(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒回路（１）と、熱伝達流体回路（２）と、を有する空調ループを備える熱調整デバイスであって、
前記冷媒回路（１）は、
少なくとも１つのコンプレッサ（３）と、
内部熱交換器（１１）と、
外部熱交換器（２８）と、
蒸発器（１４）と、を含み、
前記熱伝達流体回路（２）は、
少なくとも第１のコンポーネント熱交換器（５１）および／または第２のコンポーネント熱交換器（５２）と、
第３のコンポーネント熱交換器（６７）と、
ラジエータ（６９）と、を含み、
前記冷媒回路（１）および前記熱伝達流体回路（２）に、流体／流体熱交換器（３４）が設置され、
前記熱伝達流体回路（２）は、接続デバイス（４９）によって接続された第１のループ（４７）および第２のループ（４８）を含み、
前記第１のループ（４７）は、前記流体／流体熱交換器（３４）および前記第１のコンポーネント熱交換器（５１）および／または前記第２のコンポーネント熱交換器（５２）を含み、
前記第２のループ（４８）は、前記第１のコンポーネント熱交換器（５１）および／または前記第３のコンポーネント熱交換器（６７）および前記ラジエータ（６９）を含み、
前記冷媒回路（１）が、第１のバイパス導管（１８）と呼ばれる、前記内部熱交換器（１１）のバイパス導管（１８）を含む
ことを特徴とする、熱調整デバイス。
【請求項２】
前記第１のループ（４７）は、前記熱伝達流体を移動させるための第１のポンプ（５０）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の熱調整デバイス。
【請求項３】
前記第２のループ（４８）は、前記熱伝達流体を移動させるための第２のポンプ（６６）を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の熱調整デバイス。
【請求項４】
前記第２のループ（４８）は、第３のバイパス導管（８１）と呼ばれる、前記ラジエータ（６９）のバイパス導管（８１）を含むことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の熱調整デバイス。
【請求項５】
前記流体／流体熱交換器（３４）は、前記蒸発器（１４）と並列に設置されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の熱調整デバイス。
【請求項６】
前記冷媒回路（１）は、第５の接続点（４０）と呼ばれる、前記蒸発器（１４）および前記流体／流体熱交換器（３４）の接続点（４０）を含むことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の熱調整デバイス。
【請求項７】
前記冷媒回路（１）は、第２のバイパス導管（２５）と呼ばれる、前記外部熱交換器（２８）のバイパス導管（２５）を含むことを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の熱調整デバイス。
【請求項８】
前記内部空気流（１３）は、ハウジング（１２）によって運ばれ、
このハウジング（１２）内に、車両の乗員室に分配される前に内部空気流（１３）が貫流可能に、前記蒸発器（１４）および前記内部熱交換器（１１）が設けられることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の熱調整デバイス。
【請求項９】
前記冷媒は、前記コンプレッサ（３）、前記第１のバイパス導管（１８）、前記外部熱交換器（２８）および／または前記第２のバイパス導管（２５）、前記蒸発器（１４）および／または前記流体／流体熱交換器（３４）および前記コンプレッサ（３）を連続して通って、前記冷媒回路（１）を流れることを特徴とする、請求項１または７に記載の熱調整デバイス。
【請求項１０】
前記冷媒は、前記コンプレッサ（３）、前記内部熱交換器（１１）、前記外部熱交換器（２８）および／または前記第２のバイパス導管（２５）、前記蒸発器（１４）および／または前記流体／流体熱交換器（３４）および前記コンプレッサ（３）を連続して通って、前記冷媒回路（１）を流れることを特徴とする、請求項１または７に記載の熱調整デバイス。
【請求項１１】
前記冷媒は、前記コンプレッサ（３）、前記内部熱交換器（１１）および／または前記第１のバイパス導管（１８）、前記外部熱交換器（２８）および／または前記第２のバイパス導管（２５）および前記コンプレッサ（３）を連続して通って、前記冷媒回路（１）を流れることを特徴とする、請求項１または７に記載の熱調整デバイス。
【請求項１２】
前記熱伝達流体は、前記第１のコンポーネント熱交換器（５１）、前記接続デバイス（４９）、前記流体／流体熱交換器（３４）、前記第２のコンポーネント熱交換器（５２）および前記第１のコンポーネント熱交換器（５１）を連続して通って、前記熱伝達流体回路（２）を流れる、請求項１から１１のいずれか一項に記載の熱調整デバイス。
【請求項１３】
前記熱伝達流体は、前記第２のコンポーネント熱交換器（５２）、前記接続デバイス（４９）、前記流体／流体熱交換器（３４）および前記第２のコンポーネント熱交換器（５２）を連続して通って、前記熱伝達流体回路（２）を流れることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の熱調整デバイス。
【請求項１４】
前記熱伝達流体は、前記第１のコンポーネント熱交換器（５１）、前記接続デバイス（４９）前記第３のコンポーネント熱交換器（６７）、前記ラジエータ（６９）および／または前記第３のバイパス導管（８１）、前記接続デバイス（４９）、前記流体／流体熱交換器（３４）、前記第２のコンポーネント熱交換器（５２）および前記第１のコンポーネント熱交換器（５１）を連続して通って、前記熱伝達流体回路（２）を流れることを特徴とする、請求項４に記載の熱調整デバイス。
【請求項１５】
前記熱伝達流体は、前記接続デバイス（４９）、前記第１のコンポーネント熱交換器（５１）、前記第３のコンポーネント熱交換器（６７）、前記ラジエータ（６９）および／または前記第３のバイパス導管（８１）、前記接続デバイス（４９）、前記流体／流体熱交換器（３４）、前記第２のコンポーネント熱交換器（５２）および前記接続デバイス（４９）を連続して通って、前記熱伝達流体回路（２）を流れることを特徴とする、請求項４に記載の熱調整デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の技術分野は、自動車、特に、電気自動車である。さらに詳しく言えば、本発明は、ドライブトレインおよびこのような車両の乗員室を熱的に調整するための熱調整デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車メーカーは、熱機関車両に加えて、または熱機関車両の代わりに新エネルギー源で走行する車両を現在開発している。特に、自動車メーカーは、電気エネルギーを使用して駆動される車両を開発している。このような解決策は、関心の高い選択肢である。それでもなお、電気エネルギーを蓄積するためのバッテリー、車両を駆動するための電気モータおよび電気信号を電気モータに送出するためのインバータなど、搭載された電気ドライブトレインに関する異なるコンポーネントを保持することが必要である。
【０００３】
これらのコンポーネント、特に、バッテリーの耐用年数および性能は、周囲環境の温度に依存する。したがって、車両の移動時、すなわち、バッテリーの放電時、これらのコンポーネントの特定の温度を保証することが必要である。また、再充電段階中、これらのコンポーネントが熱をもつため、これらのコンポーネントが確実に冷却される必要がある。
【０００４】
また、車両の乗員室における乗員の快適性を確保することも必要である。この目的のために、車両の乗員室の空気熱パラメータが修正される必要がある。しかしながら、乗員室の空調は、車両のバッテリー寿命に過剰な影響をもつべきではないことが重要である。
【０００５】
このため、車両の乗員室に送られる目的の空気流が加熱または冷却されるように冷媒の流れが構成された電気コンプレッサによって作動される「従来の」空調ループを使用することが提案されている。しかしながら、このような「従来の」空調ループは、ドライブトレインのコンポーネントを熱的に調整しない。
【０００６】
また、熱伝達流体が流れる複数の二次ループと交換する「従来の」空調ループを使用することが提案される。二次ループは、ドライブトレインのコンポーネント、特に、バッテリーおよび電気モータを冷却する。それでもなお、この解決策は、特に、異なる動作モード間の切り換え時、特に、二次ループを接続する部材を制御する点で極めて複雑である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、主に、あらゆる状況において、すなわち、特に、暑い夏の天候、寒い冬の天候、湿気の多い天候またはバッテリー充電段階中に、ドライブトレインのコンポーネントおよび乗員室の熱調整を保証しながら、実装が容易な冷媒回路および熱伝達流体回路を備える空調ループを提案することによって、上述した欠点を解消することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
したがって、本発明は、冷媒回路および熱伝達流体回路を備える空調ループを備える熱調整デバイスに関する。冷媒回路は、少なくとも１つのコンプレッサと、内部熱交換器と、外部熱交換器と、蒸発器とを含む。さらに、熱伝達流体回路は、少なくとも第１のコンポーネント熱交換器および／または第２のコンポーネント熱交換器、第３のコンポーネント熱交換器およびラジエータを含む。さらに、流体／流体熱交換器が冷媒回路および熱伝達流体回路に設置される。
【０００９】
さらに詳しく言えば、熱伝達流体回路は、接続デバイスによって接続された第１のループおよび第２のループを含み、第１のループは、流体／流体熱交換器と第１のコンポーネント熱交換器および／または第２のコンポーネント熱交換器とを含み、第２のループは、第１のコンポーネント熱交換器および／または第３のコンポーネント熱交換器とラジエータとを含む。
【００１０】
追加の特徴によれば、第１のループは、熱伝達流体用の第１の循環ポンプを含む。同様に、第２のループは、熱伝達流体用の第２の循環ポンプを含む。好適には、２つのポンプは別個のものである。
【００１１】
別の特徴によれば、第２のループは、ラジエータを通過せずに熱伝達流体を流すことができる、第３のバイパス導管と呼ばれるラジエータのバイパス導管を含む。
【００１２】
好適には、流体／流体熱交換器は、蒸発器と並列に設置される。このようにして、冷媒は、流体／流体熱交換器を通って、および／または、蒸発器を通って流れることができる。
【００１３】
さらに、冷媒回路は、第５の接続点と呼ばれる、蒸発器および流体／流体熱交換器の接続点を含む。このようにして、冷媒が流体／流体熱交換器および／または蒸発器を通過すると、冷媒は、冷媒回路を通って流れ続けるように収集される。
【００１４】
本発明の変形例によれば、内部熱交換器を通ることなく冷媒を流すことができる、第１のバイパス導管と呼ばれる内部熱交換器のバイパス導管が、冷媒回路に設けられる。さらに、または他の形態において、外部熱交換器に通すことなく冷媒を流すことができる、第２のバイパス導管と呼ばれる外部熱交換器のバイパス導管が、冷媒回路に設けられる。
【００１５】
好適には、内部空気流がハウジングによって運ばれ、このハウジング内に、車両の乗員室に分配される前に内部空気流が貫流できるように、蒸発器および内部熱交換器が配設される。
【００１６】
また、本発明は、冷媒回路の異なる動作モードまたは配列に関する。
【００１７】
特に、第１の配列により、冷媒は、コンプレッサ、第１のバイパス導管、外部熱交換器および／または第２のバイパス導管、蒸発器および／または流体／流体熱交換器およびコンプレッサを連続して通って冷媒回路を流れる。
【００１８】
あるいは、冷媒は、コンプレッサ、内部熱交換器、外部熱交換器および／または第２のバイパス導管、蒸発器および／または流体／流体熱交換器およびコンプレッサを連続して通って冷媒回路を流れる。
【００１９】
別の配列により、冷媒は、コンプレッサ、内部熱交換器および／または第１のバイパス導管、外部熱交換器および／または第２のバイパス導管およびコンプレッサを連続して通って冷媒回路を流れる。
【００２０】
また、本発明は、冷媒回路の異なる動作モードまたは配列に関する。
【００２１】
特に、第１の変形例により、熱伝達流体は、第１のコンポーネント熱交換器、接続デバイス、流体／流体熱交換器、第２のコンポーネント熱交換器および第１のコンポーネント熱交換器を連続して通って熱伝達流体回路を流れる。
【００２２】
あるいは、熱伝達流体は、第２のコンポーネント熱交換器、接続デバイス、流体／流体熱交換器および第２のコンポーネント熱交換器を連続して通って熱伝達流体回路を流れる。
【００２３】
別の変形例によれば、熱伝達流体は、第１のコンポーネント熱交換器、接続デバイス、第３のコンポーネント熱交換器、ラジエータおよび／または第３のバイパス導管、接続デバイス、流体／流体熱交換器、第２のコンポーネント熱交換器および第１のコンポーネント熱交換器を連続して通って熱伝達流体回路を流れる。
【００２４】
さらに、熱伝達流体は、接続デバイス、第１のコンポーネント熱交換器、第３のコンポーネント熱交換器、ラジエータおよび／または第３のバイパス導管、接続デバイス、流体／流体熱交換器、第２のコンポーネント熱交換器および接続デバイスを連続して通って熱伝達流体回路を流れる。
【００２５】
好ましくは、流体／流体熱交換器は、外部熱交換器および／または第３のバイパス導管とコンプレッサとの間に配設される。
【００２６】
本発明によれば、内部空気流は、車両の乗員室から取り入れた再利用空気流であり、および／または、車両の乗員室外から取り入れた新しい空気流である。
【００２７】
本発明によれば、冷媒回路および冷媒回路は、異なる動作モードに従って共に配設されうる。
【００２８】
冷媒回路および熱伝達流体回路の異なる配列により、特に、
内部空気流を冷却可能な「冷却」モードと、
内部空気流を加熱可能な「加熱」モードと、
内部空気流を除湿可能な「除湿」モードとを、
電気エネルギーを蓄積するためのバッテリー、車両を駆動するための電気モータおよび電気信号を電気モータに適用するためのインバータなど、搭載された電気ドライブトレインに関するコンポーネントの少なくとも１つに熱調整を与えながら可能にする。
【００２９】
本発明は、冷媒が、流体／流体熱交換器を使用して熱伝達流体を冷却するバッテリー充電モードの動作に特に適している。
【００３０】
本発明の第１の利点は、車両の使用段階、すなわち、停止、充電、都市走行または都市域外走行にかかわらず、ドライブトレインの高感度部材に最適な使用条件を維持する能力である。
【００３１】
別の利点は、例えば、約１時間の急速充電段階を含む動作段階中の最適温度を維持することによって、ドライブトレインのコンポーネント、特に、バッテリーの経年変化を制限する能力である。
【００３２】
別の利点は、広範囲の外部温度、特に、−１０℃〜＋３５℃の外部温度に対して乗員室の熱的快適性を保証可能なことである。
【００３３】
本発明の他の特徴および利点は、以下の記載および添付の図面において示され、本発明および本発明の実施例をより良く説明するために、非限定的な例、ならびに、必要に応じて、本発明の定義として与えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１の変形例による「除湿」モードにある本発明による空調デバイスの概略図。
【図２】第２の変形例による「除湿」モードにある本発明による空調デバイスの概略図。
【図３】第３の変形例による「除湿」モードにある本発明による空調デバイスの概略図。
【図４】第４の変形例による「除湿」モードにある本発明による空調デバイスの概略図。
【図５】第１の実施形態による「夏」モードにある本発明による空調デバイスの概略図。
【図６】第２の実施形態による「夏」モードにある本発明による空調デバイスの概略図。
【図７】第３の実施形態による「夏」モードにある本発明による空調デバイスの概略図。
【図８】バッテリー充電段階中の本発明による空調デバイスの概略図。
【図９】第１の実施形態による「冬」モードにある本発明による空調デバイスの概略図。
【図１０】第２の実施形態による「冬」モードにある本発明による空調デバイスの概略図。
【図１１】第３の実施形態による「冬」モードにある本発明による空調デバイスの概略図。
【図１２】第４の実施形態による「冬」モードにある本発明による空調デバイスの概略図。
【図１３】本発明による別の空調デバイスの概略図。
【図１４】本発明によるデバイスの別の実施形態の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下の規則、すなわち、実線が流体の流れを表し、点線が流体の流れがない部分を表すという規則は、以下に記載する本発明を明示する図面のすべてにおいて用いられている。
【００３６】
図示するように、本発明による空調デバイスは、冷媒回路１と、熱伝達流体回路２とを備える空調ループを含む。
【００３７】
冷媒回路１は、冷媒が流れる閉ループである。冷媒は、フッ素化物などの亜臨界冷媒、特に、Ｒ１３４Ａとして知られているものであってもよい。また、冷媒は、二酸化炭素などの、Ｒ７４４Ａとして知られている超臨界冷媒であってもよい。
【００３８】
冷媒は、冷媒の圧力および温度を上昇するために使用されるコンプレッサ３によって循環される。コンプレッサ３は、好適には、電気式であり、特に、２００Ｖ〜５００Ｖの電圧で動作するように構成される。
【００３９】
さらに、コンプレッサ３は、例えば、ピストンコンプレッサ、ロータリコンプレッサまたはスクロールコンプレッサである。さらに、コンプレッサ３は、内部または外部制御されてもよい。
【００４０】
コンプレッサ３は、冷媒が入る入口オリフィス４と、圧縮された冷媒が排出される出口オリフィス５とを含む。出口オリフィス５は、導管または任意の他の手段を介して、第１の切り換え手段６（例えば、第１の三方弁６）に接続される。上記の導管または任意の他の手段は、冷媒回路１の２点間で冷媒を移動させるために、冷媒を運ぶことができる。
【００４１】
第１の三方弁６は、コンプレッサ３に接続された入口７と、第１の出口８と、第２の出口９とを含む。第１の三方弁６は、冷媒の流れを第１の出口８および／または第２の出口９の方へ方向付けるように冷媒の流れを制御する。
【００４２】
第１の出口８は、内部熱交換器１１の入口オリフィスに接続される。内部熱交換器１１は、車両の乗員室に運ばれる目的の内部空気流１３との熱交換を可能にする。実際、内部熱交換器１１は、自動車の乗員室に送られる内部空気流１３が通るハウジング１２に設置される。
【００４３】
また、ハウジング１２は、好適には、空気流１３の方向に従って内部熱交換器１１の上流に配置された蒸発器１４を含む。必要に応じて、追加のラジエータ１５、例えば、電気ラジエータ１５が、ハウジング１２内、好適には、内部熱交換器１１の下流に設置される。本発明によれば、蒸発器１４は、冷媒回路１に組み込まれる。
【００４４】
好ましくは、内部空気流１３は、蒸発器１４および／または内部熱交換器１１および／または追加のラジエータ１５を通って流れる。結果的に、内部熱交換器１１は、空気／冷媒熱交換器である。
【００４５】
内部熱交換器１１は、導管によって第１の接続点１７に接続された出口オリフィスを含む。また、第１の接続点１７は、第１のバイパス導管１８によって第１の三方弁６の第２の出口９に接続される。
【００４６】
第１のバイパス導管１８により、冷媒は、内部空気流１３との熱交換を防止するために、内部熱交換器１１を通って流れることなく、コンプレッサ３から第１の接続点１７へ直接流れる。
【００４７】
第１のバイパス導管１８および／または内部熱交換器１１への冷媒の流れは、第１の三方弁６によって制御される。この目的のために、第１の三方弁６は、例えば、制御デバイス（図示せず）によって実行される制御方針に沿って制御される。
【００４８】
第１の接続点１７は、入口オリフィス２４を介して調節部材２０に接続される。さらに、本発明によれば、第２の接続点１９が、第１の接続点１７と、調節部材２０の入口オリフィス２４との間に配置される。
【００４９】
調節部材２０は、互いに並列に配設された第１の膨張部材２２および第１の制御弁２３を含む。第１の膨張部材２２は、例えば、制御デバイスによって実行される制御方針に沿って制御される温度調整膨張弁または電子膨張弁である。第１の制御弁２３は、例えば、段階的制御またはオン／オフ制御を備えた二方弁である。
【００５０】
冷媒の流れを制御するために使用される調節部材２０は、外部熱交換器２８の入口オリフィスに接続された出口オリフィス２６を有する。
【００５１】
外部熱交換器２８は、車両の乗員室の外側に運ばれる目的の外部空気流との熱交換を可能にする。これにより、外部熱交換器は、空気／冷媒熱交換器になる。
【００５２】
本発明の異なる動作モードによれば、外部熱交換器２８は、冷媒回路１のレイアウトに応じて、蒸発器または凝縮器のいずれかとして働きうる。
【００５３】
好ましくは、外部熱交換器２８は、車両の移動時に外部空気流として動的空気流を使用するように、車両の前方に設置される。
【００５４】
冷媒は、第２の切り換え手段２９、例えば、第２の三方弁２９の第１の入口３０とつながる前に、出口オリフィスを通って外部熱交換器２８を離れる。
【００５５】
また、第２の三方弁２９は、第２の入口３１を有する。本発明の例示的な実施形態によれば、第２の三方弁２９の第２の入口３１は、第２のバイパス導管２５を形成するように第２の接続点１９に接続される。
【００５６】
このようにして、冷媒は、第２のバイパス導管２５を通って流れることによって、外部熱交換器２８をバイパスしうる。第２のバイパス導管２５は、外部熱交換器２８に流入する冷媒を阻止または低減する導管であり、外部熱交換器２８における熱交換を防止または低減する。
【００５７】
第２のバイパス導管２５または外部熱交換器２８への冷媒の流入は、第２の三方弁２９によって制御され、この第２の三方弁２９は制御デバイスによって実行される制御方針に沿って制御されることが好ましい。
【００５８】
第２の三方弁２９は、蒸発器１４に接続される出口３２を含む。
【００５９】
また、本発明による冷媒回路１は、第２の三方弁２９と蒸発器１４との間に連続して配設される第３の接続点３３および第４の接続点３５を含む。
【００６０】
第３の接続点３３により、冷媒は、蒸発器１４と並列に流体／流体熱交換器３４内に流入する。流体／流体熱交換器３４は、冷媒回路１に流れる冷媒と、熱伝達流体回路２に流れる熱伝達流体との間で熱交換を行う。
【００６１】
第２の膨張部材３７は、冷媒の流れ方向に従って、蒸発器１４の上流に配置される。好ましくは、第２の膨張部材３７はまた、冷媒の流れ方向に従って、第４の接続点３５の下流に配置される。
【００６２】
第４の接続点３５により、冷媒は、第２の制御弁３６および／または第２の膨張部材３７に供給される。
【００６３】
第２の膨張部材３７は、例えば、制御デバイスによって実行される制御方針に沿って制御される温度調整膨張部材または電子膨張弁でさえある。
【００６４】
冷媒の流れは、第２の膨張部材３７を通過すると、入口オリフィスを介して蒸発器１４に入る。第２の膨張部材３７によって生じる冷媒の圧力降下は熱交換をもたらし、蒸発器１４を通って流れる内部空気流１３の温度降下および／または除湿を可能にする。
【００６５】
蒸発器１４の出口オリフィスは、第５の接続点４０に接続される。さらに、本発明によれば、流体／流体熱交換器３４および第２の制御弁３６はまた、第５の接続点４０に接続される。第５の接続点４０により、冷媒は、冷媒回路１の異なる部品を通って流れた後に戻される。
【００６６】
結果的に、三点流体接合を形成する第１の接続点１７、第２の接続点１９、第３の接続点３３および第４の接続点３５とは異なり、第５の接続点４０は、４点流体接合を形成する。実際、第５の接続点４０は、３点を介して冷媒を受け、第４の点を介してこのような冷媒の組み合わせを戻す。
【００６７】
提示されているように、流体／流体熱交換器３４は、冷媒の流れの観点から、蒸発器１４、第２の膨張部材３７、第４の接続点３５および第２の制御弁３６と並列に冷媒回路１に配置される。
【００６８】
第３の膨張部材４１が、第３の接続点３３と流体／流体熱交換器３４との間に配置される。第３の膨張部材４１は、例えば、制御デバイスによって実行される制御方針に沿って制御される温度調整膨張部材または電子膨張弁である。
【００６９】
冷媒は、第３の膨張部材４１によって膨張されると、入口オリフィスを介して流体／流体熱交換器３４に入る。流体／流体熱交換器３４を通って流れることによって、冷媒は、同様に流体／流体熱交換器３４を通って流れる熱伝達流体と熱を交換する。冷媒は、第５の接続点４０に戻る前に、出口オリフィスを介して流体／流体熱交換器３４を離れる。
【００７０】
流体／流体熱交換器３４および／または蒸発器１４および／または第２の制御弁３６からの冷媒は、第５の接続点４０に入る。冷媒は、第５の接続点からコンプレッサ３の方へ向けられる。
【００７１】
好適には、コンプレッサ３の上流および第５の接続点４０の下流にアキュムレータ４４が配置される。冷媒は、第５の接続点４０に直接接続される入口を介してアキュムレータ４４に入る。最後に、アキュムレータ４４は、コンプレッサ３に戻るように冷媒が流れ出る出口を有する。
【００７２】
本発明によれば、空調ループは、冷媒回路１と、熱伝達流体回路２とを備える。熱伝達流体回路２は、閉ループを形成し、この閉ループ内において、熱伝達流体、例えば、グリコールが添加された水性化合物が流れる。
【００７３】
熱伝達流体回路２は、接続デバイス４９によって互いに連結された第１のループ４７および第２のループ４８を備える。接続デバイス４９は、例えば、四方弁であってもよい。
【００７４】
このようにして、熱調整ループの動作段階に応じて、第１のループ４７および／または第２のループ４８は、独立して、または連結して動作可能である。
【００７５】
第１のループ４７は、第１のポンプ５０と、第１のコンポーネント熱交換器５１と、接続デバイス４９と、流体／流体熱交換器３４と、第２のコンポーネント熱交換器５２とを含む回路を形成し、この順序で熱伝達流体が流れる。
【００７６】
第１のポンプ５０は、第１のコンポーネント熱交換器５１に接続される。さらに、第１のコンポーネント熱交換器５１は、接続デバイス４９の第１の入口オリフィス５７に接続される。
【００７７】
接続デバイス４９は、第１のループ４７の一部を形成する第１の入口オリフィス５７に加えて、第２のループ４８の一部を形成する第２の入口オリフィス５８を含む。また、接続デバイス４９は、熱伝達流体回路２の第２のループ４８および第１のループ４７の一部をそれぞれ形成する、第１の出口オリフィス５９および第２の出口オリフィス６０を含む。
【００７８】
接続デバイス４９の第２の出口オリフィス６０は、流体／流体熱交換器３４に接続される。熱伝達流体は、流体／流体熱交換器３４および第２のコンポーネント熱交換器５２に連続して流入する。
【００７９】
提示された実施形態による例として、第１のコンポーネント熱交換器５１は、熱伝達流体と車両のドライブトレインの第１のコンポーネントとの間の熱交換器である。特に、第１のコンポーネントは、車両の駆動モータに動力を与えるために、バッテリーからの直流を三相交流に変換するためのインバータである。
【００８０】
同様に、第２のコンポーネント熱交換器５２は、熱伝達流体と車両のドライブトレインの第２のコンポーネントとの間の熱交換器である。特に、第２のコンポーネントは、車両の電気エネルギーを蓄積するために要求されるバッテリー、いわゆる、バッテリーバンクである。提示された例示的な実施形態によれば、第２のコンポーネント熱交換器５２は、第１のポンプ５０に接続される。
【００８１】
最後に、第３のコンポーネント熱交換器６７は、熱伝達流体と車両のドライブトレインの第３のコンポーネントとの間の熱交換器である。特に、第３のコンポーネントは、車両の駆動モータ、特に、電気モータである。
【００８２】
車両のドライブトレインの異なるコンポーネント、特に、バッテリーまたはバッテリーバンクの信頼性、耐用年数および性能を保証するために、車両の動作段階および／または運転条件にかかわらず、これらのコンポーネントを設定温度範囲内に維持するように、これらのコンポーネントの熱を調整することが必要である。コンポーネントは、寒い天候のときは加熱され、暑い天候または充電段階中には冷却されなければならない。
【００８３】
さらに、第２のコンポーネント熱交換器５２と第１のポンプ５０との間に、好適には、熱伝達流体回路２に第１の膨張容器６５が接続される。第１の膨張容器６５は、熱伝達流体回路２の熱伝達流体の貯蔵を形成する。
【００８４】
第２のループ４８は、第２のポンプ６６と、接続デバイス４９と、第３のコンポーネント熱交換器６７、ｘ、例えば、第３の三方弁６８、およびラジエータ６９を含む回路を形成し、この順序で熱伝達流体が流れる。
【００８５】
提示された例によれば、第２のポンプ６６は、最初に、接続デバイス４９の第２の入口オリフィス５８に接続される。同様に、接続デバイス４９の第１の出口オリフィス５９は、第３のコンポーネント熱交換器６７の入口オリフィスに接続される。
【００８６】
第３の三方弁６８は、熱伝達流体の流れ方向に従って、第３のコンポーネント熱交換器６７の下流に配置されるとともに、第３の三方弁６８は第３のコンポーネント熱交換器６７に接続された入口７４を含む。また、第３の弁６８は、第１の出口７５と、第２の出口７６とを含む。第３の弁６８の第２の出口７６は、ラジエータ６９に接続される。
【００８７】
ラジエータ６９は、外部空気流と熱伝達流体との間の熱交換を可能にする。ファン７８によって移動される外部空気流は、ラジエータ６９を通過する。したがって、ラジエータ６９は、空気／熱伝達流体熱交換器である。
【００８８】
また、熱伝達流体回路２の第２のループ４８は、ラジエータ６９と第２のポンプ６６との間に第６の接続点８０を含む。
【００８９】
第３のバイパス導管８１が、第３の三方弁６８と第６の接続点８０とを接続する。第３のバイパス導管８１における熱伝達流体の流れは、制御デバイス（図示せず）によって実行される制御方針に沿って制御される第３の三方弁６８によって制御される。
【００９０】
熱伝達流体が第３のバイパス導管８１を通過する場合、ラジエータ６９における熱伝達流体の流量は低減されるか、またはゼロになる。このように、熱伝達流体と外部空気流との間の熱の交換は低減または削減される。
【００９１】
好適には、ラジエータ６９は、ファン７８によって発生される空気流に加えて、車両の運転時に外部空気流として動的空気流を使用するよう、車両の前方に設置される。
【００９２】
ラジエータ６９は、外部空気流の方向に従って、外部熱交換器２８の下流または上流に配置されうる。このように、外部熱交換器２８およびラジエータ６９はまた、動的空気流に加えて、ファン７８によって発生された空気流を使用しうる。
【００９３】
ハウジング１２の内部空気流１３は、乗員室外から取り入れた新しい空気流８３、および／または、車両の乗員室内から取り入れた再利用空気流８４である。内部空気流１３を形成するために、ハウジング１２に入る外部空気流８３および／または再利用空気流８４の比率は、選択手段８２、例えば、弁８２によって決定される。
【００９４】
さらに詳しく言えば、図１は、例えば、外部温度が０℃〜５℃のとき、第１の変形例による「除湿」モードにある本発明による調整デバイスの概略図である。
【００９５】
この配列において、第１の切り換え手段６、特に、第１の三方弁６は、冷媒が、コンプレッサ３から、内部空気流１３と熱交換する内部熱交換器１１を通って流れるように配設される。このように、第１の三方弁６は、入口７を第１の出口８と連通状態になるように配設される。このようにして、冷媒は、第１のバイパス導管１８を流れない。
【００９６】
第１の変形例による「除湿」モードにおいて、冷媒は、内部熱交換器１１から調節部材２０の方へ向けられる。この配列において、第１の膨張部材２２は、第１の制御弁２３が開かれている間、閉じられ、圧力損失なしに冷媒が通過する。冷媒は、冷媒が外部空気流との交換を行う凝縮器として作用可能な外部熱交換器２８を通過する。
【００９７】
次に、冷媒は、第２の切り換え手段２９、特に、第２の三方弁２９、第３の接続点３３、第４の接続点３５および第２の膨張部材３７を連続して通過する。
【００９８】
第２の切り換え手段２９の配列は、バイパスチャネル３１の流れが阻止される。次に、冷媒は、第３の接続点３３を通過するようになっている。
【００９９】
第３の膨張部材４１は、冷媒が流体／流体熱交換器３４内に流入できないように閉じられる。さらに、この配列において、第２の制御弁３６も閉じられる。
【０１００】
コンプレッサ３の出口オリフィス５と第２の膨張部材３７との間で、冷媒は高圧および高温状態にある。
【０１０１】
第２の膨張部材３７は、冷媒の圧力を低下させる。冷媒は、蒸発器１４を通過するとき内部空気流１３との交換時に蒸発する。このような熱交換により、内部空気流１３が乾燥および／または除湿される。
【０１０２】
最後に、冷媒は、蒸発器１４を離れ、第５の接続点４０を通過し、必要に応じて、アキュムレータ４４を通った後、コンプレッサ３に戻る。
【０１０３】
第２の膨張部材３７とコンプレッサ３の入口４との間で、冷媒は、低圧および低温状態にある。
【０１０４】
さらに、熱伝達流体は、第１のポンプ５０および／または第２のポンプ６６によって移動される。熱伝達流体は、第１の入口オリフィス５７から第１の出口オリフィス５９へ通る接続デバイス４９を通って流れた後、第３のコンポーネント熱交換器６７および第３の切り換え手段６８、特に、入口７４から第２の出口７６へ通る第３の三方弁６８を通って流れる。
【０１０５】
次に、熱伝達流体は、ラジエータ６９を通って流れ、ラジエータで外部空気流に対して熱を失う。次に、熱伝達流体は、第６の接続点８０および第２のポンプ６６を通過した後、第２の入口オリフィス５８を介して接続デバイス４９に入る。
【０１０６】
熱伝達流体は、第２の出口オリフィス６０から流れた後、流体／流体熱交換器３４に流入し通過する。この動作段階において、冷媒が流体／流体熱交換器３４を通って流れないため、熱交換流体は、冷媒との熱交換を受けない。
【０１０７】
最後に、熱伝達流体は、第２のコンポーネント熱交換器５２を通過した後、第１のポンプ５０および第１のコンポーネント熱交換器５１を通って流れる。
【０１０８】
第１のコンポーネント熱交換器５１、第２のコンポーネント熱交換器５２および第３のコンポーネント熱交換器６７を通ることによって、熱伝達流体は、関連するコンポーネント、この場合、好適には、バッテリーまたはバッテリーバンクおよび／またはインバータおよび／またはモータを調整し、特に、冷却する。結果的に、熱伝達流体は加熱される。
【０１０９】
内部空気流１３の除湿に対応するこの動作段階中、第１のループ４７および第２のループ４８は、接続デバイス４９によって流体接続されることが分かる。したがって、熱伝達流体は、第１のコンポーネント熱交換器５１および／または第２のコンポーネント熱交換器５２および／または第３のコンポーネント熱交換器６７から熱を奪う。熱は、ラジエータ６９を用いて外部空気流に放散される。
【０１１０】
さらに、好適には、選択手段８２により、新しい空気流８３は、ハウジング１２に流入せず、再利用空気流８４がハウジング１２に流入する。
【０１１１】
図２から図４は、異なる変形例による「除湿」モードにある本発明を示す。結果的に、図２から図４は、図１との相違点の面から記載される。前述され同じ条件下で動作する要素は、さらに詳細には記載されないが、この目的のためには、図１の記載が参照されるべきである。
【０１１２】
図２は、第２の変形例による「除湿」モードにある本発明による空調デバイスの概略図である。結果的に、図２は、図１の動作段階と同一の動作段階を示す。
【０１１３】
図１とは異なり、冷媒は、調節部材２０および外部熱交換器２８を通らない。したがって、冷媒は、第２のバイパス導管２５を通る。このため、第２の三方弁２９は、冷媒が第１の入口３０を流れないように構成される。
【０１１４】
さらに、または他の形態において、調節部材２０はまた、冷媒が第１の膨張部材２２および第１の制御弁２３を通らないように構成されうる。
【０１１５】
「除湿」モードにおける第２の変形例による空調デバイスの配列は、寒い天候、特に、冬期に特定の利点を有する。実際、この配列によれば、冷媒の凝縮は、内部熱交換器１１内においてすべて起こる。このようにして、凝縮によって発生する熱のすべてが、乗員室の方へ拡散される内部空気流１３によって放散される。外部空気流による熱損失はない。結果的に、エネルギーの損失はない。これにより、車両エネルギーの使用の合理化が図られる。
【０１１６】
図３は、第３の変形例による「除湿」モードにある本発明による空調デバイスの概略図である。結果的に、図３は、図１の動作段階と同一の動作段階を示す。
【０１１７】
図１に記載の配列との相違点は、選択手段８２の位置である。実際、選択手段８２により、新しい空気流８４は、ハウジング１２に流入せず、再利用空気流８３がハウジング１２に流入する。
【０１１８】
「除湿」モードにある第３の変形例による空調デバイスの配列は、乗員室の乗員に最適な快適性を確保することに関して特定の利点を有する。
【０１１９】
実際、「再利用」位置と呼ばれる図１および図２の選択手段８２の位置では、再利用空気流８４はハウジング１２にのみ流入する。このような配列により、特に過酷な天候条件において、例えば、外部温度が５℃未満であるとき、空調デバイスの効率を高める技術的な解決策が得られる。
【０１２０】
しかしながら、内部空気流１３はリフレッシュされず、内部空気流の乾燥が乗員によって非常に強烈に感じられることがあるため、「再利用」位置の期間が延長されると、快適性に負の影響を与えてしまうことがある。
【０１２１】
結果的に、より好ましい外部条件のために、図３に示すように、選択手段８２を「外気」位置に切り換えて、新しい空気流８３を取り入れることが推奨される。
【０１２２】
図４は、第４の変形例による「除湿」モードにある本発明による空調デバイスの概略図である。結果的に、図４は、図２の動作段階と同一の動作段階を示す。
【０１２３】
図２に記載される配列との相違点は、選択手段８２の位置である。実際、選択手段８２により、再利用空気流８４はハウジング１２に流入できないが、車両の乗員室外からの新しい空気流８３は、ハウジング１２に流入できる。
【０１２４】
「除湿」モードにある第４の変形例による空調デバイスの配列は、図２に対して記載したように、車両エネルギーの使用の合理化という同じ利点を有する。
【０１２５】
図１から図４に対して記載された配列は、温暖で、場合によっては、湿気のある天候の条件において、特に好適に適用されうる。実際、図１から図４は、「除湿」モードの異なる変形例において、本発明による空調デバイスを示す。
【０１２６】
「除湿」モードを要する天候条件とは別に、このような「除湿」モードは、快適性を管理するための主要なパラメータの１つにすぎない。したがって、以下に記載する他の動作モードに切り替えることが考えられる。
【０１２７】
図５は、第１の実施形態による「夏」モードにある空調デバイスの概略図である。したがって、図５は、第１の実施形態による車両の乗員室を冷却する必要性に対応する「夏」動作段階中の本発明による空調デバイスを示す。
【０１２８】
「夏」モードの第１の実施形態によれば、第１の切り換え手段６、特に、第１の三方弁６は、冷媒がコンプレッサ３からバイパス導管１８を介して第１の接続点１７へ直接通過するように配設される。このようにして、冷媒は、内部熱交換器１１を流れない。冷媒は、内部熱交換器１１を通過する際、圧力降下を受けない。これにより、冷媒の圧力および温度レベルは維持されたままである。
【０１２９】
冷媒は、コンプレッサ３を離れ、第１の接続点１７から調節部材２０の方へ向けられる。この配列において、第１の制御弁２３が開いている間、第１の膨張部材２２は閉じられ、冷媒は圧力損失なしに流れる。次に、冷媒は、冷媒が外部空気流との交換を行う凝縮器として作用可能な外部熱交換器２８を通過する。
【０１３０】
次に、冷媒は、第２の切り換え手段２９、特に、第２の三方弁２９、第３の接続点３３、第４の接続点３５および第２の膨張部材３７を連続して通過する。
【０１３１】
したがって、第２の切り換え手段２９の配列は、バイパスチャネル３１の流れが阻止されるようになっている。
【０１３２】
また、冷媒は、第３の接続点３３を通る。第３の膨張部材４１は、冷媒が流体／流体熱交換器３４内に流入しないように閉じられる。さらに、第２の制御弁３６も閉じられる。
【０１３３】
コンプレッサ３の出口オリフィス５と第２の膨張部材３７との間で、冷媒は高圧および高温状態にある。
【０１３４】
第２の膨張部材３７は、冷媒の圧力を低下させる。冷媒は、蒸発器１４を通過するとき内部空気流１３との交換時に蒸発する。このような熱交換により、内部空気流１３が乾燥および／または除湿される。
【０１３５】
最後に、冷媒は、蒸発器１４を離れ、第５の接続点４０を通過し、必要に応じて、アキュムレータ４４を通った後、コンプレッサ３に戻る。
【０１３６】
第２の膨張部材３７とコンプレッサ３の入口４との間で、冷媒は、低圧および低温状態にある。
【０１３７】
さらに、熱伝達流体は、第１のポンプ５０によって、および／または、第２のポンプ６６によって移動される。熱伝達流体は、第１の入口オリフィス５７から第１の出口オリフィス５９へ通る接続デバイス４９を通って流れた後、第３のコンポーネント熱交換器６７および第３の切り換え手段６８、特に、入口７４から第２の出口７６へ通る第３の三方弁６８を通って流れる。
【０１３８】
次に、熱伝達流体は、ラジエータ６９を通過し、ラジエータで外部空気流に熱を失う。次に、熱伝達流体は、第６の接続点８０および第２のポンプ６６を通過した後、第２の入口オリフィス５８を介して接続デバイス４９に入る。
【０１３９】
熱伝達流体は、第２の出口オリフィス６０から流れた後、流体／流体熱交換器３４に流入し通過する。この動作段階において、冷媒が流体／流体熱交換器３４を通って流れないため、熱伝達流体は熱交換を受けない。
【０１４０】
最後に、熱伝達流体は、第２のコンポーネント熱交換器５２を通過した後、第１のポンプ５０および第１のコンポーネント熱交換器５１を通って流れる。
【０１４１】
第１のコンポーネント熱交換器５１、第２のコンポーネント熱交換器５２および第３のコンポーネント熱交換器６７を通ることによって、熱伝達流体は、関連するコンポーネント、この場合、好適には、バッテリーまたはバッテリーバンクおよび／またはインバータおよび／またはモータを調整し、特に、冷却する。結果的に、熱伝達流体は加熱される。
【０１４２】
内部空気流１３の冷却に対応するこの動作段階中、第１のループ４７および第２のループ４８は、接続デバイス４９によって流体接続されることが分かる。したがって、熱伝達流体は、第１のコンポーネント熱交換器５１および／または第２のコンポーネント熱交換器５２および／または第３のコンポーネント熱交換器６７から熱を奪う。熱は、ラジエータ６９を用いて外部空気流に放散される。
【０１４３】
図５から図７は、「夏」モードにある本発明の異なる実施形態を示す。結果的に、図６および図７は、図５との相違点の面から記載される。前述され同じ条件下で動作する要素は、さらに詳細には記載されないが、この目的のためには、関連する図面の記載が参照されるべきである。
【０１４４】
図６は、第２の実施形態による「夏」モードにある本発明による空調デバイスの概略図である。図５とは異なり、冷媒は、流体／流体熱交換器３４内に流入できる。この目的のために、第３の膨張部材４１は開かれている。冷媒は、第３の膨張部材４１において圧力降下を受ける。
【０１４５】
冷媒は、熱伝達流体との交換時に流体／流体熱交換器３４において蒸発される。冷媒は、流体／流体熱交換器３４を通過すると、蒸発器１４からの冷媒を再び結合する第５の接続点４０へ流れ、第５の接続点４０、場合によっては、アキュムレータ４４を通過した後、コンプレッサ３に戻る。
【０１４６】
冷媒は、流体／流体熱交換器３４を通過した後、第１のコンポーネント熱交換器５１、第２のコンポーネント熱交換器５２および第３のコンポーネント熱交換器６７を通る熱伝達流体を冷却する。
【０１４７】
このような動作段階により、乗員室に向けられた内部空気流１３は冷却される。
【０１４８】
第１のコンポーネント熱交換器５１および／または第２のコンポーネント熱交換器５２および／または第３のコンポーネント熱交換器６７によって、関連するコンポーネント、この場合、好適には、バッテリーまたはバッテリーバンクおよび／またはインバータおよび／またはモータを適切に冷却するために、特に、外部温度が高いときに使用される。
【０１４９】
また、この第２の解決策は、熱伝達流体によって伝えられる熱を利用し、低圧／低温側での熱交換を増大させるように冷媒を加熱するという利点を有する。これにより、冷媒回路１の熱力学性能が高まる。
【０１５０】
図７は、第３の実施形態による「夏」モードにある本発明による空調デバイスの概略図である。この代替実施形態の主な特徴は、熱伝達流体が第３のバイパス導管８１を通って流れるということである。結果的に、熱伝達流体は、ラジエータ６９を流れない。
【０１５１】
この目的のために、第３の切り換え手段６８、特に、第３の三方弁６８により、熱伝達流体は、ラジエータ６９を通って特に入口７４と第２の出口７６との間を流れることはないが、第１の出口７５へ流れる。結果的に、熱伝達流体は、第３のバイパス導管８１を通って流れ、第２のポンプ６６の方へ向けられる。
【０１５２】
高温外部空気流との交換時に、ラジエータ６９が熱伝達流体を著しく加熱する傾向があることにより、流体／流体熱交換器３４から流れる熱伝達流体の冷却程度を低減する傾向がある場合、この配列は特に適している。
【０１５３】
図８は、第２のコンポーネントが加熱されやすい本発明による空調デバイスの概略図である。
【０１５４】
これは、充電段階中、第２のコンポーネントがバッテリーまたはバッテリーバンクであるときに特に該当する。このような状況下で、バッテリーが加熱する。バッテリーの耐用年数を保ち、および／またはバッテリーの動作を最適化するためには、バッテリーは冷却される必要がある。
【０１５５】
図８による動作段階は、図６のものに類似している。それでも、以下に記載される配列には相違点がいくつかある。
【０１５６】
第１の相違点は、熱伝達流体回路２に関する。接続デバイス４９は、第１のループ４７および第２のループ４８を隔離するように配設される。これを行うために、熱伝達流体は、第１の入口オリフィス５７を介して接続デバイス４９に流入し、第１のループ４７を形成するように第２の出口オリフィス６０を介して接続デバイス４９を離れる。第１のループ４７において、熱伝達流体は、第１のポンプ５０によって移動される。
【０１５７】
同様に、熱伝達流体は、第２の入口オリフィス５８を介して接続デバイス４９に流入し、第２のループ４８を形成するように第１の出口オリフィス５９を介して接続デバイス４９を離れる。第２のループ４８において、熱伝達流体は、第２のポンプ６６によって移動される。
【０１５８】
さらに、コンプレッサ３は、冷媒が冷媒回路１に流れるように働いている。このようにして、第３の膨張部材４１に膨張が許容されることで、流体／流体熱交換器３４を通過する際に熱伝達流体を冷却する。
【０１５９】
第２の相違点は、冷媒回路１の配列に見られる。第２の膨張部材３７が閉じられることにより、冷媒は、蒸発器１４を通過できなくなる。第２の弁３６も閉じられる。このようにして、冷媒のすべては、熱伝達流体の冷却を最大限にするように流体／流体熱交換器３４を通って流れる。
【０１６０】
この配列は、異なるコンポーネント（インバータ、モータなど）が、バッテリーまたはバッテリーバンクの充電段階中に動作する場合に特に適している。特に、この動作モードにおいて、著しい加熱を受ける可能性のあるモータは、適切に冷却される。この目的のために、好適には、モータは、第２のループ４８に配置される。
【０１６１】
図９は、第１の実施形態による「冬」モードにある本発明による空調デバイスの概略図である。したがって、図９は、車両の乗員室を加熱する必要性に対応する「冬」動作段階中の空調デバイスを示す。
【０１６２】
この配列において、冷媒が内部熱交換器１１内に流入できるようにするための第１の切り換え手段６、特に、第１の三方弁６。この目的のために、第１の三方弁６は、入口７を第１の出口８と連通状態になるように配設される。このように、冷媒は、コンプレッサ３から、内部空気流１３と熱交換する内部熱交換器１１を通って流れる。結果的に、冷媒は、バイパス導管１８を通過しない。
【０１６３】
冷媒は、内部熱交換器１１を離れ、調節部材２０の方へ第１の接続点１７に向けられる。上述した動作段階とは異なり、第１の膨張部材２２は開かれるが、第１の制御弁２３は閉じられ、冷媒は圧力降下を受けながら通過する。次に、冷媒は、冷媒が外部空気流との交換を行う蒸発器として作用する外部熱交換器２８を通過する。
【０１６４】
次に、冷媒は、第２の切り換え手段２９、特に、第２の三方弁２９、第３の接続点３３および第４の接続点３５を連続して通過する。
【０１６５】
したがって、第２の切り換え手段２９の配列は、バイパスチャネル３１の流れが阻止されるようになっている。冷媒は、第３の接続点３３を通過する。
【０１６６】
第３の膨張部材４１は、冷媒が流体／流体熱交換器３４内に流入できないように閉鎖される。
【０１６７】
この配列によれば、第２の制御弁３６が開かれると、冷媒は、第４の接続点３５から第５の接続点４０へ直接流れる。平行して、第２の膨張部材３７が閉じられると、冷媒は、蒸発器１４を通過できない。
【０１６８】
コンプレッサ３の出口オリフィス５と第１の膨張部材２２との間で、冷媒は高圧および高温状態にある。第１の膨張部材２２とコンプレッサ３の入口オリフィス４との間で、冷媒は低圧および低温状態にある。
【０１６９】
内部熱交換器１１を通過する冷媒が高温状態にあるため、内部空気流１３との熱交換を行うことで、この動作段階中に想定された加熱が行われる。
【０１７０】
冷媒は、場合によっては、アキュムレータ４４を介して、第５の接続点４０を離れた後、コンプレッサ３に戻る。
【０１７１】
冷媒は、第１の実施形態による内部空気流１３を加熱する必要性に対応する、この動作段階中に上記で述べていない回路の他のコンポーネントは通過しない。
【０１７２】
さらに、熱伝達流体は、第１のポンプ５０および／または第２のポンプ６６によって移動される。熱伝達流体は、第１の入口オリフィス５７から第１の出口オリフィス５９へ通る接続デバイス４９を通って流れた後、第３のコンポーネント熱交換器６７および第３の切り換え手段６８、特に、入口７４から第２の出口７６へ通る第３の三方弁６８を通って流れる。
【０１７３】
次に、熱伝達流体は、ラジエータ６９を通過し、ラジエータで外部空気流に熱を失う。次に、熱伝達流体は、第６の接続点８０および第２のポンプ６６を通過した後、第２の入口オリフィス５８を介して接続デバイス４９に入る。
【０１７４】
熱伝達流体は、第２の出口オリフィス６０から流れた後、流体／流体熱交換器３４に流入する。この動作段階において、冷媒が流体／流体熱交換器３４を通って流れないため、熱伝達流体は熱交換を受けない。
【０１７５】
最後に、熱伝達流体は、第２のコンポーネント熱交換器５２を通過した後、第１のポンプ５０および第１のコンポーネント熱交換器５１を通って流れる。
【０１７６】
第１のコンポーネント熱交換器５１、第２のコンポーネント熱交換器５２および第３のコンポーネント熱交換器６７を通ることによって、熱伝達流体は、関連するコンポーネント、この場合、好適には、バッテリーまたはバッテリーバンクおよび／またはインバータおよび／またはモータを調整し、特に、冷却する。結果的に、熱伝達流体は加熱される。
【０１７７】
内部空気流１３の加熱に対応するこの動作段階中、第１のループ４７および第２のループ４８は、接続デバイス４９によって流体接続されることが分かる。したがって、熱伝達流体は、第１のコンポーネント熱交換器５１および／または第２のコンポーネント熱交換器５２および／または第３のコンポーネント熱交換器６７から熱を奪う。熱は、ラジエータ６９を用いて外部空気流に放散される。
【０１７８】
低温の冬天候条件では、バッテリーまたはバッテリーバンクの効率が低下し、達成可能な理想的な効率を下回る。さらに、車両のレンジは、バッテリーまたはバッテリーバンクが低温のままであるため、初期運転段階中に要求される動力によって著しく影響を受ける。このような状況において、バッテリーの熱放散は著しいが、平均的な都市走行に適合したタイムスケール内の最適な動作温度を達成するには不十分である。
【０１７９】
図９の配列によれば、熱伝達流体回路２の第１のループ４７および第２のループ４８は直列である。結果的に、ドライブトレインの異なるコンポーネント、特に、モータおよびインバータによって放散される熱がためられる。これにより、車両の移動時により短い時間で効率を上げるために、バッテリーまたはバッテリーバンクを加熱することができる。
【０１８０】
最適な動作温度に達すると、熱伝達流体回路２に配設されたコンポーネント、この場合、バッテリーまたはバッテリーバンクおよび／またはインバータおよび／またはモータによって放散される熱は、ラジエータ６９を用いて外部に排気される必要がある。
【０１８１】
その温度は、特に、第１の出口７５および第２の出口７６の開口度に応じて、第３の切り換え手段６８、特に第３の三方弁６８を調節することにより、ラジエータ６９および／または第３のバイパス導管８１内に熱伝達流体を流入させることによって調節される。
【０１８２】
図９から図１２は、異なる実施形態による「冬」モードにある本発明によるものを示す。結果的に、図１０から図１２は、図９との相違点の面から記載される。前述され同じ条件下で動作する要素は、さらに詳細には記載されないが、この目的のためには、関連する図面の記載が参照されるべきである。
【０１８３】
図１０は、第２の実施形態による「冬」モードにある本発明による空調デバイスの概略図である。図９とは異なり、第３の切り換え手段６８、特に、第３の三方弁６８により、熱伝達流体は、バイパス導管８１を通って、特に、第１の入口７４と第１の出口７５との間に流れる。結果的に、熱伝達流体は、ラジエータ６９を流れない。
【０１８４】
上述したように、このような配列により、初期運転段階中、バッテリーまたはバッテリーバンクを加熱することが可能である。さらに、このような配列は、外部空気流の温度が非常に低いときに、熱伝達流体の温度が低くなりすぎないようにするという利点があるが、このことにより、最適な動作温度に達したときに、バッテリーまたはバッテリーバンクおよび／またはインバータおよび／またはモータを一定の温度に保つことがより困難になってしまう。
【０１８５】
図１１は、第３の実施形態による「冬」モードにある本発明による空調デバイスの概略図である。図１０とは異なり、第１の膨張部材２２は、第１の制御弁２３が開かれている間、閉じられ、圧力損失なしに冷媒が通過する。冷媒は、冷媒が外部空気流との交換を行う凝縮器として作用する外部熱交換器２８を通過する。
【０１８６】
次に、冷媒は、第２の切り換え手段２９、特に、第２の三方弁２９と、第３の接続点３３とを連続して通過する。
【０１８７】
図１１の配列において、第３の膨張部材４１が開かれると、圧力降下が生じ、冷媒は流体／流体熱交換器３４内に流入する。
【０１８８】
冷媒は、熱伝達流体との交換時に流体／流体熱交換器３４において蒸発される。冷媒は、流体／流体熱交換器３４を通過すると、第５の接続点４０に流れ、場合によっては、アキュムレータ４４を通過した後、コンプレッサ３に戻る。
【０１８９】
第２の制御弁３６は、冷媒が第４の接続点３５から第５の接続点４０へ流れないように閉じられる。
【０１９０】
冷媒のすべてが、熱伝達流体の冷却を最大限にするように流体／流体熱交換器３４を通って流れる。
【０１９１】
このような配列により、外部空気流から熱を奪うのではなく、ドライブトレインに関連する異なるコンポーネント、例えば、電気エネルギーを蓄積するためのバッテリー、車両を駆動するためのモータおよび電気信号をモータに適応するためのインバータなどからの熱損失のすべてをためることによって、熱源として熱伝達流体回路２を使用することが可能である。これにより、空気／空気熱交換、すなわち、空気凝縮および空気蒸発を用いた熱調整デバイスが、空気／流体熱交換、すなわち、空気凝縮および熱伝達流体蒸発を用いた熱調整デバイスへ変化する。
【０１９２】
結果的に、内部熱交換器１１を使用した乗員室の加熱効率が向上する。実際、この配列において、熱伝達流体の温度は、外部空気流の温度より高い。このような配列は、特に、初期運転サイクル後に使用されうる。
【０１９３】
ドライブトレインに関連する異なるコンポーネントの温度は、ラジエータ６９の代わりに流体／流体熱交換器３４によって制御される。
【０１９４】
最後に、内部空気流１３を熱力学的に加熱すること、すなわち、内部熱交換器１１を使用することには、１より著しく大きい動作係数で働くという利点がある。このような配列により、運転に依存せず、ひいては、比較的安定した加熱の解決策が得られる。所与の乗員室加熱動力に対して、内部空気流１３の熱力学的な加熱は、コンプレッサ３によってバッテリーから引き出される動力にかかわらず、車両のレンジを保護する。
【０１９５】
さらに、このような動作段階により、乗員室に送られる内部空気流１３が加熱され、熱交換が流体／流体熱交換器３４において起こりうる。冷媒が熱伝達流体を冷却する傾向があるために、このようにして、ドライブトレインのコンポーネントが、第１のコンポーネント熱交換器５１および／または第２のコンポーネント熱交換器５２および／または第３のコンポーネント熱交換器６７によって冷却される。
【０１９６】
図１２は、第４の実施形態による「冬」モードにある本発明による空調デバイスの概略図である。図１１とは異なり、冷媒は、調節部材２０および外部熱交換器２８を通らない。したがって、冷媒は、第２のバイパス導管２５を通る。この目的のために、第２の切り換え手段２９、特に、第２の三方弁２９は、冷媒が第１の入口３０を通って流れないように構成される。
【０１９７】
このような配列は、内部熱交換器１１にて実行される単一の凝縮ステージとともに、冷媒回路１を形成する。これにより、必要な場合、すなわち、乗員室の温度を即座に上昇させる必要がある場合、乗員室を暖めるために冷媒にエネルギーを使用することが最適化される。外部熱交換器２８において実行される第２の凝縮ステージには熱損失がない。
【０１９８】
冷媒でのエネルギーの使用を最適化する場合、図１１に示すような配列により、外部熱交換器２８に最終凝縮ステージを実行することが可能である。
【０１９９】
図１３は、本発明による別の空調デバイスの概略図である。図１３は、図９から図１２に対して記載したように、「冬」モードにある本発明による空調デバイスの改良を示す。空調デバイスの表示は、図１２に示すものと同一であるため、前述され同じ条件下で動作する要素は、さらに詳細には記載されないが、この目的のためには、関連する図面の記載が参照されるべきである。
【０２００】
極寒の天候条件において、または寒い天候の中で車両が長時間駐車される場合、第１に、バッテリーまたはバッテリーバンク、第２に、インバータおよびモータは所与の温度に保たれなければならない。
【０２０１】
この目的のために、熱伝達流体回路２に電熱デバイス８５が配置される。第１の変形例によれば、電熱デバイス８５は、熱伝達流体回路２に直列に配置される。あるいは、電熱デバイス８５は、熱伝達流体回路２の一部と並列に配置される。
【０２０２】
電熱デバイス８５は、さらなる熱を熱伝達流体に与える。好ましくは、電熱デバイス８５は、第１のループ４７に、例えば、流体／流体熱交換器３４と第２のコンポーネント熱交換器５２との間に設置される。
【０２０３】
電熱デバイス８５をこのように位置付けることは、バッテリーまたはバッテリーバンクのすぐ上流で熱伝達流体を加熱する利点がある。このようにして、第２のコンポーネント熱交換器５２を介して、バッテリーまたはバッテリーバンクは、熱損失を被ることなく、例えば、金属マスおよび／または導管によって生じた熱からすべての恩恵を受ける。
【０２０４】
一例として、電熱デバイス８５は、熱伝達流体に沈めた浸漬ヒータ要素８５である。浸漬ヒータ要素８５は、２２０Ｖの電圧で動作するように配設される。浸漬ヒータ要素８５は、浸漬ヒータ要素８５の作動を許可または防止するために、熱伝達流体の温度を検出するサーモスタットを含むという点で、好適には、自動制御される。
【０２０５】
図１４は、本発明による空調デバイスの別の実施形態の概略図である。この代替例によれば、第１のコンポーネント、いわゆる、インバータは、熱伝達流体回路２の第２のループ４８に配設される。これにより、熱伝達流体回路２の同じ部品、この場合、第２のループ４８において、温度が上昇しやすいドライブトレインのコンポーネント、すなわち、第１のコンポーネント、いわゆる、インバータと、第３のコンポーネント、いわゆる、モータを冷却することが可能である。
【０２０６】
さらに、このような実施形態はまた、要求される冷却動力が低いため、流体／流体熱交換器３４のサイズを縮小させる利点を有する。
【０２０７】
さらに、加えて、または他の形態において、第２の膨張容器９０が、熱伝達流体回路２の第２のループ４８に接続される。第２の膨張容器９０は、熱伝達流体回路２の熱伝達流体の貯蔵を形成する。このように、熱伝達流体回路２の第１のループ４７および第２のループ４８が独立して動作している場合、ループの各々は、専用の熱伝達流体の貯蔵を有する。場合によっては、第１の膨張容器６５および第２の膨張容器９０を、第１のポンプ５０の上流および第２のポンプの上流にそれぞれある第１のループ４７および第２のループ４８に接続される、単一の貯蔵に組み合わせることが可能である。
【０２０８】
このように、第１の膨張容器６５および第２の膨張容器９０は、熱伝達流体貯蔵を形成し、第１のループ４７および第２のループ４８での、熱伝達流体回路２にダメージを与えてしまう傾向がある、熱伝達流体の著しい圧力上昇を防止する。
【０２０９】
当然、図１から図１４に示す例示的な実施形態のすべてにおいて、接続デバイス４９は、あらゆる場合において、熱伝達流体回路２の第１のループ４７および第２のループ４８を隔離または連結するように構成されうる。
【０２１０】
したがって、接続デバイス４９により、流体／流体熱交換器３４を用いて、第１のコンポーネント、いわゆる、インバータ、および第２のコンポーネント、いわゆる、バッテリーまたはバッテリーバンクの冷却を停止することが可能である。実際、外気温が非常に高い場合、ラジエータ６９は、熱伝達流体をさらに冷却することができない。
【０２１１】
一方で、ラジエータ６９で実行される熱交換は、熱伝達流体を加熱しやすく、さもなければ、熱伝達流体は流体／流体熱交換器３４によって冷却される。第１のループ４７および第２のループ４８を熱伝達流体回路２から切り離すと、第１のループ４７の熱伝達流体の温度が低下する。
【０２１２】
これにより、第１のコンポーネント、いわゆる、インバータ、および第２のコンポーネント、いわゆる、バッテリーまたはバッテリーバンクの冷却が改善される。一方で、第２のループ４８における熱伝達流体の温度はより高くなる。これは、第３のコンポーネント、いわゆる、モータが、温度に対して感度が低いため、あまり問題ではない。
【０２１３】
温度が高すぎると、接続デバイス４９は、熱伝達流体回路２の第１のループ４７および第２のループ４８を連結するように切り換えられる。
【０２１４】
当然ながら、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例としてのみ提供される。本発明は、当業者であれば、本発明の範囲内であることを認識できるであろう任意の他の修正例、別の形態または他の変形例を包含し、特に、上述した異なる実施形態のすべての組み合わせを包含しうる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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