DE112019003041T5

DE112019003041T5 - Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112019003041T5
Application number: DE112019003041.8T
Authority: DE
Inventors: Yasuaki Kanou
Original assignee: Sanden Holdings Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2018-07-31
Filing date: 2019-06-20
Publication date: 2021-04-29
Also published as: JP2020019352A; CN112384390A; US20210300155A1; WO2020026634A1

Abstract

Es wird eine Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung bereitgestellt, die in der Lage ist, einen Fahrzeuginnenraum zu kühlen, zu heizen und zu entfeuchten. Ein Verbindungspfad (23) wird ausgebildet, um eine Verbindung zwischen einem Teil des ersten Belüftungskanals (21) stromabwärts der Wärmeabsorptionseinheit (32) in einer Luftströmungsrichtung und einem Teil des zweiten Belüftungskanals (22) stromaufwärts der Wärmeabgabeeinheit (33) in der Luftströmungsrichtung zu ermöglichen. Der Verbindungspfad (23) wird durch eine Verbindungspfad-Öffnungs- und Schließklappe (23a) geöffnet und geschlossen. Auf diese Weise ist es möglich, den Entfeuchtungsbetrieb durch Öffnen des Verbindungspfads (23) durchzuführen, ohne dass Vorrichtungen, wie ein dedizierter Außenwärmetauscher und ein Magnetventil und ein Vier-Wege-Ventil, um den Kältemittelströmungspfad im Kältemittelkreislauf (30) zu schalten, erforderlich sind.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung, die in der Lage ist, die Luftfeuchtigkeit im Fahrzeuginnenraum eines Fahrzeugs anzupassen.
Stand der Technik
Herkömmlich ist eine Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung bekannt, die einen Kältemittelkreislauf, der eine Wärmeabgabeeinheit, die dazu konfiguriert ist, Wärme von einem Kältemittel abzugeben, und eine Wärmeabsorptionseinheit, die dazu konfiguriert ist, Wärme in das Kältemittel zu absorbieren, umfasst; und einen Gerätekörper, der einen ersten Belüftungskanal, in dem die Wärmeabsorptionseinheit angeordnet ist, und einen zweiten Belüftungskanal, in dem die Wärmeabgabeeinheit angeordnet ist, umfasst, umfasst. Diese Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung kann durchführen: einen Kühlbetrieb, um einen Wärmeaustausch zwischen der in den ersten Belüftungskanal strömenden Luft und dem Kältemittel in der Wärmeabsorptionseinheit durchzuführen und die Luft dem Fahrzeuginnenraum zuzuführen, und um einen Wärmeaustausch zwischen der in den zweiten Belüftungskanal strömenden Luft und dem Kältemittel in der Wärmeabgabeeinheit durchzuführen und die Luft aus dem Fahrzeuginnenraum abzuführen; und einen Heizbetrieb, um einen Wärmeaustausch zwischen der in den ersten Belüftungskanal strömenden Luft und dem Kältemittel in der Wärmeabsorptionseinheit durchzuführen und die Luft aus dem Fahrzeuginnenraum abzuführen, und einen Wärmeaustausch zwischen der in den zweiten Belüftungskanal strömenden Luft und dem Kältemittel in der Wärmeabgabeeinheit durchzuführen und die Luft dem Fahrzeuginnenraum zuzuführen (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
Die vorstehend beschriebene Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung schaltet zwischen dem Kühlbetrieb und dem Heizbetrieb durch Einstellen des Ziels der Luft, die aus dem jeweils ersten Belüftungskanal und dem zweiten Belüftungskanal des Gerätekörpers ausströmt, auf entweder das Innere oder Äußere des Fahrzeuginnenraums um.
Zitierungsliste
Patentliteratur
PTL1: Japanische Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 2017-7627
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Die vorstehend beschriebene Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung führt jedoch die Luft, die dem Wärmeaustausch mit dem Kältemittel in der Wärmeabsorptionseinheit unterliegt, während des Heizbetriebs zum Äußeren des Fahrzeuginnenraums ab, und führt die Luft, die dem Wärmeaustausch mit dem Kältemittel in der Wärmeabgabeeinheit unterliegt, während des Kühlbetriebs zum Äußeren des Fahrzeuginnenraums ab. Daher kann die Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung keinen Entfeuchtungsbetrieb durchführen, um die Luft in der Wärmeabgabeeinheit nach Kühlen der Luft in der Wärmeabsorptionseinheit zu erwärmen, um den Feuchtigkeitsgehalt der Luft zu reduzieren, und anschließend die Luft dem Fahrzeuginnenraum zuzuführen.
Es ist daher ein Ziel der Erfindung, eine Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, den Fahrzeuginnenraum ohne Verwendung eines Kältemittelkreislaufs mit einer komplexen Ausgestaltung zu kühlen, zu heizen und zu entfeuchten.
Lösung des Problems
Um das Ziel zu erreichen, umfasst die Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung gemäß der Erfindung einen Kältemittelkreislauf, der eine Wärmeabgabeeinheit, die dazu konfiguriert ist, Wärme von einem Kältemittel abzugeben, und eine Wärmeabsorptionseinheit, die dazu konfiguriert ist, Wärme in das Kältemittel zu absorbieren, umfasst, und einen Gerätekörper, der einen ersten Belüftungskanal, in dem die Wärmeabsorptionseinheit angeordnet ist, und einen zweiten Belüftungskanal in dem die Wärmeabgabeeinheit angeordnet ist, umfasst. Die Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung kann einen Kühlbetrieb, um einen Wärmeaustausch zwischen in den ersten Belüftungskanal strömender Luft und dem Kältemittel in der Wärmeabsorptionseinheit durchzuführen und die Luft einem Fahrzeuginnenraum zuzuführen, und um einen Wärmeaustausch zwischen in den zweiten Belüftungskanal strömender Luft und dem Kältemittel in der Wärmeabgabeeinheit durchzuführen und die Luft aus dem Fahrzeuginnenraum abzuführen, und einen Heizbetrieb, um einen Wärmeaustausch zwischen der in den ersten Belüftungskanal strömenden Luft und dem Kältemittel in der Wärmeabsorptionseinheit durchzuführen und die Luft aus dem Fahrzeuginnenraum abzuführen, und um einen Wärmeaustausch zwischen der in den zweiten Belüftungskanal strömenden Luft und dem Kältemittel in der Wärmeabgabeeinheit durchzuführen und die Luft dem Fahrzeuginnenraum zuzuführen, durchführen. Der Gerätekörper umfasst einen Verbindungspfad, der dazu konfiguriert ist, eine Verbindung zwischen einem Teil des ersten Belüftungskanals stromabwärts der Wärmeabsorptionseinheit in einer Luftströmungsrichtung und einem Teil des zweiten Belüftungskanals stromaufwärts der Wärmeabgabeeinheit in der Luftströmungsrichtung zu ermöglichen. Der Verbindungspfad wird durch eine Verbindungspfad-Öffnungs- und Schließklappe geöffnet und geschlossen.
Auf diese Weise wird der Verbindungspfad geöffnet, und daher strömt die Luft, die durch den ersten Belüftungskanal geströmt ist und in der Wärmeabsorptionseinheit gekühlt wurde, um ihren Feuchtigkeitsgehalt zu reduzieren, über den Verbindungspfad in den zweiten Belüftungskanal und wird in der Wärmeabgabeeinheit erwärmt und wird dann dem Fahrzeuginnenraum zugeführt. Folglich ist es möglich, den Fahrzeuginnenraum zu entfeuchten.
Vorteilhafte Effekte
Gemäß der Erfindung ist es möglich, den Entfeuchtungsbetrieb durch Öffnen des Verbindungspfads durchzuführen, ohne dass Vorrichtungen, wie ein dezidierter Außenwärmetauscher, ein Magnetventil und ein Vier-Wege-Ventil, erforderlich sind, um den Kältemittelströmungspfad im Kältemittelkreislauf zu schalten. Somit ist es möglich, die Herstellkosten zu reduzieren und den Komfort des Fahrzeuginnenraums zu verbessern.
Figurenliste

1 veranschaulicht schematisch die Konfiguration einer Klimatisierungseinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die konfiguriert ist, einen Kühlbetrieb durchzuführen;
2 veranschaulicht schematisch die Konfiguration der Klimatisierungseinheit, die konfiguriert, einen Heizbetrieb durchzuführen;
3 veranschaulicht schematisch die Konfiguration der Klimatisierungseinheit, die konfiguriert ist, einen Kühl- und Entfeuchtungsbetrieb durchzuführen; und
4 veranschaulicht schematisch die Konfiguration der Klimatisierungseinheit, die konfiguriert ist, einen Heiz- und Entfeuchtungsbetrieb durchzuführen.

Beschreibung der Ausführungsformen
1 bis 4 veranschaulichen eine Ausführungsform der Erfindung.
Die Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist dazu konfiguriert, dass die Luft mit eingestellter Temperatur and Luftfeuchtigkeit zu einem Insassen geblasen wird, der jeweils auf einem mehrerer im Fahrzeuginnenraum angeordneter Sitze für Insassen sitzt.
Diese Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung umfasst eine Klimatisierungseinheit 10, die bei jedem der mehreren im Fahrzeuginnenraum angeordneten Sitze vorgesehen. Die Klimatisierungsvorrichtung 10 ist beispielsweise in dem unteren Teil eines Sitzes, der Decke des Fahrzeuginnenraums, der Türverkleidung und dem unteren Teil einer Armlehne im zentralen Teil des Fahrzeuginnenraums in der Breitenrichtung angeordnet. Die von der Klimatisierungseinheit dem Fahrzeuginnenraum zugeführte Luft bläst von Auslässen, die in der Rückenlehne und der Oberfläche des Sitzes, dem unteren Teil des Sitzes, der Decke des Fahrzeuginnenraums und einer B-Säule des Fahrzeugs vorgesehen sind.
Wie in 1 veranschaulicht, umfasst die Klimatisierungseinheit 10 einen Gerätekörper 20 und einen Kältemittelkreislauf 30, der in der Geräteeinheit 20 vorgesehen ist.
Ein erster Belüftungskanal 21 und ein zweiter Belüftungskanal 22, die sich parallel zueinander erstrecken, werden in dem Gerätekörper 20 gebildet. Ein Ende und das andere Ende sowohl des ersten Belüftungskanals 21 als auch des zweiten Belüftungskanals 22 stehen mit dem Inneren und dem Äußeren des Fahrzeuginnenraums in Verbindung. Der mittlere Teil des ersten Belüftungskanals 21 und der mittlere Teil des zweiten Belüftungskanals 22 stehen über einen Verbindungspfad 23 miteinander in Verbindung. Eine nachfolgend beschriebene Wärmeabsorptionseinheit 32, die mit dem Kältemittelkreislauf 30 verbunden ist, ist im ersten Belüftungskanal 21 an einer Endseite des Verbindungspfads 23 angeordnet. Eine nachfolgend beschriebene Wärmeabgabeeinheit 33, die mit dem Kältemittelkreislauf 30 verbunden ist, ist währenddessen im zweiten Belüftungskanal 22 an der anderen Endseite des Verbindungspfads 23 angeordnet.
Die Wärmeabsorptionseinheit 32 und die Wärmeabgabeeinheit 33 sind in einer Richtung, in der sich der erste Belüftungskanal 21 und der zweite Belüftungskanal 22 erstrecken, in unterschiedlichen Positionen angeordnet. Zudem sind die Wärmeabsorptionseinheit 32 und die Wärmeabgabeeinheit 33 derart angeordnet, dass ein Teil der Wärmeabsorptionseinheit 32 und ein Teil der Wärmeabgabeeinheit 33 in einer Richtung orthogonal zu der Richtung, in der sich der erste Belüftungskanal 21 und der zweite Belüftungskanal 22 erstrecken, miteinander in der Richtung, in der sich der erste Belüftungskanal 21 und der zweite Belüftungskanal 22 erstrecken, überlappen.
Ein erstes Gebläse 21a ist an einer Endseite des ersten Belüftungskanals 21 vorgesehen, um der Luft zu ermöglichen, von dem einen Ende zum anderen Ende des ersten Belüftungskanals 21 zu strömen. Eine erste Einströmklappe 21b ist stromaufwärts des ersten Gebläses 21a in der Luftströmungsrichtung an der einen Endseite des ersten Belüftungskanals 21 vorgesehen. Die erste Einströmklappe 21b ist dazu konfiguriert, zwischen dem Inneren und/oder Äußeren des Fahrzeuginnenraums, mit dem das eine Ende des ersten Belüftungskanals 21 in Verbindung steht, umzuschalten. Eine erste Ausströmklappe 21c ist an der anderen Endseite des ersten Belüftungskanals 21 vorgesehen. Die erste Ausströmklappe 21c ist dazu konfiguriert, zwischen dem Inneren und/oder Äußeren des Fahrzeuginnenraums, mit dem das andere Ende des ersten Belüftungskanals 21 in Verbindung steht, umzuschalten.
Ein zweites Gebläse 22a ist an der einen Endseite des zweiten Belüftungskanals 22 vorgesehen, um der Luft zu ermöglichen, von dem einen Ende zum anderen Ende des zweiten Belüftungskanals 22 zu strömen. Eine zweite Einströmklappe 22b ist stromaufwärts des zweiten Gebläses 22a in der Luftströmungsrichtung an der einen Endseite des zweiten Belüftungskanals 22 vorgesehen. Die zweite Einströmklappe 22b ist dazu konfiguriert, zwischen dem Inneren und/oder Äußeren des Fahrzeuginnenraums, mit dem das eine Ende des zweiten Belüftungskanals 22 in Verbindung steht, umzuschalten. Eine zweite Ausströmklappe 22, als ein stromabwärtiges Trennelement (Trennung des zweiten Belüftungskanals) ist an der anderen Endseite des zweiten Belüftungskanals 22 vorgesehen. Die zweite Ausströmklappe 22c ist dazu konfiguriert, zwischen dem Inneren und/oder Äußeren des Fahrzeuginnenraums, mit dem das andere Ende des zweiten Belüftungskanals 22 in Verbindung steht, umzuschalten. Die zweite Ausströmklappe 22c trennt einen Teil des zweiten Belüftungskanals 22 stromabwärts der Wärmeabgabeeinheit in einen Raum auf der Seite des ersten Belüftungskanals 22 und dem verbleibenden Raum, während der zweite Belüftungskanal 22 sowohl mit dem Inneren als auch mit dem Äußeren des Fahrzeuginnenraums in Verbindung steht. Zudem ist eine Strömungspfadtrennklappe 22d, als ein stromaufwärtiges Trennelement (Trennung des zweiten Belüftungskanals), im zweiten Belüftungskanal 22 vorgesehen, um einen Teil des zweiten Belüftungskanals 22 stromaufwärts der Wärmeabgabeeinheit in der Luftströmungsrichtung in die eine Endseite des zweiten Belüftungskanals 22 und die Seite des Verbindungspfads 23 zu trennen. Der zweite Belüftungskanal 22 wird durch die Strömungspfadtrennklappe 22d und die zweite Ausströmklappe 22d in einen Raum, der sich von dem einen Ende zu dem anderen Ende des zweiten Belüftungskanals 22 erstreckt, und einen Raum, der sich vom Verbindungspfad 23 zu dem anderen Ende des zweiten Belüftungskanals 22 erstreckt, getrennt. Der Raum, der sich von dem einen Ende zu dem anderen Ende des zweiten Belüftungskanals 22 erstreckt, steht mit dem Äußeren des Fahrzeuginnenraums in Verbindung. Der Raum, der sich vom Verbindungspfad 23 zu dem anderen Ende des zweiten Belüftungskanals 22 erstreckt, steht währenddessen mit dem Inneren des Fahrzeuginnenraums in Verbindung.
Eine Verbindungspfad-Öffnungs- und Schließklappe 23a, die dazu konfiguriert ist, den Verbindungspfad 23 zu öffnen und zu schließen, ist für den Verbindungspfad 23 vorgesehen. Die Verbindungspfad-Öffnungs- und Schließklappe 23a kann den Durchfluss der von dem ersten Belüftungskanal 21 zum zweiten Belüftungskanal 22 strömenden Luft durch Anpassen des Öffnungsgrads der Verbindungspfad-Öffnungs- und Schließklappe 23a anpassen. Wenn der Öffnungsgrad der Verbindungspfad-Öffnungs- und Schließklappe 23a vergrößert wird, nimmt das Verhältnis der offenen Fläche des Verbindungspfads 23 zu, und das Verhältnis der offenen Fläche der stromabwärtigen Seite des ersten Belüftungskanals 21 in der Luftströmungsrichtung wird verringert. Das heißt, wenn der Öffnungsgrad der Verbindungspfad-Öffnungs- und Schließklappe 23a 0 % ist, ist der Verbindungspfad 23 geschlossen und das Verhältnis der offenen Fläche der stromabwärtigen Seite des ersten Belüftungskanals 21 in der Luftströmungsrichtung ist maximiert. Wenn der Öffnungsgrad der Verbindungspfad-Öffnungs- und Schließklappe 23a 100 % ist, ist währenddessen das Verhältnis der offenen Fläche des Verbindungspfads 23 maximiert und die stromabwärtige Seite des ersten Belüftungskanals 21 in der Luftströmungsrichtung ist geschlossen.
Der Kältemittelkreislauf 30 umfasst: einen Kompressor 31, der dazu konfiguriert ist, ein angesaugtes Kältemittel zu verdichten und das Kältemittel abzuführen; die Wärmeabsorptionseinheit 32, die dazu konfiguriert ist, einen Wärmeaustausch zwischen der durch den ersten Belüftungskanal 21 strömenden Luft und dem Kältemittel durchzuführen; die Wärmeabgabeeinheit 33, die dazu konfiguriert ist, einen Wärmeaustausch zwischen der durch den zweiten Belüftungskanal 22 strömenden Luft und dem Kältemittel durchzuführen; und ein Expansionsventil 34.
Um im Hinblick auf den Kältemittelkreislauf 30 genauer zu sein, ist die Eingangsseite der Wärmeabgabeeinheit 33, in die das Kältemittel strömt, mit der Zufuhrseite des Kompressors, von der das Kältemittel abgeführt wird, verbunden. Die Eingangsseite der Wärmeabsorptionseinheit 32, in die das Kältemittel strömt, ist mit der Ausgangsseite der Wärmeabgabeeinheit 33, aus der das Kältemittel abgeführt wird, über das Expansionsventil 34 verbunden. Die Ansaugseite des Kompressors 31, in den das Kältemittel gesaugt wird, ist mit der Ausgangsseite der Wärmeabsorptionseinheit 32, von der das Kältemittel abgeführt wird, verbunden.
In der wie vorstehen beschrieben konfigurierten Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung führt die Klimatisierungseinheit 10 den Kühlbetrieb, den Heizbetrieb, den Kühl- und Entfeuchtungsbetrieb und den Heiz- und Entfeuchtungsbetrieb basierend auf der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit des Fahrzeuginnenraums durch, die durch Sensoren detektiert werden, oder basierend auf dem Einstellvorgang durch einen Insassen. Für den Kühlbetrieb, den Heizbetrieb, den Kühl- und Entfeuchtungsbetrieb und den Heiz- und Entfeuchtungsbetrieb werden jeweils das erste Gebläse 21a, das zweite Gebläse 22a und der Kompressor 31 angesteuert.
Für den Kühlbetrieb, den Heizbetrieb, den Kühl- und Entfeuchtungsbetrieb und den Heiz- und Entfeuchtungsbetrieb strömt jeweils das von dem Kompressor 31 abgeführte Kältemittel in der angegebenen Reihenfolge durch die Wärmeabgabeeinheit 33, das Expansionsventil 34 und die Wärmeabsorptionseinheit 32 und wird im Kältemittelkreislauf 30 in den Kompressor 31 gesaugt.
Auf diese Weise wird das durch den Kältemittelkreislauf 30 zirkulierende Kältemittel einem Wärmeaustausch mit der durch den zweiten Belüftungskanal 22 strömenden Luft unterzogen und gibt somit die Wärme in der Wärmeabgabeeinheit 33 ab, und wird einem Wärmeaustausch mit der durch den ersten Belüftungskanal 21 strömenden Luft unterzogen und absorbiert somit die Wärme in der Wärmeabsorptionseinheit 32.
Für den Kühlbetrieb ermöglicht die erste Einströmklappe 21b dem einen Ende des ersten Belüftungskanals 21, mit dem Inneren und/oder Äußeren des Fahrzeuginnenraums in Verbindung zu stehen (1 veranschaulicht hier die Verbindung mit dem Inneren des Fahrzeuginnenraums), und die erste Ausströmklappe 21c ermöglicht dem anderen Ende des ersten Belüftungskanals 21, mit dem Inneren des Fahrzeuginnenraums in Verbindung zu stehen. Die zweite Einströmklappe 22b ermöglicht währenddessen dem einen Ende des zweiten Belüftungskanals 22, mit dem Äußeren des Fahrzeuginnenraums in Verbindung zu stehen, und die zweite Ausströmklappe 22c ermöglicht dem anderen Ende des zweiten Belüftungskanals 22, mit dem Äußeren des Fahrzeuginnenraums in Verbindung zu stehen. Außerdem ist die Strömungspfadtrennklappe 22d angeordnet, den zweiten Belüftungskanals 22 nicht in die eine Endseite des zweiten Belüftungskanals 22 und die Seite des Verbindungspfads 23 zu trennen. Der Verbindungspfad 23 ist durch die Verbindungspfad-Öffnungs- und Schließklappe 23a geschlossen.
Auf diese Weise wird die Luft, die von dem Inneren und/oder Äußeren des Fahrzeuginnenraums in das eine Ende des ersten Belüftungskanals 21 strömt, in der Wärmeabsorptionseinheit 32 einem Wärmeaustausch mit dem Kältemittel unterzogen und somit gekühlt und wird von dem anderen Ende des ersten Belüftungskanals 21 dem Fahrzeuginnenraum zugeführt. Währenddessen wird die Luft, die vom Äußeren des Fahrzeuginnenraums in das eine Ende des zweiten Belüftungskanals 22 strömt, in der Wärmeabgabeeinheit 33 einem Wärmeaustausch mit dem Kältemittel unterzogen und somit erwärmt und wird von dem anderen Ende des zweiten Belüftungskanals 22 zum Äußeren des Fahrzeuginnenraums abgeführt. Wenn die Luft dem Fahrzeuginnenraum zugeführt wird, wird hier die Temperatur der in den Fahrzeuginnenraum geblasenen Luft auf eine Soll-Lufteinblastemperatur durch Steuern beispielsweise der Drehzahl des Kompressors 31, der Drehzahl der Gebläse 21a und 22a und des Öffnungsgrads des Expansionsventils 34 gesteuert.
Für den Heizbetrieb ermöglicht die erste Einströmklappe 21b dem einen Ende des ersten Belüftungskanals 21, mit dem Äußeren des Fahrzeuginnenraums in Verbindung zu stehen, und die erste Ausströmklappe 21c ermöglicht dem anderen Ende des ersten Belüftungskanals 21, mit dem Äußeren des Fahrzeuginnenraums in Verbindung zu stehen. Währenddessen ermöglicht die zweite Einströmklappe 22b dem einen Ende des zweiten Belüftungskanals 22, mit dem Inneren und/oder Äußeren des Fahrzeuginnenraums in Verbindung zu stehen (2 veranschaulicht hier die Verbindung mit dem Inneren des Fahrzeuginnenraums), und die zweite Ausströmklappe 22c ermöglicht dem anderen Ende des zweiten Belüftungskanals 22, mit dem Inneren des Fahrzeuginnenraums in Verbindung zu stehen. Zudem ist die Strömungspfadtrennklappe 22d angeordnet, den zweiten Belüftungskanals 22 nicht in die eine Endseite des zweiten Belüftungskanals 22 und die Seite des Verbindungspfads 23 zu trennen. Der Verbindungspfad 23 ist durch die Verbindungspfad-Öffnungs- und Schließklappe 23a geschlossen.
Auf diese Weise wird die Luft, die vom Äußeren des Fahrzeuginnenraums in das eine Ende des ersten Belüftungskanals 21 strömt, in der Wärmeabsorptionseinheit 32 einem Wärmeaustausch mit dem Kältemittel unterzogen und daher gekühlt und wird anschließend von dem anderen Ende des ersten Belüftungskanals 21 zum Äußeren des Fahrzeuginnenraums abgeführt. Währenddessen wird die Luft, die vom Inneren und/oder Äußeren des Fahrzeuginnenraums in das eine Ende des zweiten Belüftungskanals 22 strömt, in der Wärmeabgabeeinheit 33 einem Wärmeaustausch mit dem Kältemittel unterzogen und somit erwärmt und wird dann vom anderen Ende des zweiten Belüftungskanals 22 dem Fahrzeuginnenraum zugeführt. Wenn die Luft dem Fahrzeuginnenraum zugeführt wird, wird hier die Temperatur der in den Fahrzeuginnenraum geblasenen Luft auf eine Soll-Lufteinblastemperatur durch Steuern beispielsweise der Drehzahl des Kompressors 31, der Drehzahl der Gebläse 21a und 22a und des Öffnungsgrads des Expansionsventils 34 gesteuert.
Für den Kühl- und Entfeuchtungsbetrieb ermöglicht die erste Einströmklappe 21b dem einen Ende des ersten Belüftungskanals 21, mit dem Inneren und/oder Äußeren des Fahrzeuginnenraums in Verbindung zu stehen (3 veranschaulicht hier die Verbindung mit dem Inneren des Fahrzeuginnenraums), und die Verbindungspfad-Öffnungs- und Schließklappe 23a schließt das andere Ende des ersten Belüftungskanals 21. Währenddessen ermöglicht die zweite Einströmklappe 22b dem einen Ende des zweiten Belüftungskanals 22, mit dem Äußeren des Fahrzeuginnenraums in Verbindung zu stehen, und die zweite Ausströmklappe 22c ermöglicht dem anderen Ende des zweiten Belüftungskanals 22, mit dem Inneren und dem Äußeren des Fahrzeuginnenraums in Verbindung zu stehen. Außerdem ist die Strömungspfadtrennklappe 22d angeordnet, um den zweiten Belüftungskanal 22 in die eine Endseite des zweiten Belüftungskanals 22 und die Seite des Verbindungspfads 23 zu trennen. Der Verbindungspfad 23 ist durch die Verbindungspfad-Öffnungs- und Schließklappe 23a vollständig geöffnet.
Auf diese Weise wird die Luft, die vom Inneren und/oder Äußeren des Fahrzeuginnenraums in das eine Ende des ersten Belüftungskanals 21 strömt, in der Wärmeabsorptionseinheit 32 einem Wärmeaustausch mit dem Kältemittel unterzogen und wird somit gekühlt, um ihren Feuchtigkeitsgehalt zu reduzieren, und strömt anschließend über den Verbindungspfad 23 in den zweiten Belüftungskanal 22. Währenddessen wird die Luft, die vom Äußeren des Fahrzeuginnenraums in das eine Ende des zweiten Belüftungskanals 22 strömt, in der Wärmeabgabeeinheit 33 einem Wärmeaustausch mit dem Kältemittel unterzogen und wird somit erwärmt und wird anschließend von dem anderen Ende des zweiten Belüftungskanals 22 zum Äußeren des Fahrzeuginnenraums abgeführt. Darüber hinaus wird die Luft, die über den Verbindungspfad 23 in den zweiten Belüftungskanal 22 strömt, in der Wärmeabgabeeinheit 33 erwärmt und von dem anderen Ende des zweiten Belüftungskanals 22 dem Fahrzeuginnenraum zugeführt. Die dem Fahrzeuginnenraum zugeführte Luft wird auf eine Soll-Lufteinblastemperatur durch die zweite Ausströmklappe 22c durch Anpassen des Mischungsverhältnisses der Luft, die von dem einen Ende des zweiten Belüftungskanals 22 strömt, zur Luft, die von dem einen Ende des ersten Belüftungskanals 21 in den zweiten Belüftungskanals 22 strömt, gesteuert.
Für den Heiz- und Entfeuchtungsbetrieb ermöglicht die erste Einströmklappe 21b dem einen Ende des ersten Belüftungskanals 21, mit dem Äußeren des Fahrzeuginnenraums in Verbindung zu stehen, und die erste Ausströmklappe 21c ermöglicht dem anderen Ende des ersten Belüftungskanals 21, mit dem Äußeren des Fahrzeuginnenraums in Verbindung zu stehen. Währenddessen ermöglicht die zweite Einströmklappe 22b dem einen Ende des zweiten Belüftungskanals 22, mit dem Inneren und/oder Äußeren des Fahrzeuginnenraums in Verbindung zu stehen (4 veranschaulicht hier die Verbindung mit dem Inneren des Fahrzeuginnenraums), und die zweite Ausströmklappe 22c ermöglicht dem anderen Ende des zweiten Belüftungskanals 22, mit dem Inneren des Fahrzeuginnenraums in Verbindung zu stehen. Zudem ist die Strömungspfadtrennklappe 22d angeordnet, um den zweiten Belüftungskanal 22 in die eine Endseite des zweiten Belüftungskanals 22 und die Seite des Verbindungspfads 23 zu trennen. Der Verbindungspfad 23 ist durch die Verbindungspfad-Öffnungs- und Schließklappe 23a bei einem vorbestimmten Öffnungsgrad geöffnet.
Auf diese Weise wird die Luft, die vom Äußeren des Fahrzeuginnenraums in das eine Ende des ersten Belüftungskanals 21 strömt, in der Wärmeabsorptionseinheit 32 einem Wärmeaustausch mit dem Kältemittel unterzogen und daher gekühlt, um ihren Feuchtigkeitsgehalt zu reduzieren, und ein Teil der Luft wird von dem anderen Ende des ersten Belüftungskanals 21 zum Äußeren des Fahrzeuginnenraums abgeführt, und die verbleibende Luft strömt über den Verbindungspfad 23 in den zweiten Belüftungskanal 22. Währenddessen wird die Luft, die vom Inneren und/oder Äußeren des Fahrzeuginnenraums in das eine Ende des zweiten Belüftungskanals 22 strömt, in der Wärmeabgabeeinheit 33 einem Wärmeaustausch mit dem Kältemittel unterzogen und daher erwärmt und wird dann dem Fahrzeuginnenraum vom anderen Ende des zweiten Belüftungskanals 22 zugeführt. Darüber hinaus wird die Luft, die über den Verbindungspfad 23 in den zweiten Belüftungskanal 22 strömt und in der Wärmeabsorptionseinheit 32 gekühlt wird, um ihren Feuchtigkeitsgehalt zu reduzieren, in der Wärmeabgabeeinheit 33 erwärmt und anschließend dem Fahrzeuginnenraum vom anderen Ende des zweiten Belüftungskanals 22 zugeführt. Die dem Fahrzeuginnenraum zugeführte Luft wird auf eine Soll-Lufteinblastemperatur durch die Strömungspfadtrennklappe 22d durch Anpassen des Mischungsverhältnisses der Luft, die von dem Verbindungspfad 23 in den zweiten Belüftungskanal 22 strömt, zur Luft, die von dem einen Ende des zweiten Belüftungskanals 22 strömt, gesteuert.
In der Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie vorstehen beschrieben, ist der Verbindungspfad 23 dazu ausgebildet, eine Verbindung zwischen dem Teil des ersten Belüftungskanals 21 stromabwärts der Wärmeabsorptionseinheit 32 in der Luftströmungsrichtung und dem Teil des zweiten Belüftungskanals 22 stromaufwärts der Wärmeabgabeeinheit 33 in der Luftströmungsrichtung zu ermöglichen, und der Verbindungspfad 23 wird durch die Verbindungspfad-Öffnungs- und Schließklappe 23a geöffnet und geschlossen.
Auf diese Weise ist es möglich, den Entfeuchtungsbetrieb durch Öffnen des Verbindungspfads 23 durchzuführen, ohne dass Vorrichtungen, wie ein dezidierter Außenwärmetauscher und ein Magnetventil und ein Vier-Wege-Ventil, erforderlich sind, um den Kältemittelströmungspfad im Kältemittelkreislauf zu schalten. Daher ist es möglich, die Herstellkosten zu reduzieren und den Komfort des Fahrzeuginnenraums zu verbessern.
Außerdem kann die Verbindungspfad-Öffnungs- und Schließklappe 23a das Verhältnis der Luft, die über den Verbindungspfad 23 vom ersten Belüftungskanal 21 in den zweiten Belüftungskanal 22 strömt, zu der Luft, die durch den ersten Belüftungskanal 21 strömt, anpassen.
Auf diese Weise ist es möglich, die Entfeuchtungsleistung der Klimatisierungseinheit 10 anzupassen und somit eine erforderliche Entfeuchtungsleistung zu erbringen.
Wenn die Verbindungspfad-Öffnungs- und Schließklappe 23a eingestellt ist, um das Verhältnis der Luft, die über den Verbindungspfad 23 vom ersten Belüftungskanal 21 in den zweiten Belüftungskanal 22 strömt, zu maximieren, schließt die Verbindungspfad-Öffnungs- und Schließklappe 23a die stromabwärtige Seite des ersten Belüftungskanals 21.
Auf diese Weise ist es möglich, die stromabwärtige Seite des ersten Belüftungskanals 21 durch die Verbindungspfad-Öffnungs- und Schließklappe 23a zu schließen, ohne dass ein dezidiertes Element separat erforderlich ist, um die stromabwärtige Seite des ersten Belüftungskanals 21 zu schließen. Somit ist es möglich, eine Zunahme der Größe der Vorrichtung zu verhindern und die Herstellkosten zu reduzieren.
Zudem sind die Strömungspfadtrennklappe 22d und die zweite Ausströmklappe 22c vorgesehen, um den zweiten Belüftungskanal 22 in den Raum, der sich von dem einen Ende zu dem anderen Ende des zweiten Belüftungskanals 22 erstreckt und mit dem Äußeren des Fahrzeuginnenraums in Verbindung steht, und den Raum, der sich von dem Verbindungspfad 23 zu dem anderen Ende des zweiten Belüftungskanals 22 erstreckt und mit dem Inneren des Fahrzeuginnenraums in Verbindung steht, zu trennen.
Auf diese Weise werden die Luft, die von dem einen Ende des zweiten Belüftungskanals 22 in den zweiten Belüftungskanal 22 strömt, und die Luft, die über den Verbindungspfad 23 in den zweiten Belüftungskanal 22 strömt, nicht vermischt und können aus dem zweiten Belüftungskanal 22 ausströmen. Daher kann die an das Äußere des Fahrzeuginnenraums abzuführende Wärme während des Kühl- und Entfeuchtungsbetriebs sicher an die an das Äußere des Fahrzeuginnenraums abzuführende Luft abgegeben werden.
Darüber hinaus wird der zweite Belüftungskanal 22 durch die Strömungspfadtrennklappe 22d und die zweite Ausströmklappe 22c abgetrennt. Die Strömungspfadtrennklappe 22d trennt den Teil des zweiten Belüftungskanals 22 stromaufwärts der Wärmeabgabeeinheit 33 in der Luftströmungsrichtung in die eine Endseite des zweiten Belüftungskanals 22 und die Seite des Verbindungspfads 23. Die zweite Ausströmklappe 22c trennt den Teil des zweiten Belüftungskanals 22 stromabwärts der Wärmeabgabeeinheit 33 in der Luftströmungsrichtung an dem anderen Ende des zweiten Belüftungskanals 22 in einen Teil, der zum Äußeren des Fahrzeuginnenraums führt, und einen Teil, der zum Inneren des Fahrzeuginnenraums führt.
Auf diese Weise können die Luft, die dem Fahrzeuginnenraum nach einer Erwärmung zuzuführen ist, und die Luft, die aus dem Fahrzeuginnenraum abzuführen ist, nachdem die Wärme an das Kältemittel abgegeben wurde, einem Wärmeaustausch mit dem Kältemittel in der einzelnen Wärmeabgabeeinheit 33 unterzogen werden. Daher ist es möglich, eine Zunahme der Größe der Vorrichtung zu verhindern und die Herstellkosten zu reduzieren.
Darüber hinaus kann die zweite Ausströmklappe 22c den Zustand des Teils des zweiten Belüftungskanals 22 stromabwärts der Wärmeabgabeeinheit 33 in der Luftströmungsrichtung umschalten zwischen: dem Zustand, um den Teil des zweiten Belüftungskanals 22 stromabwärts der Wärmeabgabeeinheit 33 in der Luftströmungsrichtung an dem anderen Ende des zweiten Belüftungskanals 22 in den Teil, der zum Äußeren des Fahrzeuginnenraums führt, und den Teil, der zum Inneren des Fahrzeuginnenraums führt, zu trennen; einem Zustand, um es dem anderen Ende zu ermöglichen, mit dem Inneren des Fahrzeuginnenraums in Verbindung zu stehen, aber das andere Ende in einer Verbindung mit dem Äußeren des Fahrzeuginnenraums beschränkt; und einem Zustand, um dem anderen Ende zu ermöglichen, mit dem Äußeren des Fahrzeuginnenraums in Verbindung zu stehen, aber das andere Ende in einer Verbindung mit dem Inneren des Fahrzeuginnenraums beschränkt.
Auf diese Weise kann die zweite Ausströmklappe 22c zwischen den drei Zuständen der stromabwärtigen Seite des zweiten Belüftungskanals 22 in der Luftströmungsrichtung schalten, ohne ein dezidiertes Element für jeden der Zustände zu verwenden, und daher ist es möglich, eine Zunahme der Größe der Vorrichtung zu verhindern und die Herstellkosten zu reduzieren.
Zudem sind die Wärmeabsorptionseinheit 32 und die Wärmeabgabeeinheit 33 in den voneinander unterschiedlichen Positionen in der Richtung, in der sich der ersten Belüftungskanal 21 und der zweite Belüftungskanal erstrecken, angeordnet. Ein Teil des ersten Belüftungskanals 21 und eine Teil des zweiten Belüftungskanals 22 überlappen in der orthogonalen Richtung zu der Richtung, in der sich der erste Belüftungskanal 21 und der zweite Belüftungskanal 22 erstrecken, in der Richtung, in der sich der erste Belüftungskanal 21 und der zweite Belüftungskanal 22 erstrecken, miteinander.
Auf diese Weise ist es möglich, die Abmessung in der Richtung, in der der erste Belüftungskanal 21 und der zweiten Belüftungskanal 22 angeordnet sind, zu reduzieren, und somit eine Zunahme der Größe des Gerätekörpers 20 zu verhindern.
Mit der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist hier eine Klimatisierungseinheit 10 für jeden der mehreren Sitze, die in dem Fahrzeuginnenraum angeordnet sind, vorgesehen. Dies ist jedoch auf keine Weise einschränkend, sondern die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit des Fahrzeuginnenraums können durch eine Klimatisierungseinheit angepasst werden.
Mit der vorstehend beschriebenen Ausführungsform passt zudem die Klimatisierungsvorrichtung 10 für jeden der mehreren im Fahrzeuginnenraum angeordneten Sitze die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit um die Insassen an. Dies ist jedoch in keiner Weise einschränkend. Beispielsweise können die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit des Fahrzeuginnenraums durch Kombination einer konventionellen Klimatisierungsvorrichtung, die über einen Teil des Fahrzeuginnenraums vor dem Armaturenbrett und dem Motorraum vorgesehen ist, und der Klimatisierungsvorrichtung gemäß der Erfindung angepasst werden.
Bezugszeichenliste

10: Klimatisierungseinheit,
20: Gerätekörper,
21: erster Belüftungskanal,
22: zweiter Belüftungskanal,
22c: zweite Ausströmklappe,
22d: Strömungspfadtrennklappe,
23 Verbindungspfad, 23a Verbindungspfad-Öffnungs- und Schließklappe, 30: Kältemittelkreislauf,
32: Wärmeabsorptionseinheit,
33: Wärmeabgabeeinheit

Claims

Eine Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung, umfassend: einen Kältemittelkreislauf (30), der eine Wärmeabgabeeinheit (33), die dazu konfiguriert ist, Wärme von einem Kältemittel abzugeben, und eine Wärmeabsorptionseinheit (32), die dazu konfiguriert ist, Wärme in das Kältemittel zu absorbieren, umfasst; und einen Gerätekörper (20), der einen ersten Belüftungskanal (21), in dem die Wärmeabsorptionseinheit (32) angeordnet ist, und einen zweiten Belüftungskanal (22) in dem die Wärmeabgabeeinheit (33) angeordnet ist, umfasst, wobei die Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung in der Lage ist, durchzuführen: einen Kühlbetrieb, um einen Wärmeaustausch zwischen in den ersten Belüftungskanal (21) strömender Luft und dem Kältemittel in der Wärmeabsorptionseinheit (32) durchzuführen und die Luft einem Fahrzeuginnenraum zuzuführen, und um einen Wärmeaustausch zwischen in den zweiten Belüftungskanal (22) strömender Luft und dem Kältemittel in der Wärmeabgabeeinheit (33) durchzuführen und die Luft aus dem Fahrzeuginnenraum abzuführen; und einen Heizbetrieb, um einen Wärmeaustausch zwischen der in den ersten Belüftungskanal (21) strömenden Luft und dem Kältemittel in der Wärmeabsorptionseinheit (32) durchzuführen und die Luft aus dem Fahrzeuginnenraum abzuführen, und um einen Wärmeaustausch zwischen der in den zweiten Belüftungskanal (22) strömenden Luft und dem Kältemittel in der Wärmeabgabeeinheit (33) durchzuführen und die Luft dem Fahrzeuginnenraum zuzuführen, wobei der Gerätekörper (20) einen Verbindungspfad (23) umfasst, der dazu konfiguriert ist, eine Verbindung zwischen einem Teil des ersten Belüftungskanals (21) stromabwärts der Wärmeabsorptionseinheit (32) in einer Luftströmungsrichtung und einem Teil des zweiten Belüftungskanals (22) stromaufwärts der Wärmeabgabeeinheit (33) in der Luftströmungsrichtung zu ermöglichen, und der Verbindungspfad (23) durch eine Verbindungspfad-Öffnungs- und Schließklappe (23a) geöffnet und geschlossen wird.
Die Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verbindungspfad-Öffnungs- und Schließklappe (23a) ein Verhältnis der aus dem ersten Belüftungskanal (21) über den Verbindungspfad (23) in den zweiten Belüftungskanal (22) strömenden Luft zu der durch den ersten Belüftungskanal (21) strömenden Luft anpassen kann.
Die Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Verbindungspfad-Öffnungs- und Schließklappe (23a) eine stromabwärtige Seite des ersten Belüftungskanals (21) schließt, wenn die Verbindungspfad-Öffnungs- und Schließklappe (23a) eingestellt ist, um das Verhältnis der aus dem ersten Belüftungskanal (21) über den Verbindungspfad (23) in den zweiten Belüftungskanal (22) strömenden Luft zu maximieren.
Die Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter umfassend eine Trennung des zweiten Belüftungskanals, die dazu konfiguriert ist, den zweiten Belüftungskanal (22) in einen Raum, der sich von einem Lufteinströmende zu einem Luftausströmende des zweiten Belüftungskanals (22) erstreckt und mit einem Äußeren des Fahrzeuginnenraums in Verbindung steht, und einen Raum, der sich von dem Verbindungspfad (23) zum Luftausströmende erstreckt und mit einem Inneren des Fahrzeuginnenraums in Verbindung steht, zu trennen.
Die Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Trennung des zweiten Belüftungskanals umfasst: ein stromaufwärtiges Trennelement (22d), das dazu konfiguriert ist, den Teil des zweiten Belüftungskanals (22) stromaufwärts der Wärmeabgabeeinheit (33) in der Luftströmungsrichtung in die Seite des Lufteinströmendes und die Seite der Verbindungspfads (23) zu trennen; und ein stromabwärtiges Trennelement (22c), das dazu konfiguriert ist, einen Teil des zweiten Belüftungskanals (22) stromabwärts der Wärmeabgabeeinheit (33) in der Luftströmungsrichtung in einen zum Äußeren des Fahrzeuginnenraums führenden Teil und einen zum Inneren des Fahrzeuginnenraums führenden Teil am Luftausströmende zu trennen.
Die Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei das stromabwärtige Trennelement (22c) einen Zustand des Teils des zweiten Belüftungskanals (22) stromabwärts der Wärmeabgabeeinheit (33) in der Luftströmungsrichtung umschalten kann zwischen: einem Zustand, um den Teil des zweiten Belüftungskanals (22) stromabwärts der Wärmeabgabeeinheit (33) in der Luftströmungsrichtung in den zum Äußeren des Fahrzeuginnenraums führenden Teil und den zum Inneren des Fahrzeuginnenraum führenden Teil am Luftausströmende zu trennen; einem Zustand, um dem Luftausströmende zu ermöglichen, mit dem Inneren des Fahrzeuginnenraums in Verbindung zu stehen, aber das Luftausströmende in einer Verbindung mit dem Äußeren des Fahrzeuginnenraums beschränkt; und einem Zustand, um dem Luftausströmende zu ermöglichen, mit dem Äußeren des Fahrzeuginnenraums in Verbindung zu stehen, aber das Luftausströmende in einer Verbindung mit dem Inneren des Fahrzeuginnenraums beschränkt.
Die Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei: die Wärmeabsorptionseinheit (32) und die Wärmeabgabeeinheit (33) in einer Richtung, in die sich der erste Belüftungskanal (21) und der zweite Belüftungskanal (22) erstrecken, in voneinander unterschiedlichen Positionen angeordnet sind; und ein Teil der Wärmeabsorptionseinheit (32) und ein Teil der Wärmeabgabeeinheit (33) in einer zu der Richtung, in der sich der erste Belüftungskanal (21) und der zweite Belüftungskanal (22) erstrecken, orthogonalen Richtung in der Richtung, in der sich der erste Belüftungskanal (21) und der zweite Belüftungskanal (22) erstrecken, miteinander überlappen.