DE112011102137T5

DE112011102137T5 - Wärmetauscher

Info

Publication number: DE112011102137T5
Application number: DE112011102137T
Authority: DE
Inventors: Yoshiki Katoh
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-06-25
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2013-04-11
Also published as: JP2012007821A; JP5413313B2; US8938989B2; US20130061631A1; CN102906528A; CN102906528B; WO2011161918A1

Abstract

Ein Wärmetauscher umfasst Kältemittelrohre (16a), durch welche ein Kältemittel strömt, und Kühlmediumrohre (43a), durch welche ein Kühlmittel von einem elektrischen Motor MG zum Fahren eines Fahrzeugs strömt. Die Kältmittelrohre (16a) und die Kühlmediumrohre (43a) sind in einer abwechselnden Schichtung angeordnet, der Wärmetauscher umfasst des Weiteren Außenluftdurchlässe (70a) zwischen den Kältemittelrohren (16a) und den Kühlmediumrohren (43a), welche zueinander benachbart sind, und Außenluft strömt durch die Außenluftdurchlässe (70a). Der Wärmetauscher umfasst des Weiteren äußere Rippen (50), welche in den Außenluftdurchlässen (79a) angeordnet sind, um fähig zu sein für ein Übertragen von Wärme zwischen den Kältemittelrohren (16a) und den Kühlmediumrohren (43a). Ein geeigneter Wärmeaustausch kann dementsprechend zwischen dem Kältemittel und der Außenluft, zwischen dem Kühlmittel und der Außenluft und zwischen dem Kältemittel und dem Kühlmittel ausgeführt werden.

Description

BEZUGNAHME AUF BETREFFENDE ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2010-145011 , welche am 25. Juni 2010 angemeldet wurde, die hier durch Bezugnahme miteinbezogen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft einen kombinierten Wärmetauscher, der ausgestaltet ist, um fähig zu sein für ein Ausführen eines Wärmeaustauschs zwischen drei Arten von Fluiden.
HINTERGRUND – STAND DER TECHNIK
Auf herkömmliche Weise ist ein kombinierter Wärmetauscher bekannt, welcher ausgebildet ist, um fähig zu sein für ein Ausführen eines Wärmeaustauschs unter drei Arten von Fluiden. In dem Patentdokument 1 ist zum Beispiel ein Wärmetauscher offenbart, welcher ausgestaltet ist, um einen Wärmeaustausch zwischen Kältemittel einer Kältekreislaufeinrichtung und Außenluft (äußere Luft) auszuführen und einen Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und einem Kühlmittel, welches einen Motor kühlt, auszuführen.
Der Wärmetauscher des Patentdokuments 1 umfasst noch genauer mehrere Kältemittelrohre, welche in einer Schichtung angeordnet sind, und beide Endabschnitte von den Kältemittelrohren sind mit dem Kältemitteltanks verbunden, welche das Kältemittel einsammeln und verteilen. Der Wärmetauscher umfasst des Weiteren Wärmerohre, welche zwischen den in einer Schichtung angeordneten Kältemittelrohren angeordnet sind, und einer der Endabschnitte der Wärmerohre sind mit einem Kühlmitteltank, durch welchem ein Kühlmittel strömt, verbunden. Einen Wärmeaustausch begünstigende Rippen sind des Weiteren in den Luftdurchlässen angeordnet, die zwischen den Kältemittelrohren und den Wärmerohren vorgesehen sind.
Wenn die Kältekreislaufeinrichtung betrieben wird, verdampft das Kältemittel durch ein Absorbieren von Wärme von der Außenluft und Wärme des Kühlmittels (d. h. Abwärme des Motors) und eine Frost- bzw. Reifbildung in dem Wärmetauscher wird durch Verwenden der Abwärme des Motors begrenzt, die durch die Wärmerohre als eine Wärmequelle übertragen wird.
STAND DER TECHNIK – PATENTDOKUMENT

Patentdokument 1: JP 11-157326 A

In letzter Zeit verbreiten sich schnell ökologisch fahrende Fahrzeuge, welche konstruiert sind, um die Umwelt zu schützen und um die Treibstoff-Effizienz zu verbessern. Abwärme, welche von einem Motor des ökologisch fahrenden Fahrzeuges erzeugt wird, wird gering gemacht im Vergleich zu derjenigen, welche von einem allgemeinen Fahrzeug mit Benzinmotor oder ähnlichem erzeugt wird.
Bei einem Hybridfahrzeug zum Beispiel, welches einen Motor und einen elektrischen Motor als Leistungsquelle für das Fahren des Fahrzeugs umfasst, kann zum Beispiel eine Abwärme des Motors nicht erreicht werden und eine Temperatur des Kühlmittels kann nicht ausreichend in einem Fahrmodus erhöht werden, in welchem der Motor angehalten ist und das Hybridfahrzeug aufgrund der Antriebsleistung fährt, welche lediglich von dem elektrischen Motor ausgegeben wird.
Wenn die Temperatur des Kühlmittels nicht ausreichend durch ein Verwenden von Abwärme des Motors in dem Wärmetauscher von Patentdokument 1 erhöht werden kann, wo die Wärmerohre verwendet werden, können die Wärmerohre nicht in geeigneter Weise benutzt werden. Die Wärmeabsorption durch das Kältemittel von der Abwärme des Motors kann dementsprechend nicht durchgeführt werden und eine Reifbildung bzw. Frostbildung in dem Wärmetauscher kann nicht unterbunden werden.
Bei dem Wärmetauscher des Patentdokuments 1 sind zusätzlich die Wärmerohre in einer Strömungsrichtung von Außenluft gekrümmt und sind mit dem Kühlmitteltank verbunden, um die Wärmerohre zwischen den in einer Schichtung angeordneten Rohren anzuordnen. Es gibt daher auch ein Problem dahingehend, dass der Wärmetauscher in seiner Ausgestaltung verkompliziert ist und in seiner Größe groß ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Im Hinblick auf die oben beschriebenen Punkte ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wärmetauscher bereit zu stellen, der fähig ist zum Ausführen eines geeigneten Wärmetauscher unter drei Arten von Fluiden.
Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, umfasst ein Wärmetauscher eines ersten Beispiels der Erfindung einen ersten Wärmeaustauschabschnitt und einen zweiten Wärmeaustauschabschnitt. Der erste Wärmeaustauschabschnitt umfasst eine Mehrzahl von ersten Rohren, durch welche ein erstes Fluid strömt, um Wärme mit einem dritten Fluid, welches um die ersten Rohre herumströmt auszutauschen, und einen ersten Tankteil, der sich in einer Schichtungsrichtung der ersten Rohre erstreckt, um das erste Fluid von den ersten Rohren einzusammeln und um das erste Fluid an die ersten Rohre zu verteilen. Der zweite Wärmeaustauschabschnitt umfasst eine Mehrzahl von zweiten Rohren, durch welche ein zweites Fluid strömt, um Wärme mit dem dritten Fluid auszutauschen, welches um die zweiten Rohre herumströmt, und einen zweiten Tankteil, der sich in Schichtungsrichtung der zweiten Rohre erstreckt, um das zweite Fluid von den zweiten Rohren einzusammeln und um das zweite Fluid an die zweiten Rohre zu verteilen. Zumindest eines von der Mehrzahl von ersten Rohren ist zwischen den zweiten Rohren angeordnet und zumindest eines von der Mehrzahl von zweiten Rohren ist zwischen den ersten Rohren angeordnet. Die ersten Rohre und die zweiten Rohre definieren dazwischen Räume, welche dritte Fluiddurchlässe umfassen, durch welche das dritte Fluid strömt. Die dritten Fluiddurchlässe nehmen darin äußere Rippen auf, welche fähig sind zum Begünstigen der Wärmeaustausche, die in den ersten und zweiten Wärmeaustauschabschnitten ausgeführt werden, und fähig sind zum Übertragen von Wärme zwischen dem ersten Fluid, welches durch die ersten Rohre strömt und dem zweiten Fluid, welches durch die zweiten Röhre strömt. Sowohl die ersten Rohre als auch die zweiten Rohre sind an dem ersten Tankteil befestigt und sowohl die ersten Rohre als auch die zweiten Rohre sind an dem zweiten Tankteil befestigt.
In diesem Fall sind das erste Fluid und das dritte Fluid fähig, miteinander auf geeignete Weise über die ersten Rohre und die äußeren Rippen Wärme auszutauschen. Das zweite Fluid und das dritte Fluid sind fähig zum Austauschen von Wärme untereinander in geeigneter Weise über die zweiten Rohre und die äußeren Rippen. Des Weiteren sind das erste Fluid und das zweite Fluid fähig zum Austauschen von Wärme in geeigneter Weise untereinander über die äußeren Rippen.
Die Wärmeaustauschvorgänge können somit auch in geeigneter Weise unter den drei Arten von Fluiden ausgeführt werden. Durch ein Verwenden des Wärmetauschers der Erfindung für ein System, welches fähig ist zum Einstellen der Strömungsmengen des ersten bis dritten Fluids, können des Weiteren zum Beispiel die Mengen eines Wärmeaustauschs unter den drei Arten von Fluiden so wie erforderlich eingestellt werden und die Wärmeaustauscher können daher unter den drei Arten von Fluiden in noch geeigneterer Weise ausgeführt werden.
Zusätzlich sind sowohl die ersten Rohre als auch die zweiten Rohre an dem ersten Tankteil befestigt und sowohl die ersten Rohre als auch die zweiten Rohre sind an dem zweiten Tankteil befestigt. Eine Verkomplizierung in der Ausgestaltung und eine Erhöhung in der Größe des Wärmetauschers kann daher unterbunden werden.
Mit anderen Worten können sowohl die ersten Rohre als auch die zweiten Rohre in ähnlichen Formen zueinander gebildet werden, weil sowohl die ersten Rohre als auch die zweiten Rohre an dem ersten Tankteil befestigt sind, welches für ein Verteilen und Sammeln des ersten Fluids zu und von den ersten Rohren erforderlich ist, und an dem zweiten Tankteil befestigt sind, welches für ein Verteilen und Sammeln des zweiten Fluids zu und von den zweiten Rohren erforderlich ist.
Folglich ist es nicht nötig, entweder die ersten oder die zweiten Rohre gekrümmt auszubilden, wie bei der herkömmlichen Technologie. Eine Verkomplizierung in der Ausgestaltung bzw. im Aufbau und eine Vergrößerung der Größe des Wärmetauschers kann insgesamt beschränkt werden. Als ein Ergebnis kann der Wärmetauscher vorgesehen werden, welcher eine einfache Ausgestaltung aufweist und kann Wärmeaustausche unter den drei Arten von Fluiden in geeigneter Art und Weise ausführen.
Der Begriff „befestigt” bedeutet hier einen Zustand, in welchem die ersten und zweiten Rohre und die ersten und zweiten Tankteile nicht relativ zueinander verschoben werden und ist dadurch nicht auf eine Bedeutung beschränkt, bei welcher die ersten und zweiten Rohre mit dem ersten und zweiten Tankteilen verbunden sind.
Der erste Tankteil kann ein erstes Befestigungsplattenelement umfassen, an welchem mindestens entweder die ersten Rohre oder die zweiten Rohre befestigt sind, ein erstes mittleres Plattenelement, welches an dem ersten Befestigungsplattenelement befestigt ist, und ein erstes Tankbildungselement, welches an dem ersten Befestigungsplattenelement oder dem ersten mittleren Plattenelement befestigt ist, und welches darin einen Raum aufweist, in welchem das erste Fluid eingesammelt wird oder von welchem das erste Fluid verteilt wird. Der zweite Tankteil kann ein zweites Befestigungsplattenelement umfassen, an welchem mindestens entweder die ersten Rohre oder die zweiten Rohre befestigt sind, ein zweites mittleres Plattenelement, an welchem das zweite Befestigungsplattenelement befestigt ist und ein zweites Tankbildungselement, das an dem zweiten Befestigungsplattenelement oder dem zweiten mittleren Plattenelement befestigt ist und welches darin einen Raum aufweist, in welchem das zweite Fluid eingesammelt wird oder von welchem das zweite Fluid verteilt wird. Das erste mittlere Plattenelement kann erste Kommunikationslöcher aufweisen, durch welche die ersten Rohre mit dem Raum in Kommunikation stehen, welcher im Inneren des ersten Tankbildungselements vorgesehen ist, und das zweite mittlere Plattenelement kann zweite Kommunikationslöcher aufweisen, durch welche die zweiten Rohre mit dem Raum in Kommunikation stehen, welcher im Inneren des zweiten Tankbildungselements vorgesehen ist.
In diesem Fall kann selbst wenn die ersten und zweiten Rohre an den ersten und zweiten Tankteilen befestigt sind, es leicht und sicher erreicht werden, dass das erste Tankteil die Funktion zum Verteilen und Sammeln des ersten Fluids zu und von den ersten Rohren übernimmt, und dass das zweite Tankteil die Funktion zum Verteilen und Sammeln des zweiten Fluids zu und von den zweiten Rohren übernimmt.
Die ersten Rohre können sich durch die ersten Kommunikationslöcher erstrecken, um in den Raum vorzuragen, der im Inneren des ersten Tankbildungselements vorgesehen ist, und die zweiten Rohre können sich durch die zweiten Kommunikationslöcher erstrecken, um in den Raum vorzuragen, welcher im Inneren des zweiten Tankbildungselements vorgesehen ist.
In diesem Fall können die ersten Rohre sicher dazu gebracht werden, mit dem Raum, welcher im Inneren des ersten Tankbildungselements vorgesehen ist, in Kommunikation zu stehen, und die zweiten Rohre können sicher dazu gebracht werden, mit dem Raum in Kommunikation zu stehen, welcher im Inneren des zweiten Tankbildungselements vorgesehen ist. Äußere Peripherieabschnitte der ersten Rohre können an inneren Peripherieabschnitten der ersten Kommunikationslöcher durch ein Verbinden oder Ähnliches befestigt sein und äußere Peripherieabschnitte der zweiten Rohre können an den inneren Peripherieabschnitten der zweiten Kommunikationslöcher durch ein Verbinden oder Ähnliches befestigt sein.
Die ersten Rohre und die zweiten Rohre können in einer Mehrzahl von Reihen in Bezug auf eine Strömungsrichtung des dritten Fluids, welches durch die dritten Fluiddurchlässe strömt, angeordnet sein. Das erste Befestigungsplattenelement und das erste mittlere Plattenelement können dazwischen erste Kommunikationsräume definieren, durch welche die zweiten Rohre, welche mit Bezug auf die Strömungsrichtung des dritten Fluids angeordnet sind, miteinander in Kommunikation stehen. Das zweite Befestigungsplattenelement und das zweite mittlere Plattenelement können dazwischen zweite Kommunikationsräume definieren, durch welche die ersten Rohre, welche in Bezug auf die Strömungsrichtung des dritten Fluids angeordnet sind, miteinander in Kommunikation stehen.
Die ersten Kommunikationsräume können im Inneren des ersten Tankteils als Strömungsdurchlässe in diesem Fall vorgesehen sein, durch welche das zweite Fluid, welches von den zweiten Rohren herausströmt, die an dem ersten Tankteil befestigt sind, hindurchgeht, und die zweiten Kommunikationsräume können im Inneren des zweiten Tankteils als Strömungsdurchlässe vorgesehen sein, durch welche das erste Fluid, welches von den ersten Rohren, die an dem zweiten Tankteil befestigt sind, herausströmen, hindurchgeht. Selbst wenn die ersten Rohre und die zweiten Rohre des Wärmetauschers in der Mehrzahl von Reihen in Bezug auf eine Strömungsrichtung des dritten Fluids angeordnet sind, kann daher eine Zunahme in der Größe des Wärmetauschers insgesamt beschränkt werden.
Die ersten und zweiten Rohre können an den ersten und zweiten Befestigungsplattenelementen durch Löten befestigt sein. Dementsprechend können die ersten und zweiten Rohre an den ersten und zweiten Befestigungsplattenelementen leicht befestigt werden.
Das erste Befestigungsplattenelement kann an dem ersten Tankbildungselement durch Einfalzen bzw. Crimpen befestigt sein und das zweite Befestigungsplattenelement kann an dem zweiten Tankbildungselement durch Einfalzen befestigt sein. Dementsprechend kann das erste Befestigungsplattenelement leicht an dem ersten Tankbildungselement befestigt werden und das zweite Befestigungsplattenelement kann an dem zweiten Tankbildungselement leicht befestigt werden.
Der Wärmetauscher kann als ein Verdampfer eines Dampf-Kompressions-Kältekreislaufs benutzt werden, in welchem das Kältemittel verdampft. In diesem Fall ist das erste Fluid das Kältemittel des Kältekreislaufs, das zweite Fluid ist das Wärmemedium, welches Wärme von einer äußeren Wärmequelle absorbiert hat, und das dritte Fluid ist Luft.
In diesem Fall kann selbst wenn der Verdampfer (Wärmetauscher) vereist ist, wenn das Kältemittel, welches das erste Fluid ist, Wärme zum Verdampfen absorbiert, der vereiste Verdampfer durch Verwenden von Wärme von dem Wärmemedium, welches das zweite Fluid ist, enteist werden.
Der Wärmetauscher kann als ein Kühler eines Dampf-Kompressions-Kältekreislaufs verwendet werden, in welchem Kältemittel Wärme abstrahlt. In diesem Fall ist das erste Fluid das Kältemittel des Kältekreislaufs, das zweite Fluid ist das Wärmemedium, welches Wärme von einer externen Wärmequelle absorbiert hat, und das dritte Fluid ist Luft.
In diesem Fall kann die Luft, welche durch die Wärme des Kältemittels, welches von einem Kompressor ausgelassen wird, aufgeheizt werden durch ein Aktivieren des Kältekreislaufs. Die Luft kann auch von der Wärme des Wärmemediums bzw. Wärmeträgermediums aufgeheizt werden.
Der Wärmetauscher kann für ein Fahrzeugkühlsystem verwendet werden. In diesem Fall ist das erste Fluid ein Wärmemedium, welches Wärme von einer ersten, im Inneren des Fahrzeugs vorgesehenen Einrichtung absorbiert hat, die im Betriebszustand Wärme erzeugt, das zweite Fluid ist ein Wärmemedium, welches Wärme von einer zweiten in einem Fahrzeug vorgesehenen Einrichtung, die im Betriebszustand Wärme erzeugt, absorbiert hat, und das dritte Fluid ist Luft.
Ein Fahrzeug weist im vorliegenden Fall verschiedene Einrichtungen im Inneren des Fahrzeuges auf, welche im Betriebszustand von ihnen Wärme erzeugen. Die Wärmemengen, die von den im Inneren eines Fahrzeugs vorgesehenen Einrichtungen erzeugt werden, verändern sich jeweils in Abhängigkeit von einem Fahrzustand (Fahrlast) des Fahrzeugs. Eine Wärmemenge, welche von einer im Inneren eines Fahrzeugs vorgesehenen Einrichtung erzeugt ist, welche eine große Wärmeerzeugungskapazität aufweist, kann somit nicht nur an die Luft übertragen werden, sondern ebenso an eine im Inneren eines Fahrzeugs vorgesehene Einrichtung, welche eine geringe Kapazität einer Wärmeerzeugung aufweist. Die Einrichtungen im Inneren eines Fahrzeuges, welche Wärme im Betriebszustand von ihnen erzeugen, umfassen zum Beispiel eine Verbrennungsmaschine, einen elektrischen Motor zum Fahren des Fahrzeuges, einen Inverter und eine elektrische Einrichtung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine gesamte Konfigurationsdarstellung, welche einen Kältemittelströmungsdurchlass in einem Heizbetrieb eines Wärmepumpenkreislaufs gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt;
2 ist eine gesamte Konfigurationsdarstellung, welche einen Kältemittelströmungsdurchlass in einem Defrosterbetrieb des Wärmepumpenkreislaufs gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
3 ist eine gesamte Konfigurationsdarstellung, welche einen Kältemittelströmungsdurchlass in einem Betrieb einer Abwärmerückgewinnung des Wärmepumpenkreislaufs gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
4 ist eine gesamte Konfigurationsdarstellung, welche einen Kältemittelströmungsdurchlass in einem Kühlbetrieb des Wärmepumpenkreislaufs gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
5 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Wärmetauscher gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
6 ist eine Explosionsdarstellung, welche den Wärmetauscher gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
7 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A in der 5;
8 ist eine schematische Perspektivdarstellung, welche eine Strömung von Kältemittel und eine Strömung von Kühlmittel bei dem Wärmetauscher gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
9 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Wärmetauscher gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt;
10 ist eine Explosionsansicht, welche den Wärmetauscher gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
11(a) ist eine Explosionsansicht, welche einen Abschnitt von einem Wärmetauscher gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt, welche einem Abschnitt B der 6 entspricht;
11(b) ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Abschnitt von dem Wärmetauscher entsprechend dem Abschnitt in der 11(a) entspricht, und welche eine Schnittoberfläche des Abschnitts des Wärmetauschers gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
11(c) ist eine Schnittansicht entlang einer Linie C-C der 11(b); und
11(d) ist eine Schnittansicht entlang einer Linie D-D der 11(b);
12(a) ist eine Explosionsansicht, welche einen Abschnitt eines Wärmetauschers gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt, welche einem Abschnitt B der 6 entspricht;
12(b) ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Abschnitt von dem Wärmetauscher entsprechend dem Abschnitt in 12(a) zeigt, und welche eine Schnittoberfläche des Abschnitts des Wärmetauschers gemäß der vierten Ausführungsform zeigt;
12(c) ist eine Schnittansicht entlang einer Linie C-C der 12(b); und
12(d) ist eine Schnittansicht entlang einer Linie D-D der 12(b);
13 ist eine gesamte Konfigurationsdarstellung, welche einen Kältemittelströmungsdurchlass in dem Betrieb einer Abwärmerückgewinnung des Wärmepumpenkreislaufes gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
14(a) ist eine Darstellung, welche einen Wärmetauscher gemäß der anderen Ausführungsform zeigt, welche der Schnittansicht entspricht, die von der Linie A-A in 5 genommen ist; und
14(b) ist eine Darstellung, welche einen Wärmetauscher gemäß der anderen Ausführungsform zeigt, welche der Schnittansicht entspricht, die von der Linie A-A in 5 genommen ist.
AUSFÜHRUNGSFORMEN FÜR DIE NUTZUNG DER ERRFINDUNG
Erste Ausführungsform
Eine erste Ausführungsform der Erfindung wird mit Bezugnahme auf die 1 bis 8 beschrieben werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Wärmetauscher 70 der Erfindung für einen Wärmepumpenkreislauf 10 in einer Fahrzeugklimaanlage 1 verwendet, welche eine Temperatur von Luft, die in eine Fahrgastzelle geblasen wird, regelt. Die 1 bis 4 sind gesamte Konfigurationsdarstellungen der Fahrzeugklimaanlage 1 der vorliegenden Ausführungsform. Die Fahrzeugklimaanlage 1 wird für ein Hybridfahrzeug verwendet, bei welchem eine Antriebskraft für das Fahren des Fahrzeugs von einer Verbrennungsmaschine (Motor) und einem elektrischen Motor MG zum Fahren des Fahrzeuges erhalten wird.
Das Hybridfahrzeug ist fähig zum Schalten seines Fahrzustandes durch ein Betreiben oder ein Anhalten des Motors in Abhängigkeit von einer Fahrlast von dem Fahrzeug oder Ähnlichem. Der Fahrzustand umfasst einen Zustand, in welchem die Antriebsleistung von sowohl dem Motor als auch dem elektrischen Motor MG für das Fahren des Fahrzeuges erhalten wird, und einem Zustand, in welchem die Antriebsleistung lediglich von dem für das Fahren des Fahrzeugs vorgesehene elektrischen Motor MG durch ein Anhalten des Motors erhalten wird. Bei dem Hybridfahrzeug kann dementsprechend die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs stärker verbessert werden als diejenige von einem allgemeinen Fahrzeug, in welchem die Antriebsleistung für das Fahren des Fahrzeugs lediglich von einem Motor (Verbrennungsmotor) erhalten wird.
Der Wärmepumpenkreislauf 10 bei der Fahrzeugklimaanlage 1 ist ein Dampf-Kompressions-Kältekreislauf, welcher für ein Heizen oder Kühlen von Luft, welche in die Fahrgastzelle geblasen wird, funktioniert. Die geblasene Luft ist ein Zielfluid für einen Wärmeaustausch und die Fahrgastzelle des Fahrzeuges ist ein Zielraum für eine Klimatisierung. Das heißt, der Wärmepumpenkreislauf 10 ist fähig zum Ausführen eines Heizbetriebs (Luftheizbetrieb) und eines Kühlbetriebs (Luftkühlbetrieb) durch ein Schalten eines Kältemittelströmungsmitteldurchlasses von dem Wärmepumpenkreislauf 10. Die Luft, welche in die Fahrgastzelle des Fahrzeugs zu blasen ist, wird aufgeheizt, um ein Inneres von der Fahrgastzelle des Fahrzeuges in dem Heizbetrieb aufzuheizen, und wird gekühlt, um das Innere der Fahrgastzelle des Fahrzeugs in einem Kühlbetrieb zu kühlen.
Der Wärmepumpenkreislauf 10 ist des Weiteren fähig zum Ausführen eines Entfrostungsbetriebs in einem Betrieb einer Rückgewinnung von Abwärme. In dem Entfrostungsbetrieb wird Frost geschmolzen, welcher sich an einer Außenseite von dem Wärmeaustauschabschnitt 16 von dem später beschriebenen kombinierten Wärmetauscher 70 gebildet hat, der als ein Kältemittelverdampfer in dem Heizbetrieb funktioniert. Bei dem Betrieb einer Rückgewinnung von Abwärme absorbiert Kältemittel Wärme, die von dem elektrischen Motor MG zum Fahren des Fahrzeugs erzeugt wird, der als eine äußere Wärmequelle in dem Heizbetrieb verwendet wird. Bei den gesamten Konfigurationsdarstellungen, die in den 1 bis 4 gezeigt sind, ist eine Strömung von Kältemittel in den Wärmepumpenkreislauf 10 in jedem Betriebsmodus durch durchgezogene Pfeile dargestellt.
Bei dem Wärmepumpenkreislauf 10 der vorliegenden Ausführungsform wird ein allgemeines Fluorcarbonkältemittel als das Kältemittel eingesetzt und der Wärmepumpenkreislauf 10 ist ausgestaltet, ein unterkritischer Kreislauf zu sein, in welchem ein Kältemitteldruck der Hochdruckseite nicht einen kritischen Kritik davon überschreitet. Kältemittelöl wird zu dem Kältemittel gemischt, um einen Kompressor 11 zu schmieren, und ein Teil des Kältemittelöls zirkuliert mit dem Kältemittel in dem Wärmepumpenkreislauf 10.
Der Kompressor 11 ist im Inneren eines Motorraumes angeordnet und saugt an und komprimiert Kältemittel, um das komprimierte Kältemittel in den Wärmepumpenkreislauf 10 auszulassen. Der Kompressor 11 ist ein elektrischer Kompressor, bei welchem ein elektrischer Motor 11b einen Kompressor 11a mit festgelegter Verstellung bzw. Hübe antreibt, der eine feste Auslasskapazität aufweist. Verschiedene Kompressionsmechanismen, wie zum Beispiel ein Kompressionsmechanismus vom Spiraltyp und ein Kompressionsmechanismus vom Typ Ventil können als Kompressor 11a mit fester Verstellung eingesetzt werden.
Ein Betrieb (Drehzahl) des elektrischen Motors 11b wird durch ein Steuersignal gesteuert, das von einer später beschriebenen Klimaanlagensteuerung ausgegeben wird, und ein Wechselstrommotor oder ein Gleichstrommotor können als elektrischer Motor 11b eingesetzt werden. Die Steuerung der Drehzahl verursacht eine Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11 sich zu verändern. Bei der vorliegenden Ausführungsform bildet daher der elektrische Motor 11b eine Einrichtung zum Verändern einer Auslasskapazität des Kompressors 11.
Eine Kältemittelauslass des Kompressors 11 ist mit einer Kältemitteleinlassseite von einem inneren Kondensator 12 verbunden, der als ein Wärmetauscher auf der Nutzungsseite verwendet wird. Der innere Kondensator 12 ist im Inneren eines Gehäuses 31 einer inneren Klimaanlageneinheit 30 der Fahrzeugklimaanlage 1 angeordnet, die als Heizwärmetauscher verwendet wird, in welchem Kältemittel von hoher Temperatur und hohem Druck Wärme mit Luft austauscht, welche durch den später beschriebenen inneren Verdampfer 20 hindurchgegangen ist. Eine detaillierte Ausgestaltung der inneren Klimaanlageneinheit 30 wird später beschrieben werden.
Die Kältemittelaunlassseite des inneren Kondensators 12 ist mit einer festen Heizdrossel 13 verbunden. Die feste Heizdrossel 13 wird als die Dekomprimierungseinrichtung für den Heizbetrieb verwendet, welche das Kältemittel, welches aus dem inneren Kondensator 12 in dem Heizbetrieb herausströmt, dekomprimiert und expandiert. Zum Beispiel kann eine Öffnung und ein kapillares Rohr als die feste Heizdrossel 13 eingesetzt werden. Eine Auslassseite der festen Heizdrossel 13 ist mit einer Kältemitteleinlassseite des äußeren Wärmeaustauschabschnitts 16 des kombinierten Wärmetauschers 70 verbunden.
Die Kältemittelauslassseite des inneren Kondensators 12 ist mit einem Bypass-Durchlass 14 einer festen Drossel verbunden, durch welchen Kältemittel, welches aus dem inneren Kondensator 12 herausströmt, die feste Heizdrossel 13 umgeht, um in Richtung zu dem äußeren Wärmeaustauschabschnitt 16 zu strömen. In dem Bypass-Durchlass 14 mit fester Drossel ist ein Öffnungs-Schließventil 15a vorgesehen, um den Bypass-Durchlass 14 mit fester Drossel zu öffnen oder zu schließen. Das Öffnungs-Schließventil 15a ist ein elektromagnetisches Ventil, bei welchem ein Öffnungs-Schließbetrieb des Öffnungs-Schließventils 15a durch eine Steuerspannung, welche von der Klimaanlagensteuereinheit ausgeben wird, gesteuert wird.
Ein Druckverlust, welcher erzeugt wird, wenn das Kältemittel durch das Öffnungs-Schließventil 15a hindurchgeht, ist extrem niedrig im Vergleich zu einem Druckverlust, welcher erzeugt wird, wenn das Kältemittel durch die feste Drossel 13 hindurchgeht. Wenn das Öffnungs-Schließventil 15a geöffnet ist, strömt Kältemittel, welches von dem inneren Kondensator 12 herausströmt, in den äußeren Wärmeaustauschabschnitt 16 durch den Bypass-Durchlass 14 mit fester Drossel. Wenn das Öffnungs-Schließventil 15a geschlossen ist, strömt Kältemittel, welches von dem inneren Kondensator 12 herausströmt, in den äußeren Wärmeaustauschabschnitt 16 durch die feste Heizdrossel 13.
Dementsprechend ist das Öffnungs-Schließventil 15a fähig zum Schalten des Kältemittelstromdurchlasses des Wärmepumpenkreislaufs 10. Das Öffnungs-Schließventil 15a der vorliegenden Ausführungsform funktioniert als eine Schalteinrichtung für den Kältemittelströmungsdurchlass. Ein elektrisches Drei-Wege-Ventil oder ähnliches kann als die Schalteinrichtung für den Kältemittelströmungsdurchlass eingesetzt werden, welche den Kältemittelströmungsdurchlass zwischen einem Durchlass, welcher von der Auslassseite des inneren Kondensators 12 zu der Einlassseite der festen Heizdrossel 13 verbindet, und einem Durchlass, welcher von der Auslassseite des inneren Kondensators 12 zu der Einlassseite von dem Bypass-Durchlass 14 mit fester Drossel verbindet, schaltet.
Der äußere Wärmeaustauschabschnitt 16 ist ein Wärmeaustauschabschnitt, bei welchem Kältemittel von niedrigem Druck, welches durch ein Inneres von dem Wärmetauscher 70 strömt, Wärme mit Außenluft austauscht, welche von einem Gebläselüfter 17 geblasen wird. Der äußere Wärmeaustauschabschnitt 16 ist im Inneren des Motorraumes angeordnet. Im Heizbetrieb funktioniert der äußere Wärmeaustauschabschnitt 16 als ein Verdampfungs-Wärmeaustauschabschnitt, bei welchem Kältemittel von niedrigem Druck verdampft und seine Wärmeabsorptionswirkung ausübt. Im Kühlbetrieb funktioniert der äußere Wärmeaustauschabschnitt 16 als ein Wärmeabstrahl-Wärmeaustauschabschnitt, bei welchem Kältemittel von hohem Druck Wärme abstrahlt.
Der Gebläselüfter 17 ist ein elektrisches Gebläse, bei welchem eine Betriebsrate, d. h. eine Drehzahl (Luft-/Blase-Menge) durch eine Steuerspannung gesteuert wird, die von der Klimaanlagensteuereinheit ausgegeben wird. Bei dem Wärmetauscher 70 der vorliegenden Ausführungsform ist der oben beschriebene äußere Wärmeaustauschabschnitt 16 mit einem später beschriebenen Kühlerabschnitt 43 integriert, in welchem Kühlmittel, welches den elektrischen Motor MG zum Fahren des Fahrzeuges kühlt, Wärme mit Außenluft austauscht, die durch den Gebläselüfter 17 geblasen wird.
Somit stellt bei der vorliegenden Ausführungsform der Gebläselüfter 17 eine äußere Luft-/Blase-Einrichtung dar, welche Außenluft sowohl zu dem äußeren Wärmeaustauschabschnitt 16 als auch zu dem Kühlerabschnitt 43 bläst. Eine detaillierte Ausgestaltung des kombinierten Wärmetauschers 70, in welchem der äußere Wärmeaustauschabschnitt 16 und der Kühlerabschnitt 43 integriert sind, wird später beschrieben werden.
Eine Auslassseite des äußeren Wärmeaustauschabschnitts 16 ist mit einem elektrischen Drei-Wege-Ventil 15b verbunden. Ein Betrieb des Drei-Wege-Ventils 15b wird durch eine Steuerspannung, welche von der Klimaanlagensteuereinheit ausgegeben wird, gesteuert und das Drei-Wege-Ventil 15b stellt die Schalteinrichtung des Kältemittelströmungsdurchlasses zusammen mit dem oben beschriebenen Öffnungs-Schließventil 15a dar.
Das Drei-Wege-Ventil 15b schaltet noch genauer den Kältemittelströmungsdurchlass zwischen einem Durchlass, welcher von der Auslassseite des äußeren Wärmeaustauschabschnitts 16 zu einer Einlassseite von einem später beschriebenen Sammler 18 verbindet, und einem Durchlass, welcher von der Auslassseite des äußeren Wärmeabschnitts 16 zu einer Einlassseite von einer festen Kühldrossel 19 verbindet.
Die feste Kühldrossel 19 ist eine Dekomprimierungseinrichtung für einen Kühlbetrieb, welche Kältemittel, das von dem äußeren Wärmeaustauschabschnitt in dem Kühlbetrieb herausströmt, dekomprimiert und expandiert. Eine grundlegende Struktur der festen Kühldrossel 19 ist ähnlich zu derjenigen der festen Heizdrossel 13. Eine Auslassseite der festen Kühldrossel 19 ist mit einer Kältemitteleinlassseite des inneren Verdampfers 20 verbunden.
Der innere Verdampfer 20 ist stromaufwärts von dem inneren Kondensator 12 in der Luftströmungsrichtung im Inneren des Gehäuses 31 der inneren Klimaanlageneinheit 30 angeordnet. Der innere Verdampfer 20 wird als ein Kühl-Wärmetauscher verwendet, welcher Luft, die in die Fahrgastzelle geblasen wird, durch einen Wärmeaustausch mit Kältemittel, das im Inneren des inneren Verdampfers 20 strömt, kühlt. Eine Kältemittelauslassseite des inneren Verdampfers 20 ist mit der Einlassseite des Sammlers 18 verbunden.
Der Sammler 18 ist ein Gas-Flüssig-Separator für Kältemittel von niedrigem Druck, welcher Kältemittel, das dort hineinströmt, in gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel trennt und darin überschüssiges Kältemittel in dem Kreislauf 10 sammelt. Eine Auslassseite für gasförmiges Kältemittel des Sammlers 18 ist mit einer Saugseite des Kompressors 11 verbunden. Der Sammler 18 beschränkt daher das Eintreten von flüssigem Kältemittel in den Kompressor 11 und funktioniert zum Verhindern einer flüssigen Komprimierung durch den Kompressor 11.
Als nächstes wird die innere Klimaanlageneinheit 30 beschrieben werden. Die innere Klimaanlageneinheit 30 ist im Inneren eines Instrumentenbretts angeordnet, welches in einem vorderen Teil der Fahrgastzelle vorgesehen ist. Das Gehäuse 31, welches ein äußeres Gehäuse von der inneren Klimaanlageneinheit 30 ist, nimmt zum Beispiel darin ein Gebläse 32, den oben beschriebenen inneren Kondensator 12 und den inneren Verdampfer 20 auf.
Das Gehäuse 31 ist aus Harz (zum Beispiel Polypropylen) hergestellt, welches einen gewissen Grad an Elastizität aufweist und besser im Hinblick auf die Festigkeit ist und definiert darin einen Luftdurchlass, durch welchen Luft in die Fahrgastzelle geblasen wird. Eine Schalteinheit 33 für Innen-Außen-Luft ist an der weitesten stromaufwärts liegenden Seite des Gehäuses 31 in einer Strömungsrichtung von Luft im Gehäuse 31 angeordnet. Außenluft und Luft (Innenluft) im Inneren der Fahrgastzelle werden wahlweise in das Gehäuse 31 durch die Schalteinrichtung 33 für Innen-Außen-Luft eingeführt.
Die Schalteinrichtung 33 für Innen-Außen-Luft weist einen Innenlufteinführanschluss auf, durch welchen Innenluft in das Gehäuse 31 eingeführt wird, und einen Außenlufteinführanschluss, durch welchen Außenluft in das Gehäuse 31 eingeführt wird. Die Schalteinrichtung 33 für Innen-Außen-Luft umfasst des Weiteren darin eine Innen-Außen-Luftschaltklappe, welche Öffnungsbereiche des Innenlufteinführanschlusses und des Außenlufteinführanschlusses einstellt, um ein Verhältnis zwischen einer Strömungsmenge der Innenluft und einer Strömungsmenge der Außenluft zu ändern.
Das Gebläse 32 ist stromabwärts von der Schalteinrichtung 33 für Innen-Außen-Luft in der Luftströmungsrichtung angeordnet, um Luft, welche über die Schalteinrichtung 33 für Innen-Außen-Luft angesaugt wird, in Richtung zu dem Inneren der Fahrgastzelle zu blasen. Das Gebläse 32 ist ein elektrisches Gebläse, in welchem ein zentrifugaler Mehrfachblattlüfter (Sirocco-Lüfter) durch einen elektrischen Motor angetrieben wird. Eine Drehzahl (Luftblasemenge) des Gebläses 32 wird durch eine Steuerspannung, welche von der Klimaanlagensteuereinheit ausgegeben wird, gesteuert.
Der innere Verdampfer 20 und der innere Kondensator 12 sind stromabwärts von dem Gebläse 32 in der Luftströmungsrichtung in dieser Reihenfolge angeordnet. In anderen Worten ist der innere Verdampfer 20 stromaufwärts von dem inneren Kondensator 12 in der Luftströmungsrichtung angeordnet.
Zusätzlich ist eine Luftmischklappe 34 stromabwärts von dem inneren Verdampfer und stromaufwärts von dem inneren Kondensator 12 in der Luftströmungsrichtung angeordnet. Die Luftmischklappe 34 stellt ein Verhältnis einer Strömungsmenge von Luft, welche durch den inneren Kondensator 12 hindurchgeht, zu einer Strömungsmenge von Luft, welche durch den Innenverdampfer 20 hindurchgeht, ein. Ein Mischraum 35 ist stromabwärts von dem inneren Kondensator 12 in der Luftströmungsrichtung vorgesehen, wo Luft, welche über einen Wärmeaustausch mit Kältemittel in dem inneren Kondensator 12 aufgeheizt ist, mit nicht-aufgeheizter Luft gemischt wird, welche den inneren Kondensator 12 umgeht.
Das Gehäuse 31 weist Auslässe auf, die in einem am weitesten stromabwärts liegenden Teil von dem Gehäuse 31 in der Luftströmungsrichtung vorgesehen sind, durch welche klimatisierte Luft, welche in dem Mischraum 35 gemischt wurde, in die Fahrgastzelle geblasen wird, welche ein Zielkühlraum ist oder ähnlichem. Die Luftauslässe umfassen einen Frontluftauslass, durch welchen klimatisierte Luft in Richtung zu einem oberen Teil eines Insassen in der Fahrgastzelle geblasen wird, ein Fußluftauslass, durch welchen die klimatisierte Luft in Richtung zu einem Fußbereich eines Insassen geblasen wird, und eine Defrosterluftauslass, durch welchen klimatisierte Luft in Richtung zu einer inneren Oberfläche einer Windschutzscheibe des Fahrzeuges geblasen wird (diese Luftauslässe sind nicht gezeigt).
Die Luftmischklappe 34 stellt das Verhältnis der Strömungsmenge von Luft, welche durch den inneren Kondensator 12 hindurchgeht, ein, so dass eine Temperatur der klimatisierten Luft, welche in dem Mischraum 34 gemischt wird, eingestellt wird. Das heißt, eine Temperatur von Luft, welche durch jeden Luftauslass zu blasen ist, wird eingestellt. Die Luftmischklappe 34 wird somit als die Temperatureinstelleinrichtung verwendet, welche eine Temperatur von klimatisierter Luft einstellt, welche in die Fahrgastzelle geblasen wird.
Die Luftmischklappe 34 funktioniert in anderen Worten ebenso als eine Einstelleinrichtung für eine Wärmeaustauschmenge, welche eine Wärmeaustauschmenge des inneren Kondensators 12 einstellt, der als der nutzerseitige Wärmeaustauscher verwendet wird, wo Kältemittel, das von einem Kompressor 11 ausgelassen wird, Wärme mit Luft austauscht, die in die Fahrgastzelle geblasen wird. Die Luftmischklappe 34 wird durch einen nicht gezeigten Servomotor angetrieben, in welchem ein Betrieb des Servomotors durch ein Steuersignal gesteuert wird, das von der Klimaanlagensteuereinheit ausgegeben wird.
Noch genauer sind eine Frontklappe, eine Fußklappe und eine Defrosterklappe (nicht gezeigt) jeweils an stromaufwärtigen Seiten von dem Frontluftauslass, dem Fußluftauslass und dem Defrosterluftauslass vorgesehen, um Öffnungsbereiche dieser drei Luftauslässe jeweils einzustellen.
Diese Frontklappe, Fußklappe und Defrosterklappe werden als eine Auslassmodus-Schalteinrichtung verwendet, welche einen Luftauslassmodus schaltet, und werden durch einen Servomotor über einen Verbindungsmechanismus oder ähnliches angetrieben. Ein Betrieb des Servomotors wird durch ein Steuersignal gesteuert, welches von der Klimaanlagensteuereinheit ausgegeben wird.
Als nächstes wird ein Kühlmittelzirkulationskreis 40 beschrieben werden. Der Kühlmittelzirkulationskreis 40 ist ein Zirkulationskreis eines Kühlmediums, durch welchen ein Kühlmittel (z. B. wässriges Ethylenglycol) als ein Kühlmedium (Wärmemedium bzw. Wärmeträgermedium) zirkuliert. Ein Kühlmitteldurchlass ist in dem oben beschriebenen elektrischen Motor MG zum Fahren des Fahrzeuges vorgesehen, welcher eine von den im Inneren des Fahrzeuges vorgesehenen Einrichtungen ist, welche Wärme in ihrem Betriebszustand abstrahlt. Wenn das Kühlmittel durch den Kühlmitteldurchlass des elektrischen Motors MG zum Fahren des Fahrzeuges hindurchgeht, wird der elektrische Motor MG zum Fahren des Fahrzeuges gekühlt.
Der Kühlmittelzirkulationskreis 40 umfasst eine Kühlmittelpumpe 41, ein elektrisches Drei-Wege-Ventil 42, den Kühlerabschnitt 43 des kombinierten Wärmetauschers 70 und einen Bypass-Durchlass 44, durch welchen das Kühlmittel den Kühlerabschnitt 43 umgeht.
Die Kühlmittelpumpe 41 ist eine elektrische Pumpe, welche Kühlmittel zu dem Kühlmitteldurchlass auslässt, der in dem elektrischen Motor MG zum Fahren des Fahrzeuges in dem Kühlmittelzirkulationskreis 40 vorgesehen ist, und eine Drehzahl (Strömungsmenge) der Kühlmittelpumpe 41 wird durch ein Steuersignal gesteuert, welches von der Klimaanlagensteuereinheit ausgegeben wird. Die Kühlmittelpumpe 41 funktioniert daher als ein Kühlkapazitätseinstellabschnitt, welcher eine Kühlkapazität durch ein Ändern einer Strömungsmenge von dem Kühlmittel einstellt, das den elektrischen Motor MG zum Fahren des Fahrzeuges kühlt.
Das Drei-Wege-Ventil 42 schaltet einen Kühlmediumkreis zwischen einem Kreis, in welchem eine Einlassseite von der Kühlmittelpumpe 41 mit der Auslassseite von dem Kühlerabschnitt 43 verbunden ist, so dass das Kühlmittel in den Kühlerabschnitt 43 strömt, und einem Kreis, in welchem die Einlassseite der Kühlmittelpumpe 41 mit einer Auslassseite des Bypass-Durchlasses 44 verbunden ist, so dass das Kühlmittel den Kühlerabschnitt 43 umgeht. Ein Betrieb des Drei-Wege-Ventils 42 wird durch eine Steuerspannung gesteuert, die von der Klimaanlagensteuereinheit ausgegeben wird, und das Drei-Wege-Ventil 42 wird als eine Kreisschalteinrichtung verwendet, welche den Kühlmittelmediumkreislauf schaltet.
Bei dem Kühlmittelzirkulationskreislauf 40 der vorliegenden Ausführungsform kann, wie es durch gepunktete Pfeile in den 1 bis 4 gezeigt ist, der Kühlmediumkreislauf zwischen einem Kreislauf geschaltet werden, in welchem das Kühlmittel in einer Reihenfolge von der Kühlmittelpumpe 41 → dem elektrischen Motor MG zum Fahren des Fahrzeuges → dem Kühlerabschnitt 43 → der Kühlmittelpumpe 41 strömt, und einem Kreis, in welchem das Kühlmittel in einer Reihenfolge von der Kühlmittelpumpe 41 → dem elektrischen Motor MG zum Fahren des Fahrzeuges → dem Bypass-Durchlass 44 → und der Kühlmittelpumpe 41 strömt.
Wenn das Drei-Wege-Ventil 42 den Kühlmediumkreislauf auswählt, in welchem das Kühlmittel den Kühlerabschnitt 43 in dem Betriebszustand des elektrischen Motors MG zum Fahren des Fahrzeuges umgeht, steigt das Kühlmittel in der Temperatur an, ohne Wärme in dem Kühlerabschnitt 43 abzustrahlen. In anderen Worten wird, wenn das Drei-Wege-Ventil 42 den Kühlmediumkreislauf auswählt, in welchem das Kühlmittel den Kühlerabschnitt 43 umgeht, Wärme (Strahlungswärme) des elektrischen Motors MG zum Fahren des Fahrzeuges in dem Kühlmittel gesammelt bzw. gespeichert.
Der Kühlerabschnitt 43, welcher in dem Motorraum angeordnet ist, funktioniert als der Wärmestrahl-Wärmeaustauschabschnitt, in welchem das Kühlmittel Wärme mit Außenluft, welche von dem Gebläselüfter geblasen wird, austauscht. Wie oben beschrieben ist der Kühlerabschnitt 43 mit dem äußeren Wärmeaustauschabschnitt in dem kombinierten Wärmetauscher 70 integriert.
Eine detaillierte Ausgestaltung des kombinierten Wärmetauschers 70 der vorliegenden Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 5 bis 8 beschrieben werden. Die 5 ist eine perspektivische Ansicht, welche den Wärmetauscher 70 der vorliegenden Ausführungsform zeigt, und die 6 ist eine Explosionsansicht, welche den Wärmetauscher 70 zeigt. Die 7 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A in der 5 und die 8 ist eine schematische perspektivische Darstellung zum Erläutern von Strömungen von dem Kältemittel und dem Kühlmittel in dem Wärmetauscher 70.
Wie es in den 5 und 6 gezeigt ist, umfassen der äußere Wärmeaustauschabschnitt 16 und der Kühlerabschnitt 43 jeweils mehrere Rohre, durch welche das Kältemittel oder das Kühlmittel hindurchgeht, und ein Paar von Sammel-Verteil-Tanks, welche jeweils an beiden Endseiten der mehreren Rohre angeordnet sind, um das Kältemittel oder das Kühlmittel von den Rohren zu sammeln und das Kältemittel oder das Kühlmittel zu den Rohren zu verteilen. Der äußere Wärmeaustauschabschnitt 16 und der Kühlerabschnitt 43 weisen in anderen Worten eine Ausgestaltung von dem Typ Wärmetauscher Tank-und-Rohr auf.
Der äußere Wärmeaustauschabschnitt 16 umfasst noch genauer mehrere Kältemittelrohre 16a, durch welche Kältemittel als ein erstes Fluid strömt, und einen Kältemitteltankteil 16c, der sich in einer Schichtungsrichtung der mehreren Rohre 16a erstreckt, um Kältemittel von den Kältemittelrohren 16a einzusammeln und um Kältemittel zu den Kältemittelrohren 16 zu verteilen. Bei dem äußeren Wärmeaustauschabschnitt 16 tauscht Kältemittel, welches durch die Kältemittelrohre 16a hindurchgeht, Wärme mit Luft aus (Außenluft, die von dem Gebläselüfter 17 geblasen wird), die um die Kältemittelrohre 16a als ein drittes Fluid herumströmt.
Der Kühlerabschnitt 43 umfasst mehrere Kühlmediumrohre 43a, durch welche das Kühlmittel als ein zweites Fluid strömt, und einen Kühlmediumtankteil 43c, der sich in einer Schichtungsrichtung der mehreren Kühlmediumrohre 43a erstreckt, um von den Kühlmediumrohren 43a Kühlmittel einzusammeln und um das Kühlmittel zu den Kühlmittelmediumrohren 43a zu verteilen. In dem Kühlerabschnitt 43 tauscht das Kühlmittel, welches durch die Kühlmediumrohre 43a hindurchgeht, Wärme mit Luft aus (Außenluft, welche durch den Gebläselüfter 17 geblasen wird), die um die Kühlmediumrohre 43a herumströmt.
Sowohl die Kältemittelrohre 16a als auch die Kühlmediumrohre 43a sind flache Rohre, in welchen Querschnittsoberflächen senkrecht zueinander in Längsrichtung davon flache Formen aufweisen. Wie es in der Explosionsansicht der 6 gezeigt ist, sind die Kältemittelrohre 16a des äußeren Wärmeaustauschabschnitts 16 und die Kühlmediumrohre 43a des Kühlerabschnitts 43 jeweils in zwei Reihen in Bezug zu einer Strömungsrichtung X von Außenluft, die durch den Gebläselüfter 17 geblasen wird, angeordnet.
Die Kältemittelrohre 16a und die Kühlmediumrohre 43a, welche auf einer windwärtigen Seite in der Strömungsrichtung der Außenluft angeordnet sind, sind des Weiteren bei vorherbestimmten Abständen abwechselnd geschichtet angeordnet, so dass flache äußere Oberflächen von benachbarten Rohren zueinander gegenüberliegen und parallel sind. Auf ähnliche Weise sind ebenso Kältemittelrohre 16a und Kühlmediumrohre 43a, welche auf der windabgewandten Seite in der Strömungsrichtung der Außenluft angeordnet sind, ebenfalls abwechselnd bei vorherbestimmten Abständen geschichtet angeordnet.
In anderen Worten sind die Kältemittelrohre 16a der vorliegenden Ausführungsform zwischen den Kühlmediumrohren 43a angeordnet und die Kühlmediumrohre 43a sind zwischen den Kältemittelrohren 16a angeordnet. Räume, welche zwischen den Kältemittelrohren 16a und den Kühlmediumrohren 43a vorgesehen sind, sind Außenluftdurchlässe 70a (dritter Fluiddurchlass), durch welche Außenluft, die von dem Gebläselüfter 70 geblasen wird, strömt.
In den Außenluftdurchlässen 70a sind äußere Rippen 50 angeordnet. Die äußeren Rippen 50 begünstigen einen Wärmeaustausch zwischen den Kältemitteln und Außenluft in dem äußeren Wärmeaustauschabschnitt 16 und begünstigen den Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und Außenluft in dem Kühlerabschnitt 43. Des Weiteren kann Wärme durch die äußeren Rippen 50 zwischen dem Kältemittel, welches durch die Kältemittelrohre 16a strömt, und dem Kühlmittel, welches durch die Kühlmediumrohre 43a strömt, übertragen werden.
Gewellte Rippen sind als die äußeren Rippen 50 eingesetzt und die gewellten Rippen werden durch Biegen von stark wärmeleitenden metallischen Blechen in wellenähnlichen Formen erhalten. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die äußeren Rippen 50 mit sowohl den Kältemittelrohren 16a als auch den Kühlmediumrohren 43a verbunden und Wärme kann dadurch durch die äußeren Rippen 50 zwischen den Kältemittelrohren 16a und den Kühlmediumrohren 43a übertragen werden.
Als nächstes sind unten der Kältemitteltankteil 16c und der Kühlmediumtankteil 43c beschrieben. Grundlegende Strukturen dieser Tankteile 16c und 43c sind zueinander ähnlich. Der Kältemitteltankteil 16c umfasst ein Kältemittelbefestigungsplattenelement 161, an welchem sowohl die Kältemittelrohre 16a als auch die Kühlmediumrohre 43a, welche in zwei Reihen angeordnet sind, befestigt sind, ein mittleres Plattenelement 162 für Kältemittel, welches an den Kältemittelbefestigungsplattenelement 161 befestigt ist, und ein Kältemitteltankbildungselement 163.
Das mittlere Plattenelement 162 für Kältemittel weist mehrere vertiefte Teile 162b auf, wie es in der Schnittansicht der 7 gezeigt ist, und mehrere Räume sind zwischen den vertieften Teilen 162b und dem Kältemittelbefestigungsplattenelement 161 durch ein Befestigen des mittleren Plattenelements 162 für Kältemittel an dem Kältemittelbefestigungsplattenelement 161 vorgesehen. Die mehreren Räume stehen mit den Kältemittelrohren 43a in Kommunikation. Die mehreren Räume funktionieren als Kühlmediumkommunikationsräume, durch welche die Kühlmediumrohre 43a, welche in zwei Reihen in Bezug auf die Strömungsrichtung X von Außenluft angeordnet sind, miteinander in Kommunikation stehen.
In 7 ist eine Schnittoberfläche um einen vertieften Teil 432b herum, welcher in einem mittleren Plattenelement 432 des Kühlmediums vorgesehen ist, zur Verdeutlichung der Zeichnung gezeigt. Wie es oben beschrieben ist, ist, weil die grundlegenden Strukturen des Kältemitteltankteils 16c und des Kühlmediumtankteils 43c ähnlich zueinander sind, ein Bezugszeichen in einer Klammer in Bezug auf das Kältemittelbefestigungsplattenelement 161, den vertieften Teil 162b und so weiter, gezeigt.
Das mittlere Plattenelement 162 des Kältemittels weist erste Kommunikationslöcher 162a auf, die durch das mittlere Plattenelement 162 des Kältemittels durchdringen, und die ersten Kommunikationslöcher 162a sind an Positionen entsprechend zu denjenigen der Kältemittelrohre 16a positioniert. Die Kältemittelrohre 16a erstrecken sich durch die ersten Kommunikationslöcher 162a und stehen dementsprechend mit einem Raum in Kommunikation, welcher in dem Kältemitteltankbildungselement 163 vorgesehen ist.
Die Endabschnitte der Kältemittelrohre 16a auf der Seite des Kältemitteltankteils 16c ragen in Richtung zu dem Kältemitteltankteil 16c weiter vor als Endabschnitte der Kühlmediumrohre 43a auf der Seite des Kältemitteltankteils 16c vorragen. In anderen Worten sind die Endabschnitte der Kältemittelrohre 16a auf der Seite des Kältemitteltankteils 16c und die Endabschnitte der Kühlmediumrohre 43a auf der Seite des Kältemitteltankteils 16c nicht zueinander in Ausrichtung.
Wenn das Kältemitteltankbildungselement 163 an dem Kältemittelbefestigungsplattenelement 161 und dem mittleren Plattenelement 162 des Kältemittels befestigt ist, sind ein Sammelraum 163a und Verteilraum 162b im Inneren des Kältemitteltankbildungselements 163 vorgesehen. Das Kältemittel wird von dem Verteilraum 163b zu den Kältemittelrohren 16a verteilt und das Kältemittel in den Kältemittelrohren 16a wird in dem Sammelraum 163a gesammelt. Das Kältemitteltankbildungselement 163 ist noch genauer aus einem metallischem Blech in eine zwei Spitzen aufweisende Form (W-Form) geformt, betrachtet in ihrer Längsrichtung, durch eine Pressbearbeitung.
Der Sammelraum 163a und der Verteilraum 163b sind voneinander unterteilt durch ein Verbinden eines Mittelteils 163c der zweispitzigen Form des Kältemitteltankbildungselements 163 zu dem mittleren Plattenelement 162 des Kältemittels. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Sammelraum 163a auf der windwärtigen Seite bzw. auf der Seite gegen den Wind in der Strömungsrichtung X von Außenluft angeordnet und der Verteilraum 163b ist auf der windabgewandten Seite der Strömungsrichtung X von Außenluft angeordnet.
Der Mittelteil 163c ist in einer Form gebildet, welche an die vertieften Teile 162b, welche in dem mittleren Plattenelement 162 des Kältemittels vorgesehen sind, angepasst ist. Der Sammelraum 163a und der Verteilraum 163b sind somit derart definiert, dass Kältemittel nicht durch einen Verbindungsabschnitt zwischen dem mittleren Plattenelement 162 des Kältemittels und dem Kältemitteltankbildungselement 163 strömt.
Wie es oben beschrieben ist, erstrecken sich die Kältemittelrohre 16a durch die ersten Kommunikationslöcher 162a des mittleren Plattenelements 162 des Kältemittels, um in einen von dem Sammelraum 163a und dem Verteilraum 163b vorzuragen, die im Inneren des Kältemitteltankbildungselements 163 vorgesehen sind. Die Kältemittelrohre 16a, welche auf der Seite gegen den Wind in der Strömungsrichtung X von Außenluft angeordnet sind, stehen mit dem Sammelraum 163a in Kommunikation und die Kältemittelrohre 16a auf der stromabwärtigen Seite in der Strömungsrichtung X der Außenluft stehen mit dem Verteilraum 163b in Kommunikation.
Eine Endseite des Kältemitteltankbildungselements 163 in seiner Längsrichtung ist mit einem Kältemitteleinströmrohr 164 verbunden, durch welches Kältemittel in den Verteilraum 163b strömt, und ist mit einem Kältemittelausströmrohr 165 verbunden, durch welches Kältemittel aus dem Verteilraum 163a herausströmt. Die andere Endseite des Kältemitteltankbildungselements 163 in ihrer Längsrichtung ist mit einem Schließelement verschlossen.
Wie es in der 6 gezeigt ist, umfasst das Kühlmediumtankteil 43c ein Kühlmediumbefestigungsplattenelement 431, das mittlere Plattenelement 432 des Kühlmediums, welches an dem Kühlmediumbefestigungsplattenelement 431 befestigt ist, und ein Kühlmediumtankbildungselement 433.
Kältemittelkommunikationsräume sind zwischen dem Kühlmediumbefestigungsplattenelement 431 und den vertieften Teilen 432a, die in dem mittleren Plattenelement 432 des Kühlmediums vorgesehen sind, vorgesehen. Die Kältemittelrohre 16a, welche in zwei Reihen in Bezug auf die Strömungsrichtung X von Außenluft angeordnet sind, stehen miteinander durch die Kältemittelkommunikationsräume in Kommunikation.
Das mittlere Plattenelement 432 des Kühlmediums weist zweite Kommunikationslöcher 432a auf, die durch das mittlere Plattenelement 432 des Kühlmediums hindurch dringen, und die zweiten Kommunikationslöcher 432a sind an Positionen entsprechend zu Positionen von den Kühlmediumrohren 43a angeordnet. Die Kühlmediumrohre 43a erstrecken sich durch die zweiten Kommunikationslöcher 432a und stehen dementsprechend mit einem Raum in Kommunikation, welcher in dem Kühlmediumtankbildungselement 433 vorgesehen ist.
Endabschnitte der Kühlmediumrohre 43a auf der Seite des Kühlmediumtankteils 43c ragen in Richtung zu dem Kühlmediumtankteil 43c weiter vor als Endabschnitte von den Kältemittelrohren 16a auf der Seite des Kühlmediumtantkteils 43c hervorragen. In anderen Worten sind die Endabschnitte von den Kühlmediumrohren 43a auf der Seite des Kühlmediumtankteils 43c und die Endabschnitte der Kühlmediumrohre 16a auf der Seite des Kühlmediumtankteils 43c nicht miteinander in Ausrichtung bzw. Flucht.
Wenn das Kühlmediumtankbildungselement 433 an dem Kühlmediumbefestigungsplattenelement 431 und dem mittleren Plattenelement 432 des Kühlmediums befestigt ist, sind ein Sammelraum 433a für ein Kühlmedium und ein Verteilraum 163b für das Kühlmedium im Inneren des Kühlmediumtankbildungselements 433 vorgesehen. Der Sammelraum 433a und der Verteilraum 433b sind voneinander durch ein Mittelteil 433c des Kühlmediumtankbildungselements 433 unterteilt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Verteilraum 433b auf der windwärtigen Seite in der Strömungsrichtung X von Außenluft angeordnet und der Sammelraum 433a ist auf der windabgewandten Seite der Strömungsrichtung X von Außenluft angeordnet.
Eine Endseite des Kühlmediumtankbildungselements 433 ist in seiner longitudinalen Richtung mit einem Kühlmediumeinströmrohr 433 verbunden, durch welche das Kühlmedium in den Verteilraum 433b strömt und ist mit einem Kühlmediumausströmrohr 435 verbunden, durch welches das Kühlmedium aus dem Sammelraum 433a herausströmt. Die andere Endseite des Kühlmediumtankbildungselements 433 ist in seiner Längsrichtung mit einem Schließelement verschlossen.
Bei dem Wärmetauscher 70 der vorliegenden Ausführungsform strömt, wie es in einer schematischen Perspektivdarstellung der 8 gezeigt ist, Kältemittel in den Verteilraum 163b des Kältemitteltankteils 16c durch das Kältemitteleinströmrohr 164 und dann strömt das Kältemittel in die Kältemittelrohre 16a, welche auf der windabgewandten Seite in der Strömungsrichtung X von Außenluft angeordnet sind.
Das Kältemittel strömt aus den Kältemittelrohren 16a, welche auf der windabgewandten Seite angeordnet sind, heraus und dann strömt es in die Kältemittelrohre 16a, welche auf der windwärtigen Seite in der Strömungsrichtung X von Außenluft angeordnet sind durch die Kältemittelkommunikationsräume, die zwischen dem Kühlmediumbefestigungsplattenelement 431 und dem mittleren Plattenelement 432 des Kühlmediums von dem Kühlmediumtankteil 43c vorgesehen sind.
Wie es mit durchgezogenen Pfeilen in der 8 gezeigt ist, strömt das Kältemittel aus den Kältemittelrohren 16a, welche auf der windwärtigen Seite angeordnet sind, heraus und sammelt sich dann in dem Sammelraum 163a des Kältemitteltankteils 16c, um aus dem Sammelraum 163 durch das Kältemittelausströmrohr 165 herauszuströmen. Bei dem Wärmetauscher 70 der vorliegenden Ausführungsform strömt das Kältemittel durch die Kältemittelrohre 16a, welche auf der windabgewandten Seite angeordnet sind → die Kältemittelkommunikationsräume des Kühlmediumtankteils 43c → die Kältemittelrohre 16b, welche auf der windwärtigen Seite angeordnet sind in dieser Reihenfolge mit einer U-förmigen Umkehr in den Wärmetauscher 70.
Auf ähnliche Weise strömt das Kühlmittel durch die Kühlmediumrohre 43a, welche auf der windwärtigen Seite angeordnet sind → die Kühlmittelkommunikationsräume des Kältemitteltankteils 16c → die Kühlmediumrohre 43a, welche auf der windabgewandten Seite angeordnet sind, in dieser Reihenfolge mit einer U-förmigen Umkehr in den Wärmetauscher 70. Daher sind eine Strömung von Kältemittel in einem Kältemittelrohr 16a und eine Strömung von Kühlmittel in einem Kühlmediumrohr 43a, welche benachbart zueinander sind, zueinander in ihrer Strömungsrichtung entgegengesetzt.
Die oben beschriebenen Kältemittelrohre 16a des äußeren Wärmeaustauschabschnitts 16, die Kühlmediumrohre 43a des Kühlerabschnitts 43, Komponenten des Kältemitteltankteils 16c, Komponenten des Kühlmediumtankteils 43c und die äußeren Rippen 50 sind aus dem gleichen metallischen Material (Aluminium-Legierung bei der vorliegenden Ausführungsform) hergestellt.
Das Kältemittelbefestigungsplattenelement 161 und das Kältemittelbildungselement 163 sind durch ein Einfalzen (Crimp-Verbinden) in einem Zustand aneinander befestigt, in welchem das mittlere Plattenelement 162 des Kältemittels zwischen das Kältemittelbefestigungselement 161 und das Kältemitteltankbilungselement 163 zwischengesetzt ist. Das Kühlmediumbefestigungsplattenelement 431 und Kühlmediumtankbildungselement 433 sind ebenso durch ein Einfalzen (Crimp-Verbinden) in einem Zustand aneinander befestigt, in welchem das mittlere Plattenelement 432 des Kühlmediums zwischen das Kühlmediumbefestigungsplattenelement 431 und das Kühlmediumtankbildungselement 433 gesetzt ist.
Anschließend wird der Wärmetauscher 70 in einem durch Crimpen befestigten Zustand in einem Ofen eingebracht und wird dann erhitzt, so dass ein Lötfüllmaterial, das auf einer plattierten Oberfläche von jeder Komponente vorgesehen ist, schmilzt. Das Lötfüllmetall wird dann gekühlt, um sich wieder zu verfestigen, und die Komponenten werden dadurch integral verlötet. Dementsprechend werden der äußere Wärmeaustauschabschnitt 16 und der Kühlerabschnitt 43 miteinander integriert.
Wie es aus der obigen Beschreibung klar wird, entspricht bei der vorliegenden Ausführungsform das Kältemittel dem ersten Fluid, das in den Ansprüchen beschrieben ist, das Kühlmittel entspricht dem zweiten Fluid und Luft (Außenluft) entspricht dem dritten Fluid, der äußere Wärmeaustauschabschnitt 16 entspricht einem ersten Wärmeaustauschabschnitt, der Kühlerabschnitt 43 entspricht einem Wärmeaustauschabschnitt, die Kältemittelrohre 16a entsprechen den ersten Rohren, der Kältemitteltankteil 16c entspricht einem ersten Tankteil, die Kühlmediumrohre 43a entsprechen den zweiten Rohren und der Kühlmediumtankteil 43c entspricht einem zweiten Tankteil.
Des Weiteren entsprechen das Kältemittelbefestigungsplattenelement 161, das mittlere Plattenelement 162 des Kältemittels, das Kältemitteltankbildungselement 163 und die Kühlmediumkommunikationsräume jeweils einem ersten Befestigungsplattenelement, einem ersten mittleren Plattenelement, einem ersten Tankbildungselement und ersten Kommunikationsräumen. Das Kühlmediumbefestigungsplattenelement 431, das mittlere Plattenelement 432 des Kühlmediums, das Kühlmediumtankbildungselement 433 und Kältemittelkommunikationsräume entsprechen jeweils einem zweiten Befestigungsplattenelement, einem zweiten mittleren Plattenelement, einem zweiten Tankbildungselement und zweiten Kommunikationsräumen.
Als nächstes wird ein elektrischer Steuerabschnitt der vorliegenden Ausführungsform beschrieben werden. Die Klimaanlagensteuereinheit ist durch einen bekannten Mikrocomputer und seiner peripheren Schaltung gebildet und der Mikrocomputer umfasst ROM und RAM. Die Klimaanlagensteuereinheit führt verschiedene Berechnungen und Prozesse basierend auf einem Klimaanlagensteuerprogramm aus, das in der ROM gespeichert ist, um Betriebsweisen der verschiedenen Klimaanlageneinrichtungen 11, 15a, 15b, 17, 41, 42 und so weiter zu steuern, welche mit der Ausgangsseite der Klimaanlagensteuereinheit verbunden sind.
Eine Eingangsseite der Klimaanlagensteuereinheit ist mit einer Gruppe von verschiedenen Sensoren zur Klimatisierung verbunden. Die Sensorgruppe umfasst einen Innenluftsensor, welcher eine Temperatur in der Fahrgastzelle erfasst, einen Außenluftsensor, welcher eine Außentemperatur erfasst, einen Sonnenstrahlungssensor, welcher eine Stärke einer Sonnenstrahlung in der Fahrgastzelle erfasst, einen Verdampfertemperatursensor, welcher eine Temperatur (Verdampfertemperatur) von Luft erfasst, welche aus dem inneren Verdampfer herausströmt, einen Temperatursensor für ausgelassenes Kältemittel, welcher eine Temperatur von Kältemittel, welches aus dem Kompressor 11 herausströmt, erfasst, einen Temperatursensor 51 für den Kältemittelauslass, welcher eine Temperatur Te von Kältemittel, welches aus der Auslassseite des äußeren Wärmeaustauschabschnitts 16 herausströmt, erfasst, und einen Kühlmitteltemperatursensor 52, welcher als eine Einrichtung zur Temperaturerfassung des Kühlmittels verwendet wird und welcher eine Temperatur Tw von Kühlmittel erfasst, das in dem elektrischen Motor MG zum Fahren des Fahrzeugs strömt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform erfasst der Kühlmitteltemperatursensor 52 eine Temperatur Tw von Kühlmittel, welches von der Kühlmittelpumpe 41 übertragen wird, er kann jedoch eine Temperatur Tw von Kühlmittel erfassen, das in die Kühlmittelpumpe 41 hereinströmt.
Die Eingangsseite der Klimaanlagensteuereinheit ist mit einem nicht gezeigten Steuerbrett, welches nahe dem Instrumentenbrett im vorderen Teil der Fahrgastzelle des Fahrzeuges angeordnet ist, verbunden. Betriebssignale werden in die Klimaanlagensteuereinheit von verschiedenen Schaltern zum Betrieb der Klimaanlage eingegeben, welche an dem Steuerbrett vorgesehen sind. Die verschiedenen Schalter zum Betrieb der Klimaanlage, welche in dem Steuerbrett vorgesehen sind, umfassen einen Aktivierungsschalter der Fahrzeugklimaanlage, einen Schalter zum Einstellen der Fahrgastzellentemperatur, welcher zum Einstellen einer Temperatur in der Fahrgastzelle verwendet wird, und einen Schalter, welcher zum Auswählen eines Betriebsmodus verwendet wird.
Die Klimaanlagesteuereinheit ist in einer Steuereinrichtung integriert, welche den elektrischen Motor 11b des Kompressors 11, das Öffnungs-Schließ-Ventil 15a und so weiter steuert, und die Klimaanlagensteuereinheit steuert die Betriebsweisen dieser Einrichtungen. Bei der vorliegenden Ausführungsform stellt eine Konfiguration (Hardware und Software) innerhalb der Klimaanlagensteuereinheit, welche einen Betrieb des Kompressors 11 steuert, eine Kältemittelauslasskapazitätssteuereinrichtung dar. Eine Konfiguration innerhalb der Klimaanlagensteuereinheit, welche die Betriebsweisen der Einrichtungen 15a und 15b steuert, welche die Schalteinrichtung zum Schalten des Kältemittelströmungsdurchlasses darstellt, stellt eine Kältemittelströmungsdurchlasssteuereinrichtung dar. Eine Konfiguration innerhalb der Klimaanlagensteuereinheit, welche einen Betrieb des Drei-Wege-Ventils 42 steuert, welche die Kühlmittelkreislaufschalteinrichtung darstellt, stellt eine Kühlmediumkreislaufsteuereinrichtung dar.
Die Klimaanlagensteuereinheit der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine Konfiguration (Frostbildungsbestimmungseinrichtung), welche feststellt, ob der äußere Wärmeaustauschabschnitt 16 gefroren ist, basierend auf Erfassungssignalen von der oben beschriebenen Gruppe von Klimaanlagensensoren. Noch genauer stellt die Frostbildungsbestimmungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform fest, dass der äußere Wärmeaustauschabschnitt 16 gefroren ist, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit gleich ist zu oder niedriger ist als eine vorherbestimmte Referenzgeschwindigkeit (bei der vorliegenden Ausführungsform 20 km/h) und wenn die Temperatur Te von Kältemittel, das aus der Auslassseite von dem äußeren Wärmeaustauschabschnitt 16 herausströmt, gleich ist zu oder geringer ist als 0°C.
Als nächstes wird ein Betrieb der Fahrzeugklimaanlage 1 der vorliegenden Ausführungsform bei der oben beschriebenen Konfiguration beschrieben werden. Die Fahrzeugklimaanlage 1 der vorliegenden Ausführungsform ist fähig zum Ausführen des Heizbetriebs, in welchem die Fahrgastzelle geheizt wird, und des Kühlbetriebs, in welchem die Fahrgastzelle gekühlt wird. Die Fahrzeugklimaanlage 1 ist des Weiteren fähig zum Ausführen des Defroster-Betriebs und des Betriebs einer Abwärmerückgewinnung während des Heizbetriebs. Ein Betrieb der Fahrzeugklimaanlage 1 in jedem Betriebsmodus wird unten beschrieben werden.
(a) Heizbetrieb
Der Heizbetrieb wird gestartet, wenn ein Heizbetriebsmodus über den Modusauswahlschalter in einem Zustand ausgewählt ist, in welchem der Aktivierungsschalter des Steuerbretts angeschaltet ist (AN). Wenn die Frostbildungsbestimmungseinrichtung feststellt, dass der äußere Wärmeaustauschabschnitt 16 in dem Heizbetriebsmodus gefroren ist, wird der Defroster-Betrieb ausgeführt. Wenn die Kühlmitteltemperatur Tw, welche durch den Kühlmitteltemperatursensor 52 erfasst wird, gleich ist zu oder höher ist als eine vorherbestimmte Referenztemperatur (bei der vorliegenden Ausführungsform 60°C), wird der Betrieb einer Abwärmerückgewinnung ausgeführt.
Beim normalen Heizbetrieb schließt die Klimaanlagensteuereinheit das Öffnungs-Schließ-Ventil 15a und betreibt das Drei-Wege-Ventil 15b zum Auswählen des Kältemittelströmungsdurchlasses, welcher mit der Auslassseite des äußeren Wärmeaustauschabschnitts 16 und der Einlassseite des Sammlers 18 verbunden ist. Des Weiteren betreibt die Klimaanlagensteuereinheit die Kühlmittelpumpe 41, um eine vorherbestimmte Strömungsmenge des Kühlmittels zu pumpen, und betreibt das Drei-Wege-Ventil 42 des Kühlmittelzirkulationskreislaufs 40 zum Auswählen des Kühlmediumkreislaufes, durch welchen das Kühlmittel den Kühlerabschnitt 43 umgeht.
Dementsprechend wird der Wärmepumpenkreislauf 10 in den Kältemittelströmungsdurchlass geschaltet, bei welchem Kältemittel strömt, wie es mit den durchgezogenen Pfeilen in der 1 gezeigt ist. Der Kühlmittezirkulationskreislauf 40 wird in den Kühlmediumkreislauf geschaltet, in welchem das Kühlmittel strömt, wie es in der 1 mit den gestrichelten Pfeilen gezeigt ist.
Bei diesen Konfigurationen des Kältemittelströmungsdurchlasses und des Kühlmediumkreislaufs liest die Klimaanlagensteuereinheit Erfassungssignale ein von der oben beschriebenen Gruppe von den Klimaanlagensensoren und Betriebssignale von dem Steuerbrett. Anschließend berechnet die Klimaanlagensteuereinheit die Zielauslasstemperatur TAO, welche eine Zieltemperatur von Luft ist, welche in die Fahrgastzelle zu blasen ist, basierend auf Werten der Erfassungssignale und der Betriebssignale. Des Weiteren bestimmt die Klimaanlagensteuereinheit basierend auf der berechneten Zielauslasstemperatur TAO und den Erfassungssignalen von der Sensorgruppe Betriebszustände von verschiedenen Klimaanlagensteuereinrichtungen, welche mit der Ausgangsseite der Klimaanlagensteuereinheit verbunden sind.
Zum Beispiel wird eine Kältemittelauslasskapazität des Kompressors 11, d. h. ein Steuersignal, welches an den elektrischen Motor des Kompressors 11 ausgegeben wird, wie unten beschrieben bestimmt. Als erstes bestimmt die Klimaanlagensteuereinheit eine Zielverdampfertemperatur TEO des inneren Verdampfers 20 basierend auf der Zielauslasstemperatur TAO unter Verwenden eines Steuerkennfelds, das in der Klimaanlagensteuereinheit gespeichert ist.
Anschließend bestimmt die Klimaanlagensteuereinheit das Steuersignal, welches an den elektrischen Motor des Kompressors ausgegeben wird, basierend auf einer Abweichung zwischen der Zielverdampfertemperatur TEO und der Temperatur von Luft, welche von dem Innerverdampfer 20 herausgeblasen wird, die durch den Verdampfertemperatursensor erfasst wird. Das Steuersignal, welches hier an den elektrischen Motor des Kompressors 11 ausgegeben wird, wird bestimmt unter Verwenden einer rückkoppelnden Steuermethode, so dass sich die Temperatur von Luft, welche von dem Innerverdampfer 20 herausgeblasen wird, der Zielverdampfertemperatur TEO annähert.
Ein Steuersignal, welches an den Servomotor der Luftmischklappe 34 ausgegeben wird, wird zum Beispiel unter Verwenden der Zielauslasstemperatur TAO, einer Temperatur von Luft, welche von dem inneren Verdampfer herausströmt, und einer Temperatur von Kältemittel, die von dem Temperatursensor für ausgelassenes Kältemittel erfasst wird, bestimmt. Das Steuersignal, welches an den Servormotor der Luftmischklappe 34 ausgegeben wird, wird derart bestimmt, dass eine Temperatur von Luft, welche in die Fahrgastzelle geblasen wird, zu einer erwünschten Temperatur wird, die durch einen Insassen mit dem Einstellschalter für die Fahrgastzellentemperatur eingestellt ist.
Ein Öffnungsgrad der Luftmischklappe 34 kann derart gesteuert werden, dass eine gesamte Menge von durch das Gebläse 32 geblasener Luft durch den inneren Kondensator 12 in dem normalen Heizbetrieb, dem Defrosterbetrieb und einem Abwärmerückgewinnungsbetrieb hindurchgeht.
Die Steuersignale und ähnliches, welche wie oben beschrieben bestimmt sind, werden an die verschiedenen Klimaanlageneinrichtungen ausgegeben. Die Klimaanlagensteuereinheit wiederholt eine Steuerroutine: das oben beschriebene Einlesen der Erfassungssignale und der Betriebssignale → Berechnung der Zielauslasstemperatur TAO → Bestimmung der Betriebszustände der verschiedenen Klimaanlageneinrichtungen → Ausgeben von Steuerspannungen und Steuersignalen mit einer vorherbestimmten Steuerperiode bis die Fahrzeugklimaanlage durch das Steuerbrett dazu gebracht ist, angehalten zu werden. Solch eine Wiederholung der Steuerroutine wird im allgemeinen auch auf ähnliche Weise in den anderen Klimaanlagenbetriebsarten ausgeführt.
Bei dem Wärmepumpenkreislauf 10 strömt während dem normalen Heizbetrieb Kältemittel von hohem Druck, das von dem Kompressor 11 ausgelassen wird, in den inneren Kondensator 12. Das Kältemittel, welches in den Kondensator 12 strömt, strahlt Wärme durch einen Wärmeaustausch mit Luft ab, welche durch das Gebläse 32 geblasen wurde und durch den Innenverdampfer 20 hindurchgegangen ist. Die in die Fahrgastzelle zu blasende Luft wird dementsprechend aufgeheizt.
Das Kältemittel von hohem Druck, welches aus dem inneren Kondensator 12 herausströmt, strömt in die feste Heizdrossel 13, um expandiert und dekomprimiert zu werden, da das Öffnungs-Schließ-Ventil 15a geschlossen ist. Das expandierte und dekomprimierte Kältemittel von niedrigem Druck in der festen Heizdrossel 13 strömt in den äußeren Wärmeaustauschabschnitt 16. Das Kältemittel von niedrigem Druck, welches in den äußeren Wärmeaustauschabschnitt 16 strömt, absorbiert Wärme von Außenluft, die durch den Gebläselüfter 17 geblasen wird, um verdampft zu werden.
Zu diesem Zeitpunkt strahlt das Kühlmittel keine Wärme an das Kältemittel, welches durch den äußeren Wärmeaustauschabschnitt 16 strömt, ab oder absorbiert keine Wärme von dem Kältemittel, welches durch den äußeren Wärmeaustauschabschnitt 16 strömt, weil der Kühlmediumkreislauf derart gestaltet ist, dass das Kühlmittel den Kühlerabschnitt 43 in dem Kühlmediumzirkulationskreislauf umgeht.
Das Kältemittel, welches aus dem äußeren Wärmeaustauschabschnitt 16 herausströmt, strömt in den Sammler 18, um in gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel getrennt zu werden, weil der Kältmittelströmungsdurchlass durch das Drei-Wege-Ventil 15b geschaltet ist, um die Auslassseite des äußeren Wärmeaustauschabschnitts 16 und die Einlassseite des Sammlers 18 zu verbinden. Das flüssige Kältemittel, welches durch den Sammler 18 abgetrennt ist, wird in den Kompressor 11 eingesaugt, um wiederum komprimiert zu werden.
In dem normalen Heizbetrieb wird Luft, wie oben beschrieben, die in die Fahrgastzelle zu blasen ist, in dem inneren Kondensator 12 durch die Wärme von dem Kältemittel aufgeheizt, welches von dem Kompressor 11 ausgelassen wird, und dadurch kann die Fahrgastzelle beheizt werden.
(b) Defrosterbetrieb
Als nächstes wird der Defrosterbetrieb beschrieben werden. Der äußere Wärmeaustauschabschnitt 16 kann einfrieren, wenn eine Kältemittelverdampfungstemperatur in dem äußeren Wärmeaustauschabschnitt 16 gleich ist zu oder niedriger ist als eine Frostbildungstemperatur (noch genauer 0°C) in einer Kältemittelkreislaufvorrichtung sowie mit dem Wärmepumpenkreislauf 10 der vorliegenden Ausführungsform, in welcher Kältemittel in dem äußeren Wärmeaustauschabschnitt 16 über einen Wärmeaustausch mit Außenluft verdampft wird.
Wenn solch ein Frost erzeugt wird, können die Außenluftdurchlässe 70a des Wärmetauschers 70 mit dem Frost bzw. Eis verstopft sein. Eine Wärmeaustauschkapazität des äußeren Wärmeaustauschabschnitts 16 kann dementsprechend drastisch reduziert sein. Bei dem Wärmepumpenkreislauf 10 der vorliegenden Ausführungsform wird der Defrosterbetrieb ausgeführt, wenn die Frostbildungsbestimmungseinrichtung feststellt, dass der äußere Wärmeaustauschabschnitt 16 während dem Heizbetrieb eingefroren ist.
In dem Defrosterbetrieb stoppt die Klimaanlagensteuereinheit einen Betrieb des Kompressors 11 und stoppt einen Betrieb des Gebläselüfters 17. In dem Defrosterbetrieb wird somit eine Strömungsmenge von Kältemittel, welches in den äußeren Wärmeaustauschabschnitt 16 strömt, verringert, und eine Strömungsmenge von Außenluft, welche in die Außenluftdurchlässe 70a strömt, wird reduziert. Die Klimaanlagensteuereinheit schaltet des Weiteren das Drei-Wege-Ventil 42 des Kühlmittelzirkulationskreislaufs 40 zum Auswählen des Kühlmediumkreislaufs, in welchem das Kühlmittel in den Kühlerabschnitt 43 strömt, wie es durch die gepunkteten Linien in der 2 gezeigt ist. Das Kältemittel zirkuliert dementsprechend nicht in dem Wärmepumpenkreislauf 10 und der Kühlmittelzirkulationskreislauf 40 wird in den Kühlmediumkreislauf geschaltet, in welchem das Kühlmittel strömt, wie es durch die gestrichelten Linien in der 2 gezeigt ist.
Die Wärme des Kühlmittels, welches durch die Kühlmediumrohre 43a des Kühlerabschnitts 43 strömt, wird daher an den äußeren Wärmeaustauschabschnitt 16 über die äußeren Rippen 50 übertragen, so dass der äußere Wärmeaustauschabschnitt 16 entfrostet bzw. enteist wird. Als ein Ergebnis wird das Entfrosten effektiv unter Verwenden von Abwärme des elektrischen Motors MG zum Fahren des Fahrzeugs ausgeführt.
(c) Abwärmerückgewinnungsbetrieb
Als nächstes wird der Betrieb einer Abwärmerückgewinnung beschrieben werden. Um ein Überhitzen des elektrischen Motors MG zum Fahren des Fahrzeugs zu begrenzen, wird die Kühlmitteltemperatur bevorzugt gleich zu oder niedriger als einer vorherbestimmten oberen Grenztemperatur gehalten. Um einen Reibverlust aufgrund der Zunahme der Viskosität von Schmieröl, das in dem elektrischen Motor MG zum Fahren des Fahrzeuges eingeschlossen ist, zu reduzieren, ist des Weiteren die Kühlmitteltemperatur bevorzugt einzustellen auf gleich zu oder höher als eine vorherbestimmte untere Grenztemperatur.
Bei dem Wärmepumpenkreislauf 10 der vorliegenden Ausführungsform wird der Betrieb einer Abwärmerückgewinnung ausgeführt, wenn die Kühlmitteltemperatur Tw gleich ist zu oder höher ist als eine vorherbestimmte Referenztemperatur (bei der vorliegenden Ausführungsform 60°C) während des Heizbetriebs. Bei dem Betrieb einer Abwärmerückgewinnung wird das Drei-Wege-Ventil 15b des Wärmepumpenkreislaufs auf ähnliche Weise zu dem normalen Heizbetrieb betrieben und das Drei-Wege-Ventil 42 des Kühlmittelzirkulationskreislaufs 40 wird geschaltet, um den Kühlmediumkreislauf auszuwählen, in welchem das Kühlmittel strömt, wie es durch die gestrichelte Linie in der 3 gezeigt ist, ähnlich zu dem Defrosterbetrieb.
Somit heizt Kältemittel von hohem Druck und hoher Temperatur, welches von dem Kompressor 11 ausgelassen wird, Luft in dem inneren Kondensator 12 auf, welche zu der Fahrgastzelle geblasen wird, wie es mit den durchgezogenen Pfeilen in der 3 gezeigt ist, und das Kältemittel wird dann in der festen Heizdrossel 13 expandiert und dekomprimiert, um in den äußeren Wärmeaustauschabschnitt 16 zu strömen.
Das Kältemittel von niedrigem Druck, welches in den äußeren Wärmeaustauschabschnitt 16 strömt, absorbiert Wärme von der Außenluft, welche durch den Gebläselüfter 17 geblasen wird, und absorbiert des Weiteren Wärme, die von dem Kühlmittel über die äußeren Rippen 50 übertragen wird, um verdampft zu werden, weil das Drei-Wege-Ventil 42 geschaltet ist, um den Kühlmediumkreislauf auszuwählen, in welchem das Kühlmittel in den Kühlerabschnitt 43 strömt. Die anderen Betriebsweisen sind ähnlich zu denjenigen des normalen Heizbetriebs.
Bei dem Betrieb einer Abwärmerückgewinnung wird wie oben beschrieben Luft, welche in die Fahrgastzelle zu blasen ist, in dem inneren Kondensator 12 mit Wärme von dem Kältemittel aufgeheizt, das von dem Kompressor 11 ausgelassen wird, und dadurch kann die Fahrgastzelle aufgeheizt werden. Da hier das Kältemittel nicht nur die Wärme von der Außenluft, sondern auch die Wärme absorbiert, welche von dem Kühlmittel durch die äußeren Rippen 50 übertragen wird, kann Abwärme von dem elektrischen Motor MG zum Fahren des Fahrzeugs auf effektive Art und Weise in dem Heizbetrieb der Fahrgastzelle verwendet werden.
(d) Kühlbetrieb
Der Kühlbetrieb wird gestartet, wenn ein Kühlbetriebsmodus über den Modusauswahlschalter in einem Zustand ausgewählt ist, in welchem der Aktivierungsschalter des Steuerbretts angeschaltet ist (AN). Im Kühlbetrieb öffnet die Klimaanlagensteuereinheit das Öffnungs-Schließ-Ventil 15a und betreibt das Drei-Wege-Ventil 15b zum Auswählen des Kältemittelströmungsdurchlasses, welcher die Auslassseite des äußeren Wärmeaustauschabschnitts 16 und die Einlassseite der festen Kühldrossel 19 verbindet. Der Wärmepumpenkreislauf 10 wird dementsprechend in einen Kältemittelströmungsdurchlass geschaltet, in welchem Kältemittel strömt, wie es durch die durchgezogenen Pfeile in der 4 gezeigt ist.
In diesem Fall wird, wenn die Kühlmitteltemperatur Tw gleich ist zu oder niedriger ist als eine Referenztemperatur, das Drei-Wege-Ventil 42 des Kühlmittelzirkulationskreislaufs 40 geschaltet, um den Kühlmediumkreislauf auszuwählen, in welchem das Kühlmittel in den Kühlerabschnitt 43 strömt. Wenn die Kühlmitteltemperatur Tw niedriger ist als die Referenztemperatur wird das Drei-Wege-Ventil 43 geschaltet, um den Kühlmediumkreislauf auszuwählen, in welchem das Kühlmittel den Kühlerabschnitt 43 umgeht. In der 4 ist eine Strömung des Kühlmittels durch gestrichelte Pfeile gezeigt, wenn die Kühlmitteltemperatur Tw gleich ist zu oder höher ist als die Referenztemperatur.
In dem Wärmepumpenkreislauf 10 strömt während des Kühlbetriebs Kältemittel von hohem Druck, welches von dem Kompressor 11 ausgelassen wird, in den inneren Kondensator 12 und strahlt Wärme durch einen Wärmeaustausch mit Luft ab, welche durch das Gebläse 32 geblasen wurde und durch inneren Kühler 20 gegangen ist. Die Luft ist in die Fahrgastzelle zu blasen. Das Kältemittel von hohem Druck strömt aus dem inneren Kondensator 12 heraus und strömt in den äußeren Wärmeaustauschabschnitt 16 durch den Bypass-Durchlass 14 mit fester Drossel, weil das Öffnungs-Schließ-Ventil 15a offen ist. Kältemittel von hohem Druck, welches in dem äußeren Wärmeaustauschabschnitt 16 strömt, strahlt des Weiteren Wärme an Außenluft ab, welche durch den Gebläselüfter 17 geblasen wird.
Das Kältemittel, welches von dem äußeren Wärmeaustauschabschnitt 16 herausströmt, wird in der festen Kühldrossel 19 dekomprimiert und expandiert, weil das Drei-Wege-Ventil 15b geschaltet ist, um den Kältemittelströmungsdurchlass auszuwählen, welcher die Auslassseite des äußeren Wärmeaustauschabschnitts 16 und die Einlassseite der festen Kühldrossel 19 verbindet. Das Kältemittel, welches von der festen Kühldrossel 19 herausströmt, strömt in den inneren Verdampfer 20, um über eine Wärmeabsorption von Luft, die durch das Gebläse 32 geblasen wird, zu verdampfen. Die in die Fahrgastzelle zu blasende Luft wird dementsprechend gekühlt.
Das Kältemittel, welches von dem inneren Verdampfer 20 herausströmt, strömt in den Sammler 18, um in gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel getrennt zu werden. Das gasförmige Kältemittel, welches durch den Sammler 18 getrennt wurde, wird in den Kompressor 11 angesaugt, um wieder komprimiert zu werden. In dem Kühlbetrieb kann, wie oben beschrieben, weil das Kältemittel von niedrigem Druck in dem inneren Verdampfer 20 über die Wärmeabsorption von Luft, die in die Fahrgastzelle zu blasen ist, verdampft, die in die Fahrgastzelle zu blasende Luft gekühlt werden und ein Kühlen der Fahrgastzelle kann dadurch ausgeführt werden.
Bei der Fahrzeugklimaanlage 1 der vorliegenden Ausführungsform kann, wie oben beschrieben, eine Vielfalt von Betriebsweisen ausgeführt werden durch ein Schalten des Kältemittelströmungsdurchlasses des Wärmepumpenkreislaufs 10 und des Kühlmediumkreislaufs des Kühlmittelzirkulationskreislaufs 40. Bei der vorliegenden Ausführungsform können des Weiteren, da der charakteristische Wärmetauscher 70, welcher oben beschrieben ist, verwendet wird, geeignete Wärmeaustausche dadurch in jedem Betrieb unter den drei Fluiden, welches das Kältemittel, das Kühlmittel und die Außenluft sind, ausgeführt werden.
Bei dem Wärmetauscher 70 der vorliegenden Ausführungsform sind noch genauer die äußeren Rippen 50 in den Außenluftdurchlässen 70a angeordnet, welche zwischen den Kältemittelrohren 16a des äußeren Wärmeaustauschabschnitts 16 und den Kühlmediumrohren 43a des Kühlerabschnitts 43 vorgesehen sind. Durch die äußeren Rippen 50 kann Wärme zwischen den Kältemittelrohren 16a und den Kühlmediumrohren 43a übertragen werden.
Da Wärme von dem Kühlmittel an den äußeren Wärmeaustauschabschnitt 16 durch die äußeren Rippen 50 in dem Defrosterbetrieb übertragen werden kann, kann eine Abwärme von dem elektrischen Motor MG zum Fahren des Fahrzeugs auf effektive Art und Weise für ein Entfrosten in dem äußeren Wärmeaustauschabschnitt 16 verwendet werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist des Weiteren eine Strömungsmenge von Kältemittel, welches in den äußeren Wärmeaustauschabschnitt 16 strömt, reduziert durch ein Stoppen eines Betriebs des Kompressors 11 während des Defrosterbetriebs. Es kann somit beschränkt werden, dass das Kältemittel, das durch die Kältemittelrohre 16a hindurchgeht, die Wärme durch die äußeren Rippen 50 und die Kältemittelrohre 16a absorbiert, die an dem äußeren Wärmeaustauschabschnitt 16 übertragen wird. In anderen Worten kann ein unnötiger Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und dem Kühlmittel reduziert werden.
Zusätzlich ist eine Strömungsmenge von Außenluft, welche in die Außenluftdurchlässe 70 strömt, durch ein Stoppen eines Betrieb des Gebläselüfters 17 während des Defrosterbetriebs reduziert. Es kann somit beschränkt werden, dass Außenluft, welche durch die Außenluftdurchlässe 70a hindurchgeht, die Wärme absorbiert, welche an dem äußeren Wärmeaustauschabschnitt 16 durch die äußeren Rippen übertragen wird. In anderen Worten kann ein unnötiger Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und der Außenluft reduziert werden.
In dem Betrieb einer Abwärmerückgewinnung kann die Abwärme des elektrischen Motors MG zum Fahren des Fahrzeugs in das Kältemittel über einen Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und dem Kühlmittel durch die Kältemittelrohre 16a, die Kühlmediumrohre 43a und die äußeren Rippen 50 absorbiert werden. Zusätzlich kann nicht erforderliche Abwärme des elektrischen Motors MG zum Fahren des Fahrzeugs an die Außenluft über einen Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und dem Außenluft durch die Kühlmediumrohre 43a und die äußeren Rippen 50 abgestrahlt werden.
Im normalen Heizbetrieb kann Wärme von Außenluft in das Kältemittel über einen Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der Außenluft durch die Kältemittelrohre 16a und die äußeren Rippen 50 absorbiert werden. In dem normalen Heizbetrieb ist des Weiteren das Drei-Wege-Ventil 42 des Kühlmittelzirkulationskreislaufs 40 geschaltet, um den Kühlmediumkreislauf auszuwählen, in welchem das Kühlmittel den Kühlerabschnitt 43 umgeht. Ein unnötiger Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und der Außenluft kann somit reduziert werden und eine Abwärme des elektrischen Motors MG zum Fahren des Fahrzeugs kann in dem Kühlmittel gesammelt werden. Zusätzlich kann ein Aufheizen des elektrischen Motors MG zum Fahren des Fahrzeuges unterstützt werden.
Der Wärmetauscher 70 der vorliegenden Ausführungsform weist die Struktur auf, in welcher sowohl die Kältemittelrohre 16a als auch die Kühlmediumrohre 43a an sowohl dem Kältemitteltankteil 16c als auch dem Kühlmediumtankteil 43c befestigt sind. Eine Verkomplizierung und eine große Baugröße der Struktur des Wärmetauschers 70 kann somit verhindert werden.
Sowohl die Rohre 16 als auch die Rohre 43a sind an dem Kältemitteltankteil 16c befestigt, welches eine notwendige Komponente zum Sammeln des Kältemittels von den Kältemittelrohren 16a und zum Verteilen des Kältemittels an die Kältemittelrohre 16a ist. Die Rohre 16a und 43a sind ebenso an dem Kühlmediumtankteil 43c befestigt, welches eine notwendige Komponente zum Sammeln von Kühlmittel von den Kühlmittelrohren 43a und zum Verteilen von Kühlmittel an die Kühlmediumrohre 43a ist. Somit können die beiden Rohre 16a und 43a in in etwa ähnlichen Formen zueinander geformt sein.
Im Gegensatz zu einer konventionellen Technologie ist es daher für eines der Kältemittelrohre 16a und den Kühlmediumrohren 43a nicht erforderlich, gebogen zu sein, und eine Verkomplizierung und große Baugröße der Struktur des Wärmetauschers 70 als ein Ganzes kann daher verhindert werden.
Bei dem Wärmetauscher 70 der vorliegenden Ausführungsform sind die ersten Kommunikationslöcher 162a in dem mittleren Plattenelement 162 des Kältemittels vorgesehen, durch welches die Kältemittelrohre 16 mit dem Inneren des Kältemitteltankbildungselements 163 in Kommunikation stehen. Die zweiten Kommunikationslöcher 432a sind in dem mittleren Plattenelement 432 des Kühlmediums vorgesehen, durch welche die Kühlmediumrohre 43a mit dem Inneren des Kühlmediumtankbildungselements 433 in Kommunikation stehen.
Somit kann, obwohl sowohl die Rohre 16a als auch die Rohre 43a an dem Kältemitteltankteil 16c und dem Kühlmediumtankteil 43c befestigt sind, eine Konfiguration leicht und sicher realisiert werden, in welcher der Kältemitteltankteil 16c zum Sammeln von Kältemittel von den Kältemittelrohren 16a und zum Verteilen von Kältemittel an die Kältemittelrohre 16a funktioniert, und wo der Kühlmediumtankteil 43a zum Sammeln von Kühlmittel von den Kühlmediumrohren 43a und zum Verteilen von Kühlmittel an die Kühlmediumrohre 43a funktioniert.
Bei dem Wärmetauscher 70 der vorliegenden Ausführungsform sind die Kältemittelrohre 16a und die Kühlmediumrohre 43a in mehreren Reihen mit Bezug auf die Strömungsrichtung X von Außenluft, welche durch die Außenluftdurchlässe 70a strömt, angeordnet. Die Kommunikationsräume des Kühlmediums sind zwischen dem Kältemittelbefestigungsplattenelement 161 und dem mittleren Plattenelement 162 des Kältemittels vorgesehen, so dass die Kühlmediumrohre 43a mit Bezug auf die Strömungsrichtung X von Außenluft miteinander durch die Kühlmediumkommunikationsräume in Kommunikation stehen.
Zusätzlich sind die Kommunikationsräume des Kältemittels zwischen dem Kühlmediumbefestigungsplattenelement 431 und dem mittleren Plattenelement 432 des Kühlmediums derart vorgesehen, dass die Kältemittelrohre 16a, welche mit Bezug auf die Strömungsrichtung X von Außenluft angeordnet sind, miteinander durch die Kältemittelkommunikationsräume in Kommunikation stehen.
Die Kommunikationsräume des Kühlmediums können als Strömungsdurchlässe im Inneren des Kältemitteltankteils 16c vorgesehen sein, durch welche das Kühlmittel aus den Kühlmediumrohren 43a, welche an dem Kältemitteltankteil 16c befestigt sind, herausströmt. Die Kältemittelkommunikationsräume können als Strömungsdurchlässe im Inneren des Kühlmediumtankteils 43c vorgesehen sein, durch welche das Kältemittel aus den Kältemittelrohren 16a herausströmt, die an dem Kühlmediumtankteil 43 befestigt sind. Eine große Bauform des Wärmetauschers kann daher insgesamt begrenzt werden, selbst wenn die Kältemittelrohre 16a und die Kühlmediumrohre 43a in mehreren Reihen mit Bezug auf die Strömungsrichtung X von Außenluft angeordnet sind.
Zweite Ausführungsform
Bei einer vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben werden, in welchem eine Konfiguration eines Wärmetauschers 70 verschieden ist von derjenigen der ersten Ausführungsform. Eine detaillierte Konfiguration des Wärmetauschers 70 der vorliegenden Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 9 und 10 beschrieben werden. Die 9 ist eine perspektivische Ansicht des Wärmetauschers 70 und entspricht der 5 der ersten Ausführungsform. Die 10 ist eine Explosionsansicht des Wärmetauschers 70 und entspricht der 6 der ersten Ausführungsform. Teile in den 9 und 10, welche gleich oder ähnlich zu Teilen der ersten Ausführungsform sind, sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wie die Teile der ersten Ausführungsform. Dies trifft auch auf die folgenden Zeichnungen zu.
Wie es in den 9 und 10 gezeigt ist, umfasst ein äußerer Wärmeaustauschabschnitt 16 und ein Kühlerabschnitt 43 des Wärmetauschers 70 der vorliegenden Ausführungsform jeweils Kältemittelrohre 16a und Kühlmediumrohre 43a, ähnlich zu der ersten Ausführungsform. In anderen Worten weisen sowohl der äußere Wärmeaustauschabschnitt 16 als auch der Kühlerabschnitt 43 eine Wärmetauscherkonfiguration vom Typ Tank-und-Rohr auf.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die grundlegenden Konfigurationen von einem Kältemitteltankteil 16c und einem Kühlmediumtankteil 43a zueinander ähnlich. Der Kältemitteltankteil 16c der vorliegenden Auführungsform umfasst ein Kältemittelbefestigungsplattenelement 161, ein mittleres Plattenelement 162 des Kältemittels und ein Kältemittelbildungselement 163. Das Kältemitteltankbildungselement 163 umfasst ein Kältemittelsammeltankbildungselement 163c und ein Kältemittelverteiltankbildungselement 163d.
Das Kältemittelsammeltankbildungselement 163c und das Kältemittelverteiltankbildungselement 163d sind aus röhrenförmigen Elementen hergestellt. Das Kältemittelsammeltankbildungselement 163c weist einen Sammelraum 163a darin auf und das Kältemittelverteiltankbildungselement 163d weist einen Verteilraum 163b darin auf. Der Sammelraum 163c und der Verteilraum 163b sind voneinander getrennt.
Ein Kältemitteleinströmanschluss 163e ist in einem Endabschnitt von dem Kältemittelverteiltankbildungselement 163d in einer Längsrichtung davon vorgesehen. Durch den Kältemitteleinströmanschluss 163e strömt Kältemittel in den Verteilraum 163b, welcher im Inneren des Kältemittelverteiltankbildungselements 163d vorgesehen ist. Der andere Endabschnitt von dem Kältemittelverteiltankbildungselement 163d in der Längsrichtung davon ist verschlossen. Ein Kältemittelausströmanschluss 163f ist in einem Endabschnitt von dem Kältemittelsammeltankbildungselement 163c in einer Längsrichtung davon vorgesehen. Durch den Kältemittelauströmanschluss 163f strömt Kältemittel von dem Sammelraum 163a heraus, welcher im Inneren des Kältemittelsammeltankbildungselement 163c vorgesehen ist. Der andere Endabschnitt von dem Kältemittelsammeltankbildungselement 163c ist in seiner Längsrichtung verschlossen.
Das mittlere Plattenelement 162 des Kältemittels der vorliegenden Ausführungsform weist erste Kommunikationslöcher 162a auf, welche durch das mittlere Plattenelement 162 des Kältemittels hindurchdringen. Die Kältemittelrohre 16a, welche auf einer windwärtigen Seite in der Strömungsrichtung X von Außenluft angeordnet sind, stehen mit dem Sammelraum 163a durch die ersten Kommunikationslöcher 162a in Kommunikation und die Kältemittelrohre 16a, welche auf der windabgewandten Seite in der Strömungsrichtung X von Außenluft angeordnet sind, stehen mit dem Verteilraum 163b durch die ersten Kommunikationslöcher 162a in Kommunikation.
Des Weiteren weisen das mittlere Plattenelement 162 des Kältemittels und das Kältemittelbefestigungsplattenelement 161 der vorliegenden Ausführungsform vertiefte Teile auf. Die vertieften Teile sind jeweils an Positionen entsprechend zu Positionen von den Kältemittelrohren 16a und den Kühlmediumrohren 43a positioniert und weisen ähnliche Formen zu denjenigen bei der ersten Ausführungsform auf.
Noch genauer weist das mittlere Plattenelement 162 des Kältemittels vertiefte Teile 162b auf, welche an Positionen entsprechend zu den Positionen der Kühlmediumrohre 43a angeordnet sind, und vertiefte Teile 162c, welche an Positionen entsprechend zu den Positionen der Kältemittelrohre 16a angeordnet sind. Das Kältemittelbefestigungsplattenelement 161 weist vertiefte Teile 161 auf, welche an Positionen entsprechend zu Positionen von den Kühlmediumrohren 43a angeordnet sind, und vertiefte Teile 161a, welche an Positionen entsprechend zu Positionen von den Kältemittelrohren 16a angeordnet sind.
Durch ein Befestigen des mittleren Plattenelements 162 des Kältemittels und des Kältemittelbefestigungsplattenelements 161 aneinander werden somit Räume zwischen den vertieften Teile 162c und 161a vorgesehen, welche an Positionen entsprechend zu den Positionen von den Kältemittelrohren 16a vorgesehen sind, und Räume werden zwischen den vertieften Teile 162b und 161b vorgesehen, welche an Positionen entsprechend zu den Positionen von den Kühlmediumtankrohren 43a vorgesehen sind.
Des Weiteren erstrecken sich die vertieften Teile 162b und 161b, welche an den Positionen entsprechend zu den Positionen von den Kühlmediumrohren 43a vorgesehen sind, um mit den Kühlmediumrohren 43a in Kommunikation zu stehen, welche in zwei Reihen in Bezug auf die Strömungsrichtung X der Außenluft angeordnet sind. Die Räume, welche zwischen den vertieften Teilen 162b und 161b vorgesehen sind, welche an Positionen entsprechend zu den Positionen der Kühlmediumrohre 43a vorgesehen sind, funktionieren dementsprechend als Kühlmediumkommunikationsräume, durch welche die Kühlmediumrohre 43a, welche in zwei Reihen mit Bezug auf die Strömungsrichtung X von Außenluft angeordnet sind, miteinander in Kommunikation stehen.
Auf der anderen Seite umfasst der Kühlmediumtankteil 43c, wie es in der 10 gezeigt ist, ein Kühlmediumbefestigungsplattenelement 431, ein mittleres Plattenelement 432 des Kühlmediums und ein Kühlmediumtankbildungselement 433. Das Kühlmediumtankbildungselement 433 umfasst ein Kühlmediumsammeltankbildungselement 433c und ein Kühlmediumverteiltankbildungselement 433d.
Ein Kühlmediumeinströmanschluss 433e ist in einem Endabschnitt von dem Kühlmediumverteiltankbildungselement 433d in einer Längsrichtung davon vorgesehen und das Kühlmittel strömt durch den Kühlmediumeinströmanschluss 433e in einen Verteilraum 433b, welcher im Inneren des Kühlmediumverteiltankbildungselements 433d vorgesehen ist. Der andere Endabschnitt des Kühlmediumverteiltankbildungselements 433d in der Längsrichtung davon ist verschlossen. Ein Kühlmediumausströmanschluss 433f ist in einem Endabschnitt von dem Kühlmediumsammeltankbildungselement 433c in einer Längsrichtung davon vorgesehen und das Kühlmittel strömt durch den Kühlmediumausströmanschluss 433f von einem Sammelraum 433a heraus, der im Inneren des Kühlmediumsammeltankbildungselements 433c vorgesehen ist. Der andere Endabschnitt von dem Kühlmediumsammeltankbildungselement 433c in der Längsrichtung davon ist verschlossen.
Das mittlere Plattenelement 432 des Kühlmediums der vorliegenden Ausführungsform weist zweite Kommunikationslöcher 432a auf, welche durch das mittlere Plattenelement 432 hindurchdringen. Kühlmediumrohre 42a, welche auf einer windwärtigen Seite in der Strömungsrichtung X von Außenluft angeordnet sind, stehen mit dem Verteilraum 433b durch die zweiten Kommunikationslöcher 432a in Kommunikation und Kühlmediumrohre 43a, welche auf einer windabgewandten Seite in der Strömungsrichtung X von Außenluft angeordnet sind, stehen mit dem Sammelraum 433a durch die zweiten Kommunikationslöcher 432a in Kommunikation.
Zwischen den vertieften Teilen 432c von dem mittleren Plattenelement 432 des Kühlmediums und den vertieften Teilen 431a des Kühlmediumbefestigungsplattenelements 431 sind Räume vorgesehen. Die vertieften Teile 432c und 431a sind an Positionen entsprechend zu den Positionen der Kühlmediumrohre 43a angeordnet. Kältemittelkommunikationsräume sind zwischen den vertieften Teilen 432b des mittleren Plattenelements 432 des Kühlmediums und den vertieften Teilen 431b des Kühlmediumbefestigungsplattenelements 431 vorgesehen. Die vertieften Teile 432b und 431b sind an Positionen entsprechend zu den Positionen von den Kältemittelrohren 16a angeordnet.
Bei dem Wärmetauscher 70 der vorliegenden Ausführungsform sind dementsprechend das Kältemittel und das Kühlmittel fähig zu einem Strömen ähnlich zu der 8 der ersten Ausführungsform. Die anderen Komponenten und Betriebsweisen eines Wärmepumpenkreislaufs 10 (Fahrzeugklimaanlage 1) sind ähnlich zu denjenigen der ersten Ausführungsform. Wenn die Fahrzeugklimaanlage 1 der vorliegenden Ausführungsform betrieben wird, können daher ähnliche Wirkungen zu denjenigen der ersten Ausführungsform erreicht werden.
Bei dem Wärmetauscher 70 der vorliegenden Ausführungsform sind das Kältemittelsammeltankbildungselement 163c und das Kältemittelverteiltankbildungselement 163d, welche aus röhrenförmigen Elementen hergestellt sind, als das Kältemitteltankbildungselement 163 eingesetzt. Zusätzlich sind das Kühlmittelsammeltankbildungselement 433c und das Kühlmediumverteiltankbildungselement 433d, welche aus röhrenförmigen Elementen hergestellt sind, als das Kühlmediumtankbildungselement 433 eingesetzt. Das Kältemitteltankbildungselement 163 und das Kühlmediumtankbildungselement 433 können dementsprechend leicht und bei niedrigen Kosten geformt werden.
Bei dem Wärmetauscher 70 bei der vorliegenden Ausführungsform sind des Weiteren die Räume, welche mit jedem der Rohre 16a, 43a in Kommunikation stehen, zwischen dem Kältemittelbefestigungsplattenelement 161 und dem mittleren Plattenelement 162 des Kältemittels vorgesehen und die Räume, welche mit jedem der Rohre 16a, 43a in Kommunikation stehen, sind zwischen dem Kühlmediumbefestigungsplattenelement 431 und dem mittleren Plattenelement 432 des Kühlmediums vorgesehen.
Dementsprechend ist es nicht erforderlich, eine Konfiguration einzusetzen, bei welcher die Kältemittelrohre 16a in Richtung zu dem Kältemitteltankteil 16c weiter vorragen als die Kühlmediumrohre 43a vorragen und die Kühlmediumrohre 43a ragen in Richtung zu dem Kühlmediumtankteil 43c weiter vor als die Kältemittelrohre 16a vorragen. Daher kann eine Einstellung der Position von jedem der Rohre 16a, 43a relativ zu den Tankteilen 16c, 43c leicht durchgeführt werden und jedes der Rohre 16a, 43a kann auf leichte Art und Weise befestigt werden (noch genauer jedes der Rohre 16a, 43a kann leicht an jedem der Plattenelemente 161, 431 befestigt werden).
Dritte Ausführungsform
Bei einer vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben werden, bei welchem die Konfiguration eines Wärmetauschers 70 von derjenigen der ersten Ausführungsform verschieden ist. Eine detaillierte Konfiguration des Wärmetauschers 70 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 11(a), (b), (c) und (d) beschrieben werden. Die 11(a) ist eine Explosionsansicht des Wärmetauschers 70 der vorliegenden Ausführungsform und zeigt einen vergrößerten Abschnitt, welcher einem Abschnitt B der 6 der ersten Ausführungsform entspricht. Die 11(b) ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts entsprechend zu der 11(a) und zeigt eine Schnittoberfläche des Abschnitts. Die 11(c) ist eine Schnittansicht entlang einer Linie C-C aus der 11(b) und die 11(d) ist eine Schnittansicht entlang einer Linie D-D der 11(b).
Noch genauer sind bei dem Wärmetauscher 70 der vorliegenden Ausführungsform die Konfigurationen eines Kältemittelbefestigungsplattenelements 161 und eines mittleren Plattenelements 162 des Kältemittels von einem Kältemitteltankteil 16c verschieden von denjenigen der ersten Ausführungsform. Bei dem Wärmetauscher 70 der vorliegenden Ausführungsform sind zusätzlich die Konfigurationen von einem Kühlmediumbefestigungsplattenelement 431 und einem mittleren Plattenelement 432 eines Kühlmediums des Kühlmediumtankteils 43c ebenso von denjenigen der ersten Ausführungsform verschieden.
Ähnlich zu der ersten Ausführungsform sind die grundlegenden Konfigurationen des Kältemitteltankteils 16c und des Kühlmediumtankteils 43c zueinander ähnlich. Das Kühlmediumtankteil 43c wird somit unten beschrieben werden.
Wie es in der 11(a) gezeigt ist, weist das Kühlmediumbefestigungsplattenelement 431 der vorliegenden Ausführungsform vertiefte Teile 431a auf, welche in Richtung zu einem Kühlmediumtankbildungselement 433 vertieft sind. Kühlmediumrohre 43a sind an den vertieften Teilen 431a befestigt und Kältemittelrohre 16a sind an Abschnitten des Kühlmediumbefestigungsplattenelements 431 befestigt, wo die vertieften Teile 431a nicht vorgesehen sind.
Endabschnitte von den Kühlmediumrohren 43a auf der Seite von dem Kühlmediumtankteil 43c ragen in Richtung zu dem Kühlmediumtankteil 43c weiter vor als Endabschnitte von den Kältemittelrohren 16a auf der Seite des Kühlmediumtankteils 43c vorragen. In anderen Worten sind die Endabschnitte von den Kühlmediumrohren 43a auf der Seite des Kühlmediumtankteils 43c und die Endabschnitte der Kältemittelrohre 16a auf der Seite des Kühlmediumtankteils 43c nicht miteinander in Ausrichtung.
Das mittlere Plattenelement 432 des Kühlmediums weist vertiefte Teile 432b auf, die einer Richtung weg von dem Kühlmediumtankbildungselement 430 vertieft sind, verschieden zu der ersten Ausführungsform. Die vertieften Teile 432b sind an Positionen entsprechend zu den vertieften Teile 431a des Kühlmediumbefestigungsplattenelements 431 vorgesehen und die vertieften Teile 432b weisen zweite Kommunikationslöcher 432a auf, durch welche die Kühlmediumrohre 43a sich erstrecken.
Wie es in der 11(b) gezeigt ist, sind das Kühlmediumbefestigungsplattenelement 431 und das mittlere Plattenelement 432 des Kühlmediums aneinander befestigt und die vertieften Teile 431a des Kühlmediumbefestigungsplattenelements 431 stehen mit den vertieften Teilen 432b des mittleren Plattenelements 432 des Kühlmediums in Kontakt.
Wie es in der 11(c) gezeigt ist, dringen die Kühlmediumrohre 43a durch die zweiten Kommunikationslöcher 432a, um mit einem Sammelraum 433a und einem Verteilraum 433b in Kommunikation zu stehen, welche im Inneren des Kühlmediumtankbildungselements 433 vorgesehen sind.
Wie es in der 11(d) gezeigt ist, sind Kältemittel-Kommunikationsräume in Bereichen vorgesehen, wo die vertieften Teile 431a des Kühlmediumbefestigungsplattenelements 431 nicht mit den vertieften Teilen 432b des mittleren Plattenelements des Kühlmediums 432 in Kontakt stehen. Die Kältemittelrohre 16a, welche in zwei Reihen mit Bezug auf die Strömungsrichtung X von Außenluft angeordnet sind, stehen miteinander durch die Kältemittelkommunikationsräume in Kommunikation.
Die anderen Konfigurationen des Wärmetauschers 70 sind ähnlich zu denjenigen der ersten Ausführungsform. Bei dem Wärmetauscher 70 der vorliegenden Ausführungsform können somit das Kältemittel und das Kühlmittel dazu gebracht werden, ähnlich zu strömen wie die Strömungweise, welche in 8 der ersten Ausführungsform gezeigt ist. Wenn eine Fahrzeugklimaanlage 1 der vorliegenden Ausführungsform betrieben wird, können als ein Ergebnis ähnliche Wirkungen zu denjenigen der ersten Ausführungsform erreicht werden.
Bei dem Kühlmediumtankteil 43c des Wärmetauschers 70 der vorliegenden Ausführungsform sind die vertieften Teile 431a, 432b jeweils in dem Kühlmediumbefestigungsplattenelement 431 und dem mittleren Plattenelement 432 des Kühlmediums vorgesehen. Die Kühlmediumrohre 43a können somit leicht dazu gebracht werden, mit den Räumen in Kommunikation zu stehen, welche im Inneren des Kühlmediumtankbildungselement 433 vorgesehen sind und die Kältemittelkommunikationsräume können leicht vorgesehen werden.
Bei dem Wärmetauscher 70 der vorliegenden Ausführungsform sind die vertieften Teile 432b des mittleren Plattenelements 432 des Kühlmediums in der Richtung weg von dem Kühlmediumtankbildungselement 433 vertieft. Somit kann ein Mittelteil 433c des Kühlmediumtankbildungslements 433, durch welches der Sammelraum 433a von dem Verteilraum 433b getrennt ist, in einer flachen Form gebildet werden.
Folglich kann eine Wahrscheinlichkeit eines Verbindungsfehlers beim Löten zwischen dem Mittelteil 433c des Kühlmediumtankbildungselements 433 und des mittleren Plattenelements 432 des Kühlmediums reduziert werden und eine Fehlerwahrscheinlichkeit beim Abdichten des Sammelraums 433a und des Verteilraums 433b kann reduziert werden.
Des Weiteren können, wenn die vertieften Teile 433a, 432b in den Plattenelementen 431, 432 jeweils wie bei der ersten Ausführungsform vorgesehen sind, die Endabschnitte der Kältemittelrohre 16a auf der Seite des Kühlmediumtankteils 43c und die Endabschnitte der Kühlmediumrohre 43a auf der Seite des Kühlmediumtankteils 43c durch ein Einstellten der Richtungen ausgerichtet werden, in welcher die vertieften Teile 431a, 432b vertieft sind und durch ein Einstellen der Tiefen der vertieften Teile 431a, 432b. Die Endabschnitte der Kühlmediumrohre 43a können dazu gebracht werden, nicht in Richtung zu dem Kühlmediumtankteil 43c weiter vorzuragen als die Kältemittelrohre 16a vorragen.
Bei der obigen Beschreibung ist eine detaillierte Beschreibung des Kältemitteltankteils 16c weggelassen, jedoch haben bei der vorliegenden Ausführungsform das Kältemittelbefestigungsplattenelement 161 und das mittlere Plattenelement 162 des Kältemitteltankteils 16c ähnliche vertiefte Teile zu denjenigen des Kühlmediumtankteils 43c.
Vierte Ausführungsform
Bei einer vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben werden, bei welchem eine Konfiguration eines Wärmetauschers 70 verschieden von derjenigen der zweiten Ausführungsform ist. Eine detaillierte Konfiguration des Wärmetauschers 70 der vorliegenden Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 12(a) bis (d) beschrieben werden. Die 12(a) ist eine Explosionsansicht des Wärmetauschers 70 der vorliegenden Ausführungsform und zeigt einen vergrößerten Abschnitt, welcher dem Abschnitt B der 6 entspricht. Die 12(b) ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts entsprechend zu dem Abschnitt, der in der 12(a) gezeigt ist, und zeigt eine Schnittoberfläche des Abschnitts. Die 12(c) ist eine Schnittansicht entlang einer Linie C-C der 12(b) und die 12(d) ist eine Schnittansicht entlang einer Linie D-D aus der 12(b).
Die grundsätzlichen Konfigurationen eines Kältemitteltankteils 16c und eines Kühlmediumtankteils 43c sind zueinander ähnlich. Es wird somit das Kühlmediumtankteil 43c unten beschrieben werden und eine detaillierte Beschreibung des Kältemitteltankteils 16c wird ähnlich wie bei der dritten Ausführungsform weggelassen.
Bei einer zweiten Ausführungsform sind das Kühlmediumsammeltankbildungselement 433c und das Kühlmediumverteiltankbildungselement 433d, welche aus röhrenförmigen Elementen hergestellt sind, als das Kühlmediumtankbildungselement eingesetzt. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind, wie in den 12(a) und 12(b) gezeigt, ein oberes Tankbildungselement 433g und ein unteres Tankbildungselement 433h, welche durch ein Pressbearbeiten von Metallblechen erhalten sind, als das Kühlmediumtankbildungselement 433 eingesetzt.
Sowohl das obere Tankbildungselement 433g als auch das untere Tankbildungselement 433h sind mit zwei Spitzen (W-Form) geformt, wenn in ihren Längsrichtungen betrachtet. Durch ein Verbinden dieser Elemente 433g und 433h miteinander in einem Tiefziehschalenzustand werden ein Kühlmediumsammelraum 433a und ein Kühlmediumverteilraum 433b vorgesehen.
Wie es in der 12(c) gezeigt ist, weist das untere Tankbildungselement 433h Kommunikationslöcher auf, welche mit zweiten Kommunikationslöchern 432a, welche in vertieften Teilen 432c des mittleren Plattenelements 432 des Kühlmediums vorgesehen sind, in Kommunikation stehen. Durch diese Kommunikationslöcher stehen die Kühlmediumrohre 43a mit dem Sammelraum 433a und dem Verteilraum 433b in Kommunikation.
Wie es in der 12(d) gezeigt ist, sind Kältemittelkommunikationsräume zwischen den vertieften Teilen 432b eines mittleren Plattenelements 432 des Kühlmediums und den vertieften Teilen 431b eines Kühlmediumbefestigungsplattenelements 431 vorgesehen, welche an Positionen entsprechend zu den Kältemittelrohren 16a vorgesehen sind. Bei dem Wärmetauscher 70 der vorliegenden Ausführungsform kann daher Kältemittel und Kühlmittel dazu gebracht werden, ähnlich zu strömen, wie der in der 8 der ersten Ausführungsform gezeigten Strömungweise, und ähnliche Wirkungen zu denjenigen der zweiten Ausführungsform können erreicht werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Kühlmediumtankbildungselement 433 des Kühlmediumtankteils 43c aus zwei Elementen 433h, 433g hergestellt, welche durch eine Pressbearbeitung geformt sind. Das Kühlmediumbildungselement 433 des Kühlmediumtankteils 43c kann leicht bei niedrigen Kosten auch durch eine Extrusionsbearbeitung oder eine Ziehbearbeitung geformt werden.
Fünfte Ausführungsform
Bei der vorliegenden Ausführungsform, wie sie in einer gesamten Konfigurationsdarstellung der 13 gezeigt ist, wird ein Beispiel beschrieben werden, bei welchem eine Konfiguration eines Wärmepumpenkreislaufs 10 verschieden ist von derjenigen der ersten Ausführungsform. Die 13 ist eine gesamte Konfigurationsdarstellung, welche zum Beispiel einen Kältemittelströmungsdurchlass während dem Betrieb der Abwärmerückgewinnung der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Ein Kältemittelstrom in dem Wärmepumpenkreislauf 10 ist durch durchgezogene Pfeile gezeigt und ein Kühlmittelstrom in einem Kühlmittelzirkulationskreislauf 40 ist durch gestrichelte Pfeile in der 13 gezeigt.
Noch genauer wird bei der vorliegenden Ausführungsform der innere Kondensator 12 der ersten Ausführungsform weggelassen. Der kombinierte Wärmetauscher 70 der ersten Ausführungsform ist in dem Gehäuse 31 der inneren Klimaanlageneinheit 30 angeordnet und der äußere Wärmeaustauschabschnitt 16 des Wärmetauschers 70 der ersten Ausführungsform funktioniert als der innere Kondensator 12. Im Folgenden wird hier ein Abschnitt des Wärmetauschers 70, welcher als der innere Kondensator 12 funktioniert, als ein innerer Kondensatorabschnitt bezeichnet. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein äußerer Wärmeaustauschabschnitt 16 ein einziger Wärmetauscher, bei welchem Kältemittel, das dort hindurchströmt, Wärme mit Außenluft, die durch den Gebläserlüfter 17 geblasen wird, austauscht. Die anderen Konfigurationen sind ähnlich zu denjenigen der ersten Ausführungsform. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Defrosterbetrieb nicht ausgeführt, jedoch sind die anderen Betriebsweisen ähnlich zu denjenigen der ersten Ausführungsform.
Während dem Betrieb einer Abwärmerückgewinnung der vorliegenden Ausführungsform wird daher Luft, welche in die Fahrgastzelle zu blasen ist, in dem inneren Kondensatorabschnitt des Wärmetauschers 70 über einen Wärmeaustausch mit Kältemittel, welches von dem Kompressor 11 ausgelassen wird, aufgeheizt. Die Luft, welche im inneren Kondensatorabschnitt aufgeheizt wurde, kann in dem Kühlerabschnitt 43 des Wärmetauschers 70 weiter aufgeheizt werden.
Bei der Konfiguration des Wärmepumpenkreislaufs 10 der vorliegenden Ausführungsform kann das Kühlmittel dazu gebracht werden, Wärme mit der Luft auszutauschen, die in die Fahrgastzelle zu blasen ist. Somit kann selbst wenn ein Betrieb des Wärmepumpenkreislaufs 10 (noch genauer des Kompressors 11) gestoppt wird, ein Aufheizen der Fahrgastzelle ausgeführt werden. Selbst wenn eine Heizkapazität des Wärmepumpenkreislaufs niedrig ist aufgrund einer niedrigen Temperatur des Kältemittels, welches von dem Kompressor 11 ausgelassen wird, kann das Aufheizen der Fahrgastzelle ausgeführt werden.
Die Wärmetauscher 70, welche bei der zweiten bis vierten Ausführungsform beschrieben sind, können für den Wärmepumpenkreislauf der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden.
Andere Ausführungsformen
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann auf vielfältige Art und Weise wie folgt modifiziert werden ohne von der Reichweite der Erfindung abzuweichen.

(1) Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist, wie es in der 7 gezeigt ist, ein Beispiel beschrieben, bei welchem die Kühlmediumkommunikationsräume in dem Kältemitteltankteil 16c vorgesehen sind und die Kältemittelkommunikationsräume in dem Kühlmediumtankteil 43c vorgesehen sind. Bei solchen Kommunikationsräumen besteht jedoch die Gefahr, dass ein Druckverlust in dem Kühlmittel oder in dem Kältemittel erzeugt wird. Es ist somit bevorzugt, dass die Volumen der Kommunikationsräume so weit als möglich vergrößert sind.

Zum Beispiel kann, wie es in der 14(a) gezeigt ist, der vertiefte Teil 432b (162b) des mittleren Plattenelements 432 (162) in einer Form geformt sein, bei welcher eine Tiefe des vertieften Teils 432b (162b) allmählich vergrößert wird von beiden Seiten zu einem Mittelabschnitt des mittleren Plattenelements 432 (162) hin in einer Anordnungsrichtung der Rohre 16a (43a) (d. h. der Strömungsrichtung X von Außenluft).
Zusätzlich können, wie es in der 15(b) gezeigt ist, die Rohre 16a (43a) in einer Form geformt sein, bei welcher die Längen der Rohre 16a (43a) in ihrer Längsrichtung allmählich kurz werden von beiden Seiten zu dem Mittelabschnitt des mittleren Plattenelements 432 (162) in der Anordnungsrichtung der Rohre 16a (43a) hin. Das mittlere Plattenelement 432 (162), das in der 14(a) gezeigt ist, und die Rohre 16a (43a), die in der 14(b) gezeigt sind, können zusammen eingesetzt werden.

(2) Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist ein Beispiel beschrieben, bei welchem das Kältemittel des Wärmepumpenkreislaufs 10 als das erste Fluid eingesetzt ist, das Kühlmittel des Kühlmittelzirkulationskreislaufs 40 als das zweite Fluid eingesetzt ist und die Außenluft, welche durch den Gebläserlüfter 17 geblasen wird, als das dritte Fluid eingesetzt ist. Die ersten bis dritten Fluide sind jedoch hierauf nicht beschränkt. Zum Beispiel kann die in die Fahrgastzelle zu blasende Luft als das dritte Fluid bei der dritten Ausführungsform eingesetzt werden.

Das erste Fluid kann zum Beispiel Kältemittel der Hochdruckseite oder Kältemittel der Niedrigdruckseite bei dem Wärmepumpenkreislauf 10 sein.
Ein Kühlmittel, welches eine elektrische Einrichtung oder ähnliches, wie zum Beispiel einen Inverter kühlt, der elektrische Leistung zu dem Motor und dem elektrischen Motor MG zum Fahren des Fahrzeugs liefert, kann als das zweite Fluid eingesetzt werden. Des Weiteren kann Kühlöl ebenso als das zweite Fluid eingesetzt werden und der zweite Wärmeaustauschabschnitt kann als ein Ölkühler funktionieren. Des Weiteren kann ein Wärmespeichermaterial, ein Kältespeichermaterial oder ähnliches als das zweite Fluid eingesetzt werden.
Wenn der Wärmepumpenkreislauf 10, welcher den Wärmetauscher 70 der Erfindung aufweist, für eine stationäre Klimaanlage, eine Kältespeicherkammer, eine Kühl/Heizeinrichtung, einen Warenautomat bzw. Verkaufsautomat oder ähnliches verwendet wird, kann ein Kühlmittel als das zweite Fluid eingesetzt werden, welches einen Motor kühlt, der als Antriebsquelle eines Kompressors des Wärmepumpenkreislaufs 10 verwendet wird, einen elektrischen Motor, andere elektrische Einrichtungen und ähnliches.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist des Weiteren ein Beispiel beschrieben, bei welchem der Wärmetauscher 70 der Erfindung für einen Wärmepumpenkreislauf (Kältekreislauf) verwendet wird, eine Anwendung des Wärmetauschers 70 der vorliegenden Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt. In anderen Worten ist der Wärmetauscher 70 weitgehend verfügbar für zum Beispiel eine Einrichtung, bei welcher ein Wärmeaustausch unter drei Fluiden ausgeführt wird.
Der Wärmetauscher 70 kann zum Beispiel als ein Wärmetauscher verwendet werden, der für ein Fahrzeugkühlsystem benutzt wird. Das erste Fluid kann ein Wärmeträgermedium sein, welches Wärme von einer ersten Einrichtung des Fahrzeuginneren absorbiert, die Wärme in ihrem Betriebszustand erzeugt. Das zweite Fluid kann ein Wärmeträgermedium sein, welches Wärme von einer zweiten Einrichtung des Fahrzeuginneren absorbiert, die Wärme in ihrem Betriebszustand erzeugt, und das dritte Fluid kann Außenluft sein.
Wenn der Wärmetauscher 70 noch genauer für ein Hybridfahrzeug verwendet wird, kann die erste Einrichtung des Fahrzeuginneren ein Motor EG, das erste Fluid kann ein Kühlmittel des Motors EG sein. Die zweite Einrichtung des Fahrzeuginneren kann ein elektrischer Motor zum Fahren des Fahrzeugs sein und das zweite Fluid kann ein Kühlmittel des elektrischen Motors zum Fahren des Fahrzeugs sein.
Wärmemengen, welche von diesen Einrichtungen des Fahrzeuginneren erzeugt werden, ändern sich jeweils in Abhängigkeit von einem Fahrzustand (Fahrlast) des Fahrzeugs. Eine Temperatur des Kühlmittels des Motors EG und eine Temperatur des Kühlmittels des elektrischen Motors zum Fahren des Fahrzeugs ändert sich somit ebenfalls in Abhängigkeit von dem Fahrzustand des Fahrzeuges. Somit kann in diesem Fall eine erzeugte Wärme von einer Einrichtung des Fahrzeuginneren, welche eine hohe Kapazität einer Wärmeerzeugung aufweist, nicht nur an Luft abgestrahlt werden, sondern ebenso an eine Einrichtung des Fahrzeuginneren, welche eine niedrige Kapazität der Wärmeerzeugung hat.

(3) Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist ein Beispiel beschrieben, bei welchem die Kältemittelrohre 16a des äußeren Wärmeaustauschabschnitts 16, die Kühlmediumrohre 43a des Kühlerabschnitts 43 und de äußeren Rippen 50 aus einer Aluminiumlegierung (Metall) hergestellt sind und aneinander durch Löten befestigt sind. Die äußeren Rippen 50 können jedoch aus einem anderen Material (z. B. Kohlenstoffnanoröhrchen) hergestellt sein, das in der Wärmeleitfähigkeit besser ist, und die Rohre 16a, 43a können mit einem Verfahren, wie zum Beispiel einer Klebung verbunden sein.
(4) Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist ein Beispiel beschrieben, bei welchem das elektrische Drei-Wege-Ventil 42 als die Kreislaufschalteinrichtung eingesetzt ist, welche den Kühlmediumkreislauf des Kühlmittelzirkulatioskreislaufs 40 schaltet, die Kreislaufschalteinrichtung ist jedoch hierauf nicht beschränkt. Zum Beispiel kann ein Thermostatventil eingesetzt werden. Das Thermostatventil ist ein Ventil, welches auf eine Temperatur des Kühlmediums reagieren kann und sein Ventilkörper wird verstellt unter Verwenden eines wärmeempfindlichen Wachses (temperaturempfindliches Element), welches sein Volumen in Abhängigkeit von einer Temperatur verändert. Das Thermostatventil weist somit einen automatischen Mechanismus auf, der einen Kühlmediumdurchlass durch ein Verstellen des Ventilkörpers mit dem wärmeempfindlichen Wachs öffnet oder schließt. Durch ein Einsetzen des Thermostatventils kann daher der Kühlmitteltemperatursensor 52 weggelassen werden.
(5) Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist ein Beispiel beschrieben, bei welchem der allgemeine Fluorkohlenwasserstoff als das Kältemittel eingesetzt wird, jedoch ist die Art des Kältemittels hierauf nicht beschränkt. Ein natürliches Kältemittel, wie zum Beispiel Kohlendioxid oder ein Kältemittel von Kohlenwasserstoffreihen kann eingesetzt werden. Des Weiteren kann der Wärmepumpenkreislauf 10 ein überkritischer Kältekreislauf sein, bei welchem ein Druck des Kältemittels, welches von dem Kompressor ausgelassen wird, gleich ist zu oder höher ist als ein kritischer Druck des Kältemittels.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010-145011 [0001]
JP 11-157326 A [0006]

Claims

Wärmetauscher, aufweisend: einen ersten Wärmeaustauschabschnitt (16), der eine Mehrzahl von ersten Rohren (16a) umfasst, durch welche ein erstes Fluid strömt, um Wärme mit einem dritten Fluid, welches um die ersten Rohre (16a) herumströmt, auszutauschen, und einen ersten Tankteil (16c), der sich in einer Schichtungsrichtung der ersten Rohre (16a) erstreckt, um das erste Fluid von den ersten Rohren (16a) zu sammeln und um das erste Fluid in die ersten Rohre (16a) zu verteilen; einen zweiten Wärmeaustauschabschnitt (43), welcher eine Mehrzahl von zweiten Rohren (43a) umfasst, durch welche ein zweites Fluid strömt, um Wärme mit dem dritten Fluid, welches um die zweiten Rohre (43a) herumströmt, auszutauschen, und einen zweiten Tankteil (43c), der sich in einer Schichtungsrichtung der zweiten Rohre (43a) erstreckt, um das zweite Fluid von den zweiten Rohren (43a) zu sammeln und um das zweite Fluid zu den zweiten Rohren (43a) zu verteilen, wobei mindestens eines von den ersten Rohren (16a) zwischen den zweiten Rohren (43a) angeordnet ist, mindestens eines von den zweiten Rohren (43a) zwischen den ersten Rohren (16a) angeordnet ist, die ersten Rohre (16a) und die zweiten Rohre (43a) dazwischen Räume definieren, welche dritte Fluiddurchlässe (70a) umfassen, durch welche das dritte Fluid strömt, die dritten Fluiddurchlässe (70a) darin äußere Rippen (50) aufnehmen, welche fähig sind, zum Begünstigen der Wärmeaustausche, welche in den ersten und zweiten Wärmeaustauschabschnitten (16, 43) ausgeführt werden, und welche fähig sind zum Übertragen von Wärme zwischen dem ersten Fluid, welches durch die ersten Rohre (16a) strömt, und dem zweiten Fluid, welches durch die zweiten Rohre (43a) strömt, wobei sowohl die ersten Rohre (16a) als auch die zweiten Rohre (43a) an dem ersten Tankteil (16c) befestigt sind, und wobei sowohl die ersten Rohre (16a) als auch die zweiten Rohre (43a) an dem zweiten Tankteil (43c) befestigt sind.
Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei der erste Tankteil (16c) aufweist: ein erstes Befestigungsplattenelement (161), an welchem zumindest jeweils eines von der Mehrzahl von ersten Rohren (16a) oder der Mehrzahl von zweiten Rohren (43a) befestigt ist; ein erstes mittleres Plattenelement (162), welches an dem ersten Befestigungsplattenelement (161) befestigt ist; und ein erstes Tankbildungselement (163), welches an dem ersten Befestigungsplattenelement (161) oder dem ersten mittleren Plattenelement (162) befestigt ist, und welches darin einen Raum aufweist, in welchem das erste Fluid gesammelt wird oder von welchem das erste Fluid verteilt wird, wobei der zweite Tankteil (43c) umfasst: ein zweites Befestigungsplattenelement (431), an welchem zumindest eines von der Mehrzahl von ersten Rohren (16a) oder der Mehrzahl von zweiten Rohren (43a) befestigt ist; ein zweites mittleres Plattenelement (432), welches an dem zweiten Befestigungsplattenelement (431) befestigt ist; und ein zweites Tankbildungselement (433), welches an dem zweiten Befestigungsplattenelement (431) oder dem zweiten mittleren Plattenelement (432) befestigt ist und welches darin einen Raum aufweist, in welchem das zweite Fluid gesammelt wird oder von welchem das zweite Fluid verteilt wird, wobei das erste mittlere Plattenelement (162) erste Kommunikationslöcher (162a) aufweist, durch welche die ersten Rohre (16a) mit dem Raum in Kommunikation stehen, welcher im Inneren des ersten Tankbildungselements (163) vorgesehen ist, und wobei das zweite mittlere Plattenelement (432) zweite Kommunikationslöcher (432c) aufweist, durch welche die zweiten Rohre (43a) mit dem Raum im Inneren des zweiten Tankbildungselements (433) in Kommunikation stehen.
Wärmetauscher nach Anspruch 2, wobei die ersten Rohre (16a) sich durch die ersten Kommunikationslöcher (162a) erstrecken, um in den Raum, welcher im Inneren des ersten Tankbildungselement (163) vorgesehen ist, vorzuragen, und die zweiten Rohre (43a) sich durch die zweiten Kommunikationslöcher (432a) erstrecken, um in den Raum, welcher im Inneren des zweiten Tankbildungselements (433) vorgesehen ist, vorzuragen.
Wärmetauscher nach Anspruch 2 oder 3, wobei die ersten Rohre (16a) und die zweiten Rohre (43a), welche in der Schichtungsrichtung geschichtet sind, in einer Mehrzahl von Reihen in Bezug auf eine Strömungsrichtung von dem dritten Fluid, welches durch die dritten Fluiddurchlässe (70a) strömt, angeordnet sind, das erste Befestigungsplattenelement (161) und das erste mittlere Plattenelement (162) dazwischen erste Kommunikationsräume definieren, durch welche die zweiten Rohre (43a), welche zueinander in Bezug auf die Strömungsrichtung des dritten Fluids benachbart sind, miteinander in Kommunikation stehen, und das zweite Befestigungsplattenelement (431) und das zweite mittlere Plattenelement (432) dazwischen zweite Kommunikationsräume definieren, durch welche die ersten Rohre (16a), welche mit Bezug auf die Strömungsrichtung des dritten Fluids benachbart zueinander sind, miteinander in Kommunikation stehen.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die ersten und zweiten Rohre (16a, 43a) an den ersten und zweiten Befestigungsplattenelementen (161, 431) durch Löten befestigt sind.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das erste Befestigungsplattenelement (161) an dem ersten Tankbildungselement (163) durch Einfalzen befestigt ist, und das zweite Befestigungsplattenelement (431) an dem zweiten Tankbildungselement (433) durch Einfalzen befestigt ist.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, welcher als ein Verdampfer eines Dampf-Kompressions-Kältekreislaufs verwendet wird, bei welchem Kältemittel verdampft, wobei das erste Fluid das Kältemittel des Kältekreislaufs ist, das zweite Fluid ein Wärmemedium bzw. Wärmeträgermedium ist, welches Wärme von einer äußeren Wärmequelle absorbiert hat und das dritte Fluid Luft ist.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, welcher als ein Kühler eines Dampf-Kompressions-Kältekreislaufs verwendet wird, in welchem das Kältemittel Wärme abstrahlt, wobei das erste Fluid das Kältemittel des Kältekreislaufs ist, das zweite Fluid ein Wärmemedium bzw. Wärmeträgermedium ist, welches Wärme von einer äußeren Wärmequelle absorbiert hat, und das dritte Fluid Luft ist.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, welcher für ein Fahrzeugkühlsystem verwendet wird, wobei das erste Fluid ein Wärmemedium bzw. Wärmeträgermedium ist, welches Wärme von einer ersten Einrichtung des Inneren des Fahrzeugs absorbiert hat, die im Betriebszustand Wärme erzeugt, das zweite Fluid ein Wärmemedium bzw. Wärmeträgermedium ist, welches Wärme von einer zweiten Einrichtung im Inneren des Fahrzeugs absorbiert hat, die im Betriebszustand Wärme erzeugt, und das dritte Fluid Luft ist.