnell gestartet werden.
Der Unterstützungsaufwärmmodus wird fortgesetzt, bis die dritte Temperatur T3 an der Auslassseite des Kältemitteldurchgangs des integrierten Mischabschnittskühlers 26 gleich wird/ist wie oder höher wird/ist als eine vorbestimmte Referenzaufwärmtemperatur. Wenn der Unterstützungsaufwärmmodus beendet wird, schaltet der Modus zu dem Heißgasheizmodus.
(h-2) Aufwärmmodus ohne Unterstützung
Der Aufwärmmodus ohne Unterstützung wird ausgeführt, wenn das Heizen des Fahrzeuginnenraums bei einer kyrogenen Außenlufttemperatur gestartet wird und die Vorrichtungskühlmitteltemperatur TWL niedriger ist als die dritte Temperatur T3 an der Auslassseite des Kältemitteldurchgangs des integrierten Mischabschnittskühlers 26.
In dem Aufwärmmodus ohne Unterstützung stellt das Steuerungsgerät 60 das Heizexpansionsventil 14a in einen vollständig geschlossenen Zustand, das Luftkühlexpansionsventil 14b in den vollständig geschlossenen Zustand, das Kühlexpansionsventil 14c in den vollständig geschlossenen Zustand und das Bypassströmungseinstellventil 14d in einen gedrosselten Zustand. Das Steuerungsgerät 60 schließt das zweite Durchgangsöffnungs-/schließventil 22a und schließt das Niederdruckdurchgangsöffnungs-/schließventil 22b.
Daher zirkuliert in der Kältekreislaufvorrichtung 10d in dem Aufwärmmodus ohne Unterstützung, wie durch einen durchgezogenen Pfeil in 35 angezeigt ist, das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, in derselben Reihenfolge wie in dem Unterstützungsaufwärmmodus (Aufwärmmodus mit Unterstützung).
Das Steuerungsgerät 60 schließt das erste Wasseröffnungs-/schließventil 44a und öffnet das zweite Wasseröffnungs-/schließventil 44b. Das Steuerungsgerät betreibt die Vorrichtungskühlmittelpumpe 41, um eine vorbestimmte Referenzabgabeleistung auszuüben.
Daher zirkuliert in dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40a in dem Aufwärmmodus ohne Unterstützung, wie durch einen dünnen gestrichelten Linienpfeil in 35 angezeigt ist, das Vorrichtungskühlmittel, das von der Vorrichtungskühlmittelpumpe 41 gepumpt wird, durch den Wasserbypassdurchgang 43, den Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70 und die Saugseite der Vorrichtungskühlmittelpumpe 41 in dieser Reihenfolge.
Das Steuerungsgerät 60 steuert geeignet den Betrieb der weiteren/anderen Steuerungszielvorrichtungen. Demgemäß strömt in der Kältekreislaufvorrichtung 10d in dem Aufwärmmodus ohne Unterstützung das bypassseitige Kältemittel mit einer relativ niedrigen Temperatur in den Kältemitteldurchgang des integrierten Mischabschnittskühlers 26. In dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40a strömt das Vorrichtungskühlmittel nicht in den Wasserdurchgang des integrierten Mischabschnittskühlers 26.
Daher wird in dem integrierten Mischabschnittskühler 26 in dem Aufwärmmodus ohne Unterstützung ein Wärmeaustausch zwischen dem bypassseitigen Kältemittel und dem Vorrichtungskühlmittel nicht ausgeführt. In anderen Worten wird in dem integrierten Mischabschnittskühler 26 das bypassseitige Kältemittel durch das Vorrichtungskühlmittel nicht gekühlt. Als Ergebnis kann in dem Aufwärmmodus ohne Unterstützung eine Verzögerung des Aufwärmens des Kältemittels und jeder Komponente der Kältekreislaufvorrichtung 10d verhindert werden.
In dem Aufwärmmodus ohne Unterstützung ist ferner eine Einrichtung zum Stoppen der Vorrichtungskühlmittelpumpe 41 vorstellbar (anwendbar). Jedoch ist es, wie vorstehend beschrieben ist, in der Batterie 70 bevorzugt (wünschenswert), dass die Temperaturen aller Batteriezellen gleichmäßig eingestellt werden. Daher ist es selbst in dem Aufwärmmodus ohne Unterstützung wünschenswert, die Vorrichtungskühlmittelpumpe 41 wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zu betreiben.
In einer ähnlichen Weise wie in dem Unterstützungsaufwärmmodus wird der Aufwärmmodus ohne Unterstützung fortgesetzt, bis die Temperatur T3 an der Auslassseite des Kältemitteldurchgangs des integrierten Mischabschnittskühlers 26 gleich wird/ist wie oder höher wird/ist als eine vorbestimmte Referenzheiztemperatur. Wenn der Aufwärmmodus ohne Unterstützung beendet wird, schaltet der Modus zu dem Heißgasheizmodus.
Wie vorstehend beschrieben ist, weist der Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40a des vorliegenden Ausführungsbeispiels das erste Wasseröffnungs-/schließventil 44a und das zweite Wasseröffnungs-/schließventil 44b auf, die Wärmemediumkreislaufumschaltabschnitte sind.
In einem Fall, in dem das Kältemittel mittels der Wärme, die in der Batterie 70 gespeichert ist, geheizt werden kann, wird die Strömung zu einem Kühlmittelkreislauf umgeschaltet, in dem das Vorrichtungskühlmittel, das von dem Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70 ausströmt, in den integrierten Mischabschnittskühler 26 strömt. Demgemäß können das Vorrichtungskühlmittel und das Kältemittel durch einen Wärmeaustausch in dem integrierten Mischabschnittskühler 26 geheizt werden und kann das Heizen des Fahrzeuginnenraums umgehend gestartet werden.
In einem Fall, in dem das Kältemittel nicht mittels der Wärme, die in der Batterie 70 gespeichert ist, geheizt werden kann, wird die Strömung zu dem Kühlmittelkreislauf umgeschaltet, in dem das Vorrichtungskühlmittel, das von dem Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70 ausströmt, in den Wasserbypassdurchgang 43 strömt. Demgemäß kann ein nicht notwendiger Wärmeaustausch zwischen dem Vorrichtungskühlmittel und dem Kältemittel in dem integrierten Mischabschnittskühler 26 verhindert werden, und kann die Verzögerung des Aufwärmens des Kältemittels und jeder Komponente der Kältekreislaufvorrichtung 10d verhindert werden.
(Zehntes Ausführungsbeispiel)
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, wie in 36 dargestellt ist, die Kältekreislaufvorrichtung 10d mit einem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40b verglichen zu dem siebten Ausführungsbeispiel beschrieben. Zusätzlich zu dem Wasserdurchgang des integrierten Mischabschnittskühlers 26 sind eine erste Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a, eine zweite Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b, eine erste Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42a bis zu einer vierten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42d, ein erstes Wasseröffnungs-/schließventil 44a bis zu einem dritten Wasseröffnungs-/schließventil 44c und ein elektrischer Heizer 45 und dergleichen mit dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40b verbunden.
In dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40b ist die Einströmungsanschlussseite der ersten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42a mit dem Abgabeanschluss der ersten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a verbunden. Die erste Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a und die zweite Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b haben dieselbe Grundstruktur wie diejenige der Vorrichtungskühlmittelpumpe 41.
Eine Einströmungsanschlussseite der dritten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42c ist mit einem Ausströmungsanschluss der ersten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42a verbunden. Die dritte Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42c und die vierte Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42d sind Dreiwegeverbindungsstellen gleich wie die erste Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42a. Das erste Wasseröffnungs-/schließventil 44a ist in dem Kühlmitteldurchgang von einem Ausströmungsanschluss der ersten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42a zu einem Einströmungsanschluss der dritten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42c angeordnet.
Die Kühlmitteleinlassabschnittsseite des integrierten Mischabschnittskühlers 26 ist mit dem Ausströmungsanschluss der dritten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42c verbunden. Der elektrische Heizer 45 ist in dem Kühlmitteldurchgang von dem Ausströmungsanschluss der dritten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42c zu dem Kühlmitteleinlassabschnitt des integrierten Mischabschnittskühlers 26 angeordnet. Der elektrische Heizer 45 ist eine Wärmemediumheizeinheit, die das Vorrichtungskühlmittel, das in den integrierten Mischabschnittskühler 26 strömt, heizt.
In dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40b ist ein PTC-Heizer mit einem PTC-Element (das heißt einem positiven Thermistor), der Wärme durch Zufuhr von Energie (Strom) erzeugt, als der elektrische Heizer 45 angewandt. Die Wärmeerzeugungsmenge des elektrischen Heizers 45 wird durch eine Steuerungsspannungsausgabe von dem Steuerungsgerät 60 gesteuert.
Die Sauganschlussseite der zweiten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b ist mit dem Kühlmittelauslassabschnitt des integrierten Mischabschnittskühlers 26 verbunden. Die Einströmungsanschlussseite der vierten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42d ist mit dem Abgabeanschluss der zweiten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b verbunden. Eine Einlassseite eines zweiten Wasserbypassdurchgangs 43b ist mit einem Ausströmungsanschluss der vierten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42d verbunden. Die andere Einströmungsanschlussseite der dritten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42c ist mit einem Auslass des zweiten Wasserbypassdurchgangs 43b verbunden.
Die Einströmungsanschlussseite der zweiten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42b ist mit dem anderen Ausströmungsanschluss der vierten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42d verbunden. Eine Einlassseite eines ersten Wasserbypassdurchgangs 43a ist mit einem Ausströmungsanschluss der zweiten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42b verbunden. Die andere Einströmungsanschlussseite der ersten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42a ist mit einem Auslass des ersten Wasserbypassdurchgangs 43a verbunden.
Die Einlassseite des Kühlmitteldurchgangs 70a der Batterie 70 ist mit dem anderen Ausströmungsanschluss der zweiten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42b verbunden. Die Sauganschlussseite der ersten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a ist mit einem Einlass des Kühlmitteldurchgangs 70a der Batterie 70 verbunden.
Das zweite Wasseröffnungs-/schließventil 44b, das den ersten Wasserbypassdurchgang 43a öffnet und schließt, ist in dem ersten Wasserbypassdurchgang 43a angeordnet. Das dritte Wasseröffnungs-/schließventil 44c, das den zweiten Wasserbypassdurchgang 43b öffnet und schließt, ist in dem zweiten Wasserby-passdurchgang 43b angeordnet. Das dritte Wasseröffnungs-/schließventil 44c hat dieselbe Grundstruktur wie jene des ersten Wasseröffnungs-/schließventils 44a und des zweiten Wasseröffnungs-/schließventils 44b.
In dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40b kann das Steuerungsgerät 60 eine Kreislaufgestaltung des Vorrichtungskühlmittelkreislaufs 40b durch Steuern der Öffnungs-/Schließbetriebe des ersten Wasseröffnungs-/schließventils 44a bis dritten Wasseröffnungs-/schließventils 44c steuern. Demgemäß sind das erste Wasseröffnungs-/schließventil 44a bis zu dem dritten Wasseröffnungs-/schließventil 44c Wärmemediumkreislaufumschaltabschnitte. Weitere Gestaltungen der Kältekreislaufvorrichtung 10d sind gleich wie jene des siebten Ausführungsbeispiels.
Nachstehend ist ein Betrieb der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit der vorstehenden Gestaltung beschrieben. In der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels schaltet gleich wie in dem siebten Ausführungsbeispiel die Kältekreislaufvorrichtung 10d den Kältemittelkreislauf gemäß jedem Betriebsmodus um und somit kann eine komfortable Klimatisierung in dem Fahrzeuginnenraum realisiert werden.
In jedem Betriebsmodus kann die geeignete Temperatureinstellung der Batterie 70 durch Ausführen des Vorrichtungskühlmodus oder des Vorrichtungsaufwärmmodus realisiert werden.
Insbesondere öffnet in dem Vorrichtungskühlmodus und dem Vorrichtungsaufwärmmodus das Steuerungsgerät 60 das erste Wasseröffnungs-/schließventil 44a, schließt das zweite Wasseröffnungs-/schließventil 44b und schließt das dritte Wasseröffnungs-/schließventil 44c in dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40b. Das Steuerungsgerät 60 betreibt die erste Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a und die zweite Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b, um eine vorbestimmte Referenzabgabeleistung auszuüben. Das Steuerungsgerät 60 führt keine Energie (keinen Strom) zu dem elektrischen Heizer 45 zu.
Daher zirkuliert in dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40b in dem Vorrichtungskühlmodus und dem Vorrichtungsaufwärmmodus das Vorrichtungskühlmittel durch die erste Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a, den elektrischen Heizer 45, der keine Wärme erzeugt, den Wasserdurchgang des integrierten Mischabschnittskühlers 26, die zweite Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b und den Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70 in dieser Reihenfolge. Demgemäß kann in der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels gleich wie in dem siebten Ausführungsbeispiel die geeignete Temperatureinstellung der Batterie 70 ausgeführt werden.
Da die Kältekreislaufvorrichtung 10d des vorliegenden Ausführungsbeispiels den integrierten Mischabschnittskühler 26 aufweist, ist es ähnlich wie in dem siebten Ausführungsbeispiel möglich, eine Schwankung der Enthalpie des saugseitigen Kältemittels ausreichend zu verhindern. Demgemäß kann, selbst wenn die Strömung zu dem Kältemittelkreislauf umgeschaltet wird, in dem die Kältemittel mit unterschiedlichen Enthalpien gemischt und in den Verdichter 11 gesaugt werden, eine stabile Heizleistung ausgeübt werden und kann der Verdichter 11 geschützt werden.
In der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird als ein Aufwärmmodus, wenn das Heizen des Fahrzeuginnenraums bei der kyrogenen Außenlufttemperatur gestartet wird, der (h-1) Unterstützungsaufwärmmodus (Aufwärmmodus mit Unterstützung) oder der (h-3) Heizeraufwärmmodus ausgeführt. Jeder Aufwärmmodus ist nachstehend beschrieben.
(h-1) Unterstützungsaufwärmmodus (Aufwärmmodus mit Unterstützung)
Der Unterstützungsaufwärmmodus des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird ausgeführt, wenn eine Ausführungsbedingung gleich wie diejenige des Unterstützungsaufwärmmodus des neunten Ausführungsbeispiels erfüllt ist.
In dem Unterstützungsaufwärmmodus schließt das Steuerungsgerät 60 das zweite Durchgangsöffnungs-/schließventil 22a und schließt das Niederdruckdurchgangsöffnungs-/schließventil 22b. Das Steuerungsgerät 60 stellt das Heizexpansionsventil 14a in einen vollständig geschlossenen Zustand, das Luftkühlexpansionsventil 14b in einen vollständig geschlossenen Zustand, das Kühlexpansionsventil 14c in den vollständig geschlossenen Zustand und das Bypassströmungseinstellventil 14d in den gedrosselten Zustand.
Daher wird in der Kältekreislaufvorrichtung 10d in dem Unterstützungsaufwärmmodus, wie durch durchgezogene Pfeile in 37 angezeigt ist, die Strömung zu dem Kältemittelkreislauf wie in dem neunten Ausführungsbeispiel umgeschaltet.
Das Steuerungsgerät 60 öffnet das erste Wasseröffnungs-/schließventil 44a, schließt das zweite Wasseröffnungs-/schließventil 44b und schließt das dritte Wasseröffnungs-/schließventil 44c. Das Steuerungsgerät 60 betreibt die erste Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a und die zweite Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b, um eine vorbestimmte Referenzabgabeleistung auszuüben. Das Steuerungsgerät 60 führt keine Energie (keinen Strom) zu dem elektrischen Heizer 45 zu.
Daher strömt in dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40b in dem Unterstützungsaufwärmmodus, wie durch einen dünnen gestrichelten Linienpfeil in 37 angezeigt ist, das Vorrichtungskühlmittel, das von der ersten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a gepumpt wird, durch den elektrischen Heizer 45, der keine Wärme erzeugt, den Wasserdurchgang des integrierten Mischabschnittskühlers 26 und die Saugseite der zweiten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b in dieser Reihenfolge. Das Vorrichtungskühlmittel, das von der zweiten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b gepumpt wird, strömt durch den Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70 und die Saugseite der Vorrichtungskühlmittelpumpe 41 in dieser Reihenfolge.
Das Steuerungsgerät 60 steuert geeignet den Betrieb der anderen/weiteren Steuerungszielvorrichtungen. Demgemäß ist es in dem integrierten Mischabschnittskühler 26 in dem Unterstützungsaufwärmmodus gleich wie in dem neunten Ausführungsbeispiel möglich, Wärme zwischen dem bypassseitigen Kältemittel und dem Vorrichtungskühlmittel auszutauschen und das bypassseitige Kältemittel zu heizen (erwärmen). Als Ergebnis können in dem Unterstützungsaufwärmmodus die Temperaturen des Kältemittels und jeder Komponente der Kältekreislaufvorrichtung 10d schnell erhöht werden und kann das Heizen des Fahrzeuginnenraums schnell gestartet werden.
Ähnlich wie in dem neunten Ausführungsbeispiel wird der Unterstützungsaufwärmmodus fortgesetzt, bis die dritte Temperatur T3 an der Auslassseite des Kältemitteldurchgangs des integrierten Mischabschnittskühlers 26 gleich wird/ist wie oder höher wird/ist als eine vorbestimmte Referenzaufwärmtemperatur. Wenn der Unterstützungsaufwärmmodus beendet wird, schaltet der Modus zu dem Heißgasheizmodus.
(h-3) Heizeraufwärmmodus
Der Heizeraufwärmmodus des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird ausgeführt, wenn eine Ausführungsbedingung gleich wie diejenige des Aufwärmmodus ohne Unterstützung des neunten Ausführungsbeispiels erfüllt ist.
In dem Heizeraufwärmmodus schließt das Steuerungsgerät 60 das zweite Durchgangsöffnungs-/schließventil 22a und schließt das Niederdruckdurchgangsöffnungs-/schließventil 22b. Das Steuerungsgerät 60 stellt das Heizexpansionsventil 14a in einen vollständig geschlossenen Zustand, das Luftkühlexpansionsventil 14b in den vollständig geschlossenen Zustand, das Kühlexpansionsventil 14c in den vollständig geschlossenen Zustand und das Bypassströmungseinstellventil 14d in den gedrosselten Zustand.
Daher zirkuliert in der Kältekreislaufvorrichtung 10d in dem Heizeraufwärmmodus, wie durch durchgezogene Pfeile in 38 angezeigt ist, das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, in der gleichen Reihenfolge wie in dem Unterstützungsaufwärmmodus.
Das Steuerungsgerät 60 schließt das erste Wasseröffnungs-/schließventil 44a, öffnet das zweite Wasseröffnungs-/schließventil 44b und öffnet das dritte Wasseröffnungs-/schließventil 44c. Das Steuerungsgerät 60 betreibt die erste Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a und die zweite Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b, um eine vorbestimmte Referenzabgabeleistung auszuüben. Das Steuerungsgerät 60 erregt den elektrischen Heizer 45, um eine vorbestimmte Heizleistung auszuüben.
Daher zirkuliert in dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40b in dem Heizeraufwärmmodus, wie durch einen dünnen gestrichelten Linienpfeil in 38 angezeigt ist, das Vorrichtungskühlmittel, das von der ersten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a gepumpt wird, durch den ersten Wasserbypassdurchgang 43a, den Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70 und die Saugseite der ersten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a in dieser Reihenfolge. Zu der gleichen Zeit wird die Strömung zu einem Kreislauf umgeschaltet, in dem das Vorrichtungskühlmittel, das von der zweiten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b gepumpt wird, durch den zweiten Wasserbypassdurchgang 43b, den elektrischen Heizer 45, der Wärme erzeugt, den Wasserdurchgang des integrierten Mischabschnittskühlers 26 und die Saugseite der zweiten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b in dieser Reihenfolge zirkuliert.
In einer gleichen Weise wie in dem Aufwärmmodus ohne Unterstützung des neunten Ausführungsbeispiels steuert das Steuerungsgerät 60 geeignet den Betrieb der weiteren/anderen Steuerungszielvorrichtungen. Demgemäß strömt in der Kältekreislaufvorrichtung 10d in dem Heizeraufwärmmodus das bypassseitige Kältemittel mit einer relativ niedrigen Temperatur in den Kältemitteldurchgang des integrierten Mischabschnittskühlers 26. In dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40a strömt das Vorrichtungskühlmittel, das durch den elektrischen Heizer 45 geheizt wird und eine relativ hohe Temperatur hat, in den Wasserdurchgang des integrierten Mischabschnittskühlers 26.
Daher wird in dem integrierten Mischabschnittskühler 26 in dem Heizeraufwärmmodus Wärme zwischen dem bypassseitigen Kältemittel und dem Vorrichtungskühlmittel ausgetauscht und wird das bypassseitige Kältemittel geheizt. In anderen Worten wird in dem integrierten Mischabschnittskühler 26 das bypassseitige Kältemittel mittels der Wärme, die durch den elektrischen Heizer 45 als eine Wärmequelle erzeugt wird, geheizt. Als Ergebnis kann in dem Heizeraufwärmmodus die Temperatur des Kältemittels und jeder Komponente der Kältekreislaufvorrichtung 10d schnell erhöht werden und kann das Heizen des Fahrzeuginnenraums schnell gestartet werden.
In einer gleichen Weise wie in dem Unterstützungsaufwärmmodus wird der Heizeraufwärmmodus fortgesetzt, bis die dritte Temperatur T3 an der Auslassseite des Kältemitteldurchgangs des integrierten Mischabschnittskühlers 26 gleich wird/ist wie oder höher wird/ist als eine vorbestimmte Referenzheiztemperatur. Wenn der Heizeraufwärmmodus beendet wird, wird die Energiezufuhr (Stromzufuhr) zu dem elektrischen Heizer 45 gestoppt und schaltet der Modus zu dem Heißgasheizmodus.
Wie vorstehend beschrieben ist, weist der Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40b des vorliegenden Ausführungsbeispiels den elektrischen Heizer 45 als die Wärmemediumheizeinheit und das erste Wasseröffnungs-/schließventil 44a bis zu dem dritten Wasseröffnungs-/schließventil 44c auf, die Wärmemediumkreislaufumschaltabschnitte sind.
In einem Fall, in dem das Kältemittel mittels der Wärme, die in der Batterie 70 gespeichert ist, geheizt werden kann, wird die Strömung zu einem Kühlmittelkreislauf umgeschaltet, in dem das Vorrichtungskühlmittel, das von dem Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70 ausströmt, in den integrierten Mischabschnittskühler 26 strömt. Demgemäß können das Vorrichtungskühlmittel und das Kältemittel durch einen Wärmeaustausch in dem integrierten Mischabschnittskühler 26 geheizt werden und kann das Heizen des Fahrzeuginnenraums umgehend gestartet werden.
In einem Fall, in dem das Kältemittel nicht mittels der Wärme, die in der Batterie 70 gespeichert ist, geheizt werden kann, wird die Strömung zu dem Kühlmittelkreislauf umgeschaltet, in dem das Vorrichtungskühlmittel, das durch den elektrischen Heizer 45 geheizt wird, in den Wasserbypassdurchgang 43 strömt. Demgemäß können das Vorrichtungskühlmittel und das Kältemittel durch einen Wärmeaustausch in dem integrierten Mischabschnittskühler 26 geheizt werden und kann das Heizen des Fahrzeuginnenraums umgehend gestartet werden.
(Elftes Ausführungsbeispiel)
Ein Beispiel einer Anwendung eines Abzweigabschnitts 121 statt der ersten Dreiwegeverbindungsstelle 12a, die in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist in der Kältekreislaufvorrichtung 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist nachstehend beschrieben.
Wenn die Kältekreislaufvorrichtung 10 bei der niedrigen Außenlufttemperatur (insbesondere wenn die Außenlufttemperatur Tam niedriger ist als ungefähr 0°C) gestoppt wird/ist, verringert sich auch die Temperatur jeder Komponente der Kältekreislaufvorrichtung 10 auf im Wesentlichen die gleiche Außenlufttemperatur Tam. Demgemäß ist es möglich, dass das Kältemittel an der Saugseite des Verdichters 11 bei einer niedrigen Außenlufttemperatur kondensiert.
Daher saugt, wenn der Verdichter 11 gestartet wird, um ein Heizen des Fahrzeuginnenraums bei einer niedrigen Außenlufttemperatur zu starten, der Verdichter 11 das Flüssigkeitsphasenkältemittel an und ist das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, auch in einem gemischten Gas-Flüssigkeitszustand.
In einem Fall, in dem der Kältekreislauf der Kältekreislaufvorrichtung 10 zu einem Kältemittelkreislauf umgeschaltet wird, in dem das Kältemittel zu dem Bypassdurchgang 21a ausströmt, wenn das Heizen des Fahrzeuginnenraums gestartet wird, strömt das Kältemittel in dem gemischten Gas-Flüssigkeitszustand, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, in den Bypassdurchgang 21a. Der Bypassdurchgang 21a hat eine Wärmeleistung, die relativ kleiner ist als diejenige der anderen Komponenten der Kältekreislaufvorrichtung 10. Daher erhöht sich, wenn das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, in den Bypassdurchgang 21a strömt, die Temperatur des Bypassdurchgangs 21a in einer relativ kurzen Zeit.
Daher wird, wenn das Kältemittel in dem gemischten Gas-Flüssigkeitszustand in den Bypassdurchgang 21a strömt, das Flüssigkeitsphasenkältemittel verdampft und stagniert ein Kältemittelöl, das in das Flüssigkeitsphasenkältemittel gemischt ist, in dem Bypassdurchgang 21a. Wenn das Kältemittelöl in dem Bypassdurchgang 21a stagniert, kann das Kältemittelöl nicht ausreichend zu dem Verdichter 11 zurückgeführt werden, wodurch die Lebensdauer (Haltbarkeit) des Verdichters 11 nachteilig beeinflusst wird.
Daher wird in der Kältekreislaufvorrichtung 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Abzweigabschnitt 121 mit einer Trockenheitseinstellfunktion als ein stromaufwärtiger Abzweigabschnitt angewandt. In dem Abzweigabschnitt 121 kann, indem die Trockenheit eines abgezweigten Kältemittels und die Trockenheit des anderen abgezweigten Kältemittels eingestellt werden, dass sie unterschiedliche Werte zueinander aufweisen, das Kältemittel mit der höheren Trockenheit als das andere Kältemittel zu der Seite des Bypassdurchgangs 21 ausströmen.
Eine spezifische Gestaltung des Abzweigabschnitts 121 ist nachstehend in Bezug auf 39 beschrieben. Ein horizontaler Durchgang 121h, der sich in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung erstreckt, und ein vertikaler Durchgang 121v, der sich in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung erstreckt, sind in dem Abzweigabschnitt 121 ausgebildet.
Ein Einströmungsanschluss 121a, in den das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, strömt, ist an einem Endabschnitt des horizontalen Durchgangs 121h ausgebildet. Ein Ausströmungsanschluss 121b, von dem ein abgezweigtes Kältemittel zu der Seite des Kältemitteldurchgangs 131 des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers 13 ausströmt, ist an dem anderen Endabschnitt des horizontalen Durchgangs 121h ausgebildet.
Ein Endabschnitt des vertikalen Durchgangs 121v ist mit einem Zwischenabschnitt des horizontalen Durchgangs 121h verbunden. Der andere Ausströmungsanschluss 121c, von dem das andere abgezweigte Kältemittel zu der Seite des Bypassdurchgangs 21a ausströmt, ist an dem anderen Endabschnitt des vertikalen Durchgangs 121v ausgebildet.
In dem Abzweigabschnitt 121 stimmt die Strömungsrichtung des Kältemittels, das in den Einströmungsanschluss 121a einströmt, mit der Strömungsrichtung des Kältemittels, das von dem einen Ausströmungsanschluss 121b ausströmt, überein. Demgemäß strömt, wenn ein gemischtes Gas-Flüssigkeitskältemittel in den Einströmungsanschluss 121a strömt, das Flüssigkeitsphasenkältemittel mit hoher Dichte einfach von einem Ausströmungsanschluss 121 durch eine Wirkung einer Trägheitskraft aus.
Daher strömt, wenn das Bypassströmungseinstellventil 14d geöffnet ist, das Gasphasenkältemittel von dem anderen Ausströmungsanschluss 121c einfach aus. Demgemäß kann in dem Abzweigabschnitt 121 das Kältemittel mit der höheren Trockenheit unter den abgezweigten Kältemitteln zu der Seite des Bypassdurchgangs 21a ausströmen.
Weitere Gestaltungen und Betriebe der Kältekreislaufvorrichtung 10 sind gleich wie jene des ersten Ausführungsbeispiels. Demgemäß kann die Kältekreislaufvorrichtung 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels auch dieselbe Wirkung erreichen wie diejenige des ersten Ausführungsbeispiels. Das heißt, selbst wenn die Strömung zu dem Kältemittelkreislauf umgeschaltet wird, in dem die Kältemittel mit unterschiedlichen Enthalpien gemischt und in den Verdichter 11 gesaugt werden, kann eine stabile Heizleistung ausgeübt werden.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist der Abzweigabschnitt 121 angewandt. Demgemäß kann selbst in einem Fall, in dem die Strömung zu dem Kältemittelkreislauf umgeschaltet wird, durch den die Kältekreislaufvorrichtung 10 bewirkt, dass das Kältemittel in den Bypassdurchgang 21a ausströmt, wenn die Fahrzeugklimaanlage ein Heizen des Fahrzeuginnenraums startet, das Kältemittel mit relativ hoher Trockenheit in den Bypassdurchgang 21a strömen.
Demgemäß ist es möglich zu verhindern, dass das Kältemittelöl in dem Bypassdurchgang 21a stagniert. Demgemäß kann eine nicht ausreichende Schmierung des Verdichters 11 verhindert werden und kann der Verdichter 11 geschützt werden.
Der stromaufwärtige Abzweigabschnitt mit einer Gas-Flüssigkeitsabscheidungsfunktion (Gas-Flüssigkeitstrennfunktion) ist nicht auf den Abzweigabschnitt 121 begrenzt. Zum Beispiel kann ein Abzweigabschnitt 122, der in 40 dargestellt ist, angewandt werden. Insbesondere sind ein horizontaler Durchgang 122h, der sich in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung erstreckt, und ein vertikaler Durchgang 122v, der sich in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung erstreckt, in dem Abzweigabschnitt 122 ausgebildet.
Ein Ausströmungsanschluss 122b, von dem ein abgezweigtes Kältemittel zu der Seite des Kältemitteldurchgangs 131 des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers 13 ausströmt, ist an einem unteren Endabschnitt des vertikalen Durchgangs 122v ausgebildet. Der andere Ausströmungsanschluss 122c, von dem das andere abgezweigte Kältemittel zu der Seite des Bypassdurchgangs 21a ausströmt, ist an einem oberen Endabschnitt des vertikalen Durchgangs 122v ausgebildet.
Ein Endabschnitt des horizontalen Durchgangs 122h ist mit einem Zwischenabschnitt des vertikalen Durchgangs 122v verbunden. Ein Einströmungsanschluss 122a, in den das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, strömt, ist an dem anderen Endabschnitt der horizontalen Durchgangs 122h ausgebildet.
In dem Abzweigabschnitt 122 stößt das gemischte Gas-Flüssigkeitskältemittel, das in den Einströmungsanschluss 122a strömt, mit einer Wandfläche des vertikalen Durchgangs 122v zusammen und somit kann die Strömungsgeschwindigkeit des gemischten Gas-Flüssigkeitskältemittels verringert werden. Demgemäß wird die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels verringert und strömt das Flüssigkeitsphasenkältemittel mit einem hohen spezifischen Gewicht einfach von einem Ausströmungsanschluss 122b, der an der unteren Seite angeordnet ist, durch die Schwerkraftwirkung aus.
Daher strömt, wenn das Bypassströmungseinstellventil 14d geöffnet ist, das Gasphasenkältemittel einfach von dem anderen Ausströmungsanschluss 122c aus. Demgemäß kann in dem Abzweigabschnitt 122 das Kältemittel mit der höheren Trockenheit unter den abgezweigten Kältemitteln zu der Seite des Bypassdurchgangs 21a ausströmen.
Als der stromaufwärtige Abzweigabschnitt mit einer Gas-Flüssigkeitsabscheidungsfunktion kann ein Abzweigabschnitt 123, der in 41 dargestellt ist, angewandt werden. Insbesondere ist ein Abscheidungsraum 123s, der in einer im Wesentlichen säulenförmigen Drehkörperform ausgebildet ist, innerhalb des Abzweigabschnitts 123 ausgebildet. Eine Mittelachse des Abscheidungsraums 123s erstreckt sich in der vertikalen Richtung.
Ein Ausströmungsanschluss 123b, von dem ein abgezweigtes Kältemittel zu der Seite des Kältemitteldurchgangs 131 des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers 13 ausströmt, ist an einer axial unteren Seite des Abscheidungsraums 123s ausgebildet. Der andere Ausströmungsanschluss 123c, von dem das andere abgezweigte Kältemittel zu der Seite des Bypassdurchgangs 21a ausströmt, ist an der axial oberen Seite des Abscheidungsraums 123s ausgebildet.
Ein horizontaler Durchgang 123h, der sich in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung erstreckt, ist mit einer zylindrischen Seitenfläche des Abscheidungsraums 123s verbunden. Ein Einströmungsanschluss 123a, in den das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, strömt, ist an einem Endabschnitt eines horizontalen Durchgangs 123h ausgebildet. Der horizontale Durchgang 123h ist derart verbunden, dass das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, entlang einer Innenwandfläche des Abscheidungsraums 123s strömt und sich in einer Tangentialrichtung der Innenwandfläche des Abscheidungsraums 123s erstreckt.
In dem Abzweigabschnitt 123 wird das gemischte Gas-Flüssigkeitskältemittel, das in den Abscheidungsraum 123s strömt, um die Mittelachse gedreht und somit kann das Kältemittel in Gas und Flüssigkeit durch die Wirkung einer Zentrifugalkraft getrennt (abgeschieden) werden. Das abgeschiedene Flüssigkeitsphasenkältemittel strömt einfach von dem einen Ausströmungsanschluss 123b, der an der axial unteren Seite angeordnet ist, durch die Schwerkraftwirkung aus.
Daher strömt, wenn das Bypassströmungseinstellventil 14d geöffnet ist, das Gasphasenkältemittel einfach von dem anderen Ausströmungsanschluss 123c aus. Demgemäß kann in dem Abzweigabschnitt 123 das Kältemittel mit der höheren Trockenheit unter den abgezweigten Kältemitteln zu der Seite des Bypassdurchgangs 21a ausströmen.
(Zwölftes Ausführungsbeispiel)
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, wie in 42 dargestellt ist, die Kältekreislaufvorrichtung 10d mit einem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40c verglichen zu dem siebten Ausführungsbeispiel beschrieben.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10d des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist eine Einströmungsanschlussseite der vierten Dreiwegeverbindungsstelle 12d mit dem Auslass des zweiten Rückschlagventils 16b verbunden. Eine Einströmungsanschlussseite der fünften Dreiwegeverbindungsstelle 12e ist mit dem Kältemittelauslassabschnitt des integrierten Mischabschnittskühlers 26 verbunden. Ein drittes Rückschlagventil 16c ist in dem Niederdruckdurchgang 21d angeordnet. Das dritte Rückschlagventil 16c ermöglicht es, dass das Kältemittel von der Seite der dritten Dreiwegeverbindungsstelle 12c zu der Seite der vierten Dreiwegeverbindungsstelle 12d hin strömt, und verhindert, dass das Kältemittel von der Seite der vierten Dreiwegeverbindungsstelle 12d zu der Seite der dritten Dreiwegeverbindungsstelle 12c hin strömt.
Zusätzlich zu dem Wasserdurchgang des integrierten Mischabschnittskühlers 26 sind eine erste Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a, eine zweite Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b, eine erste Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42a bis zu einer vierten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42d, ein erstes Wasseröffnungs-/schließventil 44a, ein zweites Wasseröffnungs-/schließventil 44b, ein elektrischer Heizer 45, ein erstes Wasserströmungsrateneinstellventil 46a, ein zweites Wasserströmungsrateneinstellventil 46b, ein niedertemperaturseitiger Kühler 49 und dergleichen mit dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40c verbunden.
Die erste Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a, der Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70 und das erste Wasserströmungsrateneinstellventil 46a sind in einem ersten Vorrichtungsdurchgang 43c des Vorrichtungskühlmittelkreislaufs 40c angeordnet. Ein Einströmungsanschluss der ersten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42a ist mit einem Auslass des ersten Vorrichtungsdurchgangs 43c verbunden. Ein Ausströmungsanschluss der zweiten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42b ist mit einem Einlass des ersten Vorrichtungsdurchgangs 43c verbunden.
In dem ersten Vorrichtungsdurchgang 43c ist eine Einlassseite des Kühlmitteldurchgangs 70a der Batterie 70 mit einem Abgabeanschluss der ersten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a verbunden. Eine Einlassseite des ersten Wasserströmungsrateneinstellventils 46a ist mit einem Auslass des Kühlmitteldurchgangs 70a der Batterie 70 verbunden.
Das erste Wasserströmungsrateneinstellventil 46a ist ein Dreiwegefluidströmungseinstellabschnitt, der ein Strömungsratenverhältnis zwischen einer Kühlmittelströmungsrate, die zu der Sauganschlussseite der ersten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a über einen ersten Rückführdurchgang 43c zurückführt, und einer Kühlmittelströmungsrate, die zu der Seite des integrierten Mischabschnittskühlers 26 über die erste Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42a ausströmt, in dem Vorrichtungskühlmittel, das von dem Kühlmitteldurchgang 70a ausströmt, kontinuierlich einstellen kann. Ein Betrieb des ersten Wasserströmungsrateneinstellventils 46a wird durch die Steuerungssignalausgabe von dem Steuerungsgerät 60 gesteuert.
Das erste Wasserströmungsrateneinstellventil 46a kann es auch ermöglichen, dass das Vorrichtungskühlmittel, das in das erste Wasserströmungsrateneinstellventil 46a strömt, zu nur einem von der Sauganschlussseite der ersten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a und der Seite der ersten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42a ausströmt.
Die zweite Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b, ein Kühlmitteldurchgang 71a des Motorgenerators 71 und das zweite Wasserströmungsrateneinstellventil 46b sind in einem zweiten Vorrichtungsdurchgang 43e des Vorrichtungskühlmittelkreislaufs 40c angeordnet. Ein Einströmungsanschluss der dritten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42c ist mit einem Auslass des zweiten Vorrichtungsdurchgangs 43e verbunden. Ein Ausströmungsanschluss der vierten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42d ist mit einem Einlass des zweiten Vorrichtungsdurchgangs 43e verbunden.
In dem zweiten Vorrichtungsdurchgang 43e ist der Kühlmitteldurchgang 71a des Motorgenerators 71 mit einem Abgabeanschluss der zweiten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b verbunden.
Der Motorgenerator 71 funktioniert (dient, arbeitet) als ein Motor, der eine Fahrantriebskraft zu der Zeit der Fahrzeugfahrt ausgibt, und funktioniert (dient, arbeitet) als ein Generator zu der Zeit einer Energieregeneration (Rekuperation). Der Motorgenerator 71 ist eine Wärmeerzeugungsvorrichtung, die Wärme während des Betriebs erzeugt. Eine Einlassseite des zweiten Wasserströmungsrateneinstellventils 46b ist mit einem Auslass des Kühlmitteldurchgangs 71a des Motorgenerators 71 verbunden.
Das zweite Wasserströmungsrateneinstellventil 46b ist ein Dreiwegefluidströmungseinstellabschnitt, der ein Strömungsratenverhältnis zwischen einer Kühlmittelströmungsrate, die zu der Sauganschlussseite der zweiten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b über einen zweiten Rückführdurchgang 43f zurückführt, und einer Kühlmittelströmungsrate, die zu der Seite des integrierten Mischabschnittskühlers 26 oder dem niedertemperaturseitigen Kühler 49 über die dritte Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42c ausströmt, in dem Vorrichtungskühlmittel, das von dem Kühlmitteldurchgang 71a ausströmt, kontinuierlich einstellen kann.
Das zweite Wasserströmungsrateneinstellventil 46b hat dieselbe Struktur wie die des ersten Wasserströmungsrateneinstellventils 46a. Demgemäß kann das zweite Wasserströmungsrateneinstellventil 46b es auch ermöglichen, dass das Vorrichtungskühlmittel, das in das zweite Wasserströmungsrateneinstellventil 46b strömt, zu nur einer von der Sauganschlussseite der zweiten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b und der Seite der dritten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42c ausströmt.
Das erste Wasserströmungsrateneinstellventil 46a und das zweite Wasserströmungsrateneinstellventil 46b sind Fluidströmungseinstellabschnitte, die die Strömungsrate des Vorrichtungskühlmittels, das in den integrierten Mischabschnittskühler 26 strömt, einstellen. In anderen Worten sind das erste Wasserströmungsrateneinstellventil 46a und das zweite Wasserströmungsrateneinstellventil 46b Wärmeaustauschmengeneinstellabschnitte, die eine Wärmeaustauschmenge zwischen dem Vorrichtungskühlmittel und dem Kältemittel (das heißt zumindest einem von dem bypassseitigen Kältemittel oder dem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittel) in dem integrierten Mischabschnittskühler 26 einstellen.
Eine Ausströmungsanschlussseite der dritten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42c ist mit dem anderen Einströmungsanschluss der ersten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42a verbunden. Das erste Wasseröffnungs-/schließventil 44a ist in dem Kühlmitteldurchgang angeordnet, der den anderen Einströmungsanschluss der ersten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42a mit einem Ausströmungsanschluss der dritten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42c verbindet.
Die Kühlmitteleinlassabschnittsseite des integrierten Mischabschnittskühlers 26 ist mit dem Ausströmungsanschluss der ersten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42a verbunden. Der elektrische Heizer 45 ist in dem Kühlmitteldurchgang angeordnet, der die erste Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42a mit dem Kühlmitteleinlassabschnitt des integrierten Mischabschnittskühlers 26 verbindet.
Die Einströmungsanschlussseite der zweiten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42b ist mit dem Kühlmittelauslassabschnitt des integrierten Mischabschnittskühlers 26 verbunden. Eine Einströmungsanschlussseite der vierten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42d ist mit dem anderen Ausströmungsanschluss der zweiten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42b verbunden.
Eine Kühlmitteleinlassseite des niedertemperaturseitigen Kühlers 49 ist mit dem anderen Ausströmungsanschluss der dritten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42c verbunden. Der niedertemperaturseitige Kühler 49 ist ein Wärmetauscher, der Wärme zwischen dem Vorrichtungskühlmittel und der Außenluft austauscht. Der niedertemperaturseitige Kühler 49 hat dieselbe Grundstruktur wie diejenige des Außenluftwärmetauschers 115, der in dem achten Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Das zweite Wasseröffnungs-/schließventil 44b ist in dem Kühlmitteldurchgang angeordnet, der den anderen Ausströmungsanschluss der dritten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42c mit einem Kühlmitteleinlass des niedertemperaturseitigen Kühlers 49 verbindet.
Die andere Einströmungsanschlussseite der vierten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42d ist mit einem Kühlmittelauslass des niedertemperaturseitigen Kühlers 49 verbunden.
Demgemäß betreibt in dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40c das Steuerungsgerät 60 die erste Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a und schließt das erste Wasseröffnungs-/schließventil 44a. Demgemäß kann die Strömung zu dem Kühlmittelkreislauf umgeschaltet werden, in dem das Vorrichtungskühlmittel zwischen dem Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70 und dem integrierten Mischabschnittskühler 26 zirkuliert.
In dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40c stoppt das Steuerungsgerät 60 die erste Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a, betreibt die zweite Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b, öffnet das erste Wasseröffnungs-/schließventil 44a und schließt das zweite Wasseröffnungs-/schließventil 44b. Demgemäß kann die Strömung zu dem Kühlmittelkreislauf umgeschaltet werden, in dem das Vorrichtungskühlmittel zwischen dem Kühlmitteldurchgang 71a des Motorgenerators 71 und dem integrierten Mischabschnittskühler 26 zirkuliert.
In dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40c betreibt das Steuerungsgerät 60 die erste Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a und die zweite Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b, schließt das erste Wasseröffnungs-/schließventil 44a und öffnet das zweite Wasseröffnungs-/schließventil 44b. Demgemäß kann die Strömung zu dem Kühlmittelkreislauf umgeschaltet werden, in dem das Vorrichtungskühlmittel zwischen dem Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70 und dem integrierten Mischabschnittskühler 26 zirkuliert und das Vorrichtungskühlmittel zwischen dem Kühlmitteldurchgang 71a des Motorgenerators 71 und dem niedertemperaturseitigen Kühler 49 zirkuliert.
In dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40c betreibt das Steuerungsgerät 60 die erste Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a und die zweite Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b, öffnet das erste Wasseröffnungs-/schließventil 44a und schließt das zweite Wasseröffnungs-/schließventil 44b. Demgemäß kann die Strömung zu dem Kühlmittelkreislauf umgeschaltet werden, in dem das Vorrichtungskühlmittel, das von dem integrierten Mischabschnittskühler 26 ausströmt, zu sowohl dem Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70 als auch dem Kühlmitteldurchgang 71a des Motorgenerators 71 strömt.
In dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40c steuert das Steuerungsgerät 60 den Betrieb des ersten Wasserströmungsrateneinstellventils 46a in einem Zustand, in dem die erste Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a betrieben wird, und somit kann die Temperatur der Batterie 70 eingestellt werden.
Insbesondere kann die Temperatur des Vorrichtungskühlmittels, das in die erste Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a gesaugt wird, durch Einstellen der Strömungsrate des Vorrichtungskühlmittels, das von dem ersten Wasserströmungsrateneinstellventil 46a zu der Sauganschlussseite der ersten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a über den ersten Rückführdurchgang 43d zurückführt, eingestellt werden. Demgemäß kann die Temperatur der Batterie 70 eingestellt werden.
In dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40c steuert das Steuerungsgerät 60 den Betrieb des zweiten Wasserströmungsrateneinstellventils 46b in einem Zustand, in dem die zweite Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b betrieben wird, und somit kann die Temperatur des Motorgenerators 71 eingestellt werden.
Insbesondere kann die Temperatur des Vorrichtungskühlmittels, das in die zweite Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b gesaugt wird, durch Einstellen der Strömungsrate des Vorrichtungskühlmittels, das von dem zweiten Wasserströmungsrateneinstellventil 46b zu der Sauganschlussseite der zweiten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b über den zweiten Rückführdurchgang 43f zurückgeführt wird, eingestellt werden. Demgemäß kann die Temperatur des Motorgenerators 71 eingestellt werden.
Ein erster Vorrichtungskühlmitteltemperatursensor 65c bis zu einem dritten Vorrichtungskühlmitteltemperatursensor 65e sind mit der Eingabeseite des Steuerungsgeräts 60 des vorliegenden Ausführungsbeispiels verbunden.
Der erste Vorrichtungskühlmitteltemperatursensor 65c ist ein Detektor, der eine erste Vorrichtungskühlmitteltemperatur TWL1 des Vorrichtungskühlmittels, das von dem Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70 ausströmt und in das erste Wasserströmungsrateneinstellventil 46a einströmt, erfasst. Der zweite Vorrichtungskühlmitteltemperatursensor 65d ist ein Detektor, der eine zweite Vorrichtungskühlmitteltemperatur TWL2 des Vorrichtungskühlmittels, das von dem Kühlmitteldurchgang 71a des Motorgenerators 71 ausströmt und in das zweite Wasserströmungsrateneinstellventil 46b einströmt, erfasst.
Der dritte Vorrichtungskühlmitteltemperatursensor 65e ist ein Detektor, der eine dritte Vorrichtungskühlmitteltemperatur TWL3 des Vorrichtungskühlmittels, das von dem integrierten Mischabschnittskühler 26 ausströmt, erfasst.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bildet in dem Steuerungsgerät 60 die Gestaltung zum Steuern der Betriebe des ersten Wasserströmungsrateneinstellventils 46a und des zweiten Wasserströmungsrateneinstellventils 46b die Fluidströmungseinstellabschnitte sind, eine Fluidströmungsratensteuerungseinheit 60d.
Nachstehend ist ein Betrieb der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit der vorstehenden Gestaltung beschrieben. In der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels schaltet gleich wie in dem siebten Ausführungsbeispiel die Kältekreislaufvorrichtung 10d den Kältemittelkreislauf gemäß jedem Betriebsmodus um und somit kann eine komfortable Klimatisierung in dem Fahrzeuginnenraum realisiert werden.
In jedem Betriebsmodus kann die geeignete Temperatureinstellung der Batterie 70 und des Motorgenerators 71 durch Ausführen des Vorrichtungskühlmodus oder des Vorrichtungsaufwärmmodus und durch Umschalten einer Kreislaufgestaltung des Vorrichtungskühlmittelkreislaufs 40c realisiert werden.
Zum Beispiel öffnet in dem Heißgasheizmodus das Steuerungsgerät 60 das zweite Durchgangsöffnungs-/schließventil 22a und schließt das Niederdruckdurchgangsöffnungs-/schließventil 22b. Das Steuerungsgerät 60 stellt das Heizexpansionsventil 14a in einen vollständig geschlossenen Zustand, das Luftkühlexpansionsventil 14b in den vollständig geschlossenen Zustand, das Kühlexpansionsventil 14c in einen gedrosselten Zustand und das Bypassströmungseinstellventil 14d in den gedrosselten Zustand.
Daher zirkuliert in der Kältekreislaufvorrichtung 10d in dem Heißgasheizmodus das Kältemittel in der gleichen Reihenfolge wie in dem siebten Ausführungsbeispiel. In einer gleichen Weise wie in dem Heißgasheizmodus des siebten Ausführungsbeispiels steuert das Steuerungsgerät 60 den Betrieb der anderen/weiteren Steuerungszielvorrichtungen geeignet. Demgemäß ist es in der Kältekreislaufvorrichtung 10d in dem Heißgasheizmodus möglich, eine Verringerung einer Heizleistung der Luft zu verhindern.
In dem Vorrichtungsaufwärmmodus des vorliegenden Ausführungsbeispiels öffnet das Steuerungsgerät 60 das erste Wasseröffnungs-/schließventil 44a und schließt das zweite Wasseröffnungs-/schließventil 44b. Das Steuerungsgerät 60 betreibt die erste Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a und die zweite Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b, um eine vorbestimmte Referenzabgabeleistung auszuüben.
Daher wird in dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40c während der Ausführung des Vorrichtungsaufwärmmodus die Strömung zu dem Kühlmittelkreislauf umgeschaltet, in dem das Vorrichtungskühlmittel, das von dem integrierten Mischabschnittskühler 26 ausströmt, zu sowohl dem Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70 als auch dem Kühlmitteldurchgang 71a des Motorgenerators 71 strömt.
Das Steuerungsgerät 60 steuert die Betriebe des ersten Wasserströmungsrateneinstellventils 46a und des zweiten Wasserströmungsrateneinstellventils 46b gemäß der Temperatur eines einströmungsseitigen Kältemittels, das in den integrierten Mischabschnittskühler 26 strömt, und der Temperatur eines einströmungsseitigen Vorrichtungskühlmittels, das in den integrierten Mischabschnittskühler 26 strömt.
Insbesondere wird, wenn die Temperatur des einströmungsseitigen Kältemittels höher ist als die Temperatur des einströmungsseitigen Vorrichtungskühlmittels, der Betrieb des ersten Wasserströmungsrateneinstellventils 46a gesteuert, um die Strömungsrate des Vorrichtungskühlmittels, das zu der ersten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a zurückkehrt, zu verringern, in Übereinstimmung mit einer Erhöhung der Temperatur des einströmungsseitigen Kältemittels. Der Betrieb des zweiten Wasserströmungsrateneinstellventils 46b wird in einer ähnlichen Weise gesteuert, um die Strömungsrate des Vorrichtungskühlmittels, das zu der zweiten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b zurückkehrt, zu verringern, in Übereinstimmung mit einer Erhöhung der Temperatur des einströmungsseitigen Kältemittels.
Das heißt, die Betriebe des ersten Wasserströmungsrateneinstellventils 46a und des zweiten Wasserströmungsrateneinstellventils 46b werden gesteuert, um die Strömungsrate des Kühlmittels, das zu der Seite des integrierten Mischabschnittskühlers 26 ausströmt, in Übereinstimmung mit einer Erhöhung der Temperatur des einströmungsseitigen Kältemittels zu erhöhen. Demgemäß können die Batterie 70 und der Motorgenerator 71 durch Erhöhen der Strömungsrate des Vorrichtungskühlmittels, das in dem integrierten Mischabschnittskühler 26 geheizt wird, in Übereinstimmung mit einer Erhöhung der Temperatur des einströmungsseitigen Kältemittels schnell aufgewärmt werden.
Wenn die Temperatur des einströmungsseitigen Kältemittels niedriger ist als die Temperatur des einströmungsseitigen Vorrichtungskühlmittels, wird der Betrieb des ersten Wasserströmungsrateneinstellventils 46a derart gesteuert, dass die erste Vorrichtungskühlmitteltemperatur TWL1, die durch den ersten Vorrichtungskühlmitteltemperatursensor 65c erfasst wird, sich einer ersten vorbestimmten Referenzkühlmitteltemperatur KTWL1 annähert. Der Betrieb des zweiten Wasserströmungsrateneinstellventils 46b wird derart gesteuert, dass die zweite Vorrichtungskühlmitteltemperatur TWL2, die durch den zweiten Vorrichtungskühlmitteltemperatursensor 65d erfasst wird, sich einer zweiten vorbestimmten Referenzkühlmitteltemperatur KTWL2 annähert.
Demgemäß kann die Wärme des Vorrichtungskühlmittels durch das Kältemittel in dem integrierten Mischabschnittskühler 26 aufgenommen werden, während die Temperaturen der Batterie 70 und des Motorgenerators 71 geeignet eingestellt werden. In dem integrierten Mischabschnittskühler 26 kann die Wärme, die durch das Kältemittel aufgenommen wird, als eine Wärmequelle zum Heizen der Luft verwendet werden.
Demgemäß können in dem Heißgasheizmodus während der Ausführung des Vorrichtungsaufwärmmodus die Batterie 70 und der Motorgenerator 71 durch geeignetes Einstellen der Wärmeaustauschmenge zwischen dem Vorrichtungskühlmittel in dem integrierten Mischabschnittskühler 26 und dem Kältemittel schnell aufgewärmt werden. Nach Beendigung des Aufwärmens der Batterie 70 und des Motorgenerators 71 können die Temperaturen der Batterie 70 und des Motorgenerators 71 auf geeigneten Temperaturen gehalten werden.
Da die Kältekreislaufvorrichtung 10d des vorliegenden Ausführungsbeispiels den integrierten Mischabschnittskühler 26 aufweist, ist es gleich wie in dem siebten Ausführungsbeispiel möglich, eine Variation der Enthalpie des saugseitigen Kältemittels ausreichend zu verhindern. Demgemäß kann, selbst wenn die Strömung zu dem Kältemittelkreislauf umgeschaltet wird, in dem die Kältemittel mit unterschiedlichen Enthalpien gemischt und in den Verdichter 11 gesaugt werden, eine stabile Heizleistung ausgeübt werden und kann der Verdichter 11 geschützt werden.
In der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann, bevor ein Heizen des Fahrzeuginnenraums bei der kyrogenen Außenlufttemperatur gestartet wird, der Betrieb in dem (h-1) Unterstützungsaufwärmmodus oder dem (h-2) Aufwärmmodus ohne Unterstützung, der in dem neunten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, ausgeführt werden. In einer gleichen Weise wie der (h-3) Heizeraufwärmmodus, der in dem zehnten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, kann das Vorrichtungskühlmittel durch den elektrischen Heizer 45 geheizt werden.
Jedoch strömt, wenn jeder Aufwärmmodus, der vorstehend beschrieben ist, bei der kyrogenen Außenlufttemperatur ausgeführt wird, das Kältemittel mit einer relativ hohen Temperatur, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, in den Sammler 27 über den Bypassdurchgang 21a und den integrierten Mischabschnittskühler 26. Andererseits kann die Temperatur des Kältemittels in dem Sammler 27 durch einen Saugunterdruck des Verdichters 11 verringert sein, um niedriger zu sein als die Außenlufttemperatur Tam.
Gemäß den Studien der Erfinder der vorliegenden Offenbarung ist es, wenn zum Beispiel der Aufwärmmodus in einem Fall ausgeführt wird, in dem die Außenlufttemperatur sich auf ungefähr -30°C verringert, bestimmt, dass die Temperatur des Kältemittels in dem Sammler 27 sich auf ungefähr -40°C verringert.
Daher kann, wenn das Kältemittel mit einer relativ hohen Temperatur in den Sammler bei der kyrogenen Außenlufttemperatur strömt, ein sogenanntes Aufschäumphänomen auftreten, bei dem ein kyrogenes Flüssigkeitsphasenkältemittel in dem Sammler schnell siedet, wodurch das Kältemittel in dem Sammler aufschäumt (schäumt). Wenn das Aufschäumphänomen auftritt, saugt der Verdichter 11 das Kältemittel mit niedriger Trockenheit an und somit ist die Haltbarkeit (Lebensdauer) des Verdichters 11 durch die Flüssigkeitsverdichtung nachteilig beeinflusst.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10d des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird der (h-4) Kältemittelaufwärmmodus statt jedes Aufwärmmodus, der vorstehend beschrieben ist, ausgeführt. Der (h-4) Kältemittelaufwärmmodus des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist ein Betriebsmodus (das heißt der Kältemittelheizmodus) zum Heizen des Kältemittels, das in den Verdichter 11 gesaugt wird, während das Auftreten des Aufschäumphänomens verhindert wird.
In anderen Worten ist der (h-4) Kältemittelaufwärmmodus ein Aufwärmmodus, in dem zumindest eine der Kreislaufgestaltungskomponenten wie zum Beispiel der Verdichter 11, das Bypassströmungseinstellventil 14d, der Innenkondensator 113, das zweite Durchgangsöffnungs-/schließventil 22a, das Kühlexpansionsventil 14c, der integrierte Mischabschnittskühler 26 und der Sammler 27 geheizt wird, während der Verdichter 11 geschützt wird. Der ausführliche Betrieb des (h-4) Kältemittelaufwärmmodus ist nachstehend beschrieben.
(h-4) Kältemittelaufwärmmodus
Der Kältemittelaufwärmmodus wird ausgeführt, wenn ein Heizen des Fahrzeuginnenraums bei einer kyrogenen Außenlufttemperatur gestartet wird. In dem Kältemittelaufwärmmodus öffnet das Steuerungsgerät 60 das zweite Durchgangsöffnungs-/schließventil 22a und schließt das Niederdruckdurchgangsöffnungs-/schließventil 22b. Das Steuerungsgerät 60 stellt das Heizexpansionsventil 14a in einen vollständig geschlossenen Zustand, das Luftkühlexpansionsventil 14b in den vollständig geschlossenen Zustand, das Kühlexpansionsventil 14c in einen gedrosselten Zustand und das Bypassströmungseinstellventil 14d in den gedrosselten Zustand.
Daher zirkuliert in der Kältekreislaufvorrichtung 10d in dem Kältemittelaufwärmmodus, wie durch durchgezogene Pfeile in 43 angezeigt ist, das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, in der gleichen Reihenfolge wie in dem Heißgasheizmodus.
Das Steuerungsgerät 60 steuert geeignet den Betrieb der anderen/weiteren Steuerungszielvorrichtungen. Zum Beispiel wird der Verdichter 11 gesteuert, um eine vorbestimmte Kältemittelabgabeleistung für den vorbestimmten Kältemittelaufwärmmodus auszuüben.
Das Steuerungsgerät 60 steuert das Bypassströmungseinstellventil 14d, um einen vorbestimmten Öffnungsgrad für den vorbestimmten Kältemittelaufwärmmodus zu haben. Das Steuerungsgerät 60 steuert das Kühlexpansionsventil 14c derart, dass eine bypassseitige Strömungsrate, die die Strömungsrate des bypassseitigen Kältemittels ist, das in die sechste Dreiwegeverbindungsstelle 12f strömt, größer ist als eine dekompressionsabschnittsseitige Strömungsrate, die die Strömungsrate des dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittels ist, das in die sechste Dreiwegeverbindungsstelle 12f strömt.
Das Steuerungsgerät 60 stoppt den Innenventilator 52 der Innenklimatisierungseinheit 50. Das Steuerungsgerät 60 betreibt die erste Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a und die zweite Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b, um eine vorbestimmte Referenzabgabeleistung auszuüben. Das erste Wasseröffnungs-/schließventil 44a wird geschlossen und das zweite Wasseröffnungs-/schließventil 44b wird geöffnet.
Das Steuerungsgerät 60 steuert das erste Wasserströmungsrateneinstellventil 46a derart, dass sich die erste Vorrichtungskühlmitteltemperatur TWL1 der ersten Referenzkühlmitteltemperatur KTWL1 annähert. In dem ersten Wasserströmungsrateneinstellventil 46a in dem Kältemittelaufwärmmodus wird, wie durch einen dünnen gestrichelten Linienpfeil in 43 angezeigt ist, im Wesentlichen die gesamte Strömungsrate des Vorrichtungskühlmittels, das in das erste Wasserströmungsrateneinstellventil 46a strömt, zu der Einlassseite des Kühlmitteldurchgangs 70a der Batterie 70 zurückgeführt. In anderen Worten wird in dem Kältemittelaufwärmmodus verhindert, dass das Vorrichtungskühlmittel zu der Seite des integrierten Mischabschnittskühlers 26 ausströmt.
Das Steuerungsgerät 60 steuert das zweite Wasserströmungsrateneinstellventil 46b derart, dass sich die zweite Vorrichtungskühlmitteltemperatur TWL2 der zweiten Referenzkühlmitteltemperatur KTWL2 annähert. In dem zweiten Wasserströmungsrateneinstellventil 46b in dem Kältemittelaufwärmmodus wird, wie durch den dünnen gestrichelten Linienpfeil in 43 angezeigt ist, im Wesentlichen die gesamte Strömungsrate des Vorrichtungskühlmittels, das in das zweite Wasserströmungsrateneinstellventil 46b strömt, zu der Einlassseite des Kühlmitteldurchgangs 71a des Motorgenerators 71 zurückgeführt.
Demgemäß wird in der Kältekreislaufvorrichtung 10d in dem Kältemittelaufwärmmodus das Kältemittel mit einer relativ hohen Temperatur, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, an der ersten Dreiwegeverbindungsstelle 12a abgezweigt. Das andere Kältemittel, das an der ersten Dreiwegeverbindungsstelle 12a abzweigt, wird durch das Bypassströmungseinstellventil 14d des Bypassdurchgangs 21a dekomprimiert und strömt in einen Einströmungsanschluss der sechsten Dreiwegeverbindungsstelle 12f.
Ein Kältemittel, das an der ersten Dreiwegeverbindungsstelle 12a abzweigt, strömt in den Innenkondensator 113. In dem Kältemittelaufwärmmodus wird, da der Innenventilator 52 gestoppt ist, ein Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der Luft in dem Innenkondensator 113 nicht ausgeführt. Jedoch gibt in dem Kältemittelaufwärmmodus, da der Innenkondensator 113 eine kyrogene Temperatur hat, die im Wesentlichen gleich wie die Außenlufttemperatur Tam ist, das Kältemittel, das in den Innenkondensator 113 strömt, Wärme zu dem Innenkondensator 113 ab und wird gekühlt, wenn es durch den Innenkondensator 113 hindurchtritt.
Das Kältemittel, das von dem Innenkondensator 113 ausströmt, wird durch das Kühlexpansionsventil 14c dekomprimiert und strömt in den anderen Einströmungsanschluss der sechsten Dreiwegeverbindungsstelle 12f. Zu dieser Zeit ist die Temperatur des dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittels, das durch das Kühlexpansionsventil 14c dekomprimiert wird, niedriger als die Temperatur des bypassseitigen Kältemittels, das durch das Bypassströmungseinstellventil 14d dekomprimiert wird.
Das Kältemittel, das von der sechsten Dreiwegeverbindungsstelle 12f ausströmt, strömt in den integrierten Mischabschnittskühler 26, um gemischt zu werden. Demgemäß ist die Temperatur des Kältemittels, das von dem integrierten Mischabschnittskühler 26 ausströmt, niedriger als die Temperatur des bypassseitigen Kältemittels, das in die sechste Dreiwegeverbindungsstelle 12f strömt. In dem Kältemittelaufwärmmodus strömt das Vorrichtungskühlmittel kaum in den integrierten Mischabschnittskühler 26. Daher wird in dem integrierten Mischabschnittskühler 26 ein Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und dem Vorrichtungskühlmittel nicht ausgeführt.
Das Kältemittel, das von dem integrierten Mischabschnittskühler 26 ausströmt, strömt in den Sammler 27 über die fünfte Dreiwegeverbindungsstelle 12e. Das Kältemittel, das in den Sammler 27 strömt, wird in Gas und Flüssigkeit abgeschieden (getrennt). Das Gasphasenkältemittel, das in dem Sammler 27 abgeschieden wird, wird in den Verdichter 11 gesaugt und wird erneut (wieder) verdichtet. Demgemäß wird das Kältemittel, das in dem Kreislauf zirkuliert, durch eine Verdichtungsarbeit des Verdichters 11 geheizt.
In einer ähnlichen Weise wie in den anderen Aufwärmmodi wird der Kältemittelaufwärmmodus fortgesetzt, bis die dritte Temperatur T3 an der Auslassseite des Kältemitteldurchgangs des integrierten Mischabschnittskühlers 26 gleich wird/ist wie oder höher wird/ist als eine vorbestimmte Referenzheiztemperatur. Wenn der Kältemittelaufwärmmodus beendet wird, schaltet der Modus zu dem Heißgasheizmodus.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann in dem Kältemittelaufwärmmodus, da das bypassseitige Kältemittel und das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel in dem integrierten Mischabschnittskühler 26 gemischt werden, die Temperatur des Kältemittels, das in den Sammler 27 strömt, verglichen zu den anderen Aufwärmmodi verringert (reduziert) sein. Demgemäß ist es möglich, das Kältemittel, das in den Verdichter 11 gesaugt wird, zu heizen, während das Auftreten des Aufschäumphänomens in dem Sammler 27 verhindert wird.
In dem Kältemittelaufwärmmodus wird der Betrieb des Kühlexpansionsventils 14c derart gesteuert, dass die bypassseitige Strömungsrate größer ist als die dekompressionsabschnittsseitige Strömungsrate. Demgemäß ist es möglich, eine Aufwärmzeit (das heißt, eine Zeitspanne, in der der Kältemittelaufwärmmodus fortgesetzt wird) zu verkürzen, während das Auftreten des Aufschäumphänomens verhindert wird.
Selbst wenn die bypassseitige Strömungsrate größer ist als die dekompressionsabschnittsseitige Strömungsrate, ist es möglich, dass das vorstehend beschriebene Aufschäumphänomen des Sammlers 27 nicht zuverlässig vermieden werden kann. Das Steuerungsgerät 60 des vorliegenden Ausführungsbeispiels steuert den Betrieb des Kühlexpansionsventils 14c, um den Überhitzungsgrad des Kältemittels, das von dem integrierten Mischabschnittskühler 26 ausströmt, nicht außerordentlich zu erhöhen. Demgemäß wird das Auftreten des Aufschäumphänomens verhindert.
Da das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel, das durch das Kühlexpansionsventil 14c dekomprimiert wird, in den integrierten Mischabschnittskühler 26, der an einer stromaufwärtigen Seite von dem Sammler 27 in der Kältemittelströmungsrichtung angeordnet ist, strömt, kann in dem integrierten Mischabschnittskühler 26 das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel mittels des bypassseitigen Kältemittels als eine Wärmequelle geheizt werden. Die Temperatur des Kältemittels, das in den Sammler 27 strömt, kann zuverlässiger verringert werden als die des bypassseitigen Kältemittels, das in den integrierten Mischabschnittskühler 26 strömt.
Als Ergebnis ist es in dem Kältemittelaufwärmmodus des vorliegenden Ausführungsbeispiels möglich, die Aufwärmzeit zu verkürzen, während das Auftreten des Aufschäumphänomens verhindert wird.
Zusätzlich kann durch Reduzieren des Drosselöffnungsgrads des Kühlexpansionsventils 14c die Druckdifferenz des Kreislaufs einfach erhöht werden. Demgemäß kann die Temperatur des Kältemittels und jeder Komponente der Kältekreislaufvorrichtung 10d schnell erhöht werden und kann das Heizen des Fahrzeuginnenraums schnell gestartet werden.
Da die Kältekreislaufvorrichtung 10d des vorliegenden Ausführungsbeispiels das erste Wasserströmungsrateneinstellventil 46a aufweist, kann die erste Vorrichtungskühlmitteltemperatur TWL1 sich der ersten Referenzkühlmitteltemperatur KTWL1 annähern. Demgemäß kann die Temperatur der Batterie 70 ungeachtet des Betriebsmodus stabilisiert werden. Da das zweite Wasserströmungsrateneinstellventil 46b vorgesehen ist, kann auf ähnliche Weise die Temperatur des Motorgenerators 71 ungeachtet des Betriebsmodus stabilisiert werden.
(Dreizehntes Ausführungsbeispiel)
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Kältekreislaufvorrichtung 10f beschrieben. In der Kältekreislaufvorrichtung 10f ist, wie in 44 dargestellt ist, der Sammler 27 von der Kältekreislaufvorrichtung 10d, die in dem zwölften Ausführungsbeispiel beschrieben ist, entfernt (weggelassen) und wird ein Aufnehmer 28 angewandt.
Insbesondere ist in der Kältekreislaufvorrichtung 10f der Abzweigabschnitt 123, der in dem elften Ausführungsbeispiel beschrieben ist, als ein stromaufwärtiger Abzweigabschnitt angewandt. Eine Einlassseite des Aufnehmers 28 ist mit einem Ausströmungsanschluss der zweiten Dreiwegeverbindungsstelle 12b verbunden. Ein erstes einlassseitiges Öffnungs-/Schließventil 22d und eine siebte Dreiwegeverbindungsstelle 12g sind in einem einlassseitigen Durchgang 21f angeordnet, der mit einem Ausströmungsanschluss der zweiten Dreiwegeverbindungsstelle 12b mit dem Einlass des Aufnehmers 28 verbunden ist.
Der Aufnehmer 28 ist ein hochdruckseitiger Gas-Flüssigkeitsabscheider, der das Kältemittel, das von dem Innenkondensator 113 ausströmt, der ein Heizabschnitt ist, in Gas und Flüssigkeit trennt (abscheidet) und das abgeschiedene Flüssigkeitsphasenkältemittel als ein überschüssiges Kältemittel des Kreislaufs speichert. Der Aufnehmer 28 bewirkt, dass ein Teil des abgeschiedenen Flüssigkeitsphasenkältemittels zu der stromabwärtigen Seite ausströmt. Das erste einlassseitige Öffnungs-/Schließventil 22d ist ein Öffnungs-/Schließventil, das den Kältemitteldurchgang von einem Ausströmungsanschluss der zweiten Dreiwegeverbindungsstelle 12b zu einem Einströmungsanschluss der siebten Dreiwegeverbindungsstelle 12g in dem einlassseitigen Durchgang 21f öffnet und schließt.
Eine Einströmungsanschlussseite einer achten Dreiwegeverbindungsstelle 12h ist mit dem anderen Ausströmungsanschluss der zweiten Dreiwegeverbindungsstelle 12b verbunden. Ein zweites einlassseitiges Öffnungs-/Schließventil 22e ist in dem Kältemitteldurchgang angeordnet, der den anderen Ausströmungsanschluss der zweiten Dreiwegeverbindungsstelle 12b mit einem Einströmungsanschluss der achten Dreiwegeverbindungsstelle 12h verbindet. Das zweite einlassseitige Öffnungs-/Schließventil 22e ist ein elektromagnetisches Ventil, das den Kältemitteldurchgang, der den anderen Ausströmungsanschluss der zweiten Dreiwegeverbindungsstelle 12b mit einem Einströmungsanschluss der achten Dreiwegeverbindungsstelle 12h verbindet, öffnet und schließt.
Eine Kältemitteleinlassseite des Außenluftwärmetauschers 15 ist mit einem Ausströmungsanschluss der achten Dreiwegeverbindungsstelle 12h über das Heizexpansionsventil 14a verbunden. Die andere Einlassseite der siebten Dreiwegeverbindungsstelle 12g, die in dem einlassseitigen Durchgang 21f angeordnet ist, ist mit einem Ausströmungsanschluss der dritten Dreiwegeverbindungsstelle 12c verbunden, die die Auslassseite des Außenluftwärmetauschers 15 über das erste Rückschlagventil 16a verbindet.
Die andere Einströmungsanschlussseite der achten Dreiwegeverbindungsstelle 12h ist mit einem Auslass des Aufnehmers 28 verbunden. Eine neunte Dreiwegeverbindungsstelle 12i und ein viertes Rückschlagventil 16d sind in einem auslassseitigen Durchgang 21g angeordnet, der den Auslass des Aufnehmers 28 mit dem anderen Einströmungsanschluss der achten Dreiwegeverbindungsstelle 12h verbindet. Das vierte Rückschlagventil 16d ermöglicht es, dass das Kältemittel von der Seite der neunten Dreiwegeverbindungsstelle 12i zu der Seite der achten Dreiwegeverbindungsstelle 12h hin strömt, und verhindert, dass das Kältemittel von der Seite der achten Dreiwegeverbindungsstelle 12h zu der Seite der neunten Dreiwegeverbindungsstelle 12i hin strömt.
Eine Einströmungsanschlussseite einer zehnten Dreiwegeverbindungsstelle 12j ist mit dem anderen Ausströmungsanschluss der neunten Dreiwegeverbindungsstelle 12i verbunden. Die Kältemitteleinlassseite des Innenverdampfers 18 ist mit einem Ausströmungsanschluss der zehnten Dreiwegeverbindungsstelle 12j über das Luftkühlexpansionsventil 14b verbunden. Die Einlassseite des Kältemitteldurchgangs des Kühlers 19 ist mit dem anderen Ausströmungsanschluss der zehnten Dreiwegeverbindungsstelle 12j über das Kühlexpansionsventil 14c verbunden.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10f ist die andere Einströmungsanschlussseite der vierten Dreiwegeverbindungsstelle 12d mit dem Ausströmungsanschluss der fünften Dreiwegeverbindungsstelle 12e verbunden. Die Sauganschlussseite des Verdichters 11 ist mit dem Ausströmungsanschluss der vierten Dreiwegeverbindungsstelle 12d verbunden. Weitere Gestaltungen der Kältekreislaufvorrichtung 10f sind gleich wie jene der Kältekreislaufvorrichtung 10d, die in dem zwölften Ausführungsbeispiel beschrieben sind.
Nachstehend ist ein Betrieb der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit der vorstehenden Gestaltung beschrieben. In der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels werden verschiedene Betriebsmodi ähnlich wie jene in dem siebten Ausführungsbeispiel umgeschaltet, um eine Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums und eine Temperatureinstellung der Fahrzeugvorrichtungen (Vorrichtungen im Fahrzeug) (insbesondere der Batterie 70 und des Motorgenerators 71) auszuführen. Nachstehend ist der Betrieb jedes Betriebsmodus ausführlich beschrieben.
(a) Luftkühlmodus
In dem Luftkühlmodus schließt das Steuerungsgerät 60 das erste einlassseitige Öffnungs-/Schließventil 22d, öffnet das zweite einlassseitige Öffnungs-/Schließventil 22e und schließt das Niederdruckdurchgangsöffnungs-/schließventil 22b. Das Steuerungsgerät 60 stellt das Heizexpansionsventil 14a in einen vollständig geöffneten Zustand, das Luftkühlexpansionsventil 14b in einen gedrosselten Zustand und das Bypassströmungseinstellventil 14d in einen vollständig geschlossenen Zustand.
Daher zirkuliert in der Kältekreislaufvorrichtung 10f in dem Luftkühlmodus, wie durch durchgezogene Pfeile in 45 angezeigt ist, das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch den Innenkondensator 113, das Heizexpansionsventil 14a, das vollständig geöffnet ist, den Außenwärmetauscher 15, das erste Rückschlagventil 16a, den Aufnehmer 28, das Luftkühlexpansionsventil 14b, den Innenverdampfer 18, das Verdampfungsdruckeinstellventil 20, das zweite Rückschlagventil 16b und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge. In 45 ist die Strömung des Kältemittels in dem Luftkühlmodus, in dem der Vorrichtungskühlmodus nicht ausgeführt wird, durch durchgezogene Pfeile angezeigt.
In einer gleichen Weise wie in dem Luftkühlmodus des ersten Ausführungsbeispiels steuert das Steuerungsgerät 60 geeignet den Betrieb der weiteren/anderen Steuerungszielvorrichtungen.
Demgemäß ist in der Kältekreislaufvorrichtung 10f in dem Luftkühlmodus ein Dampfverdichtungskältekreislauf gestaltet (gebildet), in dem der Außenwärmetauscher 15 als ein Kondensator funktioniert, der das Kältemittel kondensiert, und der Innenverdampfer 18 als ein Verdampfer funktioniert, der das Kältemittel verdampft. In der Innenklimatisierungseinheit 50 in dem Luftkühlmodus wird die Luft, die durch den Innenverdampfer 18 gekühlt wird, in den Fahrzeuginnenraum geblasen. Demgemäß wird ein Kühlen der Luft des Fahrzeuginnenraums realisiert.
Ferner stellt in der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels ähnlich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel das Steuerungsgerät 60 das Kühlexpansionsventil 14c in einen gedrosselten Zustand und betreibt die erste Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a und die zweite Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b, und somit kann der Vorrichtungskühlmodus ausgeführt werden.
In dem Vorrichtungskühlmodus kann, wie in dem zwölften Ausführungsbeispiel beschrieben ist, zumindest eine von der Batterie 70 oder dem Motorgenerator 71 durch Umschalten der Kreislaufgestaltung des Vorrichtungskühlmittelkreislaufs 40c gekühlt werden.
(b) Serieller Entfeuchtungs- und Heizmodus
In dem seriellen Entfeuchtungs- und Heizmodus schließt das Steuerungsgerät 60 das erste einlassseitige Öffnungs-/Schließventil 22d, öffnet das zweite einlassseitige Öffnungs-/Schließventil 22e und schließt das Niederdruckdurchgangsöffnungs-/schließventil 22b. Das Steuerungsgerät 60 stellt das Heizexpansionsventil 14a in einen gedrosselten Zustand, das Luftkühlexpansionsventil 14b in den gedrosselten Zustand und das Bypassströmungseinstellventil 14d in einen vollständig geschlossenen Zustand.
Daher zirkuliert in der Kältekreislaufvorrichtung 10f in dem seriellen Entfeuchtungs- und Heizmodus in einer ähnlichen Weise wie in dem Luftkühlmodus, wie durch durchgezogene Pfeile in 45 angezeigt ist, das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch den Innenkondensator 113, das Heizexpansionsventil 14a, den Außenwärmetauscher 15, das erste Rückschlagventil 16a, den Aufnehmer 28, das Luftkühlexpansionsventil 14b, den Innenverdampfer 18, das Verdampfungsdruckeinstellventil 20, das zweite Rückschlagventil 16b und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge.
In einer gleichen Weise wie in dem seriellen Entfeuchtungs- und Heizmodus des ersten Ausführungsbeispiels steuert das Steuerungsgerät 60 geeignet den Betrieb der weiteren/anderen Steuerungszielvorrichtungen.
Demgemäß funktioniert in der Kältekreislaufvorrichtung 10f in dem seriellen Entfeuchtungs- und Heizmodus der Innenkondensator 113 als ein Kondensator und funktioniert der Innenverdampfer 18 als ein Verdampfer. In einem Fall, in dem die Sättigungstemperatur des Kältemittels in dem Außenwärmetauscher 15 höher ist als die Außenlufttemperatur Tam, ist der Dampfverdichtungskältekreislauf, in dem der Außenwärmetauscher 15 als ein Kondensator funktioniert, gestaltet (gebildet). In einem Fall, in dem die Sättigungstemperatur des Kältemittels in dem Außenwärmetauscher 15 niedriger ist als die Außenlufttemperatur Tam, ist der Dampfverdichtungskältekreislauf, in dem der Außenwärmetauscher 15 als ein Verdampfer funktioniert, gestaltet (gebildet).
In der Innenklimatisierungseinheit 50 in dem seriellen Entfeuchtungs- und Heizmodus wird die Luft, die durch den Innenverdampfer 18 gekühlt wird, wieder durch den Innenkondensator 113 geheizt und in den Fahrzeuginnenraum geblasen. Demgemäß wird das Entfeuchten und Heizen des Fahrzeuginnenraums realisiert. Ferner kann in dem seriellen Entfeuchtungs- und Heizmodus der Vorrichtungskühlmodus in einer ähnlichen Weise wie in dem Luftkühlmodus ausgeführt werden.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10f des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird, das der Aufnehmer 28 als der hochdruckseitige Gas-Flüssigkeitsabscheider vorgesehen ist, der serielle Entfeuchtungs- und Heizmodus in einem Temperaturbereich ausgeführt, in dem die Sättigungstemperatur des Kältemittels in dem Au-ßenwärmetauscher 15 höher ist als die Außenlufttemperatur Tam.
(c) Paralleler Entfeuchtungs- und Heizmodus
In dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus öffnet das Steuerungsgerät 60 das erste einlassseitige Öffnungs-/Schließventil 22d, schließt das zweite einlassseitige Öffnungs-/Schließventil 22e und öffnet das Niederdruckdurchgangsöffnungs-/schließventil 22b. Das Steuerungsgerät 60 stellt das Heizexpansionsventil 14a in einen gedrosselten Zustand, das Luftkühlexpansionsventil 14b in den gedrosselten Zustand und das Bypassströmungseinstellventil 14d in einen vollständig geschlossenen Zustand.
Daher zirkuliert in der Kältekreislaufvorrichtung 10f in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus, wie durch durchgezogene Pfeile in 46 angezeigt ist, das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch den Innenkondensator 113, den Aufnehmer 28, die neunte Dreiwegeverbindungsstelle 12i, das Luftkühlexpansionsventil 14b, den Innenverdampfer 18, das Verdampfungsdruckeinstellventil 20, das zweite Rückschlagventil 16b und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge. Zu der gleichen Zeit zirkuliert das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch den Innenkondensator 113, den Aufnehmer 28, die neunte Dreiwegeverbindungsstelle 12i, das vierte Rückschlagventil 16d, das Heizexpansionsventil 14a, den Außenwärmetauscher 15, den Niederdruckdurchgang 21d und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge.
Das heißt, in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus wird die Strömung des Kältemittels, das von dem Aufnehmer 28 ausströmt, zu dem Kältemittelkreislauf umgeschaltet, in dem der Innenverdampfer 18 mit dem Außenwärmetauscher 15 parallel geschaltet verbunden ist. In 46 ist die Kältemittelströmung in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus, wenn der Vorrichtungskühlmodus nicht ausgeführt wird, dargestellt.
In einer gleichen Weise wie in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus des ersten Ausführungsbeispiels steuert das Steuerungsgerät 60 geeignet den Betrieb der weiteren/anderen Steuerungszielvorrichtungen.
Demgemäß ist in der Kältekreislaufvorrichtung 10f in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus der Dampfverdichtungskältekreislauf gestaltet (gebildet), in dem der Innenkondensator 113 als ein Kondensator funktioniert und der Innenverdampfer 18 und der Außenwärmetauscher 15 als ein Verdampfer funktionieren.
In der Innenklimatisierungseinheit 50 in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus wird die Luft, die durch den Innenverdampfer 18 gekühlt wird, durch den Innenkondensator 113 wieder geheizt und in den Fahrzeuginnenraum geblasen. Demgemäß wird das Entfeuchten und Heizen des Fahrzeuginnenraums realisiert. Ferner kann in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus der Vorrichtungskühlmodus in einer gleichen Weise wie in dem Luftkühlmodus ausgeführt werden.
(e) Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus
In dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus öffnet das Steuerungsgerät 60 das erste einlassseitige Öffnungs-/Schließventil 22d, schließt das zweite einlassseitige Öffnungs-/Schließventil 22e und öffnet das Niederdruckdurchgangsöffnungs-/schließventil 22b. Das Steuerungsgerät 60 stellt das Heizexpansionsventil 14a in einen gedrosselten Zustand, das Luftkühlexpansionsventil 14b in einen vollständig geschlossenen Zustand und das Bypassströmungseinstellventil 14d in den vollständig geschlossenen Zustand.
Daher zirkuliert in der Kältekreislaufvorrichtung 10f in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus, wie durch durchgezogene Pfeile in 47 angezeigt ist, das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch den Innenkondensator 113, den Aufnehmer 28, das vierte Rückschlagventil 16d, das Heizexpansionsventil 14a, den Außenwärmetauscher 15, den Niederdruckdurchgang 21d und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge. In 47 ist die Kältemittelströmung in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus, wenn der Vorrichtungskühlmodus nicht ausgeführt wird, dargestellt.
In einer gleichen Weise wie in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus des ersten Ausführungsbeispiels steuert das Steuerungsgerät 60 geeignet den Betrieb der weiteren/anderen Steuerungszielvorrichtungen.
Demgemäß ist in der Kältekreislaufvorrichtung 10f in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus der Dampfverdichtungskältekreislauf gestaltet (gebildet), in dem der Innenkondensator 113 als ein Kondensator funktioniert und der Au-ßenwärmetauscher 15 als ein Verdampfer funktioniert.
In der Innenklimatisierungseinheit 50 in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus wird die Luft, die durch den Innenverdampfer 18 hindurchgetreten ist, durch den Innenkondensator 113 geheizt und in den Fahrzeuginnenraum geblasen. Demgemäß wird das Heizen des Fahrzeuginnenraums realisiert. Ferner kann in dem parallelen Entfeuchtungs- und Heizmodus der Vorrichtungskühlmodus in einer gleichen Weise wie in dem Luftkühlmodus ausgeführt werden.
(g) Heißgasheizmodus
In dem Heißgasheizmodus öffnet das Steuerungsgerät 60 das erste einlassseitige Öffnungs-/Schließventil 22d, schließt das zweite einlassseitige Öffnungs-/Schließventil 22e und schließt das Niederdruckdurchgangsöffnungs-/schließventil 22b. Das Steuerungsgerät 60 stellt das Heizexpansionsventil 14a in einen vollständig geschlossenen Zustand, das Luftkühlexpansionsventil 14b in den vollständig geschlossenen Zustand, das Kühlexpansionsventil 14c in einen gedrosselten Zustand und das Bypassströmungseinstellventil 14d in den gedrosselten Zustand.
Daher zirkuliert in der Kältekreislaufvorrichtung 10f in dem Heißgasheizmodus, wie durch durchgezogene Pfeile in 48 angezeigt ist, das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch den Abzweigabschnitt 123, den Innenkondensator 113, den einlassseitigen Durchgang 21f, den Aufnehmer 28, das Kühlexpansionsventil 14c, den integrierten Mischabschnittskühler 26 und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge. Zu der gleichen Zeit zirkuliert ein Teil des Kältemittels, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch den Abzweigabschnitt 123, das Bypassströmungseinstellventil 14d, den integrierten Mischabschnittskühler 26 und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge.
In einer gleichen Weise wie in dem Heißgasheizmodus des ersten Ausführungsbeispiels steuert das Steuerungsgerät 60 geeignet den Betrieb der weiteren/anderen Steuerungszielvorrichtungen. Demgemäß ist es in der Kältekreislaufvorrichtung 10f in dem Heißgasheizmodus ähnlich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel möglich, eine Verringerung einer Heizleistung der Luft selbst bei der kyrogenen Außenlufttemperatur zu verhindern.
In dem Heißgasheizmodus kann der Vorrichtungsaufwärmmodus ähnlich wie der des zwölften Ausführungsbeispiels ausgeführt werden. In 48 ist die Strömung des Vorrichtungskühlmittels in dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40c in dem Heißgasheizmodus während einer Ausführung des Vorrichtungsaufwärmmodus durch einen dünnen gestrichelten Linienpfeil angezeigt.
In dem Vorrichtungsaufwärmmodus des vorliegenden Ausführungsbeispiels schließt das Steuerungsgerät 60 das erste Wasseröffnungs-/schließventil 44a und öffnet das zweite Wasseröffnungs-/schließventil 44b. Das Steuerungsgerät 60 betreibt die erste Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a und die zweite Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b, um eine vorbestimmte Referenzabgabeleistung auszuüben.
Daher wird in dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40c während der Ausführung des Vorrichtungsaufwärmmodus die Strömung zu dem Kühlmittelkreislauf umgeschaltet, in dem das Vorrichtungskühlmittel zwischen dem Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70 und dem integrierten Mischabschnittskühler 26 zirkuliert und das Vorrichtungskühlmittel zwischen dem Kühlmitteldurchgang 71a des Motorgenerators 71 und dem niedertemperaturseitigen Kühler 49 zirkuliert.
Das Steuerungsgerät 60 steuert den Betrieb des ersten Wasserströmungsrateneinstellventils 46a mittels der ersten Vorrichtungskühlmitteltemperatur TWL1.
Insbesondere wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in einem Fall, in dem eine Temperaturdifferenz ΔTWL1, die durch Subtrahieren der ersten Vorrichtungskühlmitteltemperatur TWL1 von der Temperatur des einströmungsseitigen Kältemittels, das in den integrierten Mischabschnittskühler 26 strömt, erhalten wird, größer ist als eine vorbestimmte Referenztemperaturdifferenz KΔTWL1, der Betrieb des ersten Wasserströmungsrateneinstellventils 46a gesteuert, um im Wesentlichen die gesamte Strömungsrate des Vorrichtungskühlmittels, das von dem Kühlmitteldurchgang 70a ausströmt, zu der Sauganschlussseite der ersten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a zurückzuführen.
Wenn die Temperaturdifferenz ΔTWL1 gleich wie ist oder kleiner ist als die Referenztemperaturdifferenz KΔTWL1 aufgrund der Eigenwärme der Batterie 70, wird der Betrieb des ersten Wasserströmungsrateneinstellventils 46a gesteuert, um die Strömungsrate des Vorrichtungskühlmittels, das zu der Seite des integrierten Mischabschnittskühlers 26 ausströmt, in Übereinstimmung mit einer Verringerung der Temperaturdifferenz ΔTWL1 zu erhöhen.
In dem Heißgasheizmodus ist die Temperatur des einströmungsseitigen Kältemittels, das in den integrierten Mischabschnittskühler 26 strömt, im Wesentlichen konstant. Daher ist eine Erhöhung der Strömungsrate des Vorrichtungskühlmittels, das zu der Seite des integrierten Mischabschnittskühlers 26 ausströmt, in Übereinstimmung mit der Verringerung der Temperaturdifferenz ΔTWL1 im Wesentlichen äquivalent zu einer Erhöhung der Strömungsrate des Vorrichtungskühlmittels, das zu der Seite des integrierten Mischabschnittskühlers 26 ausströmt, in Übereinstimmung mit einer Erhöhung der ersten Vorrichtungskühlmitteltemperatur TWL1.
Das Steuerungsgerät 60 steuert den Betrieb des zweiten Wasserströmungsrateneinstellventils 46b derart, dass die zweite Vorrichtungskühlmitteltemperatur TWL2, die durch den zweiten Vorrichtungskühlmitteltemperatursensor 65d erfasst wird, sich der zweiten Referenzkühlmitteltemperatur KTWL2 annähert. In 48 ist die Strömung des Vorrichtungskühlmittels, wenn die Temperaturdifferenz ΔTWL1 größer ist als eine vorbestimmte Referenztemperaturdifferenz KΔTWL1, durch einen dünnen gestrichelten Linienpfeil angezeigt.
Wie vorstehend beschrieben ist, schaltet in der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Kältekreislaufvorrichtung 10e den Kältemittelkreislauf gemäß jedem Betriebsmodus um und somit kann eine komfortable Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums realisiert werden.
Da die Kältekreislaufvorrichtung 10f des vorliegenden Ausführungsbeispiels den integrierten Mischabschnittskühler 26 aufweist, ist es ähnlich wie in dem siebten Ausführungsbeispiel möglich, eine Schwankung der Enthalpie des saugseitigen Kältemittels ausreichend zu verhindern. Demgemäß kann, selbst wenn die Strömung zu dem Kältemittelkreislauf umgeschaltet wird, in dem die Kältemittel mit unterschiedlichen Enthalpien gemischt und in den Verdichter 11 gesaugt werden, eine stabile Heizleistung ausgeübt werden und kann der Verdichter 11 geschützt werden.
In der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann, bevor das Heizen des Fahrzeuginnenraums bei der kyrogenen Außenlufttemperatur gestartet wird, der Betrieb in dem (h-1) Unterstützungsaufwärmmodus oder dem (h-2) Aufwärmmodus ohne Unterstützung, der in dem neunten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, ausgeführt werden. In einer gleichen Weise wie in dem (h-3) Heizeraufwärmmodus, der in dem zehnten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, kann das Vorrichtungskühlmittel durch den elektrischen Heizer 45 geheizt werden. Der Betrieb in dem (h-4) Kältemittelaufwärmmodus, der in dem zwölften Ausführungsbeispiel beschrieben ist, kann auch ausgeführt werden.
Jedoch wird in der Kältekreislaufvorrichtung 10f des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Aufnehmer 28 als der hochdruckseitige Gas-Flüssigkeitsabscheider statt des Sammlers 27 als der niederdruckseitige Gas-Flüssigkeitsabscheider angewandt. Daher ist es, wenn jeder Aufwärmmodus, der vorstehend beschrieben ist, bei einer niedrigen Außenlufttemperatur ausgeführt wird, möglich, dass der Verdichter 11 das Kältemittel mit geringer Trockenheit, das an einer Niederdruckseite des Kreislaufs in dem integrierten Mischabschnittskühler 26 stagniert, ansaugt.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10f des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird der Betrieb in dem Aufwärmvorbereitungsmodus vor dem Ausführen jedes Aufwärmmodus ausgeführt. Der Aufwärmvorbereitungsmodus ist ein Betriebsmodus zum Speichern des Kältemittels in dem Kreislauf in dem Aufnehmer 28. Der ausführliche Betrieb des Aufwärmvorbereitungsmodus ist nachstehend beschrieben.
(i) Aufwärmvorbereitungsmodus
Der Aufwärmvorbereitungsmodus des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird vor dem Ausführen des (h-4) Kältemittelaufwärmmodus ausgeführt. In dem Aufwärmvorbereitungsmodus öffnet das Steuerungsgerät 60 das erste einlassseitige Öffnungs-/Schließventil 22d, schließ das zweite einlassseitige Öffnungs-/Schließventil 22e und schließt das Niederdruckdurchgangsöffnungs-/schließventil 22b. Das Steuerungsgerät 60 stellt das Heizexpansionsventil 14a in einen vollständig geschlossenen Zustand, das Luftkühlexpansionsventil 14b in einen vollständig geschlossenen Zustand, das Kühlexpansionsventil 14c in den vollständig geschlossenen Zustand und das Bypassströmungseinstellventil 14d in den gedrosselten Zustand.
Daher strömt in der Kältekreislaufvorrichtung 10f in dem Aufwärmvorbereitungsmodus, wie durch durchgezogene Pfeile in 49 angezeigt ist, das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch den Abzweigabschnitt 123, den Innenkondensator 113, den einlassseitigen Durchgang 21f und den Aufnehmer 28 in dieser Reihenfolge. Zu der gleichen Zeit zirkuliert ein Teil des Kältemittels, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch den Abzweigabschnitt 123, das Bypassströmungseinstellventil 14d, den integrierten Mischabschnittskühler 26 und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge.
Das Steuerungsgerät 60 steuert geeignet den Betrieb der weiteren/anderen Steuerungszielvorrichtungen. Zum Beispiel wird der Verdichter 11 gesteuert, um eine vorbestimmte Kältemittelabgabeleistung für den Aufwärmvorbereitungsmodus auszuüben. Die Kältemittelabgabeleistung für den Aufwärmvorbereitungsmodus ist auf einen Wert festgelegt, der kleiner ist als die Kältemittelabgabeleistung für den Kältemittelaufwärmmodus.
Das Steuerungsgerät 60 stoppt den Innenventilator 52 der Innenklimatisierungseinheit 50. Das Steuerungsgerät 60 stoppt die erste Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a und die zweite Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b. Das heißt, in dem Aufwärmvorbereitungsmodus wird verhindert, dass das Vorrichtungskühlmittel in die Seite des integrierten Mischabschnittskühlers 26 strömt.
Demgemäß wird in der Kältekreislaufvorrichtung 10f in dem Aufwärmvorbereitungsmodus das Kältemittel mit einer relativ hohen Temperatur, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, an dem Abzweigabschnitt 123 abgezweigt.
Das Kältemittel mit relativ hoher Trockenheit, das an dem Abzweigabschnitt 123 abgezweigt wird, wird durch das Bypassströmungseinstellventil 14d des Bypassdurchgangs 21a dekomprimiert und strömt in den integrierten Mischabschnittskühler 26 über die sechste Dreiwegeverbindungsstelle 12f. In dem Aufwärmvorbereitungsmodus wird, da die erste Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a und die zweite Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b gestoppt sind, der Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und dem Vorrichtungskühlmittel in dem integrierten Mischabschnittskühler 26 nicht ausgeführt.
Das Kältemittel, das von dem integrierten Mischabschnittskühler 26 ausströmt, wird in den Verdichter 11 gesaugt und wird erneut (wieder) verdichtet. Demgemäß wird das Kältemittel, das in dem Kreislauf zirkuliert, durch eine Verdichtungsarbeit des Verdichters 11 geheizt. Das Kältemittel mit einer relativ geringen Trockenheit, das an dem Abzweigabschnitt 123 abzweigt, strömt in den Innenkondensator 113 aufgrund einer Druckdifferenz. In dem Aufwärmvorbereitungsmodus wird, da der Innenventilator 52 gestoppt ist, ein Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der Luft in dem Innenkondensator 113 nicht ausgeführt.
Jedoch gibt in dem Aufwärmvorbereitungsmodus, da der Innenkondensator 113 eine kyrogene Temperatur aufweist, das Kältemittel, das in den Innenkondensator 113 strömt, Wärme zu dem Innenkondensator 113 ab und wird kondensiert, wenn es durch den Innenkondensator 113 hindurchtritt. Demgemäß kann in dem Aufwärmvorbereitungsmodus das Kältemittel mit einer relativ geringen Trockenheit, das an dem Abzweigabschnitt 123 abgezweigt ist, kondensieren und in dem Aufnehmer 28 als ein Flüssigkeitsphasenkältemittel gespeichert werden.
Der Aufwärmvorbereitungsmodus wird ausgeführt, bis die Trockenheit des Kältemittels an der Auslassseite des integrierten Mischabschnittskühlers 26 erfasst wird. Wenn die Trockenheit des Kältemittels an der Auslassseite des integrierten Mischabschnittskühlers 26 erfasst wird, wird der Aufwärmvorbereitungsmodus beendet und schaltet der Modus zu dem Kältemittelaufwärmmodus.
(h-4) Kältemittelaufwärmmodus
In dem Kältemittelaufwärmmodus öffnet das Steuerungsgerät 60 das erste einlassseitige Öffnungs-/Schließventil 22d, schließt das zweite einlassseitige Öffnungs-/Schließventil 22e und schließt das Niederdruckdurchgangsöffnungs-/schließventil 22b. Das Steuerungsgerät 60 stellt das Heizexpansionsventil 14a in einen vollständig geschlossenen Zustand, das Luftkühlexpansionsventil 14b in den vollständig geschlossenen Zustand, das Kühlexpansionsventil 14c in einen gedrosselten Zustand und das Bypassströmungseinstellventil 14d in den gedrosselten Zustand.
Daher zirkuliert in der Kältekreislaufvorrichtung 10f in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus, wie in 48 dargestellt ist, das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, in der gleichen Reihenfolge wie in dem Heißgasheizmodus.
Das Steuerungsgerät 60 steuert geeignet den Betrieb der weiteren/anderen Steuerungszielvorrichtungen. Zum Beispiel wird der Verdichter 11 gesteuert, um eine vorbestimmte Kältemittelabgabeleistung für den vorbestimmten Kältemittelaufwärmmodus auszuüben.
Das Steuerungsgerät 60 steuert das Bypassströmungseinstellventil 14d, um einen vorbestimmten Öffnungsgrad für den vorbestimmten Kältemittelaufwärmmodus aufzuweisen. Das Steuerungsgerät 60 steuert den Drosselöffnungsgrad des Kühlexpansionsventils 14c derart, dass der Überhitzungsgrad SH des Kältemittels an der Auslassseite des integrierten Mischabschnittskühlers 26 sich dem Referenzüberhitzungsgrad KSH annähert.
Die Betriebe der weiteren/anderen Steuerungszielvorrichtungen sind gleich wie jene in dem Kältemittelaufwärmmodus des zwölften Ausführungsbeispiels. Demgemäß wird in der Kältekreislaufvorrichtung 10f in dem Kältemittelaufwärmmodus in einer ähnlichen Weise wie in dem Kältemittelaufwärmmodus des zwölften Ausführungsbeispiels das Kältemittel, das in dem Kreislauf zirkuliert, durch die Verdichtungsarbeit des Verdichters 11 geheizt.
In einer gleichen Weise wie in den weiteren Aufwärmmodi wird der Kältemittelaufwärmmodus fortgesetzt, bis die dritte Temperatur T3 an der Auslassseite des Kältemitteldurchgangs des integrierten Mischabschnittskühlers 26 gleich wird/ist wie oder höher wird/ist als eine vorbestimmte Referenzheiztemperatur. Wenn der Kältemittelaufwärmmodus beendet wird, schaltet der Modus, der vorstehend beschrieben ist, zu dem Heißgasheizmodus.
In dem Heißgasheizmodus wird die Strömungsrate des Vorrichtungskühlmittels, das zu der Seite des integrierten Mischabschnittskühlers 26 ausströmt, in Übereinstimmung mit einer Verringerung der Temperaturdifferenz ΔTWL1 erhöht. In anderen Worten wird die Wärmeaustauschmenge zwischen dem Vorrichtungskühlmittel und dem Kältemittel in dem integrierten Mischabschnittskühler 26 in Übereinstimmung mit einer Erhöhung der ersten Vorrichtungskühlmitteltemperatur TWL1 erhöht. Demgemäß kann die Batterie 70 geeignet aufgewärmt werden, während der Verdichter 11 geschützt wird.
Insbesondere ist es, wenn der Kältemittelaufwärmmodus zu dem Heißgasheizmodus geschaltet wird, möglich zu verhindern, dass ein Niedertemperaturvorrichtungskühlmittel in den integrierten Mischabschnittskühler 26 auf einmal strömt und sich die Enthalpie des saugseitigen Kältemittels, das von dem integrierten Mischabschnittskühler 26 ausströmt, verringert. Demgemäß ist es, wenn der Kältemittelaufwärmmodus zu dem Heißgasheizmodus geschaltet wird, möglich zu verhindern, dass der Verdichter 11 das Kältemittel mit geringer Trockenheit ansaugt.
Als Ergebnis kann in dem Heißgasheizmodus des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Batterie 70 aufgewärmt werden, während der Verdichter 11 geschützt wird. Nach Beendigung des Aufwärmens der Batterie 70 kann die Temperatur der Batterie 70 auf einer geeigneten Temperatur gehalten werden.
Das erste Wasserströmungsrateneinstellventil 46a führt das Vorrichtungskühlmittel, das nicht in den integrierten Mischabschnittskühler 26 strömen durfte, zu der Sauganschlussseite der ersten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a über den ersten Rückführdurchgang 43d zurück. Demgemäß ändert sich, selbst wenn sich die Batterietemperatur TB ändert, die Strömungsrate des Vorrichtungskühlmittels, das durch den Kühlmitteldurchgang 70a strömt, nicht. Als Ergebnis kann ein Auftreten einer Temperaturverteilung in der Batterie 70 verhindert werden.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann in der Kältekreislaufvorrichtung 10f des vorliegenden Ausführungsbeispiels, da der Aufwärmvorbereitungsmodus ausgeführt wird, bevor ein Betrieb in dem Kältemittelaufwärmmodus ausgeführt wird, das Kältemittel in dem Kreislauf in dem Aufnehmer 28 gespeichert werden, bevor der Betrieb in dem Kältemittelaufwärmmodus ausgeführt wird. Demgemäß ist es, wenn der Aufwärmvorbereitungsmodus zu dem Kältemittelaufwärmmodus geschaltet wird, möglich zu verhindern, dass der Verdichter 11 das Kältemittel mit geringer Trockenheit ansaugt, selbst wenn die Anzahl an Umdrehungen (Drehzahl) (das heißt eine Kältemittelabgabeleistung) des Verdichters 11 erhöht wird.
Als Ergebnis ist es in einer ähnlichen Weise wie in dem Kältemittelaufwärmmodus möglich, die Kältekreislaufvorrichtung vorzusehen, die in der Lage ist, den Verdichter geeignet zu schützen, selbst wenn die Kältemittel mit unterschiedlichen Enthalpien gemischt und in den Verdichter gesaugt werden.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10f des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind in dem Aufwärmvorbereitungsmodus insbesondere das Heizexpansionsventil 14a, das Luftkühlexpansionsventil 14b und das Kühlexpansionsventil 14c in den vollständig geschlossenen Zustand gestellt und somit kann ein Kältemittel, das an dem Abzweigabschnitt 123 abzweigt, in dem Aufnehmer 28 gespeichert werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann, da der Abzweigabschnitt 123 angewandt wird, wie in dem elften Ausführungsbeispiel beschrieben ist, das Kältemittel mit niedrigerer Trockenheit unter den abgezweigten Kältemitteln zu der Seite des Aufnehmers 28 ausströmen. Demgemäß kann das Flüssigkeitsphasenkältemittel schnell in dem Aufnehmer 28 gespeichert werden. Das heißt, der Aufwärmvorbereitungsmodus kann schnell abgeschlossen werden.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10f des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird der Aufwärmvorbereitungsmodus ausgeführt, bis das Kältemittel das Gasphasenkältemittel mit der Trockenheit des Kältemittels an der Auslassseite des integrierten Mischabschnittskühlers 26 wird. Demgemäß kann, selbst wenn die Anzahl der Umdrehungen (Drehzahl) des Verdichters 11 erhöht wird, wenn zu dem Kältemittelaufwärmmodus geschaltet wird, die Flüssigkeitsverdichtung des Verdichters 11 zuverlässig verhindert werden.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10f des vorliegenden Ausführungsbeispiels verringert sich in dem Aufwärmvorbereitungsmodus die Kältemittelabgabeleistung verglichen zu dem Kältemittelaufwärmmodus. Demgemäß ist es, selbst wenn der Verdichter 11 das Kältemittel mit relativ geringer Trockenheit in dem Aufwärmvorbereitungsmodus ansaugt, weniger wahrscheinlich, dass das Kältemittel durch eine Flüssigkeitsverdichtung nachteilig beeinflusst wird.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10f des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird in dem Aufwärmvorbereitungsmodus der Betrieb des Kühlexpansionsventil 14c derart gesteuert, dass die bypassseitige Strömungsrate größer ist als die dekompressionsabschnittsseitige Strömungsrate. Demgemäß wird die Druckdifferenz des Kreislaufs einfach erhöht. Demgemäß kann die Temperatur des Kältemittels und jeder Komponente der Kältekreislaufvorrichtung 10d schnell erhöht werden und kann ein Heizen des Fahrzeuginnenraums schnell gestartet werden.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10f des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird der Drosselöffnungsgrad des Kühlexpansionsventils 14c derart eingestellt, dass der Überhitzungsgrad SH des Kältemittels an der Auslassseite des integrierten Mischabschnittskühlers 26 sich dem Referenzüberhitzungsgrad KSH annähert, nachdem der Aufwärmvorbereitungsmodus beendet wird. Demgemäß kann eine Flüssigkeitsverdichtung des Verdichters 11 vermieden werden und kann der Verdichter 11 geschützt werden, selbst nachdem der Aufwärmvorbereitungsmodus beendet wurde.
(Vierzehntes Ausführungsbeispiel)
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, wie in 50 dargestellt ist, eine Kältekreislaufvorrichtung 10g mit einem Heizkühlmittelkreislauf 30a beschrieben.
In der Kältekreislaufvorrichtung 10g sind der Innenkondensator 113, das Heizexpansionsventil 14a, der Außenwärmetauscher 15, der Niederdruckdurchgang 21d, das Niederdruckdurchgangsöffnungs-/schließventil 22b, der Aufnehmer 28 und dergleichen von der Kältekreislaufvorrichtung 10f, die in dem dreizehnten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, entfernt (weggelassen).
In der Kältekreislaufvorrichtung 10g ist die Kältemitteleinlassseite des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers 13 mit einem Ausströmungsanschluss des Abzweigabschnitts 123 verbunden. Die Einströmungsanschlussseite der zehnten Dreiwegeverbindungsstelle 12j ist mit einem Kältemittelauslass des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers 13 verbunden. Die Einlassseite des Kühlexpansionsventils 14c ist mit einem Ausströmungsanschluss der zehnten Dreiwegeverbindungsstelle 12j verbunden. Die Einlassseite des Luftkühlexpansionsventils 14b ist mit dem anderen Ausströmungsanschluss der zehnten Dreiwegeverbindungsstelle 12j verbunden.
Ein Heizwasserbypassdurchgang 33 ist mit dem Heizkühlmittelkreislauf 30a zusätzlich zu dem Wasserdurchgang 132 des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers 13, der Heizkühlmittelpumpe 31 und dem Heizerkern 32 verbunden. Der Heizwasserbypassdurchgang 33 ist ein Kühlmitteldurchgang, der das Heizkühlmittel, das von dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 ausströmt, zu der Sauganschlussseite der Heizkühlmittelpumpe 31 durch Umgehen des Heizerkerns 32 führt.
Ein hochtemperaturseitiger Kühler 39 ist in dem Heizwasserbypassdurchgang 33 angeordnet. Der hochtemperaturseitige Kühler 39 ist ein Wärmetauscher, der Wärme zwischen dem Heizkühlmittel und der Außenluft austauscht. Der hochtemperaturseitige Kühler 39 hat dieselbe Grundstruktur wie diejenige des niedertemperaturseitigen Kühlers 49, der in dem zwölften Ausführungsbeispiel beschrieben ist.
Eine Einlassseite eines Wasserströmungsrateneinstellventils 36 ist mit einem Einlass des Heizwasserbypassdurchgangs 33 verbunden. Das Wasserströmungsrateneinstellventil 36 ist ein Dreiwegeströmungsrateneinstellventil, das ein Strömungsratenverhältnis zwischen der Kühlmittelströmungsrate, die zu der Seite des Heizerkerns 32 ausströmt, und der Kühlmittelströmungsrate, die zu der Seite des hochtemperaturseitigen Kühlers 39 ausströmt, in den Heizkühlmitteln, die von dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 ausströmen, kontinuierlich einstellen kann. Das Wasserströmungsrateneinstellventil 36 hat dieselbe Grundstruktur wie diejenige des ersten Wasserströmungsrateneinstellventils 46a.
Eine Einströmungsanschlussseite einer Wasserdreiwegeverbindungsstelle 34 ist mit einem Auslass des Heizwasserbypassdurchgangs 33 verbunden. Die Wasserdreiwegeverbindungsstelle 34 hat dieselbe Struktur wie diejenige der ersten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42a. Eine Kältemittelauslassseite des Heizerkerns 32 ist mit dem anderen Einströmungsanschluss der Wasserdreiwegeverbindungsstelle 34 verbunden. Die Sauganschlussseite der Heizkühlmittelpumpe 31 ist mit einem Ausströmungsanschluss der Wasserdreiwegeverbindungsstelle 34 verbunden.
In dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40c des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist eine dritte Vorrichtungskühlmittelpumpe 41c angeordnet. Die dritte Vorrichtungskühlmittelpumpe 41c ist angeordnet, um das Vorrichtungskühlmittel, das von dem integrierten Mischabschnittskühler 26 ausströmt, anzusaugen und das Vorrichtungskühlmittel zu der Einströmungsanschlussseite der zweiten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42b abzugeben. Die dritte Vorrichtungskühlmittelpumpe 41c hat dieselbe Grundstruktur wie diejenige der ersten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a.
Weitere Gestaltungen der Kältekreislaufvorrichtung 10g sind gleich wie jene der Kältekreislaufvorrichtung 10d, die in dem dreizehnten Ausführungsbeispiel beschrieben sind.
Nachstehend ist ein Betrieb der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit der vorstehenden Gestaltung beschrieben. In der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels werden verschiedene Betriebsmodi umgeschaltet, um eine Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums und eine Temperatureinstellung der Fahrzeugvorrichtungen (Vorrichtungen im Fahrzeug) (insbesondere der Batterie 70 und des Motorgenerators 71) auszuführen. Nachstehend ist der Betrieb jedes Betriebsmodus ausführlich beschrieben.
(a) Luftkühlmodus
In dem Luftkühlmodus stellt das Steuerungsgerät 60 das Kühlexpansionsventil 14b in einen gedrosselten Zustand und das Bypassströmungseinstellventil 14d in einen vollständig geschlossenen Zustand.
Daher zirkuliert in der Kältekreislaufvorrichtung 10g in dem Luftkühlmodus, wie durch durchgezogene Pfeile in 51 angezeigt ist, das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13, die zehnte Dreiwegeverbindungsstelle 12j, das Luftkühlexpansionsventil 14b, den Innenverdampfer 18, das Verdampfungsdruckeinstellventil 20, das zweite Rückschlagventil 16b und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge. In 51 ist die Strömung des Kältemittels während der Ausführung des Vorrichtungskühlmodus durch durchgezogene Pfeile angezeigt.
Das Steuerungsgerät 60 betreibt die Heizkühlmittelpumpe 31 des Heizkühlmittelkreislaufs 30a, um eine vorbestimmte Referenzpumpleistung auszuüben.
Das Steuerungsgerät 60 steuert den Betrieb des Wasserströmungsrateneinstellventils 36 derart, dass die Heizkühlmitteltemperatur TWH sich der Sollwassertemperatur TWHO annähert. In dem Wasserströmungsrateneinstellventil 36 in dem Luftkühlmodus strömt im Wesentlichen die gesamte Strömungsrate des Heizkühlmittels, das in das Wasserströmungsrateneinstellventil 36 strömt, zu der Seite des hochtemperaturseitigen Kühlers 39 aus.
In 51 ist die Strömung des Heizkühlmittels in dem Entfeuchtungs- und Heizmodus durch einen dünnen gestrichelten Linienpfeil angezeigt. Daher ist in 51 der dünne gestrichelte Linienpfeil dargestellt, in dem das Heizkühlmittel auch durch den Heizwasserbypassdurchgang 33 strömt, jedoch kann in dem Luftkühlmodus das Heizkühlmittel nicht durch den Heizwasserbypassdurchgang 33 strömen.
Ähnlich wie in dem siebten Ausführungsbeispiel bewirkt das Steuerungsgerät 60, dass das elektrische Luftmischklappenantriebsstellglied die Luftmischklappe 54 verstellt. In dem Luftkühlmodus wird die Luftmischklappe 54 derart verstellt, dass der Kaltluftbypassdurchgang 55 im Wesentlichen vollständig geöffnet wird und der Luftdurchgang an der Seite des Heizerkerns 32 vollständig geschlossen wird.
Demgemäß ist in der Kältekreislaufvorrichtung 10g in dem Luftkühlmodus ein Dampfverdichtungskältekreislauf gestaltet (gebildet), in dem der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 als ein Kondensator funktioniert, der das Kältemittel kondensiert, und der Innenverdampfer 18 als ein Verdampfer funktioniert, der das Kältemittel verdampft. In dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 gibt das Kältemittel Wärme zu dem Heizkühlmittel ab und wird kondensiert. Demgemäß wird das Heizkühlmittel geheizt. In dem Innenverdampfer 18 nimmt das Kältemittel Wärme von der Luft auf und wird verdampft. Demgemäß wird die Luft gekühlt.
In dem Heizkühlmittelkreislauf 30a in dem Luftkühlmodus strömt das Heizkühlmittel, das von der Heizkühlmittelpumpe 31 gepumpt wird, in den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13. Das Heizkühlmittel, das durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 geheizt wird, strömt in das Wasserströmungsrateneinstellventil 36. In dem Wasserströmungsrateneinstellventil 36 strömt im Wesentlichen die gesamte Strömungsrate des Heizkühlmittels, das in das Wasserströmungsrateneinstellventil 36 strömt, zu der Seite des hochtemperaturseitigen Kühlers 39 aus. Das Heizkühlmittel, das in den hochtemperaturseitigen Kühler 39 strömt, wird einem Wärmeaustausch mit der Außenluft unterzogen und die Wärme wird abgegeben. Demgemäß wird das Heizkühlmittel gekühlt.
In dem Luftkühlmodus schließt die Luftmischklappe 54 den Luftdurchgang an der Seite des Heizerkerns 32 vollständig. Daher wird, selbst wenn das Heizkühlmittel in den Heizerkern 32 über das Wasserströmungsrateneinstellventil 36 strömt, ein Wärmeaustausch zwischen dem Heizkühlmittel und der Luft in dem Heizerkern 32 nicht ausgeführt. Demgemäß wird die Luft nicht geheizt.
Das Heizkühlmittel, das von dem hochtemperaturseitigen Kühler 39 ausströmt, wird in die Heizkühlmittelpumpe 31 über die Wasserdreiwegeverbindungsstelle 34 gesaugt und wieder (erneut) gepumpt.
In der Innenklimatisierungseinheit 50 in dem Luftkühlmodus wird die Luft, die durch den Innenverdampfer 18 gekühlt wird, in den Fahrzeuginnenraum geblasen. Demgemäß wird das Kühlen der Luft des Fahrzeuginnenraums realisiert.
Die Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann den Vorrichtungskühlmodus ausführen, in dem die Batterie 70 und der Motorgenerator 71 in dem Luftkühlmodus gekühlt werden. In dem Vorrichtungskühlmodus des vorliegenden Ausführungsbeispiels stellt das Steuerungsgerät 60 das Kühlexpansionsventil 14c in einen gedrosselten Zustand.
Daher strömt in der Kältekreislaufvorrichtung 10g in dem Vorrichtungskühlmodus, wie durch die durchgezogenen Pfeile in 51 angezeigt ist, das Kältemittel, das an der zehnten Dreiwegeverbindungsstelle 12j abzweigt, durch das Kühlexpansionsventil 14c, den integrierten Mischabschnittskühler 26 und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge. Das heißt, in dem Luftkühlmodus während der Ausführung des Vorrichtungskühlmodus wird die Strömung des Kältemittels, das von dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 ausströmt, zu dem Kältemittelkreislauf umgeschaltet, in dem der Innenverdampfer 18 parallel geschaltet mit dem integrierten Mischabschnittskühler 26 verbunden ist.
Das Steuerungsgerät 60 schließt das erste Wasseröffnungs-/schließventil 44a des Vorrichtungskühlmittelkreislaufs 40c und öffnet das zweite Wasseröffnungs-/schließventil 44b des Vorrichtungskühlmittelkreislaufs 40c. Das Steuerungsgerät 60 steuert die Wasserpumpleistung von jeder der ersten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a bis zu der dritten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41c, um eine Referenzpumpleistung in einem vorbestimmten Vorrichtungskühlmodus auszuüben.
Das Steuerungsgerät 60 steuert das erste Wasserströmungsrateneinstellventil 46a derart, dass die erste Vorrichtungskühlmitteltemperatur TWL1 sich der ersten Referenzkühlmitteltemperatur KTWL1 annähert. Das Steuerungsgerät 60 steuert das zweite Wasserströmungsrateneinstellventil 46b derart, dass sich die zweite Vorrichtungskühlmitteltemperatur TWL2 der zweiten Referenzkühlmitteltemperatur KTWL2 annähert.
Daher kann in dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40c in dem Vorrichtungskühlmodus, wie durch einen dünnen gestrichelten Linienpfeil in 51 angezeigt ist, die Strömung zu dem Kühlmittelkreislauf umgeschaltet werden, in dem das Vorrichtungskühlmittel zwischen dem Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70 und dem integrierten Mischabschnittskühler 26 zirkuliert und das Vorrichtungskühlmittel zwischen dem Kühlmitteldurchgang 71a des Motorgenerators 71 und dem niedertemperaturseitigen Kühler 49 zirkuliert.
Demgemäß nimmt in der Kältekreislaufvorrichtung 10g während der Ausführung des Vorrichtungskühlmodus das Kältemittel, das in den integrierten Mischabschnittskühler 26 strömt, Wärme von dem Vorrichtungskühlmittel auf und wird verdampft. Demgemäß wird das Vorrichtungskühlmittel gekühlt.
In dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40c in dem Luftkühlmodus während der Ausführung des Vorrichtungskühlmodus strömt das Vorrichtungskühlmittel, das in dem integrierten Mischabschnittskühler 26 gekühlt wird, in den Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70. Demgemäß wird die Batterie 70 gekühlt. Das Vorrichtungskühlmittel, das durch Abgeben von Wärme zu der Außenluft durch den niedertemperaturseitigen Kühler 49 gekühlt wird, strömt in den Kühlmitteldurchgang 71a des Motorgenerators 71. Demgemäß wird der Motorgenerator 71 gekühlt.
Als Ergebnis können in dem Luftkühlmodus während der Ausführung des Vorrichtungskühlmodus die Batterie 70 und der Motorgenerator 71 gekühlt werden, während der Fahrzeuginnenraum gekühlt wird.
In dem Vorrichtungskühlmodus kann das erste Wasseröffnungs-/schließventil 44a geöffnet werden und kann das zweite Wasseröffnungs-/schließventil 44b geschlossen werden. Demgemäß strömt das Vorrichtungskühlmittel, das durch den integrierten Mischabschnittskühler 26 gekühlt wird, in den Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70 und den Kühlmitteldurchgang 71a des Motorgenerators 71 und somit können sowohl die Batterie 70 als auch der Motorgenerator 71 gekühlt werden.
(b) Entfeuchtungs- und Heizmodus
Ein Grundbetrieb in dem Entfeuchtungs- und Heizmodus ist gleich wie derjenige in dem Luftkühlmodus. In dem Entfeuchtungs- und Heizmodus stellt das Steuerungsgerät 60 das Luftkühlexpansionsventil 14b in einen gedrosselten Zustand und das Bypassströmungseinstellventil 14d in einen vollständig geschlossenen Zustand.
Daher zirkuliert in der Kältekreislaufvorrichtung 10g in dem Entfeuchtungs- und Heizmodus, wie durch die durchgezogenen Pfeile in 51 angezeigt ist, das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, in der gleichen Reihenfolge in einer ähnlichen Weise wie in dem Luftkühlmodus.
Das Steuerungsgerät 60 betreibt die Heizkühlmittelpumpe 31 des Heizkühlmittelkreislaufs 30a, um eine vorbestimmte Referenzpumpleistung auszuüben.
Das Steuerungsgerät 60 steuert den Betrieb des Wasserströmungsrateneinstellventils 36 derart, dass sich die Heizkühlmitteltemperatur TWH der Sollwassertemperatur TWHO annähert. Demgemäß strömt in dem Heizkühlmittelkreislauf 30a in dem Entfeuchtungs- und Heizmodus, wie durch den dünnen gestrichelten Linienpfeil in 51 angezeigt ist, das Heizkühlmittel, das durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 geheizt wird, zu sowohl der Seite des Heizerkerns 32 als auch der Seite des hochtemperaturseitigen Kühlers 39 von dem Wasserströmungsrateneinstellventil 36 aus. Daher ist in dem Entfeuchtungs- und Heizmodus die Wärmeabgabemenge, mit der das Heizkühlmittel Wärme zu der Außenluft in dem hochtemperaturseitigen Kühler 39 abgibt, verglichen zu dem Luftkühlmodus verringert.
Ähnlich wie in dem siebten Ausführungsbeispiel bewirkt das Steuerungsgerät 60, dass das elektrische Luftmischklappenantriebsstellglied die Luftmischklappe 54 derart verstellt, dass sich die Lufttemperatur TAV der Sollblaslufttemperatur TAO annähert. In einer gleichen Weise wie in dem Luftkühlmodus steuert das Steuerungsgerät 60 geeignet den Betrieb der anderen/weiteren Steuerungszielvorrichtungen.
Demgemäß ist in der Kältekreislaufvorrichtung 10g in dem Entfeuchtungs- und Heizmodus ein Dampfverdampfungskältekreislauf gestaltet (gebildet), in dem der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 als ein Kondensator funktioniert, der das Kältemittel kondensiert, und der Innenverdampfer 18 als ein Verdampfer funktioniert, der das Kältemittel verdampft. In dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 gibt das Kältemittel Wärme zu dem Heizkühlmittel ab und wird kondensiert. Demgemäß wird das Heizkühlmittel geheizt. In dem Innenverdampfer 18 gibt das Kältemittel Wärme von der Luft ab und wird verdampft. Demgemäß wird die Luft gekühlt.
In dem Heizkühlmittelkreislauf 30a in dem Entfeuchtungs- und Heizmodus strömt das Heizkühlmittel, das durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 geheizt wird, in den Heizerkern 32 und den hochtemperaturseitigen Kühler 39. Das Heizkühlmittel, das in den Heizerkern 32 strömt, gibt Wärme zu der Luft ab, die durch den Innenverdampfer 18 gekühlt wird.
In der Innenklimatisierungseinheit 50 in dem Entfeuchtungs- und Heizmodus wird die Luft, die durch den Innenverdampfer 18 gekühlt und entfeuchtet wird, durch den Heizerkern 32 wieder geheizt und in den Fahrzeuginnenraum geblasen. Demgemäß wird das Entfeuchten und Heizen des Fahrzeuginnenraums realisiert.
Ferner kann in dem Entfeuchtungs- und Heizmodus der Vorrichtungskühlmodus in einer gleichen Weise wie in dem Luftkühlmodus ausgeführt werden.
(e) Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus
In dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus stellt das Steuerungsgerät 60 das Luftkühlexpansionsventil 14b in einen vollständig geschlossenen Zustand und das Bypassströmungseinstellventil 14d in den vollständig geschlossenen Zustand.
Daher zirkuliert in der Kältekreislaufvorrichtung 10g, wie durch durchgezogene Pfeile in 52 angezeigt ist, das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13, die zehnte Dreiwegeverbindungsstelle 12j, das Kühlexpansionsventil 14c, den integrierten Mischabschnittskühler 26 und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge.
In einer ähnlichen Weise wie in dem Luftkühlmodus und dem Entfeuchtungs- und Heizmodus steuert das Steuerungsgerät 60 die Betriebe der Heizkühlmittelpumpe 31 des Heizkühlmittelkreislaufs 30a und des Wasserströmungsrateneinstellventils 36 des Heizkühlmittelkreislaufs 30a. In dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus bewirkt, wie durch einen dünnen gestrichelten Linienpfeil in 52 angezeigt ist, das Wasserströmungsrateneinstellventil 36, dass im Wesentlichen die gesamte Strömungsrate des Heizkühlmittels, das in das Wasserströmungsrateneinstellventil 36 strömt, zu der Seite des Heizerkerns 32 ausströmt.
Das Steuerungsgerät 60 öffnet das erste Wasseröffnungs-/schließventil 44a des Vorrichtungskühlmittelkreislaufs 40c und öffnet das zweite Wasseröffnungs-/schließventil 44b des Vorrichtungskühlmittelkreislaufs 40c. Das Steuerungsgerät 60 steuert die Wasserpumpleistung der dritten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41c, um eine vorbestimmte Referenzpumpleistung für den Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus auszuüben.
Wie in 52 dargestellt ist, steuert das Steuerungsgerät 60 den Betrieb des ersten Wasserströmungsrateneinstellventils 46a derart, dass im Wesentlichen die gesamte Strömungsrate des Vorrichtungskühlmittels, das in das erste Wasserströmungsrateneinstellventil 46a strömt, zu der Sauganschlussseite der ersten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a zurückgeführt wird. Das Steuerungsgerät 60 steuert den Betrieb des zweiten Wasserströmungsrateneinstellventils 46b derart, dass im Wesentlichen die gesamte Strömungsrate des Vorrichtungskühlmittels, das in das zweite Wasserströmungsrateneinstellventil 46b strömt, zu der Sauganschlussseite der zweiten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b zurückgeführt wird.
Das Steuerungsgerät 60 steuert die Wasserpumpleistung der ersten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a derart, dass die erste Vorrichtungskühlmitteltemperatur TWL1 sich der ersten Referenzkühlmitteltemperatur KTWL1 annähert. Die Wasserpumpleistung der zweiten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b wird derart gesteuert, dass sich die zweite Vorrichtungskühlmitteltemperatur TWL2 der zweiten Referenzkühlmitteltemperatur KTWL2 annähert.
In einer gleichen Weise wie in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus des siebten Ausführungsbeispiels steuert das Steuerungsgerät 60 geeignet den Betrieb der weiteren/anderen Steuerungszielvorrichtungen.
Demgemäß ist in der Kältekreislaufvorrichtung 10g in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus ein Dampfverdichtungskältekreislauf gestaltet (gebildet), in dem der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 als ein Kondensator funktioniert, der das Kältemittel kondensiert, und der integrierte Mischabschnittskühler 26 als ein Verdampfer funktioniert, der das Kältemittel verdampft.
In dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 gibt das Kältemittel Wärme zu dem Heizkühlmittel ab und wird kondensiert. Demgemäß wird das Heizkühlmittel geheizt. In dem integrierten Mischabschnittskühler 26 nimmt das Kältemittel Wärme von dem Vorrichtungskühlmittel auf und wird verdampft. Demgemäß wird das Vorrichtungskühlmittel gekühlt.
In dem Heizkühlmittelkreislauf 30a in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus strömt das Heizkühlmittel, das durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 geheizt wird, in den Heizerkern 32 über das Wasserströmungsrateneinstellventil 36. Das Heizkühlmittel, das in den Heizerkern 32 strömt, ist einem Wärmeaustausch mit der Luft, die durch den Innenverdampfer 18 gekühlt wird, gemäß einem Öffnungsgrad der Luftmischklappe 54 ausgesetzt. Demgemäß wird die Luft geheizt.
In dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40c in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus strömt das Vorrichtungskühlmittel, das durch den integrierten Mischabschnittskühler 26 gekühlt wird, in den niedertemperaturseitigen Kühler 49. In dem niedertemperaturseitigen Kühler 49 nimmt das Vorrichtungskühlmittel Wärme von der Außenluft auf und erhöht sich die Temperatur des Vorrichtungskühlmittels. Das Vorrichtungskühlmittel, dessen Temperatur sich in dem niedertemperaturseitigen Kühler 49 erhöht, strömt in den Wasserdurchgang des integrierten Mischabschnittskühlers 26 und wird wieder (erneut) gekühlt.
In der Innenklimatisierungseinheit 50 in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus wird die Luft, die durch den Innenverdampfer 18 hindurchgetreten ist, durch den Heizerkern 32 geheizt und in den Fahrzeuginnenraum geblasen. Demgemäß wird das Heizen des Fahrzeuginnenraums realisiert.
In dem Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40c in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus bewirkt das erste Wasserströmungsrateneinstellventil 46a, dass das Vorrichtungskühlmittel, das von dem Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70 ausströmt, zu der Einlassseite des Kühlmitteldurchgangs 70a der Batterie 70 zurückgeführt wird. Die Wasserpumpleistung der ersten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a ist derart eingestellt, dass sich die erste Vorrichtungskühlmitteltemperatur TWL1 der ersten Referenzkühlmitteltemperatur KTWL1 annähert. Demgemäß wird die Temperatur der Batterie 70 auf einer geeigneten Temperatur gehalten.
In ähnlicher Weise bewirkt das zweite Wasserströmungsrateneinstellventil 46b, dass das Vorrichtungskühlmittel, das von dem Kühlmitteldurchgang 71a des Motorgenerators 71 ausströmt, zu der Einlassseite des Kühlmitteldurchgangs 71a des Motorgenerators 71 zurückgeführt wird. Die Wasserpumpleistung der zweiten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b ist derart eingestellt, dass sich die zweite Vorrichtungskühlmitteltemperatur TWL2 der zweiten Referenzkühlmitteltemperatur KTWL2 annähert. Demgemäß wird die Temperatur des Motorgenerators 71 auf einer geeigneten Temperatur gehalten.
Wenn die erste Vorrichtungskühlmitteltemperatur TWL1 die erste Referenzkühlmitteltemperatur KTWL1 überschreitet, kann das erste Wasserströmungsrateneinstellventil 46a bewirken, dass ein Teil des Vorrichtungskühlmittels, das von dem Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70 ausströmt, zu der Wasserdurchgangsseite des integrierten Mischabschnittskühlers 26 ausströmt. Wenn die zweite Vorrichtungskühlmitteltemperatur TWL2 die zweite Referenzkühlmitteltemperatur KTWL2 überschreitet, kann das zweite Wasserströmungsrateneinstellventil 46b bewirken, dass ein Teil des Vorrichtungskühlmittels, das von dem Kühlmitteldurchgang 71a des Motorgenerators 71 ausströmt, zu der Wasserdurchgangsseite des integrierten Mischabschnittskühlers 26 ausströmt.
Demgemäß bewirkt der integrierte Mischabschnittskühler 26, dass das Kältemittel Wärme des Vorrichtungskühlmittels aufnimmt, um das Kältemittel als eine Wärmequelle des Heizkühlmittels zu verwenden.
(g) Heißgasheizmodus
In dem Heißgasheizmodus stellt das Steuerungsgerät 60 das Luftkühlexpansionsventil 14b in einen vollständig geschlossenen Zustand und das Bypassströmungseinstellventil 14d in einen gedrosselten Zustand.
Daher zirkuliert in der Kältekreislaufvorrichtung 10g in dem Heißgasheizmodus, wie durch durchgezogene Pfeile in 53 angezeigt ist, das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch den Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13, die zehnte Dreiwegeverbindungsstelle 12j, das Kühlexpansionsventil 14c, den integrierten Mischabschnittskühler 26 und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge. Zu der gleichen Zeit zirkuliert ein Teil des Kältemittels, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch den Abzweigabschnitt 123, das Bypassströmungseinstellventil 14d, den integrierten Mischabschnittskühler 26 und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge.
In einer gleichen Weise wie in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus betreibt das Steuerungsgerät 60 die Heizkühlmittelpumpe 31 des Heizkühlmittelkreislaufs 30a und das Wasserströmungsrateneinstellventil 36 des Heizkühlmittelkreislaufs 30a.
In einer gleichen Weise wie in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus öffnet das Steuerungsgerät 60 das erste Wasseröffnungs-/schließventil 44a des Vorrichtungskühlmittelkreislaufs 40c und öffnet das zweite Wasseröffnungs-/schließventil 44b des Vorrichtungskühlmittelkreislaufs 40c. In einer gleichen Weise wie in dem Außenluftwärmeabsorptionsheizmodus steuert das Steuerungsgerät 60 die Betriebe der ersten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a, der zweiten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b, des ersten Wasserströmungsrateneinstellventils 46a und des zweiten Wasserströmungsrateneinstellventils 46b. Das Steuerungsgerät 60 stoppt die dritte Vorrichtungskühlmittelpumpe 41c.
In einer gleichen Weise wie in dem Heißgasheizmodus des siebten Ausführungsbeispiels steuert das Steuerungsgerät 60 geeignet den Betrieb der weiteren/anderen Steuerungszielvorrichtungen.
Demgemäß ist es in der Kältekreislaufvorrichtung 10f in dem Heißgasheizmodus ähnlich wie in dem siebten Ausführungsbeispiel möglich, eine Verringerung einer Heizleistung der Luft selbst bei der kyrogenen Außenlufttemperatur zu verhindern. In dem Heißgasheizmodus können in einer ähnlichen Weise wie in dem Au-ßenluftwärmeabsorptionsheizmodus die Temperatur der Batterie 70 und die Temperatur des Motorgenerators 71 auf geeigneten Werten gehalten werden.
Zusätzlich wird, wenn die erste Vorrichtungskühlmitteltemperatur TWL1 die erste Referenzkühlmitteltemperatur KTWL1 überschreitet, Wärme des Vorrichtungskühlmittels durch das Kältemittel aufgenommen und kann das Kältemittel als eine Wärmequelle des Heizkühlmittels verwendet werden. Wenn die zweite Vorrichtungskühlmitteltemperatur TWL2 die zweite Referenzkühlmitteltemperatur KTWL2 überschreitet, wird Wärme des Vorrichtungskühlmittels durch das Kältemittel aufgenommen und kann das Kältemittel als eine Wärmequelle des Heizkühlmittels verwendet werden.
Da die Kältekreislaufvorrichtung 10g des vorliegenden Ausführungsbeispiels den integrierten Mischabschnittskühler 26 aufweist, ist es ähnlich wie in dem siebten Ausführungsbeispiel möglich, eine Schwankung der Enthalpie des saugseitigen Kältemittels ausreichend zu verhindern. Demgemäß kann, selbst wenn die Strömung zu dem Kältemittelkreislauf umgeschaltet wird, in dem die Kältemittel mit unterschiedlichen Enthalpien gemischt und in den Verdichter 11 gesaugt werden, eine stabile Heizleistung ausgeübt werden und kann der Verdichter 11 geschützt werden.
In der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann, bevor ein Heizen des Fahrzeuginnenraums bei der kyrogenen Außenlufttemperatur gestartet wird, der Betrieb in dem (h-1) Unterstützungsaufwärmmodus oder dem (h-2) Aufwärmmodus ohne Unterstützung, der in dem neunten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, ausgeführt werden. In einer ähnlichen Weise wie in dem (h-3) Heizeraufwärmmodus, der in dem zehnten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, kann das Vorrichtungskühlmittel durch den elektrischen Heizer 45 geheizt werden.
In der Fahrzeugklimaanlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann der Betrieb in dem (h-4) Kältemittelaufwärmmodus, der in dem zwölften Ausführungsbeispiel beschrieben ist, ausgeführt werden. In dem (h-4) Kältemittelaufwärmmodus zirkuliert, wie in 53 dargestellt ist, das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, in der gleichen Reihenfolge wie in dem Heißgasheizmodus.
Die Kältekreislaufvorrichtung 10g des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist des Weiteren den Aufnehmerabschnitt 13b auf, der der hochdruckseitige Gas-Flüssigkeitsabscheider ist. Demgemäß kann der Betrieb in dem (i) Aufwärmvorbereitungsmodus, der in dem dreizehnten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, ausgeführt werden.
In dem (i) Aufwärmvorbereitungsmodus des vorliegenden Ausführungsbeispiels stellt das Steuerungsgerät 60 das Luftkühlexpansionsventil 14b in einen vollständig geschlossenen Zustand, das Kühlexpansionsventil 14c in den vollständig geschlossenen Zustand und das Bypassströmungseinstellventil 14d in einen gedrosselten Zustand.
Daher strömt in der Kältekreislaufvorrichtung 10g in dem Aufwärmvorbereitungsmodus, wie durch durchgezogene Pfeile in 54 angezeigt ist, das Kältemittel, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch den Abzweigabschnitt 123, den Kondensationsabschnitt 13a des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers 13 und den Aufnehmerabschnitt 13b in dieser Reihenfolge. Zu der gleichen Zeit zirkuliert ein Teil des Kältemittels, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, durch den Abzweigabschnitt 123, das Bypassströmungseinstellventil 14d, den integrierten Mischabschnittskühler 26 und den Sauganschluss des Verdichters 11 in dieser Reihenfolge.
Das Steuerungsgerät 60 stoppt die Heizkühlmittelpumpe 31. In einer ähnlichen Weise wie in dem Aufwärmvorbereitungsmodus des dreizehnten Ausführungsbeispiels steuert das Steuerungsgerät 60 geeignet den Betrieb der weiteren/anderen Steuerungszielvorrichtungen. Demgemäß kann in dem Aufwärmvorbereitungsmodus ähnlich wie in dem dreizehnten Ausführungsbeispiel das Kältemittel mit einer relativ geringen Trockenheit, das an dem Abzweigabschnitt 123 abgezweigt wird, kondensiert werden und als ein Flüssigkeitsphasenkältemittel in dem Aufnehmerabschnitt 13b des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers 13 gespeichert werden.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt und sie kann verschiedenartig wie folgt modifiziert werden, ohne von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel beschrieben, in dem die Kältekreislaufvorrichtungen 10 bis 10e gemäß der vorliegenden Offenbarung bei einer Fahrzeugklimaanlage, die in einem Elektrofahrzeug montiert ist, angewandt ist, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel können die Kältekreislaufvorrichtungen 10 bis 10e bei einer stationären Klimaanlage, die in einer kalten Umgebung oder dergleichen verwendet wird, angewandt werden. Die Kältekreislaufvorrichtung 10e kann bei einem sogenannten Hybridfahrzeug angewandt werden, das eine Fahrzeugfahrantriebskraft von sowohl einer Brennkraftmaschine als auch einem Fahrelektromotor erhält.
Ein Beispiel ist beschrieben, in dem in den Kältekreislaufvorrichtungen 10 bis 10g gemäß der vorliegenden Offenbarung die Batterie 70 und der Motorgenerator 71 als die Wärmeerzeugungsvorrichtungen gekühlt werden. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann ein Inverter, eine PCU, ein Transaxle, ein ADAS-Steuerungsgerät und dergleichen gekühlt werden.
Der Inverter führt Energie (Strom) zu dem Motorgenerator oder dergleichen zu. Die PCU ist eine Leistungssteuerungseinheit, die eine Übertragung und eine Leistungsverteilung ausführt. Das Transaxle ist ein Leistungsübertragungsmechanismus, in dem ein Getriebe, ein Differentialgetriebe und dergleichen integriert sind. Das ADAS-Steuerungsgerät ist ein fortgeschrittenes Fahrerassistenzsystemsteuerungsgerät. Wenn die Erfindung bei einer stationären Klimaanlage angewandt wird, können andere Wärmeerzeugungsvorrichtungen gekühlt werden.
Die Gestaltungen der Kältekreislaufvorrichtungen 10 bis 10g sind nicht auf jene beschränkt, die in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel offenbart sind.
Zum Beispiel ist ein Beispiel beschrieben, in dem in den Kältekreislaufvorrichtungen 10, 10e und 10g der Unterkühlungswärmetauscher als der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 angewandt wird, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann ein Wärmetauscher mit integriertem Aufnehmer, der den Unterkühlungsabschnitt nicht aufweist, angewandt werden. Als der Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 13 kann ein sogenannter Gegenstromwärmetauscher, in dem eine Strömungsrichtung des Kältemittels und eine Strömungsrichtung des Heizkühlmittels entgegengesetzt zueinander sind, angewandt werden oder kann ein sogenannter Gleichstromwärmetauscher, in dem die Strömungsrichtung des Kältemittels und die Strömungsrichtung des Heizkühlmittels äquivalent zueinander sind, angewandt werden.
In dem Mischabschnitt 23, der in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, wird ein sogenannter Gleichstromwärmetauscher, in dem eine Strömungsrichtung des bypassseitigen Kältemittels und eine Strömungsrichtung des dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittels äquivalent zueinander sind, angewandt, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Ein sogenannter Gegenstromwärmetauscher, in dem die Strömungsrichtung des bypassseitigen Kältemittels und die Strömungsrichtung des dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittels entgegengesetzt zueinander sind, kann angewandt werden. Selbstverständlich kann die Strömungsrichtung des Kältemittels innerhalb des Mischabschnitts 23 geändert werden. Ferner kann in dem integrierten Mischabschnittskühler 26 entweder der Gleichstromwärmetauscher oder der Gegenstromwärmetauscher angewandt werden.
In dem Mischabschnitt 23, der in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, kann in einer ähnlichen Weise wie in dem integrierten Mischabschnittskühler 26 das gemischte Kältemittel, das durch Mischen des bypassseitigen Kältemittels und des dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittels im Voraus an der sechsten Dreiwegeverbindungsstelle 12f erhalten wird, strömen.
Ein Beispiel ist beschrieben, in dem in den Mischabschnitten 24, 24a und 24b, die in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben sind, kugelförmiges Zeolith als das Partikelbauteil 242 angewandt wird, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Solange der Befeuchtungsbereich vergrößert werden kann, kann zum Beispiel eine Metallkugel, eine Karbonlippe oder dergleichen angewandt werden. Ein Beispiel ist beschrieben, in dem ein gitterartiges Harz als der Filter 244 angewandt wird, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann ein gitterartiges Metall (maschenartiges Metallgeflecht), ein nicht gewebter Stoff (Vliesstoff) oder dergleichen angewandt werden.
Ein Beispiel ist beschrieben, in dem in dem Mischabschnitt 25, der in dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, ein metallnetzartiges Bauteil als das poröse Bauteil 251 angewandt wird, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann ein geschäumtes Metall, ein gesintertes Material oder ein nichtgewebter Stoff (Vliesstoff) oder dergleichen angewandt werden. Zum Beispiel kann ein Bauteil, das durch weiteres spirales Wickeln einer Platte, die durch Falten einer dünnen Metallplatte in einer wellenartigen Form erhalten wird, ausgebildet wird, angewandt werden.
In dem sechsten Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel beschrieben, in dem das Bypassdurchgangsöffnungs-/schließventil 22c als der Bypassdurchgangsöffnungs-/schließabschnitt angewandt wird, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann ein Dreiwegeventil, das den Kältemittelkreislauf, in dem das Kältemittel in den Mischabschnittsbypassdurchgang 21e strömt, und den Kältemittelkreislauf umschaltet, in dem das Kältemittel nicht in den Mischabschnittsbypassdurchgang 21e strömt, an einem Einlassabschnitt des Mischabschnittsbypassdurchgang 21e angewandt werden.
In ähnlicher Weise kann als der andere Kältemittelkreislaufumschaltabschnitt ein Öffnungs-/Schließventil oder ein Dreiwegeventil angewandt werden, solange der Kältemittelkreislauf mit den verschiedenen Betriebsmodi, die vorstehend beschrieben sind, realisiert werden kann.
In den siebten, neunten und zehnten Ausführungsbeispielen und dergleichen ist ein Beispiel beschrieben, in dem der integrierte Mischabschnittskühler 26, der durch einen gestapelten Wärmetauscher ausgebildet ist, als der Mischabschnitt angewandt wird, der gestaltet ist, um Wärme zwischen dem bypassseitigen Kältemittel, dem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittel und dem Wärmeaustauschzielfluid austauschen zu können, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt.
Das heißt, der Mischabschnitt, der gestaltet ist, um Wärme zwischen dem bypassseitigen Kältemittel, dem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittel und dem Wärmeaustauschzielfluid austauschen zu können, kann eine Vielzahl von Wärmeaustauschabschnitten aufweisen, die einen Wärmeaustausch zwischen dem bypassseitigen Kältemittel, dem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittel und dem Wärmeaustauschzielfluid in einer stufenartigen Weise ausführen. Zum Beispiel können eine Vielzahl von Wärmeaustauschabschnitten, wie zum Beispiel ein Wärmeaustauschabschnitt, der einen Wärmeaustausch zwischen dem bypassseitigen Kältemittel und dem Vorrichtungskühlmittel ausführt, und ein Wärmeaustauschabschnitt, der einen Wärmeaustausch zwischen dem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittel und dem Vorrichtungskühlmittel ausführt, umfasst sein.
Zum Beispiel können eine Vielzahl von Wärmeaustauschabschnitten, wie zum Beispiel ein Wärmeaustauschabschnitt, der einen Wärmeaustausch zwischen dem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittel und dem Vorrichtungskühlmittel ausführt, und ein Wärmeaustauschabschnitt, der einen Wärmeaustausch zwischen dem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittel und dem bypassseitigen Kältemittel ausführt, umfasst sein. Daher bilden in der Kältekreislaufvorrichtung 10, die in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, der Kühler 19 und der Mischabschnitt 23 einen Mischabschnitt aus, der gestaltet ist, um Wärme zwischen dem bypassseitigen Kältemittel, dem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittel und dem Wärmeaustauschzielfluid austauschen zu können.
Daher kann der Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40a bei der Kältekreislaufvorrichtung 10 des ersten Ausführungsbeispiels angewandt werden und kann das Vorrichtungskühlmittel, das von dem Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70 ausströmt, in den Kühler 19 in dem Kältemittelkreislauf in dem Heißgasheizmodus, der in 13 beschrieben ist, strömen. Demgemäß kann ein Betriebsmodus korrespondierend zu dem Unterstützungsaufwärmmodus, der in dem neunten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, ausgeführt werden.
Der Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40b kann bei der Kältekreislaufvorrichtung 10 des ersten Ausführungsbeispiels angewandt werden, und das Vorrichtungskühlmittel, das durch den elektrischen Heizer 45 geheizt wird, kann in den Kühler 19 in dem Kältemittelkreislauf in dem Heißgasheizmodus, der in 13 beschrieben ist, strömen. Demgemäß kann ein Betriebsmodus korrespondierend zu dem Heizeraufwärmmodus, der in dem zehnten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, ausgeführt werden.
Das Verdampfungsdruckeinstellventil 20 ist keine wesentliche Komponente. Das Verdampfungsdruckeinstellventil 20 kann in der Kältekreislaufvorrichtung entfernt (weggelassen) werden, in der die Kältemittelverdampfungstemperatur in dem Kühler 19 oder dem integrierten Mischabschnittskühler 26 höher ist als die Kältemittelverdampfungstemperatur in dem Innenverdampfer 18.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel beschrieben, in dem R1234yf als das Kältemittel der Kältekreislaufvorrichtung 10 angewandt wird, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel können R134a, R600a, R410A, R404A, R32, R407C und dergleichen angewandt werden. Ein gemischtes Kältemittel, das durch Mischen einer Vielzahl von diesen Kältemitteln erhalten wird, kann angewandt werden.
Die Gestaltungen des Heizkühlmittelkreislaufs 30, der Vorrichtungskühlmittelkreisläufe 40, 40a, 40b und 40c und des Außenluftwärmeabsorptionskühlmittelkreislaufs 80 sind nicht auf jene beschränkt, die in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel offenbart sind.
Zum Beispiel ist in dem neunten Ausführungsbeispiel ein Beispiel beschrieben, in dem das erste Wasseröffnungs-/schließventil 44a und das zweite Wasseröffnungs-/schließventil 44b als der Wärmemediumkreislaufumschaltabschnitt angewandt werden, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann statt der ersten Wasserdreiwegeverbindungsstelle 42a ein Dreiwegeventil, das ein Umschalten zwischen einem Kreislauf, in dem das Vorrichtungskühlmittel, das von der Vorrichtungskühlmittelpumpe 41 gepumpt wird, zu der Seite des integrierten Mischabschnittskühlers 26 ausströmt, und einem Kreislauf, in dem das Vorrichtungskühlmittel zu der Seite des Wasserbypassdurchgangs 43 ausströmt, angewandt werden.
In ähnlicher Weise kann als der andere Wärmemediumkreislaufumschaltabschnitt ein Öffnungs-/Schließventil oder ein Dreiwegeventil angewandt werden, solange der Wärmemediumkreislauf in den verschiedenen Betriebsmodi, die vorstehend beschrieben sind, realisiert werden kann.
In dem zehnten Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel beschrieben, in dem der elektrische Heizer 45 als die Wärmemediumheizeinheit angewandt wird, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann ein elektrischer Heizdraht oder dergleichen, der Wärme erzeugt, wenn Energie (Strom) zugeführt wird, als die Wärmemediumheizeinheit angewandt werden.
Wie in 41 dargestellt ist, kann ein elektrischer Heizer 35 als eine hochtemperaturseitige Wärmemediumheizeinheit in dem Heizkühlmittelkreislauf 30 angeordnet sein. Der elektrische Heizer 35 hat dieselbe Grundstruktur wie diejenige des elektrischen Heizers 45, der in dem zehnten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.
Demgemäß kann der elektrische Heizer 35 das Heizkühlmittel, das in den Heizerkern 32 strömt, heizen. Demgemäß ist es in dem Heißgasheizmodus oder dergleichen durch Zuführen von Energie (Strom) zu dem elektrischen Heizer 35 möglich, eine Verringerung einer Heizleistung in dem Fahrzeuginnenraum zu verhindern, während ein Energieverbrauch des Verdichters 11 reduziert wird. Der Mischabschnitt 23 kann verkleinert werden.
Wie in 55 dargestellt ist, kann in den Kältekreislaufvorrichtungen 10 und 10e ein elektrischer Luftheizer 36 als eine Hilfsluftheizeinheit, die die Luft heizt, an einer stromabwärtigen Seite des Heizerkerns 32 in einer Luftströmungsrichtung angeordnet sein. Der elektrische Luftheizer 36 ist in einem Luftdurchgang an der Seite des Heizerkerns 32 in der Innenklimatisierungseinheit 50 angeordnet.
Demgemäß kann der elektrische Luftheizer 36 die Luft, die durch den Heizerkern 32 hindurchgetreten ist, heizen. Demgemäß ist es in dem Heißgasheizmodus oder dergleichen durch Zuführen von Energie (Strom) zu dem elektrischen Luftheizer 36 möglich, eine Verringerung einer Heizleistung in dem Fahrzeuginnenraum zu verhindern, während ein Energieverbrauch des Verdichters 11 reduziert oder gar verhindert wird. Selbstverständlich können in den Kältekreislaufvorrichtungen 10b bis 10d dieselben Wirkungen durch Anordnen des elektrischen Luftheizers 36 an einer stromabwärtigen Seite des Innenkondensators 113 in der Luftströmungsrichtung erhalten werden.
In dem zwölften und dreizehnten Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel beschrieben, in dem das erste Wasserströmungsrateneinstellventil 46a und das zweite Wasserströmungsrateneinstellventil 46b als der Fluidströmungseinstellabschnitt angewandt werden, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Wie in dem vierzehnten Ausführungsbeispiel können die erste Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a und die zweite Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b als der Fluidströmungseinstellabschnitt verwendet werden. In diesem Fall ist es nur erforderlich, die Wärmeaustauschmenge zwischen dem Vorrichtungskühlmittel und dem Kältemittel in dem integrierten Mischabschnittskühler 26 einzustellen, indem die Wasserpumpleistung der ersten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41a und der zweiten Vorrichtungskühlmittelpumpe 41b eingestellt wird.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel beschrieben, in dem die wässrige Ethylenglykollösung als das Kühlmittel des Heizkühlmittelkreislaufs 30, des Vorrichtungskühlmittelkreislaufs 40 und des Außenluftwärmeabsorptionskühlmittelkreislaufs 80 angewandt wird, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann eine Lösung, die Dimethylpolysiloxan beinhaltet, oder ein Nanofluid, ein wässriges Flüssigkeitskühlmittel, das Frostschutz, Alkohol oder dergleichen beinhaltet, oder ein Flüssigkeitsmedium, das Öl oder dergleichen beinhaltet, angewandt werden.
Steuerungsmodi der Kältekreislaufvorrichtungen 10 bis 10g sind nicht auf jene beschränkt, die in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel offenbart sind.
Zum Beispiel kann es beim Bestimmen, ob das Gefrieren in dem Außenwärmetauscher 15 auftritt, bestimmt werden, dass das Gefrieren in dem Außenwärmetauscher 15 aufgetreten ist, wenn die Zeit, während der die Außenlufttemperatur Tam gleich ist wie oder kleiner ist als die Gefrierbestimmungstemperatur, gleich lang ist wie oder länger ist als die Gefrierbestimmungszeit.
Wenn der Heißgasheizmodus zu der Zeit des Startens ausgewählt wird, ist es wünschenswert, die Heizkühlmittelpumpe 31 zu stoppen, bis der Druck des Kältemittels, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, einen vorbestimmten Referenzhochdruck überschreitet. Demgemäß kann das Heizkühlmittel schnell erwärmt (geheizt) werden und kann ein Zwischenheizeffekt erwartet werden.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel beschrieben, in dem das Bypassströmungseinstellventil 14d in den gedrosselten Zustand in dem Kältemittelkreislauf ähnlich dem seriellen Entfeuchtungs- und Heizmodus gestellt wird, jedoch kann das Bypassströmungseinstellventil 14d bei Bedarf geöffnet werden und in den gedrosselten Zustand gestellt werden.
Als eine Ausführungsbedingung des Unterstützungsaufwärmmodus kann der Unterstützungsaufwärmmodus ausgeführt werden, wenn das Heizen des Fahrzeuginnenraums bei einer kyrogenen Außenlufttemperatur gestartet wird und wenn die Batterietemperatur TB höher ist als eine vorbestimmte Referenztemperatur KTBA. Die Referenztemperatur KTBA ist wünschenswert auf eine Temperatur festgelegt, die höher ist als die Außenlufttemperatur Tam, wenn der Heißgasheizmodus ausgeführt wird.
Ein Beispiel ist beschrieben, in dem in dem Kältemittelaufwärmmodus, der in dem zwölften und dreizehnten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, der Drosselöffnungsgrad des Kühlexpansionsventils 14c derart gesteuert wird, dass die bypassseitige Strömungsrate größer ist als die dekompressionsabschnittsseitige Strömungsrate. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann der Drosselöffnungsgrad des Kühlexpansionsventils 14c gesteuert werden, um einen vorbestimmten Öffnungsgrad für den vorbestimmten Kältemittelaufwärmmodus zu haben, und kann der Drosselöffnungsgrad des Bypassströmungseinstellventils 14d derart gesteuert werden, dass die bypassseitige Strömungsrate größer ist als die dekompressionsabschnittsseitige Strömungsrate.
Der Kältemittelaufwärmmodus, der in dem zwölften und dreizehnten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, kann durch die Kältekreislaufvorrichtung mit dem Sammler 27 wie zum Beispiel durch die Kältekreislaufvorrichtungen 10a bis 10d ausgeführt werden.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel beschrieben, in dem der Kältemittelaufwärmmodus fortgesetzt wird, bis die dritte Temperatur T3 an der Auslassseite des Kältemitteldurchgangs des integrierten Mischabschnittskühlers 26 gleich wird/ist wie oder höher wird/ist als die Referenzheiztemperatur. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann ein Detektor, der die Kältemitteltemperatur in dem Sammler 27 direkt erfasst, vorgesehen werden, und kann der Kältemittelaufwärmmodus fortgesetzt werden, bis die erfasste Kältemitteltemperatur gleich wird/ist wie oder höher wird/ist als eine vorbestimmte Referenztemperatur.
In dem dreizehnten Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel beschrieben, in dem der Drosselöffnungsgrad des Kühlexpansionsventils 14c derart eingestellt wird, dass der Überhitzungsgrad SH des Kältemittels an der Auslassseite des integrierten Mischabschnittskühlers 26 sich dem Referenzüberhitzungsgrad KSH annähert, nachdem der Aufwärmvorbereitungsmodus beendet wird, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt.
Zum Beispiel kann der Drosselöffnungsgrad des Kühlexpansionsventils 14c gesteuert werden, um einen vorbestimmten Öffnungsgrad für den vorbestimmten Kältemittelaufwärmmodus zu haben, und kann der Drosselöffnungsgrad des Bypassströmungseinstellventils 14d derart gesteuert werden, dass der Überhitzungsgrad SH des Kältemittels an der Auslassseite des integrierten Mischabschnittskühlers 26 sich dem Referenzüberhitzungsgrad KSH annähert.
Der Betrieb des Fluidströmungseinstellabschnitts kann derart gesteuert werden, dass der Überhitzungsgrad SH des Kältemittels an der Auslassseite des integrierten Mischabschnittskühlers 26 sich dem Referenzüberhitzungsgrad KSH annähert. Das heißt, die Wärmeaustauschmenge zwischen dem Vorrichtungskühlmittel und dem Kältemittel in dem integrierten Mischabschnittskühler 26 kann derart eingestellt werden, dass der Überhitzungsgrad SH des Kältemittels an der Auslassseite des integrierten Mischabschnittskühlers 26 sich dem Referenzüberhitzungsgrad KSH annähert.
In dem vierzehnten Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel beschrieben, in dem in dem Heißgasheizmodus der Betrieb des ersten Wasserströmungsrateneinstellventils 46a gesteuert wird, um die Strömungsrate des Vorrichtungskühlmittels, das zu der Seite des integrierten Mischabschnittskühlers 26 ausströmt, in Übereinstimmung mit einer Verringerung der Temperaturdifferenz ΔTWL1 zu erhöhen. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt.
Zum Beispiel gibt es, da die erste Vorrichtungskühlmitteltemperatur TWL1 eine Temperatur des Vorrichtungskühlmittels ist, das von dem Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70 ausströmt, eine starke Korrelation zu der Batterietemperatur TB. Die Strömungsrate des Vorrichtungskühlmittels, das zu der Seite des integrierten Mischabschnittskühlers 26 ausströmt, kann in Übereinstimmung mit einer Erhöhung der Batterietemperatur TB erhöht werden.
In dem vierzehnten Ausführungsbeispiel ist die Temperatur des einströmungsseitigen Kältemittels, das in den integrierten Mischabschnittskühler 26 strömt, in dem Heißgasheizmodus im Wesentlichen konstant, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann das einströmungsseitige Kältemittel in dem Heißgasheizmodus geändert werden. In diesem Fall kann zum Beispiel die Strömungsrate des Vorrichtungskühlmittels, das zu der Seite des integrierten Mischabschnittskühlers 26 ausströmt, in Übereinstimmung mit einer Erhöhung der Temperatur des einströmungsseitigen Kältemittels erhöht werden. Zum Beispiel kann die Strömungsrate des Vorrichtungskühlmittels, das zu der Seite des integrierten Mischabschnittskühlers 26 ausströmt, in Übereinstimmung mit einer Erhöhung einer Druckdifferenz, die durch Subtrahieren des Drucks des saugseitigen Kältemittels von dem Druck des Hochdruckkältemittels, das von dem Verdichter 11 abgegeben wird, erhalten wird, erhöht werden.
Ein Beispiel ist beschrieben, in dem in dem Luftkühlmodus und dem Entfeuchtungs- und Heizmodus des vierzehnten Ausführungsbeispiels der Betrieb des Wasserströmungsrateneinstellventils 36 derart gesteuert wird, dass die Heizkühlmitteltemperatur TWH sich der Sollwassertemperatur TWHO annähert. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Das Steuerungsgerät 60 kann die Wasserpumpleistung der Heizkühlmittelpumpe 31 derart steuern, dass sich die Heizkühlmitteltemperatur TWH der Sollwassertemperatur TWHO annähert.
In dem zwölften bis vierzehnten Ausführungsbeispiel wird in jedem Betriebsmodus der Vorrichtungskühlmittelkreislauf 40c vor allem zu dem Kühlmittelkreislauf umgeschaltet, in dem das Vorrichtungskühlmittel zwischen dem Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70 und dem integrierten Mischabschnittskühler 26 zirkuliert und das Vorrichtungskühlmittel zwischen dem Kühlmitteldurchgang 71a des Motorgenerators 71 und dem niedertemperaturseitigen Kühler 49 zirkuliert. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt.
Zum Beispiel kann in dem Heißgasheizmodus die Strömung zu dem Kühlmittelkreislauf umgeschaltet werden, in dem das Vorrichtungskühlmittel, das von dem integrierten Mischabschnittskühler 26 ausströmt, in sowohl den Kühlmitteldurchgang 70a der Batterie 70 als auch den Kühlmitteldurchgang 71a des Motorgenerators 71 strömt.
Einrichtungen, die in jedem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele offenbart sind, können geeignet innerhalb eines ausführbaren Bereichs kombiniert werden.
Zum Beispiel können die Mischabschnitte 24, 24a, 24b und 25, die in dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel beschrieben sind, bei den Kältekreislaufvorrichtungen 10a bis 10c, die in den vierten bis sechsten Ausführungsbeispielen beschrieben sind, angewandt werden.
Zum Beispiel kann statt des Wasser-Kältemittel-Wärmetauschers 13 und des Heizkühlmittelkreislaufs 30 in der Kältekreislaufvorrichtung 10e, die in dem achten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, der Innenkondensator 113 als der Heizabschnitt angewandt werden.
Statt des Außenluftwärmeabsorptionskühlers 119 und des Außenluftwärmeabsorptionskühlmittelkreislaufs 80 in der Kältekreislaufvorrichtung 10e kann der Außenwärmetauscher 15 angewandt werden. Jedoch ist es zur wirksamen Verhinderung einer Verringerung der Heizleistung der Luft in dem (g) Heißgasheizmodus wünschenswert, ein Blendenbauteil oder dergleichen vorzusehen, das einen Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der Außenluft in dem Au-ßenwärmetauscher 15 verhindern kann.
Zum Beispiel können die Abzweigabschnitte 121, 122 und 123, die in dem elften Ausführungsbeispiel beschrieben sind, bei dem stromaufwärtigen Abzweigabschnitt der Kältekreislaufvorrichtungen 10 bis 10e, die in den ersten bis zehnten Ausführungsbeispielen und dem zwölften Ausführungsbeispiel beschrieben sind, angewandt werden.
Obwohl die vorliegende Offenbarung gemäß Beispielen beschrieben ist, ist es verständlich, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die Beispiele und Gestaltungen beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung umfasst auch verschiedene Modifikationen und die Modifikationen innerhalb eines äquivalenten Bereichs. Zusätzlich liegen auch verschiedene Kombinationen und Modi und andere Kombinationen und Modi einschließlich nur eines Elements, mehrerer Elemente oder ein paar weniger Elemente innerhalb des Schutzumfangs und der Idee der vorliegenden Offenbarung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2019 [0001]
JP 211146 [0001]
JP 2020053930 [0001]
JP 2014226979 A [0007]

Claims

Kältekreislaufvorrichtung, die Folgendes aufweist: einen Verdichter (11), der gestaltet ist, um ein Kältemittel zu verdichten und abzugeben; einen stromaufwärtigen Abzweigabschnitt (12a, 121, 122, 123), der gestaltet ist, um eine Strömung des Kältemittels, das von dem Verdichter abgegeben wird, abzuzweigen; einen Heizabschnitt (13, 30, 30a, 113), der gestaltet ist, um ein Heizziel mittels eines Kältemittels, das an dem stromaufwärtigen Abzweigabschnitt abzweigt, als eine Wärmequelle zu heizen; einen Dekompressionsabschnitt (14a, 14b, 14c), der gestaltet ist, um das Kältemittel, das aus dem Heizabschnitt strömt, zu dekomprimieren; einen Bypassdurchgang (21a), der gestaltet ist, um das andere Kältemittel, das an dem stromaufwärtigen Abzweigabschnitt abzweigt, zu einer Sauganschlussseite des Verdichters hin zu führen; einen Bypassströmungseinstellabschnitt (14d), der gestaltet ist, um eine Strömungsrate des Kältemittels, das durch den Bypassdurchgang strömt, einzustellen; und einen Mischabschnitt (23, 24, 25, 26), der gestaltet ist, um ein bypassseitiges Kältemittel, das von dem Bypassströmungseinstellabschnitt ausströmt, mit einem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittel, das von dem Dekompressionsabschnitt ausströmt, zu mischen, wobei der Mischabschnitt das bypassseitige Kältemittel und das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel mischt, um ein gemischtes Kältemittel zu erzeugen, in dem das bypassseitige Kältemittel und das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel homogen gemischt sind, und um zu bewirken, dass das gemischte Kältemittel zu der Sauganschlussseite des Verdichters ausströmt, und ein Absolutwert einer Enthalpiedifferenz, die durch Subtrahieren einer Enthalpie des gemischten Kältemittels von einer Enthalpie eines saugseitigen Kältemittels, das tatsächlich zu der Sauganschlussseite des Verdichters strömt, erhalten wird, gleich ist wie oder kleiner ist als ein vorbestimmter Referenzwert.
Kältekreislaufvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Mischabschnitt (24) ein Befeuchtungsbereichsvergrößerungsbauteil (242) aufweist, das einen Befeuchtungsbereich eines Flüssigkeitsphasenkältemittels, das in den Mischabschnitt (242) strömt, vergrößert.
Kältekreislaufvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Mischabschnitt (25) einen bypassseitigen Kältemitteleinlassabschnitt (233a), in den das bypassseitige Kältemittel strömt, einen dekompressionsabschnittsseitigen Kältemitteleinlassabschnitt (233b), in den das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel strömt, und ein Durchgangsausbildungsbauteil (251) aufweist, das gestaltet ist, um eine Vielzahl von Durchgängen mit kleinem Durchmesser auszubilden, durch die das bypassseitige Kältemittel und das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel, das in den Mischabschnitt (25) geströmt ist, strömen, und ein korrespondierender Durchmesser des Durchgangs mit kleinem Durchmesser kleiner ist als ein korrespondierender Durchmesser des bypassseitigen Kältemitteleinlassabschnitts und ein korrespondierender Durchmesser des dekompressionsabschnittsseitigen Kältemitteleinlassabschnitts.
Kältekreislaufvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Mischabschnitt ein Wärmetauscher (23) mit einer Vielzahl von Wärmeaustauschbauteilen (231a, 231b) ist, die gestaltet sind, um Wärme zwischen dem bypassseitigen Kältemittel und dem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittel auszutauschen, und gestaltet sind, um das bypassseitige Kältemittel in Kontakt mit einer Fläche des Mischabschnitts zu bringen und um das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel in Kontakt mit der anderen Fläche des Mischabschnitts zu bringen.
Kältekreislaufvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Mischabschnitt ein Wärmetauscher (19, 23, 26) ist, der gestaltet ist, um Wärme zwischen dem bypassseitigen Kältemittel, dem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittel und einem Wärmeaustauschzielfluid austauschen zu können.
Kältekreislaufvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die des Weiteren einen Wärmeabsorptionsabschnitt (15, 119) aufweist, der Wärme zwischen dem Kältemittel, das durch den Dekompressionsabschnitt (14a) dekomprimiert wird, und einem Wärmequellenfluid austauscht, um das Kältemittel zu verdampfen.
Kältekreislaufvorrichtung nach Anspruch 6, die des Weiteren Folgendes aufweist: einen stromabwärtigen Abzweigabschnitt (12b), der eine Strömung des Kältemittels, das von dem Heizabschnitt ausströmt, abzweigt; und einen Abzweigkreislaufumschaltabschnitt (22a), der gestaltet ist, um einen Kältemittelkreislauf, in dem das Kältemittel von einem Ausströmungsanschluss des stromabwärtigen Abzweigabschnitts ausströmt, und einen Kältemittelkreislauf, in dem das Kältemittel von dem anderen Ausströmungsanschluss des stromabwärtigen Abzweigabschnitts ausströmt, umzuschalten, wobei der Dekompressionsabschnitt einen ersten Dekompressionsabschnitt (14a), der ein Kältemittel, das an dem stromabwärtigen Abzweigabschnitt abzweigt, dekomprimiert, und einen zweiten Dekompressionsabschnitt (14b), der das andere Kältemittel, das an dem stromabwärtigen Abzweigabschnitt abzweigt, dekomprimiert, aufweist, und wobei der Wärmeabsorptionsabschnitt gestaltet ist, um das Kältemittel, das durch den ersten Dekompressionsabschnitt dekomprimiert wird, zu verdampfen.
Kältekreislaufvorrichtung nach Anspruch 7, die des Weiteren einen Hilfsverdampfungsabschnitt (18) aufweist, der gestaltet ist, um das Kältemittel, das durch den zweiten Dekompressionsabschnitt (14b) dekomprimiert wird, zu verdampfen, wobei ein Kältemittelauslass des Hilfsverdampfungsabschnitts mit einer Auslassseite des Mischabschnitts verbunden ist.
Kältekreislaufvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Mischabschnitt einen dekompressionsabschnittsseitigen Kältemitteleinlassabschnitt (233b), in den das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel strömt, und einen Mischkältemittelausströmungsabschnitt (233c) aufweist, von dem aus dem Mischabschnitt das Kältemittel ausströmt, wobei die Kältekreislaufvorrichtung des Weiteren Folgendes aufweist: einen Hilfsverdampfungsabschnitt (18), der gestaltet ist, um das Kältemittel, das durch den zweiten Dekompressionsabschnitt (14b) dekomprimiert wird, zu verdampfen; einen Mischabschnittsbypassdurchgang (21e), der gestaltet ist, um das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel zu dem Mischkältemittelausströmungsabschnitt, während es den Mischabschnitt umgeht, von dem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemitteleinlassabschnitt zu führen; einen Bypassdurchgangsöffnungs-/schließabschnitt (22c), der den Mischabschnittsbypassdurchgang öffnet oder schließt, und wobei ein Kältemittelauslass des Hilfsverdampfungsabschnitts mit dem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemitteleinlassabschnitt verbunden ist.
Kältekreislaufvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die des Weiteren Folgendes aufweist: einen hochdruckseitigen Gas-Flüssigkeitsabscheider (13b, 28), der das Kältemittel, das von dem Heizabschnitt ausströmt, in Gas und Flüssigkeit abscheidet und das abgeschiedene Flüssigkeitsphasenkältemittel speichert; und eine Kältemittelströmungsratensteuerungseinheit (60b), die gestaltet ist, um zumindest einen Betrieb des Dekompressionsabschnitts oder einen Betrieb des Bypassströmungseinstellabschnitts zu steuern, wobei in einem Betriebsmodus, in dem der Heizabschnitt das Heizziel heizt, die Kältemittelströmungsratensteuerungseinheit zumindest einen Betrieb des Kompressionsabschnitts oder einen Betrieb des Bypassströmungseinstellabschnitts derart steuert, dass ein Überhitzungsgrad (SH) des Kältemittels an einer Auslassseite des Mischabschnitts sich einem vorbestimmten Referenzüberhitzungsgrad (KSH) annähert.
Kältekreislaufvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die des Weiteren Folgendes aufweist: einen niederdruckseitigen Gas-Flüssigkeitsabscheider (27), der das Kältemittel, das von dem Mischabschnitt ausströmt, in Gas und Flüssigkeit abscheidet, das abgeschiedene Flüssigkeitsphasenkältemittel speichert und bewirkt, dass das abgeschiedene Gasphasenkältemittel zu der Sauganschlussseite des Verdichters strömt; und eine Kältemittelströmungsratensteuerungseinheit (60b), die gestaltet ist, um zumindest einen Betrieb des Dekompressionsabschnitts und einen Betrieb des Bypassströmungseinstellabschnitts zu steuern, wobei in einem Kältemittelaufwärmmodus, in dem das bypassseitige Kältemittel und das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel durch den Mischabschnitt gemischt werden und das Kältemittel, das in den Verdichter gesaugt wird, geheizt wird, wenn der Verdichter gestartet wird, die Kältemittelströmungsratensteuerungseinheit zumindest einen Betrieb des Verdichtungsabschnitts oder einen Betrieb des Bypassströmungseinstellabschnitts steuert, um eine bypassseitige Strömungsrate des bypassseitigen Kältemittels größer zu machen als eine dekompressionsabschnittsseitige Strömungsrate des dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittels.
Kältekreislaufvorrichtung nach Anspruch 5, die des Weiteren einen Wärmemediumkreislauf (40, 40a, 40b, 40c) aufweist, in dem das Wärmeaustauschzielfluid zirkuliert, wobei der Wärmeaustauschabschnitt (70a, 71a), der gestaltet ist, um Wärme zwischen dem Wärmeaustauschzielfluid und einer Wärmeerzeugungsvorrichtung (70, 71), die Wärme während eines Betriebs erzeugt, auszutauschen, mit dem Wärmemediumkreislauf verbunden ist.
Kältekreislaufvorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Wärmemediumkreislauf (40a) einen Wärmemediumbypassdurchgang (43), durch den das Wärmeaustauschzielfluid, das von dem Wärmeaustauschabschnitt ausströmt, strömt, während es den Mischabschnitt umgeht, und einen Wärmemediumkreislaufumschaltabschnitt (44a, 44b) aufweist, der gestaltet ist, um eine Kreislaufgestaltung des Wärmemediumkreislaufs umzuschalten, und der Wärmemediumkreislaufumschaltabschnitt gestaltet ist, um zwischen einem Kreislauf, in dem das Wärmeaustauschzielfluid, das von dem Wärmeaustauschabschnitt ausströmt, in den Wärmeaustauschabschnitt strömt, und einem Kreislauf, in dem das Wärmeaustauschzielfluid, das von dem Wärmeaustauschabschnitt ausströmt, in den Wärmemediumbypassdurchgang strömt, umzuschalten.
Kältekreislaufvorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Wärmemediumkreislauf (40b) eine Wärmemediumheizeinheit (45), die das Wärmeaustauschzielfluid heizt, und einen Wärmemediumkreislaufumschaltabschnitt (44a, 44b, 44c) aufweist, der gestaltet ist, um eine Kreislaufgestaltung des Wärmemediumkreislaufs umzuschalten, und der Wärmemediumkreislaufumschaltabschnitt gestaltet ist, um zwischen einem Kreislauf, in dem das Wärmeaustauschzielfluid, das von dem Wärmeaustauschabschnitt ausströmt, in den Wärmeaustauschabschnitt strömt, und einem Kreislauf, in dem das Wärmeaustauschzielfluid, das durch die Wärmemediumheizeinheit geheizt wird, in den Wärmeaustauschabschnitt strömt, umzuschalten.
Kältekreislaufvorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Wärmemediumkreislauf (40c) einen Fluidströmungseinstellabschnitt (41a, 41b, 46a, 46b) aufweist, der gestaltet ist, um eine Strömungsrate des Wärmeaustauschzielfluids, das in den Wärmeaustauschabschnitt strömt, einzustellen, der Fluidströmungseinstellabschnitt gestaltet ist, um zu verhindern, dass das Wärmeaustauschzielfluid in den Wärmeaustauschabschnitt in einem Kältemittelaufwärmmodus strömt, in dem das bypassseitige Kältemittel und das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel in dem Wärmeaustauschabschnitt gemischt werden und das Kältemittel, das in den Verdichter gesaugt wird, geheizt wird, wenn der Verdichter gestartet wird, und der Fluidströmungseinstellabschnitt gestaltet ist, um die Strömungsrate des Wärmeaustauschzielfluids, das in den Wärmeaustauschabschnitt strömt, in Übereinstimmung mit einer Erhöhung einer Temperatur des Wärmeaustauschzielfluids, das von dem Wärmeaustauschabschnitt ausströmt, zu erhöhen, nachdem der Kältemittelaufwärmmodus beendet wird.
Kältekreislaufvorrichtung, die Folgendes aufweist: einen Verdichter (11), der gestaltet ist, um ein Kältemittel zu verdichten und abzugeben; einen stromaufwärtigen Abzweigabschnitt (12a, 121, 122, 123), der gestaltet ist, um eine Strömung des Kältemittels, das von dem Verdichter abgegeben wird, abzuzweigen; einen Heizabschnitt (13, 30, 113), der gestaltet ist, um ein Heizziel mittels eines Kältemittels, das an dem stromaufwärtigen Abzweigabschnitt abzweigt, als eine Wärmequelle zu heizen; einen hochdruckseitigen Gas-Flüssigkeitsabscheider (28), der gestaltet ist, um das Kältemittel, das von dem Heizabschnitt ausströmt, in Gas und Flüssigkeit abzuscheiden und um das abgeschiedene Flüssigkeitsphasenkältemittel zu speichern; einen Dekompressionsabschnitt (14a, 14b, 14c), der gestaltet ist, um das Kältemittel, das von dem hochdruckseitigen Gasflüssigkeitsabscheider ausströmt, zu dekomprimieren; einen Bypassdurchgang (21a), der gestaltet ist, um das andere Kältemittel, das an dem stromaufwärtigen Abzweigabschnitt abzweigt, zu einer Sauganschlussseite des Verdichters hin zu führen; einen Bypassströmungseinstellabschnitt (14d), der gestaltet ist, um eine Strömungsrate des Kältemittels, das durch den Bypassdurchgang strömt, einzustellen; und einen Mischabschnitt (26), der gestaltet ist, um (i) ein bypassseitiges Kältemittel, das von dem Bypassströmungseinstellabschnitt ausströmt, mit einem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittel, das von dem Dekompressionsabschnitt ausströmt, zu mischen, und um (ii) zu bewirken, dass das gemischte Kältemittel zu der Sauganschlussseite des Verdichters strömt, wobei ein Kältemittelaufwärmmodus ausgeführt wird, um (i) das bypassseitige Kältemittel und das dekompressionsabschnittsseitige Kältemittel durch den Mischabschnitt zu mischen, und um (ii) das Kältemittel, das in den Verdichter gesaugt wird, zu heizen, wenn der Verdichter gestartet wird, und ein Aufwärmvorbereitungsmodus ausgeführt wird, um das Kältemittel eines Kreislaufs in dem hochdruckseitigen Gas-Flüssigkeitsabscheider zu speichern, bevor der Kältemittelaufwärmmodus ausgeführt wird.
Kältekreislaufvorrichtung nach Anspruch 16, die des Weiteren eine Kältemittelströmungsratensteuerungseinheit (60b) aufweist, die gestaltet ist, um zumindest einen Betrieb des Dekompressionsabschnitts zu steuern, wobei die Kältemittelströmungsratensteuerungseinheit den Dekompressionsabschnitt in dem Aufwärmvorbereitungsmodus schließt.
Kältekreislaufvorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, wobei der Aufwärmvorbereitungsmodus ausgeführt wird, bis das Kältemittel, das von dem Mischabschnitt ausströmt, ein Gasphasenkältemittel mit einer Trockenheit wird.
Kältekreislaufvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, die des Weiteren Folgendes aufweist: eine Abgabeleistungssteuerungseinheit (60a), die gestaltet ist, um eine Kältemittelabgabeleistung des Verdichters zu steuern, wobei die Abgabeleistungssteuerungseinheit die Kältemittelabgabeleistung in dem Aufwärmvorbereitungsmodus verringert, verglichen zu dem Kältemittelaufwärmmodus.
Kältekreislaufvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, die des Weiteren Folgendes aufweist: eine Kältemittelströmungsratensteuerungseinheit (60b), die gestaltet ist, um einen Betrieb des Dekompressionsabschnitts und einen Betrieb des Bypassströmungseinstellabschnitts zu steuern, wobei in dem Kältemittelaufwärmmodus die Kältemittelströmungsratensteuerungseinheit zumindest einen Betrieb des Dekompressionsabschnitts oder einen Betrieb des Bypassströmungseinstellabschnitts derart steuert, dass eine bypassseitige Strömungsrate, die eine Strömungsrate des bypassseitigen Kältemittels ist, größer ist als eine dekompressionsabschnittsseitige Strömungsrate, die eine Strömungsrate des dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittels ist.
Kältekreislaufvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, wobei der Mischabschnitt ein Wärmeaustauschabschnitt (19, 23, 26) ist, der gestaltet ist, um Wärme zwischen dem bypassseitigen Kältemittel, dem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittel und einem Wärmeaustauschzielfluid austauschen zu können, wobei die Kältekreislaufvorrichtung des Weiteren Folgendes aufweist: einen Wärmemediumkreislauf (40, 40a, 40b, 40c), in dem das Wärmeaustauschzielfluid zirkuliert; eine Kältemittelströmungsratensteuerungseinheit (60b), die gestaltet ist, um einen Betrieb des Dekompressionsabschnitts und einen Betrieb des Bypassströmungseinstellabschnitts zu steuern; und einen Fluidströmungsratensteuerungsabschnitt (60d), der gestaltet ist, um einen Betrieb des Fluidströmungseinstellabschnitts (41a, 41b, 46a, 46b) zu steuern, der eine Strömungsrate des Wärmeaustauschzielfluids, das in den Wärmeaustauschabschnitt strömt, einstellt, und zumindest eine von der Kältemittelströmungsratensteuerungseinheit oder der Fluidströmungsratensteuerungseinheit zumindest einen Betrieb des Dekompressionsabschnitts, einen Betrieb des Bypassströmungseinstellabschnitts oder einen Betrieb des Fluidströmungseinstellabschnitts derart steuert, dass ein Überhitzungsgrad (SH) des Kältemittels an einer Auslassseite des Wärmeaustauschabschnitts sich einem vorbestimmten Referenzüberhitzungsgrad (KSH) annähert, nachdem der Aufwärmvorbereitungsmodus beendet wird.
Kältekreislaufvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, wobei der Mischabschnitt ein Wärmeaustauschabschnitt (19, 23, 26) ist, der gestaltet ist, um Wärme zwischen dem bypassseitigen Kältemittel, dem dekompressionsabschnittsseitigen Kältemittel und einem Wärmeaustauschzielfluid austauschen zu können, wobei die Kältekreislaufvorrichtung des Weiteren Folgendes aufweist: einen Wärmemediumkreislauf (40c), in dem das Wärmeaustauschzielfluid zirkuliert, wobei der Wärmemediumkreislauf einen Fluidströmungseinstellabschnitt (41a, 41b, 46a, 46b) aufweist, der eine Strömungsrate des Wärmeaustauschzielfluids, das in den Wärmeaustauschabschnitt strömt, einstellt, ein Wärmeaustauschabschnitt (70a, 71a), der gestaltet ist, um Wärme zwischen einer Wärmeerzeugungsvorrichtung (70, 71), die Wärme während eines Betriebs erzeugt, und dem Wärmeaustauschzielfluid auszutauschen, mit dem Wärmemediumkreislauf verbunden ist, der Fluidströmungseinstellabschnitt gestaltet ist, um zu verhindern, dass das Wärmeaustauschzielfluid in den Wärmeaustauschabschnitt in dem Aufwärmvorbereitungsmodus oder in dem Kältemittelaufwärmmodus strömt, und der Fluidströmungseinstellabschnitt die Strömungsrate des Wärmeaustauschzielfluids, das in den Wärmeaustauschabschnitt strömt, in Übereinstimmung mit einer Erhöhung einer Temperatur des Wärmeaustauschzielfluids, das von dem Wärmeaustauschabschnitt ausströmt, erhöht, nachdem der Kältemittelaufwärmmodus beendet wird.
Kältekreislaufvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei das Kältemittel ein Kältemittelöl aufweist, das den Verdichter schmiert, und der stromaufwärtige Abzweigabschnitt gestaltet ist, um eine Trockenheit eines abgezweigten Kältemittels zu erzeugen, die sich von einer Trockenheit des anderen abgezweigten Kältemittels unterscheiden soll, und um zu bewirken, dass das Kältemittel mit einer höheren Trockenheit zu dem Bypassdurchgang strömt.