(57)【要約】本発明は、冷房若しくは暖房のための装置であって、熱タンク（１２）内に熱を送り出すため若しくは熱タンク（１２）から熱を取り出すための第１の熱交換器（１０）と、冷房若しくは暖房されることになる室（１６）から熱を取り出すため若しくは該室（１６）から熱を送り出すための第２の熱交換器（１４）と、コンプレッサ（１８）と、膨張機構（２０）と、冷房運転と暖房運転とを切り換える切換手段（２２，２４）とを有する形式ものにおいて、切換手段（２２，２４）は、モジュール（２６）内に組み込まれている冷房若しくは暖房のための装置に関する。本発明はさらに、冷房運転と暖房運転との切り換え方法に関する。
2004516191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷房若しくは暖房装置のためのであって、
―  熱タンク（１２）内に熱を送り出すため若しくは熱タンク（１２）から熱を取り出すための第１の熱交換器（１０）と、
―  冷房若しくは暖房されることになる室（１６）から熱を取り出すため若しくは該室（１６）から熱を送り出すための第２の熱交換器（１４）と、
―  コンプレッサ（１８）と、
―  膨張機構（２０）と、
―  冷房運転と暖房運転とを切り換える切換手段（２２，２４）とを有する形式のものにおいて、
切換手段（２２，２４）は、モジュール（２６）内に組み込まれている
ことを特徴とする冷房若しくは暖房のための装置。
【請求項２】
第１の熱交換器（１０）と第２の熱交換器（１４）との間に、内部熱交換器（２８）が設けられている請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記切換手段は、それぞれ４つのポート（３０，３２，３４，３６；３８，４０，４２，４４）を有する第１の弁（２２）と第２の弁（２４）とを有している請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
第１の弁（２２）において、
―  第１のポート（３０）は、第１の熱交換器（１０）と接続されており、
―  第２のポート（３２）は、膨張機構（２０）と接続されており、
―  第３のポート（３４）は、内部熱交換器（２８）と接続されていてかつ
―  第４のポート（３６）は、第２の熱交換器（１４）と接続されている
請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
第２の弁（２４）において、
―  第１のポート（３８）は、第１の熱交換器（１０）と接続されており、
―  第２のポート（４０）は、内部熱交換器（２８）と接続されており、
―  第３のポート（４２）は、コンプレッサ（１８）と接続されていてかつ
―  第４のポート（４４）は、第２の熱交換器（１４）と接続されている
請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
―  冷房運転において、第１の弁（２２）の第１のポート（３０）と第３のポート（３４）と、第１の弁（２２）の第２のポート（３２）と第４のポート（３６）とは、互いに接続されており、
―  冷房運転において、第２の弁（２４）の第１のポート（３８）と第３のポート（４２）と、第２の弁（２４）の第２のポート（４０）と第４のポート（４４）とは、互いに接続されている
請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
―  暖房運転において、第１の弁（２２）の第１のポート（３０）と第２のポート（３２）と、第１の弁（２２）の第３のポート（３４）と第４のポート（３６）とは、互いに接続されており、
―  暖房運転において、第２の弁（２４）の第１のポート（３８）と第２のポート（４０）と、第２の弁（２４）の第３のポート（４２）と第４のポート（４４）とは、互いに接続されている
請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
前記切換手段（２２，２４）は、少なくとも部分的に、共通の駆動装置により作動可能である請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
前記切換手段（２２，２４）は、少なくとも部分的に、液圧駆動装置により作動可能である請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
前記液圧駆動装置は、コンプレッサの前後の圧力差により作動される請求項９記載の装置。
【請求項１１】
モジュール（２６）内に、内部熱交換器（２８）が組み込まれている請求項１から１０までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１２】
モジュール（２６）内に、膨張機構（２０）が組み込まれている請求項１から１１までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１３】
モジュール（２６）内に、コンプレッサ（１８）が組み込まれている請求項１から１２までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１４】
モジュール（２６）内に、アキュムレータ（４６）が組み込まれている請求項１から１３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１５】
モジュール（２６）内に、油分離機が組み込まれている請求項１から１４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１６】
モジュール（２６）内に、熱ガスーバイパスー弁（５０）が組み込まれている請求項１から１５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１７】
モジュール（２６）内に、圧力センサが組み込まれている請求項１から１６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１８】
モジュール（２６）内に、弁の制御装置が組み込まれている請求項１から１７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１９】
モジュール（２６）内に組み込まれている構成要素の少なくとも一部分は、共通の圧力ケーシング内に配置されている請求項１から１８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２０】
モジュール（２６）内に組み込まれている構成要素の少なくとも一部分は、アキュムレータとして構成された圧力ケーシング内に配置されている請求項１から１９までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２１】
冷房回路若しくは加熱回路の媒体として、二酸化炭素が使用されている請求項１から２０までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２２】
内部熱交換器（２８）は、μ―構造―技術で構成されている請求項１から２１までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２３】
熱タンク（１２）内に熱を送り出すため若しくは熱タンク（１２）から熱を取り出すための第１の熱交換器（１０）と、冷房若しくは暖房されることになる室（１６）から熱を取り出すため若しくは該室（１６）から熱を送り出すための第２の熱交換器（１４）と、コンプレッサ（１８）と、膨張機構（２０）と、冷房運転と暖房運転とを切り換える切換手段（２２，２４）とを有する冷房若しくは暖房のための装置により、冷房運転と暖房運転とを切り換える形式の方法であって、切換手段（２２，２４）は、モジュール（２６）内に組み込まれていることを特徴とする冷房若しくは暖房のための方法。
【請求項２４】
前記第１の熱交換器（１０）と第２の熱交換器（１４）との間に配置されている内部熱交換器（２８）内で、熱が交換される請求項１９記載の方法。
【請求項２５】
―  前記切換手段は、それぞれ４つのポート（３０，３２，３４，３６；３８，４０，４２，４４）を有する第１の弁（２２）と第２の弁（２４）とを有しており、
―  第１の弁（２２）において、第１のポート（３０）は、第１の熱交換器（１０）と接続されており、第２のポート（３２）は、膨張機構（２０）と接続されており、第３のポート（３４）は、内部熱交換器（２８）と接続されていてかつ第４のポート（３６）は、第２の熱交換器（１４）と接続されており、
―  第２の弁（２４）のにおいて、第１のポート（３８）は、第１の熱交換器（１０）と接続されており、第２のポート（４０）は、内部熱交換器（２８）と接続されていて、第３のポート（４２）はコンプレッサ（１８）と接続されていて第４のポート（４４）は第２の熱交換器（１４）に接続されていおり、
―  第１の弁（２２）の第１のポート（３０）と第３のポート（３４）と、第１の弁（２２）の第２のポート（３２）と第４のポート（３６）とは、互いに接続されていることにより及び、第２の弁（２４）の第１のポート（３８）と第３のポート（４２）と、第２の弁（２４）の第２のポート（４０）と第４のポート（４４）とは、互いに接続されいることにより冷房運転へ切り換えられる請求項１９または２０記載の装置。
【請求項２６】
第１の弁（２２）の第１のポート（３０）と第２のポート（３２）と、第１の弁（２２）の第３のポート（３４）と第４のポート（３６）とは、互いに接続されていることにより及び、第２の弁（２４）の第１のポート（３８）と第２のポート（４０）と、第２の弁（２４）の第３のポート（４２）と第４のポート（４４）とは、互いに接続されていることにより暖房運転へ切り換えられる請求項１９から２１項までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２７】
前記切換手段（２２，２４）は、少なくとも部分的に、共通の駆動装置により作動可能である請求項１９から２２までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２８】
前記切換手段（２２，２４）は、少なくとも部分的に、液圧駆動装置により作動可能である請求項１９から２３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２９】
冷房回路若しくは加熱回路の媒体として二酸化炭素が使用されている請求項１９から２４までのいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、熱タンク内に熱を送り出すため若しくは熱タンクから熱を取り出すための第１の熱交換器と、冷房若しくは暖房されることになる室から熱を取り出すため若しくは該室から熱を送り出すための第２の熱交換器と、コンプレッサと、膨張機構と、冷房運転と暖房運転とを切り換える切換手段とを有する形式の冷房若しくは暖房のための装置に関する。本発明は、さらに、熱タンク内に熱を送り出すため若しくは熱タンクから熱を取り出すための第１の熱交換器と、冷房若しくは暖房されることになる室から熱を取り出すため若しくは該室から熱を送り出すための第２の熱交換器と、コンプレッサと、膨張機構と、冷房運転と暖房運転とを切り換える切換手段とを有する冷房若しくは暖房のための装置により、冷房運転と暖房運転とを切り換える形式の方法に関する。
【０００２】
従来の技術
上記形式の装置と方法は、特に自動車の内室を冷房若しくは暖房するための装置と方法として公知である。自動車に組み込まれた空調設備による上記形式の装置と方法を有する冷房は、既にずっと以前から公知である。しかし、上記形式の装置による暖房も重要さを増してきている。燃料消費にとって申し分のないモータの開発はしかしながら最近まで遅れていた、なぜなら、自動車を、低温での軽負荷運転において快適に暖房するためには、これらのモータの場合に熱を冷却媒体に十分に排出できないからである。これは、低温において快適さを確実にするために、既に上記形式の暖房装置を有する直接噴射式ディーゼルエンジンにとって有効である。燃料直接噴射装置を有する自動車も将来的には暖房装置を装備して、快適な内室温度を保つことになる。
【０００３】
上級クラスの大部分の自動車及び中級クラスの自動車でも増加しているが、標準的に空調設備を備えている。このような空調設備の構成要素は、低温の周囲温度の場合、熱ポンプとして熱回路を転用することにより利用される。このような熱ポンプは、高出力の場合の少ないエネルギ消費と応答特性に優れている。これは、例えば自動車ウインドの霜取り関する確実性及び快適性を達成する暖房装置にとって、将来的には大きな意味を持つ構成である。
図５と図６には、２つの空調回路が示されている。図５には、従来の冷房運転が示されており。図６には、暖房運転が示されており、暖房運転にとって付加的に必要な構成要素も図示されている。
【０００４】
図５は、空調回路の略示図である。第１の熱交換器１１０内に、循環回路１６０を循環する第１の媒体が入る。媒体は、周囲空気１６２に熱を放出して、媒体自体は冷却される。熱交換器１１０から、冷却された媒体は出る。この冷却された媒体は、その機能を後述する内部熱交換器を通る。媒体が内部熱交換器１２８から出た後、媒体は膨張機構１２０に入る。媒体は、膨張により強く冷却されて、第２の熱交換器１１４に供給される。この熱交換器１１４内で、冷たい媒体は、熱せられた周囲空気若しくは循環空気を冷却する。冷たい媒体は、冷たい空気１６４の形で、例えば自動車内室のような冷房されることになる室に作用する。この行程の場合、媒体は、凝縮物１６６を形成することになる。熱交換器１１４内の熱交換により再び熱せられて気化した媒体は、熱交換器１１４から出て、再び内部熱交換器１２８を通流する。内部熱交換器１２８を出ると、媒体はコンプレッサ１１８に達する。コンプレッサ１１８において、媒体は、圧縮によりより高圧になり熱せられる。従って、再び熱せられた媒体になり、熱せられた媒体は、第１の熱交換器１１０内に熱交換のために入ることができる。循環回路の媒体の循環は終了する。
【０００５】
内部熱交換器１２８は、循環回路内の出力向上に役立つ。従って、膨張機構１２０に入る前の媒体は、第２の熱交換器１１４から出た還流される媒体により冷却される。還流される媒体は、それに対して熱せられる。この熱交換により、流体内の液体成分は、膨張機構１２０から出る際に増大する。従って、循環回路内の作用効率は上昇する。
【０００６】
図６には、図５との比較では、付加的の構成要素が示されている循環回路が示されている。これら構成要素は、循環回路を室の暖房に利用するために必要である。再び、循環回路を、媒体の第１の熱交換器１１０内への流入から説明する。冷たい媒体が、熱交換器１１０内に入る。冷たい媒体は、熱交換器１１０内で、周囲空気との熱交換作用により熱せられて気化されるのに対して、周囲空気は冷却される。この場合、温度と関連で、凝縮物若しくは氷１６８が形成される。第１の熱交換器から媒体が出ると、媒体は、第１の弁１７０を介して内部熱交換器１２８に入る。内部熱交換器１２８から媒体が出ると、媒体はコンプレッサ１１８に入る。コンプレッサ１１８において、媒体は圧縮されかつ熱せられる。媒体がコンプレッサを通過後に、媒体は第２の弁１７２を介して第２の熱交換器に流入する。第２の熱交換器において、熱せられた媒体は、冷たい周囲空気若しくは冷たい循環空気を熱して、有効熱１７４として暖房されることになる室に作用する。媒体は、冷却された状態で、第２の熱交換器１１４から出て第３の弁１７６に入る。この第３の弁は、媒体の流れを第４の弁１７８に導く。この弁１７８から、さらに媒体が内部熱交換器１２８に入るように導く。内部熱交換器１２８から出ると、媒体は膨張機構１２０に入る。膨張機構１２０において、媒体は膨張により冷却され、弁１２８を介して再び第１の熱交換器に導かれる。循環回路の媒体の循環は終了する。
【０００７】
内部熱交換器１２８は、出力向上のために役立つ。一方では、コンプレッサ１１８内でさらに熱せられた媒体は、内部熱交換器１２８内で、第２の熱交換器１１４から内部熱交換器に流入する還流媒体により熱せられる。他方において、この還流された媒体は、膨張機構１２０内の膨張による冷却前に、第１の熱交換器１１０から出た、熱交換器内に流入した媒体により冷却される。冷房運転及び暖房運転を可能にする装置の実現のために、付加的な構成要素が必要である。この場合、付加的な構成要素は、適当な切換により、暖房運転及び冷房運転を可能にする弁１７０，１７２，１７６及び１７８である。弁１７０，１７２，１７６及び１７８と並んで、例えば付加導管のような別の付加的な構成要素が必要である。これら付加的な構成要素は、重量を重くし、製造費用の増加につながるものである。同様に、必要な導管及び接続部の増加により、故障しがちになり、特に気密性に関する問題が多く生じることになる。
【０００８】
発明の利点
本発明は、明細書冒頭に記載に形式の装置において切換手段が、モジュール内に組み込まれていることにより構成されている。この構成により、コンパクトな構造が実現される。この場合、特に導管が長くかつ故障しがちな接続部が節約されかつ取付費用も削減される。冷房媒体を案内する導管の節約と並んで、電気配線の数量及び長さも、モジュール構造により削減させることができる。
【０００９】
有利には、第１の熱交換器と第２の熱交換器との間に内部熱交換器が設けられている。この内部熱交換器は、冷房装置若しくは暖房装置の出力の増加に役立つ。冷房運転の場合、第１の熱交換器から第２の熱交換器に戻される熱せられた媒体は、膨張前に冷却される。冷房運転の目的のために、第２の熱交換器からコンプレッサへ流れる媒体は使用される。往流若しくは還流する媒体の温度は、従って有利には、以下の行程を準備させる。
【００１０】
特に有利には、切換手段が、それぞれ４つのポートを有する第１の弁と第２の弁とを有している。この構成は、本発明の特にコンパクトな構成を実現する、なぜなら圧力接続部の数が減少しかつ小さな構造を助長するからである。
【００１１】
本発明の有利な構成では、第１の弁において、第１のポートは、第１の熱交換器と接続されており、第２のポートは、膨張機構と接続されており、第３のポートは、内部熱交換器と接続されていてかつ第４のポートは、第２の熱交換器と接続されている。この構成により、第１の弁において、暖房運転と冷房運転との間で、媒体の循環回路の一部の切換を具体的な形式で実施する構成が提供される。
【００１２】
同様に本発明の有利な構成では、第２の弁において、第１のポートは、第１の熱交換器と接続されており、第２のポートは、内部熱交換器と接続されており、第３のポートは、コンプレッサと接続されていてかつ第４のポートは、第２の熱交換器と接続されている。この構成により、第２の弁は、暖房運転のためにも冷房運転のためにも必要な循環回路を制御することになる。
【００１３】
有利な構成では、冷房運転において、第１の弁の第１のポートと第３のポートと、第１の弁の第２のポートと第４のポートとは、互いに接続されており、冷房運転において、第２の弁の第１のポートと第３のポートと、第２の弁の第２のポートと第４のポートとは、互いに接続されている。この構成により、冷房運転を可能にする弁の調節をおこなうことができる。
【００１４】
本発明の有利な構成では、さらに、暖房運転において、第１の弁の第１のポートと第２のポートと、第１の弁の第３のポートと第４のポートとは、互いに接続されており、暖房運転において、第２の弁の第１のポートと第２のポートと、第２の弁の第３のポートと第４のポートとは、互いに接続されている。この構成より、媒体は、暖房運転にとって有利な形式でシステムを案内される。
【００１５】
本発明の有利な構成では、切換手段は、少なくとも部分的に、共通の駆動装置により作動可能である。 この構成により、必要な構成要素の数を減らすことができる。
【００１６】
この有利な構成と関連して、前記切換手段は、少なくとも部分的に、液圧駆動装置または空圧駆動装置により、例えば冷却媒体で、作動可能であると有利である。この液圧駆動装置または空圧駆動装置は、コンプレッサにおける冷却媒体の圧力差により作動される。この駆動装置の制御のためには、非常に小さい電磁弁で十分である。
【００１７】
同様に、モジュール内に内部熱交換器が組み込まれると有利である。例えば、切換手段と並んで熱交換器の別の組み込みにより、構造の大きさの更なる減少が達成される。
【００１８】
同じ理由から、モジュール内に膨張機構が組み込まれると有利である。この構成は、特に、液圧路の短縮を伴う構造形状の更なる減少が達成される利点を有している。
【００１９】
特に有利な構成では、モジュール内に、コンプレッサが組み込まれている。この構成により、装置を更に小さくすることができる。
【００２０】
本発明の有利な構成では、モジュール内に、アキュムレータが組み込まれている。アキュムレータを有する装置の場合、この構造部分の組み込みは同様に本発明の利点となる。
【００２１】
同じ理由から、モジュール内に、油分離機が組み込まれている。
【００２２】
本発明の有利な構成では、モジュール内に、外気熱交換器の除氷に役立つ熱ガスーバイパスー弁が組み込まれている。
【００２３】
別の組み込み措置は、本発明の範囲内において、モジュール内に、圧力センサが組み込まれていることにより達成される。この構成は、高圧及び低圧の感知に役立つ。モジュール内に、全ての弁及びコンプレッサのための制御装置が組み込まれていることにより、電気的な組み込み費用が著しく削減することができる。
【００２４】
本発明の有利な構成では、モジュール内に組み込まれている構成要素の少なくとも一部分は、共通の圧力ケーシング内に配置されている。この共通の圧力ケーシングにより、モジュールひいては空調設備の気密性が向上する。共通の圧力ケーシングにより、圧力ケーシング内で、従来は圧力差の大きさの違いから使用できなかった材料が使用することができる。従って、例えば、プラスッチクを使用することも考えられる。同様に、圧力にさらされる導管を壁圧を薄くして構成し、付加的な重量を減らすことも可能である。
【００２５】
本発明の有利な構成では、冷房循環回路若しくは暖房循環回路の媒体として、二酸化炭素が使用されている。二酸化炭素によりこの形式の冷房システムは、将来的には大きな意味を持つことになる、なぜなら従来の冷却媒体が、問題のない廃棄物問題を解決する物質、即ち二酸化炭素により交換されるからである。特に内部熱交換器による出力の向上により、本発明は、冷房手段若しくは暖房手段として二酸化炭素との関連で特に有利である。
【００２６】
本発明は、当初に記載の形式の方法において、切換手段は、モジュール内に組み込まれている。この構成により、コンパクトな構造が達成される。この場合特に、導管の長さと重量が節減され組み込み費用も減少する。冷却媒体を案内する導管の節減と並んで、モジュール構造により電気配線の数量と長さが削減される。
【００２７】
本発明の方法の有利な構成では、前記第１の熱交換器と第２の熱交換器との間に配置されている内部熱交換器で、熱が交換される。この内部熱交換器は冷房若しくは暖房装置の能力向上に役立つ。冷房運転の場合、第２の熱交換器から第１の熱交換器へ還流される、熱せられた媒体は、圧縮前に予め熱せられている。予め熱するために、第１の熱交換器から膨張機構へ流れる媒体が使用される。往流若しくは還流の媒体の温度は、従って有利な構成では、以下の行程で生じる。
【００２８】
本発明の方法の有利な構成では、切換手段は、それぞれ４つのポートを有する第１の弁と第２の弁とを有しており、第１の弁において、第１のポートは、第１の熱交換器と接続されており、第２のポートは、膨張機構と接続されており、第３のポートは、内部熱交換器と接続されていてかつ第４のポートは、第２の熱交換器と接続されており、第２の弁のにおいて、第１のポートは第１の熱交換器と接続されており、第２のポートは、内部熱交換器と接続されていて、第３のポートはコンプレッサと接続されていて第４のポートは第２の熱交換器に接続されており、第１の弁の第１のポートと第３のポートと、第１の弁の第２のポートと第４のポートとは、互いに接続されておりいることにより及び、第２の弁の第１のポートと第３のポートと、第２の弁の第２のポートと第４のポートとは、互いに接続されいることにより冷房運転へ切り換えられる。この構成により、第１の弁の場合、暖房運転と冷房運転との間で、媒体の循環回路の一部の切換を具体的な形式で実施する構成が提供される。
【００２９】
本発明の方法の有利な構成では、第１の弁の第１のポートと第２のポートと、第１の弁の第３のポートと第４のポートとは、互いに接続されていることにより及び、第２の弁の第１のポートと第２のポートと、第２の弁の第３のポートと第４のポートとは、互いに接続されていることにより暖房運転へ切り換えられる。従って、第２の弁は同様に、暖房運転と冷房運転とに必要な循環回路を制御する位置にある。
【００３０】
有利な構成では、前記切換手段は、少なくとも部分的に、共通の駆動装置により作動可能である。この構成は、必要な構成要素の数量を減らす。
【００３１】
同様に、有利な構成では、前記切換手段は、少なくとも部分的に、液圧駆動装置により作動可能である。
【００３２】
この駆動のためには、非常に小さな電磁弁で十分である。
【００３３】
有利な構成では、冷房回路若しくは暖房回路の媒体として二酸化炭素が使用されている。二酸化炭素によるこの形式の冷房システムは、将来的には大きな意味を持つことになる、なぜなら従来の冷却媒体が、問題のない廃棄物問題を解決する物質、即ち二酸化炭素により交換されるからである。特に内部熱交換器による性能向上により、本発明は、冷房手段若しくは暖房手段として二酸化炭素との関連で特に有利である。
【００３４】
有利な構成では、内部熱交換器は、μ―構造―技術で構成されている。冷房媒体として、特に二酸化炭素の場合、モジュール２６内の構成要素の統合が、μ―構造―技術の構造部分の使用を可能にする、なぜならこの構成によりモジュール内の圧力損失が十分小さくなる。
【００３５】
本発明により、驚くべきことに冷房運転と暖房運転との間の切換機能がコンパクトな構造で実現可能なる。装置の主要な構成要素を有するモジュールを提供することにより、圧力接続部の数量と、液圧導管の数量と、電気配線の数量とその他の費用も削減することができる。更に構造の大きさが減少され重量も減らされる。
【００３６】
実施例
本発明を図面の有利な実施例に基づいてより詳しく説明する。
【００３７】
以下の図面に記載の同一または比較可能な部材は、同一の符号で示されている。
【００３８】
図１は、冷房若しくは暖房のための装置の略示図である。装置の切換可能な構成要素は、図１においては装置が、冷房運転にあるように切換られている。第１の熱交換器１０内へ、媒体が導入されている。熱交換器内で、熱タンク１２と導入された媒体との間で熱交換が生じるので、周囲空気６２が熱せられるのに対して、媒体が冷却される。冷却された媒体は、第１の熱交換器１０を出て、モジュール２６内に入る。
【００３９】
モジュール２６内で生じる行程を以下に説明する。
【００４０】
媒体は、モジュール２６から冷却された形で出て、第２の熱交換器１４内に入る。この第２の熱交換器１４内に、周囲空気若しくは循環空気が入るので、第２の熱交換器１４内で冷却された空気流１７が、冷房されることになる室１６内に入る。この場合、凝縮液６６が発生する。周囲空気若しくは循環空気７４の冷却により熱せられ気化した媒体は、第２の熱交換器１４から出る。媒体は、モジュール２６内に入る。このモジュール内で、媒体は熱せられ、媒体の圧力はより高くなる。モジュール２６から、熱せられて凝縮された媒体は出て、再び第１の熱交換器に再び供給される。循環回路は終了する。
【００４１】
モジュール２６内には、装置の運転にとって重要な複数の構成要素が組み込まれている。モジュール２６は、第１のポート３０と、第２のポート３２と、第３のポート３４と、第４のポート３６とを有する第１の弁２２を有している。モジュール２６は、さらに第１のポート３８と、第２のポート４０と、第３のポート４２と、第４のポート４４とを有する第１の弁２４を有している。さらに、モジュール２６は、コンプレッサ１８と、膨張機構２０と内部熱交換器２８とを有している。図１では、第１の弁２２と第２の弁２４とを、装置が、冷房運転にあるように接続されている。第１の熱交換器１０内で冷却された媒体が、モジュール２６内に入って第１の弁２２内に入ると、まず第１のポート３０に達する。第１のポート３０は、第３のポート３４と接続されている。第３のポート３４は、内部熱交換器２８と接続されている。媒体は従って、内部熱交換器２８内に導入される。内部熱交換器２８の機能は後記する。内部熱交換器２８から媒体が出ると、媒体は膨張機構２０内に入る。この膨張機構２０内で媒体は膨張して、冷却される。膨張機構２０から出た媒体は、第１の弁２２の、膨張機構２０と接続される第２のポートに達する。第２のポート３２は、第１の弁の第４のポート３６に接続されているので、媒体は、第４のポート３６に導入される。第４のポート３６から、媒体はモジュール２６を出て、第２の熱交換器１４に入る。
【００４２】
媒体を戻す際には、媒体は同様にモジュール２６を通過する。媒体は、モジュール２６内に入る。モジュール２６では、媒体はまず第２の弁の第４のポート４４に達する。第２の弁２４の第４のポート４４は、第２の弁２４の第２のポート４０に接続されている。媒体は、従って、第２の弁２４の第２のポート４０に導入され、第２のポート４０から、第２の弁２４の第２のポート４０に接続された内部熱交換器２８に達する。内部熱交換器２８の通過後に、媒体は、熱交換器２８から出て、コンプレッサ１８に達する。このコンプレッサ１８内で、媒体は熱せられて圧縮されている。コンプレッサの出口は、第２の弁の第３のポート４２と接続されている。この接続状態において、第３のポート４２は、第２の弁２４の第１のポート３８と接続されている。媒体は従って、第２の弁２４の第３のポート４２から、第２の弁２４の第３のポート３８へ導入される。第１のポートは、第１の熱交換器１０と接続されているので、媒体はモジュール２６から出て、第１の熱交換器１０に達することができる。
【００４３】
特に、冷却媒体として二酸化炭素により装置を運転する場合に、内部熱交換器２８を設けることが有用である。この内部熱交換器は、性能の向上に役立つ。膨張機構２０内に流入した媒体は、戻された媒体により冷却される。逆に、コンプレッサ１８内に流入した戻された媒体は、往流の媒体により熱せられる。
【００４４】
モジュール２６に、４つの外部の圧力接続部が必要なのが図１から明らかである。即ち、第１の熱交換器１０に接続するための第１の弁２２の第１のポート３０と、第１の弁２２を第２の熱交換器１４に接続するための第１の弁２２の第３のポート３６であり、第２の弁２４を第１の熱交換器１０と接続する第２の弁２４の第１のポート３８と、第２の弁２４を第２の熱交換器１４と接続する第２の弁２４の第４のポート４４である。これにより、公知技術に説明した図６の実施態様と比較して、著しく導管の長さが節約される。同様に、取付費用も削減される。
【００４５】
コンプレッサ１８をモジュール２６に組み込まないことも考えられる。この配置では、モジュール２６は、２つの別の圧力接続部を備えなければならないが、これは、液圧の回路費用の著しい削減につながる。さらに、構成要素を全部かあるいは部分的に１つのブロックに組み込むことも可能である。これにより、モジュールのコンパクトな構成が達成される。従って、簡単な形式で、シール性の高いモジュールが実現される。
【００４６】
図２には、図１の装置の別の接続状態を示している。図２の装置は、暖房運転中である。図１の冷房運転から図２の暖房運転への切換は、第１の弁２２と第２の弁２４の切換によりおこなわれる。第１の弁２２の場合、第１のポート３０と第２のポート３２が接続されている。第１の弁２２の第３のポート３４は、第１の弁２２の第４のポート３６に接続されている。第２の弁２４の場合、第１のポート３８は第２のポート４０に接続されている。第３のポート４２は、第４のポート４４と接続されている。冷たい媒体が、第１の熱交換器１０に流入すると、この冷たい媒体は、熱タンク１２からの熱を吸収するので、周囲空気６２は冷却される。この場合、凝縮物若しくは氷６８が生じる。第１の熱交換器１０から第１の媒体が出ると、媒体は、熱せられた状態で、モジュール２６内に入る。モジュール２６において、媒体は、第２の弁２４の第１のポート３８に達する。第１のポート３８は、内部熱交換器２８と接続している第２のポート４０に接続されている。従って、媒体は、内部熱交換器２８に導入される。媒体が、内部熱交換器２８を通過後に、媒体はコンプレッサ１８内に入り、第２の弁２４の第３のポート４２に達する。第２の弁２４のこの第３のポート４２は、第２の熱交換器１４と接続されている第２の弁２４の第４のポート４４と接続されている。従って、媒体はコンプレッサ１８から、熱せられた状態で、第２の熱交換器１４に入る。この第２の熱交換器１４内で、周囲空気または循環空気が熱せられるので、熱せられた空気２４は、暖房されることになる室１６内へ排出される。この場合、媒体は冷却される。冷却された媒体は、モジュール２６に戻される。モジュール２６において、媒体は先ず第１の弁２２の第４のポート３６に達する。第１の弁２２の第４のポート３６は、第１の弁２２の第３のポート３４に接続されている。この第４のポート３４は、内部熱交換器２８に接続されている。従って、媒体は第２の熱交換器１４から内部熱交換器２８に達する。内部熱交換器２８を媒体が通過後に、媒体は膨張機構２０内に入る。膨張機構２０において、媒体は膨張しかつ冷却される。膨張機構２０から出ると、媒体は、第１の弁２２の第２のポート３２に達する。第２のポート３２は、第１の熱交換器１０と接続している第１の弁２２の第１のポート３０に接続されている。従って、媒体は、膨張機構２０から冷却された状態で、第１の弁２２の第２のポート３２と第１のポート３０とを介して、第１の熱交換器１０に達する。循環回路の媒体の循環は終了する。
【００４７】
再び、暖房運転において、内部熱交換器２８は、特に、媒体として二酸化炭素を使用する運転において特に有利である能力向上に役立つ。媒体は、コンプレッサに入る前に内部熱交換器２８で熱せられる。この媒体を熱すことは、第２の熱交換器１４からの戻し媒体による相互作用により生じる。それに対して、戻し媒体は、膨張機構２０内の膨張前に、往流媒体との相互作用により冷却される。
【００４８】
図１と図２に示す切換状態間の切換は、同時に切り換えられる構成要素にとって共通の駆動装置が使用できるように合理的形式でおこなわれる。これは、モジュール２６の接続費用及び重量をひいては装置全体のコストを下げる。弁の制御にとって、圧力差によりコンプレッサに給電される液圧駆動装置を使用することが特に有利である。このような液圧の制御のために、単数または複数の非常に小さな電磁弁を使用することができる。同様に、図１及び図２に示す装置は、高圧及び低圧用の圧力センサをモジュール２６内に組み込むように構成することができる。
【００４９】
図３は、本発明の装置のさらに別の略示図である。図３は、図２の図示に相当する。図２に加えて、モジュール２６内にアキュムレータ４６が組み込まれている。アキュムレータ４６は、図示の暖房運転において内部熱交換器２８の入力側に配置されていて、第１の弁２４の第２のポート４０に接続されている。アキュムレータ４６は、冷却媒体の備蓄にも、モジュール２６内に入る液体及びガスの分離にも役立つ。有利な構成では、モジュール２６のすべてまたはいくつかの構成要素が、アキュムレータとして役立つ圧力容器に組み込まれている。これにより構造スペースが節約されるだけでなく、特に構成要素の外部に対するシールが、圧力容器により引き受けられる。これは、モジュール２６の漏洩の少ない製作に著しく寄与する。
【００５０】
図４は、本発明の装置のさらに別の略示図である。この装置は、図３の構成要素に加えて、熱ガスーバイバスー弁５０を有している。この弁５０は、入力側を、第２の熱交換器１４の出力側に接続している。この弁５０も、モジュール２６内に組み込むことができる。装置は、加熱ガスー除氷―運転のための接続状態で示されている。弁５０を介する熱交換器１４の短絡により、流体の大部分は、膨張機構２０から直接、弁２４に達する。これにより、熱交換器１４内で、熱はほぼ交換されなくなる。この熱交換器の空気側にある氷が、これにより分離されるか若しくは溶ける。
【００５１】
本発明の実施例の上記説明は、図示の実施例の理解のためにだけに役立ち、本発明を制限するものではない。発明の範囲内には、本発明の範囲並びに同等の装置を逸脱しない種々の変化や変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の第１実施例の略示図である。
【図２】
本発明の第１実施例の、変化した運転モードにおける略示図である。
【図３】
本発明の第３実施例の略示図である。
【図４】
本発明の第４実施例の略示図である。
【図５】
従来技術の第１実施例の略示図である。
【図６】
従来技術の第２実施例の略示図である。
【符号の説明】
１０  第１の熱交換器、  １２  熱タンク、  １４  第２の熱交換器、  １６  室、  １８  コンプレッサ、  ２０  膨張機構、  ２２  第１の弁、  ２４  第２の弁、  ２６  モジュール、  ２８  内部熱交換器、  ３０  第１のポート、  ３２  第２のポート、  ３４  第３のポート、  ３６  第４のポート、  ３８  第１のポート、  ４０  第２のポート、  ４２  第３のポート、  ４４  第４のポート、  ４６  アキュムレータ、  ５０  熱ガスーバイパスー弁、  ６２  周囲空気、  ６８  凝縮物若しくは氷、  ７４  空気流、  １１０  第１の熱交換器、  １１４  第２の熱交換器、  １２０  膨張機構、  １２８  内部熱交換器、  １６０  回路、  １６２  周囲空気、  １６４  凝縮物、  １６８  凝縮物若しくは氷、  １７０  第１の弁、  １７２  第２の弁、  １７４  有効熱、  １７６  第３の弁、  １７８  第４の弁
【図５】
2004516191.tif 000003
【図６】
2004516191.tif 000004
【国際公開パンフレット】
2004516191.tif 000005
2004516191.tif 000006
2004516191.tif 000007
2004516191.tif 000008
2004516191.tif 000009
2004516191.tif 000010
2004516191.tif 000011
2004516191.tif 000012
2004516191.tif 000013
2004516191.tif 000014
2004516191.tif 000015
2004516191.tif 000016
2004516191.tif 000017
2004516191.tif 000018
2004516191.tif 000019
2004516191.tif 000020
2004516191.tif 000021
2004516191.tif 000022
2004516191.tif 000023
2004516191.tif 000024
2004516191.tif 000025
2004516191.tif 000026
2004516191.tif 000027
2004516191.tif 000028
2004516191.tif 000029
2004516191.tif 000030
2004516191.tif 000031
2004516191.tif 000032
2004516191.tif 000033
2004516191.tif 000034
2004516191.tif 000035
2004516191.tif 000036
2004516191.tif 000037
2004516191.tif 000038
2004516191.tif 000039
2004516191.tif 000040
2004516191.tif 000041
2004516191.tif 000042
【国際調査報告】
2004516191.tif 000043
2004516191.tif 000044
2004516191.tif 000045
2004516191.tif 000046
2004516191.tif 000047
2004516191.tif 000048