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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug
entsprechend des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Es
ist im Allgemeinen bekannt, dass die Klimatisierungsvorrichtung
beim Kühlen
arbeitet, um Wärme
aus dem Kühlmittel,
dass durch einen Kompressor komprimiert worden ist, nach außen durch
einen außerhalb
befindlichen Wärmetauscher
für das Kühlmittel
abzustrahlen. Wenn jedoch ein Fahrzeug an einem Stopp ist, wo die
Geschwindigkeit des kühlenden
Windes bemerkenswert klein für
den außerhalb
befindlichen Wärmetauscher
ist, wird die Kühlwirkung
beträchtlich
verschlechtert.
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Demzufolge
haben wir früher
einen Kühlmittelkreislauf
vorgeschlagen, bei dem eine ausreichende Kühlleistung bewirkt werden könnte, selbst
wenn der außerhalb
befindliche Wärmetauscher
in seiner Abstrahlungswirkung verschlechtert ist (Japanische Patentanmeldung
Serien-Nr. 2001-212274). Entsprechend des Kühlmittelkreislaufes ist ein
wassergekühlter
Wärmetauscher
zum Austauschen von Wärme
des Kühlmittels
von hoher Temperatur und hohem Druck für das Motorkühlwasser
zwischen dem Kompressor und dem außerhalb befindlichen Wärmetauscher
angeordnet, um eine ähnliche
Wirkung wie der außerhalb
befindliche Wärmetauscher,
der in seiner Abstrahlungswirkung verbessert ist, hervorzubringen.
Demzufolge ist es, selbst wenn die Abstrahlungswirkung klein ist,
möglich,
die Kühlleistung
eines Verdampfers sicher zu stellen.
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Hierin
ist zu beachten, dass wenn ein Motor startet, die Temperatur des
Schmieröls
innerhalb des Motors gemeinsam mit der Temperatur des Motors relativ
niedrig ist. Dann wird die Reibung der Gleitteile des Motors erhöht, was
die Wirksamkeit des Motors reduziert. In dem zuvor beschriebenen
Kühlmittelkreislauf
kann trotzdem, da das Erwärmen
des Kühlwassers
durch das Kühlmittel
von einer hohen Temperatur erlaubt, die Reibung bereits in einem
frühen Zustand
zu reduzieren, die Aufwärmzeit
für den
Motor verkürzt
werden, um seinen Kraftstoffverbrauch zu senken. Demzufolge kann,
da die Wassertemperatur ebenfalls in einem frühen Zustand angehoben wird,
die augenblickliche Wirkung eines Erwärmungszeitraumes verbessert
werden.
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In
einer Klimatisierungsvorrichtung, die den zuvor beschriebenen Kühlmittelkreislauf
verwendet, wird jedoch der Wärmeaustausch
zwischen dem Kühlmittel
und dem Motorkühlwasser
immer in dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher
ausgeführt.
Falls die Wassertemperatur des Motorkühlwassers bemerkenswert hoch
ist, entsteht eine Möglichkeit,
dass die Wassertemperatur als ein Ergebnis des Wärmeaustauschens an dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher
weiter angehoben wird, so dass die Gleitteile des Motors wegen des
unzureichenden Abkühlens des
Motors beschädigt
werden können
(z. B. Einbrennen).
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Aus
der
DE 198 18 649
A1 ist eine Klimatisierungsvorrichtung mit einem Kühlmittelkreislauf
bekannt, der einen Kompressor, einen wassergekühlten Wärmetauscher, einen außerhalb
befindlichen Kühlmittelwärmetauscher,
einen Speicher und einen innerhalb befindlichen Kühlmittelwärmetauscher
aufweist. Der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher tauscht
Wärme zwischen
dem Kühlmittel
des Kühlmittelkreislaufes
und dem Kühlwasser
des Kühlwasserkreislaufes
aus. Es ist eine Bypassleitung vorgesehen, die den Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher umgeht.
Eine weitere Bypassleitung ist zum Umgehen des außerhalb
befindlichen Kühlmittelwärmetauschers
vorgesehen. Während
des Kaltstarts des Motors des Fahrzeuges ist die Bypassleitung geschlossen
und die Bypassleitung wird derart geöffnet, dass ein Hochdruck-Kühlmittel
des Kompressors durch den Wärmetauscher,
das Ausdehnungsventil und den innerhalb befindlichen Wärmetauscher
strömt, was
dazu führt,
dass das Kühlwasser
des Motors aufgewärmt
wird. Wenn das Kühlwasser
des Motors seine Arbeitstemperatur erreicht hat, läuft die
Klimatisierungsvorrichtung unabhängig
von dem Kühlwasserkreislauf
des Motors in dem „normalen
Kühlmodus".
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Ein
weiteres Klimatisierungssystem, das den Wärmeaustausch zwischen dem von
dem Wärmetauscher
abgegebenen Kühlmittel
und dem Kühlmittel,
das in den Kompressor strömt,
ausführt,
ist aus dem US 2001/0052238 A1 bekannt.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Auftreten von Defekten
infolge des unzureichenden Abkühlens
einer Antriebsquelle zum Antreiben eines Fahrzeuges, in einer Klimatisierungsvorrichtung
für ein
Fahrzeug, wie oben angezeigt, zu verhindern, wo ein Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher
zum Austauschen von Wärme
des Kühlmittels
von hoher Temperatur und hohem Druck für das Motorkühlwasser
zwischen dem Kompressor und dem außerhalb befindlichen Wärmetauscher
angeordnet ist.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Klimatisierungsvorrichtung mit den Merkmalen
von Anspruch 1 gelöst.
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Bei
der vorliegenden Klimatisierungsvorrichtung wird, wenn das Kühlwasser
für die
Antriebsquelle eine höhere
als die vorbestimmte Temperatur hat, das Kühlwasser nicht in den Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher
eingeleitet. Demzufolge ist es, wenn die Temperatur des Kühlwassers
nicht erhöht
ist, möglich,
ein Auftreten von Beschädigungen
infolge von Festfressen der Gleitteile im Bereich der Antriebsquelle
zum Antrieben des Fahrzeuges zu verhindern.
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Die
Klimatisierungsvorrichtung kann außerdem eine Wärmetauscher-Schalteinheit
aufweisen, um wahlweise das Kühlmittels
nach dem Wärmeaustausch
an dem außerhalb
befindlichen Wärmetauscher
zu einem Strömungspfad
für den
innerhalb befindlichen Kühlmittelwärmetauscher
oder zu einem anderen Strömungspfad,
um den innerhalb befindlichen Kühlmittelwärmetauscher
zu meiden, einzuleiten.
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In
dieser Konfiguration ist es durch Steuern der Wärmetauscher- Schalteinheit,
so dass das Kühlmittel
den außerhalb
befindlichen Kühlmittelwärmetauscher
an dem anfänglichen
Zustand des Erwärmens
meidet, möglich,
die Geschwindigkeit der Vorrichtung beim Erwärmen zu verbessern, da der
Wind der Klimatisierungsvorrichtung, der in den Fahrgastraum geführt wird,
nicht abgekühlt
wird.
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Die
Klimatisierungsvorrichtung kann außerdem aufweisen: einen innenseitigen
Wärmetauscher, der
einen Wärmeaustausch
ausführt
zwischen dem Kühlmittel,
das von dem außenseitigen
befindlichen Kühlmittelwärmetauscher
abgegeben wird und dem Kühlmittel,
das in den Kompressor strömt.
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In
dieser Konfiguration wird, da der im Inneren befindliche Wärmetauscher
einen Wärmeaustausch
zwischen dem Kühlmittel
mit hohem Druck und dem Kühlmittel
mit einem niedrigen Druck ausführt,
die Temperatur des Kühlmittels
mit hohem Druck durch das Kühlen
abgesenkt. Demzufolge ist es möglich,
die Effektivität
des Kühlmittelkreislaufes zu
verbessern.
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In
der Klimatisierungsvorrichtung kann die Antriebsquelle zum Antrieben
des Fahrzeuges einen Motor aufweisen.
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Diese
und weitere Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden
aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen, genommen in Verbindung
mit den beigefügten
Zeichnungen, vollständiger
deutlich, wobei:
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1 eine
schematische, strukturelle Ansicht einer Klimatisierungsvorrichtung
für ein
Fahrzeug in Übereinstimmung
mit dem ersten Ausführungsbeispiel
ist;
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2 ein
Diagramm ist, das die Öffnungs-/Schließzustand
eines Ventils in den jeweiligen Betriebsmodi der Klimatisierungsvorrichtung
von 1 zeigt; und
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3 eine
schematische, strukturelle Ansicht einer Klimatisierungsvorrichtung
für ein
Fahrzeug in Übereinstimmung
mit dem zweiten Ausführungsbeispiel
ist.
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Die
Ausführungsbeispiele
werden in Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine schematische, strukturelle
Ansicht einer Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung
mit dem ersten Ausführungsbeispiel.
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Die
Klimatisierungsvorrichtung enthält
einen Kompressor 1 für
das Verdichten des Kühlmittels,
einen Gaskühler 2 (als
einen außerhalb
befindlichen Kühlmittelwärmetauscher),
der Wärme
des durch den Kompressor 1 verdichteten Kühlmittels
an die umgebende Luft austauscht, ein Drucksteuerventil 3 (als
die Expansionseinheit) zum adiabatischen Expandieren des Kühlmittels
nach dem Wärmeaustausch
an dem Gaskühler 2,
einen Verdampfer 4 (als der im Inneren befindliche Wärmetauscher),
der Wärme
des an dem Drucksteuerventil 3 expandierten Kühlmittels
für den
in den Fahrgastraum zugeführten Wind
der Klimatisierungsvorrichtung austauscht, und einen Speicher 5
zum Separieren des Kühlmittels, das
aus dem Verdampfer 4 ausströmt, in das Dampfphasen-Kühlmittel
und in das Flüssigphasen-Kühlmittel.
Durch die Vermittlung der Kühlmittelleitungsführung sind
die Bestandteile (1, 2, 3, 4 und 5)
in dieser Reihenfolge in Verbindung miteinander verbunden, was einen
Kühlmittelkreislauf
schafft.
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Diese
Bestandteile werden nachstehend im Detail beschrieben.
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Infolge
einer Antriebskraft von einem Elektro- oder einem Verbrennungsmotor
verdichtet der Kompressor 1 ein Kühlmittel- Kohlendioxid in den Gasphasenzustand
und gibt das Kühlmittel
von einer hohen Temperatur und einem hohen Druck zu dem Gaskühler 2.
In diesem Ausführungsbeispiel
können, ohne
dass auf einen besonderen Kompressor begrenzt wird, verschiedene
Arten von Kompressoren als der Kompressor 1 verwendet werden,
z. B. ein Kompressor des veränderbaren
Verdrängungs-Typs, der
sowohl die Abgaberate, als auch den Druck des Kühlmittels auf der Grundlage
des Kühlmittelzustandes
im Inneren des Kühlmittelkreislaufes
steuert, ein Kompressor des veränderbaren
Verdrängungs-Typs, der
sowohl die Abgaberate, als auch den Druck des Kühlmittels durch die Erfassung
des Kühlmittelzustandes
extern erfasst, ein Kompressor mit einer Funktion, um seine Drehzahl
mit einer konstanten Abgaberate und -druck zu steuern, etc.
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Der
Gaskühler 2 dient
dazu, das Kühlmittel- Kohlendioxid
von hoher Temperatur und hohem Druck, das durch den Kompressor 1 verdichtet
worden ist, im Wärmeaustausch
für die
umgebende Luft etc. zu kühlen.
Um die Wärmeaustauschwirkung
zu unterstützen
oder um diese Aktion selbst bei Stillstand des Fahrzeuges sicher
zu stellen, ist des gaskühler 2 mit
einem Kühllüfter 6 ausgerüstet. Z.
B. ist der Gaskühler 2 an
der vorderen Seite des Fahrzeuges angeordnet, um dem inneren Kühlmittel-
Kohlendioxid zu gestatten, wenn möglich Wärme an die Außenluft
abzustrahlen.
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Das
Drucksteuerventil 3 arbeitet, um den Druck des Kühlmittel-Kohlendioxids
des Hochdrucks, weil es durch eine Druckminderungsbohrung hindurchgeht,
zu reduzieren. Nicht nur die Druckminderung des Kühlmittel-
Kohlendioxids, sondern das Drucksteuerventil 3 hat eine
Funktion, um den Druck des Gaskühlers 2 auf
seiner Ausgangsseite zu steuern, so dass Kühlmittel-Kohlendioxid, das
durch das Ventil 3 druckgemindert worden ist, in den Verdampfer 4 in
der Form von Gas-Flüssigkeits-Phasen strömt. Uneingeschränkt in diesem
Ausführungsbeispiel
gibt es z. B. ein Druckminderungsventil (z. B. ein Ventil, das in
der offen gelegten Japanischen Patentanmeldung Nr. 2000-206780 gezeigt
ist), das ein Öffnungs-/Schließ-Arbeitsverhältnis der
Druckminderungsbohrung durch elektrische Signale als das Drucksteuerungsventil 3 steuert.
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Der
Verdampfer 4 dient dazu, die in den Fahrgastraum einzublasende
Kaltluft zu kühlen
und ist in einem Gehäuse
einer im Inneren des Fahrzeuges befindlichen Klimatisierungseinheit
installiert. Innenluft oder Außenluft,
die durch den Lüfter 7 geblasen
wird, wird abgekühlt,
weil sie durch den Verdampfer 4 hindurchgeht. Nachfolgend
wird die so gekühlte
Innen- oder Außenluft
durch eine nicht-gezeigte Düse
in die Richtung zu dem gewünschten
Bereich des Fahrgastraumes ausgeblasen. D. h., das Kühlmittel-
Kohlendioxid in der Gas- Flüssigkeitsphase, das
durch das Drucksteuerventil 3 ausströmt, wird abgekühlt, wenn
das Kühlmittel
in dem Verdampfer 4 verdampft, während die latente Wärme der
Innenluft aufgenommen wird.
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Auf
der stromabwärtigen
Seite des Verdampfers 4 in der Klimatisierungseinheit gibt
es einen Heizerkern 8 (als die Innenseiten-Kühlwasserwärmetauscher),
wo das Motorkühlwasser
durch ein Rohr zirkuliert. Eine Luftmischklappe 9 ist vor
dem Heizerkern 8 drehbar angeordnet. Wenn die Einlassluft
erwärmt
wird, wird die Luftmischklappe 9 in eine Richtung des Pfeils
gedreht. Wenn die Einlassluft nicht erwärmt wird, wird die Luftmischklappe 9 in
die entgegengesetzte Richtung gedreht.
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Das
Separieren des Kühlmittel-Kohlendioxids,
das durch den Verdampfer 4 hindurchgeht, in ein Kühlmittel
in einem Gasphasenzustand und ein Kühlmittel in einem Flüssigphasenzustand,
führt der Speicher 5 nur
das Kühlmittel
in dem Gasphasenzustand zu dem Kompressor 1 zu, und speichert
auch vorübergehend
das Kühlmittel
in dem Flüssigphasenzustand.
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Zwischen
dem Kompressor 1 und dem Verdampfer 4 ist ein
Strömungspfad 10,
um das von dem Kompressor 1 abgegebene Kühlmittel
zu dem Drucksteuerventil 3 durch den Gaskühler 2 zu
führen, durch
ein Kühlmittelrohr
gebildet. In den Strömungspfad 10 ist
ein Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 11 zwischen
den Kompressor 1 und den Gaskühler 2 für den Wärmeaustausch
des Kühlmittels,
das durch den Kompressor 1 verdichtet worden ist, mit dem
Motorkühlwasser
dazwischen gesetzt.
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Das
Motorkühlwasser
zirkuliert in dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 11 durch
eine Rohrleitungsführung.
D. h., durch die Rohrleitungsführung gibt
es aufeinanderfolgend, in dieser Reihenfolge mit einem Verbrennungsmotor 12 verbunden,
den Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 11,
den Heizerkern 8 und eine Wasserpumpe 13, die
den Zirkulationskreislauf für
das Motorkühlwasser
bilden.
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Im
Unterschied zu der zuvor beschriebenen Anordnung gibt es außerdem ein
vorbereitetes System, um einen Kühler 14 mit
Motorkühlwasser
zu versorgen. Somit gibt es durch ein Rohr, aufeinanderfolgend mit
dem Motor 12 verbunden, den Kühler 14, ein Thermostat 15 und
die Wasserpumpe 13 in dieser Reihenfolge, was dem Motorkühlwasser
gestattet, in den Motor 12, nachdem es auf eine geeignete
Temperatur zum Kühlen
des Motors 12 abgekühlt
worden ist, zurückgeführt zu werden.
Das Thermostat 15 (als die Erfassungseinheit) hat eine
Funktion, um die Temperatur des Kühlwasser, das in den Motor 12 strömt, zu erfassen.
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Zwischen
dem Kompressor 1 und dem Gaskühler 2 ist ein Strömungspfad 16 angeordnet,
um das von dem Kompressor 1 abgegebene Kühlmittel zu
dem Gaskühler 2 zu
führen,
während
dem Kühlmittel
gestattet wird, den Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher
zu meiden. An einem Abzweigpunkt zwischen dem Strömungspfad 16 und
dem Strömungspfad 10,
ist ein Ventil 17 (als eine Strömungspfad-Schalteinheit) angeordnet,
um Kühlmittel
wahlweise in entweder den Pfad 16 oder in den Pfad 10 einzuleiten.
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Zwischen
dem Gaskühler 2 und
dem Speicher 5 ist ein Strömungspfad 18 angeordnet,
um das Kühlmittel
von dem gaskühler 2 zu
dem Speicher 5 zu führen,
während
dem Kühlmittel
gestattet wird, den Verdampfer 4 zu meiden. An dem Abzweigpunkt zwischen
dem Strömungspfad 18 und
dem Strömungspfad 10 ist
ein Ventil 19 (als die Wärmetauscher- Schalteinheit)
angeordnet, um Kühlmittel wahlweise
in entweder den Pfad 18 oder in den Pfad 10 einzuleiten.
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Zwischen
dem Ventil 19 und dem Verdampfer 4 ist ein Verzweigungspfad 20 angeordnet,
um einen Punkt P1 in dem Strömungspfad 10 auf
der stromaufwärtigen
Seite des Drucksteuerventils 3 mit einem Punkt P2 auf der
stromabwärtigen
Seite des Ventils 3 zu verbinden. Außerdem ist ein Ventil 21 als eine
erste Expansions-Schalteinheit in den Verzweigungspfad 20 eingesetzt.
Wenn das Ventil 21 geschlossen wird, geht das Kühlmittel,
das in den Verdampfer 4 zugeführt wird, durch das Drucksteuerventil 3,
Während
beim Öffnen
des Ventils das Kühlmittel das
Drucksteuerventil 3 meidet.
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Der
Strömungspfad
ist zwischen dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 11 und
dem Gaskühler 2 mit
einem Drucksteuerventil 22 (als die Wärmeexpansionseinheit) versehen,
das eine adiabatische Ausdehnung des zu dem Gaskühler 2 zugeführten Kühlmittels
gestattet. Das Drucksteuerventil 22 hat den ähnlichen
Aufbau wie den des Drucksteuerventils 3.
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Der
Strömungspfad 16 ist
zwischen seinen Schnittpunkten P3 und P4, die beide mit dem Strömungspfad 10 schneiden,
mit einem Ventil 23 (als eine Wärmeexpansionseinheit-Schalteinheit)
versehen. Das zu dem Gaskühler 2 zugeführte Kühlmittel geht,
wenn das Ventil 23 schließt, durch das Drucksteuerventil 22 hindurch.
Während,
wenn das Ventil 23 öffnet,
das Kühlmittel
das Drucksteuerventil 22 meidet.
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Es
ist zu beachten, dass das Bezugszeichen 24 eine Steuerungseinheit
bezeichnet (eine Steuerung), die durch einen Mikrorechner aufgebaut
ist und der die Steuerung der gesamten Klimatisierungsvorrichtung
auf der Grundlage des in dem ROM gespeicherten Programms berechnet.
In einem Anfangszustand des Klimatisierens und auch in dem Normalzustand
steuert die Steuerung 24, wie in der 2 gezeigt,
die Ventile 17, 19, 21 und 23 bei
ihrem Öffnen
oder Schließen.
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Nur
wenn die durch den Thermostat 15 erfasste Temperatur geringer
als ein vorbestimmter Wert (eine vorbestimmte Temperatur) ist, steuert
die Steuerung 24 das Ventil 17, so dass das von
dem Kompressor 1 abgegebene Kühlmittel zu dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher
geführt
wird. Der oben vorbestimmte Wert wird begründet, um eine Temperatur zu
sein, die dann, wenn die Temperatur des Kühlwassers den zuvor beschriebenen
Wert überschreitet,
den Motor unzureichend kühlt,
was einen Defekt, z. B. das Einbrennen von Gleitteilen, verursachen
kann.
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In
der Klimatisierungsvorrichtung für
ein Fahrzeug, die aufgebaut ist, wie oben beschrieben, ist es, da
das Kühlmittel
von hoher Temperatur und hohem Druck, das von dem Kompressor 1 abgegeben
wird, bei Erwärmung
Wärme zu
dem Motorkühlwasser
durch den Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 11 abstrahlt
und es durch das Drucksteuerventil 22 entspannt, für den Gaskühler 2 möglich, eine große Wärmemenge
zu absorbieren, wodurch das Erwärmen
mit hoher Wirksamkeit ausgeführt
werden kann.
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Da
außerdem
das durch den Kompressor 1 unter Druck gesetzte Kühlmittel
das Motorkühlwasser
erwärmt,
wird die Temperatur des Kühlwassers erhöht. Beim
Starten des Fahrzeuges im Winter ist die Temperatur des Kühlwassers
im Allgemeinen so niedrig, um eine Temperatur der umgebenden Luft
zu sein. Dies erfordert, das Motorkühlwasser bis zu ungefähr 85 °C aufzuwärmen, was
einen höheren
Kraftstoffverbrauch als üblich
erfordert. Trotzdem wird entsprechend der Klimatisierungsvorrichtung
des Ausführungsbeispieles,
da das Motorkühlwasser durch
die Wärme,
die aus der umgebenden Luft absorbiert wird, und durch Antriebswärme, die
von dem Kompressor 1 zugeführt wird, erwärmt wird,
die Temperatur des Motorkühlwassers
früher
als üblich
angehoben, wodurch es möglich
wird, einen Zeitraum des erhöhten
Kraftstoffverbrauchs des Motors zu verkürzen.
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Wenn
der Motor in der Temperatur niedrig ist, ist die Temperatur des
Schmieröls
im Inneren des Motors auch niedrig, so dass die Reibung der Motorgleitteile
groß wird,
was die Effizienz des Motors reduziert. Jedoch kann entsprechend
des Ausführungsbeispieles
die Reibung in einem frühen
Zustand reduziert werden, da das Motorkühlwasser erwärmt wird.
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Da
zusätzlich
die Temperatur des Motorkühlwassers
schnell angehoben wird, wird die Wärmespeicherfähigkeit
des Heizerkerns 8 verbessert, um ein schnelles Erwärmen des
Fahrgastraumes zu gestatten. Somit ist es möglich die Annehmlichkeit in dem
Fahrgastraum und den Kraftstoffverbrauch zu verbessern.
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Im
Anfangszustand des Erwärmens
wird, da das Kühlmittel
den Verdampfer 4 meidet, der in den Fahrgastraum zugeführte Wind
der Klimatisierungsvorrichtung nicht abgekühlt, so dass die Temperatur in
dem Fahrgastraum schnell ansteigt. Danach wird das Kühlmittel,
das den Verdampfer 4 meidet, in das flüssige Kühlmittel und in das gasförmige Kühlmittel in
dem Speicher 4 separiert. Hauptsächlich wird das gasförmige Kühlmittel
in den Kompressor 1 gesaugt.
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Im
Normalzustand des Erwärmens
wird das Kühlmittel,
das Wärme
an dem gaskühler 2 absorbiert,
zu dem Verdampfer 4, ohne durch das Drucksteuerventil 3 hindurchzugehen,
zugeführt.
Dann wird das Kühlmittel,
das Wärme
an dem Verdampfer 4 absorbiert, an dem Speicher in flüssiges Kühlmittel und
in gasförmiges
Kühlmittel
separiert.
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Hauptsächlich wird
das gasförmige
Kühlmittel
in den Kompressor 1 gesaugt. Dieser Betriebsmodus ist der
so genannte „Entfeuchtungs-/Erwärmungs-Modus", wo der Wind der
Klimatisierungsvorrichtung entfeuchtet wird 5, da das Kühlmittel
Wärme aus
dem in den Fahrgastraum zugeführten
Wind der Klimatisierungsvorrichtung absorbiert. Außerdem ist es
auch möglich,
die Temperatur um einen Fahrgast zwischen der oberen und der unteren
Seite desselben zu differenzieren, indem dem Wind der Klimatisierungsvorrichtung
gestattet wird, an dem Verdampfer 4 (abgekühlt zu werden
(z. B., um den Kopf des Fahrgastes zu kühlen, aber seine Füße zu erwärmen).
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In
dem Anfangszustand des Kühlens
strahlt das durch den Kompressor 1 verdichtete Kühlmittel Wärme zu dem
Motorkühlwasser
an dem Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 11 und
strahlt auch Wärme
an den Gaskühler 2,
nachdem das Drucksteuerventil 22 vermieden worden ist.
danach wird das Kühlmittel
durch das Drucksteuerventil 3 entspannt und strömt anschließend in
den Verdampfer 4. Auf diese Weise wird, da der Kühlmittelkreislauf begründet ist,
so dass das Kühlmittel
auf der Hochdruckseite Wärme
an den Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 11 abstrahlt,
der endothermische Betrag an dem Verdampfer 4 erhöht. Demzufolge
wird es möglich,
die Temperatur des Windes der Klimatisierungsvorrichtung überdies
zu vermindern, was ein schnelles Abkühlen des Inneren des Fahrgastraumes
gestattet. Dann wird das Kühlmittel,
das Wärme absorbiert,
an dem Verdampfer 4 in flüssiges Kühlmittel und in gasförmiges Kühlmittel
separiert und das gasförmige
Kühlmittel
wird in den Kompressor 1 gesaugt.
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In
dem Normalzustand des Kühlens
strömt das
Kühlmittel,
das durch den Kompressor 1 verdichtet worden ist, in den
gaskühler 2,
während
der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 11 und
das Drucksteuerventil 22 vermieden wird. Der anschließende Fluss
des Kühlmittels
ist zu dem des Anfangszustandes des Kühlens ähnlich.
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Z.
B. wird die Entscheidung, ob die Klimatisierungsvorrichtung in dem
Anfangszustand oder in dem Normalzustand ist, durch das Entscheiden
ausgeführt,
ob ein Unterschied zwischen der Raumtemperatur und der voreingestellten
Temperatur geringer als ein vorbestimmter Wert ist, oder nicht.
In Abhängigkeit
von anderen Entscheidungen kann es ein Verfahren des Entscheidens
geben, ob die Raumtemperatur innerhalb eines vorbestimmten Bereiches
ist, ob ein Verfahren des Entscheidens der Temperatur des Kühlwassers
größer als
ein vorbestimmter Wert ist, etc, oder nicht. Es ist zu beachten,
dass die zuvor erwähnten
Betriebsmodi nicht immer nur auf den Anfangs- oder auf den Normalzustand
beim Erwärmen oder
beim Abkühlen
fixiert sind und demzufolge es möglich
ist, einen geeigneten Betriebsmodus entsprechend der tatsächlichen
Situation in dem Fahrgastraum auszuwählen. Wenn z. B. die Abgabetemperatur
des Kühlmittels
auf der Hochdruckseite beim Kühlen
größer als
ein zuvor festgelegter Wert ist, kann die Vorrichtung trotz der
Bestimmung des Normalzustandes in den Betriebsmodus für den Anfangszustand
gesteuert werden. Alternativ kann es ausgeführt werden, dass, wenn es automatische
erfasst wird, dass eine Windschutzscheibe trotz des Bestimmens des
Anfangszustandes beim Erwärmen beschlägt, oder
wenn der Fahrgast den Entfrostermodus einstellt, die Vorrichtung
in dem Betriebsmodus für
den Normalzustand gesteuert wird, um den Fahrgastraum zu entfeuchten.
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Entsprechend
dieses Ausführungsbeispieles wird
bei bestimmten Umständen,
wenn die Temperatur des Motorkühlwassers
größer als
ein vorbestimmter Wert ist, die Position des Ventiles 17 geschaltet, um
dem von dem Kompressor 1 abgegebenen Kühlmittel zu gestatten, den
Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 11 zu
meiden. Dann ist es ohne die Temperatur des Kühlwassers anzuheben möglich, das
Auftreten von Problemen, z. B. das festfressen von Gleitteilen in
einem Motor zu verhindern.
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Da
die Klimatisierungsvorrichtung des Ausführungsbeispieles aufgebaut
ist, um das Kühlwasser
zu erwärmen,
können
die folgenden Wirkungen erhalten werden.
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Zuerst
ist es möglich,
eine hohe Wärmeleistung
für die
Vorrichtung zu realisieren, ohne Veränderungen in einer vorhandenen,
im Inneren befindlichen Klimatisierungseinheit vorzunehmen. Während es
dann, wenn es erforderlich ist, die Wärmeleistung durch direktes
Erwärmen
der Luft zu verbessern, notwendig ist, die Vorrichtung mit einem
Sub-Kondensator
oder einem Sub-Kühler
zu versehen. Jedoch wird es beachtet, dass die Klimatisierungsvorrichtung
dieses Ausführungsbeispieles
von solch einer Sub- Einheit entbindet.
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Zweitens
ist es, da die Temperatur des Motorkühlwassers hoch ist, in dem
Fall, dass die Klimatisierungsvorrichtung als eine Wärmepumpe
verwendet wird, um Wärme
aus der umgebenden Luft hoch zu pumpen, möglich, die Vorrichtung dazu
zu bringen, als ein Heizer zu funktionieren, um den Wärmetauscher
zu entfrosten.
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Als
nächstes
wird ein zweites Ausführungsbeispiel
beschrieben. 3 zeigt eine schematische, strukturelle
Ansicht der Klimatisierungsvorrichtung in Übereinstimmung mit dem zweiten
Ausführungsbeispiel.
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Es
ist zu beachten, dass Bauteile, die zu denen in dem ersten Ausführungsbeispiel ähnlich sind, jeweils
mit denselben Bezugszahlen bezeichnet werden und demzufolge werden
ihre überlappende
Beschreibungen beseitigt.
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Entsprechend
des zweiten Ausführungsbeispieles
ist die Klimatisierungsvorrichtung mit einem innenseitigen Wärmetauscher 25 versehen,
der einen Wärmeaustausch
zwischen dem von dem Gaskühler 2 abgegebenen
Kühlmittel
und dem Kühlmittel,
das in den Kompressor 1 strömt, ausführt. Der innere Wärmetauscher 25 ist
in dem Strömungspfad 10 zwischen
dem Gaskühler 2 und
dem Ventil 19 angeordnet. Während des Betriebs durch den
Strömungspfad 26 strömt das Kühlmittel,
das aus dem Speicher 5 strömt, in den innenseitigen Wärmetauscher 25 im Wärmeaustausch
mit dem von dem Gaskühler 2 abgegebenen
Kühlmittel
hinein und danach strömt
das Kühlmittel
durch den Strömungspfad 26 in
den Kompressor 1.
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Infolge
des Wärmeaustauschs
zwischen dem Kühlmittel
auf der Hochdruckseite und dem Kühlmittel
auf der Niederdruckseite wird die endothermische Größe des Verdampfers 4 beim
Kühen erhöht, um die
Kühlwirkung
zu verbessern. Es ist beim Erwärmen
zu beachten, dass beide Kühlmittel, die
in den innenseitigen Wärmetauscher 25 strömen, gemeinsam
Kühlmittel
auf der Niederdruckseite sind und demzufolge der Wärmeaustausch
zwischen den Kühlmitteln
beträchtlich
kleiner ist. Somit gibt es, da die Temperatur des Kühlmittels
auf der Hochdruckseite nicht abfällt,
keine Möglichkeit,
dass die Wärmeleistung
der Vorrichtung verschlechtert wird.
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Gemeinsam
mit den zuvor erwähnten
Ausführungsbeispielen
kann, obwohl der Wasser-Kühlmittel-Wärmetauscher 11 vorgesehen
werden kann, um einen Wärmeaustausch
des Kühlmittels
für das Kühlwasser
für ein „Fahrzeug,
das fährt" auszuführen, eine
Antriebsquelle neben einem Motor, z. B. ein Brennstoffzellenstapel
vorgesehen werden.
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Es
ist zu beachten, dass dann, wenn die Antriebsquelle für ein Fahrzeug,
z. B. ein Brennstoffzellenstapel ist, die Temperatur des Brennstoffzellenstapels
rasch erhöht
werden kann, da das Kühlwasser erwärmt wird.
Im Detail wird es für
den Brennstoffzellenstapel möglich,
eine Temperaturzone zu erreichen, wo das Fahrzeug früh in seinen
fahrbereiten Zustand gebracht wird.