DE112018003896T5

DE112018003896T5 - Kombi-Wärmetauscher

Info

Publication number: DE112018003896T5
Application number: DE112018003896.3T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Suzuki; Yoshiki Kato
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-07-31
Filing date: 2018-06-28
Publication date: 2020-04-16
Also published as: WO2019026481A1; JP6760226B2; US11105536B2; CN110998209A; JP2019027690A; US20200158380A1

Abstract

Ein Kombi-Wärmetauscher (80) umfasst eine Wärmetauscheinheit (800), die eine Vielzahl von plattenartigen Elementen (81) miteinander gestapelt hat. Die Wärmetauscheinheit (800) weist eine Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit (70) und eine interne Wärmetauscheinheit (60) auf. Die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit (70) weist einen Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang (24) auf, und die interne Wärmetauscheinheit (60) weist einen Hochdruckkältemitteldurchgang (14) und einen Niederdruckkältemitteldurchgang (26) auf. Der Kombi-Wärmetauscher (80) hat eine Hochdruckkältemittel-Auslassöffnung (61), die dem aus dem Hochdruckkältemitteldurchgang (14) ausströmenden Kältemittel erlaubt, zu einem kühlenden Kältemitteldurchgang zu strömen, und/oder eine Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung (62), die dem aus dem kühlenden Kältemitteldurchgang ausströmenden Kältemittel erlaubt, in den Niederdruckkältemitteldurchgang (26) zu strömen.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf der am 31. Juli 2017 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-148188 , deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Kombi-Wärmetauscher für eine Dampfdruck-Kältekreislaufanlage.
STAND DER TECHNIK
Als eine herkömmliche Technik offenbart Patentliteratur 1 eine Dampfdruck-Kältekreislaufanlage, die bei der Klimatisierung eines zu klimatisierenden Raums und der Temperatursteuerung einer Sekundärbatterie verwendet wird. Die Kältekreislaufanlage von Patentliteratur 1 ist mit einem Innenraumkondensator und einem Innenraumverdampfer, die Wärme zwischen einem Kältemittel und Ventilationsluft, die in den zu klimatisierenden Raum geblasen wird, austauschen, einem Außenraumwärmetauscher, der Wärme zwischen dem Kältemittel und Außenluft tauscht, und einem Kombi-Wärmetauscher versehen, der Wärme zwischen dem Kältemittel und einem Wärmeabgabemittel tauscht, das in einen internen Durchgang einer Sekundärbatterie strömt.
Wenn bei der Kältekreislaufanlage von Patentliteratur 1 eine Beheizung des zu klimatisierenden Raums durchgeführt wird, wird der Außenraumwärmetauscher dazu gebracht, als ein Verdampfer zu fungieren, um eine Umschaltung zu einem Kältekreislauf vorzunehmen, der Wärme, die von der Außenluft absorbiert wird, im Innenraumkondensator an Ventilationsluft abführt, die in den zu klimatisierenden Raum geblasen wird. Wenn andererseits eine Kühlung des zu klimatisierenden Raums durchgeführt wird, wird der Außenraumwärmetauscher dazu gebracht, als ein Radiator zu fungieren, um eine Umschaltung zu einem Kältekreislauf vorzunehmen, der Wärme, die im Innenraumverdampfer aus der Ventilationsluft absorbiert wird, zur Außenluft abführt.
Des Weiteren weist der Kombi-Wärmetauscher eine wärmeabgebende Wärmetauscheinheit, die Wärme zwischen einem Hochdruckkältemittel und dem Wärmeabgabemittel tauscht, um das Wärmeabgabemittel zu erwärmen, und eine kühlende Wärmetauscheinheit auf, die Wärme zwischen einem Niederdruckkältemittel und dem Wärmeabgabemittel tauscht, um das Wärmeabgabemittel zu kühlen. Wenn bei der Kältekreislaufanlage von Patentliteratur 1 die Sekundärbatterie erwärmt wird, erfolgt eine Umschaltung zu einem Kältekreislauf, der das Hochdruckkältemittel dazu bringt, in die wärmeabgebende Wärmetauscheinheit zu strömen. Wenn die Sekundärbatterie gekühlt wird, erfolgt dagegen eine Umschaltung zu einem Kältekreislauf, der das Niederdruckkältemittel dazu bringt, in die kühlende Wärmetauscheinheit zu strömen.
ENTGEGENHALTUNGEN
PATENTLITERATUR
Patentliteratur 1: JP 2012 - 207 890 A
KURZDARSTELLUNG
Als Mittel zur Verbesserung einer Leistungszahl (sogenannte LZ) einer Kältekreislaufanlage kann in Erwägung gezogen werden, einen internen Wärmetauscher zu der Kältekreislaufanlage hinzuzufügen. Der interne Wärmetauscher tauscht Wärme zwischen einem Hochdruckkältemittel, das aus einem Wärmetauscher ausströmt, der als ein Radiator fungiert, und einem Niederdruckkältemittel aus, das aus einem Wärmetauscher ausströmt, der als ein Verdampfer fungiert, um eine Wärmeabsorptionsmenge des Kältemittels in dem Wärmetauscher zu erhöhen, der als der Verdampfer fungiert.
Allerdings ist eine Kältekreislaufanlage, die eine Temperatursteuerung einer Vielzahl von Wärmetauschfluiden wie Ventilationsluft und einem Wärmeabgabemittel durchführt, bereits mit einer Vielzahl von Wärmetauschern versehen. Die Hinzufügung des internen Wärmetauschers führt somit zu einer weiteren Verkomplizierung der Kreislaufkonfiguration.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen Kombi-Wärmetauscher zur Verfügung zu stellen, der dazu imstande ist, die Leistungszahl einer Kältekreislaufanlage, in der der Kombi-Wärmetauscher angewandt wird, zu verbessern, ohne eine Verkomplizierung der Kreislaufkonfiguration zu verursachen.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung findet ein Kombi-Wärmetauscher in einer Dampfdruck-Kältekreislaufanlage Anwendung, die einen Verdichter, der ein Kältemittel verdichtet und ausstößt, eine Heizeinheit, die unter Verwendung des aus dem Verdichter ausgestoßenen Kältemittels als eine Wärmequelle ein Wärmetauschfluid erwärmt, und eine kühlende Verdampfungseinheit aufweist, die Wärme des Wärmetauschfluids in das Kältemittel absorbiert, um das Kältemittel zu verdampfen. Der Kombi-Wärmetauscher umfasst eine Wärmetauscheinheit mit einer Vielzahl von miteinander gestapelten und verbundenen plattenartigen Elementen. Die Wärmetauscheinheit weist eine Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit, die Wärme eines Wärmeabgabemittels in das Kältemittel absorbiert, um das Kältemittel zu verdampfen, und eine interne Wärmetauscheinheit auf, die Wärme zwischen dem aus der Heizeinheit strömenden Kältemittel und dem Kältemittel tauscht, das in den Verdichter gesaugt wird. Die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit weist einen Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang auf, durch den das Kältemittel strömen kann. Die kühlende Verdampfungseinheit weist einen kühlenden Kältemitteldurchgang auf, durch den das Kältemittel strömen kann. Die interne Wärmetauscheinheit weist einen Hochdruckkältemitteldurchgang, durch den das aus der Heizeinheit ausströmende Kältemittel strömen kann, und einen Niederdruckkältemitteldurchgang auf, durch den das Kältemittel strömen kann, das in den Verdichter gesaugt wird. Der Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang und der kühlende Kältemitteldurchgang sind parallel zueinander geschaltet. Der Kombi-Wärmetauscher hat mindestens eine von einer Hochdruckkältemittel-Auslassöffnung, die dem aus dem Hochdruckkältemitteldurchgang ausströmenden Kältemittel erlaubt, zum kühlenden Kältemitteldurchgang auszuströmen, und einer Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung, die dem aus dem kühlenden Kältemitteldurchgang ausströmenden Kältemittel erlaubt, in den Niederdruckkältemitteldurchgang zu strömen.
Durch das Vorsehen der internen Wärmetauscheinheit, die in der Wärmetauscheinheit Wärme zwischen dem aus der Heizeinheit strömenden Kältemittel und dem Kältemittel tauscht, das in den Verdichter gesaugt wird, ist es dementsprechend möglich, die Wärmeabsorptionsmenge des Kältemittels in mindestens einer von der kühlenden Verdampfungseinheit und der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit zu erhöhen, um die Leistungszahl der Kältekreislaufanlage zu verbessern, in der der Kombi-Wärmetauscher angewandt wird.
Der Kombi-Wärmetauscher weist in diesem Fall die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit und die interne Wärmetauscheinheit sowie mindestens eine von der Hochdruckkältemittel-Auslassöffnung und der Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung auf. Somit kann die Kreislaufkonfiguration sogar bei der Kältekreislaufanlage vereinfacht werden, die mit der internen Wärmetauscheinheit versehen ist.
Somit ermöglicht der Kombi-Wärmetauscher gemäß der vorliegenden Offenbarung es, die Leistungszahl einer Kältekreislaufanlage zu verbessern, in der der Kombi-Wärmetauscher Anwendung findet, ohne eine Verkomplizierung der Kreislaufkonfiguration zu verursachen.
Eine in Klammern gesetzte Bezugszahl jedes in den Patentansprüchen beschriebenen Mittels gibt eine Übereinstimmung mit einem bestimmten Mittel an, das in den Ausführungsbeispielen beschrieben wird.
Figurenliste

1 ist eine schematische Ansicht, die eine Kältekreislaufanlage gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
2 ist eine Ansicht, die einen Kombi-Wärmetauscher des ersten Ausführungsbeispiels darstellt.
3 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Teil des Kombi-Wärmetauschers des ersten Ausführungsbeispiels darstellt.
4 ist eine Ansicht, die einen Kombi-Wärmetauscher gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt.
5 ist eine schematische Ansicht, die eine Kältekreislaufanlage gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel darstellt.
6 ist eine Ansicht, die einen Kombi-Wärmetauscher des dritten Ausführungsbeispiels darstellt.
7 ist eine schematische Ansicht, die eine Kältekreislaufanlage gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel darstellt.
8 ist eine Ansicht, die einen Kombi-Wärmetauscher des vierten Ausführungsbeispiels darstellt.
9 ist eine schematische Ansicht, die eine Kältekreislaufanlage gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel darstellt.
10 ist eine Ansicht, die einen Kombi-Wärmetauscher des fünften Ausführungsbeispiels darstellt.
11 ist eine schematische Ansicht, die eine Kältekreislaufanlage gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel darstellt.
12 ist eine Ansicht, die einen Kombi-Wärmetauscher des sechsten Ausführungsbeispiels darstellt.
13 ist eine Ansicht, die einen Kombi-Wärmetauscher eines siebten Ausführungsbeispiels darstellt.
14 ist eine Ansicht, die einen Kombi-Wärmetauscher eines achten Ausführungsbeispiels darstellt.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Im Folgenden werden entsprechend den Zeichnungen Ausführungsbeispiele beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Abschnitte unter den jeweiligen Ausführungsbeispielen unten sind in den Zeichnungen mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet.
- Erstes Ausführungsbeispiel -
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 wird ein erstes Ausführungsbeispiel beschrieben. Eine Kältekreislaufanlage 10 im ersten Ausführungsbeispiel findet in einer Fahrzeugklimaanlage 1 eines Elektrofahrzeugs Anwendung, das von einem Fahrelektromotor eine Antriebskraft für eine Fahrzeugfahrt erhält. Die Kältekreislaufanlage 10 hat in der Fahrzeugklimaanlage 1 die Funktion, Ventilationsluft zu kühlen oder zu heizen, die in eine Kabine geblasen wird, die ein zu klimatisierender Raum ist.
Und zwar ist, wie in 1 dargestellt ist, die Kältekreislaufanlage 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dazu imstande, zwischen einer Vielzahl von Betriebsmodi umzuschalten, zu denen ein Kühlmodus, der das Innere der Kabine kühlt, und ein Heizmodus, der das Innere der Kabine heizt, gehören.
Im ersten Ausführungsbeispiel entspricht die in die Kabine geblasene Ventilationsluft einem Wärmetauschfluid der vorliegenden Offenbarung. In 1 wird ein Kältemittelstrom im Heizmodus durch einen Pfeil mit durchgezogener Linie angegeben, während ein Kältemittelstrom im Kühlmodus wird durch einen Pfeil mit gestrichelter Linie angegeben wird.
Des Weiteren setzt die Kältekreislaufanlage 10 als Kältemittel ein FKW-Kältemittel (speziell R134a) ein und bildet einen unterkritisch arbeitenden Dampfdruck-Kältekreislauf, in dem der Hochdruckkältemitteldruck den kritischen Druck des Kältemittels nicht überschreitet. Es kann natürlich auch ein HFO-Kältemittel (z. B. R1234yf) oder dergleichen eingesetzt werden. In dem Kältemittel ist ein Kältemaschinenöl zum Schmieren eines Verdichters 11 eingemischt. Ein Teil des Kältemaschinenöls zirkuliert zusammen mit dem Kältemittel durch den Kreislauf.
Die Kältekreislaufanlage 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist den Kältekreislauf, eine Heizeinheit 30 und einen Wärmeabgabemittelkreislauf 40 auf. Der Kältekreislauf der Kältekreislaufanlage 10 weist den Verdichter 11, einen Kältemittelradiator 12, eine Flüssigkeitsspeichereinheit 13, eine interne Wärmetauscheinheit 60, ein erstes Expansionsventil 17, eine kühlende Verdampfungseinheit 20, ein Verdampfungsdruckregelventil 21, ein zweites Expansionsventil 23 und eine Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 auf, die miteinander verbunden sind.
In der Kältekreislaufanlage 10 ist der Verdichter 11 ein elektrischer Verdichter, der durch elektrischen Strom, der von einer Batterie zugeführt wird, angetrieben wird und der das Kältemittel der Kältekreislaufanlage 10 ansaugt, verdichtet und ausstößt. Der Verdichter 11 ist als ein elektrischer Verdichter konfiguriert, der einen Konstantverdrängung-Verdichtungsmechanismus antreibt, dessen Ausstoßleistung durch einen elektrischen Motor festgelegt wird, und der innerhalb eines Gehäuses der Fahrzeugklimaanlage 1 untergebracht ist. Als Verdichtungsmechanismus können auch verschiedene andere Verdichtungsmechanismen wie ein Scroll-Verdichtungsmechanismus und ein Flügelzellen-Verdichtungsmechanismus eingesetzt werden.
Der Betrieb (die Drehzahl) des im Verdichter 11 enthaltenen Elektromotors wird durch eine Steuersignalausgabe von einer (nicht dargestellten) Klimasteuerung gesteuert. Als Elektromotor kann ein beliebiger Wechselstrommotor oder Gleichstrommotor eingesetzt werden. Die Kältemittel-Ausstoßleistung des Verdichters 11 wird geändert, indem durch die Klimasteuerung die Drehzahl des Elektromotors gesteuert wird. Der Verdichter 11 kann auch ein Verdichter mit variabler Verdrängung sein, der durch einen Riemen angetrieben wird.
Mit einer Ausstoßöffnungsseite des Verdichters 11 ist eine Kältemitteleinlassseite des Kältemittelradiators 12 verbunden. Der Kältemittelradiator 12 ist ein Wärmetauscher, der einen Teil der Heizeinheit 30 bildet, die als ein Wärmeabgabemittelkreislauf konfiguriert ist, und der Wärme zwischen einem Kühlmittel, das ein hochtemperaturseitiges Wärmeabgabemittel ist, das durch die Heizeinheit 30 zirkuliert, und einem Hochdruckkältemittel, das aus dem Verdichter 11 ausgestoßen wird, tauscht.
Und zwar fungiert der Kältemittelradiator 12 in der vorliegenden Offenbarung als ein Wärmeabgabemittel-Kältemittel-Wärmetauscher. Der Kältemittelradiator 12 führt Wärme des aus dem Verdichter 11 ausgestoßenen Hochdruckkältemittels an das durch die Heizeinheit 30 zirkulierende Wärmeabgabemittel ab. Die Konfiguration der Heizeinheit 30 und die spezifische Konfiguration des Wärmeabgabemittels in der Heizeinheit 30 werden später ausführlich beschrieben.
Mit einer Kältemittelauslassseite des Kältemittelradiators 12 ist eine Kältemitteleinströmöffnung der Flüssigkeitsspeichereinheit 13 verbunden. Die Flüssigkeitsspeichereinheit 13 ist ein Sammler (d. h. ein Flüssigkeitssammler), der das aus dem Kältemittelradiator 12 strömende Kältemittel in Gas und Flüssigkeit trennt und einen Überschuss an Flüssigphasenkältemittel speichert.
Mit einem Kältemittelauslass der Flüssigkeitsspeichereinheit 13 ist eine Kältemitteleinlassseite (d. h. eine (später beschriebene) Hochdruckkältemittel-Einlassöffnung 63) eines Hochdruckkältemitteldurchgangs 14 in der internen Wärmetauscheinheit 60 verbunden. Die interne Wärmetauscheinheit 60 ist eine Wärmetauscheinheit, die Wärme zwischen einem Hochdruckkältemittel, das aus dem Kältemittelradiator 12 ausströmt, der ein Teil der Heizeinheit 30 ist, und einem Niederdruckkältemittel tauscht, das in den Verdichter 11 gesaugt wird. Mit anderen Worten ist die interne Wärmetauscheinheit 60 eine Wärmetauscheinheit, die Wärme zwischen dem durch den Hochdruckkältemitteldurchgang 14 hindurchströmenden Hochdruckkältemittel und dem durch einen (später beschriebenen) Niederdruckkältemitteldurchgang 26 hindurchströmenden Niederdruckkältemittel tauscht. Die Konfiguration und dergleichen der internen Wärmetauscheinheit 60 werden später ausführlich beschrieben.
Auf einer Kältemittelauslassseite (d. h. einer (später beschriebenen) Hochdruckkältemittel-Auslassöffnung 61) des Hochdruckkältemitteldurchgangs 14 in der internen Wärmetauscheinheit 60 ist eine Kältemitteltrenneinheit 15 angeordnet. Die Kältemitteltrenneinheit 15 weist eine Kältemitteleinströmöffnung und eine Vielzahl von Kältemittelausströmöffnungen auf und trennt den Strom des Kältemittels, das aus dem Hochdruckkältemitteldurchgang 14 der internen Wärmetauscheinheit 60 ausströmt, in eine Vielzahl von Strömen.
Die Kältemitteltrenneinheit 15 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist zwei Kältemittelausströmöffnungen auf. Eine der Kältemittelausströmöffnungen in der Kältemitteltrenneinheit 15 ist mit einem ersten Paralleldurchgang 16 verbunden, und die andere Kältemittelausströmöffnung ist mit einem zweiten Paralleldurchgang 22 verbunden. Somit trennt die Kältemitteltrenneinheit 15 den Kältemittelstrom, der aus dem Hochdruckkältemitteldurchgang 14 der internen Wärmetauscheinheit 60 ausströmt, in einen Kältemittelstrom, der durch den ersten Paralleldurchgang 16 hindurchgeht, und einen Kältemittelstrom, der durch den zweiten Paralleldurchgang 22 hindurchgeht.
Auf dem ersten Paralleldurchgang 16 sind das erste Expansionsventil 17, die kühlende Verdampfungseinheit 20 und das Verdampfungsdruckregelventil 21 angeordnet. Das erste Expansionsventil 17 enthält ein Ventilelement mit einem änderbaren Drosselöffnungsgrad und ein elektrisches Stellglied, das den Öffnungsgrad des Ventilelements ändert. Das erste Expansionsventil 17 ist als ein elektrisch variabler Drosselmechanismus konfiguriert.
Das erste Expansionsventil 17 hat eine Drosselfunktion, die den Ventilöffnungsgrad auf einen mittleren Öffnungsgrad einstellt, um eine beliebige Kältemitteldekomprimierungswirkung zu erreichen, eine vollständig öffnende Funktion, die den Ventilöffnungsgrad auf einen vollständig offenen Öffnungsgrad einstellt, um so als ein einfacher Kältemitteldurchgang zu fungieren, im Wesentlichen ohne eine Strömungsratensteuerungswirkung und eine Kältemitteldekomprimierungswirkung zu zeigen, und eine vollständig schließende Funktion, die den Ventilöffnungsgrad auf einen vollständig geschlossenen Öffnungsgrad einstellt, um den Kältemitteldurchgang zu schließen. Der Betrieb des ersten Expansionsventils 17 wird durch ein Steuersignal (d. h. einen Steuerimpuls) gesteuert, der von einer (nicht dargestellten) Steuerung ausgegeben wird.
Das erste Expansionsventil 17 ist dementsprechend dazu imstande, das in den ersten Paralleldurchgang 16 strömende Kältemittel zu dekomprimieren, bis das Kältemittel ein Niederdruckkältemittel wird, und das Niederdruckkältemittel dazu zu bringen auszuströmen. Des Weiteren ist das erste Expansionsventil 17 dazu imstande, die Strömungsrate des Kältemittels zu steuern, das aus der Kältemitteltrenneinheit 15 in den ersten Paralleldurchgang 16 strömt. Somit ist das Expansionsventil 17 dazu imstande, die Strömungsrate des zum zweiten Paralleldurchgang 22 strömenden Kältemittels relativ zu steuern.
Mit einer Kältemittelausströmöffnung des ersten Expansionsventils 17 ist über den ersten Paralleldurchgang 16 eine Kältemitteleinlassseite der kühlenden Verdampfungseinheit 20 verbunden. Wie in 1 dargestellt ist, ist die kühlende Verdampfungseinheit 20 ein Wärmetauscher, der innerhalb eines Klimatisierungsgehäuses 51 einer (später beschriebenen) Innenraumklimatisierungseinheit 50 angeordnet ist.
Die kühlende Verdampfungseinheit 20 ist mit einem kühlenden Kältemitteldurchgang 200 versehen, durch den das Kältemittel strömen kann. Die kühlende Verdampfungseinheit 20 verdampft das durch den kühlenden Kältemitteldurchgang 200 strömende Niederdruckkältemittel, sodass eine Wärmeabsorptionswirkung gezeigt wird, die Ventilationsluft kühlt, die durch das Innere des Klimatisierungsgehäuses 51 geht. Mit anderen Worten ist die kühlende Verdampfungseinheit 20 eine Wärmetauscheinheit, die Wärme von Ventilationsluft in das Kältemittel absorbiert, um das Kältemittel zu verdampfen.
Mit einer Kältemittelauslassseite der kühlenden Verdampfungseinheit 20 ist über den ersten Paralleldurchgang 16 eine Einlassseite des Verdampfungsdruckregelventils 21 verbunden. Das Verdampfungsdruckregelventil 21 weist einen mechanischen Mechanismus auf und hat die Funktion, einen Kältemittelverdampfungsdruck in der kühlenden Verdampfungseinheit 20 so zu regeln, dass er größer oder gleich einem Bezugsdruck ist, der dazu imstande ist, in der kühlenden Verdampfungseinheit 20 Frost zu reduzieren, um so den Frost zu reduzieren. Mit anderen Worten hat das Verdampfungsdruckregelventil 21 die Funktion, eine Kältemittelverdampfungstemperatur in der kühlenden Verdampfungseinheit 20 so zu regeln, dass sie größer oder gleich einer Bezugstemperatur ist, die dazu imstande ist, Frost zu reduzieren.
Mit der anderen Kältemittelausströmöffnung in der Kältemitteltrenneinheit 15 ist der zweite Paralleldurchgang 22 verbunden. Auf dem zweiten Paralleldurchgang 22 sind das zweite Expansionsventil 23 und die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 angeordnet. Das zweite Expansionsventil 23 enthält ein Ventilelement mit einem änderbaren Drosselöffnungsgrad und ein elektrisches Stellglied, das den Öffnungsgrad des Ventilelements ändert, und es ist ähnlich wie das erste Expansionsventil 17 als ein elektrisch variabler Drosselmechanismus konfiguriert.
Das zweite Expansionsventil 23 ist ähnlich wie das erste Expansionsventil 17 durch geeignetes Einstellen des Ventilöffnungsgrads zwischen einem vollständig offenen Zustand und einem vollständig geschlossenen Zustand dazu imstande, eine Drosselfunktion, eine vollständig öffnende Funktion und eine vollständig schließende Funktion zu zeigen. Der Betrieb des zweiten Expansionsventils 23 wird durch ein Steuersignal (d. h. einen Steuerimpuls) gesteuert, das von der Steuerung ausgegeben wird.
Dementsprechend ist das zweite Expansionsventil 23 dazu imstande, das in den zweiten Paralleldurchgang 22 strömende Kältemittel zu dekomprimieren, bis das Kältemittel ein Niederdruckkältemittel wird, und das Niederdruckkältemittel dazu zu bringen auszuströmen. Des Weiteren ist das zweite Expansionsventil 23 dazu imstande, die Strömungsrate des Kältemittels zu steuern, das aus der Kältemitteltrenneinheit 15 zum zweiten Paralleldurchgang 22 strömt. Somit ist das zweite Expansionsventil 23 dazu imstande, die Strömungsrate des zum ersten Paralleldurchgang 16 strömenden Kältemittels relativ zu steuern.
Das heißt, dass das erste Expansionsventil 17 und das zweite Expansionsventil 23 miteinander zusammenarbeiten, sodass sie die Funktion zeigen, die Strömungsrate des Kältemittels zu steuern, das durch den ersten Paralleldurchgang 16 und den zweiten Paralleldurchgang 22 geht. Des Weiteren zeigen das erste Expansionsventil 17 und das zweite Expansionsventil 23 eine Durchgangumschaltfunktion, indem eines von dem ersten Expansionsventil 17 und dem zweiten Expansionsventil 23 dazu gebracht wird, die vollständig schließende Funktion zu zeigen.
Mit einer Kältemittelausströmöffnung des zweiten Expansionsventils 23 ist über den zweiten Paralleldurchgang 22 eine Kältemitteleinlassseite der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 verbunden. Wie in 1 dargestellt ist, ist die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 ein Wärmetauscher, der einen Teil des (später beschriebenen) Wärmeabgabemittelkreislaufs 40 bildet.
Die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 ist mit einem Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang 24 versehen, durch den das Kältemittel strömen kann. Die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 verdampft das durch den Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang 24 strömende Niederdruckkältemittel, sodass eine Wärmeabsorptionswirkung gezeigt wird, um Wärme eines niedertemperaturseitigen Wärmeabgabemittels (d.h. eines Kühlmittels) zu absorbieren, das durch den Wärmeabgabemittelkreislauf 40 strömt. Mit anderen Worten ist die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 eine Wärmetauscheinheit, die Wärme des niedertemperaturseitigen Wärmeabgabemittels (d. h. des Kühlmittels) in das Kältemittel absorbiert, um das Kältemittel zu verdampfen. Die Konfiguration und dergleichen des Wärmeabgabemittelkreislaufs 40 und der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 werden später ausführlich beschrieben.
Wie in 1 gezeigt ist, weist eine Kältemittelzusammenführungseinheit 25 eine Vielzahl von Kältemitteleinströmöffnungen und eine Kältemittelausströmöffnung auf und führt die durch die Kältemitteltrenneinheit 15 getrennten Kältemittelströme zu einem Strom zusammen.
Die Kältemittelzusammenführungseinheit 25 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist zwei Kältemitteleinströmöffnungen auf. Eine der Kältemitteleinströmöffnungen der Kältemittelzusammenführungseinheit 25 ist mit einer Kältemittelausströmöffnungsseite des Verdampfungsdruckregelventils 21 verbunden, während die andere Kältemitteleinströmöffnung mit einer Kältemittelausströmseite der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 verbunden ist. Somit führt die Kältemittelzusammenführungseinheit 25 einen durch den ersten Paralleldurchgang 16 gehenden Kältemittelstrom und einen durch den zweiten Paralleldurchgang 22 gehenden Kältemittelstrom zu einem Kältemittelstrom zusammen und bringt den zusammengeführten Kältemittelstrom dazu auszuströmen.
Auf diese Weise sind der erste Paralleldurchgang 16 und der zweite Paralleldurchgang 22 in dem Kältemittelkreislauf parallel zueinander geschaltet. Somit sind in dem Kältemittelkreislauf die kühlende Verdampfungseinheit 20 und die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 parallel zueinander geschaltet. Mit anderen Worten sind in dem Kältemittelkreislauf der kühlende Kältemitteldurchgang 200 und der Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang 24 parallel zueinander geschaltet.
Mit der Kältemittelausströmöffnung der Kältemittelzusammenführungseinheit 25 ist eine Kältemitteleinlassseite des Niederdruckkältemitteldurchgangs 26 in der internen Wärmetauscheinheit 60 verbunden. Mit einem Kältemittelauslass (d. h. einer (später beschriebenen) Niederdruckkältemittel-Auslassöffnung 64) des Niederdruckkältemitteldurchgangs 26 in der internen Wärmetauscheinheit 60 ist eine Saugöffnungsseite des Verdichters 11 ist verbunden.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 1 die Konfiguration der Heizeinheit 30 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Wie in 1 dargestellt ist, ist die Heizeinheit 30 ein hochtemperaturseitiger Wärmeabgabemittelkreislauf, der den Kältemittelradiator 12, der einen Teil des Kältemittelkreislaufs bildet, einen Wärmeabgabemittelzirkulationsdurchgang 31 als einen Wärmeabgabemitteldurchgang, eine Druckpumpe 32, einen Heizkörper 33, einen ersten Radiator 34 und ein Drei-Wege-Ventil 35 aufweist.
Die Heizeinheit 30 ist durch Verbinden des Kühlmittelradiators 12, des Heizkörpers 33 und dergleichen durch den Wärmeabgabemittelzirkulationsdurchgang 31 konfiguriert, und sie ist so konfiguriert, dass sie durch den Betrieb der Druckpumpe 32 innerhalb des Wärmeabgabemittelzirkulationsdurchgangs 31 ein Kühlmittel als ein Wärmeabgabemittel zirkuliert. Das Kühlmittel in der Heizeinheit 30 ist ein hochtemperaturseitiges Wärmeabgabemittel. Als Kühlmittel wird zum Beispiel eine Flüssigkeit, die zumindest Ethylenglykol, Dimethylpolysiloxan oder ein Nanofluid enthält, oder eine Frostschutzflüssigkeit verwendet.
Die Druckpumpe 32 ist eine Wärmeabgabemittelpumpe, die als das hochtemperaturseitige Wärmeabgabemittel das Kühlmittel ansaugt und ausstößt, und sie schließt eine elektrische Pumpe ein. Die Druckpumpe 32 druckfördert das Kühlmittel innerhalb des Wärmeabgabemittelzirkulationsdurchgangs 31, um das Kühlmittel innerhalb des Wärmeabgabemittelzirkulationsdurchgangs 31 der Heizeinheit 30 zu zirkulieren.
Der Betrieb der Druckpumpe 32 wird durch ein Steuersignal gesteuert, das von der Steuerung ausgegeben wird. Das heißt, dass die Druckpumpe 32 dazu imstande ist, die Strömungsrate des durch die Heizeinheit 30 zirkulierenden Kühlmittels zu steuern, und dass sie in der Heizeinheit 30 durch die Steuerung der Steuerung als eine Wärmeabgabemittelströmungsraten-Steuereinheit fungiert.
Der Kältemittelradiator 12 ist mit einer Ausstoßöffnungsseite der Druckpumpe 32 verbunden. Somit ist der Kältemittelradiator 12 dazu imstande, Wärme des Hochdruckkältemittels, das durch das Innere des Kältemittelradiators 12 geht, durch einen Wärmetausch zwischen dem Hochdruckkältemittel und dem Kühlmittel zu dem Kühlmittel abzuführen, das durch den Wärmeabgabemittelzirkulationsdurchgang 31 zirkuliert.
Das Drei-Wege-Ventil 35 ist mit einer Kühlmittelausströmöffnungsseite des Kältemittelradiators 12 verbunden. Das Drei-Wege-Ventil 35 weist zwei Ausströmöffnungen auf und ist dazu imstande, den Strom des in das Drei-Wege-Ventil 35 strömenden Kühlmittels von einer Einströmöffnung zu einer der Ausströmöffnungen umzuschalten.
Wie in 1 gezeigt ist, ist mit einer der Ausströmöffnungen des Drei-Wege-Ventils 35 der Heizkörper 33 verbunden, während mit der anderen Ausströmöffnung der erste Radiator 34 ist verbunden. Somit ist das Drei-Wege-Ventil 35 dazu imstande, den Strom des durch den Kältemittelradiator 12 gehenden Kühlmittels entweder zur Seite des Heizkörpers 33 oder zur Seite des ersten Radiators 34 umzuschalten. Das Drei-Wege-Ventil 35 fungiert in der Heizeinheit 30 als eine Wärmeabgabemitteldurchgang-Umschalteinheit.
Wie in 1 dargestellt ist, ist der Heizkörper 33 in Bezug auf die kühlende Verdampfungseinheit 20 im Ventilationsluftstrom innerhalb des Klimatisierungsgehäuses 51 der Innenraumklimatisierungseinheit 50 auf der stromabwärtigen Seite angeordnet. Der Heizkörper 33 ist ein hochtemperaturseitiger Wärmeabgabemittelwärmetauscher, der Wärme zwischen dem Kühlmittel, das durch den Wärmeabgabemittelzirkulationsdurchgang 31 der Heizeinheit 30 zirkuliert, und Ventilationsluft, die in die Kabine geblasen wird, tauscht, um die Ventilationsluft zu erwärmen. Mit anderen Worten ist der Heizkörper 33 ein wärmeabgebender Wärmetauscher, der mittels des durch den Wärmeabgabemittelzirkulationsdurchgang 31 zirkulierenden Kühlmittels indirekt Wärme zwischen dem aus dem Verdichter 11 ausgestoßenen Kältemittel und Ventilationsluft tauscht, um die Ventilationsluft mit Wärme des aus dem Verdichter 11 ausgestoßenen Kältemittels zu heizen.
In dem Heizkörper 33 führt das Kühlmittel Wärme durch eine fühlbare Wärmeänderung an Ventilationsluft ab, die in die Kabine geblasen wird. Dementsprechend wird die Ventilationsluft, die in die Kabine des Elektrofahrzeugs geblasen wird, beheizt. Somit ist die Kältekreislaufanlage 10 dazu imstande, das Innere der Kabine zu heizen. Auch wenn das Kühlmittel in dem Heizkörper 33 Wärme an die Ventilationsluft abführt, ändert das Kühlmittel nicht seine Phase, sondern bleibt in der flüssigen Phase.
Der erste Radiator 34 ist ein Strahlungswärmetauscher, der Wärme zwischen dem Kühlmittel, das durch den Wärmeabgabemittelzirkulationsdurchgang 31 der Heizeinheit 30 zirkuliert, und Außenluft außerhalb des Elektrofahrzeugs tauscht, um Wärme des Kühlmittels an die Außenluft abzuführen. Der erste Radiator 34 ist in dem Wärmeabgabemittelzirkulationsdurchgang 31 der Heizeinheit 30 parallel zum Heizkörper 33 geschaltet. Vom ersten Radiator 34 wird Wärme des Kühlmittels an die Außenluft abgeführt. Somit ist die Kältekreislaufanlage 10 dazu imstande, Wärme zur Außenseite der Kabine abzuführen, ohne die Ventilationsluft zu erwärmen.
Mit einer solchen Konfiguration ist die Heizeinheit 30 der Kältekreislaufanlage 10 dazu imstande, einen Wärmenutzungsmodus des Hochdruckkältemittels zu ändern, indem durch das Drei-Wege-Ventil 35 der Strom des Kühlmittels umgeschaltet wird. Und zwar ist die Heizeinheit 30 dazu imstande, Wärme des Hochdruckkältemittels zum Heizen von Ventilationsluft zu nutzen, um das Innere der Kabine zu heizen, indem sie eine Umschaltung zu einem Kühlmittelstrom durch den Heizkörper 33 vornimmt. Andererseits ist die Heizeinheit 30 dazu imstande, Wärme des Hochdruckkältemittels zur Außenluft abzuführen, indem sie eine Umschaltung zu einem Kühlmittelstrom durch den ersten Radiator 34 vornimmt.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 1 die Konfiguration des Wärmeabgabemittelkreislaufs 40 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Wie in 1 dargestellt ist, ist der Wärmeabgabemittelkreislauf 40 ein niedertemperaturseitiger Wärmeabgabemittelkreislauf, der die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70, die einen Teil des Kältemittelkreislaufs bildet, einen Wärmeabgabemittelzirkulationsdurchgang 41 als einen Wärmeabgabemitteldurchgang, eine Druckpumpe 42, einen zweiten Radiator 43, eine Bordvorrichtung 44, ein erstes Auf/Zu-Ventil 45 und ein zweites Auf/Zu-Ventil 46 aufweist.
Der Wärmeabgabemittelkreislauf 40 ist durch Verbinden der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70, des zweiten Radiators 43 und dergleichen durch den Wärmeabgabemittelzirkulationsdurchgang 41 konfiguriert, und er ist so konfiguriert, dass er durch den Betrieb der Druckpumpe 42 innerhalb des Wärmeabgabemittelzirkulationsdurchgangs 41 als Wärmeabgabemittel ein Kühlmittel zirkuliert. Das Kühlmittel in dem Wärmeabgabemittelkreislauf 40 ist ein niedertemperaturseitiges Wärmeabgabemittel. Als Kühlmittel wird zum Beispiel eine Flüssigkeit, die zumindest Ethylenglykol, Dimethylpolysiloxan oder ein Nanofluid enthält, oder eine Frostschutzflüssigkeit verwendet.
Die Druckpumpe 42 ist eine Wärmeabgabemittelpumpe, die als Wärmeabgabemittel das Kühlmittel ansaugt und ausstößt, und sie schließt eine elektrische Pumpe ein. Die Druckpumpe 42 druckfördert das Kühlmittel innerhalb des Wärmeabgabemittelzirkulationsdurchgangs 41, um das Kühlmittel innerhalb des Wärmeabgabemittelzirkulationsdurchgangs 41 des Wärmeabgabemittelkreislaufs 40 zu zirkulieren.
Der Betrieb der Druckpumpe 42 wird durch ein Steuersignal gesteuert, das von der Steuerung ausgegeben wird. Das heißt, dass die Druckpumpe 42 dazu imstande ist, die Strömungsrate des durch den Wärmeabgabemittelkreislauf 40 zirkulierenden Kühlmittels zu steuern, und dass sie in dem Wärmeabgabemittelkreislauf 40 durch die Steuerung der Steuerung als eine Wärmeabgabemittelströmungsraten-Steuereinheit fungiert.
Die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 ist mit einem Kühlmitteldurchgang 47 versehen, durch den das Kühlmittel als Wärmeabgabemittel strömen kann. Eine Kühlmitteleinströmöffnungsseite (d. h. eine Kühlmittel-Einlassöffnung 72 (später beschrieben)) des Kühlmitteldurchgangs 47 in der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 ist mit einer Ausstoßöffnungsseite der Druckpumpe 42 verbunden. Somit ist die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 dazu imstande, das durch den Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang 24 strömende Niederdruckkältemittel dazu zu bringen, durch Wärmetausch zwischen dem Niederdruckkältemittel und dem Kühlmittel Wärme des durch den Kühlmitteldurchgang 47 strömenden Kühlmittels zu absorbieren.
Mit einer Kühlmittelausströmöffnungsseite (d. h. einer (später beschriebenen) Kühlmittel-Auslassöffnung 73) der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 sind ein Wärmeabgabemitteldurchgang, der den zweiten Radiator 43 und dergleichen enthält, und ein Wärmeabgabemitteldurchgang verbunden, der die Bordvorrichtung 44 und dergleichen enthält. Das heißt, dass in dem Wärmeabgabemittelkreislauf 40 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der zweite Radiator 43 und das erste Auf/Zu-Ventil 45 parallel zu der Bordvorrichtung 44 und dem zweiten Auf/Zu-Ventil 46 geschaltet sind.
Der zweite Radiator 43 ist ein Wärmeabsorptionswärmetauscher, der Wärme zwischen dem Kühlmittel, das durch den Wärmeabgabemittelzirkulationsdurchgang 41 des Wärmeabgabemittelkreislaufs 40 zirkuliert, und Außenluft außerhalb des Elektrofahrzeugs tauscht, um das Kühlmittel dazu zu bringen, Wärme der Außenluft zu absorbieren. Und zwar verwendet der Wärmeabgabemittelkreislauf 40, wenn das Kühlmittel durch den zweiten Radiator 43 zirkuliert wird, Außenluft außerhalb des Elektrofahrzeugs als eine externe Wärmequelle.
Das erste Auf/Zu-Ventil 45 ist in dem Kühlmittelstrom auf der stromaufwärtigen Seite einer Kühlmitteleinströmöffnung des zweiten Radiators 43 angeordnet. Das erste Auf/Zu-Ventil 45 ist dazu imstande, den Öffnungsgrad des Kühlmitteldurchgangs, der zur Kühlmitteleinströmöffnung des zweiten Radiators 43 führt, zwischen einem vollständig geschlossenen Zustand und einem vollständig offenen Zustand einzustellen. Der Betrieb des ersten Auf/Zu-Ventils 45 wird durch ein Steuersignal gesteuert, das von der Steuerung ausgegeben wird.
Und zwar ist der Wärmeabgabemittelkreislauf 40 dazu imstande, in Bezug auf den zweiten Radiator 43 zwischen dem Vorhandensein oder der Abwesenheit eines Kühlmittelstroms umzuschalten, indem durch die Steuerung der Öffnungsgrad des ersten Auf/Zu-Ventils 45 gesteuert wird. Mit anderen Worten ist die Kältekreislaufanlage 10 dazu imstande umzuschalten, ob die Außenluft als die externe Wärmequelle verwendet wird oder nicht.
Die Bordvorrichtung 44 ist auf dem Elektrofahrzeug montiert und umfasst eine Vorrichtung, die beim Betrieb Wärme erzeugt. Zum Beispiel umfasst die Bordvorrichtung 44 einen Lader zum Laden einer Batterie des Elektrofahrzeugs, einen Motorgenerator und einen Wechselrichter. Die Bordvorrichtung 44 fungiert in der vorliegenden Offenbarung als eine Wärmeerzeugungsvorrichtung. Des Weiteren ist der Wärmeabgabemittelzirkulationsdurchgang 41 im Wärmeabgabemittelkreislauf 40 in Kontakt mit der Außenfläche der Bordvorrichtung 44 angeordnet, sodass ein Wärmetausch zwischen der Bordvorrichtung 44 und dem Kühlmittel erfolgen kann, das durch den Wärmeabgabemitteldurchgang strömt.
Das zweite Auf/Zu-Ventil 46 ist in dem Kühlmittelstrom auf der stromaufwärtigen Seite einer Kühlmitteleinströmöffnung der Bordvorrichtung 44 angeordnet. Das zweite Auf/Zu-Ventil 46 ist dazu imstande, den Öffnungsgrad des Kühlmitteldurchgangs, der zur Kühlmitteleinströmöffnung der Bordvorrichtung 44 führt, zwischen einem vollständig geschlossenen Zustand und einem vollständig offenen Zustand einzustellen. Der Betrieb des zweiten Auf/Zu-Ventils 46 wird durch ein Steuersignal gesteuert, das von der Steuerung ausgegeben wird.
Und zwar ist der Wärmeabgabemittelkreislauf 40 dazu imstande, in Bezug auf die Bordvorrichtung 44 zwischen dem Vorhandensein oder der Abwesenheit eines Kühlmittelstroms umzuschalten, indem durch die Steuerung der Öffnungsgrad des zweiten Auf/Zu-Ventils 46 gesteuert wird. Mit anderen Worten ist die Kältekreislaufanlage 10 dazu imstande umzuschalten, ob die Bordvorrichtung 44 als die externe Wärmequelle verwendet wird oder nicht.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 1 die Konfiguration der in der Fahrzeugklimaanlage 1 enthaltenen Innenraumklimatisierungseinheit 50 beschrieben. Die Innenraumklimatisierungseinheit 50 bildet einen Teil der Fahrzeugklimaanlage 1 und bläst Ventilationsluft in die Kabine, die eine Temperatur hat, die durch die Kältekreislaufanlage 10 gesteuert wird.
Die Innenraumklimatisierungseinheit 50 ist in dem Elektrofahrzeug im vordersten Teil der Kabine innerhalb eines Armaturenbretts angeordnet. Die Innenraumklimatisierungseinheit 50 weist das Klimatisierungsgehäuse 51, das eine Außenhülle der Innenraumklimatisierungseinheit 50 ausbildet, sowie ein Luftgebläse 52, die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 und den Heizkörper 33 auf, die innerhalb eines Luftdurchgangs untergebracht sind, der im Klimatisierungsgehäuse 51 ausgebildet ist.
Das Klimatisierungsgehäuse 51 bildet den Luftdurchgang für Ventilationsluft aus, die in die Kabine geblasen wird. Das Klimatisierungsgehäuse 51 ist aus einem Harz (z. B. Polypropylen) geformt, das einen gewissen Grad an Elastizität und eine hohe Festigkeit hat.
Auf der am weitesten stromaufwärtigen Seite in dem Ventilationsluftstrom des Klimatisierungsgehäuses 51 ist eine Innen- und Außenluftumschaltvorrichtung 53 angeordnet. Die Innen- und Außenluftumschaltvorrichtung 53 führt Innenluft (d. h. Luft innerhalb der Kabine) und Außenluft (d. h. Luft außerhalb der Kabine) auf eine umschaltende Weise in das Klimatisierungsgehäuse 51 ein.
Genauer gesagt stellt die Innen- und Außenluftumschaltvorrichtung 53 kontinuierlich die Öffnungsfläche einer Innenlufteinlassöffnung zum Einleiten von Innenluft in das Klimatisierungsgehäuse 51 und die Öffnungsfläche einer Außenlufteinlassöffnung zum Einleiten von der Außenluft in das Klimatisierungsgehäuse 51 ein, indem sie eine Innen- und Außenluftumschalttür verwendet, um das Verhältnis zwischen dem Volumen der einzuleitenden Innenluft und dem Volumen der einzuleitenden Außenluft zu ändern. Die Innen- und Außenluftumschalttür wird durch ein elektrisches Stellglied für die Innen- und Außenluftumschalttür angetrieben. Der Betrieb des elektrischen Stellglieds wird durch ein Steuersignal gesteuert, das von der Steuerung ausgegeben wird.
Das Luftgebläse 52 ist in dem Ventilationsluftstrom auf der stromabwärtigen Seite der Innen- und Außenluftumschaltvorrichtung 53 angeordnet. Das Luftgebläse 52 ist ein elektrisches Luftgebläse, das durch einen Elektromotor einen Mehrflügel-Radialventilator antreibt und Luft in die Kabine bläst, die durch die Innen- und Außentürumschaltvorrichtung 53 hindurch angesaugt wurde. Durch eine Steuerspannung, die von der Steuerung ausgegeben wird, wird eine Drehzahl (d. h. eine Blasleistung) des Luftgebläses 52 gesteuert.
Die kühlende Verdampfungseinheit 20 und der Heizkörper 33 sind in dem Ventilationsluftstrom auf der stromabwärtigen Seite des Luftgebläses 52 in dieser Reihenfolge angeordnet. Das heißt, dass die kühlende Verdampfungseinheit 20 in dem Ventilationsluftstrom bezüglich des Heizkörpers 33 auf der stromaufwärtigen Seite angeordnet ist.
Innerhalb des Klimatisierungsgehäuses 51 ist ein Umgehungsdurchgang 55 ausgebildet. Der Umgehungsdurchgang 55 ist so konfiguriert, dass er Ventilationsluft, die durch die kühlende Verdampfungseinheit 20 gegangen ist, um den Heizkörper 33 herumleitet.
Innerhalb des Klimatisierungsgehäuses 51 ist in dem Ventilationsluftstrom auf der stromabwärtigen Seite der kühlenden Verdampfungseinheit 20 und der stromaufwärtigen Seite des Heizkörpers 33 eine Luftmischtür 54 angeordnet. Die Luftmischtür 54 ist eine Luftvolumenverhältnis-Einstelleinheit, die bei der Ventilationsluft, die durch die kühlende Verdampfungseinheit 20 gegangen ist, ein Luftvolumenverhältnis zwischen dem Volumen an Ventilationsluft, das durch die Seite des Heizkörpers 33 geht, und dem Volumen an Ventilationsluft, das durch den Umgehungsdurchgang 55 geht, einstellt.
Die Luftmischtür 54 wird durch ein elektrisches Stellglied für die Luftmischtür angetrieben. Der Betrieb des elektrischen Stellglieds wird durch ein Steuersignal gesteuert, das von der Steuerung ausgegeben wird.
In dem Ventilationsluftstrom auf der stromabwärtigen Seite des Heizkörpers 33 und des Umgehungsdurchgangs 55 ist ein Zusammenführungsraum 56 ausgebildet. Der Zusammenführungsraum 56 ist so ausgebildet, dass Ventilationsluft, die durch Wärmetausch mit dem Wärmeabgabemittel (d. h. dem Kühlmittel) im Heizkörper 33 erwärmt wird, und Ventilationsluft, die durch den Umgehungsdurchgang 55 geht, ohne erwärmt zu werden, miteinander zugsammengeführt werden. Somit wird die Temperatur der Ventilationsluft, die im Zusammenführungsraum 56 zusammengeführt wird, durch Einstellen des Luftvolumenverhältnisses durch die Luftmischtür 54 gesteuert.
Auch wenn dies nicht dargestellt ist, ist auf dem auf weitesten stromabwärtigen Teil in dem Ventilationsluftstrom des Klimatisierungsgehäuses 51 eine Vielzahl von Öffnungsarten angeordnet. Insbesondere sind als die Vielzahl von Öffnungsarten eine Enteisungsöffnung, eine Kopfraumöffnung und eine Fußraumöffnung ausgebildet, sodass die Ventilationsluft, die in dem Zusammenführungsraum 56 temperaturgesteuert wird, durch verschiedene Stellen in der Kabine in die Kabine geblasen wird.
Des Weiteren sind in dem Ventilationsluftstrom auf der stromaufwärtigen Seite der jeweiligen Öffnungen Türen zum Einstellen der Öffnungsflächen der jeweiligen Öffnungen angeordnet. Insbesondere sind entsprechend der Enteisungsöffnung, der Kopfraumöffnung und der Fußraumöffnung jeweils eine Enteisungstür, eine Kopfraumtür und eine Fußraumtür angeordnet. Der Betrieb jeder Tür wird durch ein Steuersignal der Steuerung gesteuert. Jede Tür bildet eine Ausblasmodus-Umschaltvorrichtung, die durch Öffnen und Schließen der entsprechenden Öffnung einen Ausblasmodus umschaltet.
Als Nächstes wird die Konfiguration eines Steuersystems der Fahrzeugklimaanlage 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Die Steuerung weist einen bekannten Mikrocomputer, der eine CPU, einen ROM und einen RAM enthält, und eine zugehörige Peripherieschaltung auf. Die Steuerung führt in Übereinstimmung mit einem Klimatisierungssteuerprogramm, das im ROM gespeichert ist, verschiede Betriebe und Prozesse aus, um die Betriebe verschiedener Klimatisierungssteuervorrichtungen zu steuern, die an eine Ausgabeseite der Steuerung angeschlossen sind.
An die Ausgabeseite der Steuerung ist eine Vielzahl von Arten an Klimatisierungssteuervorrichtungen und elektrischen Stellgliedern angeschlossen. Die Vielzahl von Klimatisierungssteuervorrichtungsarten schließen den Verdichter 11, das erste Expansionsventil 17, das zweite Expansionsventil 23, das Luftgebläse 52, die Innen- und Außenluftumschaltvorrichtung 53, die Luftmischtür 54, die Druckpumpe 32, das Drei-Wege-Ventil 35, die Druckpumpe 42, das erste Auf/Zu-Ventil 45 und das zweite Auf/Zu-Ventil 46 ein.
Mit einer Eingabeseite der Steuerung ist ein (nicht dargestelltes) Bedienfeld verbunden, das bei verschiedenen Eingabevorgängen verwendet wird. Das Bedienfeld ist im vorderen Teil der Kabine nahe des Armaturenbretts angeordnet und weist verschiedene Betriebsschalter auf. Somit werden von den verschiedenen Betriebsschaltern, die auf dem Bedienfeld angeordnet sind, Betriebssignale in die Steuerung eingegeben.
Die verschiedenen Betriebsschalter des Bedienfelds schließen einen Automatikschalter, einen Betriebsmodus-Wahlschalter, einen Luftvolumen-Einstellschalter, einen Temperatur-Einstellschalter und einen Ausblasmodus-Wahlschalter ein. Somit ist die Kältekreislaufanlage 10 dazu imstande, durch Annahme einer Eingabe durch das Bedienfeld passend den Betriebsmodus der Kältekreislaufanlage 10 umzuschalten.
Des Weiteren ist an die Eingabeseite der Steuerung eine (nicht dargestellte) Klimatisierungssteuersensorgruppe angeschlossen. Die Klimatisierungssteuersensorgruppe beinhaltet einen Innenlufttemperatursensor, einen Außenlufttemperatursensor und einen Sonneneinstrahlungssensor. Der Innenlufttemperatursensor ist eine Innenlufttemperatur-Erfassungseinheit, die eine Temperatur innerhalb der Kabine (d. h. die Innenlufttemperatur) erfasst. Der Außenlufttemperatursensor ist eine Außenlufttemperatur-Erfassungseinheit, die eine Temperatur außerhalb der Kabine (d. h. die Außenlufttemperatur) erfasst. Der Sonneneinstrahlungssensor ist eine Sonneneinstrahlungsmengen-Erfassungseinheit, die die Menge an Sonneneinstrahlung in die Kabine erfasst.
Somit werden Erfassungssignale der Klimatisierungssteuersensorgruppe in die Steuerung eingegeben. Dementsprechend ist die Kältekreislaufanlage 10 dazu imstande, die Temperatur von Ventilationsluft, die in die Kabine geblasen wird, entsprechend einer physikalischen Größe zu steuern, die durch die Klimatisierungssteuersensorgruppe erfasst wird, und eine komfortable Klimatisierung zu erreichen.
Als Nächstes wird der Betrieb der wie oben beschrieben konfigurierten Fahrzeugklimaanlage 1 beschrieben. Die Fahrzeugklimaanlage 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist dazu imstande, als Betriebsmodus einen Kühlmodus und einen Heizmodus auszuführen.
Der Kühlmodus ist ein Betriebsmodus, der Ventilationsluft als Wärmetauschfluid kühlt, um das Innere der Kabine zu kühlen. Der Heizmodus ist ein Betriebsmodus, der Wärme von der Außenluft als externer Wärmequelle absorbiert, um Ventilationsluft als Wärmetauschfluid zu erwärmen, um das Innere der Kabine zu heizen.
Zunächst wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Betriebsmodus im Kühlmodus der Fahrzeugklimaanlage 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Im Kühlmodus wird der Drosselöffnungsgrad des ersten Expansionsventils 17 auf einen vorbestimmten Kühlmodus-Öffnungsgrad festgelegt, der vorher festgelegt wird. Der Drosselöffnungsgrad des zweiten Expansionsventils 23 wird so festgelegt, dass er ein vollständig geschlossener Zustand ist. Dementsprechend erfolgt eine Umschaltung zu dem Kältemittelkreislauf, der in 1 durch den Pfeil mit gestrichelter Linie angegeben wird.
Ein Steuersignal, das an einen Servomotor der Luftmischtür 54 ausgegeben wird, wird so festgelegt, dass die Luftmischtür 54 im Ventilationsluftstrom die stromaufwärtige Seite des Heizkörpers 33 verschließt, um so die gesamte Ventilationsluft, die durch die kühlende Verdampfungseinheit 20 gegangen ist, dazu zu bringen, durch den Umgehungsdurchgang 55 zu gehen. Die Steuersignale an den Verdichter 11, das Luftgebläse 52 und die Innen- und Außenluftumschaltvorrichtung 53 werden passend unter Nutzung einer Eingabe des Bedienfelds und von Erfassungssignalen der Sensorgruppe festgelegt.
Im Kühlmodus in der Kältekreislaufanlage 10 strömt somit das aus dem Verdichter 11 ausgestoßene Hochdruckkältemittel in den Kältemittelradiator 12. Das in den Kältemittelradiator 12 strömende Kältemittel führt Wärme an das Kühlmittel ab, das durch den Wärmeabgabemittelzirkulationsdurchgang 31 der Heizeinheit 30 strömt. Somit wird das Kühlmittel in der Heizeinheit 30 durch Wärme des Hochdruckkältemittels erwärmt, während der Kältemittelradiator 12 als ein Radiator fungiert.
Das aus dem Kältemittelradiator 12 strömende Kältemittel strömt durch die Flüssigkeitsspeichereinheit 13 in den Hochdruckkältemitteldurchgang 14 der internen Wärmetauscheinheit 60. Das Hochdruckkältemittel, das in den Hochdruckkältemitteldurchgang 14 der internen Wärmetauscheinheit 60 strömt, tauscht mit dem Niederdruckkältemittel, das durch den Niederdruckkältemitteldurchgang 26 der internen Wärmetauscheinheit 60 strömt, Wärme aus und erreicht die Kältemitteltrenneinheit 15.
Im Kühlmodus befindet sich das erste Expansionsventil 17 in einem gedrosselten Zustand und das zweite Expansionsventil 23 in einem vollständig geschlossenen Zustand. Somit strömt das aus der Kältemitteltrenneinheit 15 strömende Kältemittel in den ersten Paralleldurchgang 16, während das Kältemittel isenthalpisch dekomprimiert wird, bis das Kältemittel im ersten Expansionsventil 17 ein Niederdruckkältemittel wird.
Das aus dem ersten Expansionsventil 17 strömende Niederdruckkältemittel strömt in die kühlende Verdampfungseinheit 20, die innerhalb des Klimatisierungsgehäuses 51 angeordnet ist, und es tauscht mit Ventilationsluft, die durch das Luftgebläse 52 geblasen wird, Wärme aus, um Wärme zu absorbieren. Dementsprechend wird die Ventilationsluft aus dem Luftgebläse 52 gekühlt und durch den Umgehungsdurchgang 55 in die Kabine geblasen.
Das aus der kühlenden Verdampfungseinheit 20 strömende Kältemittel strömt durch das Verdampfungsdruckregelventil 21 und die Kältemittelzusammenführungseinheit 25 in den Niederdruckkältemitteldurchgang 26 der internen Wärmetauscheinheit 60. Das Niederdruckkältemittel, das in den Niederdruckkältemitteldurchgang 26 der internen Wärmetauscheinheit 60 strömt, tauscht Wärme mit dem Hochdruckkältemittel aus, das durch den Hochdruckkältemitteldurchgang 14 der internen Wärmetauscheinheit 60 strömt. Dann wird das Kältemittel in den Verdichter 11 gesaugt und erneut verdichtet.
Im Folgenden wird der Betrieb der Heizeinheit 30 im Kühlmodus beschrieben. Ein Steuersignal des Drei-Wege-Ventils 35 wird im Kühlmodus so festgelegt, dass das gesamte Kühlmittel, das aus dem Kältemittelradiator 12 strömt, in den ersten Radiator 34 strömt.
Wie oben beschrieben wurde, wird die Wärme des Hochdruckkältemittels im Kältemittelradiator 12 zum Kühlmittel der Heizeinheit 30 abgeführt. Somit geht das aus dem Kältemittelradiator 12 strömende Kühlmittel, während es in einem Hochtemperaturzustand gehalten wird, durch das Drei-Wege-Ventil 35 und strömt in den ersten Radiator 34.
Die Wärme des in den ersten Radiator 34 strömenden Kühlmittels wird durch den ersten Radiator 34 zur Außenluft außerhalb des Elektrofahrzeugs abgeführt. Das heißt, dass gemäß der Kältekreislaufanlage 10 Wärme des Hochdruckkältemittels über das Kühlmittel der Heizeinheit 30 zur Außenluft abgeführt wird.
Zusammen mit dem Betrieb der Druckpumpe 32 zirkuliert dann das Kühlmittel, dessen Wärme im ersten Radiator 34 abgeführt worden ist. Das Kühlmittel wird dann erneut in die Druckpumpe 32 gesaugt und zum Kältemittelradiator 12 druckgespeist.
Im Kühlmodus geht das Niederdruckkältemittel in der Kältekreislaufanlage 10 nicht durch die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 hindurch. Somit kann ein Betriebszustand des Wärmeabgabemittelkreislaufs 40, der thermisch mit der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 verbunden ist, auf beliebige Weise festgelegt werden.
Auf diese Weise ist es im Kühlmodus möglich, Wärme des Hochdruckkältemittels durch das Kühlmittel der Heizeinheit 30 zur Außenluft abzuführen und das Niederdruckkältemittel dazu zu bringen, in der kühlenden Verdampfungseinheit 20 Wärme von Ventilationsluft zu absorbieren, die in die Kabine geblasen wird, um eine Kühlung durchzuführen. Dementsprechend ist es möglich, innerhalb der Kabine eine Kühlung zu erreichen.
Des Weiteren wird im Kühlmodus in der internen Wärmetauscheinheit 60 Wärme zwischen dem Hochdruckkältemittel, das aus dem Kältemittelradiator 12 ausströmt, und dem Niederdruckkältemittel, das aus der kühlenden Verdampfungseinheit 20 ausströmt, getauscht, um das Niederdruckkältemittel dazu zu bringen, Wärme des Hochdruckkältemittels zu absorbieren, damit das Niederdruckkältemittel gekühlt wird. Somit wird die Enthalpie des einlassseitigen Kältemittels der kühlenden Verdampfungseinheit 20 reduziert. Es ist somit möglich, die Enthalpiedifferenz zwischen dem auslassseitigen Kältemittel und dem einlassseitigen Kältemittel der kühlenden Verdampfungseinheit 20 (mit andern Worten die Kälteleistung) zu erhöhen, um die Leistungszahl (sogenannte LZ) des Kreislaufs zu verbessern.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Betriebsmodus im Heizmodus der Fahrzeugklimaanlage 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Im Heizmodus wird der Drosselöffnungsgrad des zweiten Expansionsventils 23 so festgelegt, dass er ein vorbestimmter Heizmodus-Öffnungsgrad ist, der vorher festgelegt wird. Der Drosselöffnungsgrad des ersten Expansionsventils 17 wird so festgelegt, dass er ein vollständig geschlossener Zustand ist. Dementsprechend erfolgt eine Umschaltung zu dem Kältemittelkreislauf, der in 1 durch den Pfeil mit durchgezogener Linie angegeben ist.
Ein Steuersignal, das zum Servomotor der Luftmischtür 54 ausgegeben wird, wird so festgelegt, dass die Luftmischtür 54 den Umgehungsdurchgang 55 schließt, um so die gesamte Ventilationsluft, die durch die kühlende Verdampfungseinheit 20 gegangen ist, dazu zu bringen, durch den Heizkörper 33 zu gehen. Steuersignale an den Verdichter 11, das Luftgebläse 52 und die Innen- und Außenluftumschaltvorrichtung 53 werden passend unter Nutzung einer Eingabe des Bedienfelds und von Erfassungssignalen der Sensorgruppe festgelegt.
Im Heizmodus in der Kältekreislaufanlage 10 strömt das aus dem Verdichter 11 ausgestoßene Hochdruckkältemittel somit in den Kältemittelradiator 12. Das in den Kältemittelradiator 12 strömende Kältemittel führt Wärme an das Kühlmittel ab, das durch den Wärmeabgabemittelzirkulationsdurchgang 31 der Heizeinheit 30 strömt. Somit wird das Kühlmittel in der Heizeinheit 30 durch Wärme des Hochdruckkältemittels erwärmt, und der Kältemittelradiator 12 fungiert als ein Radiator.
Auch im Heizmodus strömt das aus dem Kältemittelradiator 12 strömende Kältemittel durch die Flüssigkeitsspeichereinheit 13 in den Hochdruckkältemitteldurchgang 14 der internen Wärmetauscheinheit 60. Das Hochdruckkältemittel, das in den Hochdruckkältemitteldurchgang 14 der internen Wärmetauscheinheit 60 strömt, tauscht mit dem Niederdruckkältemittel, das durch den Niederdruckkältemitteldurchgang 26 der internen Wärmetauscheinheit 60 strömt, Wärme aus und erreicht die Kältemitteltrenneinheit 15.
Im Heizmodus befindet sich das zweite Expansionsventil 23 in einem gedrosselten Zustand und das erste Expansionsventil 17 in einem vollständig geschlossenen Zustand. Somit strömt das aus der Kältemitteltrenneinheit 15 strömende Kältemittel in den zweiten Paralleldurchgang 22, und das Kältemittel wird isenthalpisch dekomprimiert, bis das Kältemittel im zweiten Expansionsventil 23 ein Niederdruckkältemittel wird.
Das aus dem zweiten Expansionsventil 23 strömende Niederdruckkältemittel strömt in die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 und tauscht Wärme mit dem Kühlmittel aus, das durch den Wärmeabgabemittelkreislauf 40 zirkuliert. Und zwar wird das Niederdruckkältemittel in der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 erwärmt, indem es Wärme des Kühlmittels des Wärmeabgabemittelkreislaufs 40 absorbiert, und das Kühlmittel des Wärmeabgabemittelkreislaufs 40 wird durch Wärmetausch mit dem Niederdruckkältemittel gekühlt.
Auch im Heizmodus strömt das aus der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 strömende Kältemittel durch die Kältemittelzusammenführungseinheit 25 in den Niederdruckkältemitteldurchgang 26 der internen Wärmetauscheinheit 60. Das Niederdruckkältemittel, das in den Niederdruckkältemitteldurchgang 26 der internen Wärmetauscheinheit 60 strömt, tauscht Wärme mit dem Hochdruckkältemittel aus, das durch den Hochdruckkältemitteldurchgang 14 der internen Wärmetauscheinheit 60 strömt. Dann wird das Kältemittel in den Verdichter 11 gesaugt und erneut verdichtet.
Im Folgenden wird der Betrieb der Heizeinheit 30 im Heizmodus beschrieben. Ein Steuersignal des Drei-Wege-Ventils 35 im Heizmodus wird so festgelegt, dass das gesamte Kühlmittel, das aus dem Kältemittelradiator 12 ausströmt, in den Heizkörper 33 strömt.
Wie oben beschrieben wurde, wird die Wärme des Hochdruckkältemittels im Kältemittelradiator 12 an das Kühlmittel der Heizeinheit 30 abgeführt. Somit geht das aus dem Kältemittelradiator 12 strömende Kühlmittel, während es in einem Hochtemperaturzustand gehalten wird, durch das Drei-Wege-Ventil 35 und strömt in den Heizkörper 33.
Das in den Heizkörper 33 strömende Kühlmittel tauscht im Heizkörper 33 Wärme mit Ventilationsluft aus, die durch das Luftgebläse 52 geblasen wird. Im Heizmodus befindet sich das erste Expansionsventil 17 in einem vollständig geschlossenen Zustand. Somit erreicht die Ventilationsluft den Heizkörper 33, ohne durch die kühlende Verdampfungseinheit 20 gekühlt zu werden.
Das heißt, dass gemäß der Kältekreislaufanlage 10 Wärme des Hochdruckkältemittels durch das Kühlmittel der Heizeinheit 30 an die Ventilationsluft abgeführt wird, die in die Kabine geblasen wird. Dementsprechend ist es möglich, die durch die Wärme des Hochdruckkältemittels erwärmte Ventilationsluft in die Kabine einzuführen, um das Innere der Kabine zu heizen.
Zusammen mit dem Betrieb der Druckpumpe 32 wird das Kühlmittel zirkuliert, dessen Wärme im Heizkörper 33 abgeführt worden ist. Das Kühlmittel wird dann erneut in die Druckpumpe 32 gesaugt und zum Kältemittelradiator 12 druckgespeist.
Als Nächstes wird der Betrieb des Wärmeabgabemittelkreislaufs 40 im Heizmodus beschrieben. Steuersignale des ersten Auf/Zu-Ventils 45 und des zweiten Auf/Zu-Ventils 46 werden im Heizmodus so festgelegt, dass das erste Auf/Zu-Ventil 45 zum Beispiel vollständig offen und das zweite Auf/Zu-Ventil 46 vollständig geschlossen ist. In diesem Fall geht das gesamte Kühlmittel im Wärmeabgabemittelkreislauf 40 durch den zweiten Radiator 43 hindurch. Somit absorbiert das Kühlmittel im zweiten Radiator 43 Wärme von der Außenluft. Das heißt, dass die Kältekreislaufanlage 10 in diesem Fall Außenluft als die externe Wärmequelle verwendet.
Das aus dem zweiten Radiator 43 strömende Kühlmittel strömt durch den Betrieb der Druckpumpe 42 durch die Druckpumpe 42 hindurch in die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70. Wie oben beschrieben wurde, erfolgt in der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 ein Wärmetausch zwischen dem Niederdruckkältemittel und dem Kühlmittel des Wärmeabgabemittelkreislaufs 40. Somit wird Wärme des Kühlmittels im Wärmeabgabemittelkreislauf 40 in das Niederdruckkältemittel absorbiert. Dementsprechend kann die Kältekreislaufanlage 10 im Heizmodus als die externe Wärmequelle Außenluft verwenden.
Im oben beschriebenen Beispiel ist das erste Auf/Zu-Ventil 45 vollständig offen und das zweite Auf/Zu-Ventil 46 vollständig geschlossen. Somit geht das Kühlmittel durch den zweiten Radiator 43. Das heißt, dass das obige Beispiel ein Modus ist, der im Heizmodus als die externe Wärmequelle Außenluft verwendet. Allerdings können abhängig von der Auf/Zu-Steuerung des ersten Auf/Zu-Ventils 45 und des zweiten Auf/Zu-Ventils 46 als Nutzungsmodus der externen Wärmequelle verschiedene Modi eingesetzt werden.
Wenn zum Beispiel das erste Auf/Zu-Ventil 45 vollständig geschlossen ist und das zweite Auf/Zu-Ventil 46 vollständig offen ist, geht das Kühlmittel durch die Bordvorrichtung 44. Somit absorbiert das Kühlmittel Wärme der Bordvorrichtung 44. In diesem Fall kann die Kältekreislaufanlage 10 im Heizmodus als die externe Wärmequelle die Bordvorrichtung 44 verwenden.
Wenn des Weiteren das erste Auf/Zu-Ventil 45 und das zweite Auf/Zu-Ventil 46 vollständig offen sind, laufen Ströme des Kühlmittels miteinander zusammen, nachdem sie durch den zweiten Radiator 43 und die Bordvorrichtung 44 gegangen sind. Somit kann das Kühlmittel Wärme von der Außenluft und Wärme der Bordvorrichtung 44 absorbieren. In diesem Fall kann die Kältekreislaufanlage 10 im Heizmodus als die externe Wärmequelle in Kombination die Außenluft und die Bordvorrichtung 44 verwenden.
Auf diese Weise ist es im Heizmodus möglich, das Niederdruckkältemittel dazu zu bringen, durch das Kühlmittel des Wärmeabgabemittelkreislaufs 40 Wärme der externen Wärmequelle (d. h. der Außenluft oder der Bordvorrichtung 44) zu absorbieren und durch das Kühlmittel der Heizeinheit 30 Wärme des Hochdruckkältemittels an die in die Kabine geblasene Ventilationsluft abzuführen, um eine Beheizung durchzuführen. Dementsprechend ist es möglich, innerhalb der Kabine eine Beheizung zu erreichen.
Des Weiteren tauscht die interne Wärmetauscheinheit 60 im Heizmodus Wärme zwischen dem aus dem Kältemittelradiator 12 strömenden Hochdruckkältemittel und dem aus der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 strömenden Niederdruckkältemittel aus, um das Niederdruckkältemittel dazu zu bringen, Wärme des Hochdruckkältemittels zu absorbieren, damit das Niederdruckkältemittel gekühlt wird. Somit wird die Enthalpie des einlassseitigen Kältemittels der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 reduziert. Somit ist es möglich, die Enthalpiedifferenz zwischen dem auslassseitigen Kältemittel und dem einlassseitigen Kältemittel der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 (mit anderen Worten die Kälteleistung) zu erhöhen, um die Leistungszahl (sogenannte LZ) des Kreislaufs zu verbessern.
Als Nächstes werden unter Bezugnahme auf die 2 und 3 ausführliche Konfigurationen der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 und der internen Wärmetauscheinheit 60 in der Kältekreislaufanlage 10 beschrieben. In 2 wird der Strom des Hochdruckkältemittels durch einen Pfeil mit durchgezogener Linie angegeben, der Strom des Niederdruckkältemittels wird durch einen Pfeil mit gestrichelter Linie angegeben, und der Strom des Kühlmittels wird durch einen Pfeil mit Strich-Punkt-Linie angegeben.
Wie in 2 dargestellt ist, ist die Kältekreislaufanlage 10 mit einem Kombi-Wärmetauscher 80 versehen, in dem die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 und die interne Wärmetauscheinheit 60 miteinander integriert sind. Mit anderen Worten ist die Kältekreislaufanlage 10 mit dem Kombi-Wärmetauscher 80 versehen, der die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 und die interne Wärmetauscheinheit 60 enthält.
Der Kombi-Wärmetauscher 80 ist mit einer Wärmetauscheinheit 800 versehen, die eine Vielzahl von plattenartigen Elementen 81 aufweist, die miteinander gestapelt und verbunden sind. Die Wärmetauscheinheit 800 umfasst die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 und die interne Wärmetauscheinheit 60. Und zwar bildet ein Teil der Wärmetauscheinheit 800 die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 und der restliche Teil der Wärmetauscheinheit 800 die interne Wärmetauscheinheit 60.
Im Folgenden wird die Längsrichtung der Vielzahl von plattenartigen Elementen 81 (im Beispiel von 2 die von oben nach unten gehende Richtung) als eine Plattenlängsrichtung und die Stapelrichtung der Vielzahl von plattenartigen Elementen 81 (im Beispiel von 2 die von links nach rechts gehende Richtung) als eine Plattenstapelrichtung bezeichnet. Eine Seite in der Plattenstapelrichtung, also die eine Endseite in der Plattenstapelrichtung (im Beispiel von 2 die linke Endseite), wird als die eine Plattenstapelrichtungsseite bezeichnet. Die andere Seite in der Plattenstapelrichtung, also die andere Endseite in der Plattenstapelrichtung (im Beispiel von 2 die rechte Endseite), wird als die andere Plattenstapelrichtungsseite bezeichnet. Die Plattenstapelrichtung ist senkrecht zur Plattenoberfläche des plattenartigen Elements 81.
Die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 und die interne Wärmetauscheinheit 60 sind in der zur Plattenstapelrichtung senkrechten Richtung Seite an Seite angeordnet. Insbesondere sind die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 und die interne Wärmetauscheinheit 60 in der Plattenlängsrichtung Seite an Seite angeordnet.
Die Größe der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 unterscheidet sich von der Größe der internen Wärmetauscheinheit 60. Insbesondere ist die Länge der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 in der Plattenlängsrichtung länger als die Länge der internen Wärmetauscheinheit 60 in der Plattenlängsrichtung.
Das plattenartige Element 61 ist ein Plattenelement mit einer länglichen viereckigen Form (d. h. einer rechteckigen Form). Als spezifisches Material des plattenartigen Elementes 81 wird zum Beispiel ein doppelseitiges Überzugsmaterial verwendet, das ein Aluminiumkernmaterial einschließt, das auf seinen beiden Flächen mit einem Hartlotmaterial überzogen ist.
Wie in 3 dargestellt ist, ist auf der Außenumfangskante des plattenartigen Elements 81 ein Überhangteil 811 ausgebildet, das in der Plattenstapelrichtung vorsteht. Die Überhangteile 811 werden miteinander verbunden, indem die Vielzahl von aufeinander gestapelten plattenartigen Elementen 81 hartgelötet wird.
Wie in den 2 und 3 dargestellt ist, weist die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 eine Vielzahl von Wärmeabsorptionskältemitteldurchgängen 24, durch die das Kältemittel strömen kann, und eine Vielzahl von Kühlmitteldurchgängen 47 auf, durch die das Kühlmittel fließen kann. Die Wärmeabsorptionskältemitteldurchgänge 24 und die Kühlmitteldurchgänge 27 sind zwischen der Vielzahl von plattenartigen Elementen 81 ausgebildet. Die Längsrichtung der Wärmeabsorptionskältemitteldurchgänge 24 und der Kühlmitteldurchgänge 47 fällt mit der Längsrichtung der plattenartigen Elemente 81 zusammen.
Die Wärmeabsorptionskältemitteldurchgänge 24 und die Kühlmitteldurchgänge 27 sind in der Plattenstapelrichtung in einer gestapelten Weise abwechselnd einer nach dem anderen (d. h. parallel) angeordnet. Das plattenartige Element 81 dient als eine Trennwand, die den Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang 24 und den Kühlmitteldurchgang 47 trennt. Der Wärmetausch zwischen dem durch den Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang 24 strömenden Kältemittel und dem durch den Kühlmitteldurchgang 47 strömenden Kühlmittel erfolgt durch das plattenartige Element 81 hindurch. Die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 ist so konfiguriert, dass der Strom des durch den Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang 24 strömenden Kältemittels und der Strom des durch den Kühlmitteldurchgang 47 strömenden Kühlmittels zueinander entgegengesetzt sind (sogenannter Gegenstrom).
Die interne Wärmetauscheinheit 60 weist eine Vielzahl von Hochdruckkältemitteldurchgängen 14, durch die das aus dem Kältemittelradiator 12 strömende Kältemittel strömen kann, und eine Vielzahl von Niederdruckkältemitteldurchgängen 26 auf, durch die das Kältemittel strömen kann, das in den Verdichter 11 gesaugt wird. Die Hochdruckkältemitteldurchgänge 14 und die Niederdruckkältemitteldurchgänge 26 sind zwischen der Vielzahl von plattenartigen Elementen 81 ausgebildet. Die Längsrichtung der Hochdruckkältemitteldurchgänge 14 und der Niederdruckkältemitteldurchgänge 26 fällt mit der Längsrichtung der plattenartigen Elemente 81 zusammen.
Die Hochdruckkältemitteldurchgänge 14 und die Niederdruckkältemitteldurchgänge 26 sind in der Plattenstapelrichtung in einer gestapelten Weise abwechselnd einer nach dem anderen (d. h. parallel) angeordnet. Das plattenartige Element 81 dient als eine Trennwand, die den Hochdruckkältemitteldurchgang 14 und den Niederdruckkältemitteldurchgang 26 trennt. Der Wärmetausch zwischen dem durch den Hochdruckkältemitteldurchgang 14 strömenden Kältemittel und dem durch den Niederdruckkältemitteldurchgang 26 strömenden Kältemittel erfolgt durch das plattenartige Element 81 hindurch. Die interne Wärmetauscheinheit 60 ist so konfiguriert, dass der Strom des durch den Niederdruckkältemitteldurchgang 26 strömenden Kältemittels und der Strom des durch den Hochdruckkältemitteldurchgang 14 strömenden Kältemittels zueinander entgegengesetzt sind (sogenannter Gegenstrom).
Die Wärmetauscheinheit 800 ist mit einem Wärmeabsorptionskältemittelspeicher 82 (siehe 3), einem Kühlmittelspeicher, einem Hochdruckkältemittelspeicher und einem Niederdruckkältemittelspeicher versehen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der Kühlmittelspeicher, der Hochdruckkältemittelspeicher und der Niederdruckkältemittelspeicher nicht dargestellt.
Der Wärmeabsorptionskältemittelspeicher 82 führt in Bezug auf die Vielzahl von Wärmeabsorptionskältemitteldurchgängen 24 eine Verteilung oder Sammlung des Kältemittels durch. Der Kühlmittelspeicher führt in Bezug auf die Vielzahl von Kühlmitteldurchgängen 47 eine Verteilung oder Sammlung des Kühlmittels durch. Der Hochdruckkältemittelspeicher führt in Bezug auf die Vielzahl von Hochdruckkältemitteldurchgängen 14 eine Verteilung oder Sammlung des Kältemittels durch. Der Niederdruckkältemittelspeicher führt in Bezug auf die Vielzahl von Niederdruckkältemitteldurchgängen 26 eine Verteilung oder Sammlung des Kältemittels durch.
Das plattenartige Element 81 weist eine Vielzahl von Vorsprüngen 83 auf, von denen jeder eine im Wesentlichen zylinderförmige Form hat und in der Plattenstapelrichtung in Richtung der einen Seite oder der anderen Seite vorsteht.
Zwischen zwei plattenartigen Elementen 81, die in der Plattenstapelrichtung miteinander benachbart sind, sind die Innenfläche des Vorsprungs 83 von einem der plattenartigen Elemente 81 und die Außenfläche des Vorsprungs 83 des anderen plattenartigen Elements 81 miteinander verbunden. Die auf diese Weise verbundenen Vorsprünge 83 bilden den Wärmeabsorptionskältemittelspeicher 82, den Kühlmittelspeicher, den Hochdruckkältemittelspeicher und den Niederdruckkältemittelspeicher aus.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 und die interne Wärmetauscheinheit 60 in der Plattenlängsrichtung Seite an Seite angeordnet. Somit sind zwischen der Vielzahl von plattenartigen Elementen 81 der Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang 24 oder der Kühlmitteldurchgang 47 und der Hochdruckkältemitteldurchgang 14 oder der Niederdruckkältemitteldurchgang 26 angeordnet.
Zwischen den plattenartigen Elementen 81 sind Innenrippen 84 angeordnet. Die Innenrippen 84 sind zwischen den plattenartigen Elementen 81 angeordnet, um den Wärmetausch zwischen dem Wärmeabsorptionskältemittel und dem Kühlmittel und zwischen dem Niederdruckkältemittel und dem Hochdruckkältemittel zu beschleunigen. Als die Innenrippe 84 kann zum Beispiel eine versetzte Rippe verwendet werden.
Wie in 2 dargestellt ist, weist der Kombi-Wärmetauscher 80 eine Hochdruckkältemittel-Auslassöffnung 61, eine Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung 62, eine Hochdruckkältemittel-Einlassöffnung 63, eine Niederdruckkältemittel-Auslassöffnung 64, eine Wärmeabsorptionskältemittel-Einlassöffnung 71, eine Kühlmittel-Einlassöffnung 72 und eine Kühlmittel-Auslassöffnung 73 auf.
Die Hochdruckkältemittel-Auslassöffnung 61 erlaubt dem aus dem Hochdruckkältemitteldurchgang 14 der internen Wärmetauscheinheit 60 ausströmenden Kältemittel, zum kühlenden Kältemitteldurchgang 200 der kühlenden Verdampfungseinheit 20 zu strömen. Die Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung 62 erlaubt dem aus dem kühlenden Kältemitteldurchgang 200 der kühlenden Verdampfungseinheit 20 ausströmenden Kältemittel, in den Niederdruckkältemitteldurchgang 26 der internen Wärmetauscheinheit 60 zu strömen.
Die Hochdruckkältemittel-Einlassöffnung 63 erlaubt dem aus dem Kältemittelradiator 12 ausströmenden Kältemittel, in den Hochdruckkältemitteldurchgang 14 der internen Wärmetauscheinheit 60 zu strömen. Die Niederdruckkältemittel-Auslassöffnung 64 erlaubt dem aus dem Niederdruckkältemitteldurchgang 26 der internen Wärmetauscheinheit 60 ausströmenden Kältemittel, zur Saugseite des Verdichters 11 zu strömen.
Die Wärmeabsorptionskältemittel-Einlassöffnung 71 erlaubt dem aus dem Hochdruckkältemitteldurchgang 14 der internen Wärmetauscheinheit 60 ausströmenden Kühlmittel, im Heizmodus in den Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang 24 der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 zu strömen. Die Kühlmittel-Einlassöffnung 72 erlaubt dem aus der Druckpumpe 42 ausgestoßenen Kühlmittel, in den Kühlmitteldurchgang 47 der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 zu strömen. Die Kühlmittel-Auslassöffnung 73 erlaubt dem aus dem Kühlmitteldurchgang 47 der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 ausströmenden Kältemittel, im Wärmeabgabemittelzirkulationsdurchgang 41 zur Seite des zweiten Radiators 43 oder zur Seite der Bordvorrichtung 44 zu strömen.
Bei der Vielzahl von plattenartigen Elementen 81 werden die plattenartigen Elemente 81, die in der Plattenstapelrichtung der Wärmetauscheinheit den äußersten Teil bilden, als äußere plattenartige Elemente 81A, 81B bezeichnet. Des Weiteren wird das äußere plattenartige Element 81A, das in der Plattenstapelrichtung auf einer Seite angeordnet ist, als das erste äußere plattenartige Element 81A bezeichnet, und das äußere plattenartige Element 81B, das sich in der Plattenstapelrichtung auf der anderen Seite befindet, wird als das zweite äußere plattenartige Element 81B bezeichnet.
Die Hochdruckkältemittel-Auslassöffnung 61, die Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung 62, die Wärmeabsorptionskältemittel-Einlassöffnung 71 und die Kühlmittel-Auslassöffnung 73 sind auf der Plattenoberfläche des ersten äußeren plattenartigen Elements 81A angeordnet. Die Hochdruckkältemittel-Einlassöffnung 63, die Niederdruckkältemittel-Auslassöffnung 64 und die Kühlmittel-Einlassöffnung 72 sind auf der Plattenoberfläche des zweiten äußeren plattenartigen Elements 81 angeordnet.
Zwischen dem ersten äußeren plattenartigen Element 81A und dem zum ersten plattenartigen Element 81A benachbarten plattenartigen Element 81 ist ein Verbindungskältemitteldurchgang 85 ausgebildet. Der Verbindungskältemitteldurchgang 85 verbindet den am weitesten stromabwärtigen Teil des Wärmeabsorptionskältemitteldurchgangs 24 in der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 mit dem am weitesten stromaufwärtigen Teil des Niederdruckkältemitteldurchgangs 26 in der internen Wärmetauscheinheit 60. Die Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung 62 kommuniziert mit dem Verbindungskältemitteldurchgang 85.
Somit werden in dem Verbindungskältemitteldurchgang 85 ein Kältemittelstrom, der aus der Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung 62 strömt (d. h. das Kältemittel, das aus dem kühlenden Kältemitteldurchgang 200 der kühlenden Verdampfungseinheit 20 ausströmt) und ein Kältemittelstrom, der aus dem Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang 24 ausströmt, zu einem Kältemittelstrom zusammengeführt. Und zwar werden der Kältemittelstrom, der aus dem kühlenden Kältemitteldurchgang 200 der kühlenden Verdampfungseinheit 20 ausströmt und der Kältemittelstrom, der aus dem Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang 24 ausströmt, innerhalb des Kombi-Wärmetauschers 80 zu einem Kältemittelstrom zusammengeführt. Mit anderen Worten ist die Kältemittelzusammenführungseinheit 25 der Kältekreislaufanlage 10 innerhalb des Kombi-Wärmetauschers 80 angeordnet.
Wie oben beschrieben wurde, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Kältekreislaufanlage 10 (genauer gesagt die Wärmetauscheinheit 800 des Kombi-Wärmetauschers 80) mit der internen Wärmetauscheinheit 60 versehen, die Wärme zwischen dem aus der Heizeinheit 30 ausströmenden Niederdruckkältemittel und dem Hochdruckkältemittel tauscht, das in den Verdichter 11 gesaugt wird. Dementsprechend ist es möglich, eine Wärmeabsorptionsmenge des Kältemittels in mindestens einer von der kühlenden Verdampfungseinheit 20 und der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 zu erhöhen, um die Leistungszahl der Kältekreislaufanlage 10 zu verbessern, in der der Kombi-Wärmetauscher 80 angewandt wird.
Wenn die interne Wärmetauscheinheit 60 dabei unabhängig in der Kältekreislaufanlage 10 angeordnet wird, sind ein zusätzlicher Wärmetauscher und ein Rohr zum Verbinden des Wärmetauschers mit einer anderen den Kreislauf bildenden Vorrichtung erforderlich, was zu einer komplizierten Kreislaufkonfiguration führt.
Andererseits weist der Kombi-Wärmetauscher 80 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Wärmetauscheinheit 800, in der die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 und die interne Wärmetauscheinheit 60 miteinander integriert sind, sowie die Hochdruckkältemittel-Auslassöffnung 61 und die Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung 62 auf. Somit kann die Kreislaufkonfiguration sogar bei der Kältekreislaufanlage 10 vereinfacht werden, die mit der internen Wärmetauscheinheit 60 versehen ist.
Es gibt insofern eine Gemeinsamkeit zwischen der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 und der internen Wärmetauscheinheit 60, als dass die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 und die interne Wärmetauscheinheit 60 Wärmetauscher ohne Lufteingriff sind. Somit können die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 und die interne Wärmetauscheinheit 60 wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einer einfachen Konfiguration miteinander integriert werden, bei der die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 und die interne Wärmetauscheinheit 60 beide gestapelte Wärmetauscher sind, in denen die Vielzahl von plattenartigen Elementen 81 miteinander gestapelt und verbunden ist.
Des Weiteren ist der Kombi-Wärmetauscher 80 im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit der Niederdruckkühlmittel-Einlassöffnung 62 versehen, die dem Kühlmittel erlaubt, aus dem kühlenden Kältemitteldurchgang 200 der kühlenden Verdampfungseinheit 20 auszuströmen, um in den Niederdruckkältemitteldurchgang 26 der internen Wärmetauscheinheit 60 zu strömen. Dementsprechend ist es möglich, beide Ströme des Kältemittels, die durch die Kältemitteltrenneinheit 15 zur Seite der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 und der kühlenden Verdampfungseinheit 20 getrennt werden, in den Niederdruckkältemitteldurchgang 26 der internen Wärmetauscheinheit 60 strömen zu lassen. Somit kann die Leistungszahl der Kältekreislaufanlage 10 in beiden Fällen, in denen der Betriebsmodus der Kältekreislaufanlage 10 der Kühlmodus ist und in denen der Betriebsmodus der Heizmodus ist, verbessert werden.
Des Weiteren sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Hochdruckkältemittel-Auslassöffnung 61, die Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung 62, die Hochdruckkältemittel-Einlassöffnung 63 und die Niederdruckkältemittel-Auslassöffnung 64 auf den Plattenoberflächen der äußeren plattenartigen Elemente 81A, 81B angeordnet, die in der Plattenstapelrichtung der Wärmetauscheinheit 800 den äußersten Teil ausbilden. Dementsprechend können die Hochdruckkältemittel-Auslassöffnung 61, die Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung 62, die Hochdruckkältemittel-Einlassöffnung 63 und die Niederdruckkältemittel-Auslassöffnung 64 einfach im Kombi-Wärmetauscher 80 angeordnet werden.
Des Weiteren unterscheidet sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Größe der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 von der Größe der internen Wärmetauscheinheit 60 im Kombi-Wärmetauscher 80. In diesem Fall ist es möglich, die Größe der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 und die Größe der internen Wärmetauscheinheit 60 in der gesamten Wärmetauscheinheit 800 zu optimieren.
Des Weiteren sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 und die interne Wärmetauscheinheit 60 in der Richtung senkrecht zur Plattenstapelrichtung Seite an Seite angeordnet. Dementsprechend ist es möglich, den am weitesten stromabwärtigen Teil des Wärmeabsorptionskältemitteldurchgangs 24, den Verbindungskältemitteldurchgang 85 und den am weitesten stromaufwärtigen Teil des Niederdruckkältemitteldurchgangs 26 durch das gleiche plattenartige Element 81 auszubilden. Somit ist es möglich, einen Druckverlust zu reduzieren, der verursacht wird, wenn das Kältemittel durch den Verbindungskältemitteldurchgang 85 geht.
Des Weiteren kommuniziert im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung 62 mit dem Verbindungskältemitteldurchgang 85, der den am weitesten stromabwärtigen Teil des Wärmeabsorptionskältemitteldurchgangs 24 mit dem am weitesten stromaufwärtigen Teil des Niederdruckkältemitteldurchgangs 26 verbindet. Dementsprechend werden im Verbindungskältemitteldurchgang 85 der Kältemittelstrom, der aus der Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung 62 strömt (d. h. das Kältemittel, das aus dem kühlenden Kältemitteldurchgang 200 der kühlenden Verdampfungseinheit 20 ausströmt) und der Kältemittelstrom, der aus dem Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang 24 ausströmt, zu einem Kältemittelstrom zusammengeführt.
Somit können das aus dem kühlenden Kältemitteldurchgang 200 der kühlenden Verdampfungseinheit 20 strömende Kältemittel und das aus dem Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang 24 strömende Kältemittel beide Wärme mit dem Hochdruckkältemittel in der internen Wärmetauscheinheit 60 austauschen. Es ist somit möglich, die Wärmeabsorptionsmenge des Kältemittels in der kühlenden Verdampfungseinheit 20 weiter zu erhöhen. Dementsprechend ist es möglich, die Leistungszahl der Kältekreislaufanlage 10 weiter zu verbessern, in der der Kombi-Wärmetauscher 80 angewandt wird.
- Zweites Ausführungsbeispiel -
Unter Bezugnahme auf 4 wird ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel hinsichtlich der Konfiguration eines Kombi-Wärmetauschers 80.
Wie in 4 dargestellt ist, ist ein Verbindungskältemitteldurchgang 85 des vorliegenden Ausführungsbeispiels zwischen einem zweiten äußeren plattenartigen Element 81B und einem plattenartigen Element 81 neben dem zweiten äußeren plattenartigen Element 81B ausgebildet.
Eine Wärmetauscheinheit 800 ist mit einem Wärmeabsorptionskältemittelspeicher 82 versehen, der in Bezug auf eine Vielzahl von Wärmeabsorptionskältemitteldurchgängen 24 eine Sammlung des Kältemittels durchführt. Der Wärmeabsorptionskältemittelspeicher 82 kommuniziert mit dem Verbindungskältemitteldurchgang 85.
Mit dem Wärmeabsorptionskältemittelspeicher 82 kommuniziert eine Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung 62. Genauer gesagt kommuniziert die Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung 62 über den Wärmeabsorptionskältemittelspeicher 82 mit dem Verbindungskältemitteldurchgang 85.
Somit werden im Wärmeabsorptionskältemittelspeicher 82 ein Kältemittelstrom, der aus der Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung 62 strömt (d. h. der Kältemittelstrom, der aus einem kühlenden Kältemitteldurchgang 200 einer kühlenden Verdampfungseinheit 20 ausströmt), und ein Kältemittelstrom, der aus dem Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang 24 ausströmt, zu einem Kältemittelstrom zusammengeführt. Das heißt, dass der aus dem kühlenden Kältemitteldurchgang 200 der kühlenden Verdampfungseinheit 20 strömende Kältemittelstrom und der aus dem Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang 24 strömende Kältemittelstrom innerhalb des Kombi-Wärmetauschers 80 zu einem Kältemittelstrom zusammengeführt werden. Mit anderen Worten ist die Kältemittelzusammenführungseinheit 25 der Kältekreislaufanlage 10 innerhalb des Kombi-Wärmetauschers 80 angeordnet. Die übrigen Konfigurationen und Funktionsweisen des Kombi-Wärmetauschers 80 und der Kältekreislaufanlage 10 ähneln denen des ersten Ausführungsbeispiels. Es ist somit möglich, auch in dem Kombi-Wärmetauscher 80 und der Kältekreislaufanlage 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ähnliche Wirkungen wie die des ersten Ausführungsbeispiels zu erzielen.
- Drittes Ausführungsbeispiel -
Unter Bezugnahme auf die 5 und 6 wird ein drittes Ausführungsbeispiel beschrieben. Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel hinsichtlich der Anordnung eines Niederdruckkältemitteldurchgangs 26 der internen Wärmetauscheinheit 60 und der Konfiguration eines Kombi-Wärmetauschers 80.
Wie in 5 dargestellt ist, ist in einer Kältekreislaufanlage 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Niederdruckkältemitteldurchgang 26 der internen Wärmetauscheinheit 60 in einem zweiten Paralleldurchgang 22 auf der Kältemittelauslassseite einer Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 angeordnet. Und zwar ist der Niederdruckkältemitteldurchgang 26 der internen Wärmetauscheinheit 60 zwischen der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 und einer Kältemittelzusammenführungseinheit 25 angeordnet.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Betriebsmodus in einem Kühlmodus einer Fahrzeugklimaanlage 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben. Im Kühlmodus wird der Drosselöffnungsgrad eines ersten Expansionsventils 17 auf einen vorbestimmten Kühlmodus-Öffnungsgrad festgelegt, der vorher festgelegt wird. Der Drosselöffnungsgrad eines zweiten Expansionsventils 23 wird so festgelegt, dass er ein vollständig geschlossener Zustand ist. Dementsprechend erfolgt eine Umschaltung zu einem Kältemittelkreislauf, der in 5 durch den Pfeil mit gestrichelter Linie angegeben ist.
Somit strömt das aus der Kältemitteltrenneinheit 15 strömende Kältemittel in einen ersten Paralleldurchgang 16 und nicht in den zweiten Paralleldurchgang 22. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel strömt das Kältemittel somit nicht durch den Niederdruckkältemitteldurchgang 26 der internen Wärmetauscheinheit 60. Somit erfolgt kein Wärmetausch zwischen dem aus einem Kältemittelradiator 12 strömenden Hochdruckkältemittel und dem Niederdruckkältemittel in der internen Wärmetauscheinheit 60.
Des Weiteren strömt das aus einer kühlenden Verdampfungseinheit 20 strömende Kältemittel durch ein Verdampfungsdruckregelventil 21 und die Kältemittelzusammenführungseinheit 25 und wird durch eine Saugöffnung eines Verdichters 11 eingesaugt und erneut verdichtet.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Betriebsmodus in einem Heizmodus der Fahrzeugklimaanlage 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben. Im Heizmodus wird der Drosselöffnungsgrad des zweiten Expansionsventils 23 auf einen vorbestimmten Heizmodus-Öffnungsgrad festgelegt, der vorher festgelegt wird. Der Drosselöffnungsgrad des ersten Expansionsventils 17 wird so festgelegt, dass er ein vollständig geschlossener Zustand ist. Dementsprechend erfolgt eine Umschaltung zu einem Kältemittelkreislauf, der in 5 durch einen Pfeil mit durchgezogener Linie angegeben ist.
Somit strömt das aus der Kältemitteltrenneinheit 15 strömende Kältemittel im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch das zweite Expansionsventil 23 und die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 in den Niederdruckkältemitteldurchgang 26 der internen Wärmetauscheinheit 60. Das Niederdruckkältemittel, das in den Niederdruckkältemitteldurchgang 26 der internen Wärmetauscheinheit 60 strömt, tauscht mit dem Hochdruckkältemittel, das durch einen Hochdruckkältemitteldurchgang 14 der internen Wärmetauscheinheit 60 strömt, Wärme aus und erreicht die Kältemittelzusammenführungseinheit 25.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 6 eine ausführliche Konfiguration des Kombi-Wärmetauschers 80 in der Kältekreislaufanlage 10 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben.
In dem Kombi-Wärmetauscher 80 ist die Länge der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 in der Plattenstapelrichtung länger als die Länge der internen Wärmetauscheinheit 60 in der Plattenstapelrichtung. Das heißt, dass die Anzahl an plattenartigen Elementen 81, die die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 ausbilden, größer als die Anzahl der plattenartigen Elemente 81 ist, die die interne Wärmetauscheinheit 60 ausbilden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 und die interne Wärmetauscheinheit 60 ausgebildet, indem jeweils eine Vielzahl von plattenartigen Elementen 81 verschiedener Bauarten miteinander gestapelt und verbunden ist. Im Folgenden werden die plattenartigen Elemente 81, die die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 ausbilden, als plattenartige Wärmeabsorptionselemente 811 bezeichnet, und die plattenartigen Elemente 81, die die interne Wärmetauscheinheit 60 ausbilden, werden als plattenartige Wärmetauschelemente 812 bezeichnet.
Auf der Plattenoberfläche von einem der Vielzahl von plattenartigen Wärmeabsorptionselementen 811, das den äußersten Teil auf einer Seite in der Plattenstapelrichtung bildet, sind eine Wärmeabsorptionskältemittel-Einlassöffnung 71 und eine Kühlmittel-Auslassöffnung 73 angeordnet. Auf der Plattenoberfläche von einem der Vielzahl von plattenartigen Wärmeabsorptionselementen 811, das den äußersten Teil auf der anderen Seite in der Plattenstapelrichtung bildet, ist eine Kühlmittel-Einlassöffnung 72 angeordnet.
Auf der Plattenoberfläche von einem der Vielzahl von plattenartigen Wärmetauschelementen 812, das den äußersten Teil auf einer Seite in der Plattenstapelrichtung bildet, sind eine Hochdruckkältemittel-Auslassöffnung 61 und eine Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung 62 angeordnet. Auf der Plattenoberfläche von einem der Vielzahl von plattenartigen Wärmetauschelementen 812, das den äußersten Teil auf der anderen Seite in der Plattenstapelrichtung bildet, sind eine Hochdruckkältemittel-Einlassöffnung 63 und eine Niederdruckkältemittel-Auslassöffnung 64 angeordnet.
Der am weitesten stromaufwärtige Teil des Niederdruckkältemitteldurchgangs 26 der internen Wärmetauscheinheit 60 ist zwischen dem plattenartigen Wärmetauschelement 812, das in der Plattenstapelrichtung den äußersten Teil auf der einen Seite der internen Wärmetauscheinheit 60 ausbildet, und dem plattenartigen Wärmetauschelement 812 neben dem äußersten plattenartigen Wärmetauschelement 812 ausgebildet. Der Verbindungskältemitteldurchgang 85 ist in der Plattenstapelrichtung auf der einen Seite der internen Wärmetauscheinheit 60 angeordnet.
Die Wärmetauscheinheit 800 ist mit einem Niederdruckkältemittelspeicher 86 versehen, der mit der Niederdruckkältemittel-Auslassöffnung 64 kommuniziert und der Ströme des Kältemittels sammelt, die aus einer Vielzahl von Niederdruckkältemitteldurchgängen 26 ausströmen. Der Niederdruckkältemittelspeicher 86 erstreckt sich in der Plattenstapelrichtung von der einen Seite zu der anderen Seite.
Die Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung 62 kommuniziert mit dem Niederdruckkältemittelspeicher 86. Die Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung 62 kommuniziert über den Niederdruckkältemittelspeicher 86 mit der Niederdruckkältemittel-Auslassöffnung 64. Mit anderen Worten kommuniziert die Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung 62 mit dem am weitesten stromabwärtigen Teil des Niederdruckkältemitteldurchgangs 26.
Somit werden im Niederdruckkältemittelspeicher 86 ein Kältemittel, das aus der Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung 62 ausströmt (d. h. der Kältemittelstrom, der aus dem kühlenden Kältemitteldurchgang 200 der kühlenden Verdampfungseinheit 20 ausströmt), und ein Kältemittelstrom, der aus dem Niederdruckkältemitteldurchgang 26 ausströmt, zu einem Kältemittelstrom zusammengeführt. Das heißt, dass der aus dem kühlenden Kältemitteldurchgang 200 der kühlenden Verdampfungseinheit 20 strömende Kältemittelstrom und der aus dem Niederdruckkältemitteldurchgang 26 strömende Kältemittelstrom innerhalb des Kombi-Wärmetauschers 80 zu einem Kältemittelstrom zusammengeführt werden.
Das aus dem kühlenden Kältemitteldurchgang 200 der kühlenden Verdampfungseinheit 20 strömende Kältemittel strömt durch das Innere des Niederdruckkältemittelspeichers 86 des Kombi-Wärmetauschers 80, aber nicht durch den Niederdruckkältemitteldurchgang 26. Somit erfolgt im Kombi-Wärmetauscher 80 kein Wärmetausch zwischen dem aus dem kühlenden Kältemitteldurchgang 200 der kühlenden Verdampfungseinheit 20 strömenden Kältemittel und dem durch den Hochdruckkältemitteldurchgang 14 strömenden Kältemittel.
Die übrigen Konfigurationen und Funktionsweisen des Kombi-Wärmetauschers 80 und der Kältekreislaufanlage 10 ähneln denen des ersten Ausführungsbeispiels. Es ist somit möglich, auch in dem Kombi-Wärmetauscher 80 und der Kältekreislaufanlage 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ähnliche Wirkungen wie die Wirkungen des ersten Ausführungsbeispiels zu erzielen.
Des Weiteren ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Niederdruckkältemitteldurchgang 26 der internen Wärmetauscheinheit 60 zwischen der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 und der Kältemittelzusammenführungseinheit 25 angeordnet. Es ist somit möglich, die Wärmeabsorptionsmenge des Kältemittels in einer von der kühlenden Verdampfungseinheit 20 und der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 (im vorliegenden Ausführungsbeispiel in der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70) zu erhöhen, während die interne Wärmetauscheinheit 60 und die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 miteinander integriert werden.
- Viertes Ausführungsbeispiel -
Unter Bezugnahme auf die 7 und 8 wird ein viertes Ausführungsbeispiel beschrieben. Das vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom dritten Ausführungsbeispiel hinsichtlich der Konfiguration eines Kombi-Wärmetauschers 80.
Wie in 7 dargestellt ist, ist in einer Kältekreislaufanlage 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels außerhalb des Kombi-Wärmetauschers 80 eine Kältemittelzusammenführungseinheit 25 angeordnet. Das heißt, dass in der Kältemittelzusammenführungseinheit 25 außerhalb des Kombi-Wärmetauschers 80 ein Kältemittelstrom, der aus einem kühlenden Kältemitteldurchgang 200 einer kühlenden Verdampfungseinheit 20 ausströmt, und ein Kältemittelstrom, der durch eine Niederdruckkältemittel-Auslassöffnung 64 aus einem Niederdruckkältemitteldurchgang 26 ausströmt, zu einem Kältemittelstrom zusammengeführt werden.
Wie in 8 dargestellt ist, sind eine Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 und eine interne Wärmetauscheinheit 60 ausgebildet, indem eine Vielzahl von plattenartigen Elementen 81 der gleichen Bauart miteinander gestapelt und verbunden ist. Und zwar sind zwischen zwei benachbarten plattenartigen Elementen 81 ein Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang 24 oder ein Kühlmitteldurchgang 47 und ein Hochdruckkältemitteldurchgang 14 oder der Niederdruckkältemitteldurchgang 26 ausgebildet.
Auf der Plattenoberfläche von einem ersten äußeren plattenartigen Element 81A sind eine Hochdruckkältemittel-Auslassöffnung 61, eine Wärmeabsorptionskältemittel-Einlassöffnung 71 und eine Kühlmittel-Auslassöffnung 73 angeordnet. Auf der Plattenoberfläche eines zweiten äußeren plattenartigen Elements 81B sind eine Hochdruckkältemittel-Einlassöffnung 63, die Niederdruckkältemittel-Auslassöffnung 64 und eine Kühlmittel-Einlassöffnung 72 angeordnet. Zwischen dem ersten äußeren plattenartigen Element 81A und dem plattenartigen Element 81 neben dem ersten äußeren plattenartigen Element 81A ist ein Verbindungskältemitteldurchgang 85 ausgebildet.
Der Kältemittelstrom, der aus dem kühlenden Kältemitteldurchgang 200 der kühlenden Verdampfungseinheit 20 ausströmt, und der Kältemittelstrom, der durch die Niederdruckkältemittel-Auslassöffnung 64 aus dem Niederdruckkältemitteldurchgang 26 ausströmt, werden außerhalb des Kombi-Wärmetauschers 80 in der Kältemittelzusammenführungseinheit 25 zu einem Kältemittelstrom zusammengeführt. Insbesondere werden der aus dem kühlenden Kältemitteldurchgang 200 der kühlenden Verdampfungseinheit 20 strömende Kältemittelstrom und der aus dem Niederdruckkältemitteldurchgang 26 der internen Wärmetauscheinheit 60 strömende Kältemittelstrom in einem (nicht dargestellten) Kältemittelrohr auf der stromabwärtigen Seite des Kombi-Wärmetauschers 80 zu einem Kältemittelstrom zusammengeführt.
Die übrigen Konfigurationen und Funktionsweisen des Kombi-Wärmetauschers 80 und der Kältekreislaufanlage 10 ähneln denen des dritten Ausführungsbeispiels. Es ist somit möglich, auch in dem Kombi-Wärmetauscher 80 und der Kältekreislaufanlage 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ähnliche Wirkungen wie die des dritten Ausführungsbeispiels zu erzielen.
- Fünftes Ausführungsbeispiel -
Unter Bezugnahme auf die 9 und 10 wird ein fünftes Ausführungsbeispiel beschrieben. Das fünfte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem dritten Ausführungsbeispiel hinsichtlich der Anordnung eines Niederdruckkältemitteldurchgangs 26 einer internen Wärmetauscheinheit 60 und der Konfiguration eines Kombi-Wärmetauschers 80.
Wie in 9 dargestellt ist, ist in einer Kältekreislaufanlage 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Niederdruckkältemitteldurchgang 26 der internen Wärmetauscheinheit 60 in einem ersten Paralleldurchgang 16 auf der Kältemittelauslassseite eines Verdampfungsdruckregelventils 21 angeordnet. Und zwar ist der Niederdruckkältemitteldurchgang 26 der internen Wärmetauscheinheit 60 zwischen der Kältemittelauslassseite einer kühlenden Verdampfungseinheit 20 (genauer gesagt des Verdampfungsdruckregelventils 21) und einer Kältemittelzusammenführungseinheit 25 angeordnet.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Betriebsmodus in einem Kühlmodus in einer Fahrzeugklimaanlage 1 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel beschrieben. Im Kühlmodus wird der Drosselöffnungsgrad eines ersten Expansionsventils 17 auf einen vorbestimmten Kühlmodus-Öffnungsgrad festgelegt, der vorher festgelegt wird. Der Drosselöffnungsgrad eines zweiten Expansionsventils 23 wird so festgelegt, dass er ein vollständig geschlossener Zustand ist. Dementsprechend erfolgt eine Umschaltung zu einem Kältekreislauf, der in 9 durch einen Pfeil mit gestrichelter Linie angegeben wird.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel strömt somit das aus einer Kältemitteltrenneinheit 15 strömende Kältemittel durch das erste Expansionsventil 17, die kühlende Verdampfungseinheit 20 und das Verdampfungsdruckregelventil 21 in den Niederdruckkältemitteldurchgang 26 der internen Wärmetauscheinheit 60. Das Niederdruckkältemittel, das in den Niederdruckkältemitteldurchgang 26 der internen Wärmetauscheinheit 60 strömt, tauscht mit dem Hochdruckkältemittel, das durch einen Hochdruckkältemitteldurchgang 14 der internen Wärmetauscheinheit 60 strömt, Wärme aus und erreicht die Kältemittelzusammenführungseinheit 25.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Betriebsmodus in einem Heizmodus der Fahrzeugklimaanlage 1 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel beschrieben. Im Heizmodus wird der Drosselöffnungsgrad des zweiten Expansionsventils 23 auf einen vorbestimmten Heizmodus-Öffnungsgrad festgelegt, der vorher festgelegt wird. Der Drosselöffnungsgrad des ersten Expansionsventils 17 wird so festgelegt, dass er ein vollständig geschlossener Zustand ist. Dementsprechend erfolgt eine Umschaltung zu einem Kältekreislauf, der in 9 durch einen Pfeil mit durchgezogener Linie angegeben wird.
Somit strömt das aus der Kältemitteltrenneinheit 15 strömende Kältemittel in einen zweiten Paralleldurchgang 22 und nicht in den ersten Paralleldurchgang 16. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel strömt somit das Kältemittel nicht durch den Niederdruckkältemitteldurchgang 26 der internen Wärmetauscheinheit 60. Somit erfolgt in der internen Wärmetauscheinheit 60 kein Wärmetausch zwischen dem aus einem Kältemittelradiator 12 strömenden Hochdruckkältemittel und dem Niederdruckkältemittel.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 10 die genaue Konfiguration des Kombi-Wärmetauschers 80 in der Kältekreislaufanlage 10 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel beschrieben.
Der Kombi-Wärmetauscher 80 des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist eine Wärmeabsorptionskältemittel-Auslassöffnung 74 auf. Die Wärmeabsorptionskältemittel-Auslassöffnung 74 erlaubt dem Kältemittel, das aus einem Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang 24 einer Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 ausströmt, zur Saugseite eines Verdichters 11 auszuströmen. Die Wärmeabsorptionskältemittel-Auslassöffnung 74 ist auf der Plattenoberfläche von einem der Vielzahl von plattenartigen Wärmeabsorptionselementen 811 angeordnet, das in der Plattenstapelrichtung den äußersten Teil auf der anderen Seite bildet.
In dem Kombi-Wärmetauscher 80 des vorliegenden Ausführungsbeispiels kommuniziert die am weitesten stromabwärtige Seite des Wärmeabsorptionskältemitteldurchgangs 24 der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 nicht mit dem am weitesten stromaufwärtigen Teil des Niederdruckkältemitteldurchgangs 26 der internen Wärmetauscheinheit 60. Mit anderen Worten kommuniziert der Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang 24 nicht mit dem Niederdruckkältemitteldurchgang 26 innerhalb des Kombi-Wärmetauschers 80.
Außerhalb des Kombi-Wärmetauschers 80 werden in der Kältemittelzusammenführungseinheit 25 ein Kältemittelstrom, der durch die Wärmeabsorptionskältemittel-Auslassöffnung 74 aus dem Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang 24 ausströmt, und ein Kältemittelstrom, der durch die Niederdruckkältemittel-Auslassöffnung 64 aus dem Niederdruckkältemitteldurchgang 26 ausströmt, zu einem Kältemittelstrom zusammengeführt. Insbesondere werden der aus dem Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang 24 strömende Kältemittelstrom und der aus dem Niederdruckkältemitteldurchgang 26 strömende Kältemittelstrom in einem (nicht dargestellten) Kältemittelrohr auf der stromabwärtigen Seite des Kombi-Wärmetauschers 80 zu einem Kältemittelstrom zusammengeführt.
Die übrigen Konfigurationen und Funktionsweisen des Kombi-Wärmetauschers 80 und der Kältekreislaufanlage 10 ähneln denen des dritten Ausführungsbeispiels. Es ist somit auch bei dem Kombi-Wärmetauscher 80 und der Kältekreislaufanlage 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels möglich, ähnliche Wirkungen wie die Wirkungen des dritten Ausführungsbeispiels zu erzielen.
Des Weiteren ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Niederdruckkältemitteldurchgang 26 der internen Wärmetauscheinheit 60 zwischen der Kältemittelauslassseite der kühlenden Verdampfungseinheit 20 und der Kältemittelzusammenführungseinheit 25 angeordnet. Somit ist es möglich, die Wärmeabsorptionsmenge des Kältemittels in einer von der kühlenden Verdampfungseinheit 20 und der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 (in diesem Ausführungsbeispiel in der kühlenden Verdampfungseinheit 20) zu erhöhen, während die interne Wärmetauscheinheit 60 und die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 miteinander integriert werden.
- Sechstes Ausführungsbeispiel -
Unter Bezugnahme auf die 11 und 12 wird ein sechstes Ausführungsbeispiel beschrieben. Das sechste Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom fünften Ausführungsbeispiel hinsichtlich der Konfiguration eines Kombi-Wärmetauschers 80.
Wie in 12 dargestellt ist, sind eine Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 und eine interne Wärmetauscheinheit 60 ausgebildet, indem eine Vielzahl von plattenartigen Elementen 81 der gleichen Bauart miteinander gestapelt und verbunden sind. Und zwar sind zwischen zwei benachbarten plattenartigen Elementen 81 ein Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang 24 oder ein Kühlmitteldurchgang 47 und ein Hochdruckkältemitteldurchgang 14 oder der Niederdruckkältemitteldurchgang 26 ausgebildet.
Der Kombi-Wärmetauscher 80 weist einen Verbindungskältemitteldurchgang 85 auf, der den am weitesten stromabwärtigen Teil des Wärmeabsorptionskältemitteldurchgangs 24 in der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 mit dem am weitesten stromabwärtigen Teil des Niederdruckkältemitteldurchgangs 26 in der internen Wärmetauscheinheit 60 verbindet. Der Verbindungskältemitteldurchgang 25 ist zwischen einem zweiten äußeren plattenartigen Element 81 und einem plattenartigen Element 81 neben dem zweiten äußeren plattenartigen Element 81 ausgebildet.
Eine Wärmetauscheinheit 800 ist mit einem Wärmeabsorptionskältemittelspeicher 82 versehen, der in Bezug auf eine Vielzahl von Wärmeabsorptionskältemitteldurchgängen 24 eine Sammlung des Kältemittels durchführt. Der Wärmeabsorptionskältemittelspeicher 82 kommuniziert mit dem Verbindungskältemitteldurchgang 85.
Somit werden im Wärmeabsorptionskältemittelspeicher 82 ein Kältemittelstrom, der durch den Verbindungskältemitteldurchgang 85 aus dem Niederdruckkältemitteldurchgang 26 ausströmt, und ein Kältemittelstrom, der aus dem Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang 24 ausströmt, zu einem Kältemittelstrom zusammengeführt. Das heißt, dass der aus dem Niederdruckkältemitteldurchgang 26 strömende Kältemittelstrom und der aus dem Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang 24 strömende Kältemittelstrom innerhalb des Kombi-Wärmetauschers 80 zu einem Kältemittelstrom zusammengeführt werden.
Die Niederdruckkältemittel-Auslassöffnung 64 kommuniziert mit dem Wärmeabsorptionskältemittelspeicher 82. Das aus dem Niederdruckkältemitteldurchgang 26 strömende Kältemittel und das aus dem Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang 24 strömende Kältemittel strömen durch den Wärmeabsorptionskältemittelspeicher 82 und die Niederdruckkältemittel-Auslassöffnung 64 zur Saugseite eines Verdichters 11.
Die übrigen Konfigurationen und Funktionsweisen des Kombi-Wärmetauschers 80 und der Kältekreislaufanlage 10 ähneln denen des fünften Ausführungsbeispiels. Es ist somit möglich, auch bei dem Kombi-Wärmetauscher 80 und der Kältekreislaufanlage 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ähnliche Wirkungen wie die des fünften Ausführungsbeispiels zu erzielen.
- Siebtes Ausführungsbeispiel -
Unter Bezugnahme auf 13 wird ein siebtes Ausführungsbeispiel beschrieben. Das siebte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel hinsichtlich der Konfiguration eines Kombi-Wärmetauschers 80.
Wie in 13 dargestellt ist, sind in dem Kombi-Wärmetauscher 80 des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 und eine interne Wärmetauscheinheit 60 in der Plattenstapelrichtung Seite an Seite angeordnet. Die Länge der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 in der Plattenstapelrichtung ist gleich der Länge der internen Wärmetauscheinheit 60 in der Plattenstapelrichtung. Die Länge der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 in der Plattenlängsrichtung ist länger als die Länge der internen Wärmetauscheinheit 60 in der Plattenlängsrichtung.
Im Folgenden werden unter der Vielzahl von plattenartigen Elementen 81 die plattenartigen Elemente 81, die die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 ausbilden, als plattenartige Wärmeabsorptionselemente 811 bezeichnet, während die plattenartigen Elemente 81, die die interne Wärmetauscheinheit 60 ausbilden, als plattenartige Wärmetauschelemente 812 bezeichnet werden. Unter der Vielzahl von plattenartigen Wärmeabsorptionselementen 811 wird das plattenartige Wärmeabsorptionselement 811, das den äußersten Teil auf einer Seite in der Plattenstapelrichtung ausbildet, als ein erstes äußeres plattenartiges Wärmeabsorptionselement 811A bezeichnet, und das plattenartige Wärmeabsorptionselement 811, das den äußersten Teil auf der anderen Seite in der Plattenstapelrichtung bildet, wird als ein zweites äußeres plattenartiges Wärmeabsorptionselement 811B bezeichnet.
Die interne Wärmetauscheinheit 60 ist mit dem zweiten äußeren plattenartigen Wärmeabsorptionselement 811B verbunden. Dementsprechend sind die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 und die interne Wärmetauscheinheit 60 miteinander integriert.
Auf der Plattenoberfläche des ersten äußeren plattenartigen Wärmeabsorptionselements 811A sind eine Wärmeabsorptionskältemittel-Einlassöffnung 71 und eine Kühlmittel-Auslassöffnung 73 angeordnet. Auf der Plattenoberfläche des zweiten äußeren plattenartigen Wärmeabsorptionselements 811B ist eine Kühlmittel-Einlassöffnung 72 angeordnet. Die Kühlmittel-Einlassöffnung 72 ist in einem Teil der Plattenoberfläche des zweiten äußeren plattenartigen Wärmeabsorptionselements 811B angeordnet, der sich von dem Teil unterscheidet, mit dem die interne Wärmetauscheinheit 60 verbunden ist.
Der äußerste Teil auf der einen Seite in der Plattenstapelrichtung der internen Wärmetauscheinheit 60 ist mit dem zweiten äußeren plattenartigen Wärmeabsorptionselement 811B verbunden. Somit bildet das zweite äußere plattenartige Wärmeabsorptionselement 811B den äußersten Teil auf der einen Seite der internen Wärmetauscheinheit 60 in der Plattenstapelrichtung.
Auf der Plattenoberfläche des einen von der Vielzahl von plattenartigen Wärmetauschelementen 812, das den äußersten Teil auf der anderen Seite in der Plattenstapelrichtung ausbildet, sind eine Hochdruckkühlmittel-Einlassöffnung 63, eine Hochdruckkühlmittel-Auslassöffnung 61, eine Niederdruckkühlmittel-Einlassöffnung 62 und eine Niederdruckkühlmittel-Auslassöffnung 64 angeordnet.
Eine Wärmetauscheinheit 800 ist mit einem Niederdruckkühlmittelspeicher 87 versehen, der in Bezug auf eine Vielzahl von Niederdruckkühlmitteldurchgängen 26 eine Sammlung des Kühlmittels durchführt. Der Niederdruckkühlmittelspeicher 87 kommuniziert mit der Niederdruckkühlmittel-Einlassöffnung 62.
Der Kombi-Wärmetauscher 80 weist einen Verbindungskältemitteldurchgang 85 auf, der den am weitesten stromabwärtigen Teil eines Wärmeabsorptionskältemitteldurchgangs 24 in der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 mit dem Niederdruckkältemittelspeicher 87 verbindet. Der Verbindungskältemitteldurchgang 85 ist zwischen dem zweiten äußeren plattenartigen Wärmeabsorptionselement 811B und dem plattenartigen Wärmeabsorptionselement 811 neben dem zweiten äußeren plattenartigen Wärmeabsorptionselement 811B ausgebildet. Die Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung 62 kommuniziert über den Niederdruckkältemittelspeicher 87 mit dem Verbindungskältemitteldurchgang 85.
Somit werden im Verbindungskältemitteldurchgang 85 ein Kältemittelstrom, der aus der Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung 62 strömt (d. h. der Kältemittelstrom, der aus einem kühlenden Kältemitteldurchgang 200 einer kühlenden Verdampfungseinheit 20 ausströmt) und ein Kältemittelstrom, der aus dem Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang 24 ausströmt, zu einem Kältemittelstrom zusammengeführt. Das heißt, dass der aus dem kühlenden Kältemitteldurchgang 200 der kühlenden Verdampfungseinheit 20 strömende Kältemittelstrom und der aus dem Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang 24 strömende Kältemittelstrom innerhalb des Kombi-Wärmetauschers 80 zu einem Kältemittelstrom zusammengeführt werden.
Der am weitesten stromabwärtige Teil des Wärmeabsorptionskältemitteldurchgangs 24 wird durch das zweite äußere plattenartige Wärmeabsorptionselement 811B und das plattenartige Wärmeabsorptionselement 811 neben dem zweiten äußeren plattenartigen Wärmeabsorptionselement 811B ausgebildet. Des Weiteren wird der am weitesten stromaufwärtige Teil des Niederdruckkältemitteldurchgangs 26 durch das zweite äußere plattenartige Wärmeabsorptionselement 811B und das plattenartige Wärmetauschelement 812 neben dem zweiten äußeren plattenartigen Wärmeabsorptionselement 811B ausgebildet. Im Kombi-Wärmetauscher 80 des vorliegenden Ausführungsbeispiels liegen somit das plattenartige Element 811, das den am weitesten stromabwärtigen Teil des Wärmeabsorptionskältemitteldurchgangs 24 ausbildet, und das plattenartige Element 812, das den am weitesten stromaufwärtigen Teil des Niederdruckkältemitteldurchgangs 26 ausbildet, nebeneinander.
Der Verbindungskältemitteldurchgang 85 und der Niederdruckkältemittelspeicher 87 sind auf der gleichen Geraden angeordnet. Genauer gesagt erstreckt sich der Niederdruckkältemittelspeicher 87 in der Plattenstapelrichtung, und der Verbindungskältemitteldurchgang 85 ist in der Plattenstapelrichtung mit der einen Seite des Niederdruckkältemittelspeichers 87 verbunden. Dementsprechend ist es möglich, dem Kältemittel zu erlauben, aus dem Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang 25 auszuströmen, um durch den Verbindungskältemitteldurchgang 85 sofort in den Niederdruckkältemittelspeicher 87 zu strömen. Somit ist es möglich, einen Druckverlust zu reduzieren, der hervorgerufen wird, wenn das Kältemittel durch den Verbindungskältemitteldurchgang 85 geht.
Die übrigen Konfigurationen und Funktionsweisen des Kombi-Wärmetauschers 80 und der Kältekreislaufanlage 10 ähneln denen des ersten Ausführungsbeispiels. Es ist somit möglich, bei dem Kombi-Wärmetauscher 80 und der Kältekreislaufanlage 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ähnliche Wirkungen wie die Wirkungen des ersten Ausführungsbeispiels zu erzielen.
- Achtes Ausführungsbeispiel -
Unter Bezugnahme auf 14 wird ein achtes Ausführungsbeispiel beschrieben. Das achte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom siebten Ausführungsbeispiel hinsichtlich der Konfiguration eines Kombi-Wärmetauschers 80.
Wie in 12 dargestellt ist, ist in dem Kombi-Wärmetauscher 80 des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine Wärmetauscheinheit 800 mit einem Wärmeabsorptionskältemittelspeicher 82 versehen, der in Bezug auf eine Vielzahl von Wärmeabsorptionskältemitteldurchgängen 24 eine Sammlung des Kältemittels durchführt. Der Wärmeabsorptionskältemittelspeicher 82 kommuniziert mit einem Verbindungskältemitteldurchgang 85.
Auf der Plattenoberfläche eines ersten äußeren plattenartigen Wärmeabsorptionselements 811A ist eine Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung 62 angeordnet. Die Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung 62 kommuniziert mit dem Wärmeabsorptionskältemittelspeicher 82. Genauer gesagt kommuniziert die Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung 62 über den Wärmeabsorptionskältemittelspeicher 82 mit dem Verbindungskältemitteldurchgang 85.
Somit werden im Wärmeabsorptionskältemittelspeicher 82 ein Kältemittelstrom, der aus der Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung 62 strömt (d. h. der Kältemittelstrom, der aus dem kühlenden Kältemitteldurchgang 200 einer kühlenden Verdampfungseinheit 20 ausströmt), und ein Kältemittelstrom, der aus dem Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang 24 ausströmt, zu einem Kältemittelstrom zusammengeführt.
Die übrigen Konfigurationen und Funktionsweisen des Kombi-Wärmetauschers 80 und der Kältekreislaufanlage 10 ähneln denen des ersten Ausführungsbeispiels. Es ist somit möglich, bei dem Kombi-Wärmetauscher 80 und der Kältekreislaufanlage 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ähnliche Wirkungen wie die des ersten Ausführungsbeispiels zu erzielen.
- Weitere Ausführungsbeispiele -
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele beschränkt und kann zum Beispiel wie unten beschrieben auf verschiedene Weise abgewandelt werden, ohne vom Grundgedanken der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Des Weiteren können in den obigen Ausführungsbeispielen offenbarte Mittel geeignet innerhalb eines Befähigungsbereichs kombiniert werden.

(1) In den obigen Ausführungsbeispielen wird als die externe Wärmequelle Außenluft oder die Bordvorrichtung 44 eingesetzt, deren Wärme durch die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 absorbiert wird. Allerdings ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diesen Modus beschränkt. Zum Beispiel ist die Bordvorrichtung 44 nicht auf die oben beschriebene Vorrichtung beschränkt, und es können verschiedene Wärmequellen wie eine Batterie zur Fahrzeugfahrt und ein Fahrzeugmotor verwendet werden.
(2) In den obigen Ausführungsbeispielen ist die Heizeinheit 30 als der hochtemperaturseitige Wärmeabgabemittelkreislauf konfiguriert, wobei sie Wärme des Hochdruckkältemittels über das Kühlmittel als Wärmeabgabemittel zur Außenluft oder Ventilationsluft als Wärmetauschfluid abführt. Allerdings ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diesen Modus beschränkt. Zum Beispiel kann in den obigen Ausführungsbeispielen anstelle des Kältemittelradiators 12 in der vorliegenden Offenbarung als wärmeabgebender Wärmetauscher ein Innenraumkondensator eingesetzt werden.
(3) In den obigen Ausführungsbeispielen ist die Flüssigkeitsspeichereinheit 13 zwischen dem Kältemittelradiator 12 und der internen Wärmetauscheinheit 60 angeordnet. Allerdings ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diesen Modus beschränkt. Zum Beispiel kann die Flüssigkeitsspeichereinheit 13 auch auf der stromabwärtigen Seite der Saugöffnung des Verdichters 11 und der stromaufwärtigen Seite der internen Wärmetauscheinheit 60 angeordnet werden. In diesem Fall hat die Flüssigkeitsspeichereinheit 13 die Funktion, dem Verdichter 11 ein Gasphasenkältemittel zuzuführen und die Zufuhr eines Flüssigphasenkältemittels zu reduzieren. Somit ist es möglich, im Verdichter 11 eine Flüssigkeitsverdichtung des Kältemittels zu verhindern.
(4) In den obigen Ausführungsbeispielen ist das Verdampfungsdruckregelventil 21 in dem ersten Paralleldurchgang 18 im Kältemittelstrom der kühlenden Verdampfungseinheit 20 auf der stromabwärtigen Seite angeordnet. Allerdings ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diesen Modus beschränkt. Die Kältekreislaufanlage 10 kann abhängig von einer Kombination von einzusetzenden Betriebsmodi auch konfiguriert werden, ohne das Verdampfungsdruckregelventil 21 anzuordnen.
(5) In den obigen Ausführungsbeispielen weist der Kombi-Wärmetauscher 80 von der Hochdruckkältemittel-Auslassöffnung 61 und der Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung 62 mindestens die Hochdruckkältemittel-Auslassöffnung 61 auf. Allerdings ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diesen Modus beschränkt. Zum Beispiel kann die Hochdruckkältemittel-Auslassöffnung 61 bei dem Kombi-Wärmetauscher 80, der in der Kältekreislaufanlage 10 angewandt wird, bei der der Hochdruckkältemitteldurchgang 14 der internen Wärmetauscheinheit 60 auf der stromabwärtigen Seite der Kältemitteltrenneinheit 15 angeordnet ist, weggelassen werden.
(6) In den obigen Ausführungsbeispielen sind die kühlende Verdampfungseinheit 20 und eine Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 parallel zueinander geschaltet. Allerdings ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diesen Modus beschränkt. Zum Beispiel können die kühlende Verdampfungseinheit 20 und eine Vielzahl von Wärmeabsorptionsverdampfungseinheiten 70 parallel zueinander geschaltet werden.
(7) In den obigen Ausführungsbeispielen ist der Hochdruckkältemitteldurchgang 14 der internen Wärmetauscheinheit 60 mit der stromabwärtigen Seite der Flüssigkeitsspeichereinheit 13 verbunden. Allerdings ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diesen Modus beschränkt. Zum Beispiel kann zwischen der Flüssigkeitsspeichereinheit 13 und dem Hochdruckkühlkältemitteldurchgang 14 der internen Wärmetauscheinheit 60 ein unterkühlender Wärmetauscher angeordnet werden, der Wärme zwischen einem aus der Flüssigkeitsspeichereinheit 13 strömenden Flüssigphasenkältemittel und Außenluft tauscht, um das Flüssigphasenkältemittel zu unterkühlen.
(8) In den obigen Ausführungsbeispielen sind der erste Radiator 34 der Heizeinheit 30 und der zweite Radiator 43 des Wärmeabgabemittelkreislaufs 40 als voneinander unabhängige Wärmetauscher konfiguriert. Allerdings ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diesen Modus beschränkt. Zum Beispiel können Außenrippen des ersten Radiators 34 und des zweiten Radiators 43 gemeinsam genutzt werden, und der erste Radiator 34 und der zweite Radiator 43 können so angeordnet werden, dass sie eine Wärmeübertragung zwischen den Heizmedien (d. h. dem Kühlmittel) ermöglichen. Des Weiteren kann die Kältekreislaufanlage 10 so konfiguriert werden, dass das durch den ersten Radiator 34 strömende Wärmeabgabemittel und das durch den zweiten Radiator 43 strömende Wärmeabgabemittel miteinander gemischt werden.
(9) In den obigen Ausführungsbeispielen ist die Kältekreislaufanlage 10 dazu imstande, den Betriebsmodus zwischen dem Kühlmodus und dem Heizmodus umzuschalten. Allerdings ist das Umschalten des Betriebsmodus der Kältekreislaufanlage 10 nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kühlt in der im ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Kältekreislaufanlage 10 die kühlende Verdampfungseinheit 20 Ventilationsluft auf eine ähnliche Weise wie der Kühlmodus. Des Weiteren kann der Öffnungsgrad der Luftmischtür 54 geändert werden, um die Ventilationsluft, die in der kühlenden Verdampfungseinheit 20 gekühlt und entfeuchtet worden ist, durch den Heizkörper 33 nachzuerwärmen, und die nacherwärmte Ventilationsluft kann in den zu klimatisierenden Raum ausgeblasen werden. Dementsprechend ist es möglich, den Betriebsmodus zu einem Entfeuchtungsheizmodus umzuschalten, der in dem zu klimatisierenden Raum ein Entfeuchtungsheizen erreicht. Zum Beispiel wird bei der im ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Kältekreislaufanlage 10 die Wärme der Bordvorrichtung 44 auf eine ähnliche Weise wie im Heizmodus absorbiert. Des Weiteren kann das gesamte aus dem Kältemittelradiator 12 strömende Kühlmittel auf eine ähnliche Weise wie im Heizmodus dazu gebracht werden, in den ersten Radiator 34 zu strömen. Dementsprechend ist es möglich, den Betriebsmodus in einen Vorrichtungskühlmodus umzuschalten, der von der Bordvorrichtung 44 erzeugte Wärme durch den ersten Radiator 34 zur Außenluft abführt, ohne eine Temperatursteuerung von Ventilationsluft durchzuführen.
(10) In dem obigen sechsten Ausführungsbeispiel werden im Wärmeabsorptionskältemittelspeicher 82 der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit 70 der Kältemittelstrom, der aus dem Niederdruckkältemitteldurchgang 26 ausströmt, und der Kältemittelstrom, der über den Verbindungskältemitteldurchgang 85 aus dem Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang 24 ausströmt, zu einem Kältemittelstrom zusammengeführt. Allerdings ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diesen Modus beschränkt. Zum Beispiel kann die Niederdruckkältemittel-Auslassöffnung 64 so angeordnet werden, dass sie mit dem Niederdruckkältemittelspeicher kommuniziert, und der Kältemittelstrom, der aus dem Niederdruckkältemitteldurchgang 26 ausströmt, und der Kältemittelstrom, der über den Verbindungskältemitteldurchgang 85 aus dem Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang 24 ausströmt, können in dem Niederdruckkältemittelspeicher zu einem Kältemittelstrom zusammengeführt werden.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2017148188 [0001]
JP 2012207890 A [0006]

Claims

Kombi-Wärmetauscher für eine Dampfdruck-Kältekreislaufanlage (10), wobei die Kältekreislaufanlage einen Verdichter (11), der ein Kältemittel verdichtet und ausstößt, eine Heizeinheit (30), die unter Verwendung des aus dem Verdichter ausgestoßenen Kältemittels als einer Wärmequelle ein Wärmetauschfluid erwärmt, und eine kühlende Verdampfungseinheit (20) aufweist, die Wärme des Wärmetauschfluids in das Kältemittel absorbiert, um das Kältemittel zu verdampfen, wobei der Kombi-Wärmetauscher Folgendes umfasst: eine Wärmetauscheinheit (800) mit einer Vielzahl von miteinander gestapelten und verbundenen plattenartigen Elementen (81), wobei die Wärmetauscheinheit eine Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit (70), die Wärme eines Wärmeabgabemittels in das Kältemittel absorbiert, um das Kältemittel zu verdampfen, und eine interne Wärmetauscheinheit (60) aufweist, die Wärme zwischen dem aus der Heizeinheit strömenden Kältemittel und dem Kältemittel tauscht, das in den Verdichter gesaugt wird, die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit einen Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang (24) aufweist, durch den das Kältemittel strömen kann, die kühlende Verdampfungseinheit einen kühlenden Kältemitteldurchgang (200) aufweist, durch den das Kältemittel strömen kann, die interne Wärmetauscheinheit einen Hochdruckkältemitteldurchgang (14), durch den das aus der Heizeinheit ausströmende Kältemittel strömen kann, und einen Niederdruckkältemitteldurchgang (26) aufweist, durch den das Kältemittel strömen kann, das in den Verdichter gesaugt wird, der Wärmeabsorptionskältemitteldurchgang und der kühlende Kältemitteldurchgang parallel zueinander geschaltet sind und der Kombi-Wärmetauscher mindestens eine von einer Hochdruckkältemittel-Auslassöffnung (61), die dem aus dem Hochdruckkältemitteldurchgang ausströmenden Kältemittel erlaubt, zum kühlenden Kältemitteldurchgang auszuströmen, und einer Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung (62) hat, die dem aus dem kühlenden Kältemitteldurchgang ausströmenden Kältemittel erlaubt, in den Niederdruckkältemitteldurchgang zu strömen.
Kombi-Wärmetauscher nach Anspruch 1, der außerdem Folgendes umfasst: eine Hochdruckkältemittel-Einlassöffnung (63), die dem aus der Heizeinheit ausströmenden Kältemittel erlaubt, in den Hochdruckkältemitteldurchgang zu strömen; und eine Niederdruckkältemittel-Auslassöffnung (64), die dem aus dem Niederdruckkältemitteldurchgang ausströmenden Kältemittel erlaubt, zu einer Saugseite des Verdichters zu strömen.
Kombi-Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens eine von der Hochdruckkältemittel-Auslassöffnung, der Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung, der Hochdruckkältemittel-Einlassöffnung und der Niederdruckkältemittel-Auslassöffnung auf einer Plattenoberfläche von einem der plattenartigen Elemente angeordnet ist, das in einer Stapelrichtung der Wärmetauscheinheit einen äußersten Teil ausbildet.
Kombi-Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Größe der Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit von einer Größe der internen Wärmetauscheinheit verschieden ist.
Kombi-Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit und die interne Wärmetauscheinheit in einer Richtung senkrecht zu einer Stapelrichtung der Vielzahl von plattenartigen Elementen Seite an Seite angeordnet sind.
Kombi-Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Wärmeabsorptionsverdampfungseinheit und die interne Wärmetauscheinheit in einer Stapelrichtung der Vielzahl von plattenartigen Elementen Seite an Seite angeordnet sind.
Kombi-Wärmetauscher nach Anspruch 6, wobei eines der plattenartigen Elemente, das einen am weitesten stromabwärtigen Teil des Wärmeabsorptionskältemitteldurchgangs ausbildet, und eines der plattenartigen Elemente, das einen am weitesten stromaufwärtigen Teil des Niederdruckkältemitteldurchgangs ausbildet, nebeneinanderliegen.
Kombi-Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung mit einem Verbindungskältemitteldurchgang (85) kommuniziert, der einen am weitesten stromabwärtigen Teil des Wärmeabsorptionskältemitteldurchgangs mit einem am weitesten stromaufwärtigen Teil des Niederdruckkältemitteldurchgangs verbindet.
Kombi-Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Niederdruckkältemittel-Einlassöffnung mit einem am weitesten stromabwärtigen Teil des Niederdruckkältemitteldurchgangs kommuniziert.