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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrraumklimagerät, das Kühl- und
Heizvorgänge
gleichzeitig durchführen
kann.
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Mehrraumklimageräte sind
bekannt. Ein Beispiel ist im Dokument
EP-A-1371914 offenbart. Ein anderes Beispiel
ist in der
Japanischen Patentschrift Nr.
3356485 offenbart, die ein Mehrraumklimagerät bereitstellt,
aufweisend eine Außeneinheit
und eine Mehrzahl an Inneneinheiten. Die Außeneinheit ist über drei
Leitungen, d. h. eine Hochdruckgasleitung, eine Niederdruckgasleitung
und eine Mitteldruckflüssigleitung
mit den Inneneinheiten verbunden, wobei ein Kühlzyklus durchgeführt wird,
der gleichzeitig Kühl-
und Heizvorgänge
durchführt.
Wie in
10 dargestellt, weist das herkömmliche
Mehrraumklimagerät
eine Außeneinheit
1,
eine Mehrzahl (in der Zeichnung zwei) an Inneneinheiten
10 und
eine zwischen der Außeneinheit
1 und
den Inneneinheiten
10 angeordnete Kühl-/Heiz-Betriebsmodusumschalteinheit
13 auf.
Die Außeneinheit
1 weist
einen Kompressor
2, ein Vier-Wege-Ventil
3, ein
Außenexpansionsventil
4 und
einen Außenwärmetauscher
5 auf.
Mit der Außeneinheit
1 sind
eine erste, zweite und dritte Leitung
7,
8 und
9 verbunden.
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Jede
der Inneneinheiten 10 (10a und 10b) weist
einen Innenwärmetauscher 11 und
ein Innenexpansionsventil 12 auf. Die Inneneinheiten 10 (10a und 10b)
sind über
die Kühl-/Heiz-Betriebsmodusumschalteinheit 13 und
die erste, zweite und dritte Leitung 7, 8 und 9 mit
der Außeneinheit 1 verbunden.
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Das
Klimagerät
mit der vorstehend angegebenen Konstruktion wird im gleichzeitigen
Kühl- und Heizbetriebsmodus
betrieben, in welchem eine der Inneneinheiten 10 einen
Kühlbetrieb
und die andere einen Heizbetrieb durchführt. Zum Beispiel bezeichnen
die in der Zeichnung dargestellten Pfeile den Kühlmittelfluss, wenn das Klimagerät gleichzeitig
im Kühl-
und Heizbetriebsmodus betrieben wird und die Heizkapazität größer als
die Kühlkapazität ist.
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Aus
dem Kompressor 2 gefördertes
Hochdruckgaskühlmittel
fließt
durch die zweite Leitung 8 und ein geöffnetes Ventil 13a der
Kühl-/Heiz-Betriebsmodusumschalteinheit 13 in
eine der Inneneinheiten 10a. Der Innenwärmetauscher 11 führt Wärmeaustausch
zwischen dem Hochdruckgaskühlmittel und
der Innenluft durch, und deshalb wird das Innere eines Raums erwärmt. Zu
diesem Zeitpunkt wird das Kühlmittel
zu Mitteldruckflüssigkühlmittel
kondensiert, das durch die dritte Leitung 9 fließt. Etwas
von dem Mitteldruckflüssigkühlmittel
fließt
in die Inneneinheit 10b durch eine Zweigleitung 9a,
die von der dritten Leitung 9 abzweigt. Das Kühlmittel
wird durch das Innenexpansionsventil 12 dekomprimiert und dann
durch den Innenwärmetauscher 11 verdampft, und
deshalb wird das Innere eines anderen Raums gekühlt. Nach dem Durchströmen des
Innenwärmetauschers 11 wird
das Kühlmittel
zu Niederdruckgaskühlmittel
geändert,
das durch das geöffnete
Ventil 13b der Kühl-/Heiz-Betriebsmodusumschalteinheit 13 und
die erste Leitung 7 in die Außeneinheit 1 fließt.
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Der
Rest des durch die dritte Leitung 9 fließenden Mitteldruckflüssigkühlmittels
wird durch das Außenexpansionsventil 4 der
Außeneinheit 1 dekomprimiert
und dann in den Außenwärmetauscher 5 eingebracht,
in welchem ein Wärmetausch
zwischen dem Kühlmittel
und Luft durchgeführt
wird. Anschließend
strömt
das Kühlmittel
durch das Vier-Wege-Ventil 3 und vereint sich dann mit
dem aus der anderen Inneneinheit 10b in die erste Leitung 7 eingebrachten
Niederdruckgaskühlmittel.
Das zusammenfließende
Kühlmittel
fließt
zum Einlass des Kompressors 2.
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Das
Mehrraumklimagerät
weist des Weiteren auf: Erfassungsmittel für den Flüssigleitungsdruck 25 zum
Erfassen des Drucks des durch die dritte Leitung 9 fließenden Flüssigkühlmittels;
und ein Mittel zum Steuern des Außenexpansionsventils 26 zum
Steuern des Öffnungsgrads
des Außenexpansionsventils 4 auf
einen derartigen Zielgrad, dass das Außenexpansionsventil 4 geöffnet ist,
wenn der Druck des durch die dritte Leitung 9 fließenden Flüssigkühlmittels
ansteigt und der Öffnungsgrad
des Außenexpansionsventils 4 reduziert
wird, wenn der Druck des durch die dritte Leitung 9 fließenden Flüssigkühlmittels
reduziert wird. Folglich wird der Druck des durch die dritte Leitung 9 fließenden Flüssigkühlmittels
innerhalb vorbestimmter Bereiche gehalten und wird deshalb das Verhältnis der
Menge des Mitteldruckflüssigkühlmittels,
das durch die dritte Leitung 9 zur Seite der Außeneinheit
und der anderen Seite der Inneneinheit abzweigt, passend gesteuert.
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Jedoch
weist das herkömmliche
Mehrraumklimagerät
die folgenden Probleme auf.
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Ein
Sensor, wie beispielsweise ein Drucksensor oder ein Temperatursensor,
ist als Erfassungsmittel für
den Flüssigleitungsdruck 25 zum
Erfassen des Drucks des durch die dritte Leitung 9 fließenden Kühlmittels
nötig.
Ist das Außenexpansionsventil 4 zum
Bilden eines Wärmekreislaufs
eingestellt, wird der Öffnungsgrad
des Außenexpansionsventils 4 im
Allgemeinen derart gesteuert, dass das flüssige Kühlmittel des Zweipha senkühlmittels,
d. h. das Gas- und Flüssigkühlmittel,
das durch den Außenwärmetauscher 5 stromabwärts des
Außenexpansionsventils
strömt,
verdampft wird. Jedoch wird der Öffnungsgrad
des Außenexpansionsventils 4 auf der
Basis des Werts, welcher durch das Erfassungsmittel für den Flüssigleitungsdruck 25 erfasst
wird, gesteuert und deshalb ist es schwierig, den Überhitzungsgrad
des Außenwärmetauschers 5 zu
steuern. Folglich werden die Leistung und Zuverlässigkeit des Mehrraumklimageräts verschlechtert.
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Ist
der Öffnungsgrad
des Außenexpansionsventils 4 übermäßig reduziert,
im Fall, dass ein Aufnahmetank mit dem Außenexpansionsventil 4 gegenüber dem
Außenwärmetauscher 5 verbunden
ist, wird der Fluss des Kühlmittels
durch das Außenexpansionsventil 4 unterbrochen
und wird deshalb das Flüssigkühlmittel
im Aufnahmetank gesammelt. Infolgedessen wird die Menge an im System
zirkulierendem Kühlmittel
unzureichend und wird deshalb der Kompressor auf Grund der Reduzierung
des Saugdrucks oder Anstiegs der Austragungstemperatur nicht richtig
betrieben, wird die Zuverlässigkeit
des Systems gesenkt und wird die Gesamtleistung des Systems verschlechtert.
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Deshalb
ist es ein Aspekt der Erfindung, ein Mehrraumklimagerät bereitzustellen,
das keinen Sensor zum Erfassen des Drucks von durch eine Flüssigleitung
fließendem
Flüssigkühlmittel
erfordert, wodurch die Zuverlässigkeit
des Betriebs verbessert und ein Mangel an im Klimagerät zirkulierendem Kühlmittel
verhindert wird, wenn ein Aufnahmetank im Klimagerät vorgesehen
ist.
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Es
ist bekannt, ein Klimagerät
bereitzustellen, aufweisend eine Außeneinheit, eine Mehrzahl an Inneneinheiten
und eine Betriebsmodusumschalteinheit zum Steuern des Kühlmittelflusses
durch jede Inneneinheit, um gleichzeitiges Heizen und Kühlen durch
ausgewählte
Inneneinheiten zu ermöglichen, wobei
Hochdruckkühlmittel über einen
Hochdruckfließweg
von der Außeneinheit
zu denjenigen ausgewählten
Inneneinheiten fließt,
um einen Heizbetrieb durchzuführen
und anschließend über einen
Flüssigkeitsfließweg zurück in die
Außeneinheit
fließt,
wobei ein Teil des Kühlmittels,
das durch die Inneneinheiten zum Durchführen eines Heizbetriebs geströmt ist, von
dem Flüssigfließweg zu
denjenigen Inneneinheiten abgezweigt wird, die zum Durchführen eines Kühlbetriebs
ausgewählt
sind, bevor dieser über
einen Niederdruckfließweg
zurück
in die Außeneinheit fließt.
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Ein
erfindungsgemäßes Klimagerät ist dadurch
gekennzeichnet, dass ein Bypassfließweg zwischen dem Hochdruckfließweg und
dem Flüssigfließweg für den Fluss
von Hochdruckkühlmittel
hierdurch zum Erhöhen
des Drucks des über
den Flüssigfließweg zurück in die
Außeneinheit
fließenden
Kühlmittels,
das nicht zu den Inneneinheiten, die zum Durchführen eines Kühlbetriebs
ausgewählt
wurden, abgezweigt wurde, und da durch Erhöhen des Durchflusses an Kühlmittel,
welches von dem Flüssigfließweg zu
den Inneneinheiten, die zum Durchführen eines Kühlbetriebs
ausgewählt
wurden, abgezweigt ist.
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Gemäß einem
anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Mehrraumklimagerät bereit, mit:
einer Außeneinheit
mit einem Kompressor, einem Vier-Wege-Ventil, einem Außenwärmetauscher, einem
Außenexpansionsventil;
einer Mehrzahl an Inneneinheiten, welche jeweils ein Innenexpansionsventil
und einen Wärmetauscher
aufweisen; und eine Kühl-/Heiz-Betriebsmodusumschalteinheit
zum Ändern
des Kühlmittelflusses
zu den Inneneinheiten, wobei die Außeneinheit mit der Kühl-/Heiz-Betriebsmodusumschalteinheit über eine
Hochdruckgasleitung, eine Niederdruckgasleitung und eine Flüssigleitung
verbunden ist, und die Kühl-/Heiz-Betriebsmodusumschalteinheit
mit den entsprechenden Inneneinheiten über die Gasleitungen und die
Flüssigleitung
verbunden ist, wodurch ein Kühlkreislauf,
welcher gleichzeitig einen Kühl-
und Heizbetrieb durchführt,
erreicht wird, wobei, wenn das Vier-Wege-Ventil zum Bilden eines
Heizkreislaufs eingestellt ist und das Mehrraumklimagerät in dem
gleichzeitigen Kühl- und
Heizbetriebsmodus betrieben wird, etwas von dem von dem Kompressor
durch die Hochdruckgasleitung geförderten Kühlmittel zu der Flüssigleitung an
der Seite des Außenwärmetauschers
umgeleitet wird, bei der Flüssigleitung,
welche von den den Heizbetrieb durchführenden Inneneinheiten zu dem Außenwärmetauscher
und den den Kühlbetrieb durchführenden
Inneneinheiten durch einen Zweigteil abzweigt.
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Wenn
das Vier-Wege-Ventil zur Bildung eines Heizkreislaufs eingestellt
ist und das erfindungsgemäße Mehrraumklimagerät in dem
gleichzeitigen Kühl-
und Heizbetriebsmodus betrieben wird, wird etwas von dem Hochdruckgas,
welches von dem Kompressor durch die Hochdruckgasleitung gefördert ist, zu
der Flüssigleitung
an der Seite des Außenwärmetauschers
durch die Bypassleitung umgeleitet, unter der Flüssigleitung, die von den den
Heizbetrieb durchführenden
Inneneinheiten, zu dem Außenwärmetauscher
und den den Kühlbetrieb
durchführenden
Inneneinheiten, durch den Zweigteil abzweigt. Folglich ist der Druck
in der Flüssigleitung
an der Seite des Außenwärmetauschers,
in den das Hochdruckgas fließt
erhöht
und ist die Fließgeschwindigkeit
des flüssigen
Kühlmittels,
das in die Flüssigleitung
an der Seite des Außenwärmetauschers
fließt gesenkt.
Infolgedessen ist die Fließgeschwindigkeit des
flüssigen
Kühlmittels,
das von den den Heizbetrieb durchführenden Inneneinheiten zu den
den Kühlbetrieb
durchführenden
Inneneinheiten fließt,
erhöht,
und deshalb wird die erforderliche Menge an flüssigem Kühlmittel, die zu den den Kühlbetrieb durchführenden
Inneneinheiten fließt,
ohne Verwendung des Drucksensors zum Erfassen des Drucks in der
Kühlmittelleitung,
der im vorstehend beschriebenen Stand der Technik nötig ist,
erhalten.
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Vorzugsweise
wird, wenn das Vier-Wege-Ventil zum Bilden des Heizkreislaufs eingestellt
ist und das Mehrraumklimagerät
im gleichzeitigen Kühl- und
Heizbetriebsmodus betrieben wird, etwas von dem aus dem Kompressor
durch die Hochdruckgasleitung gefördertem Hochdruckgas zur Flüssigleitung zwischen
dem Zweigteil der Flüssigleitung
und einem Aufnahmetank, der näher
an der Seite des Außenwärmetauschers
ist als der Zweigteil, umgeleitet.
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Wenn
das flüssige
Kühlmittel
von den den Heizbetrieb durchführenden
Inneneinheiten, zur Seite des Außenwärmetauschers fließt, fließt das Hochdruckgas
stromaufwärts
zum Aufnahmetank. Infolgedessen kommt das zur Seite des Außenwärmetauschers
fließende
flüssige
Kühlmittel
in Kontakt mit dem Hochdruckgas unmittelbar bevor es zum Aufnahmetank
fließt
und wird deshalb etwas von dem flüssigen Kühlmittel zu den Inneneinheiten,
die durch das Hochdruckgas den Kühlbetrieb
durchführen,
geleitet, bevor es in den Aufnahmetank eingebracht wird. Folglich
wird die Ansammlung des flüssigen Kühlmittels
im Aufnahmetank verhindert und wird deshalb ein Mangel an im System
zirkulierendem Kühlmittel
verhindert.
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Vorzugsweise,
wenn das Vier-Wege-Ventil zum Bilden des Heizkreislaufs eingestellt
ist und das Mehrraumklimagerät
im gleichzeitigen Heiz- und Kühlbetriebsmodus
betrieben wird, wird etwas von dem Hochdruckgas, welches von dem
Kompressor durch die Hochdruckgasleitung gefördert ist, zu der Flüssigleitung
an der Seite des Außenwärmetauschers
in die dem Fluss des Kühlmittels,
welches durch die Flüssigleitung
fließt,
entgegengesetzte Richtung umgeleitet.
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Infolgedessen
wird das flüssige
Kühlmittel, das
von den den Heizbetrieb durchführenden
Inneneinheiten zur Seite des Außenwärmetauschers
fließt, in
die entgegengesetzte Richtung geleitet, d. h. zu den Inneneinheiten
hin, die den Kühlbetrieb
durch den Fluss des Hochdruckgases durchführen. Folglich wird die Menge
an flüssigem
Kühlmittel,
das von den den Heizbetrieb durchführenden Inneneinheiten zu den
den Kühlbetrieb
durchführenden
Inneneinheiten fließt,
ausreichend erhalten, selbst wenn die umgeleitete Menge an Hochdruckgas,
das durch die Bypassleitung 60 fließt, klein ist.
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Vorzugsweise
wird, wenn das Vier-Wege-Ventil zum Bilden des Heizkreislaufs eingestellt ist,
und das Mehrraumklimagerät
im gleichzeitigen Heiz- und Kühlbetriebsmodus
betrieben wird, etwas des vom Kompressor durch die Hochdruckgasleitung geförderten
Hochdruckgases zur Flüssigleitung
an der Seite des Außenwärmetauschers
durch eine Bypassleitung umgeleitet, an welcher ein Fließgeschwindigkeitssteuerglied
angeordnet ist.
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Folglich
wird die Fließgeschwindigkeit
des Hochdruckgases, das durch die Bypassleitung fließt, durch
das Fließgeschwindigkeitssteuerglied
richtig gesteuert. Außerdem
wird die Fließgeschwindigkeit des
flüssigen
Kühlmittels,
das von den den Heizbetrieb durchführenden Inneneinheiten zu den
den Kühlbetrieb
durchführenden
Inneneinheiten fließt, durch
das Fließgeschwindigkeitssteuerglied
richtig gesteuert und wird deshalb das Mehrraumklimagerät effizient
betrieben.
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Vorzugsweise
ist das Fließgeschwindigkeitssteuerglied
ein variables Fließgeschwindigkeitssteuerglied,
das die Fließgeschwindigkeit
von durch die Bypassleitung fließendem Hochdruckgas variiert.
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Folglich
wird die Fließgeschwindigkeit
des durch die Bypassleitung fließenden Hochdruckgases durch
das Fließgeschwindigkeitssteuerglied
auf der Basis der Betriebsbedingungen des Mehrraumklimageräts variiert
und wird deshalb das Mehrraumklimagerät effizienter betrieben.
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Vorzugsweise
wird, wenn das Vier-Wege-Ventil zum Bilden des Heizkreislaufs eingestellt
ist und das Mehrraumklimagerät
im gleichzeitigen Heiz- und Kühlbetriebsmodus
betrieben wird, etwas vom Kompressor durch die Hochdruckgasleitung
geförderten
Hochdruckgas zur Flüssigleitung
an der Seite des Außenwärmetauschers
durch die Bypassleitung umgeleitet, wobei die Fließgeschwindigkeit
des durch die Bypassleitung fließenden Hochdruckgases durch
das variable Fließgeschwindigkeitssteuerglied gemäß dem Kühl-/Heizbetriebsverhältnis der
Inneneinheiten gesteuert wird.
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Folglich
wird die Fließgeschwindigkeit
des durch die Bypassleitung fließenden Hochdruckgases durch
das Fließgeschwindigkeitssteuerglied
gemäß dem Kühl-/Heizbetriebsverhältnis der
Inneneinheiten gesteuert. Außerdem
wird die Bypassmenge des Hochdruckgases gemäß dem Kühl-/Heizbetriebsverhältnis der
Inneneinheiten gesteuert und wird deshalb eine angenehmere Luftklimatisierung
erzielt und das Mehrraumklimagerät
effizienter betrieben.
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Zusätzliche
Aspekte und/oder Vorteile der Erfindung sind zum Teil in der folgenden
Beschreibung dargelegt und sind zum Teil aus der Beschreibung ersichtlich
oder können
durch Ausüben
der Erfindung erlernt werden.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Steuerung eines
Klimageräts
bereit, aufweisend eine Außeneinheit,
eine Mehrzahl an Inneneinheiten und eine Betriebsmodusumschalteinheit zum
Steuern der Fließrichtung
von Kühlmittel
durch jede Inneneinheit zum Ermöglichen
von gleichzeitigem Heizen und Kühlen
durch ausgewählte
Inneneinheiten, wobei Hochdruckkühlmittel über einen Hochdruckfließweg von
der Außeneinheit
zu denjenigen Inneneinheiten, die zum Durchführen eines Heizbetriebs ausgewählt sind, über einen
Flüssigfließweg zurück in die
Außeneinheit
fließt,
wobei ein Teil des Kühlmittels,
der durch die Inneneinheiten zum Durchführen des Heizbetriebs geströmt ist,
von dem Flüssigfließweg zu
denjenigen Inneneinheiten, die zum Durchführen eines Kühlbetriebs
ausgewählt
sind, abgezweigt wird, bevor dieser über einen Niederdruckfließweg zurück in die
Außeneinheit
fließt,
wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch den Schritt des Strömens von
Hochdruckkühlmittel
durch einen Bypassfließweg
zwischen dem Hochdruckfließweg
und dem Flüssigfließweg zum
Erhöhen
des Drucks des über
den Flüssigfließweg zurück in die
Außeneinheit fließenden Kühlmittels,
das nicht zu den Inneneinheiten, die zum Durchführen eines Kühlbetriebs
ausgewählt
wurden, abgezweigt wurde, wodurch der Durchfluss an Kühlmittel,
welches von dem Flüssigfließweg zu
den Inneneinheiten, die zum Durchführen eines Kühlbetriebs
ausgewählt
wurden, abgezweigt wird, erhöht
wird.
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Ausführungsformen
der Erfindung werden nun nur beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten 1 bis 9 beschrieben,
in welchen:
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1 eine
Ansicht ist, die die Struktur eines Mehrraumklimageräts gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt;
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2 eine
Ansicht ist, die Kühlmittelfluss darstellt,
wenn das Mehrraumklimagerät
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung im gleichzeitigen Kühl- und Heizbetriebsmodus und im
Hauptheizbetriebsmodus betrieben wird;
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3 eine
Ansicht ist, die den Betrieb des Mehrraumklimageräts gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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4 eine
teilweise vergrößerte Ansicht
ist, die eine Modifikation des Mehrraumklimageräts gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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5 eine
Ansicht ist, die die Struktur eines Mehrraumklimageräts gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt;
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6 eine
Ansicht ist, die die Struktur eines Mehrraumklimageräts gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt;
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7 eine
Ansicht ist, die die Struktur eines Mehrraumklimageräts gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt;
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8 eine
Ansicht ist, die die Struktur eines Mehrraumklimageräts gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt;
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9 eine
Ansicht ist, die die Struktur eines Mehrraumklimageräts gemäß einer
sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt; und
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10 eine
Ansicht ist, die ein herkömmliches
Klimagerät
darstellt.
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Nachfolgend
wird im Detail auf die Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, von welcher Beispiele
in den beigefügten
Zeichnungen dargestellt sind, wobei gleiche Bezugszeichen sich durchgehend
auf gleiche Elemente beziehen. Die Ausführungsform wird unten stehend
beschrieben, um die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die Figuren
zu erläutern.
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Erste Ausführungsform
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Die 1 bis 4 zeigen
ein Mehrraumklimagerät 31 gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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1 ist
ein Schaltdiagramm, das die Struktur des Mehrraumklimageräts 31 gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Wie
in 1 dargestellt, weist das Mehrraumklimagerät 31 auf:
eine Außeneinheit 32;
eine Mehrzahl (in den Zeichnungen fünf) an Inneneinheiten 33;
und eine Mehrzahl (in den Zeichnungen zwei) an Kühl-/Heiz-Betriebsmodusumschalteinheiten 34 zum Ändern des
Kühlmittelflusses
zu den Inneneinheiten 33. Die Außeneinheit 32 ist
mit den jeweiligen Kühl-/Heiz-Betriebsmodusumschalteinheiten 34 über drei
Leitungen, d. h. eine erste Leitung 36, eine zweite Leitung 37 und
eine dritte Leitung 38 verbunden. Die jeweiligen Kühl-/Heiz-Betriebsmodusumschalteinheiten 34 sind
mit den jeweiligen Inneneinheiten 33 über Zusammenfließ- oder
Zweigleitungen der ersten und zweiten Leitung 36 und 37 und
der dritten Leitung 38 verbunden.
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Die
erste Leitung 36, die zweite Leitung 37 und die
dritte Leitung 38 dienen als Hochdruckgasleitung, Niederdruckgasleitung
bzw. Mitteldruckflüssigleitung,
wenn das Mehrraumklimagerät 31 im gleichzeitigen
Kühl- und
Heizbetriebsmodus betrieben wird und ein Außen-Vier-Wege-Ventil 42 zum
Bilden eines Heizkreislaufs eingestellt ist. Hier nachstehend werden
die Leitungen 36, 37 und 39 als die Hochdruckgasleitung,
die Niederdruckgasleitung bzw. die Flüssigleitung bezeichnet.
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Die
Außeneinheit 32 weist
einen Kompressor 41, ein Vier-Wege-Ventil 42,
einen Außenwärmetauscher 43,
ein Außenexpansionsventil 44,
einen Aufnahmetank 45 und einen Akkumulator 46 auf.
Das Vier-Wege-Ventil 42 weist vier Anschlüsse 42a, 42b, 42c und 42d auf.
Der erste Anschluss 42a ist mit dem Auslass des Kompressors 41 über einen Ölabscheider 47 verbunden;
der zweite Anschluss 42b ist über den Außenwärmetauscher 43, das
Außenexpansionsventil 44 und
den Aufnahmetank 45 mit der Flüssigleitung 38 verbunden;
der dritte Anschluss 42c ist mit der Niederdruckgasleitung 37,
die mit dem Einlass des Kompressors 41 verbunden ist, verbunden; der
vierte Anschluss 42d ist über ein Rückschlagventil 58 mit
der Hochdruckgasleitung 36 verbunden.
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In
dieser Ausführungsform
weist der Außenwärmetauscher 43 eine
Mehrzahl (in den Zeichnungen zwei) an Wärmetauschern auf, die parallel
miteinander verbunden sind. Alternativ dazu kann der Außenwärmetauscher 43 einen
einzigen Wärmetauscher
aufweisen. Das Außenexpansionsventil 44 der Außeneinheit 32 ist
ein Ventil, dessen Öffnungsgrad steuerbar
ist, wie ein elektronisches Expansionsventil. Zwischen dem Außenwärmetauscher 43 und
dem Aufnahmetank 45 sind ein Öffnungs-/Schließventil 48a und
ein Rückschlagventil 48b,
bei denen es sich um elektronische Ventile handelt, und das Außenexpansionsventil 44 angeordnet,
während
das Öffnungs-/Schließventil 48a und
das Rückschlagventil 48b in
Reihe miteinander verbunden sind und das Außenexpansionsventil 44 parallel
mit dem Öffnungs-/Schließventil 48a und
dem Rückschlagventil 48b verbunden
ist. Bildet die Außeneinheit 32 einen Kühlkreislauf,
strömt
flüssiges
Kühlmittel
vom Außenwärmetauscher 43 durch
das Öffnungs-/Schließventil 48a und
das Rückschlagventil 48b und
umgeht das Außenexpansionsventil 44.
Wird das Klimagerät im
Heizbetriebsmodus oder im gleichzeitigen Kühl- und Heizbetriebsmodus und
Hauptkühlbetriebsmodus
betrieben, strömt
andererseits das flüssige
Kühlmittel
durch das Außenexpansionsventil 44.
An der Leitung, die das Vier-Wege-Ventil 42 und den Außenwärmetauscher 43 verbindet,
ist ein Zweigteil 49 vorgesehen, von dem sich eine Bypassleitung 50 derart erstreckt,
dass die Bypassleitung 50 mit der Hochdruckleitung 36 verbunden
ist. An der Bypassleitung 50 sind ein Öffnungs-/Schließventil 50a und
das Rückschlagventil 50b angebracht.
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Jede
Inneneinheit 33 weist ein Innenexpansionsventil 51 und
einen Innenwärmetauscher 52 auf.
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Die
Hochdruckgasleitung 36, die Niederdruckgasleitung 37 und
die Flüssigleitung 38 verzweigen
sich vor der Verbindung mit jeder der Kühl-/Heiz-Betriebsmodusumschalteinheiten 34.
Die Zweigleitung der Flüssigleitung 38 zweigt
ferner durch ein Öffnungs-/Schließventil 53 und
ein Expansionsventil 54 ab, die parallel miteinander verbunden sind,
und ist mit dem Innenexpansionsventil 51 von jeder Inneneinheit 33 ver bunden.
Die Hochdruckgasleitung 36 und die Niederdruckgasleitung 37 verzweigen
sich entsprechend den jeweiligen Inneneinheiten 33. Die
Zweigleitungen der Hochdruckgasleitung 36 und der Niederdruckgasleitung 37,
die sich durch die Öffnungs-/Schließventile 55 und 56 erstrecken,
bei denen es sich um Umschaltventile von jeder Kühl-/Heiz-Betriebsmodusumschalteinheit 34 handelt,
fließen
derart zusammen, dass die Zusammenfließleitung der Hochdruckgasleitung 36 und
der Niederdruckgasleitung 37 mit dem Innenwärmetauscher 52 von
jeder Inneneinheit 33 verbunden ist. Auch sind die Zweigleitungen
der Hochdruckgasleitung 36 und der Niederdruckgasleitung 37 über das Öffnungs-/Schließventil 57 und
einem Kapillarrohr 58, die näher an der Außeneinheit 32 sind
als die Öffnungs-/Schließventile 55 und 56 in
jeder Kühl-/Heiz-Betriebsmodusumschalteinheit 34,
miteinander verbunden. Die Öffnungs-/Schließventile 53 und 57 können Reduzierventile
sein, die vollständig geschlossen
werden können
wie elektronische Expansionsventile.
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Zwischen
der Flüssigleitung 38 und
der Hochdruckgasleitung 36, die näher an der Außeneinheit 32 positioniert
sind als ein Zweigteil 38a der Flüssigleitung 38, ist
eine Bypassleitung 60 angeordnet, an der ein Öffnungs-/Schließventil 61 und
ein Fließgeschwindigkeitssteuerglied 62 in
Reihe angebracht sind.
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Das
Fließgeschwindigkeitssteuerglied 62 ist ein
Glied, das einen Fließwiderstand
auf die Leitung aufbringt. Zum Beispiel kann das Fließgeschwindigkeitssteuerglied 62 ein
Kapillarrohr oder ein variables Ventil sein, das anstatt dem Fließwiderstand
die Fließgeschwindigkeit
von durch die Bypassleitung 60 fließendem Hochdruckgas variiert,
wie ein elektronisches Expansionsventil.
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Der
Betrieb des Mehrraumklimageräts
mit der vorstehend angegebenen Konstruktion wird nun beschrieben.
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Wird
das Mehrraumklimagerät 31 im
gleichzeitigen Kühl-
und Heizbetriebsmodus betrieben und auch im Hauptheizbetriebsmodus,
in welchem zwei der Inneneinheiten 33 Kühlbetrieb durchführen und zwei
der Inneneinheiten 33 Heizbetrieb durchführen, und
die Wärmebelastung
größer ist
als die Kühlbelastung,
wie in 1 dargestellt, ist der erste Anschluss 42a des
Vier-Wege-Ventils 42 mit dem vierten Anschluss 42d des
Vier-Wege-Ventils 42 verbunden
und ist gleichzeitig der zweite Anschluss 42b des Vier-Wege-Ventils 42 mit
dem dritten Anschluss 42c des Vier-Wege-Ventils 42 verbunden.
Im Hauptheizbetriebsmodus ist das Öffnungs-/Schließventil 50a an
der Bypassleitung 50 geschlossen. In den Kühl-/Heiz-Betriebsmodusumschalteinheiten 34 sind die Öffnungs-/Schließventile 55 an
der Hochdruckleitung 36 geöffnet und sind gleichzeitig
die Öffnungs-/Schließventile 56 an
der Niederdruckleitung 38 für die den Heizbetrieb durchführenden
Inneneinheiten 33 geschlossen. Andererseits sind die Öffnungs-/Schließ ventile 55 an
der Hochdruckleitung 36 geschlossen und sind gleichzeitig
die Öffnungs-/Schließventile 56 an
der Niederdruckleitung 38 für die den Heizbetrieb durchführenden
Inneneinheiten 33 geöffnet.
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Im
Hauptheizbetriebsmodus wird aus dem Kompressor 41 gefördertes
Kühlmittel
der Hochdruckleitung 36 durch den ersten und vierten Anschluss 42a und 42d des
Vier-Wege-Ventils 42 und das
Rückschlagventil 58 zugeführt und
dann durch die Öffnungs-/Schließventile 55 der
Kühl-/Heiz-Betriebsmodusumschalteinheiten 34 den
Innenwärmetauschern 52 der
den Heizbetrieb durchführenden
Inneneinheiten 33 zugeführt,
sodass das Kühlmittel durch
die Innenwärmetauscher 52 kondensiert
wird, um das Innere von Räumen
zu heizen. Danach wird das Kühlmittel
durch die Expansionsventile 54 zur Flüssigleitung 38 vorwärts befördert. Etwas
des zur Flüssigleitung 38 vorwärts beförderten
Kühlmittels wird
den den Kühlbetrieb
durchführenden
Inneneinheiten 33 durch den Zweigteil 38a zugeführt, strömt durch
die Innenexpansionsventile 51 und wird dann durch die Innenwärmetauscher 52 verdampft,
um das Innere von Räumen
zu kühlen.
Anschließend wird
das verdampfte Kühlmittel
zum Einlass des Kompressors 42 durch die mit den Innenwärmetauschern 52 und
dem Akkumulator 46 der Außeneinheit 32 verbundene
Niederdruckgasleitung 37 vorwärts befördert. Der Rest des zur Flüssigleitung 38 vorwärts beförderten
und dann durch den Zweigteil 38a fließenden Kühlmittels wird zur Außeneinheit 32 zurückgeführt. Insbesondere
wird das Kühlmittel
dem Außenwärmetauscher 43 durch
den Aufnahmetank 45 und das Außenexpansionsventil 44 derart
zugeführt,
dass das Kühlmittel
durch den Außenwärmetauscher 43 verdampft
wird. Das verdampfte Kühlmittel
wird durch den zweiten und dritten Anschluss 42b und 42c des
Vier-Wege-Ventils 42, die Niederdruckgasleitung 37 und
den Akkumulator zum Kompressor vorwärts befördert.
-
Wird
das Mehrraumklimagerät 31 im
gleichzeitigen Kühl-
und Heizbetriebsmodus betrieben und auch im Hauptkühlbetriebsmodus,
in welchem die Kühlbelastung
größer ist
als die Heizbelastung, ist der erste Anschluss 42a des
Vier-Wege-Ventils 42 mit dem zweiten Anschluss 42b des
Vier-Wege-Ventils 42 verbunden, und ist der dritte Anschluss 42c des
Vier-Wege-Ventils 42 mit dem vierten Anschluss 42d des
Vier-Wege-Ventils 42 in
der Außeneinheit 32 verbunden.
Gleichzeitig ist das Öffnungs-/Schließventil 50a an
der Bypassleitung 50 geöffnet.
In den Kühl-/Heiz-Betriebsmodusumschalteinheiten 34 sind die Öffnungs-/Schließventile 55 an
der Hochdruckleitung 36 geschlossen und sind gleichzeitig
die Öffnungs-/Schließventile 56 an
der Niederdruckleitung 38 für die den Kühlbetrieb durchführenden
Inneneinheiten 33 geöffnet.
Andererseits sind die Öffnungs-/Schließventile 55 an
der Hochdruckleitung 36 geöffnet und sind gleichzeitig
die Öffnungs-/Schließventile 56 an
der Niederdruckleitung 38 für die den Heizbetrieb durchführenden
Inneneinheiten 33 geschlossen.
-
Infolgedessen
wird von Kompressor 41 gefördertes Kühlmittel in den Außenwärmetauscher 43 durch
den ersten und zweiten Anschluss 42a und 42b des
Vier-Wege-Ventils 42 zugeführt, sodass das Kühlmittel
durch den Außenwärmetauscher 43 verdampft
wird. Das verdampfte Kühlmittel
wird den den Kühlbetrieb
durchführenden
Inneneinheiten 33 von der Flüssigleitung 38 durch
das Expansionsventil 44 und den Aufnahmetank 45 zugeführt. Das
Kühlmittel wird
durch die Innenexpansionsventile 51 dekomprimiert und dann
durch die Innenwärmetauscher 52 verdampft,
um das Innere von Räumen
zu kühlen. Anschließend wird
das Niederdruckkühlmittel
durch die Öffnungs-/Schließventile 56 der
Kühl-/Heiz-Betriebsmodusumschalteinheiten 34,
die Niederdruckgasleitung 37 und den Akkumulator 46 zum
Einlass des Kompressors 41 vorwärts befördert. Auch fließt etwas
von dem aus dem Kompressor 41 geförderten und dann durch das
Vier-Wege-Ventil 42 strömenden Kühlmittel
durch die Bypassleitung 50, an der das Öffnungs-/Schließventil 50a geöffnet ist,
und wird dann den den Heizbetrieb durchführenden Inneneinheiten, von
der Hochdruckgasleitung 36 durch die Öffnungs-/Schließventile
55 der Kühl-/Heiz-Betriebsmodusumschalteinheiten 34 derart
zugeführt,
dass das Kühlmittel
durch die Innenwärmetauscher 52 kondensiert
wird, um das Innere von Räumen
zu heizen. Danach wird das kondensierte Kühlmittel durch die Expansionsventile 54 zur
Flüssigleitung 38 vorwärts befördert, sodass
sich das kondensierte Kühlmittel
mit dem in der Flüssigleitung 38 durch
den Außenwärmetauscher 43 fließenden Kühlmittel
vereint. Das zusammenfließende
Kühlmittel
wird den den Kühlbetrieb
durchführenden
Inneneinheiten 33 zugeführt
und dann durch die Niederdruckgasleitung 37 zum Kompressor 41 vorwärts befördert.
-
Wird
das Klimagerät
z. B. auf der Basis von ausgeglichener Kühl- und Wärmebelastung betrieben, d.
h. die Inneneinheit 33 führt einen Kühl- und Heizbetrieb durch,
während
die Kühlbetriebskapazität gleich
der Heizbetriebskapazität
ist, die Außentemperatur
niedrig ist, ist die Verbindung zu den ersten bis vierten Anschlüssen 42a bis 42d des
Vier-Wege-Ventils 42 die
gleiche wie der Hauptheizbetriebsmodus für die Außeneinheit 32. Insbesondere
ist das Öffnungs-/Schließventil 50a der
Bypassleitung 50 geschlossen. Für die Inneneinheiten 33 werden
die Öffnungs-/Schließventile 55 und 56 in
der gleichen Weise geöffnet
und geschlossen wie der Hauptkühl-
bzw. -heizbetriebsmodus. In diesem Fall wird das vom Kompressor 41 geförderte Kühlmittel
den den Heizbetrieb durchführenden
Inneneinheiten 33 durch den ersten und vierten Anschluss 42a und 42d des Vier-Wege-Ventils 42,
die Hochdruckgasleitung 36 und die Kühl-/Heiz-Betriebsmodusumschalteinheiten 34 zugeführt, sodass
das Kühlmittel
kondensiert wird, um das Innere von Räumen zu heizen. Anschließend wird
das Kühlmittel
den den Kühlbetrieb durchführenden
Inneneinheiten 33 von den Kühl-/Heiz-Betriebsmodusumschalteinheiten 34 durch
die Flüssigleitung 38 zugeführt, sodass
das Kühlmittel
verdampft wird, um das Innere von Räumen zu kühlen, und wird dann durch die
Niederdruckgasleitung 37 und dem Akkumulator 46 zum
Einlass des Kompressors 41 vorwärts befördert. Folglich fließt das Kühlmittel
nicht in die Flüssigleitung 38 vom zweiten
Anschluss 42b des Vier-Wege-Ventils 42 zu den
Kühl-/Heiz-Betriebsmodusumschalteinheiten 34 durch
die Bypassleitung 50, den Außenwärmetauscher 43, das
Außenexpansionsventil 44 und
den Aufnahmetank 45 und zwischen dem dritten Anschluss 42c des
Vier-Wege-Ventils 42 und der Niederdruckgasleitung 37.
Ist die Außentemperatur hoch,
wird andererseits auch ein ausgeglichener Betrieb durch die gleiche
Verbindung wie der Hauptkühlbetriebsmodus
durchgeführt.
Ist die gleiche Verbindung wie der Hauptkühl- oder -heizbetriebsmodus gemäß der Außentemperatur
auf diese Weise eingestellt, kann das Klimagerät schnell im Hauptkühlbetriebsmodus
oder im Hauptheizbetriebsmodus ohne Umschalten des Vier-Wege-Ventils 42 betrieben
werden, obwohl die Außentemperatur
hoch und deshalb die Kühlbelastung
erhöht
ist oder die Außentemperatur
niedrig und deshalb die Heizbelastung erhöht ist.
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Führen die
Inneneinheiten 33 nur den Heizbetrieb durch, ist das Vier-Wege-Ventil 42 in
der gleichen Weise eingestellt wie im Hauptheizbetriebsmodus, ist
das Öffnungs-/Schließventil 50a der
Bypassleitung 50 geschlossen, sind die Öffnungs-/Schließventile 55 der
Kühl-/Heiz-Betriebsmodusumschalteinheiten 34 geöffnet und
sind die Öffnungs-/Schließventile 56 der
Kühl-/Heiz-Betriebsmodusumschalteinheiten 34 geschlossen.
Führen
die Inneneinheiten 33 nur den Kühlbetrieb durch, ist andererseits
das Vier-Wege-Ventil 42 in
der gleichen Weise eingestellt wie im Hauptkühlbetriebsmodus, ist das Öffnungs-/Schließventil 50a der
Bypassleitung 50 geschlossen und ist das Öffnungs-/Schließventil 48a geöffnet. Für die Inneneinheiten 33 sind
die Öffnungs-/Schließventile 55 der
Kühl-/Heiz-Betriebsmodusumschalteinheiten 34 geschlossen
und sind die Öffnungs-/Schließventile 56 der
Kühl-/Heiz-Betriebsmodusumschalteinheiten 34 geöffnet.
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Ist
das Vier-Wege-Ventil 42 wie vorstehend beschrieben zum
Bilden des Heizkreislaufs eingestellt und wird das Mehrraumklimagerät im gleichzeitigen
Kühl- und
Heizbetriebsmodus betrieben, wird etwas von dem Kühlmittel,
welches von dem Kompressor 41 durch die Hochdruckgasleitung 36 gefördert wird,
zu der Flüssigleitung 38 an
der Seite des Außenwärmetauschers
umgeleitet, unter der Flüssigleitung,
welche über
den Zweigteil 38a von den den Heizbetrieb durchführenden
Inneneinheiten 33 zu dem Außenwärmetauscher 43 und
den den Kühlbetrieb
durchführenden
Inneneinheiten 33 abzweigt. Folglich ist der Druck in der
Flüssigleitung 38 an
der Seite des Außenwärmetauschers,
in welchen das Hochdruckgas fließt, erhöht und ist die Fließgeschwindigkeit
des flüssigen
Kühlmittels,
das in der Flüssigleitung 38 an
der Seite des Außenwärmetauschers
fließt,
gesenkt. Infolgedessen ist die Fließgeschwindigkeit des flüssigen Kühlmittels,
das von den den Heizbetrieb durchführenden Inneneinheiten 33 zu
den den Kühl betrieb
durchführenden
Inneneinheiten 33 durch den Zweigteil 38a fließt, erhöht und wird deshalb
die erforderliche Menge an durch die den Kühlbetrieb durchführenden
Inneneinheiten 33 fließendem
flüssigen
Kühlmittel
erhalten ohne Verwendung des Drucksensors zum Erfassen des Drucks
in der Flüssigleitung,
welcher im wie vorstehend beschriebenen herkömmlichen Stand der Technik
notwendig ist.
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Wird
das Vier-Wege-Ventil 42 zum Bilden des Heizkreislaufs eingestellt
und das Mehrraumklimagerät
im gleichzeitigen Kühl-
und Heizbetriebsmodus betrieben, d. h. wenn das Mehrraumklimagerät im gleichzeitigen
Kühl- und
Heizbetriebsmodus und dem Hauptheizbetriebsmodus betrieben wird,
ist die Heizkapazität
größer als
die Nennkapazität
im Vergleich zur Kühlkapazität. Folglich
können
die Inneneinheiten den Heizbetrieb mit Unterbrechungen durchführen, d.
h. die den Heizbetrieb durchführenden
Inneneinheiten können
wiederholt ein- und ausgeschaltet werden und deshalb kann der Leistungsverlust
des Kompressors erhöht
und die Angenehmlichkeit gesenkt sein. Gemäß dem Mehrraumklimagerät mit der
vorstehend erwähnten
Konstruktion wird jedoch etwas von dem vom Kompressor 44 durch
die Hochdruckgasleitung 36 geförderten Hochdruckgas zur Flüssigleitung 38 an
der Seite des Außenwärmetauschers
umgeleitet. Infolgedessen wird etwas von dem Hochdruckgas zum Steuern
der Fließgeschwindigkeit
des flüssigen
Kühlmittels
verwendet, während
etwas von der Heizkapazität
reduziert ist. Folglich wird der Kompressor mit den ausgeglichenen
Heiz- und Kühlkapazitäten effizienter
betrieben. Gleichzeitig ist die Wiederholung von Ein und Aus der
den Heizbetrieb durchführenden
Inneneinheiten 33 auf Grund der Temperatursteuerung beim Durchführen des
Heizbetriebs reduziert und ist deshalb die Angenehmlichkeit verbessert.
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Der
vorstehend erwähnte
Betrieb wird mit Bezug auf 3 weiter
beschrieben, die die Kühl- und
Heizkapazitäten
der Inneneinheiten 33 darstellt, wenn etwas von dem Hochdruckgas
zur Flüssigleitung 38 an
der Seite des Außenwärmetauschers durch
die Bypassleitung 60 umgeleitet wird, und wenn etwas von
dem Hochdruckgas nicht zur Flüssigleitung 38 an
der Seite des Außenwärmetauschers umgeleitet
wird, im Fall, dass das Mehrraumklimagerät im gleichzeitigen Kühl- und
Heizbetriebsmodus und im Hauptheizbetriebsmodus betrieben wird.
Die vertikale Achse bezeichnet das Verhältnis Kühl-/Heizkapazität und die horizontale Achse
bezeichnet das Verhältnis
von Heizkapazität
von den den Heizbetriebsmodus durchführenden Inneneinheiten zur
gesamten Kühl- und Heizkapazität von den den
Kühl- und
Heizbetrieb durchführenden
Inneneinheiten. Wie es aus 3 ersichtlich
ist, ist die Heizkapazität
leicht gesenkt, ist jedoch die Kühlkapazität beträchtlich
erhöht,
wenn etwas von dem Hochdruckgas umgeleitet wird, im Vergleich dazu,
wenn etwas von dem Hochdruckgas nicht umgeleitet wird. Das heißt, der
Kompressor 44 wird wirksamer betrieben.
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Wenn
es zur Flüssigleitung 38 an
der Seite des Außenwärmetauschers
umgeleitet wird, wird etwas von dem Hochdruckgas zur Mitteldruckflüssigleitung
zwischen dem Zweigteil 38a der Flüssigleitung 38 und
dem Aufnahmetank 45, der näher an der Seite des Außenwärmetauschers
ist als der Zweigteil 38a, umgeleitet. Folglich fließt das flüssige Kühlmittel von
den den Heizbetrieb durchführenden
Inneneinheiten 33 zur Seite des Außenwärmetauschers durch den Zweigteil 38a,
fließt
Hochdruckgas stromaufwärts
vom Aufnahmetank 45. Infolgedessen kommt das zur Seite
des Außenwärmetauschers
fließende flüssige Kühlmittel
mit dem Hochdruckgas in Kontakt, unmittelbar bevor es zum Aufnahmetank 45 fließt und wird
deshalb das flüssige
Kühlmittel
zum Zweigteil 38a geführt.
Folglich wird die Ansammlung des flüssigen Kühlmittels im Aufnahmetank 45 verhindert und
wird deshalb ein Mangel an im System zirkulierendem Kühlmittel
verhindert.
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Wird
es zur Flüssigleitung 38 an
der Seite des Außenwärmetauschers
umgeleitet, wird etwas von dem Hochdruckgas durch die Bypassleitung 60, an
der das Fließgeschwindigkeitssteuerglied 62 befestigt
ist, umgeleitet. Folglich wird die Fließgeschwindigkeit des durch
die Bypassleitung 60 fließenden Hochdruckgases durch
das Fließgeschwindigkeitssteuerglied 62 richtig
gesteuert. Das heißt, die
Fließgeschwindigkeit
des von den den Heizbetrieb durchführenden Inneneinheiten 33 zu
den den Kühlbetrieb
durchführenden
Inneneinheiten 33 fließenden
flüssigen
Kühlmittels
wird durch das Fließgeschwindigkeitssteuerglied 62 richtig
gesteuert.
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Ist
das Fließgeschwindigkeitssteuerglied 62 ein
variables Fließgeschwindigkeitssteuerglied,
das die Fließgeschwindigkeit
des durch die Bypassleitung 60 fließenden Hochdruckgases variiert,
wird die Fließgeschwindigkeit
des durch die Bypassleitung 60 fließenden Hochdruckgases durch
das Fließgeschwindigkeitssteuerglied 62 variiert
und wird die Fließgeschwindigkeit
des von den den Heizbetrieb durchführenden Inneneinheiten 33 zu
den den Kühlbetrieb
durchführenden
Inneneinheiten 33 fließenden flüssigen Kühlmittels
durch das Fließgeschwindigkeitssteuerglied 62 auf
der Basis des Betriebszustands des Mehrraumklimageräts richtig
gesteuert.
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Wird
die Fließgeschwindigkeit
des Hochdruckgases durch das variable Fließgeschwindigkeitssteuerglied
gemäß dem Verhältnis des Kühl-/Heizbetriebs
der Inneneinheiten variiert, wird die Bypassmenge an erforderlichem
Hochdruckgas gemäß dem Verhältnis des
Kühl-/Heizbetriebs
der Inneneinheiten gesteuert und wird deshalb eine angenehmere Luftklimatisierung
erzielt.
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Wird
z. B. etwas von dem Hochdruckgas zur Flüssigleitung 38 an
der Seite des Außenwärmetauschers
umgeleitet, kann das Verbindungsende der Bypassleitung 60 zur
Flüssigleitung 38 zur
Flüssigleitung 38 hin
gebogen sein, sodass der zusammenfließende Teil, wie in 4a dargestellt, in der Gestalt eines „Y" gebildet ist, d.
h. das Gas wird in die entgegengesetzte Richtung zum Fluss des durch
die Flüssigleitung
fließenden
Kühlmittels
umgeleitet. In diesem Fall wird das durch die Flüssigleitung 38 fließende flüssige Kühlmittel
in die entgegengesetzte Richtung geführt, d. h. zu den Inneneinheiten 33 hin,
die durch den Fluss des Hochdruckgases den Kühlbetrieb durchführen. Auch
kann sich das vordere Ende der Bypassleitung 60 in die
Flüssigleitung 38 erstrecken
und kann gleichzeitig das vordere Ende der Bypassleitung 60 derart
gebogen sein, dass das Gas, wie in 4b dargestellt,
in die entgegengesetzte Richtung zum Fluss des durch die Flüssigleitung
fließenden
Kühlmittels
umgeleitet wird. Dieser Fall stellt den gleichen Effekt wie der
vorstehend erwähnte
erste Fall bereit. Folglich wird die Menge an flüssigem Kühlmittel, das von den den Heizbetrieb
durchführenden
Inneneinheiten 33 zu den den Kühlbetrieb durchführenden
Inneneinheiten 33 fließt,
ausreichend erhalten, selbst wenn die Bypassmenge des durch die Bypassleitung 60 fließenden Hochdruckgases
klein ist.
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Zweite Ausführungsform
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5 ist
eine Ansicht, die die Struktur eines Mehrraumklimageräts gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt.
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Das
Mehrraumklimagerät
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist mit dem Mehrraumklimagerät gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung identisch, außer, dass nur das Öffnungs-/Schließventil 61 an der
zwischen der Flüssigleitung 38 und
der Hochdruckgasleitung 36 angeordneten Bypassleitung 60 angeordnet
ist und das Fließgeschwindigkeitssteuerglied,
wie beispielsweise das Kapillarrohr, nicht an der Bypassleitung 60 angeordnet
ist.
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Obwohl
das Fließgeschwindigkeitssteuerglied
nicht an der Bypassleitung 60 angeordnet ist, weist das
an der Bypassleitung 60 angeordnete Öffnungs-/Schließventil 61 einen
Fließwiderstand
auf. Folglich wird die Fließgeschwindigkeit
des durch die Bypassleitung 60 fließenden Hochdruckgases durch den
Fließwiderstand
des Öffnungs-/Schließventils 61 richtig
gesteuert. Befindet sich das Mehrraumklimagerät im gleichzeitigen Kühl- und
Heizbetriebsmodus und im Hauptheizbetriebsmodus, wird die Fließgeschwindigkeit
des von den den Heizbetrieb durchführenden Inneneinheiten zum
Außenwärmetauscher 43 fließenden flüssigen Kühlmittels
richtig gesteuert und wird deshalb die Fließgeschwindigkeit des von den
den Heizbetrieb durchführenden
Inneneinheiten 33 zu den den Kühlbetrieb durchführenden
Inneneinheiten 33 durch die Flüssigleitung 38 fließenden Kühlmittel
richtig gesteuert.
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Das
Fließgeschwindigkeitssteuerglied
ist nicht nötig
und deshalb wird die Kostenreduktion erhalten.
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Dritte Ausführungsform
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6 ist
eine Ansicht, die die Struktur eines Mehrraumklimageräts gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt.
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Das
Mehrraumklimagerät
gemäß der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist im Vergleich zum Mehrraumklimagerät der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsende
der Bypassleitung 60 zur Hochdruckgasleitung 36 zwischen dem
Vier-Wege-Ventil 42 und dem Rückschlagventil 58,
das an der entgegengesetzten Seite des Kompressors 41 vom
Vier-Wege-Ventil 42 vorgesehen ist, angeordnet ist. Das
Verbindungsende der Bypassleitung 60 an die Flüssigleitung 38 ist
zwischen dem Aufnahmetank 45 und dem Zweigteil 38 in
der gleichen Weise wie die erste und zweite Ausführungsform angeordnet.
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Wird
ein Mehrraumklimagerät
im gleichzeitigen Kühl-
und Heizbetriebsmodus und im Hauptheizbetriebsmodus betrieben, wird
die Fließgeschwindigkeit
des von den den Heizbetrieb durchführenden Inneneinheiten 33 zu
den den Kühlbetrieb
durchführenden
Inneneinheiten 33 fließenden
Kühlmittels
richtig gesteuert. Wird das Mehrraumklimagerät im Kühlbetriebsmodus betrieben,
wird die Bypassleitung zum Umleiten des flüssigen Kühlmittels verwendet. Das heißt, das
verflüssigte
Kühlmittel,
d. h. das Kühlmittel, welches
nach dem Durchströmen
des Kondensators (der Außenwärmetauscher 43 im
Kühlbetrieb)
verflüssigt
wurde, wird zum Einlass des Kompressors 41 umgeleitet,
um zu verhindern, dass die Kühlmittelfördertemperatur
des Kompressors 41 einen vorbestimmten Grad im Kühlbetrieb überschreitet.
In der dritten Ausführungsform
ist das Öffnungs-/Schließventil 61 im
Kühlbetrieb
geöffnet.
Infolgedessen wird das Kühlmittel,
welches durch den Kompressor 41 komprimiert und durch Durchströmen des
Außenwärmetauschers 43 verflüssigt wurde,
durch das Öffnungs-/Schließventil 61 in
die Bypassleitung eingebracht und wird durch das Vier-Wege-Ventil 42 und den
Akkumulator 46 zum Einlass des Kompressors 41 vorwärts befördert. Folglich
wird die Kühlmittelfördertemperatur
des Kompressors 41 richtig gesenkt.
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Vierte Ausführungsform
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7 ist
eine Ansicht, die die Struktur eines Mehrraumklimageräts gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt.
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Das
Mehrraumklimagerät
gemäß der vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist mit dem Mehrraumklimagerät gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorlie genden Erfindung identisch, außer, dass das Fließgeschwindigkeitssteuerglied 62, wie
beispielsweise das Kapillarrohr, sowie das Öffnungs-/Schließventil 61 an
der Bypassleitung 60 angeordnet sind.
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Da
das Fließgeschwindigkeitssteuerglied 62 an
der Bypassleitung 60 angeordnet ist, wird der Druck des
in die Bypassleitung 60 eingebrachten flüssigen Kühlmittels
durch das Fließgeschwindigkeitssteuerglied 62 reduziert.
Auf diese Weise kann die Temperatur des Kühlmittels vorher reduziert
werden und kann deshalb die Kühlmittelfördertemperatur des
Kompressors 41 im Kühlbetrieb
wirksamer gesenkt werden.
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Fünfte Ausführungsform
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8 ist
eine Ansicht, die die Struktur eines Mehrraumklimageräts gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt.
-
Das
Mehrraumklimagerät
gemäß der fünften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist identisch mit dem Mehrraumklimagerät gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, außer,
dass die Öffnungs-/Schließventile 71a und 71b,
bei denen es sich um elektronische Ventile handelt, an beiden Enden
der Bypassleitung 60 angeordnet sind, der zwischen den Öffnungs-/Schließventilen 71a und 71b angeordnete
Mittelteil der Bypassleitung 60 mit dem Rückschlagventil 58 der
Hochdruckleitung 36 durch eine Verbindungsleitung 72 verbunden
ist und ein Rückschlagventil 73 zum
Ermöglichen,
dass Fluid von der Hochdruckleitung 36 zur Bypassleitung 60 fließt und Rückfluss
des Fluids verhindert, an der Verbindungsleitung 72 angeordnet
ist.
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Ein
Ende der Bypassleitung 60 ist zwischen dem Aufnahmetank 45 der
Flüssigleitung 38 und
dem Zweigteil 38a verbunden und das andere Ende der Bypassleitung 60 ist
zwischen dem Vier-Wege-Ventil 42 der Hochdruckgasleitung 36 und
dem Rückschlagventil 58 in
der gleichen Weise wie die dritte Ausführungsform verbunden.
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In
der fünften
Ausführungsform
sind die Öffnungs-/Schließventile 71a und 71b im
Kühlbetrieb geöffnet. Infolgedessen
wird das Kühlmittel,
das durch den Kompressor 41 komprimiert und durch Durchströmen des
Außenwärmetauschers 43 verflüssigt wurde,
in die Bypassleitung 60 eingebracht und dann durch das
Vier-Wege-Ventil 42 und den Akkumulator 46 zum
Einlass des Kompressors 41 vorwärts befördert. Folglich ist die Kühlmittelfördertemperatur
des Kompressors 41 richtig gesenkt.
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Wird
der Betriebsmodus des Klimageräts
auf den Kühlbetriebsmodus
geschaltet oder wenn Gas aus dem mit der Hochdruckleitung 36 verbundenen Öffnungs-/Schließventil
ausströmt,
bleibt gasförmiges
Kühlmittel
in der Hochdruckleitung 36 zurück, das im Kühlbetrieb
nicht verwendet wird. Das zurück gelassene
Kühlmittel
wird durch Wärme tausch
mit Umgebungsluft durch die Leitungswand der Hochdruckleitung 36 verflüssigt und
das verflüssigte
Kühlmittel
wird in der Hochdruckleitung 36 gesammelt. In diesem Fall
wird das Kühlmittel
unnötigerweise
in der unbenutzten Leitung gesammelt und ist deshalb die Menge des
zu zirkulierenden Kühlmittels
gesenkt.
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Gemäß der fünften Ausführungsform
ist das Öffnungs-/Schließventil 71b an
einem Ende der Bypassleitung 60 (die mit der Flüssigleitung 38 verbunden
ist) geschlossen und ist das Öffnungs-/Schließventil 71a am
anderen Ende der Bypassleitung 60 (die mit der Hochdruckgasleitung 36 verbunden
ist) geöffnet.
Infolgedessen strömt
das flüssige
Kühlmittel
in der Hochdruckleitung 36 durch einen Teil der Bypassleitung 60,
an der die Verbindungsleitung 72 und das Öffnungs-/Schließventil 71 angeordnet
sind, und wird dann, wie in 8 dargestellt,
durch das Vier-Wege-Ventil 42 und den Akkumulator 46 zum Einlass
des Kompressors 41 vorwärts
befördert.
Auf diese Weise wird das in der Hochdruckleitung 36, die die
unbenutzte Leitung im Kühlbetrieb
ist, gesammelte Kühlmittel
gesammelt und wird deshalb die erforderliche Menge an zu zirkulierendem
Kühlmittel
erhalten.
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Sechste Ausführungsform
-
9 ist
eine Ansicht, die die Struktur eines Mehrraumklimageräts gemäß einer
sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt.
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Das
Mehrraumklimagerät
gemäß der sechsten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist mit dem Mehrraumklimagerät gemäß der fünften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung identisch, außer, dass das Fließgeschwindigkeitssteuerglied 62,
wie das Kapillarrohr, sowie die Öffnungs-/Schließventile 71a und 71b an
der Bypassleitung 60 angeordnet sind.
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Da
das Fließgeschwindigkeitssteuerglied 62 an
der Bypassleitung 60 angeordnet ist, wird die Fließgeschwindigkeit
des von den den Heizbetrieb durchführenden Inneneinheiten 33 zu
den den Kühlbetrieb
durchführenden
Inneneinheiten 33 fließenden flüssigen Kühlmittels
durch das Fließgeschwindigkeitssteuerglied 62 richtig
gesteuert, wenn das Mehrraumklimagerät im gleichzeitigen Kühl- und
Heizbetriebsmodus und im Hauptheizbetriebsmodus betrieben wird.
Im Kühlbetrieb
wird der Druck des in die Bypassleitung 60 eingebrachten
flüssigen
Kühlmittels durch
das Fließgeschwindigkeitssteuerglied 62 reduziert.
Auf diese Weise kann die Temperatur des Kühlmittels vorher reduziert
werden und kann deshalb die Kühlmittelfördertemperatur
des Kompressors 41 im Kühlbetrieb
wirksamer gesenkt werden.
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Das
erfindungsgemäße Mehrraumklimagerät weist
die folgenden Wirkungen auf.
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Wird
das Vier-Wege-Ventil zum Bilden des Heizkreislaufs eingestellt und
wird das erfindungsgemäße Mehrraumklimagerät im gleichzeitigen
Kühl- und
Heizbetriebsmodus betrieben, wird etwas von dem vom Kompressor durch
die Hochdruckgasleitung geförderten
Kühlmittel
zur Flüssigleitung
an der Seite des Außenwärmetauschers
umgeleitet. Folglich wird der Druck in der Flüssigleitung an der Seite des
Außenwärmetauschers
gesenkt und fließt
deshalb das Kühlmittel
nicht leicht durch die Flüssigleitung.
Infolgedessen ist es möglich,
dass das flüssige Kühlmittel
vorzugsweise von den den Heizbetrieb durchführenden Inneneinheiten zu den
den Kühlbetrieb
durchführenden
Inneneinheiten fließt
und deshalb die erforderliche Menge an zu den den Kühlbetrieb
durchführenden
Inneneinheiten 33 fließenden flüssigem Kühlmittel
erhalten wird, ohne Verwendung des Drucksensors zum Erfassen des
Drucks in der Kühlmittelleitung,
der im herkömmlichen
Stand der Technik nötig
ist.
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Wird
das Vier-Wege-Ventil zum Bilden des Heizkreislaufs eingestellt und
wird das Mehrraumklimagerät
im gleichzeitigen Kühl-
und Heizbetriebsmodus betrieben, d. h. wenn das Mehrraumklimagerät im gleichzeitigen
Kühl- und
Heizbetriebsmodus und im Hauptheizbetriebsmodus betrieben wird,
ist die Heizkapazität
im Vergleich mit der Kühlkapazität größer als
die Nennkapazität.
Folglich können
die Inneneinheiten den Heizbetrieb mit Unterbrechungen durchführen, d.
h. die den Heizbetrieb durchführenden
Inneneinheiten können
wiederholt ein- und ausgeschaltet werden und kann deshalb der Leistungsverlust
des Kompressors erhöht
und die Angenehmlichkeit gesenkt sein. Gemäß dem erfindungsgemäßen Mehrraumklimagerät wird jedoch
etwas von dem vom Kompressor durch die Hochdruckgasleitung gefördertem
Hochdruckgas zur Flüssigleitung
an der Seite des Außenwärmetauschers
umgeleitet. Infolgedessen wird etwas von dem Hochdruckgas zum Steuern
der Fließgeschwindigkeit
des flüssigen
Kühlmittels
verwendet, während
etwas von der Heizkapazität
reduziert ist. Folglich wird der Kompressor mit den ausgeglichenen
Heiz- und Kühlkapazitäten wirksamer
betrieben. Gleichzeitig ist die Angenehmlichkeit verbessert.