DE60204976T2

DE60204976T2 - Klimaanlagenkältemittel verwendendes fahrzeugkühlsystem

Info

Publication number: DE60204976T2
Application number: DE60204976T
Authority: DE
Inventors: Tomoyuki Hanada
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-10-30
Filing date: 2002-10-02
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2022-10-03
Also published as: EP1439972A1; JP3659213B2; WO2003037666A1; DE60204976D1; US6938431B2; US20050097917A1; JP2003127648A; EP1439972B1; CN1239335C; KR100506032B1; CN1489529A; KR20040018252A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlsystem für ein Fahrzeug entsprechend des Oberbegriffteiles des unabhängigen Anspruchs 1 und ein Kühlverfahren für eine Einheit, die in das Fahrzeug eingebracht ist.
JP 4 116660 U zeigt ein Kraftstoffkühlsystem, das Klimaanlagen-Kältemittel verendet, um den Kraftstofftemperaturanstieg zu unterdrücken.
JP 11-337193 A zeigt ein Kühlsystem für einen Motor oder einen Inverter, die ein Klimaanlagen-Kältemittel verwenden.
Die Energieerzeugungseinheit eines Fahrzeuges, z. B. einer Brennkraftmaschine (ICE), wird durch ein Kühlmittel, dessen Temperatur genügend höher als die Außenlufttemperatur ist, ausreichend gekühlt. Ein Kältemittel ist niemals für das Kühlen der Einheit verwendet worden.
Die Brennstoffzelle wird ebenfalls durch ein Kühlmittel gekühlt, und ist nicht für ein direktes Kühlen durch ein Kältemittel geeignet. Für einige Brennstoffzellen können die Kältemittelleitungen nicht innerhalb installiert werden.
Ein Kühler wird in derselben Weise wie die eines ICE-angetriebenen Fahrzeuges verwendet, um die Wärme in das Kühlmittel der Brennstoffzelle abzuleiten. Die erforderliche Kühlkapazität des Kühlers während des Hochleistungsbetriebes ist ungefähr gleich zu der des ICE-Kühlers. Für einen stabilen Betrieb wird gefordert, dass das Kühlmittel der Brennstoffzelle in der Temperatur niedriger als die der ICE gehalten wird. Wegen des kleineren Temperaturunterschiedes zwischen dem Kühlmittel und der Außenluft muss der Kühler für die Zelle eine größere Kontaktfläche mit der Außenluft als der ICE-Kühler haben, um die erforderliche Kühlkapazität zu haben, was zu einer Größe des Kühlers führt, die die zulässige Grenze für das zusammenbauen des Fahrzeuges überschreitet, andererseits wird die Ausgangsleistung des Fahrzeuges geopfert, um die Wärmeerzeugung gering zu halten.
Aus der DE 38 19 647 A ist ein Kühlsystem, wie oben angezeigt, bekannt.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein Kühlsystem für ein Fahrzeug, wie oben angezeigt, und ein Verfahren für das Kühlen einer Einheit, eingebracht in ein Fahrzeug, zu schaffen, um die Kühlkapazität zu verbessern.
Die Aufgabe wird entsprechend der vorliegenden Erfindung durch ein Kühlsystem für ein Fahrzeug mit einem Kühlmittelkreislauf zum Zirkulieren des Kühlmittels gelöst, um eine Einheit, die in das Fahrzeug eingebracht ist, zu kühlen; und durch einen Wärmetauscher, verbunden mit den Kühlmittel- und den Kältemittelkreisläufen, und mit einem Speichermedium versehen, um Kühle des Kältemittels zu speichern, wobei der Wärmetauscher den Wärmetausch zwischen dem Kühlmittel und dem Speichermedium und zwischen dem Kühlmittel und dem Kältemittel ausführt, wobei der Kältemittelkreislauf vorgesehen ist, das Kältemittel für eine Klimaanlage des Fahrzeuges zu zirkulieren.
Die Aufgabe wird außerdem entsprechend der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 14 und 19 gelöst.
Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen niedergelegt.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung in größerer Ausführlichkeit mittels mehrerer Ausführungsbeispiele derselben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert, wobei:
1 ein schematisches Diagramm ist, das eine Gesamtkonfiguration eines Fahrzeugkühlsystems entsprechend eines ersten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ein schematisches Diagramm ist, das einen Wärmetauscher zeigt und einen Fluss des Kältemittels und des Kühlmittels in dem Fahrzeugkühlsystem der 1 zeigt.
3 ein Ablaufdiagramm ist, das einen Betrieb des Fahrzeugkühlsystems der 1 zeigt.
4 ein Diagramm der Kühlwassertemperatur ist, die eine Erhöhungsrate der Kühlwassertemperatur erläutert.
5 ein Diagramm einer durchschnittlichen Brennstoffzellenausgangsleistung pro Zeiteinheit ist, die eine Erhöhungsrate der durchschnittlichen Brennstoffzellenausgangsleistung erläutert.
6 ein schematisches Diagramm ist, das einen Wärmetauscher und einen Fluss von Kältemittel und Kühlmittel in einem Fahrzeugkühlsystem entsprechend eines zweiten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 ein Ablaufdiagramm eines Betriebes des Fahrzeugkühlsystems der 6 zeigt.
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend in Bezug auf die Zeichnungen erläutert, wobei gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet werden.
Wie in der 1 gezeigt, ist ein Brennstoffzelle 1 als eine Einheit, die in das Fahrzeug eingebracht ist, mit einem Kühler 3 durch die Leitungen 5 und 7 verbunden.
Die Leitung 5 hat eine darin installierte Wasserpumpe 9 und das Kühlwasser, als das Kühlmittel, das davon abgegeben wird, strömt durch den Kühler 3. Die Leitung 7 hat ein darin installiertes Kühlleitungs-Schaltventil 11, das mit einer unteren Seite in der Zeichnung eines Wärmetauschers 15 durch eine Leitung 13 verbunden ist. Die Leitung 7 zwischen dem Kühlleitungs-Schaltventil 11 und der Brennstoffzelle 1 ist mit einer oberen Seite in der Zeichnung des Wärmetauschers 15 durch eine Leitung 17 verbunden.
Die Leitungen 13 und 17 bilden einen Kühlmittel-Bypass 19. Die Leitungen 5 und 7 und der Kühlmittel-Bypass 19 bilden einen Kühlmittelkreislauf 21 eines Kühlsystems für die Brennstoffzelle 1. Durch das Betätigen des Kühlleitungs-Schaltventils 11 wird Kühlwasser, abgegeben von dem Kühler 3, zwischen einem Fließzustand durch den Kühlmittel-Bypass 19 und dem Wärmetauscher 15 der Brennstoffzelle 1, und einem Fließzustand nicht durch den Kühlmittel-Bypass 19, sondern direkt von dem Kühlleitungs-Schaltventil 11 in die Brennstoffzelle 1 geschaltet. Dies ermöglicht das Steuern einer Temperatur des Kühlwassers in Abhängigkeit von einer Temperatur Situation der Brennstoffzelle 1, wodurch die Temperatur des Kühlwassers stabilisiert wird.
Wie in der 2 gezeigt, enthält der Wärmetauscher 15 einen Kühlmittelbereich 23, mit dem die Leitungen 13 und 17 verbunden sind. Ein Speichermedium 25 ist auf der linken Seite in der Zeichnung des Kühlmittelbereiches 23 angeordnet und, auf der rechten Seite, ist ein erster Kältemittelbereich 27 angeordnet, in den Kältemittel, das für eine Klimaanlage, die als ein Kühlkörper verwendet wird, was später beschrieben wird, hineinströmt. Ein zweiter Kältemittelbereich 29 ist auf einer Seite des Speichermediums 25, dem Kühlmittel Bereich 23 gegenüberliegend, angeordnet. Bei dem Wärmetauscher 15 kann der Wärmeaustausch zwischen dem Kühlwasser des Kühlmittelbereiches 23 und dem Kältemittel des ersten Kältemittelbereiches 27, zwischen dem Kältemittel des zweiten Kältemittelbereiches 29 und dem Speichermedium 25 und zwischen dem Kühlwasser des Kühlmittelbereiches 23 und dem Speichermedium 25 ausgeführt werden. Demzufolge kann das Kühlwasser der Brennstoffzelle 1 durch das Kältemittel für die Klimaanlage und das Speichermedium 25, das die Kühle des Kältemittels speichert, wirksam gekühlt werden, wodurch die Kühlkapazität des Kühlsystems für die Brennstoffzelle 1 verbessert wird.
Wie in der 1 gezeigt, enthält die Fahrzeugklimaanlage, d. h., eine Klimatisierungseinheit, die in dem Fahrzeug installiert ist, einen elektrischen Kompressor 31, einen Kühler 33 zum Kondensieren eines hereingeflossenen Kältemittels, abgegeben von dem elektrischen Kompressor 31, einen Flüssigkeitstank 35 und einen Verdampfer 39, in einem Kanal 37, verbunden mit dem Inneren eines Fahrzeugraumes, um das flüssige Kältemittel zu verdampfen, von denen alle, die verbunden sind, einen Kältemittelkreislauf 41 bilden. Der elektrische Kompressor 31 wird durch einen elektrischen Kompressorinverter 43 gesteuert.
Eine Leitung 45 zwischen dem Verdampfer 39 und dem Flüssigkeitstank 35 besitzt ein darin installiertes Kältemittelleitungs-Schaltventil 47. Das Kältemittelleitungs-Schaltventil 47 ist mit einer oberen Seite in der Zeichnung des ersten Kältemittelbereiches 27 des Wärmetauschers 15 durch eine Leitung 51 und mit einer oberen Seite in der Zeichnung des zweiten Kältemittelbereiches 29 des Wärmetauschers 15 durch eine Leitung 53 verbunden. Die unteren Seiten in der Zeichnung der ersten und zweiten Kältemittelbereiche 27 und 29 sind miteinander durch eine Leitung 55 verbunden. Die Leitung 55 und eine Leitung 57 zwischen dem elektrischen Kompressor 31 und dem Verdampfer 39 sind miteinander durch eine Leitung 59 verbunden. Die Leitungen 51, 53, 55 und 59 bilden einen Kältemittel-Bypass 61. Durch das Betätigen des Kältemittelleitungs-Schaltventils 47 wird das Kältemittel aus dem Flüssigkeitstank 35 in einen Fließzustand in den Verdampfer 39 durch eine Leitung 45a, einen Fließzustand in die Leitung 51, einen Fließzustand in beide Leitungen 45a und 51, oder einen Fließzustand in beide Leitungen 45a und 53 geschaltet. Das Strömen des Kältemittels in den Kältemittel-Bypass 61 wird in Abhängigkeit von einer Temperatursituation der Brennstoffzelle 1 oder einem Laufzustand der Klimaanlage gesteuert. Die Temperatur des Kühlwassers wird bei minimiertem Einfluss auf die Klimaanlagenleistung abgesenkt.
In der Leitung 7 vor der Brennstoffzelle 1, ist ein Wassertemperatursensor 63 für das Erfassen einer Kühlwassertemperatur vorgesehen und ein Speichermedium 25 ist mit einem Temperatursensor 64 zum Erfassen seiner Temperatur vorgesehen. Ein Erfassungswert von jedem der Wassertemperatursensoren 63 und 64 wird in eine Fahrzeugsteuereinheit (VCU) 65 als eine Steuereinheit gesendet. Beim Empfangen eines Ausgangswertes von der Brennstoffzelle 1 und der Erfassungswerte von den Wassertemperatursensoren 63 und 64 gibt die VCU 65 Betriebssignale zu dem Kühlleitungs-Schaltventil 11 und dem Kältemittelleitungs-Schaltventil 47 aus.
Der elektrische Kompressorinverter 43 empfängt ein Betriebssignal von einer Klimaanlagen-Steuereinheit (ACCU) 67, um den elektrischen Kompressor 31 zu steuern. Ein Erfassungswert eines Atmosphärentemperatursensors 69, stromab des Verdampfers 39, wird in die ACCU 67 gesendet.
Als nächstes wird ein Betrieb des vorhergehenden Fahrzeugsteuersystems auf der Grundlage eines in der 3 gezeigten Ablaufdiagramms beschrieben. Wenn ein Zündschalter (IGN) des Fahrzeuges auf EIN geschaltet wird, wird das Kühlleitungs-Schaltventil 11 so geschaltet, dass das Kühlmittel von dem Kühlleitungs-Schaltventil 11, ohne durch den Kühlmittel-Bypass 19 zu strömen, direkt zu der Leitung 7 strömen kann.
Das Kältemittelleitungs-Schaltventil 47 wird so geschaltet, dass das Kältemittel von dem Kältemittelleitungs-Schaltventil 47 in den Verdampfer 39 durch die Leitung 45a, ohne durch den Kältemittel-Bypass 61 (Schritt 301) zu strömen, direkt strömen kann.
In diesem Zustand nimmt die VCZ 65 eine Kühlwassertemperatur Tw, erfasst durch einen Kühlwassertemperatursensor 63, auf, um die Temperatur Tw mit einem vorbestimmten Wert Tmax zu vergleichen und entscheidet, ob Tw ≥ Tmax festgesetzt ist, oder nicht (Schritt 303). Hierin wird festgelegt, wenn Tw ≥ Tmax ist, was eine hohe Antriebsbelastung der Brennstoffzelle 1 mit unzureichender Wärmeableitung bei dem Kühler 3 bedeutet, was die Kühlwassertemperatur veranlasst zu steigen, der Wärmeaustausch wird zwischen dem Kühlwasser und dem Kältemittel an dem Wärmetauscher 15 ausgeführt, um die Kühlwassertemperatur abzusenken. Der vorbestimmte Wert Tmax wird festgelegt, z. B. niedriger als eine Temperatur der Brennstoffzelle 1 bei maximalem Belastungsbetrieb zu sein.
Zu dieser Zeit wird das Kühlleitungs-Schaltventil 11 in einen Zustand geschaltet, in dem das Kühlwasser durch den Kühlmittel-Bypass 19 (Leitung 13) strömt. Das Kältemittelleitungs-Schaltventil 47 wird in einen Zustand geschaltet, in dem das Kältemittel durch die Leitung 51 in den ersten Kältemittelbereich 27 strömt. Die ACCU 67 gibt ein Signal zu dem elektrischen Kompressorinverter 43, um eine Kühlleistung und die Wärmemenge, die zwischen dem Kühlmittel und dem Kältemittel bei dem Wärmeaustauscher 15 ausgetauscht wird (Schritt 305), zu maximieren.
Durch das Schalten jedes der Leitungsschaltventile 11 und 47 strömt das Kühlwasser von der Leitung 13 in den Kühlmittelbereich 23 des Wärmetauschers 15, strömt dann in die Leitung 17 und kehrt dann in die Leitung 7 zurück. Das Kältemittel strömt von der Leitung 51 in den ersten Kältemittelbereich 27, strömt dann in die Leitungen 55 und 59 und kehrt dann in die Leitung 57 zurück. Dann wird das Kältemittel in den elektrischen Kompressor 31 eingesaugt. Demzufolge absorbiert bei dem Wärmetauscher 15 das Kühlwasser in dem Kühlmittelbereich 23 die Kühle aus dem Kältemittel in dem ersten Kältemittelbereich 27. Zu dieser Zeit wird die Brennstoffzelle 1 ausreichend durch das Kühlwasser, das effektiv durch das Kältemittel der maximierten Kühlleistung gekühlt wird, gekühlt.
Wenn die Kühlwassertemperatur Tw niedriger als der vorbestimmte Wert Tmax ist, wird die Kühlwassertemperatur Tw mit dem zweiten vorbestimmten Wert T1, der niedriger als der vorbestimmte Wert Tmax ist, verglichen und die Entscheidung wird getroffen, ob die Kühlwassertemperatur Tw niedriger als der vorbestimmte Wert Tmax und gleich zu oder höher als der zweite vorbestimmte Wert T1 ist, d. h., Tmax > Tw > T1 ist festgelegt oder nicht (Schritt 307). Hierin berechnet die VCU 65, jeweils durch die Be rechnungseinheit der Temperaturerhöhungsrate und eine Berechnungseinheit der Ausgangsleistungserhöhungsrate, wenn Tmax > Tw ≥ T1 festgelegt ist, eine Wassertemperaturerhöhungsrate des Kühlwassers Tp = ΔTw°C)/ΔS(s) und eine Erhöhungsrate einer durchschnittlichen Ausgangsleistung der Brennstoffzelle 1 pro Zeiteinheit Pp = ΔPwave(kW)/ΔS(s) und entscheidet, ob die Erhöhungsraten Tp und Pp jeweils gleich zu oder höher als die festgelegten Werte α und β sind (Schritte 309 und 311).
In diesem Fall wird, wie in der 4 gezeigt, bei einer Abszissenachse, die die Zeit (sec), und bei einer Ordinatenachse, die eine Kühlwassertemperatur (°C) anzeigt, die Wassertemperaturerhöhungsrate Tp repräsentiert durch {Tw(n) – Tw(n – 1)}/{S(n) – S(n – 1)}. Wie in der 5 gezeigt, bei einer Abszissenachse, die die Zeit (sec) anzeigt, und einer Ordinatenachse der durchschnittlichen Ausgangsleistung (kW), wird die durchschnittliche Erhöhungsrate Pp repräsentiert durch {Pwave(n) – Pwave(n – 1)}/{S(n) – S(n – 1)}. In der 5 repräsentiert eine Polygonallinie Pa eine tatsächliche Ausgangsleistung der Brennstoffzelle 1, und eine Kurve Pb einen durchschnittlichen Wert der tatsächlichen Ausgangsleistung pro Zeiteinheit.
In dem Fall, dass die Ausgangsleistung der Brennstoffzelle 1 sowie die Temperatur des Kühlwassers einwenig abweicht, wenn die Temperaturerhöhungsraten Tp und Pp festgelegt werden, um jeweils gleich zu oder höher als die vorbestimmten Werte α und β zu sein, wird das Kühlleitungs-Schaltventil 11 in einen Zustand geschaltet, in dem das Kühlwasser durch die Kühlmittel-Bypass 19 (Leitung 13) (Schritt 313) strömt. Zu dieser Zeit wird das Kältemittelleitungs-Schaltventil 47 in dem Anfangszustand beibehalten, in dem das Kältemittel nur durch die Leitung der Klimaanlage 45a, ohne durch den Kältemittel-Bypass 61 zu strömen, strömt.
Somit fließt das Kühlwasser in den Kühlmittelbereich 23 des Wärmetauschers 15 und das Kühlwasser in diesem Kühlmittelbereich 23 wird durch den Wärmeaustausch mit dem Speichermedium 25 gekühlt, das die Kühle enthält, die vorher aus dem Kältemittel gespeichert wurde. Der Vorgang des Speicherns der Kühle in dem Speichermedium 25 wird durch das Schalten des Kältemittelleitungs-Schaltventils 47 ausgeführt, so dass das Kältemittel durch die Leitung 53 strömt, um den zweiten Kältemittelbereich 29 zu erreichen, um den Wärmeaustausch mit dem Speichermedium 25 auszuführen.
Wie oben beschrieben, wenn die Ausgangsleistung der Brennstoffzelle 1 und dementsprechend die Temperatur des Kühlwasser einwenig schwankt, stabilisiert der Wärmeaustausch mit dem Speichermedium 25 die Kühlwassertemperatur und unterdrückt deren Veränderung.
Dann wird die Entscheidung getroffen, ob die Temperatur des Speichermediums Ts, die durch den Temperatursensor 64 erfasst wird, gleich zu oder höher als ein Schmelzpunkt des Speichermediums Tsmelt als ein festgelegter Wert ist, d. h., Ts ≥ Tsmelt wird festgelegt oder nicht (Schritt 315). Hierin wird Ts ≥ Tsmelt etabliert, die ACCU 67 entscheidet, ob ein Abkühlsignal EIN ist oder nicht, das Abkühlsignal ist EIN, wenn eine Fahrzeugraumtemperatur höher bei einem gegebenen Bereich, verglichen mit einer festgelegten Temperatur der Klimaanlage (Schritt 317), ist.
In diesem Fall wird, wenn das Abkühlsignal AUS ist und wenn die Raumtemperatur niedrig ist, das Kältemittelleitungs-Schaltventil 47 in einen Zustand geschaltet, in dem das Kältemittel in die Leitung 51 und in den Verdampfer 39 durch die Leitung 45a strömt (Schritt 319). Demzufolge wird das Kältemittel, das durch die Leitung 51 in den ersten Kältemittelbereich 27 strömt, dem Wärmeaustausch mit dem Kühlwasser in dem Kühlmittelbereich 23 an Stelle des Speichermediums 25 unterworfen, das den Schmelzpunkt Tsmelt oder höher erreicht hat, und das Kühlwasser wird kontinuierlich gekühlt.
Auch zu dieser Zeit ist es durch das Erhöhen einer Kühlleistung entsprechend der Anforderung (Schritt 319) möglich, die Wärmemenge, die zwischen dem Kühlwasser und dem Kältemittel ausgetauscht wird, ohne die Leistung der Klimaanlage zu beeinträchtigen, zu erhöhen.
Das Strömen des Kühlwassers in den Kühlmittel-Bypass 19 wird in Abhängigkeit zu den vorher beschriebenen Erhöhungsraten Tp und Pp der Kühlwassertemperatur Tw und der durchschnittlichen Ausgangsleistung Pwave gesteuert. Folglich wird die Temperatur des Kühlwassers genau und schnell in Abhängigkeit zu dem Zustand der Brennstoffzelle 1, der stabiler sein soll, gesteuert, wodurch ein Betrieb des Kühlsystems auf ein notwendiges Minimum begrenzt wird. In diesem Fall wird ein Schwankungsbetrag der Kühlwassertemperatur Tw reduziert und die Temperaturveränderungen der Brennstoffzelle 1 werden unterdrückt, um folglich die Leistung der Brennstoffzelle 1 zu verbessern.
In dem Schritt 307, wenn Tmax > Tw > T1 nicht etabliert ist und die Kühltemperatur Tw niedriger als der zweite vorbestimmte Wert T1 ist, wird die Entscheidung getroffen, ob die Temperatur Ts des Speichermediums 25, die durch den Temperatursensor 64 erfasst wird, gleich ist zu oder höher als der Schmelzpunkt Tsmelt als der festgelegte Wert ist oder nicht (Schritt 323). Hierin wird, wenn Ts ≥ Tsmelt etabliert ist, die Entscheidung getroffen, ob das Abkühlsignal EIN ist oder nicht (Schritt 325). Wenn das Abkühlsignal AUS ist und die Temperatur in dem Fahrzeugraum niedrig ist, wird das Kältemittelleitungs-Schaltventil 47 in einen Zustand geschaltet, in dem das Kältemittel in die Leitung 53 und den Verdampfer 39 durch die Leitung 45a strömt (Schritt 327). Demzufolge tauscht das Kältemittel, das durch die Leitung 53 in den zweiten Kältemittelbereich 29 strömt, Wärme mit dem Speichermedium 25 aus, und Kühle wird in dem Speichermedium 25 gespeichert, das den Schmelzpunkt Tsmelt oder höher erreicht hat.
Wenn die Temperatur Ts des Speichermediums 25 niedriger als Tsmelt in dem Schritt 323 ist und wenn das Abkühlsignal in dem Schritt 325 EIN ist, wird der Speicherbetrieb in dem Speichermedium 25 unnötig, weil das Kühlen in dem Fahrzeugraum unnötig ist. Demzufolge geht das Verfahren zu dem Schritt 301 zurück, wo die Kühlmittel- und die Kältemittelleitungs-Schaltventile 11 und 47 beide in ihre Anfangszustände zurückgebracht werden.
Somit ist es möglich die Kühle für das Kühlen des Kühlwassers in dem Speicher medium 25 ohne Beeinträchtigung der Klimatisierungsleistung zu speichern.
Dann wird die Entscheidung getroffen, ob die Kühlwassertemperatur Tw gleich zu oder höher als der zweite vorbestimmte Wert T1 ist oder nicht (Schritt 329. Hierin kehrt, wenn Tw ≥ T1 etabliert ist und wenn die Kühlwassertemperatur erhöht ist, das Verfahren in den Schritt 301 zurück. Umgekehrt, wenn die Kühlwassertemperatur Tw niedriger als der zweite vorbestimmte Wert T1 ist, kehrt das Verfahren zu dem Schritt 323 zurück und der Vorgang wird danach wiederholt.
Entsprechend eines zweiten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung, das in der 6 gezeigt wird, enthält ein Wärmetauscher 71 einen Kältemittelbereich 73, durch den das Kältemittel hindurchgeht. Ein Speichermedium 75 ist auf der linken Seite der Zeichnung des Kühlmittelbereichs 73 angeordnet, und, auf seiner rechten Seite ist ein erster Kühlmittelbereich 77 angeordnet, in den Kühlwasser strömt. Ein zweiter Kühlmittelbereich 79 ist auf einer Seite des Speichermediums 75 gegenüberliegend zu dem Kühlmittelbereich 73 angeordnet. Insbesondere bei dem Wärmeaustauscher 71 kann Wärme zwischen dem Kühlwasser des ersten Kühlmittelbereiches 77 und dem Kältemittel des Kältemittelbereiches 73, zwischen dem Kältemittel des Kältemittelbereiches 73 und dem Speichermedium 75, und zwischen dem Kühlwasser des Kühlmittelbereiches 79 und dem Speichermedium 75 ausgetauscht werden.
Ein Kältemittelleitungs-Schaltventil 81, das in dem Kältemittelkreislauf 41 installiert ist, ist mit einer oberen Seite in der Zeichnung des Kältemittelbereiches 73 durch eine Leitung 83 verbunden, und eine untere Seite in der Zeichnung des Kältemittelbereiches 73 ist mit der Leitung 57 zwischen dem elektrischen Kompressor 31 und dem Verdampfer 39 der 1 durch eine Leitung 85 verbunden. Die Leitungen 83 und 85 bilden einen Kältemittel-Bypass 87. Ein Schaltbetrieb des Kältemittelleitungs-Schaltventils 81 ermöglicht dem Kältemittel, das aus dem Flüssigkeitstank 35 einströmt, zwischen einem Fließzustand des Verdampfers 39 durch die Leitung 45a und einem Fließzustand der Leitung 83, oder sogar in einen Fließzustand zu beiden geschaltet zu werden.
Ein Kühlleitungs-Schaltventil 89, das in der Leitung 7 installiert ist, ist jeweils mit den unteren Seiten in der Zeichnung der ersten und zweiten Kühlmittelbereiche 77 und 79 durch die Leitungen 91 und 93 verbunden. Die Leitungen 95 und 97 sind jeweils mit oberen Seiten in der Zeichnung der ersten und zweiten Kühlmittelbereiche 77 und 79 verbunden. Diese Leitungen 95 und 97 sind durch eine Leitung 99 mit der Leitung 7 verbunden. Die Leitungen 91, 93, 95, 97 und 99 bilden einen Kühlmittel-Bypass 101, und der Kühlmittel-Bypass 101 und die Leitungen 5 und 7 bilden den Kühlmittelkreislauf 21.
Insbesondere in dem Beispiel der 2 hat die Kältemittel-Bypassleitung zwei Leitungen 51 und 53 und die Kältemittel-Bypassleitung hat eine Leitung 13. Mit solch einem Aufbau wird das schalten durch das Kältemittelleitungs-Schaltventil 47 zwischen dem Kühlen des Kühlwassers durch das Kältemittel und dem durch das Speichermedium 25 ausgeführt. Andererseits hat in dem Beispiel der 6 die Kältemittel-Bypassleitung eine Leitung 83, die Kühlmittel-Bypassleitung hat zwei Leitungen 91 und 93. Das schalten wird durch das Kühlleitungs-Schaltventil 89 zwischen dem Kühlen des Kühlwassers durch das Kältemittel und durch das Speichermedium 75 ausgeführt.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Betrieb des Fahrzeugkühlsystems der 6 zeigt. Hierin wird nur das Betriebsverfahren, das von dem des Ablaufdiagramms der 3 verschieden ist, beschrieben.
Wenn die Kühlwassertemperatur Tw gleich zu oder höher als Tmax ist (Schritt 303), wird das Kühlleitungs-Schaltventil 89 in einen Zustand geschaltet, in dem das Kühlwasser durch die Leitung 91 in den ersten Kühlmittelbereich 71 strömt. Das Kältemittelleitungs-Schaltventil 81 wird in einen Zustand geschadet, in dem das Kältemittel durch die Leitung 83 in den Kältemittelbereich 73 strömt, die Kühlleistung wird durch die ACCU 67 maximiert und eine Wärmemenge, die zwischen dem Kühlwasser und dem Kältemittel ausgetauscht wird, wird bei dem Wärmetauscher 71 maximiert (Schritt 701). Demzufolge wird in einem Zustand einer hohen Kühlwassertemperatur die Priorität auf das Vermindern der Kühlwassertemperatur gelenkt und das Kühlwasser wird wirksam gekühlt.
Wenn die Kühlwassertemperatur Tw niedriger als Tmax und gleich zu oder höher als T1 ist (Schritt 307), und wenn die Erhöhungsrate Tp der Kühlwassertemperatur und der Erhöhungsrate Pp der durchschnittlichen Ausgangsleistung jeweils gleich zu oder höher als die festgelegten Werte α und β sind (Schritte 309 und 311), wird das Kühlleitungs-Schaltventil 89 in einen Zustand geschaltet, in dem das Kühlwasser durch die Leitung 93 strömt (Schritt 703). Das Kältemittelleitungs-Schaltventil 81 wird in dem Anfangszustand beibehalten, in dem das Kältemittel nur in der Klimatisierungsleitung 45a, ohne durch den Kältemittel-Bypass 87 zu strömen, strömt.
Somit strömt das Kühlwasser in den zweiten Kühlmittelbereich 79 des Wärmetauschers 71 und das Kühlwasser in dem zweiten Kühlmittelbereich 79 wird durch das Speichermedium 75, das die Kühle aus dem Kältemittel vorher speichert, gekühlt.
Außerdem, wenn eine Temperatur Ts des Speichermediums 75 gleich zu oder höher als ein Schmelzpunkt Tsmelt ist (Schritt 315), und wenn ein Abkühlsignal AUS ist (Schritt 317), wird das Kältemittelleitungs-Schaltventil 81 in einen Zustand geschaltet, in dem das Kältemittel in die Leitung 83 und den Verdampfer 39 durch die Leitung 45a strömt (Schritt 705). Demzufolge wird das Kältemittel, das durch die Leitung 83 in den Kältemittelbereich 73 strömt, dem Wärmeaustausch mit dem Kühlwasser in dem zweiten Kühlmittelbereich 79 durch das Speichermedium 75 unterworfen, das den Schmelzpunkt Tsmelt oder höher erreicht, und das Kühlwasser wird kontinuierlich gekühlt.
Auch zu dieser Zeit ist es durch Erhöhen der Kühlleistung entsprechend der Anforderung (Schritt 709) möglich, die Wärmemenge, die zwischen dem Kühlwasser und dem Kältemittel ausgetauscht wird, ohne Beeinflussung der Leistung der Klimaanlage zu erhöhen.
Wenn die Kühltemperatur unter T1 abfällt (Schritt 307) und wenn die Temperatur Ts des Speichermediums 75 gleich zu oder höher als der Schmelzpunkt Tsmelt (Schritt 323) ist und das Abkühlsignal AUS ist (Schritt 325), wird das Kältemittelleitungs-Schaltventil 81 in einen Zustand geschaltet, in dem das Kältemittel in die Leitung 83 und in die Leitung 45a in den Verdampfer 39 (Schritt 707) strömt. Demzufolge tauscht das Kältemittel, das durch die Leitung 83 in den Kältemittelbereich strömt, Wärme mit dem Speichermedium 75 aus, und Kühle wird in dem Speichermedium 75 gespeichert, das den Schmelzpunkt Tsmelt oder höher erreicht hat.
Die Erfindung kann angewandt oder in noch in anderer Art und Weise aufge nommen werden, ohne von dem Geist und dem wesentlichen Merkmal derselben abzuweichen. Die Brennstoffzelle wurde als die Einheit, getragen in dem Fahrzeug, in jedem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele verwendet, jedoch solange die Temperatur des Kühlmittels ungefähr 80°C ist, kann die Einheit ein Antriebsmotor sein.
Das hierin beschriebene Ausführungsbeispiel ist demzufolge veranschaulichend und nicht begrenzend, der Umfang der Erfindung wird durch die Patentansprüche angezeigt und alle Veränderungen, die in die Bedeutung der Patentansprüche fallen, werden als darin eingeschlossen betrachtet.
Wie oben beschrieben schafft die vorliegende Erfindung ein Kühlsystem für ein Fahrzeug, das aufweist: einen Kühlmittelkreislauf zum Zirkulieren des Kühlmittels, um eine Einheit, die in einem Fahrzeug getragen wird, zu kühlen; einen Kühlmittelkreislauf zum Zirkulieren eines Kältemittels für eine Klimatisierungsanlage eines Fahrzeuges; und einen Wärmetauscher, verbunden mit dem Kühlmittel- und dem Kältemittelkreisläufen, versehen mit einem Speichermedium zum Speichern von Kühle des Kältemittels, den Wärmeaustauscher, der den Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und dem Speichermedium und zwischen dem Kühlmittel und dem Kältemittel ausführt.
Somit tauscht entsprechend des Fahrzeugkühlsystems der vorliegenden Erfindung das Kühlmittel für das Kühlen der Einheit, die in dem Fahrzeug getragen wird, die Wärme mit dem Kältemittel der Klimaanlage und dem Speichermedium, in dem die Kühle des Kältemittels gespeichert wird, bei dem Wärmetauscher, der mit dem Kühlmittel- und den Kältemittelkreisläufen verbunden ist, aus. Daher wird das Kühlmittel ausreichend und stabil gekühlt, um dadurch die Kühlkapazität des Systems zu verbessern.
Überdies werden die Leitungsschaltventile, die jeweils in den Kühlmittel- und Kältemittelkreisläufen vorgesehen sind, gesteuert, um optimale Kombinationen des Wärmeaustauschs zwischen dem Kältemittel und dem Kühlmittel, zwischen dem Kühlmittel und dem Speichermedium und zwischen dem Speichermedium und dem Kältemittel vorzunehmen. Somit kann das Kühlen der Einheit, um mit Veränderungen in der Kühlmitteltemperatur, der Kühlmitteltemperaturerhöhungsrate, der Einheitsleistungserhöhungsrate, der Temperatur des Speichermediums, der Temperatur in dem Fahrzeugraum und dergleichen, umzugehen, flexibel und schnell ausgeführt werden. Demzufolge ist das System als ein Fahrzeugkühlsystem nützlich.

Claims

Kühlsystem für ein Fahrzeug, das aufweist: einen Kühlmittelkreislauf (21) zum Zirkulieren von Kühlmittel, um eine in einem Fahrzeug beförderte Einheit (1) zu kühlen; einen Kältemittelkreislauf (41); und einen Wärmetauscher (15, 71), verbunden mit den Kühlmittel- und Kältekreisläufen (21, 41), und mit einem Speichermedium (25, 75) zum Speichern von Kühle des Kältemittels versehen, wobei der Wärmetauscher (15, 71) den Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und dem Speichermedium und zwischen dem Kühlmittel und dem Kältemittel ausführt, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (41) vorgesehen ist, ein Kältemittel für eine Klimaanlage des Fahrzeuges zu zirkulieren.
Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (15) einen Kühlmittelbereich (23) enthält, angeordnet auf einer Seite des Speichermediums (25) und mit dem Kühlmittelkreislauf (21) verbunden; einen ersten Kältemittelbereich (27), angeordnet auf einer Seite des Kühlmittelbereiches (23) gegenüber dem Speichermedium (25) und mit dem Kältemittelkreislauf (41) verbunden; und einen zweiten Kühlmittelbereich (29), angeordnet auf der anderen Seite des Speichermediums (25) und mit dem Kältemittelkreislauf (41) verbunden, wobei der Wärmetauscher (15) den Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel- und dem Speichermedium (25), zwischen dem Kühlmittel und dem Kältemittel und zwischen dem Speichermedium (25) und dem Kältemittel ausführt.
Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (71) einen Kältemittelbereich (73) auf einer Seite des Speichermediums (25) enthält und mit dem Kältemittelkreislauf (41) verbunden ist; ein erster Kühlmittelbereich (77) auf einer Seite des Kältemittelbereichs (73), gegenüberliegend dem Speichermedium (25) angeordnet ist und mit dem Kühlmittelkreislauf (21) verbunden ist; und ein zweiter Kühlmittelbereich (79), angeordnet auf der anderen Seite des Speichermediums (25) und mit dem Kühlmittelkreislauf (21) verbunden ist, wobei der Wärmetauscher (71) den Wärmeaustausch zwischen dem Kältemit tel und dem Speichermedium, zwischen dem Kältemittel und dem Kühlmittel und zwischen dem Speichermedium und dem Kühlmittel ausführt.
Kühlsystem nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Kühlmittel-Bypass (19), vorgesehen in dem Kühlmittelkreislauf (21) und mit dem Wärmetauscher (15) verbunden; und ein Kühlmittelleitungs-Schaltventil (11) zum Ein- oder Aus-Schalten eines Flusses von Kühlmittel in den Kühlmittel-Bypass (19).
Kühlsystem nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Temperaturerhöhungsraten-Berechnungseinheit zum Berechnen einer Erhöhungsrate einer Temperatur (Tp) des Kühlmittels; eine Ausstoßerhöhungsraten-Berechnungseinheit zum Berechnen einer Erhöhungsrate eines Ausstoßes (Pp) der Einheit (1); und eine Steuereinheit (VCU) zum Steuern des Schattens des Kühlmittelleitungs-Schaltventiles (11) in Abhängigkeit von der berechneten Kühlmittel-Temperatur und der Auslasserhöhungsraten (Tp, Pp) der Einheit.
Kühlsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittelleitungs-Schaltventil (11) gesteuert wird, das Strömen des Kühlmittels in den Kühlmittel-Bypass (19) einzuschalten, um den Wärmeaustauschs zwischen dem Kühlmittel und dem Speichermedium (15) auszuführen, wenn die berechnete Kühlmitteltemperatur und die Auslasserhöhungsraten (Tp, Pp) der Einheit jeweils gleich zu oder höher als die jeweils festgelegten Werte (α, β) sind.
Kühlsystem nach zumindest einem der Ansprüche 1, 2, 4 bis 6, gekennzeichnet durch einen Kältemittel-Bypass (61), vorgesehen in dem Kältemittelkreislauf (41) und mit dem Wärmetauscher (15) verbunden, um die Strömung des Kältemittels in den Kältemittel-Bypass (61) ein- oder auszuschalten.
Kühlsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittelleitungs-Schaltventil (11) gesteuert wird, um die Strömung des Kältemittels zu entweder dem Wärmetauscher (15) oder einen Verdampfer (15) der Klimaanlage, oder sowohl zu dem Wärmetauscher (15) und den Verdampfer (39) einzuschalten.
Kühlsystem nach Anspruch 1 oder 3, gekennzeichnet durch einen Kühlmittel-Bypass (101), vorgesehen in dem Kühlmittelkreislauf (21) und mit dem Wärme tauscher (71) verbunden; ein Kühlmittelleitungs-Schaltventil (89), um eine Strömung des Kühlmittels in den Kühlmittel-Bypass (101) ein- oder auszuschalten; einen Kältemittel-Bypass (87), vorgesehen in dem Kältemittelkreislauf (41) und mit dem Wärmetauscher (71) verbunden; ein Kältemittelleitungs-Schaltventil (81), um eine Strömung des Kältemittels in den Kältemittel-Bypass (87) ein- oder auszuschalten; und eine Steuereinheit (VCU), um das Kühlmittelleitungs-Schaltventil (89) zu steuern, um dem Kühlmittel zu gestatten, in den Kühlmittel-Bypass (101) zu strömen, und das Kältemittelleitungs-Schaltventil (81), um dem Kältemittel zu gestatten, in den Kältemittel-Bypass (87) zu strömen, wenn die Kühlmitteltemperatur (Tw) gleich zu oder höher als ein erster vorbestimmter Wert (Tmax) ist.
Kühlsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittelleitungs-Schaltventil (89) in Abhängigkeit von Erhöhungsraten der Kühlmitteltemperatur (Tp) und eines Ausstoßes (Pp) der Einheit (1) gesteuert wird, und das Kältemittelleitungs-Schaltventil (81) in Abhängigkeit von einer Temperatur des Speichermediums (Ts) gesteuert wird, wenn die Kühlmitteltemperatur (Tw) niedriger als ein erster vorbestimmter Wert (Tmax) und gleich zu oder höher als ein zweiter vorbestimmter Wert (T1) ist.
Kühlsystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittel- und Kältemittelleitungs-Schaltventile (89, 81) gesteuert werden, um den Wärmeaustausch zwischen dem Speichermediums (75) und dem Kältemittel auszuführen, wenn die Temperatur (Tw) des Kühlmittels niedriger als der zweite vorbestimmte Wert (T1) ist, die Temperatur des Speichermediums (Ts) gleich zu oder höher als ein festgelegter Wert ist, und eine Temperatur in einem Fahrzeugraum um einen vorbestimmten Bereich höher als eine Festlegungstemperatur ist.
Kühlsystem nach zumindest einem der Ansprüche 1, 3, 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kompressor der Klimaanlage einen elektrischen Kompressor (31) für eine veränderbare Kühlleistung aufweist und die Kühlleistung erhöht wird, wenn der Wärmeaustausch zwischen dem Speichermedium und dem Kältemittel ausgeführt wird, um die Kühle des Kältemittels in dem Speichermedium zu speichern.
Kühlsystem nach zumindest einem der Ansprüche 1, 3, 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kompressor der Klimaanlage einen elektrischen Kom pressor (31) für eine veränderbare Kühlleistung aufweist, und die Kühlleistung erhöht wird, wenn der Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und dem Kältemittel ausgeführt wird.
Kühlverfahren für eine von einem Fahrzeug getragene Einheit (1), das aufweist: Verbinden eines Kühlmittelkreislaufes (21) zum Zirkulieren von Kühlmittel, um die Einheit (1) zu kühlen, und eines Kältemittelkreislaufes (41) zum Zirkulieren eines Kältemittels für eine Klimaanlage des Fahrzeuges zu einem Wärmetauscher (15), der ein Speichermedium (25), einen Kühlmittelbereich (23), verbunden mit dem Kühlmittelkreislauf (21), und erste und zweite Kältemittelbereiche (27, 29), verbunden mit dem Kältemittelkreislauf (41) enthält, wobei der Wärmetauscher (15) in der Lage ist, einen ersten Wärmetausch zwischen dem Kühlmittel des Kühlmittelbereiches (23) und dem Kältemittel des ersten Kältemittelbereiches (27), einen zweiten Wärmeaustausch zwischen dem Speichermedium (25) und dem Kältemittel des zweiten Kältemittelbereiches (29) und einen dritten Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und dem Speichermedium (25) auszuführen; Ausführen des ersten Wärmeaustauschs durch Verwenden eines Kühlmittelleitungs-Schaltventiles (11), vorgesehen in dem Kühlmittelkreislauf (21), um das Kühlmittel zu veranlassen, in den Kühlmittelbereich (23) des Wärmetauschers (15) zu strömen, und durch Verwenden eines Kältemittelleitungs-Schaltventiles (47), vorgesehen in dem Kältemittelkreislauf (41), um das Kältemittel zu veranlassen, in den ersten Kältemittelbereich (27) des Wärmetauschers (15) zu strömen; Ausführen des zweiten Wärmeaustauschs durch Verwenden des Kühlmittelleitungs-Schaltventiles (11), um das Strömen des Kühlmittels in den Wärmetauscher (15) abzuschalten, und durch Verwenden des Kältemittelleitungs-Schaltventiles (47), um das Kältemittel zu veranlassen, in den zweiten Kältemittelbereich (29) des Wärmeaustauschers (15) zu strömen; Ausführen des dritten Wärmeaustauschs durch Gebrauchen des Kältemittelleitungs-Schaltventiles (47), um das Strömen des Kältemittels in den Wärmetauscher (15) abzuschalten, und durch Verwenden des Kühlmittelleitungs-Schaltventiles (11), um das Kühlmittel zu veranlassen, in den Kühlmittelbereich (23) des Wärmetauschers (15) zu fließen; und Stoppen des ersten, zweiten und dritten Wärmeaustausches durch Verwenden des Kältemittelleitungs-Schaltventiles (47), um das Strömen des Kältemittels in den Wärmetauscher (15) abzuschalten, und durch Verwenden des Kühlmittelleitungs-Schaltventiles (11), um das Strömen des Kühlmittels in den Wärmetauscher (15) abzuschalten.
Kühlverfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch Berechnen einer Temperaturerhöhungsrate (Tp) des Kühlmittels; Berechnen einer Ausstoßerhöhungsrate (Pp) der Einheit (1), wobei der dritte Wärmeaustausch ausgeführt wird, wenn die Temperaturerhöhungsrate (Tp) des Kühlmittels und der Ausstoßerhöhungsrate (Pp) der Einheit (1) jeweils gleich zu oder höher als die festgesetzten Werte (α, β) sind.
Kühlverfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmeaustausch ausgeführt wird, wenn eine Temperatur (Tw) des Kühlmittels gleich zu oder höher als ein erster vorbestimmter Wert (Tmax) ist.
Kühlverfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Wärmeaustausch in Abhängigkeit von der Temperaturerhöhungsrate (Tp) des Kühlmittels und der Ausstoßerhöhungsrate (Pp) der Einheit (1) ausgeführt wird, und der erste Wärmeaustausch in Abhängigkeit von einer Temperatur des Speichermediums (Ts) ausgeführt wird, wenn die Temperatur (Tw) des Kühlmittels niedriger als ein erster vorbestimmter Wert (Tmax) und gleich zu oder höher als ein zweiter vorbestimmter Wert (T1) ist, der niedriger als der erste vorbestimmte Wert (Tmax) ist.
Kühlverfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wärmeaustausch ausgeführt wird, wenn die Temperatur (Tw) des Kühlmittels niedriger als der zweite vorbestimmte Wert (T1) ist, die Temperatur des Speichermediums (Ts) gleich zu oder höher als ein festgelegter Wert ist und eine Temperatur in dem Fahrzeugraum in einem Bereich einer gegebenen Temperatur von einer festgelegten Temperatur ist.
Verfahren zum Kühlen einer Einheit (1), getragen in einem Fahrzeug, das aufweist: Verbinden eines Kühlmittelkreislaufes (21) zum Zirkulieren des Kühlmittels, um die Einheit (1) zu kühlen, und eines Kältemittelkreislaufes (41) zum Zirkulieren eines Kältemittels für eine Klimaanlage des Fahrzeuges in einem Wärmetauscher (71), der ein Speichermedium (75) enthält, erste und zweite Kühlmittelbereiche (77, 79), verbunden mit dem Kühlmittelkreislauf (21), und einen Kältemittelbereich (73), verbunden mit dem Kältemittelkreislauf (41), wobei der Wärmetauscher (71) in der Lage ist, einen ersten Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel des ersten Kühlmittelbereiches (77) und dem Kältemittel des Kältemittelbereiches (73), einen zweiten Wärmeaustausch zwischen dem Speichermedium (75) und dem Kältemittel des Kältemittelbereiches (73), und einen dritten Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel des zweiten Kühlmittelbereiches (79) und dem Speichermedium (75) auszuführen; Ausführen des ersten W Wärmeaustausches durch Verwenden eines Kühlmittelleitungs-Schaltventiles (89), vorgesehen in dem Kühlmittelkreislauf (21), um das Kühlmittel zu veranlassen, in den ersten Kühlmittelbereich (77) des Wärmetauschers (71) zu strömen, und durch Verwenden eines Kältemittelleitungs-Schaltventiles (81), vorgesehen in dem Kältemittelkreislauf (41), um das Kältemittel zu veranlassen, in den Kältemittelbereich (73) des Wärmetauschers (71) zu strömen; Ausführen des zweiten Wärmeaustausches durch Verwenden des Kühlmittelleitungs-Schaltventiles (89), um das Strömen des Kühlmittels in den Wärmetauscher (71) abzuschalten, und durch Verwenden des Kältemittelleitungs-Schaltventiles (81), um das Kältemittel zu veranlassen, in den Kältemittelbereich (73) des Wärmetauschers (71) zu strömen; Ausführen des dritten Wärmeaustausches durch Verwenden des Kältemittelleitungs-Schaltventiles (81), um das Strömen des Kältemittels in den Wärmetauscher (71) abzuschalten, und durch Verwenden des Kühlmittelleitungs-Schaltventiles (89), um das Kühlmittel zu veranlassen, in den zweiten Kühlmittelbereich (79) des Wärmetauschers (71) zu strömen; Stoppen des ersten, zweiten und dritten Wärmeaustausches durch Verwenden des Kältemittelleitungs-Schaltventiles (81), um das fließen des Kältemittels in den Wärmetauscher (71) abzuschalten, und durch Verwenden des Kühlmittelleitungs-Schaltventiles (89), um das Strömen des Kühlmittels in den Wärmetauscher (71) abzuschalten; und Ausführen des ersten und zweiten Wärmeaustausches durch Verwenden des Kühlmittelleitungs-Schaltventiles (89), vorgesehen in dem Kühlmittelkreislauf (21), um das Kühlmittel zu veranlassen, in den zweiten Kühlmittelbereich (79) des Wärmetauschers (71) zu strömen, und durch Verwenden des Kältemittelleitungs-Schaltventiles (81), vorgesehen in dem Kältemittelkreislauf (41), um das Kältemittel zu veranlassen, in den Kältemittelbereich (73) des Wärmetauschers (71) zu strömen.