DE60113340T2

DE60113340T2 - Kältekreislauf mit Heissgasnebenleitungsanordnung

Info

Publication number: DE60113340T2
Application number: DE60113340T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Kariya-city Izawa; Yoshiaki Kariya-city Takano; Mikiharu Kariya-city Kuwahara
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-07-06
Filing date: 2001-07-03
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2021-07-04
Also published as: CN1332347A; JP2002079821A; KR100419564B1; EP1170560A2; US20020002841A1; CA2352297C; EP1170560B1; CN1172142C; KR20020005446A; CA2352297A1; JP4569041B2; DE60113340D1; US6516628B2; EP1170560A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlkreissystem für ein Fahrzeug mit einer Heißgas-Bypasskonstruktion zum direkten Einleiten von von einem Kompressor ausgegebenem heißen Gas an einem Kondensator vorbei in einen Verdampfapparat. Wenn das von dem Kompressor ausgegebene Heißgas-Kältemittel an dem Kondensator vorbei direkt in den Verdampfapparat eingeleitet wird, wird der Verdampfapparat als ein Kühler benutzt.
2. Beschreibung des Standes der Technik
In einem herkömmlichen Kühlkreissystem, das in der US-A-5,291,941 beschrieben ist (siehe beiliegende 9) ist ein Heißgas-Bypasskanal 118, durch den ein von einem Kompressor 110 ausgegebenes Kältemittel an einem Kondensator 120 vorbei direkt in einen Verdampfapparat 132 eingeleitet wird, vorgesehen, und eine Dekompressionseinheit 117 ist in dem Bypasskanal 118 angeordnet. Weiter ist in einer Klimaeinheit 130 ein Heizkern 133 auf einer luftstromabwärtigen Seite des Verdampfapparats 132 angeordnet. Wenn eine Temperatur eines Motorkühlwassers aus einem Motor 112 in einem Heizmodus niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist, wird ein elektromagnetisches Ventil 115 geschlossen und ein elektromagnetisches Ventil 116 geöffnet, sodass ein von dem Kompressor 110 ausgegebenes Hochtemperatur-Gaskältemittel durch den Heißgas-Bypasskanal 118 in den Verdampfapparat 132 strömt.
Ferner ist ein Auffanggefäß 151 an einer stromabwärtigen Seite des Kondensators 120 zum Trennen des Kältemittels nach Durchströmen des Kondensators 120 in ein gasförmiges Kältemittel und ein flüssiges Kältemittel und zum Speichern eines überschüssigen flüssigen Kältemittels darin angeordnet. Andererseits ist ein Speicher 135 zwischen einer Auslassseite des Verdampfapparats 132 und einer Saugseite des Kompressors 110 angeordnet, sodass das getrennte gasförmige Kältemittel in den Kompressor 110 gesaugt wird.
In dem herkömmlichen System wird jedoch, wenn ein Drosseldurchmesser eines Drosselkanals zum Rückführen von Öl zum Verbessern einer Heizleistung im Heizmodus im Speicher 135 größer gemacht wird, eine in den Kompressor 110 gesaugte Flüssigkältemittelmenge in einem Kühlmodus vergrößert und eine Kühlleistung im Kühlmodus vermindert. Das heißt, es ist schwierig, sowohl die Kühlleistung als auch die Heizleistung zu verbessern.
Außerdem verläuft in dem herkömmlichen System der Heißgas-Bypasskanal 118 von einer Kältemittelausgabeseite des Kompressors 110 in einem Motorraum zu einer Kältemitteleinlassseite des Verdampfapparats 132 in einer Fahrgastzelle und wird länger. Deshalb wird eine Kältemittelrohrkonstruktion komplex, und es ist für das Kühlkreissystem schwierig, in einem kleinen Raum eines Fahrzeugs montiert zu werden.
Weiter ist aus der EP-A-0 894 651 ein Kühlkreissystem bekannt, das die Basis für den Oberbegriff von Anspruch 1 bildet. Insbesondere weist dieses herkömmliche Kühlkreissystem einen Kompressor zum Komprimieren und Ausgeben eines Kältemittels; einen Kondensator zum Kondensieren des von dem Kompressor ausgegebenen Kältemittels in einem Kühlmodus, wobei der Kondensator einen Hauptkältemittelkanal definiert, durch welchen das Kältemittel strömt, während es gekühlt und kondensiert wird; einen Verdampfapparat zum Kühlen von Luft im Kühlmodus und zum Heizen von Luft in einem Heizmodus; eine erste Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung, die zwischen einer Kältemittelauslassseite des Verdampfapparats und einer Kältemittelansaugseite des Kompressors angeordnet ist, zum Trennen des Kältemittels in gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel und zum Einleiten des gasförmigen Kältemittels in den Kompressor, wobei die erste Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung einen Drosselkanal zum Einleiten eines Teils des in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung gespeicherten flüssigen Kältemittels in den Kompressor besitzt; und eine Schalteinheit zum wahlweisen Schalten eines des Kühlmodus zum Kühlen von Luft im Verdampfapparat durch eine Verdampfung des Kältemittels und des Heizmodus, in dem das von dem Kompressor ausgegebene gasförmige Kälte mittel direkt in den Verdampfapparat eingeleitet wird, um Luft zu heizen, auf. Zusätzlich enthält dieses Kühlkreissystem eine zweite Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung, die zwischen der Kältemittelauslassseite des Kondensators und der Kältemittelansaugseite des Verdampfapparats angeordnet ist.
Ferner offenbart die JP-A-10-185336 ein Kühlkreissystem mit einem Kompressor zum Komprimieren und Ausgeben eines Kältemittels; einem Kondensator zum Kondensieren des von dem Kompressor ausgegebenen Kältemittels; einer Unterkühlungseinheit zum Kondensieren des von dem Kondensator ausgegebenen Kältemittels; einem Wärmetauscher; einer zwischen einer Kältemittelauslassseite des Kondensators und einer Kältemittelansaugseite der Unterkühlungseinheit angeordneten Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung zum Trennen des Kältemittels in gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel und zum Einleiten des gasförmigen Kältemittels in die Unterkühlungseinheit; und einem an der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung vorbei führenden Bypasskanal, der mit einer Ventileinrichtung versehen ist, die offen gesteuert wird, wenn ein Hochdruck des Kältemittels einen vorbestimmten Wert übersteigt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In Anbetracht des obigen Standes der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kühlkreissystem mit einer Heißgas-Bypasskonstruktion vorzusehen, das sowohl eine Heizleistung in einem Heizmodus als auch eine Kühlleistung in einem Kühlmodus verbessert.
Diese Aufgabe wird durch ein Kühlkreissystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist in einem Kühlkreissystem, in dem ein Heizmodus und ein Kühlmodus wahlweise in einem Wärmetauscher geschaltet werden können, eine erste Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung zum Trennen des Kältemittels in gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel und zum Einleiten des gasförmigen Kältemittels in einen Kompressor zwischen einer Kältemittelauslassseite eines Wärmetauschers und einer Kältemittelansaugseite eines Kompressors angeordnet, eine zweite Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung zum Trennen des Kältemittels in gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel ist in einem Kältemittelzweigkanal angeordnet, der von einem Hauptkältemittelkanal eines Kondensators ab zweigt, die erste Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung besitzt einen Drosselkanal zum Einleiten eines Teils des in der ersten Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung gespeicherten flüssigen Kältemittels im Kompressor, und die zweite Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung ist in einer solchen Weise angeordnet, dass eine in der zweiten Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung gespeicherte Flüssigkältemittelmenge entsprechend einem Überhitzungsgrad des von dem Kompressor ausgegebenen gasförmigen Kältemittels eingestellt wird. Deshalb kann die Flüssigkältemittelmenge in der zweiten Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung entsprechend dem Überhitzungsgrad des von dem Kompressor ausgegebenen Kältemittels eingestellt werden, und der Überhitzungsgrad des Kältemittels an der Kältemittelauslassseite des Wärmetauschers und der Überhitzungsgrad des von dem Kompressor ausgegebenen Kältemittels können eingestellt werden. Demgemäß kann verhindert werden, dass eine in dem Kühlkreissystem zirkulierende Kältemittelmenge unzureichend wird, und eine ausreichende Kühlleistung kann im Kühlmodus vorgesehen werden. Weiter kann, weil nur ein Teil des Kältemittels im Kondensator in die zweite Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung eingeleitet wird, während er von dem Hauptkältemittelkanal des Kondensators abgezweigt wird, im Heizmodus in einer kurzen Zeit ein Kältemittelrückgewinnungsbetrieb effektiv durchgeführt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich. Darin zeigen:
1 eine schematische Perspektivansicht eines Montagezustandes eines Kühlkreissystems an einem Fahrzeug gemäß einem ersten Vergleichsbeispiel;
2 eine Darstellung zur Erläuterung eines Kreisbetriebs in dem Kühlkreissystem von 1;
3 ein Mollier-Diagramm zum Erläutern eines Kreisbetriebs in einem Kühlmodus gemäß 1;
4 eine Vorderansicht eines Kondensators gemäß einem zweiten Vergleichsbeispiel;
5 eine schematische Darstellung eines Montagezustandes eines Speichers in einem Kühlkreissystem gemäß einem dritten Vergleichsbeispiel;
6 eine Darstellung zum Erläutern eines Kreisbetriebs in einem Kühlkreissystem gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7 eine schematische Perspektivansicht eines Montagezustandes des Kühlkreissystems an einem Fahrzeug gemäß dem Ausführungsbeispiel;
8 eine schematische Darstellung zum Erläutern eines Kältemittelstroms in einem Kondensator mit integrierter Trennvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel; und
9 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Kühlkreissystems.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES DERZEIT BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGS-BEISPIELS
Zuerst werden nun unter Bezugnahme auf 1 bis 5 der beiliegenden Zeichnungen für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung Vergleichsbeispiele beschrieben, die nicht im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung liegen, wie er in den anhängenden Ansprüchen definiert ist. Danach wird ein derzeit bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Detail Bezug nehmend auf 6 bis 8 der beiliegenden Zeichnungen erläutert.
Ein erstes Vergleichsbeispiel wird nun unter Bezugnahme auf 1 bis 3 beschrieben. Wie in 1 und 2 dargestellt, wird ein Kompressor 10 durch einen Fahrzeugmotor 12 durch eine elektromagnetische Kupplung 11 angetrieben. Eine Ventilvorrichtung 14 ist auf einer Seite eines Ausgaberohrs 13, durch welches ein von dem Kompressor 10 ausgegebenes Kältemittel strömt, angeordnet. Wie in 2 dargestellt, enthält die Ventilvorrichtung 14 ein elektromagnetisches Ventil 15 zum Kühlen, ein elektromagnetisches Ventil 16 zum Heizen, eine Dekompressionseinheit 17 zum Heizen, einen Heißgas-Bypasskanal 18 und ein Rückschlagventil 19. Das elektromagnetische Ventil 16 und die Dekompressionseinheit 17 sind in dem Heißgas-Beipasskanal 18 angeordnet. Demgemäß kann die Dekompressionseinheit 17 durch ein enges radiales Drosselloch (feste Drossel), das an einem Kältemittelauslass des elektromagnetischen Ventils 16 vorgesehen ist, aufgebaut sein.
Das Ausgaberohr 13 des Kompressors 10 ist mit einem Einlassanschluss 20a eines Kondensators 20 verbunden, und das elektromagnetische Ventil 15 ist in dem Ausgaberohr 13 an einer stromaufwärtigen Seite des Kondensators 20 in einer Kältemittelströmungsrichtung angeordnet. Ein von dem Kompressor 10 ausgegebenes Hochdruck-Gaskältemittel strömt nach dem Durchgang durch das elektromagnetische Ventil 15 in den Kondensator 20 und tauscht mit zu kühlender und in dem Kondensator 20 kondensierter Außenluft Wärme aus. Wie in 1 und 2 dargestellt, hat der Kondensator 20 eine erste Wärmetauscheinheit 21 und eine zweite Wärmetauscheinheit 22, die in dieser Reihenfolge in einer Kältemittelströmungsrichtung vorgesehen sind. Eine Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 (zweite Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung) zum Trennen des Kältemittels in gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel ist zwischen der ersten Wärmetauscheinheit 21 und der zweiten Wärmetauscheinheit 22 in dem Kondensator 20 angeordnet.
Die in 1 angegebene Kondensatorkonstruktion zeigt ein spezielles Beispiel des Kondensators 20, in dem die erste Wärmetauscheinheit 21, die zweite Wärmetauscheinheit 22 und die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 integriert sind. Das heißt, der Kondensator 20 ist ein Kondensator mit integrierter Trennvorrichtung. In 1 enthält der Kondensator 20 einen Wärmetauschabschnitt 20b, in dem mehrere Rohre, durch welche das Kältemittel strömt, und mehrere Wellrippen abwechselnd in einer Oben/Unten-Richtung geschichtet sind. Beide Sammelbehälter 20c, 20d sind an beiden Enden jedes Rohrs vertikal verlaufend angeordnet.
Ein Trennelement 20e zum Trennen eines Innenraums in dem einen Sammelbehälter 20c ist so angeordnet, dass der Innenraum des einen Sammelbehälters 20c in einen oberen und einen unteren Raum getrennt ist. Demgemäß gelangt das Kältemittel von dem Einlassanschluss 20a durch die oberen Rohre des Wärmetauschabschnitts 20b, nachdem es durch den oberen Raum des einen Sammelbehälters 20c gelangt ist. Eine Trennplatte 20f ist in einem Innenraum des anderen Sammelbehälters 20d so angeordnet, dass der Innenraum des anderen Sammelbehälters 20d in einen oberen und einen unteren Raum getrennt ist. Demgemäß gelangt das durch die oberen Rohre des Wärmetauschabschnitts 20b gelangende Kältemittel durch den oberen Raum des anderen Sammelbehälters 20d und strömt durch einen ersten Verbindungspfad 23a, durch welchen der obere Raum des anderen Sammelbehälters 20d mit dem oberen Abschnitt der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 in Verbindung steht, in einen oberen Abschnitt der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23.
Die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 hat eine lange und enge Behälterform, die sich in einer vertikalen Richtung (Oben/Unten-Richtung) erstreckt, und trennt das Kältemittel in gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel durch Ausnutzen eines Dichteunterschiedes zwischen dem flüssigen Kältemittel und dem gasförmigen Kältemittel. Die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 ist mit dem anderen Sammelbehälter 20d integriert und besitzt einen das flüssige Kältemittel sammelnden Behälter im unteren Teil des Behälters. Das in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 getrennte gasförmige Kältemittel strömt durch einen an einer oberen Seite der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 vorgesehenen zweiten Verbindungspfad 23b zwischen der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 und dem anderen Sammelbehälter 20b in den unteren Raum des anderen Sammelbehälters 20d unter der Trennplatte 20f. Das in den unteren Raum des anderen Sammelbehälters 20d strömende gasförmige Kältemittel strömt durch die unteren Rohre des Wärmetauschabschnitts 20b, strömt in den unteren Raum des einen Sammelbehälters 20 unter der Trennplatte 20e und strömt danach von einem Auslassanschluss 20g zur Außenseite des Kondensators 20.
An einer untersten Seite der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 ist ein dritter Verbindungspfad 23c so vorgesehen, dass in dem flüssigen Kältemittel enthaltenes Öl zurückgeführt werden kann. Der dritte Verbindungspfad 23c ist durch einen Drosselkanal aufgebaut. Ein Teil des Öl enthaltenden flüssigen Kältemittels in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 strömt durch den dritten Verbindungspfad 23c in den unteren Raum des anderen Sammelbehälters 20d.
Im ersten Beispiel ist die erste Wärmetauscheinheit 21 im oberen Teil des Wärmetauschabschnitts 20b konstruiert, und die zweite Wärmetauscheinheit 22 ist im unteren Teil des Wärmetauschabschnitts 20b konstruiert. In 1 ist zum einfachen Anzeigen des Kältemittelstroms der Kältemittelstrom in einer einfachen geraden Linie angegeben. Der Kältemittelstrom kann jedoch auch schlängelnd in der ersten und der zweiten Wärmetauscheinheit 21, 22 des Kondensators 20 strömen, um in wenigstens einen der beiden Sammelbehälter 20c, 20d eine U-Kehre auszuführen.
Der Kondensator 20 gemäß dem ersten Beispiel ist durch integrales Zusammenbauen der ersten Wärmetauscheinheit 21, der zweiten Wärmetauscheinheit 22 und der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 gebildet, um diese drei Teile durch ein integrales Aluminiumlötverfahren oder dergleichen in eine integrierte einteilige Konstruktion zusammenzubauen. Selbst wenn jedoch diese drei Teile der ersten Wärmetauscheinheit 21, der zweiten Wärmetauscheinheit 22 und der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 einzeln konstruiert sind und diese drei Teile unter Verwendung einer geeigneten Rohrleitung oder dergleichen verbunden sind, sind die gleichen Funktionen vorgesehen.
Weiter sind im ersten Beispiel die Ventilvorrichtung 14, der Einlassanschluss 20a und der Auslassanschluss 20g an einer luftstromaufwärtigen Seite im Kondensator 20 in einer Luftströmungsrichtung angeordnet. Der Einlassanschluss 20a und der Auslassanschluss 20g sind an dem einen Sammelbehälter 20c in der Oben/Unten-Richtung voneinander entfernt befestigt. Außerdem kann zum Beispiel ein Auslassabschnitt 15a des elektromagnetischen Ventils 15 der Ventilvorrichtung 14 an dem Einlassanschluss 20a befestigt sein, sodass ein Gesamtkörper der Ventilvorrichtung 14 in dem Anschlussabschnitt 20a des Kondensators 20 getragen und an diesem befestigt ist. Hierbei kann die Ventilvorrichtung 14 an einer oberen Platte 20h des Kondensators 20 durch eine geeignete Kammer befestigt sein.
Eine Dekompressionseinheit 24 (erste Dekompressionseinheit) ist mit dem Auslassanschluss 20g verbunden, sodass das Kältemittel nach Durchströmen des Kondensators 20 in der Dekompressionseinheit 24 dekomprimiert wird, um zu einem Gas/Flüssigkeit-Zweiphasen-Kältemittel zu werden. Zum Beispiel kann die Dekompressionseinheit 24 durch ein Kapillarrohr mit einem engen Durchmesser (z.B. ϕ = 1,2 – 1,3 mm) und einer bestimmten Länge gebildet sein.
Das Rückschlagventil 19 in der Ventilvorrichtung 14 ist mit einer Auslassseite der Dekompressionseinheit 24 verbunden. Das Rückschlagventil 19 ist angeordnet, um einen Kältemittelstrom von dem Heißgas-Bypasskanal 18 zu dem Kondensator 20 in einem Heizmodus zu verändern. Ein Auslassabschnitt des Rückschlagventils 19 ist mit einem Auslassabschnitt des Heißgas-Bypasskanals 18 in der Ventilvorrichtung 14 verbunden. Demgemäß kann der Heißgas-Bypasskanal 18 durch einen sehr kurzen Kanal in der Ventilvorrichtung 14 an einer Position nahe dem Kondensator 20 konstruiert sein, und ein Anschlussabschnitt 25, an dem der Auslassabschnitt des Heißgas-Bypasskanals 18 und der Auslassabschnitt des Rückschlagventils 19 verbunden sind, können in der Ventilvorrichtung 14 vorgesehen sein.
Wie in 2 dargestellt, ist ein einzelnes Niederdruck-Kältemittelrohr 26 mit dem Anschlussabschnitt 25 verbunden und verläuft von einem Motorraum 29 durch ein Loch eines Armaturenbretts 27 in eine Fahrgastzelle 28. Das Armaturenbrett 17 dient dem Trennen des Motorraums 29 und der Fahrgastzelle 28 voneinander.
Eine Klimaeinheit 30 ist in der Fahrgastzelle 28 an einer vorderen Seite unter einer Instrumententafel angeordnet. In der Klimaeinheit 30 ist ein Verdampfapparat 32 (Wärmetauscher) zum Kühlen von Luft im Kühlmodus an einer luftstromabwärtigen Seite einer elektrischen Gebläseeinheit 31 zum Blasen von Luft angeordnet, ein Heißwasser-Heizkern 33 ist an einer luftstromabwärtigen Seite des Verdampfapparats 32 angeordnet. Das mit dem Anschlussabschnitt 25 verbundene Niederdruck-Kältemittelrohr 26 ist mit einem Kältemitteleinlass des Verdampfapparats 32 verbunden, und ein Kältemittelauslass des Verdampfapparats 32 ist mit einem Niederdruck-Kältemittelrohr 34 verbunden. Das mit dem Kältemittelauslass des Verdampfapparats 32 verbundene Niederdruck-Kältemittelrohr 34 verläuft nach Durchdringen des Armaturenbretts 27 zum Motorraum 29 und ist mit einem Einlass eines Speichers 35 (erste Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung) verbunden. Das in dem Speicher 35 getrennte gasförmige Kältemittel wird durch ein Saugrohr 36 in eine Ansaugöffnung des Kompressors 10 gesaugt.
Der Speicher 35 ist eine niederdruckseitige Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung, in der das von dem Verdampfapparat 32 ausgegebene Niederdruckkältemittel in gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel getrennt wird und das flüssige Kältemittel im Heizmodus im Speicher 35 gespeichert wird. Ein Drosselkanal 35a (Ölrückführkanal), von dem das Öl enthaltende flüssige Kältemittel in den Kompressor 10 gesaugt werden kann, ist an einer Bodenseite des Speichers 35 vorgesehen, um mit dem Ansaugrohr 36 verbunden zu werden.
Der Drosselkanal 35a zum Rückleiten von Öl kann in eine Konstruktion ähnlich dem dritten Verbindungspfad 23c ausgebildet sein. In 2 ist der Drosselkanal 35a einfach unabhängig angezeigt. Jedoch kann der Drosselkanal 35a zum Rückleiten von Öl in dem Speicher 35 angrenzend an den Bodenabschnitt ausgebildet sein und kann in die andere Form ausgebildet sein.
Der Speicher 35 kann durch Kombinieren mit der hochdruckseitigen Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 verwendet werden. In diesem Fall kann die Größe deutlich reduziert werden. Der Speicher 35 kann mit dem niederdruckseitigen Kältemittelrohr 34 des Verdampfapparats 32 verbunden sein, um durch das niederdruckseitige Kältemittelrohr 34 gehalten zu werden, wie in 1 dargestellt.
In dem Kühlmodus oder einem Entfeuchtungsmodus absorbiert das Kältemittel im Verdampfapparat 32 Wärme aus der durch das Gebläse 31 geblasenen Luft, sodass die durch den Verdampfapparat 32 strömende Luft gekühlt und entfeuchtet wird. Andererseits strömt in einem Heizmodus im Winter das durch den Heißgas-Bypasskanal 18 strömende Hochtemperatur-Gaskältemittel (heißes Gas) in den Verdampfapparat 32 (Wärmetauscher), sodass die durch den Verdampfapparat 32 strömende Luft geheizt wird. In diesem Fall wird der Verdampfapparat 32 als ein Heizkörper benutzt.
Das heiße Wasser (Motorkühlwasser) aus dem Motor 12 strömt durch den Betrieb einer Wasserpumpe in den Heizkern 33, sodass die durch den Heizkern 33 strömende Luft mittels des heißen Wassers als eine Heizquelle geheizt wird. Danach wird die klimatisierte Luft von einem Luftauslass, der an einer luftstromabwärtigen Seite des Heizkerns 33 vorgesehen ist, in die Fahrgastzelle 28 geblasen.
Jeder Betrieb der elektromagnetischen Kupplung 11, des elektromagnetischen Ventils 15, des elektromagnetischen Ventils 16, eines Kühllüfters zum Blasen der Luft zum Kondensator 20, des elektrischen Gebläses 31 und dergleichen des Kühlkreissystems wird durch eine elektronische Steuereinheit (nicht dargestellt) gesteuert.
Als nächstes wird eine Funktionsweise des Kühlkreissystems gemäß dem ersten Beispiel beschrieben. Wenn der Kühlmodus zum Kühlen der Fahrgastzelle 28 ausgewählt wird, wird das elektromagnetische Ventil 15 geöffnet und das elektromagnetische Ventil 16 geschlossen. Weiter wird die elektromagnetische Kupplung 11 eingeschaltet, um elektrisch angeschlossen zu sein, und der Kompressor 10 wird durch den Motor 12 angetrieben. In diesem Fall strömt das von dem Kompressor 10 ausgegebene gasförmige Kältemittel durch das elektromagnetische Ventil 15, den Kondensator 20, die Dekompressionseinheit 24, das Rückschlagventil 19, den Verdampfapparat 32 und den Speicher 35 in dieser Reihenfolge und kehrt anschließend zum Kompressor 10 zurück. Der Betrieb im Kühlmodus wird im Detail mittels eines in 3 gezeigten Mollier-Diagramms beschreiben. Das heißt, ein von dem Kompressor 10 ausgegebenes überhitztes gasförmiges Kältemittel E1 strömt in die erste Wärmetauscheinheit 21 des Kondensators 20, um einen Wärmeaustausch mit der zu kühlenden Außenluft durchzuführen, und strömt danach in die hochdruckseitige Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23.
In dem Kühlkreissystem des ersten Beispiels ist die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 so gesetzt, dass das flüssige Kältemittel immer darin gespeichert wird und eine vorbestimmte Gas/Flüssigkeit-Grenzfläche darin vorgesehen ist. Das heißt, wenn das Überhitzungsgas von der ersten Wärmetauscheinheit 21 in die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 strömt, wird ein Teil des in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 gespeicherten flüssigen Kältemittels verdampft. Wenn dagegen das Gas/Flüssigkeit-Zweiphasen-Kältemittel von der ersten Wärmetauscheinheit 21 in die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 strömt, wird das Gas/Flüssigkeit-Kältemittel in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 voneinander getrennt.
Weil die Gas/Flüssigkeit-Grenzfläche immer in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 gebildet ist, ist das Kältemittel E2 in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 auf einer Sättigungsgaslinie L1 in dem Mollier-Diagramm positioniert und der Überhitzungsgrad wird zu Null (SH = 0°C). So strömt das Sättigungsgaskältemittel E2, das in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 in Gas und Flüssigkeit getrennt worden ist, in die zweite Wärmetauscheinheit 22 des Kondensators 20 und steht mit Kühlluft (Außenluft) in Wärmeaustausch, um zu kondensieren.
Der Unterkühlungsgrad SC des Kältemittels E3 am Auslass der zweiten Wärmetauscheinheit 22 wird in Abhängigkeit von Schwankungen in den Kreisbetriebszuständen bestimmt. Insbesondere wird der Unterkühlungsgrad SC, weil die Dekompressionseinheit 24 durch eine feste Beschränkungsvorrichtung aufgebaut ist, in Abhängigkeit von einer Strömungsmengencharakteristik der festen Beschränkungsvorrichtung, einem Kreishochdruck und einer Kreiskältemittelströmungsmenge bestimmt. Die Strömungsmengencharakteristik wird basierend auf einer Art der festen Beschränkungsvorrichtung bestimmt.
Das oben beschriebene unterkühlte Kältemittel E3 wird als nächstes durch die feste Beschränkungsvorrichtung der Dekompressionseinheit 24 dekomprimiert, um zu einem Niederdruck-Gas/Flüssigkeit-Kältemittel E4 zu werden, dieses Niederdruckkältemittel E4 absorbiert als nächstes Wärme aus einer durch den Verdampfapparat 32 in der Klimaeinheit 30 strömenden Luft, um verdampft zu werden, und wird zu einem überhitzten Gaskältemittel E5 mit einem geeigneten Überhitzungsgrad SH. Dieses überhitzte Gaskältemittel E5 wird in den Kompressor 10 gesaugt, um wieder komprimiert zu werden.
In dem Kühlkreissystem des ersten Beispiels wird das Kältemittel E2 in der auf mittlerem Weg im Kondensator 23 angeordneten Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 in den gesättigten Zustand auf der Sättigungsgaslinie L1 gehalten, wie oben beschrieben. Deshalb wird das von dem Kompressor 10 ausgegebene gasförmige Kältemittel E1 auf einen überhitzten Zustand gesetzt, der durch eine Wärmetauschmenge (d.h. Menge der Wärmestrahlung) H1 in der ersten Wärmetauscheinheit 21 des Kondensators 20 bestimmt wird. Mit anderen Worten wird der Zustand des ausgegebenen gasförmigen Kältemittels E1 durch einen Anstieg oder einen Abfall der Wärmetauschmenge H1 bestimmt.
Weil ein Kompressionsprozess des Kältemittels in dem Kompressor 10 grundsätzlich mit einer isentropischen Veränderung aufgrund der adiabatischen Kompression einhergeht, wird, wenn der Zustand des ausgegebenen gasförmigen Kältemittels E1 bestimmt wird, der Zustand des Kältemittels E5 an der Saugseite des Kompressors 1, d.h. der Überhitzungsgrad SH des Kältemittels E5 durch eine isentropische Linie L3 bestimmt. Demgemäß wird, selbst wenn der Überhitzungsgrad SH des saugseitigen Kältemittels E5 in Abhängigkeit von Schwankungen der Kreisbetriebsbedingungen schwankt, die Wärmetauschmenge H1 der ersten Wärmetauscheinheit 21 in geeigneter Weise im Voraus eingestellt, sodass es möglich wird, den Überhitzungsgrad SH des saugseitigen Kältemittels E5 in einem Bereich von zum Beispiel 0 bis 20°C zu steuern.
Gemäß dem ersten Beispiel wird der Zustand des von dem Kompressor 10 ausgegebenen gasförmigen Kältemittels E1 basierend auf der Wärmetauschmenge H1 des ersten Wärmetauschabschnitts 21 bestimmt, sodass der Überhitzungsgrad SH des Ansaugkältemittels E5 gesteuert wird. Deshalb strömt, selbst wenn der Speicher 35 an der Saugseite des Kompressors 10 angeordnet ist, ein Überhitzungsgaskältemittel mit einem geeigneten Überhitzungsgrad SH durch den Speicher 35. Demgemäß wird im Kühlmodus der Speicher 35 nur als ein Kältemittelkanal, aber ohne eine Gas/Flüssigkeit-Trennfunktion benutzt.
Andererseits wird im Heizmodus im Winter durch die elektronische Steuereinheit das elektromagnetische Ventil 15 geschlossen und das elektromagnetische Ventil 16 geöffnet, sodass der Heißgas-Bypasskanal 18 geöffnet wird. Demgemäß strömt das von dem Kompressor 10 ausgegebene Hochtemperatur-Gaskältemittel (Überhitzungsgaskältemittel) durch das elektromagnetische Ventil 16 und wird in der Dekompressionseinheit 17 (feste Drosselvorrichtung) komprimiert. Danach wird das dekomprimierte gasförmige Kältemittel durch den Heißgas-Bypasskanal 18 und das Niederdruckrohr 26 in den Verdampfapparat 32 der Klimaeinheit 32 eingeleitet. Demgemäß wird im Heizmodus im Winter die durch den Verdampfapparat 32 strömende Luft durch die Wärmestrahlung des Heißgas-Kältemittels geheizt. Danach strömt das Kältemittel von dem Verdampfapparat 32 in den Speicher 35 und wird im Speicher 35 in gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel getrennt. Das in dem Speicher 35 getrennte gasförmige Kältemittel wird in den Kompressor 10 gesaugt, um im Heizmodus komprimiert zu werden. Gleichzeitig wird auch etwas des in der unteren Seite des Speichers 35 gespeicherten flüssigen Kältemittels (Öl enthaltend) durch den Drosselkanal 35a in den Kompressor 10 gesaugt.
Im Heizmodus verhindert das Rückschlagventil 19 ein Strömen des Kältemittels von dem Heißgas-Bypasskanal 18 zum Kondensator 20. Deshalb kann im Heizmodus verhindert werden, dass das Kältemittel im Kondensator 20 bleibt.
Gemäß dem ersten Beispiel können sowohl die Kühlkapazität im Kühlmodus als auch die Heizkapazität im Heizmodus verbessert werden. Das heißt, die Heizkapazität aufgrund des Heißgas-Heizers wird basierend auf der Kompressionsarbeitsmenge des Kompressors 10 bestimmt. Deshalb ist zum Verbessern der Heizkapazität der Drosseldurchmesser (Drosselöffnungsgrad) des Drosselkanals 35a (Flüssigkeitsrückführkanal) größer gemacht (z.B. ϕ = 2,5 Grad). In diesem Fall ist die Ansaugkältemittelmenge im Kompressor 10 erhöht, und die Kompressionsarbeitsmenge des Kompressors 10 ist erhöht. Wenn jedoch der Drosseldurchmesser des Drosselkanals 35a des Speichers 35 größer gemacht wird, wird auch die in den Kompressor 10 zu saugende Flüssigkältemittelansaugmenge im Kühlmodus in einem allgemeinen Kühlkreis vergrößert. Im Kühlmodus wird, falls die in den Kompressor 10 gesaugte Flüssigkältemittelmenge erhöht wird, die durch den Verdampfapparat 32 strömende Kältemittelmenge erhöht, ein Kältemittelverdampfungsdruck (niederdruckseitiger Druck) wird vergrößert und eine Kältemittelverdampfungstemperatur wird erhöht. Als Ergebnis wird die Temperatur der von dem Verdampfapparat 32 geblasenen Luft im Kühlmodus erhöht und die Kühlleistung wird in diesem gewöhnlichen Kühlkreis verringert. Ferner wird in diesem Fall durch Vergrößern der in den Kompressor 10 gesaugten Flüssigkältemittelmenge die in dem Kühlkreis zirkulierende Ölrückführmenge übermäßig vergrößert. Demgemäß wird ein Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der Luft im Verdampfapparat 32 verschlechtert und eine Kühlleistung wird weiter verringert. Das heißt, zum Verbessern der Kühlleistung im Kühlmodus wird vorzugsweise der Drosselgrad (Durchmesser) kleiner als ein vorbestimmtes Maß (ϕ = 1,2 Grad) eingestellt. Deshalb haben der Drosseldurchmesser (Drosselöffnungs grad) des Drosselkanals 35a im Kühlmodus und der Drosseldurchmesser (Drosselöffnungsgrad) des Drosselkanals 35a im Heizmodus eine entgegengesetzte Beziehung.
Gemäß dem ersten Beispiel ist jedoch der Kondensator 20 so aufgebaut, dass die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 zwischen der ersten und der zweiten Wärmetauscheinheit 21, 22 vorgesehen ist. Außerdem ist im Kühlmodus das Kühlkreissystem so eingestellt, dass das in den Kompressor 10 zu saugenden Kältemittel einen vorbestimmten Überhitzungsgrad besitzt und der Speicher 35 als ein Kältemittelkanal benutzt wird, durch den das Überhitzungsgaskältemittel strömt. Demgemäß kann im ersten Beispiel, selbst wenn der Drosseldurchmesser (d.h. Drosselöffnungsgrad) des Drosselkanals 35a zum Verbessern der Heizleistung im Heizmodus größer eingestellt wird, eine Verringerung der Kühlleistung im Kühlmodus verhindert werden, weil der Speicher 35 im Kühlmodus nur als ein Kältemittelkanal verwendet wird.
So wird gemäß dem ersten Beispiel, selbst wenn der Drosseldurchmesser (Drosselquerschnittsfläche) des Ölrückführkanals 35a zum Verbessern der Heizleistung im Heizmodus vergrößert wird, die Kühlleistung im Kühlmodus nicht gesenkt. Demgemäß können sowohl die Heizleistung als auch die Kühlleistung verbessert werden.
Im ersten Beispiel kann eine Schwankung der Kältemittelumlaufmenge aufgrund einer Schwankung der Wärmelast im Kühlmodus durch ein Behältervolumen der hochdruckseitigen Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 des Kondensators 20 aufgefangen werden. Deshalb muss der Speicher 35 keine Behältergröße zum Auffangen der Schwankung der Kältemittelumlaufmenge im Kühlmodus einstellen. Das heißt, die Behältergröße des Speichers 35 kann allein unter Berücksichtigung einer notwendigen Kältemittelmenge im Heizmodus eingestellt werden. Weiter kann im Heizmodus das überschüssige Kältemittel im Heizmodus gespeichert werden, um in die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 des Kondensators 2 und den Speicher 35 aufgeteilt zu werden. Demgemäß kann die Behältergröße des Speichers 35 im Vergleich zu einem gewöhnlichen Speicherkreis deutlich reduziert werden (z.B. um 1/3 oder weniger). Wie in 1 dargestellt, ist der Speicher 35 in dem Niederdruckrohr 34 an der Kältemittelauslassseite des Verdampfapparats 32 angeschlossen und wird allein durch das Niederdruckrohr 34 gestützt. Deshalb ist es unnötig, den Speicher 35 an einer Fahrzeugkarosserie durch eine spezielle Klammer zu stützen und zu befestigen. So kann eine Montierbarkeit des Speichers 35 an dem Fahrzeug verbessert werden.
Außerdem wird, weil die Dekompressionseinheit 24 durch eine feste Drosselvorrichtung ohne einen temperaturempfindlichen Abschnitt, wie beispielsweise ein Kapillarrohr, aufgebaut ist, ein Einstellvorgang der Kältemittelströmungsmenge durch eine Wärmemenge von dem Fahrzeugmotor 12 und heiße Luft in dem Motorraum 29 kaum gestört. Deshalb kann die Dekompressionseinheit 24 im Motorraum 29 an einer Position angrenzend an den Kondensator 20 angeordnet werden.
Als Ergebnis ist es an einer Position um den Kondensator 20 möglich, die Auslassseite der Kompressionseinheit 24 und die Auslassseite des Heißgas-Bypasskanals 18 mit dem einen niederdruckseitigen Rohr 26 zu verbinden. Deshalb kann der Heißgas-Bypasskanal 18 in der Ventilvorrichtung 14 nahe zu dem Kondensator 20 vorgesehen werden, und diese Kältemittelkanäle können kürzer gemacht werden. So können allein unter Verwendung beider niederdruckseitigen Rohre 26, 34, die das Armaturenbrett 27 durchdringen, die in den Motorraum 29 vorgesehenen Komponenten des Kühlkreissystems mit dem in der Fahrgastzelle 28 vorgesehenen Verdampfapparat 32 verbunden werden. Dadurch kann die Heißgas-Heizfunktion in dem Kühlkreissystem erhalten werden, während die Rohrkonstruktion des Kühlkreissystems einfach gemacht werden kann und die Montierbarkeit des Kühlkreissystems am Fahrzeug verbessert werden kann. Außerdem sind die Elemente 15–19 der Ventilvorrichtung 14 ohne große Veränderung der Kältemittelrohranordnung integriert. Deshalb kann das Kühlkreissystem mit der Heißgas-Heizfunktion (Heißgas-Bypasskonstruktion) an dem Fahrzeug allein durch Hinzufügen der diese Elemente 15–19 integrierenden Ventilvorrichtung 14 montiert werden, und die Montierbarkeit des Kühlkreissystems am Fahrzeug kann weiter verbessert werden.
Es wird nun ein zweites Vergleichsbeispiel Bezug nehmend auf 4 beschrieben. In dem oben beschriebenen ersten Beispiel ist die hochdruckseitige Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 integral mit dem Sammelbehälter 20d des Kondensators 20 konstruiert. Im zweiten Beispiel ist, wie in 4 dargestellt, die hochdruckseitige Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 separat von dem Kondensator 20 mit der ersten und der zweiten Wärmetauscheinheit 21, 22 konstruiert.
Das heißt, im zweiten Beispiel ist, wie in 4 dargestellt, die hochdruckseitige Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 durch ein unabhängiges Behälterelement, das von dem Sammelbehälter 20d des Kondensators 20 getrennt ist, konstruiert und die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 und der Sammelbehälter 20d sind durch drei Rohre 40–42 verbunden. Das erste Rohr 40 dient dem Einleiten des Kältemittels in den oberen Raum des Sammelbehälters 20d über der Trennplatte 20f in die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23. Demgemäß entspricht das erste Rohr 40 des zweiten Beispiels dem ersten Verbindungspfad 23a des oben beschriebenen ersten Beispiels. Das zweite Rohr 41 dient dem Einleiten des gasförmigen Kältemittels von der oberen Seite in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 in den unteren Raum des Sammelbehälters 20d unter der Trennplatte 20f. Demgemäß entspricht das zweite Rohr 41 des zweiten Beispiels dem zweiten Verbindungspfad 23b des oben beschriebenen ersten Beispiels. Außerdem dient das dritte Rohr 41 dem Einleiten des Öl enthaltenden flüssigen Kältemittels von der unteren Seite in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 in den unteren Raum in dem Sammelbehälter 20d unterhalb der Trennplatte 20f. Demgemäß entspricht das dritte Rohr 42 des zweiten Beispiels dem dritten Verbindungspfad 23c des oben beschriebenen ersten Beispiels.
Im zweiten Beispiel wird die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 in dem Sammelbehälter 20d gehalten und durch eine Klammer 43 daran befestigt. Im zweiten Beispiel kann jedoch die hochdruckseitige Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 an der Karosserie um den Kondensator 20 durch eine Klammer befestigt werden.
Im zweiten Beispiel sind die anderen Teile ähnlich jenen des oben beschriebenen ersten Beispiels, und die Wirkungen ähnlich jenen des oben beschriebenen ersten Beispiels können erzielt werden.
Ein drittes Vergleichsbeispiel wird nun Bezug nehmend auf 5 beschrieben. In dem oben beschriebenen ersten Beispiel ist der Speicher 35 so angeordnet, dass er in dem niederdruckseitigen Rohr 34 im Motorraum 29 gehalten wird. Im dritten Beispiel ist jedoch, wie in 5 dargestellt, der Speicher 34 in dem niederdruckseitigen Rohr 34 in der Fahrgastzelle 28 angeordnet.
5 zeigt einen Montagezustand einer Klimaanlage an einem Fahrzeug mit einem linken Steuerrad. In diesem Fall ist die Klimaeinheit 30 in der Fahrgastzelle 28 an einer Fahrzeugvorderseite unter einer Instrumententafel (nicht dargestellt) an einer etwa Mitte in einer Rechts/Links-Richtung des Fahrzeugs angeordnet. Andererseits ist das Gebläse 31 an einer Fahrzeugvorderseite in der Fahrgastzelle 28 an einer rechten Seite des Fahrzeugs (Beifahrerseite) der Klimaeinheit 30 angeordnet. In diesem Fall ist, wie in 5 dargestellt, der Speicher 35 außerhalb der Klimaeinheit 30 in der Fahrgastzelle 28 angeordnet. Insbesondere ist der Speicher 35 in dem niederdruckseitigen Rohr 34 an einer linken Vorderseite der Klimaeinheit 30 an einer Position nahe dem Armaturenbrett 27 angeordnet.
Im dritten Beispiel sind die anderen Teile ähnlich jenen des oben beschriebenen ersten Beispiels. Das heißt, weil der Speicher 35 ein kleines Volumen aufweist, wie in dem ersten Beispiel beschrieben, kann der Speicher einfach in einem kleinen Raum in der Fahrgastzelle angeordnet werden.
Es wird nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 6–9 beschrieben. In dem oben beschriebenen ersten Beispiel sind die erste Wärmetauscheinheit 21 und die zweite Wärmetauscheinheit 22 in dieser Reihenfolge in der Kältemittelströmungsrichtung angeordnet, und die hochdruckseitige Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 ist zwischen der ersten Wärmetauscheinheit 21 und der zweiten Wärmetauscheinheit 22 vorgesehen. Deshalb strömt im Kühlmodus die gesamte in den Kondensator 20 strömende Kältemittelmenge in das Auffanggefäß 23, und der Überhitzungsgrad des von dem Kompressor 10 ausgegebenen gasförmigen Kältemittels E1 und der Überhitzungsgrad des in den Kompressor 10 gesaugten Kältemittels E5 werden durch die Wärmetauschmenge H1 der ersten Wärmetauscheinheit 21 eingestellt. Jedoch hat die zum Kondensator 20 geblasene Außenluft eine Luftverteilung. Demgemäß wird, wenn eine Kühllast im Sommer größer ist und wenn das Kältemittel teilweise in der ersten Wärmetauscheinheit 21 stark gekühlt wird, die Kältemittelkondensationsmenge in der ersten Wärmetauscheinheit 21 größer und das flüssige Kältemittel wird einfach in der hochdruckseitigen Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 gespeichert. Als Ergebnis kann die in dem Kreis zirkulierende Kältemittelmenge verringert werden und kann unzureichend sein. In diesem Fall wird der Überhitzungsgrad des Kältemittels an der Auslassseite des Verdampfapparats 32 überhöht, und der Überhitzungsgrad des von dem Kompressor 10 ausgegebenen Kältemittels wird ebenfalls überhöht.
Daher wird in diesem Ausführungsbeispiel der Überhitzungsgrad des in den Kompressor 10 gesaugten Kältemittels E5 mittels eines Operationsprinzips eingestellt, das von jenem des oben beschriebenen ersten Beispiels verschieden ist. Das heißt, in diesem Ausführungsbeispiel wird der Überhitzungsgrad des von dem Kompressor 10 ausgegebenen Kältemittels direkt zu der hochdruckseitigen Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung zurückgeführt, sodass die in der hochdruckseitigen Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 gespeicherte Flüssigkältemittelmenge eingestellt wird und der Überhitzungsgrad des von dem Kompressor 10 ausgegebenen Kältemittels eingestellt werden kann.
Wie in 6 dargestellt, wird in dem Ausführungsbeispiel die Kältemittelströmungskonstruktion im Vergleich zu dem oben beschriebenen ersten Beispiel wie folgt geändert. Ein Teil des Kältemittels in einem Hauptkältemittelkanal eines Kondensators 20 wird durch einen ersten Verbindungspfad 23a in den oberen Abschnitt in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 eingeleitet. Eine Verbindungsposition 20h des ersten Verbindungskanals 23a ist so gesetzt, dass das Gas/Flüssigkeit-Zweiphasen-Kältemittel mit einer vorbestimmten Trockenheit in dem Hauptkältemittelkanal des Kondensators 20 in die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 strömt. Weiter beträgt eine in den ersten Verbindungspfad 23a abgezweigte Kältemittelströmungsmenge etwa 10% bezüglich einer Gesamtkältemittelmenge.
Ein zweiter Verbindungspfad 23b, durch welchen das gasförmige Kältemittel von der oberen Seite in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 in den Hauptkältemittelkanal im Kondensator 20 an einer stromabwärtigen Seite zurückkehrt, ist vorgesehen. Außerdem ist ein dritter Verbindungspfad 23c so vorgesehen, dass das Öl enthaltende flüssige Kältemittel in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 von der unteren Seite in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 zu dem Hauptkältemittelkanal im Kondensator 20 an einer stromabwärtigen Seite zurückkehrt. Insbesondere sind sowohl der zweite als auch der dritte Verbindungspfad 23b, 23c in einem einzigen Kanal vereint und mit dem Hauptkältemittelkanal des Kondensators 20 an einer vorbestimmten Verbindungsposition 20i verbunden, die an einer um einen vorbestimmten Abstand stromabwärtigeren Seite als die Verbindungsposition 29h positioniert ist. In dem Ausführungsbeispiel können jedoch der zweite Verbindungspfad 23b und der dritte Verbindungspfad 23c jeweils mit dem Hauptkältemittelkanal des Kondensators 20 verbunden sein, ohne miteinander vereint zu werden.
Im Ausführungsbeispiel können, weil die Verbindungsposition 20i des zweiten und des dritten Verbindungspfades 23b, 23c von einem Auslassanschluss 20g des Kondensators 20 um einen vorbestimmten Abstand getrennt ist, das Kältemittel und das Öl, die von dem zweiten und dem dritten Verbindungspfad 23b, 23c in den Hauptkältemittelkanal des Kondensators 20 strömen, wieder gekühlt werden.
Demgemäß ist ein Wärmetauschabschnitt 20b des Kondensators 20 in einen Wärmetauschabschnitt 20j zwischen dem Einlassanschluss 20a und der Verbindungsposition 20h des ersten Verbindungspfades 23a, einen Wärmetauschabschnitt 20k zwischen der Verbindungsposition 20h und der Verbindungsposition 20i und einen Wärmetauschabschnitt 20m zwischen der Verbindungsposition 20i und dem Auslassanschluss 20g aufgeteilt. In dem Ausführungsbeispiel kann der Wärmetauschabschnitt 20k zwischen der Verbindungsposition 20h und der Verbindungsposition 20j nicht vorgesehen sein, aber ein Drosselkanal kann zwischen der Verbindungsposition 20h und der Verbindungsposition 20i in dem Kondensator 20 vorgesehen sein, sodass man einen vorbestimmten Druckverlust zwischen der Verbindungsposition 20h und der Verbindungsposition 20i in dem Kondensator 20 erhält.
Weiter ist in dem Ausführungsbeispiel ein Bypasskanal 44 vorgesehen, durch den ein Teil des von dem Kondensator 10 ausgegebenen Überhitzungsgaskältemittels am Hauptkältemittelkanal des Kondensators 20 vorbei direkt in die obere Seite in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 eingeleitet wird. Die in den Bypasskanal 44 abgezweigte Kältemittelmenge ist ähnlich der Kältemittelströmungsmenge in den ersten Verbindungspfad 23a ebenfalls auf etwa 10% bezüglich der Gesamtströmungsmenge eingestellt.
Als nächstes wird nun die Funktionsweise des Kühlkreissystems im Kühlmodus gemäß dem Ausführungsbeispiel beschrieben. Wenn von einem Übergangszustand unmittelbar nach einem Startvorgang des Kühlkreissystems ein stationärer Zustand eingestellt wird, werden ein Verhältnis zwischen der Kältemittelmenge aus dem ersten Verbindungspfad 23a und der Kältemittelmenge aus dem Bypasskanal 44 sowie ein Verhältnis zwischen der Gaskältemittel-Rückführmenge durch den zweiten Verbindungspfad 23b und der Flüssigkältemittel-Rückführmenge durch den dritten Verbindungspfad 23c jeweils geeignet eingestellt, sodass eine stabile Flüssigkältemitteloberfläche in der hochdruckseitigen Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 beibehalten werden kann.
Hierbei wird, wenn das Kältemittel in dem Wärmetauschabschnitt 20j aus dem Wärmetauschabschnitt 20b des Kondensators 20 teilweise gekühlt wird, die Kältemittelkondensationsmenge in dem Wärmetauschabschnitt 20j vergrößert, und die in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 gespeicherte Flüssigkältemittelmenge wird erhöht. In diesem Fall wird die in dem Kühlkreissystem umlaufende Kältemittelmenge unzureichend, wenn eine Wärmelast im Sommer höher wird, und der Überhitzungsgrad des Kältemittels am Auslass des Verdampfapparats 32 wird höher. Als Ergebnis wird der Überhitzungsgrad des von dem Kompressor 10 ausgegebenen Kältemittels größer, und das gasförmige Kältemittel mit einem größeren Überhitzungsgrad strömt von dem Bypasskanal 44 in die hochdruckseitige Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23. In diesem Fall wird die Verdampfung des flüssigen Kältemittels in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 beschleunigt, die in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 speichernde Flüssigkältemittelmenge wird reduziert, und die von der hochdruckseitigen Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 durch den zweiten Verbindungspfad 23b in den Hauptkältemittelkanal des Kondensators 20 zurückkehrende Kältemittelmenge wird erhöht, wodurch die in dem Kühlkreissystem umlaufende Kältemittelmenge vergrößert werden kann. Als Ergebnis wird der Überhitzungsgrad des Kältemittels am Auslass des Verdampfapparats 32 verringert, und die Flüssigkeitsoberfläche des flüssigen Kältemittels in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 kann im stationären Zustand auf einem stabilen Niveau gehalten werden.
Wenn andererseits die Kühllast klein ist, wird, wenn der Überhitzungsgrad des Kältemittels am Auslass des Verdampfapparats 32 etwa Null ist oder flüssiges Kältemittel durch den Speicher 35 in den Kompressor 10 zurückkehrt, auch der Überhitzungsgrad des von dem Kompressor 10 ausgegebenen Kältemittels kleiner. In diesem Fall wird die Verdampfung des flüssigen Kältemittels durch das Kältemittel aus dem Bypasskanal 44 in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 vermindert. Deshalb strömt das Gas/Flüssigkeit-Zweiphasen-Kältemittel in die hochdruckseitige Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23, und die in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 speichernde Flüssigkältemittelmenge wird aufgrund des aus dem ersten Verbindungspfad 23a strömenden Kältemittels erhöht.
Wenn die in dem Kühlkreissystem umlaufende Kältemittelmenge durch den Anstieg der Flüssigkältemittelmenge in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 wieder verringert wird, wird der Überhitzungsgrad des von dem Kompressor 10 ausgegebenen Kältemittels erhöht und in die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 zurückgekoppelt. Demgemäß kann das Flüssigkeitsoberflächenniveau des flüssigen Kältemittels in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 im stationären Zustand auf dem stabilen Niveau gehalten werden.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel kann, weil das von dem Kompressor 10 ausgegebene Überhitzungsgaskältemittel durch den Bypasskanal 44 direkt in die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 eingeleitet werden kann, eine Änderung des Überhitzungsgrades des von dem Kompressor 10 ausgegebenen Kältemittels effektiv zu einer Einstellung der Flüssigkältemittelmenge in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 zurückgekoppelt werden. Weiter kann durch die Einstellung des flüssigen Kältemittels in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 die in dem Kühlkreissystem umlaufende Kältemittelmenge eingestellt werden und der Überhitzungsgrad des von dem Kompressor 10 ausgegebenen Kältemittels kann gesteuert werden. Außerdem kann, weil der Kompressionsprozess des Kältemittels im Kompressor 10 in einer isentropischen Änderung durchgeführt wird, der Überhitzungsgrad des Kältemittels an der Auslassseite des Verdampfapparats 32 gesteuert werden, wenn der Überhitzungsgrad des von dem Kompressor 10 ausgegebenen Kältemittels gesteuert werden kann.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann, weil der Überhitzungsgrad des Kältemittels an der Auslassseite des Verdampfapparats 32 durch die Einstellung der Flüssigkältemittelmenge in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 eingestellt werden kann, verhindert werden, dass die in dem Kühlkreissystem umlaufende Kältemittelmenge unzureichend wird. Demgemäß kann im Kühlmodus verhindert werden, dass die Kühlleistung unzureichend wird oder die in den Kompressor 10 zurückkehrende Ölmenge unzureichend wird.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann im Heizmodus im Winter der Kältemittelwiedergewinnungsvorgang effektiv in einer kurzen Zeit durchgeführt werden. Wenn die Außenlufttemperatur in einer kalten Zeit im Winter niedrig ist, bleibt das flüssige Kältemittel leicht im Kondensator 20 oder in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23. Deshalb wird, wenn der Heizbetrieb aufgrund des Heißgas-Heizers gestartet wird, oder der Heizvorgang durch den Heißgas-Heizer kontinuierlich für eine lange Zeit (z.B. 30 Minuten) durchgeführt wird, der Kühlmodus in bestimmten Intervallen zum Wiedergewinnen des Kältemittels geschaltet. Wenn der Kühlmodus für eine kurze Zeit (z.B. 20 Sekunden) im Heizmodus geschaltet wird, strömt das Kältemittel durch den Kondensator 20 und die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23, das in dem Hauptkältemittelkanal des Kondensators 20 und der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 stehende Kältemittel kann in eine Seite eines Heißgas-Bypasskreises wie beispielsweise des Verdampfapparats 32, des Speichers 35 und des Kompressors 10 wiedergewonnen werden.
Gemäß dem Kühlkreissystem des Ausführungsbeispiels wird im Kühlmodus ein Teil des von dem Kompressor 10 ausgegebenen Kältemittels von dem Hauptkältemittelkanal des Kondensators 20 abgezweigt und direkt in die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 eingeleitet. Im Kältemittelwiedergewinnungsbetrieb während des Heizmodus strömt ein Hauptteil des von dem Kompressor 10 ausgegebenen Kältemittels durch den Wärmetauschabschnitt 20j, den Wärmetauschabschnitt 20k und den Wärmetauschabschnitt 20m des Kondensators 20 sowie die Dekompressionseinheit 24, ohne in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 verflüssigt und gespeichert zu werden. Deshalb kann im Kältemittelwiedergewinnungsbetrieb während des Heizmodus das Kältemittel unmittelbar wiedergewonnen werden.
Im Ausführungsbeispiel kann, selbst wenn die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung mit flüssigem Kältemittel im Heizmodus gefüllt ist, die für den Betrieb des Kühlkreissystems notwendige Kältemittelmenge durch das Kältemittel außer für die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 erhalten werden. Das heißt, selbst wenn ein Behältervolumen der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 von der in dem Kühlkreissystem eingeflossenen Kältemittelmenge abgezogen wird, kann man die für den Heißgas-Heizerbetrieb notwendige Kältemittelmenge durch die subtrahierte Kältemittelmenge behalten. Demgemäß kann im Ausführungsbeispiel unabhängig von der in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 bleibenden Kältemittelmenge der Kältemittelwiedergewinnungsbetrieb in kurzer Zeit effektiv durchgeführt werden. Als Ergebnis kann ein Stoppen des Heißgas-Heizerbetriebs aufgrund des Kältemittelwiedergewinnungsbetriebs in einer kurzen Zeit eingeschränkt werden, und eine Heizleistung des Heißgas-Heizers kann verbessert werden.
Im Ausführungsbeispiel ist, wie in 6 dargestellt, die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 in dem Kältemittelkanal des Kondensators angeordnet. Das heißt, der Kondensator 20 ist ein Kondensator mit integrierter Trennvorrichtung. Die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 kann jedoch auch an einer Kältemittelauslassseite des Kondensators 20 angeordnet sein. Auch in diesem Fall kann die Flüssigkältemittelmenge in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 durch direktes Einleiten des von dem Kompressor 10 ausgegebenen Überhitzungsgaskältemittels eingestellt werden.
7 zeigt einen Montagezustand des Kühlkreissystems gemäß dem Ausführungsbeispiel an einem Fahrzeug. In 7 sind Komponenten ähnlich jenen des oben beschriebenen ersten Beispiels durch die gleichen Bezugsziffern angegeben, und auf eine detaillierte Erläuterung davon wird verzichtet. In 7 ist hauptsächlich die Kältemittelkanalkonstruktion des mit der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 integrierten Kondensators 20 von jener des oben beschriebenen ersten Beispiels verschieden. 8 zeigt ein Beispiel der Kältemittelkanalkonstruktion des Kondensators 20 des Ausführungsbeispiels. Wie in 8 dargestellt, enthält der Kondensator 20 mehrere flache Rohre 20n, die horizontal verlaufen, und mehrere Wellrippen 20p, die jeweils zwischen benachbarten flachen Rohren 20n angeordnet sind. Die flachen Rohre 20n und die Wellrippen 20p sind zwischen den beiden Sammel behältern 20c, 20d angeordnet, um die Wärmetauschabschnitte 20j, 20m zu bilden. In 8 ist der in 6 angegebene Wärmetauschabschnitt 20k weggelassen.
In dem in 1 dargestellten oben beschriebenen ersten Beispiel sind sowohl der Einlassanschluss 20a als auch der Auslassanschluss 20g an dem einen Sammelbehälter 20c vorgesehen, und die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 ist mit dem anderen Sammelbehälter 20d integriert. Wie in 8 dargestellt, ist jedoch im Ausführungsbeispiel der Auslassanschluss 20g in dem einen Sammelbehälter 20c vorgesehen, und die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 und der Einlassanschluss 20a sind in dem anderen Sammelbehälter 20d vorgesehen. Weiter ist, wie in 8 dargestellt, eine Trennplatte 20q in dem Sammelbehälter 20d mit dem Einlassanschluss 20a an einer Position mittlerer Höhe angeordnet, und ein Plattenelement 20s mit einer Drossel 20r ist in diesem Sammelbehälter 20d an einer Position der unteren Seite angeordnet. Andererseits ist eine Trennplatte 20t in dem Sammelbehälter 20c mit dem Auslassanschluss 20g an der gleichen Höhenposition wie jene des Trennelements 20s angeordnet. Das von dem Kompressor 10 ausgegebene Kältemittel strömt von dem Einlassanschluss 20a in den oberen Raum im Sammelbehälter 20d oberhalb der Trennplatte 20q, und der obere Raum oberhalb der Trennplatte 20q in dem Sammelbehälter 20d steht direkt mit einem oberen Raum in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 durch den Bypasskanal 44 in Verbindung.
Der Wärmetauschabschnitt 20j ist an einer oberen Seite oberhalb des Plattenelements 20s und der Trennplatte 20t ausgebildet, und der Wärmetauschabschnitt 20m ist an einer unteren Seite unterhalb des Plattenelements 20s und der Trennplatte 20t ausgebildet. Der in 6 dargestellte mittlere Wärmetauschabschnitt 20k ist in 8 weggelassen.
Ein Teil des von dem Kompressor 10 ausgegebenen Kältemittels, das in dem oberen Raum oberhalb der Trennplatte 20q im Sammelbehälter 20d strömt, strömt durch den Bypasskanal 44 direkt in den oberen Raum in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23. Andererseits strömt ein Hauptteil des von dem Kompressor 10 ausgegebenen Kältemittels durch den Wärmetauschabschnitt 20j und wird, wie durch einen Pfeil A in 8 dargestellt, gewendet, um gekühlt und kondensiert zu werden. Deshalb befindet sich das Kältemittel nach Durchströmen des Wärme tauschabschnitts 20j in einem Gas/Flüssigkeit-Zweiphasenzustand mit einer gewöhnlichen Trockenheit. Das Kältemittel aus dem Wärmetauschabschnitt 20j strömt in einen mittleren Raum des Sammelbehälters 20d zwischen der Trennplatte 20q und dem Plattenelement 20s mit der Drossel 20i, und ein Hauptteil des Kältemittels in diesem mittleren Raum strömt durch die Drossel 20r in den untersten Raum im Sammelbehälter 20d. Gleichzeitig strömt ein Teil des Kältemittels in diesem mittleren Raum im Sammelbehälter 20d von dem ersten Verbindungspfad 23a in die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23.
Ferner strömt das Öl enthaltende flüssige Kältemittel von einer unteren Position in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 durch den dritten Verbindungspfad 23c in den untersten Raum im Sammelbehälter 20d. Weil die Drossel 20r in dem Plattenelement 20s vorgesehen ist, das den mittleren Raum und den untersten Raum definiert, kann aufgrund des Druckverlusts in der Drossel 20r eine vorbestimmte Druckdifferenz eingestellt werden. So kann ein Teil des Kältemittels durch den ersten Verbindungspfad 23a genau von dem mittleren Raum in den Sammelbehälter 20b in die Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 eingeleitet werden, und das in dem flüssigen Kältemittel in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 enthaltene Öl kann durch den dritten Verbindungspfad 23c genau in den untersten Raum des Sammelbehälters 20d eingeleitet werden.
In 8 kann jeder des Bypasskanals 44, des ersten Verbindungspfades 23a und des dritten Verbindungspfades 23c einfach durch ein Durchgangsloch durch eine Wandfläche zwischen dem Sammelbehälter 20d und der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 gebildet werden. Somit ist in diesem Fall eine zusätzliche Rohrkonstruktion für den Bypasskanal 44, den ersten Verbindungspfad 23a und den dritten Verbindungspfad 23c unnötig.
Andererseits ist der zweite Verbindungspfad 23b durch ein Rohrelement konstruiert, durch welches das gasförmige Kältemittel an der oberen Seite in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 in den untersten Raum im Sammelbehälter 20d eingeleitet wird. Das Rohrelement zum Bilden des zweiten Verbindungspfades 23b ist integral mit dem Kondensator 20 verlötet, um gleichzeitig mit der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 und dem Sammelbehälter 20d verbunden zu sein. Das in den untersten Raum im Sammelbehälter 23d strömende Kältemittel strömt durch den Wärmetauschabschnitt 20m, um gekühlt und kondensiert zu werden, und strömt in den untersten Abschnitt im Sammelbehälter 20c unter der Trennplatte 20t. Danach strömt das Kältemittel aus dem Auslassanschluss 20g zu der Dekompressionseinheit 24. In dem Ausführungsbeispiel ist in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 ein Trockenmittel 23d zum Dehydrieren des Kältemittels angeordnet.
In dem Ausführungsbeispiel sind die anderen Teile ähnlich jenen des oben beschriebenen ersten Beispiels. Zum Beispiel ist die hochdruckseitige Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung 23 integral im Kondensator 20 angeordnet, während der niederdruckseitige Speicher 35 zwischen der Kältemittelauslassseite des Verdampfapparats 32 und der Kältemittelansaugseite des Kompressors 10 angeordnet ist.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Zusammenhang mit den bevorzugten Ausführungsbeispielen davon unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen vollständig beschrieben worden ist, ist zu beachten, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen für den Fachmann offensichtlich sein werden.
Zum Beispiel werden in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel beide elektromagnetische Ventile 15 und 16 verwendet, um den Kühlmodus oder den Heizmodus zu schalten. Anstelle der beiden elektromagnetischen Ventile 15, 16 kann jedoch auch ein elektromagnetisches Schaltventil des Dreiwegetyps benutzt werden. Alternativ kann von den beiden elektromagnetischen Ventilen 15, 16 das Ventil 15 zum Kühlen ein elektromagnetisches Ventil sein und das Ventil 16 zum Heizen kann ein Druckunterschiedsventil (Differentialdruckregelventil) sein, das durch eine Druckdifferenz zwischen einem von dem Kompressor 10 ausgegebenen Kältemitteldruck und einem Kältemitteldruck an der Seite des Kondensators 20, welcher erzeugt wird, wenn das elektromagnetische Ventil 15 geschlossen wird, geöffnet wird.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das Kapillarrohr als die feste Drosselvorrichtung benutzt, die die Dekompressionseinheit 24 bildet. Jedoch kann auch eine andere feste Drosselvorrichtung, wie beispielsweise eine Düse und eine Öffnung als die die Dekompressionseinheit 24 bildende feste Drosselvorrichtung verwendet werden. Weil in diesem Fall eine Kanallänge der festen Drossel vorrichtung, wie beispielsweise der Düse und der Öffnung, im Vergleich zu dem Kapillarrohr deutlich reduziert ist, kann die Dekompressionseinheit 24 in die Ventilvorrichtung 14 integriert werden.
Wenn der Speicher 35 wie im dritten Beispiel beschrieben in der Fahrgastzelle 28 angeordnet ist, kann der Speicher 35 mit einer Innenfläche eines Gehäuses der Klimaeinheit 30 integriert werden oder kann mit einer Außenseite des Gehäuses der Klimaeinheit 30 integriert werden.
Die Dekompressionseinheit 24 kann durch eine bewegbare Drosselvorrichtung konstruiert werden. Das heißt, falls die Dekompressionseinheit 24 eine entsprechend einem Kältemittelzustand (z.B. Temperatur, Druck) an einer stromaufwärtigen Seite der Dekompressionseinheit 24 betriebene variable Drosselvorrichtung ist, kann die Dekompressionseinheit 24 ähnlich einem Fall, wenn die Dekompressionseinheit durch die feste Drosselvorrichtung konstruiert ist, um den Kondensator 20 angeordnet werden. In diesem Fall kann der Heißgas-Bypasskanal 18 durch einen sehr kurzen Kanal konstruiert werden.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Rückschlagventil 19 an der stromabwärtigen Seite der Dekompressionseinheit 24 angeordnet. Das Rückschlagventil 19 kann jedoch auch zwischen einer stromaufwärtigen Seite der Dekompressionseinheit 24 und dem Auslassanschluss 20g des Kondensators 20 angeordnet werden.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Drosselkanal 35a zum Rückleiten von Öl in den Kompressor 10 so vorgesehen, dass das in dem flüssigen Kältemittel enthaltene Öl von dem Bodenabschnitt des Speichers 35 nach außen geleitet wird, wie in 2 und 6 dargestellt. Es kann jedoch auch ein Drosselkanal zum Rückführen von Öl integral in einem Behälterabschnitt des Speichers 35 ausgebildet sein, um mit dem Gasrückführrohr integriert zu sein, durch welches das gasförmige Kältemittel von dem Speicher 35 in den Kompressor 10 eingeleitet wird.
Solche Änderungen und Modifikationen liegen selbstverständlich im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, wie er durch die anhängenden Ansprüche definiert ist.

Claims

Kühlkreissystem, mit einem Kompressor (10) zum Komprimieren und Ausgeben eines Kältemittels; einem Kondensator (20) zum Kondensieren des von dem Kompressor ausgegebenen Kältemittels in einem Kühlmodus, wobei der Kondensator einen Hauptkältemittelkanal definiert, durch welchen das Kältemittel strömt, während es gekühlt und kondensiert wird; einem Wärmetauscher (32) zum Kühlen von Luft im Kühlmodus und zum Heizen von Luft in einem Heizmodus; einer ersten Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung (35), die zwischen einer Kältemittelauslassseite des Wärmetauschers (32) und einer Kältemittelansaugseite des Kompressors angeordnet ist, zum Trennen des Kältemittels in gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel und zum Einleiten des gasförmigen Kältemittels in den Kompressor, wobei die erste Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung einen Drosselkanal (35a) zum Einleiten eines Teils des in der Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung gespeicherten flüssigen Kältemittels in den Kompressor aufweist; und einer Schalteinheit (15, 16) zum wahlweisen Schalten in einen eines Kühlmodus zum Kühlen von Luft im Wärmetauscher durch Verdampfen des Kältemittels und eines Heizmodus, in dem das von dem Kompressor ausgegebene gasförmige Kältemittel direkt in den Wärmetauscher eingeleitet wird, um Luft zu heizen, ferner gekennzeichnet durch eine zweite Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung (23) zum Trennen des Kältemittels in gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel, wobei die zweite Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung in einem Kältemittelzweigkanal angeordnet ist, der von dem Hauptkältemittelkanal des Kondensators abgezweigt ist, sodass eine in der zweiten Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung gespeicherte Menge flüssigen Kältemittels entsprechend einem Überhitzungsgrad des von dem Kompressor ausgegebenen gasförmigen Kältemittels eingestellt wird.
Kühlkreissystem nach Anspruch 1, bei welchem die zweite Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung integral mit dem Kondensator konstruiert ist.
Kühlkreissystem nach Anspruch 1, ferner mit einem Kältemitteleinleitungskanal (44), durch welchen ein Teil des von dem Kompressor ausgegebenen gasförmigen Kältemittels direkt in die zweite Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung eingeleitet wird.
Kühlkreissystem nach Anspruch 1, ferner mit einem Kältemittelrückführkanal (23b), durch welchen das in der zweiten Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung getrennte gasförmige Kältemittel zu dem Hauptkältemittelkanal des Kondensators zurückgeführt wird.
Kühlkreissystem nach Anspruch 1, ferner mit einem Ölrückführkanal (23c), durch welchen das Öl enthaltende flüssige Kältemittel von einer unteren Seite in der zweiten Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung zu dem Hauptkältemittelkanal des Kondensators zurückgeführt wird.
Kühlkreissystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner mit einem Heißgas-Bypasskanal (18), durch welchen das von dem Kompressor ausgegebene gasförmige Kältemittel im Heizmodus in einen Kältemitteleinlass des Wärmetauschers eingeleitet wird; einer ersten Dekompressionseinheit (24) zum Dekomprimieren des Kältemittels aus dem Kondensator im Kühlmodus, wobei die erste Dekompressionseinheit auf einer stromaufwärtigen Seite des Wärmetauschers in der Kältemittelströmungsrichtung im Kühlmodus angeordnet ist; und einer zweiten Dekompressionseinheit (17), die in dem Heißgas-Bypasskanal angeordnet ist, zum Dekomprimieren des von dem Kompressor ausgegebenen Kältemittels im Heizmodus, wobei die Schalteinheit ein Ventilelement (15, 16) zum Schalten eines Kältemittelstroms vom Kompressor zum Kondensator im Kühlmodus und eines Kältemittelstroms vom Kompressor zum Heißgas-Bypasskanal im Heizmodus ist.
Kühlkreissystem nach Anspruch 6, bei welchem die erste Dekompressionseinheit an einer Position nahe des Kondensators angeordnet ist; eine Kältemittelauslassseite der ersten Dekompressionseinheit und eine Kältemittelauslassseite des Heißgas-Bypasskanals mit einem einzigen Kältemittelrohr (26) an einer Stelle nahe dem Kondensator verbunden sind, durch welches das in wenigstens einer der ersten und der zweiten Dekompressionseinheit dekomprimierte Kältemittel strömt; und das einzige Kältemittelrohr (26) mit einer Kältemitteleinlassseite des Wärmetauschers verbunden ist.
Kühlkreissystem nach Anspruch 6, bei welchem die Dekompressionseinheit eine feste Drossel ist.
Kühlkreissystem nach Anspruch 6, ferner mit einem Rückschlagventil (19), das angeordnet ist, um einen Kältemittelstrom von dem Heißgas-Bypasskanal in den Kondensator zu verhindern, wobei der Bypasskanal (18), die zweite Dekompressionseinheit (17), die Schalteinheit (15, 16) und das Rückschlagventil (19) integral konstruiert sind, um eine einzelne Ventilvorrichtung (14) zu bilden.
Kühlkreissystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem die Kältemittelauslassseite des Wärmetauschers und die Kältemittelansaugseite des Kompressors durch ein Kältemittelrohr (34) verbunden sind; und die erste Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung (35) so angeordnet ist, dass sie in dem Kältemittelrohr (34) gehalten ist.
Kühlkreissystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem der Wärmetauscher zum Kühlen oder Heizen von in eine Fahrgastzelle eines Fahrzeugs geblasener Luft angeordnet ist; und die erste Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung in der Fahrgastzelle angeordnet ist.
Kühlkreissystem nach Anspruch 11, bei welchem der Wärmetauscher in einem Klimagehäuse (30) angeordnet ist, das einen Luftkanal definiert, durch welchen Luft in die Fahrgastzelle strömt; und die erste Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung in dem Klimagehäuse angeordnet ist.
Kühlkreissystem nach Anspruch 11, bei welchem der Wärmetauscher in einem Klimagehäuse (30) angeordnet ist, das einen Luftkanal definiert, durch welchen Luft in die Fahrgastzelle strömt; und die erste Gas/Flüssigkeit-Trennvorrichtung außerhalb des Klimagehäuses in der Fahrgastzelle angeordnet ist.